ES3030986T3 - Battery module comprising connecting board - Google Patents

Battery module comprising connecting board

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ES3030986T3
ES3030986T3 ES18881256T ES18881256T ES3030986T3 ES 3030986 T3 ES3030986 T3 ES 3030986T3 ES 18881256 T ES18881256 T ES 18881256T ES 18881256 T ES18881256 T ES 18881256T ES 3030986 T3 ES3030986 T3 ES 3030986T3
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Youngsun Yun
Hyun Wook Jeon
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Un módulo de batería según una realización de la presente invención comprende: una carcasa que almacena una pluralidad de celdas de batería y que comprende una placa inferior y placas laterales; y una placa de conexión ubicada en un extremo o en ambos extremos de la carcasa, en donde la placa de conexión está acoplada a las placas laterales, en donde las placas laterales tienen una pluralidad de canales de aire formados en ellas, y en donde la placa de conexión comprende una pluralidad de protuberancias ubicadas entre canales de aire adyacentes de la pluralidad de canales de aire. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Módulo de batería que comprende placa de conexión
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un módulo de batería que incluye una placa de conexión.
Antecedentes de la invención
A medida que el desarrollo de la tecnología y la demanda de dispositivos móviles aumentan, aumenta rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuentes de energía. Por consiguiente, se han llevado a cabo muchas investigaciones sobre baterías secundarias capaces de satisfacer varias demandas.
La batería secundaria está llamando mucho la atención como la fuente de energía para dispositivos de potencia como, por ejemplo, bicicletas eléctricas, vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos, así como dispositivos móviles como, por ejemplo, teléfonos móviles, cámaras digitales y ordenadores portátiles.
Un paquete de baterías de tamaño pequeño en el cual una celda de batería se empaqueta se usa para un dispositivo de tamaño pequeño como, por ejemplo, un teléfono móvil y una cámara, pero en un dispositivo de tamaño medio o grande como, por ejemplo, un ordenador portátil o un automóvil eléctrico, se usa un módulo de batería en el cual dos o más celdas de batería se conectan en paralelo y/o un paquete de baterías de tamaño medio o grande en el cual un paquete de baterías se empaqueta.
En dicho paquete de baterías de tamaño medio o grande, un problema de estabilidad de la batería secundaria es más importante. Aquí, dado que se usa una gran cantidad de celdas de batería, un funcionamiento anormal en algunas celdas de batería puede provocar una reacción en cadena a otras celdas de batería, y la ignición y explosión resultantes pueden provocar un grave accidente. Por lo tanto, el módulo de batería o el paquete de baterías de tamaño medio o grande en la técnica relacionada pueden incluir un dispositivo de detección capaz de medir la tensión y la temperatura de las celdas de batería, un miembro de conexión para conectar el dispositivo de detección y un sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés), y un sistema de seguridad que incluye el BMS para controlar una batería según el valor medido. Sin embargo, el módulo de batería o el paquete de baterías de tamaño medio o grande a los cuales se aplica un sistema de seguridad necesitan minimizar un espacio ocupado por el sistema de seguridad con el fin de aumentar la densidad energética y minimizar el tamaño del paquete de baterías.
Además, el módulo de batería incluye un terminal de entrada/salida externo con el fin de suministrar potencia a un dispositivo externo y es necesario que el módulo de batería tenga un miembro o bastidor separado para instalar componentes terminales de entrada/salida externos y a medida que el espacio ocupado por dichos componentes instalados en el módulo de batería aumenta, existe el problema de que la capacidad de la batería por unidad de volumen se reduce. Un ejemplo de un módulo de batería puede encontrarse, por ejemplo, en los documentos US 2016/248070 A1, EP 2698847 A1, KR 20170057740 A o KR 20170094981 A.
Explicación de la invención
Problema técnico
Las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención se han llevado a cabo en un esfuerzo por proveer un módulo de batería que evita que la placa de conexión se separe del módulo de batería incluso con vibración e impacto.
Solución técnica
La presente invención provee un módulo de batería según se define por la reivindicación independiente 1. Las realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes anexas.
El módulo de batería incluye: una carcasa que aloja múltiples celdas de batería y que incluye una placa inferior y una placa lateral. La placa lateral incluye una primera placa que tiene múltiples canales de aire, una segunda placa que tiene múltiples porciones de soporte de barra colectora que sobresalen de un lado de la segunda placa y un área de montaje formada entre la primera placa y la segunda placa.
El módulo de batería incluye además una placa de conexión ubicada en un extremo o en ambos extremos de la carcasa e insertada en el área de montaje. La placa de conexión incluye una cubierta inferior ubicada en el área de montaje y múltiples porciones de montaje de barra colectora conectadas a la cubierta inferior. La placa de conexión se acopla a la placa lateral y la placa de conexión incluye múltiples salientes formadas en el lado de la cubierta inferior opuesta a la porción de cubierta inferior conectada a la porción de montaje de barra colectora.
Las múltiples salientes se ubican entre canales de aire vecinos entre los múltiples canales de aire y una abertura se forma entre salientes vecinas entre las múltiples salientes. La abertura se superpone con un canal de aire de los múltiples canales de aire.
La placa lateral y la cubierta inferior se superponen entre sí en una dirección en la cual sobresale un conductor de electrodos de la celda de batería.
Los múltiples canales de aire pueden formarse en la primera placa y la segunda placa puede incluir múltiples porciones de soporte de barra colectora que sobresalen de un lado de la segunda placa.
La saliente puede sobresalir de un lado de la cubierta inferior y la cubierta inferior puede incluir la saliente o un miembro de bloqueo formado en la línea de extensión en la dirección en la cual sobresale la saliente.
La placa lateral puede incluir una porción de bloqueo y el miembro de bloqueo se monta en la porción de bloqueo para evitar que la placa de conexión y la carcasa se separen la una de la otra.
La porción de bloqueo puede ubicarse entre canales de aire vecinos entre los múltiples canales de aire.
El módulo de batería puede incluir además un alambre, y un conector conectado a un extremo del alambre, en el cual el conector puede montarse a la cubierta inferior.
La placa lateral puede formarse verticalmente a la placa inferior y la placa lateral y la placa inferior pueden formarse integralmente.
Efectos ventajosos
Según las realizaciones a modo de ejemplo, el problema de restricción de espacio puede resolverse uniendo una saliente de una placa de conexión a una placa lateral de un módulo de batería para ubicarse entre canales de aire. Un miembro de bloqueo puede formarse en la placa de conexión y formarse en un área de montaje de la placa lateral, resolviendo de este modo el problema de que la placa de conexión fluye después de ajustar la placa lateral.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra, de manera esquemática, un módulo de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva que ilustra, de manera esquemática, una configuración no reivindicada de un laminado de celdas de batería útil para comprender la invención.
La FIG. 3 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista en perspectiva de un estado antes de que una placa de conexión se acople a una carcasa del módulo de batería.
La FIG. 4 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista ampliada que ilustra una configuración posible de una placa lateral en la cual se inserta la placa de conexión ubicada en un lado derecho de la FIG. 3.
La FIG. 5 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista ampliada que ilustra la configuración de la placa lateral en la cual se inserta la placa de conexión ubicada en un lado izquierdo de la FIG. 3. La FIG. 6 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista en perspectiva que ilustra un estado en el cual la placa de conexión de la FIG. 3 se acopla a la carcasa del módulo de batería.
La FIG. 7 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra un diagrama que ilustra la placa de conexión.
La FIG. 8 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista frontal de un estado en el cual la placa de conexión se acopla a la placa lateral en la FIG. 6.
La FIG. 9 ilustra un ejemplo no reivindicado útil para comprender la invención que muestra una parte de una vista lateral de un estado en el cual la placa de conexión se acopla a la placa lateral.
La FIG. 10 es una vista en perspectiva parcial de un ejemplo no reivindicado útil para comprender la invención ilustrando un estado donde un conector y un alambre se conectan a la placa de conexión.
La FIG. 11 es una vista en perspectiva ilustrativa que ilustra un módulo de batería.
Realización preferente de la invención
La presente invención se describirá de manera más completa de aquí en adelante con referencia a los dibujos anexos, en los cuales se muestran varias realizaciones a modo de ejemplo de la invención. La presente invención puede implementarse mediante varias formas diferentes y no está limitada a las realizaciones a modo de ejemplo descritas en la presente memoria.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra, de manera esquemática, un módulo de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 1, el módulo de batería según la realización a modo de ejemplo puede incluir un laminado 100 de celdas de batería que incluye múltiples celdas 110 de batería, una carcasa 150 que aloja el laminado 100 de celdas de batería y que incluye una placa 151 inferior y una placa 152 lateral, una cubierta 2000 superior ubicada en un lado opuesto de una parte en la cual se ubica la carcasa 150 en base al laminado 100 de celdas de batería, y un par de placas 1500 de extremo. Placas 200a y 200b de conexión se acoplan a un par de placas 152 laterales, respectivamente.
De aquí en adelante, respectivos componentes del módulo de batería se describirán en detalle con referencia a las FIGS. 2 a 10.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva que ilustra, de manera esquemática, una configuración no reivindicada de un laminado de celdas de batería.
Con referencia a la FIG. 2, el laminado 100 de celdas de batería es un conjunto de baterías secundarias que incluyen múltiples celdas 110 de batería. El laminado 100 de celdas de batería puede incluir múltiples celdas de batería en forma de bolsa y cada celda de batería incluye un conductor 111 de electrodos. El conductor 111 de electrodos es un conductor positivo o un conductor negativo y el conductor 111 de electrodos de cada celda de batería en forma de bolsa puede sobresalir en una dirección del eje x y un extremo del conductor 111 de electrodos puede doblarse a un lado izquierdo o derecho en base a una dirección del eje y. Los conductores 111 de electrodos cuyos extremos se doblan en una dirección pueden entrar en contacto con el extremo del conductor 111 de electrodos de otra celda de batería adyacente. Dos conductores 111 de electrodos que están en contacto entre sí pueden fijarse entre sí a través de soldadura, etc., y las celdas de batería en el laminado 100 de celdas de batería pueden conectarse eléctricamente entre sí a través de la fijación.
Mientras tanto, el laminado 100 de celdas de batería puede incluir un cartucho (no se ilustra) para disponer múltiples celdas de batería en forma de bolsa. El cartucho como un componente usado para disponer las múltiples celdas de batería sostiene las celdas de batería para evitar el movimiento de las celdas de batería y para permitir que múltiples matrices de celdas de batería sean guiadas. Dicho cartucho puede configurarse en la forma de un anillo cuadrado con una porción central vacía. En este caso, cuatro esquinas del cartucho pueden ubicarse en una porción periférica exterior de la celda de batería.
La FIG. 3 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista en perspectiva de un estado antes de que la placa de conexión se acople a una carcasa del módulo de batería. La FIG 4 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista ampliada que ilustra una configuración posible de una placa lateral en la cual se inserta la placa de conexión ubicada en un lado derecho de la FIG 3. La FIG 5 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista ampliada que ilustra una configuración de la placa lateral en la cual se inserta la placa de conexión ubicada en un lado izquierdo de la FIG. 3. La FIG. 6 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista en perspectiva que ilustra un estado en el cual la placa de conexión de la FIG. 3 se acopla a la carcasa del módulo de batería. La FIG. 7 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra un diagrama que ilustra la placa de conexión. La FIG 8 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista frontal de un estado en el cual la placa de conexión se acopla a la placa lateral en la FIG 6. La FIG. 9 ilustra un ejemplo no reivindicado útil para comprender la invención que muestra una parte de una vista lateral de un estado en el cual la placa de conexión se acopla a la placa lateral.
Con referencia a la FIG. 3, la carcasa 150 para alojar el laminado 100 de celdas de batería ilustrado en la FIG. 1 incluye la placa 151 inferior y la placa 152 lateral. La placa 152 lateral puede formarse perpendicular a la placa 151 inferior de la carcasa 150 y ubicarse en un extremo o ambos extremos de la placa 151 inferior. En la FIG. 3, se ilustra que las placas 152 laterales se forman en ambos extremos de la placa 151 inferior, respectivamente.
La placa 152 lateral puede formarse integralmente con la placa 151 inferior. Formación integral puede significar que la placa 152 lateral y la placa 151 inferior se forman como un cuerpo mediante un proceso de inyección.
Con referencia a las FIGS. 3 a 6, las placas 200a y 200b de conexión pueden acoplarse a las placas 152 laterales. Con referencia a las FIGS. 4 y 5, las placas 200a y 200b de conexión incluyen múltiples salientes 210 y múltiples canales 160 de aire se forman en la placa 152 lateral y con referencia a la FIG. 4, las salientes 210 de las placas 200a y 200b de conexión se acoplan a la placa 152 lateral para ubicarse entre canales de aire vecinos entre los múltiples canales 160 de aire. Como se ilustra en la FIG. 6, las placas 152 laterales y las placas 200a y 200b de conexión se superponen entre sí en la dirección del eje x que es una dirección en la cual sobresale el conductor de electrodos de la celda 100 de batería. De manera específica, la placa 152 lateral se superpone a una cubierta 205 inferior de las placas 200a y 200b de conexión, lo cual se describirá más adelante, en la FIG. 7, en la dirección del eje x.
Con referencia a las FIGS. 4 y 5, la placa 152 lateral puede incluir una primera placa 152a que tiene los múltiples canales 160 de aire y una segunda placa 152b que tiene múltiples porciones 155 de soporte de barra colectora que sobresalen de un lado. Un área 153 de montaje puede formarse entre la primera placa 152a y la segunda placa 152b y las placas 200a y 200b de conexión pueden insertarse en el área 153 de montaje. Las múltiples porciones 155 de soporte de barra colectora pueden evitar que las placas 200a y 200b de conexión fluyan en la dirección del eje y después de que las placas 200a y 200b de conexión se acoplen a las placas 152 laterales.
Una porción 154 de bloqueo puede formarse en la placa 152 lateral y la porción 154 de bloqueo puede disponerse entre los canales 160 de aire vecinos entre los múltiples canales 160 de aire. La porción 154 de bloqueo se acopla al miembro 240 de bloqueo de la FIG. 7, que se describe más abajo, para evitar que la carcasa 150 y las placas 200a y 200b de conexión se separen unas de otras.
A continuación, con referencia a las FIGS. 7 y 8, las placas 200a y 200b de conexión y la placa 152 lateral se describirán en detalle, y se describirá su relación de acoplamiento.
Con referencia a la FIG. 7, la placa 200a de conexión según la realización a modo de ejemplo incluye la cubierta 205 inferior y múltiples porciones 220 de montaje de barra colectora conectadas a la cubierta 205 inferior. Una estructura cóncava-convexa se forma en un lado de la cubierta 205 inferior. Una porción de la cubierta 205 inferior a la cual se conecta la porción 220 de montaje de barra colectora se ubica en el lado opuesto a un lado de la cubierta 205 inferior que tiene la estructura cóncava-convexa. La estructura cóncava-convexa según la realización a modo de ejemplo incluye múltiples salientes 210 y una abertura 230 se forma entre salientes 210 vecinas. La abertura 230 puede ubicarse en una línea L1 de extensión virtual de una línea central de la porción 220 de montaje de barra colectora.
Además, la cubierta 205 inferior incluida en la placa 200a de conexión puede incluir la saliente 210 o el miembro 240 de bloqueo formado en la línea de extensión en una dirección en la cual sobresale la saliente 210.
Con referencia a la vista lateral de la FIG. 9, el miembro 240 de bloqueo puede ser una estructura que sobresale de una superficie lateral de la cubierta 205 inferior. El miembro 240 de bloqueo puede formarse integralmente con la cubierta 205 inferior y puede formarse como un cuerpo cuando la cubierta 205 inferior se moldea por inyección. Múltiples miembros 240 de bloqueo pueden formarse y dos miembros 240 de bloqueo pueden formarse en cada uno de los lados izquierdo y derecho de la cubierta 205 inferior, pero la presente invención no se limita a ello y uno o dos o más pueden formarse en cada uno de los lados izquierdo y derecho de la cubierta 205 inferior. Sin embargo, es preferible que los números de miembros 240 de bloqueo formados en el lado izquierdo y el lado derecho de la cubierta 205 inferior, sean respectivamente iguales entre sí.
Con referencia a la FIG. 8, la placa 200a de conexión de la FIG. 7 se acopla a la placa 152 lateral. Dado que las salientes 210 de la placa 200a de conexión se acoplan para disponerse entre los canales 160 de aire de las placas 152 laterales, las placas 200a de conexión pueden acoplarse a la carcasa incluyendo las placas 152 laterales sin invadir la estructura de trayectoria de enfriamiento para el enfriamiento del aire. La abertura 230 ubicada entre las salientes 210 puede superponerse con el canal 160 de aire en la dirección del eje x.
La saliente 210 puede sobresalir de un lado de la cubierta 205 inferior y el miembro 240 de bloqueo formado en la cubierta 205 inferior puede disponerse en la saliente 210 o en la línea de extensión en la dirección en la cual sobresale la saliente 210. En otras palabras, el miembro 240 de bloqueo puede formarse en la cubierta 205 inferior para no superponerse con el canal 160 de aire en la dirección del eje x.
La FIG 10 es un ejemplo ilustrativo no reivindicado útil para comprender la invención que muestra una vista en perspectiva parcial que ilustra un estado donde un conector y un cable pueden conectarse a la placa de conexión. Con referencia a la FIG 10, las posiciones de la placa 200a de conexión ilustrada en las FIGS. 4 y 7 se ilustran para cambiarse entre sí.
Aunque no se ilustra, una barra colectora se ajusta a la porción 200 de montaje de barra colectora y una placa de circuito impreso conectada a un extremo de una barra colectora puede montarse en la cubierta 205 inferior.
La cubierta 205 inferior puede estar equipada con un conector 270 y el conector 270 puede conectarse a otro conector a través de un alambre 280 y conectarse a un sistema de gestión de batería (no se ilustra) a través del conector. Dado que el conector 270 se monta en la cubierta 205 inferior y se inserta en el área 153 de montaje descrita con referencia a la FIG. 4 junto con la cubierta 205 inferior, puede asegurarse incluso un espacio de montaje del conector 270.
La FIG. 11 es un ejemplo ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una vista en perspectiva que ilustra un módulo de batería.
Con referencia a la FIG. 11, en un módulo 1000 de batería, el laminado 100 de celdas de batería puede cubrirse con la carcasa 150 que incluye una cubierta 2000 superior y las placas 152 laterales en las porciones superior e inferior y un par de placas 1500 de extremo cubren el laminado 100 de celdas de batería mientras se ubican en un lado y el otro lado que se miran entre sí, respectivamente.
El módulo de batería descrito más arriba puede formar un paquete de baterías o múltiples módulos de batería pueden conectarse eléctricamente para formar un paquete de baterías.
Aunque esta invención se ha descrito en relación con lo que en la presente se considera que son realizaciones prácticas a modo de ejemplo, se comprenderá la invención se define por las reivindicaciones anexas.
Descripción de símbolos
150: carcasa
152: placa lateral
200a, 200b: placa de conexión
210: saliente
240: miembro de bloqueo

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería que comprende:
una carcasa (150) que aloja múltiples celdas (110) de batería y que incluye una placa (151) inferior y una placa (152) lateral, en donde la placa lateral incluye una primera placa (152a) que tiene múltiples canales (160) de aire y una segunda placa (152b) que tiene múltiples porciones (155) de soporte de barra colectora que sobresalen de un lado de la segunda placa y un área (153) de montaje formada entre la primera placa y la segunda placa; y
una placa (200a, 200b) de conexión ubicada en un extremo o ambos extremos de la carcasa e insertada en el área de montaje, en donde la placa de conexión incluye una cubierta (205) inferior ubicada en el área de montaje y múltiples porciones (220) de montaje de barra colectora conectadas a la cubierta inferior,
en donde la placa de conexión se acopla a la placa lateral y la placa de conexión incluye múltiples salientes (210) formadas en el lado de la cubierta inferior opuesto a la porción de cubierta inferior conectada a la porción de montaje de barra colectora, en donde las múltiples salientes se ubican entre canales de aire vecinos entre los múltiples canales de aire, en donde una abertura (230) se forma entre salientes vecinas entre las múltiples salientes, en<donde la abertura se superpone con un canal de aire de los múltiples canales (>160<) de aire, en donde la placa lateral>y la cubierta inferior se superponen entre sí en una dirección en la cual sobresale un conductor de electrodos de la celda de batería.
2. El módulo de batería de la reivindicación 1, en donde:
la cubierta inferior incluye un miembro (240) de bloqueo formado en la línea de extensión en la dirección en la cual sobresale la saliente.
3. El módulo de batería de la reivindicación 2, en donde:
la placa lateral incluye una porción (154) de bloqueo y el miembro de bloqueo se monta en la porción de bloqueo para evitar que la placa de conexión y la carcasa se separen la una de la otra.
4. El módulo de batería de la reivindicación 3, en donde:
la porción de bloqueo se ubica entre canales de aire vecinos entre los múltiples canales de aire.
5. El módulo de batería de la reivindicación 1, que además comprende:
un alambre (280); y un conector (270) conectado a un extremo del alambre, en donde el conector se monta sobre la cubierta inferior.
6. El módulo de batería de la reivindicación 1, en donde:
la placa lateral se forma verticalmente a la placa inferior y la placa lateral y la placa inferior se forman integralmente.
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