Герметичная аккумуляторная батарея прямоугольной формы и батарейный модуль, содержащий такую батарею

Герметичная аккумуляторная батарея прямоугольной формы и батарейный модуль, содержащий такую батарею

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к герметичной аккумуляторной батарее прямоугольной формы, обладающей сопротивлением внутреннему давлению батареи, несмотря на используемую в ней упрощенную конструкцию, а также к батарейному модулю, содержащему ряд герметичных аккумуляторных батарей прямоугольной формы.

Уровень техники

В течение длительного времени цилиндрическая форма была широко принята в качестве формы герметичной аккумуляторной батареи. Цилиндрическая аккумуляторная батарея не только позволяет использовать упрощенную конструкцию, в которой положительные и отрицательные пластинчатые электроды свернуты в цилиндр вместе с находящимся между ними разделителем, для образования электродного пакета, но и обладает таким преимуществом, как превосходное сопротивление внутреннему давлению батареи.

Однако в последние годы, когда большое внимание стало уделяться проблемам окружающей среды, был разработан новый тип транспортных средств, таких, например, как автомобили и железнодорожные электрические вагоны со встроенной батареей перезаряжаемых аккумуляторов. Когда батарея аккумуляторов устанавливается на транспортном средстве, электроэнергия, рекуперируемая при торможении, может сохраняться в установленной батарее для того, чтобы использовать рекуперированную электроэнергию в качестве источника энергии транспортного средства, тем самым способствуя повышению коэффициента использования энергии.

Конкретно, такая аккумуляторная батарея для транспортных средств необходима, чтобы получить высокое напряжение и высокую энергетическую емкость по сравнению с теми, которыми обладают традиционные аккумуляторные батареи, применяемые в портативных электрических машинах и оборудовании, и поэтому должна использоваться в форме крупногабаритной аккумуляторной батареи. Однако поскольку в случае использования крупногабаритной батареи, исходя из работоспособности и производительности аккумуляторной батареи, обычно считается целесообразным использовать батарею, конструкция которой представляет собой электродный пакет, составленный из положительных и отрицательных пластинчатых электродов, поочередно укладываемых друг на друга, а не группу электродов свернутого типа, применяемых, как правило, в цилиндрической батарее, и поскольку существует серьезная необходимость в эффективном использовании пространства для установки батареи, аккумуляторная батарея прямоугольной конфигурации более предпочтительна, чем цилиндрическая батарея (патентный документ 1, указанный ниже).

Вместе с тем электродная группа с пакетированной (многослойной) структурой обычно обладает тенденцией к вспучиванию в направлении, соответствующем направлению пакетирования, и вследствие разбухания электродов аккумуляторная батарея увеличивается в объеме. Кроме того, в случаях, когда необходимо изготовить крупногабаритную аккумуляторную батарею прямоугольной формы, такая батарея бывает подвержена разбуханию под действием увеличения внутреннего давления батареи из-за большого размера площади поверхности плоской части, которая воспринимает давление внутри аккумуляторной батареи. Для устранения этих проблем обычно необходимо увеличивать толщину стенки элемента, вмещающего электродную группу, но в этом случае возрастают объем и вес аккумуляторной батареи. В общем случае, когда необходимо установить аккумуляторную батарею для использования при вождении транспортного средства, она часто устанавливается в качестве компонента, дополняющего традиционный механизм, при этом место для установки батареи ограничено. Кроме того, с точки зрения коэффициента использования энергии при вождении транспортного средства желательно, чтобы установленная таким способом батарея весила как можно меньше.

Также, когда ряд аккумуляторных батарей прямоугольной формы необходимо установить одну на другую, чтобы использовать их как аккумуляторный модуль, существует необходимость закрепить и зафиксировать блок, составленный из пакетированных гальванических элементов, в направлении, соответствующем направлению пакетирования, чтобы устранить вспучивание блока пакетированных гальванических элементов, в котором единичные элементы собраны в пакет, в направлении, соответствующем направлению формирования таких слоев. Рассматривая место для установки батарейного модуля в упомянутом выше транспортном средстве и коэффициент использования энергии при вождении транспортного средства, необходимо как можно в большей степени сократить количество деталей, используемых для крепления и фиксации корпуса пакетированных гальванических элементов, а собранный батарейный модуль должен иметь компактные размеры и небольшой вес.

[Патентный документ 1] Выложенная японская патентная публикация №2001-110381

Раскрытие изобретения

С учетом изложенного выше, настоящее изобретение разработано с целью устранения в существенной степени обсуждавшихся выше проблем и недостатков и предлагает герметичную аккумуляторную батарею прямоугольной формы, которая обладает превосходными свойствами в отношении не только коэффициента заполнения объема, но и сопротивления давлению при упрощенной конструкции, а также небольшим весом. Другой важной целью настоящего изобретения является предложение батарейного модуля, состоящего из ряда пакетированных герметичных аккумуляторных батарей прямоугольной формы указанного выше типа, который можно собрать, обеспечив компактные размеры и небольшой вес, причем ряд герметичных батарей прямоугольной формы закрепляется в направлении, соответствующем направлению пакетирования, чтобы за счет этого устранить нежелательное вспучивание блока пакетированных гальванических элементов.

Для достижения указанных целей герметичная аккумуляторная батарея прямоугольной формы в соответствии с настоящим изобретением включает электродную группу, состоящую из положительного и отрицательного электродов; и кожух гальванического элемента, вмещающий электродную группу и раствор электролита и выполненный из прямоугольного рамного элемента, а также первого и второго крышечного элементов, при этом первый крышечный элемент включает корпусную часть, покрывающую одно из отверстий рамного элемента, и боковые части, выступающие от корпусной части, по меньшей мере, вдоль одной пары сторон рамного элемента, противоположных друг другу, и второй крышечный элемент включает корпусную часть, покрывающую другое отверстие рамного элемента, и боковые части, выступающие от корпусной части, по меньшей мере, вдоль одной пары сторон рамного элемента, противоположных друг другу.

В соответствии с настоящим изобретением, поскольку силе, возникающей при разбухании вследствие увеличения внутреннего давления аккумуляторной батареи, могут противодействовать корпусные части и соответствующие растягивающие напряжения краевых частей первого и второго крышечного элементов, которые изогнуты относительно корпусных частей, сопротивление батареи давлению можно увеличить с помощью упрощенной конструкции. Кроме того, поскольку изготовление батареи прямоугольной, а не цилиндрической формы позволяет увеличить коэффициент использования полезного объема, а также уменьшить вес и объем аккумуляторной батареи при уменьшении толщины стенки первого и второго крышечного элементов, это действительно существенно для крупногабаритных батарей, используемых на транспортных средствах, или им подобных.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения электродная группа может представлять собой конструкцию, содержащую положительную электродную пластину, которая образует положительный электрод, и отрицательную электродную пластину, которая образует отрицательный электрод, при этом положительные и отрицательные электродные пластины собраны в поочередной последовательности в виде пакета в заранее заданном направлении через разделитель, проложенный между этими положительными и отрицательными электродными пластинами, а также первый и второй крышечный элементы, включающие пару боковых частей, противоположных друг другу в направлении пакетирования электродной группы. Альтернативно, электродная группа в этом случае может представлять собой пакетную конструкцию, в которой положительную электродную пластину, образующую положительный электрод, и отрицательную электродную пластину, образующую отрицательный электрод, собирают в поочередной последовательности в виде пакета так, чтобы они были обращены друг к другу через гофрированный разделитель или разделитель с карманами.

В случае изготовления крупногабаритной аккумуляторной батареи особенно предпочтительно с точки зрения проницаемости и производительности электролита использовать электродную группу, имеющую пакетную конструкцию, а не традиционную электродную группу свернутого типа, однако в случае электродной группы пакетной конструкции эта группа имеет тенденцию к вспучиванию или увеличению объема в направлении пакетирования. Соответственно, когда конструкция первого и второго крышечного элементов, используемых при практическом осуществлении настоящего изобретения, применяется к электродной группе с гофрированной конструкцией, можно устранить разбухание аккумуляторной батареи и сохранить преимущества, обеспечиваемые электродной группой с гофрированной конструкцией.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения первый крышечный элемент может включать корпусную часть, покрывающую одно из отверстий рамного элемента, и четыре боковые части, образованные изгибанием краевых частей, составляющих одно целое с корпусной частью, для прохождения вдоль соответствующих четырех сторон прямоугольного рамного элемента, и второй крышечный элемент также может включать корпусную часть, покрывающую одно из отверстий рамного элемента, и четыре боковые части, образованные изгибанием краевых частей, составляющих одно целое с корпусной частью, для прохождения вдоль соответствующих четырех сторон прямоугольного рамного элемента. Наличие четырех боковых частей рамного элемента, соответствующих четырем сторонам последнего, эффективно обеспечивает уверенное устранение вспучивания аккумуляторной батареи.

В герметичных прямоугольных батареях описанной выше конструкции рамный элемент может быть выполнен, например, из изоляционного материала, а первый крышечный элемент может служить клеммой со стороны положительного электрода, соединенной с положительным электродом, тогда как второй крышечный элемент может служить клеммой со стороны отрицательного электрода, соединенной с отрицательным электродом. Когда первый и второй крышечный элементы одновременно используются в качестве клемм со стороны положительного и отрицательного электродов соответственно, нет необходимости использовать какой-либо дополнительный клеммный элемент. Кроме того, поскольку формирование пакета аккумуляторных батарей может потребовать последовательного соединения этих батарей, в случае, когда в батарейном модуле используется ряд аккумуляторных батарей прямоугольной формы, конструкцию такого батарейного модуля можно упростить, чтобы облегчить процесс сборки.

При этом в конструкции герметичной прямоугольной батареи в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения первый и второй крышечный элементы могут быть изготовлены из никелированной стали. Нанесение никелевого покрытия на стальной материал позволяет не только уменьшить сопротивление контакта между единичными гальваническими элементами, но и повысить коррозионную стойкость.

В герметичной прямоугольной аккумуляторной батарее в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения предпочтительно использовать клемму для контроля напряжения батареи. Когда несколько единичных гальванических элементов объединяются, чтобы обеспечить возможность их использования в качестве батарейного модуля, можно контролировать статус заряда каждого из гальванических элементов и, таким образом, легко осуществить поиск и устранение неисправностей в случае возникновения неисправности в одном или нескольких единичных элементах, а также обнаружение изменений работоспособности этих гальванических элементов.

В настоящем изобретении также предлагается батарейный модуль, который включает блок пакетированных гальванических элементов по существу прямоугольной конфигурации, образованный пакетированием ряда единичных гальванических элементов, каждый из которых выполнен в виде герметичной аккумуляторной батареи прямоугольной формы, описанной выше, при этом единичные элементы собраны в виде пакета в направлении, в котором первый крышечный элемент одного из соседних единичных гальванических элементов и второй крышечный элемент другого из соседних единичных гальванических элементов обращены навстречу друг другу; пару боковых усиливающих элементов, проходящих с противоположных сторон блока пакетированных гальванических элементов в направлении пакетирования; сжимающие элементы пластинчатой формы, прикрепленные соответственно к переднему концу и заднему концу пары боковых усиливающих элементов в направлении пакетирования блока пакетированных гальванических элементов таким образом, чтобы закрыть переднюю и заднюю части блока пакетированных гальванических элементов; и зажимные элементы, поддерживаемые передним и задним сжимающими элементами для скрепления блока пакетированных гальванических элементов с передней и задней стороны соответственно в направлении пакетирования блока пакетированных гальванических элементов.

Благодаря описанной выше конструкции давление блока пакетированных гальванических элементов в направлении пакетирования можно ограничить с помощью бокового усиливающего элемента, расположенного на каждой из боковых сторон блока пакетированных гальванических элементов, например боковой пластины, закрывающей каждую из боковых сторон блока пакетированных гальванических элементов. Иными словами, помимо элемента для защиты каждой из боковых сторон блока пакетированных гальванических элементов, нет необходимости использовать какой-либо зажимной элемент для крепления блока пакетированных гальванических элементов в направлении пакетирования и, таким образом, размер и вес батарейного модуля можно успешно снизить.

Каждый из боковых усиливающих элементов может иметь форму листообразной боковой пластины, закрывающей соответствующую боковую сторону блока пакетированных гальванических элементов, при этом у боковой пластины имеются противоположные краевые части, направленные навстречу в вертикальном направлении, которое перпендикулярно направлению пакетирования, причем краевые части изогнуты в направлении боковой стороны блока пакетированных гальванических элементов. Если боковой усиливающий элемент имеет описанную выше конструкцию, механическую прочность боковой пластины можно увеличить за счет верхней и нижней краевых частей, изогнутых, как описано выше, и, таким образом, не добавляя какой-либо усиливающий элемент, можно не только собрать пакетом ряд батарейных модулей, расположив их друг над другом, например, на транспортном средстве, но и облегчить такую установку. Кроме того, благодаря использованию боковых пластин, можно успешно устранить разбухание блока пакетированных гальванических элементов в соответствующих поперечных направлениях.

Каждый из зажимных элементов, используемых в батарейном модуле настоящего изобретения, может представлять собой винтовой элемент, способный при помощи резьбового соединения крепиться в отверстии под винт, предусмотренном в каждом из сжимающих элементов. В этом случае давление, приложенное к блоку пакетированных гальванических элементов в направлении пакетирования, регулируется в зависимости от степени закручивания винтового элемента. Такая конструкция позволяет упростить сборку батарейного модуля. Кроме того, поскольку после сборки батарейного модуля существует возможность легко и точно выполнить регулировку давления в направлении пакетирования, которое заметно влияет на работоспособность батарейного модуля, посредством затягивания винтовых элементов, обеспечивается прецизионный контроль качества.

Вместе с тем батарейный модуль может также дополнительно включать первый коллекторный элемент, приводимый зажимным элементом в контакт с первым крышечным элементом, который образует оконечную часть блока пакетированных гальванических элементов, и второй коллекторный элемент, приводимый зажимным элементом в контакт со вторым крышечным элементом, который образует противоположную оконечную часть блока пакетированных гальванических элементов. Наличие первого и второго коллекторного элементов в батарейном модуле позволяет одновременно обеспечить механическую защиту блока пакетированных гальванических элементов и снижение внутреннего сопротивления. Конкретно, можно увеличить площадь поверхности контакта между единичными гальваническими элементами и первой и второй пластинами коллектора для уменьшения сопротивления контакта и тем самым значительного уменьшения сопротивления батарейного модуля.

Батарейный модуль может дополнительно включать кожух из изоляционного материала, закрывающий батарейный модуль, включая блок пакетированных гальванических элементов и присоединенные к нему электропроводящие компоненты. Такое решение позволяет обеспечить электрическую защиту модуля с помощью упрощенной конструкции.

Если для батарейного модуля используется кожух, изготовленный из электроизоляционного материала, как описано выше, такой кожух может предпочтительно быть присоединен к модулю с помощью первого элемента для присоединения кожуха, представляющего собой металлический винтовой элемент и проходящего через сжимающий элемент для крепления блока пакетированных гальванических элементов, и второго элемента для присоединения кожуха, представляющего собой винтовой элемент, изготовленный из изоляционного материала, который с помощью резьбового соединения крепится к первому элементу для присоединения кожуха, проходя через кожух. При такой конфигурации использование сжимающих элементов для приложения давления к блоку пакетированных гальванических элементов в направлении пакетирования и к первому элементу для присоединения кожуха позволяет присоединить кожух к модулю и, таким образом, количество дополнительных элементов, необходимых для присоединения кожуха, можно успешно минимизировать при одновременном уменьшении размера и веса батарейного модуля.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения батарейный модуль может дополнительно включать механизм регулирования давления для сброса в атмосферу газа, образовавшегося внутри блока пакетированных гальванических элементов, в случае возрастания внутреннего давления блока пакетированных гальванических элементов до заданного значения. Использование механизма регулирования давления позволяет дополнительно увеличить сопротивление давлению аккумуляторной батареи.

Краткое описание чертежей

В любом случае, настоящее изобретение будет легче понять из следующего описания вариантов его осуществления вместе с сопровождающими графическими материалами. Вместе с тем варианты осуществления и графические материалы даны только в целях иллюстрации и объяснения и не ограничивают каким-либо образом объем настоящего изобретения, который ограничивается только прилагаемой формулой изобретения. На прилагаемых фигурах одинаковые номера позиций используются для обозначения одинаковых деталей на нескольких видах.

На Фиг.1 показан вид сбоку с частичным местным разрезом батарейного модуля в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан вид в поперечном разрезе герметичной аккумуляторной батареи прямоугольной формы, используемой для формирования батарейного модуля, представленного на Фиг.1.

На Фиг.3 показан перспективный вид с изображением крышечных элементов и рамного элемента, которые используются в герметичной аккумуляторной батарее прямоугольной формы, представленной на Фиг.2.

На Фиг.4А представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример пакетной конструкции электродной группы, показанной на Фиг.2, в которой используется гофрированный разделитель.

На Фиг.4В представлено схематическое изображение, иллюстрирующее другой пример пакетной конструкции электродной группы, в которой используется разделитель с карманами.

На Фиг.4С представлено схематическое изображение, иллюстрирующее другой пример пакетной конструкции электродной группы, в которой используется сочетание гофрированного разделителя и разделителя с карманами.

На Фиг.5А представлено схематическое изображение батарейного модуля, состоящего из герметичных аккумуляторных батарей прямоугольной формы, каждая из которых снабжена клеммой контроля напряжения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.5В схематически показан вид в разрезе конструкции каждой из клемм контроля напряжения в каждой из герметичных аккумуляторных батарей прямоугольной формы, представленных на Фиг.5А.

На Фиг.6 схематически показан вид в разрезе аккумуляторной батареи прямоугольной формы Фиг.2, иллюстрирующий способ, с помощью которого в герметичной аккумуляторной батарее прямоугольной формы возникает сила.

На Фиг.7 показан перспективный вид внутренней части кожуха, используемого для формирования батарейного модуля, представленного на Фиг.1.

На Фиг.8 показана диаграмма, иллюстрирующая корреляцию между силой зажима и деформацией, возникающей в боковой пластине модуля, представленного на Фиг.7.

На Фиг.9 показан фрагмент вида в поперечном разрезе вдоль линии IX-IX на Фиг.7.

На Фиг.10А представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример одного из зажимных элементов, используемых для формирования батарейного модуля в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.10В представлено схематическое изображение, иллюстрирующее другой пример зажимного элемента, используемого для формирования батарейного модуля в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.11 показан вид в поперечном разрезе вдоль линии XI-XI на Фиг.9.

На Фиг.12 схематически показан вид сверху иллюстрирующий механизм регулирования давления, применяемый в батарейном модуле в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.13 показан перспективный вид, иллюстрирующий охлаждающую конструкцию батарейного модуля в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Ниже варианты осуществления настоящего изобретения будут более подробно описаны с конкретными ссылками на прилагаемые рисунки, однако эти варианты осуществления не следует рассматривать как ограничивающие объем настоящего изобретения.

На Фиг.1 показан вид сбоку с частичным местным разрезом, схематически представляющий конструкцию батарейного модуля В в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Показанный на фигуре батарейный модуль В относится к типу, который монтируется, например, на железнодорожном вагоне и содержит блок пакетированных гальванических элементов 1, состоящий из основных компонентов, включая ряд (например, 30 в показанном примере) единичных гальванических элементов С в виде герметичных аккумуляторных батарей прямоугольной формы, пакетированных в направлении, соответствующем направлению толщины каждого отдельного гальванического элемента С, боковых пластин 3, сжимающих пластин 5 и зажимных болтов 7, используемых для крепления и фиксации блока пакетированных гальванических элементов 1 в направлении, соответствующем направлению Х пакетирования. Эти основные компоненты заключены в кожух 9, изготовленный из электроизоляционного материала. Батарейный модуль В будет подробнее описан ниже.

Далее, на Фиг.2, показан вид в поперечном разрезе одного из единичных гальванических элементов С, представленных и описанных со ссылкой на Фиг.1. Как здесь показано, единичный гальванический элемент С включает электродную группу 15, содержащую разделитель 11, ряд положительных пластинчатых электродов 12, образующих положительный электрод, и ряд отрицательных пластинчатых электродов 13, образующих отрицательный электрод. Единичный гальванический элемент С включает также прямоугольный рамный элемент 17, первый крышечный элемент 19 и второй крышечный элемент 20, которые определяют границы пространства, вмещающего электродную группу 15 и некоторое количество раствора электролита. Конкретнее, рамный элемент 17 и первый и второй крышечные элементы 19 и 21 во взаимодействии друг с другом образуют кожух 22 для гальванического элемента, вмещающий электродную группу 15 и раствор электролита. Следует отметить, что единичный гальванический элемент С в показанном на рисунке варианте осуществления представляет собой многократно перезаряжаемую никель-металлогидридную аккумуляторную батарею, содержащую активный материал главного положительного электрода в виде гидроксида никеля, активный материал главного отрицательного электрода в виде сплава, абсорбирующего водород и электролит в виде водно-щелочного раствора.

Как лучше всего показано на Фиг.3, первый крышечный элемент 19 включает по существу плоскую корпусную часть 19а, закрывающую одно отверстие 17а из противоположных отверстий рамного элемента 17 и имеющую четыре краевых части в виде четырех боковых частей 19b, сформированных как одно целое с соответствующими четырьмя сторонами плоской корпусной части 19а, например, путем изгибания краевых частей так, чтобы они выступали вперед вдоль соответствующих четырех сторон 17b рамного элемента 17 и закрывали часть наружной периферийной поверхности рамного элемента 17. Второй крышечный элемент 21 представляет собой конструкцию, по существу идентичную конструкции первого крышечного элемента 19, имеющую по существу плоскую корпусную часть 21а и боковые части 21b, закрывая другое отверстие 17 из противоположных отверстий рамного элемента 17.

Следует отметить, что хотя в показанном на рисунке варианте осуществления боковые стороны 19b или 21b, используемые соответственно в первом и втором крышечных элементах 19 и 21 и прилегающие друг к другу, не соединены вместе, их можно соединить с помощью сварки или подобного процесса. Кроме того, каждую из боковых частей 19b или 21b вместо изгибания можно образовать путем приваривания соответствующих фланцев, отдельных от корпусной части 19а или 21а, к четырем боковым сторонам корпусной части 19а или 21а.

Как показано на Фиг.2, электродная группа 15, упомянутая выше, представляет собой пакетную конструкцию, в которой положительные пластинчатые электроды 12 и отрицательные пластинчатые электроды 13 собраны в пакет в поочередной последовательности в заранее заданном направлении через разделитель 11. Конкретно, в электродной группе 15 может использоваться гофрированная конструкция, в которой положительные пластинчатые электроды 12 и отрицательные пластинчатые электроды 13 собраны в пакет в поочередной последовательности, расположены напротив друг друга и изолированы гофрированным или гребенчатым разделителем 11А, имеющим ряд гофров, как показано на Фиг.4А. Следует отметить, что в показанном на рисунке варианте осуществления электродная группа 15 имеет пакетную конструкцию, наращиваемую в направлении Y и находящуюся между боковыми частями 17b и 17b прямоугольного рамного элемента 17, которые расположены слева и справа напротив друг друга, как показано на Фиг.3, и соединяются с другими боковыми частями 17b и 17b прямоугольного рамного элемента 17.

В электродной группе 15 может применяться другой тип пакетной конструкции, отличный от гофрированной. Например, как показано на Фиг.4В, разделитель 11 может включать ряд отдельных разделителей 11 В, каждый из которых имеет карман, через которые положительные и отрицательные пластинчатые электроды 12 и 13 собраны в пакет в поочередной последовательности и расположены напротив друг друга. Альтернативно, как показано на Фиг.4С, положительные пластинчатые электроды 12 и отрицательные пластинчатые электроды 13, помещаемые в соответствующие отдельные разделители 11В, могут быть собраны в пакет в поочередной последовательности, чтобы располагаться напротив друг друга через гофрированный разделитель 11А.

Следует отметить, что хотя в изложении варианта осуществления, приведенном выше, было показано и описано, что каждый из двух крышечных элементов 19 и 21 имеет четыре боковые стороны 19b или 21b, по одной на каждую из четырех боковых сторон 17b рамного элемента 17, его можно сконструировать и выполнить таким образом, чтобы у него была только одна пара боковых частей 19b или 21b, расположенных напротив друг друга, в сочетании только с одной парой боковых частей 17b, 17b рамного элемента 17, которые находятся напротив друг друга. В этом случае предпочтительно, чтобы пара боковых частей 19b или 21b была расположена напротив друг друга в направлении Y пакетирования электродной группы 15. Альтернативно, один из крышечных элементов 19 и 21, например первый крышечный элемент 19, может иметь боковые части 19b, расположенные напротив друг друга в направлении Y пакетирования электродной группы 15, тогда как другой из крышечных элементов, то есть второй крышечный элемент 21, может иметь боковые части 21b, расположенные напротив друг друга в направлении, перпендикулярном направлению Y пакетирования электродной группы 15.

В варианте осуществления, описанном выше, первый и второй крышечные элементы 19 и 21 выполнены из никелированной листовой стали и электрически связаны с положительным и отрицательным электродом соответственно. Иными словами, первый и второй крышечные элементы 19 и 21 одновременно служат в качестве клеммы со стороны положительного электрода и клеммы со стороны отрицательного электрода каждого из единичных гальванических элементов соответственно. Однако следует отметить, что материал для первого и второго крышечного элементов 19 и 21 не всегда ограничивается упомянутой выше никелированной листовой сталью, и может представлять собой любой подходящий материал, выбранный с учетом его электрохимических свойств, механической прочности и коррозионной стойкости, которые требуются для единичного гальванического элемента в батарейном модуле. Кроме того, первый и второй крышечный элементы 19 и 21 могут быть выполнены из соответствующих материалов, разнородных или отличных друг от друга. Что касается рамного элемента 17, он изготовлен из электроизоляционного материала, поскольку первый и второй крышечный элементы 19 и 21 должны быть электрически изолированы друг от друга. В качестве электроизоляционного материала для рамного элемента 17 при практической реализации обсуждаемого варианта применяется модифицированный полифенилоксид (ПФО), однако для рамного элемента 17 можно выбрать любой подходящий материал с учетом его механической прочности, теплового сопротивления и сопротивления используемому раствору электролита.

Единичный гальванический элемент С в соответствии с обсуждаемым вариантом осуществления, как лучше всего показано на Фиг.3, снабжен газоотводным отверстием 23, предусмотренным в одной из четырех боковых частей 17b рамного элемента 17, которое ориентировано вверх, то есть в верхней боковой части 17b, для сброса в атмосферу внутренних газов, образовавшихся внутри единичного гальванического элемента С. Газоотводное отверстие 23 представляет собой конструкцию с разветвленными на два направления каналами для сброса газа 23а, предусмотренную таким образом, чтобы она располагалась по существу параллельно верхней боковой части 17b, где предусмотрено газоотводное отверстие 23, и была направлена к промежуточной части рамного элемента 17, формируя тем самым механизм регулирования давления 70 батарейного модуля В, как будет подробно описано ниже.

Кроме того, каждый единичный гальванический элемент С предпочтительно снабжен клеммой контроля напряжения, обеспечивающей возможность контроля напряжения каждого из единичных гальванических элементов С. Хотя клемма контроля напряжения может применяться в составе пары, по одной с каждой из сторон положительного и отрицательного электрода, единая клемма контроля напряжения предпочтительно совместно используется для соответствующих сторон положительного и отрицательного электрода соседних единичных гальванических элементов С батарейного модуля В, как показано на Фиг.5А. В качестве клеммы контроля напряжения может использоваться клемма-проушина 25, соединенная с одним из концов вывода линии 24, как показано, например, на Фиг.5В. (Следует отметить, что в качестве примера на Фиг.5В показана только клемма контроля напряжения со стороны первого крышечного элемента 19). Клемма-проушина 25 крепится к единичному гальваническому элементу С с помощью соединительного болта клеммы 27, который плотно завинчивается в отверстие под соединительный болт клеммы 29, предусмотренное в верхней боковой стороне 17b рамного элемента 17, пройдя сначала через проушину 25, а затем через овальное в общем случае отверстие под заданную посадку 28, предусмотренное в верхней боковой стороне 19b первого крышечного элемента 19. При этом клемма-проушина 25 присоединяется к единичному гальваническому элементу С в состоянии, обеспечивающем электрическое соединение с первым крышечным элементом 19, который служит в качестве клеммы со стороны положительного электрода.

Единичный гальванический элемент С, образующий герметичную аккумуляторную батарею прямоугольной формы в соответствии с данным вариантом осуществления, обладает следующими полезными эффектами и преимуществами. Конкретно, как схематически показано на разрезе на Фиг.6, когда давление внутреннего газа, образовавшегося в единичном гальваническом элементе С, возрастает, возросшее давление Pi прикладывается не только к соответствующим плоским корпусным частям 19а и 21а первого и второго крышечных элементов 19 и 21, воздействуя на них в направлении, перпендикулярном любой из плоских корпусных частей 19а и 21а, но также и к соответствующим боковым частям 19b и 21b первого и второго крышечных элементов 19 и 21, воздействуя на них во внешнем направлении по отношению к рамному элементу 17 за счет эффекта прогиба рамного элемента 17, то есть в направлении, параллельном любой из плоских корпусных частей 19а и 21а. Хотя в отсутствие боковых частей 19b и 21b в соответствующих плоских корпусных частях 19а и 21а первого и второго крышечного элементов 19 и 21 плоские корпусные части 19а и 21а будут в значительной степени вспучиваться во внешнем направлении, приводя к разбуханию единичного гальванического элемента С, в описанном выше варианте осуществления силы, приложенные к боковым частям 19b и 21b, выступают в качестве сил растяжения F, воздействующих на плоские корпусные части 19а и 21а соответственно. Следовательно, разбухание или вспучивание единичного гальванического элемента С в поперечном направлении, то есть в направлении Х пакетирования единичных гальванических элементов С, вызванное прогибом плоских корпусных частей 19а и 21а, может быть в существенной степени устранено.

Кроме того, когда электродная группа 15 пакетной конструкции используется так, как в варианте осуществления, описанном выше, электродная группа 15 имеет тенденцию к разбуханию в направлении Y пакетирования вследствие повторяющихся циклов зарядки и разрядки. Поэтому рамный элемент 17 подвергается не только воздействию давления газа Pi, но также и силы Fe со стороны электродной группы 15, действующей в направлении Y пакетирования. Однако поскольку боковые части 19b и 21b применяются в соответствующих позициях, противостоящих направлению Y пакетирования, разбухание единичного гальванического элемента С в направлении пакетирования можно устранить, при