ES3040647T3 - Battery pack case with non-uniform thickness - Google Patents

Battery pack case with non-uniform thickness

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ES3040647T3
ES3040647T3 ES22825341T ES22825341T ES3040647T3 ES 3040647 T3 ES3040647 T3 ES 3040647T3 ES 22825341 T ES22825341 T ES 22825341T ES 22825341 T ES22825341 T ES 22825341T ES 3040647 T3 ES3040647 T3 ES 3040647T3
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Jin Woo Park
Bok Gun Lee
Tae Geun Kim
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Abstract

La presente invención se refiere a una carcasa para baterías que aloja un conjunto de celdas apiladas. Dicha carcasa comprende: una primera carcasa donde se monta el conjunto de celdas; y una segunda carcasa acoplada a la primera, que cubre el conjunto de celdas. La primera carcasa incluye una primera placa y una primera pieza lateral, mientras que la segunda carcasa incluye una segunda placa y una segunda pieza lateral. Dado que la segunda carcasa puede configurarse de manera que el grosor de la segunda placa sea menor que el de la segunda pieza lateral, esta última, de mayor grosor, se dispone de forma que quede frente a la superficie expandida de una celda, minimizando así la variación del volumen de la carcasa y garantizando la estabilidad dimensional. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Carcasa para batería con grosor no uniforme
[Campo técnico de la invención]
Esta solicitud reclama el beneficio de prioridad de la solicitud de patente coreana No. 2021-0077819, presentado el 16 de junio de 2021.
La presente invención se refiere a una carcasa para batería que tiene un grosor no uniforme. Más particularmente, la presente invención se refiere a una carcasa para batería formada de modo que tenga una diferencia de grosor en función de la posición de la carcasa para batería para evitar el cambio de forma de una batería debido al hinchamiento de una celda de batería.
[Antecedentes de la invención]
Dado que los gases de escape vertidos por los vehículos que utilizan combustibles, tales como gasolina o gasóleo, se señalaron como causa de polvo fino y contaminación atmosférica, una batería secundaria de litio configurada para cargarse y descargarse debido al movimiento de iones de litio entre un electrodo positivo y un electrodo negativo ha atraído la atención como combustible alternativo a los mismos.
La batería secundaria de litio puede utilizar una pluralidad de celdas de batería conectadas entre sí en serie o en paralelo en función de la forma de un dispositivo al que se aplique la batería secundaria de litio, la capacidad de la batería y la salida de la batería. La pluralidad de celdas de batería conectadas entre sí en serie o en paralelo puede montarse en una carcasa para batería junto con un miembro, tal como un sistema de gestión de baterías (BMS), para constituir una batería.
Para fabricar la carcasa para batería, puede utilizarse un método de prensado que consiste en prensar una lámina metálica con una prensa para darle forma. En este caso, se puede doblar una lámina metálica de grosor uniforme para fabricar la carcasa para batería, y el grosor de la carcasa para batería conformada puede ser uniforme en la totalidad de la carcasa para batería.
En general, una celda de batería se hincha debido a la expansión y contracción de la misma en una dirección perpendicular a una placa de electrodos. La presión debida a ese hinchamiento se aplica al plano de la carcasa para batería paralelo al plano de la placa de electrodos, por lo que puede producirse un cambio de volumen; sin embargo, no se produce ningún cambio de volumen en las demás partes de la carcasa para batería.
Es decir, no es necesario que una parte de la superficie exterior de la carcasa para batería que se hincha poco tenga una forma gruesa. Sin embargo, dado que una carcasa para batería fabricada con un método de prensado, tal como en la técnica convencional, se fabrica doblando una lámina metálica, no hay más remedio que fabricar una carcasa para batería que tenga un grosor uniforme.
Sin embargo, si se disminuye el grosor de la parte de la carcasa para batería cuyo volumen no varía mucho, es posible ponderar menos la carcasa para batería y aumentar el aprovechamiento de un espacio interior de la carcasa para batería. En consecuencia, es necesario conformar la carcasa para batería de modo que tenga distintos grosores en función de la posición de la carcasa para batería.
Además, cuando se utiliza la soldadura láser para acoplar una placa superior a una trama en U fabricada mediante un método de prensado, la soldadura resulta difícil si se genera un hueco entre las dos piezas, por lo que es necesario gestionar con precisión las tolerancias.
En relación con ello, un alojamiento para baterías de acuerdo con el Documento de Patente 1 incluye un cuerpo principal de la trama de tipo mono-estructura configurado para recibir una celda de batería o un módulo de batería en su interior, el cuerpo principal de la trama incluye una primera superficie que está orientada hacia una superficie exterior plana de la celda de batería o del módulo de batería, y una segunda superficie que está orientada hacia una superficie lateral de la celda de batería o del módulo de batería, la primera superficie y la segunda superficie están conectadas entre sí a través de una porción de conexión curvada, y la porción de conexión tiene una parte más gruesa que el grosor de la primera superficie o de la segunda superficie.
El documento de patente 1 divulga una estructura en la que se incluye una porción de conexión más gruesa que el grosor de cada una de la primera superficie y la segunda superficie con el fin de evitar la deformación de una batería debido al hinchamiento de la celda de batería y mejorar la estabilidad dimensional de la batería. Sin embargo, los grosores de la primera superficie y de la segunda superficie del cuerpo principal de la trama son uniformes y, por lo tanto, el grosor de una parte de la carcasa para batería que tiene un pequeño cambio de volumen y el grosor de una parte de la carcasa para batería que tiene un gran cambio de volumen son iguales.
El documento de patente 2 divulga un módulo de batería configurado de tal manera que una trama de módulo configurada para recibir una pila de celdas de batería incluye una primera trama de módulo abierta en una parte superior de la misma y una segunda trama de módulo abierta en una parte inferior de la misma, y de tal manera que una porción lateral de la primera trama de módulo y una porción lateral de la segunda trama de módulo están acopladas entre sí mientras envuelven la pila de celdas de batería de tal manera que se sobreponen entre sí. En el documento de patente 2, las porciones laterales de la trama del primer módulo y de la trama del segundo módulo están acopladas entre sí de manera que se superponen para asegurar la rigidez en las superficies laterales de las mismas; sin embargo, los extremos de las superficies laterales de la trama del segundo módulo están acoplados a las esquinas inferiores de la trama del primer módulo mediante soldadura. El documento de patente 2 no define el método de soldadura. Sin embargo, cuando se realiza la soldadura láser, es necesaria una gestión estricta de las tolerancias. Cuando la soldadura se realiza utilizando otros métodos diferentes, se puede generar un cordón, por lo que se puede formar una parte que sobresalga hacia el exterior de la carcasa para batería y, por lo tanto, puede ser difícil garantizar la estabilidad dimensional.
En consecuencia, existe la necesidad de una tecnología de fabricación de carcasas de baterías capaz de no afectar a la productividad aunque se realice una gestión precisa de las tolerancias, al tiempo que garantiza la estabilidad dimensional evitando el cambio de volumen debido al hinchamiento provocado por la carga y descarga de una pluralidad de celdas de batería.
(Documentos del estado de la técnica)
Los documentos EP2333869A1 o US7597994B2 divulgan baterías con carcasas superiores e inferiores.
(Documento de Patente 1) Publicación de solicitud de patente coreana No. 2020-0077296
(Documento de Patente 2) Publicación de solicitud de patente coreana No. 2021-0010345
(Documento de patente 3) Publicación de solicitud de patente japonesa No. 2013-145717
[Divulgación]
[Problema técnico]
La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y es un objeto de la presente invención proporcionar una carcasa para batería configurada de tal manera que una parte de una batería que puede tener un gran cambio de volumen se forme de manera que sea gruesa y las otras partes se formen de manera que tengan un grosor relativamente pequeño, por lo que la carcasa para batería tiene un grosor no uniforme con el fin de minimizar un aumento en el peso de la batería al tiempo que se evita el cambio en la forma de la batería. [Solución técnica]
Una carcasa para batería de acuerdo con la presente invención para lograr el objeto anterior es una carcasa para batería como se define en la reivindicación 1.
La primera carcasa puede incluir dos primeras porciones laterales que se extienden, en una dirección perpendicular a la primera porción de panel plano, y desde periferias exteriores opuestas de la primera porción de panel plano en una dirección longitudinal de la misma, y en donde la segunda carcasa incluye dos segundas porciones laterales que se extienden, en una dirección perpendicular a la segunda porción de panel plano, y desde periferias exteriores opuestas de la segunda porción de panel plano en una dirección longitudinal de la misma.
La segunda carcasa puede incluir una porción de brida que es un extremo de cada una de las segundas porciones laterales que se extiende desde la segunda porción de panel plano y se dobla en una dirección hacia una parte exterior de la segunda carcasa, y en donde la porción de brida puede acoplarse a un extremo de una correspondiente de las primeras porciones laterales de la primera carcasa.
Cada una de las segundas porciones laterales está configurada para tener una estructura que incluye un escalón en una superficie exterior de la segunda porción lateral de manera que se reduce el grosor de un extremo de la misma, en donde el extremo de cada una de las segundas porciones laterales puede insertarse en una parte interior de una correspondiente de las primeras porciones laterales, y una porción escalonada de cada una de las segundas porciones laterales que tiene un gran grosor puede asentarse en un extremo de una correspondiente de las primeras porciones laterales para acoplarse a la misma.
La porción escalonada de cada una de las segundas porciones laterales puede incluir un orificio vertical formado a través de ella en una dirección de altura de la misma.
Puede formarse un orificio para tornillo en el orificio vertical, en donde el orificio para tornillo está configurado de tal manera que el diámetro interior del orificio para tornillo sea menor que el diámetro interior del orificio vertical y la altura del orificio para tornillo sea menor que la altura del orificio vertical.
La porción escalonada de cada una de las segundas porciones laterales puede incluir un orificio horizontal formado a través de ella en una dirección horizontal de la misma.
La altura de cada una de las segundas porciones laterales puede ser mayor que la altura de una correspondiente de las primeras porciones laterales.
El grosor de la primera porción de panel plano de la primera carcasa puede ser inferior al grosor de cada una de las primeras porciones laterales de la primera carcasa.
La primera carcasa puede incluir una porción de brida formada como resultado de que el extremo de cada una de las primeras porciones laterales que se extienden desde la primera porción de panel plano se doble en una dirección hacia una parte exterior de la primera carcasa, en donde un grosor de la primera porción de panel plano de la primera carcasa puede ser menor que el grosor de cada una de las primeras porciones laterales de la primera carcasa, y en donde se puede formar un orificio para tornillo a través de la porción de brida de la primera carcasa y la porción de brida de la segunda carcasa.
La segunda carcasa puede incluir una resina termoplástica.
Además, la presente invención proporciona una batería que incluye la carcasa para batería, en donde la pluralidad de celdas de batería se reciben en la carcasa para batería, y en donde las placas de electrodos de la pluralidad de celdas de batería están dispuestas de manera que estén orientadas hacia las primeras porciones laterales y las segundas porciones laterales.
Además, la presente invención puede proporcionar varias combinaciones de los medios de solución anteriores.
[Efectos ventajosos]
Como se desprende de la descripción anterior, una carcasa para batería de acuerdo con la presente invención puede fabricarse mediante un método de moldeo por extrusión utilizando un molde que tenga una forma deseada y, por lo tanto, es posible fabricar una carcasa para batería configurada de manera que se produzca una desviación del grosor en función de la posición de la misma.
Es decir, una parte de la carcasa para batería situada frente a una superficie de hinchamiento de una celda de la batería puede estar formada de modo que tenga un grosor relativamente grande, con lo que es posible minimizar el cambio de volumen de la carcasa para batería, y una parte de la carcasa para batería situada fuera de la superficie de hinchamiento de la celda de la batería puede estar formada de modo que tenga un grosor relativamente pequeño, con lo que es posible reducir el peso total de la carcasa para batería y reducir el coste de producción de la carcasa para batería.
Además, el tamaño de la celda de la batería puede aumentar gracias a la reducción del grosor de la carcasa para batería, con lo que es posible aumentar la capacidad de una batería.
Además, se puede utilizar un método de soldadura distinto de la soldadura láser, con lo que no es necesaria una gestión precisa de las tolerancias y, por lo tanto, se puede mejorar la productividad. Además, incluso cuando se forma un cordón debido a la soldadura, la carcasa para batería tiene una estructura en la que el cordón no sobresale, por lo que es posible implementar una estructura en la que el cordón no afecte a las dimensiones de la carcasa para batería.
[Descripción de los dibujos]
La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de una carcasa para batería de acuerdo con una primera realización y una pila de celdas de batería.
La FIG. 2 es una vista en sección vertical de una carcasa para batería de acuerdo con un ejemplo no representativo de la invención.
La FIG. 3 es una vista en sección vertical de una carcasa para batería de acuerdo con cada una de una cuarta realización y una quinta realización.
La FIG. 4 es una vista en perspectiva parcial de una carcasa para batería de acuerdo con una sexta realización. La FIG.5 es una vista en perspectiva parcial de una carcasa para batería de acuerdo con una séptima realización.
La FIG. 6 es una vista en perspectiva de una carcasa para batería de acuerdo con una octava realización. La FIG. 7 es una vista en sección vertical de una carcasa para batería de acuerdo con una novena realización.
[Mejor modo]
A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan ser fácilmente implementadas por un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención. Sin embargo, al describir en detalle el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en la presente cuando la misma pueda oscurecer el objeto de la presente invención.
Además, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realicen funciones u operaciones similares. En el caso en el que se dice que una parte está conectada a otra a lo largo de la memoria descriptiva, no sólo la parte puede estar directamente conectada a la otra, sino que también, la parte puede estar indirectamente conectada a la otra a través de otra parte. Además, que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros, sino que dichos elementos pueden seguir incluyéndose a menos que se mencione lo contrario.
Además, una descripción para incorporar elementos mediante limitación o adición puede aplicarse a todas las invenciones, a menos que estén particularmente restringidas, y no limita una invención específica.
Asimismo, en la descripción de la invención y en las reivindicaciones de la presente solicitud, las formas singulares pretenden incluir formas plurales a menos que se mencione lo contrario.
Asimismo, en la descripción de la invención y en las reivindicaciones de la presente solicitud, “o” incluye “y” a menos que se mencione lo contrario. Por lo tanto, “ incluyendo A o B” significa tres casos, específicamente, el caso que incluye A, el caso que incluye B, y el caso que incluye A y B.
Además, todos los rangos numéricos incluyen el valor más bajo, el valor más alto y todos los valores intermedios entre ellos, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
Las realizaciones de la presente invención se describirán detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de una carcasa para batería de acuerdo con una primera realización y una pila de celdas de batería.
Con referencia a la FIG. 1, la carcasa para batería 100 incluye una primera carcasa 110 y una segunda carcasa 120 configuradas para recibir una pila de celdas de batería 130 constituida por una pluralidad de celdas de batería 101 apiladas en estrecho contacto entre sí en su interior.
Se puede utilizar una celda de batería en forma de bolsa como la celda de batería 101, así como una celda de batería unidireccional configurada de tal manera que un terminal de electrodo positivo y un terminal de electrodo negativo sobresalgan en la misma dirección, así como una celda de batería bidireccional configurada de tal manera que un terminal de electrodo positivo y un terminal de electrodo negativo sobresalgan en direcciones opuestas, como se muestra en la FIG. 1.
La celda de batería en forma de bolsa puede fabricarse recibiendo un ensamblaje de electrodos y una solución electrolítica en una carcasa para batería en forma de bolsa formada mediante la conformación de una lámina laminada que incluye una capa metálica y una capa de resina, y sellando herméticamente la carcasa para batería en forma de bolsa.
Alternativamente, la celda de batería 101 puede ser una celda de batería prismática o una celda de batería cilíndrica.
El ensamblaje de electrodos puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un ensamblaje de electrodos de tipo apilado, en el que un electrodo positivo y un electrodo negativo se apilan en un estado en el que se interpone un separador entre ellos, un ensamblaje de electrodos de tipo apilado y plegado, en el que una lámina separadora larga se enrolla en un estado en el que se apilan mono-celdas constituidas cada una por un electrodo positivo, un separador, y un electrodo negativo, y bi-celdas constituidas cada una por un electrodo positivo, un separador, un electrodo negativo, un separador, y un electrodo positivo apilados o por un electrodo negativo, un separador, un electrodo positivo, un separador, y un electrodo negativo apilados están dispuestos sobre la lámina separadora, un ensamblaje de electrodos de tipo laminado y apilado, en el que la mono-celda y la bi-celda se apilan en un estado en el que se dispone un separador entre ellas, y un ensamblaje de electrodos de tipo “rollo de gelatina”, en el que una lámina de electrodo positivo y una lámina de electrodo negativo se enrollan en un estado en el que se disponen láminas separadoras entre ellas y en sus extremos exteriores.
Cada una de la primera carcasa 110 y la segunda carcasa tiene una estructura de trama en forma de U, en la que la pila de celdas de batería 130 está montada en una superficie superior de la primera carcasa 110 y la segunda carcasa 120 está acoplada a la primera carcasa 110 mientras cubre la pila de celdas de batería 130.
La primera carcasa 110 incluye una primera porción de panel plano 111 configurada para que esté orientada hacia una superficie inferior de la pila de celdas de batería 130 y una primera porción lateral 112 configurada para que esté orientada hacia una superficie lateral de la pila de celdas de batería 130, y la segunda carcasa 120 incluye una segunda porción de panel plano 121 configurada para que esté orientada hacia una superficie superior de la pila de celdas de batería 130 y una segunda porción lateral 122 configurada para que esté orientada hacia la superficie lateral de la pila de celdas de batería 130.
Es decir, las placas de electrodos de la pluralidad de celdas de batería 101 están dispuestas de forma que miran hacia la primera porción lateral 112 y la segunda porción lateral 122, y la primera porción lateral 112 y la segunda porción lateral 122 están dispuestas de forma que miran hacia las superficies de hinchamiento de las celdas de batería que se hinchan. En consecuencia, cada una de la primera porción lateral 112 y la segunda porción lateral 122 pueden estar formadas de manera que tengan un grosor relativamente grande, con lo que se puede asegurar su rigidez.
Cuando la celda de batería 101 es una celda de batería prismática, las placas de electrodos pueden estar dispuestas de forma que estén orientadas hacia la primera porción lateral 112 y la segunda porción lateral 122, como en la celda de batería en forma de bolsa. Cuando la celda de batería es una celda de batería cilíndrica, la tapa superior puede estar dispuesta de forma que esté orientada hacia la primera porción de panel plano de la primera carcasa o hacia la segunda porción de panel plano de la segunda carcasa.
La segunda carcasa puede estar hecha de una resina termoplástica. Por ejemplo, puede utilizarse una resina a base de poliolefina, tal como polietileno, polipropileno, polibuteno o poliisopreno, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, poliestireno, ácido acrílico, éster de ácido acrílico, policarbonato, polioximetileno, poliéster o poliamida.
La segunda carcasa puede fabricarse utilizando un método de moldeo por extrusión que consiste en introducir una resina plastificada en una extrusora y empujar la resina plastificada en un molde para darle forma, y la segunda porción de panel plano y la segunda porción lateral pueden formarse de manera que tengan grosores diferentes. Específicamente, la segunda carcasa 120 puede estar formada de manera que tenga una estructura en la que el grosor D1 de la segunda porción de panel plano 121 sea menor que el grosor D2 de la segunda porción lateral 122.
Además, cuando la segunda carcasa se fabrica mediante el método de moldeo por extrusión, puede cambiarse el diseño del molde para configurar de diversas maneras la forma de la segunda porción lateral, como se describirá a continuación.
Dado que el grosor de la segunda porción lateral 122 dispuesta perpendicularmente a una dirección de hinchamiento x de la celda de batería se forma de manera que sea mayor que el grosor de la segunda porción de panel plano 121, como se ha descrito anteriormente, es posible evitar un aumento del volumen de la carcasa para batería debido al hinchamiento de la celda de batería.
Además, dado que la segunda porción de panel plano 121, que no se ve afectada por el hinchamiento de la celda de batería, está formada de modo que tenga un grosor menor que la segunda porción lateral 122, es posible reducir el peso de la segunda carcasa 120 y aumentar el volumen de la pila de celdas de batería 130 gracias al grosor reducido de la segunda porción de panel plano 121, con lo que es posible aumentar la capacidad de la batería. En la carcasa para batería 100, la primera carcasa 110 incluye dos primeras porciones laterales 112 que se extienden, en una dirección y perpendicular a la primera porción de panel plano 111, desde periferias exteriores opuestas de la primera porción de panel plano 111 en una dirección longitudinal z, y la segunda carcasa 120 incluye dos segundas porciones laterales 122 que se extienden, en una dirección y perpendicular a la segunda porción de panel plano 121, desde periferias exteriores opuestas de la segunda porción de panel plano 121 en una dirección longitudinal z.
La primera porción de panel plano 111 y la segunda porción de panel plano 121 pueden tener la misma superficie, la longitud de la primera porción lateral 112 en la dirección y puede ser igual, menor o mayor que la longitud de la segunda porción lateral 122 en la dirección y.
La FIG. 2 es una vista en sección vertical de una carcasa para batería de acuerdo con un ejemplo no representativo de la invención.
Con referencia a la FIG. 2, una segunda carcasa 220 o 320 de la carcasa para batería 200 o de la carcasa para batería 300 incluye una porción de brida 225 o 325 formada como resultado de que el extremo de una segunda porción lateral 222 o 322 que se extiende desde una segunda porción de panel plano 221 o 321 se doble en una dirección hacia el exterior de la segunda carcasa 220 o 320, en donde la porción de brida 225 o 325 se acopla a un extremo superior de una primera porción lateral 212 o 312 de una primera carcasa 210 o 310.
La porción de brida 225 o 325 es una porción configurada para permitir que la carcasa para batería 200 o la carcasa para batería 300 se monten en un dispositivo a través de ella, y la carcasa para batería puede montarse en el dispositivo a través de la porción de brida en el estado en el que la primera carcasa y la segunda carcasa están acopladas entre sí.
La segunda carcasa 220 o 320, formada mediante moldeo por extrusión de un material termoplástico, puede estar configurada de modo que el grosor D1 de la segunda porción de panel plano 221 o 321 sea inferior al grosor D1 de la segunda porción lateral 222 o 322.
Dado que el grosor de la segunda porción lateral 222 o 322 dispuesta perpendicularmente a una dirección de hinchamiento P de la celda de batería se forma de modo que tenga un grosor mayor, como se ha descrito anteriormente, es posible evitar el cambio de la forma externa de la carcasa para batería cuando la carcasa para batería se hincha.
Además, como la segunda porción de panel plano 221 o 321, que no se ve afectada por el hinchamiento de la celda de batería, está formada de manera que tenga un grosor menor que la segunda porción lateral 222 o 322, es posible reducir el peso de la carcasa para batería y aumentar el volumen de la pila de celdas de batería gracias al grosor reducido de la segunda porción de panel plano 221 o 321, con lo que es posible aumentar la capacidad de la batería.
Como en la carcasa para batería 200 de acuerdo con la segunda realización, el grosor D3 de una primera porción de panel plano 211 puede ser igual al grosor D4 de la primera porción lateral 212. La primera carcasa 210 que tiene un grosor global uniforme, como se ha descrito anteriormente, puede fabricarse utilizando un método de doblado y conformado de un panel, o puede fabricarse utilizando un método de moldeo por extrusión.
Como en la carcasa para batería 300 de acuerdo con la tercera realización, el grosor D3 de una primera porción de panel plano 311 puede ser menor que el grosor D4 de la primera porción lateral 312. La primera carcasa 310 que tiene un grosor no uniforme, como se ha descrito anteriormente, puede fabricarse utilizando un método de moldeo por extrusión, como la segunda carcasa 320.
La porción de brida 225 o 325 y el extremo de la primera porción lateral 212 o 312 pueden acoplarse entre sí mediante soldadura. Cuando se utiliza la soldadura láser, la porción de brida y el extremo de la primera porción lateral deben acoplarse entre sí en estrecho contacto. Cuando la carcasa para batería se fabrica utilizando un método de moldeo por extrusión, como en la presente invención, es posible formar la carcasa para batería de manera que tenga un tamaño y una forma uniformes, con lo que se puede mejorar la estabilidad dimensional. Por lo tanto, cuando se utiliza la carcasa para batería de acuerdo con la presente invención, es posible formar uniformemente la estructura en la que la porción de brida y el extremo de la primera porción lateral están en estrecho contacto entre sí, y se puede utilizar la soldadura láser para lograr el acoplamiento entre ellos, con lo que se puede asegurar la soldabilidad.
Alternativamente, cuando se utiliza un método de soldadura distinto de la soldadura láser, tal como la soldadura por ultrasonidos, puede generarse un cordón. Sin embargo, dado que una parte inferior de la porción de brida 225 o 325 y el extremo superior de la primera porción lateral 212 o 312 están acoplados entre sí, el cordón no sobresale más allá de la porción de brida. En consecuencia, las dimensiones externas de la batería no se ven afectadas aunque se forme el cordón.
La FIG. 3 es una vista en sección vertical de una carcasa para batería de acuerdo con cada una de una cuarta realización y una quinta realización.
Con referencia a la FIG. 3, la carcasa para batería 400 de acuerdo con la cuarta realización o la carcasa para batería 500 de acuerdo con la quinta realización está configurada para tener una estructura en la que se forma un escalón en una superficie exterior de una segunda porción lateral 422 o 522 de forma que se reduce el grosor de un extremo inferior de la misma.
Es decir, la segunda porción lateral 422 o 522 incluye una porción escalonada 423 o 523 de gran grosor y una segunda porción lateral 422 o 522 de pequeño grosor, en donde la segunda porción lateral 422 o 522 está insertada en una primera carcasa 410 o 510.
El extremo de la segunda porción lateral 422 o 522 se inserta en el interior de una primera porción lateral 412 o 512, y la porción escalonada 423 o 523 de gran grosor se asienta en un extremo superior de la primera porción lateral 412 o 512, con lo que la primera carcasa 410 o 510 se acopla a una segunda carcasa 420 o 520.
En la carcasa para batería 400 de acuerdo con la cuarta realización, la segunda carcasa 420 no está provista de ninguna porción de brida, y la primera carcasa 410 está configurada de tal manera que el grosor de una primera porción de panel plano 411 es menor que el grosor de la primera porción lateral 412. En la carcasa para batería 500 de acuerdo con la quinta realización, se proporciona una porción de brida 525, y la primera carcasa 510 está configurada de tal manera que el grosor de una primera porción de panel plano 511 es menor que el grosor de la primera porción lateral 512.
La segunda carcasa 420 o 520 está configurada de tal manera que el grosor de una segunda porción de panel plano 421 o 521 es menor que el grosor de la segunda porción lateral 422 o 522.
La FIG. 4 es una vista en perspectiva parcial de una carcasa para batería de acuerdo con una sexta realización. Con referencia a la FIG. 4, una primera carcasa 610 y una segunda carcasa 620 de la carcasa para batería 600 de acuerdo con la sexta realización pueden tener la misma estructura que en la carcasa para batería 400 de acuerdo con la cuarta realización mostrada en la FIG. 3. Además, se forma un orificio vertical 627 a través de una porción escalonada 623 de una segunda porción lateral 622 en una dirección de altura y.
Como una estructura que refuerza la rigidez de la carcasa para batería para evitar cambios en la forma externa de la carcasa para batería debidos al hinchamiento de una pila de celdas de batería, el grosor de la segunda porción lateral 622 puede formarse de manera que sea mayor que el grosor de una segunda porción de panel plano 621; sin embargo, el peso total de la carcasa para batería aumenta debido a ello. En consecuencia, es posible implementar una estructura capaz de minimizar un aumento en el peso de la carcasa para batería reforzando al mismo tiempo la rigidez de la misma mediante la formación del orificio vertical 627 en la segunda porción lateral 622, como en la carcasa para batería 600 de acuerdo con la sexta realización.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva parcial de una carcasa para batería de acuerdo con una séptima realización. Con referencia a la FIG. 5, se muestra una estructura en la que se forma un orificio vertical 727 en la carcasa para batería de acuerdo con la séptima realización, como en la carcasa para batería 600 de acuerdo con la sexta realización mostrada en la FIG. 4, y se forma un orificio para tornillo 728 en el orificio vertical 727.
El diámetro interior del orificio para tornillo 728 es menor que el diámetro interior del orificio vertical 727, y la altura del orificio para tornillo 728 es menor que la altura del orificio vertical 727.
Un perno 741 puede fijarse a un tornillo 742 insertado en el orificio para tornillo 728, con lo que la carcasa para batería puede montarse en un dispositivo.
La carcasa para batería 600 de acuerdo con la sexta realización tiene una estructura en la que el orificio vertical 627 tiene una profundidad correspondiente a la altura de la porción escalonada y se inserta un perno largo en el orificio vertical 627 para montar la carcasa para batería 600 a un dispositivo.
En la carcasa para batería de acuerdo con la séptima realización, el orificio para tornillo 728 está formado adicionalmente, en donde el interior del orificio vertical 727 por encima del tornillo 742 permanece como un espacio vacío en el estado en el que el tornillo 742 está sujeto. En consecuencia, la séptima realización puede ser una ilustración detallada de una estructura capaz de obtener un efecto de minimizar un aumento en el peso de una segunda porción lateral 722 reforzando al mismo tiempo la rigidez de la misma.
La estructura del orificio vertical 627 formado en la carcasa para batería 600 de acuerdo con la sexta realización o la estructura del orificio vertical 727 y el orificio para tornillo 728 formados en la carcasa para batería de acuerdo con la séptima realización pueden aplicarse igualmente a la carcasa para batería de acuerdo con cada una de las realizaciones segunda, tercera y quinta, en las que está formada la porción de brida.
La FIG. 6 es una vista en perspectiva de una carcasa para batería de acuerdo con una octava realización.
Con referencia a la FIG. 6, en la carcasa para batería de acuerdo con la octava realización, se forma un orificio horizontal 827 a través de una porción escalonada 823 de una segunda porción lateral 822 en una dirección horizontal z. La batería se monta en un dispositivo en el estado en el que el orificio horizontal 827 está vacío, con lo que se consigue el efecto de reducir el peso de una batería.
Además, la segunda porción lateral 822 incluye una porción de brida 825, en la que se forma un orificio para tornillo 828 en la porción de brida 825, y el orificio para tornillo 828 puede ser una porción de acoplamiento de perno configurada para permitir que un perno se fije a un tornillo con el fin de montar y fijar la carcasa para batería al dispositivo.
Los grosores de una primera porción de panel plano 811 y de una primera porción lateral 812 de una primera carcasa pueden aplicarse, como en la segunda o la tercera realización mostradas en la FIG. 2.
En un segundo caso, se forma una segunda porción de panel plano 821 de modo que tenga un grosor inferior al grosor de la segunda porción lateral 822.
La FIG. 7 es una vista en sección vertical de una carcasa para batería de acuerdo con una novena realización.
Con referencia a la FIG. 7, una primera carcasa 910 de la carcasa para batería 900 de acuerdo con la novena realización incluye una porción de brida 915 formada como resultado de que el extremo de una primera porción lateral 912 que se extiende desde una primera porción de panel plano 911 se doble en una dirección hacia el exterior de la primera carcasa 910, y una segunda carcasa 920 incluye una porción de brida 925 formada como resultado de que el extremo de una segunda porción lateral 922 que se extiende desde una segunda porción de panel plano 921 se doble en una dirección hacia el exterior de la segunda carcasa 920.
La primera carcasa 910 tiene una estructura en la que el grosor de la primera porción de panel plano 911 es menor que el grosor de la primera porción lateral 912, y la segunda carcasa 920 tiene una estructura en la que el grosor de la segunda porción de panel plano 921 es menor que el grosor de la segunda porción lateral 922.
La primera carcasa 910 y la segunda carcasa 920 se acoplan entre sí mediante soldadura entre las porciones de brida de las mismas.
Se forma un orificio para tornillo 928 a través de la porción de brida 915 de la primera carcasa 910 y la porción de brida 925 de la segunda carcasa 920, en donde se puede acoplar un tornillo al orificio para tornillo 928, con lo que la carcasa para batería 900 se puede montar en un dispositivo.
Como se ha descrito anteriormente, la carcasa para batería de acuerdo con la presente invención está hecha de una resina termoplástica, y se fabrica utilizando un método de inyección de la resina termoplástica en un molde y extrusión de la resina termoplástica. Por consiguiente, una porción de la carcasa para batería que está muy deformada puede estar formada de manera que tenga un gran grosor para asegurar la rigidez de la misma, y una porción de la carcasa para batería que no está deformada puede estar formada de manera que tenga un grosor pequeño. Como resultado, la porción de pequeño grosor puede formarse de manera que tenga un grosor menor que una carcasa para batería convencional. En consecuencia, es posible evitar eficazmente la deformación de la carcasa para batería, minimizar un aumento en el peso de la carcasa para batería y proporcionar una batería de mayor capacidad.
Los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención entenderán que son posibles diversas aplicaciones y modificaciones dentro de la categoría de la presente invención dentro del alcance de las reivindicaciones.
(Descripción de los símbolos de referencia)
100, 200, 300, 400, 500, 600, 900: Carcasas para baterías
101: Celda de batería
110, 210, 310, 410, 510, 610, 910: Primeras carcasas
111, 211, 311, 411, 511, 811, 911: Primeras porciones de panel plano
112, 212, 312, 412, 512, 812, 912: Primeras porciones laterales
120, 220, 320, 420, 520, 620, 920: Segundas carcasas
121, 221, 321, 421, 521, 621, 821, 921: Segundas porciones de panel plano
122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922: Segundas porciones laterales
130: Pila de celdas de batería
225, 325, 525, 825, 915, 925: Porciones de brida
423, 523, 623, 823: Porciones escalonadas
627, 727: Orificios verticales
728, 828, 928: Orificios para tornillos
741: Perno
742: Tornillo
827: Orificio horizontal
D1: Grosor de la segunda porción de panel plano
D2: Grosor de la segunda porción lateral
D3: Grosor de la primera porción de panel plano
D4: Grosor de la primera porción lateral
P: Dirección de hinchamiento de la celda de batería

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una carcasa para batería (100, 200, 300, 400, 500, 600, 900) configurada para recibir en su interior una pila de celdas de batería (130) constituida por una pluralidad de celdas de batería apiladas (101) en la misma, donde la carcasa para batería (100) comprende:
una primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) configurada para permitir el montaje en ella de la pila de celdas de batería (130); y
una segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) acoplada a la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910), donde la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) está configurada para cubrir la pila de celdas de batería (130),
en donde la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) comprende una primera porción de panel plano (111, 211, 311, 411, 511, 811, 911) y una primera porción lateral (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912), en donde la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) comprende una segunda porción de panel plano (121, 221, 321, 421, 521, 621, 821, 921) y una segunda porción lateral (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922),
en donde un grosor (D1) de la segunda porción de panel plano (121, 221, 321, 421, 521, 621, 821, 921) de la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) es menor que un grosor (D2) de la segunda porción lateral (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) de la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920), en donde la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) comprende dos segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) que se extienden, en una dirección perpendicular a la segunda porción de panel plano (121, 221, 321, 421, 521, 621, 821, 921), y desde periferias exteriores opuestas de la segunda porción de panel plano (121, 221, 321,421, 521,621, 821, 921) en una dirección longitudinal de la misma, en donde cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) está configurada para tener una estructura que incluye un escalón en una superficie exterior de la segunda porción lateral (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) de forma que se reduce el grosor de un extremo de la misma,caracterizada porque
una porción escalonada (423, 523, 623, 823) de cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) incluye un orificio vertical (627, 727) formado a través de ella en una dirección de altura de la misma y/oporquela porción escalonada (423, 523, 623, 823) de cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) incluye un orificio horizontal (827) formado a través de ella en dirección horizontal de la misma.
2. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) comprende dos primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) que se extienden en dirección perpendicular a la primera porción de panel plano (111, 211, 311, 411, 511, 811, 911), y desde periferias exteriores opuestas de la primera porción de panel plano (111, 211, 311, 411, 511, 811, 911) en dirección longitudinal de la misma, y
3. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 2, en donde la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) comprende una porción de brida (225, 325, 525, 825, 915, 925) que es un extremo de cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) que se extiende desde la segunda porción de panel plano (121, 221, 321, 421, 521, 621, 821, 921) y doblada en dirección a una parte exterior de la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920), y
en donde la porción de brida (225, 325, 525, 825, 915, 925) está acoplada a un extremo de una correspondiente de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910).
4. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 2, en donde el extremo de cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) se inserta en una parte interior de una correspondiente de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) y una porción escalonada (423, 523, 623, 823) de cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) de gran grosor se asienta en un extremo de una correspondiente de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) para acoplarse a ella.
5. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 4, en donde un orificio para tornillo (728, 828, 928) está formado en el orificio vertical (627, 727), en donde el orificio para tornillo (728, 828, 928) está configurado de tal manera que un diámetro interior del orificio para tornillo (728, 828, 928) es menor que un diámetro interior del orificio vertical (627, 727) y una altura del orificio para tornillo (728, 828, 928) es menor que una altura del orificio vertical (627, 727).
6. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 2, en donde una altura de cada una de las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) es mayor que una altura de una correspondiente de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912).
7. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 1, en donde un grosor (D3) de la primera porción de panel plano (111, 211, 311, 411, 511, 811, 911) de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) es menor que un grosor (D4) de cada una de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910).
8. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 3, en donde la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) comprende una porción de brida (225, 325, 525, 825, 915, 925) formada como resultado del extremo de cada una de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) que se extienden desde la primera porción de panel plano (111, 211, 311, 411, 511, 811, 911) doblándose en dirección hacia una parte exterior de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910),
en donde un grosor (D3) de la primera porción de panel plano (111, 211, 311, 411, 511, 811, 911) de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) es menor que un grosor (D4) de cada una de las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910), y en donde se forma un orificio para tornillo (728, 828, 928) a través de la porción de brida (225, 325, 525, 825, 915, 925) de la primera carcasa (110, 210, 310, 410, 510, 610, 910) y de la porción de brida (225, 325, 525, 825, 915, 925) de la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920).
9. La carcasa para batería de conformidad con la reivindicación 1, en donde la segunda carcasa (120, 220, 320, 420, 520, 620, 920) incluye una resina termoplástica.
10. Una batería que comprende:
la carcasa para batería (100, 200, 300, 400, 500, 600, 900) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la pluralidad de celdas de batería (101) se reciben en la carcasa para batería (100, 200, 300, 400, 500, 600, 900), y
en donde las placas de electrodos de la pluralidad de celdas de batería (101) están dispuestas de manera que queden orientadas hacia las primeras porciones laterales (112, 212, 312, 412, 512, 812, 912) y las segundas porciones laterales (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922).
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