ES2693230T3

ES2693230T3 - Bloque de batería y método de fabricación del mismo

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Publication number: ES2693230T3
Application number: ES13729510.1T
Authority: ES
Inventors: Marinus Hendrikus Doornekamp; Marten ZILVOLD
Original assignee: Super B Int Holding BV; Super B International Holding Bv
Current assignee: Super B Int Holding BV; Super B International Holding Bv
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2018-12-10
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: AU2013390063A1; EP3005443B8; EP3005443A1; WO2014189362A1; AU2013390063B2; PL3005443T3; EP3005443B1; PT3005443T; US20160111694A1; DK3005443T3; AR096410A1; HK1223736A1; US10490788B2

Abstract

Bloque de batería, que comprende un terminal de batería positivo primario (20) y un terminal de batería negativo primario (22) conectados por un circuito eléctrico, donde el circuito eléctrico comprende una conexión en serie o en paralelo de una o más células de batería (14), donde el bloque de batería (1) comprende además una estructura externa formada por una placa de base interna (16), una placa superior interna (18) y una pluralidad de soportes de célula (24) que rodean una o más células de batería (14), donde cada soporte de célula (24) comprende una sección elástica (24c) en contacto con la al menos una o más células de batería (14), y donde la sección elástica (24c) es una sección con forma de arco.

Description

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DESCRIPCION

Bloque de bateria y metodo de fabricacion del mismo Campo de la invencion

[0001] La presente invencion se refiere a un bloque de bateria que comprende un numero minimo de componentes para suministrar integridad estructural y rigidez al bloque de bateria. Segun un aspecto adicional, la presente invencion se refiere a un metodo de ensamblar el bloque de bateria.

Estado de la tecnica

[0002] La publicacion de la patente US 2011/0104532 divulga un bloque de paquete de bateria para aplicaciones automatizadas, con caracteristicas de liberacion y una pluralidad de celulas de bateria. El bloque de paquete de bateria comprende un contenedor que aloja una pluralidad de modulos de bateria, donde el alojamiento tiene una base y una pluralidad de paredes laterales. Un dispositivo de liberacion de presion esta presente en la bandeja de soporte.

Resumen de la invencion

[0003] La presente invencion busca proporcionar un bloque de bateria que comprende un numero minimo de componentes modulares para suministrar integridad estructural al bloque de bateria. Segun la invencion se proporciona un bloque de bateria segun el preambulo, que comprende un terminal de bateria positivo primario y un terminal de bateria negativo primario conectados por un circuito electrico, donde el circuito electrico comprende una conexion en serie o en paralelo de una o mas celulas de bateria dispuestas en un alojamiento, donde el bloque de bateria comprende ademas una pluralidad de soportes de celula, donde

cada soporte celular comprende un primer extremo conectado a una placa de base interna y un segundo extremo conectado a una placa superior interna, y donde

el bloque de bateria tiene una estructura externa que comprende la pluralidad de soportes de celula, donde la placa de base interna y la placa superior interna rodean una o mas celulas de bateria.

[0004] En este aspecto, un soporte celular no es una placa regular o panel como se usa normalmente para formar un alojamiento en forma de un encerramiento. Los soportes de celulas solamente proporcionan conexiones estructurales entre la placa de base interna y la placa superior interna, formando junto con las celulas de bateria un bloque de bateria firme y estructuralmente fuerte. Cada soporte de celula comprende una seccion elastica en contacto con al menos una o mas celulas de bateria. Las secciones elasticas aseguran una disposicion inamovible de una o mas celulas de bateria con respecto a la placa de base interna y placa superior interna. La seccion elastica es una seccion en forma de arco, que encaja de forma ajustada contra una o mas celulas de bateria.

[0005] La placa de base interna puede comprender una pluralidad de ranuras de soporte de base, donde cada ranura de base esta dispuesta para recibir un primer extremo del soporte celular, y la placa superior interna puede comprender una pluralidad de ranuras de soporte superiores, donde cada ranura de soporte superior esta dispuesta para recibir un segundo extremo del soporte celular.

[0006] Las ranuras de soporte de base y ranuras de soporte superiores permiten que cada soporte celular conecte fijamente la placa de base interna a la placa superior interna, donde una o mas celulas de bateria estan dispuestos entre ellas. En una forma de realizacion, la pluralidad de ranuras de soporte de base son dispuestas a lo largo de un borde periferico de la placa de base interna, y la pluralidad de ranuras de soporte superiores estan dispuestas a lo largo de un borde periferico de la placa superior interna. Estos bordes perifericos simplifican el bloque de la bateria puesto que no se tiene que posicionar ningun soporte de celula entre una o mas celulas de bateria. Es decir, la pluralidad de soportes de celula rodean una o mas celulas de bateria y por lo tanto definen la estructura externa.

[0007] El ritmo al que se puede ensamblar la bateria se puede aumentar mas proveyendo cada soporte de celula de conectores de encastre a presion, donde el primer extremo y segundo extremo de cada soporte celular pueden ser provistos de un conector de encastre a presion y donde cada ranura de soporte base y cada ranura de soporte superior es provista de un conector de encastre a presion, que coopera con el conector de encastre a presion de un soporte de celula correspondiente. Tales conectores de encastre a presion cooperantes permiten un proceso de ensamblaje automatizado rapido y conveniente, donde la placa de base interna se puede conectar a la pluralidad de soportes de celula en un movimiento unico.

[0008] En una forma de realizacion ventajosa, el primer extremo de un soporte celular puede comprender una cara de estribo para bloquear la insercion de un conector de encastre a presion en una ranura correspondiente de soporte de base mas alla de una profundidad de insercion particular. La cara de estribo previene otra insercion del primer extremo en una ranura de soporte base correspondiente cuando la placa superior interna se presiona sobre el segundo extremo del soporte de celula durante el proceso de ensamblaje.

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[0009] En una forma de realizacion, el bloque de bateria comprende ademas un bloque de terminal primario posicionado en la parte superior (es dedr, encima de) la placa superior interna, donde el bloque del terminal primario se preensambla y comprende el terminal de bateria positivo primario y el terminal de bateria negativo primario. El bloque de terminal primario puede comprender ademas todo el sistema electronico, varias conexiones electricas, un fusible, un bloque de enfriamiento y similares. Puesto que el bloque de terminal primario viene preensamblado con varios componentes electronicos, no hay necesidad de ensamblar componentes electronicos individuales, de modo que se simplifica el proceso de ensamblaje.

[0010] En una forma de realizacion el bloque de bateria comprende un alojamiento que comprende dos paneles laterales primarios fijados firmemente a la placa de base interna y la placa superior interna, donde el alojamiento comprende ademas dos paneles laterales secundarios, un panel superior, y un panel inferior perpendicular a los dos paneles laterales primarios. En otra forma de realizacion, el bloque de bateria puede comprender una parte individual de alojamiento con forma de U, que combina el panel inferior y los dos paneles laterales secundarios. Ademas, el alojamiento puede comprender un material compuesto tipo sandwich, tal como un material compuesto tipo sandwich que tiene un interior de un material de polietileno y paredes laterales de aluminio. Este material permite por ejemplo que la parte de alojamiento con forma de U se fabrique a partir de un panel sandwich compuesto plano que se pliega convenientemente en la parte de alojamiento con forma de U a lo largo de hendiduras apropiadas.

[0011] Segun otro aspecto, la presente invencion proporciona un metodo de ensamblar el bloque de bateria para la reduccion de la complejidad y coste del proceso de ensamblaje, donde el metodo comprende la colocacion de una o mas celulas de bateria en una placa de base interna, adjuntando una pluralidad de soportes de celula a la placa de base interna, colocacion de una placa superior interna sobre una o mas celulas de bateria y

fijar la pluralidad de soportes de celula a la placa superior interna, formando de esta manera una estructura externa

para una o mas celulas de bateria dispuestas entre ellos,

conectar electricamente una o mas celulas de bateria en serie o paralelo,

montar un bloque de terminal primario sobre la placa superior interna, donde el bloque del terminal primario comprende un terminal de bateria positivo primario y un terminal de bateria negativo primario en conexion electrica con una o mas celulas de bateria, completar el alojamiento del bloque de bateria.

[0012] En una forma de realizacion, fijar una pluralidad de soportes de celula a la placa de base interna comprende la insercion de un primer extremo de cada soporte de celula en una ranura de soporte de base de la placa de base interna, donde el primer extremo de cada soporte de celula comprende un conector de encastre a presion que facilita una fijacion rapida y simple de la pluralidad de abrazaderas de celula a la placa de base interna.

[0013] Para asegurar una configuracion correcta en paralelo o en serie de una o mas celulas de bateria, el metodo puede comprender ademas controlar una polaridad correcta de una o mas celulas de bateria dispuestas sobre la placa de base interna antes de colocar la placa superior interna. Controlar la polaridad de una o mas celulas de bateria antes de colocar la placa superior interna puede, por ejemplo, evitar un cortocircuito accidental de una o mas celulas de bateria en una fase posterior del proceso de ensamblaje.

[0014] En otra forma de realizacion, la fijacion de la pluralidad de soportes de celula a la placa superior interna comprende la insercion de un segundo extremo de cada soporte de celula en una ranura del soporte superior de la placa superior interna, donde el segundo extremo de cada soporte de celula comprende un conector de encastre a presion. Con este paso se completa la estructura externa y proporciona un bloque de bateria rigido estructural al que se pueden unir y conectar los componentes restantes.

[0015] En una forma de realizacion adicional, conectar electricamente una o mas celulas de bateria en serie o paralelo puede comprender la conexion de al menos dos celulas de bateria en serie mediante uno o mas conectores de terminal de celula hechos de material de conduccion dispuesto en unas aperturas de terminal de celula secundario de la placa superior interna. Una abertura de terminal de celula secundario esta dispuesta para exponer un terminal celular de una primera celula de bateria y un terminal celular de una segunda celula de bateria, de modo que uno o mas conectores de terminal de celula estan debidamente conectados a al menos dos celulas de bateria.

[0016] En una forma de realizacion ventajosa, el montaje del bloque del terminal primario sobre la placa superior interna comprende la conexion del terminal de bateria positivo primario a un terminal de celula positivo y la conexion del terminal de bateria negativo primario a un terminal de celula negativo de una o mas celulas de bateria.

En este paso los varios componentes electronicos, fusibles, cableado y similares no tienen que ser ensamblados separadamente, puesto que el bloque del terminal primario comprende todo el sistema electronico preensamblado necesario para el bloque de bateria.

[0017] En una forma de realizacion, la complecion del alojamiento del bloque de bateria comprende la provision de una pluralidad de paneles exteriores. Segun la invencion, la estructura externa proporciona la mayor parte de

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la rigidez estructural del bloque de bateria, mientras que la pluralidad de paneles exteriores tienen influencia pequena sobre la integridad estructural.

[0018] En otra forma de realizacion, la provision de una pluralidad de paneles exteriores comprende unir fijamente dos paneles laterales primarios a la placa de base interna y la placa superior interna, y la colocacion de dos paneles laterales secundarios, un panel superior, y un panel inferior perpendiculares a los dos paneles laterales primarios. Tipicamente, los dos paneles laterales primarios se pueden atornillar sobre la estructura externa, donde los dos paneles laterales secundarios, el panel superior e inferior se ajustan ligeramente en hendiduras de los dos lados primarios, permitiendo que el aire de refrigeracion fluya entre un interior y exterior del alojamiento.

[0019] En situaciones determinadas puede ser ventajoso combinar los dos paneles laterales secundarios y el panel inferior en una pieza unica de panel compuesto tipo sandwich que comprende, por ejemplo, dos capas externas metalicas y una capa central entre ellas. Las capas externas metalicas proporcionan al alojamiento una mayor resistencia al calor e integridad estructural en ambientes calientes.

[0020] En una forma de realizacion, el metodo de la presente invencion puede comprender por lo tanto la provision de dos hendiduras de plegado en un panel compuesto tipo sandwich, el plegado del panel compuesto tipo sandwich a lo largo de las dos hendiduras, la union del panel resultante compuesto tipo sandwich plegado con forma de U, al bloque de bateria como los dos paneles laterales secundarios y el panel inferior.

Breve descripcion de los dibujos

[0021] La presente invencion sera discutida con mas detalle de ahora en adelante con base en varias formas de realizacion ejemplares con referencia a los dibujos, en donde

Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una forma de realizacion de un bloque de bateria segun la presente invencion;

Fig. 2-4 muestran vistas en perspectiva de muestran formas de realizacion de un bloque de bateria parcial segun la presente invencion; y

Fig. 5 muestra una vista en perspectiva de una forma de realizacion adicional de parte del bloque de bateria segun la presente invencion.

Descripcion detallada de formas de realizacion ejemplares

[0022] La presente invencion se refiere a un bloque de bateria que comprende un numero minimo de componentes para proporcionar integridad estructural y rigidez al bloque de bateria.

[0023] Muchos bloques de bateria del estado de la tecnica comprenden un alojamiento fabricado como un alojamiento de pieza individual, tal como un contenedor hueco rectangular o cuadrado de una pieza individual con un lado abierto para la insercion de una o mas celulas de bateria en el contenedor. Sin embargo, un contenedor o alojamiento de pieza individual es relativamente dificil de manejar y se puede almacenar con menos eficacia. El bloque de bateria de la presente invencion por otro lado permite un diseno simple y el proceso de ensamblaje como el alojamiento se ensambla a partir de paneles exteriores sustancialmente planos que se fijan facilmente a una estructura interna del bloque de bateria, donde la estructura interna proporciona la integridad estructural y rigidez del bloque de bateria. Esto es de relevancia particular para baterias modernas, por ejemplo, teniendo celulas de bateria a base de litio. En el caso de celulas de bateria a base de litio, la manipulacion del bloque de bateria completo es importante en orden a garantizar un funcionamiento seguro durante todo el tiempo de vida operativa.

[0024] Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una forma de realizacion de un bloque de bateria 1 segun la presente invencion, que comprende un alojamiento 2 con un terminal de bateria positivo primario 20 y un terminal de bateria negativo primario 22.Entre el terminal de bateria positivo primario 20 y el terminal negativo primario 22 se proporciona un circuito electrico que comprende una conexion en serie y/o en paralelo de una o mas celulas de bateria 14 dispuestas en el alojamiento 2.

En formas de realizacion tipicas, la una o mas celulas de bateria 14 son bateria de litio celulas, que comprenden por ejemplo LiFePo, fosfato de hierro de litio.

[0025] En la forma de realizacion mostrada, el alojamiento 2 comprende una pluralidad de paneles exteriores fijados externamente a una estructura interna sustancialmente rigida (no mostrada en la Fig. 1) del bloque de bateria 1. En una forma de realizacion, el alojamiento 2 puede comprender dos paneles laterales primarios 4 (o panel frontal y trasero) unidos firmemente a una placa de base interna 16 y la placa superior interna 18. El alojamiento 2 puede comprender ademas dos paneles laterales secundarios 6, un panel superior 8, un panel inferior 10 (no visible en la Fig. 1), todos dispuestos en perpendicular a los paneles laterales primarios 4. Ademas, se pueden disponer una pluralidad de perfiles de esquina 12 a lo largo de bordes del alojamiento 2, proporcionando soporte para los paneles exteriores 4, 6, 8, 10.

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[0026] Aunque los paneles exteriores del alojamiento 2 proporcionan alguna rigidez estructural, la rigidez estructural principal del bloque de bateria 1 se proporciona por la estructura interna dispuesta en el alojamiento 2. La descripcion precisa de la estructura interna se hara evidente en los siguientes parrafos, en referencia a las figuras 2-4.

[0027] Fig. 2, 3 y 4 muestran una vista en perspectiva de una forma de realizacion de un bloque de bateria parcial 1 segun la presente invencion en varias etapas del ensamblaje, es decir, donde se han retirado la pluralidad de paneles exteriores 4, 6, 8,10, exponiendo varios componentes internos del bloque de bateria 1.

[0028] El bloque de bateria 1 comprende una placa de base interna 16, una placa superior interna 18 y una o mas celulas de bateria 14 dispuestas entre ellas (mostrado mas claramente en la vista de la figura 3). En la forma de realizacion mostrada, cuatro celulas de bateria 14 estan posicionadas una al lado de la otra en la placa de base interna 16. Se puede proporcionar rigidez a la placa de base interna 16 proporcionando bordes que se extienden, por ejemplo, en una estructura tipo panal.

Esto mejora inmensamente la estabilidad torsional de la placa de base interna 16.

Tambien, la placa superior interna 18 puede ser provista de elementos de refuerzo posicionado apropiadamente, por ejemplo, en forma de bordes.

[0029] Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de un bloque de bateria parcialmente ensamblado 1 segun la presente invencion, donde se ha retirado la placa superior interna 18. Se ve claramente que cada celula de bateria 14 es provista de una pluralidad de terminales de celula que comprenden un terminal de celula positivo 14a y un terminal de celula negativo 14b.

[0030] Una o mas celulas de bateria 14 se disponen sobre la placa de base interna 16, donde cada celula de bateria 14 se recibe en un receso de placa de base correspondiente para evitar un movimiento deslizante de la celula de bateria 14 con respecto a la placa de base interna 16. Se pueden disponer uno o mas recesos de placa de base para mantener espacios de aire suficientemente grandes 28 entre una o mas celulas de bateria 14, por ejemplo, para fines de refrigeracion. La temperatura interna del bloque de bateria 1 se puede controlar mediante uno o mas sensores termicos dispuestos en el alojamiento 2, tal como el sensor o los varios sensores termicos 26 fijados a una o mas celulas de bateria 14, mostradas en la vista de la Fig. 2.

[0031] El bloque de bateria 1 comprende ademas una pluralidad de soportes de celula 24 que conectan firmemente la placa de base interna 16 y la placa superior interna 18 a la celula o las varias celulas de bateria 14 dispuestas entre ellas, proporcionando asi la estructura interna del bloque de bateria 1. Mas precisamente, la estructura interna mencionada en los parrafos precedentes se define por la placa de base interna 16, la placa superior interna 18, la celula o las varias celulas de bateria 14 dispuestas entre ellas, y la pluralidad de soportes de celula 24 conectados a la placa de base interna 16 y la placa superior interna 18.

[0032] En otras palabras, el bloque de bateria 1 comprende un terminal de bateria positivo primario 20 y un terminal de bateria negativo primario 22 conectado por un circuito electrico, donde el circuito electrico comprende una conexion en serie o en paralelo de una o mas celulas de bateria 14. El bloque de bateria 1 comprende ademas una estructura externa formada por una placa de base interna 16, una placa superior interna 18 y una pluralidad de soportes de celula 24 que rodean la celula o varias celulas de bateria 14. Los soportes de celulas 24, placa de base interna 16 y placa superior 18 (es decir solo tres tipos de componentes separados), con las celulas de bateria 14 entremedias, proporcionan una estructura externa que actua como una estructura rigida para el bloque de bateria. En este aspecto, un soporte de celula no es un panel o placa regular como se usan normalmente para formar un alojamiento en forma de un encerramiento. Los soportes de celulas 24 solo estan formando conexiones estructurales entre la placa de base interna 16 y la placa superior interna 18, junto con las celulas de bateria que forman un bloque de bateria firme y estructuralmente fuerte. Por ejemplo, los soportes de celulas 24 se forman por troquelado de chapas. Esta estructura es ligera, sin embargo, muy fuerte.

[0033] Segun las formas de realizacion de la presente invencion, la estructura interna del bloque de bateria 1 dispensa con un alojamiento dedicado para suministrar integridad estructural y rigidez a un bloque de bateria. En cambio, la celula o las celulas de bateria 14 se disponen firmemente mediante la placa de base interna 16, la placa superior interna 18, y la pluralidad de soportes de celula 24. El alojamiento 2 (o bloque de bateria) se completa despues por la union de la pluralidad de paneles exteriores 4, 6, 8,10 a la estructura interna.

[0034] En una forma de realizacion ventajosa, cada soporte de celula 24 comprende una seccion elastica 24c en contacto con la celula o las varias celulas de bateria 14.

La seccion elastica 24c se forma por ejemplo como una parte en forma de X dentro de un bastidor del soporte celular 24, que se extiende fuera del plano del bastidor. La seccion elastica 24c de un soporte celular 24 proporciona ademas rigidez estructural al bloque de bateria 1 imponiendo una fuerza lateral (de polarizacion) sobre una o mas celulas de bateria 14. La fuerza aplicada a cada celula de bateria 14 previene cualquier posible movimiento deslizante de dicha celula de bateria 14 con respecto a la placa de base interna 16 y placa superior interna 18, y proporciona soporte lateral a las celulas de la bateria 14. Para permitir un ensamblaje facil, los recesos

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de la placa de base de la placa de base interna 16 para cada celula de bateria 14 pueden tener dimensiones ligeramente mayores que la parte inferior de la celula de bateria 14.

Cualquier posible movimiento de las celulas de bateria 14 se puede restringir despues por dimensionamiento apropiado de los soportes de celula 24.

[0035] En otra forma de realizacion, la seccion elastica 24c es una seccion con forma de arco, donde la seccion con forma de arco proporciona tanto flexibilidad, que facilita el ensamblaje, como presion cuando esta montada. La seccion con forma de arco puede comprender uno o mas cordoncillos salientes para suministrar una flexibilidad adaptable de la seccion elastica 24c, donde la flexibilidad se determina por las dimensiones (altura; ancho) de los cordoncillos salientes. Las fuerzas laterales impuestas en la celula o las varias celulas de bateria 14 por la pluralidad de soportes de celula 24 se pueden adaptar por lo tanto para diferentes tamanos del bloque de bateria 1.

[0036] Ademas, los soportes de celula 24 pueden ser provistos de lenguetas elasticas adicionales, que se extienden hacia el exterior del bloque de bateria 1, para el mantenimiento de la pluralidad de paneles exteriores 4, 6, 8,10 del alojamiento 2 en la posicion cuando estan ensamblados. La placa de base interna 16 y placa superior interna 18 pueden ser provistas despues de bordes de ajuste sueltos para acomodar la pluralidad de paneles exteriores 4, 6, 8, 10, puesto que las lenguetas elasticas adicionales los mantienen presionados hacia fuera del alojamiento 2.

[0037] En la vista de la figura 4 se puede ver que cada soporte de celula 24 comprende un primer extremo 24a conectado a la placa de base interna 16 y un segundo extremo 24b conectado a la placa superior interna 18.

En una forma de realizacion, la placa de base interna 16 comprende una pluralidad de ranuras de soporte de base 16a, donde cada ranura de soporte de base 16a se dispone para recibir un primer extremo 24a del soporte de celula 24, y la placa superior interna 18 comprende una pluralidad de ranuras superiores de soporte 18a, donde cada ranura superior de soporte 18a se dispone para recibir un segundo extremo 24b del soporte de celula 24. Este proporciona un ensamblaje muy facil y eficaz y una construccion simple.

[0038] Mas especificamente, la pluralidad de ranuras de soporte de base 16a se disponen a lo largo de un borde periferico 16b de la placa de base interna 16, y la pluralidad de ranuras superiores de soporte 18a se disponen a lo largo de un borde periferico 18b de la placa superior interna 18, que da como resultado que la estructura solo se forma en el exterior de las celulas de bateria 14. En otras palabras, la pluralidad de soportes de celula 24 se disponen a lo largo de un borde periferico de base 16b y un borde superior periferico 18b, donde cada soporte de celula 24 se conecta al borde periferico de base 16b en el primer extremo 24a y se conecta al borde superior periferico 18b en el segundo extremo 24b. El borde periferico superior y de base 16b, 18b permiten una facil colocacion de cada soporte de celula 24 puesto que no se dispone ningun soporte de celula 24 entre la celula o las varias celulas de bateria 14.

[0039] En una forma de realizacion se disponen uno o mas conectores de encastre a presion 24d en el primer extremo 24a y segundo extremo 24b de cada soporte de celula 24, al igual que uno o mas conectores de encastre a presion correspondiente dispuestos en el borde periferico de base 16b y borde periferico superior 18b. Los conectores de encastre a presion son particularmente ventajosos para formar una conexion simple, rapida y sin embargo fuerte de los soportes de celula 24 a la placa de base interna 16 y placa superior interna 18.

[0040] En una forma de realizacion ventajosa, el primer extremo 24a de un soporte de celula 24 puede ser provisto de una cara de estribo para bloquear la insercion de un conector de encastre a presion en una ranura de soporte de base correspondiente 16a mas alla de una profundidad de insercion particular. La cara de estribo impide otra insercion del primer extremo 24a en una ranura de soporte de base correspondiente 16a, por ejemplo, cuando la placa superior interna 18 se presiona sobre el segundo extremo 24b del soporte celular 24 durante el proceso de ensamblaje.

[0041] El bloque de bateria 1 tambien comprende un bloque de terminal primario 19 montado sobre la placa superior interna 18, como se muestra mas claramente en la vista de la figura 2. Por tanto, el alojamiento 2 del bloque de bateria comprende ademas un bloque de terminal primario 19, posicionado encima de la placa superior interna 18. El bloque del terminal primario 19 se preensambla y comprende el terminal de bateria positivo primario 20 y el terminal de bateria negativo primario 22, y elementos de circuito electrico adicional, tales como componentes electronicos, conexiones, fusible, bloque de enfriamiento.

[0042] Fig. 3 muestra una vista en perspectiva de un bloque de bateria ensamblado parcialmente 1 segun la presente invencion, donde el bloque del terminal primario 19 se ha retirado (o todavia no posicionado), mostrando asi claramente la placa superior interna 18. En la forma de realizacion mostrada, la placa superior interna 18 comprende una pluralidad de aberturas del terminal de celula primario 18c y una pluralidad de aberturas de terminal de celula secundario 18d.

La pluralidad de aberturas del terminal de celula primario y secundario 18c, 18d permiten un montaje ajustado y firme de la placa superior interna 18 a una o mas celulas de bateria 14, proporcionando todavia acceso a los terminales 14a, 14b de una o mas celulas de bateria 14. Aunque se muestra en los ejemplos de realizacion de las

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figuras 1 a 4, la placa superior interna 18 puede comprender protuberancias centrales o lenguetas para asegurar que la pluralidad de celulas de bateria 14 esten igualmente distanciadas, lo que es particularmente ventajoso cuando se ensambla el bloque de bateria 1. Las protuberancias centrales o lenguetas pueden extenderse mas alla del borde inferior de la placa superior interna 18 para facilitar el ensamblaje del bloque de la bateria 1.

[0043] Cada celula de bateria 14 es provista de una pluralidad de terminales de celula que comprenden un terminal de celula positivo 14a y un terminal de celula negativo 14b. Cada abertura del terminal de celula primario 18c se alinea con un terminal de celula positivo 14a o un terminal de celula negativo 14b.

Cada abertura de terminal de celula secundario 18d se alinea con un terminal de celula positivo 14a de una primera celula de bateria 14 y un terminal de celula negativo 14b de una segunda celula de bateria 14, permitiendo una conexion en serie de dicha primera y segunda celula de bateria 14.

[0044] El bloque de bateria 1 comprende ademas uno o mas conectores de terminal de celula 15, donde cada conector de terminal de celula 15 esta dispuesto en una abertura de terminal de celula secundario correspondiente 18d. El o los varios conectores de terminal de celula 15 conectan la celulas o las varias celulas de bateria 14 en serie en la forma de realizacion mostrada en la Fig. 3.

En una forma de realizacion ejemplar, el o los conectores de terminal de celula 15 estan hechos de un material que muestra una resistencia electrica baja y una alta conductibilidad termica, tal como el cobre. En otra forma de realizacion, el o los conectores de terminal de celula 15 pueden comprender la metalizacion de estano para aumentar mas la conductividad electrica. Los conectores de terminal de celula 15 con una resistencia electrica baja reducen bajadas de tension entre celulas de bateria 14 y perdidas de potencia no deseadas y reducen la generacion (interna) de calor.

[0045] Debe observarse que la placa superior interna 18 no necesita una o mas aberturas de terminal de celula secundario 18d y conectores de terminales de celula correspondiente 15 en el caso de que el bloque de bateria 1 comprenda una celula de bateria individual 14. En dicha forma de realizacion, la placa superior interna 18 solamente comprende una pluralidad de aberturas de terminal de celula primario 18c, exponiendo al terminal de celula positivo y negativo 14a, 14b de la celula de bateria individual 14.

[0046] Ademas de proporcionar rigidez estructural al bloque de bateria 1, la placa superior interna 18 de la presente invencion evita un cortocircuito accidental de una o mas celulas de bateria 14 durante el ensamblaje del bloque de bateria 1. Como es evidente de la vista prevista en la Fig. 3, la placa superior interna 18 evita que cada conector de terminal de celula 15 conecte un terminal de celula positivo y negativo 14a, 14b de la misma celula de bateria 14. De forma mas precisa, la placa superior interna 18 no comprende una abertura de terminal de celula secundario 18d, exponiendo un terminal de celula positivo y negativo 14a, 14b de la misma celula de bateria 14. Como resultado, la caida accidental de una herramienta metalica tal como una llave inglesa, sobre la placa superior interna 18 durante el ensamblaje del bloque de bateria 1, no supondra directamente el cortocircuito de una o mas celulas de bateria 14. La placa superior interna 18 de la presente invencion aumentara por lo tanto la seguridad del proceso de ensamblaje una vez que se ha colocado sobre la celula o las celulas de bateria 14.

[0047] Durante el ensamblaje el primer extremo 24a de cada soporte de celula 24 se conecta a la placa de base interna 16, sobre la que se posicionan las celulas de bateria 14 (el segundo extremo 24b de cada soporte celular 24 esta libre). De una

manera muy simple, el ensamblaje de la estructura externa se puede completar posicionando simplemente la placa superior interna 18 ademas de esta combinacion de elementos. En una forma de realizacion ventajosa, la placa superior interna 18 puede comprender una pluralidad de lenguetas elasticas que en el estado ensamblado del bloque de bateria 1 estan en contacto con la celula o las celulas de bateria 14 (es decir, en el lado inferior de la placa superior interna 18. Las lenguetas elasticas imponen una fuerza de tension polarizada en la pluralidad de soportes de celula 24 una vez que la placa superior interna 18 se situa en su posicion. Por ejemplo, la presion de la placa superior interna 18 sobre la celula o las celulas de bateria 14 para completar la estructura externa puede implicar fuerzas de hasta 1000 N o mas, por lo que la pluralidad de soportes de celula 24 del bloque de bateria 1 pueden experimentar una fuerza de tension polarizada de hasta 1000 N o mas. La fuerza real ejercida por las lenguetas elasticas se puede sintonizar, por ejemplo, usando cordoncillos sobre las superficies de las lenguetas elasticas.

[0048] Segun un aspecto adicional, la presente invencion se refiere a un metodo de ensamblar el bloque de bateria 1 para suministrar un procedimiento de ensamblaje rapido y rentable. Utilizando las vistas de la figura 4 a Fig. 1 en el orden inverso, el metodo de ensamblaje de un bloque de bateria 1 comprende la colocacion de una o mas celulas de bateria 14 sobre una placa de base interna 16, la union de una pluralidad de soportes de celula 24 a la placa de base interna 16, la colocacion de una placa superior interna 18 en la celula o las celulas de bateria 14 y la union de la pluralidad de soportes de celula 24 a la placa superior interna 18, formando de esta manera una estructura externa para la celula o las celulas de bateria 14 dispuestas entre ellos. En una forma de realizacion particular, este proceso se automatiza parcial o totalmente, por ejemplo, utilizando una disposicion de presion para comprimir la placa superior interna 18 a la combinacion de placa de base interna 16, una o mas celulas de bateria 14 y soportes de celula 24. Ademas, el metodo comprende conectar electricamente la celula o las celulas de bateria 14 en serie o en paralelo, el montaje de un bloque de terminal primario 19 sobre la placa superior interna 18, donde

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el bloque del terminal primario 19 comprende un terminal de bateria positivo primario 20 y un terminal de bateria negativo primario 22 en conexion electrica con la celula o las celulas de bateria 14, y la complecion del alojamiento 2 del bloque de bateria 1.

[0049] En una forma de realizacion, la union de una pluralidad de soportes de celula 24 a la placa de base interna 16 comprende la insercion de un primer extremo 24a de cada soporte de celula 24 en una ranura de soporte de base 16a de la placa de base interna 16, donde el primer extremo 24a de cada soporte de celula 24 comprende un conector de encastre a presion 24d.

[0050] El conector de encastre a presion simplifica el proceso de ensamblaje, puesto que no son necesarios pernos, tuercas, tornillos y similares. En un movimiento individual cada soporte de celula 24 se fija a la placa de base interna 16 y placa superior interna 18, aumentando asi en gran medida la velocidad de ensamblaje.

[0051] En la practica, la celula o las celulas de bateria 14 se podrian colocar incorrectamente sobre la placa de base interna 16 por accidente, lo que puede conducir a una orientacion incorrecta de los terminales de celula de bateria 14a, 14b. Para evitar conexiones de terminal de celula incorrectas durante el proceso de bloque, el metodo puede comprender ademas el control de una polaridad correcta de la celula o las celulas de bateria 14 dispuestas en la placa de base interna 16 antes de colocar la placa superior interna 18.

De esta manera se asegura una orientacion correcta de los terminales de celula de bateria 14a, 14b.

[0052] En una forma de realizacion, la union de la pluralidad de soportes de celula 24 a la placa superior interna 18 comprende la insercion de un segundo extremo 24b de cada soporte de celula 24 en una ranura superior del soporte 18a de la placa superior interna 18, donde el segundo extremo 24b de cada soporte de celula 24 comprende un conector de encastre a presion. Como se ha mencionado antes, el conector de encastre a presion simplifica el proceso de ensamblaje puesto que no son necesarios pernos, tuercas, tornillos y similares. En un movimiento individual cada soporte de celula 24 se fija a la placa superior interna 18, aumentando asi en gran medida la velocidad de ensamblaje.

[0053] En el caso de que el bloque de bateria 1 comprenda una pluralidad de celulas de bateria 14, la conexion electrica en serie o en paralelo de la celula o las celulas de bateria 14 puede comprender la conexion de al menos dos celulas de bateria 14 en serie mediante uno o mas conectores de terminal de celula 15 hechos de material de conduccion dispuesto en aberturas de terminal de celula secundario 18d de la placa superior interna 18.

[0054] En formas de realizacion ventajosas, cada conector de terminal de celula 15 es un componente sustancialmente rigido tipo placa. Tipicamente, cada conector terminal de celula 15 se conecta a una celula de bateria 14 mediante una conexion enroscada, por ejemplo, pernos, para obtener una impedancia interna del paquete de bateria que sea tan baja como sea posible.

[0055] En una forma de realizacion, el montaje del bloque del terminal primario 19 en la placa superior interna 18 comprende la conexion del terminal de bateria positivo primario 20 a un terminal de celula positivo 14a y la conexion del terminal de bateria negativo primario 22 a un terminal de celula negativo 14b de la celula o las celulas de bateria 14.

[0056] En esta forma de realizacion, los varios componentes electronicos del bloque de bateria 1 se colocan sobre la placa superior interna 18 en un movimiento individual puesto que son parte del bloque de terminal primario (preensamblado) 19. No hay necesidad de instalar y colocar separadamente componentes electricos, tales como controladores, placas de circuito impreso, varios puertos de comunicacion digitales y analogicos, cableado interno, etcetera. Cuando se coloca el bloque del terminal primario 19, solo se tienen que conectar los terminales de bateria positivos primarios y negativos primarios 20,22 a los terminales de celula correspondiente 14a, 14b.

[0057] En otras formas de realizacion, los pasos restantes del metodo implican la complecion del alojamiento 2 del bloque de bateria 1. Por ejemplo, en una forma de realizacion, la complecion del alojamiento 2 del bloque de bateria 1 comprende la provision de una pluralidad de paneles exteriores 4, 6, 8, 10.

[0058] Segun la invencion, la necesidad de una pieza individual, el alojamiento hueco no es necesario, lo que minimiza por tanto la complejidad del manejo. Es decir, el alojamiento 2 se puede completar sencillamente uniendo externamente los paneles exteriores, donde cada panel se puede fabricar, almacenar y manejar eficazmente.

[0059] En otra forma de realizacion, la provision de una pluralidad de paneles exteriores 4, 6 8,10 comprende unir fijamente dos paneles laterales primarios 4 a la placa de base interna 16 y la placa superior interna 18, y colocar dos paneles laterales secundarios 6, un panel superior 8, y un panel inferior 10 perpendiculares a los dos paneles laterales primarios 4.

[0060] En esta forma de realizacion, los paneles laterales primarios 4 se pueden colocar en lados opuestos del bloque de bateria 1 (por ejemplo, el lado frontal y lado trasero), donde los paneles laterales secundarios 6, el panel superior 8 y el panel inferior 10 estan dispuestos entre ellos. Los paneles laterales primarios 4 se pueden atornillar

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sobre la placa de base interna 16 y placa superior interna 18. Los paneles restantes 6, 8,10 se pueden disponer en ranuras de recepcion y/o hendiduras de los paneles laterales primarios 4 sin usar elementos fijadores tales como tornillos, pernos y similares, que aumentarian la complejidad del bloque y aumentarian el numero de componentes. Hay que notar que los paneles laterales secundarios 6, el panel superior 8 y panel inferior 10 se pueden ajustar de forma floja en hendiduras de recepcion y/o ranuras de los paneles laterales primarios 4, permitiendo que el aire frio fluya entre un interior y exterior del alojamiento 2 del bloque de bateria 1. Alternativamente, se pueden proveer aberturas de ventilacion, por ejemplo, en la parte superior de los paneles laterales primarios 4.

[0061] Alternativamente, se proveen una pluralidad de perfiles de esquina 12 (vease forma de realizacion de la figura 1), que son provistos de ranuras para el montaje de los paneles restantes 6, 8 y 10. Despues, pueden ser provistos bastidores 4a que cubren los extremos abiertos de los perfiles de esquina 12 y lados de los paneles restantes 6, 8,10 en el lado frontal y trasero del bloque de bateria.

[0062] En una forma de realizacion alternativa, el metodo puede comprender ademas la provision de dos hendiduras de plegado (por ejemplo hendiduras con forma de "V" ) en un panel compuesto tipo sandwich plegando el panel compuesto tipo sandwich a lo largo de las dos hendiduras, adjuntando el panel compuesto resultante tipo sandwich plegado con forma de U al bloque de bateria 1 como los dos paneles laterales secundarios 6 y el panel inferior 10.

[0063] Fig. 5 muestra una vista en perspectiva de una forma de realizacion donde los dos paneles laterales secundarios 6 y el panel inferior 10 se forman como una pieza individual con forma de U 7 del panel compuesto plegado, por ejemplo, un panel tipo sandwich. El panel compuesto comprende dos capas externas de aluminio (Al) 7a y un nucleo sin aluminio 7b entre ellas, por ejemplo, un nucleo polimerico. La pieza individual con forma de U 7 comprende los dos paneles laterales secundarios 6 y el panel inferior 10 y se puede obtener ventajosamente por plegado de un panel compuesto de aluminio 7 a lo largo de hendiduras 7c con forma de "V" dispuestas dentro. La profundidad de cada hendidura 7c con forma de "V" se extiende hasta una capa externa, es decir, una capa de aluminio 7a del panel compuesto se deja intacto y se pliega sobre un angulo de sustancialmente 90° grados.

De esta manera se obtiene una pieza individual con forma de U 7 de panel compuesto capaz de resistir temperaturas mas altas sin perder integridad estructural. En esta forma de realizacion, la pieza individual con forma de U 7 del material compuesto tipo sandwich combina el panel inferior 10 y los dos paneles laterales secundarios 6. El panel del fondo y los dos paneles laterales 6,10 se separan despues y forman una pieza plegada individual con forma de U 7 hecha de panel compuesto o material de hoja. El alojamiento 2 se puede completar despues proporcionando la placa superior 8 de una manera similar, como se ha descrito anteriormente. Ventajosamente, el material compuesto tipo sandwich comprende un interior de un material de polietileno y paredes laterales de aluminio. Esto da como resultado incluso menos peso que los paneles metalicos completos, y todavia proporciona un alojamiento resistente al calor 2. Incluso en el caso de una temperatura localmente alta dentro del paquete de bateria se asegura la integridad del alojamiento 2.

[0064] En otras formas de realizacion, cada panel exterior 4, 6, 8,10 esta hecho de un metal o una aleacion de metales, que seria capaz de resistir temperaturas mas altas sin perder integridad estructural. Alternativamente, cada panel exterior 4, 6, 8,10 esta hecho de un material de plastico para mantener un proceso de fabricacion sencillo y rentable.

Por ejemplo, se puede usar un metodo de moldeo por inyeccion o de extrusion para fabricar cada panel exterior de plastico.

[0065] Las presentes formas de realizacion de la invencion se han descrito anteriormente con referencia a varios ejemplos de realizacion ejemplares, como se muestra en los dibujos.

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REIVINDICACIONES

1. Bloque de bateria, que comprende un terminal de bateria positivo primario (20) y un terminal de bateria negativo primario (22) conectados por un circuito electrico, donde el circuito electrico comprende una conexion en serie o en paralelo de una o mas celulas de bateria (14), donde el bloque de bateria (1) comprende ademas una estructura externa formada por una placa de base interna (16), una placa superior interna (18) y una pluralidad de soportes de celula (24) que rodean una o mas celulas de bateria (14), donde cada soporte de celula (24) comprende una seccion elastica (24c) en contacto con la al menos una o mas celulas de bateria (14), y donde la seccion elastica (24c) es una seccion con forma de arco.
2. Bloque de bateria segun la reivindicacion 1, donde la placa de base interna (16) comprende una pluralidad de ranuras de soporte de base (16a), donde cada ranura de soporte de base (16a) esta dispuesta para recibir un primer extremo (24a) del soporte de celula (24), y donde la placa superior interna (18) comprende una pluralidad de ranuras de soporte superiores (18a), donde cada ranura de soporte superior (18a) esta dispuesta para recibir un segundo extremo (24b) del soporte de celula (24).
3. Bloque de bateria segun la reivindicacion 2, donde la pluralidad de ranuras de soporte de base (16a) se disponen a lo largo de un borde periferico (16b) de la placa de base interna (16), y donde la pluralidad de ranuras de soporte superiores (18a) se disponen a lo largo de un borde periferico (18b) de la placa superior interna (18).
4. Bloque de bateria segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde el primer extremo (24a) y segundo extremo (24b) de cada soporte de celula (24) son provistos de un conector de encastre a presion y donde cada ranura de soporte de base (16a) y cada ranura de soporte superior (18a) son provistas de un conector de encastre a presion.
5. Bloque de bateria segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el bloque de bateria (1) comprende ademas un bloque del terminal primario (19), posicionado sobre la placa interna superior (18), donde el bloque del terminal primario (19) se preensambla y comprende el terminal de bateria positivo primario (20) y el terminal de bateria negativo primario (22).
6. Bloque de bateria segun cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende ademas un alojamiento (2) que comprende dos paneles laterales primarios (4) unidos de forma fija a la placa de base interna (16) y la placa superior interna (18), donde el alojamiento (2) comprende ademas dos paneles laterales secundarios (6), un panel superior (8), y un panel inferior (10), que estan dispuestos en perpendicular a los dos paneles laterales primarios (4).
7. Bloque de bateria segun la reivindicacion 6, que comprende una parte de alojamiento individual con forma de U que combina el panel inferior (10) y los dos paneles laterales secundarios (6).
8. Bloque de bateria segun la reivindicacion 6 o 7, donde el alojamiento (2) comprende un material compuesto tipo sandwich, tal como un material compuesto tipo sandwich, que tiene un interior de un material de polietileno y paredes laterales de aluminio.
9. Metodo de fabricacion de un bloque de bateria (1) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:

La colocacion de una o mas celulas de bateria (14) sobre una placa de base interna (16), unir una pluralidad de abrazaderas de celula (24) a la placa de base interna (16),

colocar una placa superior interna (18) sobre una o mas celulas de bateria (14) y unir la pluralidad de soportes de celula (24) a la placa superior interna (18), formando de esta manera una estructura externa para la una o mas celulas de bateria (14) dispuestas entre ellos,

conectar electricamente la una o mas celulas de bateria (14) en serie o en paralelo, montar un bloque de terminal primario (19) sobre la placa superior interna (18), donde el bloque de terminal primario (19) comprende un terminal de bateria positivo primario (20) y un terminal de bateria negativo primario (22) en conexion electrica con una o mas celulas de bateria (14),

completar el alojamiento (2) del bloque de bateria (1).
10. Metodo segun la reivindicacion 9, en el que la union de una pluralidad de soportes de celula (24) a la placa de base interna (16) comprende la insercion de un primer extremo (24a) de cada soporte celular (24) en una ranura de soporte de base (16a) de la placa de base interna 16, donde el primer extremo (24a) de cada soporte celular (24) comprende un conector de encastre a presion (24d).
11. Metodo segun la reivindicacion 9 o 10, que comprende ademas el control de una polaridad correcta del una o mas celulas de bateria (14) dispuestas sobre la placa de base interna (16) antes de colocar la placa superior interna (18).

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12. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-11, donde la union de la pluralidad de abrazaderas de celula (24) a la placa superior interna (18) comprende la insercion de un segundo extremo (24b) de cada soporte celular (24) en una ranura superior del soporte (18a) de la placa superior interna (18), donde el segundo extremo (24b) de cada soporte celular (24) comprende un conector de encastre a presion (24d).
13. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-12, donde la conexion electrica de una o mas celulas de bateria (14) en serie o en paralelo comprende la conexion de al menos dos celulas de bateria (14) en serie mediante uno o mas conectores de terminal de celula (15) hechos de material de conduccion dispuesto en aberturas de terminal de celula secundaria (18d) de la placa superior interna (18).
14. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-13, donde el montaje del bloque de terminal primario (19) en la placa superior interna (18) comprende la conexion del terminal de bateria positivo primario (20) a un terminal de celula positivo (14a) y la conexion del terminal de bateria negativo primario (22) a un terminal de celula negativo (14b) de la una o mas celulas de bateria (14).
15. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-14, donde la complecion del alojamiento (2) del bloque de bateria (1) comprende la provision de una pluralidad de paneles exteriores (4, 6, 8,10), donde la provision de una pluralidad de paneles exteriores (4, 6, 8,10) comprende la union fija de dos paneles laterales primarios (4) a la placa de base interna y la placa superior interna (18), y la colocacion de dos paneles laterales secundarios (6), un panel superior (8), y un panel inferior (10) perpendiculares a los dos paneles laterales primarios (4), que comprende ademas

la provision de dos hendiduras de plegado en un panel compuesto tipo sandwich,

el plegado del panel compuesto tipo sandwich a lo largo de las dos hendiduras, la union del panel compuesto tipo sandwich plegado con forma de U al bloque de bateria (1) como los dos paneles laterales secundarios (6) y el panel inferior (10).