DE212022000098U1

DE212022000098U1 - Aktivierungsschale für Batteriezellen und System zum Laden/Entladen von Batteriezellen diese aufweisend

Info

Publication number: DE212022000098U1
Application number: DE212022000098.6U
Authority: DE
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2022-09-02
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2032-09-03
Also published as: WO2023033589A1; CN219937129U; KR20230034560A; US20240079675A1

Abstract

Batteriezellen-Aktivierungsschale, aufweisend:
einen Schalenhauptkörper mit einer Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen, die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Batteriezellen darin unterzubringen, wobei der Schalenhauptkörper einen oberen Abschnitt aufweist, der offen ist;
eine untere Platte, die unter dem Schalenhauptkörper angeordnet ist, wobei die untere Platte einen Hauptströmungsweg aufweist, der dazu eingerichtet ist, einem Fluid zu ermöglichen sich darin hindurch zu bewegen; und
ein Temperatursteuergerät, das fluidisch mit dem Hauptströmungsweg verbunden ist, um die Temperatur des in den Hauptströmungsweg eingeführten Fluids zu steuern,
wobei das Fluid in den Hauptströmungsweg in der unteren Platte eingeführt wird, um die Temperatur der Vielzahl von Batteriezellen zu steuern, die in den Aufbewahrungsaussparungen des Schalenhauptkörpers untergebracht sind.

Description

[Technisches Gebiet]
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf der Grundlage der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0117449 , eingereicht am 03. September 2021, und der gesamte Inhalt der koreanischen Patentanmeldung wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Das vorliegende Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine Batteriezellen-Aktivierungsschale und ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem, das diese enthält.
[Stand der Technik]
Mit der Zunahme der Technologieentwicklung und der Anforderungen in industriellen Bereichen, wie etwa mobilen Vorrichtungen, Automobilen, Energiespeichervorrichtungen und dergleichen, steigt der Bedarf an Batterien als Energiequellen rapide an, und unter Sekundärbatterien wurden viele Studien an Lithium-Sekundärbatterien mit hoher Energiedichte und Entladespannung durchgeführt, und Lithium-Sekundärbatterien wurden auch kommerzialisiert und sind heute weit verbreitet.
Im Allgemeinen wird eine Lithium-Sekundärbatterie durch Einbetten einer Elektrodenanordnung, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator enthält, in eine zylindrische oder prismatische Metalldose oder ein beutelförmiges Gehäuse aus einer Aluminiumlaminatplatte und Einspritzen eines Elektrolyten in die Elektrodenanordnung hergestellt. Die auf diese Weise hergestellte Lithium-Sekundärbatterie kann nur dann als eine Batterie fungieren, wenn die Batterie durch das Durchführen eines vorbestimmten Lade-/Entladeprozesses aktiviert wird, und dieser Prozess wird als ein Formationsprozess oder ein Aktivierungsprozess bezeichnet. Eine Lade-/Entladevorrichtung wird in diesem Aktivierungsprozess verwendet, und in einem Massenproduktionsprozess der Sekundärbatterie wird die Lade-/Entladevorrichtung bereitgestellt, um dazu in der Lage zu sein, eine Vielzahl von Zellen gleichzeitig zu laden und zu entladen, und damit die Produktivität zu erhöhen.
Wie oben beschrieben, wird die Sekundärbatterie durch eine Vielzahl von Herstellungsprozessen hergestellt, und wenn jeder der Prozesse, wie etwa ein Elektrolyteinspritzprozess, ein Aktivierungsprozess und dergleichen, durchgeführt wird oder die Sekundärbatterie in den jeweiligen Prozess überführt wird, wird eine Aktivierungsschale verwendet, die dazu in der Lage ist, eine große Menge von Batteriezellen aufzunehmen, so dass die Vielzahl von Batteriezellen leicht und sicher gehandhabt werden kann.
Im Allgemeinen enthält die Batterieschale eine Vielzahl von Batterieaufbewahrungseinheiten, die jeweils die Formen aufweisen, die den Formen der Batteriezellen oder Batteriepacks entsprechen, die für die Massenproduktion der Batterien unterzubringen sind.
1 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen zylindrischen Batteriezellenschale, die eine Vielzahl von zylindrischen Batterien unterbringt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird die Batteriezellenschale 10 mit Aufbewahrungseinheiten 11 zum Unterbringen einer Vielzahl von Batterien in einem gleichbleibenden Abstand bereitgestellt. Die Aufbewahrungseinheiten sind in einem gleichbleibenden Abstand „a“ in jeder von einer x-Richtung (horizontalen Richtung) und einer y-Richtung (vertikalen Richtung) ausgebildet, und die Batterien werden eine nach der anderen in den Aufbewahrungseinheiten untergebracht.
Jedoch wird in dieser herkömmlichen Batteriezellenschale ein Polymermaterial mit einem geringen Gewicht und einer geringen Wärmeleitfähigkeit verwendet, um die Übertragung zu erleichtern.
Jedoch tritt je nach Position einer Batteriezelle eine Differenz der Wärmeableitungseigenschaften auf, wenn die Anzahl der Batteriezellen, die in der Batteriezellenschale untergebracht sind, zunimmt. Insbesondere kann, wenn eine Temperaturabweichung in einem Aktivierungsprozess der Batteriezellen bei der Vielzahl von Batteriezellen vorliegt, auch eine Kapazitätsabweichung der Batteriezellen auftreten. Dementsprechend kann, wenn basierend auf einem gemessenen Wert der Kapazität der Batteriezelle während des Aktivierungsprozesses bestimmt werden soll, ob eine Batteriezelle einen Defekt aufweist, das Problem einer geringen Auswahlfähigkeit auftreten um zu bestimmen, ob eine Batteriezelle einen Defekt aufweist.
Dementsprechend ist die Entwicklung einer Technologie für eine Vorrichtung notwendig, die dazu geeignet ist, die Temperaturabweichung zwischen Batteriezellen, die während eines Aktivierungsprozesses von Batteriezellen in einer Schale untergebracht sind, zu verbessern.
[Offenbarung]
[Technisches Problem]
Das vorliegende Gebrauchsmuster soll die obigen Probleme lösen und ist darauf gerichtet, eine Batteriezellen-Aktivierungsschale, die dazu geeignet ist, die Temperaturabweichung zwischen Batteriezellen, die während eines Aktivierungsprozesses der Batteriezellen in der Schale untergebracht sind, zu verbessern, und ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem, das diese enthält, bereitzustellen.
[Technische Lösung]
Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt eine Batteriezellen-Aktivierungsschale bereit. In einer Ausführungsbeispiel enthält die Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster: einen Schalenhauptkörper mit einer Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen, die dazu konfiguriert sind, eine Vielzahl von Batteriezellen darin unterzubringen, wobei der Schalenhauptkörper einen oberen Abschnitt aufweist, der offen ist; eine untere Platte, die unter dem Schalenhauptkörper angeordnet ist, wobei die untere Platte einen Hauptströmungsweg aufweist, der dazu eingerichtet ist, einem Fluid zu ermöglichen, sich darin hindurch zu bewegen; und ein Temperatursteuergerät, das fluidisch mit dem Hauptströmungsweg verbunden ist, um die Temperatur des in den Hauptströmungsweg eingeführten Fluids zu steuern.
Ferner stellt das vorliegende Gebrauchsmuster ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem bereit, das die oben beschriebene Batteriezellen-Aktivierungsschale enthält.
[Vorteilhafter Effekt]
Gemäß einer Batteriezellen-Aktivierungsschale und einem Batteriezellen-Lade-/Entladesystem, das diese des vorliegenden Gebrauchsmusters enthält, besteht ein Vorteil darin, dass ein Fluid in einen Hauptströmungsweg in einer unteren Platte strömt und somit die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen gesteuert werden kann, die in den Aufbewahrungsaussparungen eines Schalenhauptkörpers untergebracht sind, um die Temperaturabweichung zwischen den Batteriezellen, die während eines Aktivierungsprozesses in der Schale untergebracht sind, zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen zylindrischen Batteriezellenschale, die eine Vielzahl von zylindrischen Batterien unterbringt.
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
3 ist eine Draufsicht, die Batteriezellen und einen Hauptströmungsweg, der in der Batteriezellen-Aktivierungsschale untergebracht ist, gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
4 ist ein konzeptionelles Schema, das eine Konfiguration eines Temperatursteuergeräts in der Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
5 ist eine schematische Ansicht, die die Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
6 ist eine schematische Ansicht, die eine Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.

[Kurzbeschreibung]
Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt eine Batteriezellen-Aktivierungsschale bereit. In einem Ausführungsbeispiel enthält die Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster: einen Schalenhauptkörper mit einer Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen, die dazu geeignet ist, individuell eine Vielzahl von Batteriezellen aufzunehmen und eine Struktur aufweist, von der ein oberer Abschnitt offen ist; eine untere Platte, die unter dem Schalenhauptkörper angeordnet ist und eine Struktur aufweist, in der ein Hauptströmungsweg ausgebildet ist, durch den sich ein Fluid bewegt; und ein Temperatursteuergerät, das fluidisch mit dem Hauptströmungsweg verbunden ist, um die Temperatur des in den Hauptströmungsweg eingeführten Fluids zu steuern.
Bevorzugt kann in der Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster das Fluid in den Hauptströmungsweg in der unteren Platte eingeführt werden, um die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen zu steuern, die in den Aufbewahrungsaussparungen des Schalenhauptkörpers untergebracht sind.
Bevorzugt kann der in der unteren Platte aufweisende Hauptströmungsweg einen Einlass, durch den das Fluid eingeführt wird, und einem Auslass, durch den das Fluid entladen wird, enthalten und kann ferner eine Umwälzpumpe enthalten, die mit dem Einlass und dem Auslass kommuniziert, um das Fluid weiter zu leiten.
Der Hauptströmungsweg kann dazu angeordnet sein, unter dem unteren Abschnitte der Aufbewahrungsaussparungen des Schalenhauptkörpers zu verlaufen.
Bevorzugt kann das Temperatursteuergerät enthalten: einen ersten Nebenströmungsweg und einen zweiten Nebenströmungsweg, die von dem Hauptströmungsweg abzweigen; einen Erhitzer, der fluidisch mit dem ersten Nebenströmungsweg verbunden ist und das Fluid erhitzt; eine Kühlvorrichtung, die fluidisch mit dem zweiten Nebenströmungsweg verbunden ist und das Fluid kühlt; und ein Strömungsweg-Wahlventil, das am Hauptströmungsweg angeordnet ist, um den ersten Nebenströmungsweg oder den zweiten Nebenströmungsweg selektiv mit dem Hauptströmungsweg zu kommunizieren.
Ferner kann mindestens ein Bereich des Einlasses und des Auslasses des Hauptströmungswegs einen Temperatursensor enthalten, der die Temperatur des Fluids erfasst.
Insbesondere kann das Strömungsweg-Wahlventil den ersten Nebenströmungsweg selektiv öffnen, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur niedriger als eine eingestellte Temperatur ist, und den zweiten Nebenströmungsweg selektiv öffnen, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur die eingestellte Temperatur überschreitet.
Das Temperatursteuergerät kann die Temperatur des in den Hauptströmungsweg eingeführten Fluids auf einen Temperaturbereich von 20 °C bis 60 °C regeln.
In einem weiteren Beispiel kann die Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster Seitenwände enthalten, die dazu angeordnet sind, die Seitenflächen des Schalenhauptkörpers zu umschließen.
Der Schalenhauptkörper und die Seitenwand können ein oder mehrere wärmeleitende Materialien aus einem wärmeleitenden Füllstoff und einem wärmeleitenden Polymer enthalten.
In diesem Fall kann die Seitenwand eine Höhe in einem Bereich von 80 % bis 120 % in Bezug auf eine Gesamthöhe der Batteriezelle, die in dem Schalenhauptkörper untergebracht ist, aufweisen.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale kann eine Seitenflächenplatte enthalten, die mit einer Außenfläche der Seitenwand in Kontakt steht. Ferner können die Seitenflächenplatten des Weiteren einen Strömungsweg, durch den sich das Fluid bewegt, und ein Temperatursteuergerät, das die Temperatur des in den Strömungsweg eingeführten Fluids steuert, enthalten.
Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem bereit, das die oben beschriebene Batteriezellen-Aktivierungsschale enthält.
Bevorzugt kann das Lade-/Entladesystem eine Lade-/Entladevorrichtung enthalten, die elektrisch mit der Vielzahl von Batteriezellen verbunden ist, die in dem Schalenhauptkörper untergebracht sind.
[Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen]
Da das vorliegende Gebrauchsmuster verschieden geändert werden kann und verschiedene Ausführungsformen aufweisen kann, werden spezifische Ausführungsformen in der detaillierten Beschreibung ausführlich beschrieben.
Dies soll jedoch das vorliegende Gebrauchsmuster nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränken, und es versteht sich, dass alle Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen, die dem Geist und Umfang des vorliegenden Gebrauchsmusters entsprechen, enthalten sind.
Im vorliegenden Gebrauchsmuster versteht es sich, dass Begriffe wie „enthalten“ und „aufweisen“ anzeigen sollen, dass ein Merkmal, eine Anzahl, ein Schritt, eine Operation, eine Komponente, ein Teil oder eine Kombination davon, die in der Beschreibung beschrieben sind, vorhanden sind, aber nicht die Möglichkeit des Vorhandenseins oder Hinzufügens eines oder mehrerer anderer Merkmale, Anzahlen, Schritte, Operationen, Komponenten oder Kombinationen davon im Voraus ausschließen.
Wenn ferner ein Abschnitt, wie etwa eine Schicht, ein Film, ein Bereich, eine Platte oder dergleichen, als „auf“ einem anderen Abschnitt angeordnet bezeichnet wird, umfasst dies nicht nur den Fall, in dem der Abschnitt „direkt auf” dem anderen Abschnitt angeordnet ist, sondern auch den Fall, in dem noch ein anderer Abschnitt dazwischen angeordnet ist. Demgemäß, wenn ein Abschnitt, wie etwa eine Schicht, ein Film, ein Bereich, eine Platte oder dergleichen, als „unter“ einem anderen Abschnitt angeordnet bezeichnet wird, umfasst dies nicht nur den Fall, in dem der Abschnitt „direkt unter“ dem anderen Abschnitt angeordnet ist, sondern auch den Fall, in dem noch ein anderer Abschnitt dazwischen angeordnet ist. Ferner kann die Anordnung „auf“ in der vorliegenden Anmeldung bedeuten, dass etwas auf einem unteren Abschnitt oder auf einem oberen Abschnitt angeordnet ist.
Im Folgenden werden eine Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster und ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem, das diese enthält, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt eine Batteriezellen-Aktivierungsschale als eine erste Ausführungsform bereit.
Batteriezellen-Aktivierungsschale
2 ist eine schematische Ansicht, die die Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht, 3 ist eine Draufsicht, die Batteriezellen und einen Hauptströmungsweg, der in der Batteriezellen-Aktivierungsschale untergebracht ist, gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht, und 4 ist ein konzeptionelles Schema, das eine Konfiguration eines Temperatursteuergeräts 130 in der Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 enthält eine Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster: einen Schalenhauptkörper 110 mit einer Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen 111, die dazu geeignet sind, individuell eine Vielzahl von Batteriezellen aufzunehmen, und eine Struktur aufweisen, von der ein oberer Abschnitt offen ist; eine untere Platte 120, die unter dem Schalenhauptkörper 110 angeordnet ist und eine Struktur aufweist, in der ein Hauptströmungsweg 121 ausgebildet ist, durch den sich ein Fluid bewegt; und ein Temperatursteuergerät 130, das fluidisch mit dem Hauptströmungsweg 121 verbunden ist, um die Temperatur des in den Hauptströmungsweg 121 eingeführten Fluids zu steuern.
In diesem Fall kann das Fluid in den Hauptströmungsweg 121 in der unteren Platte 120 eingeführt werden, um die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen, die in den Aufbewahrungsaussparungen 111 des Schalenhauptkörpers 110 untergebracht sind, einfach zu kontrollieren.
Der Schalenhauptkörper 110 ist eine Struktur in einer viereckigen Rahmenform, von der ein oberer Abschnitt offen ist und in der die Aufbewahrungsaussparungen 111 ausgebildet sind, und jede Aufbewahrungsaussparung 111 eine Struktur aufweist, die durch eine Trennwand oder dergleichen unterteilt ist, um räumlich von einer benachbarten Aufbewahrungsaussparung 111 getrennt zu sein. Ferner sind die Aufbewahrungsaussparungen so ausgebildet, dass sie den Formen der zu unterbringenden Batteriezellen entsprechen, so dass eine Vielzahl von Batteriezellen in den Aufbewahrungsaussparungen untergebracht sein können, die voneinander in einer Form unterteilt sind, in der sie voneinander beabstandet sind.
Die Zeichnung veranschaulicht wie zylindrische Batteriezellen in dem Schalenhauptkörper 110 untergebracht sein können, aber das vorliegende Gebrauchsmuster ist nicht darauf beschränkt. Der Schalenhauptkörper 110 kann zylindrische oder prismatische Batteriezellen unterbringen.
Der Schalenhauptkörper 110 enthält ein oder mehrere wärmeleitende Materialien aus einem wärmeleitenden Füllstoff und einem wärmeleitenden Polymer. Der Schalenhauptkörper 110 kann aus einem allgemeinen Metall gebildet sein oder kann ein Polymer als Hauptmaterial enthalten. Der Schalenhauptkörper 110 kann das oben beschriebene wärmeleitende Material enthalten, wenn er aus dem Polymer gebildet ist. Da das Polymer ein geringeres Gewicht als Metall aufweist und somit ein geringes Gewicht aufweist, wenn der Schalenhauptkörper 110 aus einem wärmeleitenden Material basierend auf einem Polymer hergestellt wird, besteht ein Vorteil darin, dass der Transport und das Formen vereinfacht werden.
Beispielsweise kann der Schalenhauptkörper 110 ein Verbundmaterial enthalten, in dem ein Füllstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit mit einem herkömmlichen Polymermaterial gemischt ist. Der Füllstoff kann eine Siliziumverbindung, eine Aluminiumverbindung, eine Magnesiumverbindung, eine Borverbindung oder dergleichen enthalten. Beispielsweise können Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Magnesiumoxid, Magnesiumkohlenstoffdioxid, Magnesiumhydroxid oder dergleichen als Füllstoff verwendet werden, der in dem wärmeleitenden Material enthalten ist. Das vorliegende Gebrauchsmuster ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und zusätzlich können verschiedene andere Füllstoffe als Material einer Kartusche verwendet werden.
Das Polymermaterial, das im Schalenhauptkörper 110 verwendet wird, kann verschiedene Materialien wie Polypropylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polycarbonat, Nylon, ein Flüssigkristallpolymer, Polyphenylensulfid, Polyetheretherketon und dergleichen enthalten. Ferner können verschiedene andere Polymermaterialien als Kartuschenmaterialien des vorliegenden Gebrauchsmusters verwendet werden.
Zusätzlich kann das wärmeleitende Material, das den Schalenhauptkörper 110 bildet, aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 W/mK oder mehr gebildet sein. Zum Beispiel kann dieses wärmeleitende Material aus einem Polymerkunststoffmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit von 2 W/mK bis 20 W/mK gebildet sein, und das wärmeleitende Material kann aus einem wärmeleitenden Polymerkunststoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von 5 W/mK oder mehr gebildet sein.
Herkömmlicherweise beträgt im Fall von Kunststoff, der als Material des Schalenhauptkörpers 110 verwendet wird, im Allgemeinen eine Wärmeleitfähigkeit von nur 0,1 bis 0,4 W/mK. Jedoch kann im Fall des Schalenhauptkörpers 110 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster die Wärmeübertragung und die Wärmeentladung durch den Schalenhauptkörper 110 durchgeführt werden, da ein Polymermaterial mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als einem herkömmlichen Kunststoff verwendet wird, und die Wärmeübertragung und die Wärmeentladung bei der Vielzahl von Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper 110 untergebracht sind, können einfacher durchgeführt werden.
Des Weiteren ist die untere Platte 120 ferner unter dem Schalenhauptkörper 110 enthalten. Insbesondere kann die untere Platte 120 eine Struktur aufweisen, in der der Hauptströmungsweg 121, durch den sich das Fluid bewegt, ausgebildet ist.
Ein Einlass, durch den das Fluid eingeführt wird, kann an einem Ende des Strömungswegs ausgebildet sein, ein Auslass, durch den das Fluid entladen wird, kann an dem anderen Ende des Strömungswegs ausgebildet sein, und der Einlass und der Auslass können mit einer Umwälzpumpe kommunizieren. Die Umwälzpumpe ist dazu konfiguriert, eine Strömungsrate und eine Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, das durch den Einlass des Strömungswegs strömt, einzustellen.
Der Hauptströmungsweg 121 kann dazu angeordnet sein, dass er unter dem unteren Abschnitt der Aufbewahrungsaussparungen 111 des Schalenhauptkörpers 110 verläuft. In einem besonderen Ausführungsbeispiel kann das Fluid abwechselnd eine erste Leitung, in der die Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen 111 angeordnet ist, und eine zweite Leitung, die der ersten Leitung benachbart ist, durchlaufen, um Wärme von den Batteriezellen abzuführen oder um Wärme an die Batteriezellen zuzuführen, und kann dann beim Auslass entladen werden. Der Einlass und der Auslass können so ausgebildet sein, dass sie durch den Hauptströmungsweg 121 miteinander verbunden sind, und eine Flüssigkeit, wie etwa Wasser, ein Kühlmittel oder dergleichen, kann als das Fluid verwendet werden, das sich durch den Strömungsweg bewegt. Da eine Flüssigkeit, wie etwa Wasser, ein Kühlmittel oder dergleichen, eine hohe spezifische Wärme aufweist, nimmt die Temperatur der Flüssigkeit selbst dann nicht signifikant zu, wenn Wärme, die durch die Batteriezellen erzeugt wird, ausreichend absorbiert wird, so dass die Sekundärbatterien gleichmäßig gekühlt werden können.
Ferner kann die untere Platte aus dem gleichen Material wie der Schalenhauptkörper 110 gebildet sein und kann die Temperatur der Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper 110 untergebracht sind, leicht aufrechterhalten, indem sie ein wärmeleitendes Material enthält.
In der Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster enthält das Temperatursteuergerät 130: einen ersten Nebenströmungsweg 131 und einen zweiten Nebenströmungsweg 132, die von dem Hauptströmungsweg 121 abzweigen; einen Erhitzer 1311, der fluidisch mit dem ersten Nebenströmungsweg 131 verbunden ist und das Fluid erhitzt; eine Kühlvorrichtung 1322, die fluidisch mit dem zweiten Nebenströmungsweg 132 verbunden ist und das Fluid kühlt; und ein Strömungsweg-Wahlventil 133, das am Hauptströmungsweg 121 angeordnet ist, um den ersten Nebenströmungsweg 131 oder den zweiten Nebenströmungsweg 132 mit dem Hauptströmungsweg 121 zur Kommunikation auszuwählen.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel öffnet das Strömungsweg-Wahlventil den ersten Nebenströmungsweg 131, wenn der Erhitzer 1311 arbeitet, öffnet den zweiten Nebenströmungsweg 132, wenn die Kühlvorrichtung 1322 arbeitet, und arbeitet gleichzeitig mit dem Erhitzer 1311 oder der Kühlvorrichtung 1322 gemäß einer eingestellten Temperatur des Temperatursteuergeräts.
Unterdessen können ein oder mehrere Bereiche zwischen dem Einlass und dem Auslass des Hauptströmungswegs 121 einen Temperatursensor enthalten, der die Temperatur des Fluids erfasst. Beispielsweise kann der Temperatursensor am Auslass angeordnet sein, oder der Einlass und der Auslass können jeweils den Temperatursensor enthalten.
Beispielsweise kann das Strömungsweg-Wahlventil 133 den ersten Nebenströmungsweg 131 selektiv öffnen, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur niedriger als die eingestellte Temperatur ist, und den zweiten Nebenströmungsweg 132 selektiv öffnen, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur die eingestellte Temperatur überschreitet.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel kann die Temperatur des sich in dem Strömungsweg bewegenden Fluids in einem Bereich von 20 °C bis 60 °C liegen, und das Temperatursteuergerät 130 kann die Temperatur des in den Hauptströmungsweg 121 eingeführten Fluids auf einen Temperaturbereich von 20 °C bis 60 °C regeln. Beispielsweise kann in dem Batteriezellen-Aktivierungsprozess ein Alterungsprozess die Temperatur des Fluids bei der Imprägnierung eines Elektrolyten erhöhen, und in einem Lade-/Entladeprozess kann die Temperatur der in der Batteriezellen-Aktivierungsschale untergebrachten Batteriezellen ansteigen, so dass das Fluid zu kühlen ist.
Wie oben beschrieben, kann eine Umwälzpumpe 140 am Hauptströmungsweg bereitstehen, um das Fluid zur Zirkulation zu bringen.
Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, kann die Kühlvorrichtung 1322 einen Verdichter, der ein am zweiten Nebenströmungsweg 132 verdampftes Kältemittel verdichtet, einen Verdampfer, der Wärme absorbiert und das Kältemittel durch Austauschen von Wärme mit dem zweiten Nebenströmungsweg 132 durch einen Wärmetauscher verdampft, und einen Kondensator, der die Wärme durch das Kondensieren des verdichteten Kältemittels nach außen abgibt, enthalten. In einem besonderen Ausführungsbeispiel, kühlt der Verdampfer das Fluid durch Absorbieren der Wärme vom Wärmetauscher, da der Wärmetauscher dazu bereitsteht, dass das Fluid im zweiten Nebenströmungsweg 132 durch ihn hindurch strömt und durch den Verdampfer hindurch strömt, Das Temperatursteuergerät enthält eine Temperatureinstelleinheit, so dass ein Benutzer die Temperatur einstellen kann, und ist elektrisch mit einer Betriebseinheit des Erhitzers 1311 und einer Betriebseinheit der Kühlvorrichtung 1322 verbunden, um den Erhitzer 1311 und die Kühlvorrichtung 1322 gemäß einer Temperatureinstellung des Benutzers zu verwenden.
5 ist eine schematische Ansicht, die die Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
In Bezug auf 5 kann die Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster ferner Seitenwände 150 enthalten, die so angeordnet sind, die Seitenflächen des Schalenhauptkörpers 110 zu umschließen. Wenn beispielsweise der Schalenhauptkörper 110 eine viereckige Form aufweist, können die Seitenwände 150 dazu angeordnet sein, vier Flächen des Schalenhauptkörpers 110 zu umschließen.
Ferner kann die Seitenwand 150 eine Höhe in einem Bereich von 80 % bis 120 % einer Gesamthöhe der Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper 110 untergebracht sind, aufweisen und kann eine Höhe in einem Bereich von 85 % bis 110 %, oder 90 % bis 105 %, oder eine Höhe von 105 % der Gesamthöhe der Batteriezellen aufweisen, um zu verhindern, dass die Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper 110 untergebracht sind, herausfallen, wenn die Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 überführt wird.
Zusätzlich kann die Seitenwand 150 eine Struktur aufweisen, in der eine Vielzahl von Öffnungen in einem oberen Bereich gebildet ist, und die Seitenwand 150 kann ein oder mehrere wärmeleitende Materialien aus einem wärmeleitenden Füllstoff und einem wärmeleitenden Polymer wie der Schalenhauptkörper 110 enthalten und kann beispielsweise aus dem gleichen Material wie der Schalenhauptkörper 110 hergestellt worden sein. Da diese Konfigurationen schon oben beschrieben worden sind, wird auf eine ausführliche Beschreibung dazu verzichtet.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann die untere Platte 120 enthalten, die den Strömungsweg aufweist, durch den das Fluid unter dem Schalenhauptkörper 110 zirkuliert, um die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper 110 untergebracht sind, einfach zu kontrollieren. Dementsprechend hat die Batteriezellen-Aktivierungsschale 100 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster den Vorteil, dass die Temperaturabweichung zwischen den Batteriezellen, die während des Aktivierungsprozesses in der Schale untergebracht sind, verbessert werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt eine Batteriezellen-Aktivierungsschale als eine zweite Ausführungsform bereit.
Batteriezellen-Aktivierungsschale
6 ist eine schematische Ansicht, die eine Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster veranschaulicht.
In Bezug auf 6 enthält eine Batteriezellen-Aktivierungsschale 200 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster: einen Schalenhauptkörper 210 mit einer Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen 211, die dazu geeignet ist, individuell eine Vielzahl von Batteriezellen unterzubringen, und eine Struktur aufweist, von der ein oberer Abschnitt offen ist; Seitenwände 250, die dazu angeordnet sind, die Seitenflächen des Schalenhauptkörpers 210 zu umschließen; eine untere Platte 220, die unter dem Schalenhauptkörper 210 angeordnet ist und eine Struktur aufweist, in der ein Hauptströmungsweg 221 ausgebildet ist, durch den sich ein Fluid bewegt; und ein Temperatursteuergerät 230, das fluidisch mit dem Hauptströmungsweg 221 verbunden ist, um die Temperatur des in den Hauptströmungsweg 221 eingeführten Fluids zu steuern.
Ferner kann die Batteriezellen-Aktivierungsschale gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster Seitenflächenplatten 260 enthalten, die mit den Außenflächen der Seitenwände 250 in Kontakt stehen, und die Seitenflächenplatten 260 können ferner Strömungswege 261 enthalten, durch die sich ein Fluid bewegt, und ein Temperatursteuergerät 262, das die Temperatur des in die Strömungswege 261 eingeführten Fluids steuert.
Die Strömungswege 261 und das Temperatursteuergerät 262, die in den Seitenflächenplatten 260 angeordnet sind, unterscheiden sich von dem Hauptströmungsweg 221 und dem Temperatursteuergerät 230, die in der unteren Platte 220 angeordnet sind, und können die Temperatur individuell steuern.
Die Zeichnung veranschaulicht, dass eine Seitenflächenplatte 260 angeordnet ist, aber die Seitenflächenplatten 260 können an allen Seitenwänden 250 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Seitenflächenplatte 260 eine Struktur aufweisen, die an einem unteren Ende der Seitenwand 250 mit einer vorbestimmten Länge ausgebildet ist, und die Seitenflächenplatte 260 kann so angeordnet sein, dass sie an einem Vorsprung der Seitenwand 250 aufgehängt ist.
Die in den Seitenflächenplatten 260 eingebetteten Strömungswege 261 können dazu angeordnet sein, dass sie durch die Seitenflächen der Aufbewahrungsaussparungen 211 des Schalenhauptkörpers 210 verlaufen. In einem besonderen Ausführungsbeispiel können die Strömungswege 261 so ausgebildet sein, dass sie durch die Seitenfläche einer Aufbewahrungsaussparung 211 verlaufen, und die Strömungswege 261 können abwechselnd so ausgebildet sein, dass sie durch die Seitenfläche der Aufbewahrungsaussparung 211 neben der Aufbewahrungsaussparung 211 verlaufen. Ferner kann das durch die Strömungswege 261 strömende Fluid Wärme von den Batteriezellen abführen oder Wärme an die Batteriezellen zuführen, und kann dann bei einem Auslass entladen werden. Ein Einlass und der Auslass können so ausgebildet sein, dass sie durch den Hauptströmungsweg 221 miteinander verbunden sind, und eine Flüssigkeit, wie etwa Wasser, ein Kühlmittel oder dergleichen, kann als das Fluid verwendet werden, das sich durch die Strömungswege 261 bewegt.
In der Batteriezellen-Aktivierungsschale 200 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann das Fluid einer vorbestimmten Temperatur in jede der oben beschriebenen unteren Platte 220 und Seitenflächenplatten 260 eingeführt werden, um die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen, die im Schalenhauptkörper 210 untergebracht sind, einfach zu kontrollieren.
Ferner können die Seitenflächenplatten 260 ein oder mehrere wärmeleitende Materialien aus einem wärmeleitenden Füllstoff und einem wärmeleitenden Polymer wie der Schalenhauptkörper 210 enthalten und können beispielsweise aus dem gleichen Material wie der Schalenhauptkörper 210 hergestellt worden sein.
Die Seitenflächenplatten 260 sind zwar nur an den Seitenflächen des Schalenhauptkörpers 210 angeordnet, da aber der Schalenhauptkörper 210 eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen, die im Schalenhauptkörper 210 untergebracht sind, effektiv kontrolliert werden. Da Konfigurationen des Schalenhauptkörpers 210, der unteren Platte 220, der Seitenwände 250, der Temperatursteuerung 230 und dergleichen bereits oben beschrieben worden sind, wird auf eine ausführliche Beschreibung dazu verzichtet.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale 200 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann die untere Platte 220 und die Seitenflächenplatten 260 enthalten, die die Strömungswege 261 aufweisen, durch die das Fluid unter dem Schalenhauptkörper 210 und an den Seitenflächen des Schalenhauptkörpers 210 zirkuliert, um die Temperatur einer Vielzahl von Batteriezellen, die im Schalenhauptkörper 210 untergebracht sind, einfach zu kontrollieren. Dementsprechend hat die Batteriezellen-Aktivierungsschale 200 gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster den Vorteil, dass die Temperaturabweichung zwischen den Batteriezellen, die während des Aktivierungsprozesses in der Schale untergebracht sind, verbessert werden kann.
[Dritte Ausführungsform]
Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt eine Batteriezellen-Aktivierungsschale als eine dritte Ausführungsform bereit.
Batteriezellen-Lade-/Entladesy stem
Das vorliegende Gebrauchsmuster bezieht sich auf ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem, das die oben beschriebene Batteriezellen-Aktivierungsschale enthält. In einem besonderen Ausführungsbeispiel, kann das Batteriezellen-Lade-/Entladesystem eine Lade-/Entladevorrichtung enthalten, die elektrisch mit einer Vielzahl von Batteriezellen verbunden ist, die in dem Schalenhauptkörper untergebracht sind.
Insbesondere ist die Lade-/Entladevorrichtung elektrisch mit Elektrodenleitungen der Batteriezellen verbunden, die auf dem Schalenhauptkörper sitzen, und kann Ladeleistung an die Batteriezellen liefern oder Entladeleistung von den Batteriezellen erhalten. Vorliegend, ist das Liefern der Ladeleistung an die Batteriezellen nicht notwendigerweise auf das Liefern von Leistung beschränkt, die ausreicht, um die Batteriezellen vollständig zu laden. Da dies dasselbe für das Erhalten von Entladeleistung von den Batteriezellen bedeutet, wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet.
Das Batteriezellen-Lade-/Entladesystem gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster hat den Vorteil, dass die Temperaturabweichung zwischen den Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper untergebracht sind, durch das Steuern der Temperatur der Batteriezellen während eines Lade-/Entladeprozesses aus einer Vielzahl von Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper untergebracht sind, verbessert werden kann.
Das vorliegende Gebrauchsmuster wurde oben durch die Zeichnungen, die Ausführungsformen und dergleichen ausführlicher beschrieben. Da jedoch die in den Zeichnungen offenbarten Konfigurationen, die in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Ausführungsformen oder dergleichen nur eine Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters sind und nicht den gesamten technischen Geist des vorliegenden Gebrauchsmusters darstellen, versteht es sich, dass es verschiedene Äquivalente und Modifikationen geben kann, die in der Lage sind, diejenigen zu ersetzen, die zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung oben beschrieben wurden.
Bezugszeichenliste

10, 100, 200: Batteriezellen-Aktivierungsschale
110, 210: Schalenhauptkörper
111, 211: Aufbewahrungsaussparung
120, 220: untere Platte
121, 221: Hauptströmungsweg
122: Einlass
123: Auslass
130, 230: Temperatursteuergerät
131: erster Nebenströmungsweg
1311: Erhitzer
132: zweiter Nebenströmungsweg
1322: Kühlvorrichtung
133: Strömungsweg-Wahlventil
140, 240: Umwälzpumpe
150: Seitenwand
260: Seitenflächenplatte
261: Strömungsweg
262: Temperatursteuergerät

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020210117449 [0001]

Claims

Batteriezellen-Aktivierungsschale, aufweisend: einen Schalenhauptkörper mit einer Vielzahl von Aufbewahrungsaussparungen, die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Batteriezellen darin unterzubringen, wobei der Schalenhauptkörper einen oberen Abschnitt aufweist, der offen ist; eine untere Platte, die unter dem Schalenhauptkörper angeordnet ist, wobei die untere Platte einen Hauptströmungsweg aufweist, der dazu eingerichtet ist, einem Fluid zu ermöglichen sich darin hindurch zu bewegen; und ein Temperatursteuergerät, das fluidisch mit dem Hauptströmungsweg verbunden ist, um die Temperatur des in den Hauptströmungsweg eingeführten Fluids zu steuern, wobei das Fluid in den Hauptströmungsweg in der unteren Platte eingeführt wird, um die Temperatur der Vielzahl von Batteriezellen zu steuern, die in den Aufbewahrungsaussparungen des Schalenhauptkörpers untergebracht sind.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 1, wobei der Hauptströmungsweg enthält: einen Einlass, durch den das Fluid eingeführt wird; einen Auslass, durch den das Fluid entladen wird; und eine Umwälzpumpe, die dazu konfiguriert ist, mit dem Einlass und dem Auslass zu kommunizieren, um das Fluid weiter zu leiten.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 1, wobei der Hauptströmungsweg dazu angeordnet ist, unter den unteren Abschnitten der Aufbewahrungsaussparungen des Schalenhauptkörpers zu verlaufen.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 1, wobei das Temperatursteuergerät enthält: einen ersten Nebenströmungsweg und einen zweiten Nebenströmungsweg, die von dem Hauptströmungsweg abzweigen; einen Erhitzer, der fluidisch mit dem ersten Nebenströmungsweg verbunden ist, wobei der Erhitzer dazu konfiguriert ist, das Fluid zu erhitzen; eine Kühlvorrichtung, die fluidisch mit dem zweiten Nebenströmungsweg verbunden ist, wobei die Kühlvorrichtung dazu konfiguriert ist, das Fluid zu kühlen; und ein Strömungsweg-Wahlventil am Hauptströmungsweg, um den ersten Nebenströmungsweg oder den zweiten Nebenströmungsweg selektiv mit dem Hauptströmungsweg zu kommunizieren.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 4, wobei mindestens ein Bereich des Einlasses und des Auslasses des Hauptströmungswegs einen Temperatursensor enthält, der dazu konfiguriert ist, die Temperatur des Fluids zu erfassen.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 5, wobei das Strömungsweg-Wahlventil den ersten Nebenströmungsweg selektiv öffnet, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur niedriger als eine eingestellte Temperatur ist, und den zweiten Nebenströmungsweg selektiv öffnet, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur die eingestellte Temperatur überschreitet.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 1, wobei das Temperatursteuergerät die Temperatur des in den Hauptströmungsweg eingeführten Fluids auf einen Temperaturbereich von 20 °C bis 60 °C regelt.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 1, ferner aufweisend Seitenwände, die so angeordnet sind, dass sie die Seitenflächen des Schalenhauptkörpers umschließen.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 8, wobei der Schalenhauptkörper und die Seitenwände mindestens ein wärmeleitendes Material aus einem wärmeleitenden Füllstoff und einem wärmeleitenden Polymer enthalten.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 8, wobei jede Seitenwand eine Höhe in einem Bereich von 80 % bis 120 % einer Gesamthöhe der Batteriezellen, die in dem Schalenhauptkörper untergebrachten sind, aufweist.
Die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 8, ferner aufweisend mindestens eine Seitenflächenplatte, die dazu konfiguriert ist, mit der Außenfläche mindestens einer Seitenwand in Kontakt zu stehen, wobei die Seitenflächenplatte ferner enthält: einen Strömungsweg, durch den sich das Fluid bewegt; und ein Temperatursteuergerät, das dazu konfiguriert ist, die Temperatur des in den Strömungsweg der Seitenflächenplatte eingeführten Fluids zu steuern.
Ein Batteriezellen-Lade-/Entladesystem, umfassend die Batteriezellen-Aktivierungsschale nach Anspruch 1.
Das Batteriezellen-Lade-/Entladesystem nach Anspruch 12, ferner aufweisend eine Lade-/Entladevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, elektrisch mit einer Vielzahl von Batteriezellen verbunden zu sein, die in dem Schalenhauptkörper untergebracht sind.