ES2947495T3 - Módulo de batería, método para su preparación y grupo de baterías que incluye aquel - Google Patents

Abstract

De acuerdo con una realización de la presente invención, un módulo de batería comprende: una pila de celdas que incluye una pluralidad de celdas de batería; y un marco de módulo que aloja la pila de celdas en él, en el que una parte inferior del marco de módulo incluye una primera región, una segunda región y una tercera región, en las que se forma una capa de polímero térmicamente conductora, en el que la capa de polímero térmicamente conductora en el la primera región y la capa de polímero térmicamente conductor en la segunda región son cada una más gruesa que el polímero térmicamente conductor en la tercera región. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de batería, método para su preparación y grupo de baterías que incluye aquel

Sector de la técnica

Referencia cruzada a solicitud(es) relacionada(s)

La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de patente coreana No. 10-2019-0069230 presentada el 12 de junio de 2019 y de la Solicitud de patente coreana No. 10-2020-0011329 presentada el 30 de enero de 2020 ante la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea.

La presente descripción se refiere a un módulo de batería, a un método para prepararlo, y a un grupo de baterías que incluye el módulo de batería y, más particularmente, a un método para preparar un módulo de batería que puede aplicar una cantidad precisa de una resina térmicamente conductora, un módulo de batería preparado a través del método, y un grupo de baterías que incluye el módulo de batería.

Estado de la técnica

En la sociedad moderna, dado que los dispositivos portátiles como, por ejemplo, un teléfono móvil, un ordenador portátil, una videocámara y una cámara digital se han utilizado a diario, se ha activado el desarrollo de las tecnologías en los campos relacionados con los dispositivos móviles según se describe más arriba. Además, se usan baterías recargables como una fuente de alimentación para un vehículo eléctrico (VE), un vehículo híbrido eléctrico (VHE), un vehículo híbrido eléctrico enchufable (VHEE) y similares, en un intento por resolver la contaminación del aire y similares provocada por los vehículos a gasolina existentes que utilizan combustible fósil y, por lo tanto, existe una necesidad creciente de desarrollar la batería secundaria.

Las baterías secundarias actualmente comercializadas incluyen una batería de níquel-cadmio, una batería de níquelhidrógeno, una batería de níquel-zinc y una batería secundaria de litio. Entre ellas, la batería secundaria de litio ha sido el foco de atención porque tiene ventajas, por ejemplo, casi no exhibe efecto memoria en comparación con las baterías secundarias basadas en níquel y, por consiguiente, se carga y descarga libremente, y tiene una velocidad de autodescarga muy lenta y una alta densidad energética.

Dicha batería secundaria de litio usa principalmente un óxido basado en litio y un material carbonáceo como un material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el cual una placa de electrodo positivo y una placa de ánodos de electrodo negativo, respectivamente, cubiertas con el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo se disponen con un separador que se interpone entre ellas, y un material exterior, a saber, una funda de batería, que sella y aloja el conjunto de electrodos junto con un electrolito.

En general, la batería secundaria de litio puede clasificarse en una batería secundaria tipo lata en la cual el conjunto de electrodos está empotrado en una lata de metal, y una batería secundaria tipo bolsa en la cual el conjunto de electrodos está empotrado en una bolsa de una lámina de aluminio, dependiendo de la forma del material exterior. En el caso de una batería secundaria utilizada para un dispositivo de pequeño tamaño, se disponen dos de tres celdas de batería, pero en el caso de una batería secundaria usada para un dispositivo de medio a gran tamaño como, por ejemplo, un automóvil, se utiliza un grupo de baterías en el cual una gran cantidad de celdas de batería se conectan eléctricamente. En dicho módulo de batería, múltiples celdas de batería se conectan entre sí en serie o en paralelo para formar una pila de celdas y, por consiguiente, mejorar la capacidad y salida. Además, uno o más módulos de batería pueden montarse junto con varios sistemas de control y protección como, por ejemplo, un sistema de gestión de batería (SGB) y un sistema de refrigeración para formar un grupo de baterías.

La Figura 1 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra un módulo 10 de batería según la técnica relacionada.

Con referencia a la Figura 1, el módulo 10 de batería puede incluir una monoestructura 30 cuya superficie frontal y superficie posterior están abiertas, para recibir una pila 20 de celdas en un espacio interior de aquella y placas 60 de extremo que cubren la superficie frontal y la superficie posterior de la monoestructura 30.

En la monoestructura 30, la pila 20 de celdas se monta horizontalmente sobre la superficie frontal abierta o la superficie posterior de la monoestructura 30 a lo largo de la dirección del eje X como una flecha ilustrada en la Figura 1. Sin embargo, la altura de la monoestructura 30 tiene que ser alta teniendo en cuenta la altura máxima de la pila 20 de celdas y una tolerancia en el proceso de inserción y, por consiguiente, no puede evitarse un espacio innecesariamente desaprovechado. Aquí, el espacio libre es un espacio provocado debido a la colocación a presión y similares.

Mientras tanto, una capa de resina térmicamente conductora para transferir calor y fijar la pila de celdas puede formarse entre una porción inferior de la pila 20 de celdas y la monoestructura 30. En general, después de que la pila 20 de celdas se haya insertado en la monoestructura 30, la resina térmicamente conductora se inserta a través de un agujero de inyección formado en la monoestructura 30 para formar la capa de resina térmicamente conductora.

Sin embargo, en el método de inyección según se describe más arriba, debido a una tolerancia de componentes de cada módulo de batería, es difícil inyectar una cantidad precisa de la resina térmicamente conductora de modo que la resina térmicamente conductora, cuya cantidad es innecesariamente grande, se consume.

El documento US 2016/301117 describe cómo aplicar gotas de resina separadas sobre una superficie inferior de un módulo de batería.

Objeto de la invención

Problema técnico

La presente descripción se ha llevado a cabo para resolver los problemas descritos más arriba, y un objeto de la presente descripción es proveer un método para preparar un módulo de batería, que puede utilizar de manera más efectiva un espacio interior y aplicar una cantidad precisa de una resina térmicamente conductora, un módulo de batería preparado a través del método, y un grupo de baterías que incluye el módulo de batería.

Sin embargo, el problema que debe resolverse por las realizaciones de la presente descripción no se encuentra limitado a los problemas descritos más arriba, y puede expandirse de forma diversa dentro del alcance de la idea técnica incluida en la presente descripción.

Solución técnica

Según la reivindicación 1, la invención es un módulo de batería que incluye una pila de celdas que incluye múltiples celdas de batería, y una estructura de módulo que aloja la pila de celdas, una parte inferior de la estructura de módulo incluye una primera área, una segunda área y una tercera área, en las cuales se forma una capa de resina térmicamente conductora, y las capas de resina térmicamente conductoras de la primera área y de la segunda área son más gruesas que la capa de resina térmicamente conductora de la tercera área.

La primera área y la segunda área se ubican en extremos opuestos espaciados entre sí en la parte inferior de la estructura del módulo y la tercera área se ubica entre la primera área y la segunda área que se encuentran espaciadas entre sí.

La capa de resina térmicamente conductora de la tercera área puede incluir una primera capa de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa de resina térmicamente conductora de la primera área, y una segunda capa de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa de resina térmicamente conductora de la segunda área, y la tercera área puede incluir una parte no aplicada de resina térmicamente conductora ubicada entre la primera capa de resina térmicamente conductora y la segunda capa de resina térmicamente conductora. El módulo de batería puede además incluir una película de aislamiento que cubre la parte no aplicada de resina térmicamente conductora.

El módulo de batería puede además incluir una película de aislamiento ubicada entre al menos una de la primera capa de resina térmicamente conductora y la segunda capa de resina térmicamente conductora, y la parte inferior. El módulo de batería puede además incluir una película de aislamiento ubicada entre la primera capa de resina térmicamente conductora y la segunda capa de resina térmicamente conductora.

Una superficie frontal y una superficie posterior de la estructura del módulo pueden estar abiertas, y la primera área y la segunda área pueden ubicarse en extremos opuestos de la parte inferior, que son adyacentes a la superficie frontal y a la superficie posterior, respectivamente.

Conductores de electrodo de las múltiples celdas de batería pueden sobresalir hacia la superficie frontal y superficie posterior.

El módulo de batería puede además incluir una película de aislamiento ubicada entre la primera capa de resina térmicamente conductora de la tercera área y la parte inferior.

Una dirección de la pila de las múltiples celdas de batería puede ser paralela a la parte inferior de la estructura del módulo, y cada una de las múltiples celdas de batería puede contactar la capa de resina térmicamente conductora. La estructura de módulo puede tener una forma de U, cuya parte superior está abierta, y el módulo de batería puede además incluir una placa superior que cubre la pila de celdas en la parte superior de la estructura del módulo.

La estructura del módulo puede además incluir dos partes de superficie lateral que se extienden hacia arriba desde superficies laterales opuestas de la parte inferior, que se miran entre sí, y una distancia entre las dos partes de superficie lateral puede ser igual al ancho de la placa superior.

Según la reivindicación 10, la invención también es un método para preparar un módulo de batería que incluye una etapa de aplicación de una resina térmicamente conductora sobre una parte inferior de una estructura del módulo, cuya parte superior está abierta, para formar una capa de aplicación de resina térmicamente conductora, una etapa de movimiento vertical de una pila de celdas que incluye múltiples celdas de batería hacia una parte inferior de la estructura del módulo, cuya parte superior está abierta, una etapa de formación de una capa de resina térmicamente conductora mientras la pila de celdas comprime la capa de aplicación de resina térmicamente conductora, y una etapa de montaje de una placa superior para cubrir la pila de celdas sobre la parte superior de la estructura del módulo, que está abierta, y la parte inferior de la estructura del módulo incluye una primera área, una segunda área y una tercera área, la resina térmicamente conductora se aplica sobre la primera área y la segunda área en la formación de la capa de aplicación de resina térmicamente conductora, y la resina térmicamente conductora aplicada sobre la primera área y la segunda área se mueve a la tercera área en la formación de la capa de resina térmicamente conductora.

La primera área y la segunda área se ubican en extremos opuestos espaciados entre sí en la parte inferior de la estructura del módulo y la tercera área se ubica entre la primera área y la segunda área, que se encuentran espaciadas entre sí.

Una superficie frontal y una superficie posterior de la estructura del módulo están abiertas, y la primera área y la segunda área pueden ubicarse en los extremos opuestos de la parte inferior, que son adyacentes a la superficie frontal y a la superficie posterior, respectivamente.

Conductores de electrodo de las múltiples celdas de batería pueden sobresalir hacia la superficie frontal y superficie posterior.

El método para preparar el módulo de batería puede además incluir una etapa de disposición de una película de aislamiento sobre la tercera área.

Efectos ventajosos

Según las realizaciones de la presente descripción, un espacio en un módulo de batería, cuyo tamaño es innecesariamente grande, puede reducirse mediante el montaje de una pila de celdas de forma vertical con respecto a una estructura del módulo para utilizar, de manera efectiva, un espacio interior de aquel.

Además, una capa de resina térmicamente conductora se forma aplicando una resina térmicamente conductora en lugar de a través de un método de inyección existente de modo que es fácil aplicar solo una cantidad precisa necesaria de la resina térmicamente conductora.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra un módulo de batería según la técnica relacionada; la Figura 2 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra un método para preparar el módulo de batería según una realización de la presente descripción;

la Figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra una estructura de módulo de la Figura 2;

la Figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra una celda de batería incluida en la pila de celdas de batería de la Figura 2;

la Figura 5 es una parte de una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea de corte B-B' de la Figura la Figura 6 es una vista en sección transversal que ilustra un estado después de que la pila de celdas comprime la capa de aplicación de resina térmicamente conductora; y

las Figuras 7 a 10 son vistas que ilustran según otras realizaciones modificadas de la presente descripción, respectivamente.

Descripción detallada de la invención

De aquí en adelante, varias realizaciones de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos de modo que las personas con experiencia en la técnica puedan fácilmente implementarlas. La presente descripción puede modificarse en varias formas diferentes y no se encuentra limitada a las realizaciones establecidas en la presente memoria.

Además, en los dibujos, el tamaño y grosor de cada elemento se ilustran de forma arbitraria en aras de la conveniencia de la descripción, y la presente descripción no se encuentra necesariamente limitada al tamaño y grosor ilustrados en los dibujos. En los dibujos, el grosor de capas, regiones, etc. se exagera en aras de la claridad. En los dibujos, en aras de la descripción, los grosores de algunas capas y regiones se muestran exagerados.

Además, se comprenderá que cuando un elemento como, por ejemplo, una capa, película, región o placa se describe como una que está "sobre" o "encima de" otro elemento, puede estar directamente sobre el otro elemento o también puede haber elementos intervinientes. Por el contrario, cuando se hace referencia a un elemento como uno que está "directamente sobre" otro elemento, ello significa que no hay otros elementos intervinientes presentes. Además, la palabra "sobre" o "encima de" significa dispuesto sobre o debajo de una porción de referencia, y no significa necesariamente que se dispone sobre el extremo superior de la porción de referencia hacia la dirección de gravedad opuesta.

Además, a lo largo de la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a una parte como una "que incluye" o "que comprende" cierto componente, ello significa que puede además incluir otros componentes, sin excluir los otros componentes, a menos que se establezca lo contrario.

La Figura 2 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra un módulo 100 de batería según una realización de la presente descripción y un método para su preparación. La Figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra una estructura 300 de módulo de la Figura 2.

Con referencia a las Figuras 2 y 3, el módulo 100 de batería de la presente realización incluye una pila 200 de celdas que incluye múltiples celdas 210 de batería y una estructura 300 de módulo que aloja la pila 200 de celdas. La estructura 300 de módulo puede tener una forma de U, cuya parte superior está abierta, y el módulo 100 de batería puede además incluir una placa 500 superior que cubre la pila 200 de celdas en la parte superior de la estructura 300 del módulo.

La estructura 300 del módulo puede incluir dos partes 320 de superficie lateral que se extienden hacia arriba (en la dirección del eje Z) desde superficies laterales opuestas de la parte inferior, que se miran entre sí, y puede tener una superficie 330 frontal y una superficie 340 posterior que tienen formas abiertas. Es preferible que una distancia entre las dos partes 320 de superficie lateral sea igual al ancho de la placa 500 superior.

La pila 200 de celdas puede incluir múltiples celdas 210 de batería apiladas a lo largo de una dirección específica, y puede además incluir una barra colectora 710 que conecta un conductor 211 de electrodo de cada celda 210 de batería y una estructura 700 de barra colectora, sobre la cual se monta la barra colectora 710. Luego, una dirección de la pila de las múltiples celdas 210 de batería puede ser paralela a la parte 310 inferior de la estructura 300 del módulo. Es decir, la dirección de la pila de las múltiples celdas 210 de batería puede ser paralela a la dirección del eje Y ilustrada en la Figura 2.

La pila 200 de celdas puede montarse en la parte 310 inferior de la estructura 300 del módulo de modo que cada una de las múltiples celdas de batería puede contactar una capa de resina térmicamente conductora aplicada sobre la parte 310 inferior de la estructura 300 del módulo. La capa de resina térmicamente conductora se describirá más abajo en detalle.

La Figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra una celda 210 de batería incluida en la pila 200 de celdas de la Figura 2. Con referencia a las Figuras 2 y 4, la celda 210 de batería según la presente realización tiene una estructura en la cual dos conductores 211 y 212 de electrodo que son opuestos entre sí sobresalen desde una parte 214a de extremo y otra parte 214b de extremo de un cuerpo 213 de batería, respectivamente. La celda 210 de batería puede prepararse uniendo extremos 214a y 214b opuestos de una funda 214 de batería y superficies 214c laterales opuestas que los conectan mientras reciben un conjunto de electrodos (no se ilustra) en la funda 214 de batería. Cuando la pila 200 de celdas que incluye la celda 210 de batería se monta sobre la estructura 300 del módulo, los conductores 211 y 212 de electrodos pueden sobresalir hacia la superficie 330 frontal y superficie 340 posterior.

Mientras tanto, el módulo 100 de batería puede además incluir placas 600 de extremo que cubren la superficie 330 frontal y la superficie 340 posterior. La estructura 300 del módulo y las placas 600 de extremo pueden unirse entre sí a través de un método como, por ejemplo, soldadura, pero la presente descripción no se encuentra limitada a ello, sino que pueden aplicarse varias realizaciones. Aunque no se ilustra en detalle, como una realización modificada, la estructura del módulo puede formar una estructura integrada mientras la superficie frontal y la superficie posterior de aquella no estén abiertas, de modo que las placas de extremo pueden ser estructuras innecesarias.

Con referencia a las Figuras 2 y 3, un método para preparar un módulo 100 de batería según una realización de la presente descripción incluye una etapa de aplicación de una resina térmicamente conductora sobre una parte 310 inferior de una estructura 300 del módulo, cuya parte superior está abierta, para formar una capa de aplicación de resina térmicamente conductora, una etapa de movimiento vertical de una pila 200 de celdas que incluye múltiples celdas 210 de batería hacia una parte 310 inferior de la estructura 300 del módulo, cuya parte superior está abierta, y una etapa de formación de una capa de resina térmicamente conductora mientras la pila 200 de celdas comprime la capa de aplicación de resina térmicamente conductora.

En el presente caso, el hecho de que la pila 200 de celdas se mueva hacia la parte 310 inferior significa que la pila 200 de celdas se dispone sobre la parte 310 inferior a lo largo de una dirección que es opuesta a la dirección del eje Z como una flecha ilustrada en la Figura 2.

La parte 310 inferior de la estructura 300 del módulo incluye una primera área 311, una segunda área 312 y una tercera área 313, y una resina térmicamente conductora se aplica sobre la primera área 311 y sobre la segunda área 312 en la etapa de formación de la capa de aplicación de resina térmicamente conductora.

La primera área 311 y la segunda área 312 pueden ubicarse en extremos opuestos de la parte 310 inferior, los cuales están espaciados entre sí. En detalle, la primera área 311 y la segunda área 312 pueden ubicarse no en extremos de la parte 310 inferior, que son adyacentes a las partes 320 de superficie lateral, sino en los extremos opuestos de la parte 310 inferior, que son adyacentes a la superficie 330 frontal abierta y a la superficie 340 posterior, respectivamente. Mientras tanto, la tercera área 313 puede ubicarse entre la primera área 311 y la segunda área 312 espaciadas entre sí.

Es decir, aunque las ubicaciones de la primera área 311 y la segunda área 312 no están particularmente limitadas, es preferible que las ubicaciones se ubiquen en los extremos opuestos de la parte 310 inferior, que son adyacentes a la superficie 330 frontal y a la superficie 340 posterior, respectivamente. Ello es porque es más efectivo al enfriar la pila 200 de celdas ubicar la primera área 311 y la segunda área 312 en sitios correspondientes al conductor 211 de electrodos dado que el conductor 211 de electrodos tiene un alto valor térmico en comparación con otra parte.

Posteriormente, puede continuar una etapa de cobertura de la parte superior abierta de la estructura 300 del módulo con la placa 500 superior, y cobertura de la superficie 330 frontal y de la superficie 340 posterior de la estructura 300 del módulo con las placas 600 de extremo.

Según se describe más arriba, es necesario diseñar marginalmente la altura de la monoestructura 30 de la Figura 1 teniendo en cuenta una tolerancia de montaje debido a la inserción horizontal, pero en la presente realización, dado que la pila 200 de celdas puede montarse verticalmente, la altura de la parte 320 de superficie lateral puede establecerse para que sea más pequeña para constituir un módulo de batería más compacto. Es decir, puede prepararse un módulo de batería que tenga una excelente capacidad y una excelente salida.

La Figura 5 ilustra una parte de una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea de corte B-B' de la Figura 3. En particular, ilustra que un límite entre la primera área 311 y la tercera área 313 se encuentra en un estado ampliado. Con referencia a la Figura 5 junto con la Figura 2 nuevamente, como se describe más arriba, la resina térmicamente conductora puede aplicarse sobre la primera área 311 y sobre la segunda área 312 de la parte 310 inferior para formar una capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora. De allí en adelante, la pila 200 de celdas puede moverse a lo largo de una dirección vertical (la dirección que es opuesta al eje Z de la Figura 2) para comprimir la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora. Por consiguiente, partes de las capas 400 de aplicación de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y segunda área 312 se mueven a la tercera área 313. Es decir, la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora de la primera área 311 ubicada en el lado izquierdo de la tercera área 313 se mueve en la dirección C, y la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora de la segunda área 312 ubicada en el lado derecho de la tercera área 313 se mueve en la dirección C'.

Como se describe más arriba, en la monoestructura 30 de la Figura 1, dado que la resina térmicamente conductora se inyecta a través de un agujero de inyección de la monoestructura 30 después de que la pila 200 de celdas se haya insertado en la monoestructura 30, se inyecta una resina térmicamente conductora innecesaria.

En la presente realización, la resina térmicamente conductora puede aplicarse con antelación para evitar la inyección de una cantidad excesiva de la resina térmicamente conductora que no es necesaria como en la técnica relacionada. Además, una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora se mueve para llenarse a través de la compresión de la pila 200 de celdas de modo que es más fácil aplicar una cantidad precisa de la resina térmicamente conductora.

Mientras tanto, la resina térmicamente conductora de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora puede incluir una sustancia de unión térmicamente conductora, en detalle, al menos una de un material de silicio, un material de uretano y un material acrílico. La resina térmicamente conductora se encuentra en un estado líquido cuando se está aplicando, pero la resina térmicamente conductora se solidifica después de aplicarse y, de esta manera, funciona para fijar la única o más celdas 210 de batería que constituyen la pila 200 de celdas. Además, la resina térmicamente conductora puede transferir rápidamente el calor generado en la celda 210 de batería al exterior del módulo de batería debido a sus excelentes características de conductividad térmica y, por consiguiente, evitar el sobrecalentamiento del módulo de batería.

La Figura 6 es una vista en sección transversal que ilustra un estado después de que la pila de celdas haya comprimido la capa de aplicación de resina térmicamente conductora para formar las capas 410a, 420a y 430a de resina térmicamente conductora.

Es decir, a medida que la pila de celdas (no se ilustra) se comprime, partes de las capas 400 de aplicación de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y segunda área 312 se mueven a la tercera área 313 como se ilustra en la Figura 5, de modo que la capa 410a de resina térmicamente conductora de la primera área 311, la capa 420a de resina térmicamente conductora de la segunda área 312 y la capa 430a de resina térmicamente conductora de la tercera área 313 se forman como se ilustra en la Figura 6.

Según se describe más arriba, dado que las capas 410a, 420a y 430a de resina térmicamente conductora se forman a medida que la resina térmicamente conductora se mueve debido a la compresión, la capa 410a de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y la capa 420a de resina térmicamente conductora de la segunda área 312 pueden ser más gruesas que la capa 430a de resina térmicamente conductora de la tercera área 313. En mayor detalle, a medida que la capa 410a de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y la capa 420a de resina térmicamente conductora de la segunda área 312 se mueven hacia la capa 430a de resina térmicamente conductora de la tercera área 313, su grosor puede convertirse en más pequeño.

Aquí, los grosores de las capas 410a, 420a y 430a de resina térmicamente conductora se refieren a la longitud vertical de la parte 310 inferior con respecto a la parte 310 inferior.

Es decir, según una realización de la presente descripción, una distancia entre el punto más bajo de la capa 410a de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y la parte 310 inferior puede ser mayor que una distancia del punto más alto de la capa 430a de resina térmicamente conductora de la tercera área 313 y la parte 310 inferior. De manera similar, una distancia entre el punto más bajo de la capa 420a de resina térmicamente conductora de la segunda área 312 y la parte 310 inferior puede ser mayor que una distancia entre el punto más alto de la capa 430a de resina térmicamente conductora de la tercera área 313 y la parte 310 inferior.

Las Figuras 7 a 10 son vistas en sección transversal que ilustran otras realizaciones modificadas de la presente descripción, respectivamente. En primer lugar, la Figura 7 es una vista en sección transversal para el módulo de batería que además incluye una película 440 de aislamiento.

Con referencia a la Figura 7, la película 440 de aislamiento para el aislamiento eléctrico puede además ubicarse entre la parte 310 inferior y la capa 430b de resina térmicamente conductora de la tercera área 313.

Es decir, la película 440 de aislamiento puede además disponerse sobre la tercera área 313 de las Figuras 3 y 5, y una estructura de las capas 410b, 420b y 430b de resina térmicamente conductora y la película 440 de aislamiento según se ilustra en la Figura 7 puede formarse mientras las capas 400 de aplicación de resina térmicamente conductora aplicadas sobre la primera área 311 y la segunda área 312 se mueven a la parte superior de la película de aislamiento.

Cuando una parte de la resina térmicamente conductora no se aplica completamente a la tercera área 313, la película 440 de aislamiento evita que una corriente fluya entre la celda de betería (no se ilustra) y la parte 310 inferior a través de la parte, y su forma y material no se encuentran limitados siempre que sea una película delgada eléctricamente aislante.

A continuación, la Figura 8 es una realización modificada de la presente descripción, y una vista en sección transversal que ilustra el módulo de batería que incluye una parte 431c no aplicada de resina térmicamente conductora formada en la tercera área 313.

Según se describe más arriba, a medida que la pila de celdas (no se ilustra) se comprime, partes de las capas 400 de aplicación de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y segunda área 312 se mueven a la tercera área 313 como se ilustra en la Figura 5.

Luego, con referencia a la Figura 8, una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la primera área 311 puede moverse a la tercera área 313 para formar una primera capa 430ca de resina térmicamente conductora, y una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la segunda área 312 puede moverse a la tercera área 313 para formar una segunda capa 430cb de resina térmicamente conductora. Sin embargo, la primera capa 430ca de resina térmicamente conductora y la segunda capa 430cb de resina térmicamente conductora se encuentran espaciadas entre sí, mientras no hacen contacto entre ellas, de modo que puede formarse una parte 431c no aplicada de resina térmicamente conductora.

Las capas 410c, 420c, 430ca y 430cb de resina térmicamente conductora se forman en la misma forma en la que se mueve la resina térmicamente conductora debido a la compresión, pero las resinas térmicamente conductoras movidas de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la primera área 311 y la segunda área 312 no tienen contacto entre sí, de modo que puede proveerse la parte 431c no aplicada de resina térmicamente conductora.

Es decir, según la presente realización, las capas 430ca y 430cb de resina térmicamente conductora de la tercera área 313 pueden incluir una primera capa 430ca de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa 410c de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y una segunda capa 430cb de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa 420c de resina térmicamente conductora de la segunda área 312. Además, la tercera área 313 puede incluir una parte 431c no aplicada de resina térmicamente conductora ubicada entre la primera capa 430ca de resina térmicamente conductora y la segunda capa 430cb de resina térmicamente conductora.

A continuación, las Figuras 9 y 10 ilustran una realización modificada de la presente descripción, y son vistas en sección transversal que ilustran películas 440d y 440e de aislamiento que cubren partes 431d y 431e no aplicadas de resina térmicamente conductora formadas en la tercera área 313.

En primer lugar, con referencia a la Figura 9, el módulo de batería según una realización modificada de la presente descripción puede además incluir una película 440d de aislamiento ubicada entre al menos una de una primera capa 430da de resina térmicamente conductora y una segunda capa 430db de resina térmicamente conductora, y la parte 310 inferior. Es decir, solo se ilustra la película 440d de aislamiento ubicada debajo de la primera y segunda capas 430da y 430db de resina térmicamente conductora, pero incluso la película de aislamiento ubicada debajo de una de la primera capa 430da de resina térmicamente conductora y la segunda capa 430db de resina térmicamente conductora puede proveerse como una forma modificada.

A continuación, con referencia a la Figura 10, el módulo de batería según una realización modificada de la presente descripción puede además incluir una película 440e de aislamiento ubicada entre una primera capa 430ea de resina térmicamente conductora y una segunda capa 430eb de resina térmicamente conductora. En mayor detalle, un extremo de la primera capa 430ea de resina térmicamente conductora y un extremo izquierdo de la película 440e de aislamiento pueden hacer contacto entre sí, y un extremo de la segunda capa 430eb de resina térmicamente conductora y un extremo derecho de la película 440e de aislamiento pueden hacer contacto entre sí.

Las películas 440d y 440e de aislamiento pueden además disponerse sobre la tercera área 313 de las Figuras 3 y 5, y una estructura de las capas 410d, 420d, 430da y 430db de resina térmicamente conductora y la película 440d de aislamiento según se ilustra en la Figura 9 o una estructura de las capas 410e, 420e, 430ea y 430eb de resina térmicamente conductora y la película 440e de aislamiento según se ilustra en la Figura 10 puede formarse mientras las capas 400 de aplicación de resina térmicamente conductora aplicadas sobre la primera área 311 y la segunda área 312 se mueven a la parte superior o a lados opuestos de la película de aislamiento.

En mayor detalle, en la estructura ilustrada en la Figura 9, una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la primera área 311 puede moverse a la tercera área 313 para formar la primera capa 430da de resina térmicamente conductora sobre la película 440d de aislamiento, y una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la segunda área 312 puede moverse a la tercera área 313 para formar la segunda capa 430db de resina térmicamente conductora sobre la película 440d de aislamiento. La primera capa 430da de resina térmicamente conductora y la segunda capa 430db de resina térmicamente conductora pueden estar espaciadas entre sí mientras no tengan contacto entre sí.

Es decir, las capas 430da y 430db de resina térmicamente conductora de la tercera área 313 pueden incluir una primera capa 430da de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa 410d de resina térmicamente conductora de la primera área 311 y una segunda capa 430db de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa 420d de resina térmicamente conductora de la segunda área 312. Además, puede ubicarse al menos una de la primera capa 430da de resina térmicamente conductora y la segunda capa 430db de resina térmicamente conductora, que se encuentran espaciadas entre sí sobre la película 440d de aislamiento.

A diferencia de ello, en la estructura ilustrada en la Figura 10, el ancho transversal de la película 440e de aislamiento puede formarse de manera relativamente estrecha calculando un grado de movimiento y una cantidad de movimiento de la capa 400 de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5). Por consiguiente, una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la primera área 311 y una parte de la capa 400 de aplicación de resina térmicamente conductora (es preciso ver la Figura 5) de la segunda área 312 no se mueven a la parte superior de la película 440e de aislamiento, sino que se mueven a un extremo izquierdo y a un extremo derecho de la película 440e de aislamiento, respectivamente, cuando se mueven a la tercera área 313.

Las películas 440d y 440e de aislamiento ilustradas en las Figuras 9 y 10 pueden cubrir las partes 431d y 431e no aplicadas de resina térmicamente conductora formadas en la tercera área 313. Las películas 440d y 440e de aislamiento pueden evitar que una corriente fluya entre la celda de batería (no se ilustra) y la parte 310 inferior a través de las partes 431d y 431e no aplicadas de resina térmicamente conductora. Si las películas 440d y 440e de aislamiento corresponden a una película delgada eléctricamente aislante según se describe más arriba, su forma y material no se encuentran limitados.

El único o más módulos de batería según la realización descrita más arriba pueden montarse junto con varios sistemas de control y protección como, por ejemplo, un sistema de gestión de batería (SGB) y un sistema de refrigeración para formar un grupo de baterías.

El módulo de batería o el grupo de baterías pueden aplicarse a varios dispositivos. En detalle, el módulo de batería o el grupo de baterías pueden aplicarse a medios de transporte como, por ejemplo, una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico y un vehículo híbrido eléctrico, y pueden aplicarse a varios dispositivos que usan una batería secundaria, sin estar limitados a ello.

Los términos que representan direcciones como, por ejemplo, el lado frontal, el lado posterior, el lado izquierdo, el lado derecho, el lado superior y el lado inferior se han usado en la presente realización, pero los términos usados se proveen simplemente en aras de la descripción y pueden convertirse en diferentes según la ubicación de un objeto o un observador.

Descripción de numerales de referencia

100: módulo de batería

200: pila de celdas

300: estructura de módulo

310: parte inferior

311: primera área

312: segunda área

313: tercera área

400: capas de aplicación de resina térmicamente conductora

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un módulo (100) de batería que comprende:

una pila (200) de celdas que incluye múltiples celdas de batería; y

una estructura (300) de módulo que aloja la pila (200) de celdas,

en donde una parte (310) inferior de la estructura (300) del módulo comprende una primera área (311), una segunda área (312) y una tercera área (313), en las cuales se forma una capa (400) de resina térmicamente conductora, y en donde las capas (410a, 420a) de resina térmicamente conductora de la primera área (311) y de la segunda área (312) son más gruesas que la capa (430a) de resina térmicamente conductora de la tercera área (313), en donde la primera área (311) y la segunda área (312) se ubican en extremos opuestos espaciados entre sí en la parte (310) inferior de la estructura (300) de módulo, y

en donde la tercera área (313) se ubica entre la primera área (311) y la segunda área (312) que se encuentran espaciadas entre sí.

2. El módulo (100) de batería de la reivindicación 1, en donde

la capa (430a) de resina térmicamente conductora de la tercera área (313) comprende una primera capa (430ca) de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa (410c) de resina térmicamente conductora de la primera área (311) y una segunda capa (430cb) de resina térmicamente conductora que es adyacente a la capa (420c) de resina térmicamente conductora de la segunda área (312), y

en donde la tercera área (313) comprende una parte (431c) no aplicada de resina térmicamente conductora ubicada entre la primera capa (430ca) de resina térmicamente conductora y la segunda capa (430cb) de resina térmicamente conductora.

3. El módulo (100) de batería de la reivindicación 2, que además comprende:

una película de aislamiento que cubre la parte (431c) no aplicada de resina térmicamente conductora.

4. El módulo (100) de batería de la reivindicación 2, que además comprende:

una película de aislamiento ubicada entre al menos una de la primera capa (430ca) de resina térmicamente conductora y la segunda capa (430cb) de resina térmicamente conductora, y la parte (310) inferior.

5. El módulo (100) de batería de la reivindicación 2, que además comprende:

una película de aislamiento ubicada entre la primera capa (430ca) de resina térmicamente conductora y la segunda capa (430cb) de resina térmicamente conductora.

6. El módulo (100) de batería de la reivindicación 1, en donde

una superficie frontal y una superficie posterior de la estructura (300) de módulo están abiertas, y

la primera área (311) y la segunda área (312) se ubican en extremos opuestos de la parte (310) inferior, que son adyacentes a la superficie frontal y a la superficie posterior, respectivamente,

en donde conductores de electrodo de las múltiples celdas de batería sobresalen hacia la superficie frontal y superficie posterior.

7. El módulo (100) de batería de la reivindicación 1, que además comprende:

una película de aislamiento ubicada entre la capa de resina térmicamente conductora de la tercera área (313) y la parte (310) inferior.

8. El módulo (100) de batería de la reivindicación 1, en donde

una dirección de la pila de las múltiples celdas de batería es paralela a la parte (310) inferior de la estructura (300) del módulo, y

cada una de las múltiples celdas de batería contacta la capa de resina térmicamente conductora.

9. El módulo (100) de batería de la reivindicación 1, en donde

la estructura (300) del módulo tiene forma de U, cuya parte superior está abierta, y

el módulo (100) de batería además comprende una placa superior que cubre la pila (200) de celdas en la parte superior de la estructura (300) de módulo, y

en donde la estructura (300) de módulo además comprende dos partes de superficie lateral que se extienden hacia arriba desde superficies laterales opuestas de la parte (310) inferior, que se miran entre sí, y

una distancia entre las dos partes de superficie lateral es igual al ancho de la placa superior.

10. Un método para preparar un módulo (100) de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, el método comprendiendo:

aplicar una resina térmicamente conductora sobre una parte (310) inferior de una estructura (300) de módulo, cuya parte superior está abierta, para formar una capa de aplicación de resina térmicamente conductora;

mover verticalmente una pila (200) de celdas que comprende múltiples celdas de batería hacia una parte (310) inferior de la estructura (300) de módulo, cuya parte superior está abierta;

formar una capa de resina térmicamente conductora mientras la pila (200) de celdas comprime la capa de aplicación de resina térmicamente conductora; y

montar una placa superior para cubrir la pila (200) de celdas sobre la parte superior de la estructura (300) de módulo, que está abierta, y

en donde la parte (310) inferior de la estructura (300) de módulo comprende una primera área (311), una segunda área (312) y una tercera área (313),

en donde la resina térmicamente conductora se aplica sobre la primera área (311) y la segunda área (312) en la formación de la capa de aplicación de resina térmicamente conductora, y

en donde la resina térmicamente conductora aplicada sobre la primera área (311) y la segunda área (312) se mueve a la tercera área (313) en la formación de la capa de resina térmicamente conductora, en donde la primera área (311) y la segunda área (312) se ubican en extremos opuestos espaciados entre sí en la parte (310) inferior de la estructura (300) de módulo, y

en donde la tercera área (313) se ubica entre la primera área (311) y la segunda área (312), que se encuentran espaciadas entre sí.

11. El método de la reivindicación 10, en donde

una superficie frontal y una superficie posterior de la estructura (300) de módulo están abiertas, y

la primera área (311) y la segunda área (312) se ubican en los extremos opuestos de la parte (310) inferior, que son adyacentes a la superficie frontal y a la superficie posterior, respectivamente.

12. El método de la reivindicación 11, en donde

conductores de electrodo de las múltiples celdas de batería sobresalen hacia la superficie frontal y superficie posterior.

13. El método de la reivindicación 10, que además comprende:

disponer una película de aislamiento sobre la tercera área (313).