BRPI0518590B1

BRPI0518590B1 - elemento de ligação de terminal de um módulo de bateria secundária e módulo de bateria secundária

Info

Publication number: BRPI0518590B1
Application number: BRPI0518590-4A
Authority: BR
Inventors: Woong Ha Jin; Kim Jeeho; Lee Hanho
Original assignee: Lg Chem, Ltd.
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2018-02-14
Also published as: US20060194101A1; JP2008520076A; EP1829163A1; JP5138379B2; CA2589890A1; CA2589890C; KR20060073432A; US7638237B2; BRPI0518590B8; TW200638624A; CN101069328A; EP1829163A4; EP1829163B1; TWI302766B; RU2337432C1; KR100905391B1; WO2006068372A1; BRPI0518590A2; CN100553045C

Abstract

elemento de ligação de terminal de módulo de bateria secundária. é revelado neste relatório um elemento de ligação de terminal de um módulo de bateria secundária ou pacote de alto rendimento, grande capacidade, tendo uma pluralidade de células de unidade empilhadas umas sobre as outras e eletri- camente conectadas entre si. o elemento de ligação de terminal inclui um elemento isolante montado entre os terminais de elétrodo das células de unidade próximas para realizar o isolamento elétrico entre os terminais do elétrodo, o elemento isolante sendo acoplado nos terminais do elétrodo, e um elemento de conexão acoplado no elemento isolante para eletricamente conectar os terminais do elétrodo das células de unidade acopladas no elemento isolante em série ou em paralelo entre si.

Description

(54) Título: ELEMENTO DE LIGAÇÃO DE TERMINAL DE UM MÓDULO DE BATERÍA SECUNDÁRIA E MÓDULO DE BATERÍA SECUNDÁRIA (51) Int.CI.: H01R 13/46 (30) Prioridade Unionista: 24/12/2004 KR 10-2004-0112590 (73) Titular(es): LG CHEM, LTD.

(72) Inventor(es): JIN WOONG HA; JEEHO KIM; HANHO LEE “ELEMENTO DE LIGAÇÃO DE TERMINAL DE UM MÓDULO DE

BATERIA SECUNDÁRIA E MÓDULO DE BATERIA SECUNDÁRIA

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um elemento de ligação de terminal de um módulo de bateria secundária ou pacote de alto rendimento, de grande capacidade, tendo uma pluralidade de células de unidade empilhadas umas sobre as outras e eletricamente conectadas entre si, e, mais particularmente, a um elemento de ligação de terminal incluindo um elemento isolante montado entre terminais de elétrodo das células de unidade próximas para realizar o isolamento elétrico entre os terminais do elétrodo, o elemento isolante sendo acoplado nos terminais do elétrodo e um elemento de conexão acoplado no elemento isolante para eletricamente conectar os terminais do elétrodo das células de unidade acopladas no elemento isolante em série ou em paralelo entre si.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Recentemente, a bateria secundária, que pode ser carregada e descarregada, tem sido amplamente usada como uma fonte de energia para dispositivos móveis sem fio. Também, a bateria secundária atraiu atenção considerável como uma fonte de força para veículos elétricos e veículos elétricos híbridos, que foram desenvolvidos para resolver problemas, tal como poluição do ar, causados por veículos a gasolina e diesel existentes usando combustível fóssil. Como resultado, tipos de aplicações usando a bateria secundária estão aumentando graças às vantagens da bateria secundária, e a seguir espera-se que a bateria secundária seja aplicada em mais ade 08/12/2017, pág. 8/9 ζ

piicações e produtos dc que atualmente.

Baterias secundárias têm estruturas diferentes de pendendo dos rendimentos e capacidades exigidas por aplicações e produtos, nos quais as baterias secundárias são apli5 cadas. Por exemplo, dispositivos móveis de tamanho pequeno, tais como telefones móveis, assistentes digitais pessoais (PDAs), câmeras digitais e computadores laptop, usam uma ou várias células de luz de tamanho pequeno para cada dispositivo de acordo com a redução no tamanho e peso dos produtos correspondentes. Por outro lado, dispositivos de tamanho médio ou grande, tais como bicicletas elétricas, motocicletas elétricas, veículos elétricos e veículos elétricos híbridos, lh usam um módulo de batería (ou pacote de batería) tendo uma * pluralidade de células eletricamente conectadas entre si porque alto rendimento e grande capacidade são necessários para os dispositivos de tamanho médio ou grande. O tamanho e o peso do módulo de batería estão diretamente relacionados com o espaço de recepção e o rendimento do dispositivo de tamanho médio ou grande correspondente. Por essa razão, os fabricantes estão tentando fabricar módulos de batería leves, de tamanho pequeno. Além do mais, dispositivos, que são submetidos a um grande número de impactos e vibrações externas, tais como bicicletas elétricas e veículos elétricos, exigem conexão elétrica e conexão física estáveis entre os componentes que constituem o módulo da batería. Além disso, uma pluralidade de células é usada para obter o alto rendí mento e a grande capacidade, e portanto, a segurança do módulo da batería é considerada como importante.

De forma geral, um módulo de bateria secundária de tamanho médio cu grande e fabricado pela montagem de uma pluralidade de células de unidade em um invólucro (alojamento) tendo um tamanho predeterminado e eletricamente conec5 tando as células de unidade. Uma célula secundária retangular ou uma célula secundária em formato de bolsa, que pode ser empilhada com alta integração, é usada como a célula de unidade. De preferência, a célula em formato de bolsa é normalmente usada como a célula de unidade, desde que a célula em formato de bolsa é leve e barata.

Entretanto, a célula em formato de bolsa, que é geralmente usada como a célula de unidade do módulo da bate ria, tem vários problemas a despeito das vantagens acima ▼ mencionadas.

Primeiro, a célula em formato de bolsa tem terminais de elétrodo em formato de placa, que se projetam da extremidade superior da célula em formato de bolsa. Como resultado, é difícil conectar eletricamente os terminais do elétrodo em formato de placa da célula em formato de bolsa, o que é necessário para construir o módulo da bateria. De forma geral, os terminais do elétrodo são conectados entre si usando fios, placas ou barras coletoras por soldagem. Entretanto, essa conexão elétrica é difícil para os terminais de elétrodo em formato de placa. Por essa razão, os termi25 nais de elétrodo em formato de placa são parcialmente curvados, e as placas ou as barras coletoras são conectadas nas partes curvadas dos terminais de elétrodo em formato de placa por soldagem, o que exige técnicas especializadas. Tam4 bém, esse processo de conexão é muito complicado. Aiém dis si, pentes conect-adas ρ-Ή^~ .·· sepaidi devido aos impactos externos, o que resulta no aumento no número de produtos dc i e i L UO SOS .

Em segundo lugar, a célula em formato de bolsa tem pouca intensidade mecânica. Por essa razão, elementos adiciona ís para manter a conexão e a montagem estáveis são necessãnos quando uma pluralidade de células de unidade é empilhada para fabricar um módulo de bateria. Conseqüentemen10 te, quando o módulo de bateria é fabricado usando as células em formato de bolsa, as células de unidade são moldadas em um cartucho, que é capaz de receber uma ou duas células de unidade, e uma pluralidade de cartuchos é empilhada umas so* bre as outras de modo a fabricar um módulo de bateria. Como resultado, o processo de fabricação do módulo de bateria é mais complicado, e o tamanho do módulo da bateria é aumentado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Dessa maneira, é um objetivo da presente invenção eliminar substancialmente os problemas acima mencionados das técnicas convencionais, bem como os problemas técnicos requeridos do passado.

Um obj et ivo primário da presente invenção é prover um elemento de 1igação de terminal que é capaz de conectar de maneira estável os terminais do elétrodo das células de unidade em um módulo de bateria por um processo simples.

Um outro objetivo da presente invenção é prover um elemento de ligação de terminal que é capaz de empilhar com segurança células de unidade para construir um módulo de ba.¾ c:

teria seu usar elementos de montagem adicionais, tal como ca rt ’.κύοs .

Ainda um outro obj etívo da presente invenção é prover nm elemento de ligação de terminal que é capaz de reduzir a possibilidade de curtos-circuitos durante a fabricação do módulo de bateria, possibilitando que um elemento de segurança seja facilmente montado durante a montagem do módulo de bateria ou durante o uso do módulo de bateria completo, e executar um processo de nivelamento nas células de unidade.

De acordo com um aspecto da presente invenção, os objetivos acima e outros podem ser atingidos pela provisão de um elemento de ligação de terminal de um módulo de bateria secundária tendo células de unidade empilhadas umas sobre as outras e eletricamente conectadas entre si, onde o elemento de ligação de terminal compreende: um elemento isolante montado entre os terminais de elétrodo das células de unidade próximas para realizar o isolamento elétrico entre os terminais do elétrodo, o elemento isolante sendo acoplado nos terminais do elétrodo; e um elemento de conexão acoplado no elemento isolante para eletricamente conectar os terminais do elétrodo das células de unidade acopladas no elemento isolante em série e/ou em paralelo entre si.

De acordo com a presente invenção, o módulo de bateria secundária é fabricado montando seqüencialmente o elemento isolante e o elemento de conexão. Conseqüentemente, o processo de fabricação do módulo da bateria é muito simples

JS enquanto força de acoplamento e segurança excelentes sa·

Os terminais de elétrodo podem ser construídos tai qu<

d<

:áfodo e o terminal do ânodo são formados

- em um lado de cada célula, ou o terminai do cãtodo é formado em um lado de cada célula enquant o o terminal do ânodo é ^rcacL no outro lado de cada célula. Por exemplo, o terminal do cãtodo e o terminal do ânodo podem ser formados na extremidade superior e na extremidade inferior de cada célu10 la, respectivamente, tal que o terminal do cãtodo e o terminal do ânodo são opostos entre si.

elemento isolante serve para isolar eletricamente os terminais do elétrodo das células de unidade próximas uma da outra. Conseqüentemente, o elemento isolante é feito de um material eletricamente isolante. De preferência, o e 1emento isolante é feito de várias resinas plásticas, embora o elemento isolante não seja particularmente restrito contanto que o elemento isolante eletricamente isole os terminais do elétrodo das células de unidade próximas uns dos ou2 0 tros .

elemento isolante pode ser acoplado com os terminais do elétrodo das células de unidade de várias maneiras. Em uma modalidade preferida da presente invenção, os terminais de elétrodo das células de unidade são providos com furos diretos, e o elemento isolante é provido com protuberâncias de acoplamento, que correspondem com os furos diretos. Conseqüentemente, as protuberâncias de acoplamento do elemento isolante são encaixadas nos furos diretos dos

Α, terminais do elétrodo, e portanto, o acoplamento segnrc en ~ ·. ; umUj isoiante a os de eletrodo é realizado. De preferência, as protuberâncias de acoplamento são imbém pi vidas com furos diretos, tal que os termina 1 s de elétrodo empilhados, mais espec i ficamente, os terminais de elétrodo empilhados enquanto o elemento isolante é disposto entre os terminais de elétrodo, são também acoplados com segurança entre si pelos elementos de acoplamento inseridos através dos furos diretos das protuberâncias de acoplamento.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, o elemento isolante é construído na forma de um bloco retangular, que se conforma com um vão entre os terminais do elétrodo das células de unidade empilhadas. 0 vão entre os ter* minais de elétrodo, enquanto as células de unidade são empi15 lhadas, é provido na forma de um retângulo. Conseqüentemente, o bloco retangular confirmando com o vão é mais estável.

Mais preferivelmente, o bloco compreende dois corpos de unidade de montagem construídos tal que os corpos da unidade de montagem podem ser acoplados entre si ou separa20 dos um do outro, um terminal de cãtodo da célula de unidade sendo acoplado em um dos corpos de unidade de montagem enquanto um terminal do ânodo da célula de unidade é acoplado no outro corpo da unidade de montagem.

elemento de conexão, que é o outro componente

5 que constitui o elemento de ligação do terminal de acordo com a presente invenção, é acoplado no elemento isolante, como descrito acima, e serve para conectar eletricamente os terminais do elétrodo das células de unidade, que são também

Λ acop íadas no elemento isolante. Por essa razão, o elemed , 0 leio.; de nm m,d ^cn-: 11 md^toi . De preferência, o elemento de conexão é feito de metal, embora o elemento de conexão iidu seja partícularmente restrito contanto que o e1emento de conexão conecte eletricamente os terminais do e letrado entre si.

acoplamento entre c elemento de conexão e o elemento isolante pode ser realizado de varias maneiras. Em uma modalidade preferida da presente invenção, o elemento de conexão compreende: um primeiro corpo de conexão de terminal conectado no terminal do eletrodo (a) da célula de unidade (A) ; e um segundo corpo de conexão de terminal conectado no terminal do eletrodo (b) da célula de unidade (B) adjacente à célula de unidade (A) . 0 elemento de conexão pode ser acoplado no elemento isolante em uma tal maneira que o elemento de conexão circunda o elemento isolante, ou o elemento de conexão pode ser inserido em partes ocas formadas no elemento isolante. Quando o terminal do elétrodo (a) da célula de unidade (A) conectada no elemento de conexão é diferente do terminal do elétrodo (b) da célula de unidade (B) conectada no elemento de conexão, os terminais de elétrodo são conectados em série entre si. Quando o terminal do elétrodo (a) da célula de unidade (A) conectada no elemento de conexão é idêntico ao terminal do elétrodo (b) da célula de unidade (B) conectada no elemento de conexão, por outro lado, os terminais de elétrodo são conectados em paralelo entre si.

Mais preferivelmente, o primeiro corpo de conexão de terminal e o segundo corpo de conexão de terminal são se 25

Ai parados um do outro, o primeiro corpo de conexão do terminai e o segundo corpo de conexão do terminai são acoplados no elemento isolante tal que o primeiro e o segundo corpos de conexão de terminal são conectados nos terminais de elétrodo 5 correspondentes, e o primeiro corpo de conexão do terminal e c segunde corpo de conexão do terminal são conectados entre si por um elemento condutor para realizar a conexão elétrica entre o primeiro corpo de conexão de terminal e o segundo corpo de conexão de terminal depois que o primeiro e o se10 gundo corpos de conexão de terminal são acoplados no elemento isolante. De preferência, o elemento condutor é um elemento de segurança, tais como um fusível, um bimetal ou um elemento de coeficiente de temperatura positiva (PTC).

Quando o elemento de conexão do tipo de separação acima descrito é usado durante a montagem do módulo de bateria, a possibilidade de curto-circuito é grandemente reduzida, desde que os elétrodos não estão eletricamente conectados entre si pelo elemento de conexão. Além do mais, o elemento de segurança pode ser facilmente conectado durante a

0 montagem do módulo de bateria ou durante o uso do módulo de bateria completo, e é possível executar um processo de nivelamento paralelo para nivelar o estado inicial das células de unidade.

De acordo com um outro aspecto da presente inven25 ção, é provido um módulo de bateria secundária incluindo o elemento de 1igação de terminal como descrito acima.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, o módulo de bateria compreende: uma placa, na qual uma plu10 ralidade de células de unidade, que são células secundarias carrcgávcas e descarregãveis, são empilhadas umas sobre as outras, e unidades de circuito para controlar a operação da bateria.

A placa não é particularmente restrita contant o que a placa tenha uma estrutura na qual as células de uni da de possam ser empilhadas umas sobre as outras. A placa pode ser um invólucro tendo uma parte de recepção correspondendo com o tamanho das células de unidade, tal que as células de unidade podem ser facilmente montadas na parte de recepção. 0 invólucro pode ser construído em uma estrutura separada na qual as partes superior e inferior das células de unidade empilhadas são cobertas pelo invólucro.

Um exemplo preferido do módulo de bateria secunda15 ria é ilustrado na FIG. 1.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os obj etivos acima e outros, aspectos e outras vantagens da presente invenção serão mais claramente entendidos a partir da descrição detalhada seguinte tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quais:

A FIG. 1 é uma vista em perspectiva ilustrando um módulo de bateria secundária, no qual um elemento de ligação de terminal de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção é aplicado;

A FIG. 2 é uma vista típica ilustrando o empilhamento das células de unidade em um invólucro inferior do módulo de bateria mostrado na FIG. 1 ;

A FIG. 3 é uma vista típica ilustrando um elemento ο

ο ί sol a nr e do t ipo de montagem de acordo corr, uma moda 1 idade nreferida da presente invenção, que é uma parte do elemento de ligação de terminal, antes da montagem do elemento isolante;

A FIG. 4 é uma vista típica ilustrando um elemento de conexão do tipo de separação de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, que é a outra parte do elemento de ligação de terminal;

A FIG. 5 é uma vista típica ilustrando parcialmen10 te a conexão dos terminais de elétrodo usando o elemento isolante do tipo de montagem mostrado na FIG. 3 e o elemento de conexão do tipo de separação mostrado na FIG. 4 e

A FIG. 6 é uma vista típica ilustrando a conexão de um fusível no elemento i sol ante do tipo de montagem e no elemento de conexão do tipo de separação, que são acoplados entre si.

Descrição dos Numerais de Referência Principais dos Desenhos

100: módulo de bateria

200: células de unidade

300: elemento isolante

400: elemento de conexão

500: prendedor

600: fitas adesivas de dupla face

700: fusível

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Agora, modalidades preferidas da presente invenção serão descritas em detalhes com referência aos desenhos acompanhantes. Deve ser observado, entretanto , da presente invenção não é limitado pelas modalidades

t.radas .

i lus A FIG. 1 é uma vista em perspectiva típica ilus5 trando um módulo de bateria secundária 100, no qual um ele mento de ligação de terminai de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção é aplicado.

Com referência à FIG. 1, o módulo de bateria 100 inclui um invólucro superior 110, um invólucro inferior 120, uma pluralidade de células de unidade 200, uma primeira unidade de circuito 130, uma segunda unidade de circuito 140 e uma terceira unidade de circuito 150. As células de unidade

200 são empilhadas entre o invólucro superior 110 e o invólucro inferior 120, que são separados um do outro. A primei15 ra unidade de circuito 130 é montada na superfície frontal do módulo de bateria 100, a segunda unidade de circuito 140 é montada na superfície inferior do módulo de bateria 100 e a terceira unidade de circuito 150 é montada na superfície traseira do módulo de bateria 100.

Desde que o invólucro superior 110 e o invólucro inferior 120 são separados um do outro, o número das células de unidade 2 0 0, que são empilhãveis umas em cima das outras, não é 1 imitado pelo invólucro superior 110 e o invólucro inferior 120. Conseqüentemente, é possível projetar facilmente o módulo de bateria 100, tal que o módulo de bateria 100 tem capacidade elétrica e rendimento desejados, modificando a primeira unidade de circuito 130 e a terceira unidade de circuito 150 dependendo do número das células de unidade em22 pilhadas 200. Também, as células de unidade 200 ficam expostas, e portanto, a dissipação do calor é efícientemente rea1izada enquanto as células de unidade 2 00 são carregadas ou descarregadas. De acordo com as circunstâncias, o invólucro superior 110 pode ser omitido.

A primeira unidade de circuito 130 é montada em uma superfície lateral do módulo de batería 100 adjacente aos terminais de elétrodo das células de unidade 200, e a primeira unidade de circuito 130 inclui um elemento de cone10 xão de acordo com a presente invenção para conectar as células de unidade 200 em paralelo ou em série entre si e um conjunto de placa de leitura para sentir os sinais de voltagem e/ou corrente das células de unidade respectivas 200.

A segunda unidade de circuito 140 é eletricamente conectada na primeira unidade de circuito 130, e a segunda unidade de circuito 140 inclui um conjunto de placa principal para controlar o módulo de batería 100. 0 conjunto da placa principal é montado em uma parte de recepção inferior do invólucro inferior 120. A temperatura da batería pode ser sentida pelo conjunto de placa principal.

A terceira unidade de circuito 150 é eletricamente conectada na segunda unidade de circuito 140. Também, a terceira unidade de circuito 150 é conectada em um terminal de entrada/saída externo enquanto impedindo a corrente excessi25 va durante a carga e descarga da eletricidade. A terceira unidade de circuito 150 é montada na outra superfície lateral do módulo de batería 100, tal que a terceira unidade de circuito 150 fica oposta à primeira unidade de circuito 130.

< 5

De acordo com as circunstâncias, a primeira mda de de circuito 13 0, a segunda unidade de circuito 140 e a terceira unidade de circuito 150 podem ser parcial ou total mente construídas em uma estrutura combinada. Também, essas unidades de circuito 130, 140 e 150 podem ser parcial ou total mente montadas na mesma posição do módulo de batería, isto é, uma ou duas superfícies do módulo de bateria. Essas construções das unidades de circuito devem ser interpretadas como estando dentro do escopo da presente invenção.

A FIG. 2 é uma vista em perspectiva ilustrando o empílhamento das células de unidade no invólucro inferior do módulo de bateria mostrado na FIG. 1.

Com referência à FIG. 2, o invólucro inferior 120 é uma estrutura retangular quase correspondendo com a apa15 rência externa da célula de unidade 200. O invólucro inferior 120 inclui uma parte de recepção superior 121, na qual a célula de unidade 200 é recebida. De acordo com as circunstâncias, o invólucro inferior 120 pode ser uma estrutura de placa simples. De preferência, o invólucro inferior 120 é feito de uma resina plástica, tais como acrilonitrilabutadieno-estireno (ABS) , policarbonato (PC) ou po 11 (tereftalato) de butileno (PBT), que tem alta resistência e isolamento elétrico.

A célula de unidade 200 empilhada sobre o invólu25 cro inferior 120 é uma célula secundária em formato de bolsa, que tem um terminal de cátodo 220 e um terminal de ânodo 230 que se projetam da extremidade superior de um corpo de célula 210. Nos terminais do elétrodo 220 e 230 são formados

Α furos diretos 240, respectivamente. Elementos de fixação edicmonois, por exemplo, prendedores 500, são inseridos através dos furos diretos 240 e furos de fixação 122 formados no invólucro inferior 120, enquanto que as células de unidade

200 e 201 são empilhadas, e a seguir porcas (não mostradas) são encaixadas nos prendedores 500 na superfície inferior do invólucro inferior 120. Conseqüentemente, as células de unidade 200 e 201 são fixadas entre si.

Entre os terminais do eletrodo 220 e 230 das célu10 ias de unidade 200 e os terminais de elétrodo 220 e 230 das células de unidade 201 é montado um elemento isolante 300 para realizar o isolamento elétrico entre as células de unidade 200 e 201. No elemento isolante 300 são formadas protuberâncias 310, que são encaixadas nos furos diretos 240 dos terminais de elétrodo 220 e 230. Nas protuberâncias 310 são também formados furos diretos 320, e portanto, o isolamento elétrico entre os prendedores 500 inseridos através dos furos diretos 320 das protuberâncias 310 e os terminais de elétrodo 220 e 230 é mantido.

Também, fitas adesivas de dupla face 600 são presas no corpo da célula 210 da célula de unidade 200, dessa maneira um acoplamento mais estável entre as células de unidade empilhadas 200 e 201 é garantido. Além do mais, as células de unidade empilhadas 200 e 201 são separadas uma da outra pela espessura das fitas adesivas de dupla face 600. 0 vão entre as células de unidade empilhadas 200 e 201 serve para absorver a mudança no volume das células de unidade 200 e 201 enquanto as células de unidade 200 e 201 são carrega-

das ou descarregadas e para efet ivamente dissipar o tmlnr gerado das células de unidade 200 e 201 enquanto as células de unidade 200 e 201 são carregadas ou descarregadas.

A FIG. 3 é uma vista típica ilustrando um elemento isolante do tipo de montagem 300 de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção antes da montagem do elemento· isolante.

Com referência à FIG. 3, o elemento isolante 300 compreende: um primeiro corpo de unidade de montagem 330 tendo uma parte de acoplamento fêmea 331 formada em um lado do mesmo; e um segundo corpo de unidade de montagem 340 tendo uma parte de acoplamento macho 341 formada em um lado do mesmo tal que a parte de acoplamento macho 341 corresponde com a parte de acoplamento fêmea 331. 0 primeiro corpo da unidade de montagem 330 e o segundo corpo da unidade de montagem 340 são acoplados entre si ou separados um do outro. O elemento isolante 300 é construído na forma de um bloco retangular quando o primeiro corpo da unidade de montagem 330 e o segundo corpo da unidade de montagem 340 são acoplados entre si.

Nas partes externas das extremidades superiores dos corpos respectivos da unidade de montagem 330 e 340 são formadas protuberâncias de acoplamento 350, pelas quais os corpos da unidade de montagem 330 e 340 são acoplados com um

5 outro elemento isolante (não mostrado) empilhado sobre os corpos da unidade de montagem 330 e 340. Nas superfícies da extremidade inferior dos corpos da unidade de montagem 330 e

340 são formadas ranhuras de acoplamento 352, que correspon20 ceo. com as protuberânc ias de acoplamento 3 5 0. Também a f protuberâncias 310 são forrnaaas nas partes intermediárias das extremidades superiores dos corpos respectivos da unidade de montagem 330 e 340, tal que as protuberâncias 310 são encaixadas nos furos diretos (não mostrados) dos terminais de eletrodo da célula de unidade, como mostrado na FIG. 2.

No lado do segundo corpo da unidade de montagem

340 é formada uma parte oca 343, pela qual um elemento de conexão (não mostrado) é acoplado com o elemento isolante 300 construído pelo acoplamento do primeiro corpo da unidade de montagem 330 e do segundo corpo da unidade de montagem 340.

A FIG. 4 é uma vista típica ilustrando um elemento de conexão do tipo de separação 400 de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Com referência à FIG. 4, o elemento de conexão do tipo de separação 400 compreende: um primeiro corpo de conexão de terminal 410, que é conectado em um dos terminais de elétrodo da célula de unidade (por exemplo, o terminal de cãtodo); e um segundo corpo de conexão de terminal 420, que é conectado no outro terminal de elétrodo da célula de unidade (por exemplo, o terminal de anodo). Os corpos de conexão de terminal 410 e 420 são feitos de um material condutor e formados na forma de uma placa. Nos corpos de conexão de terminal respectivos 410 e 420 são formados furos de engate

412 e 422, nos quais as protuberâncias 310 do elemento ísolante (ver FIG. 3) são encaixadas. 0 furo de engate 412 formado no primeiro corpo de conexão de terminal 410 é construído em um tipo fechado tal que a protuberância correspondenIS te do elemento isolante é encaixada dentro do furo de engate

412 d·... crimeiro corpo de conexão de terminal 410 somente por cima. Por outro lado, o furo de engate 422 formado no segundo corpo de conexão de terminal 420 é construído em um tipo aberto tal que a protuberância correspondente do elemento isolante é encaixada dentro do furo de engate 422 do segundo corpo de conexão de terminal 410 tanto de cima quanto pelo lado. Um processo de montagem do elemento isolante e do elemento de conexão será descrito a seguir com referência à

FIG. 5.

No primeiro corpo de conexão de terminal 410 é formada uma parte de extensão de conexão 415, que se projeta do seu lado tal que a parte de extensão de conexão 415 pode ser conectada no conjunto de placa de leitura no estado mon15 tado.

Nos corpos de conexão de terminal respectivos 410 e 420 são formadas partes de engate 430 e 440, respectivamente , que são inseridas com segurança na parte oca 343 do elemento isolante (ver FIG. 3). Cada uma das partes de enga20 te 430 e 440 inclui uma primeira seção curvada 431 formada curvando para dentro um corpo principal, que é feito de um material em formato de placa, uma segunda seção curvada 432 a primeira seção curvada 431.

engate 430 e 440 podem ser ei oca do elemento isolante.

A FIG. 5 é uma vist do a conexão dos terminais de em uma altura predeterminada e formada curvando verticalmente

Conseqüentemente, as partes de asticamente engatadas na parte i típica parcialmente ilustranelétrodo das células de unida(Η de usando o elemento isolante do tipo de montaqem most rado uei FIG. 3 e o elemento de conexão do tipo de separação mostrado na FIG. 4. Especificamente, a conexão das células de unidade 200 e 201 em série usando o elemento isolante 300 e o elemento de conexão 400 é ilustrada na FIG. 5.

Com referência à FIG. 5, as partes de engate 430 e 440 do primeiro e do segundo corpos de conexão de terminal

410 e 420 do elemento de conexão são inseridas com firmeza dentro da parte oca 343 do segundo corpo da unidade de mon10 tagem 340 do elemento isolante. Especificamente, a parte de engate 430 do primeiro corpo de conexão de terminal 410 é inserida na parte oca 343 com a parte de engate 430 para cima, e o corpo principal em formato de placa 440 cobre as superfícies da extremidade inferior do primeiro corpo da uni15 dade de montagem 3 3 0 e o segundo corpo da unidade de montagem 340. Quando o primeiro corpo de conexão de terminal 410 é acoplado no elemento isolante como descrito acima, a seção curvada lateral 431 da parte de engate 430 é movida para dentro ao longo de uma ranhura de guia inferior 345 formada por um comprimento predeterminado na extremidade inferior da parte oca 343. Quando a parte de engate 430 do primeiro corpo de conexão de terminal 410 é inserida na parte oca 343 do elemento isolante 300, o primeiro corpo de conexão de terminal 410 é montado na superfície da extremidade inferior de um outro elemento isolante (não mostrado) não tendo projeções. Por essa razão, o furo de engate 412 é formado no tipo fechado.

Por outro lado, a parte de engate 440 do segundo corpo de conexão de terminai 420 é inserida na parte oca 047 com a parte de engate 440 para baixo, e o corpo principal em formato de placa 424 cobre a superfície da extremidade superior do segundo corpo da unidade de montagem 340. Quando o segunde corpo de conexão de terminal 420 é acoplado no elemento isolante como descrito acima, a seção curvada lateraH 441 da parte de engate 440 é movida para dentro ao longo de uma ranhura de guia superior 344 formada por um comprimento predeterminado na extremidade superior da parte oca 343 .

Quando a parte de engate 44 0 do segundo corpo de conexão de terminal 420 é inserida na parte oca 343 do elemento isolante 300, o segundo corpo de conexão de terminal 420 é montado na superfície da extremidade superior do elemento isolante 300 tendo as protuberâncias 312. Por essa razão, o furo de engate 422 é formado no tipo aberto.

Os dois corpos de conexão de terminal 410 e 42 0 permanecem separados um do outro como mostrado no desenho (mostrando o estado antes do acoplamento) mesmo depois que os corpos de conexão de terminal 410 e 420 são acoplados no elemento isolante 3 0 0. 0 primeiro corpo de conexão de terminal 410 é conectado em um terminal de catodo 221 da célula de unidade 201 acoplada na superfície da extremidade inferior do primeiro corpo da unidade de montagem 330, e o segundo corpo de conexão de terminal 420 é conectado em um terminal de anodo 230 da célula de unidade 200 acoplada na protuberância 312 do segundo corpo da unidade de montagem 340.

Agora, o processo de montagem do elemento isolante e do elemento de conexão será descrito.

Primeiro, o segundo corpo de conexão de termi na Ί

420 é acoplado nc segundo corpo da unidade de montagem 34C (SI) . A seguir, o primeiro corpo de conexão de terminal 410 é acoplado no segundo corpo da unidade de montagem 340 (S2).

Subseqüentemente, o furo de engate 422 do segundo corpo de conexão de terminal 420 acoplado no segundo corpo da unidade de montagem 340 como descrito acima é alinhado com o furo direto 240 do terminal de ânodo 230 da célula de unidade 200

ÍS3). Depois disso, o primeiro corpo da unidade de montagem 10 330 é acoplado no segundo corpo da unidade de montagem 340 (S4). Finalmente, a célula de unidade 200 é montada no elemento isolante 300 tal que a protuberância 310 é encaixada no furo direto 240 do terminal de cátodo 220, e a protuberância 312 é encaixada no furo direto 240 do terminal de â15 nodo 230 (S5). Nesse momento, o terminal de cátodo 220 é colocado em contato com um outro primeiro corpo de conexão de terminal (não mostrado) para ser acoplado por cima enquanto o terminal de cátodo 220 é acoplado na protuberância 310. Por outro lado, o terminal de ânodo 230 é colocado em conta20 to com o segundo corpo de conexão de terminal 420, que é acoplado na protuberância 312 .

O processo de montagem acima descrito é meramente um exemplo de um processo de montagem possível, e a seqüência do processo de montagem pode ser parcialmente alterada.

Por exemplo, a etapa de acoplar o primeiro corpo da unidade de montagem 330 e o segundo corpo da unidade de montagem 340 (S4) pode ser executada primeiro.

A FIG. 6 é uma vista típica ilustrando a conexão

do primeiro corpo de conexão de terminal e do segundo corpi > de conexão de terminal com um lusível depois que o processo de montagem mostrado na FIG. 5 estã completo.

Com referência à FIG. 6, o primeiro corpo de conexão de terminal 410 e o segundo corpo de conexão de terminal 420, que são acoplados no elemento isolante 300, são separados um do outro, e portanto, o primeiro corpo de conexão de terminal 410 não estã eletricamente conectado com o segundo corpo de conexão de terminal 420. Conseqüentemente, depois que a montagem dos elementos relevantes estã completa, é necessario conectar os corpos de conexão de terminal 410 e 420 com um elemento de segurança ou um elemento condutor adicional tal que a condução elétrica entre os corpos de conexão de terminal 410 e 420 é realizada. A FIG. 6 ilustra a conexão elétrica usando um fusível 700, que é um tipo de elemento de segurança.

fusível 700 inclui um corpo de fusível 710 tendo uma região que pode romper quando corrente excessiva ou superaquecimento ocorre e dois terminais de conexão 720 e 730 que se estendem do corpo do fusível 710.

Ranhuras de conexão elásticas 433 e 443 são formadas nas partes de engate 430 e 440 do primeiro e segundo corpos de conexão de terminal 410 e 420 enquanto o primeiro corpo de conexão de terminal 410 e o segundo corpo de conexão de terminal 420 são acoplados no elemento isolante 300.

Os terminais de conexão 720 e 730 do fusível 700 são inseridos nas ranhuras de conexão 433 e 443, por meio disso a conexão elétrica entre o primeiro corpo de conexão de terminal

410 e o segundo corpo de conexão de terminal 420 é realizada . Quando corrente excessiva ou superaquecimento ocorre na célula de unidade correspondente (não mostrado), o fusível

700 é rompido. Nesse caso, o módulo de bateria é desmontado, o fusível rompido 700 é removido e um novo fusível é acoplado no primeiro corpo de conexão de terminal 410 e no segundo corpo de conexão de terminal 420. No caso em que o elemento de segurança não seja necessário no decorrer da conexão elétrica como previamente descrito, o primeiro corpo de conexão i0 de terminal 410 e o segundo corpo de conexão de terminal 42 0 podem ser formados como um corpo único.

Embora as modalidades preferidas da presente invenção tenham sido reveladas para finalidades ilustrativas, aqueles versados na técnica verificarão que várias modifica15 ções, adições e substituições são possíveis, sem se afastar do espírito e do escopo da invenção como revelados nas reivindicações acompanhantes.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Como evidente a partir da descrição acima, o ele20 mento de ligação de terminal do módulo de bateria secundária de acordo com a presente invenção tem o efeito de realizar uma conexão fácil e estável dos terminais de elétrodo das células de unidade, empilhar com segurança as células de unídade sem usar elementos de montagem adicionais, tal como cartuchos, reduzir a possibilidade de curtos-circuitos durante a fabricação do módulo de bateria secundária, possibilitar que um elemento de segurança seja facilmente montado durante a montagem do módulo de bateria ou durante o uso do

módulo de bateria completo e executar um processo de nivela mente de potencial elétrico nas células de unidade.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Elemento de ligação de terminal de um módulo de bateria secundária (100) tendo células de unidade empilhadas umas sobre as outras e eletricamente conectadas entre si, o elemento de ligação de terminal compreendendo:

um elemento isolante (300) montado entre os terminais de elétrodo (220, 230) das células de unidade próximas para realizar o isolamento elétrico entre os terminais do elétrodo (220, 230), o elemento isolante (300) sendo acoplado nos terminais do elétrodo (220, 230); e um elemento de conexão (400) acoplado no elemento isolante (300) para eletricamente conectar os terminais do elétrodo (220, 230) das células de unidade acopladas no elemento isolante (300) em série e/ou em paralelo entre si, e

CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento isolante (300) é construído na forma de um bloco retangular, que se conforma com um vão entre os terminais do elétrodo (220, 230) das células de unidade empilhadas, e o elemento isolante (300) compreende dois corpos de unidade de montagem (330, 340) construídos tal que os corpos da unidade de montagem podem ser acoplados entre si ou separados um do outro, um terminal de cátodo (220) da célula de unidade sendo acoplado em um dos corpos de unidade de montagem enquanto um terminal do ânodo (230) da célula de unidade é acoplado no outro corpo da unidade de montagem.
2. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os termide 24/07/2017, pág. 5/16 nais de elétrodo (220, 230) das células de unidade são providos com furos diretos, e o elemento isolante (300) é provido com protuberâncias de acoplamento (310, 350), que correspondem com os furos diretos, tal que as protuberâncias de acoplamento (350) do elemento isolante (300) são encaixadas nos furos diretos dos terminais do elétrodo (220, 230).
3. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as protuberâncias de acoplamento (350) são também providas com furos diretos, tal que os terminais de elétrodo (220, 230) empilhados enquanto o elemento isolante (300) é disposto entre os terminais de elétrodo (220, 230) são acoplados entre si pelos elementos de acoplamento inseridos através dos furos diretos das protuberâncias de acoplamento (310, 350).
4. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de conexão (400) compreende:

um primeiro corpo de conexão de terminal (410) co- nectado no terminal do elétrodo (a) da célula de unidade (A) ; e um segundo corpo de conexão de terminal (420) co-

nectado no terminal do elétrodo (b) da célula de unidade (B) adjacente à célula de unidade (A) e onde o elemento de conexão (400) é acoplado no elemento isolante (300) em uma tal maneira que o elemento de conexão (400) circunda o elemento isolante (300), ou o elemento de conexão (400) é inserido em partes ocas formadas no elemento isolante (300).

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5. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o terminal do elétrodo (a) da célula de unidade (A) conectada no elemento de conexão (400) é diferente do terminal do elétrodo (b) da célula de unidade (B) conectada no elemento de conexão (400) .
6. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro corpo de conexão de terminal (410) e o segundo corpo de conexão de terminal (420) são separados um do outro, o primeiro corpo de conexão do terminal (410) e o segundo corpo de conexão do terminal (420) são acoplados no elemento isolante (300) tal que o primeiro (410) e o segundo (420) corpos de conexão de terminal são conectados nos terminais de elétrodo correspondentes, e o primeiro corpo de conexão do terminal (410) e o segundo corpo de conexão do terminal (420) são conectados entre si por um elemento condutor para realizar a conexão elétrica entre o primeiro corpo de conexão de terminal (410) e o segundo corpo de conexão de terminal (420) depois que o primeiro (410) e o segundo (420) corpos de conexão de terminal são acoplados no elemento isolante (300).
7. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento condutor é um elemento de segurança selecionado do grupo consistindo de um fusível (700), um bimetal e um elemento de coeficiente de temperatura positiva (PTC).

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8. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento isolante (300) compreende:

um primeiro corpo de unidade de montagem (330) tendo uma parte de acoplamento fêmea (331) formada em um lado do mesmo; e um segundo corpo de unidade de montagem (340) tendo uma parte de acoplamento macho (341) formada em um lado do mesmo, a parte de acoplamento macho (341) correspondendo com a parte de acoplamento fêmea (331) e onde os corpos da unidade de montagem respectiva são providos nas partes intermediárias das suas extremidades superiores com protuberâncias (310, 350), que são encaixadas nos furos diretos dos terminais de elétrodo da célula de unidade, e pelo menos um dos primeiro (330) e segundo (340) corpos da unidade de montagem é provido no seu lado com uma parte oca, pela qual o elemento de conexão (400) é acoplado no pelo menos um dos primeiro e segundo corpos da unidade de montagem (330, 340).
9. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo corpos da unidade de montagem (330, 340) são providos nas partes laterais das suas extremidades superiores com protuberâncias de acoplamento (310, 350), pelas quais o primeiro e o segundo corpos da unidade de montagem (330, 340) são acoplados com um outro elemento isolante (300) empilhado no primeiro e segundo corpos da unidade de montagem (330, 340); e de 24/07/2017, pág. 8/16 o primeiro e o segundo corpos da unidade de montagem (330, 340) são providos nas suas superfícies de extremidade inferior com ranhuras de acoplamento (352), que correspondem com as protuberâncias de acoplamento (350).
10. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo corpos de conexão de terminal (410, 420) têm furos de engate, nos quais as protuberâncias do elemento isolante (300) são encaixadas, e partes de engate (430, 440), que são inseridas com firmeza dentro da parte oca do elemento isolante (300).
11. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que um dos furos de engate (412) é construído em um tipo fechado, e o outro furo de engate (422) é construído em um tipo aberto.
12. Elemento de ligação de terminal, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das partes de engate (430, 440) inclui:

uma primeira seção curvada (431) formada curvando para dentro um corpo principal, que é feito de um material em formato de placa, em uma altura predeterminada e uma segunda seção curvada (432) formada curvando verticalmente a primeira seção curvada.
13. Módulo de bateria secundária (100) CARACTERIZADO por incluir um elemento de ligação de terminal do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.

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