ES3038097T3 - Battery module having fire extinguishing unit - Google Patents

Battery module having fire extinguishing unit

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ES3038097T3
ES3038097T3 ES20934875T ES20934875T ES3038097T3 ES 3038097 T3 ES3038097 T3 ES 3038097T3 ES 20934875 T ES20934875 T ES 20934875T ES 20934875 T ES20934875 T ES 20934875T ES 3038097 T3 ES3038097 T3 ES 3038097T3
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Han Young Lee
Jun Soo Park
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Abstract

La presente invención se refiere a un módulo de batería con una unidad de extinción de incendios, y más particularmente, a un módulo de batería con una unidad de extinción de incendios, comprendiendo dicho módulo: varias celdas de batería (100) apiladas vertical u horizontalmente; y una unidad de extinción de incendios (200) adyacente a las celdas de batería (100), incluyendo dicha unidad un paquete de extinción de incendios (210) con material extintor en su interior, un elemento piezoeléctrico (220) interpuesto entre la celda de batería 100 y el paquete de extinción de incendios (210), y una o más unidades de trituración (240) interpuestas entre la celda de batería (100) y el primer paquete de extinción (210). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Módulo de batería que tiene unidad de extinción de incendios
Sector de la técnica
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad con respecto a la Solicitud de Patente Coreana n.° 2020-0053495 presentada el 4 de mayo de 2020.
La presente invención se refiere a un módulo de batería que tiene una unidad extintora de incendios y, más en particular, a un módulo de batería que tiene una unida extintora de incendios que incluye un material extintor de incendios capaz de rociar un material extintor de incendios sin un dispositivo de detección separado cuando una celda de batería se hincha o se genera gas inflamable en la celda de batería, por medio de lo cual es posible mejorar la seguridad y la densidad energética del módulo de batería.
Antecedentes de la invención
Una batería secundaria, que tiene una fácil aplicación basada en familia de productos y características eléctricas como, por ejemplo, alta densidad energética, se ha aplicado universalmente a un vehículo eléctrico (EV, por sus siglas en inglés) o un vehículo eléctrico híbrido (HEV, por sus siglas en inglés) accionado por una fuente de accionamiento eléctrica así como dispositivos portátiles. Dicha batería secundaria ha llamado la atención como una nueva fuente de energía capaz de mejorar la compatibilidad con el medio ambiente y la eficiencia energética ya que la batería secundaria tiene la ventaja principal de que reduce significativamente el uso de combustibles fósiles y de que no se generan subproductos debido al uso de energía.
Existen una batería de iones de litio, una batería de polímeros de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidruro, y una batería de níquel-zinc como baterías secundarias que se usan ampliamente en la actualidad. La tensión operativa de una celda de batería secundaria unitaria, es decir, una celda de batería unitaria, es de alrededor de 2,5 V a 4,5 V. En el caso en el cual se requiera una tensión de salida mayor que la tensión operativa de más arriba, por lo tanto, múltiples celdas de batería pueden conectarse entre sí en serie para constituir un módulo de batería.
Por supuesto, múltiples módulos de batería pueden conectarse entre sí en paralelo o en serie dependiendo de las capacidades de carga y descarga requeridas para constituir un paquete de baterías.
Mientras tanto, con el fin de satisfacer la tensión de salida requerida, múltiples celdas de batería se reciben en un módulo de batería. Las celdas de batería recibidas se disponen en estrecho contacto entre sí con el fin de mejorar la densidad energética. Cuando ocurre un problema como, por ejemplo, fuga térmica, por lo tanto, puede ocurrir un accidente secundario como, por ejemplo, generación de gas e incendio.
En relación con ello, la FIG. 1 es una vista que ilustra la extinción del incendio en un módulo de batería mediante el uso de una unidad extintora de incendios convencional. Con referencia a la FIG. 1, el módulo de batería se configura de modo tal que una unidad 20 extintora de incendios que contiene un material de extinción de incendios se ubica encima de múltiples celdas 10 de batería y una abertura (no se muestra) se forma en la parte inferior de la unidad 20 extintora de incendios. Un sensor 30 piezoeléctrico se interpone entre las celdas 10 de batería. Cuando el volumen de las celdas 10 de batería aumenta debido a su hinchamiento, el sensor piezoeléctrico detecta la presión y transmite una señal eléctrica a un dispositivo de control como, por ejemplo, un BMS, a través de un circuito 40 de conexión. Tras determinar que la presión detectada es igual a o mayor que un nivel predeterminado, la abertura se abre, por lo cual se expulsa el material extintor de incendios.
En la técnica convencional, se proveen el sensor 30 piezoeléctrico configurado para detectar presión y el circuito 40 de conexión configurado para transmitir la señal eléctrica generada por el sensor piezoeléctrico. En el caso en el cual el circuito 40 de conexión se daña, puede haber un problema al inyectar el material extintor de incendios. Además, dispositivos separados como, por ejemplo, el circuito 40 de conexión y el BMS, y un dispositivo adicional y espacio para fijar los dispositivos separados son necesarios, por lo cual el proceso de fabricación se complica y la densidad energética es baja.
Documentos de la técnica anterior
Documento de Patente 1 Publicación de Solicitud de Patente Coreana n.° 2013-0078953
El documento JP 2014 165026 se refiere a un dispositivo de extinción de incendios que suprime la dispersión del fuego debido a la fuga térmica de una batería de iones de litio. El documento KR 20200028712 describe una batería secundaria que aumenta la seguridad al suprimir el aumento de temperatura de la batería secundaria cuando ocurre un impacto.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente invención se ha llevado a cabo teniendo en cuenta los problemas anteriores, y es un objeto de la presente invención proveer un módulo de batería que tenga una unidad de extinción de incendios capaz de responder de manera sensible a un cambio en el volumen del módulo de batería para garantizar la seguridad, por lo cual es posible reducir la ocurrencia de accidentes secundarios.
Es otro objeto de la presente invención proveer un módulo de batería que tenga una unidad extintora de incendios capaz de mejorar la utilización del espacio en el módulo de batería mientras mantiene el rendimiento de extinción de incendios, por lo cual es posible mejorar la densidad energética.
Solución técnica
Con el fin de lograr los objetos anteriores, un módulo de batería según la presente invención incluye múltiples celdas (100) de batería apiladas en una dirección vertical o una dirección horizontal y una unidad extintora de incendios ubicada adyacente a cada una de las celdas (100) de batería, en donde la unidad extintora de incendios incluye un paquete (210) extintor de incendios que contiene un material extintor de incendios, un elemento (220) piezoeléctrico interpuesto entre la celda (100) de batería y el paquete (210) extintor de incendios, y al menos una unidad (240) de rotura interpuesta entre la celda (100) de batería y el paquete (210) extintor de incendios.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, el paquete (210) extintor de incendios puede estar en estrecho contacto con una superficie o superficies opuestas de la celda (100) de batería.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, el elemento (220) piezoeléctrico puede ubicarse en el medio de una superficie de la celda (100) de batería, y un circuito (230) de conexión puede proveerse entre el elemento (220) piezoeléctrico y la unidad (240) de rotura.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, la unidad (240) de rotura incluye una porción (241) de acoplamiento fijada a la celda (100) de batería o al paquete (210) extintor de incendios, y una porción (242) de cuchilla que se extiende desde la porción (241) de acoplamiento, y la porción (242) de cuchilla está hecha de un polímero electroactivo.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, la unidad (240) de rotura puede ubicarse adyacente a un conductor (110) de electrodos de la celda (100) de batería.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, la porción (242) de cuchilla puede deformarse en un ángulo predeterminado por la tensión generada desde el elemento (220) piezoeléctrico para romper el paquete (210) extintor de incendios.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, la porción (242) de cuchilla puede proveerse a lo largo del borde de la porción (241) de acoplamiento en plural.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, la porción (242) de cuchilla puede extenderse para tener un espesor igual al espesor de la porción (241) de acoplamiento.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, la porción (242) de cuchilla puede tener un espesor que gradualmente disminuye con la creciente distancia desde el borde de la porción (241) de acoplamiento.
Asimismo, en el módulo de batería según la presente invención, una porción (243) empotrada puede formarse donde la porción (242) de cuchilla y la porción (241) de acoplamiento se conectan entre sí.
Además, un paquete de baterías según la presente invención incluye el módulo de batería.
Efectos ventajosos
Un módulo de batería que tiene una unidad extintora de incendios según la presente invención tiene la ventaja de que una unidad de rotura hecha de un polímero electroactivo, que se deforma por una señal eléctrica, se ubica en estrecho contacto con una celda de batería, por lo cual es posible extinguir el incendio sin reconocimiento a través de un dispositivo de detección separado y, por lo tanto, es posible evitar la no operación debido a errores sistémicos. Además, el módulo de batería según la presente invención tiene la ventaja de que un dispositivo de detección configurado para detectar temperatura o tensión del módulo de batería y un dispositivo separado configurado para fijar la unidad de rotura no son necesarios, por lo cual el proceso de fabricación es simple y se mejora la densidad energética.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es una vista que ilustra la extinción del incendio en un módulo de batería mediante el uso de una unidad extintora de incendios convencional.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva y una vista frontal lateral de un módulo de batería según una primera realización preferida de la presente invención.
La FIG. 3 es una vista en perspectiva del despiece de una celda de batería y una unidad extintora de incendios según una primera realización preferida de la presente invención.
La FIG. 4 es una vista que ilustra el cambio de la unidad extintora de incendios dependiendo de un aumento en volumen de la celda de batería según la primera realización preferida de la presente invención.
La FIG. 5 es una vista en planta que ilustra unidades de rotura según la segunda y tercera realizaciones preferidas de la presente invención.
La FIG. 6 es una vista en corte que ilustra unidades de rotura según modificaciones preferidas de la presente invención.
Realización preferente de la invención
En la presente solicitud, debe comprenderse que los términos “comprende”, “tiene”, “incluye”, etc., especifican la presencia de características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones establecidas de los mismos, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones diferentes de los mismos.
Además, los mismos números de referencia se usarán a lo largo de los dibujos para hacer referencia a partes que llevan a cabo funciones u operaciones similares. En el caso en el cual se indica que una parte se conecta a otra parte en la memoria descriptiva, la parte puede no solo conectarse directamente a la otra parte, sino que también la parte puede conectarse indirectamente a la otra parte mediante una parte adicional. Además, que cierto elemento se incluya no significa que otros elementos se excluyan, sino que significa que dichos elementos pueden incluirse adicionalmente a menos que se establezca lo contrario.
En lo sucesivo, un módulo de batería que tiene una unidad extintora de incendios que incluye un material extintor de incendios según la presente invención se describirá con referencia a los dibujos anexos.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva y una vista frontal lateral de un módulo de batería según una primera realización preferida de la presente invención, y la FIG. 3 es una vista en perspectiva del despiece de una celda de batería y una unidad extintora de incendios según una primera realización preferida de la presente invención.
Con referencia a las FIGS. 2 y 3, el módulo de batería que tiene la unidad extintora de incendios según la presente invención incluye múltiples celdas 100 de batería y una unidad extintora de incendios.
En primer lugar, las múltiples celdas 100 de batería pueden apilarse una al lado de la otra en una dirección vertical o en una dirección horizontal con respecto al suelo y pueden conectarse entre sí en serie y en paralelo.
Aquí, es preferible que cada una de las celdas 100 de batería sea una celda de batería en forma de bolsa que incluya un conjunto de celdas (no se muestra), una caja de celda y un par de conductores 110 de electrodos. El conjunto de celdas puede ser un conjunto de celdas tipo lámina enrollada, que se configura para tener una estructura en la cual un electrodo positivo tipo hoja larga y un electrodo negativo tipo hoja larga se enrollan en el estado en el cual un separador se interpone entre los mismos, un conjunto de celdas tipo apilado que incluye unidades de celda, cada una de las cuales se configura para tener una estructura en la cual un electrodo positivo rectangular y un electrodo negativo rectangular se apilan en el estado en el cual un separador se interpone entre los mismos, un conjunto de celdas tipo apilado y plegado, que se configura para tener una estructura en la cual unidades de celda se enrollan usando una película de separación larga, o un conjunto de celdas tipo laminado y apilado, que se configura para tener una estructura en la cual unidades de celda se apilan en el estado en el cual un separador se interpone entre las mismas y luego se fijan entre sí. Sin embargo, la presente invención no se encuentra limitada a ello.
El conjunto de celdas se monta en la caja de celda. La caja de celda se configura, en general, para tener una estructura de hoja laminada que incluye una capa interior, una capa metálica y una capa exterior. La capa interior se dispone en contacto directo con el conjunto de celdas y, por lo tanto, la capa interior debe exhibir altas propiedades aislantes y alta resistencia a una solución electrolítica. Además, la capa interior debe exhibir alta sellabilidad con el fin de sellar herméticamente la caja de celda del exterior, es decir, una porción sellada térmicamente unida entre capas interiores debe exhibir excelente resistencia de unión térmica. La capa interior puede estar hecha de un material seleccionado de entre una resina basada en poliolefina como, por ejemplo, polipropileno, polietileno, acrilato de polietileno, o polibutileno, una resina de poliuretano, y una resina de poliimida, que exhiben excelente resistencia química y alta sellabilidad. Sin embargo, la presente invención no se encuentra limitada a ello, y más preferiblemente se usa polipropileno, que exhibe excelentes propiedades mecánicas-físicas como, por ejemplo, resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial y resistencia a la fuerza del impacto, y excelente resistencia química.
La capa metálica, que se dispone para lindar con la capa interior, corresponde a una capa de barrera configurada para evitar que la humedad o varios tipos de gas penetren en la batería desde el exterior. Una película delgada de aluminio, que es ligera y fácilmente moldeable, puede usarse como un material preferido para la capa metálica. La capa exterior se provee en la otra superficie de la capa metálica. La capa exterior puede estar hecha de un polímero resistente al calor que exhiba excelente resistencia a la tracción, resistencia a la penetración de humedad, y resistencia a la transmisión de aire de modo tal que la capa exterior exhiba alta resistencia al calor y resistencia química mientras protege el conjunto de celdas. Como ejemplo, la capa exterior puede estar hecha de nailon o tereftalato de polietileno. Sin embargo, la presente invención no se encuentra limitada a ello.
Mientras tanto, el par de conductores 110 de electrodos incluye un conductor de electrodo positivo y un conductor de electrodo negativo. El conductor de electrodo positivo y el conductor de electrodo negativo pueden exponerse hacia fuera desde la caja de celda en el estado en el cual lengüetas de electrodos positivos y lengüetas de electrodos negativos del conjunto de celdas se conectan eléctricamente al conductor de electrodo positivo y al conductor de electrodo negativo, respectivamente, o el conductor de electrodo positivo y el conductor de electrodo negativo pueden conectarse directamente al conjunto de celdas sin lengüetas de electrodos. Las celdas de batería corresponden a construcciones comúnmente conocidas y, por lo tanto, se omitirá una descripción más detallada de las mismas.
A continuación, se describirá en detalle la unidad extintora de incendios. La unidad extintora de incendios incluye un paquete 210 de extinción de incendios, un elemento 220 piezoeléctrico, un circuito 230 de conexión, y una unidad 240 de rotura.
El paquete 210 extintor de incendios puede tener definido en el mismo un espacio configurado para recibir un material extintor de incendios, y puede estar hecho de al menos una de una resina basada en poliolefina como, por ejemplo, polipropileno, polietileno, acrilato de polietileno, o polibutileno, politetrafluoroetileno, una resina de poliuretano, y una resina de poliimida, cada una de las cuales tiene un espesor predeterminado que puede rasgarse por la unidad 240 de rotura. Además, el paquete 210 de extinción de incendios puede ubicarse en una superficie o superficies opuestas de cada una de las celdas 100 de batería, y puede ser prismático, que es similar a la forma externa de la celda 100 de batería. Sin embargo, el paquete de extinción de incendios puede ser amorfo, por lo cual la forma del paquete de extinción de incendios puede cambiarse libremente.
Un material de extinción de incendios configurado para inhibir un aumento de temperatura de las celdas 100 de batería hasta una temperatura predeterminada o superior o llamas generadas por el incendio está contenido en el paquete 210 de extinción de incendios. Al menos uno de carbonato inorgánico, fosfato inorgánico, sulfato inorgánico, bicarbonato de sodio, bicarbonato de potasio y fosfato monoamónico puede usarse como un ejemplo del material de extinción de incendios. Sin embargo, el material de extinción de incendios no está particularmente limitado siempre que el material extintor de incendios sea un material que tenga una función de extinción de incendios.
Aquí, es más preferible que el material extintor de incendios sea líquido de modo tal que el material extintor de incendios pueda descargarse rápidamente, aunque el material extintor de incendios puede ser polvo.
El elemento 220 piezoeléctrico, que es un elemento en el cual ocurre un fenómeno piezoeléctrico, también se denomina elemento con efecto piezoeléctrico. Cuarzo cristalino, turmalina o tartrato de potasio y sodio se usan comúnmente como materia prima para el elemento 220 piezoeléctrico. En los últimos años, se ha usado un cristal artificial como, por ejemplo, titanato de bario, dihidrógeno fosfato de amonio, o tartrato de etilendiamina. El material para el elemento piezoeléctrico es conocido y, por lo tanto, se omitirá una descripción detallada del mismo.
Aquí, el fenómeno piezoeléctrico, que es un fenómeno en el cual energía mecánica se convierte en energía eléctrica, significa un fenómeno reversible en el cual, cuando fuerza externa y vibración se aplican al elemento piezoeléctrico, se generan cargas positivas y cargas negativas proporcionales a la fuerza externa desde extremos opuestos del elemento piezoeléctrico, por lo cual se genera una señal eléctrica.
Cuando la celda 100 de batería se hincha o gas inflamable se genera en la celda de batería, el elemento 220 piezoeléctrico genera tensión. Es decir, cuando se genera gas en la celda 100 de batería, el volumen de la celda de batería aumenta y, por lo tanto, se aplica presión a superficies opuestas del elemento 220 piezoeléctrico, que se ubica entre la celda 100 de batería y el paquete 210 de extinción de incendios en estrecho contacto con los mismos, por lo cual se genera tensión.
Aquí, es preferible que el elemento 220 piezoeléctrico se ubique adyacente a la parte media de la celda 100 de batería. El motivo de ello es que, cuando la celda 100 de batería se hincha, el volumen de la celda de batería en la parte media de la misma se cambia primero, por lo cual el elemento piezoeléctrico puede responder más rápidamente a ello.
El circuito 230 de conexión se ubica entre el elemento 220 piezoeléctrico y la unidad 240 de rotura para conectar eléctricamente el elemento piezoeléctrico y la unidad de rotura entre sí. Es decir, el circuito de conexión transmite tensión generada desde el elemento 220 piezoeléctrico a la unidad 240 de rotura de modo tal que se cambia la forma de la unidad 240 de rotura.
La unidad 240 de rotura incluye una porción 241 de acoplamiento fijada a una parte predeterminada de la celda 100 de batería o paquete 210 de extinción de incendios y una porción 242 de cuchilla que se extiende desde el borde de un lado de la porción 221 de acoplamiento.
La porción 241 de acoplamiento se fija a la celda 100 de batería o al paquete 210 de extinción de incendios con el fin de evitar el movimiento de la unidad 240 de rotura. La porción 242 de cuchilla rasga o rompe el paquete 210 de extinción de incendios para descargar el material extintor de incendios contenido en el mismo.
Aquí, es preferible que la porción 242 de cuchilla esté configurada de modo tal que el ancho de la porción de cuchilla (dirección del eje Y) disminuya gradualmente con la distancia creciente desde la porción 241 de acoplamiento para tener una forma puntiaguda.
Mientras tanto, es preferible que la unidad 240 de rotura esté hecha de un polímero electroactivo de modo tal que la forma de la porción 242 de cuchilla cambie por la tensión generada desde el elemento 220 piezoeléctrico, lo cual se describirá más abajo en mayor detalle.
La posición de la unidad 240 de rotura no está particularmente limitada siempre que la unidad de rotura entre en estrecho contacto con el paquete 210 de extinción de incendios. Preferiblemente, la unidad de rotura se ubica en los alrededores de cada uno de los conductores 110 de electrodos. Más preferiblemente, se proveen dos o más unidades de rotura. El motivo de ello es que, cuando se genera calor desde la celda 100 de batería debido a la sobrecarga, se genera una mayor cantidad de calor en los alrededores de cada uno de los conductores 110 de electrodos y, por lo tanto, es ventajoso descargar primero el material de extinción de incendios a los alrededores de cada uno de los conductores 110 de electrodos con el fin de evitar la ocurrencia de un evento secundario.
La FIG 4 es una vista que ilustra el cambio de la unidad extintora de incendios dependiendo de un aumento de volumen de la celda de batería según la primera realización preferida de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 4, la forma de la unidad 240 de rotura cambia cuando se aplica tensión a la misma, dado que la unidad de rotura está hecha de un polímero electroactivo, cuya forma cambia cuando se aplica tensión a la misma, como se ha descrito previamente.
Es decir, cuando la celda 100 de batería se carga y descarga repetidamente en un estado normal, como se muestra en la FIG 4, la porción 241 de acoplamiento y la porción 242 de cuchilla se disponen simplemente en estrecho contacto entre la celda 100 de batería y el paquete 210 de extinción de incendios. Sin embargo, cuando el volumen de la celda de batería aumenta debido a la sobrecarga y, por consiguiente, se genera tensión desde el elemento 220 piezoeléctrico, la tensión se transfiere a la unidad 240 de rotura a través del circuito 230 de conexión, por lo cual la porción 242 de cuchilla se eleva en un ángulo predeterminado, es decir, se cambia la forma de la porción de cuchilla. Una porción del paquete 210 de extinción de incendios se rompe como resultado de la deformación de la porción 242 de cuchilla. Como resultado, el material extintor de incendios contenido en el paquete de extinción de incendios es expulsado para controlar el sobrecalentamiento o el incendio de la celda 100 de batería.
Dado que la unidad 240 de rotura según la presente invención es una placa plana delgada que se ubica entre la celda 100 de batería y el paquete 210 de extinción de incendios y que está hecha de un polímero electroactivo, que se deforma cuando se aplica tensión a la misma, como se describe más arriba, un espacio ocupado por la unidad de rotura es pequeño, a diferencia de un dispositivo de detección configurado para detectar temperatura y tensión, por lo cual la utilización del espacio se mejora y, por lo tanto, es posible mejorar la densidad energética del módulo de batería.
Aquí, el polímero electroactivo se clasifica como un polímero electroactivo (EAP, por sus siglas en inglés) iónico, que se contrae y expande debido al movimiento y difusión de iones cuando una tensión externa se aplica al mismo, o un polímero electroactivo (EAP) electrónico, que se deforma por un fenómeno de polarización electrónica, en base al modo de funcionamiento del mismo. Ejemplos de polímero electroactivo iónico incluyen fluidos electrorreológicos (ER), nanotubos de carbono (CNT, por sus siglas en inglés), polímeros conductores (CP, por sus siglas en inglés), compuestos de polímero metálico iónico (IPMC, por sus siglas en inglés) y geles poliméricos iónicos (IPG, por sus siglas en inglés). El polímero electroactivo iónico tiene varias ventajas como, por ejemplo, alta fuerza operativa, rápida velocidad de respuesta y baja tensión de aplicación.
La FIG. 5 es una vista en planta que ilustra unidades de rotura según la segunda y tercera realizaciones preferidas de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 5, (a) de la FIG. 5 es una vista en planta de la unidad 240 de rotura según la segunda realización preferida de la presente invención, en donde cuatro porciones 242 de cuchilla se forman a lo largo del borde de una porción 241 de acoplamiento cuadrangular.
En la unidad 240 de rotura según la segunda realización, cuando el volumen de la celda 100 de batería aumenta debido a un fenómeno de hinchamiento de la misma y la tensión así generada se transmite a la unidad de rotura, las cuatro porciones 242 de cuchilla se elevan en un ángulo predeterminado para romper una porción del paquete 210 de extinción de incendios. Por consiguiente, es posible inducir una descarga rápida del material extintor de incendios mientras se reduce el número de instalación de la unidad 240 de rotura.
En la unidad 240 de rotura según la tercera realización que se muestra en (b) de la FIG. 5, dos porciones 242 de cuchilla se forman en un lado de una porción 241 de acoplamiento cuadrangular.
En la unidad 240 de rotura según la tercera realización, cuando el volumen de la celda 100 de batería aumenta debido a un fenómeno de hinchamiento de la misma y la tensión así generada se transmite a la unidad de rotura, las dos porciones 242 de cuchilla se elevan en un ángulo predeterminado para romper una porción del paquete 210 de extinción de incendios. Por consiguiente, es posible inducir una descarga rápida del material extintor de incendios mientras se reduce el número de instalación de la unidad 240 de rotura.
Por supuesto, dos porciones 242 de cuchilla según la tercera realización pueden proveerse en un lado de la porción 241 de acoplamiento cuadrangular según la segunda realización, la forma de la porción 241 de acoplamiento puede ser poligonal, por ejemplo, triangular, pentagonal, hexagonal, u octogonal, o circular, y tres o más porciones 242 de cuchilla pueden formarse en el borde de un lado de la porción de acoplamiento.
La FIG. 6 es una vista en corte que ilustra unidades de rotura según modificaciones preferidas de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 6, la unidad 240 de rotura puede configurarse de modo tal que una porción 241 de acoplamiento y una porción 242 de cuchilla se extienden para tener el mismo espesor, como se muestra en (a) de la FIG. 6. En este caso, es posible fabricar fácilmente la unidad de rotura.
La unidad 240 de rotura que se muestra en (b) de la FIG 6 se configura de modo tal que una porción 242 de cuchilla que se extiende desde una porción 2421 de acoplamiento plana tiene un espesor que disminuye gradualmente con la creciente distancia desde el borde de la porción 241 de acoplamiento, específicamente la porción de cuchilla tiene una forma triangular de alguna manera espaciada de un lado de la celda 100 de batería. En este caso, el extremo de punta de la porción 242 de cuchilla es muy afilado, por lo cual es posible romper fácilmente el paquete 210 de extinción de incendios.
La unidad 240 de rotura que se muestra en (c) de la FIG 6 se configura de modo tal que una porción 241 de acoplamiento y una porción 242 de cuchilla se extienden para tener el mismo espesor, en la misma manera que se muestra en (a) de la FIG 6, y una porción 243 empotrada que tiene una profundidad predeterminada se forma además en la porción en la cual la porción 241 de acoplamiento y la porción 242 de cuchilla se conectan entre sí. Cuando se genera tensión debido al hinchamiento de la celda 100 de batería, por lo tanto, la porción 242 de cuchilla puede deformarse de manera más sensible.
La unidad 240 de rotura que se muestra en (d) de la FIG 6 se configura de modo tal que una porción 242 de cuchilla que se extiende desde una porción 241 de acoplamiento plana tiene un espesor que disminuye gradualmente con la creciente distancia desde el borde de la porción 241 de acoplamiento, de la misma manera que se muestra en (b) de la FIG. 6, y una porción 243 empotrada que tiene una profundidad predeterminada se forma en la porción en la cual la porción 241 de acoplamiento y la porción 242 de cuchilla se conectan entre sí. Por consiguiente, la porción 242 de cuchilla puede deformarse fácilmente, como se describe con referencia a (c) de la FIG. 6. Aunque la porción 243 empotrada se muestra como provista en solo un lado de la porción de acoplamiento en las figuras, una porción empotrada puede proveerse en cada uno de lados opuestos de la porción de acoplamiento.
Aunque los detalles específicos de la presente invención se han descrito en detalle, las personas con experiencia en la técnica apreciarán que la descripción detallada de la misma describe solo realizaciones preferidas de la presente invención y, por consiguiente, no limita el alcance de la presente invención, que se define por las reivindicaciones anexas.
Descripción de numerales de referencia
100: celda de batería
110: conductor de electrodos
210: paquete de extinción de incendios
220: elemento piezoeléctrico
230: circuito de conexión
240: unidad de rotura
241: porción de acoplamiento
242: porción de cuchilla
243: porción empotrada

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería que comprende:
múltiples celdas (100) de batería apiladas en una dirección vertical o una dirección horizontal; y
una unidad extintora de incendios ubicada adyacente a cada una de las celdas (100) de batería,
en donde la unidad extintora de incendios comprende un paquete (210) de extinción de incendios que contiene un material de extinción de incendios, un elemento (220) piezoeléctrico interpuesto entre la celda (100) de batería y el paquete (210) de extinción de incendios, y al menos una unidad (240) de rotura interpuesta entre la celda (100) de batería y el paquete (210) de extinción de incendios, y
en donde la unidad (240) de rotura comprende:
una porción (241) de acoplamiento fijada a la celda (100) de batería o al paquete (210) de extinción de incendios; y una porción (242) de cuchilla que se extiende desde la porción (241) de acoplamiento,
en donde la porción (242) de cuchilla está hecha de un polímero electroactivo.
2. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde el paquete (210) extintor de incendios está en estrecho contacto con una superficie o superficies opuestas de la celda (100) de batería.
3. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde el elemento (220) piezoeléctrico está ubicado en una parte media de una superficie de la celda de batería, y
en donde un circuito (230) de conexión se provee entre el elemento (220) piezoeléctrico y la unidad (240) de rotura.
4. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la unidad (240) de rotura se ubica adyacente a un conductor (110) de electrodos de la celda (100) de batería.
5. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la porción (242) de cuchilla se deforma en un ángulo predeterminado por la tensión generada desde el elemento (220) piezoeléctrico para romper el paquete (210) extintor de incendios.
6. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la porción (242) de cuchilla se provee a lo largo de un borde de la porción (241) de acoplamiento en plural.
7. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la porción (242) de cuchilla se extiende para tener un espesor igual al espesor de la porción (241) de acoplamiento.
8. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la porción (242) de cuchilla tiene un espesor que gradualmente disminuye con la creciente distancia desde un borde de la porción (241) de acoplamiento.
9. El módulo de batería según la reivindicación 7 u 8, en donde una porción (243) empotrada se forma donde la porción (242) de cuchilla y la porción (241) de acoplamiento se conectan entre sí.
10. Un paquete de baterías que comprende el módulo de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
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