ES3033930T3

ES3033930T3 - Battery pack, electronic device comprising same, and vehicle

Info

Publication number: ES3033930T3
Application number: ES21795658T
Authority: ES
Inventors: Tae-Kyeong Lee; Sung-Hoon Woo; Young-Il Yoon
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2025-08-11
Anticipated expiration: 2041-04-26
Also published as: JP2022549674A; EP4037070A4; US12374738B2; KR20210133787A; EP4037070B1; JP7411076B2; HUE072386T2; US20220336887A1; WO2021221416A1; CN114651361A; EP4037070A1; KR102930876B1

Abstract

La presente invención proporciona un paquete de baterías que reduce el número de piezas y simplifica el proceso de ensamblaje, lo que reduce el costo de fabricación y mejora la seguridad. Para ello, el paquete de baterías, según la presente invención, comprende: una pluralidad de módulos de batería; y una bandeja con una placa de montaje que se extiende horizontalmente para permitir el montaje de los módulos de batería. La placa de montaje comprende: un tubo de suministro ubicado a un lado, configurado para recibir refrigerante del exterior; y un tubo de descarga ubicado al otro lado de la placa de montaje, configurado para descargar el refrigerante al exterior. La placa de montaje incluye varios canales de fluido refrigerante que se extienden de un lado a otro de la placa de montaje y se comunican con el tubo de suministro o el tubo de descarga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Paquete de batería, dispositivo electrónico que comprende el mismo y vehículo

Sector de la técnica

La presente divulgación se refiere a un módulo de batería, a un paquete de batería que comprende el mismo, a un dispositivo eléctrico y a un vehículo, y más particularmente, a un paquete de batería con coste de fabricación reducido y seguridad mejorada mediante un proceso de ensamblaje simplificado con el número reducido de componentes.

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2020-0052831 presentada el 29 de abril de 2020 en la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual.

Antecedentes de la invención

Recientemente, con el rápido aumento de la demanda de productos electrónicos portátiles tales como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y teléfonos móviles y el extenso desarrollo de los vehículos eléctricos, acumuladores para almacenamiento de energía, robots y satélites, están haciéndose muchos estudios sobre baterías secundarias de alto rendimiento que puedan recargarse repetidamente.

Actualmente, las baterías secundarias disponibles comercialmente incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías secundarias de litio y similares, y entre ellas, las baterías secundarias de litio tienen poco o ningún efecto de memoria y, por tanto, están atrayendo más atención que las baterías secundarias a base de níquel por sus ventajas de que la recarga puede realizarse siempre que sea conveniente, la tasa de autodescarga es muy baja y la densidad de energía es alta.

Una batería secundaria de litio usa principalmente un óxido a base de litio y un material de carbono como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. De manera adicional, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodo que incluye una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo recubiertas con el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo respectivamente con un separador interpuesto entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo, y un envase o una carcasa de batería en la que el conjunto de electrodo se recibe herméticamente junto con una disolución de electrolito.

Adicionalmente, las baterías secundarias de litio pueden clasificarse en baterías secundarias de tipo lata que incluyen el conjunto de electrodo incrustado en una lata de metal y baterías secundarias de tipo bolsa que incluyen el conjunto de electrodo incrustado en una bolsa de una lámina laminada de aluminio según la forma del envase. En particular, más recientemente, está aumentando la demanda de paquetes de batería de gran capacidad aplicados a vehículos eléctricos. Los paquetes de batería de gran capacidad son propensos a la acumulación de calor ya que se carga y se descarga una pluralidad de baterías secundarias, y para aumentar la vida útil de los paquetes de batería, es necesario un enfriamiento eficaz. Por consiguiente, en general, los paquetes de batería de gran capacidad tienen miembros de enfriamiento separados que tienen una gran capacidad de enfriamiento a escala de paquete.

Sin embargo, el coste del material y el coste del ensamblaje aumentan en el proceso de fabricación por separado del miembro de enfriamiento que tiene una gran capacidad de enfriamiento a escala de paquete y su acoplamiento al paquete de batería, y el alto volumen del miembro de enfriamiento reduce la densidad de energía del paquete de batería.

Además, es necesario que los paquetes de batería montados en vehículos respondan a grandes impactos en caso de colisiones de vehículos. Por consiguiente, es necesario que los paquetes de batería resuelvan el problema del daño de los componentes internos provocado por impactos externos o incendios o explosiones en la batería secundaria. En particular, cuando los miembros de enfriamiento se dañan, se escapan refrigerantes de los miembros de enfriamiento, provocando cortocircuitos eléctricos entre los módulos de batería.

Los documentos WO 2019/221376 A1, WO 2018/131776 A1, WO 2018/182162 A1 y KR 2020 0020482 A analizan paquetes de batería con capacidades de enfriamiento.

Explicación de la invención

Problema técnico

La presente divulgación está diseñada para solucionar el problema descrito anteriormente y, por tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un paquete de batería con coste de fabricación reducido y seguridad mejorada mediante un proceso de ensamblaje simplificado con el número reducido de componentes.

Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse mediante la siguiente descripción, y resultarán evidentes a partir de las realizaciones de la presente divulgación, dentro del alcance definido por las reivindicaciones.

Solución técnica

Para lograr el objeto descrito anteriormente, un paquete de batería según la presente divulgación incluye una pluralidad de módulos de batería, y una bandeja que incluye una placa de montaje que se extiende horizontalmente de modo que la pluralidad de módulos de batería se monten sobre la placa de montaje.

Adicionalmente, la placa de montaje incluye una tubería de alimentación dispuesta en un lado y configurada para recibir un refrigerante desde el exterior, y una tubería de descarga dispuesta en el otro lado de la placa de montaje y configurada para descargar el refrigerante al exterior, y la placa de montaje incluye una pluralidad de canales de refrigerante, extendiéndose cada canal de refrigerante desde un lado hasta el otro lado y estando en comunicación con la tubería de alimentación o la tubería de descarga.

Adicionalmente, el módulo de batería incluye una entrada configurada para alimentar el refrigerante al módulo de batería, y una salida configurada para descargar el refrigerante fuera del módulo de batería.

Además, la placa de montaje incluye un puerto de entrada conectado con la entrada para alimentar el refrigerante desde el canal de refrigerante hasta el módulo de batería, y un puerto de salida conectado a la salida para descargar el refrigerante desde el módulo de batería hasta el canal de refrigerante.

Adicionalmente, el puerto de entrada y el puerto de salida pueden incluir un poste que se extiende hacia arriba desde una superficie superior de la placa de montaje, una junta anular fijada a una parte del poste y una junta de soporte espaciada una distancia predeterminada del poste y configurada para entrar en contacto estrecho con un perímetro de la entrada o la salida del módulo de batería.

Adicionalmente, la bandeja puede incluir además un bastidor frontal acoplado a un extremo frontal de la placa de montaje y que tiene una forma de placa en posición vertical, un bastidor trasero acoplado a un extremo trasero de la placa de montaje y que tiene una forma de placa en posición vertical, un par de cubiertas laterales que tienen dos extremos que se extienden en una dirección, estando los dos extremos extendidos acoplados con el bastidor frontal y el bastidor trasero respectivamente, y una placa base que tiene una forma de placa que se extiende horizontalmente y configurada para acoplarse con una parte inferior de la placa de montaje.

Además, la placa de montaje puede incluir una porción de montaje que tiene una forma de placa que se extiende horizontalmente de modo que la pluralidad de módulos de batería se monte sobre la porción de montaje, una porción de acoplamiento que se extiende hacia abajo desde una superficie inferior de la porción de montaje, se extiende un lado de la porción de montaje hasta el otro lado y tiene una parte inferior acoplada con la placa base, y una porción de unión en la que están acoplados el canal de refrigerante y la placa base.

Adicionalmente, la cubierta lateral puede incluir una porción de recepción de tubería cuya pared externa está configurada para cubrir al menos parte de la tubería de alimentación o la tubería de descarga para recibir la tubería de alimentación o la tubería de descarga.

Adicionalmente, la bandeja puede incluir un almacenamiento temporal configurado de manera que, cuando el refrigerante se escapa de la tubería de alimentación o la tubería de descarga, el refrigerante que se escapa puede fluir al interior del almacenamiento temporal.

Además, el almacenamiento temporal puede ser un espacio vacío entre la placa de montaje y la placa base.

Adicionalmente, para lograr el objeto descrito anteriormente, un dispositivo electrónico según la presente divulgación incluye al menos un paquete de batería.

Adicionalmente, para lograr el objeto descrito anteriormente, un vehículo según la presente divulgación incluye al menos un paquete de batería.

Efectos ventajosos

Según un aspecto de la presente divulgación, la placa de montaje incluye la tubería de alimentación dispuesta en un lado y configurada para recibir el refrigerante desde el exterior, y la tubería de descarga dispuesta en el otro lado de la placa de montaje y configurada para descargar el refrigerante al exterior, y la placa de montaje incluye la pluralidad de canales de refrigerante, extendiéndose cada uno desde un lado hasta el otro lado y estando en comunicación con la tubería de alimentación o la tubería de descarga y, por tanto, en contraposición al paquete de batería convencional, no hay ningún miembro de enfriamiento separado, y la placa de montaje de la bandeja sobre la que se monta la pluralidad de módulos de batería incluye la tubería de alimentación, la tubería de descarga y los canales de refrigerante, de modo que el miembro de enfriamiento está formado integralmente en la estructura de una parte de la placa de montaje, eliminando de ese modo la necesidad de fabricar por separado el miembro de enfriamiento y, además, eliminando la necesidad de acoplar o ensamblar el miembro de enfriamiento separado con la placa de montaje. Por consiguiente, es posible reducir el coste de fabricación del paquete de batería, y reducir la trayectoria de conducción de calor de los módulos de batería montados y los canales de refrigerante, aumentando de ese modo la eficiencia de enfriamiento.

Adicionalmente, según un aspecto de la presente divulgación, la cubierta lateral incluye la porción de recepción de tubería configurada de manera que la pared externa cubra al menos parte de la tubería de alimentación o la tubería de descarga para recibir la tubería de alimentación o la tubería de descarga, de modo que las cubiertas laterales cubran la tubería de alimentación o la tubería de descarga para protegerla, evitando de ese modo que la tubería de alimentación o la tubería de descarga se dañe por impactos externos.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran las realizaciones preferidas de la presente divulgación y, junto con la siguiente descripción detallada, sirven para proporcionar una comprensión adicional del aspecto técnico de la presente divulgación. Sin embargo, la presente divulgación no debe interpretarse como limitada a los dibujos.

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra esquemáticamente los componentes de un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una placa de montaje de un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 4 es una vista lateral parcial que muestra esquemáticamente la placa de montaje de la FIG. 3.

Las FIGS. 5 y 6 son vistas desde abajo que muestran esquemáticamente módulos de batería de un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 7 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente una placa de montaje de un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 8 es una vista desde abajo parcial que muestra esquemáticamente un módulo de batería de un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

Realización preferente de la invención

A continuación en el presente documento, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos o palabras usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que más bien deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que se permite al inventor definir los términos apropiadamente para la mejor explicación.

Por tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones mostradas en los dibujos son tan solo una realización más preferida de la presente divulgación, pero no pretenden describir completamente los aspectos técnicos de la presente divulgación, de modo que debe entenderse que podrían haberse hecho en la misma una variedad de otros equivalentes y modificaciones en el momento en que se presentó la solicitud.

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un paquete de batería según una realización de la presente divulgación. Adicionalmente, la FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra esquemáticamente los componentes del paquete de batería según una realización de la presente divulgación. En la FIG. 2, el eje Y indica la dirección frontal y trasera, el eje X indica la dirección izquierda y derecha, y el eje Z indica la dirección hacia arriba y hacia abajo.

En referencia a las FIGS. 1 y 2, el paquete 300 de batería según una realización de la presente divulgación incluye una pluralidad de módulos 200 de batería y una bandeja 320.

Específicamente, el módulo 200 de batería puede incluir una pluralidad de baterías secundarias. La batería secundaria puede ser una batería secundaria de tipo bolsa que incluye un conjunto de electrodo (no mostrado), una disolución de electrolito (no mostrada) y una bolsa en la que se reciben el conjunto de electrodo y la disolución de electrolito. Sin embargo, el paquete 300 de batería según la presente divulgación no está limitado a la batería secundaria de tipo bolsa descrita anteriormente y pueden emplearse diversos tipos de baterías secundarias conocidas en el momento de la presentación de la solicitud de patente.

El paquete 300 de batería puede incluir al menos una barra colectora (no mostrada) configurada para conectar eléctricamente la pluralidad de baterías secundarias. Específicamente, la barra colectora puede incluir un metal eléctricamente conductor, por ejemplo, cobre, aluminio y níquel.

Además, el paquete 300 de batería puede incluir una barra colectora de tipo alambre (no mostrada) que conecta eléctricamente la pluralidad de módulos 200 de batería.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una placa de montaje del paquete de batería según una realización de la presente divulgación. Adicionalmente, la FIG. 4 es una vista lateral parcial que muestra esquemáticamente la placa de montaje de la FIG. 3.

En referencia a las FIGS. 3 y 4 junto con las FIGS. 1 y 2, la bandeja 320 incluye la placa 323 de montaje. La pluralidad de módulos 200 de batería se monta sobre la placa 323 de montaje. La placa 323 de montaje puede estar en forma de una placa que se extiende en una dirección horizontal. En este caso, la dirección horizontal se refiere a una dirección que es paralela al suelo cuando el paquete 300 de batería se coloca sobre el suelo.

Adicionalmente, la placa 323 de montaje incluye una tubería 351 de alimentación y una tubería 353 de descarga. La tubería 351 de alimentación está dispuesta en un lado de la placa 323 de montaje. La tubería 353 de descarga está dispuesta en el otro lado de la placa 323 de montaje. La tubería 351 de alimentación está configurada para recibir un refrigerante desde el exterior. La tubería 353 de descarga está configurada para descargar el refrigerante al exterior. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, el refrigerante puede alimentarse desde un dispositivo externo a una entrada P3 de la parte de extremo frontal de la tubería 351 de alimentación. La tubería 351 de alimentación puede estar configurada para suministrar el refrigerante a un canal 323a1 de refrigerante de la placa 323 de montaje como se describe a continuación. Adicionalmente, el refrigerante de temperatura aumentada puede moverse desde un canal 323a2 de refrigerante de la placa 323 de montaje hasta la tubería 353 de descarga, y el refrigerante puede moverse hasta el dispositivo externo a través de una salida P4 de la parte de extremo frontal de la tubería 353 de descarga.

Además, la placa 323 de montaje incluye una pluralidad de canales 323a de refrigerante. Cada uno de la pluralidad de canales 323a de refrigerante se extiende desde un lado (lado derecho, dirección de eje X positivo) de la placa 323 de montaje hasta el otro lado (lado izquierdo, dirección de eje X negativo) de la placa 323 de montaje. Cada uno de la pluralidad de canales 323a de refrigerante está conectado en comunicación con la tubería 351 de alimentación o la tubería 353 de descarga. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, una parte 351a de conexión puede ser una parte extendida de la tubería 351 de alimentación y conectada con el canal 323a1 de refrigerante de la placa 323 de montaje. Aunque toda la forma no se muestra en la FIG. 4, la tubería 353 de descarga puede incluir una parte 353a de conexión conectada con el canal 323a2 de refrigerante.

Adicionalmente, los canales 323a de refrigerante pueden extenderse desde un lado de la placa 323 de montaje hasta el otro lado. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, los canales 323a de refrigerante pueden extenderse desde el extremo derecho de la placa 323 de montaje hasta el extremo izquierdo.

Según esta configuración de la presente divulgación, la placa 323 de montaje incluye la tubería 351 de alimentación dispuesta en un lado y configurada para recibir el refrigerante desde el exterior, y la tubería 353 de descarga dispuesta en el otro lado de la placa 323 de montaje y configurada para descargar el refrigerante al exterior, y la placa 323 de montaje incluye la pluralidad de canales 323a de refrigerante, extendiéndose cada uno desde un lado hasta el otro lado y estando en comunicación con la tubería 351 de alimentación o la tubería 353 de descarga y, por tanto, en contraposición al paquete 300 de batería convencional, no hay ningún miembro de enfriamiento separado, y la placa 323 de montaje de la bandeja 320 sobre la que se monta la pluralidad de módulos 200 de batería incluye la tubería 351 de alimentación, la tubería 353 de descarga y los canales 323a de refrigerante, de modo que el miembro de enfriamiento está formado integralmente sobre la estructura de una parte de la placa de montaje, eliminando de ese modo la necesidad de fabricar por separado el miembro de enfriamiento y, además, eliminando la necesidad de acoplar o ensamblar el miembro de enfriamiento separado con la placa de montaje. Por consiguiente, es posible reducir el coste de fabricación del paquete de batería, y reducir la trayectoria de conducción de calor de los módulos 200 de batería montados y los canales 323a de refrigerante, aumentando de ese modo la eficiencia de enfriamiento.

Además, entre la pluralidad de canales 323a de refrigerante de la placa 323 de montaje, el canal 323a1 de refrigerante está en comunicación con la tubería 351 de alimentación y el canal 323a2 de refrigerante restante está en comunicación con la tubería 353 de descarga, simplificando de ese modo la estructura de enfriamiento. Por consiguiente, resulta fácil fabricar el paquete 300 de batería.

Las FIGS. 5 y 6 son vistas desde abajo que muestran esquemáticamente los módulos de batería del paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

En referencia a las FIGS. 5 y 6 junto con las FIGS. 2 y 4, el módulo 200A de batería incluye una entrada P1 y una salida P2. La entrada P1 está configurada para suministrar el refrigerante al módulo 200A de batería. Por ejemplo, la entrada P1 puede estar en comunicación con el canal 323a1 de refrigerante conectado con la tubería 351 de alimentación de la placa 323 de montaje. La salida P2 está configurada para permitir que el refrigerante salga del módulo 200A de batería. La salida P2 puede estar en comunicación con el canal 323a2 de refrigerante conectado a la tubería 353 de descarga de la placa 323 de montaje.

Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, cuando seis módulos 200 de batería están dispuestos en dos filas y tres columnas, el módulo 200A de batería dispuesto en la primera fila (lado izquierdo) puede tener la entrada P1 y la salida P2 en el lado izquierdo de la superficie inferior del módulo 200 de batería como se muestra en la FIG. 5. Adicionalmente, el módulo 200B de batería dispuesto en la segunda fila (lado derecho) puede tener la entrada P1 y la salida P2 en el lado derecho de la superficie inferior del módulo 200 de batería como se muestra en la FIG. 6. Adicionalmente, el módulo 200 de batería puede incluir un miembro de enfriamiento separado (no mostrado) configurado para enfriar la pluralidad de baterías secundarias en el módulo 200 de batería usando el refrigerante alimentado a través de la entrada P1. Por ejemplo, el miembro de enfriamiento puede ser un sumidero de calor. Después de que aumente la temperatura del refrigerante alimentado al miembro de enfriamiento, el miembro de enfriamiento puede descargar el refrigerante de temperatura aumentada a través de la salida P2.

La FIG. 7 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente la placa de montaje del paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

En referencia a la FIG. 7 junto con las FIGS. 2, 5 y 6, la placa 323 de montaje incluye un puerto 323b de entrada y un puerto 323c de salida. El puerto 323b de entrada está conectado con la entrada P1 para alimentar el refrigerante desde el canal 323a de refrigerante hasta el módulo 200 de batería. El puerto 323c de salida está configurado para descargar el refrigerante desde el módulo 200 de batería hasta el canal 323a de refrigerante.

Según esta configuración de la presente divulgación, el módulo 200 de batería tiene la entrada P1 y la salida P2 y la placa 323 de montaje tiene el puerto 323b de entrada y el puerto 323c de salida, moviéndose de ese modo suavemente el refrigerante alimentado al canal 323a de refrigerante de la placa 323 de montaje al interior de los módulos 200 de batería.

Específicamente, el puerto 323b de entrada puede incluir un poste 323b2, una junta anular 323b3 y una junta 323b4 de soporte. El poste 323b2 puede extenderse hacia arriba desde la superficie superior de la placa 323 de montaje (en la dirección de eje Z positivo de la FIG. 2). El poste 323b2 puede estar en forma de un tubo circular hueco. Adicionalmente, la junta anular 323b3 puede estar fijada a una parte del poste 323b2. Por ejemplo, el poste 323b2 puede tener una ranura de fijación (no mostrada) cuya periferia se extiende hacia dentro. Una parte de la junta anular 323b3 puede insertarse en la ranura de fijación.

Además, la junta 323b4 de soporte puede estar espaciada una distancia predeterminada del poste 323b2. La junta 323b4 de soporte puede estar en forma de un anillo. La junta 323b4 de soporte puede estar configurada para entrar en contacto estrecho con el perímetro de la entrada P1 del módulo 200 de batería. La junta 323b4 de soporte puede estar configurada para soportar hacia arriba la superficie inferior del módulo 200 de batería.

Específicamente, el puerto 323c de salida puede incluir un poste 323c2, una junta anular 323c3 y una junta 323c4 de soporte. El poste 323c2 puede extenderse hacia arriba desde la superficie superior de la placa 323 de montaje. El poste 323c2 puede estar en forma de un tubo circular hueco.

Adicionalmente, la junta anular 323c3 puede estar fijada a una parte del poste 323c2. Por ejemplo, el poste 323c2 puede tener una ranura de fijación cuya periferia se extiende hacia dentro. Una parte de la junta anular 323c3 puede insertarse en la ranura de fijación.

Además, la junta 323c4 de soporte puede estar espaciada una distancia predeterminada del poste 323c2. La junta 323c4 de soporte puede estar en forma de un anillo. La junta 323c4 de soporte puede estar configurada para entrar en contacto estrecho con el perímetro de la salida P2 del módulo 200 de batería. La junta 323c4 de soporte puede estar configurada para soportar hacia arriba la superficie inferior del módulo 200 de batería.

Según esta configuración de la presente divulgación, cada uno del puerto 323b de entrada y el puerto 323c de salida incluye el poste 323b2, la junta anular 323b3 y la junta 323b4 de soporte, realizando de ese modo un sellado en dos etapas usando dos juntas. Por consiguiente, la presente divulgación puede evitar que el refrigerante se escape en el proceso de alimentar el refrigerante desde el canal 323a de refrigerante al módulo 200 de batería o el proceso de descargar el refrigerante desde el módulo 200 de batería hasta el canal 323a de refrigerante.

Además, según la presente divulgación, es posible guiar la posición de disposición de los módulos 200 de batería insertando el poste 323b2 en la entrada P1 o la salida P2 del módulo 200 de batería, facilitando de ese modo el ensamblaje y reduciendo el tiempo de fabricación.

La FIG. 8 es una vista desde abajo parcial que muestra esquemáticamente el módulo de batería del paquete de batería según una realización de la presente divulgación.

En referencia a la FIG. 8 junto con las FIGS. 1 y 2, la bandeja 320 puede incluir además un bastidor frontal 325, un bastidor trasero 326, un par de cubiertas laterales 330 y una placa base 324. Específicamente, el bastidor frontal 325 puede estar acoplado al extremo frontal de la placa 323 de montaje. El bastidor frontal 325 puede estar en forma de una placa que está en posición vertical. El bastidor frontal 325 puede servir como pared frontal de la bandeja 320. El bastidor trasero 326 puede estar acoplado al extremo trasero de la placa 323 de montaje. El bastidor trasero 326 puede estar en forma de una placa que está en posición vertical. El bastidor trasero 326 puede servir como pared trasera de la bandeja 320.

Adicionalmente, las cubiertas laterales 330 pueden extenderse en una dirección. Las cubiertas laterales 330 pueden formarse mediante moldeo por extrusión. Los extremos frontales de las cubiertas laterales 330 pueden estar acoplados con el bastidor frontal 325. Los extremos traseros de las cubiertas laterales 330 pueden estar acoplados con el bastidor trasero 326.

Además, las cubiertas laterales 330 pueden estar dispuestas en un lado y el otro lado de la placa 323 de montaje de la bandeja 320 respectivamente. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 2 y 8, las dos cubiertas laterales 330 pueden incluir porciones 333 de carrocería dispuestas en el extremo izquierdo y el extremo derecho de la placa 323 de montaje respectivamente. Por consiguiente, las porciones 333 de carrocería pueden servir como paredes laterales izquierda y derecha del paquete 300 de batería. Las porciones 333 de carrocería pueden extenderse en la dirección frontal y trasera. Por ejemplo, la porción 333 de carrocería puede estar en forma de una placa formada mediante moldeo por extrusión en la dirección frontal y trasera. Las porciones 333 de carrocería pueden estar en la dirección hacia arriba y hacia abajo. Las porciones 333 de carrocería pueden estar en forma de una placa hueca. Además, la placa base 324 puede estar en forma de una placa que se extiende horizontalmente. La placa base 324 puede tener un tamaño correspondiente a la placa 323 de montaje. La placa base 324 puede estar acoplada con la parte inferior de la placa 323 de montaje.

Según esta configuración de la presente divulgación, puesto que la bandeja 320 de la presente divulgación incluye el bastidor frontal 325, el bastidor trasero 326, el par de cubiertas laterales 330 y la placa base 324, la estructura de acoplamiento del bastidor frontal 325, el bastidor trasero 326, el par de cubiertas laterales 330, la placa 323 de montaje y la placa base 324 puede proteger eficazmente los componentes internos de impactos externos en la dirección izquierda y derecha y la dirección frontal y trasera. En última instancia, es posible aumentar la seguridad del paquete 300 de batería de la presente divulgación.

En referencia de nuevo a las FIGS. 3 y 4, la placa 323 de montaje puede incluir una porción 323d de montaje y una porción 323e de acoplamiento. La porción 323d de montaje puede estar en forma de una placa que se extiende horizontalmente de modo que la pluralidad de módulos 200 de batería se monte sobre la porción 323d de montaje. Adicionalmente, la porción 323e de acoplamiento puede extenderse hacia abajo desde la superficie inferior de la porción 323d de montaje (en la dirección de eje Z negativo de la FIG. 2). La porción 323e de acoplamiento puede incluir una porción extendida hacia abajo y una porción extendida horizontal. La porción extendida hacia abajo y la porción extendida horizontal pueden extenderse desde un lado hasta el otro lado a lo largo de la superficie inferior de la porción 323d de montaje. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, la porción 323e de acoplamiento puede extenderse desde el extremo derecho de la placa 323 de montaje hasta el extremo izquierdo.

Además, la superficie inferior de la porción extendida horizontal de la porción 323e de acoplamiento puede acoplarse con la superficie superior de la placa base 324. En este caso, el método de acoplamiento puede usar soldadura por fricción-agitación. En este caso, la soldadura por fricción-agitación se refiere a un proceso de soldadura que usa una herramienta no consumible que tiene un saliente en forma de rosca de tornillo para unir dos piezas enfrentadas de un material. Cuando la herramienta se inserta en el material mientras gira a una alta velocidad, se genera calor por la fricción entre la herramienta y el material, una región del material cerca de la herramienta se ablanda por el calor de fricción y los materiales en ambos lados de la superficie de unión se entremezclan de manera forzada por el flujo plástico del material mediante la agitación de la herramienta.

Cuando se usa la soldadura por fricción-agitación, es posible mejorar las propiedades mecánicas y lograr una mejor unión que la unión por fusión existente, y se pone una menor entrada de calor en la soldadura que la soldadura por fusión existente mediante el uso de calor de fricción entre la herramienta de unión y la muestra, dando como resultado una baja tensión residual y menos deformación.

Según esta configuración de la presente divulgación, la placa 323 de montaje se extiende hacia abajo desde la superficie inferior de la porción 323d de montaje y tiene la porción 323e de acoplamiento que se extiende desde un lado de la porción 323d de montaje hasta el otro lado y está acoplada con la placa base 324 en la parte inferior, mejorando de ese modo eficazmente la resistencia de unión entre la placa 323 de montaje y la placa base 324. Adicionalmente, la placa 323 de montaje puede incluir una porción 323f de unión en la que la superficie inferior del canal 323a de refrigerante se acopla con la superficie superior de la placa base 324. En este caso, asimismo, puede usarse soldadura por fricción-agitación. Mientras tanto, puesto que el miembro de enfriamiento que incluye el canal 323a de refrigerante separado según la técnica convencional no está acoplado de manera estable a la placa 323 de montaje, el miembro de enfriamiento puede dañarse debido a la interferencia en el proceso de acoplamiento de la placa 323 de montaje y la placa base 324. Por consiguiente, el tamaño del miembro de enfriamiento puede reducirse para evitar la interferencia con la placa base 324, pero cuando se reduce el tamaño del miembro de enfriamiento, la eficiencia de enfriamiento del paquete 300 de batería se reduce.

Por el contrario, la presente divulgación forma el canal 323a de refrigerante en la propia placa 323 de montaje y acopla directamente el canal 323a de refrigerante con la superficie superior de la placa base 324, aumentando de ese modo eficazmente el área de acoplamiento entre la placa 323 de montaje y la placa base 324. Además, es posible solucionar el problema con una disminución en la capacidad de enfriamiento resultante del canal 323a de refrigerante reducido maximizando el tamaño del canal 323a de refrigerante en un espacio entre la placa 323 de montaje y la placa base 324.

Mientras tanto, en referencia de nuevo a las FIGS. 2 y 8, la cubierta lateral 330 puede incluir una porción 339 de recepción de tubería configurada para cubrir al menos parte de la tubería 351 de alimentación para recibir la tubería 351 de alimentación. Alternativamente, la cubierta lateral 330 puede incluir la porción 339 de recepción de tubería configurada para cubrir al menos parte de la tubería 353 de descarga para recibir la tubería 353 de descarga.

En referencia de nuevo a la FIG. 8 junto con la FIG. 2, la porción 339 de recepción de tubería puede estar en un espacio formado de manera que la pared externa cubra al menos parte de la tubería 350 de enfriamiento. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, la porción 339 de recepción de tubería puede incluir una porción 339a cuya pared externa se extiende hacia dentro (hacia la derecha) desde la superficie interna de la porción 333 de carrocería, y una porción 339b restante que está doblada y se extiende hacia abajo desde la porción de extremo de la porción 339a extendida.

Según esta configuración de la presente divulgación, la cubierta lateral 330 incluye la porción 339 de recepción de tubería configurada de manera que la pared externa cubra al menos parte de la tubería 351 de alimentación o la tubería 353 de descarga para recibir la tubería 351 de alimentación o la tubería 353 de descarga, de modo que las cubiertas laterales 330 cubran la tubería 351 de alimentación o la tubería 353 de descarga para protegerla, evitando de ese modo que la tubería 351 de alimentación o la tubería 353 de descarga se dañen por impactos externos. Mientras tanto, en referencia de nuevo a la FIG. 8, la bandeja 320 puede incluir un almacenamiento temporal 327. Específicamente, el almacenamiento temporal 327 puede estar configurado para permitir que el refrigerante que se escapa fluya al interior del almacenamiento temporal 327 cuando el refrigerante se escapa en la tubería 350 de enfriamiento. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, el almacenamiento temporal 327 puede estar formado en un espacio entre la placa 323 de montaje y la placa base 324.

Adicionalmente, la porción 323a de extremo de la placa 323 de montaje puede estar espaciada de la porción 333 de carrocería de la cubierta lateral 330. Cuando el refrigerante se escapa en la tubería 350 de enfriamiento, el refrigerante que se escapa puede fluir al interior del almacenamiento temporal 327 usando el hueco entre la porción de extremo de la placa 323 de montaje y la cubierta lateral 330.

Según esta configuración de la presente divulgación, la bandeja 320 incluye el almacenamiento temporal 327 para permitir que el refrigerante que se escapa fluya al interior del almacenamiento temporal 327 cuando el refrigerante se escapa en la tubería 350 de enfriamiento, evitando de ese modo que el refrigerante que se escapa entre en los módulos 200 de batería y evitando fugas eléctricas y circuitos eléctricos en los módulos 200 de batería por el refrigerante.

Mientras tanto, en referencia de nuevo a las FIGS. 2 y 8, la cubierta lateral 330 puede incluir además una porción 337 de montaje. La porción 337 de montaje puede proporcionarse en el lado externo de la porción 333 de carrocería para acoplarse con un dispositivo externo. La porción 337 de montaje puede tener una estructura de acoplamiento para acoplarse con el dispositivo externo. Por ejemplo, la porción 337 de montaje puede acoplarse con pernos con los componentes en la carrocería del vehículo. La porción 337 de montaje puede tener un orificio de empernado H2 para la inserción del perno.

Según esta configuración de la presente divulgación, la presente divulgación incluye además la porción 337 de montaje que tiene la estructura de acoplamiento para acoplar la cubierta lateral 330 con el dispositivo externo y proporcionada en el lado externo de la porción 333 de carrocería, fijando de ese modo de manera estable el paquete 300 de batería al dispositivo externo.

Además, la porción 337 de montaje puede estar configurada para proteger la pluralidad de módulos 200 de batería dispuestos en el interior de impactos externos. Para este fin, la porción 337 de montaje puede extenderse en la dirección hacia fuera de la porción 333 de carrocería. La porción 337 de montaje puede tener una forma hueca. Es decir, cuando se aplican impactos en los lados izquierdo y derecho del paquete 300 de batería, la porción 337 de montaje puede extenderse hacia fuera para absorber o defender los impactos.

Mientras tanto, el paquete 300 de batería según una realización de la presente divulgación puede incluir además diversos tipos de dispositivos (no mostrados) para controlar la carga/descarga del módulo 200 de batería, por ejemplo, un sistema de gestión de batería (BMS), un sensor de corriente y un fusible.

Mientras tanto, un dispositivo electrónico (no mostrado) según una realización de la presente divulgación incluye al menos un paquete 300 de batería. El dispositivo electrónico puede incluir además un alojamiento de dispositivo (no mostrado) que tiene un espacio de recepción para recibir el paquete 300 de batería y una pantalla para permitir que un usuario observe el estado de carga del paquete 300 de batería.

Adicionalmente, el paquete 300 de batería según una realización de la presente divulgación puede incluirse en un vehículo tal como un vehículo eléctrico o un vehículo eléctrico híbrido. Es decir, el paquete 300 de batería según una realización de la presente divulgación puede montarse en el vehículo según una realización de la presente divulgación. En este caso, las cubiertas laterales 330 pueden acoplarse con la carrocería del vehículo.

Mientras tanto, los términos que indican direcciones como se usan en el presente documento tales como superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y trasera se usan únicamente por conveniencia de descripción, y es obvio para los expertos en la técnica que el término puede cambiar dependiendo de la posición del elemento indicado o un observador.

Aunque la presente divulgación se ha descrito anteriormente en el presente documento con respecto a un número limitado de realizaciones y dibujos, la presente divulgación no se limita a los mismos y es obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversas modificaciones y cambios en la misma dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[Descripción números de referencia]

300: Paquete de batería

200: Módulo de batería P1, P2: Entrada, salida 100: Batería secundaria 210: Alojamiento de módulo

320: Bandeja 325, 326: Bastidor frontal,

Bastidor trasero 323, 324: Placa de montaje, placa base

323a, 323a1, 323a2: Canal de refrigerante

323b1, 323c1: Puerto de entrada, puerto de salida

323b2, 323b3, 323b4: Poste, junta anular, junta de soporte

323c2, 323c3, 323c4: Poste, junta anular, junta de soporte

323d, 323e, 323f: Porción de montaje, porción de acoplamiento,

porción de unión

327: Almacenamiento temporal

330, 330a, 330b: Cubierta lateral

333, 337, 339: Porción de carrocería, porción de montaje,

porción de recepción de tubería

351, 353: Tubería de alimentación, tubería de descarga

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un paquete (300) de batería, que comprende:

una pluralidad de módulos (200) de batería;

una bandeja (320) que incluye una placa (323) de montaje que se extiende horizontalmente de modo que la pluralidad de módulos (200) de batería se monte sobre la placa (323) de montaje,

en donde la placa (323) de montaje incluye una tubería (351) de alimentación dispuesta en un lado de la placa (323) de montaje y configurada para recibir un refrigerante desde el exterior, y una tubería (353) de descarga dispuesta en el otro lado de la placa (323) de montaje y configurada para descargar el refrigerante al exterior, y

en donde la placa (323) de montaje incluye una pluralidad de canales (323a) de refrigerante, extendiéndose cada canal de refrigerante desde un lado de la placa (323) de montaje hasta el otro lado de la placa (323) de montaje y estando en comunicación con la tubería (351) de alimentación o la tubería (352) de descarga;

caracterizado por que, en donde el módulo (200) de batería incluye:

una entrada (P1) configurada para alimentar el refrigerante al módulo (200) de batería; y

una salida (P2) configurada para descargar el refrigerante fuera del módulo (200) de batería, y

por quela placa (323) de montaje incluye:

un puerto (323b) de entrada conectado con la entrada (P1) para alimentar el refrigerante desde el canal (323a) de refrigerante hasta el módulo (200) de batería; y

un puerto (323c) de salida conectado con la salida (P2) para descargar el refrigerante desde el módulo (200) de batería hasta el canal (323a) de refrigerante.

2. El paquete (300) de batería según la reivindicación 1, en donde el puerto (323b) de entrada y el puerto (323c) de salida incluyen:

un poste (323b2, 323c2) que se extiende hacia arriba desde una superficie superior de la placa (323) de montaje; una junta anular (323b3, 323c3) fijada a una parte del poste (323b2, 323c2); y

una junta (323b4, 323c4) de soporte espaciada una distancia predeterminada del poste (323b2, 323c2) y configurada para entrar en contacto estrecho con un perímetro de la entrada (P1) o la salida (P2) del módulo (200) de batería.

3. El paquete (300) de batería según la reivindicación 1, en donde la bandeja (320) incluye además:

un bastidor frontal (325) acoplado a un extremo frontal de la placa (323) de montaje y que tiene una forma de placa en posición vertical;

un bastidor trasero (326) acoplado a un extremo trasero de la placa (323) de montaje y que tiene una forma de placa en posición vertical;

un par de cubiertas laterales (330) que tienen dos extremos que se extienden en una dirección, estando los dos extremos extendidos acoplados con el bastidor frontal (325) y el bastidor trasero (326) respectivamente; y una placa base (324) que tiene una forma de placa que se extiende horizontalmente y configurada para acoplarse con una parte inferior de la placa (323) de montaje.

4. El paquete (300) de batería según la reivindicación 3, en donde la placa (323) de montaje incluye:

una porción (323d) de montaje que tiene una forma de placa que se extiende horizontalmente de modo que la pluralidad de módulos (200) de batería se monte sobre la porción (323d) de montaje;

un porción (323e) de acoplamiento que se extiende hacia abajo desde una superficie inferior de la porción (323d) de montaje, y se extiende desde un lado de la porción (323d) de montaje hasta el otro lado de la porción (323d) de montaje, y tiene una parte inferior acoplada con la placa base (324); y

una porción de unión (323f) en la que se acoplan el canal (323a) de refrigerante y la placa base (324).

5. El paquete (300) de batería según la reivindicación 4, en donde la cubierta lateral (330) incluye una porción (339) de recepción de tubería cuya pared externa está configurada para cubrir al menos parte de la tubería (351) de alimentación o la tubería (353) de descarga para recibir la tubería (351) de alimentación o la tubería (353) de descarga.

6. El paquete (300) de batería según la reivindicación 4, en donde la bandeja (320) incluye un almacenamiento temporal (327) configurado de manera que, cuando el refrigerante se escapa en la tubería (351) de alimentación o la tubería (353) de descarga, el refrigerante que se escapa fluye al interior del almacenamiento temporal (327).

7. El paquete (300) de batería según la reivindicación 6, en donde el almacenamiento temporal (327) es un espacio vacío entre la placa (323) de montaje y la placa base (324).

8. Un dispositivo electrónico que comprende al menos un paquete (300) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Un vehículo que comprende al menos un paquete (300) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.