ES3036305T3 - Battery module and battery pack including the same - Google Patents

Abstract

Un módulo de batería según una realización de la presente invención comprende: una pila de celdas de batería que tiene una pluralidad de celdas de batería apiladas en ella; un marco de módulo que rodea la pila de celdas de batería; un marco de barra colectora que cubre una porción de la pila de celdas de batería expuesta desde el marco del módulo; una barra colectora montada en el marco de barra colectora y conectada a un cable de electrodo que sobresale de la pila de celdas de batería, en donde se forma una ruta de fluido de enfriamiento en la barra colectora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de batería y paquete de baterías que incluye el mismo

Sector de la técnica

Referencia cruzada a solicitud(es) relacionada(s)

La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2021-0163388 presentada el 24 de noviembre de 2021 ante la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual.

La presente descripción se refiere a un módulo de batería y a un paquete de baterías que incluye el mismo y, más en particular, a un módulo que batería que tiene una estructura de enfriamiento innovadora y a un paquete de baterías que incluye el mismo.

Estado de la técnica

Con el desarrollo de la tecnología y la creciente demanda de dispositivos móviles, ha aumentado rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuentes de energía. En particular, una batería secundaria ha llamado considerable atención como una fuente de energía para dispositivos accionados por motor como, por ejemplo, una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico y un vehículo eléctrico híbrido, así como una fuente de energía para dispositivos móviles como, por ejemplo, un teléfono móvil, una cámara digital, un ordenador portátil y un dispositivo ponible.

En dispositivos móviles pequeños, una o dos o tres celdas de batería se usan por dispositivo, mientras que los dispositivos de tamaño mediano o grande como, por ejemplo, vehículos, requieren alta potencia y gran capacidad. Por lo tanto, se usa un módulo de batería de tamaño mediano o grande que tiene múltiples celdas de batería eléctricamente conectadas entre sí.

Dado que los módulos de batería de tamaño mediano o grande se fabrican preferiblemente con un tamaño y un peso tan pequeños como sea posible, una batería prismática, una batería tipo bolsa, o similar, que pueden apilarse con alta integración y que tiene un peso pequeño en relación con la capacidad, se usa principalmente como una celda de batería de los módulos de batería de tamaño mediano o grande. Dicho módulo de batería tiene una estructura en la cual múltiples conjuntos de celdas que incluyen múltiples celdas de batería unitarias se conectan en serie para obtener alta salida. Y, la celda de batería incluye colectores de corriente de electrodos positivos y negativos, un separador, un material activo, un electrolito y similares y, por consiguiente, puede cargarse y descargarse repetidamente a través de una reacción electroquímica entre componentes.

Mientras tanto, en los últimos años, en medio de una necesidad creciente de estructuras de gran capacidad que incluyen su utilización como una fuente de almacenamiento de energía, existe una demanda creciente de paquetes de baterías que tengan una estructura multimódulo formada montando múltiples módulos de batería en los cuales múltiples baterías secundarias se conectan en serie y/o en paralelo.

Además, cuando múltiples celdas de batería están conectadas en serie o en paralelo para configurar un paquete de baterías, es común configurar un módulo de batería compuesto de al menos una celda de batería primero, y luego configurar un paquete de baterías usando al menos un módulo de batería y añadiendo otros componentes.

En general, cuando la temperatura de la batería secundaria aumenta por encima de una temperatura apropiada, el rendimiento de la batería secundaria puede deteriorarse y, en el peor caso, existe también el riesgo de explosión o ignición. En particular, un gran número de baterías secundarias, es decir, un módulo de batería o un paquete de baterías que tiene baterías secundarias, puede acumular el calor generado a partir del gran número de celdas de batería en un espacio estrecho, de modo tal que la temperatura puede aumentar más rápida y excesivamente. En otras palabras, un módulo de batería en el cual se apila una gran cantidad de celdas de batería, y un paquete de baterías equipado con dicho módulo de batería pueden obtener una alta salida, pero no es fácil eliminar el calor generado de las celdas de batería durante la carga y descarga. Cuando la disipación de calor de la celda de batería no se lleva a cabo de manera apropiada, el deterioro de las celdas de batería se acelera, la vida útil se acorta, y aumenta la posibilidad de explosión o ignición.

Además, en el caso de un módulo de batería de tamaño mediano o grande incluido en un paquete de baterías de vehículo, se expone, con frecuencia, para dirigir la luz solar y puede colocarse en condiciones de alta temperatura como, por ejemplo, verano o áreas desérticas.

De manera convencional, el calor generado en las celdas de batería de un módulo de batería se emitió solo a través de una trayectoria unidireccional mediante la capa de resina conductora térmica formada debajo de la pila de celdas de batería y la parte inferior de la estructura de módulo. Sin embargo, en los últimos años, ha aumentado continuamente la necesidad de alta capacidad, alta energía, carga rápida y similares, ha aumentado la cantidad de la corriente que fluye a través de la barra colectora, y la cantidad de calor generado a partir de barras colectoras, celdas de batería y conductores de electrodos también ha tendido a aumentar. Es difícil enfriar efectivamente dicha generación de calor solo por una estructura de enfriamiento convencional sola.

Por lo tanto, existe la necesidad de una estructura innovadora para resolver los problemas de la generación de calor de barra colectora que ocurren según las necesidades de alta capacidad, alta energía, carga rápida y similares. El documento KR 2021 0063201 A describe un módulo de batería según el preámbulo de la reivindicación 1. Módulos de batería adicionales se describen en los documentos DE 102017 114330 A1, JP 2011 029103 A, KR 2021 0127318 A y JP 2014011086 A.

Objeto de la invención

Problema técnico

Es un objeto de la presente descripción proveer un módulo de batería que mejore el rendimiento del enfriamiento al reducir la temperatura de las celdas de batería y barras colectoras, y un paquete de baterías que incluya el mismo. Sin embargo, los objetos de la presente descripción no están limitados a los objetos descritos anteriormente, y otros objetos no descritos en la presente memoria se comprenderán claramente por las personas con experiencia en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada y de los dibujos anexos.

Solución técnica

Según una realización de la presente descripción, se provee un módulo de batería que comprende: una pila de celdas de batería en la cual múltiples celdas de batería se apilan, una estructura de módulo que rodea la pila de celdas de batería, una estructura de barra colectora que cubre la porción de la pila de celdas de batería expuesta desde la estructura de módulo, y una barra colectora montada en la estructura de barra colectora y conectada a un conductor de electrodos que sobresale de la pila de celdas de batería, en donde una trayectoria de flujo de enfriamiento se forma en la barra colectora, la barra colectora se forma con una ranura a través de la cual pasa el conductor de electrodos, y la trayectoria de flujo de enfriamiento comprende una primera trayectoria de flujo y una tercera trayectoria de flujo formadas perpendiculares a una dirección en la cual se forma la ranura, y una segunda trayectoria de flujo formada en paralelo a una dirección en la cual se forma la ranura.

La trayectoria de flujo de enfriamiento se forma dentro de la barra colectora para servir como un paso a través del cual fluye un refrigerante.

La barra colectora se divide en dos regiones por la ranura, y la primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo pueden conectar dos regiones de la barra colectora.

La primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo se forman respectivamente en un extremo superior y un extremo inferior de la barra colectora, y la segunda trayectoria de flujo puede conectar la primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo respectivamente formadas en el extremo superior y el extremo inferior de la barra colectora.

El módulo de batería según la presente realización puede además comprender un puerto de entrada de refrigerante formado en un extremo de la barra colectora, y un puerto de salida de refrigerante formado en el otro extremo de la barra colectora.

El puerto de entrada de refrigerante y el puerto de salida de refrigerante pueden estar formados por un material no conductor.

El puerto de entrada de refrigerante puede estar formado en un extremo superior de la barra colectora, y el puerto de salida de refrigerante puede estar formado en un extremo inferior de la barra colectora.

El refrigerante puede comprender agua de enfriamiento, y el agua de enfriamiento puede comprender un agua de enfriamiento aislada.

Según incluso otra realización de la presente descripción, puede proveerse un paquete de baterías que comprende el módulo de batería descrito anteriormente.

Efectos ventajosos

Un módulo de batería según una realización de la presente descripción incluye una trayectoria de flujo de enfriamiento formada dentro de la barra colectora y, por consiguiente, puede enfriar las celdas de batería y las barras colectoras que se calientan en entornos de corriente alta y carga rápida. Además, la estabilidad del módulo de batería puede mejorarse minimizando la desviación de la temperatura interna del módulo de batería.

Los efectos de la presente descripción no están limitados a los efectos descritos más arriba y otros efectos adicionales no descritos más arriba se comprenderán claramente por las personas con experiencia en la técnica a partir de la descripción de las reivindicaciones anexas.

Descripción de las figuras

La Fig. 1 es una vista en perspectiva del despiece de un módulo de batería de la presente descripción;

la Fig. 2 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería en el cual se ensamblan los componentes de la Fig. 1;

la Fig. 3 es una vista en perspectiva que muestra un estado de una barra colectora incluida en un módulo de batería según una realización de la presente descripción;

la Fig. 4 es una vista en perspectiva que muestra una trayectoria de flujo de enfriamiento formada en la barra colectora de la Fig. 3;

la Fig. 5 es un diagrama que amplía y muestra una parte de un estado cortado a lo largo de una sección P2 de la Fig. 3;

la Fig. 6 es un diagrama que muestra una sección transversal tomada a lo largo de una sección P1 de la Fig. 2; y la Fig. 7 es una vista en perspectiva que muestra una celda de batería incluida en el módulo de batería de la presente descripción.

Descripción detallada de la invención

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

Las porciones que son irrelevantes para la descripción se omitirán con el fin de describir claramente la presente descripción, y los numerales de referencia iguales designan elementos iguales a lo largo de la descripción.

Además, en los dibujos, el tamaño y el espesor de cada elemento se ilustran de forma arbitraria en aras de la conveniencia de la descripción, y la presente descripción no se encuentra necesariamente limitada al tamaño y espesor ilustrados en los dibujos. En los dibujos, el espesor de capas, regiones, etc., se exagera en aras de la claridad. En los dibujos, en aras de la descripción, los espesores de una parte y un área se ilustran exagerados. Además, se comprenderá que cuando un elemento como, por ejemplo, una capa, película, región o placa se describe como una que está "sobre" o "encima de" otro elemento, puede estar directamente sobre el otro elemento o también puede haber elementos intervinientes. Por el contrario, cuando se hace referencia a un elemento como uno que está "directamente sobre" otro elemento, ello significa que no hay otros elementos intervinientes presentes. Además, que cierta parte está ubicada “sobre” o “encima de” una porción de referencia significa que la cierta parte está ubicada encima o debajo de la porción de referencia y no significa en particular que la cierta parte está “sobre” o “encima” hacia una dirección de gravedad opuesta.

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

Además, a lo largo de la descripción, cuando se hace referencia a “plana”, ello significa cuando una porción objetivo se observa desde el lado superior, y cuando se hace referencia a la misma como “sección transversal”, ello significa cuando una porción objetivo se observa desde el lado de una sección transversal cortada verticalmente.

Los términos “primero”, “segundo”, etc., se usan para explicar varios componentes, pero los componentes no deben estar limitados por los términos. Estos términos solo se usan para diferenciar un componente del otro componente. A continuación, un módulo de batería de la presente descripción se describirá con referencia a las Figs. 1, 2 y 7. La Fig. 1 es una vista en perspectiva del despiece de un módulo de batería de la presente descripción. La Fig. 2 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería en el cual se ensamblan los componentes de la Fig. 1. La Fig. 7 es una vista en perspectiva que muestra una celda de batería incluida en el módulo de batería de la presente descripción.

Con referencia a las Figs. 1 y 2, un módulo 100 de batería según la presente realización incluye una pila 120 de celdas de batería en la cual múltiples celdas 110 de batería se apilan, y una estructura 200 de módulo que rodea la pila 120 de celdas de batería.

En primer lugar, la celda 110 de batería es preferiblemente una celda de batería tipo bolsa, y puede formarse en una estructura tipo hoja rectangular. Por ejemplo, con referencia a la Fig. 7, la celda 110 de batería según la presente realización tiene una estructura en la cual dos conductores 111 y 112 de electrodos se miran entre sí y sobresalen de una parte 114a de extremo y la otra parte 114b de extremo del cuerpo 113 principal de celda, respectivamente. Es decir, la celda 110 de batería incluye conductores 111 y 112 de electrodos que sobresalen en direcciones mutuamente opuestas. De manera más específica, los conductores 111 y 112 de electrodos se conectan a un conjunto de electrodos (no se muestra), y sobresalen del conjunto de electrodos (no se muestra) al exterior de la celda 110 de batería.

Mientras tanto, la celda 110 de batería puede producirse uniendo ambas partes 111a y 114b de extremo de una caja 114 de celda y una parte 114c lateral que las conecta en un estado en el cual un conjunto de electrodos (no se muestra) se aloja en una caja 114 de celda. En otras palabras, la celda 110 de batería según la presente realización tiene un total de tres partes 114sa, 114sb y 114sc de sellado, en donde las partes 114sa, 114sb y 114sc de sellado tienen una estructura que está sellada por un método como, por ejemplo, sellado mediante calor, y la otra parte lateral restante puede estar compuesta de una parte 115 de conexión. La caja 114 de celda puede estar compuesta de una hoja laminada que incluye una capa de resina y una capa metálica.

Además, la parte 115 de conexión puede extenderse a lo largo de un borde de la celda 110 de batería, y una oreja 110p sobresaliente puede formarse en un extremo de la parte 115 de conexión. Además, mientras la caja 114 de celda se sella con los conductores 111 y 112 de electrodos sobresalientes interpuestos en medio, una parte 116 de terraza puede formarse entre los conductores 111 y 112 de electrodos y el cuerpo 113 principal de celda. Es decir, la celda 110 de batería puede incluir una parte 116 de terraza formada para extenderse desde la caja 114 de celda en la dirección en la cual sobresalen los conductores 111 y 112 de electrodos.

Dicha celda 110 de batería puede estar compuesta de múltiples números, y las múltiples celdas 110 de batería pueden apilarse para estar eléctricamente conectadas entre sí, formando de esta manera una pila 120 de celdas de batería. En particular, como se muestra en la Fig. 5, múltiples celdas 110 de batería pueden apilarse a lo largo de la dirección paralela al eje y. De este modo, los conductores 111 y 112 de electrodos pueden sobresalir en la dirección del eje x y en la dirección del eje -x, respectivamente.

Mientras tanto, cuando la carga y descarga de las celdas 110 de batería se llevan a cabo de forma repetida, se genera calor. Incluso entre ellas, una gran cantidad de calor se genera en una porción adyacente a los conductores 111 y 112 de electrodos. Es decir, a medida que se aproxima a los conductores 111 y 112 de electrodos en lugar de a la porción central del cuerpo 113 principal de celda, se genera más calor debido a la carga y descarga, de modo que puede requerirse una estructura para enfriar la parte correspondiente.

Mientras tanto, la estructura 200 de módulo puede incluir una estructura 300 en forma de U que se abre en la superficie superior, la superficie frontal y la superficie posterior de la misma y cubre la parte inferior y ambas partes laterales de la pila 120 de celdas de batería, y una placa 400 superior que cubre una parte superior de la pila 120 de celdas de batería. En este momento, la estructura 300 en forma de U puede incluir una parte 300a inferior que soporta la parte inferior de la pila 120 de celdas de batería, y partes superficiales laterales que se extienden, cada una, hacia arriba desde ambos extremos de la parte 300a inferior. Sin embargo, la estructura 200 de módulo no se limita a ello, y puede reemplazarse por una estructura que tiene otra forma como, por ejemplo, una estructura en forma de L o una monoestructura que rodea la pila 120 de celdas de batería excepto por las superficies frontal y posterior de la misma. La pila 120 de celdas de batería alojada dentro de la estructura 200 de módulo puede protegerse físicamente a través de la estructura 200 de módulo.

La placa 400 superior puede cubrir la superficie lateral superior abierta de la estructura 200 de módulo. La placa 150 de extremo puede cubrir las superficies frontal y posterior de la pila 120 de celdas de batería que se abren en la estructura 200 de módulo. La placa 150 de extremo puede acoplarse mediante soldadura con los bordes de extremo frontal y posterior de la placa 400 superior y los bordes de extremo frontal y posterior de la estructura 200 de módulo.

Una estructura 130 de barra colectora puede formarse entre la placa 150 de extremo y las superficies frontal y posterior de la pila 120 de celdas de batería. La estructura 130 de barra colectora puede cubrir la porción de la pila 120 de celdas de batería expuesta desde la estructura 200 de módulo. Asimismo, las múltiples barras 160 colectoras montadas en la estructura 130 de barra colectora se forman para sobresalir de las celdas 110 de batería, y pueden conectarse a los conductores 111 y 112 de electrodos montados en la estructura 130 de barra colectora. En este momento, una ranura 164 a través de la cual pasan los conductores 111 y 112 de electrodos se forma en la barra 160 colectora. Por lo tanto, la barra 160 colectora puede dividirse en dos regiones por la ranura 164.

Además, el módulo 100 de batería según la presente realización incluye además una capa 310 de resina conductora térmica ubicada entre la superficie inferior de la pila 120 de celdas de batería y la parte inferior de la estructura 200 de módulo, es decir, la parte 300a inferior del miembro 300 de estructura, en donde la capa 310 de resina conductora térmica puede desempeñar el papel de transferir el calor generado en la celda 110 de batería a la parte inferior del módulo 100 de batería y fijar la pila 120 de celdas de batería.

Un módulo de batería convencional se configura para liberar el calor generado en las celdas de batería a través de la capa de resina conductora térmica formada en una parte inferior de la celda de batería. Sin embargo, la capa de resina conductora térmica tiene el problema de que no puede enfriar eficientemente el calor generado a partir de los conductores de electrodos y las estructuras de barra colectora en las superficies frontal y posterior de la celda de batería, y barras colectoras montadas a las estructuras de barra colectora.

Por lo tanto, en una situación donde el conductor de electrodos y la barra colectora de la celda de batería están hechos para generar alto calor en un período corto por el flujo de corriente alta como, por ejemplo, carga rápida, se requiere una estructura capaz de enfriar efectivamente el calor.

Por lo tanto, según la presente realización, una trayectoria 165 de flujo de enfriamiento se provee dentro de la barra 160 colectora, y un refrigerante se introduce a través de la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento, que permite el enfriamiento de la barra 160 colectora y de los conductores 111 y 112 de electrodos conectados a la barra 160 colectora, enfriando de este modo la barra 160 colectora y los conductores 111 y 112 de electrodos. Como resultado, es posible evitar el aumento de temperatura, la desviación de temperatura y el deterioro del rendimiento del módulo de batería, y garantizar la seguridad del módulo de batería.

A continuación, una barra colectora incluida en el módulo de batería según una realización de la presente descripción se describirá en detalle con referencia a las Figs. 3 a 6.

La Fig. 3 es una vista en perspectiva que muestra un estado de una barra colectora incluida en un módulo de batería según una realización de la presente descripción. La Fig. 4 es una vista en perspectiva que muestra una trayectoria de flujo de enfriamiento formada en la barra colectora de la Fig. 3. La Fig. 5 es un diagrama que amplía y muestra una parte de un estado cortado a lo largo de una sección P2 de la Fig. 3. La Fig. 6 es un diagrama que muestra una sección transversal tomada a lo largo de una sección P1 de la Fig. 2. La Fig. 7 es una vista en perspectiva que muestra una celda de batería incluida en el módulo de batería de la presente descripción.

Con referencia a las Figs. 4 y 5, una trayectoria 165 de flujo de enfriamiento se forma en la barra 160 colectora según la presente realización. En este momento, la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento no está particularmente limitada, pero tiene una estructura para enfriar la barra 160 colectora y los conductores 111 y 112 de electrodos conectados a la barra 160 colectora y puede ser de una forma tubular formada en la barra 160 colectora.

La trayectoria 165 de flujo de enfriamiento se forma dentro de la barra 160 colectora. Por lo tanto, la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento se forma dentro de la barra 160 colectora y sirve como un paso a través del cual fluye un refrigerante. La trayectoria 165 de flujo de enfriamiento se forma dentro de la barra 160 colectora para no exponerse al exterior, formando de este modo un flujo de refrigerante estable.

La trayectoria 165 de flujo de enfriamiento se forma perpendicular a la dirección en la cual se forma la ranura 164 de la barra 160 colectora, y se forma en paralelo a la dirección en la cual se forma la ranura 164 de la barra 160 colectora. De manera específica, la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento incluye una primera trayectoria 165a de flujo y una tercera trayectoria 165c de flujo que se forman perpendiculares a la dirección en la cual se forma la ranura 164, y una segunda trayectoria 165b de flujo que se forma en paralelo a la dirección en la cual se forma la ranura 164.

Las trayectorias 165 de flujo pueden formarse por múltiples números. En particular, múltiples segundas trayectorias 165b de flujo se forman en la barra 160 colectora y permiten que la barra 160 colectora en contacto con los conductores 111 y 112 de electrodos se enfríe, mejorando de este modo el rendimiento del enfriamiento del módulo de batería. Además, en la Fig. 4, cada una de la primera trayectoria 165a de flujo y la tercera trayectoria 165c de flujo se muestra como una, pero también puede incluirse un caso donde las primeras trayectorias 165a de flujo y las terceras trayectorias 165c de flujo se forman en números plurales para conectarse a la segunda trayectoria 165b de flujo.

En este momento, la primera trayectoria 165a de flujo puede conectar las dos regiones de la barra 160 colectora. Por lo tanto, la tercera trayectoria 165c de flujo puede también conectar las dos regiones de la barra 160 colectora. Es decir, la primera trayectoria 165a de flujo y la tercera trayectoria 165c de flujo conectan las dos regiones de la barra 160 colectora dividida por la ranura 164 de la barra 160 colectora, de modo que un flujo de refrigerante puede suministrarse de un área a otra.

Además, la primera trayectoria 165a de flujo y la tercera trayectoria 165c de flujo se forman respectivamente en el extremo superior y el extremo inferior de la barra 160 colectora, y la segunda trayectoria 165b de flujo puede conectar la primera trayectoria 165a de flujo y la tercera trayectoria 165c de flujo respectivamente formadas en el extremo superior y el extremo inferior de la barra 160 colectora. Por lo tanto, un flujo continuo de un refrigerante se forma a través de la primera trayectoria 165a de flujo, la segunda trayectoria 165b de flujo y la tercera trayectoria 165c de flujo, por medio de lo cual el rendimiento del enfriamiento del módulo 100 de batería puede mejorarse enfriando la barra 160 colectora.

Mientras tanto, el módulo de batería según la presente realización puede además incluir un puerto 161 de entrada de refrigerante formado en un extremo de la barra 160 colectora, y un puerto 162 de salida de refrigerante formado en el otro extremo de la barra 160 colectora.

Con referencia a las Figs. 3 y 4, el puerto 161 de entrada de refrigerante puede conectarse a la primera trayectoria 165a de flujo. Asimismo, el puerto 162 de salida de refrigerante puede conectarse a la tercera trayectoria 165c de flujo. Por lo tanto, el refrigerante transferido a través del puerto 161 de entrada de refrigerante puede fluir hacia la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento a través de la primera trayectoria 165a de flujo, y el refrigerante transferido como se describe más arriba puede transferirse al puerto 162 de salida de refrigerante a través de la tercera trayectoria 165c de flujo y puede fluir fuera al exterior.

En este momento, el puerto 161 de entrada de refrigerante y el puerto 162 de salida de refrigerante pueden estar formados por un material no conductor. El material puede seleccionarse sin limitación siempre que sea un material que satisfaga el rendimiento como el puerto 161 de entrada de refrigerante y el puerto 162 de salida de refrigerante. Por lo tanto, incluso si el puerto 161 de entrada de refrigerante y el puerto 162 de salida de refrigerante se forman, puede ser posible garantizar el aislamiento en el módulo 100 de batería. En este momento, el material no conductor no se limita a un material específico, pero puede incluir un material de resina sintética.

Mientras tanto, el puerto 161 de entrada de refrigerante puede formarse en el extremo superior de la barra 160 colectora. Además, el puerto 162 de salida de refrigerante puede formarse en el extremo inferior de la barra 160 colectora. De este modo, es posible guiar el flujo del refrigerante mediante gravedad. Sin embargo, el puerto 161 de entrada de refrigerante se forma en el extremo inferior de la barra 160 colectora, y el puerto 162 de salida de refrigerante puede estar formado en el extremo superior de la barra 160 colectora. En este momento, con el fin de formar un flujo del refrigerante, un componente adicional como, por ejemplo, una bomba, puede incluirse, formando de este modo un flujo del refrigerante.

Como se describe más arriba, el módulo 100 de batería según la presente realización puede incluir además un refrigerante que fluye a lo largo de la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento. Además, el refrigerante puede incluir agua de enfriamiento. En este momento, con el fin de mantener y garantizar el aislamiento en el módulo 100 de batería, el agua de enfriamiento puede incluir un agua de enfriamiento aislada.

Por consiguiente, el módulo de batería según la presente realización puede incluir múltiples barras 160 colectoras, y una trayectoria 165 de flujo de enfriamiento puede formarse en cada barra 160 colectora. Por lo tanto, con referencia a la Fig. 6, además de la trayectoria de transferencia de calor a través de la cual el calor generado en la celda 110 de batería se descarga a través de la capa 310 de resina conductora térmica ubicada debajo de la pila 120 de celdas de batería existente, una trayectoria a través de la cual el calor se descarga además al exterior por la trayectoria 165 de flujo de enfriamiento y el refrigerante se establece nuevamente y, por consiguiente, las trayectorias de transferencia de calor están diversificadas, mejorando de este modo aún más el rendimiento del enfriamiento del módulo de batería.

A continuación, se describirá un paquete de baterías según otra realización de la presente descripción.

El paquete de baterías según la presente realización incluye el módulo de batería descrito más arriba. Además, el paquete de baterías de la presente descripción puede tener una estructura en la cual uno o más de los módulos de batería según la presente realización se reúnen y se empaquetan junto con un sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés) y un dispositivo de enfriamiento que controlan y gestionan la temperatura, tensión, etc., de la batería.

El paquete de baterías puede aplicarse a varios dispositivos. Dicho dispositivo puede aplicarse a un medio de vehículo como, por ejemplo, una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico, o un vehículo híbrido, pero la presente descripción no se limita a ello, y es aplicable a varios dispositivos que pueden usar un módulo de batería, que también cae bajo el alcance de la presente descripción.

Aunque más arriba se han descrito en detalle realizaciones preferidas de la presente descripción, el alcance de la presente descripción no se encuentra limitado a ello, y numerosas otras modificaciones y realizaciones pueden concebirse por las personas con experiencia en la técnica, sin apartarse del alcance de la invención descrito en las reivindicaciones anexas. Además, estas modificaciones no deben comprenderse individualmente a partir del espíritu técnico o perspectiva de la presente descripción.

Descripción de numerales de referencia

100: módulo de batería

110: celda de batería

120: pila de celdas de batería

130: estructura de barra colectora

150: placa de extremo

160: barra colectora

165: trayectoria de flujo de enfriamiento

200: estructura de módulo

300: estructura en forma de U

400: placa superior

Claims (7)

REIVINDICACIONES

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

una pila (120) de celdas de batería en la cual se apilan múltiples celdas (110) de batería,

una estructura (200) de módulo que rodea la pila (120) de celdas de batería,

una estructura (130) de barra colectora que cubre la porción de la pila (120) de celdas de batería expuesta desde la estructura (200) de módulo, y

una barra (160) colectora montada en la estructura (130) de barra colectora y conectada a un conductor (111, 112) de electrodos que sobresale de la pila (120) de celdas de batería,

caracterizado por que:

una trayectoria (165) de flujo de enfriamiento se forma en la barra (160) colectora,

la barra (160) colectora se forma con una ranura (164) a través de la cual pasa el conductor (111, 112) de electrodos, y

la trayectoria (165) de flujo de enfriamiento comprende una primera trayectoria (165a) de flujo y una tercera trayectoria (165c) de flujo formadas perpendiculares a una dirección en la cual se forma la ranura (164), y una segunda trayectoria (165b) de flujo formada en paralelo a una dirección en la cual se forma la ranura (164).

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

la trayectoria (165) de flujo de enfriamiento se forma dentro de la barra (160) colectora y sirve como un paso a través del cual fluye un refrigerante.

3. El módulo (100) de batería según la reivindicación 1 en donde:

la barra (160) colectora se divide en dos regiones por la ranura (164), y

la primera trayectoria (165a) de flujo y la tercera trayectoria (165c) de flujo conectan las dos regiones de la barra (160) colectora.

4. El módulo (100) de batería según la reivindicación 1 en donde:

la primera trayectoria (165a) de flujo y la tercera trayectoria (165c) de flujo se forman respectivamente en un extremo superior y un extremo inferior de la barra (160) colectora, y la segunda trayectoria (165b) de flujo conecta la primera trayectoria (165a) de flujo y la tercera trayectoria (165c) de flujo respectivamente formadas en el extremo superior y el extremo inferior de la barra (160) colectora.

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

un puerto de entrada de refrigerante formado en un extremo de la barra (160) colectora, y un puerto de salida de refrigerante formado en el otro extremo de la barra (160) colectora.

6. El módulo (100) de batería según la reivindicación 5 en donde:

el puerto de entrada de refrigerante y el puerto de salida de refrigerante están formados por un material no conductor.

7. Un paquete de baterías que comprende el módulo (100) de batería según se establece en la reivindicación 1.