ES3053283T3

ES3053283T3 - Battery pack and device including the same

Info

Publication number: ES3053283T3
Application number: ES22842387T
Authority: ES
Inventors: Juhwan Shin; Soon Chang Hong; Hyongseok Yoo; Haejin Kim
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2026-01-21
Anticipated expiration: 2042-07-08
Also published as: JP7662273B2; JP2024508504A; WO2023287125A1; CN116998050A; EP4290653A1; KR20230010501A; US20240170755A1; EP4290653A4; PL4290653T3; EP4290653B1

Abstract

Un paquete de baterías, según una realización de la presente invención, comprende: un módulo de batería; un marco que aloja el módulo y presenta un orificio pasante en una de sus superficies; un puerto de refrigeración insertado en el orificio pasante; un conector de refrigeración ubicado dentro del marco y conectado al puerto de refrigeración; una cubierta acoplada al puerto de refrigeración con una abertura; y un tubo de refrigerante conectado al conector de refrigeración. El puerto de refrigeración comprende: una base en forma de placa; y un primer tubo que sobresale de la base en una primera dirección y atraviesa el orificio pasante. La base comprende una protuberancia formada en una de sus superficies en la primera dirección. Un elemento de sellado se coloca entre la abertura de la cubierta y la protuberancia de la base. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Grupo de baterías y dispositivo que incluye el mismo

[0003] Sector de la técnica

[0004] Referencia cruzada con solicitud(es) relacionada(s)

[0005] Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.<o>10-2021-0091134, presentada el 12 de julio de 2021, en la Oficina coreana de propiedad intelectual, cuyo contenido, en su totalidad, se incorpora en este documento por referencia.

[0006] La presente divulgación se refiere a un grupo de baterías y un dispositivo que incluye el mismo y, más particularmente, a un grupo de baterías que tiene una estructura de refrigeración de tipo refrigerado por agua y un dispositivo que incluye la misma.

[0007] Antecedentes de la invención

[0008] En la sociedad moderna, como se usan a diario dispositivos portátiles, tales como un teléfono móvil, un ordenador portátil, una cámara de vídeo y una cámara digital, se ha activado el desarrollo de tecnologías en los campos relacionados con los dispositivos móviles, como se ha descrito anteriormente. Adicionalmente, las baterías secundarias cargables/descargables se usan como una fuente de energía para un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV) y similares, en un intento por resolver la contaminación del aire, y similar, causada por los vehículos de gasolina existentes que usan combustibles fósiles. Por lo tanto, está creciendo la demanda de un desarrollo de la batería secundaria.

[0009] Las baterías secundarias comercializadas actualmente incluyen una batería de níquel-cadmio, una batería de níquelhidrógeno, una batería de níquel-cinc y una batería secundaria de litio. Entre las mismas, la batería secundaria de litio se ha convertido en el centro de atención porque tiene ventajas, por ejemplo, que apenas se presentan efectos de memoria en comparación con baterías secundarias a base de níquel y, así, se cargan y se descargan libremente, y que tienen un régimen de autodescarga muy bajo y una alta densidad de energía.

[0010] Tal batería secundaria de litio usa principalmente un óxido a base de litio y un material carbonáceo como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio comprende un conjunto de electrodos, en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo, cada una revestida con el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo, están dispuestas con un separador que está interpuesto entre las mismas, y una caja de batería que sella y aloja el conjunto de electrodos junto con una solución de electrolito.

[0011] Generalmente, la batería secundaria de litio se puede clasificar en una batería secundaria de tipo bote, en la que el conjunto de electrodos está montado en un bote metálico, y una batería secundaria de tipo bolsa, en la que el conjunto de electrodos está montado en una bolsa de una lámina estratificada de aluminio, dependiendo de la forma del material exterior.

[0012] En el caso de una batería secundaria que se usa para dispositivos de pequeño tamaño, se disponen dos a tres celdas de batería, pero en el caso de una batería secundaria que se usa para un dispositivo de tamaño medio y grande, tal como un automóvil, se usa un módulo de batería, en el que un gran número de celdas de batería están conectadas eléctricamente. En tal módulo de batería, un gran número de celdas de batería están conectadas entre sí en serie o en paralelo para formar un conjunto de celdas, mejorando por ello la capacidad y la salida. Además, uno o más módulos de batería pueden estar montados junto con diversos sistemas de control y protección, tales como un BMS (sistema de gestión de baterías) y un sistema de refrigeración para formar un grupo de baterías. Cuando una batería secundaria se calienta por encima de una temperatura apropiada, puede deteriorarse el comportamiento de la batería secundaria y, en casos severos, puede explotar o incendiarse la batería secundaria. En particular, una pluralidad de baterías secundarias, es decir, un módulo de batería o un grupo de baterías que tiene celdas de batería puede acumular el calor emitido desde la pluralidad de celdas de batería en un espacio estrecho, lo que puede elevar rápida y severamente la temperatura del módulo de batería. En otras palabras, un módulo de batería que incluye un gran número de celdas de batería y un grupo de baterías equipado con tal módulo de batería pueden obtener una alta salida, pero no es fácil eliminar el calor generado de las celdas de batería durante la carga y descarga. Cuando no se realiza apropiadamente la disipación térmica de la celda de batería, se acelera el deterioro de las celdas de batería, se acorta la vida útil y aumenta la posibilidad de explosión o ignición. Además, si un módulo de batería de tamaño medio y grande se incluye en un grupo de baterías para un vehículo, el módulo de batería puede estar expuesto frecuentemente a la luz del sol directa y puede estar colocado bajo condiciones de alta temperatura, por ejemplo, en verano o en un desierto.

[0013] Por lo tanto, cuando se configura un módulo de batería o un grupo de baterías, puede ser muy importante asegurar un comportamiento estable y eficaz de la refrigeración. Particularmente, en los últimos años, a medida que aumenta la capacidad de un módulo de batería o un grupo de baterías, aumenta la cantidad de generación de calor, en la que se requiere una estructura de refrigeración de tipo refrigerado por agua, en lugar de una estructura de refrigeración de tipo refrigerado por aire, para controlar la cantidad aumentada de generación de calor. En el caso de una estructura de refrigeración de tipo refrigerado por agua, el comportamiento de la refrigeración es excelente, pero se requiere esencialmente una estructura de sellado que impida salir refrigerante que entra en el grupo de baterías. Los grupos de baterías que comprenden empalmes de refrigeración fijados a las paredes de dichos grupos de baterías se divulgan en el documento CN 110212133 A.

[0014] Como son consecutivas la demanda de una capacidad aumentada del grupo de baterías y de un comportamiento mejorado de la disipación térmica, puede ser necesario en la práctica desarrollar un grupo de baterías que comprende un sistema de refrigeración con una estructura de sellado estable.

[0015] Explicación de la invención

[0016] Problema técnico

[0017] Un objeto de la presente divulgación es proporcionar un grupo de baterías que está mejorado en la propiedad de sellado para impedir fugas del refrigerante en una estructura de refrigeración de tipo refrigerado por agua, y la propiedad de montaje en el proceso para realizar la estructura de refrigeración, y un dispositivo que incluye el mismo.

[0018] Sin embargo, el problema a resolver por las realizaciones de la presente divulgación no está limitado a los problemas anteriormente descritos y puede expandirse de diversas maneras dentro del alcance de la idea técnica incluida en la presente divulgación.

[0019] Solución técnica

[0020] Según una realización de la presente divulgación, se proporciona un grupo de baterías según la reivindicación 1. En los modos de realización:

[0021] una parte saliente periférica exterior, que sobresale en una dirección periférica exterior, puede estar formada en una superficie periférica exterior del primer tubo.

[0022] El conector de refrigeración puede estar acoplado por gancho a la parte saliente periférica exterior.

[0023] El miembro de sellado puede estar ubicado entre la superficie periférica interior de la parte de abertura y la superficie periférica exterior de la parte saliente de base.

[0024] El diámetro interior de la parte de abertura está configurado para ser mayor que el diámetro de la parte saliente de base, de manera que puede formarse un espacio, en el que está asentado el miembro de sellado, entre la parte de abertura y la parte saliente de base.

[0025] El miembro de cubierta puede estar acoplado a dicha una superficie de la parte de base en la primera dirección de manera que el primer tubo y la parte saliente de base pasan a través de la parte de abertura.

[0026] El miembro de cubierta puede estar ubicado entre la superficie exterior del armazón de grupo y la parte de base. El miembro de cubierta puede estar montado en la parte de base mediante acoplamiento por gancho.

[0027] El empalme de refrigeración puede incluir un segundo tubo que sobresale de la parte de base en una segunda dirección opuesta a la primera dirección.

[0028] El interior del primer tubo y el interior del segundo tubo están conectados entre sí, y el refrigerante puede fluir en el interior del primer tubo y la parte interior del segundo tubo.

[0029] Efectos ventajosos

[0030] Según las realizaciones de la presente divulgación, puede formarse naturalmente un espacio donde está ubicado el miembro de sellado mediante el acoplamiento entre el empalme de refrigeración y el miembro de cubierta, pudiéndose mejorar por ello la propiedad de sellado de la estructura de circulación de refrigerante y consiguiendo una simplificación estructural.

[0031] Los efectos de la presente divulgación no están limitados a los efectos mencionados anteriormente y los expertos en la técnica entenderán claramente a partir de la descripción de las reivindicaciones adjuntas otros efectos adicionales no descritos anteriormente.

[0033] Breve descripción de los dibujos

[0035] La Fig. 1 es una vista, en perspectiva y en despiece ordenado, que muestra un grupo de baterías según una realización de la presente divulgación;

[0036] la Fig.2 es una vista, en perspectiva, que muestra uno de los módulos de batería incluido en el grupo de baterías de la Fig.1;

[0037] la Fig. 3 es una vista, en perspectiva y en despiece ordenado, que muestra un estado en el que el armazón de módulo está retirado del módulo de batería de la Fig.2;

[0038] la Fig. 4 es una vista, en perspectiva, que muestra una de las celdas de batería incluida en el módulo de batería de la Fig.3;

[0039] las Figs. 5 y 6 son vistas parciales, en perspectiva, que muestran una relación de acoplamiento entre un empalme de refrigeración, un miembro de cubierta y un conector de refrigeración según una realización de la presente divulgación;

[0040] la Fig. 7 es una vista, en perspectiva, que muestra un empalme de refrigeración según una realización de la presente divulgación;

[0041] la Fig. 8 es una vista, en perspectiva, que muestra un estado en el que un empalme de refrigeración y un miembro de cubierta están acoplados entre sí según una realización de la presente divulgación;

[0042] la Fig. 9 son vistas, en perspectiva, que muestran, respectivamente, un empalme de refrigeración y un miembro de cubierta según una realización de la presente divulgación;

[0043] la Fig. 10 es una vista, en perspectiva, que muestra un estado en el que un empalme de refrigeración, un miembro de cubierta y un miembro de sellado están acoplados entre sí según una realización de la presente divulgación; la Fig.11 es una vista parcial, en perspectiva, que muestra un estado anterior a que el primer tubo del empalme de refrigeración y el conector de refrigeración estén acoplados en el interior del armazón de grupo;

[0044] la Fig.12 es una vista, en sección transversal, que muestra una sección transversal según la línea de corte A-A’ en la Fig.11;

[0045] la Fig. 13 es una vista, en perspectiva, que muestra un empalme de refrigeración según un ejemplo comparativo de la presente divulgación; y

[0046] la Fig. 14 es una vista parcial, en perspectiva, que muestra un empalme de refrigeración, una ménsula de acoplamiento y un miembro de sellado según otro ejemplo comparativo de la presente divulgación.

[0048] Realización preferente de la invención

[0050] En lo sucesivo, se describirán con detalle diversas realizaciones de la presente divulgación con referencia a las figuras que se acompañan, de manera que los expertos en la técnica pueden llevarlas a cabo fácilmente. La presente divulgación se puede modificar de diversos modos diferentes y no está limitada a las realizaciones expuestas en este documento.

[0052] Las porciones que son irrelevantes para la descripción se omitirán para describir claramente la presente divulgación, y números de referencia semejantes designan elementos semejantes por toda la descripción.

[0054] Además, en las figuras, el tamaño y el grosor de cada elemento se ilustran arbitrariamente por conveniencia de la descripción, y la presente divulgación no está limitada necesariamente a los ilustrados en las figuras. En las figuras, el grosor de las capas, las zonas, etc. está exagerado por claridad. En las figuras, por conveniencia de la descripción, se han exagerado los grosores de algunas capas y zonas.

[0056] Adicionalmente, se entenderá que, cuando se hace referencia a que un elemento tal como una capa, una película, una zona o una placa está “sobre” o “encima” de otro elemento, puede estar directamente sobre el otro elemento o pueden estar también presentes elementos intermedios. En contraste a esto, cuando se hace referencia a que un elemento está “directamente sobre” otro elemento, significa que no están presentes otros elementos intermedios. Además, la palabra “sobre” o “encima” significa dispuesto sobre o debajo de una porción de referencia, y no significa necesariamente que está dispuesto sobre el extremo superior de la porción de referencia hacia el sentido opuesto de la gravedad.

[0058] Además, por toda la descripción, cuando se hace referencia a que una porción “incluye” o “comprende” un cierto componente, significa que la porción puede incluir además otros componentes, sin excluir los otros componentes, a menos que se indique de otro modo.

[0060] Además, por toda la descripción, cuando se hace referencia a “plano”, significa que una porción objetivo se ve desde el lado superior, y cuando se hace referencia a “en sección transversal”, significa que una porción objetivo se ve desde el lado de una sección transversal cortada verticalmente.

[0062] La Fig. 1 es una vista, en perspectiva y en despiece ordenado, que muestra un grupo de baterías según una realización de la presente divulgación. La Fig. 2 es una vista, en perspectiva, que muestra uno de los módulos de batería incluido en el grupo de baterías de la Fig.1. La Fig.3 es una vista, en perspectiva y en despiece ordenado, que muestra un estado en el que el armazón de módulo está retirado del módulo de batería de la Fig.2. La Fig.4 es una vista, en perspectiva, que muestra una de las celdas de batería incluida en el módulo de batería de la Fig.3. Haciendo referencia a las Figs. 1 a 4, el módulo de batería 1000 según una realización de la presente divulgación incluye un módulo de batería 100 y un armazón de grupo 200, que aloja el módulo de batería 100. El número de módulos de batería 100 alojados en el armazón de grupo 200 no está particularmente limitado, y se puede alojar uno o una pluralidad de módulos de batería 100.

[0063] En primer lugar, el módulo de batería 100 según la presente realización puede incluir una pluralidad de celdas de batería 110 y un armazón de módulo 120, en el que están alojadas las celdas de batería 110.

[0064] La celda de batería 110 según la presente realización puede ser una celda de batería de tipo bolsa. Tal celda de batería de tipo bolsa se puede formar alojando un conjunto de electrodos en una caja de bolsa de una lámina estratificada que incluye una capa de resina y una capa metálica, y fusionando entonces la parte periférica exterior de la caja de bolsa. Tales celdas de batería 110 se pueden formar en una estructura rectangular similar a una lámina.

[0065] Específicamente, haciendo referencia a la Fig. 4, la celda de batería 110 según la presente realización puede tener una estructura en la que dos cables de electrodo 111 y 112 están enfrentados entre sí y sobresalen de un extremo 114a y el otro extremo 114b del cuerpo principal 113 de la celda, respectivamente. La celda de batería 110 se puede producir uniendo ambos extremos 114a y 114b de una caja de batería 114 y una parte lateral 114c que los conecta en un estado en el que un conjunto de electrodos (no mostrado) está alojado en una caja de batería 114. En otras palabras, la celda de batería 110 según una realización de la presente divulgación tiene un total de tres partes de sellado 114sa, 114sb y 114sc, en la que las partes de sellado 114sa, 114sb y 114sc tienen una estructura que se sella mediante un método tal como la fusión, y la otra parte lateral restante puede estar compuesta por una parte de conexión 115. Entre ambos extremos 114a y 114b de la caja de batería 114 puede definirse la dirección longitudinal de la celda de batería 110 y entre una parte lateral 114c, que conecta ambos extremos 114a y 114b de la caja de batería 114 y la parte de conexión 115, puede definirse una dirección en anchura de la celda de batería 110.

[0066] Sin embargo, la celda de batería 110 anteriormente mencionada es una estructura a modo de ejemplo, y no hace falta decir que es posible también una celda de batería unidireccional en la que dos cables de electrodo sobresalen en la misma dirección.

[0067] La celda de batería 110 puede estar compuesta por una pluralidad de cantidades, y la pluralidad de celdas de batería 110 pueden estar apiladas para conectarse eléctricamente entre sí. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 3, una pluralidad de celdas de batería 110 pueden estar apiladas a lo largo de la dirección paralela al eje y. La caja de batería 114 está formada generalmente en una estructura estratificada de capa de resina/capa de película delgada metálica/capa de resina. Por ejemplo, cuando la superficie de la caja de batería está formada por una capa de nailon O (orientado), tiende a deslizar fácilmente debido a impactos externos cuando se apilan una pluralidad de celdas de batería para formar un módulo de batería de tamaño medio y grande. Por lo tanto, para impedir este problema y mantener una estructura apilada estable de celdas de batería, un miembro adhesivo, tal como un adhesivo de tipo cohesivo, tal como una cinta adhesiva de doble cara o un adhesivo químico fijado por una reacción química durante la adherencia, se puede unir a la superficie de la caja de batería para formar un apilamiento de celdas de batería 120.

[0068] El armazón de módulo 120 es una estructura para alojar una pluralidad de celdas de batería 110, que puede ser un monoarmazón en forma de placa metálica en el que están integradas la superficie superior, la superficie inferior y ambas superficies laterales. Sin embargo, es una estructura a modo de ejemplo, y son posibles todas, tanto una forma en la que una cubierta superior está unida a un armazón en U con una parte superior abierta como una forma en la que un armazón en U y un armazón en U invertida están acoplados entre sí, o similares.

[0069] Mientras tanto, haciendo referencia a la Fig.3, el módulo de batería 100 según la presente realización puede incluir además un armazón de barra colectora 130 y una barra colectora 140 montada en el armazón de barra colectora 130. Específicamente, el armazón de barra colectora 130 puede estar ubicado sobre un lado (dirección del eje x) y el otro lado (dirección del eje -x) de las celdas de batería 110, respectivamente. Dicho un lado (dirección del eje x) y el otro lado (dirección del eje -x) corresponden a la dirección en la que sobresalen los cables de electrodo 111 y 112 de las celdas de batería 110. Una rendija de cable puede estar formada en el armazón de barra colectora 130, y los cables de electrodo 111 y 112 de las celdas de batería 110 se pueden curvar, después de pasar a través de la rendija de cable, y unir a la barra colectora 140. Siempre que sea posible la conexión física y eléctrica, el método de unión no está particularmente limitado, y se puede realizar como ejemplo la unión por soldadura. Es decir, las celdas de batería 110 pueden estar conectadas eléctricamente entre sí a través de la barra colectora 140.

[0070] Mientras tanto, haciendo referencia de nuevo a las Figs. 1 y 2, el grupo de baterías 1000 según la presente realización puede incluir además un disipador térmico 100S que está ubicado sobre un lado del módulo de batería 100. Como ejemplo, un disipador térmico 100S puede estar ubicado bajo cada módulo de batería 100. El disipador térmico 100S es un componente a través del que fluye refrigerante y tiene la función de refrigerar el módulo de batería 100 que genera calor. Adicionalmente, el grupo de baterías 1000 según la presente realización incluye un tubo de refrigerante de grupo 700 alojado en el armazón de grupo 200. El tubo de refrigerante de grupo 700 puede estar conectado al disipador térmico 100S y puede suministrar el refrigerante al interior del disipador térmico 100S o descargar el refrigerante del disipador térmico 100S. Es decir, el tubo de refrigerante de grupo 700 puede estar previsto para la estructura de circulación de refrigerante del disipador térmico 100S.

[0071] Mientras tanto, una cubierta de grupo 900 puede estar ubicada en la parte superior del armazón de grupo 200. Otros componentes eléctricos, incluyendo el módulo de batería 100, el disipador térmico 100S y el tubo de refrigerante de grupo 700, pueden estar alojados entre el armazón de grupo 200 y la cubierta de grupo 900.

[0072] A continuación, el empalme de refrigeración, el miembro de cubierta y el conector de refrigeración según la presente realización se describirán con referencia a las Figs.5 y 6.

[0073] Las Figs. 5 y 6 son vistas parciales, en perspectiva, que muestran una relación de acoplamiento entre un empalme de refrigeración, un miembro de cubierta y un conector de refrigeración según una realización de la presente divulgación. En la Fig.6, se omite la ilustración del tubo de refrigerante de grupo 700 y del conector de refrigeración 600 de la Fig.5.

[0074] Haciendo referencia a las Figs. 1, 5 y 6, un agujero pasante 200H está formado en una superficie del armazón de grupo 200. El grupo de baterías 1000 según la presente realización incluye un empalme de refrigeración 300, que está insertado en el agujero pasante 200H; un conector de refrigeración 600, que está ubicado en el interior del armazón de grupo 200 y está conectado al empalme de refrigeración 300; y un miembro de cubierta 400, que está acoplado al empalme de refrigeración 300 y tiene una parte de abertura formada en el mismo. En esta ocasión, el tubo de refrigerante de grupo 700 está conectado al conector de refrigeración 600. Es decir, el tubo de refrigerante de grupo 700 puede conectar el disipador térmico 100S y el conector de refrigeración 600.

[0075] En el interior del armazón de grupo 200, pueden estar conectados secuencialmente un disipador térmico 100S del módulo de batería 100, un tubo de refrigerante de grupo 700 y un conector de refrigeración 600. Mientras tanto, aunque no se muestra específicamente en la figura, el empalme de refrigeración 300 puede estar conectado a un sistema de suministro/descarga de refrigerante en el exterior del armazón de grupo 200. Como se menciona en lo que sigue, sin embargo, el empalme de refrigeración 300 y el conector de refrigeración 600 pueden estar conectados entre sí a través de un agujero pasante 200H formado en el armazón de grupo 200. Es decir, el empalme de refrigeración 300, el conector de refrigeración 600, el tubo de refrigerante de grupo 700 y el disipador térmico 100S están conectados secuencialmente, de manera que una estructura de circulación de refrigerante para refrigerar el módulo de batería 100 se puede formar en el interior del grupo de baterías 1000.

[0076] A continuación, las estructuras del empalme de refrigeración, del miembro de cubierta y del conector de refrigeración según la presente realización se describirán con detalle con referencia a las Figs.7 a 10 y similares.

[0077] La Fig. 7 es una vista, en perspectiva, que muestra un empalme de refrigeración según una realización de la presente divulgación. La Fig. 8 es una vista, en perspectiva, que muestra un estado en el que un empalme de refrigeración y un miembro de cubierta están acoplados entre sí según una realización de la presente divulgación. La Fig. 9 son vistas, en perspectiva, que muestran, respectivamente, un empalme de refrigeración y un miembro de cubierta según una realización de la presente divulgación. La Fig. 10 es una vista, en perspectiva, que muestra un estado en el que un empalme de refrigeración, un miembro de cubierta y un miembro de sellado están acoplados entre sí según una realización de la presente divulgación. En las Figs. 8 y 10, el miembro de cubierta 400 está sombreado por conveniencia de la explicación.

[0078] En primer lugar, haciendo referencia a las Figs.5 a 9 juntas, el empalme de refrigeración 300 según una realización de la presente divulgación incluye una parte de base 330 en forma de placa y un primer tubo 310, que sobresale de la parte de base 330 en la primera dirección d1 y pasa a través del agujero pasante 200H del armazón de grupo 200. En este caso, la primera dirección d1 puede ser una dirección hacia el interior del armazón de grupo 200 desde el agujero pasante 200H. Adicionalmente, el empalme de refrigeración 300 puede incluir además un segundo tubo 320, que sobresale de la parte de base 330 en una segunda dirección d2 opuesta a la primera dirección d1. En este caso, la segunda dirección puede ser una dirección hacia el exterior del armazón de grupo 200 desde el agujero pasante 200H. El interior del primer tubo 310 y el interior del segundo tubo 320 están conectados entre sí, y el refrigerante puede fluir en el interior del primer tubo 310 y el interior del segundo tubo 320. La parte de base 330 incluye una parte saliente de base 330P formada en una superficie de la parte de base 330 en la primera dirección d1. La parte de base 330 se ilustra como un miembro en forma de placa con esquinas redondeadas, pero su forma no está particularmente limitada, siempre que sea un miembro en forma de placa.

[0079] Haciendo referencia a las Figs. 7 a 10, el miembro de cubierta 400, que tiene una parte de abertura 410H formada en el mismo, está acoplado al empalme de refrigeración 300 como se ha descrito anteriormente. En esta ocasión, el miembro de sellado 500 está ubicado entre la parte abierta 410H del miembro de cubierta 400 y la parte saliente de base 330P. El miembro de sellado 500 es un miembro en forma de anillo tórico e impide que se fugue refrigerante entre el empalme de refrigeración 300 y el agujero pasante 200H.

[0080] Específicamente, el miembro de cubierta 400 puede estar acoplado a una superficie de la parte de base 330 en la primera dirección d1 de manera que el primer tubo 310 y la parte saliente de base 330P pasan a través de la parte abierta 410H. Por ello, como se muestra en la Fig. 6, el miembro de cubierta 400 puede estar ubicado entre la superficie exterior del armazón de grupo 200 y la parte de base 330 del empalme de refrigeración 300.

[0081] En esta ocasión, la parte de abertura 410H puede tener una forma de agujero circular, y la parte saliente de base 330P puede ser también una parte saliente cilíndrica para corresponderse con la misma. El diámetro interior dm1 de la parte abierta 410H está configurado para ser mayor que el diámetro dm2 de la parte saliente de base 330P, de manera que puede formarse un espacio, en el que está asentado el miembro de sellado 500, entre la parte abierta 410H y la parte saliente de base 330P. Es decir, el miembro de sellado 500 según la presente realización puede estar y está, según la invención, ubicado entre la superficie periférica interior de la parte abierta 410H y la superficie periférica exterior de la parte saliente de base 330P. Más específicamente, el miembro de sellado 500 está fijado entre la superficie periférica interior de la parte abierta 410H y la superficie periférica exterior de la parte saliente de base 330P, siendo por ello capaz de interrumpir el flujo saliente de refrigerante entre el empalme de refrigeración 300 y la superficie exterior del armazón de grupo 200.

[0082] Mientras tanto, el refrigerante que se usa en este documento es un medio para refrigerar, y no está particularmente limitado, pero se puede usar, como ejemplo, agua de refrigeración. Es decir, el grupo de baterías 1000 según la presente realización puede tener una estructura de refrigeración de tipo refrigerado por agua.

[0083] Mientras tanto, el miembro de cubierta 400 y la parte de base 330 según la presente realización se pueden sujetar mediante un método físico. Por ejemplo, el miembro de cubierta 400 según la presente realización se puede montar en la parte de base 330 mediante acoplamiento por gancho. Específicamente, unas partes salientes de gancho 330HP pueden estar formadas en cada lado de la parte de base 330, y una acanaladura de gancho 420H puede estar formada en el miembro de cubierta 400 a fin de corresponderse con la parte saliente de gancho 330HP. El miembro de cubierta 400 y la parte de base 330 se pueden acoplar por gancho de tal modo que la parte saliente de gancho 330HP se inserta en la acanaladura de gancho 420H. Sin embargo, esto corresponde a un ejemplo y, como otra realización, una parte saliente de gancho puede estar formada en el miembro de cubierta y una acanaladura de gancho puede estar formada en la parte de base. El número de partes salientes de gancho y acanaladuras de gancho no está particularmente limitado.

[0084] A continuación, la relación de conexión entre el primer tubo del empalme de refrigeración y el conector de refrigeración según la presente realización se describirá con detalle con referencia a las Figs.11 y 12.

[0085] La Fig.11 es una vista parcial, en perspectiva, que muestra un estado anterior a que el primer tubo del empalme de refrigeración y el conector de refrigeración estén acoplados en el interior del armazón de grupo. La Fig. 12 es una vista, en sección transversal, que muestra una sección transversal según la línea de corte A-A’ en la Fig. 11. En particular, la Fig.12 es una vista, en sección transversal, que supone y muestra un estado en el que el conector de refrigeración 600 y el primer tubo 310 del empalme de refrigeración 300 en la Fig.11 están acoplados entre sí. Haciendo referencia a las Figs.10 a 12, en un estado en el que el primer tubo 310 del empalme de refrigeración 300 según la presente realización pasa a través del agujero pasante 200H del armazón de grupo 200, el conector de refrigeración 600 puede acoplarse al primer tubo 310. También, como se ha descrito anteriormente, el conector de refrigeración 600 puede conectarse al tubo de refrigerante de grupo 700. Mientras tanto, en el exterior del armazón de grupo 200, se ilustra un estado en el que el miembro de sellado 500 está ubicado entre la superficie periférica interior de la parte de abertura 410H y la superficie periférica exterior de la parte saliente de base 330P.

[0086] Una parte saliente periférica exterior 310P, que sobresale en una dirección periférica exterior, puede estar formada en la superficie periférica exterior del primer tubo 310 y una parte saliente periférica interior 600P puede estar formada en una superficie periférica interior del conector de refrigeración 600. Como se muestra en la Fig. 12, cuando el primer tubo 310 está insertado en el conector de refrigeración 600, la parte saliente periférica interior 600P del conector de refrigeración 600 puede estar acoplada por gancho a la parte saliente periférica exterior 310P del primer tubo 310. De esta manera, el primer tubo 310 y el conector de refrigeración 600 pueden estar acoplados entre sí en el interior del armazón de grupo 200.

[0087] Mientras tanto, haciendo referencia a las Figs.6, 7, 9 y 12 juntas, un agujero de base 330H puede estar formado en la parte de base 330 según la presente realización, y una parte de perno 800 puede estar ubicada en la superficie exterior del armazón de grupo 200. La parte de perno 800 pasa a través del agujero de base 330H y se puede acoplar entonces a una parte de tuerca 800N. Es decir, la parte de base 330 se puede fijar al armazón de grupo 200 en una manera de acoplamiento de perno/tuerca. Se ilustra la parte de base 330 triangular, pero su forma no está particularmente limitada siempre que tenga una forma similar a una placa de manera que puede fijarse al armazón de grupo 200. El número de agujeros de base 330H no está tampoco particularmente limitado.

[0088] Como se ha descrito anteriormente, el segundo tubo 320 según la presente realización sobresale en la segunda dirección d2 hacia el exterior del armazón de grupo 200 desde el agujero pasante 200H y puede estar conectado a un sistema de suministro/descarga de refrigerante exterior al grupo de baterías 1000. Como ejemplo, puede estar conectado a un tubo de refrigeración externo o un motor de refrigeración.

[0089] Las ventajas del empalme de refrigeración, el miembro de cubierta y el miembro de sellado según la presente realización se describirán en lo que sigue en comparación con ejemplos comparativos.

[0090] La Fig.13 es una vista, en perspectiva, que muestra un empalme de refrigeración según un ejemplo comparativo de la presente divulgación.

[0091] Haciendo referencia a la Fig. 13, un empalme de refrigeración 30a según un ejemplo comparativo de la presente divulgación puede incluir un primer tubo 31a, un segundo tubo 32a y una parte de base 33a. El primer tubo 31a sobresale en una primera dirección d1 y el segundo tubo 32a sobresale en una segunda dirección d2 opuesta a la primera dirección d1. El interior del primer tubo 31a y el interior del segundo tubo 32a están conectados entre sí, de manera que un refrigerante puede fluir en el interior del primer tubo 31a y el interior del segundo tubo 32a.

[0092] El primer tubo 31a puede estar formado con una parte saliente periférica exterior 31aP, que sobresale en una dirección periférica exterior para acoplarse con el conector de refrigeración. En esta ocasión, la parte de base 33a puede estar formada con una parte rebajada 33G, que está rebajada de manera que se monta un miembro de sellado en forma de anillo tórico (no mostrado).

[0093] En la fabricación del empalme de refrigeración 30a, se puede usar un método de moldeo por inyección. En el método de moldeo por inyección, sin embargo, para formar el primer tubo 31a y la parte rebajada 33G, se debe tirar del molde hacia fuera en la primera dirección d1 o la segunda dirección d2. En este caso, se engancha la parte saliente periférica exterior 31aP, que tiene una forma para sobresalir en direcciones perpendiculares a las direcciones primera y segunda d1 y d2. Como consecuencia, cuando el empalme de refrigeración 30a mostrado en la Fig. 13 se fabrica mediante moldeo por inyección, existe el problema de que se presenta una entalladura en la parte saliente periférica exterior 31aP. Es decir, la parte saliente periférica exterior 31aP y la parte rebajada 33G, que tiene una forma rebajada, no se pueden fabricar simultáneamente mediante moldeo por inyección.

[0094] La Fig. 14 es una vista parcial, en perspectiva, que muestra un empalme de refrigeración, una ménsula de acoplamiento y un miembro de sellado según otro ejemplo comparativo de la presente divulgación.

[0095] Haciendo referencia a la Fig. 14, un empalme de refrigeración 30b según otro ejemplo comparativo de la presente divulgación puede incluir un primer tubo 31b, un segundo tubo 32b y una parte de base 33b. El primer tubo 31b sobresale en la primera dirección d1 y el segundo tubo 32b sobresale en una segunda dirección d2 opuesta a la primera dirección d1. El interior del primer tubo 31b y el interior del segundo tubo 32b están conectados entre sí, de manera que un refrigerante puede fluir en el interior del primer tubo 31b y el interior del segundo tubo 32b. El primer tubo 31b puede pasar a través del agujero pasante 20H del armazón de grupo 20. Una parte saliente periférica exterior 31bp, que sobresale en una dirección periférica exterior, puede estar formada en el primer tubo 31b para acoplarse con el conector de refrigeración.

[0096] A fin de resolver el problema anterior asociado con el empalme de refrigeración 30a mostrado en la Fig. 13, se añade una ménsula de acoplamiento 40b independiente, en vez de formar una parte rebajada en la parte de base 33b del empalme de refrigeración 30b.

[0097] La ménsula de acoplamiento 40b está ubicada entre la superficie exterior del armazón de grupo 20 y la parte de base 33b. Un agujero de abertura 40H está formado en la ménsula de acoplamiento 40b, y el primer tubo 31b puede pasar a través del agujero de abertura 40H.

[0098] Unos miembros de sellado 50b1 y 50b2 en forma de anillo tórico pueden estar ubicados tanto entre la ménsula de acoplamiento 40b y la parte de base 33b como entre la ménsula de acoplamiento 40b y la superficie exterior del armazón de grupo 20, respectivamente. Unas acanaladuras rebajadas de ménsula 40G pueden estar formadas en cada una de ambas superficies de la ménsula de acoplamiento 40b de manera que pueden asentarse los miembros de sellado 50b1 y 50b2.

[0099] Es decir, en este ejemplo comparativo, se añade una ménsula de acoplamiento 40b independiente, que tiene una acanaladura rebajada de ménsula 40G, sin formar una acanaladura rebajada en la propia parte de base 33b a fin de impedir que se presenten entalladuras. Sin embargo, ya que es una forma en la que está interpuesta la ménsula de acoplamiento 40b, las áreas donde se debe añadir un miembro de sellado para impedir el flujo saliente de un refrigerante aumentan en dos lugares, entre la ménsula de acoplamiento 40b y la parte de base 33b y entre la ménsula de acoplamiento 40b y la superficie exterior del armazón de grupo 20. No se presentan entalladuras, pero existe el inconveniente de que se requieren los dos miembros de sellado 50b1 y 50b2 y aumenta el número de partes innecesarias. Adicionalmente, en el proceso de acoplamiento entre partes, se debe ajustar finamente la posición de montaje entre los dos miembros de sellado 50b1 y 50b2, la ménsula de acoplamiento 40b y la parte de base 33b, lo que complica el proceso de fabricación. En otras palabras, aumentar el área donde se requieren los miembros de sellado 50b1 y 50b2 significa aumentar el área por donde puede salir el refrigerante. Es decir, se puede ver que se deteriora la propiedad de sellado para impedir fugas del refrigerante.

[0100] Mientras tanto, el empalme de refrigeración 300 según la presente realización puede proporcionar naturalmente un espacio donde el miembro de sellado 500 se ubica a través del acoplamiento con el miembro de cubierta 400. Por lo tanto, no se presentan defectos, tales como entalladuras, en el proceso de fabricación, y no hay necesidad de interponer adicionalmente un miembro de sellado. Esto conduce a la ventaja de reducir la configuración y los materiales requeridos y reducir potencialmente los costes. Adicionalmente, ya que se puede fabricar simplemente por acoplamiento mecánico entre la parte de base 330 y el miembro de cubierta 400, se simplifica la estructura y es sencillo el proceso de fabricación. Adicionalmente, ya que el área donde se requiere el miembro de sellado se reduce si se compara con el empalme de refrigeración 30b de la Fig. 14, tiene la ventaja de que el riesgo de flujo saliente de refrigerante es pequeño.

[0101] Las expresiones que representan direcciones, tales como el lado delantero, el lado trasero, el lado izquierdo, el lado derecho, el lado superior y el lado inferior, se han usado en la presente realización, pero las expresiones que se usan se proporcionan simplemente por conveniencia de la descripción y pueden llegar a ser diferentes según la posición de un objeto, la posición de un observador, o similares.

[0102] Uno o más módulos de batería según la presente realización descritos anteriormente se pueden montar junto con diversos sistemas de control y protección, tales como un BMS (sistema de gestión de baterías), una BDU (unidad de desconexión de baterías) y un sistema de refrigeración, para formar un grupo de baterías.

[0103] El grupo de baterías se puede aplicar a diversos dispositivos. Específicamente, se puede aplicar a medios de tipo vehículo, tales como una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico y un vehículo eléctrico híbrido, o un ESS (Sistema de almacenamiento de energía), pero no está limitado a esto y se puede aplicar a diversos dispositivos capaces de usar una batería secundaria.

[0104] Aunque se han mostrado y descrito anteriormente las realizaciones preferidas de la presente divulgación, el alcance de dicha presente divulgación no está limitado a esto, y los expertos en la técnica pueden concebir numerosos cambios y modificaciones usando los principios de la invención definidos en las reivindicaciones adjuntas.

[0105] Descripción de los números de referencia

[0106] 1000: grupo de baterías

[0107] 100: módulo de batería

[0108] 300: empalme de refrigeración

[0109] 400: miembro de cubierta

[0110] 500: miembro de sellado

[0111] 600: conector de refrigeración

[0112] 700: tubo de refrigerante de grupo

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un grupo de baterías (1000) que comprende:

un módulo de batería (100);

un armazón de grupo (200) que aloja el módulo de batería y tiene un agujero pasante (200H) formado en una superficie del mismo;

un empalme de refrigeración (300) que está insertado en el agujero pasante (200H);

en el que el empalme de refrigeración (300) incluye una parte de base (330) en forma de placa y un primer tubo (310) que sobresale de la parte de base (330) en una primera dirección (d1) y pasa a través del agujero pasante (200H),

caracterizado por quecomprende:

un conector de refrigeración (600) que está ubicado en el interior del armazón de grupo y está conectado al empalme de refrigeración (300);

un miembro de cubierta (400) que está acoplado al empalme de refrigeración (300) y tiene una parte de abertura formada en el mismo; y

un tubo de refrigerante de grupo (700) que está conectado al conector de refrigeración (600),

en el que la parte de base (330) incluye una parte saliente de base (330P) formada en una superficie de la parte de base en la primera dirección, y

en el que un miembro de sellado (500) está ubicado entre la parte de abertura (410H) del miembro de cubierta y la parte saliente de base (330P), estando el miembro de sellado (500) ubicado entre la superficie periférica interior de la parte de abertura (410H) y la superficie periférica exterior de la parte saliente de base (330P) y en el que: el conector de refrigeración (600) está acoplado al primer tubo (310) en un estado en el que el primer tubo (310) pasa a través del agujero pasante (200H).

2. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

una parte saliente periférica exterior (310P), que sobresale en una dirección periférica exterior, está formada en una superficie periférica exterior del primer tubo (310).

3. El grupo de baterías según la reivindicación 2, en el que:

el conector de refrigeración (600) está acoplado por gancho a la parte saliente periférica exterior (310P).

4. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

el miembro de sellado (500) está ubicado entre una superficie periférica interior de la parte de abertura (410H) y una superficie periférica exterior de la parte saliente de base (330P).

5. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

el diámetro interior de la parte de abertura (410H) está configurado para ser mayor que el diámetro de la parte saliente de base (330P), de manera que se forma un espacio, en el que está asentado el miembro de sellado (500), entre la parte de abertura (410H) y la parte saliente de base (330P).

6. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

el miembro de cubierta (400) está acoplado a dicha una superficie de la parte de base (330) en la primera dirección de manera que el primer tubo (310) y la parte saliente de base (330P) pasan a través de la parte de abertura.

7. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

el miembro de cubierta (400) está ubicado entre una superficie exterior del armazón de grupo (200) y la parte de base (330).

8. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

el miembro de cubierta (400) está montado en la parte de base (330) mediante acoplamiento por gancho.

9. El grupo de baterías según la reivindicación 1, en el que:

el empalme de refrigeración (300) incluye un segundo tubo (320) que sobresale de la parte de base en una segunda dirección (d2) opuesta a la primera dirección (d1).

10. El grupo de baterías según la reivindicación 9, en el que:

el interior del primer tubo (310) y el interior del segundo tubo (320) están conectados entre sí, y

el refrigerante fluye en el interior del primer tubo (310) y la parte interior del segundo tubo (320).

11. Un dispositivo que comprende el grupo de baterías como se expone en la reivindicación 1.