Módulo para conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica con regleta de conexión plana.

Módulo que comprende por lo menos dos conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica (20),

comprendiendo cada conjunto de almacenamiento (20) una primera cara cubierta por una tapa (30) conectada eléctricamente a dicho conjunto de almacenamiento de energía (20) y una segunda cara opuesta a la primera cara, estando cada tapa en contacto con un extremo respectivo de una regleta (40) para conectar eléctricamente los dos conjuntos de almacenamiento (20),

caracterizado porque

la regleta (40) y las caras de las tapas (30) en contacto con la regleta (40) son planas, estando la periferia de la cara plana de cada tapa desprovista de borde que se extienda hacia el exterior paralelamente a un eje de revolución del conjunto de almacenamiento, estando la regleta (40) soldada sobre las caras de las tapas (30) en contacto con la regleta a lo largo de cordones de soldadura (50, 50').

Módulo para conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica con regleta de conexión plana.

La presente invención se refiere al campo técnico general de los conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica.

Más particularmente, la invención se refiere al campo de los módulos que comprenden por lo menos dos conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica.

Se entiende, en el marco de la presente invención, por "conjunto de almacenamiento de energía eléctrica", o bien un condensador (es decir un sistema pasivo que comprende dos electrodos y un aislante) , o bien un supercondensador (es decir, un sistema que comprende por lo menos dos electrodos, un electrolito y por lo menos un separador) , o bien una batería de tipo batería de litio (es decir, un sistema que comprende por lo menos un ánodo, por lo menos un cátodo y una solución de electrolito entre el ánodo y el cátodo) .

Descripción general de la técnica anterior

Se conocen unos módulos tales como se representan en la figura 1, que comprenden una caja 110 en la que están dispuestos varios conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica 120 unidos por unos medios de conexión.

Cuando el módulo comprende más de dos conjuntos de almacenamiento 120, los conjuntos de almacenamiento 120 están conectados de dos en dos alternativamente a nivel de sus extremos superiores e inferiores.

Como se ilustra esquemáticamente en la figura 1, los medios de conexión que permiten la conexión eléctrica de dos conjuntos de almacenamiento 120 adyacentes comprenden dos tapas 130 y una regleta 140.

Cada tapa 130 está destinada a cubrir un conjunto de almacenamiento 120 respectivo de manera que esté conectada eléctricamente a éste.

Cada tapa 130 comprende además un terminal de conexión 131 adecuado para entrar en contacto con un orificio mecanizado pasante de la regleta 140, con el fin de conectar eléctricamente dos conjuntos de almacenamiento 120 adyacentes.

La conexión de las tapas 130 con la regleta de conexión 140 de dos conjuntos de almacenamiento 120 adyacentes se realiza o bien por enmangado forzado de la regleta 140 sobre los terminales de conexión 131 de las tapas 130, o bien por soldadura láser, o de otro modo, borde con borde entre la regleta 140 y los terminales 131, o bien los dos combinados.

Estos dos medios de conexión eléctrica necesitan por un lado unas estrechas tolerancias de los terminales y regletas y, por otro lado, una alineación precisa de las piezas entre sí para asegurar al final la realización de un módulo de calidad, dando como resultado un coste de realización importante. Más particularmente, las tapas 130 se ensamblan al tubo que rodea el elemento por arrollado o engaste. Para permitir dicho ensamblaje, cada tapa 130 comprende en la periferia de su cara en contacto con la regleta 140, un borde circular 132, denominado "desbordante", que se extiende axialmente hacia el exterior de la tapa.

La presencia de este borde periférico desbordante 132 sobre cada una de las caras de las tapas 130 en contacto con la regleta 140 necesita la aplicación de una u otra de las soluciones siguientes:

- utilizar una regleta 140 que presenta una geometría compleja para franquear los desbordamientos 132 de las tapas 130 conectadas:

esta solución induce una disminución de la superficie de contacto entre la regleta de conexión 140 y la cubierta 111 de la caja 110, por medio o no de un material intermediario. Esto provoca unas dificultades en la gestión del enfriamiento de dicho módulo.

- utilizar una regleta de unión 140 plana (que se extiende en un plano principal) sobreelevada con respecto al desbordamiento gracias a unos tetones (que se extienden perpendicularmente al plano principal) y destinada a entrar en contacto con las tapas;

El documento EP 1 450 422 describe un módulo de baterías que utiliza esta solución.

El módulo comprende una pluralidad de células cilíndricas. Una de las caras de cada célula está cubierta por una placa de estanqueidad destinada a ser conectada a una placa de conexión para la conexión de dos células adyacentes.

- utilizar una regleta de conexión plana sobreelevada con respecto al desbordante de la tapa, que se conectará a un terminal 131 más alto que el desbordante, pero sin adición de tetones, lo cual implica que el utillaje debe mantener en posición durante la operación de soldadura, o bien que la regleta deba ser enmangada con fuerza sobre el terminal 131 para mantenerse en su sitio durante la operación de soldadura.

Estas dos últimas soluciones inducen una disminución de la superficie de contacto entre la regleta de conexión 140 y cada tapa 130, ya que el contacto está entonces limitado al grosor de la regleta y/o a la anchura de los tetones. Esto provoca unas dificultades en la evacuación térmica, en el control de la resistencia en serie, del desgaste prematuro de los conjuntos de almacenamiento.

Otra desventaja de estos tres tipos de realización es la dificultad para obtener unos módulos en los que los elementos están correctamente alineados, y en las que las regletas son paralelas a la superficie de las tapas.

Un objetivo de la invención es proporcionar un módulo que permite evitar por lo menos uno de los inconvenientes citados anteriormente.

Exposición de la invención Con este fin, se prevé un módulo según la reivindicación 1.

Así, la presencia de cordones de soldadura y la ausencia de bordes circulares que desbordan en las periferias de las caras de las tapas combinadas con la utilización de regletas de conexión planas permiten reducir el coste de fabricación de los módulos. Esta combinación permite maximizar asimismo la superficie de contacto entre la regleta y las tapas por un lado, lo cual minimiza la resistencia en serie Rs, y entre la regleta y la cubierta (con o sin material intermedio) por otro lado, lo cual facilita los intercambios térmicos entre el interior y el exterior del módulo.

Unos aspectos preferidos pero no limitativos del módulo según la invención son los siguientes, considerados solos o en combinaciones:

- comprende una caja (10) en la que están dispuestos los conjuntos de almacenamiento (20) .

- cada tapa (30) comprende un terminal de conexión (31) en su cara externa destinada a estar en contacto eléctrico con un extremo de la regleta (40) a nivel de un orificio pasante de la regleta (40) .

- los dos conjuntos de almacenamiento (20) y los cordones de soldadura (50, 50') son simétricos con respecto a un plano medio (A-A') dispuesto a media distancia de los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento (20) .

- los cordones de soldadura (50, 50') de los dos conjuntos de almacenamiento (20) están dispuestos uno enfrente del otro.

- los cordones de soldadura (50, 50') de los dos conjuntos de almacenamiento (20) están dispuestos opuestamente uno al otro.

- la regleta (40) está soldada sobre cada cara de una tapa (30) a lo largo de por lo menos un cordón de soldadura (50, 50') .

- cada conjunto de almacenamiento de energía (20) está conectado eléctricamente a la regleta (40) a lo largo de por lo menos dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') .

- los cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son simétricos con respecto a un plano (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento de energía (20) .

- cada cordón de soldadura (50, 51 y 50', 51') es de forma de cuarto de círculo, extendiéndose un primer cordón de soldadura (50, 50') a la periferia de la tapa (30) y extendiéndose un segundo cordón de soldadura (51, 51') a lo largo de un radio medio de la tapa (30) .

- los dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son rectilíneos y se extienden paralelamente al plano de simetría (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los dos conjuntos de almacenamiento (20) .

- los dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son rectilíneos y se extienden perpendicularmente al plano B-B' de simetría que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento.

- los dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son rectilíneos y forman un ángulo con el plano de simetría (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los dos conjuntos de almacenamiento (20) .

- cada conjunto de almacenamiento (20) comprende un elemento bobinado soldado a la tapa (30) a lo largo de

por lo menos dos generatrices de soldadura (60) , estando los cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') dispuestos con el fin de no solapar las generatrices de soldadura (60) .

- cada conjunto de almacenamiento (20) comprende por lo menos cuatro generatrices de... [Seguir leyendo]

1. Módulo que comprende por lo menos dos conjuntos de almacenamiento de energía eléctrica (20) , comprendiendo cada conjunto de almacenamiento (20) una primera cara cubierta por una tapa (30) conectada eléctricamente a dicho conjunto de almacenamiento de energía (20) y una segunda cara opuesta a la primera cara, estando cada tapa en contacto con un extremo respectivo de una regleta (40) para conectar eléctricamente los dos conjuntos de almacenamiento (20) ,

caracterizado porque la regleta (40) y las caras de las tapas (30) en contacto con la regleta (40) son planas, estando la periferia de la cara plana de cada tapa desprovista de borde que se extienda hacia el exterior paralelamente a un eje de revolución del conjunto de almacenamiento, estando la regleta (40) soldada sobre las caras de las tapas (30) en contacto con la regleta a lo largo de cordones de soldadura (50, 50') .

2. Módulo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una caja (10) en la que están dispuestos los conjuntos de almacenamiento (20) .

3. Módulo según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque cada tapa (30) comprende un terminal de conexión (31) sobre su cara externa en contacto eléctrico con un extremo de la regleta (40) a nivel de un orificio mecanizado pasante de la regleta (40) .

4. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los dos conjuntos de almacenamiento (20) y los cordones de soldadura (50, 50') son simétricos con respecto a un plano medio (A-A') dispuesto a media distancia de los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento (20) .

5. Modulo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cordones de soldadura (50, 50') de los dos conjuntos de almacenamiento (20) están dispuestos uno enfrente del otro.

6. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cordones de soldadura (50, 50') de los dos conjuntos de almacenamiento (20) están dispuestos opuestamente uno al otro.

7. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la regleta (40) está soldada sobre la cara de una tapa (30) en contacto con la regleta a lo largo de por lo menos un cordón de soldadura (50, 50') .

8. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cada conjunto de almacenamiento de energía (20) está conectado eléctricamente a la regleta (40) a lo largo de por lo menos dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') .

9. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son simétricos con respecto a un plano (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento de energía (20) .

10. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque cada cordón de soldadura (50, 51 y 50', 51') está en forma de cuarto de círculo, extendiéndose un primer cordón de soldadura (50, 50') a la periferia de la tapa (30) y extendiéndose un segundo cordón de soldadura (51, 51') a lo largo de un radio medio de la tapa (30) .

11. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son rectilíneos y se extienden paralelamente al plano de simetría (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los dos conjuntos de almacenamiento (20) .

12. Módulo según la reivindicación 1 a 9, caracterizado porque los dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son rectilíneos y se extienden perpendicularmente al plano B-B' de simetría que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento.

13. Módulo según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los dos cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') son rectilíneos y forman un ángulo con el plano de simetría (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los dos conjuntos de almacenamiento (20) .

14. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque cada conjunto de almacenamiento (20) comprende un elemento bobinado soldado a la tapa (30) a lo largo de por lo menos dos generatrices de soldadura (60) , estando los cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') dispuestos de manera que no solapen las generatrices de soldadura (60) .

15. Módulo según la reivindicación 14, caracterizado porque cada conjunto de almacenamiento (20) comprende por

lo menos cuatro generatrices de soldadura (60) que se extienden radialmente, formando cada generatriz (60) un ángulo con respecto al plano de simetría que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento (20) .

16. Módulo según la reivindicación 15, caracterizado porque las generatrices de soldadura (60) que se extienden radialmente son simétricas de dos en dos con respecto al plano de simetría (B-B') que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento (20) .

17. Módulo según la reivindicación 14, caracterizado porque las generatrices de soldadura (60) se extienden a lo largo de los diámetros de las tapas (30) .

18. Módulo según la reivindicación 17, caracterizado porque las generatrices de soldadura (60) son perpendiculares una con respecto a la otra de manera que delimitan unos cuadrantes (61, 62, 63, 64) .

19. Módulo según la reivindicación 18, caracterizado porque, para cada conjunto de almacenamiento (20) , los cordones de soldadura (50, 51 y 50', 51') están dispuestos en un cuadrante (61) .

20. Módulo según la reivindicación 19, caracterizado porque los otros cuadrantes (62, 63, 64) comprenden cada uno otro cordón de soldadura (52, 53, 54) .

21. Módulo según la reivindicación 20, caracterizado porque las otras soldaduras (52, 53, 54) están en forma de cuarto de círculo.

22. Módulo según la reivindicación 20, caracterizado porque los otros cordones de soldadura (52, 53, 54) son rectilíneos.

23. Módulo según la reivindicación 22, caracterizado porque por lo menos otros dos cordones se extienden perpendicularmente al plano que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento.

24. Módulo según la reivindicación 23, caracterizado porque uno de los otros cordones de soldadura se extiende en el plano que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento.

25. Módulo según la reivindicación 23, caracterizado porque por lo menos otros tres cordones se extienden perpendicularmente al plano que pasa por los ejes de revolución de los conjuntos de almacenamiento.

26. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la regleta está soldada con láser por transparencia a las tapas.

27. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque la soldadura de la regleta se efectúa a través de refrentados.

28. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la regleta está soldada a la tapa mediante soldadura por difusión sobre todas las superficies de contacto entre la regleta y las tapas.