專利名稱：包含多個(gè)電化學(xué)池的發(fā)電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車的發(fā)電模塊領(lǐng)域，更具體地，涉及一種包括多個(gè)電 化學(xué)池，并適用于電動(dòng)車或混合動(dòng)力車的發(fā)電模塊。
背景技術(shù)：
混合推動(dòng)或牽引的車輛 一般安裝有 一個(gè)內(nèi)燃牽引發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)由車載 發(fā)電模塊供電的電力牽引發(fā)動(dòng)機(jī)，以能夠使用數(shù)種能量來源。
這種供混合動(dòng)力車或電動(dòng)車使用的發(fā)電模塊，或電池，可提供有多個(gè) 相同組件。每個(gè)組件包括基本電化學(xué)池，使得有可能通過在電極處發(fā)生的 化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。
這種基本電化學(xué)池在能量和經(jīng)濟(jì)方面都特別有優(yōu)勢(shì)。但是，這些池中 的每個(gè)的厚度相對(duì)較小，機(jī)械抗性相對(duì)較差，這使得在制造模塊時(shí)，其組 裝和相對(duì)定位很困難。
為了促進(jìn)這些模塊的生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了各種解決方案。因此，專利申請(qǐng)
JP-A1-2004-227921的摘要描述了具有底部和頂部支承裝置的支撐結(jié)構(gòu)用 于堆疊的基本電化學(xué)池。每個(gè)支承裝置包含組裝在一起的兩個(gè)矩形長(zhǎng)條， 如此以形成交叉形，其每一個(gè)在其端處有一個(gè)固定塊， 一個(gè)支承裝置的固 定塊和另 一個(gè)支承裝置的固定塊協(xié)同工作。
長(zhǎng)條和固定塊由此形成對(duì)基本電化學(xué)池的支撐，這些池預(yù)先相互焊在 一起，以使得其主表面一個(gè)貼在另一個(gè)頂上。關(guān)于基本池焊接的技術(shù)細(xì)節(jié)， 讀者可以參考諸如專利申請(qǐng)JP-A1-2004-253262的摘要。
這種用于基本電化學(xué)池的支撐結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是提出了 一種需要初步基本 池焊接操作的布置，該操作特別費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)用高。并且，將板互相抵 靠組裝使得不能有效冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是通過提出一種發(fā)電模塊，使得基本電化學(xué)池以 特別安全、迅速、有效的方式組裝，同時(shí)促進(jìn)所述池的冷卻以增加模塊的 效率和壽命，從而修正以上缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，包含多個(gè)基本電化學(xué)池的發(fā)電模塊帶有用于 基本池的支撐板，所述支撐板形成兩個(gè)連續(xù)基本池的隔離，并帶有裝載裝 置，該裝載裝置被配置為利用壓力來保持所述基本池和支撐板的相對(duì)定位。
利用這種安排，有可能生產(chǎn)這樣一種發(fā)電模塊，其中電化學(xué)池簡(jiǎn)單快 速地相對(duì)于彼此被定位，并對(duì)所述池提供令人滿意的冷卻。
實(shí)際上，這種支撐板的構(gòu)造不僅使得有可能確保池的相對(duì)定位，并且 有可能使得它們之間保持恒定的間隔，從而使得冷卻氣體，例如空氣，可 以循環(huán)。
并且，使用通過壓力方法保持基本池和支撐板的相對(duì)定位的裝載裝置
提供了這樣一種方法，其避免了將池組裝在一起時(shí)極為困難和昂貴的操作，
例如焊接，提供一種特別經(jīng)濟(jì)的器件。
優(yōu)選的是，每塊支撐板與最少兩個(gè)并列放置的基本池相關(guān)聯(lián)。 有利的是，模塊提供有摩擦元件，該摩擦元件安裝在基本池和所關(guān)聯(lián)
的支撐板之間。這種摩擦元件增加基本池被保持在相對(duì)于支撐板的適當(dāng)位
置的穩(wěn)固性。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，摩擦元件即是支撐板，該板所具有的粗糙度 充分大于基本池的粗糙度。
該模塊可以有利地包括至少 一個(gè)彈性可變形元件，該元件被安裝以才氐 靠頂部基本池。
使用這種彈性可變形元件從而使得有可能克服基本池、支撐板和裝載 裝置之間的任何差動(dòng)熱膨脹。并且，該彈性可變形元件還可以吸收基本池
厚度的容限缺陷(tolerance defect)，以及所述厚度依據(jù)池的充電或放電 狀態(tài)的任何變化。
4優(yōu)選地，該可變形元件由柔性合成材料制成，而支撐板由剛性合成材 料制成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，支撐板包含導(dǎo)電或絕緣裝置。 所述裝置可以和支撐板一起做成一個(gè)整片，以簡(jiǎn)化模塊的安裝。 優(yōu)選的是，模塊包含一個(gè)底座，裝載裝置安裝于該底座上，用于所述
基本池和支撐板的相對(duì)定位。
有利的是，支撐板包括用于池的支架和用于將所述池互相電連接的至
少一個(gè)連接部件的組件。


本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)可通過研讀對(duì)一個(gè)示例性而非限制性的實(shí)施方式的具
體描述而得到更好的理解，實(shí)施方式通過附圖進(jìn)行示意，其中
——圖l是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的發(fā)電模塊的俯視示意圖；以及
_—圖2和圖3分別是圖i所示發(fā)電才莫塊沿ii-ii和ni-in軸向的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1至圖3，下面對(duì)發(fā)電模塊的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明，該模塊
總體由數(shù)字l代表，特別用于電動(dòng)車甚或是混合動(dòng)力車。
俯視觀察，模塊l外形總體為矩形，在此例中，包含相互連接并各自
含有多個(gè)相同的基本電化學(xué)池4的兩個(gè)組件2和3。對(duì)于組件2和3的每 一個(gè)，池4 4皮布置為形成兩個(gè)相同的豎列。從而一列池4與其他列的池水 平對(duì)齊，如此以形成池對(duì)。在圖1中，組件2中左下區(qū)域的一列池4未被畫出。
為了產(chǎn)生電能，每個(gè)池4傳統(tǒng)上包含一個(gè)陰極5和一個(gè)陽(yáng)極6，由電 解質(zhì)7所分隔。電解質(zhì)7可以是薄膜類型的聚合體分離物，經(jīng)液態(tài)電解聚 合體浸泡而成，該聚合體是含有鋰鹽的有機(jī)溶劑類型。
為了圖2和圖3的清晰，組件2和組件3被表示為各自含有八個(gè)基本池4。顯然，通常設(shè)計(jì)中池的總數(shù)將大不相同。實(shí)際上，要牽引一輛機(jī)動(dòng) 車所需的功率是幾十千瓦，這需要大量的池4相堆疊。
對(duì)于模塊1的組件2，每對(duì)基本池4都具有相關(guān)聯(lián)的板8，用來為這些 池4提供支持并確保它們的相對(duì)定位。支撐板8—般是矩形，可以具有相 比于池4相對(duì)小的厚度，以獲得緊湊的器件1。例如，所述的厚度可為1 毫米量級(jí)。
板8包含一個(gè)支架9和兩個(gè)基本類似的側(cè)片10、 11，該側(cè)片通過諸如 卡扣組裝于所述支架上以形成整體組件。
支架9總體為矩形，提供有第一中心條帶12和第二和第三條帶13， 14，其中第一中心條帶12連接長(zhǎng)側(cè)邊沿，第二和第三個(gè)條帶13、 14連接 其短側(cè)邊沿，其每一個(gè)分別位于所述長(zhǎng)邊沿之一的附近。條帶12從而劃定 兩塊相同的開口 9a，其中只有一個(gè)開口示于圖1。這些開口 9a特別提供了 一種連接池4端子的方法。
支架9在與組件3相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)邊沿齊平處，提供有一個(gè)向上延伸的豎 直框邊(rim ) 15，和一個(gè)在所述支架的兩側(cè)主表面延伸的豎直折邊(fold ) 16?？蜻?5和折邊16延伸至支架9的整個(gè)長(zhǎng)度。折邊16提供在支架9 所述邊沿的外側(cè)?？蜻?5位于所述邊沿的內(nèi)側(cè)，并具有頂部錐形表面。
在長(zhǎng)相對(duì)側(cè)邊沿，支架9也包括類似于前述的框邊19和折邊20。框 邊15、 19的錐形表面是用于支撐一對(duì)池4的底面，折邊16、 20形成對(duì)所 述底面的支撐。
側(cè)片10總體是矩形板的形式，并將支架9從折邊16處向外水平延伸。 它包含一個(gè)提供在長(zhǎng)外側(cè)邊沿和短邊沿周邊的豎直圍邊(surround) 17， 圍邊17延伸片IO主表面的兩側(cè)。側(cè)片IO還包含兩個(gè)缺口 18，其提供在 圍邊17附近，其每一個(gè)各自與一列池相關(guān)聯(lián)。
側(cè)片ll也具有矩形板的形式，但其結(jié)構(gòu)與側(cè)片IO稍有不同。實(shí)踐中 側(cè)片11既要用于組件2的一對(duì)池4，也用于組件3中相應(yīng)的一對(duì)池4。因 此側(cè)片11為模塊的組件2和組件3所公用。因此，側(cè)片11包含提供在短 邊沿周邊的兩個(gè)豎直圍邊(未標(biāo)示)。側(cè)片11也包括兩個(gè)缺口 23，其定位與側(cè)片IO上的缺口類似。
組件3的設(shè)計(jì)與組件2的相同。顯然，模塊l的組件數(shù)目可根據(jù)所需
功率或能量而調(diào)整。
以下描述對(duì)支撐板8和組件2的基本池4的相對(duì)布置。
底部支撐板8被安裝以通過塊25到28抵靠底座24。塊25到28分別
抵靠折邊16和圍邊17、條帶13、條帶14和折邊20的底面。兩個(gè)底部池
4中的每一個(gè)的底部主表面抵靠在與條帶12到14和框邊15、 19的頂面齊
平的所a上。
緊接著更高的支撐板8分別通過折邊16、 20和條帶12到14的底面抵 靠?jī)蓚€(gè)底部池4的頂部主表面。從而所i^8形成對(duì)底部基本池上面緊鄰 的池4的支撐，也形成所述池之間的隔離以保持這些池之間基本恒定的間 隔，從而允許用于冷卻的氣體循環(huán)。
組件2的另外的6個(gè)支撐板8和池4通過類似于以上描述的方式進(jìn)行 定位。并且，組件3中支撐板8和基本池4的相對(duì)布置與組件2的相同。
為了將不同的池4互相電連接，在每個(gè)片IO和11的缺口 18和23內(nèi) 分別固定導(dǎo)電或絕緣裝置29、 30。導(dǎo)電或絕緣裝置29、 30的使用根據(jù)池4 將通過并聯(lián)還是串聯(lián)電連接而確定。
為此，每個(gè)池4包含兩個(gè)連在它每個(gè)端的連接條31和32，該連接條
具有寬度略小于相應(yīng)池的寬度的薄金屬片的形式。為了圖示的清晰，條31 和32此處連于電解質(zhì)7。顯然，容易想象每個(gè)池4實(shí)際上包含一個(gè)外封套 (未顯示)，條31和32連接到該外封套上。
裝置30用于將組件3中池4和組件2中的池電連接。支架9因此用作 為池4的支撐，部件10和11用于所述池之間互相的電連接。
為了保持組件2中基本池4和堆疊的板8的相對(duì)定位，模塊1還包含 通過壓力裝載所述板和池的裝置。裝載裝置提供有倚靠接觸頂部池4的凸 緣33、 34，與凸^目關(guān)聯(lián)的壓力板35、 36，以及固定桿37、 38。
凸緣33、 34的尺寸適于分別覆蓋頂部側(cè)片10、 11。它們抵靠頂部池4 并各自包含用于頂部裝置29、 30穿過的缺口 (未顯示)，使得所述凸緣的上表面相對(duì)于所述裝置29、 30的上表面豎直向下偏移。
每個(gè)凸緣33、 34具有與其相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)板35、 36，其尺寸稍大于裝 置29、 30的尺寸，其被布置為分別抵靠頂部裝置29、 30的上表面。板35、 36和頂部支承裝置29， 30之間安裝有金屬條(未顯示)，以在兩相鄰列 池4之間提供電接觸。
在每個(gè)板35上共有4個(gè)螺紋固定桿37,這些固定桿37經(jīng)由為此而提 供的孔穿過所述板和板8，用于將支撐板8和池各自與塊25齊平地相對(duì)于 底座24固定。為此，螺母39安裝在所述桿上抵靠板35上表面。
類似地，桿38和螺母40被用于通過凸緣34將板8和池與塊28齊平 地相對(duì)于底座24固定。凸緣34因此部分用于固定組件2的池，和固定組 件3。在凸緣34的相對(duì)側(cè)，組件3還包含另一凸緣(未顯示)，用于固定 池4的另一端。
對(duì)模塊l的每一組件，裝載裝置還具有兩個(gè)橫向壓條41,其通過彈性 可變形的元件42抵靠頂部池的上表面。壓條42彼此相同，長(zhǎng)度與支架9 的長(zhǎng)側(cè)大體相同。它們相對(duì)于塊26、 27豎直對(duì)齊。
可變形元件42具有矩形條的形式，其長(zhǎng)度與壓條41相同。有利地， 所述元件由柔性合成材料制成，例如三元乙丙橡膠(EPDM)。在每個(gè)壓 條41上所具有的3個(gè)螺桿43和螺母44還用于維持板8和池4相對(duì)于底座 24的固定。桿43的底端安裝在與塊26和27齊平。
這種抵靠頂部池4的元件42的構(gòu)造使得有可能向池4施加壓力以充分 限制板8和所述池發(fā)生相對(duì)位移的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)克服基本池4、支撐板8和 桿43之間的任何差動(dòng)熱膨脹。這種元件42還使得有可能吸收池厚度根據(jù) 其充電或放電狀態(tài)引起的任何變化。
為了在保持模塊1緊湊的同時(shí)增加板8被保持在相對(duì)于池4的適當(dāng)位 置的穩(wěn)固性，板8可用剛性合成材料制成，例如聚丙烯(PP)，以在所述 板和池4之間獲得摩擦系數(shù)，該摩擦系數(shù)設(shè)計(jì)用于通ii^擦方式保持池4 相對(duì)于板的水平定位。
顯然，也可以考慮提供置于池4和板8之間的專門元件來達(dá)成此目的。從而，該發(fā)電模塊使得可能獲得一種由各種基本池組成的特別筒單可 靠的組件，其中池被專門互相隔開，這使得有可能提供冷卻氣體的循環(huán)， 以獲得沖莫塊的最佳運(yùn)行。并且，模塊中組件的數(shù)目和每個(gè)所述組件中池的 數(shù)目易于根據(jù)所需功率和能量進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電模塊，包括多個(gè)基本電化學(xué)池(4)，其特征在于，具有用于所述基本池的支撐板(8)，所述支撐板為兩個(gè)連續(xù)的基本池形成隔離，并具有裝載裝置，該裝載裝置被配置為利用壓力方法保持所述基本池和支撐板之間的相對(duì)定位。
2. 如權(quán)利要求1所述的模塊，其中每個(gè)支撐板(8)與至少 兩個(gè)并列放置的基本池(4)相關(guān)聯(lián)。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的模塊，具有在所述基本池和所關(guān) 聯(lián)的支撐板之間安裝的摩擦元件。
4. 如權(quán)利要求3所述的模塊，其中所述摩擦元件是支撐板， 所述板的粗糙度充分大于基本池的粗糙度。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊，還具有至少一個(gè)彈 性可變形元件(42)，該元件(42)被安裝以抵靠頂部基本池。
6. 如權(quán)利要求5所述的模塊，其中所述可變形元件由柔性合 成材料制成，所述支撐板由剛性合成材料制成。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊，其中所述支撐板 (8)包含導(dǎo)電或絕緣裝置(29， 30)。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊，包含底座(24)， 裝載裝置安裝于該底座(24)上，用于所述基本池和支撐板的相 對(duì)定位。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊，其中所述支撐板包 括用于所述池的支架(9)和用于將所述池相互電連接的至少一個(gè)連 接部件(10，11)的組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)電模塊，包括多個(gè)基本電化學(xué)池(4)，用于支撐基本池的板(8)，所述支撐板為兩個(gè)連續(xù)的基本池形成隔離，以及裝載裝置，該裝載裝置被配置為利用壓力方法保持所述基本池和支撐板之間的相對(duì)定位。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101322262SQ200680045151
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者F·奧爾西尼, M·奧里古奇 申請(qǐng)人:雷諾股份公司