ES2641200T3 - Caja de batería, en particular de una batería monoblock - Google Patents

Abstract

Caja de batería, en particular de una batería monoblock para recibir una celda de batería que presenta placas de electrodo, con un cuerpo base (2) de plástico, que presenta dos paredes frontales (3) dispuestas una enfrente de la otra y orientadas respectivamente en paralelo a las placas de electrodo de la celda de batería, estando realizadas las paredes frontales (3) respectivamente de forma reforzada, para lo cual está previsto un elemento de refuerzo (8) realizado en forma de U por pared frontal (3), apoyándose los brazos de U (10, 11) respectivamente en una pared lateral (4) dispuesta a continuación de la pared frontal (3) asociada, estando insertado el elemento de refuerzo (8) por completo en una escotadura (17) puesta a disposición por el cuerpo base (2) y estando fijado el elemento de refuerzo (8) por unión con ajuste positivo respecto a la pared frontal (3) correspondiente y las paredes laterales (4) dispuestas a continuación, para lo cual el elemento de refuerzo (8) presenta perforaciones (14, 16), caracterizada porque el elemento de refuerzo (8) se recubre en parte por inyección del plástico del cuerpo base y está incorporado en el cuerpo base y porque está previsto un refuerzo adicional del elemento de refuerzo (8), para lo cual el elemento de refuerzo (8) presenta acanaladuras (15).

Description

DESCRIPCION

Caja de bateria, en particular de una bateria monoblock

5 La invencion se refiere a una caja de bateria, en particular de una bateria monoblock, para recibir una celda de bateria que presenta placas de electrodo, con un cuerpo base de plastico, que presenta dos paredes frontales dispuestas una enfrente de la otra y orientadas respectivamente en paralelo a las placas de electrodo de la celda de bateria, restando realizadas las paredes frontales respectivamente de forma reforzada, para lo cual esta previsto un elemento de refuerzo realizado en forma de U por pared frontal, apoyandose los brazos de U respectivamente en 10 una pared lateral dispuesta a continuacion de la pared frontal asociada.

Las baterias en general asi como las baterias monoblock en particular, por un lado, asi como las cajas de bateria para baterias, en particular baterias monoblock, por otro lado, son ampliamente conocidas por el estado de la tecnica, por lo que no es necesario indicar referencias especiales a documentos en este lugar. Por lo tanto, se remite 15 tambien solo a titulo de ejemplo a los documentos US 1,670,158 A, JP H08 273638 A, JP H02 306533 A y JP S62 38306 Y2, que se refieren respectivamente a una caja de bateria generica.

Las cajas de bateria de una bateria monoblock ya conocidas por el estado de la tecnica disponen de un cuerpo base de plastico. Este cuerpo base pone a disposicion un espacio de volumen, que en el caso de uso conforme a lo 20 previsto sirve para recibir una celda de bateria. Las baterias que disponen de una pluralidad de celdas presentan una caja de bateria cuyo espacio de volumen esta dividido por paredes separadoras en un numero correspondiente de compartimentos, sirviendo cada compartimento para recibir una celda de bateria.

La caja de bateria esta realizada habitualmente de forma rectangular y dispone de dos paredes frontales, de dos 25 paredes laterales asi como de un fondo. Por regla general, la caja de bateria no esta cerrada en el caso de uso en el lado superior, es decir, en el lado opuesto al fondo. No obstante, como alternativa tambien puede estar previsto cerrar la caja de bateria en el lado superior mediante una tapa.

El cuerpo base de la caja de bateria esta hecha de plastico, usandose preferentemente polipropileno o acrilonitrilo 30 butadieno estireno (ABS).

Las celdas de bateria de una bateria monoblock estan formadas por placas de electrodo dispuestas de forma separada una de otra, estando envueltas las placas de electrodo negativas o las positivas respectivamente por una tela no tejida de microfibras de vidrio. Esta tela no tejida sirve preferentemente tambien como separador. El sentido y 35 la finalidad de esta tela no tejida de microfibras de vidrio es acumular electrolito. Por lo tanto, las placas de electrodo no estan dispuestas en el electrolito sino que estan envueltas por una tela no tejida impregnada con electrolito, lo que conlleva la ventaja de que la bateria monoblock asi realizada puede usarse independientemente de su posicion, es decir, tambien dispuesta de lado.

40 Para garantizar que haya siempre un buen contacto entre las placas de electrodo, por un lado, y la tela no tejida impregnada con electrolito, por otro lado, los paquetes de placas de las celdas de bateria individuales estan bajo una tension previa determinada, de modo que las placas de electrodo se presionan una contra la otra. Esto se consigue porque el paquete de celdas acabado de realizar se comprime y se introduce en este estado comprimido en la caja de bateria que sirve de carcasa de la bateria o en el compartimento asociado. Las paredes limitadoras del lado 45 frontal, es decir, las paredes frontales orientadas en paralelo a las placas de electrodo de la caja de bateria mantienen el paquete de celdas anteriormente comprimido en forma, es decir, ponen a disposicion contrasoportes para el paquete de celdas, de modo que se impide una expansion del paquete de celdas con el resultado de que esta garantizado un establecimiento de contacto seguro y a largo plazo estanco de las placas de electrodo con la tela no tejida que envuelve las placas de electrodo.

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El plastico como tal y por lo tanto tambien el polipropileno y el ABS presentan el inconveniente que pierden rigidez a medida que aumenta la temperatura y tambien a medida que aumenta la vida util. Cuando se sobreponen la temperatura y la vida util, este efecto aun es mayor. En particular en las baterias se anade que en caso de un manejo inadecuado de la bateria, por ejemplo durante la carga, puede producirse una sobrepresion en el interior de 55 la caja de bateria, por lo que se ejerce una carga adicional sobre la caja de bateria.

Las paredes frontales de la caja de bateria que estan bajo la accion de fuerza se deforman con el tiempo. Esto resulta porque el material plastico del que esta hecha la caja de bateria pierde rigidez en consecuencia de la vida util avanzada y/o las acciones de la temperatura y/o la sobrepresion que hay en la caja de bateria. Esto conduce a que

se reduzca la presion de apriete sobre las celdas de bateria individuales y, por lo tanto, sobre las placas de electrodo individuales de una celda de bateria, lo cual es un inconveniente, soltandose el contacto intimo que se desea obtener realmente entre las placas de electrodo, por un lado, y la tela no tejida que envuelve las placas de electrodo, por otro lado.

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El contacto intimo de la tela no tejida con las placas de electrodo garantiza que pueda realizarse el transporte de electrolito. Ademas, se garantiza de este modo que el hidrogeno y el oxigeno que se liberan en caso de la descarga puedan recombinarse de forma interna. Las masas activas sujetadas por las placas de electrodo se retienen, es decir, se fijan en su posicion, de modo que tambien pueden caerse al deformarse las placas. Estos efectos que van 10 unidos al contacto firme de la tela no tejida con las placas de electrodo quedan reducidos en caso de una deformacion de las paredes frontales de la caja de bateria o incluso se pierden. El resultado es que el rendimiento de la bateria se reduce, lo cual supone un inconveniente.

Para impedir en lo posible una deformacion de este tipo, ya por el documento JP H08 273638 A se conoce equipar 15 las paredes frontales de la caja de bateria con un elemento de refuerzo correspondiente.

Un elemento de refuerzo de este tipo esta realizado en forma de U, presentando los brazos de U respectivamente escotaduras, por las que pasan los salientes del lado de la caja de bateria.

20 El documento US 1,670,158 A da a conocer una caja de bateria segun el preambulo de la reivindicacion 1 de un material de caucho o plastico con un elemento de refuerzo de metal en forma de U, completamente incorporado. El elemento de refuerzo tiene agujeros, que permiten una union con ajuste positivo en el producto acabado colado.

Una construccion comparable se conoce por el documento JP H02 306533 A, siendo preferible segun esta forma de 25 realizacion disponer un elemento de refuerzo en el lado interior de la caja de bateria.

El documento JP S62 38306 Y2 muestra finalmente un elemento de refuerzo, que en el estado acabado de montar encaja detras de nervios verticales realizados en la caja de bateria.

30 Partiendo de lo anteriormente descrito, la invencion tiene el objetivo de proponer una caja de bateria del tipo indicado al principio que ayude a garantizar el rendimiento de la bateria tambien durante un periodo mas largo.

Para conseguir este objetivo se propone con la invencion una caja de bateria con las caracteristicas segun la reivindicacion 1.

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Con la invencion se propone reforzar las paredes frontales. Asi se impide una deformacion, lo que finalmente garantiza que se mantenga el contacto intimo deseado entre las placas de electrodo de una celda de bateria y una tela no tejida que envuelve las placas de electrodo, y esto a largo plazo.

40 Para reforzar las paredes frontales, segun la invencion esta previsto un elemento de refuerzo por pared frontal. Este elemento de refuerzo esta realizado en forma de U y dispone de una base, a continuacion de la cual estan dispuestos dos brazos de U de acuerdo con la configuracion en forma de U del elemento de refuerzo. Gracias a su configuracion en forma de U, el elemento de refuerzo forma una especie de grapa. Esta envuelve en el estado acabado de montar la pared frontal respectivamente asociada, es decir, asienta con sus brazos de U 45 respectivamente contra una pared lateral dispuesta a continuacion de la pared frontal asociada, en la que se apoya.

Gracias a la construccion segun la invencion anteriormente descrita se consigue que quede impedida una deformacion de la pared frontal asociada, puesto que el elemento de refuerzo sirve como contrasoporte, que en caso de una deformacion incipiente transmite las fuerzas transmitidas al mismo a las paredes laterales adyacentes. Estas 50 paredes laterales se cargan exclusivamente a traccion, lo que puede ser absorbido sin mas por el material plastico de la caja de bateria. De este modo se impide eficazmente una deformacion indeseada de las paredes del lado frontal de la caja de la carcasa.

Respecto a la configuracion del elemento de refuerzo en forma de U son posibles diferentes formas de realizacion. 55 Esta previsto preferentemente un elemento de refuerzo por pared frontal, por lo que estan previstos dos elementos de este tipo por caja de bateria. Segun una forma de realizacion alternativa, estos tambien pueden ser parte de un anillo, es decir, de una envoltura anular, que envuelve la caja de bateria en toda la circunferencia en el estado acabado de montar.

Los elementos de refuerzo pueden colocarse desde el exterior y pueden estar por ejemplo pegados en la caja de bateria o pueden estar dispuestos como piezas inyectadas en el interior del material plastico que forma la caja de bateria. No obstante, es preferible una forma de realizacion segun la cual los elementos de refuerzo son visibles desde el exterior, pero terminando a ras con la superficie exterior con la caja de la carcasa. Esto puede conseguirse 5 por ejemplo porque los elementos de refuerzo se insertan en la maquina de moldeo por inyeccion usada para la realizacion de la caja de bateria antes de tener lugar el proceso de inyeccion propiamente dicho.

En resumen, con la configuracion segun la invencion se pone a disposicion una construccion que ayuda a impedir una deformacion causada por envejecimiento y/o temperatura de las paredes frontales hechas de plastico de una 10 caja de bateria, en particular de una bateria monoblock. Los elementos de refuerzo previstos segun la invencion hacen que las fuerzas que se producen en el caso de uso conforme a lo previsto y que actuan sobre las paredes frontales se descarguen al menos en parte y se apliquen a las paredes laterales dispuestas a continuacion de una pared frontal. Puesto que las fuerzas que actuan en el caso de uso conforme a lo previsto sobre las dos paredes frontales de una caja de bateria estan distribuidas uniformemente, por pared frontal resulta respectivamente una 15 aplicacion homogeneizada de estas fuerzas a las paredes laterales dispuestas a continuacion de respectivamente una pared frontal. Asi tiene lugar una compensacion de fuerzas, solicitandose las paredes frontales por la aplicacion de la fuerza exclusivamente a traccion, lo que puede ser absorbido sin mas por el material plastico que forma las paredes laterales.

20 El resultado de la construccion segun la invencion es, por lo tanto, que tambien a medida que se alarga la vida util y/o la accion de temperatura, la perdida de rigidez del material del plastico que forma la caja de bateria no conduce a una deformacion indeseada de las paredes laterales de la caja de bateria.

Se mantiene asi la presion de apriete que actua sobre las celdas de bateria y, por lo tanto, tambien el contacto 25 intimo entre las placas de electrodo de las celdas de bateria y la tela no tejida que las envuelve. El rendimiento de la bateria asi realizada se mantiene de este modo de forma segura, tambien durante un periodo de tiempo mas largo.

Segun otra caracteristica de la invencion esta previsto que el elemento de refuerzo sea una chapa. La configuracion del elemento de refuerzo como chapa resulta sencilla y, por lo tanto, economica en la fabricacion y en la aplicacion. 30

Segun otra caracteristica de la invencion, el elemento de refuerzo esta hecho de metal. Es preferible usar acero fino. Esto se debe a que el acero fino es resistente a sustancias quimicas y acidos, en particular tambien al electrolito. Ademas, el acero fino es opticamente agradable, de modo que puede renunciarse a un tratamiento posterior de la superficie, como por ejemplo un barnizado o similares.

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Segun otra caracteristica de la invencion, el elemento de refuerzo presenta acanaladuras y/o nervios. Las configuraciones de este tipo sirven en particular para el refuerzo adicional, lo que puede ser razonable, en particular, en caso de una configuracion del elemento de refuerzo de chapa. Ademas, mediante una configuracion de las acanaladuras y/o nervios puede influirse en el desarrollo y/o la direccion de accion del flujo de fuerza que se produce 40 en el caso de uso conforme a lo previsto.

Segun otra caracteristica de la invencion esta previsto que el elemento de refuerzo este insertado en una escotadura puesta a disposicion por el elemento base. De este modo se garantiza en particular la disposicion del elemento de refuerzo en la caja de bateria que sirve para proteger contra un giro. En este contexto es preferible una disposicion 45 segun la que el elemento de refuerzo termina a ras con la superficie exterior del cuerpo base. Segun esta forma de realizacion, el elemento de refuerzo queda recibido por lo tanto completamente por la escotadura prevista para ello de la caja de bateria. De este modo se evitan cantos salientes del elemento de refuerzo, lo que vuelve mas seguro el manejo de la caja de bateria, tanto en la fabricacion como tambien en el posterior uso conforme a lo previsto.

50 Segun otra caracteristica de la invencion esta previsto que el elemento de refuerzo este fijado por union con ajuste positivo respecto a la pared y/o las paredes laterales dispuestas a continuacion. La union con ajuste positivo sirve en el caso de uso conforme a lo previsto para la aplicacion de fuerza ya anteriormente explicada a las paredes laterales. En comparacion con una union material y/o una union con ajuste no positivo, ha resultado ser ventajosa en particular la union con ajuste positivo, porque puede realizarse de forma comparativamente sencilla y, por lo tanto, 55 economica, desde el punto de vista de la tecnica de produccion. Ademas, la union con ajuste positivo ofrece la ventaja de que el elemento de refuerzo queda sujetado de forma segura en su posicion y a largo plazo en la caja de bateria.

Para realizar una union con ajuste positivo, el elemento de refuerzo dispone segun la invencion de perforaciones,

preferentemente de punzonados y/o concavidades. El elemento de refuerzo se recubre en parte por inyeccion del material plastico que forma la caja de bateria durante la fabricacion de la caja de bateria, por lo que penetra en las perforaciones, punzonados y/o concavidades del material plastico puestos a disposicion por el elemento de refuerzo. De este modo, la union con ajuste positivo anteriormente descrita se consigue en particular mediante 5 destalonamiento.

Segun otra caracteristica de la invencion esta previsto que el elemento de refuerzo este incorporado en el cuerpo base.

10 Otras caracteristicas y ventajas de la invencion resultan de la descripcion expuesta a continuacion con ayuda de las Figuras. Muestran:

la Figura 1 la Figura 2 15 la Figura 3 la Figura 4 la Figura 5

una representacion esquematica en perspectiva de una caja de bateria segun la invencion; una representacion esquematica en perspectiva de un elemento de refuerzo segun la invencion; una vista en planta desde abajo del elemento de refuerzo segun la invencion; una vista lateral del elemento de refuerzo segun la Figura 3 y

el elemento de refuerzo segun la Figura 3 en una vista lateral en corte segun la linea de corte A-A segun la Figura 3.

20 La Figura 1 muestra en una representacion esquematica en perspectiva una caja de bateria 1 segun la invencion. Esta dispone de un cuerpo base 2, que presenta a su vez dos paredes frontales 3, dos paredes laterales 4 y un fondo que no puede verse en la Figura por la representacion en perspectiva.

El cuerpo base 2 de la caja de bateria 1 pone a disposicion un espacio de volumen 6, que en el caso de uso 25 conforme a lo previsto sirve para recibir las celdas de bateria no detalladamente representadas en las Figuras. La forma de realizacion segun la Figura 1 dispone de un espacio de volumen 6 adecuado para recibir varias celdas de bateria, por lo que el mismo esta dividido por paredes separadoras 5 en compartimentos 7 individuales, sirviendo un compartimento 7 respectivamente para recibir una celda de bateria.

30 El cuerpo base 2 esta realizado como pieza moldeada por inyeccion de plastico en una pieza y esta hecho por ejemplo de polipropileno o ABS.

La caja de bateria 1 dispone segun la invencion de paredes frontales 3 realizadas de forma reforzada. Segun la invencion, para este fin esta previsto respectivamente un elemento de refuerzo 8 para cada pared frontal 3. Este 35 esta realizado como chapa y esta hecho de acero fino.

Como puede verse en particular en la Figura 2 con ayuda de una primera forma de realizacion del elemento de refuerzo 8, este esta realizado en forma de U. Dispone de una placa base 9, a continuacion de la cual estan dispuestas de acuerdo con la configuracion en forma de U del elemento de refuerzo 8 dos brazos 10 y 11, es decir, 40 dos brazos de U. En el estado acabado de montar, como se muestra en la Figura 1, estos dos brazos de U 10 y 11 se apoyan respectivamente en una pared lateral 4 dispuesta a continuacion de la pared frontal 3 asociada.

Como puede verse tambien en la Figura 1, esta insertado un elemento de refuerzo 8 en una escotadura 17 asociada. La profundidad de la escotadura se elige segun el espesor de material del elemento de refuerzo 8 45 realizado como chapa, de modo que en el estado acabado de montar se obtiene una configuracion que termina a ras con la superficie exterior. Por consiguiente, la superficie exterior 12 de la pared frontal 3 asociada y la superficie exterior 13 del elemento de refuerzo 8 insertado en la escotadura 17 quedan alineadas una con la otra.

Como puede verse en particular en la representacion segun la Figura 2, el elemento de refuerzo 8 dispone de 50 perforaciones 14 y 16 asi como de acanaladuras 15. Las acanaladuras 15 sirven para reforzar adicionalmente el elemento de refuerzo 8. En el ejemplo de realizacion mostrado segun la Figura 2, estas acanaladuras 15 estan realizadas como punzonados en forma de agujeros alargados. Como alternativa, tambien pueden estar previstos punzonados 15 circulares.

55 Para la fabricacion de la caja de bateria 1, los elementos de refuerzo 8 se insertan en el molde de inyeccion y se recubren por inyeccion del material plastico que forma la caja de bateria. El resultado de esta fabricacion es que el material plastico encaja formando un destalonamiento tanto en las acanaladuras 15 puestas a disposicion por el elemento de refuerzo 8 como en las perforaciones 14 y 16 puestas a disposicion por el elemento de refuerzo 8, como puede verse en particular en la Figura 1. Por esta configuracion resulta una union con ajuste positivo entre el

elemento de refuerzo 8 correspondiente y la caja de bateria 1 o el cuerpo base 2 puesto a disposicion por la caja de bateria 1. Gracias a esta union con ajuste positivo puede realizarse una aplicacion de fuerza segura, en particular a las paredes laterales 4 dispuestas a continuacion de la pared frontal 3.

5 Con el elemento de refuerzo 8 previsto segun la invencion queda garantizado que se impida de forma segura una deformacion de la pared lateral 3 respectivamente asociado del cuerpo base 2. Las celdas de bateria recibidas por la caja de bateria 1 quedan asi posicionadas de forma segura y las placas de electrodo puestas a disposicion respectivamente por las celdas de bateria permanecen en un contacto intimo con la tela no tejida que las envuelve, de modo que es posible un funcionamiento seguro conforme a lo previsto de una bateria equipada con una caja de 10 bateria 1 segun la invencion tambien a largo plazo, concretamente en particular independientemente de una reduccion de la rigidez del material plastico que forma el cuerpo base 2 de la caja de bateria 1 relacionada con la temperatura y/o el envejecimiento.

Lista de signos de referencia 15

1 Caja de bateria

2 Cuerpo base

3 Pared frontal

4 Paredes laterales

20 5 Paredes separadoras

6 Espacio de volumen

7 Compartimento

8 Elemento de refuerzo

9 Placa base

25 10 Brazo

11 Brazo

12 Superficie exterior

13 Superficie exterior

14 Perforacion

30 15 Acanaladuras

16 Perforacion

17 Escotadura

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Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Caja de bateria, en particular de una bateria monoblock para recibir una celda de bateria que presenta placas de electrodo, con un cuerpo base (2) de plastico, que presenta dos paredes frontales (3) dispuestas una

   5 enfrente de la otra y orientadas respectivamente en paralelo a las placas de electrodo de la celda de bateria, estando realizadas las paredes frontales (3) respectivamente de forma reforzada, para lo cual esta previsto un elemento de refuerzo (8) realizado en forma de U por pared frontal (3), apoyandose los brazos de U (10, 11) respectivamente en una pared lateral (4) dispuesta a continuacion de la pared frontal (3) asociada, estando insertado el elemento de refuerzo (8) por completo en una escotadura (17) puesta a disposicion por el cuerpo base (2) y 10 estando fijado el elemento de refuerzo (8) por union con ajuste positivo respecto a la pared frontal (3) correspondiente y las paredes laterales (4) dispuestas a continuacion, para lo cual el elemento de refuerzo (8) presenta perforaciones (14, 16), caracterizada porque el elemento de refuerzo (8) se recubre en parte por inyeccion del plastico del cuerpo base y esta incorporado en el cuerpo base y porque esta previsto un refuerzo adicional del elemento de refuerzo (8), para lo cual el elemento de refuerzo (8) presenta acanaladuras (15).

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2. 2. Caja de bateria segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el elemento de refuerzo (8) es una chapa.
3. 3. Caja de bateria segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque el elemento de refuerzo (8) esta 20 hecho de metal, en particular de acero fino.
4. 4. Caja de bateria segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de refuerzo (8) esta pegado en el cuerpo base (2).

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