ES1107556U - Modulo de bateria electrica - Google Patents

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Abstract

1. Un módulo de batería eléctrica que comprende celdas voltaicas en placa (1) situadas en una carcasa (15) entre placas separadoras térmicamente conductoras (7) en contacto con una pared lateral de la carcasa (15), mientras que electrodos de cinta (4, 5) de celdas vecinas (1) se conectan por medio de un terminal que comprende un elemento de soporte y forma (2), así como también un elemento de cubierta y forma (3), caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) se sujeta en la placa separadora térmicamente conductora (7) colocada entre los electrodos de cinta (4, 5) conectados de las celdas (1) por medio de una ranura de fijación longitudinal (11) hecha en una base de dicho elemento, en el que la placa separadora térmicamente conductora (7) se coloca mediante deslizamiento dentro de la ranura de fijación longitudinal (11) del elemento de soporte y forma (2). 2. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) se conecta mediante adhesión por termocompresión con la placa separadora térmicamente conductora (7). 3. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de soporte y forma se pega térmicamente a la placa separadora térmicamente conductora (7). 4. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) y el elemento de cubierta y forma (3) tienen superficies de forma arqueadas. 5. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) está hecho de plástico. 6. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 caracterizado porque el elemento de cubierta y forma (3) está hecho de plástico. 7. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el mismo comprende un terminal de corriente elevada (12). 8. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el mismo comprende un terminal de medición (10).

Description

Módulo de batería eléctrica
La presente invención se refiere a un módulo de batería eléctrica, comprendiendo dicho módulo celdas voltaicas planas situadas en una carcasa entre placas separadoras térmicamente conductoras y está diseñado para impulsar coches que tienen una unidad de accionamiento eléctrica o híbrida.
Ambos terminales de celdas usados en módulos de este tipo se fabrican como electrodos de cinta guiados desde un cuerpo de una celda como dos piezas planas delgadas de metal, la primera de aluminio y la segunda de cobre. Una construcción de polos de este tipo crea un problema relacionado con una conexión eléctrica eficaz entre dos celdas voltaicas situadas próximas entre sí en un módulo de batería. Es el resultado del hecho de que las distancias entre las celdas son pequeñas y los materiales de los que están hechos los electrodos de cinta tienen diferentes propiedades electroquímicas y en su lugar de contacto se crea una celda voltaica en presencia de humedad, siendo dicha celda una fuente de corrosión y aumentando la resistencia de la conexión. Este aumento de la resistencia de los polos conectados provoca pérdidas de energía y aumenta la energía térmica creada en el lugar de la conexión. Esta energía térmica aumentada provoca la rápida oxidación de la pieza de aluminio de la unión y el mayor aumento de la resistencia. Por esta razón, en las soluciones conocidas los polos de celdas se conectan por medio de elementos de forma de soporte y cubierta.
A partir del documento US2008/0124617 se conoce un módulo de baterías en el cual para poder utilizar mejor el espacio, los extremos de conexión de los electrodos están sujetos por medio de un elemento de forma de soporte y cubierta. Además, los extremos de conexión de los electrodos están separados por medio de una placa hecha de un material eléctricamente no conductor, teniendo dicha placa dos líneas de aberturas principales longitudinales que aseguran la correcta disposición de los electrodos conectados antes de conectarlos eléctricamente y sujetarlos.
Adicionalmente, a partir del documento WO2010/071463 se conoce un módulo de baterías eléctricas en el cual celdas voltaicas planas están situadas en una carcasa entre placas separadoras térmicamente conductoras en contacto con la pared lateral de la carcasa. En esta solución conocida los extremos de los electrodos que se están conectando también están separados por medio de una placa hecha de un material eléctricamente no conductor, teniendo dicha placa dos líneas de aberturas principales longitudinales.
Es un objeto de la presente invención la creación de un conector construido de tal manera que los electrodos de cinta están conectados de forma fiable y sólida en una gran superficie con el fin de obtener una conexión eléctrica permanente, caracterizada por un valor de resistencia pequeño, asegurando un mejor aprovechamiento del espacio y posibilitar un montaje simple de celdas en módulos, así como también aprovecharlos con una menor probabilidad de cortocircuitos accidentales.
Un módulo de batería eléctrica que tiene celdas voltaicas planas situadas en una carcasa entre placas separadoras térmicamente conductoras en contacto con una pared lateral de la carcasa, en el que electrodos de cinta de celdas vecinas se conectan mediante un terminal que comprende un elemento de soporte y forma y un elemento de cubierta y forma, se caracteriza porque el elemento de soporte y forma se sujeta en la placa separadora térmicamente conductora colocada entre los electrodos de cinta conectados de las celdas.
De forma provechosa, el elemento de soporte y forma se sujeta en la placa separadora térmicamente conductora por medio de una ranura de fijación longitudinal hecha en una base de dicho elemento.
De forma provechosa, la placa separadora térmicamente conductora se introduce de forma deslizable en una ranura de fijación longitudinal del elemento de soporte y forma.
De forma provechosa, el elemento de soporte y forma se conecta mediante adhesión por termocompresión con la placa separadora térmicamente conductora.
De forma provechosa, el elemento de soporte y forma se pega a la placa separadora térmicamente conductora.
De forma provechosa, el elemento de soporte y forma así como también el elemento de cubierta y forma tienen superficies de forma arqueadas.
En una realización provechosa, un elemento de soporte y forma y/o un elemento de cubierta y forma están hechos de plástico.
En otra realización provechosa, un módulo tiene un terminal de corriente elevada y un terminal de medición.
Como resultado de eliminar una placa hecha de un material eléctricamente no conductor que tiene aberturas principales de los extremos de los electrodos y reemplazarlos con el elemento de soporte y forma sujetado en la placa separadora térmicamente conductora, el espacio se ha aprovechado mejor y se pueden ensamblar más fácilmente terminales en los extremos de los electrodos.
En la presente memoria descriptiva el término "elemento de forma" significa cada elemento que tiene una superficie de perfilado formada de forma voluminosa diferente a una superficie plana, proporcionando dicho elemento un perfil doblado de electrodos planos de cinta cuando los mismos se conectan mediante sujeción.
Las realizaciones de la presente invención se muestran en el dibujo en el que:
La figura 1 muestra un conector de electrodos de cinta de celdas voltaicas en una vista en perspectiva antes de la sujeción;
La figura 2 muestra un conector similar en una vista en perspectiva después de la sujeción;
La figura 3 muestra un elemento de soporte y forma en una vista en perspectiva;
La figura 4 muestra un elemento de cubierta y forma en una vista en perspectiva;
La figura 5 muestra un terminal de corriente elevada ilustrativo en una vista en perspectiva;
La figura 6 muestra un módulo de batería en una sección fragmentaria a través de tornillos sujetando un elemento de soporte y forma y un elemento de cubierta y forma;
La figura 7 muestra una sección transversal a través de un módulo de batería ensamblado; y
La figura 8 muestra un módulo de batería único en una vista despiezada en perspectiva desde la parte lateral de los conectores.
Antes de conectar los electrodos de cinta de celdas voltaicas 1 un conector, como se muestra en la figura 1, tiene un elemento de soporte y forma 2 fijado en una placa separadora térmicamente conductora 7 y un elemento de cubierta y forma 3 con electrodos de cinta 4, 5 de estas dos celdas voltaicas vecinas 1 colocados entre dichos elementos, estando estos electrodos de cinta 4, 5 en contacto eléctricamente y envueltos en el elemento de soporte y forma 2 y prensado mediante el elemento de cubierta y forma 3 por medio de elementos de fijación en forma de tornillos 6. El elemento de soporte y forma 2 y el elemento de cubierta y forma 3 mostrados en la figura 1 tienen superficies de forma arqueadas.
En la figura 2 se muestra otro conector de electrodos de cinta de las celdas voltaicas 1 en el que el elemento de soporte y forma 2 se sujeta mediante adhesión por termocompresión a la placa separadora térmicamente conductora 7.
En otras realizaciones de la presente invención, el elemento de soporte y forma 2 se sujeta mediante pegado a la placa separadora térmicamente conductora 7.
En la figura 3 se muestra una realización del elemento de soporte y forma 2 que tiene superficie de forma arqueada exterior. Este elemento de forma y soporte 2 tiene una ranura 11 y aberturas 8 para los tornillos 6, mientras que una longitud del elemento de forma coincide de tal forma que concuerda aproximadamente con una anchura de los electrodos de cinta 4, 5. Con el fin de disminuir la probabilidad de cortocircuitos accidentales durante el montaje de un conector así como también durante el funcionamiento, el elemento de soporte y forma 2 se monta a través de dicha ranura 11 sobre la placa separadora térmicamente conductora 7 y está hecho de plástico, por ejemplo de polipropileno.
En la figura 4 se muestra el elemento de cubierta y forma 3 junto con su superficie de forma arqueada interior. Este elemento de cubierta y forma 3 tiene aberturas 9 para los tornillos 6. Una longitud de este elemento de cubierta y forma 3 coincide con la longitud del elemento de soporte y forma 2 que funciona junto con dicho elemento de cubierta y forma 3. El elemento de cubierta y forma 3 está hecho de plástico, por ejemplo, de polipropileno, por las mismas razones que el elemento de soporte y forma 2.
Con el fin de conectar módulos de batería vecinos en un conjunto de módulos, el primer conector de acuerdo con la invención diseñado para conectarse con un electrodo de cinta positivo de una celda localizado como el más alto en el módulo de batería y el último conector diseñado para conectarse con un electrodo de cinta negativo de una celda localizado como el más bajo en el módulo de batería están provistos, además, de terminales de corriente elevada
12. Una forma ilustrativa del terminal de corriente elevada 12 se muestra en la figura 5.
En la figura 6 una parte del módulo de batería se muestra en un corte a través de los tornillos de fijación y a través del elemento de soporte y forma 2 así como también a través del elemento de cubierta y forma 3. Como se muestra
en la figura 6, las celdas voltaicas 1 se colocan en una pila y están térmicamente separadas mediante las placas separadoras térmicamente conductoras 7 conectadas mecánicamente con una carcasa 15 del módulo y los electrodos de cinta 4, 5 de las celdas voltaicas 1 están envueltos en el elemento de forma y soporte 2 montados sobre las placas separadoras térmicamente conductoras 7 y están presionados por los elementos de cubierta y forma 3. En la realización mostrada los tornillos 6 actúan como elementos que fijan al elemento de soporte y forma 2 y el elemento de cubierta y forma 3. Adicionalmente, el módulo de batería tiene terminales de medición 10 y terminales de corriente elevada 12.
En la figura 7 se muestra una sección transversal del módulo de batería 13 ensamblado. El módulo 13 tiene la carcasa 15 que comprende una pila de ocho celdas voltaicas planas 1 colocadas en la carcasa entre las placas separadoras térmicamente conductoras 7 mecánicamente en contacto con paredes de la carcasa 15. En este módulo los electrodos de cinta 1 y 2 de las celdas vecinas se conectan mediante un conector de fijación. Los conectores de fijación tienen los elementos de soporte y forma 2 sujetados en las placas separadoras térmicamente conductoras 7 y los elementos de cubierta y forma 3 presionados sobre ellos mediante los tornillos de fijación 6.
En la figura 8 se muestra un módulo de batería único 13 en una vista despiezada desde la parte lateral de los conectores. Con el fin de conectar las celdas voltaicas 1 del módulo de batería 13, los electrodos de cinta 4, 5 se envuelven en pares sobre los elementos de soporte y forma 2 y se presionan mediante los elementos de cubierta y forma 3 por medio de los tornillos 6. Luego, se ensambla una placa electrónica 14 que recopila la tensión de todos los terminales de medición 10 de las celdas voltaicas 1 y entonces esta placa se conecta con un sistema de supervisión de batería. Adicionalmente, los conectores extremos de electrodos de cinta usados en celdas, es decir, los conectores de la parte superior-izquierda y los conectores de la parte inferior derecha, está provistos adicionalmente de los terminales de corriente elevada 12.
Los ejemplos anteriores no abarcan todas las posibilidades para aprovechar de forma útil la invención. Los mismos son sólo realizaciones relativas a la construcción del módulo de celdas voltaicas planas situadas en una carcasa entre placas separadoras térmicamente conductoras diseñado para coches que tienen una unidad de accionamiento eléctrica o híbrida.
Lista de números de referencia
1
celda voltaica
2
elemento de soporte y forma
3
elemento de cubierta y forma
4
electrodo de cinta (+)
5
electrodo de cinta (-)
6
tornillos de sujeción
7
placa separadora térmicamente conductora
8
aberturas para un tornillo de sujeción hechas en un elemento de soporte y forma 2
9
aberturas para un tornillo de sujeción hechas en un elemento de cubierta y forma 3
10
terminal de medición
11
ranura hecha en un elemento de soporte y forma
12
terminal de corriente elevada
13
módulo de batería
14
placa electrónica
15
carcasa del módulo

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un módulo de batería eléctrica que comprende celdas voltaicas en placa (1) situadas en una carcasa (15) entre placas separadoras térmicamente conductoras (7) en contacto con una pared lateral de la carcasa (15), mientras que electrodos de cinta (4, 5) de celdas vecinas (1) se conectan por medio de un terminal que comprende un
    5 elemento de soporte y forma (2), así como también un elemento de cubierta y forma (3), caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) se sujeta en la placa separadora térmicamente conductora (7) colocada entre los electrodos de cinta (4, 5) conectados de las celdas (1) por medio de una ranura de fijación longitudinal (11) hecha en una base de dicho elemento, en el que la placa separadora térmicamente conductora (7) se coloca mediante deslizamiento dentro de la ranura de fijación longitudinal (11) del elemento de soporte y forma (2).
    10 2. Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) se conecta mediante adhesión por termocompresión con la placa separadora térmicamente conductora (7).
  2. 3. Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de soporte y forma se pega térmicamente a la placa separadora térmicamente conductora (7).
  3. 4. Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2 o 3 caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) y 15 el elemento de cubierta y forma (3) tienen superficies de forma arqueadas.
  4. 5.
    Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2 o 3 caracterizado porque el elemento de soporte y forma (2) está hecho de plástico.
  5. 6.
    Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2 o 3 caracterizado porque el elemento de cubierta y forma (3) está hecho de plástico.
    20 7. Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizado porque el mismo comprende un terminal de corriente elevada (12).
  6. 8. Un módulo de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizado porque el mismo comprende un terminal de medición (10).
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