ES2974236T3 - Conjunto de ICB, módulo de batería que incluye el mismo y método para fabricar el mismo - Google Patents

Conjunto de ICB, módulo de batería que incluye el mismo y método para fabricar el mismo Download PDF

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Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de ICB, módulo de batería que incluye el mismo y método para fabricar el mismo
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un conjunto de placa de interconexión (ICB), y más particularmente a un conjunto de ICB que puede usarse para fabricar un módulo de batería.
Antecedentes de la técnica
Recientemente, la batería secundaria, que es altamente aplicable a diversos productos y tiene propiedades eléctricas superiores, tales como alta densidad de energía, etc., se usa habitualmente no solo en dispositivos portátiles sino también en vehículos eléctricos (EV), vehículos eléctricos híbridos (HEV), etc. que funcionan con fuentes de energía eléctrica. La batería secundaria está atrayendo la atención como una nueva fuente de energía para mejorar el respeto al medio ambiente y la eficiencia energética, ya que tiene la ventaja de que puede reducir notablemente el uso de combustibles fósiles y no se genera ningún subproducto del uso de energía.
Las baterías secundarias ampliamente usadas en la actualidad incluyen una batería de iones de litio, una batería de polímero de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno, una batería de níquel-zinc, etc. En la batería secundaria, la tensión de funcionamiento de una única celda de batería es de aproximadamente 2,5-4,5 V. Por consiguiente, cuando se requiere una tensión de salida más alta, a menudo se conectan una pluralidad de celdas de batería en serie para formar un bloque de baterías. Además, a menudo se conectan una pluralidad de celdas de batería en paralelo para formar un bloque de baterías dependiendo de la capacidad de carga-descarga requerida para el bloque de baterías. Por consiguiente, el número de celdas de batería incluidas en un bloque de baterías puede establecerse de diversas maneras dependiendo de la tensión de salida requerida o de la capacidad de carga-descarga, y pueden apilarse una pluralidad de celdas de batería conectándolas a través de diversas combinaciones de conexiones en serie/paralelo. En el bloque de baterías de dispositivos de tamaño mediano o grande, se usan con frecuencia celdas de batería de tipo bolsa debido a las ventajas de su fácil apilamiento y su pequeño peso. En general, un bloque de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería se configura formando un módulo de batería conectando primero una pluralidad de celdas de batería en serie o en paralelo y luego añadiendo 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 un módulo de batería general.
La celda 110 de batería mostrada en la figura 1 es una celda de batería unidireccional en forma de placa con conectores 112 de celda formados en un lado. Específicamente, la celda 110 de batería tiene una estructura en la que un conjunto 105 de electrodos se proporciona en una carcasa 120 de tipo bolsa de una hoja laminada que incluye una capa de metal y una capa de resina y luego se forma una porción de sellado (SP), por ejemplo, mediante termosellado. De los conectores 112 de celda, uno con polaridad positiva (+) está conectado a una placa de electrodo positivo en el interior del conjunto 105 de electrodos, y uno con polaridad negativa (-) está conectado a una placa de electrodo negativo en el interior del conjunto 105 de electrodos.
La celda unitaria del módulo de batería puede estar formada por una o dos o más de las celdas 110 de batería conectadas en serie o en paralelo. La figura 2 es una vista lateral de una celda unitaria de banco 3P en la que tres celdas 110 de batería están conectadas en paralelo.
Haciendo referencia a la figura 2, las celdas 110 de batería se colocan horizontalmente y se apilan verticalmente de modo que los conectores 112 de celda de la misma polaridad están colocados arriba y abajo. En una celda 200 unitaria, el conector 112 de celda está expuesto en un lado.
En general, la celda 200 unitaria está fabricada como un módulo de batería con una estructura de apilamiento vertical. En el módulo de batería de una estructura de apilamiento vertical, las celdas 200 unitarias se mantienen de pie de modo que los conectores 112 de celda están ubicados en un lado y luego se acoplan con un único conjunto de placa de interconexión (ICB). El conjunto de ICB es un armazón de ICB equipado con una barra ómnibus. Logra la conexión eléctrica de la celda 200 unitaria a través de la conexión con los conectores 112 de celda y transmite señales eléctricas correspondientes a la temperatura de la celda 110 de batería y señales eléctricas correspondientes a la corriente o la tensión de la celda 110 de batería durante la carga y descarga repetida de la celda 110 de batería a un sistema de gestión de batería (BMS). Para un módulo de batería de una estructura de apilamiento horizontal en la que las celdas 200 unitarias se colocan horizontalmente de modo que los conectores 112 de celda de dos celdas 200 unitarias están orientados unos hacia otros, no pueden aplicarse por sí mismo el método para fabricar el módulo de batería de una estructura de apilamiento vertical y el conjunto de ICB descrito anteriormente.
La figura 3 muestra un módulo de batería a modo de ejemplo de una estructura de apilamiento horizontal en la que se usan ocho de las celdas 200 unitarias de la figura 2.
Haciendo la figura 3, dos conjuntos 230 de celdas de batería, que se forman apilando las celdas 200 unitarias colocadas horizontalmente en una dirección vertical, están conectados de modo que los conectores 112 de celda están orientados unos hacia otros para preparar un módulo 250 de batería. Sin embargo, debido a la estructura en la que los conectores 112 de celda están orientados unos hacia otros entre los dos conjuntos 230 de celdas de batería, resulta difícil la soldadura en la superficie lateral de las celdas 200 unitarias, y la soldadura debe realizarse en la superficie superior de las celdas 200 unitarias. Para la soldadura de la superficie superior, es imposible preparar dos conjuntos 230 de celdas de batería en primer lugar y realizar la soldadura entre los mismos. Por otro lado, después de colocar dos celdas 200 unitarias para que estén orientadas una hacia la otra y realizar la soldadura entre los conectores 112 de celda (primera capa) sobre la superficie superior, se apilan dos celdas 200 unitarias sobre la misma para que estén orientadas una hacia la otra y se realiza la soldadura entre los conectores 112 de celda (segunda capa) sobre la superficie superior. Luego, después de apilar dos celdas 200 unitarias sobre la misma para que estén orientadas una hacia la otra, se realiza la soldadura entre los conectores 112 de celda (tercera capa) sobre la superficie superior. De esta manera, las celdas 200 unitarias se ensamblan de una manera desde abajo hacia arriba repitiendo el apilamiento y la soldadura secuencialmente.
Tal como se describe, el procedimiento de fabricación del módulo 250 de batería de una estructura de apilamiento horizontal es muy complicado. Además, si se desea que los terminales de Hv (electrodo positivo/electrodo negativo de Hv) estén ubicados sobre la superficie superior del módulo 250 de batería de una estructura de apilamiento horizontal, resulta muy difícil lograr la conexión eléctrica.
La figura 4 y la figura 5 ilustran la disposición de celdas 200 unitarias que puede considerarse para el módulo 250 de batería de la figura 3. En cada figura, (a) muestra un módulo 250 de batería visto desde la superficie superior, y (b) y (c) muestran el módulo 250 de batería visto desde la superficie lateral. De entre diversas disposiciones, la figura 4 y la figura 5 muestran los casos en los que pueden conectarse entre sí en serie ocho celdas 200 unitarias.
En primer lugar, la figura 4 muestra un caso en el que las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras se apilan de modo que los lados delanteros están orientados hacia arriba. Haciendo referencia a (a), dos celdas 200 unitarias que están orientadas una hacia la otra se colocan de modo que los lados delanteros están orientados hacia arriba. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas arriba y abajo pueden tener polaridades opuestas tal como se muestra en (b) (opción 1), o los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas arriba y abajo pueden tener la misma polaridad tal como se muestra en (c) (opción 2).
Y, la figura 5 muestra un caso en el que las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras se apilan de modo que el lado trasero está orientado hacia arriba para una y el lado delantero está orientado hacia arriba para la otra. Haciendo referencia a (a), de dos celdas 200 unitarias que están orientadas una hacia la otra, una celda 200 unitaria en el lado izquierdo está colocada de modo que el lado trasero está orientado hacia arriba y una celda 200 unitaria en el lado derecho está colocada de modo que el lado delantero faces está orientado hacia arriba. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas arriba y abajo pueden tener la misma polaridad tal como se muestra en (b) (opción 3), o los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas arriba y abajo pueden tener polaridades opuestas tal como se muestra en (c) (opción 4).
Tal como se describe, cuando ocho celdas 200 unitarias se conectan en serie en el módulo 250 de batería de una estructura de apilamiento horizontal, el número de casos de la disposición es de 4 (opciones 1-4). En particular, si se desea que los terminales de Hv estén ubicados sobre la superficie superior del módulo 250 de batería, la conexión eléctrica debe determinarse teniendo en cuenta sus ubicaciones. Además, cuando se consideran otras conexiones en serie/en paralelo distintas de la conexión en serie descrita anteriormente, la estructura de conexión eléctrica se vuelve más complicada. Particularmente, se aumenta adicionalmente el número de casos de conexión entre los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias para la conexión eléctrica. Por consiguiente, son necesarios un método para preparar un módulo de batería con el método de conexión más simple de entre el gran número de casos y un conjunto de ICB para llevar a cabo el método.
El documento KR 101 520393 B1 se refiere a una batería recargable, que comprende: una primera y una segunda celda de batería dispuestas para estar orientadas una hacia la otra; y una carcasa que incluye una primera y una segunda unidad de inserción en las que se insertan la primera y la segunda celda de batería, y una unidad de alojamiento de circuito que está dispuesta entre la primera y la segunda unidad de inserción y aloja un circuito de protección para controlar la operación de carga y descarga.
El documento KR 101686583 B1 se refiere a un módulo de batería de estructura de apilamiento de cartuchos en el que dos o más celdas unitarias están fijadas a los cartuchos, celdas unitarias que tienen terminales de electrodo formados en un lado, cartuchos que fijan las celdas unitarias, respectivamente, y combinadas con los terminales de electrodo para incluir barras ómnibus que conectan eléctricamente las celdas unitarias. Las celdas unitarias están montadas en los cartuchos de modo que los terminales de electrodo están orientados unos hacia otros en un estado en el que sus superficies laterales forman una línea recta con respecto a la base, y están orientados hacia los electrodos mediante las barras ómnibus montadas en los cartuchos, los terminales están conectados en paralelo para formar una estructura de conexión en paralelo de celdas unitarias en cada cartucho.
El documento KR 20150022468 A se refiere a un módulo de batería de tipo apilamiento de estructura de conexión en paralelo. El módulo de batería incluye celdas unitarias que tienen terminales de electrodo en un lado, cartuchos que fijan respectivamente las celdas unitarias, y barras ómnibus que están combinadas con los terminales de electrodo para conectar eléctricamente las celdas unitarias. Las celdas unitarias están montadas respectivamente en los cartuchos para que estén orientadas hacia los terminales de electrodo.
El documento KR 20140032596 A se refiere a un bloque de baterías que incluye una celda de batería, un módulo de circuito protector conectado eléctricamente a la celda de batería, un sensor de temperatura para medir la temperatura de la celda de batería, y una cubierta que define las ubicaciones de la celda de batería y el módulo de circuito protector, en el que la cubierta incluye un espacio en el que está alojado el sensor de temperatura, y un elemento de fijación para fijar la ubicación del sensor de temperatura.
Divulgación
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un conjunto de ICB adecuado para un módulo de batería de una estructura de apilamiento horizontal en la que las celdas de batería unidireccionales están apiladas de modo que los conectores de celda están orientados unos hacia otros.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y resultarán más completamente evidente a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente divulgación. Además, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden realizarse mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.
Solución técnica
En la reivindicación 1 se define un conjunto de ICB según la presente invención e incluye: un armazón de ICB configurado para alojar conectores de celda de celdas de batería unidireccionales que tienen los conectores de celda formados en un lado de modo que los conectores de celda están orientados unos hacia otros; y una barra ómnibus que puede conectarse eléctricamente a los conectores de celda ensamblándose en el armazón de ICB, en el que los conectores de celda pueden colocarse sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón de ICB. El conjunto de ICB está acoplado a otro armazón de ICB mediante una estructura de bisagra en la dirección de la longitud del armazón de ICB.
Cuatro celdas de batería pueden estar colocadas en un armazón de ICB.
El armazón de ICB puede estar formado para ser aplicable a barras ómnibus de diversas formas.
Específicamente, el armazón de ICB puede ser una estructura en forma de placa que tiene longitud y anchura y puede comprender una parte de recepción de conectores de celda capaz de recibir los conectores de celda de las celdas de batería de modo que las celdas de batería están orientadas unas hacia otras con respecto a una línea central en la dirección de la longitud en ambos lados, una parte de recepción de terminal de alta tensión y orificios de inserción de barra ómnibus. La parte de recepción de conectores de celda y la parte de recepción de terminal de Hv pueden estar formadas en el armazón de ICB como escalones, de modo que al menos una de una barra ómnibus adaptada para conectarse a uno de los conectores de celda, una barra ómnibus adaptada para conectarse a los conectores de celda que están orientados unos hacia otros, o una barra ómnibus adaptada para conectarse a los conectores de celda colocados sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón de ICB. Las barras ómnibus pueden seleccionarse de un grupo que consiste en barras ómnibus de diversas formas que pueden ensamblarse con el armazón de ICB a través de escalones y orificios de inserción de barra ómnibus, pueden ensamblarse en el armazón de ICB en cualquier ubicación teniendo en cuenta la conexión eléctrica deseada.
La barra ómnibus puede ensamblarse de manera desmontable en la parte de recepción de conectores de celda. La parte de recepción de conectores de celda puede estar formada a lo largo del primer y segundo lados en la dirección de la longitud del armazón de ICB y puede incluir una primera parte de recepción de conectores de celda y una tercera parte de recepción de conectores de celda a lo largo del primer lado y una segunda parte de recepción de conectores de celda que está orientada hacia la primera parte de recepción de conectores de celda y una cuarta parte de recepción de conectores de celda que está orientada hacia la tercera parte de recepción de conectores de celda a lo largo del segundo lado, y la parte de recepción de terminal de Hv puede estar formada en el tercer y cuarto lados en la dirección de la anchura, perpendicularmente al primer y segundo lados, y puede incluir una primera parte de recepción de terminal de Hv en el tercer lado y una segunda parte de recepción de terminal de Hv en el cuarto lado.
En una realización a modo de ejemplo, la primera a cuarta partes de recepción de conectores de celda y la primera y segunda partes de recepción de terminal de Hv pueden estar formadas sobre la superficie superior del armazón de ICB, la primera a cuarta partes de recepción de conectores de celda opuestas formadas con simetría especular con respecto a la primera a cuarta partes de recepción de conectores de celda pueden estar formadas en los lados opuestos de la primera a cuarta partes de recepción de conectores de celda sobre la superficie inferior del armazón de ICB, y la primera y segunda partes de recepción de terminal de Hv opuestas formadas con simetría especular con respecto a la primera y segunda partes de recepción de terminal de Hv pueden estar formadas en los lados opuestos de la primera y segunda partes de recepción de terminal de Hv.
Los orificios de inserción de barra ómnibus pueden incluir un primer orificio de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de una barra ómnibus desde el tercer lado hacia la primera parte de recepción de conectores de celda, un segundo orificio de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el tercer lado hacia la segunda parte de recepción de conectores de celda, un tercer orificio de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado hacia la tercera parte de recepción de conectores de celda, y un cuarto orificio de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado hacia la cuarta parte de recepción de conectores de celda, un primer orificio de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de una barra ómnibus desde el tercer lado hacia la primera parte de recepción de conectores de celda opuesta, un segundo orificio de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el tercer lado hacia la segunda parte de recepción de conectores de celda opuesta, un tercer orificio de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado hacia la tercera parte de recepción de conectores de celda opuesta, y un cuarto orificio de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado hacia la cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta, y un primer orificio de inserción de barra ómnibus lateral formado entre la segunda parte de recepción de conectores de celda y la cuarta parte de recepción de conectores de celda hacia dentro desde el segundo lado, y un segundo orificio de inserción de barra ómnibus lateral formado entre la primera parte de recepción de conectores de celda y la tercera parte de recepción de conectores de celda hacia dentro desde el primer lado.
En un conjunto de ICB según una realización a modo de ejemplo, la barra ómnibus incluye una barra ómnibus de terminal de Hv que incluye una porción colocada en la primera parte de recepción de terminal de Hv y una porción colocada en la segunda parte de recepción de conectores de celda, otra barra ómnibus de terminal de Hv que incluye una porción colocada en la segunda parte de recepción de terminal de Hv y una porción colocada en la tercera parte de recepción de conectores de celda, una barra ómnibus para conexión colocada en la segunda parte de recepción de conectores de celda opuesta, otra barra ómnibus para conexión colocada en la tercera parte de recepción de conectores de celda opuesta, un barra ómnibus en forma de ^ colocada en la primera parte de recepción de conectores de celda y primera parte de recepción de conectores de celda opuesta al mismo tiempo, y otra barra ómnibus en forma de ^ colocada en la cuarta parte de recepción de conectores de celda y cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta al mismo tiempo.
La barra ómnibus de terminal de Hv puede ensamblarse colocándose en la primera parte de recepción de terminal de Hv y la segunda parte de recepción de conectores de celda, la otra barra ómnibus de terminal de Hv puede ensamblarse colocándose en la segunda parte de recepción de terminal de Hv y la tercera parte de recepción de conectores de celda, la barra ómnibus para conexión puede ensamblarse insertándose en el segundo orificio de inserción de barra ómnibus adicional, y la otra barra ómnibus para conexión puede ensamblarse insertándose en el tercer orificio de inserción de barra ómnibus adicional, y la barra ómnibus en forma de ^ puede ensamblarse insertándose en el segundo orificio de inserción de barra ómnibus lateral, y la otra barra ómnibus en forma de ^ se ensambla insertándose en el primer orificio de inserción de barra ómnibus lateral.
En otro conjunto de ICB según una realización a modo de ejemplo, la barra ómnibus incluye una barra ómnibus en forma de S colocada en la segunda y tercera partes de recepción de conectores de celda opuestas, una barra ómnibus para conexión colocada en la segunda parte de recepción de conectores de celda, otra barra ómnibus para conexión colocada en la tercera parte de recepción de conectores de celda, un barra ómnibus en forma de ^ colocada en la primera parte de recepción de conectores de celda y primera parte de recepción de conectores de celda opuesta al mismo tiempo, y otra barra ómnibus en forma de ^ colocada en la cuarta parte de recepción de conectores de celda y cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta al mismo tiempo.
La barra ómnibus en forma de S puede ensamblarse colocándose en la segunda y tercera partes de recepción de conectores de celda opuestas, la barra ómnibus para conexión puede ensamblarse insertándose en el tercer orificio de inserción de barra ómnibus, y la otra barra ómnibus para conexión puede ensamblarse insertándose en el cuarto orificio de inserción de barra ómnibus, y la barra ómnibus en forma de ^ puede ensamblarse insertándose en el segundo orificio de inserción de barra ómnibus lateral, y la otra barra ómnibus en forma de ^ se ensambla insertándose en el primer orificio de inserción de barra ómnibus lateral.
La barra ómnibus puede ensamblarse en la superficie superior y la superficie inferior del armazón de ICB.
Efectos ventajosos
Según la presente divulgación, se proporcionan un conjunto de ICB adecuado para un módulo de batería de una estructura de apilamiento horizontal en la que celdas de batería unidireccionales están apiladas de modo que los conectores de celda están orientados unos hacia otros, y un método para fabricar un módulo de batería usando el mismo.
En el conjunto de ICB de la presente divulgación, celdas de batería unidireccionales que tienen los conectores de celda formados en un lado están colocadas de modo que los conectores de celda están orientados unos hacia otros. Por consiguiente, pueden usarse de manera conveniente en la fabricación de un módulo de batería en la que las celdas de batería unidireccionales apiladas horizontalmente están orientadas unas hacia otras. El conjunto de ICB de la presente divulgación se distingue del conjunto de ICB usado en el módulo de batería existente de una estructura de apilamiento vertical.
Según el conjunto de ICB de la presente divulgación, pueden ensamblarse barras ómnibus de diferentes formas en el mismo armazón de ICB. Por tanto, se vuelven posibles diversas conexiones eléctricas.
Según la presente divulgación, después de formar varios escalones y un orificio de inserción de barra ómnibus que pueden ensamblar las diversas barras ómnibus en cualquier ubicación del armazón de ICB, las barras ómnibus de formas deseadas pueden ensamblarse en ubicaciones deseadas seleccionando una combinación de los escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus. La barra ómnibus puede proporcionarse como un grupo de barras ómnibus de diversas formas que pueden ensamblarse en el armazón de ICB a través de escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus formados en el armazón de ICB, y diversas combinaciones de barras ómnibus seleccionadas teniendo en cuenta la conexión eléctrica deseada pueden ensamblarse en el armazón de ICB. Por consiguiente, pueden usarse diversas conexiones eléctricas para un armazón de ICB de una forma dada cambiando las barras ómnibus. Por tanto, el conjunto de ICB de la presente divulgación es para uso general, multipropósito y multiuso.
Si se usa el conjunto de ICB de la presente divulgación, puede prepararse un módulo de batería apilando una pluralidad de celdas de batería disponiéndolas sobre un plano, soldando de manera colectiva las mismas y plegando las mismas. El procedimiento de preparación de un módulo de batería en el que las celdas de batería unidireccionales apiladas horizontalmente están orientadas unas hacia otras se vuelve muy simple.
Anteriormente, pudo fabricarse un módulo de batería de una estructura de apilamiento horizontal sólo repitiendo las etapas de apilamiento de celdas de batería y soldadura de los conectores de celda varias veces. Pero, el método para fabricar un módulo de batería descrito a continuación es muy adecuado para la producción a gran escala porque es posible apilar las celdas de batería de una vez soldándolas y plegándolas de una vez. Además, la soldadura de los conectores de celda y las barras ómnibus y la unión de alambres de detección puede completarse de una vez antes del apilamiento de las celdas de batería.
El módulo de batería descrito a continuación es muy conveniente para el ensamblaje porque incluye el conjunto de ICB de la presente invención. Además, puesto que el número de celdas de batería conectadas en serie puede aumentarse a través de un procedimiento simple de añadir adicionalmente unidades de celda de batería - conjunto de ICB - celda de batería, puede extenderse el módulo de batería según se desee.
Una pluralidad de celdas de batería que constituyen un módulo de batería pueden estar conectadas simplemente de un gran número de casos de conexión eléctrica. Puede usarse una estructura de bisagra como guía de apilamiento para apilar celdas de batería, y la conexión eléctrica entre conjuntos de ICB puede lograrse mediante una barra ómnibus adicional sobre la superficie lateral de un armazón de ICB.
Descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar un entendimiento adicional de las características técnicas de la presente divulgación.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una celda de batería de tipo bolsa que constituye una celda unitaria en un módulo de batería general.
La figura 2 es una vista lateral de una celda unitaria que puede incluirse en un módulo de batería existente.
La figura 3 muestra un módulo de batería a modo de ejemplo de una estructura de apilamiento horizontal que incluye la celda unitaria de la figura 2.
La figura 4 y la figura 5 muestran diversas disposiciones de celdas unitarias en un módulo de batería de una estructura de apilamiento horizontal.
La figura 6 muestra la conexión eléctrica de un módulo de batería 3P8S según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
La figura 7 y la figura 8 son vistas en perspectiva de un armazón de ICB según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
Las figuras 9-16 son vistas en perspectiva de conjuntos de ICB según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
La figura 17 ilustra la conexión de conjuntos de ICB según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
La figura 18 es una vista en perspectiva de un elemento de unión que puede usarse para la conexión de conjuntos de ICB.
La figura 19 muestra la conexión de conjuntos de ICB usando el elemento de unión de la figura 18.
La figura 20 muestra la disposición de los dos conjuntos de ICB de las figuras 9-16 en la superficie lateral.
La figura 21 ilustra una etapa de recibir celdas unitarias y una etapa de soldar la superficie superior en un método para fabricar un módulo de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
La figura 22 es una vista en perspectiva de celdas unitarias apiladas en una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
La figura 23 ilustra el acoplamiento de barras ómnibus adicionales necesarias para completar la conexión en serie de celdas unitarias en un método para fabricar un módulo de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
Mejor modo
A continuación en el presente documento, se describirán realizaciones a modo de ejemplo específicas de la presente divulgación con detalle con referencia a los adjuntos.
Las realizaciones a modo de ejemplo de la presente divulgación se proporcionan para describir la presente divulgación más completamente para los expertos habituales en la técnica.
Debe entenderse que los términos y expresiones usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que se permite al inventor definir términos de manera apropiada para la mejor explicación.
Por tanto, la descripción y dibujos propuestos en el presente documento son sólo ejemplos preferibles para el propósito de ilustraciones únicamente, no se pretende que limiten el alcance de la divulgación. Así, debe entenderse que otros equivalentes y modificaciones podrían realizarse a la misma dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
La presente divulgación proporciona un componente que puede usarse para fabricar un módulo de batería, que puede ensamblarse fácilmente y extenderse a través de un procedimiento simple. Particularmente, la presente divulgación se refiere a un nuevo conjunto de ICB adecuado para un módulo de batería en el que celdas de batería unidireccionales apiladas horizontalmente están orientadas unas hacia otras. El nuevo conjunto de ICB permite ensamblar barras ómnibus de diversas formas en un armazón de ICB para conexión eléctrica. Pueden usarse diversos armazones de ICB dependiendo de la conexión eléctrica deseada. Para esto, pueden usarse barras ómnibus de diferentes formas para el mismo armazón de ICB dependiendo de la conexión eléctrica deseada.
Tal como se describe, la presente divulgación permite una realización fácil de conexión eléctrica usando barras ómnibus de diferentes formas para el mismo armazón de ICB.
A continuación en el presente documento, la presente divulgación se describe usando, por ejemplo, un módulo de batería 3P8S. Sin embargo, la presente divulgación no se limita al mismo. Si es necesario más conexiones en paralelo, puede aumentarse el número de celdas de batería en un banco de celdas unitarias. Si el apilamiento usando el conjunto de ICB se vuelve difícil debido al grosor aumentado de celda unitaria debido al número aumento de celdas de batería, puede usarse un espaciador para el ensamblaje.
Si son necesarias más conexiones en serie, puede aumentarse la unidad de celda unitaria - conjunto de ICB - celda unitaria. Puesto que dos celdas unitarias que están orientadas una hacia la otra o dos capas de cuatro celdas unitarias que están orientadas unas hacia otras pueden ensamblarse en un conjunto de ICB, el número de celdas unitarias aumenta en números pares ya que aumenta el número del conjunto de<i>C<b>.
Por ejemplo, la figura 5 (b) muestra la preparación de un módulo de batería dispuesto como en la opción 4.
La figura 6 muestra la conexión eléctrica de un módulo de batería 3P8S según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
En un módulo 400 de batería de la figura 6, se apilan cuatro capas de celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras en la dirección de la altura de modo que una tiene el lado trasero orientado hacia arriba y la otra tiene el lado delantero orientado hacia arriba. Los terminales de Hv [electrodo positivo de Hv (Hv+) y electrodo negativo de Hv (Hv-)] están ubicados sobre la superficie superior del módulo 400 de batería. La polaridad de los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias colocadas arriba y abajo se alterna, y la polaridad de los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras es idéntica.
Es posible una conexión eléctrica numerosa entre la pluralidad de celdas 200 unitarias que constituyen el módulo
400 de batería. La presente divulgación proporciona la conexión más simple y más sencilla.
Suponiendo una primera capa, una segunda capa, una tercera capa y una cuarta capa desde la parte inferior en la dirección de la altura, los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras en cada capa de la segunda a cuarta capas no están conectados en un plano. Sólo los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras en la primera capa están conectados en serie (S21) en un plano, tal como se marca mediante una línea de puntos y trazos. Los conectores 112 de celda de las celdas
200 unitarias colocadas arriba y abajo están conectados en serie (S22) tal como se marca mediante la línea continua o están conectados en serie (S23) tal como se marca mediante la línea discontinua.
Por ejemplo, el conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa está conectado al electrodo positivo de Hv (Hv+) sobre la superficie superior del módulo 400 de batería. El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa está conectado al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa. Por tanto, la celda 200 unitaria en la cuarta capa y la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa están conectadas en serie (S22) arriba y abajo.
El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa está cone al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa. Por ta celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa y la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa están conectadas en serie (S23) arriba y abajo. El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa está conectado al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa. Por tanto, la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa y la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa están conectadas en serie (S22) arriba y abajo. El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa está conectado al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria derecha en la primera capa. Por tanto, la celda 200 unitaria izquierda en la primera capa y la celda 200 unitaria derecha en la primera capa están conectadas en serie (S21) en un plano.
El conector 112 de celda de electrodo negativo la celda 200 unitaria derecha en la primera capa está cone al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa. Por tan celda 200 unitaria derecha en la primera capa y la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa están conectadas en serie (S22) arriba y abajo. El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa está conectado al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa. Por tanto, la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa y la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa están conectadas en serie (S23) arriba y abajo. El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa está conectado al conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa. Por tanto, la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa y la celda
200 unitaria derecha en la cuarta capa están conectadas en serie (S22) arriba y abajo. El conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa está conectado al electrodo negativo de Hv
(Hv-) sobre la superficie superior del módulo 400 de batería.
En esta realización a modo de ejemplo, el módulo 400 de batería se fabrica aplicando un armazón de ICB por cuatro celdas 200 unitarias de banco en cada capa de la primera a cuarta capas. En la figura 6, un armazón de ICB está conectado entre las celdas 200 unitarias. Es decir, un armazón de ICB es necesario para dos capas, y cuatro celdas
200 unitarias están colocadas en un armazón de ICB. Se colocan dos celdas unitarias sobre la superficie superior del armazón de ICB, y las dos celdas unitarias restantes se colocan sobre la superficie inferior del armazón de ICB.
Si un armazón de ICB en el que dos celdas 200 unitarias están colocadas únicamente sobre la superficie superior se denomina armazón de ICB de tipo 1, el armazón de ICB en el que están conectadas cuatro celdas 200 unitarias
según esta realización a modo de ejemplo puede denominarse armazón de ICB de tipo 2 por distinción. En esta realización a modo de ejemplo, un total de dos armazones de ICB de tipo 2 son necesarios porque hay ocho celdas 200 unitarias. Los armazones de ICB pueden estar conectados uno al lado del otro en la dirección de la longitud, y la forma de los armazones de ICB conectados es idéntica. En el presente documento, pueden realizarse diversas conexiones eléctricas usando barras ómnibus de diferentes formas. Por ejemplo, el módulo 400 de batería puede fabricarse preparando diversos conjuntos de ICB usando barras ómnibus de diversas formas en el armazón de ICB de la misma forma, por ejemplo, una barra ómnibus en forma de ^ para un armazón de ICB y una barra ómnibus en forma de S para otro armazón de ICB.
El método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye una etapa de preparar diversos conjuntos de ICB cambiando barras ómnibus para el armazón de ICB de la misma forma. En esta realización a modo de ejemplo, el conjunto de ICB puede conectarse de modo que los conectores de celda de cuatro celdas unitarias que incluyen celdas de batería unidireccionales que tienen los conectores de celda formados en un lado están orientados unos hacia otros. El número del conjunto de ICB aumenta en un uno a medida que el número de las celdas unitarias conectadas en serie aumentan en cuatro. Por consiguiente, se requieren dos, tres, cuatro, etc. de conjuntos de ICB a medida que el número de las celdas unitarias conectadas en serie aumenta en ocho, doce, dieciséis, etc. Cada conjunto de ICB puede prepararse cambiando la forma de la barra ómnibus para el armazón de ICB de la misma forma. La barra ómnibus se selecciona teniendo en cuenta la conexión eléctrica entre las celdas unitarias.
La barra ómnibus puede aplicarse al armazón de ICB mediante un ensamblaje simple. Los ejemplos pueden incluir colocación, inserción, ajuste, etc. La barra ómnibus se ensambla de manera desmontable en el armazón de ICB. Es decir, puede ensamblarse de manera no permanente, pero en una manera que pueda retirarse en la ubicación del ensamblaje.
La figura 7 y la figura 8 son vistas en perspectiva de un armazón de ICB según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación. Se muestra un armazón de ICB de tipo 2 sin barra ómnibus ensamblada. La figura 7 muestra la superficie superior del armazón de ICB, y la figura 8 muestra la superficie inferior del armazón de ICB. Haciendo referencia a la figura 7 y la figura 8, puede proporcionarse un armazón 410 de ICB entre las celdas de batería unidireccionales (las celdas 200 unitarias de la figura 2) que están orientadas unas hacia otras. Puesto que las celdas de batería unidireccionales están orientadas unas hacia otras en ambos lados del armazón 410 de iCb , puede denominarse un armazón de ICB “central”.
Un total de cuatro celdas 200 unitarias pueden conectarse en un armazón 410 de ICB ya que dos celdas 200 unitarias se conectan sobre la superficie superior del armazón 410 de ICB y dos celdas 200 unitarias se conectan sobre la superficie inferior del armazón 410 de ICB.
El armazón 410 de ICB es una estructura en forma de placa que tiene una longitud (L) aproximadamente correspondiente al lado de los conectores de celda de las celdas de batería y una anchura (W) más pequeña que ella, de modo que puede recibirse los conectores de celda de las celdas, y está formada de modo que puedan ensamblarse barras ómnibus de diversas formas para la conexión eléctrica con los conectores de celda de las celdas de batería.
En primer lugar, haciendo referencia la figura 7, sobre la superficie superior del armazón 410 de ICB, partes A21-A24 de recepción de conectores de celda están formadas a lo largo del primer y segundo lados 411a, 411b en ambos lados en la dirección de la longitud (L), de modo que las celdas de batería unidireccionales están orientadas unas hacia otras con respecto a una línea central en la dirección de la longitud (L). A través de esto, la primera parte A21 de recepción de conectores de celda y la tercera parte A23 de recepción de conectores de celda están formadas a lo largo del primer lado 411a, y la segunda parte A22 de recepción de conectores de celda que está orientada hacia la primera parte A21 de recepción de conectores de celda y la cuarta parte A24 de recepción de conectores de celda que está orientada hacia la tercera parte A23 de recepción de conectores de celda están formadas a lo largo del segundo lado 411b. Por ejemplo, los conectores de celda de las celdas unitarias izquierdas están colocados en las partes A21, A23 de recepción de conectores de celda formadas en el primer lado 411a, y los conectores de celda de las celdas unitarias derechas están colocados en las partes A22, A24 de recepción de conectores de celda formadas en el segundo lado 411b.
Las partes B21, B22 de recepción de terminal de Hv están formadas respectivamente en el tercer y cuarto lados 411c, 411d en la dirección de la anchura (W), perpendicularmente a los lados 411a, 411b en la dirección de la longitud (L). La primera parte B21 de recepción de terminal de Hv está formada en el tercer lado 411c, y la segunda parte B22 de recepción de terminal de Hv está formada en el cuarto lado 411d.
Los orificios C21, C22 de inserción de barra ómnibus pueden estar formados en un lado en la dirección de la anchura (W). Por ejemplo, pueden estar formados en el tercer lado 411c donde está formada la primera parte B21 de recepción de terminal de Hv. El primer orificio de inserción de barra ómnibus C21 es para la inserción de una barra ómnibus desde el tercer lado 411c hacia la primera parte A21 de recepción de conectores de celda para el ensamblaje, y el segundo orificio C22 de inserción de barra ómnibus es para la inserción de otra barra ómnibus desde el tercer lado 411c hacia la segunda parte A22 de recepción de conectores de celda para el ensamblaje.
También pueden estar formados orificios C23, C24 de inserción de barra ómnibus en el otro lado en la dirección de la anchura (W) en ubicaciones correspondientes a los orificios C21, C22 de inserción de barra ómnibus. Es decir, los orificios C23, C24 de inserción de barra ómnibus pueden estar formados en el cuarto lado 411d donde está formada la segunda parte B22 de recepción de terminal de Hv. El tercer orificio C23 de inserción de barra ómnibus es para la inserción de una barra ómnibus desde el cuarto lado 411d hacia la tercera parte A23 de recepción de conectores de celda para el ensamblaje, y el cuarto orificio C24 de inserción de barra ómnibus es para la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado 411d hacia la cuarta parte A24 de recepción de conectores de celda para el ensamblaje. El tercer orificio C23 de inserción de barra ómnibus puede estar formado en una ubicación con una simetría rotacional de 180° con respecto al segundo orificio C22 de inserción de barra ómnibus con respecto al centro del armazón 410 de ICB. Asimismo, el cuarto orificio C24 de inserción de barra ómnibus puede estar formado en una ubicación con una simetría rotacional de 180° con respecto al primer orificio C21 de inserción de barra ómnibus con respecto al centro del armazón 410 de ICB.
Están formados orificios C25, C26 de inserción de barra ómnibus laterales en ambos lados 411a, 411b en la dirección de la longitud (L), paralelamente a la dirección de la anchura (W). Los orificios C25, C26 de inserción de barra ómnibus laterales penetran el armazón 410 de ICB en una dirección perpendicular a la superficie de la base.
Por ejemplo, el primer orificio C25 de inserción de barra ómnibus lateral está formado entre la segunda parte A22 de recepción de conectores de celda y la cuarta parte A24 de recepción de conectores de celda en el segundo lado 411b. El segundo orificio C26 de inserción de barra ómnibus lateral está formado entre la primera parte A21 de recepción de conectores de celda y la tercera parte A23 de recepción de conectores de celda en el primer lado 411a.
A continuación, haciendo referencia a la figura 8, sobre la superficie inferior del armazón 410 de ICB, la primera a cuarta partes A21'-A24' de recepción de conectores de celda opuestas están formadas con simetría especular con respecto a la primera a cuarta partes A21-A24 de recepción de conectores de celda en el lado opuesto de la primera a cuarta partes A21-A24 de recepción de conectores de celda. Los conectores de celda de celdas unitarias ubicados por debajo de las celdas unitarias colocadas en la primera y tercera partes A21, A23 de recepción de conectores de celda están colocadas en una de las partes A21', A23' de recepción de conectores de celda opuestas, y los conectores de celda de otras celdas unitarias están colocados en las otras partes A22', A24' de recepción de conectores de celda opuestas de modo que están orientadas hacia ellas. Otras celdas unitarias colocadas en la segunda y cuarta partes A22, A24 de recepción de conectores de celda estarán ubicadas en las celdas unitarias.
Partes B21', B22' de recepción de terminal de Hv opuestas están formadas en el lado opuesto de las partes B21, B22 de recepción de terminal de Hv. La primera parte B21' de recepción de terminal de Hv opuesta está formada en una ubicación correspondiente a la primera parte B21 de recepción de terminal de Hv, y la segunda parte B22' de recepción de terminal de Hv opuesta está formada en una ubicación correspondiente a la segunda parte B22 de recepción de terminal de Hv. La primera y segunda partes B21', B22' de recepción de terminal de Hv opuestas están formadas con simetría especular con respecto a la primera y segunda partes B21, B22 de recepción de terminal de Hv.
Haciendo referencia a la figura 7 y la figura 8, el primero y segundo orificios C21', C22' de inserción de barra ómnibus adicionales están ubicados en ubicaciones correspondiente respectivamente al primero y segundo orificios C21, C22 de inserción de barra ómnibus con respecto al plano central que pasa a través del centro del armazón 410 de ICB paralelamente a la superficie de la base. Asimismo, tercero y cuarto orificios C23', C24' de inserción de barra ómnibus adicionales están ubicados en ubicaciones correspondientes respectivamente al tercer y cuarto orificios C23, C24 de inserción de barra ómnibus con respecto al plano central que pasa a través del centro del armazón 410 de ICB paralelamente a la superficie de la base.
El primer orificio C21' de inserción de barra ómnibus adicional es para la inserción de una barra ómnibus desde el tercer lado 411c hacia la primera parte A21' de recepción de conectores de celda opuesta para el ensamblaje, y el segundo orificio C22' de inserción de barra ómnibus adicional es para la inserción de otra barra ómnibus desde el tercer lado 411c hacia la segunda parte A22' de recepción de conectores de celda opuesta para el ensamblaje. El tercer orificio C23' de inserción de barra ómnibus adicional es para la inserción de a barra ómnibus desde el cuarto lado 411d hacia la tercera parte A23' de recepción de conectores de celda opuesta para el ensamblaje, y el cuarto orificio C24' de inserción de barra ómnibus adicional es para la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado 411d hacia la cuarta parte A24' de recepción de conectores de celda opuesta para el ensamblaje.
Puesto que el primero y segundo orificios C25, C26 de inserción de barra ómnibus laterales penetran en el armazón 410 de ICB en una dirección perpendicular a la superficie de la base, el primer orificio C25 de inserción de barra ómnibus lateral está formado sobre la superficie inferior del armazón 410 de ICB entre la segunda parte A22' de recepción de conectores de celda opuesta y la cuarta parte A24' de recepción de conectores de celda opuesta. El segundo orificio C26 de inserción de barra ómnibus lateral está formado entre la primera parte A21' de recepción de conectores de celda opuesta y la tercera parte A23' de recepción de conectores de celda opuesta.
Tal como se describe, debido a que las partes A21- A24, A21'- A24' de recepción de conectores de celda y las partes B21, B22, B21', B22' de recepción de terminal de Hv están formadas sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón 410 de ICB, porciones salientes y cóncavas están presentes tanto en la superficie superior como en la superficie inferior. El armazón 410 de ICB puede prepararse mediante un plástico moldeado por inyección, etc. El armazón 410 de ICB puede estar diseñado para tener un grosor similar al grosor de dos celdas 200 unitarias. A medida que aumenta el número de celdas de batería incluidas en la celda 200 unitaria, también aumenta el grosor de la celda 200 unitaria y, por consiguiente, aumenta el grosor del armazón 410 de ICB. Sin embargo, si resulta difícil aumentar el grosor del armazón 410 de ICB tal como se desea, puede introducirse un espaciador para hacer el grosor del armazón 410 de ICB similar al grosor de dos celdas 200 unitarias.
Tal como se describe, las partes A21-A24, A21'-A24' de recepción de conectores de celda y las partes B21, B22, B21', B22' de recepción de terminal de Hv están formadas en el armazón 410 de ICB. Los orificios C21-C26, C21'-C24' de inserción de barra ómnibus también están formados en el armazón 410 de ICB. Las partes A21-A24, A21'-A24' de recepción de conectores de celda y las partes B21, B22, B21', B22' de recepción de terminal de Hv están formadas en el armazón 410 de ICB como escalones. Estos escalones y los orificios de inserción de barra ómnibus se proporcionan de modo que una barra ómnibus está conectada en cualquier conector de celda de los conectores de celda colocados en el armazón 410 de ICB, puede ensamblarse una barra ómnibus que conecta los conectores de celda que están orientadas unos hacia otros, o una barra ómnibus que conecta los conectores de celda colocados arriba y abajo con respecto al armazón 410 de ICB, etc. en cualquier ubicación deseada. En particular, la conexión eléctrica con los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón 410 de ICB puede lograrse sólo cuando se ensambla la barra ómnibus en la superficie superior y la superficie inferior del armazón 410 de ICB. Por tanto, deben formarse partes de recepción de conectores de celda y parte de recepción de terminal de Hv respectivamente sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón 410 de ICB. Esta es la característica del armazón de ICB de tipo 2 descrito en esta realización a modo de ejemplo. En este sentido, existe una gran diferencia con el armazón de ICB de tipo 1.
Las figuras 9-16 are vistas en perspectiva de conjuntos de ICB según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación. Las figuras 9-12 muestran un conjunto de ICB 401 y las figuras 13-16 muestran un conjunto de ICB 402. En particular, la figura 10 es una vista en perspectiva rotada 180° de la figura 9 en la dirección horizontal, la figura 11 es una vista en perspectiva que muestra la superficie inferior de la figura 9, y la figura 12 es una vista en perspectiva rotada 180° de la figura 11 en la dirección horizontal. La figura 14 es una vista en perspectiva rotada 180° de la figura 13 en la dirección horizontal, la figura 15 es una vista en perspectiva que muestra la superficie inferior de la figura 13, y la figura 16 es una vista en perspectiva rotada 180° de la figura 15 en la dirección horizontal. En la figura 9 y la figura 13, (a) muestra una barra ómnibus acoplada al armazón de ICB, y (b) muestra el armazón de ICB ensamblado con la barra ómnibus de (a).
Haciendo referencia a las figuras 9-16, ambos conjuntos 401, 402 de ICB de la presente divulgación incluyen el armazón 410 de ICB descrito haciendo referencia a la figura 7 y la figura 8. El conjunto 401, 402 de ICB puede incluir adicionalmente una placa de circuito impreso o un componente de alambre para la detección de tensión, o una placa de circuito impreso o un componente de alambre para la detección de tensión puede estar conectado adicionalmente al conjunto 401, 402 de ICB. El conjunto 401, 402 de ICB incluye una combinación de barras ómnibus de diversas formas ensambladas en el armazón 410 de ICB. La conexión eléctrica con los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias se logra ya que la barra ómnibus se ensambla en el armazón 410 de ICB.
En primer lugar, el conjunto 401 de ICB mostrado en las figuras 9-12 es para la conexión eléctrica entre la cuarta capa sobre la superficie superior y la tercera capa debajo de la misma en la figura 6. Barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c' ómnibus están ensambladas en el armazón 410 de ICB.
En la figura 9 y la figura 10, la barra 421a ómnibus y la barra 421a' ómnibus son barra ómnibus de terminal de Hv de la misma forma. La barra 421a ómnibus incluye una porción colocada en la primera parte B21 de recepción de terminal de Hv y una porción colocada en la segunda parte A22 de recepción de conectores de celda. En el siguiente procedimiento, el conector 112 de celda de electrodo negativo de la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa está conectado a la barra 421a ómnibus. Por consiguiente, la barra 421a ómnibus forma un electrodo negativo de Hv (Hv-) sobre la superficie superior del módulo 400 de batería.
La barra 421a' ómnibus incluye una porción colocada en la segunda parte B22 de recepción de terminal de Hv del armazón 410 de barra ómnibus y una porción colocada en la tercera parte A23 de recepción de conectores de celda. La barra 421a ómnibus y la barra 421a' ómnibus tienen una simetría rotacional de 180° con respecto al centro del armazón 410 de barra ómnibus. En el siguiente procedimiento, se conecta el conector 112 de celda de electrodo positivo de la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa a la barra 421a' ómnibus. Por consiguiente, la barra 421a' ómnibus forma un electrodo positivo de Hv (Hv+) sobre la superficie superior del módulo 400 de batería.
La barra 421b ómnibus y la barra 421b' ómnibus son barras ómnibus para conexión de la misma forma y están ensambladas en ubicaciones con simetría rotacional de 180° entre sí con respecto al centro del armazón 410 de barra ómnibus. La barra 421b ómnibus está ensamblada en la segunda parte A22' de recepción de conectores de celda opuesta tal como se muestra en la figura 11 o la figura 12 insertándose en el segundo orificio C22' de inserción de barra ómnibus adicional. La barra 421b' ómnibus está ensamblada en la tercera parte A23' de recepción de conectores de celda opuesta tal como se muestra en la figura 11 insertándose en el tercer orificio C23' de inserción de barra ómnibus adicional.
Las barras 421c, 421c’ ómnibus son barras ómnibus en forma de c y están ensambladas en ubicaciones con simetría rotacional de 180° con respecto al centro del armazón 410 de barra ómnibus. La barra 421c ómnibus se ensambla para colocarse en la primera parte de recepción de conectores de celda y la primera parte de recepción de conectores de celda opuesta A21, A21' insertándose en el segundo orificio C26 de inserción de barra ómnibus lateral desde el primer lado 411a del armazón 410 de barra ómnibus. La barra 421c' ómnibus se ensambla para colocarse en la cuarta parte de recepción de conectores de celda y la cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta A24, A24' insertándose en el primer orificio C25 de inserción de barra ómnibus lateral desde el segundo lado 411b del armazón 410 de barra ómnibus. Tal como se describe, las barras 421c, 421c' ómnibus están formadas sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón 410 de barra ómnibus. Por consiguiente, las barras 421c, 421c' ómnibus pueden conectar los conectores de celda de las celdas unitarias colocados sobre la superficie superior del armazón 410 de barra ómnibus y los conectores de celda de las celdas unitarias colocados sobre la superficie inferior del armazón 410 de barra ómnibus. Por tanto, las barras 421c, 421c' ómnibus pueden conectar las celdas de batería apiladas arriba y abajo en serie. Por consiguiente, se logra la conexión en serie (S22) mostrada en la figura 6. Tal como se describe, el conjunto 401 de ICB es un componente que proporciona una conexión en serie (S22) entre las dos celdas 200 unitarias sobre la superficie superior, es decir, en la cuarta capa, y en la tercera capa mostradas en la figura 6 y forma el electrodo negativo de Hv (Hv-) y el electrodo positivo de Hv (Hv+) sobre la superficie superior del módulo 400 de batería. La barra 421c ómnibus del conjunto 401 de ICB proporciona una conexión eléctrica entre la celda 200 unitaria izquierda en la cuarta capa y la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa mostradas en la figura 6. La barra 421c' ómnibus del conjunto 401 de ICB proporciona una conexión eléctrica entre la celda 200 unitaria derecha en la cuarta capa y la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa mostradas en la figura 6.
En el conjunto 402 de ICB mostrado en las figuras 13-16, barras 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus están ensambladas en el armazón 410 de ICB. El armazón 410 de ICB de la figura 7 está invertida de modo que la superficie inferior del armazón 410 de ICB está orientada hacia arriba. Es un componente para proporcionar una conexión eléctrica en la segunda capa y la primera capa de la figura 6.
Haciendo referencia a la figura 13 y la figura 14, la barra 422a ómnibus es una barra ómnibus en forma de S y se ensambla para colocarse en la segunda y tercera partes A22', A23' de recepción de conectores de celda opuestas. La barra 422a ómnibus puede conectar en serie (S21) los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras en la primera capa.
La barra 422b ómnibus y la barra 422b' ómnibus son barras ómnibus para conexión de la misma forma y están ensambladas en ubicaciones con simetría rotacional de 180° con respecto al centro del armazón 410 de barra ómnibus. La barra 422b ómnibus está ensamblada en la segunda parte A22 de recepción de conectores de celda insertándose en el segundo orificio C22 de inserción de barra ómnibus. La barra 422b' ómnibus está ensamblada en la tercera parte A23 de recepción de conectores de celda a través del tercer orificio C23 de inserción de barra ómnibus. Las barras 421b, 421b', 422b, 422b' ómnibus son idénticas entre sí.
Las barras 422c, 422c’ ómnibus son barras ómnibus en forma de ^ de la misma forma y están ensambladas en ubicaciones con simetría rotacional de 180° con respecto al centro del armazón 410 de barra ómnibus. La barra 422c ómnibus se ensambla para colocarse en la primera parte de recepción de conectores de celda y la primera parte de recepción de conectores de celda opuesta A21, A21' insertándose en el segundo orificio C26 de inserción de barra ómnibus lateral desde el primer lado 411a del armazón 410 de barra ómnibus. La barra 422c' ómnibus se ensambla para colocarse en la cuarta parte de recepción de conectores de celda y la cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta A24, A24' insertándose en el primer orificio C25 de inserción de barra ómnibus lateral desde el segundo lado 411b del armazón 410 de barra ómnibus. Las barras 422c, 422c' ómnibus están formadas sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón 410 de barra ómnibus. Las barras 421c, 421c', 422c, 422c' ómnibus son idénticas entre sí.
Por consiguiente, como las barras 421c, 421c' ómnibus del conjunto 401 de ICB, las barras 422c, 422c' ómnibus del conjunto 402 de ICB también pueden conectar los conectores de celda de las celdas unitarias colocadas sobre la superficie superior del armazón 410 de barra ómnibus y los conectores de celda de las celdas unitarias colocadas sobre la superficie inferior del armazón 410 de barra ómnibus. Por tanto, las barras 422c, 422c' ómnibus pueden proporcionar una conexión en serie entre las celdas unitarias apiladas arriba y abajo. A través de esto, se realiza la conexión en serie (S22) de la figura 6. Tal como se describe, el conjunto 402 de ICB proporciona una conexión eléctrica entre las dos celdas unitarias en la segunda capa y la primera capa mostradas en la figura 6. La barra 422c ómnibus del conjunto 402 de ICB proporciona una conexión eléctrica entre las celdas 200 unitarias derechas en la segunda capa y las celdas 200 unitarias derechas en la primera capa mostradas en la figura 6. La barra 422c' ómnibus del conjunto 402 de ICB también proporciona una conexión eléctrica entre las celdas 200 unitarias izquierdas en la segunda capa y las celdas 200 unitarias izquierdas en la primera capa mostradas en la figura 6.
Tal como se describe, las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c', 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus son combinaciones de barras ómnibus seleccionadas de un grupo que consiste en barras ómnibus de diversas formas que pueden ensamblarse en el armazón 410 de ICB a través de escalones y orificios C21-C26, C21'-C24' de inserción de barra ómnibus formados en el armazón 410 de barra ómnibus teniendo en cuenta la conexión eléctrica entre las celdas 200 unitarias.
Tal como se describió anteriormente, puesto que están formados varios escalones y orificios C21-C26, C21'-C24' de inserción de barra ómnibus que pueden ensamblar diversas barras ómnibus en el armazón 410 de ICB en ubicaciones deseadas, pueden ensamblarse barras ómnibus de formas deseadas en ubicaciones deseadas seleccionando cualquier combinación del escalón y los orificios C21-C26, C21'-C24' de inserción de barra ómnibus. Las barras ómnibus pueden proporcionarse como un grupo de barras ómnibus de diversas formas que pueden ensamblarse en el armazón 410 de ICB a través de escalones y orificios C21-C26, C21'-C24' de inserción de barra ómnibus formados en el armazón 410 de ICB, y barras ómnibus seleccionadas de las mismas teniendo en cuenta la conexión eléctrica deseada, particularmente las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c', 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus en esta realización a modo de ejemplo pueden ensamblarse en el armazón 410 de ICB a través de diversas combinaciones.
Tal como se describió anteriormente, el conjunto 401 de ICB puede prepararse combinando las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c' ómnibus, y el conjunto 402 de ICB puede prepararse combinando las barras 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus. Pueden lograrse diversas conexiones eléctricas cambiando las barras ómnibus para el armazón de ICB de una forma dada. Por tanto, el conjunto de ICB de la presente divulgación es para uso general, multipropósito y multiuso.
Al usar el conjunto de ICB de la presente divulgación, pueden ensamblarse barras ómnibus de diversas formas en el mismo armazón de ICB. A través de esto, se vuelve posible una conexión eléctrica con más libertad.
La forma de los conjuntos 401,402 de ICB mostrados en las figuras 9-16 es sólo a modo de ejemplo y el conjunto de ICB de la presente divulgación también puede tener una forma diferente. Esta realización a modo de ejemplo ilustra un módulo de batería 3P8S. Puesto que las celdas 200 unitarias con una estructura 3P están conectadas en paralelo, las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c', 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus del armazón 410 de ICB son para una conexión en serie de las celdas 200 unitarias. Si son necesarias más conexiones en paralelo, puede aumentarse el número de celdas de batería en el banco de celdas unitarias. Si son necesarias más conexiones en serie, puede apilarse adicionalmente la unidad de celda unitaria - conjunto de ICB - celda unitaria. Por supuesto, la forma del armazón de ICB y la forma y la ubicación de las barras ómnibus ensambladas en el mismo pueden cambiarse dependiendo de la estructura de conexión en serie en el módulo de batería.
Los conjuntos 401, 402 de ICB pueden estar conectados uno al lado del otro en la dirección de la longitud (L) del armazón 410 de ICB. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 17, un conjunto 401 de ICB y otro conjunto 402 de ICB pueden estar dispuestos uno al lado del otro y luego pueden conectarse. El armazón 410 de ICB del conjunto 402 de ICB puede estar conectado al armazón 410 de ICB del conjunto 401 de ICB estando invertido con respecto al mismo. La figura 17 muestra la superficie inferior de los conjuntos 401, 402 de ICB. Están dispuestos de modo que el cuarto lado 411d del armazón 410 de ICB del conjunto 402 de ICB está al lado del cuarto lado 411d del armazón 410 de ICB del conjunto 401 de ICB.
En este momento, puede usarse un elemento 415 de unión tal como se muestra en la figura 18. Específicamente, puede formarse una estructura de acoplamiento de bisagra de modo que dos armazones 410 de ICB pueden ensamblarse mediante el elemento 415 de unión. Para esto, una parte 412 saliente en forma de varilla puede estar formada sobre la superficie lateral del armazón 410 de ICB, y las superficies laterales de dos armazones 410 de ICB dispuestos a lo largo de la dirección de la longitud (L) pueden estar conectadas mediante el elemento 415 de unión. En esta realización a modo de ejemplo, el elemento 415 de unión tiene una forma de a rectángulo redondeado con lados largos y cortos y has dos ranuras 416 en los lados cortos. Las ranuras 416 pueden acoplarse con las partes 412 salientes formadas en el tercer y cuarto lados 411c, 411d del armazón 410 de<i>C<b>.
La figura 19 muestra la superficie lateral del armazón 410 de ICB de un conjunto 401 de ICB conectada a la superficie lateral del armazón 410 de ICB de otro conjunto 402 de ICB en la dirección de la longitud usando el elemento 415 de unión.
Las partes 412 salientes en forma de varilla se preparan en el tercer y cuarto lados 411c, 411d del armazón 410 de ICB y la ranura 416 del elemento 415 de unión se prepara en forma de C para acoplarse con la varilla. Luego, la porción abierta de la ranura 416 puede acoplarse con la parte 412 saliente del armazón 410 de ICB para conexión entre los dos armazones 410 de ICB. Y, a medida que la parte 412 saliente se hace rotar en la ranura 416 o a medida que la ranura 416 se mueve alrededor de la parte 412 saliente, los dos armazones 410 de ICB pueden hacerse rotar alrededor del elemento 415 de unión.
En esta realización a modo de ejemplo, un extremo del elemento 415 de unión está acoplado con una parte 412 saliente del armazón 410 de ICB en un lado y el lado opuesto está acoplado con otra parte 412 saliente del armazón 410 de ICB en el otro lado, de modo que el armazón 410 de ICB en forma de rectángulo redondeado horizontalmente con el lado largo a lo largo de la dirección de la longitud y el propio elemento 415 de unión se coloca perpendicularmente con respecto a la superficie de la base. Sin embargo, la estructura del elemento 415 de unión y la parte 412 saliente puede implementarse de maneras variadas sin limitarse a las mismas siempre que pueda implementarse la estructura de acoplamiento de bisagra.
Tal como se describe, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye una etapa de disponer los armazones 410 de ICB de diversos conjuntos 401, 402 de ICB en la dirección de la longitud (L) de los armazones 410 de ICB conectando sus superficies laterales con una estructura de bisagra.
La figura 20 muestra los dos armazones 410 de ICB de los conjuntos 401, 402 de ICB conectados uno al lado del otro en la dirección de la longitud (L) usando el elemento 415 de unión tal como se ilustra en la figura 18.
Para el armazón 410 de ICB del conjunto 401 de ICB más a la izquierda, el armazón 410 de ICB del conjunto 402 de ICB adyacente al mismo se convierte en invertido.
Esta realización a modo de ejemplo ilustra un módulo de batería 3P8S. Puesto que pueden conectarse cuatro celdas 200 unitarias a un armazón 410 de ICB, son necesarios dos armazones 410 de ICB para conectar un total de ocho celdas unitarias. Y, el número de armazones de ICB requeridos pueden variar dependiendo del número de celdas unitarias en el módulo de batería.
Tal como se describió anteriormente, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye una etapa de disponer las celdas unitarias sobre la superficie superior y la superficie inferior del conjunto de ICB en un plano usando el conjunto de ICB acoplado uno al lado del otro. Y, incluye una etapa de soldar de manera colectiva las celdas unitarias dispuestas sobre la superficie superior y la superficie inferior.
Particularmente, en esta realización a modo de ejemplo, algunas de las celdas 200 unitarias pueden estar dispuestas en primer lugar sobre la superficie superior de los conjuntos 401, 402 de ICB y luego puede realizarse la soldadura de manera colectiva sobre la superficie superior. Luego, las celdas 200 unitarias soldadas sobre los conjuntos 401, 402 de ICB pueden invertirse de modo que la superficie inferior de los conjuntos 401, 402 de ICB esté orientada hacia arriba. Luego, si están dispuestas las celdas 200 unitarias restantes, es lo mismo que las celdas 200 unitarias estén dispuestas sobre la superficie inferior de los conjuntos 401, 402 de ICB. Luego, si se realiza la soldadura de manera colectiva sobre la superficie superior, la superficie inferior de los conjuntos 401, 402 de ICB está conectada a las celdas 200 unitarias.
La figura 21 ilustra una etapa de recibir y soldar las celdas unitarias en un método para fabricar un módulo de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 21, después de disponer un número necesario de los conjuntos 401, 402 de ICB y conectarlos entre sí usando el elemento 415 de unión tal como se muestra en la figura 20, las celdas 200 unitarias tal como se ilustra en la figura 2 se reciben en el armazón 410 de ICB. Para un armazón 410 de ICB, las celdas 200 unitarias están colocadas en ambos lados, sobre la superficie superior y la superficie inferior. Las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c', 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus están ensambladas en las partes A21-A24, A21'-A24' de recepción de conectores de celda de los armazones 410 de ICB de los conjuntos 401, 402 de ICB. Los conectores 112 de celda de las celdas 200 unitarias están colocados en las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c', 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus.
Los conectores 112 de celda que están orientados unos hacia otros con respecto al armazón 410 de ICB son de la misma polaridad para implementar la conexión eléctrica mostrada en la figura 6. Si la conexión eléctrica deseada es diferente de la mostrada en la figura 6, los conectores 112 de celda que están orientados unos hacia otros pueden tener polaridades opuestas. Luego, pueden cambiarse el tipo y la forma de las barras ómnibus ensambladas en el armazón 410 de ICB y, por consiguiente, también puede cambiarse la forma del armazón 410 de ICB.
Para ayudar a entender, las porciones correspondientes a la primera a cuarta capas en la conexión eléctrica mostrada en la figura 6 se muestran en la figura 21, también. Después de recibirse las ocho celdas 200 unitarias, se realiza la soldadura sobre la superficie superior y la superficie inferior. La soldadura puede realizarse mediante soldadura por láser o soldadura ultrasónica. Si se incluye adicionalmente un componente de alambre para la detección de tensión tal como se describió anteriormente, el componente también puede soldarse al mismo tiempo. En primer lugar, las celdas 200 unitarias de la cuarta capa y las celdas 200 unitarias de la primera capa pueden estar dispuestas sobre la superficie superior de los conjuntos 401, 402 de ICB conectados por el elemento 415 de unión, tal como se muestra en la figura 20, y luego puede realizarse la soldadura de manera colectiva sobre la superficie superior. Luego, las celdas 200 unitarias soldadas a los conjuntos 401, 402 de ICB se invierten de modo que la superficie inferior de los conjuntos 401, 402 de ICB está orientada hacia arriba. Si las celdas 200 unitarias de la segunda capa y las celdas 200 unitarias de la tercera capa están dispuestas en este estado, las celdas 200 unitarias están dispuestas sobre la superficie inferior de los conjuntos 401, 402 de ICB. Luego, si se realiza la soldadura de manera colectiva sobre la superficie superior, las celdas 200 unitarias se conectan a la superficie inferior de los conjuntos 401,402 de ICB.
Después de realizarse la soldadura de la figura 21, se realiza “S22” de la figura 6 ya que las celdas 200 unitarias en la cuarta capa y tercera capa están conectadas eléctricamente mediante las barras 421c, 421c’ ómnibus en forma de ^ y las celdas 200 unitarias en la segunda capa y la primera capa están conectadas eléctricamente mediante las barras 422c, 422c’ ómnibus en forma de Sin embargo, las celdas 200 unitarias colocadas una al lado de la otra a lo largo de los armazones 410 de barra ómnibus dispuestos no están conectadas eléctricamente entre sí aún. Es decir, la conexión en serie (S23) entre las celdas 200 unitarias en la tercera capa y la segunda capa mostradas en la figura 6 aún no se ha logrado.
Luego, las celdas 200 unitarias se apilan plegando por la mitad el armazón 410 de ICB dispuesto con respecto al elemento 415 de unión, que es una porción de bisagra. Por ejemplo, si el armazón 410 de ICB se pliega por la mitad hacia fuera desde la porción central de la figura 21, las celdas 200 unitarias se apilan a medida que se pliegan en una forma de V invertida con respecto al elemento 415 de unión. Finalmente, un total de cuatro capas desde la primera hasta la cuarta capas se apilan tal como se muestra en la figura 22. En la figura 22, la cuarta capa se coloca sobre la superficie superior en la conexión eléctrica mostrada en la figura 6.
La figura 23 ilustra el acoplamiento de barras ómnibus adicionales necesarias para completar la conexión en serie (S23) de celdas unitarias, específicamente las celdas 200 unitarias en la tercera capa y la segunda capa, en un método para fabricar un módulo de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación. En la figura 23, (a) muestra las barras ómnibus adicionales y (b) muestra el estado en el que las barras ómnibus adicionales de (a) están acopladas.
Después del apilamiento tal como se muestra en la figura 22, se acopla una barra 430a ómnibus adicional entre las barras 421b, 422b' ómnibus en las capas superior e inferior expuestas hacia la superficie lateral del armazón 410 de ICB (el lado izquierdo, o el tercer lado 411c del armazón 410 de ICB). El acoplamiento puede lograrse mediante soldadura adicional. A medida que se conectan las barras 421b, 422b' ómnibus, la celda 200 unitaria derecha en la tercera capa y la celda 200 unitaria derecha en la segunda capa se conectan en serie (S23) arriba y abajo.
Sobre la otra superficie lateral del armazón 410 de ICB (el lado derecho, o el cuarto lado 411d del armazón 410 de ICB), se exponen las barras 421b', 422b ómnibus (no vistas en la figura). Se acopla una barra ómnibus 430b adicional a las mismas. Luego, a medida que se conectan las barras 421b', 422b ómnibus de barra ómnibus, la celda 200 unitaria izquierda en la tercera capa y la celda 200 unitaria izquierda en la segunda capa se conectan en serie (S23) arriba y abajo.
Si las barras ómnibus 430a, 430b adicionales se acoplan mediante soldadura adicional, etc. sobre la superficie lateral, se realiza la conexión en serie (S23) y se conectan las otras celdas 200 unitarias colocadas unas al lado de otras a lo largo de los armazones 410 de ICB dispuestos tal como se muestra en la figura 21 y las celdas 200 unitarias apiladas arriba y abajo tal como se muestra en la figura 22.
La forma y el número de las barras 430a, 430b ómnibus adicionales variarán dependiendo de la estructura de conexión en serie/en paralelo. En esta realización a modo de ejemplo, las barras 430a, 430b ómnibus adicionales de forma rectangular simple mostrada en la figura 23 conectan las capas superiores e inferiores apiladas. Más específicamente, conectan las celdas 200 unitarias en la tercera capa y la segunda capa.
Tal como se describió anteriormente, el método para fabricar un módulo de batería según la presente divulgación incluye una etapa de acoplamiento de una barra ómnibus adicional en la superficie lateral para la conexión en serie (S23) de las celdas unitarias apiladas desde la superficie de la base en la dirección de la altura. Por tanto, el módulo 400 de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación mostrado en la figura 23 se completa mediante el acoplamiento de las barras ómnibus adicionales. El módulo 400 de batería tiene la relación de conexión eléctrica mostrada en la figura 6. Se prepara simplemente a través del método de fabricación descrito anteriormente, preparando los conjuntos 401, 402 de ICB, disponiendo las celdas 200 unitarias sobre los mismos, realizando la soldadura de manera colectiva y luego apilando los mismos mediante plegado, sin tener en cuenta la polaridad de los conectores de celda. Por tanto, según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación, el módulo de batería de una estructura de apilamiento horizontal puede prepararse a través de un método muy simple a medida que las ocho celdas 200 unitarias de banco 3P se conectan en serie.
La presente divulgación es ventajosa porque, cuando se fabrica el módulo de batería en el que las celdas de batería unidireccionales apiladas horizontalmente están orientadas unas hacia otras, no es necesario repetir el apilamiento y la soldadura secuencialmente a diferencia del método existente en el que se apilan dos celdas de batería para estar orientadas unas hacia otras, se realiza la soldadura entre los conectores de celda, se apilan dos celdas de batería sobre las mismas para estar orientadas unas hacia otras, se realiza la soldadura entre los conectores de celda, se apilan dos celdas de batería sobre las mismas para estar orientadas unas hacia otras, y luego se realiza la soldadura entre los conectores de celda. El módulo de batería puede prepararse simplemente mediante un procedimiento de disponer celdas de batería en un plano, soldando de manera colectiva las mismas sobre la superficie superior, apilando las mismas mediante plegado de las mismas, y acoplando una barra ómnibus adicional sobre la superficie lateral de modo que las celdas de batería apiladas se conectan arriba y abajo.
Tal como se describió con detalle anteriormente, la presente divulgación proporciona un conjunto de ICB de una nueva estructura para llevar a cabo el método para fabricar un módulo de batería. El conjunto de ICB puede implementarse acoplando diversas combinaciones de barras ómnibus de varias formas en el armazón de ICB de la misma forma. Puesto que se conecta a otro conjunto de ICB a través de una estructura de acoplamiento de bisagra, las celdas de batería pueden apilarse plegando el conjunto de ICB con respecto a la porción de unión. Es decir, el conjunto de ICB de la presente divulgación es un componente que permite el acoplamiento mediante el plegado con una estructura de acoplamiento de bisagra y el acoplamiento de diversas barras ómnibus para la realización de diversas conexiones eléctricas.
Tal como se describió anteriormente, la estructura de la opción 4 según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación se implementa como el módulo 400 de batería mostrado en la figura 23. Después de preparar dos tipos de conjuntos de ICB en los que las barras ómnibus de diferentes formas tales como la barra ómnibus de terminal de Hv, las barras ómnibus para conexión, las barras ómnibus en forma de c y las barras ómnibus en forma de S se acoplan al armazón de ICB de tipo 2, pueden apilarse las celdas unitarias sobre la superficie superior y la superficie inferior a través de soldadura colectiva y plegado, y las celdas unitarias apiladas pueden conectarse en serie arriba y abajo mediante acoplamiento con barras ómnibus adicionales en la superficie lateral.
Aunque estén conectadas cuatro celdas 200 unitarias al conjunto 402 de ICB en el módulo 400 de batería, no hay conexión eléctrica en la dirección horizontal y las celdas 200 unitarias están conectadas en serie arriba y abajo a través del conjunto 401 de ICB. Las celdas 200 unitarias en la capa más inferior están conectadas eléctricamente entre sí en la dirección horizontal y las celdas 200 unitarias conectadas eléctricamente en serie están apiladas en la dirección de la altura desde la superficie de la base. Y, terminales de Hv [electrodo positivo de Hv (Hv+) y electrodo negativo de Hv (Hv-)] están formados sobre la superficie superior del módulo 400 de batería. Los conjuntos 401, 402 de ICB están conectados mediante el elemento 415 de unión, y las barras 430a, 430b ómnibus adicionales para la conexión en serie de las celdas 200 unitarias arriba y abajo están acopladas sobre la superficie lateral de los conjuntos 401, 402 de ICB. Las dos celdas 200 unitarias colocadas arriba y abajo están conectadas en serie (S22) mediante las barras 421c, 421c’ ómnibus, que son barras ómnibus en forma de c , ensambladas en los conjuntos 401, 402 de ICB. Las dos celdas 200 unitarias no conectadas mediante las barras 421c, 421c’ ómnibus, que son barras ómnibus en forma de c , están conectadas en serie (S23) arriba y abajo mediante las barras 430a, 430b ómnibus adicionales. Las celdas 200 unitarias que están orientadas unas hacia otras en la primera capa están conectadas en serie (S21) en un plano mediante la barra 422a ómnibus. Los armazones 410 de ICB de los conjuntos 401, 402 de ICB son de la misma forma y se implementan diversos tipos de conjuntos de ICB cambiando las barras 421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c', 422a, 422b, 422c, 422b', 422c' ómnibus.
Tal como se describe, un módulo de batería puede fabricarse disponiendo una pluralidad de celdas de batería en un plano y apilándolas mediante soldadura de manera colectiva de las mismas usando el conjunto de ICB de la presente divulgación. En particular, el conjunto de ICB permite la conexión más simple de un número numeroso casos de conectar eléctricamente una pluralidad de celdas de batería. Según el método para fabricar un módulo de batería de la presente divulgación usando el mismo, puede fabricarse un módulo de batería en el que celdas de batería unidireccionales apiladas horizontalmente están orientadas unas hacia otras a través de un procedimiento muy simple.
El módulo de batería de la presente divulgación, que incluye el conjunto de ICB de la presente divulgación, puede ensamblarse muy fácilmente. Además, el módulo de batería puede extenderse según se desee porque el número de celdas de batería conectadas en serie puede aumentarse a través de un procedimiento simple de incluir adicionalmente unidades de celda de batería - conjunto de ICB - celda de batería. Es decir, ya que el módulo de batería de la presente divulgación tiene una estructura en la que las unidades de celda de batería - conjunto de ICB -celda de batería que están orientadas unas hacia otras con el conjunto de ICB entre las mismas se apilan en varias capas en la dirección de la altura desde la superficie de la base, el módulo de batería puede extenderse aumentando el número de unidades de celda de batería - conjunto de ICB - celda de batería.
Según la presente divulgación, una pluralidad de celdas de batería que constituyen un módulo de batería pueden conectarse simplemente a partir de un gran número de casos de conexión eléctrica. Puede usarse una estructura de bisagra como guía de apilamiento para apilar celdas de batería, y la conexión eléctrica entre conjuntos de ICB puede lograse mediante una barra ómnibus adicional sobre la superficie lateral de un armazón de ICB. En particular, dado que pueden conectarse cuatro celdas unitarias en un conjunto de ICB, puede prepararse un módulo de batería con un número menor de componentes y el módulo de batería puede prepararse más rápidamente.
La presente divulgación se ha descrito con detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan a modo de ilustración únicamente.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Conjunto (401, 402) de placa de interconexión (ICB) que comprende:
    un armazón (410) de ICB configurado para alojar conectores (112) de celda de celdas (200) de batería unidireccionales que tienen los conectores (112) de celda formados en un lado de modo que los conectores (112) de celda están orientados unos hacia otros; y
    una barra (421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c') ómnibus eléctricamente conectable a los conectores (112) de celda ensamblándose en el armazón (410) de ICB,
    en el que los conectores (112) de celda pueden colocarse en la superficie superior y la superficie inferior del armazón (410) de ICB, y
    el conjunto (401, 402) de ICB está acoplado a otro armazón (410) de ICB mediante una estructura de bisagra en la dirección de la longitud del armazón (410) de ICB.
  2. 2. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que el armazón (410) de ICB está conformado para ser aplicable a barras (421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c') ómnibus de diversas formas.
  3. 3. Conjunto de ICB según la reivindicación 1,
    en el que el armazón (410) de ICB es una estructura en forma de placa que tiene longitud y anchura y comprende una parte (A21-A24, A21'-A24') de recepción de conectores de celda capaz de recibir los conectores (112) de celda de las celdas (200) de batería de modo que las celdas (200) de batería están orientadas unas hacia otras con respecto a una línea central en la dirección de la longitud (L) en ambos lados, una parte (B21, B22, B21', B22') de recepción de terminal de alta tensión (Hv) y orificios (C21-C26, C21'-C24') de inserción de barra ómnibus,
    en el que la parte (A21-A24, A21'-A24') de recepción de conectores de celda y la parte (B21, B22, B21', B22') de recepción de terminal de Hv están formadas en el armazón (410) de ICB como escalones, de modo que al menos una de una barra ómnibus adaptada para conectarse a uno de los conectores (112) de celda, una barra ómnibus adaptada para conectarse a los conectores (112) de celda que están orientados unos hacia los otros, o una barra ómnibus adaptada para conectarse a los conectores (112) de celda colocados sobre la superficie superior y la superficie inferior del armazón (410) de ICB, seleccionándose las barras ómnibus de un grupo que consiste en barras ómnibus de varias formas que pueden ensamblarse con el armazón (410) de ICB a través de los escalones (A21-A24, A21'-A24'; b21, B22, B21', B22') y los orificios (C21-C26, C21'-C24') de inserción de barra ómnibus, pueden ensamblarse en el armazón (410) de ICB en cualquier ubicación teniendo en cuenta la conexión eléctrica deseada.
  4. 4. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que la barra (421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c') ómnibus se ensambla de manera desmontable en la parte (A21-A24, A21'-A24') de recepción de conectores de celda.
  5. 5. Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que
    la parte (A21-A24) de recepción de conectores de celda está formada a lo largo de primer y segundo lados (411a, 411b) en la dirección de la longitud (L) del armazón (410) de ICB y comprende una primera parte (A21) de recepción de conectores de celda y una tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda a lo largo del primer lado (411a) y una segunda parte (A22) de recepción de conectores de celda que está orientada hacia la primera parte (A21) de recepción de conectores de celda y una cuarta parte (A24) de recepción de conectores de celda que está orientada hacia la tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda a lo largo del segundo lado (411b), y
    la parte (B21, B22) de recepción de terminal de Hv está formada en el tercer y cuarto lados (411c, 411d) en la dirección de la anchura (W), perpendicularmente al primer y segundo lados (411a, 411b), y comprende una primera parte (B21) de recepción de terminal de Hv en el tercer lado (411c) y una segunda parte (B22) de recepción de terminal de Hv en el cuarto lado (411d).
  6. 6. Conjunto de ICB según la reivindicación 5, en el que
    la primera a cuarta partes (A21-A24) de recepción de conectores de celda y la primera y segunda partes (B21, B22) de recepción de terminal de Hv están formadas sobre la superficie superior del armazón (410) de ICB,
    la primera a cuarta partes (A21'-A24') de recepción de conectores de celda opuestas formadas con simetría especular con respecto a la primera a cuarta partes (A21-A24) de recepción de conectores de celda están formadas en los lados opuestos de la primera a cuarta partes (A21-A24) de recepción de conectores de celda sobre la superficie inferior del armazón (410) de ICB, y
    primera y segunda partes (B21', B22') de recepción de terminal de Hv opuestas formadas con simetría especular con respecto a la primera y segunda partes (B21, B22) de recepción de terminal de Hv están formadas en los lados opuestos de la primera y segunda partes (B21, B22) de recepción de terminal de Hv. Conjunto de ICB según la reivindicación 6, en el que los orificios de inserción de barra ómnibus comprenden
    un primer orificio (C21) de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de una barra ómnibus desde el tercer lado (411c) hacia la primera parte (A21) de recepción de conectores de celda, un segundo orificio (C22) de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el tercer lado (411c) hacia la segunda parte (A22) de recepción de conectores de celda, un tercer orificio (C23) de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado (411d) hacia la tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda, y un cuarto orificio (C24) de inserción de barra ómnibus que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado (411d) hacia la cuarta parte (A24) de recepción de conectores de celda,
    un primer orificio (C21') de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de una barra ómnibus desde el tercer lado (411c) hacia la primera parte (A21') de recepción de conectores de celda opuesta, un segundo orificio (C22') de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el tercer lado (411c) hacia la segunda parte (A22') de recepción de conectores de celda opuesta, un tercer orificio (C23') de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado (411d) hacia la tercera parte (A23') de recepción de conectores de celda opuesta, y un cuarto orificio (C24') de inserción de barra ómnibus adicional que permite la inserción de otra barra ómnibus desde el cuarto lado (411d) hacia la cuarta parte (A24') de recepción de conectores de celda opuesta, y
    un primer orificio (C25) de inserción de barra ómnibus lateral formado entre la segunda parte (A22) de recepción de conectores de celda y la cuarta parte (A24) de recepción de conectores de celda hacia dentro desde el segundo lado (411b), y un segundo orificio (C26) de inserción de barra ómnibus lateral formado entre la primera parte (A21) de recepción de conectores de celda y la tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda hacia dentro desde el primer lado (411a).
    Conjunto de ICB según la reivindicación 7, en el que la barra ómnibus comprende
    una barra (421a) ómnibus de terminal de Hvque comprende una porción colocada en la primera parte (B21) de recepción de terminal de Hv y una porción colocada en la segunda parte (A22) de recepción de conectores de celda,
    otra barra (421a') ómnibus de terminal de Hv que comprende una porción colocada en la segunda parte (B22) de recepción de terminal de Hv y una porción colocada en la tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda,
    una barra (421b) ómnibus para conexión colocada en la segunda parte (A22') de recepción de conectores de celda opuesta,
    otra barra (412b') ómnibus para conexión colocada en la tercera parte (A23') de recepción de conectores de celda opuesta,
    una barra (421c) ómnibus en forma de ^ colocada en la primera parte de recepción de conectores de celda y la primera parte de recepción de conectores de celda opuesta (A21, A21') al mismo tiempo, y otra barra (421c’) ómnibus en forma de ^ colocada la cuarta parte de recepción de conectores de celda y la cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta (A24, A24') al mismo tiempo.
    Conjunto de ICB según la reivindicación 8, en el que
    la barra (421a) ómnibus de terminal de Hv se ensambla colocándose en la primera parte (B21) de recepción de terminal de Hv y la segunda parte (A22) de recepción de conectores de celda,
    la otra barra (421a') ómnibus de terminal de Hv se ensambla colocándose en la segunda parte (B22) de recepción de terminal de Hv y la tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda,
    la barra (421b) ómnibus para conexión se ensambla insertándose en el segundo orificio (C22') de inserción de barra ómnibus adicional, y la otra barra (412b') ómnibus para conexión se ensambla insertándose en el tercer orificio (C23') de inserción de barra ómnibus adicional, y
    la barra (421c) ómnibus en forma de ^ se ensambla insertándose en el segundo orificio (C26) de inserción de barra ómnibus lateral, y la otra barra (421c’) ómnibus en forma de ^ se ensambla insertándose en el primer orificio (C25) de inserción de barra ómnibus lateral.
    Conjunto de ICB según la reivindicación 7, en el que la barra ómnibus comprende
    una barra (422a) ómnibus en forma de S colocada en la segunda y tercera partes (A22', A23') de recepción de conectores de celda opuestas,
    una barra (422b) ómnibus para conexión colocada en la segunda parte (A22) de recepción de conectores de celda,
    otra barra (422b') ómnibus para conexión colocada en la tercera parte (A23) de recepción de conectores de celda,
    una barra (422c) ómnibus en forma de ^ colocada en la primera parte de recepción de conectores de celda y la primera parte de recepción de conectores de celda opuesta (A21, A21') al mismo tiempo, y otra barra (422c’) ómnibus en forma de ^ colocada la cuarta parte de recepción de conectores de celda y la cuarta parte de recepción de conectores de celda opuesta (A24, A24') al mismo tiempo.
    Conjunto de ICB según la reivindicación 10, en el que
    la barra (422a) ómnibus en forma de S se ensambla colocándose en la segunda y tercera partes (A22', A23') de recepción de conectores de celda opuestas,
    la barra (422b) ómnibus para conexión se ensambla insertándose en el tercer orificio (C23) de inserción de barra ómnibus, y la otra barra (422b') ómnibus para conexión se ensambla insertándose en el cuarto orificio (C24) de inserción de barra ómnibus, y
    la barra (422c) ómnibus en forma de ^ se ensambla insertándose en el segundo orificio (C26) de inserción de barra ómnibus lateral, y la otra barra (422c’) ómnibus en forma de ^ se ensambla insertándose en el primer orificio (C25) de inserción de barra ómnibus lateral.
    Conjunto de ICB según la reivindicación 1, en el que la barra (421a, 421b, 421c, 421a', 421b', 421c') ómnibus se ensambla en la superficie superior y la superficie inferior del armazón (410) de ICB.
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