Расширяемый аккумуляторный модуль

Расширяемый аккумуляторный модуль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на заявку, которая относится к изобретению

Данная международная заявка притязает на преимущество раскрытия предварительной заявки на патент Соединенных Штатов с порядковым номером №61/259412, поданной 9 ноября 2009 года, которая включена здесь в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к расширяемым аккумуляторным модулям, имеющим ячейки, а более конкретно - к аккумуляторному модульному блоку для электрических/гибридных транспортных средств, имеющих систему охлаждения или систему нагрева для охлаждения ячеек внутри аккумуляторного блока.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В моторизированных транспортных средствах, таких, например, как гибридные транспортные средства ("HEV"), используются многочисленные приводные установки для обеспечения движущей силы. Чаще всего это относится к бензоэлектрическим гибридным транспортным средствам, которые используют топливо (бензин) для питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и электрическую аккумуляторную батарею для питания электродвигателей. У этих гибридных транспортных средств подзарядка аккумуляторных батарей (аккумуляторов) происходит путем захвата кинетической энергии посредством рекуперативного торможения. При крейсерской скорости или на холостом ходу некоторая часть мощности двигателя внутреннего сгорания подается в генератор (только тогда, когда электродвигатель(и) работает в режиме генератора), который вырабатывает электроэнергию для зарядки аккумуляторных батарей. Это резко отличается от автомобилей с полным электроприводом ("EV"), которые используют аккумуляторные батареи, заряжаемые от внешнего источника, такого как электросеть, или прицеп с аккумуляторной батареей для увеличения дальности поездки. Почти для всех гибридных транспортных средств по-прежнему требуется бензин в качестве единственного источника топлива, хотя дизельное топливо и другие виды топлива, такие как этиловый спирт или растительные масла, также иногда находят применение.

Аккумуляторные батареи и ячейки являются важными устройствами аккумулирования энергии, которые хорошо известны в технике. Аккумуляторные батареи и ячейки обычно содержат электроды и ионпроводящий электролит, расположенный между ними. В целях упрощения термин "ячейки" используется здесь для обозначения одиночных ячеек, сдвоенных ячеек или любой другой основной конструкции аккумуляторной ячейки. Аккумуляторные блоки, которые содержат литий-ионные аккумуляторные батареи, все более популярны среди автомобильных приложений и различных коммерческих электронных устройств, так как они являются перезаряжаемыми и не имеют эффекта памяти. При хранении и эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи при оптимальной рабочей температуре очень важно, чтобы аккумуляторная батарея могла поддерживать заряд в течение длительного периода времени.

Производители EV и HEV имеют различные требования к аккумуляторным блокам, которые они используют в своих транспортных средствах. Среди требований, которые могут отличаться, можно выделить общее напряжение, вырабатываемое аккумуляторным блоком, и общую емкость аккумуляторного блока. Аккумуляторные блоки формируются из отдельных аккумуляторных ячеек, которые используют различные внутренние конфигурации, но которые включают в себя первый электрод, второй электрод и электролит, расположенный между первым и вторым электродами. Обычно ячейки также включают в себя другие компоненты, такие как разделительные слои и токосъемники. Исходя из размера, конфигурации и химического состава первого и второго электродов и химического состава электролита ячейки вырабатывают определенное напряжение и имеют определенную емкость. Ячейки, сконфигурированные подобным образом, имеют подобные напряжения и подобные емкости.

Ячейки и аккумуляторные батареи можно подключать последовательно, параллельно или в обеих комбинациях. Каждая определенная батарея или ячейка имеет напряжение и емкость. Ячейки или аккумуляторные батареи, подключенные последовательно, имеют положительную клемму одной ячейки или аккумуляторной батареи, подключенную к отрицательной клемме другой ячейки или аккумуляторной батареи. Когда ячейки или аккумуляторные батареи, имеющие подобные напряжения и емкости, подключены последовательно, общее напряжение увеличивается (напряжения каждой ячейки или аккумуляторной батареи, по существу, суммируются для определения общего напряжения при последовательном подключении), но при этом сохраняется одна и та же общая емкость. У подключенных параллельно аккумуляторных батарей или ячеек их одинаковые клеммы подключены вместе (положительная клемма подключена к положительной клемме, и отрицательная клемма подключена к отрицательной клемме). Когда ячейки и аккумуляторные батареи, имеющие подобные напряжения и емкости, подключены параллельно, общее напряжение комбинации остается прежним, а общая емкость комбинации больше, чем емкость отдельных ячеек.

Ячейки или аккумуляторные батареи можно также подключать в последовательно-параллельных комбинациях. Используя последовательно-параллельную комбинацию, можно разработать аккумуляторный блок, имеющий требуемое общее напряжение и общую емкость, требуемые для приложения, в котором аккумуляторный блок должен использоваться. Существует бесконечное число способов комбинирования аккумуляторных батарей и ячеек в последовательно-параллельных комбинациях. Однако, так как обычно предпочитают комбинировать только аккумуляторные батареи и ячейки с одинаковыми напряжениями и емкостями, будет описано только два способа комбинирования ячеек или аккумуляторных батарей в последовательно-параллельной комбинации. Ячейки и аккумуляторные батареи можно комбинировать параллельно для формирования параллельных подблоков, имеющих требуемую общую емкость, и затем различные параллельные подблоки можно комбинировать последовательно для того, чтобы получить требуемое общее напряжение. Кроме того, ячейки или аккумуляторные батареи можно комбинировать последовательно для того, чтобы сформировать ряд подблоков, имеющих требуемое общее напряжение, и затем различные последовательные подблоки можно подключать параллельно для получения требуемой общей емкости.

Большинство поставщиков и производителей систем аккумуляторных батарей, собирающих призматические ячейки, в настоящее время выполняют ультразвуковую сварку клемм ячеек отдельных призматических ячеек вместе для того, чтобы создать требуемую электрическую конфигурацию ячеек для изготовления аккумуляторной батареи, имеющей необходимые требования. Количество ячеек, которые необходимо сварить вместе параллельно, ограничено длиной клеммы ячейки. Если количество ячеек, которые необходимо соединить вместе ультразвуковой сваркой, превышает количество ячеек, которые могут иметь свои клеммы, соединенные вместе ультразвуковой сваркой, перемычки для шин питания соединяются ультразвуковой сваркой, прикрепляются или соединяются проволокой вместе для последовательного подключения параллельных ячеек в один модуль или блок. В этих способах изготовления и сборки предшествующего уровня техники стараются не использовать традиционные способы соединения, такие как сварка или пайка, так как эти способы вырабатывают тепло, которое передается в ячейку, что может потенциально повредить электроды и уплотнения призматических ячеек. Эти способы изготовления занимают много времени, являются трудоемкими и неудобными при производстве. Кроме того, при использовании этих известных способов производства трудно поддерживать контроль качества.

Так как на характеристики аккумуляторной батареи или ячейки неблагоприятно влияет разность температур, аккумуляторные блоки часто изготавливаются с терморегулирующими устройствами, которые связаны с ними. Например, аккумуляторные блоки могут включать в себя радиаторы, расположенные между одной или более ячейками или аккумуляторными подблоками аккумуляторного блока. Примеры аккумуляторных блоков, сконструированных с радиаторами, которые расположены между различными ячейками или аккумуляторными подблоками, описаны в патенте Соединенных Штатов №7531270 и заявке на патент Соединенных Штатов №12/103830 и международной заявке №PCT/US2008/013451 и №PCT/US2008/012545. Патент Соединенных Штатов №7531270 и заявка на патент Соединенных Штатов №12/103830 и международная заявка №PCT/US2008/013451 и №PCT/US2008/012545 принадлежат заявителю настоящей заявки. Раскрытия патента Соединенных Штатов №7531270 и заявки на патент Соединенных Штатов №12/103830 и международной заявке № PCT/US2008/013451 и №PCT/US2008/012545 включены в настоящее изобретение в качестве ссылки.

Благодаря характеристикам литий-ионных аккумуляторных батарей, аккумуляторный блок работает в диапазоне температур окружающей среды от -20°C до 60°C. Однако даже при работе в этом диапазоне температур аккумуляторный блок может начать терять свою емкость и способность заряжаться или разряжаться, если температура окружающей среды падает ниже 0°С в зависимости от температуры окружающей среды, емкость или способность заряжаться/разряжаться аккумуляторной батареи в течение срока службы может значительно уменьшиться при отклонении температуры от 0°C. Тем не менее, неизбежным может быть то, что литий-ионная аккумуляторная батарея будет использоваться там, где температура окружающей среды выйдет за пределы диапазона температур.

Как упомянуто выше, значительные отклонения температуры могут происходить от одной ячейки до другой, что ухудшает характеристики аккумуляторного блока. Для того, чтобы продлить срок службы всего аккумуляторного блока, ячейки должны оставаться ниже требуемой пороговой температуры. Поддерживая характеристики блока, разность температур между ячейками в аккумуляторном блоке должна быть минимизирована. Однако, в зависимости от пути отвода тепла в окружающую среду, различные ячейки будут достигать различных температур. Кроме того, по тем же самым причинам различные ячейки достигают различных температур во время процесса зарядки. Соответственно, если одна ячейка находится при повышенной температуре по отношению к другим ячейкам, то ее эффективность заряда или разряда будет другой, и поэтому она может заряжаться или разряжаться быстрее, чем другие ячейки. Это приведет к снижению характеристик и срока службы всего блока.

Предшествующий уровень техники изобилует различными конструкциями аккумуляторных блоков с системами охлаждения, которые включают в себя патент Соединенных Штатов №5071652 Джонса и др., патент Соединенных Штатов №5354630 Ерла и др., патент Соединенных Штатов №6117584 на Хофмана и др., патент Соединенных Штатов №6709783 Огаты и др., патент Соединенных Штатов №6821671 Хинтона и др. и японскую публикацию JP2001-229897.

Поэтому остается возможность улучшения блоков литиевых аккумуляторных батарей предшествующего уровня техники для того, чтобы увеличить диапазон температур окружающей среды, при которых литиевая аккумуляторная батарея работает, и выполнить новый расширяемый аккумуляторный блок с улучшенными характеристиками блока.

К тому же остается возможность поддержания расширяемого аккумуляторного блока при оптимальной рабочей температуре для того, чтобы гарантировать максимально возможный срок службы, номинальную емкость и номинальные скорости заряда и разряда.

Раскрытый расширяемый аккумуляторный модуль представляет собой систему межсоединений аккумуляторных ячеек, которая предназначена для выполнения расширяемых электрических конфигураций в сборке многочисленных электрохимических ячеек внутри аккумуляторного модуля или аккумуляторного блока. Эта электрическая конфигурируемость позволяет собирать множество аккумуляторных ячеек в электрическую последовательную цепь, или электрическую параллельную цепь, или в любые сложные структуры с межсоединениями. Раскрытый аккумуляторный модуль или блок выполнен с возможностью использования в различных электрических конфигурациях, которые включают в себя, но не ограничиваются, перекрытие положительных клемм и отрицательных клемм призматических электрохимических аккумуляторных ячеек. Перемычки для электропроводящих шин питания или перемычки собираются на перекрывающихся клеммах ячеек для создания соответствующей последовательно-параллельной конфигурации. Аккумуляторный модуль имеет множество аккумуляторных ячеек и радиаторных сборок с ячейками, расположенными между ними. Множество стержней проходит через радиаторные сборки для закрепления радиаторных сборок и ячеек вместе друг с другом для формирования аккумуляторного модуля или аккумуляторного блока.

Согласно одному аспекту раскрытия расширяемый аккумуляторный модуль включает в себя множество сконфигурированных подобным образом групп ячеек, множество сборок рамочных радиаторов и множество перемычек. Каждая группа ячеек включает в себя множество блоков ячеек, электрически параллельно подключенных, включающих в себя отрицательную клемму и положительную клемму. Каждое множество сборок рамочных радиаторов расположено между одним блоком ячеек из множества блоков ячеек каждой группы ячеек и соседним блоком ячеек из множества блоков ячеек каждой группы ячеек и включает в себя теплопроводящий участок поверхности. Каждая из множества перемычек электрически соединяет отрицательную клемму одной из множества групп ячеек с положительной клеммой соседней группы ячеек.

Согласно другому аспекту раскрытия расширяемый аккумуляторный модуль включает в себя множество сконфигурированных подобным образом групп ячеек, множество сборок рамочных радиаторов и множество перемычек. Каждая из множества сконфигурированных подобным образом групп ячеек включает в себя множество блоков литий-ионных призматических ячеек, электрически параллельно соединенных. Каждый блок литий-ионных призматических ячеек включает в себя расположенные напротив друг друга поверхности большой площади, имеющие расположенные напротив друг друга первый и второй края с положительной клеммой, проходящей за первый край расположенных напротив друг друга поверхностей большой площади, и отрицательной клеммой, проходящей за второй край расположенных напротив друг друга поверхностей большой площади. Положительная клемма включает в себя положительную соединительную поверхность, которая проходит в сторону от расположенных напротив друг друга поверхностей большой площади, и имеет, по меньшей мере, одно отверстие, выполненное на отдаленном краю соединительной поверхности, и отрицательная клемма включает в себя отрицательную соединительную поверхность, которая проходит в сторону от расположенных напротив друг друга поверхностей большой площади, и имеет, по меньшей мере, одно отверстие, выполненное на отдаленном краю соединительной поверхности. Множество сборок рамочных радиаторов, каждая из которых имеет теплопроводящий участок поверхности, обрамленный рамочным участком, выполненным с возможностью включать в себя элемент захвата перемычки и элемент захвата соединительной поверхности, которые включают в себя, по меньшей мере, одну резьбовую шпильку, выполненную на противоположных сторонах рамочного участка. Каждая из множества сборок рамочных радиаторов расположена между одним блоком ячеек из множества блоков ячеек каждой группы ячеек и соседним блоком ячеек из множества блоков ячеек каждой группы ячеек с отверстием, выполненным на отдаленном краю отрицательной соединительной поверхности одного блока ячеек, и с отверстием, выполненным на отдаленном краю отрицательной соединительной поверхности соседнего блока ячеек, объединяющимися для того, чтобы охватывать участки, по меньшей мере, одной резьбовой шпильки на одной стороне рамочного участка, и с отверстием, выполненным на отдаленном краю положительной соединительной поверхности одного блока ячеек, и с отверстием, выполненным на отдаленном краю положительной соединительной поверхности соседнего блока ячеек, объединяющимися для того, чтобы охватывать участки, по меньшей мере, одной резьбовой шпильки на противоположной стороне рамочного участка. Каждая из множества перемычек выполнена с возможностью включать в себя множество отверстий для размещения шпилек, каждое из которых предназначено для размещения в нем резьбовой шпильки, причем, по меньшей мере, одно из отверстий для размещения шпилек предназначено для размещения резьбовой шпильки с участками, окруженными взаимодействующими отверстиями на отдаленных краях соединительных поверхностей. Каждая из множества перемычек электрически соединяет отрицательную клемму одной из множества групп ячеек с положительной клеммой соседней группы ячеек.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1-18 изображают различные варианты осуществления раскрытого расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 1-12 изображают конфигурацию аккумуляторного модуля с четным параллельным соединением (четное P), и фиг. 13-18 изображают конфигурацию аккумуляторного модуля с нечетным параллельным соединением (нечетное P).

Фиг. 1 изображает общий вид с частично разнесенными элементами конфигурации аккумуляторного модуля с четным параллельным соединением (четное P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий боковые защитные экраны и промежуточный двухрядный зажим в разобранном виде в стороне от модуля аккумуляторной подсборки, при этом фиг.1 может также изображать в качестве иллюстрации этапы способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 2 изображает общий вид с частично разнесенными элементами с ракурса, аналогичного фиг. 1, модуля аккумуляторной подсборки, показывающий гайки с шайбами, стяжные планки под шпильки для положительных клемм ячеек, стяжные планки под шпильки для отрицательных клемм ячеек, гибкую плату сборки на стороне, где отсутствуют клеммы, и перемычки, в разобранном виде co стороны модуля аккумуляторной подсборки, где отсутствуют клеммы, причем фиг.2 может также изображать в качестве иллюстрации этапы, предшествующие этапам, показанным на фиг. 1, способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 3 изображает общий вид с частично разнесенными элементами с ракурса, противоположного фиг. 1 и фиг. 2, модуля аккумуляторной подсборки, показывающий гайки с шайбами, стяжные планки под шпильки для положительных клемм ячеек, стяжные планки под шпильки для отрицательных клемм ячеек, гибкую плату сборки на стороне клемм и перемычки, в разобранном виде в стороне от клемм аккумуляторной подсборки, при этом фиг. 3 может также изображать в качестве иллюстрации этапы, предшествующие этапам, показанным на фиг. 2, способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 4 изображает вид с частично разнесенными элементами аккумуляторной подсборки (фиг. 3), показывающий множество сборок параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, положительную концевую пластину, отрицательную концевую пластину, пористые элементы, стяжные стержни и гайки, при этом фиг.4 может также изображать в качестве иллюстрации этапы, предшествующие этапам, показанным на фиг.3, способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 5 изображает вид с частично разнесенными элементами одной из множества сборок параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами (фиг. 4), показывающий сборку 50 рамочного радиатора, два блока ячеек, первую рамку ячейки и вторую рамку ячейки, при этом фиг. 5 может также изображать в качестве иллюстрации этапы, предшествующие этапам, показанным на фиг. 4, способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля, которые повторяются столько раз, сколько это необходимо для формирования требуемого числа сборок параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, которые будут использоваться в расширяемом аккумуляторном модуле;

Фиг. 6 изображает общий вид собранной сборки параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами (фиг. 5);

Фиг. 7 изображает вид участка собранной сборки параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, показанной в круге 7 на фиг. 6;

Фиг. 8 изображает общий вид конфигурации частично собранного аккумуляторного модуля с четным параллельным соединением (четное P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий ленту, которая надежно удерживает перемычки, которые размещаются на положительных и отрицательных шпильках различных сборок параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, в положении на стороне клемм модуля аккумуляторной подсборки, при этом фиг.8 может также изображать в качестве иллюстрации промежуточные этапы, которые выполняются при выполнении этапов, показанных на фиг. 3;

Фиг. 9 изображает общий вид конфигурации частично собранного аккумуляторного модуля с четным параллельным соединением (четное P) расширяемого аккумуляторного модуля после выполнения этапов, изображенных на фиг. 3 и 8;

Фиг. 10 изображает общий вид конфигурации частично собранного аккумуляторного модуля при четном параллельном соединении (четное P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий ленту, надежно удерживающую перемычки, которые размещаются на положительных и отрицательных шпильках различных сборок параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, в положении на стороне, где отсутствуют клеммы, модуля аккумуляторной подсборки, причем фиг.10 может также изображать в качестве иллюстрации промежуточные этапы, которые выполняются при выполнении этапов, показанных на фиг. 2;

Фиг. 11 изображает общий вид конфигурации собранного аккумуляторного модуля при четном параллельном соединении (четное P) расширяемой аккумуляторной батареи;

Фиг. 12 изображает схематичный вид последовательно-параллельного подключения между сборками параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, конфигурации аккумуляторного модуля при четном параллельном соединении (четное P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий перемычки, соединяющие положительные и отрицательные шпильки, и клеммы различных сборок параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, на обеих сторонах конфигурации аккумуляторного модуля при четном параллельном соединении (четное P);

Фиг. 13 изображает вид с частично разнесенными элементами конфигурации аккумуляторного модуля при нечетном параллельном соединении (нечетные P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий боковой защитный экран, множество гаек, множество стяжных планок, первую боковую гибкую длинную плату, первую боковую короткую гибкую плату, в разобранном виде в стороне от аккумуляторной подсборки, имеющей множество перемычек, прикрепленных к ней, причем фиг. 13 может также изображать в качестве иллюстрации этапы способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 14 изображает вид с частично разнесенными элементами противоположной стороны конфигурации аккумуляторного модуля при нечетном соединении Р расширяемого аккумуляторного модуля (фиг. 13), показывающий боковой защитный экран, множество гаек, множество стяжных планок, вторую боковую длинную гибкую плату, вторую боковую короткую гибкую плату, в разобранном виде в стороне от аккумуляторной подсборки, имеющей множество перемычек и две концевые перемычки, прикрепленные к ней, причем фиг. 14 может также изображать в качестве иллюстрации этапы, предшествующие этапам, показанным на фиг. 13, способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля;

Фиг. 15 изображает вид с частично разнесенными элементами конфигурации аккумуляторного модуля при нечетном параллельном соединении (нечетное P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий боковой защитный экран, множество гаек, множество стяжных планок, первую боковую длинную гибкую плату, первую боковую короткую гибкую плату и перемычки, в разобранном виде в стороне от аккумуляторной подсборки, причем фиг. 15 может также изображать в качестве иллюстрации этапы способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля, который включают в себя этап, не показанный в качестве выполняемого на фиг. 13;

Фиг. 16 изображает вид с частично разнесенными элементами противоположной стороны конфигурации аккумуляторного модуля при нечетном соединении P расширяемого аккумуляторного модуля (фиг. 14), показывающий боковой защитный экран, множество гаек, множество стяжных планок, вторую боковую длинную гибкую плату, вторую боковую короткую гибкую плату, множество перемычек и две концевые перемычки модуля, в разобранном виде в стороне от аккумуляторной подсборки, причем фиг.16 может также изображать в качестве иллюстрации этапы способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля, которые включают в себя этапы, не показанные в качестве выполняемых на фиг. 14;

Фиг. 17 изображает вид с частично разнесенными элементами аккумуляторной подсборки (фиг. 13-16), показывающий множество сборок рамочных радиаторов, множество блоков ячеек, положительную концевую пластину, отрицательную концевую пластину, пористые элементы, стяжные шпильки и гайки, причем фиг. 17 может также изображать в качестве иллюстрации этапы, предшествующие этапам, показанным на фиг. 16, способа формирования расширяемого аккумуляторного модуля; и

Фиг.18 изображает схематичный вид последовательно-параллельного подключения между блоками ячеек, между которыми располагаются сборки рамочных радиаторов, конфигурации аккумуляторного модуля при нечетном параллельном соединении (нечетное P) расширяемого аккумуляторного модуля, показывающий перемычки, соединяющие положительные и отрицательные клеммы различных блоков ячеек.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На чертежах, на которых подобные условные обозначения обозначают подобные или соответствующие части, аккумуляторный блок настоящего изобретения выполнен с возможностью использования в различных конфигурациях, включающих в себя и не ограниченных конфигурацию блока с горизонтально или вертикально пакетированными аккумуляторными ячейками, которые используются в приложениях механических транспортных средств.

На фиг. 1-12 изображен вариант осуществления с четным P аккумуляторного модуля 10 аккумуляторного блока. Специалистам в данной области техники будет ясно, что аккумуляторный блок можно сформировать с помощью электрического соединения многочисленных аккумуляторных модулей 10 в последовательных, параллельных или последовательно-параллельных комбинациях. Аккумуляторный модуль 10 включает в себя два боковых защитных экрана 12, клейкую ленту 14 из стеклоткани, модуль 16 аккумуляторной подсборки и промежуточный двухрядный 2,54 разъем 18. Как показано, например, на фиг. 1-3, модуль 16 аккумуляторной подсборки включает в себя аккумуляторную подсборку 20, множество гаек 22 с шайбами, множество стяжных планок 24 под шпильки для положительных клемм ячеек, множество стяжных планок 26 под шпильки для отрицательных клемм ячеек, гибкую плату 28 сборки на стороне, где отсутствуют клеммы, гибкую плату 30 сборки со стороны клемм и множество перемычек 32.

Клейкую ленту 14 из стеклоткани оборачивают вокруг модуля 16 аккумуляторной подсборки с участками, закрывающими участки множества стяжных планок 24 под шпильки для положительных клемм ячеек, множество стяжных планок 26 под шпильки для отрицательных клемм ячеек, гибкую плату 28 сборки на стороне без клемм, гибкую плату 30 сборки на стороне клемм и множество перемычек 32 модуля 16 аккумуляторной подсборки, как показано, например, на фиг. 1. Два боковых защитных экрана 12 расположенны на противоположных сторонах модуля 16 аккумуляторной подсборки. Два боковых защитных экрана 12 размещаются с учетом элементов 116 формованного рельефа поверхности множества сборок 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, для того, чтобы закрыть множество стяжных планок 24 под шпильки для положительных клемм ячеек, множество стяжных планок 26 под шпильки для отрицательных клемм ячеек, участки гибкой платы 28 сборки на стороне без клемм, участки гибкой платы 30 сборки со стороны клемм, множество перемычек 32 модуля 16 аккумуляторной подсборки и участки клейкой ленты 14 из стеклоткани оборачиваются вокруг модуля 16 аккумуляторной подсборки, как показано, например, на фиг. 1.

Как показано, например, на фиг. 1-3, множество стяжных планок 24 под шпильки для положительных клемм ячеек, имеющие выпуклую или согнутую конфигурацию, подсоединяются к рамкам для прикладывания одинакового давления поперек соединительных поверхностей 68 положительных клемм параллельно соединенных блоков 52 ячеек, межсоединенных друг с другом, и к перемычкам 32 и для крепления гибких плат 28 и 30, которые крепятся по обеим сторонам модуля 10. Множество стяжных планок 26 под шпильки для отрицательных клемм ячеек, имеющих выпуклую или согнутую конфигурацию, подсоединяется к рамкам для прикладывания одинакового давления поперек соединительных поверхностей 74 отрицательных клемм параллельно соединенных блоков 52 ячеек, которые межсоединены друг с другом, и к перемычкам 32 и для крепления гибких плат 28 и 30, которые крепятся по обеим сторонам модуля 10. Это крепление выполняется путем закручивания гаек 22 на резьбовых шпильках 90 и 100 каждой сборки 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, как описано ниже.

Как лучше всего показано на фиг. 4, аккумуляторная подсборка 20 включает в себя множество сборок 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, положительную концевую пластину 36, отрицательную концевую пластину 38, множество пористых элементов 40, четыре стяжных стержня 42 и четыре гайки 44. В изображенном варианте осуществления пористый элемент 40 расположен между каждой сборкой 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, и между каждой конечной сборкой 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, и положительной концевой пластиной 36 и отрицательной концевой пластиной 38 соответственно. Каждый из четырех стяжных стержней 42 проходит через отверстия 46 для размещения стяжных стержней, которые выполнены в каждой из множества рамок 54, 58 и рамочных элементах 82, 84 каждой сборки 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, и концевых пластин 36, 38, и гайка 44 размещается на резьбовом конце каждого из стяжных стержней 42 для закрепления компонентов аккумуляторной подсборки вместе, как показано, например, на фиг. 4.

Как показано, например, на фиг. 5-7, каждая сборка 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами, включает в себя сборку 50 рамочных радиаторов, первый и второй блоки 52 обычных литиевых аккумуляторных ячеек, первую рамку 54 ячейки и вторую рамку 58 ячейки. Предпочтительно, каждый блок 52 ячеек представляет собой призматическую литий-ионную ячейку без ограничения объема настоящего изобретения. Специалистам в области аккумуляторных батарей будет ясно, что с помощью настоящего изобретения можно использовать и другие ячейки. Как известно специалистам в области литиевых аккумуляторных батарей, каждый блок 52 ячеек включает в себя множество компонентов (не показано) аккумуляторных батарей, взаимодействующих между собой с помощью электролита, находящегося между ними. Первый электрод расположен рядом с первым токосъемником, и второй электрод с зарядом, противоположным первому электроду, расположен рядом со вторым токосъемником. Между первым и вторым электродами расположен разделительный слой с электролитом, расположенным между первым и вторым электродами для обеспечения ионной связи между электродами. Множество первых электродов и вторых электродов пакетируются и помещаются в электроизолирующую оболочку 56 для выполнения блока 52 ячеек.

Как показано на фиг. 5, каждый из двух блоков ячеек обозначен в общем поз. 52. На фиг. 5 показано, что блок литиевых аккумуляторных ячеек включает в себя анод или отрицательную клемму 70, катод или положительную клемму 64, упаковочную оболочку 56, боковые края 60, 62 уплотнения, первый концевой край 61 уплотнения и второй концевой край 63 уплотнения. В изображенном варианте осуществления, упаковочная оболочка выполнена из двух или более отдельных частей алюминиевой фольги, покрытой полимером, и затем уплотняется по всем четырем краям 60, 61, 62, 63. В альтернативном варианте осуществления упаковочная оболочка 56 выполнена из одной части алюминиевой фольги, покрытой полимером, и обернута вокруг литиевой аккумуляторной ячейки с одного края 61, 63 ячейки и затем уплотняется непосредственно на боковых краях 60, 62 уплотнения и других краях 63, 61.

Как упомянуто выше, блок 52 ячеек имеет боковые края 60, 62. Положительная клемма 64 проходит из внутренней части за пределы бокового края 60 оболочки 56 блока 52 ячеек. Положительная клемма 64 выполнена с возможностью включать в себя изгиб 66 таким образом, чтобы соединительная поверхность 68 положительной клеммы проходила в сторону к плоскости оболочки 56 за край 60 блока 52 ячеек. В одном варианте осуществления изгиб 66 ограничивает угол, равный приблизительно девяносто градусам, между соединительной поверхностью 68 и плоскостью оболочки 56 блока 52 ячеек. Отрицательная клемма 70 проходит из внутренней части за боковой край 62 оболочки 56 блока 52 ячеек. Отрицательная клемма 70 выполнена с возможностью включать в себя изгиб 72 таким образом, чтобы соединительная поверхность 74 отрицательной клеммы проходила в сторону плоскости оболочки 56 за край 62. В одном варианте осуществления изгиб 72 ограничивает угол, равный приблизительно девяносто градусам, между соединительной поверхностью 74 и плоскостью оболочки 56 блока 52 ячеек.

Отдаленный край положительной соединительной поверхности 68 имеет пару полукруглых отверстий 76, которые смещены относительно центров друг друга на первое смещение 78. Отдаленный край отрицательной соединительной поверхности 74 имеет пару полукруглых отверстий (ясно не показано), которые смещены относительно центров друг друга на второе смещение (ясно не показано). Второе смещение отличается от первого смещения 78 для того, чтобы облегчить правильную сборку сборки 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами. В изображенном варианте осуществления первое смещение больше, чем второе смещение, хотя специалистам в данной области будет ясно, что второе смещение может быть больше, чем первое смещение 78 в пределах объема настоящего раскрытия. Альтернативно, соединительная поверхность 68, 74 может иметь другие отверстия (не показаны).

Как лучше всего показано на фиг. 4 и 5, отверстия в соединительных поверхностях 68, 74 каждой из положительной и отрицательной клемм 64, 70 позиционируются симметрично относительно боковой центральной линии 80 блока 52 ячеек. Симметричное позиционирование отверстий позволяет поворачивать блок 52 ячеек относительно боковой центральной линии 80 для облегчения присоединения двух блоков 52 ячеек в параллельной электрической конфигурации к сборке 50 рамочных радиаторов. Посредством иллюстрации, верхний и нижний блоки 52 ячеек, которые показаны на фиг. 5, представляют собой сконфигурированные идентичным образом блоки ячеек с верхним блоком ячеек в первой ориентации и с нижним блоком ячеек во второй ориентации, повернутой на 180 градусов относительно боковой центральной линии 80 из первой ориентации.

Первая и вторая рамки 54, 58 ячеек прижимают упаковочные оболочки 56 блоков 52 ячеек вокруг по периметру с противоположных сторон сборки 50 рамочных радиаторов для формирования сборки 34 параллельных ячеек, защищенных рамочными радиаторами. Если упаковочная оболочка 56 представляет собой упаковочную оболочку сгибаемого типа, рамки 54, 58 можно зажать на трех краях уплотнения упаковочных оболочек 56 и обеспечить вогнутый элемент на четвертом или нижнем краю для вставки в рамку и защиты нижнего края упаковочной оболочки. Если упаковочная оболочка 56 изготовлена из двух отдельных частей и, следовательно, герметизирована на всех четырех краях 60, 61, 62, 63, то рамки 54, 58 ячеек могут быть спроектированы с возможностью зажима со всех четырех краев 60, 61, 62, 63 уплотнения.

Каждый из рамочных элементов 82, 84