ES2975801T3 - Conjunto de ICB, módulo de batería que comprende el mismo y método para fabricar el módulo de batería - Google Patents

Abstract

Se proporcionan: un conjunto de ICB adecuado para un módulo de batería que tiene una estructura de apilamiento horizontal en la que las celdas de batería unidireccionales se colocan y apilan cara a cara de manera que los conductores de las mismas queden enfrentados entre sí; un módulo de batería que lo incluye; y un método de fabricación para el mismo. El conjunto de ICB según la presente invención comprende: un marco de ICB que aloja cables de celda formados en porciones extremas unilaterales de celdas de batería unidireccionales, respectivamente, estando alojados los cables de celda de manera que las celdas de batería unidireccionales estén dispuestas cara a cara. frente a frente y los respectivos cables de las celdas están frente a frente; y una barra colectora ensamblada al marco del ICB y conectada eléctricamente a los cables de la celda. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de ICB, módulo de batería que comprende el mismo y método para fabricar el módulo de bateríaCampo técnico

La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y a un método para fabricar el módulo de batería y, más particularmente, a un módulo de batería que es fácil de ensamblar y puede expandirse mediante un procedimiento sencillo y a un método para fabricar el módulo de batería y a un componente usado para fabricar el módulo de batería.

Antecedentes de la técnica

Debido a su alta aplicabilidad a diversos productos y a propiedades eléctricas tales como una alta densidad de energía, las baterías secundarias no sólo se aplican habitualmente a dispositivos portátiles, sino que se aplican de manera universal a vehículos eléctricos (VE) o vehículos eléctricos híbridos (VEH) que se accionan mediante una fuente de accionamiento eléctrica. Las baterías secundarias están recibiendo atención por su ventaja para reducir notablemente el uso de combustibles fósiles y no generar subproductos a partir del uso de energía, haciendo que sean una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente y con eficiencia energética.

Actualmente, las baterías secundarias habitualmente usadas incluyen baterías de iones de litio, baterías de litiopolímero, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno y baterías de níquel-cinc. En la batería secundaria, una celda de batería tiene una tensión de funcionamiento de aproximadamente 2,5 V - 4,5 V. En caso de requerirse una tensión de salida superior, puede conectarse una pluralidad de celdas de batería en serie para formar un paquete de batería. El paquete de batería puede formarse conectando una pluralidad de celdas de batería en paralelo según la capacidad de carga/descarga requerida para el paquete de batería. El número de celdas de batería incluidas en el paquete de batería puede establecerse de diversas maneras basándose en la tensión de salida o capacidad de carga/descarga requerida, y las celdas de batería pueden apilarse mediante diversas combinaciones de conexiones en serie/paralelo. Habitualmente se usan celdas de batería de tipo bolsa para paquetes de baterías de dispositivos de tamaño medio y grande porque son fáciles de apilar y ligeras. Cuando se forma el paquete de batería que incluye celdas de batería, generalmente se forma un módulo de batería mediante una conexión en serie/paralelo de celdas de batería, y se añaden otros componentes al módulo de batería.

La figura 1 es una vista en perspectiva de una celda de batería de tipo bolsa que constituye una celda unitaria en el módulo de batería general.

La celda 110 de batería mostrada en la figura 1 es una celda de batería unidireccional en forma de placa que tiene conectores 112 de celda en un extremo. En detalle, la celda 110 de batería tiene una estructura en la que un conjunto 105 de electrodos está incorporado en una carcasa 120 de tipo bolsa de una hoja laminada que incluye una capa de metal y una capa de resina, y se forma una parte de sellado SP, por ejemplo, mediante unión térmica. El conector 112 de celda de polaridad positiva (+) está conectado a una placa de electrodo positivo en el conjunto 105 de electrodos, y el conector 112 de celda de polaridad negativa (-) está conectado a una placa de electrodo negativo en el conjunto 105 de electrodos.

La celda unitaria del módulo de batería puede incluir una celda 110 de batería, o dos o más celdas 110 de batería conectadas en serie o en paralelo. La figura 4 es una vista lateral de, por ejemplo, una celda unitaria de banco 3P que incluye tres celdas 110 de batería conectadas en paralelo.

Haciendo referencia a la figura 2, las celdas 110 de batería dispuestas en la dirección horizontal están apiladas en la dirección de altura desde la base de tal manera que los conectores 112 de celda de la misma polaridad están colocados en posiciones superior e inferior, y se incorporan los conectores 112 de celda colocados en las posiciones superior e inferior. En una celda 200 unitaria, los conectores 112 de celda están expuestos en un lado.

En general, las celdas 200 unitarias forman un módulo de batería de estructura de pila vertical. En el módulo de batería de estructura de pila vertical, las celdas 200 unitarias están dispuestas verticalmente con los conectores 112 de celda colocados en un lado y apilados unos al lado de otros y luego acoplados con un conjunto de placa de interconexión (ICB). El conjunto de ICB incluye un armazón de ICB y una barra ómnibus, y logra una conexión eléctrica de las celdas 200 unitarias conectando los conectores 112 de celda y se usa para transmitir una señal eléctrica correspondiente a la temperatura de las celdas 110 de batería y una señal eléctrica correspondiente a la corriente o tensión de las celdas 110 de batería a un sistema de gestión de batería (BMS) durante la carga y descarga repetidas de las celdas 110 de batería. Sin embargo, es difícil aplicar un método para fabricar el módulo de batería de estructura de pila vertical y el conjunto de ICB descrito anteriormente a un módulo de batería de estructura de pila horizontal en que las celdas 200 unitarias están colocadas horizontalmente y apiladas de tal manera que los conectores 112 de celda de dos celdas 200 unitarias están orientados unos hacia otros.

La figura 3 muestra un ejemplo del módulo de batería de estructura de pila horizontal usando ocho celdas 200 unitarias de la figura 2.

Haciendo referencia a la figura 3, se muestra el módulo 250 de batería en el que cuatro celdas 200 unitarias están colocadas horizontalmente y apiladas en la dirección de altura desde la base para formar un conjunto 230 de celdas de batería, y dos conjuntos 230 de celdas de batería están conectados de tal manera que los conectores 112 de celda están orientados unos hacia otros. Debido a la estructura de los conectores 112 de celda orientados unos hacia otros entre los dos conjuntos 230 de celdas de batería, resulta difícil soldar en el lado de las celdas 200 unitarias, y es necesario soldar las celdas 200 unitarias en el lado superior. Para soldar en el lado superior, dado que es imposible formar los dos conjuntos 230 de celdas de batería y después soldarlos, es necesario ensamblar las celdas 200 unitarias en la dirección de altura desde la base, es decir, desde abajo hacia arriba, repitiendo el procedimiento de apilamiento y soldadura en un orden secuencial, tal como colocando dos celdas 200 unitarias de tal manera que las celdas 200 unitarias están orientadas unas hacia otras, soldando los conectores 112 de celda en el lado superior (primera capa), apilando dos celdas 200 unitarias sobre las mismas de tal manera que las celdas 200 unitarias están orientadas unas hacia otras y soldando los conectores 112 de celda en el lado superior (segunda capa), y apilando dos celdas 200 unitarias sobre las mismas de tal manera que las celdas 200 unitarias están orientadas unas hacia otras y soldando los conectores 112 de celda en el lado superior (tercera capa).

Tal como se describió anteriormente, el módulo 250 de batería de estructura de pila horizontal se fabrica mediante un procedimiento muy complejo. Además, cuando el terminal de Hv (Hv positivo/negativo) está dispuesto encima del módulo 250 de batería de estructura de pila horizontal, es muy complicado establecer una conexión eléctrica.

Las figuras 4 y 5 muestran la disposición de las celdas 200 unitarias que puede contemplarse en el módulo 250 de batería tal como la figura 3, y en cada figura, (a) muestra el módulo 250 de batería cuando se observa desde arriba y (b) y (c) muestran el módulo 250 de batería cuando se observa desde el lado. Entre muchas disposiciones, las figuras 4 y 5 muestran, en particular, ocho celdas 200 unitarias conectadas en serie.

En primer lugar, la figura 4 muestra que las celdas 200 unitarias están apiladas de tal manera que las superficies delanteras de las celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras están todas colocadas hacia arriba, y haciendo referencia a (a), las superficies delanteras de las celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras están todas colocadas hacia arriba. En este caso, tal como se muestra en (b), los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior pueden ser opuestos en polaridad de manera alternante (opción 1), o tal como se muestra en (c), los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior pueden tener la misma polaridad (opción 2).

A continuación, la figura 5 muestra que las celdas 200 unitarias están apiladas de tal manera que una de las celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras, está colocada hacia arriba y la otra está colocada hacia abajo, y haciendo referencia a (a), de las celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras, la superficie posterior de la celda 200 unitaria izquierda está colocada hacia arriba y la superficie delantera de la celda 200 unitaria derecha está colocada hacia arriba. En este caso, tal como se muestra en (b), los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior pueden tener la misma polaridad (opción 3), o tal como se muestra en (c) , los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior pueden ser opuestos en polaridad de manera alternante (opción 4).

Tal como se describió anteriormente, en el módulo 250 de batería de estructura de pila horizontal, el número de posibles disposiciones de ocho celdas 200 unitarias para conexión en serie es de cuatro, tal como la opción 1 a la opción 4, y particularmente, cuando la dirección del terminal de Hv se dispone encima del módulo 250 de batería, es necesario tener en cuenta la ubicación cuando se establece una conexión eléctrica, por lo que aumenta la dificultad. Además, una conexión en serie/paralelo distinta de la conexión en serie a modo de ejemplo hace que la estructura de conexión eléctrica sea compleja según el tipo. En particular, existe un gran número de casos posibles al conectar los conectores 112 de celda de cada celda 200 unitaria para establecer una conexión eléctrica. Por consiguiente, existe la necesidad de un método para fabricar un módulo de batería mediante el procedimiento de conexión más fácil y sencillo entre un gran número de casos posibles, y un conjunto de ICB es necesario para realizar el método. El documento EP 3054503 A1 se refiere a un módulo de batería que tiene cartuchos apilados, incluyendo el módulo de batería celdas unitarias que tienen terminales de electrodos formados en un lado del mismo, cartuchos para fijar las celdas unitarias y barras ómnibus acopladas con los terminales de electrodos para conectar eléctricamente las celdas unitarias entre sí, en el que las celdas unitarias están montadas en los cartuchos de tal manera que los terminales de electrodos de las celdas unitarias están orientados unos hacia otros en un estado en el que las celdas unitarias están dispuestas en una línea de tal manera que las superficies laterales de las celdas unitarias sean paralelas a la base, y los terminales de electrodos orientados unos hacia otros están conectados entre sí en paralelo mediante las barras ómnibus montadas en los cartuchos para formar una estructura de conexión de celdas unitarias paralelas para cada uno de los cartuchos, y los cartuchos se apilan de tal manera que se dispone una pluralidad de estructuras de conexión de celdas unitarias paralelas desde la base en una dirección de altura.

El documento EP 2 996 175 A1 se refiere a un conjunto de acoplamiento para una batería secundaria de tipo de cable. Un enchufe de acoplamiento de una batería secundaria de tipo de cable incluye una primera unidad de conexión capaz de conectarse eléctricamente a un terminal de un electrodo de primera polaridad de una batería secundaria de tipo de cable, una segunda unidad de conexión capaz de conectarse eléctricamente a un terminal de un electrodo de segunda polaridad de otra batería secundaria de tipo de cable, y un cuerpo eléctricamente conectado a la primera unidad de conexión y la segunda unidad de conexión, en el que al menos una de la primera unidad de conexión y la segunda unidad de conexión es pivotante.

Divulgación

Problema técnico

La presente divulgación está diseñada para resolver el problema anteriormente descrito y, por tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un conjunto de placa de interconexión (ICB) adecuado para un módulo de batería de estructura de pila horizontal que incluye celdas de batería unidireccionales apiladas con conectores de celda orientados unos hacia otros, un módulo de batería que comprende el mismo y un método para fabricar el módulo de batería.

Estos y otros objetivos y ventajas de la presente divulgación se entenderán mediante la siguiente descripción y resultarán evidentes a partir de las realizaciones de la presente divulgación. Además, se entenderá fácilmente que los objetivos y ventajas de la presente divulgación se logran mediante los medios expuestos en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.

Solución técnica

Para lograr el objetivo anteriormente descrito, un conjunto de placa de interconexión (ICB) según la presente invención se define en la reivindicación 1 e incluye un armazón de ICB en el que pueden recibirse conectores de celda de baterías unidireccionales de tal manera que las celdas de baterías unidireccionales que tienen los conectores de celda en un extremo pueden colocarse orientadas unas hacia otras con los conectores de celda orientados unos hacia otros, y barras ómnibus ensambladas en el armazón de ICB y conectables eléctricamente a los conectores de celda. El armazón de ICB es una estructura de tipo placa que tiene una longitud y una anchura, incluyendo una parte de montaje de conector de celda, una parte de montaje de terminal de alta tensión (Hv) y un orificio de inserción de barra ómnibus donde se colocan los conectores de celda de las celdas de batería de tal manera que las celdas de batería están colocadas orientadas unas hacia otras en dos lados con respecto a una línea central en dirección longitudinal. La parte de montaje de conector de celda está formada en dos lugares a lo largo de cada uno de los lados primero y segundo de la dirección longitudinal del armazón de ICB, e incluye una primera parte de montaje de conector de celda y una tercera parte de montaje de conector de celda a lo largo del primer lado y una segunda parte de montaje de conector de celda orientada hacia la primera parte de montaje de conector de celda y una cuarta parte de montaje de conector de celda orientada hacia la tercera parte de montaje de conector de celda a lo largo del segundo lado. La parte de montaje de terminal de Hv está formada en cada uno de los lados tercero y cuarto en una dirección de anchura perpendicular al primer y segundo lados, e incluye una primera parte de montaje de terminal de Hv en el tercer lado y una segunda parte de montaje de terminal de Hv en el cuarto lado. El orificio de inserción de barra ómnibus incluye un primer orificio de inserción de barra ómnibus para la inserción de la barra ómnibus desde el tercer lado en la primera parte de montaje de conector de celda, un segundo orificio de inserción de barra ómnibus para la inserción de la barra ómnibus desde el tercer lado en la segunda parte de montaje de conector de celda, y un orificio de inserción de barra ómnibus pasante formado a través del armazón de ICB paralelo a la dirección de anchura para la inserción de la barra ómnibus colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda.

El armazón de ICB puede formarse de tal manera que las barras ómnibus de muchas formas se apliquen de manera diferente.

Preferiblemente, el armazón de ICB tiene una pluralidad de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus para ensamblar, en cualquier ubicación, al menos una de una barra ómnibus conectada a cualquiera de los conectores de celda y una barra ómnibus que conecta conectores de celda orientados unos hacia otros entre los conectores de celda.

Además, las barras ómnibus pueden ser una combinación de barras ómnibus seleccionadas del grupo que consiste en barras ómnibus de muchas formas que están ensambladas en el armazón de ICB a través de los escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus, teniendo en cuenta una relación de conexión eléctrica entre las celdas de batería.

La barra ómnibus puede ensamblarse de manera desprendible en la parte de montaje de conector de celda.

En una realización, en un tipo de conjunto de ICB, las barras ómnibus incluyen una barra ómnibus de terminal de Hv que incluye una porción colocada en la primera parte de montaje de terminal de Hv y una porción colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda, y una barra ómnibus de conexión colocada en la primera parte de montaje de conector de celda y una barra ómnibus pasante colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda.

En una realización, en otro tipo de conjunto de ICB, las barras ómnibus incluyen una barra ómnibus de conexión colocada en la primera parte de montaje de conector de celda, una barra ómnibus de conexión diferente colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda y una barra ómnibus pasante colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda.

En una realización, en todavía otro tipo de conjunto de ICB, la barra ómnibus incluye una barra ómnibus extendida de Hv que incluye una porción colocada en la segunda parte de montaje de terminal de Hv y una porción colocada en la primera parte de montaje de conector de celda, una barra ómnibus de conexión colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda y una barra ómnibus pasante colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda.

Preferiblemente, el conjunto de ICB comprende además una estructura de bisagra y puede conectarse a otro armazón de ICB con la estructura de bisagra en una dirección longitudinal del armazón de ICB.

Un módulo de batería según la presente divulgación incluye el conjunto de ICB según la presente divulgación.

Un módulo de batería según la presente invención se define en la reivindicación 10 e incluye unidades de celda de batería - conjunto de ICB - celda de batería apiladas en una dirección de altura desde una base, que es desde abajo hacia arriba, en el que, en cada unidad, celdas de batería unidireccionales que tienen conectores de celda en un extremo están conectadas orientadas unas hacia otras con respecto a un conjunto de ICB de tal manera que los conectores de celda están orientados unos hacia otros, en el que el conjunto de ICB es el conjunto de ICB según la reivindicación 1, y cada conjunto de ICB que incluye el armazón de<i>C<b>en el que se reciben los conectores de celda; y las barras ómnibus ensambladas en el armazón de ICB y eléctricamente conectadas a los conectores de celda, los conjuntos de ICB apilados están conectados con un elemento de unión, y una barra ómnibus adicional para una conexión en serie vertical de las celdas de batería está acoplada a un lado de los conjuntos de ICB apilados, y múltiples tipos de conjuntos de ICB incluyen armazones de<i>C<b>que tienen la misma forma y las barras ómnibus que se aplican de manera diferente.

La celda de batería incluye preferiblemente celdas unitarias de banco apiladas de tal manera que conectores de celda de la misma polaridad están en contacto entre sí y conectados en paralelo.

Además, pueden conectarse horizontalmente en serie dos celdas de batería orientadas una hacia otra a través de las barras ómnibus ensambladas en el conjunto de ICB.

Un método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación se realiza usando el conjunto de ICB según la presente divulgación.

El método para fabricar un módulo de batería según la presente invención se define en la reivindicación 13 e incluye (a) preparar una pluralidad de conjuntos de ICB, incluyendo cada conjunto de ICB un armazón de ICB que está configurado para recibir conectores de celda de celdas de batería unidireccionales de tal manera que las celdas de batería unidireccionales que tienen los conectores de celda en un extremo pueden colocarse orientadas unas hacia otras con los conectores de celda orientados unos hacia otros; y barras ómnibus ensambladas en el armazón de ICB y configuradas para conectarse eléctricamente a los conectores de celda, en el que la pluralidad de conjuntos de ICB se prepara cambiando únicamente las barras ómnibus con el armazón de ICB de la misma forma para aplicar de manera diferente las barras ómnibus, (b) conectar y disponer lateralmente los armazones de ICB de los conjuntos de ICB con una estructura de bisagra en una dirección longitudinal de los armazones de ICB, (c) montar los conectores de celda en las barras ómnibus para disponer horizontalmente las celdas de batería en los lados izquierdo y derecho de la dirección longitudinal de los armazones de ICB conectados lateralmente de tal manera que las celdas de batería están orientadas unas hacia otras, (d) conectar los conjuntos de ICB a las celdas de batería dispuestas soldando las barras ómnibus y los conectores de celda entre sí en un lado superior, (e) apilar las celdas de batería plegando los armazones de iCb dispuestos en la parte de bisagra, y (f) acoplar una barra ómnibus adicional entre las barras ómnibus expuestas a un lado del armazón de ICB.

Efectos ventajosos

Según la presente divulgación, se proporciona un conjunto de placa de interconexión (ICB) adecuado para un módulo de batería en el que celdas de batería unidireccionales que tienen conectores de celda en un extremo están apiladas horizontalmente de tal manera que los conectores de celda están orientados unos hacia otros, y un método para fabricar un módulo de batería usando el mismo.

El conjunto de ICB de la presente divulgación se usa para apilar las celdas de batería unidireccionales que tienen los conectores de celda en un extremo de tal manera que los conectores de celda están orientados unos hacia otros. Por consiguiente, el conjunto de ICB de la presente divulgación resulta conveniente para la fabricación del módulo de batería en el que las celdas de batería unidireccionales están apiladas horizontalmente, orientadas unas hacia otras. El conjunto de ICB de la presente divulgación es diferente del conjunto de ICB usado en el módulo de batería convencional de estructura de apilamiento vertical.

El conjunto de ICB de la presente divulgación puede ensamblarse aplicando de manera diferente barras ómnibus de muchas formas al mismo armazón de ICB. Es posible la configuración libre de la conexión eléctrica.

Según una realización de la presente divulgación, cuando el armazón de ICB tiene una pluralidad de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus para ensamblar diversos tipos de barras ómnibus en cualquier ubicación, pueden ensamblarse barras ómnibus de las formas deseadas en ubicaciones deseadas seleccionando cualquier combinación de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus. Las barras ómnibus pueden proporcionarse del grupo que consiste en barras ómnibus de muchas formas que pueden ensamblarse en el armazón de ICB a través de los escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus formados en el armazón de ICB, y las barras ómnibus seleccionadas teniendo en cuenta una relación de conexión eléctrica deseada pueden combinarse de diversas formas y ensamblarse en el armazón de ICB. Por consiguiente, el armazón de ICB puede usarse en diversas conexiones eléctricas cambiando únicamente las barras ómnibus con el armazón de ICB de la misma forma. Por consiguiente, el conjunto de ICB de la presente divulgación se usa para usos múltiples y universales.

Usando el conjunto de ICB de la presente divulgación, es posible fabricar el módulo de batería disponiendo horizontalmente una pluralidad de celdas de batería, soldándolas, plegándolas y apilándolas simultáneamente. En particular, según el método para fabricar un módulo de batería de la presente divulgación, es posible simplificar enormemente el procedimiento de fabricación del módulo de batería en el que las celdas de batería unidireccionales se apilan horizontalmente, orientadas unas hacia otras.

Convencionalmente, el módulo de batería de estructura de pila horizontal se fabrica repitiendo las etapas de apilar celdas de batería y soldar conectores de celda muchas veces en un orden secuencial, mientras que, según el método para fabricar un módulo de batería de la presente divulgación, es posible soldar celdas de batería todas de una vez y plegarlas y apilarlas todas de una vez, de tal manera que es muy adecuado para la producción en masa. Adicionalmente, según la presente divulgación, es posible completar la soldadura de conectores de celda-barras ómnibus y la unión de un alambre de detección todas de una vez antes de apilar las celdas de batería.

Dado que el módulo de batería de la presente divulgación incluye el conjunto de ICB de la presente divulgación, es muy fácil de ensamblar. Adicionalmente, es posible expandir el módulo de batería aumentando el número de celdas de batería conectadas en serie mediante un procedimiento sencillo de añadir la unidad de celda de batería -conjunto de ICB - celda de batería.

Según la presente divulgación, entre un gran número de relaciones de conexión eléctrica posibles entre las celdas de batería que constituyen el módulo de batería, puede proporcionarse la conexión más fácil y sencilla. Puede aplicarse una estructura de bisagra como una guía de pila para apilar las celdas de batería, y puede lograrse una conexión eléctrica entre los conjuntos de ICB acoplando una barra ómnibus adicional al lado del armazón de ICB.Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la descripción detallada de la presente divulgación descrita a continuación, sirven para proporcionar una comprensión adicional de los aspectos técnicos de la presente divulgación y, por tanto, no debe interpretarse que la presente divulgación esté limitada a los dibujos.

La figura 1 es una vista en perspectiva de una celda de batería que constituye una celda unitaria en el módulo de batería convencional.

La figura 2 es una vista lateral de una celda unitaria que puede incluirse en el módulo de batería convencional. La figura 3 muestra un ejemplo de un módulo de batería de estructura de pila horizontal que incluye celdas unitarias de la figura 2.

Las figuras 4 y 5 muestran diversas disposiciones de celdas unitarias en un módulo de batería de estructura de pila horizontal.

La figura 6 muestra una relación de conexión eléctrica de un módulo de batería 3P8S según una realización de la presente divulgación.

La figura 7 es una vista en perspectiva de un armazón de placa de interconexión (ICB) según una realización de la presente divulgación.

Las figuras 8 a 10 son vistas en perspectiva de conjuntos de ICB según una realización de la presente divulgación.

La figura 11 es un diagrama que ilustra un método de conexión de conjuntos de ICB según una realización de la presente divulgación.

La figura 12 es una vista en perspectiva de un elemento de unión usado para conectar conjuntos de ICB.

La figura 13 muestra conjuntos de ICB conectados usando el elemento de unión de la figura 12.

La figura 14 muestra cuatro conjuntos de ICB de las figuras 8 a 10 dispuestos por conexión lateral.

La figura 15 es un diagrama que ilustra una etapa de montaje de celda unitaria y una etapa de soldadura superior en un método para fabricar un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

La figura 16 es un diagrama que ilustra la etapa de apilar celdas unitarias de una manera abisagrada en un método para fabricar un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

La figura 17 es una vista en perspectiva de celdas unitarias apiladas mediante el método de la figura 16.

La figura 18 es un diagrama que ilustra la etapa de acoplar una barra ómnibus adicional necesaria para completar una conexión en serie de celdas unitarias en un método para fabricar un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

Modo para la divulgación

A continuación en el presente documento, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Las realizaciones de la presente divulgación se proporcionan para ayudar a los expertos habituales en la técnica a entender total y completamente la presente divulgación.

Debe entenderse que no debe interpretarse que los términos o palabras usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas estén limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que el inventor tiene derecho a definir los términos de manera apropiada para realizar la mejor explicación.

Por tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones mostradas en los dibujos son sólo una realización más preferida de la presente divulgación.

La presente divulgación proporciona un componente usado para fabricar un módulo de batería que es fácil de ensamblar y puede expandirse mediante un procedimiento sencillo, un módulo de batería que usa el mismo y un método para fabricar el módulo de batería. En particular, la presente divulgación se refiere a un nuevo conjunto de ICB adecuado para un módulo de batería que incluye celdas de batería unidireccionales apiladas horizontalmente orientadas unas hacia otras. El uso del conjunto de ICB proporciona un nuevo método para fabricar un módulo de batería que permite soldar y apilar simultáneamente. Además, el uso del método proporciona un módulo de batería que puede expandirse mediante un procedimiento sencillo.

El nuevo conjunto de ICB puede ser un conjunto de un armazón de ICB y barras ómnibus de diversas formas para la conexión eléctrica. Puede usarse una pluralidad de armazones de ICB según las relaciones de conexión eléctrica. En este caso, la estructura de cada armazón de ICB es la misma, pero las barras ómnibus con formas que se adaptan a las conexiones eléctricas se usan de manera diferente.

Tal como se describió anteriormente, la característica más importante de la presente divulgación es realizar fácilmente una relación de conexión eléctrica aplicando barras ómnibus de diferentes formas al armazón de ICB de la misma estructura.

En la siguiente realización, la presente divulgación se describirá describiendo, por ejemplo, un módulo de batería 3P8S. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a esto. El número de celdas de batería en el banco de celdas unitarias puede aumentarse para aumentar la conexión en paralelo. Cuando la celda unitaria se vuelve más gruesa con el creciente número de celdas de batería, es espacialmente malo apilar usando el conjunto de ICB y, para resolver el problema, puede usarse un espaciador.

Cuando se necesita un aumento en la conexión en serie, se apila adicionalmente una unidad de celda unitaria -conjunto de ICB - celda unitaria. Pueden ensamblarse dos celdas unitarias orientadas una hacia otra con respecto a un conjunto de ICB, o pueden ensamblarse cuatro celdas unitarias de tal manera que dos celdas unitarias estén orientadas una hacia otra en cada dos capas, y a medida que aumenta el número de conjuntos de ICB, el número de celdas unitarias tiene un aumento en veces uniforme.

En una realización, se cita un ejemplo de fabricación de un módulo de batería que tiene una disposición tal como la opción 1 en (b) de la figura 4.

La figura 6 muestra una relación de conexión eléctrica de un módulo de batería 3P8S según una realización de la presente divulgación.

En la figura 6, el módulo 300 de batería incluye celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras, estando las celdas 200 unitarias dispuestas y apiladas en un total de cuatro capas en la dirección de altura desde la base de tal manera que las superficies delanteras están colocadas hacia arriba, y los terminales de Hv [Hv positivo (Hv+) y Hv negativo (Hv-)] están dispuestos encima del módulo 300 de batería. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior están dispuestos de tal manera que la polaridad se alterna entre positiva y negativa. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias orientados unos hacia otros tienen polaridad opuesta.

Existe un gran número de relaciones de conexión eléctrica posibles entre las celdas 200 unitarias que constituyen el módulo 300 de batería. La presente divulgación proporciona la conexión más fácil y simple.

Cuando se designan una primera capa, una segunda capa, una tercera capa y una cuarta capa en un orden secuencial en la dirección de altura desde la base, los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias orientados unos hacia otros en cada capa de la primera a cuarta capas pueden estar horizontalmente conectados en serie (S11) tal como se indica mediante la línea continua. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior pueden estar verticalmente conectados en serie (S12) tal como se indica mediante la línea de rayas.

Por ejemplo, el conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa está conectado al Hv negativo (Hv-) encima del módulo 300 de batería. El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa, de modo que la celda 200 unitaria izquierda y la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa están conectadas horizontalmente en serie (S11). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa, de modo que la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa y la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa están conectadas verticalmente en serie (S12). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa, de modo que la celda 200 unitaria izquierda y la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa están conectadas horizontalmente en serie (S11). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa, de modo que la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa y la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa están conectadas verticalmente en serie (S12). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa, de modo que la celda 200 unitaria derecha y la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa están conectadas horizontalmente en serie (S11). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa, de modo que la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa y la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa están conectadas verticalmente en serie (S12). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa está conectado al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria derecha en la primera capa, de modo que la celda 200 unitaria izquierda y la celda 200 unitaria derecha en la primera capa están conectadas horizontalmente en serie (S11). El conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la primera capa está conectado en serie (S13) al Hv positivo (Hv+) encima del módulo 300 de batería tal como se indica mediante la línea de puntos y rayas.

En esta realización, el módulo 300 de batería se fabrica aplicando un armazón de ICB a cada dos celdas 200 unitarias de banco de celdas en cada capa de la primera a la cuarta capa. Un armazón de ICB está conectado entre las celdas 200 unitarias en la figura 6. Es decir, se requiere el armazón de ICB en cada capa, y se colocan dos celdas 200 unitarias en el armazón de ICB. Tal como se describió anteriormente, el armazón de ICB que conecta dos celdas 200 unitarias en dirección horizontal se denomina armazón de ICB de tipo 1. En esta realización, dado que hay ocho celdas 200 unitarias en total, se requieren cuatro armazones de ICB de tipo 1 en total. Los armazones de ICB pueden conectarse uno al lado del otro en la dirección longitudinal, y los armazones de ICB conectados entre sí tienen la misma forma. Además, pueden realizarse diversas relaciones de conexión eléctrica aplicando barras ómnibus de diferentes formas. Por ejemplo, el conjunto de ICB puede formarse con diversas configuraciones aplicando de manera diferente barras ómnibus de diferentes formas al armazón de ICB de la misma forma, por ejemplo, aplicando una barra ómnibus de terminal de Hv y una barra ómnibus pasante a un determinado armazón de ICB y una barra ómnibus extendida de Hv y una barra ómnibus pasante a un armazón de ICB diferente, y el módulo 300 de batería puede fabricarse usando el mismo.

Tal como se describió anteriormente, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye, en primer lugar, preparar muchos tipos de conjuntos de ICB cambiando únicamente las barras ómnibus con el armazón de ICB de la misma forma para aplicar las barras ómnibus de manera diferente. En esta realización, el conjunto de ICB puede incluir dos celdas unitarias que incluyen celdas de batería unidireccionales que tienen conectores de celda en un extremo, conectados de tal manera que los conectores de celda están orientados unos hacia otros. Cada vez que el número de celdas unitarias conectadas en serie aumenta en dos, el conjunto de ICB aumenta en uno. Por consiguiente, cuando el número de celdas unitarias conectadas en serie aumenta a cuatro, seis, ocho, etc., el número de conjuntos de ICB requeridos es dos, tres, cuatro, etc. En este caso, cada conjunto de ICB puede prepararse cambiando únicamente barras ómnibus de diferentes formas con el armazón de ICB de la misma forma. Las barras ómnibus se seleccionan teniendo en cuenta la relación de conexión eléctrica entre las celdas unitarias.

Las barras ómnibus pueden aplicarse al armazón de ICB simplemente ensamblándolas. Por ejemplo, puede usarse superposición, inserción o entrelazado. Las barras ómnibus se montan de manera desprendible en el armazón de ICB. Es decir, una vez ensambladas, las barras ómnibus no se acoplan de manera permanente y, cuando sea necesario o se requiera modificación, las barras ómnibus pueden desmontarse de las ubicaciones ensambladas. La figura 7 es una vista en perspectiva del armazón de ICB según una realización de la presente divulgación, no teniendo el armazón de ICB de tipo 1 ninguna barra ómnibus montada en el mismo.

Haciendo referencia a la figura 7, el armazón 310 de ICB puede proporcionarse entre celdas de batería unidireccionales (en esta realización, las celdas 200 unitarias de la figura 2) de tal manera que los conectores de celda están orientados unos hacia otros. Las celdas de batería unidireccionales se colocan orientadas unas hacia otras en dos lados del armazón 310 de ICB y, por tanto, el armazón 310 de ICB puede denominarse armazón de ICB “central”.

El armazón 310 de ICB tiene partes de montaje de conector de celda A11 ~ A14 y partes de montaje de terminal de Hv B11, B12. El armazón 310 de ICB también tiene orificios de inserción de barra ómnibus C11 ~ C13. Las partes de montaje de conector de celda A11 ~ A14 y las partes de montaje de terminal de Hv B11, B12 son escalones formados en el armazón 310 de ICB.

Tal como se describió anteriormente, el armazón 310 de ICB es una estructura en forma de placa que ocupa un espacio aproximadamente rectangular que tiene una longitud L aproximadamente igual al lado del conector de celda de la batería de tal manera que pueda colocarse el conector de celda de la celda de batería, y una anchura W más estrecha, y tiene barras ómnibus de diversas formas para la conexión eléctrica con los conectores de celda de las celdas de batería para su montaje en cualquier ubicación.

Las partes de montaje de conector de celda A11 ~ A14 están formadas en dos lugares en cada uno del primer y segundo lados 311a, 311b de la dirección longitudinal L de tal manera que se colocan celdas de batería unidireccionales, orientadas unas hacia otras, en dos lados con respecto a la línea central de dirección longitudinal L del armazón 310 de ICB. Por consiguiente, la primera parte de montaje de conector de celda A11 y la tercera parte de montaje de conector de celda A13 están formadas a lo largo del primer lado 311a, y la segunda parte de montaje de conector de celda A12 orientada hacia la primera parte de montaje de conector de celda A11 y la cuarta parte de montaje de conector de celda A14 orientada hacia la tercera parte de montaje de conector de celda A13 están formadas a lo largo del segundo lado 311b.

Por ejemplo, los conectores de celda de la celda unitaria izquierda están colocados en las partes de montaje de conector de celda A11, A13 formadas en el primer lado 311a, y los conectores de celda de una celda unitaria diferente orientada hacia los conectores de celda de la celda unitaria izquierda, por ejemplo, la celda unitaria derecha, están colocados en las partes de montaje de conector de celda A12, A14 formadas en el segundo lado 311b.

Las partes de montaje de terminal de Hv B11, B12 están formadas respectivamente en el tercer y cuarto lados 311c, 311d de la dirección de anchura W perpendicular a los lados 311a, 311b de la dirección longitudinal L. La primera parte de montaje de terminal de Hv B11 está formada en el tercer lado 311c, y la segunda parte de montaje de terminal de Hv B12 está formada en el cuarto lado 311d.

Los orificios de inserción de barra ómnibus C11, C12 pueden formarse en un lado de la dirección de anchura W. Por ejemplo, los orificios de inserción de barra ómnibus C11, C12 pueden formarse en el tercer lado 311c donde se forma la primera parte de montaje de terminal de Hv B11. El primer orificio de inserción de barra ómnibus C11 es para la inserción y el ensamblaje de una barra ómnibus desde el tercer lado 311c en la primera parte de montaje de conector de celda A11, y el segundo orificio de inserción de barra ómnibus C12 es para la inserción y el ensamblaje de otra barra ómnibus desde el tercer lado 311c en la segunda parte de montaje de conector de celda A12.

El orificio de inserción de barra ómnibus pasante C13 se forma a través del armazón 310 de ICB en paralelo a la dirección de anchura W, y por ejemplo, está más cerca de la segunda parte de montaje de terminal de Hv B12 que de la primera parte de montaje de terminal de Hv B11, y se proporciona para ensamblar otra barra ómnibus que se coloca tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda A13, A14.

El armazón 310 de ICB mostrado tiene barras ómnibus ensambladas en la superficie superior. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias están colocados en las barras ómnibus ensambladas, y se establece una conexión eléctrica de los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias en la superficie superior del armazón 310 de ICB. Adicionalmente, dado que el armazón 310 de ICB tiene la primera a cuarta partes de montaje de conector de celda A11 ~ A14 y la primera y segunda partes de montaje de terminal de Hv B11, B12 en la superficie superior, la superficie superior del armazón 310 de ICB tiene porciones sobresalientes y rebajadas, formando escalones. En cambio, la superficie inferior del armazón 310 de ICB no se usa en la conexión eléctrica, y puede ser generalmente plana. El armazón 310 de ICB puede estar realizado de un material de moldeo de plástico. Adicionalmente, el armazón 310 de ICB puede diseñarse con el grosor (el grosor en la dirección de altura desde la base) que es similar al grosor (el grosor en la dirección de altura desde la base) de la celda 200 unitaria. Cuando la celda 200 unitaria aumenta de grosor con el número creciente de celdas de batería incluidas en la celda 200 unitaria, entonces el armazón 310 de ICB también aumenta de grosor. Sin embargo, cuando es imposible continuar aumentando el grosor del armazón 310 de ICB de manera indefinida, puede introducirse una estructura independiente, tal como un separador, que se coloca en el armazón 310 de ICB para aportar un grosor adicionalmente aumentado al armazón 310 de ICB de modo que el grosor del armazón 310 de ICB es igual al grosor de la celda 200 unitaria.

Tal como se describió anteriormente, el armazón 310 de ICB tiene la pluralidad de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus C11 ~ C13. Los escalones y orificios de inserción de barra ómnibus se proporcionan para ensamblar una barra ómnibus conectada a uno cualquiera de los conectores de celda que se colocan en el armazón 310 de ICB, o una barra ómnibus que conecta los conectores de celda colocados orientados unos hacia otros en cualquier ubicación.

Las figuras 8 a 10 muestran diversos conjuntos de ICB según la presente divulgación. En cada dibujo, (a) muestra barras ómnibus que están ensambladas en el armazón de ICB, y (b) muestra el armazón de ICB que tiene las barras ómnibus ensambladas de (a).

Haciendo referencia a las figuras 8 a 10, todos los conjuntos 301, 302, 303 de ICB de la presente divulgación incluyen el armazón 310 de ICB de la figura 7. Los conjuntos 301, 302, 303 de ICB pueden incluir además una placa de circuito impreso o un componente de alambre para la detección de tensión. La placa de circuito impreso o el componente de alambre para la detección de tensión pueden estar conectados además a los conjuntos 301, 302, 303 de ICB. Los conjuntos 301, 302, 303 de ICB incluyen el armazón 310 de ICB y las barras ómnibus de muchas formas en diversas combinaciones. Las barras ómnibus están ensambladas en el armazón 310 de ICB y eléctricamente conectadas a los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias.

En primer lugar, se usa el conjunto 301 de ICB de la figura 8 para la cuarta capa presente en la capa superior de la relación de conexión eléctrica de la figura 6, e incluye el armazón 310 de ICB y las barras 321a, 321b, 321c ómnibus ensambladas en el armazón 310 de ICB.

La barra 321a ómnibus es una barra ómnibus de terminal de Hv, e incluye una porción colocada en la primera parte de montaje de terminal de Hv B11 y una porción colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda A12. Cuando la porción de la barra 321a ómnibus que está colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda A12 se inserta y se empuja hacia el segundo orificio de inserción de barra ómnibus C12 del armazón 310 de ICB, la barra 321a ómnibus se ensambla en la primera parte de montaje de terminal de Hv B11 y la segunda parte de montaje de conector de celda A12 tal como se muestra en la figura 8. En el procedimiento siguiente, la barra 321a ómnibus se conecta al conector 112 de celda negativo de la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa. Por consiguiente, la barra 321a ómnibus forma un Hv negativo (Hv-) encima del módulo 300 de batería.

La barra 321b ómnibus es una barra ómnibus de conexión que incluye una porción colocada en la primera parte de montaje de conector de celda A11. Cuando la barra ómnibus 321b se inserta y se empuja hacia el primer orificio de inserción de barra ómnibus C11 del armazón 310 de ICB, la barra ómnibus 321b se ensambla en la primera parte de montaje de conector de celda A11 tal como se muestra en la figura 8.

La barra 321c ómnibus es una barra ómnibus pasante, y se inserta a través del orificio de inserción de barra ómnibus pasante C13 del conjunto 301 de ICB y se ensambla de tal manera que la barra 321c ómnibus se coloca tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda A13, A14. En el procedimiento siguiente, la barra 321c ómnibus está conectada tanto al conector de celda de la celda unitaria colocada en la tercera parte de montaje de conector de celda A13 como al conector de celda de una celda unitaria diferente colocada en la cuarta parte de montaje de conector de celda A14 en el lado opuesto, para conectar en serie las dos celdas unitarias orientadas una hacia otra. Por consiguiente, la barra 321b ómnibus está configurada para establecer la conexión en serie horizontal “S11” de la figura 6 entre las celdas unitarias orientadas una hacia otra. Tal como se describió anteriormente, el conjunto 301 de ICB es un componente que establece la conexión en serie S11 entre las dos celdas 200 unitarias en la cuarta capa presente en la capa superior del módulo 300 de batería en la relación de conexión eléctrica de la figura 6 a través de la barra 321c ómnibus, y forma el Hv negativo (Hv-) encima del módulo 300 de batería a través de la barra 321a ómnibus.

El conjunto 302 de ICB de la figura 9 es un conjunto del armazón 310 de ICB en una relación de rotación horizontal vertical de 180° con el armazón 310 de ICB de la figura 7 y las barras 322a, 322b, 322c ómnibus, y es un componente para su uso en la tercera y segunda capas presentes en la capa intermedia de la relación de conexión eléctrica de la figura 6.

La barra ómnibus 322a es una barra ómnibus de conexión, y se inserta a través del primer orificio de inserción de barra ómnibus C11 del armazón 310 de ICB y se ensambla en la primera parte de montaje de conector de celda A11. La barra 322b ómnibus también es una barra ómnibus de conexión, y se inserta a través del segundo orificio de inserción de barra ómnibus C12 del armazón 310 de ICB y se ensambla en la segunda parte de montaje de conector de celda A12.

La barra ómnibus 322c de la figura 9 es la misma que la barra 321c ómnibus de la figura 8. Por consiguiente, la barra ómnibus 322c es una barra ómnibus pasante, y se inserta a través del orificio de inserción de barra ómnibus pasante C13 del armazón 310 de ICB y está colocada en la tercera y cuarta partes de montaje de conector de celda A13, A14. Por consiguiente, la barra 322c ómnibus establece la conexión en serie horizontal “S11” de la figura 6 entre las celdas unitarias orientadas una hacia otra.

Se requieren dos conjuntos 302 de ICB, y puede usarse uno para establecer la conexión en serie S11 entre las dos celdas unitarias en la tercera capa en la relación de conexión eléctrica de la figura 6 a través de la barra 322c ómnibus, y puede usarse el otro para establecer la conexión en serie S11 entre las dos celdas unitarias en la segunda capa en la relación de conexión eléctrica de la figura 13 a través de la barra 322c ómnibus.

El conjunto 303 de ICB de la figura 10 es un conjunto del armazón 310 de ICB en una relación de rotación horizontal de 180° con el armazón 310 de ICB de la figura 7 y las barras 323a, 323b, 323c ómnibus, y es un componente para usarse en la primera capa presente en la capa inferior de la relación de conexión eléctrica de la figura 6.

La barra 323a ómnibus es una barra ómnibus extendida de Hv, y se usa para la conexión al Hv positivo (Hv+) formado encima del módulo 300 de batería. La barra 323a ómnibus se usa para la conexión en serie desde la parte inferior del módulo 300 de batería hasta la parte superior, y en el procedimiento siguiente, se conecta el conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la primera capa a la barra 323a ómnibus para establecer “S13” de la figura 6. La barra 323a ómnibus incluye una porción colocada en la segunda parte de montaje de terminal de Hv B12 del armazón 310 de ICB y una porción colocada en la primera parte de montaje de conector de celda A11, y por consiguiente, se ensambla de tal manera que la barra ómnibus 323a se coloca en la segunda parte de montaje de terminal de Hv B12 y la primera parte de montaje de conector de celda A11.

La barra ómnibus 323b es una barra ómnibus de conexión, y se inserta a través del segundo orificio de inserción de barra ómnibus C12 del armazón 310 de ICB y se ensambla en la segunda parte de montaje de conector de celda A12. Las barras 321a, 322a, 322b, 323b ómnibus son todas las barras ómnibus de conexión y pueden tener la misma forma.

La barra 323c ómnibus de la figura 10 es la misma que las barras 321c, 322c ómnibus descritas anteriormente en las figuras 8 y 9. La barra 323c ómnibus se inserta a través del orificio de inserción de barra ómnibus pasante C13 del armazón 310 de ICB y se ensambla de tal manera que la barra 323c ómnibus se coloca en la tercera y cuarta partes de montaje de conector de celda A13, A14. De la misma manera que las barras 321c, 322c ómnibus, la barra 323c ómnibus se conecta tanto al conector de celda de la celda unitaria colocada en la tercera parte de montaje de conector de celda A13 como al conector de celda de una celda unitaria diferente colocada en la cuarta parte de montaje de conector de celda A14 en el lado opuesto para establecer una conexión en serie entre las celdas de batería orientadas unas hacia otras. Por consiguiente, la barra 323c ómnibus está configurada para conectar horizontalmente en serie las celdas unitarias orientadas unas hacia otras, estableciendo “S11” de la figura 13. El conjunto 303 de ICB establece la conexión en serie S11 entre las dos celdas 200 unitarias en la primera capa presente en la capa inferior del módulo 300 de batería en la relación de conexión eléctrica de la figura 13 a través de la barra 323c ómnibus, y la conexión en serie S13 entre el conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la primera capa y el Hv positivo (Hv+) encima del módulo 300 de batería a través de la barra 323a ómnibus.

Tal como se describió anteriormente, las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus son una combinación de barras ómnibus seleccionadas del grupo que consiste en barras ómnibus de muchas formas que pueden ensamblarse en el armazón 310 de ICB a través de los escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus C11 ~ C13 formados en el armazón 310 de ICB, teniendo en cuenta la relación de conexión eléctrica entre las celdas 200 unitarias.

Tal como se describió anteriormente, dado que el armazón 310 de ICB tiene la pluralidad de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus C11 ~ C13 de modo que pueden ensamblarse diversos tipos de barras ómnibus en cualquier ubicación, puede seleccionarse cualquier combinación de los escalones y orificios de inserción de barra ómnibus C11 ~ C13 y pueden ensamblarse barras ómnibus de las formas deseadas en las ubicaciones deseadas. Las barras ómnibus pueden proporcionarse con el grupo que consiste en barras ómnibus de muchas formas que pueden ensamblarse en el armazón 310 de ICB a través de los escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus C11 ~ C13 formados en el armazón 310 de ICB, y entre ellas, una barra ómnibus seleccionada teniendo en cuenta una relación de conexión eléctrica deseada, y en particular, en esta realización, pueden ensamblarse diversas combinaciones de las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus en el armazón 310 de ICB.

Se describe un ejemplo en el que, para el mismo armazón 310 de ICB, las barras 321a, 321b, 321c ómnibus pueden ensamblarse para formar el conjunto 301 de ICB, las barras ómnibus 322a, 322b, 322c pueden ensamblarse para formar el conjunto 302 de ICB, y las barras ómnibus 323a, 323b, 323c pueden ensamblarse para formar el conjunto 303 de ICB. Tal como se describió anteriormente, es posible usar el armazón de ICB en muchas conexiones eléctricas cambiando barras ómnibus de muchas formas con el armazón de ICB de la misma forma. Por consiguiente, el conjunto de ICB de la presente divulgación se usa para usos múltiples y universales.

El conjunto de ICB de la presente divulgación puede ensamblarse aplicando de manera diferente barras ómnibus de muchas formas al mismo armazón de ICB. Es posible la configuración libre de la conexión eléctrica.

Mientras tanto, la forma de los conjuntos 301, 302, 303 de ICB mostrados en las figuras 8 a 10 se proporciona únicamente para ilustración y el conjunto de ICB de la presente divulgación puede tener otras formas. En esta realización, se toma como ejemplo un módulo de batería 3P8S. Dado que las celdas 200 unitarias están conectadas en paralelo usando una estructura 3P, las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus del armazón 310 de ICB se toman como ejemplo para la conexión en serie de las celdas 200 unitarias. Debe entenderse que la forma del armazón de ICB, y la forma y ubicación de la barra ómnibus ensamblada en el armazón de ICB pueden diferir dependiendo de la estructura de conexión en serie/paralelo en el módulo de batería.

Los conjuntos 301, 302, 303 de ICB pueden estar conectados unos al lado de otros en la dirección longitudinal L del armazón 310 de ICB. Es decir, los conjuntos 301, 302, 303 de ICB pueden estar conectados a otro armazón 310 de ICB en la dirección longitudinal L del armazón 310 de ICB. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 11, el conjunto 302 de ICB puede estar colocado junto al conjunto 301 de ICB y pueden estar conectados entre sí. La figura 11 muestra el cuarto lado 311d del armazón 310 de ICB del conjunto 301 de ICB colocado junto al cuarto lado 311d del armazón 310 de ICB del conjunto 302 de ICB.

En este caso, puede usarse un elemento 315 de unión tal como se muestra en la figura 12. Es deseable conectar dos armazones 310 de ICB con una estructura de bisagra de modo que los armazones 310 de ICB pivotan alrededor del elemento 315 de unión. Para ello, una protuberancia 312 en forma de vástago está formada en el lado del armazón 310 de ICB, pudiendo conectarse los dos armazones 310 de ICB dispuestos a lo largo de la dirección longitudinal L con el elemento 315 de unión entre sus lados. En esta realización, el elemento 315 de unión tiene aproximadamente forma de H y tiene un surco 316 en cuatro extremos. Las protuberancias 312 formadas en los lados del armazón 310 de ICB, y en esta realización, el tercer y cuarto lados 311c, 311d, pueden insertarse en los surcos 316.

La figura 13 muestra que el lado del armazón 310 de ICB del conjunto 301 de ICB está conectado al lado del armazón 310 de ICB del conjunto 302 de ICB a lo largo de la dirección longitudinal usando el elemento 315 de unión. Cuando las protuberancias 312 en forma de vástago están formadas en el tercer y cuarto lados 311c, 311d del armazón 310 de ICB y los surcos 316 del elemento 315 de unión están formados en forma de la letra C para la inserción del vástago, los dos armazones 310 de ICB pueden conectarse insertando las protuberancias 312 del armazón 310 de ICB en las aberturas de los surcos 316. Adicionalmente, cuando la protuberancia 312 rota dentro del surco 316 o el surco 316 se mueve alrededor de la protuberancia 312, los dos armazones 310 de ICB pueden pivotar alrededor del elemento 315 de unión.

En esta realización, se menciona un ejemplo en el que las dos protuberancias 312 del armazón 310 de ICB en un lado se insertan, cada una, en dos extremos del elemento 315 de unión, las dos protuberancias 312 del armazón 310 de ICB en el otro lado se insertan, cada una, en dos extremos en el lado opuesto, y se coloca una forma aproximadamente de H en el plano dispuesto a lo largo de la dirección longitudinal del armazón 310 de ICB. Si puede realizarse una estructura de conexión de bisagra, la estructura del elemento 315 de unión y la protuberancia 312 no están limitadas al ejemplo mostrado y pueden formarse de diversas maneras.

Tal como se describió anteriormente, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye conectar lateralmente los armazones de ICB 310 de los conjuntos 301, 302, 303 de ICB preparados tal como se describió anteriormente con la estructura de bisagra y disponerlos en la dirección longitudinal L del armazón 310 de ICB.

La figura 14 muestra cuatro armazones 310 de ICB de los conjuntos 301, 302, 303 de ICB lateralmente conectados y dispuestos en la dirección longitudinal L usando el elemento 315 de unión tal como se describe en la figura 12. Al armazón 310 de ICB del conjunto 301 de ICB más a la izquierda, se le conecta horizontalmente el armazón 310 de ICB del siguiente conjunto 302 de ICB en 180°. Al armazón 310 de ICB del conjunto 302 de ICB, se le conecta horizontalmente el armazón 310 de ICB del conjunto 302 de ICB derecho en 180° en la misma dirección que el armazón 310 de ICB del conjunto 301 de ICB. El armazón 310 de ICB del conjunto 303 de ICB más a la derecha está conectado horizontalmente al mismo en 180°.

En esta realización, se toma como ejemplo un módulo de batería 3P8S. Dado que pueden conectarse dos celdas 200 unitarias a un armazón 310 de ICB, debe entenderse que se necesitan cuatro armazones 310 de ICB para conectar un total de ocho celdas unitarias. Adicionalmente, puede observarse que el número de armazones de ICB requeridos puede variar dependiendo del número de celdas unitarias en el módulo de batería.

El método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye disponer horizontalmente las celdas unitarias usando los conjuntos de ICB conectados lateralmente tal como se describió anteriormente. Además, el método incluye soldar simultáneamente las celdas unitarias dispuestas en el lado superior.

La figura 15 es un diagrama que ilustra la etapa de montaje de celda unitaria y la etapa de soldadura en un método para fabricar un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

Tal como se muestra en la figura 14, se dispone el número necesario de conjuntos 301, 302, 303 de ICB y se conectan lateralmente sus armazones 310 de ICB con el elemento 315 de unión y, haciendo referencia a la figura 15, los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias tal como se describe en la figura 2 se montan en las partes de montaje de conector de celda A11 - A14 del armazón 310 de ICB. Se colocan las celdas 200 unitarias en los lados izquierdo y derecho con respecto a un armazón 310 de ICB. En los conjuntos 301, 302, 303 de ICB, las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus se ensamblan en cada parte de montaje de conector de celda A11 - A14. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias se colocan en las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus.

En este caso, los conectores 112 de celda orientados unos hacia otros con respecto al armazón 310 de ICB tienen polaridad opuesta para realizar la relación de conexión eléctrica tal como se muestra en la figura 6. Para realizar una relación de conexión eléctrica diferente de la de la figura 6, los conectores 112 de celda orientados unos hacia otros pueden tener la misma polaridad y, por consiguiente, el tipo y la forma de las barras ómnibus acopladas al armazón 310 de ICB pueden diferir y, como consecuencia, la forma del armazón 310 de ICB puede diferir.

Para ayudar a la comprensión, la figura 15 muestra las partes correspondientes a la primera a cuarta capas en la relación de conexión eléctrica de la figura 6. Un total de ocho celdas 200 unitarias están todas dispuestas horizontalmente de tal manera que los conectores 112 de celda de cada celda 200 unitaria están montados en las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus, y los conectores 112 de celda de cada celda 200 unitaria y las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus subyacentes están soldados entre sí en el lado superior para conectarlos. Por consiguiente, los conjuntos 301, 302, 303 de ICB y las celdas 200 unitarias están conectados. Puede usarse soldadura por láser o soldadura por ultrasonidos. Cuando se incluye adicionalmente un componente de alambre para la detección de tensión, el componente puede soldarse en este procedimiento.

Cuando se realiza la soldadura de la figura 15, las celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras se conectan a las barras 321c, 322c, 323c ómnibus pasantes y, de ese modo, se conectan eléctricamente entre sí, mientras que las otras celdas 200 unitarias colocadas unas al lado de otras a lo largo de la dirección de disposición de los armazones 310 de ICB no están eléctricamente conectadas entre sí. Es decir, aunque la figura 6 muestra que los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias orientadas unas hacia otras están horizontalmente conectados en serie (S11), los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas en las posiciones superior e inferior no están verticalmente conectados en serie (S12).

Ahora, cuando se pliegan los armazones 310 de ICB dispuestos hacia arriba de una manera en zigzag con respecto a la parte de bisagra o el elemento 315 de unión, las celdas 200 unitarias se apilan en una estructura abisagrada. Por ejemplo, puede realizarse un plegado mediante un método mostrado en la figura 16. La figura 16 es un diagrama que ilustra la etapa de apilar las celdas unitarias de una manera abisagrada en el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación.

Haciendo referencia a la figura 16, en primer lugar, tal como se muestra en (a), se pliega por la mitad hacia dentro desde el centro. Es decir, la estructura de la figura 15 se pliega a la mitad con respecto al elemento 315 de unión entre los dos conjuntos 302 de ICB. Posteriormente, se pliega completamente en el orden de (b) y (c) de la figura 16, y tal como se muestra en (d), la celda 200 unitaria más externa se pliega hacia abajo hacia fuera. Es decir, se pliega con respecto al elemento 315 de unión entre el conjunto 301 de ICB y el conjunto 302 de ICB y el elemento 315 de unión entre el conjunto 302 de ICB y el conjunto 303 de ICB. Entonces, tal como se muestra en (e), puede plegarse y apilarse en una forma de W invertida y, finalmente, tal como se muestra en la figura 17, puede plegarse con una estructura en la que se apilan un total de cuatro capas, la primera a cuarta capas. La figura 17 muestra que la cuarta capa en la relación de conexión eléctrica de la figura 6 está colocada encima.

Tal como se describió anteriormente, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye plegar y apilar las celdas unitarias que tienen los conectores de celda soldados con las barras ómnibus de los conjuntos de<i C b .>

La figura 18 es un diagrama que ilustra la etapa de conectar las celdas unitarias en serie, en detalle, la conexión en serie vertical (S12), y la etapa de acoplar una barra ómnibus adicional independiente necesaria para completar la conexión en serie (S13) desde abajo hacia arriba, en el método para fabricar un módulo de batería según una realización de la presente divulgación. En la figura 18, (a) muestra la barra ómnibus adicional, y (b) muestra que se acopla la barra ómnibus adicional de (a).

Después del apilamiento tal como se muestra en la figura 17, se acopla una barra 330a ómnibus adicional entre las barras 321b, 322b ómnibus en las capas superior e inferior expuestas al lado del armazón 310 de ICB (en el ejemplo mostrado, el lado izquierdo, y el tercer lado 311c del armazón 310 de ICB). El método de acoplamiento puede realizarse mediante superposición y soldadura. De este modo, se conectan las barras 321b, 322b ómnibus para establecer una conexión en serie vertical (S12) entre la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa y la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa.

Asimismo, debajo de esto, se acopla una barra 330b ómnibus adicional entre las barras 322a, 323b ómnibus en las capas superior e inferior expuestas al lado. Se conectan las barras 322a, 323b ómnibus entre sí para establecer una conexión en serie vertical (S12) entre la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa y la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa.

Asimismo, junto a esto, se acopla una barra 330c ómnibus adicional entre las barras 322a, 322b ómnibus en las capas superior e inferior expuestas al lado. Se conectan las barras 322a, 322b ómnibus entre sí para establecer una conexión en serie vertical (S12) entre la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa y la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa.

Tal como se describió anteriormente, cuando se acoplan las barras 330a, 330b, 330c ómnibus adicionales colocándolas en el lado y soldando, se establece una conexión en serie vertical (S12), y se conectan entre sí las celdas 200 unitarias colocadas unas al lado de otras a lo largo de la dirección de disposición de los armazones 310 de ICB en la estructura de la figura 16 y las celdas 200 unitarias apiladas colocadas en posiciones superior e inferior en la estructura de la figura 17.

La barra 323a ómnibus (que no se ve en el dibujo debido a su ubicación) en la parte inferior está expuesta a la otra superficie del armazón 310 de ICB (en el ejemplo mostrado, el lado derecho, y el cuarto lado 311d del armazón 310 de ICB). Se acopla una barra 330d ómnibus adicional a la misma. Después, se establece “S13” de la figura 6.

La forma y el número de las barras 330a, 330b, 330c, 330d ómnibus adicionales pueden diferir dependiendo de la estructura de conexión en serie/paralelo. En esta realización, tres barras 330a, 330b, 330c ómnibus adicionales de una forma rectangular simple tal como se muestra en la figura 18 conectan las celdas 200 unitarias de las capas superior e inferior contiguas en un estado apilado. La barra 330a ómnibus adicional conecta las celdas 200 unitarias en la cuarta capa y la tercera capa. La barra 330b ómnibus adicional conecta las celdas 200 unitarias en la segunda capa y la primera capa. La barra 330c ómnibus adicional conecta las celdas 200 unitarias en la tercera capa y la segunda capa.

Una barra 330d ómnibus adicional en forma de está formada desde la primera capa hasta la cuarta capa a lo largo del lado del módulo 300 de batería, un lado de la barra 330d ómnibus adicional está conectado a la barra 323a ómnibus del conjunto 303 de ICB y luego al conector 112 de celda positivo de la celda 200 unitaria derecha en la primera capa, y el otro lado de la barra 330d ómnibus adicional está montado en la parte de montaje de terminal de Hv B12 del conjunto 301 de ICB en la cuarta capa para formar un Hv positivo (Hv-).

Tal como se describió anteriormente, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye la etapa de acoplar lateralmente la barra ómnibus adicional para una conexión en serie vertical (S12) entre las celdas unitarias apiladas en la dirección de altura desde la base. Tal como se describió anteriormente, el módulo 300 de batería según una realización de la presente divulgación tal como se muestra en la figura 18 se completa acoplando la barra ómnibus adicional. El módulo 300 de batería tiene una relación de conexión eléctrica tal como se describe en la figura 6, y se fabrica de una manera sencilla mediante el método de fabricación tal como se describió anteriormente que incluye preparar los conjuntos 301, 302, 303 de ICB, disponer las celdas 200 unitarias, soldar de manera simultánea y plegar y apilar, sin necesidad de una conexión compleja teniendo en cuenta la polaridad de conectores de celda. Tal como se describió anteriormente, según una realización de la presente divulgación, el módulo de batería de estructura de pila horizontal que incluye ocho celdas 200 unitarias de banco 3P, todas ellas conectadas en serie para establecer una conexión eléctrica 3P8S, se fabrica mediante un método muy sencillo. Tal como se describió anteriormente, en la fabricación del módulo de batería en el que las celdas de batería unidireccionales se apilan horizontalmente, orientadas unas hacia otras, a diferencia del método convencional que incluye apilar dos celdas de batería, orientadas una hacia otra, realizar soldadura entre los conectores de celda, apilar dos celdas de batería sobre ellos, orientadas una hacia otra, realizar soldadura entre los conectores de celda, y apilar dos celdas de batería sobre ellos, orientadas una hacia otra y realizar la soldadura entre los conectores de celda, la presente divulgación no necesita repetir el apilamiento y la soldadura en un orden secuencial. Es posible fabricar el módulo de batería de una manera sencilla disponiendo las celdas de batería horizontalmente, soldando simultáneamente en el lado superior, plegando y apilando, y acoplando la barra ómnibus adicional en el lado para conectar verticalmente las celdas de batería apiladas entre sí.

Tal como se describió en detalle anteriormente en el presente documento, la presente divulgación propone un conjunto de ICB de una nueva estructura para realizar el método para fabricar un módulo de batería. El conjunto de ICB incluye un armazón de ICB de la misma forma y barras ómnibus de muchas formas en diversas combinaciones, y es un componente nuevo que puede conectarse a otro conjunto de ICB a través de una estructura de conexión de bisagra, de modo que cuando el conjunto de ICB se pliega con respecto a la parte conectada, pueden apilarse las celdas de batería conectadas al conjunto ICB. Es decir, el conjunto ICB de la presente divulgación es un componente que puede plegarse y apilarse en una estructura de conexión de bisagra y permite cambiar varias barras ómnibus para realizar diversas relaciones de conexión eléctrica.

Tal como se describió anteriormente, la estructura de la opción 1 descrita en la realización de la presente divulgación se implementa en el módulo 300 de batería tal como se muestra en la figura 18, y puede fabricarse preparando un total de cuatro conjuntos de ICB de tres tipos, incluyendo el armazón de ICB de tipo 1 y barras ómnibus de muchas formas diferentes, tales como una barra ómnibus de terminal de Hv, una barra ómnibus de conexión, una barra ómnibus pasante y una barra ómnibus extendida de Hv, disponiendo horizontalmente las celdas unitarias usando los conjuntos de ICB, soldando las barras ómnibus y los conectores de celda de las celdas unitarias entre sí en el lado superior, plegando y apilando, y acoplando una barra ómnibus adicional en el lado para la conexión vertical en serie de las celdas unitarias apiladas.

El módulo 300 de batería incluye dos celdas 200 unitarias conectadas en la dirección horizontal a través del conjunto 303 de ICB, dos celdas 200 unitarias conectadas en la dirección horizontal a través del conjunto 302 de<i C b ,>y celdas 200 unitarias conectadas en la dirección horizontal a través del conjunto 301 de ICB, apiladas en la dirección de altura desde la base, y terminales de Hv [Hv positivo (Hv+) y Hv negativo (Hv-)] encima del módulo 300 de batería. Los conjuntos 301, 302, 303 de ICB están conectados con el elemento 315 de unión, barras 330a, 330b, 330c ómnibus adicionales para una conexión en serie vertical de las celdas 200 unitarias están acopladas al lado de los conjuntos 301, 302, 303 de ICB, y una barra 330d ómnibus adicional para una conexión en serie desde abajo hacia arriba también está acoplada al otro lado de los conjuntos 301, 302, 303 de ICB. Las dos celdas 200 unitarias orientadas una hacia otra en el plano están conectadas horizontalmente en serie mediante las barras 321c, 322c, 323c ómnibus pasantes ensambladas respectivamente en los conjuntos 301, 302, 303 de ICB, y las celdas 200 unitarias apiladas en la dirección de altura desde la base están conectadas verticalmente en serie a través de las barras 330a, 330b, 330c ómnibus adicionales. Los conjuntos 301, 302, 303 de ICB son múltiples tipos de conjuntos de ICB en los que los armazones 310 de ICB tienen la misma forma y las barras 321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c ómnibus se aplican de manera diferente.

Tal como se describió anteriormente, usando el conjunto de ICB de la presente divulgación, el módulo de batería se fabrica disponiendo horizontalmente las celdas de batería, soldando de manera simultánea, y plegando y apilando. Particularmente, el conjunto de ICB realiza la relación de conexión más sencilla entre un gran número de conexiones eléctricas posibles entre una pluralidad de celdas de batería. Según el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación que usa esto, es posible simplificar en gran medida la etapa de fabricación del módulo de batería en la que se apilan horizontalmente las celdas de batería unidireccionales de tal manera que las celdas de batería unidireccionales están orientadas unas hacia otras.

El módulo de batería de la presente divulgación incluye el conjunto de ICB de la presente divulgación y, por tanto, es muy fácil de ensamblar. Adicionalmente, es posible expandir el módulo de batería aumentando el número de celdas de batería conectadas en serie mediante un procedimiento sencillo de incluir adicionalmente una unidad de celda de batería - conjunto de ICB - celda de batería. Es decir, el módulo de batería de la presente divulgación se fabrica apilando las unidades de celda de batería - el conjunto de ICB - celda de batería en la dirección de altura desde la base de tal manera que las unidades de batería orientadas unas hacia otras con respecto al conjunto de ICB se conectan entre sí y, por tanto, es posible expandir el módulo de batería aumentando el número de unidades de celda de batería - el conjunto de ICB - celda de batería.

Según la presente divulgación, se proporciona una conexión más fácil y sencilla entre un gran número de posibles relaciones de conexión eléctrica entre una pluralidad de celdas de batería que constituyen el módulo de batería. Puede aplicarse una estructura de bisagra como guía de apilamiento para apilar las celdas de batería, y pueden establecerse la conexión eléctrica entre los conjuntos de ICB colocando la barra ómnibus adicional en el costado del armazón de ICB y soldando.

Aunque la realización anterior describe una realización en la que el módulo 300 de batería se fabrica aplicando un armazón de ICB a cada dos celdas 200 unitarias de banco de celdas para cada una de la primera a cuarta capas, es posible una realización en la que se proporcione un armazón de ICB cada dos capas y se coloquen cuatro celdas 200 unitarias en un armazón de ICB. En este caso, las dos celdas 200 unitarias se colocan en la superficie superior del armazón de ICB, y las dos celdas 200 unitarias restantes se colocan en la superficie inferior del armazón de ICB. Tal como se describió anteriormente, el armazón de ICB que conecta cuatro celdas 200 unitarias se denomina armazón de ICB de tipo 2, para distinguirlo del armazón de ICB de tipo 1. En el caso del módulo de batería que incluye ocho celdas 200 unitarias en total, se necesitan dos armazones de ICB de tipo 2 en total. También en este caso, los armazones de ICB pueden estar conectados unos al lado de otros en la dirección longitudinal, y todos los armazones de ICB conectados entre sí tienen la misma forma. En este caso, es posible realizar diversas relaciones de conexión eléctrica aplicando las barras ómnibus de diferentes formas. Por ejemplo, el conjunto de ICB puede realizarse con diversas configuraciones aplicando diversas barras ómnibus de diferentes formas al armazón de ICB de la misma forma, por ejemplo, aplicando una barra ómnibus en ^ a un determinado armazón de ICB y una barra ómnibus en S a un armazón de ICB diferente, y el módulo de batería puede fabricarse usando esto.

Excepto por el número de celdas unitarias conectadas al armazón de ICB, las celdas unitarias conectadas tanto a la superficie superior como a la superficie inferior del armazón de ICB y, por consiguiente, la inclusión de barras ómnibus adecuadas, es decir, barras ómnibus que pueden ensamblarse en la superficie superior y la superficie inferior del armazón de ICB, y la relación de conexión eléctrica específica, todas las descripciones del conjunto de ICB, el método para fabricar un módulo de batería y el módulo de batería según la realización anteriormente descrita se aplican por igual.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Conjunto (301, 302, 303) de placa de interconexión (ICB), que comprende:

un armazón (310) de ICB en el que pueden recibirse conectores (112) de celda de celdas (200) de batería unidireccionales de tal manera que las celdas (200) de batería unidireccionales que tienen los conectores (112) de celda en un extremo pueden colocarse orientadas unas hacia otras con los conectores (1112) de celda orientados unos hacia otros; y

barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus ensambladas en el armazón (310) de ICB y que pueden conectarse eléctricamente a los conectores (112) de celda,

en el que el armazón (310) de ICB es una estructura de tipo placa que tiene una longitud y una anchura, que incluye una parte de montaje de conector de celda (A11 ~ A14), un parte de montaje de terminal de alta tensión (Hv) (B11, B12) y un orificio de inserción de barra ómnibus (C11 ~ C13) donde los conectores de celda de las celdas de batería se colocan de tal manera que las celdas de batería se colocan orientadas unas hacia otras en dos lados con respecto a una línea central en dirección longitudinal (L),

en el que la parte de montaje de conector de celda (A11 ~ A14) está formada en dos lugares a lo largo de cada uno del primer y segundo lados (311a, 311b) de la dirección longitudinal (L) del armazón (310) de ICB, e incluye una primera parte de montaje de conector de celda (A11) y una tercera parte de montaje de conector de celda (A13) a lo largo del primer lado (311a) y una segunda parte de montaje de conector de celda (A12) orientada hacia la primera parte de montaje de conector de celda (A11) y una cuarta parte de montaje de conector de celda (A14) orientada hacia la tercera parte de montaje de conector de celda (A13) a lo largo del segundo lado (311b),

la parte de montaje de terminal de Hv (B11, B12) está formada en cada uno del tercer y cuarto lados (311c, 311d) en una dirección de anchura (W) perpendicular al primer y segundo lados (311a, 311b), e incluye una primera parte de montaje de terminal de Hv (B11) en el tercer lado (311c) y una segunda parte de montaje de terminal de Hv (B12) en el cuarto lado (311d), y

en el que el orificio de inserción de barra ómnibus incluye un primer orificio de inserción de barra ómnibus (C11) para la inserción de la barra ómnibus desde el tercer lado (311c) en la primera parte de montaje de conector de celda (A11), un segundo orificio de inserción de barra ómnibus (C12) para la inserción de la barra ómnibus desde el tercer lado (311c) en la segunda parte de montaje de conector de celda (A12), y un orificio de inserción de barra ómnibus pasante (C13) formado a través del armazón (310) de ICB paralelo a la dirección de anchura (W) para la inserción de la barra ómnibus colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda (A13, A14).

2. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que el armazón (310) de ICB se forma de tal manera que las barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus de muchas formas se aplican de manera diferente.

3. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que el armazón (310) de ICB tiene una pluralidad de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus (C11 ~ C13) para ensamblar, en cualquier ubicación, al menos una de una barra ómnibus conectada a uno cualquiera de los conectores de celda y una barra ómnibus que conecta conectores de celda orientados unos hacia otros entre los conectores de celda.

4. Conjunto de ICB según la reivindicación 3, en el que las barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus son una combinación de barras ómnibus seleccionadas del grupo que consiste en barras ómnibus de muchas formas que están ensambladas en el armazón (310) de ICB a través de los escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus (C11 ~ C13), teniendo en cuenta una relación de conexión eléctrica.

5. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que la barra (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus está ensamblada de manera desprendible en la parte de montaje de conector de celda (A11 ~ A14).

6. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que las barras ómnibus incluyen una barra (321a) ómnibus de terminal de Hv que incluye una porción colocada en la primera parte de montaje de terminal de Hv (B11) y una porción colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda (A12), y

una barra (321b) ómnibus de conexión colocada en la primera parte de montaje de conector de celda (A11), y una barra (321c) ómnibus pasante colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda (A13, A14).

7. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que las barras ómnibus incluyen una barra (322a) ómnibus de conexión colocada en la primera parte de montaje de conector de celda (A11), una barra (322b) ómnibus de conexión diferente colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda (A12), y una barra (322c) ómnibus pasante colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda (A13, A14).

8. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que la barra ómnibus incluye una barra (323a) ómnibus extendida de Hv que incluye una porción colocada en la segunda parte de montaje de terminal de Hv (B12) y una porción colocada en la primera parte de montaje de conector de celda (A11), una barra (323b) ómnibus de conexión colocada en la segunda parte de montaje de conector de celda (A12), y una barra (323c) ómnibus pasante colocada tanto en la tercera como en la cuarta partes de montaje de conector de celda (A13, A14).

9. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que el conjunto (301) de ICB comprende además una estructura de bisagra y puede conectarse a otro armazón (310) de ICB con la estructura de bisagra en una dirección longitudinal del armazón (310) de ICB.

10. Módulo (300) de batería, que comprende:

unidades de celda de batería - conjunto de ICB - celda de batería apiladas en una dirección de altura desde una base, es decir, desde abajo hacia arriba, en el que, en cada unidad, celdas (200) de batería unidireccionales que tienen conectores (112) de celda en un extremo están conectadas orientadas unas hacia otras con respecto a un conjunto (301, 302, 303) de ICB de tal manera que los conectores (112) de celda están orientados unos hacia otros, en el que el conjunto (301, 302, 303) de ICB es el conjunto (301, 302, 303) de ICB según la reivindicación 1;

cada conjunto (301, 302, 303) de ICB que incluye un armazón (310) de ICB en el que se reciben los conectores (112) de celda; y barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus ensambladas en el armazón (310) de ICB y eléctricamente conectadas a los conectores (112) de celda, los conjuntos (301, 302, 303) de ICB apilados están conectados con un elemento (315) de unión, y una barra (330a, 330b, 330c, 330d) ómnibus adicional para la conexión en serie vertical de la celda de batería (200) está acoplada a un lado de los conjuntos (301, 302, 303) de ICB apilados, y

múltiples tipos de conjuntos (301, 302, 303) de ICB incluyen los armazones (310) de ICB que tienen una misma forma y las barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus que se aplican de manera diferente.

11. Módulo de batería según la reivindicación 10, en el que la celda de batería incluye celdas (200) unitarias de banco apiladas de tal manera que conectores (112) de celda de la misma polaridad están en contacto entre sí y conectados en paralelo.

12. Módulo de batería según la reivindicación 10, en el que dos celdas (200) de batería orientadas una hacia otra están conectadas horizontalmente en serie a través de las barras ómnibus ensambladas en el conjunto (301, 302, 303) de ICB.

13. Método para fabricar un módulo (300) de batería, que comprende:

(a) preparar una pluralidad de conjuntos (301, 302, 303) de ICB según la reivindicación 1, incluyendo cada conjunto (301, 302, 303) de ICB un armazón (310) de ICB que está configurado para recibir conectores (112) de celda de celdas (200) de batería unidireccionales de tal manera que las celdas (200) de batería unidireccionales que tienen los conectores (112) de celda en un extremo pueden colocarse orientadas unas hacia otras con los conectores (112) de celda orientados unos hacia otros; y barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus ensambladas en el armazón (310) de ICB y configuradas para conectarse eléctricamente a los conectores (112) de celda, en el que la pluralidad de conjuntos (301, 302, 303) de ICB se prepara cambiando únicamente las barras ómnibus con el armazón (310) de ICB de una misma forma para aplicar de manera diferente las barras ómnibus;

(b) conectar y disponer lateralmente los armazones (310) de ICB de los conjuntos (301, 302, 303) de ICB con una estructura de bisagra en una dirección longitudinal (L) de los armazones (310) de ICB;

(c) montar los conectores (112) de celda en las barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus para disponer horizontalmente las celdas (200) de batería en los lados izquierdo y derecho de la dirección longitudinal (L) de los armazones (310) de ICB conectados lateralmente de tal manera que las celdas (200) de batería estén orientadas unas hacia otras;

(d) conectar los conjuntos (301, 302, 303) de ICB a las celdas (200) de batería dispuestas soldando las barras (321a, 321b, 321c, 322a, 322b, 322c, 323a, 323b, 323c) ómnibus y los conectores (112) de celda entre sí en un lado superior;

(e) apilar las celdas (200) de batería plegando los armazones (310) de ICB dispuestos en la parte de bisagra; y

(f) acoplar una barra (330a, 330b, 330c, 330d) ómnibus adicional entre las barras ómnibus expuestas en un lado del armazón (310) de ICB.