Модульный накопитель энергии

Модульный накопитель энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к модульному накопителю электроэнергии.

Уровень техники

Известен традиционный модульный накопитель электроэнергии, имеющий корпус с множеством элементов аккумуляторной батареи, такой как ионно-литиевая аккумуляторная батарея, размещенных между расположенной по обе стороны от них пары боковых пластин, образующих корпус (патентный документ 1). В боковых пластинах имеются сквозные отверстия, соответствующие каждому из множества элементов аккумуляторной батареи, при этом каждое сквозное отверстие закрыто поверхностью электродной клеммы элемента аккумуляторной батареи. Положение элемента аккумуляторной батареи фиксируется за счет того, что оба конца элемента аккумуляторной батареи входят в сквозные отверстия в паре боковых пластин. К поверхности электродной клеммы элемента аккумуляторной батареи, положение которого ограничено боковыми пластинами, приварен электропроводящий элемент.

Материалом боковых пластин, которые ограничивают положение элемента аккумуляторной батареи, является полибутилентерефталат (ПБТ), а материалом электропроводящего элемента, который электрически соединяет элементы аккумуляторной батареи, является медь. Иными словами, материалы обоих компонентов отличаются друг от друга. Коэффициент линейного расширения ПБТ составляет порядка 6,0×10^-5 [1/K], а коэффициент линейного расширения меди составляет порядка 1,7×10^-5 [1/K]. Соответственно, при повышении температуры модульного накопителя электроэнергии происходит тепловое расширение боковой пластины, и расстояние между элементами аккумуляторной батареи увеличивается. Хотя при повышении температуры модульного накопителя электроэнергии также происходит тепловое расширение электропроводящего элемента, за счет того, что медь имеет меньший коэффициент линейного расширения, чем ПБТ, возникает разность тепловых расширений. В результате, на участке сварки электропроводящего элемента и электродной клеммы элемента аккумуляторной батареи возникают напряжения вследствие изменения температурных условий.

Боковые пластины модульного накопителя электроэнергии согласно патентному документу 1, которые ограничивают положение элемента аккумуляторной батареи, соединены крепежными средствами, такими как винты, с формирующей траекторию входного потока пластиной, формирующей траекторию выходного потока пластиной, входной направляющей и выходной направляющей из жестких металлических пластин. Если описанные формирующие траектории пластины и направляющие под давлением отлиты из алюминия и т.п. с коэффициентом линейного расширения, например, порядка 2,1×10^-5 [1/K], описанные формирующие траектории пластины или направляющие подавляют деформацию боковых пластин вследствие изменения температурных условий.

Список процитированных материалов

Патентная литература

Патентный документ 1: публикация выложенной японской заявки №2011-216400

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

Из-за того, что в модульном накопителе электроэнергии согласно патентному документу 1 формирующая траекторию входного потока пластина, формирующая траекторию выходного потока пластина, входная направляющая и выходная направляющая, которые образуют корпус, выполнены из металлических пластин, увеличивается его вес и стоимость. Соответственно, требуется эффективное снятие напряжений, возникающих в точке сварки вследствие изменения температурных условий, наряду со снижением веса и стоимости.

Решение задачи

Предложен модульный накопитель электроэнергии согласно первой особенности настоящего изобретения, в котором множество элементов аккумуляторной батареи электрически соединены посредством проводящих элементов, при этом каждый из проводящих элементов имеет пару соединителей электродов, приваренных к соответствующим электродным клеммам пары соседних элементов аккумуляторной батареи, основание, соединенное с парой соединителей электродов парой упругодеформируемых элементов, и индикатор напряжения на клеммах, соединенный с основанием и обнаруживающий напряжение на клеммах элемента аккумуляторной батареи.

Полезные результаты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением могут сниматься напряжения, возникающие на участке сварки электродной клеммы элемента аккумуляторной батареи и электропроводящего элемента.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан перспективный вид снаружи батарейного устройства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 показан перспективный вид снаружи батарейного устройства с удаленной верхней крышкой.

На фиг. 3 показан перспективный вид снаружи модульного накопителя электроэнергии согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 показан перспективный вид по частям модульного накопителя электроэнергии, проиллюстрированного на фиг. 3.

На фиг. 5 показан перспективный вид снаружи модульного накопителя электроэнергии, у которого удалены расположенные с одной стороны подложка-индикатор напряжения, крышка и множеством шин.

На фиг. 6 показан перспективный вид по частям крепежного кожуха.

На фиг. 7 показан вид по частям в разрезе крепежного кожуха.

На фиг. 8 показана крепежная структура крепежного кожуха.

На фиг. 9 показан увеличенный вид, проиллюстрированный на фиг. 8.

На фиг. 10 показан перспективный вид снаружи модульного накопителя электроэнергии, у которого удалены расположенные с другой стороны подложка-индикатор напряжения и крышка.

На фиг. 11 показаны перспективные виды снаружи шины.

На фиг. 12 схематически показан вид в разрезе в плоскости по линии XII-XII на фиг. 3.

На фиг. 13 схематически показан вид в разрезе в плоскости по линии XIII-XIII на фиг. 3.

На фиг. 14 схематически показано, как деформируется изгибаемый участок шины, которая соединяет пару соседних элементов аккумуляторной батареи.

На фиг. 15 схематически показаны шины согласно традиционному примеру, сравнительному примеру и варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 16 показана шина, используемая в модульном накопителе электроэнергии согласно разновидностям настоящего изобретения.

На фиг. 17 показана шина, используемая в модульном накопителе электроэнергии согласно разновидностям настоящего изобретения.

Описание осуществления

Далее со ссылкой на чертежи описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения применительно к модульному накопителю электроэнергии (батарейному модулю), встроенному в батарейное устройство, установленное на гибридном электромобиле с приводом как от двигателя внутреннего сгорания, так и от электродвигателя, или на электромобиле с приводом только от электродвигателя.

Далее со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 2 описана общая конфигурация батарейного устройства 1. На фиг. 1 показан перспективный вид снаружи батарейного устройства 1 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, а на фиг. 2 показан перспективный вид снаружи батарейного устройства 1 с удаленной верхней крышкой.

Батарейное устройство 1 имеет модульный накопитель 10 электроэнергии и блок 4 управления, которые помещаются в корпусе модуля. Корпус модуля представляет собой в целом прямоугольный параллелепипед, образующий внутреннее пространство и имеющий нижний кожух 11 и верхнюю крышку 12. Нижний кожух 11 имеет форму мелкой прямоугольной коробки с открытой верхней стороной. Верхняя крышка 12 представляет собой плоскую пластину и прикреплена к нижнему кожуху 11 таким образом, чтобы закрывать верхнее отверстие нижнего кожуха 11.

Верхняя крышка 12 и нижний кожух 11 образованы тонкими металлическими пластинами, изготовленными путем штампования и т.п. В корпусе модуля в ряд расположены три модульных накопителя 10 электроэнергии таким образом, что они ориентированы параллельно друг другу в продольном направлении. Три модульных накопителя 10 электроэнергии соединены электрически.

На фиг. 3 показан перспективный вид снаружи модульного накопителя 10 электроэнергии согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4 показан перспективный вид по частям модульного накопителя 10 электроэнергии. Поскольку модульные накопители 10 электроэнергии имеют одинаковую конфигурацию, далее в качестве примера будет описан только один модульный накопитель 10 электроэнергии. Модульный накопитель 10 электроэнергии имеет форму в целом прямоугольного параллелепипеда, как показано на фиг. 3, и состоит из множества элементов 90 аккумуляторной батареи, которые электрически соединены шинами 40, как показано на фиг. 4. Модульный накопитель 10 электроэнергии содержит множество элементов 90 аккумуляторной батареи, множество шин 40, крепежный кожух 20, который фиксирует множество элементов 90 аккумуляторной батареи, подложку-индикатор 50 напряжения и крышку 60. Каждый из множества элементов 90 аккумуляторной батареи имеет цилиндрическую форму и расположен таким образом, что их центральные оси СА параллельны друг другу (смотри фиг. 8).

Следует отметить, что далее в описании направление, в котором модульный накопитель 10 электроэнергии имеет наибольшую протяженность, т.е. продольное направление модульного накопителя 10 электроэнергии, именуется направлением X. Направление, в котором проходит центральная ось элемента 90 аккумуляторной батареи, именуется направлением Y. Направление, в котором модульный накопитель 10 электроэнергии имеет наименьшую протяженность, т.е. поперечное направление модульного накопителя 10 электроэнергии, именуется направлением Z. Направления X, Y и Ζ являются взаимно ортогональными.

На фиг. 4 показан перспективный вид по частям подложки-индикатора 50 напряжения, крышки 60, шин 40 и других деталей, расположенных с одной стороны в направлении Υ. Подложка-индикатор напряжения, крышка, шины и другие детали, расположенные с другой стороны в направлении Υ, соединены друг с другом. На фиг. 5 показан перспективный вид снаружи модульного накопителя 10 электроэнергии, у которого удалены расположенные с одной стороны подложка-индикатор 50 напряжения, крышка 60 и множество шин 40. Подложка-индикатор 50 напряжения, крышка 60, шины 40 и другие детали с одной стороны модульного накопителя 10 электроэнергии, показанного на фиг. 4, имеют такую же конфигурацию, как не проиллюстрированные подложка-индикатор напряжения, крышка, шины и другие детали с другой стороны.

Как показано на фиг. 4 и фиг. 5, элементами 90 аккумуляторной батареи, скомпонованными в модульном накопителе 10 электроэнергии, являются элементы ионно-литиевой аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 3,6 вольта. Такие компоненты элемента 90 аккумуляторной батареи, как группа роликовых электродов, помещаются в цилиндрическом аккумуляторном ящике, заполненном электролитом. Одна торцевая поверхность в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи служит поверхностью положительной клеммы, а другая торцевая поверхность служит поверхностью отрицательной клеммы. Со сторон каждого положительного электрода и отрицательного электрода элемента 90 аккумуляторной батареи предусмотрен предохранительный клапан. Если давление в аккумуляторном ящике достигает заданного уровня вследствие неисправности, такой как избыточная зарядка, предохранительный клапан разрывается, и из аккумуляторного ящика выпускается образующийся в нем газ, чтобы снизить давление в аккумуляторном ящике.

Крепежный кожух 20 рассчитан фиксацию элементов 90 аккумуляторной батареи, скомпонованных в пакет. Крепежный кожух 20 ограничивает положения множества элементов 90 аккумуляторной батареи таким образом, чтобы они располагались параллельно друг другу.

В модульном накопителе 10 электроэнергии имеется семь элементов 90 аккумуляторной батареи, расположенных с одинаковыми промежутками в верхнем слое (вверху чертежа) в нижнем слое (внизу чертежа). Элементы 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое и элементы 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое зафиксированы с взаимным смещением на полшага в направлении X. За счет этого элементы 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое и элементы 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое могут быть плотно скомпонованы, что позволяет уменьшить протяженность модульного накопителя 10 электроэнергии в направлении Z.

Элемент 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое и элемент 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое расположены таким образом, что положительная клемма и отрицательная клемма обоих элементов 90 ориентированы противоположно друг другу. Один конец в направлении Y элемента 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое образует отрицательную клемму, а другой конец образует положительную клемму (не показанную на фиг. 4). Один конец в направлении Y элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое образует положительную клемму, а другой конец образует отрицательную клемму (не показанную на фиг. 4).

Крепежный кожух 20 содержит три элемента: нижний крепежный элемент 203, средний крепежный элемент 202 и верхний крепежный элемент 201, которые изготовлены из смолы, обладающей изолирующей способностью, такой как полибутилентерефталат (далее - ПБТ). Нижние элементы 90 аккумуляторной батареи помещаются между их нижним крепежным элементом 203 и средним крепежным элементом 202, а верхние элементы 90 аккумуляторной батареи помещаются между их средним крепежным элементом 202 и верхним крепежным элементом 201.

Далее со ссылкой на фиг. 6-9 будет описана крепежная конструкция крепежного кожуха 20 элементов 90 аккумуляторной батареи. На фиг. 6 показан перспективный вид по частям крепежного кожуха 20, а на фиг. 7 показан вид по частям в разрезе крепежного кожуха крепежного кожуха 20. Следует отметить, что на фиг. 6 показан с противоположной стороны перспективный вид по частям модульного накопителя 10 электроэнергии, показанного на фиг. 5.

Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, нижний крепежный элемент 203 имеет плоский нижний участок 222 поверхности, который проходит в направлении X и имеет постоянную ширину (протяженность в направлении Y), и пару нижних вертикальных участков 223 поверхности стенки, которые отходят вверх от обоих боковых концов в поперечном направлении (направлении Y) нижнего участка 222 поверхности и расположены напротив друг друга. Нижний участок 222 поверхности нижнего крепежного элемента 203 образует нижний участок поверхности крепежного кожуха 20, а нижние вертикальные участки 223 поверхности стенки образуют нижние участки боковых пластин 210 крепежного кожуха 20.

Пара нижних вертикальных участков 223 поверхности стенки снабжена нижними крепежными участками 224 нижнего слоя, каждый из которых фиксирует нижнюю часть каждого элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое, и участками 225 открывающегося окна, каждый из которых обнажает центральные участки обеих торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи, зафиксированного нижним крепежным участком 224 нижнего слоя.

Каждый нижний крепежный участок 224 нижнего слоя имеет нижнюю углубленную поверхность нижнего слоя, которая в форме полукруга прорезана от верхнего края нижнего вертикального участка 223 поверхности стенки до нижнего участка 222 поверхности и соприкасается с внешней периферической поверхностью торцевого элемента 90 аккумуляторной батареи и противоположными поверхностями напротив торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи.

Средний крепежный элемент 202 имеет пару средних вертикальных участков 232 поверхности стенки, которые проходят в направлении X, имеют постоянную протяженность в направлении Y и расположены напротив друг друга, и участки 233 торцевой поверхности, которые соединяют друг с другом пару средних вертикальных участков 223 поверхности стенки с обоих концов в продольном направлении (направлении X) средних вертикальных участков 232 поверхности стенки. Когда средний крепежный элемент 202 наложен на нижний крепежный элемент 203 и соединен с ним, каждый средний вертикальный участок 232 поверхности стенки непрерывно соединен с верхом каждого нижнего вертикального участка 223 поверхности стенки нижнего крепежного элемента 203. Средний вертикальный участок 232 поверхности стенки среднего крепежного элемента 202 образует центральный участок в направлении Ζ боковой пластины 210 крепежного кожуха 20, а каждый участок 233 торцевой поверхности среднего крепежного элемента 202 образует участок торцевой поверхности крепежного кожуха 20. На одном из пары участков 233 торцевой поверхности имеется открывающийся участок 216 для впуска охлаждающего воздуха, а на другом имеется открывающийся участок 217 для выпуска охлаждающего воздуха.

Пара средних вертикальных участков 223 поверхности стенки снабжена верхними крепежными участками 234 нижнего слоя, каждый из которых фиксирует верхний участок каждого элемента 90 аккумуляторной батареи, который зафиксирован нижним крепежным элементом 203, и нижними крепежными участками 236 верхнего слоя, каждый из которых фиксирует нижний участок каждого элемента 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое. Средние вертикальные участки 223 поверхности стенки снабжены участками 235 и 237 открывающихся окон, которые обнажают центральные участки обеих торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи, зафиксированного верхним крепежным участком 234 нижнего слоя, и центральные участки обеих торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи, зафиксированного нижним крепежным участком 236 верхнего слоя, соответственно.

Каждый верхний крепежный участок 234 нижнего слоя имеет верхнюю углубленную поверхность нижнего слоя, которая в форме полукруга прорезана от нижнего края до верхнего края среднего вертикального участка 232 поверхности стенки и соприкасается с внешней периферической поверхностью торцевого элемента 90 аккумуляторной батареи и противоположными поверхностями напротив торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи.

Каждый нижний крепежный участок 236 верхнего слоя имеет нижнюю углубленную поверхность верхнего слоя, которая в форме полукруга прорезана от верхнего края средний вертикальный участок 232 поверхности стенки до нижнего края и соприкасается с внешней периферической поверхностью торцевого элемента 90 аккумуляторной батареи и противоположными поверхностями напротив торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи.

Каждый верхний крепежный участок 234 нижнего слоя и каждый нижний крепежный участок 236 верхнего слоя расположены с взаимным смещением на полшага в продольном направлении среднего крепежного элемента 202. Иными словами, центр нижнего крепежного участка 236 верхнего слоя находится между соседними верхними крепежными участками 234 нижнего слоя, а центр верхнего крепежного участка 234 нижнего слоя находится между соседними нижними крепежными участками 236 верхнего слоя.

Верхний крепежный элемент 201 имеет плоский верхний участок 242 поверхности, который проходит в направлении X и имеет постоянную ширину (протяженность в направлении Y), и пару верхних вертикальных участков 243 поверхности стенки, которые отходят вниз от обоих боковых концов в поперечном направлении (направлении Y) верхнего участка 242 поверхности и расположены напротив друг друга. Верхний участок 242 поверхности верхнего крепежного элемента 201 образует верхний участок поверхности крепежного кожуха 20, а верхний вертикальный участок 243 поверхности стенки образует верх боковой пластины 210 крепежного кожуха 20.

Пара верхних вертикальных участков 243 поверхности стенки снабжена верхними крепежными участками 244 верхнего слоя, каждый из которых фиксирует верхнюю часть каждого элемента 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое, и участками 245 открывающегося окна, каждый из которых обнажает центральные участки обеих торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи, зафиксированного верхним крепежным участком 244 верхнего слоя.

Каждый верхний крепежный участок 244 верхнего слоя имеет верхнюю углубленную поверхность верхнего слоя, которая в форме полукруга прорезана от нижнего края верхнего вертикального участка 243 поверхности стенки до верхнего участка 242 поверхности и соприкасается с внешней периферической поверхностью торцевого элемента 90 аккумуляторной батареи и противоположными поверхностями напротив торцевых поверхностей в направлении центральной оси элемента 90 аккумуляторной батареи.

Верхний крепежный элемент 201, средний крепежный элемент 202 и нижний крепежный элемент 203 снабжены множеством выступов 271, 272, 273, через которые проходят крепежные винты 263. Верхний крепежный элемент 201 и средний крепежный элемент 202 соединены крепежными винтами 263, ввинченными в резьбовые отверстия в выступах 271, 272 верхнего крепежного элемента 201 и среднего крепежного элемента 202. Средний крепежный элемент 202 и нижний крепежный элемент 203 соединены крепежными винтами 263, ввинченными в выступы 272, 273 среднего крепежного элемента 202 и нижнего крепежного элемента 203.

Верхний крепежный участок 234 среднего крепежного элемента 202 нижнего слоя и нижний крепежный участок 224 нижнего слоя нижнего крепежного элемента 203 совместно фиксируют элемент 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое таким образом, чтобы ограничивать движение элемента 90 аккумуляторной батареи в направлении центральной оси и радиальном направлении. Нижний крепежный участок 236 верхнего слоя среднего крепежного элемента 202 и верхний крепежный участок 244 верхнего слоя верхнего крепежного элемента 203 совместно фиксируют элемент 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое таким образом, чтобы ограничивать движение элемента 90 аккумуляторной батареи в направлении центральной оси и радиальном направлении.

На фиг. 8 показана крепежная конструкция крепежного кожуха 20. На фиг. 9 показан проиллюстрированный на фиг. 8 частичный увеличенный вид крепежной конструкции элементов 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое. Как показано на фиг. 8 и фиг. 9, нижний крепежный элемент 203 имеет нижние углубленные поверхности нижнего слоя, каждая из которых имеет полукруглую форму, радиус которой немного превышает радиус внешней периферической поверхности элемента 90 аккумуляторной батареи. На нижнем участке 222 поверхности за одно целое выполнены в целом М-образные упругодеформируемые прижимные элементы 226, проходящие вдоль нижней углубленной поверхности нижнего слоя.

Средний крепежный элемент 202 имеет верхние углубленные поверхности нижнего слоя, каждая из которых имеет полукруглую форму, радиус которой немного превышает радиус внешней периферической поверхностью элемента 90 аккумуляторной батареи. На верхней углубленной поверхности нижнего слоя выполнены два выступа 238. На плоскости YZ, в которой лежит центральная ось СА элемента 90 аккумуляторной батареи, выполнен прижимной элемент 226 и выполнены два выступа 238, плоскосимметричных относительно плоскости YZ, в которой лежит центральная ось СА. При сопряжении нижней углубленной поверхности нижнего слоя нижнего крепежного элемента 203 и верхней углубленной поверхности нижнего слоя среднего крепежного элемента 202 образуется углубленная поверхность круглой формы. Эта круглая углубленная поверхность проходит в радиальном направлении снаружи вокруг проходящего в осевом направлении конца элемента 90 аккумуляторной батареи.

Как показано на фиг. 8, верхний крепежный элемент 201 имеет верхние углубленные поверхности верхнего слоя, каждая из которых имеет полукруглую форму, радиус которой немного превышает радиус внешней периферической поверхности элемента 90 аккумуляторной батареи. На верхнем участке 242 поверхности за одно целое выполнены в целом М-образные упругодеформируемые прижимные элементы 242, проходящие вдоль верхней углубленной поверхности верхнего слоя.

Средний крепежный элемент 202 имеет нижние углубленные поверхности верхнего слоя, каждая из которых имеет полукруглую форму, радиус которой немного превышает радиус внешней периферической поверхности элемента 90 аккумуляторной батареи. На верхнем слое нижней углубленной поверхности выполнены два выступа 239. На плоскости YZ, в которой лежит центральная ось СА элемента 90 аккумуляторной батареи, выполнен прижимной элемент 246 и выполнены два выступа 239, плоскосимметричных относительно плоскости YZ, в которой лежит центральная ось СА.

При сопряжении нижней углубленной поверхности верхнего слоя среднего крепежного элемента 202 и верхней углубленной поверхности верхнего слоя верхнего крепежного элемента 202 образуется углубленная поверхность круглой формы. Эта круглая углубленная поверхность проходит в радиальном направлении снаружи вокруг проходящего в осевом направлении конца элемента 90 аккумуляторной батареи.

Как показано на фиг. 9, точка контакта одного выступа 238 и внешней окружности элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое обозначена позицией А, точка контакта другого выступа 238 и внешней окружности элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое обозначена позицией В, а точка контакта прижимного элемента 226 и внешней окружности элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое обозначена позицией С. Точка С находится на плоскости YZ, в которой лежит центральная ось СА, а точки А и В предпочтительно находятся в положениях, плоскосимметричных относительно плоскости YZ, в которой лежит центральная ось СА.

За счет этой конфигурации элемент 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое соприкасается с двумя выступами 238 среднего крепежного элемента 202 таким образом, что прижимной элемент 226 нижнего крепежного элемента 203 давит на него снизу вверх. В результате, обеспечивается сбалансированная фиксация элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое в трех точках в трех направлениях, при этом его положение ограничивается прижимным элементом 226 и выступами 238.

Следует отметить, что элемент 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое зафиксирован аналогичным образом. Как показано на фиг. 8, элемент 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое соприкасается с двумя выступами 239 среднего крепежного элемента 202, таким образом, что прижимной элемент 246 верхнего крепежного элемента 201 давит на него сверху вниз. В результате, обеспечивается сбалансированная фиксация элемента 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое в трех точках в трех направлениях, при этом его положение ограничивается прижимным элементом 246 и выступами 239.

Поскольку положение каждого элемента 90 аккумуляторной батареи ограничено крепежным кожухом 20, за счет деформации верхний и нижний прижимные элементы 226, 246 могут приспосабливаться к допуску на диаметр внешних окружностей собранного элемента 90 аккумуляторной батареи при незначительном отклонении диаметра внешней окружности.

При соединении нижнего крепежного элемента 203, среднего крепежного элемента 202 и верхнего крепежного элемента 201 на соответствующих боковых пластинах 210 с обеих сторон в направлении Y крепежного кожуха 20 (на фиг. 4 и фиг. 5, показана только одна боковая пластина 210 в направлении Y, а на фиг. 10 показан только другая боковая пластина 210 в направлении Y) образуются круглые открывающиеся окна 211, которые обнажают соответствующие торцевые поверхности с обеих сторон в направлении Y элемента 90 аккумуляторной батареи. Открывающееся окно 211, которое обнажает поверхность электродной клеммы элемента 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое, образовано участком 245 открывающегося окна верхнего крепежного элемента 201 и участком 237 открывающегося окна среднего крепежного элемента 202. Открывающееся окно 211, которое обнажает поверхность электродной клеммы элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое, образовано участком 225 открывающегося окна нижнего крепежного элемента 203 и участком 235 открывающегося окна среднего крепежного элемента 202.

На поверхности электродных клемм элементов 90 аккумуляторной батареи, которые обнажают открывающееся окно 211, т.е. на поверхность положительной клеммы и поверхность отрицательной клеммы, наварены шины 40, обеспечивающие электрическое соединение соседних элементов 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое и в нижнем слое.

На фиг. 10 показан перспективный вид снаружи модульного накопителя 10 электроэнергии, у которого удалены расположенные с другой стороны подложка-индикатор 50 напряжения и крышка 60. На фиг. 10 показан с противоположной стороны перспективный вид модульного накопителя 10 электроэнергии, показанного на фиг. 5. Как показано на фиг. 10, шины 40 представляют собой медные пластинчатые электропроводящие элементы (проводящие элементы), которые электрически соединяют соседние элементы 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое и в нижнем слое.

На фиг. 11(a) показан перспективный вид снаружи шины 40, а на фиг. 11(б) показан с противоположной стороны перспективный вид снаружи шины 40. На фиг. 15(в) и на фиг. 15(г) проиллюстрированы формы шины 40. На фиг. 15(в) показан схематический перспективный вид шины согласно описанному варианту осуществления, а на фиг. 15(г) показан вид сбоку в направлении D на фиг. 15(в). На фиг. 15(в) и фиг. 15(г) не показаны удлиненные отверстия 451, соединительные элементы 452, сквозные отверстия 455а, 455b и участок 417 с внутренней резьбой.

Как показано на фиг. 11, фиг. 15(в) и фиг. 15(г), шина 40 имеет основание 456, пару соединителей 457 электродов, пару изгибаемых участков 458 и индикатор 410 напряжения на клеммах. Шина 40 вырезана, согнута и т.п. из плоского материала путем штампования. Основание 456 имеет прямоугольную плоскую форму. К одному торцу основания 456 посредством изгибаемого участка 458 прикреплен в целом дискообразный соединитель 457 электрода, а к другому торцу основания 456 посредством другого изгибаемого участка 458 прикреплен другой в целом дискообразный соединитель 457 электрода. Один соединитель 457 электрода приварен к поверхности положительной клеммы (или поверхности отрицательной клеммы) элемента 90 аккумуляторной батареи в верхнем слое, а другой соединитель 457 электрода приварен к поверхности отрицательной клеммы (или поверхности положительной клеммы) элемента 90 аккумуляторной батареи в нижнем слое.

Основание 456 и соединители 457 электродов шины 40 расположены параллельно плоскости XZ (смотри фиг. 12 и фиг. 13). Как показано на фиг. 15(г), поверхности контакта пары соединителей 457 электродов с электродными клеммами элементов 90 аккумуляторной батареи расположены на одной плоскости Т.

На основании 456 за одно целое с ним выполнен индикатор 410 напряжения на клеммах, имеющий L-образное поперечное сечение. Индикатор 410 напряжения на клеммах согнут под углом 90 градусов к одной стороне основание 456 в сторону крышки 60 (в направлении +Y на фиг. 13) и имеет восходящий участок 410а, проходящий вверх от основания 456, и концевой участок 410b напротив основания 456.

Вдоль одной стороны основания 456 проходит изгибаемый участок 458, соединяющий основание 456 и каждый соединитель 457 электрода и выступающий из основания 456 в сторону концевого участка 410. Изгибаемый участок 458 имеет внутренний плоский пластинчатый участок, согнутый под углом 90 градусов к основанию 456 в сторону концевого участка 410b, изогнутый участок, согнутый под углом 180 градусов к вершине внутреннего плоского пластинчатого участка, и внешний плоский пластинчатый участок, проходящий от конца изогнутого участка до соединителя 457 электрода. Соответственно, изгибаемый участок 458 имеет U-образную форму в поперечном сечении. Изгибаемый участок 458 упруго деформируется при отдалении пары соединителей 457 электродов друг от друга или при их сближении друг с другом, как описано далее. Кроме того, изгибаемый участок 458 упруго деформируется при сближении основания 456 с элементом 90 аккумуляторной батареи (в направлении -Y на фиг. 13), как описано далее.

На фиг. 15(в) и фиг. 15(г) показано, что центральная ось СА элемента 90 аккумуляторной батареи, соединена с соединителем 457 электрода. Пара изгибаемых участков 458 имеет форму, плоскосимметричную относительно плоскости S, ортогональной плоскости, в которой лежат соответствующие центральные оси СА пары элементов 90 аккумуляторной батареи, посередине между центральными осями СА пары элементов 90 аккумуляторной батареи. Так, как показано на фиг. 15(г), расстояние (L1) от плоскости S, которая проходит посередине сегмента, соединяющего пару центральных осе СА, до одного из пары изгибаемых участков 458, равно расстоянию (L2) до другого из пары изгибаемых участков 458 (L1=L2).

Как показано на фиг. 15(г), высота p изгибаемого участка 458 от основания 456 в качестве точки отсчета является равной или меньшей, чем высота q индикатора 410 напряжения на клеммах от основания 456 в качестве точки отсчета (p≤q). Иными словами, вершина изгибаемого участка 458 не выступает наружу за концевой участок 410b. Следует отметить, что высота q индикатор 410 напряжения на клеммах от основания 456 в качестве точки отсчета установлена с учетом высоты гайки 470 и выступающей длины болта 70 с тем, чтобы соединительная клемма 504 и концевой участок 410b можно было соединить посредством гайки 470 и болта 70, как показано на фиг. 13.

Как показано на фиг. 11(a) и (б), в каждом соединителе 457 электрода шины 40 имеется одно удлиненное отверстие 451. В каждом соединителе 457 электрода шины 40 имеются два соединительных элемента 452 для сочленения с поверхностью электродной клеммы элемента 90 аккумуляторной батареи. Поверхность соединительного элемента 452 на стороне концевого участка 410b немного углублена, а противоположная поверхность немного выступает. Удлиненное отверстие 451 служит для регулирования электрического тока при дуговой сварке соединителя 457 электрода шины 40 и поверхности электродной клеммы элемента 90 аккумуляторной батареи. В основании 456 шины 40 имеются сквозные отверстия 455а, 455b, в которые входят направляющие штифты 214а, 214b (смотри фиг. 5), которые имеются на боковой пластине 210.

На фиг. 12 схематически показан вид в разрезе в плоскости YZ по линии XII-XII на фиг. 3, на котором схематически показан только участок поперечного сечения. Шина 40 установлена на боковой пластине 210 таким образом, что в каждое сквозное отверстие 455а, 455b основания 456 входит каждый направляющий штифт 214а, 214b боковой пластины 210 (смотри фиг. 5). Когда шина 40 установлена на боковой пластине 210, оба соединителя 457 электродов шины 40 (на фиг. 12 показан только один соединитель 457 электрода) входит в открывающееся окно 211 и упирается в поверхность электродной клеммы (поверхность положительной клеммы или отрицательной клеммы) элемента 90 аккумуляторной батареи. Соединитель 457 электрода шины 40 и поверхность электродной клеммы элемента 90 аккумуляторной батареи соединены путем дуговой сварки соединительного элемента 452 и элемента 90 аккумуляторной батареи с помощью сварочной горелки (не показанной), расположенной, например, на соединительном элементе 452.

На фиг. 13 схематически показан вид в разрезе в плоскости XY по линии XIII-XIII на фиг. 3, на котором схематически показан только участок поперечного сечения. Как показано на фиг. 13, на поверхности концевого участка 410b со стороны основания 456 неподвижно закреплена гайка 470. Посередине концевого участка 410b находится круглый открывающийся участок 411, в котором зажат установочный конец 471 гайки 470. В гайке 470 имеется сквозное отверстие, которое проходит от конца на стороне крышки 60 в сторону элемента 90 аккумуляторной батареи. От конца на стороне крышки 60 на заданную длину сквозного отверстия проходит участок без внутренней резьбы, а от конца участка без внутренней резьбы до конца на стороне элемента 90 аккумуляторной батареи проходит участок 417 с внутренней резьбой (эффективный резьбовой участок).

Как показано на фиг. 4, подложка-индикатор 50 напряжения является в целом прямоугольной и расположена параллельно плоскости XZ. Подложка-индикатор 50 напряжения имеет схему обнаружения напряжения (не показанную), которая обнаруживает напряжение на клеммах каждого элемента 90 аккумуляторной батареи. На одном конце подложки-индикатора 50 напряжения имеется соединитель (не показанный) для подсоединения линии обнаружения напряжения (не показанной) и т.п., при этом схема обнаружения напряжения (не показанная