DE102021123282A1 - Sekundärbatteriemodul mit aktivem druckkissen - Google Patents

Sekundärbatteriemodul mit aktivem druckkissen Download PDF

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Abstract

Es wird ein Sekundärbatteriemodul bereitgestellt, das in der Lage ist, einen Oberflächendruck einer Batteriezelle konstant aufrechtzuerhalten. Das Sekundärbatteriemodul der vorliegenden Erfindung umfasst einen Batteriestapel, in dem mehrere Batteriezellen gestapelt sind; ein Gehäuse, in dem der Batteriestapel untergebracht ist; ein Druckkissen, das so angeordnet ist, dass es mit den, den Batteriestapel bildenden Batteriezellen in Kontakt steht und ein Volumen aufweist, das eingestellt wird; und eine Druckeinstelleinheit, die das Volumen des Druckkissens als Reaktion auf einen gemessenen Druck einstellt, wodurch der auf die Batteriezelle ausgeübte Druck konstant gehalten wird.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht Priorität gemäß 35 U.S.C. §119 von der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0115337 , eingereicht am 9. September 2020 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die folgende Offenbarung betrifft ein Sekundärbatteriemodul und insbesondere ein Sekundärbatteriemodul, das in der Lage ist, einen konstanten Oberflächendruck einer Batteriezelle aufrechtzuerhalten.
  • HINTERGRUND
  • Lithium-Sekundärbatterien werden in Form von Modulen hergestellt, bei denen Batteriezellen in einem Gehäuse gestapelt sind. Da die in Form eines Moduls hergestellte Lithium-Sekundärbatterie eine Struktur aufweist, bei der mehrere Taschen im Inneren des Gehäuses gestapelt sind, werden die Dicken der gestapelten Batteriezellen kombiniert, wenn die Batteriezellen ausgedehnt werden, um eine Verformung des Gehäuses zu bewirken. Andererseits kann beim Bilden eines freien Raums, in dem die Taschen im Inneren des Gehäuses aufgeweitet werden können, um eine Verformung des Gehäuses zu verhindern, ein unausgeglichenes Laden auftreten, da möglicherweise kein geeigneter Oberflächendruck auf die Batteriezellen ausgeübt wird.
  • Um ein solches Problem zu lösen, wurde eine Technologie entwickelt, die einen freien Raum bildet, in dem die Taschen im Inneren des Gehäuses aufgeweitet werden können und einen bestimmten oder höheren Oberflächendruck auf die Batteriezellen durch Anbringen einer elastischen Folie auf Oberflächen der Batteriezellen ausübt. Eine solche Technologie verursachte jedoch nicht nur ein Problem, dass das Volumen des Batteriemoduls vergrößert wurde, sondern hatte auch das Problem, dass es unmöglich war, nur mit dem elastischen Film einen gleichmäßigen Oberflächendruck auf die Batteriezellen auszuüben.
  • Daher besteht ein Bedarf an einer Technologie, die in der Lage ist, eine Verformung des Batteriemoduls und des Gehäuses aufgrund einer Volumenänderung der Batteriezellen zu verhindern, selbst wenn die Batteriezellen während des Lade-/Entladevorgangs gedehnt werden und in der Lage sind, den Flächendruck der Batteriezelle immer konstant zu halten.
  • [Dokument zum Stand der Technik]
  • [Patentdokument]
  • (Patentdokument 1) koreanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-2018-0068379 (veröffentlicht am 22. Juni 2018 unter dem Titel „BATTERY CASE OF ELECTRIC VEHICLE“)
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sekundärbatteriemodul bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Batterie gleichmäßig zu laden, indem ein konstanter Druck, der auf eine Batteriezelle ausgeübt wird, ohne Volumenzunahme aufrechterhalten wird.
  • Ferner besteht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, ein Sekundärbatteriemodul bereitzustellen, das in der Lage ist, zu verhindern, dass ein Batteriemodul und ein Gehäuse verformt werden, selbst wenn eine Batteriezelle gedehnt wird.
  • Ferner besteht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, einen Batteriesatz bereitzustellen, der ein solches Sekundärbatteriemodul und ein Elektrofahrzeug umfasst, auf das dasselbe angewendet wird.
  • In einem allgemeinen Aspekt umfasst ein Sekundärbatteriemodul: einen Batteriestapel 100, in dem mehrere Batteriezellen 100A gestapelt sind; ein Gehäuse 200, in dem der Batteriestapel 100 untergebracht ist; ein Druckkissen 300, das so angeordnet ist, dass es eine Oberfläche oder beide Oberflächen hat, um in Kontakt mit den Batteriezellen 100A zu sein, die den Batteriestapel 100 bilden, und ein Volumen, das eingestellt wird, aufweisen; und eine Druckeinstelleinheit 400, die das Volumen des Druckkissens 300 als Reaktion auf einen gemessenen Druck einstellt.
  • Das Druckkissen 300 kann einen Aufnahmeraum aufweisen, in dem ein Fluid aufgenommen wird, und die Druckeinstelleinheit 400 kann eine in dem Aufnahmeraum befindliche Fluidmenge einstellen.
  • Das Sekundärbatteriemodul kann ferner eine Druckmesseinheit 500 beinhalten, die den Druck des Druckkissens 300 misst und der Druckeinstelleinheit 400 Informationen über den gemessenen Druck bereitstellt.
  • Die Druckmesseinheit 500 kann einen Hydraulikdruckmesssensor 510 zum Messen des Drucks des in dem Aufnahmeraum befindlichen Fluids umfassen.
  • Die Druckmesseinheit 500 kann einen Oberflächendruckmesssensor 520 zum Messen eines Oberflächendrucks der Batteriezelle 100A umfassen.
  • Das Sekundärbatteriemodul kann ferner eine Temperatureinstelleinheit 600 zum Einstellen einer Temperatur des Fluids, das sich zum Druckkissen 300 bewegt, umfassen.
  • Das Sekundärbatteriemodul kann ferner eine Temperaturmesseinheit 700 zum Messen der Temperatur des im Aufnahmeraum des Druckkissens 300 befindlichen Fluids und einer oder mehrerer der Batteriezellen 100A enthalten und liefert die gemessene Temperatur an die Temperatureinstelleinheit.
  • Das Druckkissen 300 kann die Aufnahmeräume aufweisen, die in eine Vielzahl von Räumen unterteilt sind, und die Vielzahl von geteilten Aufnahmeräumen ist jeweils mit den unterschiedlichen Druckeinstelleinheiten 400 verbunden.
  • In einem anderen allgemeinen Aspekt umfasst eine aktive Druckeinstellvorrichtung für ein Batteriemodul: ein Druckkissen mit einer Oberfläche oder beiden Oberflächen in Kontakt mit einer Batteriezelle und mit einem Volumen, das eingestellt wird; eine Druckmesseinheit zum Messen eines auf das Druckkissen ausgeübten Drucks; und eine Druckeinstelleinheit zum Einstellen des Volumens des Druckkissens ansprechend auf Informationen über den von der Druckmesseinheit gemessenen Druck.
  • In noch einem anderen Aspekt umfasst einen Batteriesatz ein Lithium-Sekundärbatteriemodul, an dem das aktive Druckkissen angebracht ist.
  • In noch einem weiteren Aspekt umfasst ein Elektrofahrzeug den Batteriesatz, an dem das aktive Druckkissen angebracht ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sekundärbatteriemodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 2 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sekundärbatteriemodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sekundärbatteriemodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • Die 4A und 4B sind perspektivische Ansichten eines aktiven Druckkissens gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • Die 5A und 5B sind perspektivische Ansichten, die modifizierte Beispiele des aktiven Druckkissens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen;
    • 6 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Erklären einer Dickenänderung für jede Stelle eines Batteriestapels, die auftritt, wenn Batteriezellen expandiert werden; und
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen inneren Aufnahmeraum des aktiven Druckkissens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird ein Sekundärbatteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Verschiedene Vorteile und Merkmale von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Verfahren zu deren Ausführung werden unter Bezugnahme auf die unten im Detail mit den beigefügten Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen offensichtlich. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die unten offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen unterschiedlichen Formen implementiert werden. Die vorliegenden Ausführungsformen werden lediglich bereitgestellt, um die Offenbarung der vorliegenden Erfindung vollständig zu machen und den Fachmann über den Umfang der Erfindung vollständig zu informieren, wobei die Erfindung nur durch den Umfang der Ansprüche definiert wird. In der gesamten Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten.
  • Wenn beim Beschreiben der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bestimmt wird, dass eine detaillierte Beschreibung einer bekannten Funktion oder Konfiguration den Kern der vorliegenden Erfindung unnötig verschleiern kann, wird deren detaillierte Beschreibung weggelassen werden. Außerdem sind später zu beschreibende Begriffe solche Begriffe, die unter Berücksichtigung von Funktionen in den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die gemäß den Absichten oder Gewohnheiten von Benutzern oder Betreibern variieren können, definiert sind. Daher sollten die Begriffe in der gesamten vorliegenden Beschreibung auf der Grundlage des Inhalts definiert werden.
  • 1 ist ein Konzeptdiagramm, das ein Sekundärbatteriemodul 1000 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Sekundärbatteriemodul 1000 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Batteriestapel 100, in dem mehrere Batteriezellen 100A gestapelt sind, ein Gehäuse 200, in dem der Batteriestapel 100 untergebracht ist, ein Druckkissen 300, das angeordnet ist, um eine Oberfläche oder beide Seitenoberflächen aufweisen, die mit den Batteriezellen 100A, die den Batteriestapel 100 bilden, in Kontakt stehen und ein Volumen aufweisen, das eingestellt wird, und eine Druckeinstelleinheit 400, die das Volumen des Druckkissens 300 als Reaktion auf einen gemessenen Druck einstellt.
  • Genauer gesagt, während eines Lade-/Entladevorgangs werden die Batteriezellen 100A zusammengezogen oder ausgedehnt, und im Fall des Stapelns der Batteriezellen 100A kann sich, wenn die gestapelten Batteriezellen 100A ausgedehnt werden, eine Verformung akkumulieren und das Gehäuse 200 kann verformt werden, oder wenn die Batteriezellen 100A zusammengezogen werden, kann ein auf die Batteriezellen 100A ausgeübter Druck nicht konstant sein, so dass die Batteriezellen 100A möglicherweise nicht konstant geladen werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, verschiedene Probleme zu lösen, die durch das Ausdehnen oder Zusammenziehen der Batteriezellen 100A verursacht werden, indem das Druckkissen 300 mit einem Volumen, das zusammen mit dem Batteriestapel 100 angepasst wird, innerhalb des Batteriegehäuses 200 angeordnet wird, und das Volumens des Druckkissens 300 als Reaktion auf das Ausdehnen und Zusammenziehen der Batteriezellen 100A unter Verwendung der Druckeinstelleinheit 400 entsprechend einzustellen.
  • In diesem Fall ist als Beispiel für ein Verfahren zum Einstellen des Volumens des Druckkissens 300 durch die Druckeinstelleinheit 400 ein Verfahren zum Ausbilden eines Aufnahmeraums, in dem ein Fluid innerhalb des Druckkissens 300 aufgenommen wird, und zum Einstellen einer in dem Aufnahmeraum aufgenommenen Fluidmenge durch die Druckeinstelleinheit 400 kann verwendet werden, und der Druck innerhalb des Druckkissens 300 kann unter Verwendung verschiedener Verfahren eingestellt werden, gezeigt.
  • 2 ist ein Konzeptdiagramm, das ein Sekundärbatteriemodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Bezugnehmend auf 2 kann ein Sekundärbatteriemodul 1000 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Druckmesseinheit 500 umfassen, die einen Druck des Druckkissens 300 misst und Informationen über den gemessenen Druck an die Druckeinstelleinheit 400 liefert.
  • Genauer gesagt, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, soll das Sekundärbatteriemodul 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Druck, der auf die Batteriezellen 100A, die den Batteriestapel 100 bilden, ausgeübt wird, konstant halten, indem das Volumen des Druckkissens 300 angepasst wird. Um den Druck der Batteriezellen 100A konstanter aufrechtzuerhalten, kann eine Vielzahl von Druckkissen 300 zwischen den Batteriezellen 100A vorgesehen sein, eine Vielzahl von Druckmesseinheiten 500 kann den Druck, der von den Batteriezellen 100A, die sich an verschiedenen Positionen befinden, aufgebracht wird, messen und dann der Druckeinstelleinheit 400 Informationen über den gemessenen Druck für jede Position bereitstellen, wobei die Druckeinstelleinheit 400 das Volumen der Vielzahl von Druckkissen 300 auf einen Wert, der für den gemessenen Druck geeignet ist, einstellen kann. Daher ist es möglich, eine Druckdifferenz zwischen den Batteriezellen 100A zu minimieren, und es ist möglich, das Ladeungleichgewichtsproblem zwischen den Batteriezellen 100A zu lösen.
  • Das heißt, gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen den Batteriezellen 100A zu minimieren, und es ist möglich, das Ladeungleichgewichtsproblem zwischen den Batteriezellen 100A durch eine aktive Druckeinstellvorrichtung für ein Batteriemodul, das das Druckkissen mit einer Oberfläche oder beiden Oberflächen in Kontakt mit den Batteriezellen und mit dem eingestellten Volumen umfasst, zu lösen; wobei die Druckmesseinheit den auf das Druckkissen ausgeübten Druck misst; und die Druckeinstelleinheit das Volumen des Druckkissens als Reaktion auf die Information über den von der Druckmesseinheit gemessenen Druck einstellt.
  • Andererseits ist das Druckkissen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem weichen Material wie Naturkautschuk oder Kunstharz gebildet, so dass das Volumen gemäß einem Innendruck oder einer darin aufgenommenen Fluidmenge geändert werden kann.
  • 3 ist ein Konzeptdiagramm, das ein Sekundärbatteriemodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend auf 3 kann ein Sekundärbatteriemodul 1000 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Temperatureinstelleinheit 600, die eine Temperatur des Fluids einstellt, das sich zum Druckkissen 300 bewegt, in dem ein Fluideinlass 330, durch den das Fluid in das Druckkissen 300 strömt, und ein Fluidauslass 340 gebildet sein können; und eine Temperaturmesseinheit 700 umfassen, die die Temperatur des Fluids misst, das sich auf dem Aufnahmeraum des Druckkissens 300 befindet, und die von der Temperatureinstelleinheit 600 gemessene Temperatur bereitstellt. In diesem Fall können die Temperatureinstelleinheit 600 und die Temperaturmesseinheit 700 mit einer Kühlvorrichtung (nicht dargestellt), einem Heizer (nicht dargestellt) und einer Batteriezellentemperatursteuereinheit (nicht dargestellt) zum Messen und Einstellen der Temperatur der Batteriezellen 100A, um eine Funktion zum gemeinsamen Steuern der Temperatur der Batteriezellen 100A durchzuführen.
  • Da die Ladeeffizienz und die Sicherheit einer Batterie eng mit der Temperatur verknüpft sind, ist es genauer gesagt wichtig, die Temperatur innerhalb eines spezifizierten Bereichs zu halten, um die Ladeeffizienz und -sicherheit zu erhöhen. Daher misst gemäß der vorliegenden Erfindung die Temperaturmesseinheit 700 die Temperatur der Batteriezellen 100A, die die Batterie bilden, oder die Temperatur des Druckkissens 300, das in engem Kontakt mit den Batteriezellen 100A angeordnet ist, um Wärme mit den Batteriezellen 100A auszutauschen und liefert dann Echtzeit-Temperaturinformationen an die Temperatureinstelleinheit 600 und die Batteriezellentemperatursteuereinheit, um die Kühlvorrichtung oder den Heizer des Batteriemoduls zu steuern sowie die Temperatur des in das Druckkissen 300 strömenden Fluids einzustellen, wodurch es möglich wird, die Temperatur der Batteriezellen 100A konstanter zu halten.
  • Wenn das Druckkissen 300 und die Druckeinstelleinheit 400 durch einen Durchgang verbunden sind, ist es schwierig, das Fluid zu zirkulieren, so dass die Temperatureinstelleffizienz des Fluids verringert wird, und zusätzlich, wenn das Fluid angesaugt oder eingespritzt wird, um die Temperatur einzustellen, kann das Volumen des Druckkissens 300 verändert werden, ohne ständig gehalten zu werden. Daher empfiehlt die vorliegende Erfindung, dass ein individueller Fluideinlass 330 und ein Fluidauslass 340 an jedem der Druckkissen 300 ausgebildet sind und jeder von dem Fluideinlass 330 und dem Fluidauslass 340 einzeln mit der Druckeinstelleinheit 400 verbunden ist, wobei der Durchgang der mit dem Fluideinlass 330 verbunden ist, einen Weg durch die Temperatureinstelleinheit 600 aufweist, so dass die Temperatur des Fluids durch die Temperatureinstelleinheit 600 eingestellt werden kann, bevor das Fluid in das Druckkissen 300 strömt.
  • Die 4A und 4B sind perspektivische Ansichten, die Ausführungsformen veranschaulichen, bei denen ein Druckmesssensor, der mit der Druckmesseinheit 500 kommuniziert, auf dem Druckkissen 300 ausgebildet ist. Bezugnehmend auf den 4A und 4B kann die Druckmesseinheit 500 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Hydraulikdruckmesssensor 510 umfassen, der an einer Kante des Druckkissens 300 positioniert ist, und wobei ein Ende mit dem Aufnahmeraum kommuniziert, der innerhalb des Druckkissens 300 gebildet ist, um den Druck des Fluids, das in dem Aufnahmeraum innerhalb des Druckkissens 300 positioniert ist, zu messen, um einen Oberflächendruck der Batteriezelle 100A zu messen, wie in 4A veranschaulicht ist, und einen Oberflächendruckmesssensor 520 umfassen, der auf der gestapelten Oberfläche der Batteriezelle 100A positioniert ist, um einen Oberflächendruck der Batteriezelle 100A zu messen, wie in 4B dargestellt ist.
  • Andererseits kann, obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, die Druckmesseinheit 500 ferner einen Drucksensor umfassen, der innerhalb des Druckkissens 300 vorgesehen ist, um einen Druck eines umgebenden Fluids zu messen, und kann ohne Einschränkung verschiedene Vorrichtungen umfassen, die in der Lage sind, den Druck zu messen.
  • Die 5A und 5B sind perspektivische Ansichten, die veranschaulichen, dass ein Druckkissen 300 in eine Vielzahl von Druckkisseneinheitskörpern 300A unterteilt ist und die individuelle Druckmesseinheit 500 auf jedem Druckkisseneinheitskörper 300A ausgebildet ist, wobei 6 ein konzeptionelles Diagramm ist, zum Erklären einer Dickenänderung für jede Stelle eines Batteriestapels, die auftritt, wenn die Batteriezellen gedehnt werden, und wobei 7 eine Querschnittsansicht ist, die einen inneren Aufnahmeraum des Druckkissens 300, das in die Vielzahl von Druckkisseneinheitskörpern 300A unterteilt ist, darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B kann das Druckkissen 300 in die Mehrzahl von Druckkisseneinheitskörpern 300A, in denen die inneren Aufnahmeräume voneinander isoliert sind, unterteilt sein. An jedem Druckkisseneinheitskörper 300A können der Fluideinlass 330, der Fluidauslass 340 und der Hydraulikdruckmesssensor 510 separat ausgebildet sein, wie in 5A dargestellt, oder der Fluideinlass 330, der Fluidauslass 340 und der Oberflächendruckmesssensor 520 können separat ausgebildet sein, wie in 5B dargestellt ist.
  • Genauer gesagt, dehnt sich der Mittelbereich M der Batterie mehr aus als der Randbereich S der Batterie, wie in 6 dargestellt, wenn die Batteriezellen 100A nach dem Stapeln einer Vielzahl von Batteriezellen 100A geladen werden, und der Ausdehnungsgrad jeder der Batteriezellen 100A wird summiert, so dass eine Länge L2 des erweiterten Mittelbereichs M länger als eine Länge des erweiterten Randbereichs L1 wird. Daher tritt eine Differenz zwischen den Drücken auf, die auf den Mittelbereich M und den Randbereich S der Ausdehnungsfläche der Batteriezelle 100A aufgebracht werden., obwohl der auf die Batteriezelle 100A ausgeübte Druck konstant gehalten wird, indem ein Druck auf die Batteriezelle 100A ausgeübt wird, wobei das Druckkissen 300 das darin befindliche Fluid aufweist und als Reaktion auf eine äußere Kraft verformbar ist. Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 7 gezeigt, durch Trennen des im Inneren des Druckkissens 300 gebildeten Aufnahmeraums 301 durch eine Trennwand 302, um zu ermöglichen, dass jede Druckkisseneinheit 300A einen individuellen Aufnahmeraum aufweist, der Druck gleichmäßiger auf die Batteriezelle 100A ausgeübt werden, selbst wenn sich die Batteriezelle 100A ausdehnt.
  • Obwohl in der Zeichnung dargestellt ist, dass das Druckkissen 300 in drei Druckkisseneinheitskörper 300A unterteilt ist, ist dies andererseits eine Ausführungsform, und die Druckkisseneinheitskörper 300A können ohne Einschränkung verschiedene Strukturen aufweisen, wie beispielsweise eine Struktur, bei der ein Druckkisseneinheitskörper 300A in der Mitte positioniert ist und ein oder mehrere andere Druckkisseneinheitskörper 300A den in der Mitte positionierten Druckkisseneinheitskörper 300A umgeben.
  • Unter Bezugnahme auf 7 kann das Druckkissen 300 ferner eine Verzweigungseinheit 303 zum Isolieren des Fluideinlasses 330 und des an den Fluidauslass 340 abgegebenen Fluids darin voneinander umfassen.
  • Genauer gesagt, wird, wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung die Temperatur der Batteriezelle 100A auf einem spezifizierten Niveau gehalten, um die Ladeeffizienz und -stabilität zu erhöhen. In diesem Fall wird, wenn das Einströmen des Fluids durch den Einlass 330 und das Ablassen des Fluids durch den Fluidauslass 340 gleichzeitig erfolgen, die durch den Fluideinlass 330 eingeführte Kühlluft an den Fluidauslass 340 abgegeben, um die Temperatur der Batteriezelle 100A zu stabilisieren, was ein Problem dahingehend verursachen kann, dass die Effizienz der Temperaturanpassung verringert wird. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein solches Problem gelöst, indem die Verzweigungseinheit 303 zwischen dem Fluideinlass 330 und dem Fluidauslass 340 gebildet wird.
  • In diesem Fall kann die Verzweigungseinheit 303 verschiedene Formen aufweisen und kann eine Form aufweisen, bei der ein Paar gebogener Abschnitte 303-2, die sich von der Mitte zum Rand ausbreiten, am Ende einer Verzweigungsplatte 303-1 ausgebildet ist, um eine Strömungsrichtung des Fluids, wie in 7 dargestellt, einzustellen.
  • Da das Sekundärbatteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung den konstanten Druck gleichmäßig auf die Batteriezellen ausüben kann, ist es möglich, das Ladeungleichgewichtsproblem, das auftritt, wenn der Druck nicht konstant ist, zu lösen.
  • Außerdem ist es möglich, das Problem, dass die Lebensdauer der Batterie aufgrund von auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgelagerten Lithiumionen aufgrund eines Druckungleichgewichts verringert wird, zu lösen.
  • Außerdem ist es möglich, das Problem, bei dem eine Verformung aufgrund des auf das Gehäuse der Batterie ausgeübten Drucks auftritt, wenn die Batteriezellen expandiert werden, zu lösen.
  • Da das Druckkissen in mehrere Zonen unterteilt ist und der Druck in jeder der unterteilten Zonen individuell eingestellt werden kann, ist es ferner möglich, einen konstanteren Oberflächendruck der Batteriezellen aufrechtzuerhalten.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann unterschiedlich angewendet werden. Außerdem kann die vorliegende Erfindung von Fachleuten, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung, die in den Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Batterielaminat
    100A
    Batteriezelle
    200
    Gehäuse
    300
    Druckkissen
    400
    Druckeinstelleinheit
    500
    Druckmesseinheit
    510
    Oberflächendruckmesssensor
    520
    Hydraulikdruckmesssensor
    600
    Temperatureinstelleinheit
    700
    Temperaturmesseinheit
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020200115337 [0001]

Claims (15)

  1. Sekundärbatteriemodul, umfassend: einen Batteriestapel, in dem mehrere Batteriezellen gestapelt sind; ein Gehäuse, in dem der Batteriestapel untergebracht ist; ein Druckkissen umfassend eine Oberfläche oder zwei Oberflächen, die konfiguriert ist bzw. sind, um mit einer Batteriezelle aus der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt zu stehen, und mit einem Volumen, das konfiguriert ist, um eingestellt zu werden; und eine Druckeinstelleinheit, die konfiguriert ist, um das Volumen gemäß einer gemessenen Druckinformation einzustellen.
  2. Sekundärbatteriemodul nach Anspruch 1, wobei das Druckkissen einen Aufnahmeraum umfasst, der konfiguriert ist, um ein Fluid aufzunehmen, und die Druckeinstelleinheit eine Menge des Fluids einstellt.
  3. Sekundärbatteriemodul nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine Druckmesseinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, einen auf das Druckkissen ausgeübten Druck zu messen und der Druckeinstelleinheit Informationen über den gemessenen Druck bereitzustellen.
  4. Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Druckmesseinheit einen Hydraulikdruckmesssensor zum Messen des Drucks des in dem Aufnahmeraum befindlichen Fluids umfasst.
  5. Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Druckmesseinheit einen Oberflächendruckmesssensor zum Messen eines Oberflächendrucks der Batteriezelle umfasst.
  6. Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Temperatureinstelleinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Temperatur des Fluids einzustellen.
  7. Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner eine Temperaturmesseinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine Temperatur des Fluids und/oder der Batteriezelle zu messen und die gemessene Temperatur an die Temperatureinstelleinheit bereitzustellen.
  8. Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Druckkissen mehrere Aufnahmeräume umfasst und die mehreren Aufnahmeräume mit einer jeweils unterschiedlichen Druckeinstelleinheit gekoppelt sind.
  9. Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Druckkissen aus einem flexiblen Material gebildet ist, dessen Volumen sich entsprechend einer Menge des Fluids ändert.
  10. Aktive Druckeinstellvorrichtung für ein Batteriemodul, umfassend: ein Druckkissen umfassend eine Oberfläche oder zwei Oberflächen, die in Kontakt mit einer Batteriezelle stehen, und das ein Volumen aufweist, das einstellbar ist; eine Druckmesseinheit zum Messen eines auf das Druckkissen ausgeübten Drucks; und eine Druckeinstelleinheit zum Einstellen des Volumens des Druckkissens ansprechend auf Informationen über den von der Druckmesseinheit gemessenen Druck.
  11. Aktive Druckeinstellvorrichtung für ein Batteriemodul nach Anspruch 10, wobei die Druckmesseinheit einen Hydraulikdruckmesssensor zum Messen eines Drucks eines Fluids umfasst, das sich an einem Aufnahmeraum befindet, oder einen Oberflächendruckmesssensor zum Messen eines Oberflächendrucks einer Batteriezelle.
  12. Aktive Druckeinstellvorrichtung für ein Batteriemodul nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend: eine Temperatureinstelleinheit zum Einstellen einer Temperatur des Fluids, das sich zu dem Druckkissen bewegt; und eine Temperaturmesseinheit zum Messen der Temperatur des Fluids, das sich in dem Aufnahmeraum des Druckkissens und einer oder mehrerer der Batteriezellen befindet, und die gemessene Temperatur an die Temperatureinstelleinheit liefert.
  13. Aktive Druckeinstellvorrichtung für ein Batteriemodul nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Druckkissen die Aufnahmeräume in mehrere Räume unterteilt hat und die mehreren geteilten Aufnahmeräume jeweils mit den unterschiedlichen Druckeinstelleinheiten verbunden sind.
  14. Batteriesatz, umfassend das Sekundärbatteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  15. Elektrofahrzeug, das den Batteriesatz nach Anspruch 14 aufweist.
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