ES3053088T3 - Battery module, battery pack including the same and vehicle - Google Patents

Battery module, battery pack including the same and vehicle

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ES3053088T3 ES23775336T ES23775336T ES3053088T3 ES 3053088 T3 ES3053088 T3 ES 3053088T3 ES 23775336 T ES23775336 T ES 23775336T ES 23775336 T ES23775336 T ES 23775336T ES 3053088 T3 ES3053088 T3 ES 3053088T3
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Byung Do Jang
Hyoung Suk Lee
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Un módulo de batería de la presente invención comprende: una celda de batería; y un conjunto de carcasa que enfría la celda de batería con agua de refrigeración. El conjunto de carcasa incluye: un elemento de refrigeración superior; un elemento de refrigeración inferior; y un conector. De esta manera, se puede enfriar uniformemente toda la celda de batería y minimizar la desviación de temperatura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Módulo de batería, paquete de baterías que incluye el mismo y vehículo
[0003] Sector de la técnica
[0004] Referencia cruzada a solicitud relacionada
[0005] La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de las solicitudes de patente coreanas n.º 10-2022-0036333, presentada el 23 de marzo de 2022, y n.º 10-2023-0037478, presentada el 22 de marzo de 2023.
[0006] Sector de la técnica
[0007] La presente invención se refiere a un módulo de batería capaz de minimizar la desviación de temperatura en toda la célula de batería durante el enfriamiento de la célula de batería y mejorar la eficiencia de enfriamiento, un paquete de baterías que incluye el mismo y un vehículo.
[0008] Antecedentes de la invención
[0009] En general, las baterías secundarias se aplican comúnmente a dispositivos portátiles, así como a vehículos eléctricos (EV) o vehículos eléctricos híbridos (HEV) impulsados por una fuente de accionamiento eléctrica. Estas baterías secundarias están llamando la atención como nueva fuente de energía para mejorar la ecología y la eficiencia energética, ya que las baterías secundarias son capaces de reducir drásticamente el uso de combustibles fósiles y no generan subproductos.
[0010] La pluralidad de baterías secundarias se conectan entre sí para constituir un módulo de batería. En este caso, el módulo de batería necesita un sistema de enfriamiento para evitar el sobrecalentamiento. Es decir, a medida que aumenta la capacidad del módulo de batería, aumenta la cantidad de calor generado y, por tanto, se requiere un sistema de enfriamiento de tipo enfriamiento con agua en lugar de un sistema de enfriamiento de tipo enfriamiento con aire.
[0011] Sin embargo, el sistema de enfriamiento de tipo enfriamiento con agua según la técnica relacionada tiene el problema de que es difícil enfriar uniformemente todo el módulo de batería. Es decir, el sistema de enfriamiento de tipo enfriamiento con agua según la técnica relacionada tiene el problema de que se produce una desviación de temperatura en todo el módulo de batería y, como resultado, se deteriora la eficiencia de enfriamiento.
[0012] En el estado de la técnica, el documento US2020/194851 A1 divulga un módulo de batería que incluye una pluralidad de células de batería; una placa superior configurada para cubrir el lado superior de las células de batería; una placa inferior configurada para cubrir un lado inferior de las células de batería, teniendo el módulo un par de disipadores de calor dispuestos en el lado superior y el lado inferior de las células de batería, respectivamente, teniendo cada uno una parte de inyección de refrigerante y una parte de descarga de refrigerante que sobresale fuera del módulo de batería.
[0013] Los documentos US2020/058974, WO2022/004972 A1, US 2022/052395 A1, CN 213340555 U y CN 110429359 A divulgan otros ejemplos de módulos de batería con medios de enfriamiento.
[0014] Explicación de la invención
[0015] Problema técnico
[0016] Un objeto de la presente invención es proporcionar un módulo de batería capaz de minimizar la desviación de temperatura en toda la célula de batería durante el enfriamiento de la célula de batería y mejorar la eficiencia de enfriamiento, un paquete de baterías que incluye el mismo y un vehículo.
[0017] Solución técnica
[0018] Un módulo de batería de la presente invención incluye un conjunto de carcasa configurado para alojar y enfriar una célula de batería, en el que el conjunto de carcasa incluye: un elemento de enfriamiento superior dotado de una placa superior configurada para cubrir una superficie superior de la célula de batería, un primer disipador de calor configurado para enfriar la superficie superior de la célula de batería mientras el agua de enfriamiento pasa a su través, un primer orificio de suministro configurado para suministrar el agua de enfriamiento al primer disipador de calor, y un primer orificio de descarga configurado para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del primer disipador de calor; un elemento de enfriamiento inferior dotado de una placa inferior configurada para cubrir una superficie inferior de la célula de batería, un segundo disipador de calor configurado para enfriar la superficie inferior de la célula de batería mientras el agua de enfriamiento pasa a su través, un segundo orificio de suministro configurado para suministrar el agua de enfriamiento al segundo disipador de calor, y un segundo orificio de descarga configurado para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo disipador de calor; y un elemento conector dotado de una placa frontal configurada para cubrir una superficie de la célula de batería en una dirección de longitud completa, una parte de suministro configurada para suministrar el agua de enfriamiento a los orificios de suministro primero y segundo, y una parte de recogida configurada para recoger el agua de enfriamiento descargada desde los orificios de descarga primero y segundo, en donde la placa frontal incluye: un par de cubiertas laterales configuradas para cubrir ambos lados de la célula de batería en la dirección de longitud completa, respectivamente; y una cubierta central que se proporciona entre el par de cubiertas laterales y en la que se proporcionan la parte de suministro y la parte de recogida, en donde la cubierta central sobresale adicionalmente hacia fuera desde cada una de las cubiertas laterales.
[0019] La parte de suministro y la parte de recogida pueden proporcionarse en la placa frontal.
[0020] La parte de suministro puede incluir: un primer paso de conexión proporcionado en la cubierta central para pasar verticalmente y que tiene extremos superior e inferior, a los que se acoplan respectivamente el primer orificio de suministro y el segundo orificio de suministro, para suministrar el agua de enfriamiento a los orificios de suministro primero y segundo; y un paso de suministro configurado para pasar desde el exterior de la cubierta central hasta el primer paso de conexión y suministrar el agua de enfriamiento al primer paso de conexión.
[0021] El paso de suministro puede estar configurado para pasar desde una parte lateral de la cubierta central, que sobresale hacia el exterior de la cubierta lateral, hasta el primer paso de conexión.
[0022] La parte de recogida comprende: un segundo paso de conexión proporcionado en la cubierta central para pasar verticalmente y que tiene extremos superior e inferior, a los que están acoplados el primer orificio de descarga y el segundo orificio de descarga, respectivamente, de modo que el agua de enfriamiento descargada desde los orificios de descarga primero y segundo pasa a su través; y un paso de recogida configurado para pasar desde una parte lateral de la cubierta central hasta el segundo paso de conexión y recoger el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo paso de conexión.
[0023] El paso de recogida puede estar configurado para pasar desde una parte lateral de la cubierta central, que sobresale hacia el exterior de la cubierta lateral, hasta el segundo paso de conexión.
[0024] Puede definirse un agujero de acoplamiento en el que encajan cada uno de los orificios de suministro primero y segundo en cada uno de ambos extremos del primer paso de conexión, y puede disponerse una pieza de acoplamiento acoplada al primer paso de conexión en cada uno del primer orificio de suministro y el segundo orificio de suministro.
[0025] Puede definirse un agujero de acoplamiento en el que encajan cada uno de los orificios de descarga primero y segundo en cada uno de ambos extremos del segundo paso de conexión, y puede disponerse una pieza de acoplamiento acoplada al segundo paso de conexión en cada uno del primer orificio de descarga y el segundo orificio de descarga.
[0026] Puede proporcionarse un anillo de sellado entre un agujero de acoplamiento del primer paso de conexión y el primer orificio de suministro o entre el agujero de acoplamiento del primer paso de conexión y el segundo orificio de suministro.
[0027] Puede proporcionarse un anillo de sellado entre un agujero de acoplamiento del segundo paso de conexión y el primer orificio de descarga o entre el agujero de acoplamiento del segundo paso de conexión y el segundo orificio de descarga.
[0028] El módulo de batería puede incluir además un par de placas laterales configuradas para cubrir ambos lados de la célula de batería en la dirección de anchura completa, respectivamente.
[0029] El par de placa lateral y placa inferior pueden estar integrados entre sí.
[0030] El módulo de batería puede incluir además una placa trasera configurada para cubrir el otro lado de la célula de batería en la dirección de longitud completa.
[0031] Un paquete de baterías de la presente invención incluye: un módulo de batería; y una carcasa de paquete en la que se aloja al menos uno o más módulos de batería, en la que la carcasa de paquete incluye: una línea de suministro configurada para suministrar agua de enfriamiento a un paso de suministro del módulo de batería; y una línea de recogida a través de la cual pasa el agua de enfriamiento recogida de un paso de recogida del módulo de batería. Un vehículo de la presente invención incluye: un paquete de baterías; y un dispositivo de suministro de agua de enfriamiento configurado para suministrar agua de enfriamiento a una línea de suministro del paquete de baterías o para recoger el agua de enfriamiento que pasa a través de la línea de recogida.
[0032] Efectos ventajosos
[0033] El módulo de batería de la presente invención puede incluir el conjunto de carcasa para enfriar la célula de batería utilizando el agua de enfriamiento, y el conjunto de carcasa puede incluir el elemento de enfriamiento superior, el elemento de enfriamiento inferior y el elemento conector. Gracias a estas características, las partes superior e inferior de la célula de batería pueden enfriarse eficazmente y, en particular, toda la célula de batería puede enfriarse de manera uniforme, y como resultado, se mejora la eficiencia de enfriamiento al minimizar la desviación de temperatura de toda la célula de batería.
[0034] Breve descripción de los dibujos
[0035] La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de un módulo de batería según una primera realización de la presente invención.
[0036] La FIG.2 es una vista frontal del módulo de bolsa según la primera realización de la presente invención.
[0037] La FIG.3 es una vista en planta del módulo de bolsa según la primera realización de la presente invención.
[0038] La FIG.4 es una vista inferior del módulo de batería según la primera realización de la presente invención.
[0039] La FIG. 5 es una vista en sección transversal de disipadores de calor primero y segundo según la primera realización de la presente invención.
[0040] La FIG. 6 es una vista en sección transversal de un elemento conector según la primera realización de la presente invención.
[0041] La FIG.7 es una vista parcial ampliada de la FIG.6.
[0042] Las FIGS. 8 a 11 son vistas que ilustran un método para montar un módulo de batería según la primera realización de la presente invención.
[0043] La FIG. 12 es una vista frontal esquemática de un paquete de baterías según una segunda realización de la presente invención.
[0044] La FIG.13 es una vista lateral de un vehículo según una tercera realización de la presente invención.
[0045] Realizacion preferente de la invención
[0046] A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de tal manera que la idea técnica de la presente invención pueda ser fácilmente llevada a cabo por una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece la invención. Sin embargo, la presente invención puede materializarse en diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. En los dibujos, se omitirá todo lo que no sea necesario para describir la presente invención en aras de la claridad, y asimismo, los números de referencia similares en los dibujos indican elementos similares.
[0047] Módulo de batería según la primera realización de la presente invención
[0048] Como se ilustra en las FIGS.1 a 4, un módulo 10 de batería según una primera realización de la presente invención incluye una célula 100 de batería y un conjunto de carcasa que enfría la célula 100 de batería utilizando agua 200 de enfriamiento.
[0049] Célula de batería
[0050] La célula 100 de batería incluye un conjunto de electrodos, un electrolito y una carcasa que aloja el conjunto de electrodos y el electrolito. El conjunto de electrodos tiene una estructura en la que se disponen alternativamente una pluralidad de electrodos y una pluralidad de separadores. La pluralidad de electrodos puede ser un electrodo positivo y un electrodo negativo.
[0051] Conjunto de carcasa
[0052] El conjunto 200 de carcasa incluye un elemento 210 de enfriamiento superior que enfría una parte superior de la célula 100 de batería utilizando agua de enfriamiento, un elemento 220 de enfriamiento inferior que enfría una parte inferior de la célula 100 de batería utilizando el agua de enfriamiento, y un elemento 230 conector que suministra o recoge el agua de enfriamiento hasta/desde el elemento 210 de enfriamiento superior y el elemento 220 de enfriamiento inferior. En este caso, el elemento 210 de enfriamiento superior y el elemento 220 de enfriamiento inferior tienen una estructura simétrica con respecto a la célula 100 de batería, por lo que puede mejorarse la eficiencia de fabricación.
[0053] El elemento 210 de enfriamiento superior incluye una placa 211 superior, un primer disipador 212 de calor, un primer orificio 213 de suministro y un primer orificio 214 de descarga.
[0054] La placa 211 superior está fabricada con un material metálico y tiene un área que cubre toda la superficie superior de la célula 100 de batería. Además, la placa 211 superior está dotada de una parte 211a de extensión superior que se extiende fuera de la célula 100 de batería, y el primer orificio 213 de suministro y el primer orificio 214 de descarga están acoplados a la parte 211a de extensión superior. Es decir, la parte 211a de extensión superior puede separar el primer orificio 213 de suministro y el primer orificio 214 de descarga de la célula 100 de batería para evitar que el primer orificio 213 de suministro y el primer orificio 214 de descarga entren en contacto uno con respecto a otro y, como resultado, evitar que la célula 100 de batería resulte dañada.
[0055] El primer disipador 212 de calor está dispuesto en una superficie superior de la placa 211 superior para enfriar la superficie superior de la célula 100 de batería mientras el agua de enfriamiento pasa a su través. Es decir, haciendo referencia a la FIG.5, el primer disipador 212 de calor enfría toda la superficie superior de la célula 100 de batería al tiempo que proporciona pasos de agua de enfriamiento a través de los cuales pasa el agua de enfriamiento en toda la superficie. Una entrada del paso de agua de enfriamiento está conectada al primer orificio 213 de suministro, y una salida está conectada al primer orificio 214 de descarga.
[0056] El primer orificio 213 de suministro está configurado para suministrar el agua de enfriamiento al primer disipador 212 de calor y también está acoplado a un lado de una superficie inferior de la parte 211a de extensión superior y está conectado a la entrada del paso de agua de enfriamiento proporcionado en el primer disipador 212 de calor para suministrar el agua de enfriamiento al paso de agua de enfriamiento del primer disipador 212 de calor.
[0057] El primer orificio 214 de descarga está configurado para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del primer disipador 212 de calor y también está acoplado al otro lado de la superficie inferior de la parte 211a de extensión superior y está conectado a la salida del paso de agua de enfriamiento proporcionado en el primer disipador 212 de calor para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del primer disipador 212 de calor. Cuando el elemento 210 de enfriamiento superior que tiene la configuración descrita anteriormente se dispone en la superficie superior de la célula 100 de batería, el agua de enfriamiento puede suministrarse al primer disipador 212 de calor a través del primer orificio 213 de suministro, y el agua de enfriamiento suministrada al primer disipador 212 de calor puede enfriar toda la superficie superior de la célula 100 de batería mientras pasa a través del paso de agua de enfriamiento. En este caso, dado que el paso de agua de enfriamiento pasa a través de toda la superficie superior de la célula 100 de batería, toda la superficie superior de la célula 100 de batería puede enfriarse uniformemente y, como resultado, puede minimizarse la desviación de temperatura de toda la superficie superior de la célula 100 de batería. El agua de enfriamiento que ha pasado a través del primer disipador 212 de calor se descarga al primer orificio 214 de descarga.
[0058] El primer orificio 213 de suministro y el primer orificio 214 de descarga pueden acoplarse de forma desmontable a la parte 211a de extensión superior. Por tanto, cuando el primer orificio 213 de suministro y el primer orificio 214 de descarga se dañan, el primer orificio 213 de suministro y el primer orificio 214 de descarga pueden sustituirse fácilmente.
[0059] El elemento 220 de enfriamiento inferior incluye una placa 221 inferior, un segundo disipador 222 de calor, un segundo orificio 223 de suministro y un segundo orificio 224 de descarga.
[0060] La placa 221 inferior está hecha de un material metálico y tiene un área que cubre toda la superficie inferior de la célula 100 de batería. La placa 221 inferior está dotada de una parte 221a de extensión inferior que se extiende fuera de la célula 100 de batería, y el segundo orificio 223 de suministro y el segundo orificio 224 de descarga están acoplados a la parte 221a de extensión inferior. Es decir, la parte 221a de extensión inferior puede separar el segundo orificio 223 de suministro y el segundo orificio 224 de descarga de la célula 100 de batería para evitar que el segundo orificio 223 de suministro y el segundo orificio 224 de descarga entren en contacto uno con respecto a otro y, como resultado, evitar que la célula 100 de batería resulte dañada.
[0061] El segundo disipador 222 de calor está dispuesto en una superficie inferior de la placa 211 superior para enfriar la superficie inferior de la célula 100 de batería mientras el agua de enfriamiento pasa a su través. En este caso, el segundo disipador 222 de calor tiene el mismo paso de agua de enfriamiento que el primer disipador 212 de calor. Es decir, haciendo referencia a la FIG. 5, el segundo disipador 222 de calor enfría toda la superficie inferior de la célula 100 de batería, al tiempo que proporciona los pasos de agua de enfriamiento a través de los que pasa el agua de enfriamiento en toda la superficie. La entrada del paso de agua de enfriamiento está conectada al segundo orificio 223 de suministro, y la salida está conectada al segundo orificio 224 de descarga.
[0062] El segundo orificio 223 de suministro está configurado para suministrar el agua de enfriamiento al segundo disipador 222 de calor y también está acoplado a la superficie superior de la parte 221a de extensión inferior y conectado a la entrada del paso de agua de enfriamiento proporcionado en el segundo disipador 222 de calor para suministrar el agua de enfriamiento al paso de agua de enfriamiento del segundo disipador 222 de calor.
[0063] El segundo orificio 224 de descarga está configurado para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo disipador 222 de calor y también está acoplado a la superficie superior de la parte 221a de extensión inferior y conectado a la salida del paso de agua de enfriamiento proporcionado en el segundo disipador 222 de calor para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo disipador 222 de calor.
[0064] Cuando el elemento 220 de enfriamiento inferior que tiene la configuración descrita anteriormente se dispone en la superficie inferior de la célula 100 de batería, el agua de enfriamiento puede suministrarse al segundo disipador 222 de calor a través del segundo orificio 223 de suministro, y el agua de enfriamiento suministrada al segundo disipador 222 de calor puede enfriar toda la superficie inferior de la célula 100 de batería mientras pasa a través del paso de agua de enfriamiento. En este caso, dado que el paso de agua de enfriamiento pasa a través de toda la superficie inferior de la célula 100 de batería, toda la superficie inferior de la célula 100 de batería puede enfriarse de manera uniforme. El agua de enfriamiento que ha pasado a través del segundo disipador 222 de calor se descarga a través del segundo orificio 224 de descarga.
[0065] En particular, la presente invención tiene una estructura en la que el elemento 210 de enfriamiento superior y el elemento 220 de enfriamiento inferior son simétricos entre sí, y, por tanto, las superficies superior e inferior de la célula 100 de batería pueden enfriarse uniformemente, en particular, puede minimizarse la desviación de temperatura de las superficies superior e inferior de la célula 100 de batería para mejorar la eficiencia de enfriamiento.
[0066] Como se ilustra en las FIGS. 6 y 7, el elemento 230 conector incluye una placa 231 frontal, una parte 232 de suministro y una parte 233 de recogida.
[0067] La placa 231 frontal está hecha de un material metálico y cubre una superficie de la célula 100 de batería en una dirección de longitud completa (una superficie frontal de la célula de batería cuando se ve en la FIG. 2). Es decir, la placa 231 frontal se proporciona entre un par de cubiertas 231a laterales, que cubren ambos lados de una superficie de la célula 100 de batería en la dirección de longitud completa, respectivamente, y una cubierta central que se proporciona entre el par de cubiertas 231a laterales y en la que se proporcionan la parte 232 de suministro y la parte 233 de recogida.
[0068] La placa 231 frontal puede impedir que el módulo 10 de batería aumente de volumen, ya que la parte 232 de suministro y la parte 233 de recogida se proporcionan en la misma, y puede proteger la parte 232 de suministro y la parte 233 de recogida frente a impactos externos.
[0069] El par de cubiertas 231a laterales y la cubierta 231b central pueden proporcionarse de manera solidaria, como se ilustra en la FIG. 2, la cubierta 231b central puede sobresalir adicionalmente hacia fuera desde las cubiertas 231a laterales (lado frontal de la célula de batería cuando se ve en la FIG. 2). De este modo, se proporciona una holgura (es decir, un espacio vacío) entre la cubierta 231b central y la célula 100 de batería, y la holgura permite que el orificio de suministro y la célula 100 de batería estén separados uno con respecto a otro, y permite que el orificio de descarga y la célula 100 de batería estén separados uno con respecto a otro, evitándose de este modo el contacto entre los mismos. En particular, la tolerancia sirve para bloquear los cambios de temperatura de la célula de batería, que son causados por el agua de enfriamiento que pasa a través de la parte de suministro y la parte de recogida. La parte 232 de suministro está configurada para suministrar el agua de enfriamiento a los orificios de suministro primero y segundo. Es decir, la parte 232 de suministro incluye un primer paso 232a de conexión y un paso 232b de suministro.
[0070] El primer paso 232a de conexión se proporciona para pasar verticalmente a través de la cubierta 231b central cuando se observa en la FIG. 1, y el primer orificio 213 de suministro y el segundo orificio 223 de suministro están acoplados al primer orificio 213 de suministro y al segundo orificio 223 de suministro para suministrar el agua de enfriamiento al primer orificio 213 de suministro y al segundo orificio 223 de suministro, respectivamente. El paso 232b de suministro pasa desde el exterior de la cubierta 231b central hasta el primer paso 232a de conexión para suministrar el agua de enfriamiento al primer paso 232a de conexión.
[0071] La entrada del paso 232b de suministro puede proporcionarse para pasar desde una parte lateral (parte izquierda de la cubierta 231b central cuando se ve en la FIG.6) de la cubierta 231b central, que sobresale hacia el exterior de la cubierta 231a lateral, hasta el primer paso 232a de conexión. Es decir, dado que la cubierta central sobresale más hacia el exterior que la cubierta lateral, el paso de suministro puede conectarse al primer paso de conexión a través de una superficie lateral de la cubierta central. Por tanto, cuando se observa en la FIG.2, puede aumentar la utilidad del espacio entre la superficie frontal de la cubierta 231a lateral y una superficie izquierda de la cubierta 231b central y, como resultado, puede evitarse un aumento del volumen del módulo 10 de batería en la dirección de longitud completa.
[0072] La parte 233 de recogida está configurada para recoger el agua de enfriamiento descargada desde los orificios de descarga primero y segundo. Es decir, la parte 233 de recogida incluye un segundo paso 233a de conexión y un paso 233b de recogida.
[0073] Cuando se observa en la FIG. 1, el segundo paso 233a de conexión está dispuesto para pasar verticalmente a través de la cubierta 231b central, y el primer orificio 214 de descarga y el segundo orificio 224 de descarga están acoplados a los extremos superior e inferior del segundo paso 233a de conexión, respectivamente, de modo que el agua de enfriamiento pasa a través de los orificios de descarga primero y segundo. Además, el paso 233b de recogida pasa desde la parte lateral de la cubierta 231b central (el lado derecho de la cubierta 231b central cuando se observa en la FIG.6) hasta el segundo paso 233a de conexión para recoger el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo paso 233a de conexión.
[0074] El paso 233b de recogida pasa desde la parte lateral de la cubierta 231b central que sobresale hacia el exterior de la cubierta 231a lateral hasta el segundo paso 233a de conexión. Es decir, dado que la cubierta central sobresale más hacia el exterior que la cubierta lateral, el paso de recogida puede conectarse al segundo paso de conexión a través de la superficie lateral de la cubierta central. Por tanto, puede mejorarse la utilidad de un espacio lateral de la cubierta 231b central y, como resultado, puede minimizarse el aumento de volumen del módulo 10 de batería en la dirección de longitud completa.
[0075] Puede definirse un agujero 232c de acoplamiento en el que encajan el primer orificio 213 de suministro y el segundo orificio 223 de suministro en cada uno de ambos extremos del primer paso 232a de conexión, y cada uno de los orificios 213 y 223 de suministro primero y segundo y el agujero 232c de acoplamiento pueden tener un diámetro mayor que el del primer paso 232a de conexión. Por tanto, después de insertar cada uno de los orificios 213 y 223 de suministro primero y segundo en el agujero 232c de acoplamiento, los orificios 213 y 223 de suministro primero y segundo pueden ser soportados por el primer paso 232a de conexión para mejorar el acoplamiento entre los mismos.
[0076] En particular, una pieza 213a de acoplamiento que se encaja en el primer paso 232a de conexión está dispuesta en cada uno del primer orificio 213 de suministro y el segundo orificio 223 de suministro. Es decir, la pieza 213a de acoplamiento tiene una forma cilíndrica. De este modo, la fuerza de acoplamiento y la fuerza de sellado entre el primer paso 232a de conexión y los orificios 213 y 223 de suministro primero y segundo pueden aumentar.
[0077] Puede proporcionarse un anillo 234 de sellado entre el agujero 232c de acoplamiento del primer paso 232a de conexión y el primer orificio 213 de suministro o entre el agujero 232c de acoplamiento del primer paso 232a de conexión y el segundo orificio 223 de suministro. Es decir, la fuerza de sellado entre el agujero 232c de acoplamiento del primer paso 232a de conexión y el primer orificio 213 de suministro o entre el agujero 232c de acoplamiento del primer paso 232a de conexión y el segundo orificio 223 de suministro puede mejorarse significativamente. Pueden proporcionarse dos o más anillos 234 de sellado.
[0078] En cada uno de ambos extremos del segundo paso 233a de conexión se define un agujero 233c de acoplamiento en el que encajan los orificios de descarga primero y segundo, y cada uno de los orificios de descarga primero y segundo y el agujero 233c de acoplamiento tiene un diámetro mayor que el del segundo paso 233a de conexión. Por tanto, después de insertar cada uno de los orificios de descarga primero y segundo en el agujero 233c de acoplamiento, los orificios de descarga primero y segundo pueden ser soportados por el segundo paso 233a de conexión para mejorar el acoplamiento entre los mismos.
[0079] Una pieza 214a de acoplamiento acoplada al segundo paso 233a de conexión está dispuesta en cada uno del primer orificio 214 de descarga y el segundo orificio 224 de descarga. Es decir, la pieza 214a de acoplamiento tiene una forma cilíndrica. De este modo, la fuerza de acoplamiento y la fuerza de sellado entre el segundo paso 233a de conexión y los orificios de descarga primero y segundo pueden aumentar.
[0080] Puede proporcionarse un anillo 234 de sellado entre el agujero de acoplamiento del segundo paso 233a de conexión y el primer orificio 214 de descarga o entre el agujero de acoplamiento del segundo paso 233a de conexión y el segundo orificio 224 de descarga. Es decir, la fuerza de sellado entre el agujero de acoplamiento del segundo paso 233a de conexión y el primer orificio 214 de suministro o entre el agujero de acoplamiento del segundo paso 233a de conexión y el segundo orificio 224 de suministro puede mejorarse significativamente.
[0081] El conjunto 200 de carcasa puede incluir además un par de placas 240 laterales que cubren respectivamente ambos lados en la dirección de anchura completa de la célula 100 de batería. En particular, la placa 240 lateral puede estar integrada con la placa 221 inferior para mejorar la eficiencia al montar el módulo de batería.
[0082] El conjunto 200 de carcasa puede incluir además una placa 250 trasera que cubre el otro lado de la célula 100 de batería en la dirección de anchura completa. De este modo, el otro lado de la célula 100 de batería en la dirección de anchura completa puede protegerse de forma estable.
[0083] Por otro lado, el conjunto 200 de carcasa puede alojar y enfriar toda la célula 100 de batería mientras se ensamblan la placa 211 superior, la placa 221 inferior, el par de placas 240 laterales y la placa 250 trasera.
[0084] El módulo 10 de batería según la primera realización de la presente invención que tiene la configuración anterior puede enfriar uniformemente las partes superior e inferior de la célula 100 de batería y, en particular, minimizar la desviación de temperatura de toda la célula 100 de batería y, como resultado, puede mejorarse la eficiencia de enfriamiento.
[0085] A continuación, se describirá un método para montar y hacer funcionar el módulo 10 de batería según la primera realización de la presente invención.
[0086] Método para montar y hacer funcionar el módulo de batería según la primera realización de la presente invención
[0087] En primer lugar, como se ilustra en la FIG.8, se dispone una célula 100 de batería en una superficie superior de una placa 221 inferior con la que se integra una placa 240 lateral. En este caso, un segundo orificio 223 de suministro y un segundo orificio 224 de descarga, que están acoplados a una parte 221a de extensión inferior de la placa 221 inferior, están separados de la célula 100 de batería.
[0088] A continuación, como se ilustra en la FIG.9, el elemento 230 conector se dispone en una superficie de la célula 100 de batería en una dirección de anchura completa, pero un extremo inferior de un primer paso 232a de conexión y un segundo orificio 223 de suministro, que se proporcionan en la parte 232 de suministro, se acoplan entre sí, y el extremo inferior del segundo paso 233a de conexión y un segundo orificio 224 de descarga, que se proporcionan en una parte 233 de recogida, se acoplan entre sí. En este caso, el segundo orificio 223 de suministro puede estar acoplado a un agujero de acoplamiento proporcionado en un extremo inferior del primer paso 232a de conexión, y una pieza 223a de acoplamiento del segundo orificio 223 de suministro puede estar acoplada al primer paso 232a de conexión para mejorar la fuerza de acoplamiento. Además, el segundo paso de descarga puede acoplarse a un extremo inferior del segundo paso 233a de conexión, y una pieza 224a de acoplamiento del segundo orificio 224 de descarga puede acoplarse al segundo paso 233a de conexión para mejorar la fuerza de acoplamiento. Además, se proporciona un anillo 234 de sellado entre el primer paso 232a de conexión y el segundo orificio 223 de suministro y entre el segundo paso 233a de conexión y el segundo orificio 224 de descarga para mejorar la fuerza de sellado. A continuación, se acopla una placa 250 trasera a la otra superficie de la célula 100 de batería en una dirección de longitud completa.
[0089] A continuación, como se ilustra en la FIG. 10, se coloca un elemento 210 de enfriamiento superior en una parte superior de la célula 100 de batería. En este caso, un primer orificio 213 de suministro y un primer orificio 214 de descarga, que están acoplados a una parte 211a de extensión superior de una placa 211 superior, están separados de la célula 100 de batería. A continuación, el primer orificio 213 de suministro y un extremo superior del primer paso 232a de conexión se acoplan entre sí, y el primer orificio 214 de descarga y un extremo superior del segundo paso 233a de conexión se acoplan entre sí. En este caso, el primer orificio 213 de suministro puede acoplarse a un agujero de acoplamiento proporcionado en un extremo superior del primer paso 232a de conexión, y una pieza 213a de acoplamiento del primer orificio 213 de suministro puede acoplarse al primer paso 232a de conexión para mejorar la fuerza de acoplamiento. Además, el primer conducto de descarga puede acoplarse a un extremo superior del segundo paso 233a de conexión, y una pieza 214a de acoplamiento del primer orificio 214 de descarga puede acoplarse al segundo paso 233a de conexión para mejorar la fuerza de acoplamiento. Además, se proporciona un anillo 234 de sellado entre el primer paso 232a de conexión y el primer orificio 213 de suministro y entre el segundo paso 233a de conexión y el primer orificio 214 de descarga para mejorar la fuerza de sellado.
[0090] Cuando se completa el montaje como se ha descrito anteriormente, puede obtenerse un módulo 10 de batería terminado como se ilustra en la FIG.11.
[0091] En el módulo 10 de batería terminado descrito anteriormente, una línea de suministro de agua de enfriamiento está conectada a un paso 232b de suministro de una parte 232 de suministro, y una línea de recogida de agua de enfriamiento está conectada a un paso 233b de recogida de una parte 233 de recogida. Además, mientras se carga y descarga el módulo 10 de batería, el agua de enfriamiento se suministra al módulo 10 de batería a través de una línea de suministro. A continuación, el agua de enfriamiento suministrada a través de la línea de suministro pasa secuencialmente por el paso 232b de suministro, el primer paso 232a de conexión y los orificios 213 de suministro primero y segundo de las partes 232 y 223 de suministro, y luego se introduce en los disipadores 212 y 222 de calor primero y segundo para enfriar toda la célula 100 de batería. El agua de enfriamiento que pasa a través de los disipadores 212 y 222 de calor primero y segundo se introduce en el segundo paso 233a de conexión a través de los orificios 214 y 224 de descarga primero y segundo, y el agua de enfriamiento introducida en el segundo paso 233a de conexión se recoge en la línea de recogida a través del paso 233b de recogida. A continuación, el agua de enfriamiento se suministra de nuevo a la línea de suministro después de realizar un proceso de enfriamiento.
[0092] En lo sucesivo, al describir otra realización de la presente invención, se utilizan los mismos números de referencia para los mismos componentes que los de la realización descrita anteriormente, y se omiten las descripciones duplicadas.
[0093] Paquete de baterías según la segunda realización de la presente invención
[0094] Como se ilustra en la FIG. 12, un paquete de baterías según una segunda realización de la presente invención incluye un módulo 10 de batería; y una carcasa 20 de paquete en la que se alojan al menos uno o más módulos 10 de batería.
[0095] El módulo 10 de batería tiene la misma configuración que el módulo 10 de batería descrito en la primera realización, por lo que se omitirán las descripciones redundantes.
[0096] La carcasa 20 de paquete incluye una línea 21 de suministro que suministra agua de enfriamiento a un paso 232b de suministro del módulo 10 de batería y una línea de recogida por la que pasa el agua de enfriamiento recogida del paso 233b de recogida del módulo 10 de batería. (22). Es decir, la línea de suministro está conectada al paso 232b de suministro de una parte 232 de suministro proporcionada en el módulo 10 de batería, y la línea de recogida está conectada al paso 233b de recogida de una parte 233 de recogida proporcionada en el módulo 10 de batería.
[0097] Por tanto, el paquete 1 de baterías según la segunda realización de la presente invención puede mejorar la eficiencia de enfriamiento del módulo 10 de batería en su conjunto y, en particular, puede minimizar una desviación de enfriamiento.
[0098] Vehículo según la tercera realización de la presente invención
[0099] Como se ilustra en la FIG.13, un vehículo según una tercera realización de la presente invención incluye un paquete 1 de baterías; y un dispositivo 2 de suministro de agua de enfriamiento configurado para suministrar agua de enfriamiento a una línea de suministro del paquete 1 de baterías o recoger el agua de enfriamiento que pasa a través de una línea de recogida.
[0100] El paquete de baterías tiene la misma configuración que el paquete de baterías descrito en la segunda realización, y, por tanto, se omite una descripción redundante.
[0101] El dispositivo de suministro de agua de enfriamiento puede ser un radiador que enfría un motor utilizando el agua de enfriamiento. Es decir, el radiador suministra una parte del agua de enfriamiento que enfría el motor al paquete de baterías o recoge el agua de enfriamiento que pasa a través del paquete de baterías.
[0102] Por tanto, el vehículo según la tercera realización de la presente invención puede mejorar su rendimiento al incluir el paquete de baterías con alta eficiencia de enfriamiento.
[0103] El conjunto de carcasa puede funcionar como módulo de batería o paquete de baterías y, en particular, el conjunto de carcasa puede incluir por separado un alojamiento, que aloja las células de batería, en el exterior del mismo. En consecuencia, el alcance de la presente invención viene definido por las reivindicaciones adjuntas más que por la descripción anterior y las realizaciones a modo de ejemplo descritas en la misma.
[0104] Descripción de los símbolos
[0105] 1: Paquete de baterías
[0106] 2: Dispositivo de suministro de agua de enfriamiento
[0107] 10: Módulo de batería
[0108] 20: Carcasa de paquete
[0109] 21: Línea de suministro
[0110] 22: Línea de recogida
[0111] 100: Célula de batería
[0112] 200: Conjunto de carcasa
[0113] 210: Elemento de enfriamiento superior
[0114] 211: Placa superior
[0115] 211a: Parte de extensión superior
[0116] 212: Primer disipador de calor
[0117] 213: Primer orificio de suministro
[0118] 213a, 214a, 223a, 224a: Pieza de acoplamiento
[0119] 214: Primer orificio de descarga
[0120] 220: Elemento de enfriamiento inferior
[0121] 221: Placa inferior
[0122] 221a: Parte de extensión inferior
[0123] 222: Segundo disipador de calor
[0124] 223: Segundo orificio de suministro
[0125] 224: Segundo orificio de descarga
[0126] 230: Elemento conector
[0127] 231: Placa frontal
[0128] 231a: Cubierta lateral
[0129] 231b: Cubierta central
[0130] 232: Parte de suministro
[0131] 232a: Primer paso de conexión
[0132] 232b: Paso de suministro
[0133] 232c: Agujero de acoplamiento
[0134] 233: Parte de recogida
[0135] 233a: Segundo paso de conexión
[0136] 233c: Agujero de acoplamiento
[0137] 233b: Paso de recogida
[0138] 234: Anillo de sellado
[0139] 240: Placa lateral
[0140] 250: Placa trasera

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES
1. Un módulo (10) de batería que comprende un conjunto (200) de carcasa configurado para alojar y enfriar una célula (100) de batería,
en el que el conjunto (200) de carcasa comprende:
un elemento (210) de enfriamiento superior dotado de una placa (211) superior configurada para cubrir una superficie superior de la célula (100) de batería, un primer disipador (212) de calor configurado para enfriar la superficie superior de la célula (100) de batería mientras el agua de enfriamiento pasa a su través, un primer orificio (213) de suministro configurado para suministrar el agua de enfriamiento al primer disipador (212) de calor, y un primer orificio (214) de descarga configurado para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del primer disipador (212) de calor;
un elemento (220) de enfriamiento inferior dotado de una placa (221) inferior configurada para cubrir una superficie inferior de la célula (100) de batería, un segundo disipador (222) de calor configurado para enfriar la superficie inferior de la célula (100) de batería mientras el agua de enfriamiento pasa a su través, un segundo orificio (223) de suministro configurado para suministrar el agua de enfriamiento al segundo disipador (222) de calor, y un segundo orificio (224) de descarga configurado para descargar el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo disipador (222) de calor; y
un elemento (230) conector dotado de una placa (231) frontal configurada para cubrir una superficie de la célula (100) de batería en una dirección de longitud completa, una parte (232) de suministro configurada para suministrar el agua de enfriamiento a los orificios (213, 223) de suministro primero y segundo, y una parte (233) de recogida configurada para recoger el agua de enfriamiento descargada desde los orificios (214, 224) de descarga primero y segundo, en el que la placa (231) frontal comprende:
un par de cubiertas (231a) laterales configuradas para cubrir ambos lados de la célula (100) de batería en la dirección de longitud completa, respectivamente; y
una cubierta (231b) central que se proporciona entre el par de cubiertas (231a) laterales y en la que se proporcionan la parte (232) de suministro y la parte (233) de recogida,
en el que la cubierta (231b) central sobresale además hacia fuera desde cada una de las cubiertas (231a) laterales.
2. El módulo (10) de batería según la reivindicación 1, en el que la parte (232) de suministro y la parte (233) de recogida están dispuestas en la placa (231) frontal.
3. El módulo (10) de batería según la reivindicación 2, en el que la parte (232) de suministro comprende:
un primer paso (232a) de conexión proporcionado en la cubierta (231b) central para pasar verticalmente y que tiene extremos superior e inferior, a los que están acoplados respectivamente el primer orificio (213) de suministro y el segundo orificio (223) de suministro, para suministrar el agua de enfriamiento a los orificios (213, 223) de suministro primero y segundo; y
un paso (232b) de suministro configurado para pasar desde el exterior de la cubierta (231b) central hasta el primer paso (232a) de conexión y suministrar el agua de enfriamiento al primer paso (232a) de conexión.
4. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3, en el que el paso (232b) de suministro está configurado para pasar desde una parte lateral de la cubierta (231b) central, que sobresale hacia el exterior de la cubierta lateral (231a), hasta el primer paso (232a) de conexión.
5. El módulo (10) de batería según la reivindicación 2, en el que la parte (233) de recogida comprende:
un segundo paso (233a) de conexión proporcionado en la cubierta (231b) central para pasar verticalmente y que tiene extremos superior e inferior, a los que están acoplados, respectivamente, el primer orificio (214) de descarga y el segundo orificio (224) de descarga, de modo que el agua de enfriamiento descargada desde los orificios (214, 224) de descarga primero y segundo pase a su través; y
un paso (233b) de recogida configurado para pasar desde una parte lateral de la cubierta (231b) central hasta el segundo paso (233a) de conexión y recoger el agua de enfriamiento que pasa a través del segundo paso (233a) de conexión.
6. El módulo (10) de batería según la reivindicación 5, en el que el paso (233b) de recogida está configurado para pasar desde una parte lateral de la cubierta (231b) central, que sobresale hacia el exterior de la cubierta lateral (231a), hasta el segundo paso (233a) de conexión.
7. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3, en el que se define un agujero (232c) de acoplamiento en el que encajan cada uno de los orificios (213, 223) de suministro primero y segundo en cada uno de ambos extremos del primer paso (232a) de conexión, y
una pieza (213a) de acoplamiento acoplada al primer paso (232a) de conexión está dispuesta en cada uno del primer orificio (213) de suministro y el segundo orificio (223) de suministro.
8. El módulo (10) de batería según la reivindicación 5, en el que se define un agujero (232c) de acoplamiento en el que se encajan cada uno de los orificios (214, 224) de descarga primero y segundo en cada uno de ambos extremos del segundo paso (233a) de conexión, y
una pieza (214a) de acoplamiento acoplada al segundo paso (233a) de conexión está dispuesta en cada uno del primer orificio (214) de descarga y el segundo orificio (224) de descarga.
9. El módulo (10) de batería según la reivindicación 7, en el que se proporciona un anillo (234) de sellado entre un agujero (232c) de acoplamiento del primer paso (232a) de conexión y el primer orificio (213) de suministro o entre el agujero (232c) de acoplamiento del primer paso (232a) de conexión y el segundo orificio (223) de suministro.
10. El módulo (10) de batería según la reivindicación 8, en el que se proporciona un anillo (234) de sellado entre un agujero (232c) de acoplamiento del segundo paso (233a) de conexión y el primer orificio (214) de descarga o entre el agujero (232c) de acoplamiento del segundo paso (233a) de conexión y el segundo orificio (224) de descarga.
11. El módulo (10) de batería según la reivindicación 1, que comprende además un par de placas (240) laterales configuradas para cubrir ambos lados de la célula (100) de batería en la dirección de anchura completa, respectivamente.
12. El módulo (10) de batería según la reivindicación 11, en el que el par de placas (240) laterales y la placa (221) inferior están integradas entre sí.
13. El módulo (10) de batería según la reivindicación 1, que comprende además una placa (250) trasera configurada para cubrir el otro lado de la célula (100) de batería en la dirección de longitud completa.
14. Un paquete (1) de baterías que comprende:
el módulo (10) de batería según la reivindicación 1; y
una carcasa (20) de paquete en la que se alojan al menos uno o más módulos (10) de batería,
en el que la carcasa (20) de paquete comprende:
una línea (21) de suministro configurada para suministrar agua de enfriamiento a un paso (232b) de suministro del módulo (10) de batería; y
una línea (22) de recogida a través de la cual pasa el agua de enfriamiento recogida de un paso (233b) de recogida del módulo (10) de batería.
15. Un vehículo que comprende:
un paquete (1) de baterías según la reivindicación 14; y
un dispositivo (2) de suministro de agua de enfriamiento configurado para suministrar agua de enfriamiento a una línea (21) de suministro del paquete (1) de baterías o para recoger el agua de enfriamiento que pasa a través de la línea (22) de recogida.
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