CN101322262A - 包含多个电化学池的发电模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电模块，包括：多个基本电化学池(4)，用于支撑基本池的板(8)，所述支撑板为两个连续的基本池形成隔离，以及装载装置，该装载装置被配置为利用压力方法保持所述基本池和支撑板之间的相对定位。

Description

包含多个电化学池的发电模块

技术领域

本发明涉及机动车的发电模块领域，更具体地，涉及一种包括多个电化学池，并适用于电动车或混合动力车的发电模块。

背景技术

混合推动或牵引的车辆一般安装有一个内燃牵引发动机和一个由车载发电模块供电的电力牵引发动机，以能够使用数种能量来源。

这种供混合动力车或电动车使用的发电模块，或电池，可提供有多个相同组件。每个组件包括基本电化学池，使得有可能通过在电极处发生的化学反应产生电能。

这种基本电化学池在能量和经济方面都特别有优势。但是，这些池中的每个的厚度相对较小，机械抗性相对较差，这使得在制造模块时，其组装和相对定位很困难。

为了促进这些模块的生产，设计了各种解决方案。因此，专利申请JP-A1-2004-227921的摘要描述了具有底部和顶部支承装置的支撑结构用于堆叠的基本电化学池。每个支承装置包含组装在一起的两个矩形长条，如此以形成交叉形，其每一个在其端处有一个固定块，一个支承装置的固定块和另一个支承装置的固定块协同工作。

长条和固定块由此形成对基本电化学池的支撑，这些池预先相互焊在一起，以使得其主表面一个贴在另一个顶上。关于基本池焊接的技术细节，读者可以参考诸如专利申请JP-A1-2004-253262的摘要。

这种用于基本电化学池的支撑结构的缺点是提出了一种需要初步基本池焊接操作的布置，该操作特别费时、费力、费用高。并且，将板互相抵靠组装使得不能有效冷却。

发明内容

因此，本发明的目标是通过提出一种发电模块，使得基本电化学池以特别安全、迅速、有效的方式组装，同时促进所述池的冷却以增加模块的效率和寿命，从而修正以上缺点。

根据本发明的一个方面，包含多个基本电化学池的发电模块带有用于基本池的支撑板，所述支撑板形成两个连续基本池的隔离，并带有装载装置，该装载装置被配置为利用压力来保持所述基本池和支撑板的相对定位。

利用这种安排，有可能生产这样一种发电模块，其中电化学池简单快速地相对于彼此被定位，并对所述池提供令人满意的冷却。

实际上，这种支撑板的构造不仅使得有可能确保池的相对定位，并且有可能使得它们之间保持恒定的间隔，从而使得冷却气体，例如空气，可以循环。

并且，使用通过压力方法保持基本池和支撑板的相对定位的装载装置提供了这样一种方法，其避免了将池组装在一起时极为困难和昂贵的操作，例如焊接，提供一种特别经济的器件。

优选的是，每块支撑板与最少两个并列放置的基本池相关联。

有利的是，模块提供有摩擦元件，该摩擦元件安装在基本池和所关联的支撑板之间。这种摩擦元件增加基本池被保持在相对于支撑板的适当位置的稳固性。

在一种优选实施方式中，摩擦元件即是支撑板，该板所具有的粗糙度充分大于基本池的粗糙度。

该模块可以有利地包括至少一个弹性可变形元件，该元件被安装以抵靠顶部基本池。

使用这种弹性可变形元件从而使得有可能克服基本池、支撑板和装载装置之间的任何差动热膨胀。并且，该弹性可变形元件还可以吸收基本池厚度的容限缺陷(tolerance defect)，以及所述厚度依据池的充电或放电状态的任何变化。

优选地，该可变形元件由柔性合成材料制成，而支撑板由刚性合成材料制成。

根据本发明的一个方面，支撑板包含导电或绝缘装置。

所述装置可以和支撑板一起做成一个整片，以简化模块的安装。

优选的是，模块包含一个底座，装载装置安装于该底座上，用于所述基本池和支撑板的相对定位。

有利的是，支撑板包括用于池的支架和用于将所述池互相电连接的至少一个连接部件的组件。

附图说明

本发明及其优势可通过研读对一个示例性而非限制性的实施方式的具体描述而得到更好的理解，实施方式通过附图进行示意，其中：

——图1是根据本发明一个方面的发电模块的俯视示意图；以及

——图2和图3分别是图1所示发电模块沿II-II和III-III轴向的截面图。

具体实施方式

参考图1至图3，下面对发电模块的一个实施方式进行说明，该模块总体由数字1代表，特别用于电动车甚或是混合动力车。

俯视观察，模块1外形总体为矩形，在此例中，包含相互连接并各自含有多个相同的基本电化学池4的两个组件2和3。对于组件2和3的每一个，池4被布置为形成两个相同的竖列。从而一列池4与其他列的池水平对齐，如此以形成池对。在图1中，组件2中左下区域的一列池4未被画出。

为了产生电能，每个池4传统上包含一个阴极5和一个阳极6，由电解质7所分隔。电解质7可以是薄膜类型的聚合体分离物，经液态电解聚合体浸泡而成，该聚合体是含有锂盐的有机溶剂类型。

为了图2和图3的清晰，组件2和组件3被表示为各自含有八个基本池4。显然，通常设计中池的总数将大不相同。实际上，要牵引一辆机动车所需的功率是几十千瓦，这需要大量的池4相堆叠。

对于模块1的组件2，每对基本池4都具有相关联的板8，用来为这些池4提供支持并确保它们的相对定位。支撑板8一般是矩形，可以具有相比于池4相对小的厚度，以获得紧凑的器件1。例如，所述的厚度可为1毫米量级。

板8包含一个支架9和两个基本类似的侧片10、11，该侧片通过诸如卡扣组装于所述支架上以形成整体组件。

支架9总体为矩形，提供有第一中心条带12和第二和第三条带13，14，其中第一中心条带12连接长侧边沿，第二和第三个条带13、14连接其短侧边沿，其每一个分别位于所述长边沿之一的附近。条带12从而划定两块相同的开口9a，其中只有一个开口示于图1。这些开口9a特别提供了一种连接池4端子的方法。

支架9在与组件3相对的长侧边沿齐平处，提供有一个向上延伸的竖直框边(rim)15，和一个在所述支架的两侧主表面延伸的竖直折边(fold)16。框边15和折边16延伸至支架9的整个长度。折边16提供在支架9所述边沿的外侧。框边15位于所述边沿的内侧，并具有顶部锥形表面。

在长相对侧边沿，支架9也包括类似于前述的框边19和折边20。框边15、19的锥形表面是用于支撑一对池4的底面，折边16、20形成对所述底面的支撑。

侧片10总体是矩形板的形式，并将支架9从折边16处向外水平延伸。它包含一个提供在长外侧边沿和短边沿周边的竖直围边(surround)17，围边17延伸片10主表面的两侧。侧片10还包含两个缺口18，其提供在围边17附近，其每一个各自与一列池相关联。

侧片11也具有矩形板的形式，但其结构与侧片10稍有不同。实践中侧片11既要用于组件2的一对池4，也用于组件3中相应的一对池4。因此侧片11为模块的组件2和组件3所公用。因此，侧片11包含提供在短边沿周边的两个竖直围边(未标示)。侧片11也包括两个缺口23，其定位与侧片10上的缺口类似。

组件3的设计与组件2的相同。显然，模块1的组件数目可根据所需功率或能量而调整。

以下描述对支撑板8和组件2的基本池4的相对布置。

底部支撑板8被安装以通过块25到28抵靠底座24。块25到28分别抵靠折边16和围边17、条带13、条带14和折边20的底面。两个底部池4中的每一个的底部主表面抵靠在与条带12到14和框边15、19的顶面齐平的所述板上。

紧接着更高的支撑板8分别通过折边16、20和条带12到14的底面抵靠两个底部池4的顶部主表面。从而所述板8形成对底部基本池上面紧邻的池4的支撑，也形成所述池之间的隔离以保持这些池之间基本恒定的间隔，从而允许用于冷却的气体循环。

组件2的另外的6个支撑板8和池4通过类似于以上描述的方式进行定位。并且，组件3中支撑板8和基本池4的相对布置与组件2的相同。

为了将不同的池4互相电连接，在每个片10和11的缺口18和23内分别固定导电或绝缘装置29、30。导电或绝缘装置29、30的使用根据池4将通过并联还是串联电连接而确定。

为此，每个池4包含两个连在它每个端的连接条31和32，该连接条具有宽度略小于相应池的宽度的薄金属片的形式。为了图示的清晰，条31和32此处连于电解质7。显然，容易想象每个池4实际上包含一个外封套(未显示)，条31和32连接到该外封套上。

装置30用于将组件3中池4和组件2中的池电连接。支架9因此用作为池4的支撑，部件10和11用于所述池之间互相的电连接。

为了保持组件2中基本池4和堆叠的板8的相对定位，模块1还包含通过压力装载所述板和池的装置。装载装置提供有倚靠接触顶部池4的凸缘33、34，与凸缘相关联的压力板35、36，以及固定杆37、38。

凸缘33、34的尺寸适于分别覆盖顶部侧片10、11。它们抵靠顶部池4并各自包含用于顶部装置29、30穿过的缺口(未显示)，使得所述凸缘的上表面相对于所述装置29、30的上表面竖直向下偏移。

每个凸缘33、34具有与其相关联的两个板35、36，其尺寸稍大于装置29、30的尺寸，其被布置为分别抵靠顶部装置29、30的上表面。板35、36和顶部支承装置29，30之间安装有金属条(未显示)，以在两相邻列池4之间提供电接触。

在每个板35上共有4个螺纹固定杆37，这些固定杆37经由为此而提供的孔穿过所述板和板8，用于将支撑板8和池各自与块25齐平地相对于底座24固定。为此，螺母39安装在所述杆上抵靠板35上表面。

类似地，杆38和螺母40被用于通过凸缘34将板8和池与块28齐平地相对于底座24固定。凸缘34因此部分用于固定组件2的池，和固定组件3。在凸缘34的相对侧，组件3还包含另一凸缘(未显示)，用于固定池4的另一端。

对模块1的每一组件，装载装置还具有两个横向压条41，其通过弹性可变形的元件42抵靠顶部池的上表面。压条42彼此相同，长度与支架9的长侧大体相同。它们相对于块26、27竖直对齐。

可变形元件42具有矩形条的形式，其长度与压条41相同。有利地，所述元件由柔性合成材料制成，例如三元乙丙橡胶(EPDM)。在每个压条41上所具有的3个螺杆43和螺母44还用于维持板8和池4相对于底座24的固定。杆43的底端安装在与块26和27齐平。

这种抵靠顶部池4的元件42的构造使得有可能向池4施加压力以充分限制板8和所述池发生相对位移的风险，同时克服基本池4、支撑板8和杆43之间的任何差动热膨胀。这种元件42还使得有可能吸收池厚度根据其充电或放电状态引起的任何变化。

为了在保持模块1紧凑的同时增加板8被保持在相对于池4的适当位置的稳固性，板8可用刚性合成材料制成，例如聚丙烯(PP)，以在所述板和池4之间获得摩擦系数，该摩擦系数设计用于通过摩擦方式保持池4相对于板的水平定位。

显然，也可以考虑提供置于池4和板8之间的专门元件来达成此目的。

从而，该发电模块使得可能获得一种由各种基本池组成的特别简单可靠的组件，其中池被专门互相隔开，这使得有可能提供冷却气体的循环，以获得模块的最佳运行。并且，模块中组件的数目和每个所述组件中池的数目易于根据所需功率和能量进行调整。

Claims (9)

1.一种发电模块，包括多个基本电化学池(4)，其特征在于，具有用于所述基本池的支撑板(8)，所述支撑板为两个连续的基本池形成隔离，并具有装载装置，该装载装置被配置为利用压力方法保持所述基本池和支撑板之间的相对定位。

2.如权利要求1所述的模块，其中每个支撑板(8)与至少两个并列放置的基本池(4)相关联。

3.如权利要求1或2所述的模块，具有在所述基本池和所关联的支撑板之间安装的摩擦元件。

4.如权利要求3所述的模块，其中所述摩擦元件是支撑板，所述板的粗糙度充分大于基本池的粗糙度。

5.如前述权利要求中任一项所述的模块，还具有至少一个弹性可变形元件(42)，该元件(42)被安装以抵靠顶部基本池。

6.如权利要求5所述的模块，其中所述可变形元件由柔性合成材料制成，所述支撑板由刚性合成材料制成。

7.如前述权利要求中任一项所述的模块，其中所述支撑板(8)包含导电或绝缘装置(29，30)。

8.如前述权利要求中任一项所述的模块，包含底座(24)，装载装置安装于该底座(24)上，用于所述基本池和支撑板的相对定位。

9.如前述权利要求中任一项所述的模块，其中所述支撑板包括用于所述池的支架(9)和用于将所述池相互电连接的至少一个连接部件(10，11)的组件。

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