ES3048628T3

ES3048628T3 - Battery pack configured such that selective separation of battery modules is possible

Info

Publication number: ES3048628T3
Application number: ES23799553T
Authority: ES
Inventors: Sang Ok Seon
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2023-03-09
Publication date: 2025-12-11
Anticipated expiration: 2043-03-09
Also published as: EP4333171B1; JP2024521279A; WO2023214670A1; US20250079613A1; EP4333171A1; JP7680133B2; CN117337511A; KR20230154526A; EP4333171A4

Abstract

La presente invención se refiere a un paquete de baterías que permite la separación selectiva de varios módulos de batería. Específicamente, la presente invención se refiere a un paquete de baterías que comprende: una caja; varios módulos de batería alojados en la caja; una barra colectora que conecta eléctricamente los módulos de batería entre sí; y un soporte para fijar los módulos de batería a la caja o separarlos de ella. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Paquete de baterías configurado de modo tal que la separación selectiva de módulos de batería es posibleSector de la técnica

[0003] La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad con respecto a la Solicitud de Patente Coreana n.° 2022 0054023 presentada el 2 de mayo de 2022.

[0004] La presente invención se refiere a un paquete de baterías configurado de modo tal que la separación selectiva de módulos de batería es posible y, más en particular, a un paquete de baterías configurado de modo tal que la separación selectiva de módulos de batería es posible, en donde un módulo de batería específico en el cual ha ocurrido un incendio o un módulo de batería específico que tiene una alta posibilidad de incendio se separa del paquete de baterías, por lo cual es posible evitar un mayor accidente como, por ejemplo, explosión.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] Con el desarrollo reciente de energías alternativas debido a la contaminación del aire y al agotamiento de la energía provocados como resultado del uso de combustibles fósiles, ha aumentado la demanda de baterías secundarias capaces de almacenar la energía eléctrica que se produce. Las baterías secundarias, que son capaces de cargarse y descargarse, se usan en la vida diaria. Por ejemplo, las baterías secundarias se usan en dispositivos móviles, vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos.

[0007] Las capacidades requeridas de las baterías secundarias usadas como fuentes de energía de varios tipos de dispositivos electrónicos usados inevitablemente en la sociedad moderna han aumentado debido al aumento del uso de dispositivos móviles, aumentando la complejidad de los dispositivos móviles, y el desarrollo de los vehículos eléctricos.

[0008] Con el fin de satisfacer la demanda de los usuarios, múltiples celdas de batería se disponen en un dispositivo de pequeño tamaño, mientras que un módulo de batería que incluye múltiples celdas de batería conectadas eléctricamente entre sí o un paquete de baterías que incluye múltiples módulos de batería se usa en un vehículo, etc.

[0009] Entre las baterías secundarias, se usa más ampliamente una batería de litio, que se conoce como una que tiene una alta capacidad de almacenamiento por unidad de área y por ser la más eficiente.

[0010] Sin embargo, inevitablemente se genera calor en la batería secundaria durante la carga y descarga de la misma, y puede ocurrir una fuga térmica debida a cortocircuito, impacto térmico, aislamiento, etc., dependiendo de las circunstancias, lo cual lleva a un mayor accidente como, por ejemplo, incendio y explosión.

[0011] En particular, no es fácil que un conductor reconozca un incendio en un vehículo. Además, cuando ocurre un incendio, es difícil la rápida extinción del incendio, por lo cual el vehículo puede destruirse completamente por el incendio, y puede ocurrir un accidente fatal debido a la explosión.

[0012] La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de paquete de baterías convencional. Como se muestra en la FIG. 1, el conjunto de paquete de baterías incluye un paquete 10 de baterías que tiene una primera porción 11 magnética y una unidad 20 de separación que tiene una segunda porción 21 magnética, la unidad de separación estando configurada para separar el paquete de baterías, en donde el paquete de baterías se separa por acoplamiento magnético o liberación entre la primera porción 11 magnética y la segunda porción 12 magnética. Sin embargo, el conjunto de paquete de baterías convencional se fija a o se separa de una herramienta eléctrica o un cargador, y solo se describen la fijación y separación del paquete de baterías que no puede usarse en un vehículo.

[0013] Documentos de la técnica anterior

[0014] Documento de Patente 1 Publicación de Solicitud de Patente Coreana n.° 2014-010084

[0015] El documento US 5432 019A se refiere a un sistema para suministrar energía eléctrica a un vehículo operado por batería que comprende una placa de soporte que recibe varias baterías. Las baterías se reciben, de manera desmontable, en la placa de soporte.

[0016] El documento EP 3624 300 A1 se refiere a un adaptador de interfaz que se fijará alrededor de un terminal de un acumulador electroquímico, integrando al menos un perno magnético para la fijación magnética con conducción eléctrica del terminal a una barra colectora. D3 provee una conexión/desconexión entre un polo de salida de una batería y una barra colectora mediante el uso de un perno magnético que tiene un imán permanente que cierra la conexión. El perno magnético libera la conexión cuando la temperatura supera el punto de Curie del imán del perno. El documento US 2013/089990 A1 se refiere a un sistema de interconexión modular para celdas de potencia con múltiples regiones de contacto liberables. Las regiones de contacto liberables pueden posicionarse para formar una conexión eléctrica liberable con un terminal de una celda de potencia cuando una fuerza se aplica a la primera región de contacto liberable en una dirección hacia el terminal de la celda de potencia.

[0017] Explicación de la invención

[0018] Problema técnico

[0019] La presente invención se ha llevado a cabo teniendo en cuenta los problemas anteriores, y es un objeto de la presente invención proveer un paquete de baterías configurado de modo tal que los módulos de batería que constituyen el paquete de baterías se fijan, de manera desmontable, al mismo mientras se montan en un vehículo. Es otro objeto de la presente invención proveer un paquete de baterías que tiene una estructura capaz de monitorear un módulo de batería en el cual ha ocurrido un incendio o un módulo de batería que tiene una alta posibilidad de incendio y separar un módulo de batería que se ha determinado que está en un estado anormal del paquete de baterías.

[0020] Solución técnica

[0021] Con el fin de lograr los objetos de más arriba, un paquete de baterías según la presente invención incluye una caja (100) de paquete, múltiples módulos (200) de batería recibidos en la caja (100) de paquete, una barra (300) colectora configurada para conectar eléctricamente los múltiples módulos (200) de batería entre sí, y una unidad (400) de retención de módulo configurada para fijar el módulo (200) de batería a la caja (100) de paquete o para separar el módulo (200) de batería de la caja (100) de paquete donde la unidad (400) de retención de módulo incluye un primer imán (410) permanente montado al módulo (200) de batería, un segundo imán (420) permanente dispuesto para mirar al primer imán (410) permanente, un eje (430) giratorio que tiene un lado conectado al segundo imán (420) permanente, y un motor (440) conectado al eje (430) giratorio, en donde el motor (440) puede rotar repetidamente 180 grados de modo tal que la fuerza de repulsión y la fuerza de atracción se generan de manera alternada entre el primer imán (410) permanente y el segundo imán (420) permanente, por lo cual el módulo (200) de batería puede recibirse en o separarse de la caja (100) de paquete, el motor (440) estando configurado para rotar según una señal de un controlador.

[0022] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, la caja (100) de paquete puede estar provista de una estructura (111) de soporte dispuesta para cruzar su interior, y el motor (440) puede fijarse a la estructura (111) de soporte.

[0023] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, cada uno del primer imán (410) permanente y el segundo imán (420) permanente puede ser una placa circular o una placa cuadrangular y puede configurarse de modo tal que un polo N y un polo S se proveen en una superficie de los mismos en simetría.

[0024] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, la caja (100) de paquete puede proveerse en una superficie inferior del mismo con una puerta (122) configurada para permitir que el módulo (200) de batería caiga hacia abajo.

[0025] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, la puerta (122) puede proveerse en un mismo número que los módulos (200) de batería.

[0026] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, la caja (100) de paquete puede además estar provista de una porción (123) de giro de puerta configurada para girar la puerta (122) y una porción (124) de apertura y cierre de puerta.

[0027] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, la porción (124) de apertura y cierra de puerta puede operarse para conmutar un estado bloqueado de la puerta (122) a un estado desbloqueado según una señal del controlador.

[0028] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, cada uno de los múltiples módulos (200) de batería puede estar provisto de un sensor (210) configurado para detectar un estado anormal de los mismos.

[0029] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, el sensor (210) puede ser un sensor de temperatura.

[0030] Además, el paquete de baterías según la presente invención puede incluir además un controlador configurado para recibir una señal del sensor (210) y para aplicar sobrecorriente a la barra (300) colectora en un estado anormal.

[0031] Asimismo, en el paquete de baterías según la presente invención, la barra (300) colectora puede estar provista de un fusible (320) tipo muesca.

[0032] Además, la presente invención provee un método de separación de un módulo de batería anormal del paquete de baterías en un estado en el cual el paquete de baterías está montado en un vehículo, el método incluyendo una primera etapa en la que el controlador recibe información de estado de cada uno de los módulos de batería, una segunda etapa de determinación de si la información de estado recibida en la primera etapa corresponde a un estado anormal, y una tercera etapa de separación de un módulo de batería correspondiente al estado anormal del paquete de baterías, en donde, en la tercera etapa, el motor (440) rota de modo tal que la fuerza de repulsión se genera entre el primer imán (410) permanente montado al módulo (200) de batería y el segundo imán (420) permanente dispuesto para mirar al primer imán (410) permanente.

[0033] Asimismo, en el método según la presente invención, en la tercera etapa, una señal se transmite a la porción (124) de apertura y cierre de puerta de modo tal que un estado bloqueado de la puerta (122) conmuta a un estado desbloqueado, y el método puede incluir además aplicar sobrecorriente a la barra (300) colectora.

[0034] Efectos ventajosos

[0035] Como es aparente a partir de la descripción de más arriba, un paquete de baterías según la presente invención tiene la ventaja de que una puerta configurada para abrirse y cerrarse y una unidad de retención de módulo configurada para fijar o liberar cada módulo de batería se proveen en una caja de paquete, por lo cual es posible separar un módulo de batería anormal de la caja de paquete.

[0036] Además, el paquete de baterías según la presente invención tiene el mérito de que un sensor se monta a cada módulo de batería con el fin de monitorear si el módulo de batería es normal o anormal, y se toma una determinación sobre si separar el módulo de batería según el resultado del monitoreo, por lo cual es posible una determinación precisa.

[0037] Además, el paquete de baterías según la presente invención tiene la ventaja de que, dado que el paquete de baterías tiene una estructura capaz de separar un módulo de batería anormal de la caja de paquete, es posible proteger a los pasajeros del vehículo al momento de explosión del paquete de baterías.

[0038] Breve descripción de los dibujos

[0039] La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de paquete de baterías convencional.

[0040] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de paquete de baterías según una realización preferida de la presente invención.

[0041] La FIG. 3 es una vista en perspectiva del despiece del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0042] La FIG. 4 es una vista en perspectiva inferior ampliada del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0043] La FIG. 5 es una vista que muestra una modificación de una barra colectora usada en el paquete de baterías según la presente invención.

[0044] La FIG. 6 es una vista en corte parcial del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0045] La FIG. 7 es una vista en planta parcial del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0046] La FIG. 8 es una vista en perspectiva ampliada que ilustra el principio por el cual una unidad de retención de módulo opera en el paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0047] La FIG. 9 es una vista en corte que ilustra que un módulo de batería se separa del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0048] La FIG. 10 es una vista en perspectiva que ilustra que el módulo de batería se separa del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0049] Realización preferente de la invención

[0050] Ahora, realizaciones preferidas de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención se puedan implementar fácilmente por una persona con experiencia ordinaria en la técnica a la cual pertenece la presente invención. En la descripción del principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención en detalle, sin embargo, una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en la presente memoria se omitirá cuando la misma pueda oscurecer el objeto de la presente invención.

[0051] 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 además a menos que se establezca lo contrario.

[0052] En lo sucesivo, un paquete de baterías configurado de modo tal que la separación selectiva de módulos de batería es posible según la presente invención y un método de separación de un módulo de batería anormal del paquete de baterías se describirán con referencia a los dibujos anexos.

[0053] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de un paquete de baterías según una realización preferida de la presente invención, la FIG. 3 es una vista en perspectiva del despiece del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2, y la FIG. 4 es una vista en perspectiva inferior ampliada del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0054] Como se muestra en las FIGs. 2 a 4, el paquete de baterías según la realización preferida de la presente invención incluye una caja 100 de paquete, múltiples módulos 200 de batería, una barra 300 colectora configurada para conectar eléctricamente los módulos 200 de batería entre sí, múltiples unidades 400 de retención de módulo, y un controlador (no se muestra).

[0055] Aunque múltiples módulos 200 de batería hexahedrales se muestran erigidos en las figuras, esto es meramente un ejemplo, y es obvio que una superficie amplia de cada uno de los módulos de batería puede disponerse para mirar a una parte inferior de la caja 100 de paquete.

[0056] En primer lugar, la caja 100 de paquete puede formarse en la forma de una caja configurada para recibir, de manera segura, los múltiples módulos 200 de batería, y puede estar constituida por una caja 110 lateral configurada para rodear superficies laterales de los módulos 200 de batería y una caja 120 inferior configurada para soportar las superficies inferiores de los módulos 200 de batería. Por supuesto, la caja 110 lateral y la caja 120 inferior pueden estar integralmente formadas como una caja única. Asimismo, es obvio que puede proveerse una cubierta superior, aunque no se muestra en las figuras.

[0057] Mientras tanto, múltiples estructuras 111 de soporte se proveen en una parte superior de la caja 110 lateral en el interior de la misma. De manera específica, cada estructura 111 de soporte se ubica para cruzar el interior de la caja 110 lateral, y extremos opuestos de la estructura de soporte se fijan al interior de la caja 110 lateral. Las estructuras 111 de soporte se configuran para fijar un motor. En este aspecto, seguirá una descripción.

[0058] La caja 120 inferior se provee en una superficie superior de la misma con una placa 121 de soporte que sobresale una altura predeterminada en una dirección en la cual se ubica cada módulo 200 de batería. La placa 121 de soporte soporta partes de extremo inferior de cuatro superficies o dos superficies enfrentadas del módulo 200 de batería con el fin de inhibir el movimiento del módulo 200 de batería debido a impacto externo.

[0059] Además, la caja 120 inferior está provista de una puerta 122 configurada para abrir una parte predeterminada de la caja inferior, y se instalan una porción 123 de giro de puerta configurada para girar la puerta 122 y una porción 124 de apertura y cierre de puerta.

[0060] La puerta 122, la porción 123 de giro de puerta, y la porción 124 de apertura y cierre de puerta son elementos configurados de modo tal que, cuando los módulos de batería se operan normalmente, la puerta 122 está cerrada, por lo cual los módulos 200 de batería permanecen recibidos en la caja 100 de paquete, y cuando un módulo de batería específico es anormal, la puerta 122 se abre para separar el módulo de batería anormal de la caja 100 de paquete.

[0061] Por consiguiente, es preferible que la puerta 122 se ubique en una superficie inferior de cada módulo (200) de batería, y es más preferible que el número de puertas sea igual al número de módulos 200 de batería. Aunque la puerta 122 se muestra como una que tiene una estructura de puerta doble en las figuras, esto es meramente un ejemplo, y la puerta puede tener una estructura de puerta única.

[0062] A modo de ejemplo, la porción 123 de giro de puerta puede ser una bisagra, aunque la porción de giro de puerta no está particularmente restringida siempre que un lado de la porción 123 de giro de puerta se fije a la caja 120 inferior y el otro lado de la porción de giro de puerta se conecte a la puerta 122 de modo tal que la puerta 122 pueda girar en un ángulo predeterminado.

[0063] La porción 124 de apertura y cierre de puerta, que se configura para controlar la apertura y el cierre de la puerta 122, se provee en una superficie inferior de la caja 120 inferior, más específicamente en una posición en la cual un pestillo 124' de la porción 124 de apertura y cierre de puerta puede soportar el lado o la esquina de la puerta 122 a la cual no se monta la porción 123 de giro de puerta.

[0064] A modo de ejemplo, la porción 124 de apertura y cierre de puerta puede implementarse por un miembro de bloqueo de puerta electromagnético tipo solenoide, y el pestillo 124' se mueve hacia delante o hacia atrás según una señal externa. El miembro de bloqueo de puerta electromagnético es conocido y, por lo tanto, se omitirá una descripción detallada del mismo.

[0065] A continuación, se describirá el módulo 200 de batería. Múltiples celdas de batería se reciben en una caja de módulo con un dispositivo de enfriamiento, etc., en un estado de apilamiento vertical u horizontal.

[0066] Mientras tanto, cada una de las celdas de batería puede incluir una caja de celda que tiene una porción receptora tipo bolsillo allí formada, un conjunto de electrodos recibido en la caja de celda, una lengüeta de electrodo, un conductor de electrodos, y una película aislante.

[0067] La porción receptora de la caja de celda se forma usando una hoja laminada conformada por una capa de resina exterior, una capa metálica, y una capa de resina interior.

[0068] La capa de resina exterior se ubica en un lado exterior de la caja de celda, y la capa de resina 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 de resina exterior exhiba alta resistencia al calor y resistencia química mientras protege el conjunto de electrodos. A modo de ejemplo, la capa de resina exterior puede estar hecha de nailon o tereftalato de polietileno; sin embargo, la presente invención no se encuentra limitada a ello.

[0069] La capa metálica, que linda con la capa de resina exterior, 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 de resina interior se dispone en contacto directo con el conjunto de electrodos y, por lo tanto, la capa de resina interior debe exhibir altas propiedades aislantes y alta resistencia a una solución electrolítica. Además, la capa de resina interior debe exhibir alta sellabilidad con el fin de aislar herméticamente la caja de celda del exterior, es decir, una porción sellada térmicamente unida entre capas interiores debe exhibir excelente resistencia de unión térmica.

[0070] La capa de resina interior puede estar hecha de un material seleccionado de entre una resina basada en poliolefina como, por ejemplo, polipropileno, polietileno, ácido acrílico 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 como, por ejemplo, resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial, y resistencia al impacto, así como excelente resistencia química.

[0071] El conjunto de electrodos, que se recibe en la caja de celda, puede ser un conjunto de electrodos tipo lámina enrollada, que se configura para tener una estructura en la cual un electrodo negativo tipo hoja larga y un electrodo positivo tipo hoja larga se enrollan en el estado en el cual un separador se interpone entre los mismos, un conjunto de electrodos tipo apilado que incluye celdas unitarias, 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 electrodos tipo apilado y plegado, que se configura para tener una estructura en la cual celdas unitarias se enrollan usando una película de separación larga, o un conjunto de electrodos tipo laminado y apilado, que se configura para tener una estructura en la cual celdas unitarias 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.

[0072] De manera específica, el electrodo negativo se fabrica aplicando una mezcla de lechada de un material activo de electrodo negativo y un aglutinante a un colector de corriente de electrodo negativo.

[0073] Como material activo de electrodo negativo, por ejemplo, puede usarse carbono como, por ejemplo, no grafitizante o carbono basado en grafito; un óxido de compuesto metálico como, por ejemplo, Li<x>Fe2O3 (0<x<1), Li<x>WO<2>(0<x<1), Sn<x>Me<1-x>Me'<y>O<z>(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elementos del Grupo 1, 2, y 3 de la tabla periódica, halógeno; 0<x<1; 1<y<3; 1<z<8); metal de litio; una aleación de litio; una aleación basada en silicio; una aleación basada en estaño; un óxido metálico como, por ejemplo, SnO, SnO<2>, PbO, PbO<2>, Pb2O3, Pb<3>O<4>, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO<2>, Bi2O3, Bi2O4, o Bi2O5; un polímero conductor como, por ejemplo, poliacetileno; un material basado en Li-Co-Ni; o un material basado en Si como, por ejemplo, Si, SiO, SiO<2>, o una mezcla de los mismos; sin embargo, la presente invención no está limitada a ello.

[0074] El electrodo positivo se fabrica aplicando una mezcla de lechada de un material activo de electrodo positivo y un aglutinante a un colector de corriente de electrodo positivo.

[0075] El material activo de electrodo positivo puede estar constituido, por ejemplo, por un compuesto en capas como, por ejemplo, óxido de litio y cobalto (LiCoO<2>) o un óxido de litio y níquel (LiNiO<2>), o un compuesto reemplazado por uno o más metales de transición; un óxido de litio y manganeso representado por la fórmula química Li<1+x>Mn<2-x>O<4>(donde x = 0 a 0,33) o un óxido de litio y manganeso como, por ejemplo, LiMnO<3>, LiMn<2>O<3>, o LiMnO<2>; un óxido de litio y cobre (Li<2>CuO<2>); un óxido de vanadio como, por ejemplo, LiV<3>O<8>, LiV<3>O<4>, V<2>O<5>, o Cu<2>V<2>O<7>; un óxido de litio y níquel con sitio en Ni representado por la fórmula química LiNi<1-x>M<x>O<2>(donde M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, o Ga, y x = 0,01 a 0,3); un óxido compuesto de litio y manganeso representado por la fórmula química LiMn<2-x>M<x>O<2>(donde M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, o Ta, y x = 0,01 a 0,1) o la fórmula química Li<2>Mn<3>MO<8>(donde M = Fe, Co, Ni, Cu o Zn); LiMn<2>O<4>donde una porción de Li en la fórmula química es reemplazada por iones metálicos de tierras alcalinas; un compuesto de disulfuro; o Fe<2>(MoO<4>)<3>; sin embargo, la presente invención no se encuentra limitada a ello.

[0076] Mientras tanto, cada uno del colector de corriente de electrodo negativo y el colector de corriente de electrodo positivo está constituido por una porción a la cual se aplica la lechada que incluye el material activo y una porción no recubierta a la cual no se aplica lechada alguna. La porción no recubierta se corta o un miembro conductor separado se conecta a la porción no recubierta mediante soldadura ultrasónica para formar la lengüeta de electrodo.

[0077] El conductor de electrodos se conecta a la lengüeta de electrodo mediante soldadura por puntos, y la película aislante se ubica alrededor del conductor de electrodos.

[0078] Mientras tanto, es preferible que un sensor 210 configurado para detectar un estado normal o un estado anormal del módulo 200 de batería se provea además en una superficie exterior o una superficie interior del módulo de batería. El módulo 200 de batería se carga y descarga repetidamente. Debido a varias causas internas o externas, puede ocurrir un incendio en un módulo 200 de batería específico, o la temperatura del módulo de batería puede aumentar excesivamente y superar un rango de temperatura normal del mismo.

[0079] El sensor 210, que es un sensor configurado para detectar si el módulo 200 de batería es anormal, puede ser un sensor de temperatura capaz de medir la temperatura del módulo de batería.

[0080] Por ejemplo, cuando la temperatura medida supera un rango de temperatura de funcionamiento normal del módulo de batería, puede determinarse que el módulo de batería que tiene el sensor montado al mismo se ha sobrecalentado, por lo cual existe una alta posibilidad de que ocurra un incendio o de que haya ocurrido un incendio. A continuación, se describirá la barra 300 colectora. La barra 300 colectora se configura para conectar los múltiples módulos 200 de batería entre sí en serie o en paralelo. Un orificio 310 de sujeción para la conexión eléctrica con un terminal 220 externo del módulo 200 de batería puede proveerse en cada uno de los bordes opuestos de la barra colectora, y un fusible 320 puede proveerse en el medio de la barra colectora para cortarse cuando se aplica sobrecorriente a la misma.

[0081] Por ejemplo, cuando cada uno de los extremos opuestos de la barra colectora está hecho de cobre (Cu), que tiene una resistencia relativamente baja y un alto punto de fusión, y el fusible 320 provisto en el medio de la barra colectora está hecho de aluminio (Al), que tiene mayor resistencia que el cobre (Cu) y un bajo punto de fusión, el fusible 320 hecho de aluminio (Al) se corta cuando se aplica sobrecorriente al mismo.

[0082] La FIG. 5 muestra una modificación de la barra colectora usada en el paquete de baterías según la presente invención. Como se muestra en la FIG. 5, una muesca puede formarse en el fusible 320. Cuando la muesca se forma en el fusible 320, el área del fusible a través de la cual fluye la corriente se reduce, por lo cual aumenta la resistencia y, por lo tanto, la temperatura del mismo aumenta rápidamente. Como resultado, el fusible 320 puede cortarse rápidamente cuando se aplica sobrecorriente al mismo.

[0083] Con referencia, otra vez, a las FIGs. 2 a 4, la unidad 400 de retención de módulo se configura para fijar el módulo 200 de batería a la caja 100 de paquete o para separar el módulo de batería de la caja 100 de paquete. A continuación seguirá una descripción detallada de ello.

[0084] La FIG. 6 es una vista en corte parcial del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2, la FIG 7 es una vista en planta parcial del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2, y la FIG. 8 es una vista en perspectiva ampliada que ilustra el principio por el cual la unidad de retención de módulo opera en el paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0085] Con referencia a las FIGs. 6 y 7, la unidad 400 de retención de módulo puede incluir un primer imán 410 permanente montado al módulo 200 de batería, un segundo imán 420 permanente dispuesto para mirar al primer imán 410 permanente, un eje 430 giratorio que tiene un lado conectado al segundo imán 420 permanente, y un motor 440 conectado al eje 430 giratorio.

[0086] De manera específica, cada uno del primer imán 410 permanente y el segundo imán 420 permanente se forma en la forma de una placa circular o una placa cuadrangular y se configura de modo tal que un polo N y un polo S se disponen en simetría. Cuando el polo S y el polo N del segundo imán 420 permanente se ubican respectivamente por encima del polo N y el polo S del primer imán 410 permanente, por lo tanto, la fuerza de atracción actúa entre los mismos. Cuando el segundo imán 420 permanente rota 180 grados en una dirección horizontal y el polo N y el polo S del segundo imán 420 permanente se ubican respectivamente por encima del polo N y el polo S del primer imán 410 permanente, por otro lado, la fuerza de repulsión actúa entre los mismos.

[0087] El eje 430 giratorio y el motor 440 se configuran para ajustar las posiciones del polo N y el polo S del segundo imán 420 permanente. El motor 440 puede asentarse sobre una parte superior de la estructura 111 de soporte de la caja 100 de paquete. Cuando se provee una cubierta superior, sin embargo, el motor puede fijarse a la cubierta superior. Aquí, el motor 440 no está particularmente restringido siempre que el motor pueda girar según una señal del controlador. Como ejemplo, el motor puede ser un motor paso a paso. El controlador puede proveerse en la caja 100 de paquete, o puede usarse un motor paso a paso integrado que tenga un controlador de accionamiento montado en el mismo.

[0088] La FIG 9 es una vista en corte que ilustra que un módulo de batería está separado del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2, y la FIG. 10 es una vista en perspectiva que ilustra que el módulo de batería está separado del paquete de baterías que se muestra en la FIG. 2.

[0089] El principio por el cual el módulo de batería se separa del paquete de baterías se describirá con referencia a las FIGs. 9 y 10.

[0090] El sensor 210 montado a cada uno de los múltiples módulos 200 de batería mide la temperatura de uno correspondiente de los módulos de batería. Cuando la temperatura de uno específico de los módulos 200 de batería aumenta hasta una temperatura predeterminada o más alta, el controlador transmite una señal a la porción 124 de apertura y cierre de puerta y/o al motor 440.

[0091] De manera específica, la señal se transmite a la porción 124 de apertura y cierre de puerta de modo tal que el pestillo 124' que soporta la puerta 122 se mueve hacia atrás y la puerta 122 gira hacia abajo. Además, la señal se transmite con el fin de rotar el motor 440 de modo tal que la fuerza de repulsión actúa entre el primer imán 410 permanente y el segundo imán 420 permanente montados a la parte superior del módulo 200 de batería.

[0092] Como resultado, el módulo 200 de batería anormal cae hacia abajo desde la caja 100 de paquete a través de una abertura S por el peso.

[0093] Mientras tanto, cuando la temperatura del módulo 200 de batería específico aumenta hasta una temperatura predeterminada o superior, es más preferible transmitir una señal para aplicación de sobrecorriente al módulo 200 de batería de modo tal que el fusible 320 de la barra 300 colectora se corte rápidamente.

[0094] Un método de separación de un módulo de batería anormal del paquete de baterías en el estado en el cual el paquete de baterías está montado en un vehículo puede incluir una primera etapa en la que el controlador recibe información de estado de cada uno de los módulos de batería, una segunda etapa de determinación de si la información de estado recibida en la primera etapa corresponde a un estado anormal, y una tercera etapa de separación de un módulo de batería correspondiente al estado anormal del paquete de baterías.

[0095] En la tercera etapa, el motor 440 rota de modo tal que la fuerza de repulsión actúa entre el primer imán 410 permanente montado al módulo 200 de batería y el segundo imán 420 permanente dispuesto para mirar al primer imán 410 permanente, y una señal se transmite a la porción 124 de apertura y cierre de puerta de modo tal que un estado bloqueado de la puerta 122 conmuta a un estado desbloqueado, como se describió previamente. Además, puede incluirse una etapa de aplicación de sobrecorriente a la barra 300 colectora, según sea necesario.

[0096] La presente invención se ha descrito más arriba con referencia a realizaciones específicas. Sin embargo, las personas con experiencia en la técnica a la cual pertenece la presente invención apreciarán que varias aplicaciones y modificaciones son posibles dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, según la descripción de más arriba.

[0097] Descripción de símbolos de referencia

[0098] 100: caja de paquete

[0099] 110: caja lateral

[0100] 111: estructura de soporte

[0101] 120: caja inferior

[0102] 121: placa de soporte 122: puerta

[0103] 123: porción de giro de puerta

[0104] 124: porción de apertura y cierre de puerta 124': pestillo

[0105] 200: módulo de batería

[0106] 210: sensor 220: terminal externo

[0107] 300: barra colectora

[0108] 310: orificio de sujeción

[0109] 320: fusible

[0110] 400: unidad de retención de módulo

[0111] 410: primer imán permanente

[0112] 420: segundo imán permanente

[0113] 430: eje giratorio

[0114] 440: motor

[0115] S: abertura

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un paquete de baterías que comprende:

- una caja (100) de paquete;

- múltiples módulos (200) de batería recibidos en la caja de paquete;

- una barra (300) colectora configurada para conectar eléctricamente los múltiples módulos de batería entre sí; y - una unidad (400) de retención de módulo configurada para fijar el módulo de batería a la caja de paquete o para separar el módulo de batería de la caja de paquete, en donde la unidad (400) de retención de módulo comprende: - un primer imán (410) permanente montado al módulo (200) de batería;

- un segundo imán (420) permanente dispuesto para mirar al primer imán (410) permanente;

- un eje (430) giratorio que tiene un lado conectado al segundo imán permanente;

caracterizado por quela unidad de retención de módulo comprende un motor (440) conectado al eje (430) giratorio, en donde el motor (440) rota repetidamente 180 grados de modo tal que la fuerza de repulsión y la fuerza de atracción se generan de manera alternada entre el primer imán (410) permanente y el segundo imán (420) permanente, por lo cual el módulo (200) de batería se recibe en o se separa de la caja de paquete y en donde el motor (440) se configura para rotar según una señal de un controlador.

2. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en donde la caja (100) de paquete está provista de una estructura (111) de soporte dispuesta para cruzar un interior de la misma, y

en donde el motor (440) se fija a la estructura (111) de soporte.

3. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en donde cada uno del primer imán (410) permanente y el segundo imán (420) permanente es una placa circular o una placa cuadrangular y está configurado de modo tal que un polo N y un polo S se proveen en una superficie de los mismos en simetría.

4. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en donde la caja (100) de paquete se provee en una superficie inferior del mismo con una puerta (122) configurada para permitir que el módulo (200) de batería caiga hacia abajo.

5. El paquete de baterías según la reivindicación 4, en donde la puerta (122) se provee en un mismo número que los módulos (200) de batería.

6. El paquete de baterías según la reivindicación 4, en donde la caja (100) de paquete está además provista de una porción (123) de giro de puerta configurada para girar la puerta (122) y una porción (124) de apertura y cierre de puerta.

7. El paquete de baterías según la reivindicación 6, en donde la porción (124) de apertura y cierra de puerta opera para conmutar un estado bloqueado de la puerta a un estado desbloqueado según una señal de dicho controlador.

8. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en donde cada uno de los múltiples módulos (200) de batería está provisto de un sensor (210) configurado para detectar un estado anormal de los mismos.

9. El paquete de baterías según la reivindicación 8, en donde el sensor (210) es un sensor de temperatura.

10. El paquete de baterías según la reivindicación 8, que además comprende un controlador configurado para recibir una señal del sensor (210) y para aplicar sobrecorriente a la barra (300) colectora en un estado anormal.

11. El paquete de baterías según la reivindicación 10, en donde la barra (300) colectora está provista de un fusible (320) tipo muesca.

12. Un método de separación de un módulo de batería anormal del paquete de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, el motor (440) estando además configurado para rotar según una señal de un controlador, en un estado en el cual el paquete (100) de baterías está montado en un vehículo,

caracterizado por queel método comprende:

una primera etapa en la que el controlador recibe información de estado de cada uno de los módulos (200) de

batería;

una segunda etapa de determinación de si la información de estado recibida en la primera etapa corresponde a un estado anormal; y

una tercera etapa de separación de un módulo (200) de batería correspondiente al estado anormal del paquete de baterías,

en donde en la tercera etapa, el motor (440) gira de modo tal que la fuerza de repulsión se genera entre el primer imán (410) permanente montado al módulo de batería y el segundo imán (420) permanente dispuesto para mirar al primer imán (410) permanente.

13. El método según la reivindicación 12, en donde la caja (100) de paquete se provee en una superficie inferior de la misma con una puerta (122) configurada para permitir que el módulo (200) de batería caiga hacia abajo, dicha puerta (122) estando provista en un mismo número que los módulos (200) de batería, la caja (100) de paquete estando además provista de una porción (123) de giro de puerta configurada para girar la puerta (122) y una porción (124) de apertura y cierre de puerta, la porción (124) de apertura y cierre de puerta operando para conmutar un estado bloqueado de la puerta a un estado desbloqueado según una señal de un controlador,

en donde en la tercera etapa, una señal se transmite a la porción (124) de apertura y cierre de puerta de modo tal que un estado bloqueado de la puerta conmuta a un estado desbloqueado, y

el método además comprende aplicar sobrecorriente a la barra (300) colectora.