ES3044635T3 - Battery disconnect unit including moving plate - Google Patents

Battery disconnect unit including moving plate

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ES3044635T3
ES3044635T3 ES21843086T ES21843086T ES3044635T3 ES 3044635 T3 ES3044635 T3 ES 3044635T3 ES 21843086 T ES21843086 T ES 21843086T ES 21843086 T ES21843086 T ES 21843086T ES 3044635 T3 ES3044635 T3 ES 3044635T3
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battery
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relay
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Sung Tack Hwang
Won Tae Lee
Jae Hyuk Cha
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención se refiere a una unidad de separación de baterías que comprende: un fusible conectado a un paquete de baterías para bloquear la sobrecorriente del paquete de baterías; uno o más sensores para medir el voltaje o la corriente del paquete de baterías; uno o más relés para conectar el paquete de baterías a una carga o desconectar el paquete de baterías de la carga de acuerdo con el valor de voltaje o corriente medido por los sensores; una carcasa en la que se cargan el fusible, los sensores y los relés; y una placa móvil que fija los relés y los sensores a la carcasa y que permite cambiar la ubicación de acuerdo con los tamaños de los relés y los sensores. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Unidad de desconexión de batería que incluye una placa móvil
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente invención se refiere a una unidad de desconexión de batería capaz de montar partes eléctricas en el mismo alojamiento mediante la provisión de una placa móvil incluso en el caso en el que las partes eléctricas tienen tamaños diferentes.
[0005] Antecedentes de la invención
[0006] Con el desarrollo tecnológico de dispositivos móviles, tales como teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y cámaras digitales, y un aumento en la demanda de los mismos, se ha realizado activamente investigación sobre baterías secundarias, que pueden cargarse y descargarse. Además, se han aplicado baterías secundarias, que son fuentes de energía que sustituyen a los combustibles fósiles que causan contaminación del aire, a un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV) y un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
[0007] Existen una batería de iones de litio, una batería de polímero 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. El voltaje de funcionamiento de una celda de batería secundaria unitaria, es decir, una celda de batería unitaria, es de aproximadamente 2,0 V a 5,0 V. En el caso en el que se requiera un voltaje de salida mayor que el voltaje de funcionamiento anterior, por tanto, una pluralidad de celdas de batería pueden conectarse entre sí en serie para constituir un conjunto de módulos de celdas. Además, los conjuntos de módulos de celdas pueden conectarse entre sí en serie o en paralelo para constituir un módulo de batería dependiendo del voltaje de salida requerido o las capacidades de carga y descarga. En general, se fabrica un paquete de batería usando al menos un módulo de batería añadiendo un componente adicional.
[0008] En el caso en el que la celda de batería se usa en forma de un módulo o un paquete, como se describió anteriormente, la celda de batería puede dañarse por sobrecalentamiento cuando la celda de batería es anómala, por ejemplo, cuando fluye sobrecorriente en la celda de batería. En consecuencia, es necesario medir y monitorizar valores de estados, tales como voltaje y corriente, de la celda de batería para evitar que la celda de batería se sobrecargue o se sobredescargue.
[0009] Para este fin, se proporciona una unidad de desconexión de batería (BDU) en un sistema de gestión de batería (BMS). En general, la unidad de desconexión de batería está configurada para tener una estructura en la que partes eléctricas, tales como un fusible, un relé y un sensor, están montadas en un alojamiento.
[0010] La FIG. 1 es una vista en planta de un alojamiento que tiene sólo un perno de inserción acoplado al mismo en una unidad de desconexión de batería convencional.
[0011] Cuando se describe el alojamiento convencional con referencia a la FIG. 1, el alojamiento está dotado de un perno 3 de inserción configurado para fijar un relé o un sensor montado en el alojamiento, y el relé o el sensor se sujetan al alojamiento 2 usando el perno 3 de inserción.
[0012] En la unidad de desconexión de batería convencional, sin embargo, la posición del perno 3 de inserción en el alojamiento 3 es fija. En el caso en el que el tamaño de la parte eléctrica cambia dependiendo de la construcción o capacidad de un paquete de batería, por tanto, debe desarrollarse un nuevo alojamiento 2 en respuesta al mismo. Como resultado, aumentan los gastos de desarrollo y se reduce la rentabilidad.
[0013] Se describe técnica anterior adicional en los documentos KR 2015-0097017 A, KR 2010-0057205 A, KR 101743701 B1 y JP 2012-524965 A.
[0014] Explicación de la invención
[0015] Problema técnico
[0016] La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de desconexión de batería que incluye una placa móvil configurada de manera que la posición de la placa móvil en un alojamiento pueda cambiar dependiendo del tamaño de una parte eléctrica, por lo que es posible montar la parte eléctrica en el mismo alojamiento incluso aunque el tamaño de la parte eléctrica cambie.
[0017] Solución técnica
[0018] Para lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona una unidad de desconexión de batería configurada para desconectar eléctricamente un paquete de batería de una carga para proteger la carga cuando el paquete de batería está en un estado anómalo, incluyendo la unidad de desconexión de batería un fusible conectado al paquete de batería, estando el fusible configurado para interrumpir una sobrecorriente del paquete de batería, al menos un sensor configurado para medir un voltaje o una corriente del paquete de batería, al menos un relé configurado para conectar o desconectar el paquete de batería y la carga a o entre sí basándose en el valor del voltaje o el valor de la corriente medida por el al menos un sensor, un alojamiento configurado para recibir el fusible, el sensor y el relé montados en el mismo, y una placa móvil configurada para fijar el relé y el sensor al alojamiento, pudiendo moverse la placa móvil a una pluralidad de posiciones dependiendo del tamaño del relé y el tamaño del sensor.
[0019] Además, en la unidad de desconexión de batería según la presente invención, el alojamiento incluye una porción de inserción configurada para recibir la placa móvil insertada en la misma y una primera porción de sujeción configurada para sujetar la placa móvil al alojamiento.
[0020] Además, en la unidad de desconexión de batería según la presente invención, la primera porción de sujeción puede tener una pluralidad de pares de orificios de sujeción espaciados entre sí una distancia predeterminada de manera que cada uno de la pluralidad de pares de orificios de sujeción se oriente uno hacia el otro con la porción de inserción interpuesta entre los mismos.
[0021] Además, en la unidad de desconexión de batería según la presente invención, el alojamiento puede incluir además una porción de fijación configurada para fijar el alojamiento a un dispositivo que contiene la unidad de desconexión de batería.
[0022] Además, en la unidad de desconexión de batería según la presente invención, la placa móvil puede incluir un perno de inserción configurado para fijar el relé y el sensor.
[0023] Además, en la unidad de desconexión de batería según la presente invención, la placa móvil puede incluir una segunda porción de sujeción acoplada a la primera porción de sujeción, estando la segunda porción de sujeción configurada para sujetar mecánicamente el alojamiento y la placa móvil entre sí.
[0024] Además, en la unidad de desconexión de batería según la presente invención, el al menos un relé puede ser dos o más relés.
[0025] Además, un sistema de gestión de batería (BMS) según la presente invención incluye la unidad de desconexión de batería según la presente invención.
[0026] Además, un dispositivo según la presente invención incluye el sistema de gestión de batería según la presente invención.
[0027] Además, el dispositivo según la presente invención puede ser uno cualquiera de un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV) o un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV).
[0028] Efectos ventajosos
[0029] Una unidad de desconexión de batería según la presente invención tiene la ventaja de que la unidad de desconexión de batería incluye una placa móvil, por lo que es posible usar comúnmente un alojamiento existente sin el desarrollo o la sustitución de un nuevo alojamiento incluso aunque los tamaños de partes eléctricas montadas en un alojamiento cambien.
[0030] Además, la unidad de desconexión de batería según la presente invención tiene la ventaja de que la unidad de desconexión de batería usa comúnmente el alojamiento mediante la provisión de la placa móvil, por lo que es posible reducir los gastos de desarrollo de nuevos alojamientos.
[0031] Breve descripción de los dibujos
[0032] La FIG. 1 es una vista en planta de un alojamiento que tiene solo un perno de inserción acoplado al mismo en una unidad de desconexión de batería convencional.
[0033] La FIG. 2 es una vista en planta de un alojamiento que tiene solo una placa móvil según una realización de la presente invención sujeta al mismo.
[0034] La FIG. 3 es una vista en perspectiva de la placa móvil según la realización de la presente invención.
[0035] La FIG. 4 es una vista en planta que muestra una porción del alojamiento en el estado en el que un relé según una realización de la presente invención está montado en el alojamiento.
[0036] la FIG. 5 es una vista en planta que muestra una porción del alojamiento en el estado en el que un relé según otra realización de la presente invención está montado en el alojamiento.
[0037] Realización preferente de la invención
[0038] En la presente solicitud, debe entenderse que los términos “comprende”, “tiene”, “incluye”, etc. especifican la presencia de características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones de los mismos establecidos, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones de los mismos.
[0039] Además, se usarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso en el que se dice que una parte está conectada a otra parte en la memoria descriptiva, no solo una parte puede estar conectada directamente a la otra parte, sino que también la parte puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, que se incluya un cierto elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que significa que tales elementos pueden incluirse adicionalmente a menos que se mencione lo contrario.
[0040] A continuación en el presente documento, se describirá una unidad de desconexión de batería según la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
[0041] La FIG. 2 es una vista en planta de un alojamiento que tiene solo una placa móvil según una realización de la presente invención sujeta al mismo, y la FIG. 3 es una vista en perspectiva de la placa móvil según la realización de la presente invención.
[0042] Cuando se describe el alojamiento 100 y la placa móvil 200 según la presente invención con referencia a las FIGS. 2 y 3, el alojamiento 100 incluye una porción 110 de inserción configurada para permitir que la placa móvil 200 se inserte en la misma, una primera porción 120 de sujeción configurada para sujetar la placa móvil 200 al alojamiento 100 y una porción 130 de fijación configurada para fijar el alojamiento 100 que tiene partes eléctricas montadas en el mismo a un dispositivo equipado con la unidad de desconexión de batería.
[0043] En este caso, la primera porción 120 de sujeción está dotada de una pluralidad de pares de orificios de sujeción espaciados entre sí una distancia predeterminada de manera que cada par de orificios de sujeción se oriente uno hacia el otro en el estado en el que la porción 110 de inserción se interpone entre los mismos, por lo que la placa móvil 200 puede moverse y sujetarse al alojamiento dependiendo de los tamaños de las partes eléctricas montadas en el alojamiento 100.
[0044] Mientras tanto, las partes eléctricas usadas en la unidad de desconexión de batería son un relé, un sensor, un fusible, etc. Una o más de las partes eléctricas pueden montarse en el alojamiento 100 dependiendo de la construcción de la unidad de desconexión de batería.
[0045] Además, la placa móvil 200 incluye un perno 210 de inserción acoplado a las partes eléctricas para fijar las partes eléctricas al alojamiento 100 y una segunda porción 220 de sujeción sujeta a la primera porción de sujeción por medio de un perno mientras se superpone con la primera porción 120 de sujeción del alojamiento 100 para sujetar mecánicamente la placa móvil 200 al alojamiento 100.
[0046] Pueden proporcionarse una o más placas móviles 200 en un alojamiento 100.
[0047] Es decir, el número de placas móviles 200 puede establecerse de manera flexible basándose en el número de partes eléctricas montadas en el alojamiento 100.
[0048] La primera porción 120 de sujeción y la segunda porción 220 de sujeción se sujetan entre sí usando un medio de sujeción mecánica, tal como un perno, como se describió anteriormente, por lo que el acoplamiento y la separación entre las mismas se realizan fácilmente, y la pluralidad de pares de primeras porciones de sujeción se forma para que estén espaciadas entre sí la distancia predeterminada, por lo que la placa móvil 200 se fija a una posición apropiada basándose en los tamaños de las partes eléctricas que van a montarse. En consecuencia, es posible fabricar diversas unidades de desconexión de batería usando el mismo alojamiento 100 sin la provisión de un nuevo alojamiento separado dependiendo de la construcción de un paquete de batería.
[0049] La FIG. 4 es una vista en planta que muestra una porción del alojamiento en el estado en el que un relé según una realización de la presente invención está montado en el alojamiento, y la FIG. 5 es una vista en planta que muestra una porción del alojamiento en el estado en el que un relé según otra realización de la presente invención está montado en el alojamiento.
[0050] Es decir, las FIGS. 4 y 5 son figuras que muestran los casos en los que los relés 300 que tienen tamaños diferentes están montados en la parte indicada por una línea de puntos en la FIG. 2, respectivamente.
[0051] Un método de montaje de las partes eléctricas usando el alojamiento 100 que tiene la placa móvil 200 aplicada al mismo sin cambio del alojamiento 100 incluso en el caso en el que los tamaños de las partes eléctricas son diferentes se describirá con referencia a las FIGS. 4 y 5.
[0052] Aunque las FIGS. 4 y 5 muestran los casos en los que los tamaños de los relés 300, entre las partes eléctricas, son diferentes, lo mismo puede aplicarse igualmente a los casos en los que los tamaños de las partes eléctricas distintas de los relés 300 son diferentes.
[0053] En primer lugar, para montar el relé 300, la placa móvil 200 se ubica en la porción 110 de inserción del alojamiento 100 basándose en el tamaño del relé 300, y la primera porción 120 de sujeción y la segunda porción 220 de sujeción se sujetan entre sí por medio de un perno, por lo que la placa móvil 200 se fija al alojamiento 100.
[0054] Es decir, en el caso en el que está montado un relé 300 que tiene un tamaño relativamente pequeño, como se muestra en la FIG. 4, dos placas móviles 200 ubicadas en lados opuestos del relé 300 se fijan a unas de las primeras porciones 120 de sujeción del alojamiento 100 que tienen la distancia recta más corta entre ellas. En el caso en el que está montado un relé 300 que tiene un mayor tamaño que el relé 300 de la FIG. 4, como se muestra en la FIG. 5, dos placas móviles 200 ubicadas en lados opuestos del relé 300 se fijan a unas de las primeras porciones de sujeción del alojamiento que tienen una distancia recta más larga entre las mismas que en la FIG. 4. En consecuencia, es posible hacer frente con flexibilidad al tamaño del relé 300 que se monta.
[0055] A continuación, el relé 300 se acopla a los pernos 210 de inserción de las placas móviles fijas 200, por lo que el relé 300 puede fijarse al alojamiento 100.
[0056] Aunque no se muestra en las figuras, diversas partes eléctricas, tales como sensores que tienen tamaños diferentes, pueden montarse en el mismo alojamiento 100 usando el mismo proceso a través de la aplicación de solo la placas móviles 200.
[0057] Puesto que se aplican las placas móviles 200, como se describió anteriormente, es posible usar el mismo alojamiento 100 incluso en el caso en el que se montan partes eléctricas que tienen tamaños diferentes dependiendo de la construcción y capacidad de un paquete de batería, por lo que es posible reducir la carga en el desarrollo de nuevos alojamientos dependiendo del paquete de batería.
[0058] La unidad de desconexión de batería según la presente invención descrita anteriormente puede aplicarse a un sistema de gestión de batería (BMS), por lo que es posible montar baterías que tienen diversas construcciones en diversos tipos de dispositivos.
[0059] En este caso, el BMS estima los estados de una batería, tal como el estado de carga (SOC), el estado de salud (SOH), la cantidad máxima de tolerancia de potencia de entrada y salida, y el voltaje de salida, y gestiona la batería usando la información de estado estimada.
[0060] Además, es posible controlar la carga y descarga de la batería y estimar el tiempo de sustitución de la batería usando la información de estado.
[0061] En particular, el BMS se aplica a un dispositivo, tal como un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV) o un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV), para accionar de manera estable la batería.
[0062] Aunque los detales específicos de la presente invención se han descrito en detalle, los expertos en la técnica apreciarán que la descripción detallada de la misma da a conocer solo realizaciones preferidas de la presente invención y, por tanto, no limita el alcance de la presente invención. Por consiguiente, los expertos en la técnica apreciarán que son posibles diversos cambios y modificaciones, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0063] Descripción de números de referencia
[0064] 2, 100: Alojamientos
[0065] 3, 210: Pernos de inserción
[0066] 110: Porción de inserción
[0067] 120: Primera porción de sujeción
[0068] 130: Porción de fijación
[0069] 200: Placa móvil
[0070] : Segunda porción de sujeción
[0071] : Relé

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES
1. Una unidad de desconexión de batería configurada para desconectar eléctricamente un paquete de batería de una carga para proteger la carga cuando el paquete de batería está en un estado anómalo, comprendiendo la unidad de desconexión de batería:
un fusible configurado para conectarse al paquete de batería, estando el fusible configurado para interrumpir una sobrecorriente del paquete de batería;
al menos un sensor configurado para medir un voltaje o una corriente del paquete de batería;
al menos un relé (300) configurado para conectar o desconectar el paquete de batería y la carga a o entre sí basándose en un valor del voltaje o un valor de la corriente medida por el al menos un sensor;
un alojamiento (100) configurado para recibir el fusible, el sensor y el relé (300) montados en el mismo; y una placa móvil (200) configurada para fijar el relé (300) y el sensor al alojamiento (100),
caracterizada por quela placa móvil puede moverse a una pluralidad de posiciones dependiendo del tamaño del relé (300) y el tamaño del sensor; en donde el alojamiento (100) comprende:
una porción (110) de inserción configurada para recibir la placa móvil (200) insertada en la misma; y
una primera porción (120) de sujeción configurada para sujetar la placa móvil (200) al alojamiento (100).
2. La unidad de desconexión de batería según la reivindicación 1, en donde la primera porción (120) de sujeción tiene una pluralidad de pares de orificios de sujeción espaciados entre sí una distancia predeterminada de manera que cada uno de la pluralidad de pares de orificios de sujeción se oriente uno hacia el otro con la porción (110) de inserción interpuesta entre los mismos.
3. La unidad de desconexión de batería según la reivindicación 2, en donde el alojamiento (100) comprende además una porción (130) de fijación configurada para fijar el alojamiento a un dispositivo que contiene la unidad de desconexión de batería.
4. La unidad de desconexión de batería según la reivindicación 2, en donde la placa móvil (200) comprende un perno (210) de inserción configurado para fijar el relé (300) y el sensor.
5. La unidad de desconexión de batería según la reivindicación 2, en donde la placa móvil (200) comprende una segunda porción (220) de sujeción acoplada a la primera porción (120) de sujeción, estando la segunda porción de sujeción configurada para sujetar mecánicamente el alojamiento (100) y la placa móvil (200) entre sí.
6. La unidad de desconexión de batería según la reivindicación 1, en donde el al menos un relé (300) es dos o más relés.
7. Un sistema de gestión de batería (BMS) que comprende la unidad de desconexión de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Un dispositivo que comprende el sistema de gestión de batería según la reivindicación 7.
9. El dispositivo según la reivindicación 8, en donde el dispositivo es uno cualquiera de un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV) o un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV).
ES21843086T 2020-07-15 2021-06-17 Battery disconnect unit including moving plate Active ES3044635T3 (en)

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