ES3031089T3 - Battery pack and manufacturing method therefor - Google Patents

Battery pack and manufacturing method therefor

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ES3031089T3 ES21883303T ES21883303T ES3031089T3 ES 3031089 T3 ES3031089 T3 ES 3031089T3 ES 21883303 T ES21883303 T ES 21883303T ES 21883303 T ES21883303 T ES 21883303T ES 3031089 T3 ES3031089 T3 ES 3031089T3
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Hae Won Choi
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Abstract

La presente invención comprende: un marco con un espacio interior; varias celdas de batería, cada una con un extremo dentro del espacio interior del marco y el otro saliente por un lado del mismo; un soporte para celdas instalado en un lado del marco; un disipador de calor instalado en el soporte; varios soportes ubicados en una parte de los espacios entre las celdas de batería; y rellenos que rellenan los espacios restantes entre las celdas, donde no se colocan los soportes. La cantidad de rellenos se puede ajustar según el número de soportes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería y método de fabricación de la misma
Antecedentes de la invención
La presente divulgación se refiere a una batería y a un método de fabricación de la misma y, más particularmente, a una batería capaz de soportar y almacenar de forma estable las celdas de batería y a un método de fabricación de la misma.
En general, una celda de batería puede cargarse y descargarse repetidamente mediante una reacción electroquímica de sus componentes. Una batería puede incluir una pluralidad de celdas de batería para aumentar una tensión de salida o una corriente de salida.
En este caso, dado que las celdas de batería están dispuestas densamente, es importante disipar el calor generado por cada una de las celdas de batería. Cuando el calor generado por las celdas de batería no se disipa adecuadamente en un proceso de carga y descarga, puede generarse una acumulación de calor en el acumulador que sobrecaliente las celdas de batería. De este modo, las celdas de batería pueden incendiarse y explotar.
Normalmente, cuando se fabrica la batería, se inyecta un material de relleno en un espacio entre las celdas de batería. Dado que el material de relleno puede fijar las celdas de batería y disipar fácilmente el calor generado por las celdas de batería, el material de relleno puede retrasar o evitar el incendio o la explosión de las celdas de batería. Sin embargo, el material de relleno es difícil de usar para rellenar uniformemente en todo el espacio entre las celdas de batería, y rellenar el espacio entre las celdas de batería con el material de relleno requiere mucho tiempo y costes.
[Documento de la técnica relacionado]
[Documento tipo patente]
(Documento tipo patente 1) KR2019-0132631 AEP 3989 342 A1 divulga un módulo de batería que incluye una pluralidad de celdas de batería cilíndricas conectadas eléctricamente entre sí y dispuestas en dirección horizontal, un marco superior montado sobre la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, y un marco inferior montado debajo de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, en donde una porción de prensado está formada en cualquiera del marco superior y el marco inferior para presionar elásticamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas en dirección horizontal hacia dentro para una disposición densa de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas. WO 2019/083 177 A1 se refiere a un módulo de batería que comprende: una pluralidad de celdas de batería cilíndricas; y un primer marco de fijación para soportar las celdas de batería cilíndricas de tal manera que las celdas de batería cilíndricas estén dispuestas de pie, en donde el primer marco de fijación incluye: partes de soporte del extremo inferior de las celdas con forma de bandeja, y provistas de tal manera que las celdas de batería cilíndricas se erigen e insertan, una a una, en cada una de las posiciones predeterminadas de una placa; orificios pasantes formados de forma penetrativa en dirección vertical entre las partes de soporte del extremo inferior de las celdas; y un líquido adhesivo conductor térmico que fluye desde la parte inferior a la parte superior del primer marco de fijación a través de los orificios pasantes.
Breve descripción de la invención
La presente divulgación proporciona una batería capaz de soportar y almacenar de forma estable las celdas de batería y un método de fabricación de la misma.
La presente divulgación también proporciona una batería capaz de disminuir una cantidad de uso de un material de relleno rellenado en un espacio entre las celdas de batería y un método de fabricación de la misma.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, una batería (100) incluye: un marco (110) que tiene un espacio interior y un lado abierto; una pluralidad de celdas de batería (120), cada una de las cuales tiene un extremo dispuesto en el espacio interior del marco (110) y el otro extremo que sobresale hacia el exterior de un lado del marco (110); un soporte de celdas (150) que tiene una pluralidad de orificios de inserción en los que se insertan e instalan respectivamente los otros extremos de las celdas de batería (120) en un lado del marco (110); un disipador de calor (140) instalado en el soporte de celdas (150) para enfriar las celdas de la batería (120); una pluralidad de soportes (170) dispuestos en una porción de un espacio entre las celdas de la batería (120); y un material de relleno (130) relleno en el espacio restante en el que los soportes (170) no están dispuestos en el espacio entre las celdas de la batería (120), en el que el soporte de celdas (150) se proporciona en pluralidad, y una pluralidad de soportes de celdas se apilan en una dirección vertical. Aquí, la cantidad de material de relleno se ajusta en función del número de soportes previstos.
El soporte (170) puede estar formado a lo largo de una forma de superficie plana del espacio entre las celdas de batería (120) y extenderse menos que una altura del espacio interior del marco (110).
Los grupos formados a medida que las celdas de batería (120) se disponen a lo largo de una dirección pueden disponerse de modo que las celdas de batería (120) se dispongan en fila a lo largo de una dirección que cruza perpendicularmente la una dirección, y cada uno de los grupos puede incluir el mismo número de celdas de batería (120).
Los grupos formados a medida que las celdas de batería (120) se disponen a lo largo de una dirección pueden disponerse de modo que las celdas de batería (120) se dispongan alternativamente en una dirección que cruce perpendicularmente la una dirección, y el soporte (170) puede tener una forma triangular en la que un perímetro de una superficie plana del soporte (170) tenga tres lados.
Cada uno de los lados del perímetro de la superficie plana del soporte (170) puede tener una forma curva o una forma de línea recta.
El soporte de celdas se proporciona en pluralidad, y una pluralidad de soporte de celdas se apilan en una dirección vertical.
De acuerdo con la presente invención, un método para fabricar una batería (100) incluye: almacenar uno de los extremos de las celdas de batería (120) en un espacio interior de un marco (110); instalar una pluralidad de soportes (170) en una porción de un espacio entre las celdas de batería (120); instalar un soporte de celdas (150) en un lado del marco (110) e insertar respectivamente los otros extremos de las celdas de batería (120) que sobresalen hacia el exterior del marco (110) en los orificios de inserción formados en el soporte de celdas (150); e inyectar un material de relleno (130) en el espacio restante en el que los soportes (170) no están instalados en el espacio entre las celdas de batería (120). Aquí, la instalación de la pluralidad de soportes (170) incluye ajustar el número de soportes (170) proporcionados para ajustar una cantidad rellenada del material de relleno (130).
El ajuste del número de soportes proporcionados (170) incluye la instalación de los soportes (170) para ocupar entre 10% o más y 40% o menos de un volumen de un espacio completo entre las celdas de batería (120).
La instalación del soporte de celdas (150) en un lado del marco (110) puede incluir el apilamiento de una pluralidad de soportes de celdas (150) en dirección vertical y el acoplamiento de los soportes de celdas (150) al marco.
Un material del material de relleno (130) puede incluir silicio.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones ejemplares pueden comprenderse con más detalle a partir de la siguiente descripción tomada en conjunción con los dibujos adjuntos, en los que:
La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra una batería de acuerdo con una realización ejemplar;
La FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece que ilustra una estructura de la batería de acuerdo con una realización ejemplar;
(a) de la FIG. 3 es una vista en planta que ilustra una estructura de instalación de soportes de acuerdo con una realización ejemplar;
(b) de la FIG. 3 es una vista en planta que ilustra una estructura de instalación de soportes de acuerdo con otra realización ejemplar; y
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que representa un método para fabricar una batería de acuerdo con una realización ejemplar.
Descripción detallada de las realizaciones
A continuación, se describirán en detalle realizaciones específicas con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, la presente divulgación puede representarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como que está limitada a las realizaciones establecidas en la presente; más bien, estas realizaciones se proporcionan de manera que esta descripción será total y completa, y llevará completamente consigo el concepto de la invención a aquellos con experiencia en la técnica. En las figuras, las dimensiones de las capas y las regiones se exageran para una mayor claridad de la ilustración, y los números de referencia semejantes se refieren a elementos semejantes en todo el conjunto.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra una batería de acuerdo con una realización ejemplar, la FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece que ilustra una estructura de la batería de acuerdo con una realización ejemplar, y la FIG. 3 es una vista en planta que ilustra una estructura de instalación de soportes de acuerdo con una realización ejemplar. A continuación, se describirá la batería de acuerdo con una realización ejemplar.
La batería, de acuerdo con una realización ejemplar, es un dispositivo para suministrar energía a un equipo o sistema electrónico. Con referencia a las FIG. 1 y 2, una batería 100 incluye un marco 110, una celda de batería 120, un soporte de celdas 150, un disipador térmico 140, un material de relleno 130 y un soporte 170.
La celdas de batería 120 puede tener forma cilíndrica. Por ejemplo, la celda de batería 120 puede ser una celda de batería secundaria e incluir un colector de electrodo positivo, un colector de electrodo negativo, un separador, un material activo y un electrolito. La celda de batería 120 puede cargarse y descargarse repetidamente mediante una reacción electroquímica de los componentes de la misma descritos anteriormente.
Aquí, la celda de batería 120 se proporciona en pluralidad. Las celdas de batería 120 pueden estar separadas entre sí en posiciones predeterminadas. Las celdas de batería 120 pueden estar conectadas eléctricamente en serie o en paralelo. De este modo, la batería 100 puede aumentar una tensión de salida o una corriente de salida.
Además, cada una de las celdas de batería 120 puede tener un extremo (o extremo superior) dispuesto en un espacio interior del marco 110 y el otro extremo (o extremo inferior) sobresaliendo hacia el exterior de un lado (o lado inferior) del marco 110. Es decir, las celdas de batería 120 pueden tener una longitud que se extienda en una dirección (o dirección vertical) mayor que la del marco 110.
El marco 110 puede tener forma de cámara. Por ejemplo, el marco 110 puede tener forma de caja cuboide. De este modo, el marco 110 puede tener un espacio interior para alojar las celdas de batería 120.
En este caso, el marco 110 puede tener un lado (o el lado inferior) abierto. Por ejemplo, al abrirse toda la parte inferior del marco 110, puede formarse una abertura. De este modo, las celdas de batería 120 pueden introducirse en el interior del marco 110 a través de la abertura. Dado que cada una de las celdas de batería 120 tiene una longitud en la dirección vertical mayor que la del marco 110, el extremo inferior de cada una de las celdas de batería 120 puede pasar a través de la abertura y sobresalir de la parte inferior del marco 110.
También puede definirse una pluralidad de orificios pasantes A en el otro lado (o superficie superior) del marco 110. Por ejemplo, los orificios pasantes A pueden tener cada uno una forma circular y estar dispuestos en forma de a x b. Un terminal dispuesto en el extremo superior de la celda de batería 120 puede insertarse en el orificio pasante A. De este modo, a medida que los terminales de las celdas de batería 120 se insertan en los diferentes orificios pasantes A, respectivamente, las celdas de batería 120 pueden disponerse en forma de a x b en función de una disposición de los orificios pasantes A.
Aquí, los terminales de las celdas de batería 120 pueden insertarse respectivamente en los orificios pasantes A y quedar expuestos al exterior del marco 110. Una barra colectora 160 puede instalarse en el marco 110 y conectarse con los terminales. Por ejemplo, la barra colectora 160 puede extenderse en una dirección (o dirección delantera y trasera) y disponerse en pluralidad, de modo que una pluralidad de barras colectoras 160 estén separadas entre sí en la otra dirección (o dirección izquierda y derecha). De este modo, las celdas de batería 120 separadas entre sí en una dirección pueden estar conectadas eléctricamente entre sí por las barras colectoras 160. Sin embargo, la realización ejemplar no se limita al número de barras colectoras 160 ni a la estructura de conexión eléctrica de las celdas de batería 120. Por ejemplo, el número de barras colectoras 160 y la estructura de conexión eléctrica de las celdas de batería 120 puede proporcionarse de diversas formas.
Además, el marco 110 puede tener una superficie abierta (o superficie frontal). De este modo, el material de relleno 130 puede inyectarse en el espacio interior del marco 110 a través de la superficie frontal abierta. Sin embargo, la realización ejemplar no se limita a la estructura y la forma del marco 110. Por ejemplo, el marco 110 puede tener diversas estructuras y formas.
El soporte de celdas 150 puede tener forma de placa. Por ejemplo, el soporte de celdas 150 puede tener una forma rectangular a lo largo de la forma de una superficie plana del marco 110, y un área de una superficie superior del soporte de celdas 150 puede ser igual o mayor que la de la superficie plana del marco 110. De este modo, cuando el soporte de celdas 150 se instala de forma que un perímetro de la superficie superior del soporte de celdas 150 entre en contacto con un extremo lateral del marco 110, el soporte de celdas 150 puede cubrir toda una sección transversal (o porción inferior) del espacio interior del marco 110. De este modo, una abertura inferior formada en el marco 110 puede ser sellada por el soporte de celdas 150.
Aquí, un material del soporte de celdas 150 puede incluir plástico. De este modo, el soporte de celdas 150 puede fabricarse a menor coste que el material de relleno 130 hecho de silicio.
Asimismo, pueden definirse una pluralidad de orificios de inserción B en el soporte de celdas 150. Cada uno de los orificios de inserción B puede estar formado a lo largo de una forma circunferencial de la celda de batería 120, y un diámetro interno del orificio de inserción B puede ser igual o mayor que un diámetro externo de la celda de batería 120. De este modo, los otros extremos de las celdas de batería 120 pueden pasar a través de los orificios de inserción B e introducirse en ellos, respectivamente.
En este caso, los orificios de inserción B pueden orientarse respectivamente hacia los orificios pasantes A del marco 110. Es decir, los orificios de inserción B pueden estar dispuestos en forma de a x b en función de la disposición de los orificios pasantes A. De este modo, la celdas de batería 120 puede tener el extremo superior insertado en el orificio pasante A y apoyado en él, y el extremo inferior insertado en el orificio de inserción B y apoyado en él. De este modo, las celdas de batería 120 pueden mantener un estado estable y fijo.
El soporte de celdas 150 se proporciona en pluralidad. Los soportes de celdas 150 pueden apilarse entre sí entre el marco 110 y el disipador de calor 140. Por ejemplo, como se proporcionan un primer soporte de celdas 150a y un segundo soporte de celdas 150b, los soportes de celdas 150 pueden apilarse en dirección vertical y disponerse en un espacio espaciado entre el marco 110 y el disipador de calor 140. De este modo, una superficie superior del primer soporte de celdas 150a puede estar conectada a la porción inferior del marco 110, y una superficie inferior del segundo soporte de celdas 150b puede estar conectada al disipador de calor 140. Sin embargo, la realización ejemplar no se limita al número de los soporte de celdas 150. Por ejemplo, pueden proporcionarse tres o más soporte de celdas en lugar de dos soporte de celdas.
Aquí, los soportes de celdas 150 pueden sostener las celdas de batería 120 junto con el material de relleno 130. Es decir, el material de relleno 130 soporta un perímetro de un extremo (o extremo superior) de cada una de las celdas de batería 120, y cada uno de los soportes de celdas 150 soporta un perímetro del otro extremo (o extremo inferior) de cada una de las celdas de batería 120, excepto el extremo superior de cada una de las celdas de batería 120. Dado que el material de relleno 130 no se rellena en un espacio en el que están dispuestos los soportes de celdas 150, a medida que aumenta una porción sostenida por los soportes de celdas 150 en la celda de batería 120, puede disminuir una porción sostenida por el material de relleno 130. De este modo, un volumen del espacio interior del marco 110 y una cantidad del material de relleno 130 rellenado en el espacio interior del marco 110 pueden ajustarse en función del número de soportes de celdas 150 apilados.
Por ejemplo, cuando se aumenta el número de los soportes de celdas 150 proporcionados, se puede disminuir el volumen del espacio interior del marco 110, y cuando se disminuye el número de los soportes de celdas proporcionados 150, se puede aumentar el volumen del espacio interior del marco 110. De este modo, cuando el volumen del espacio interior del marco 110 disminuye, la cantidad del material de relleno 130 que se rellena en el espacio interior del marco 110 puede disminuir, y cuando el volumen del espacio interior del marco 110 aumenta, la cantidad del material de relleno 130 que se rellena en el espacio interior del marco 110 puede aumentar. De este modo, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede disminuirse ajustando el número apilado o la altura de los soportes de celdas 150.
El disipador de calor 140 puede estar dispuesto debajo del soporte de celdas 150. De este modo, el disipador de calor 140 puede entrar en contacto directa o indirectamente con las celdas de batería 120 insertadas en el soporte de celdas 150 para enfriar las celdas de batería 120. El disipador de calor 140 puede incluir un miembro de refrigeración 141, un miembro de suministro de medio de refrigeración 142 y un miembro de descarga de medio de refrigeración 143.
El miembro de refrigeración 141 puede tener forma de placa. Por ejemplo, el miembro de enfriamiento 141 puede tener una forma rectangular a lo largo de una forma de superficie plana del soporte de celdas 150, y un área de una superficie superior del miembro de enfriamiento 141 puede ser igual o mayor que la de una superficie plana del soporte de celdas 150. De este modo, la superficie superior del miembro de refrigeración 141 puede entrar en contacto directa o indirectamente con todas las celdas de batería 120.
Además, en el miembro de refrigeración 141 puede formarse una trayectoria de flujo a través de la cual se desplaza el medio de refrigeración. Por ejemplo, el medio de refrigeración puede ser un refrigerante. De este modo, el medio de refrigeración que se desplaza a lo largo de la trayectoria de flujo formada en el miembro de refrigeración 141 puede absorber el calor generado por las celdas de batería 120. De este modo, las celdas de batería 120 pueden enfriarse a medida que el medio de refrigeración disminuye su temperatura.
Aquí, el miembro de refrigeración 141 puede estar hecho de un material que tenga una alta conductividad térmica. Por ejemplo, el miembro de refrigeración 141 puede estar hecho de aluminio o de un material de aleación de aluminio. De este modo, el miembro de refrigeración 141 puede transferir fácilmente el calor generado por las celdas de batería 120 al medio de refrigeración. De este modo, la temperatura de las celdas de batería 120 puede ajustarse rápidamente.
El miembro de suministro del medio de refrigeración 142 puede estar conectado al miembro de refrigeración 141. Por ejemplo, el miembro de suministro del medio de refrigeración 142 puede ser un conducto para suministrar el medio de refrigeración al miembro de refrigeración 141 y conectado a un extremo de la trayectoria de flujo formada en el miembro de refrigeración 141. De este modo, el medio de refrigeración suministrado a un extremo de la trayectoria de flujo a través del miembro de suministro de medio de refrigeración 142 puede absorber el calor de las celdas de batería 120 mientras pasa por la trayectoria de flujo.
El miembro de descarga del medio de refrigeración 143 puede estar conectado al miembro de refrigeración 141. Por ejemplo, el miembro de suministro del medio de refrigeración 143 puede ser un conducto para descargar el medio de refrigeración en el miembro de refrigeración 141 y conectado al otro extremo de la trayectoria de flujo formada en el miembro de refrigeración 141. De este modo, el medio de refrigeración puede desplazarse de un extremo al otro de la trayectoria de flujo y descargarse al exterior a través del miembro de descarga del medio de refrigeración 143. Sin embargo, la realización ejemplar no se limita a la estructura y la forma de la carcasa 140. Por ejemplo, la carcasa puede tener diversas estructuras y formas.
El material de relleno 130 puede suministrarse al espacio interior del marco 100 y rellenarse en el espacio entre las celdas de batería 120. Dado que el soporte 170 se instala previamente en el espacio entre las celdas de batería 120, el material de relleno 130 puede rellenarse en el espacio de reposo en el que los soportes 170 no están dispuestos en el espacio entre las celdas de batería 120. De este modo, el material de relleno 130 puede mantener unidas las porciones superiores de las celdas de batería 120 con los soportes 170.
Asimismo, un material del material de relleno 130 puede incluir silicio. De este modo, el material de relleno 130 puede tener simultáneamente una conductividad térmica y una propiedad adhesiva. De este modo, el material de relleno 130 puede formarse fácilmente a lo largo de una forma del espacio entre las celdas de batería 120 para fijar las celdas de batería 120 y transferir el calor generado desde las celdas de batería 120 al exterior.
En este caso, la característica de proporcionar el material de relleno 130 a todo el espacio entre las celdas de batería 120 puede requerir mucho tiempo y costes. De este modo, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede disminuir al incluir los soportes de celdas 150 y los soportes 170.
El soporte 170 puede proporcionarse en pluralidad y disponerse en una porción del espacio entre las celdas de batería 120. Dado que el material de relleno 130 también se rellena en el espacio entre las celdas de batería 120, se puede ajustar un volumen del espacio en el que se rellena el material de relleno 130 en función del número de los soportes 170 proporcionados, y se puede ajustar la cantidad de material de relleno 130 que se va a inyectar. Es decir, cuando se aumenta el número de los soportes 170 proporcionados, puede disminuir el espacio vacío entre las celdas de batería 120 y el volumen del espacio rellenado por el material de relleno 130. Cuando se disminuye el número de los soportes 170 proporcionados, puede aumentar el espacio vacío entre las celdas de batería 120, y puede aumentar el volumen del espacio rellenado por el material de relleno 130.
Por ejemplo, como se ilustra en las FIG. 1 y 2, se pueden disponer cuatro soportes 170 en fila a lo largo de la dirección izquierda y derecha y se pueden disponer entre las celdas de batería 120 de una primera columna y una segunda columna. De este modo, como el espacio entre las celdas de batería 120 de la primera columna y la segunda columna está rellenado por los soportes 170, el material de relleno 130 se rellena sólo entre las celdas de batería 120 de las demás columnas, excepto el espacio entre las celdas de batería 120 de la primera columna y la segunda columna. De este modo, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede disminuir. Sin embargo, la realización ejemplar no se limita al número o a la estructura de disposición de los soportes 170 proporcionados. Por ejemplo, los soportes 170 pueden tener diversas estructuras y números proporcionados.
Además, cada uno de los soportes 170 puede tener forma de barra que se extiende en dirección vertical. El soporte 170 puede extenderse menos que una altura del espacio interior del marco 110. Por ejemplo, el soporte 170 puede instalarse en una superficie del techo del marco 110 y extenderse hacia abajo desde la misma o extenderse hacia arriba desde la superficie superior del soporte de celdas 150. Alternativamente, el soporte 170 puede tener un extremo superior conectado a la superficie del techo del marco 110 y un extremo inferior conectado a la superficie superior del soporte de celdas 150. De este modo, el soporte 170 puede estar dispuesto en el espacio interior del marco 110.
Aquí, una superficie plana del soporte 170 puede formarse a lo largo de una forma de superficie plana del espacio entre las celdas de batería 120. En este caso, la superficie plana del soporte 170 puede ser igual o menor que la del espacio entre las celdas de batería 120. Cuando la superficie plana del soporte 170 puede ser igual a la del espacio entre las celdas de batería 120, el soporte 170 puede entrar en contacto directo con las celdas de batería 120, y cuando la superficie plana del soporte 170 puede ser inferior a la del espacio entre las celdas de batería 120, el soporte 170 puede entrar en contacto indirecto con las celdas de batería 120. De este modo, el soporte 170 puede estar dispuesto de forma estable en el espacio vacío entre las celdas de batería 120.
Por ejemplo, como se ilustra en (a) de la FIG. 3, las celdas de batería 120 pueden estar dispuestas a lo largo de una dirección (o dirección delantera y trasera) para formar un grupo. Este grupo puede proporcionarse en pluralidad, y una pluralidad de grupos puede disponerse de modo que las celdas de batería 120 se dispongan en una fila en una dirección perpendicular que cruce la una dirección (o dirección izquierda y derecha). Cada uno de los grupos puede incluir el mismo número de celdas de batería 120. En este caso, el soporte 170 puede tener una forma rectangular en la que el perímetro de una superficie plana tiene cuatro lados. Dado que las celdas de batería 120 están dispuestas en la misma línea a lo largo de la dirección delantera y trasera y de la dirección izquierda y derecha, pueden formarse espacios que rodeen cuatro celdas de batería 120 dispuestas en forma rectangular, y el soporte 170 puede disponerse en cada uno de los espacios que rodean diferentes celdas de batería 120. De este modo, los cuatro lados del soporte 170 pueden estar orientados hacia las diferentes celdas de batería 120. En consecuencia, los lados del soporte 170 pueden entrar en contacto directa o indirectamente, respectivamente, con las distintas celdas de batería 120 enfrentadas, y un soporte 170 puede sostener cuatro celdas de batería 120.
Alternativamente, como se ilustra en (b) de la FIG. 3, las celdas de batería 120 pueden estar dispuestas a lo largo de una dirección (o dirección delantera y trasera) para formar un grupo. Este grupo puede proporcionarse en pluralidad, y una pluralidad de grupos puede disponerse de modo que las celdas de batería 120 se dispongan alternativamente en la dirección perpendicular que cruza la una dirección (o dirección izquierda y derecha). En este caso, el soporte 170 puede tener una forma triangular en la que el perímetro de una superficie plana tiene tres lados. Dado que las celdas de batería 120 están dispuestas en el mismo conducto a lo largo de la dirección delantera y trasera y dispuestas alternativamente en la dirección izquierda y derecha, pueden formarse espacios rodeados por tres celdas de batería 120 dispuestas en forma triangular, y el soporte 170 puede estar dispuesto en cada uno de los espacios rodeados por diferentes celdas de batería 120. De este modo, los tres lados del soporte 170 pueden estar orientados hacia las diferentes celdas de batería 120. De este modo, los lados del soporte 170 pueden entrar en contacto directa o indirectamente, respectivamente, con las distintas celdas de batería 120 enfrentadas, y un soporte 170 puede sostener tres celdas de batería 120.
En este caso, cada uno de los lados del soporte 170, que forman un perímetro de una superficie plana del soporte 170, puede tener al menos una de las formas siguientes: una forma curva o una forma de línea recta. Cuando cada uno de los lados del soporte 170 tiene la forma de una línea recta, el soporte 170 puede fabricarse fácilmente. Cuando cada uno de los lados del soporte 170 tiene la forma curvada, los lados del soporte 170 pueden formar un perímetro del soporte 170 de modo que los lados rodeen respectivamente una porción de las celdas de batería 120 enfrentadas. De este modo, el soporte 170 puede sostener de forma más estable las celdas de batería 120.
Como se ha descrito anteriormente, las celdas de batería 120 pueden sostenerse instalando la pluralidad de soportes 170 en una porción del espacio entre las celdas de batería 120. De este modo, aunque disminuya la cantidad de material de relleno 130 utilizado para fijar las celdas de batería 120, las celdas de batería 120 pueden sostenerse de forma estable. De este modo, se puede mejorar la eficacia de un proceso de fabricación de la batería 100 disminuyendo la cantidad de uso del material de relleno 130.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que representa un método para fabricar una batería de acuerdo con una realización ejemplar. A continuación, se describirá el método de fabricación de la batería de acuerdo con una realización ejemplar.
El método para fabricar la batería de acuerdo con una realización ejemplar se refiere a un método para fijar de forma estable la batería y reducir la cantidad de uso de un material de relleno. Con referencia a la FIG. 4, el método para fabricar la batería incluye: un proceso S110 de almacenamiento de uno de los extremos de las celdas de batería en un espacio interior de un marco; un proceso S120 de instalación de una pluralidad de soportes en una porción de un espacio entre las celdas de batería; un proceso S130 de instalación de un soporte de celdas en un lado del marco e inserción de los otros extremos de las celdas de batería que sobresalen hacia el exterior del marco en orificios de inserción formados en el soporte de celdas; y un proceso S140 de inyección de un material de relleno en el espacio de reposo en el que los soportes no están instalados en el espacio entre las celdas de batería.
Con referencia a las FIG. 1 a 3, un extremo (extremo superior) de cada una de las celdas de batería 120 puede almacenarse en un espacio interior de un marco 110 en el proceso S110. Es decir, las celdas de batería 120 pueden introducirse en el espacio interior del marco 110 a través de un lado abierto (o lado inferior) del marco 110, y los terminales de las celdas de batería 120 pueden insertarse respectivamente en los orificios pasantes A definidos en el otro lado (o superficie superior) del marco 110. De este modo, las celdas de batería 120 pueden alinearse a lo largo de una forma de disposición de los orificios pasantes A.
Aquí, cada una de las celdas de batería 120 puede tener una longitud vertical mayor que la del marco 110. De este modo, las celdas de batería 120 pueden tener unos extremos dispuestos en el espacio interior del marco 110 y otros extremos (o extremos inferiores) sobresaliendo hacia abajo y dispuestos en el exterior del marco 110.
Una pluralidad de soportes 170 puede instalarse en una porción del espacio entre las celdas de batería en el proceso S120. El soporte 170 puede instalarse en una superficie del techo del marco 110 y extenderse hacia abajo desde la misma o extenderse hacia arriba desde una superficie superior del soporte de celdas 150. Alternativamente, el soporte 170 puede tener un extremo superior conectado a la superficie del techo del marco 110 y un extremo inferior conectado a la superficie superior del soporte de celdas 150. De este modo, el soporte 170 puede estar dispuesto en el espacio interior del marco 110.
Dado que el material de relleno 130 también se rellena en el espacio entre las celdas de batería 120, se puede ajustar un volumen del espacio en el que se rellena el material de relleno 130 en función del número de los soportes 170 proporcionados, y se puede ajustar la cantidad de material de relleno 130 que se va a rellenar. Es decir, cuando se aumenta el número de los soportes 170 proporcionados, puede disminuir el espacio vacío entre las celdas de batería 120 y el volumen del espacio rellenado por el material de relleno 130. Cuando se disminuye el número de los soportes 170 proporcionados, puede aumentar el espacio vacío entre las celdas de batería 120, y puede aumentar el volumen del espacio rellenado por el material de relleno 130.
Por ejemplo, se pueden disponer cuatro soportes 170 en fila a lo largo de la dirección izquierda y derecha y se pueden disponer entre las celdas de batería 120 de una primera columna y una segunda columna. De este modo, como el espacio entre las celdas de batería 120 de la primera columna y la segunda columna está rellenado por los soportes 170, el material de relleno 130 se rellena sólo entre las celdas de batería 120 de las demás columnas, excepto el espacio entre las celdas de batería 120 de la primera columna y la segunda columna. De este modo, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede disminuir.
Aquí, cuando se establece el número de los soportes 170 proporcionados, los soportes 170 pueden proporcionarse para ocupar de 10% o más a 40% o menos de un volumen de todo el espacio entre las celdas de batería 120. Cuando los soportes 170 ocupan menos de 10% del volumen de todo el espacio entre las celdas de batería 120, la cantidad rellenada del material de relleno puede verse ligeramente disminuida, y una característica del relleno del material de relleno 130 puede requerir mucho tiempo y costes como en la técnica relacionada. Cuando los soportes 170 ocupan más de 40% del volumen de todo el espacio entre las celdas de batería 120, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede verse extremadamente disminuida, y el material de relleno 130 puede no sostener de forma estable las celdas de batería 120. De este modo, el número de los soportes 170 puede determinarse para que ocupen entre 10% o más y 40% o menos del volumen de todo el espacio entre las celdas de batería 120, de modo que el material de relleno 130 sostiene de forma estable las celdas de batería 120 mientras se reduce la cantidad de uso del material de relleno 130.
A continuación, puede instalarse una pluralidad de soportes de celdas 150 en un lado del marco 110 en el proceso S130. De este modo, los otros extremos (o extremos inferiores) de las celdas de batería 120 que sobresalen hacia el exterior del marco 110 pueden introducirse respectivamente en los orificios de inserción B formados en el soporte de celdas 150. De este modo, las celdas de batería 120 pueden fijarse de forma estable en su posición, ya que uno de sus extremos se dispone en el marco 110 y los otros extremos se apoyan en el soporte de celdas 150.
Además, el soporte de celdas 150 puede proporcionarse en pluralidad. De este modo, cuando los soportes de celdas 150 se instalan en un lado del marco 110, los soportes de celdas 150 pueden acoplarse a una porción inferior del marco 110 mientras los soportes de celdas 150 se apilan en dirección vertical. Cuando los soportes de celdas 150 están apilados, los orificios de inserción B formados en los soportes de celdas 150 pueden comunicarse entre sí para tener una longitud vertical mayor. De este modo, una porción de las celdas de batería 120, que se inserta en los orificios de inserción B comunicados entre sí, puede aumentarse, y una porción de las celdas de batería 120, que se dispone en el espacio interior del marco 110, puede disminuirse. De este modo, un volumen del espacio interior del marco 110 puede reducirse disminuyendo la longitud vertical del marco 110 tanto como el número de los soportes de celdas 150 previstos.
Por ejemplo, cuando se aumenta el número de los soportes de celdas 150 proporcionados, se puede disminuir el volumen del espacio interior del marco 110, y cuando se disminuye el número de los soportes de celdas proporcionados 150, se puede aumentar el volumen del espacio interior del marco 110. De este modo, cuando el volumen del espacio interior del marco 110 disminuye, la cantidad del material de relleno 130 que se rellena en el espacio interior del marco 110 puede disminuir, y cuando el volumen del espacio interior del marco 110 aumenta, la cantidad del material de relleno 130 que se rellena en el espacio interior del marco 110 puede aumentar. De este modo, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede ajustarse mediante la configuración del número o la altura de los soportes de celdas 150 apilados.
A continuación, el material de relleno 130 puede inyectarse en el espacio de reposo en el que los soportes 170 no están instalados en el espacio entre las celdas de batería 120. De este modo, el material de relleno 130 puede suministrarse entre las celdas de batería 120 para sujetar el extremo superior de las celdas de batería 120.
En este caso, el volumen del espacio interior del marco 110 disminuye gracias a los soportes de celdas 150, y los soportes 170 se instalan previamente en el espacio interior del marco 110. De este modo, la cantidad de uso del material de relleno 130 suministrado para rellenar el espacio vacío entre las celdas de batería 120 puede reducirse disminuyendo dos veces el volumen del espacio vacío entre las celdas de batería 120. Cuando se disminuye la cantidad de uso del material de relleno 130, pueden disminuirse el tiempo y los costes necesarios para rellenar el material de relleno 130. Es decir, dado que el material de relleno 130 no se rellena en un espacio en el que están apilados los soportes de celdas 150 y en un espacio en el que no están instalados los soportes 170, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede ajustarse en función del número apilado o de los soportes de celdas 150 establecidos en función de una especificación de diseño de una batería 100 o en función del número de soportes 170 previstos.
Además, cuando existe un entrehierro entre las celdas de batería 120 y los soportes 170, el material de relleno 130 puede rodear los perímetros de los soportes 170 y de las celdas de batería 120 cuando se inyecta el material de relleno 130. De este modo, el material de relleno 130 puede entrar en contacto directa o indirectamente con las celdas de batería 120 a través del material de relleno 130. De este modo, aunque exista un hueco entre las celdas de batería 120 y los soportes 170, los soportes 170 pueden sostener las celdas de batería 120.
Aquí, un material del material de relleno 130 puede incluir silicio. De este modo, aunque la característica de rellenar el material de relleno 130 en el espacio entre las celdas de batería requiere mucho tiempo y costes, la cantidad de uso del material de relleno 130 puede disminuirse incluyendo el soporte de celdas 150 y los soportes 170 como se ha descrito anteriormente. De este modo, puede mejorarse la eficacia de un proceso de fabricación de la batería 100.
De acuerdo con la realización ejemplar, las celdas de batería pueden sostenerse instalando la pluralidad de soportes en el espacio entre las celdas de batería. De este modo, aunque disminuya la cantidad de material de relleno utilizado para fijar las celdas de batería, las celdas de batería pueden sostenerse de forma estable. De este modo, se puede mejorar la eficacia del proceso de fabricación de la batería disminuyendo la cantidad de uso del material de relleno.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una batería (100) que comprende:
un marco (110) que tiene un espacio interior y un lado abierto;
una pluralidad de celdas de batería (120), cada una de las cuales tiene un extremo dispuesto en el espacio interior del marco (110) y el otro extremo que sobresale hacia el exterior de uno de los lados del marco (110);
un soporte de celdas (150) que tiene una pluralidad de orificios de inserción en los que se insertan e instalan respectivamente los otros extremos de las celdas de batería (120) en un lado del marco (110);
un disipador de calor (140) instalado en el soporte de celdas (150) para refrigerar las celdas de batería (120); una pluralidad de soportes (170) dispuestos en una porción de un espacio entre las celdas de batería (120); y un material de relleno (130) rellenado en el espacio de reposo en el que los soportes (170) no están dispuestos en el espacio entre las celdas de batería (120),
en donde una cantidad rellenada del material de relleno (130) se ajusta en función del número de soportes previstos (170),
en donde el soporte de celdas (150) se proporciona en pluralidad, y una pluralidad de soporte de celdas se apilan en una dirección vertical.
2. La batería (100) de la reivindicación 1, en donde el soporte (170) está formado a lo largo de una forma de superficie plana del espacio entre las celdas de batería (120) y se extiende menos que una altura del espacio interior del marco (110).
3. La batería (100) de la reivindicación 2, en donde los grupos formados a medida que las celdas de batería (120) se disponen a lo largo de una dirección se disponen de modo que las celdas de batería (120) se disponen en fila a lo largo de una dirección que cruza perpendicularmente la una dirección, y cada uno de los grupos comprende el mismo número de celdas de batería (120).
4. La batería (100) de la reivindicación 2, en donde los grupos formados a medida que las celdas de batería (120) se disponen a lo largo de una dirección se disponen de modo que las celdas de batería (120) se disponen alternativamente en una dirección que cruza perpendicularmente la una dirección, y
el soporte (170) tiene una forma triangular en la que un perímetro de una superficie plana del soporte (170) tiene tres lados.
5. La batería (100) de las reivindicaciones 3 o 4, en donde cada uno de los lados del perímetro de la superficie plana del soporte (170) tiene una de una forma curva o una forma de línea recta.
6. Un método para fabricar una batería (100), que comprende:
almacenar uno de los extremos de las celdas de batería (120) en un espacio interior de un marco (110); instalar una pluralidad de soportes (170) en una porción de un espacio entre las celdas de batería (120); instalar un soporte de celdas (150) en un lado del marco (110) e insertar respectivamente los otros extremos de las celdas de batería (120) que sobresalen hacia el exterior del marco (110) en los orificios de inserción formados en el soporte de celdas (150); y
inyectar un material de relleno (130) en el espacio de reposo en el que los soportes (170) no están instalados en el espacio entre las celdas de batería (120),
en donde la instalación de la pluralidad de soportes (170) comprende ajustar el número de soportes (170) proporcionados para ajustar una cantidad rellenada del material de relleno (130).
7. El método de la reivindicación 6, en donde el ajuste del número de soportes proporcionados (170) comprende la instalación de los soportes (170) para ocupar entre 10% o más y 40% o menos de un volumen de un espacio completo entre las celdas de batería (120).
8. El método de la reivindicación 6 o 7, en donde la instalación del soporte de celdas (150) en un lado del marco (110) comprende apilar una pluralidad de soportes de celdas (150) en dirección vertical y acoplar los soportes de celdas (150) al marco (110).
9. El método de la reivindicación 8, en donde un material del material de relleno (130) comprende silicio.
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