ES3053781T3 - Battery module comprising cell frame - Google Patents

Battery module comprising cell frame

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ES3053781T3
ES3053781T3 ES20858696T ES20858696T ES3053781T3 ES 3053781 T3 ES3053781 T3 ES 3053781T3 ES 20858696 T ES20858696 T ES 20858696T ES 20858696 T ES20858696 T ES 20858696T ES 3053781 T3 ES3053781 T3 ES 3053781T3
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Chang-Wook Park
Hyun-Jong Lee
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención proporciona un módulo de batería que mantiene eficientemente el equilibrio térmico para prolongar su vida útil. Para lograr este objetivo, un módulo de batería, según la presente invención, comprende: una pluralidad de celdas cilíndricas dispuestas horizontalmente, cada una con terminales de electrodo en sus extremos superior e inferior, respectivamente; una carcasa del módulo que comprende una pared superior, paredes laterales y una pared inferior para formar un espacio interior que aloja las celdas cilíndricas, e incluye varios orificios de refrigeración formados a través de al menos una de las paredes superior e inferior. Estos orificios están configurados para estar abiertos y permitir el flujo de refrigerante, y al menos dos de estos orificios tienen diferentes tamaños. y un marco de celda que incluye una parte de inserción y una pluralidad de tubos de enfriamiento, en donde la parte de inserción tiene una pared interior para rodear al menos una parte de la superficie exterior de cada una de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, y la pluralidad de tubos de enfriamiento tienen una forma tubular que se extiende verticalmente para permitir que un refrigerante fluya a través de ellos, y están conectados a los orificios de enfriamiento para comunicarse con los orificios de enfriamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Módulo de batería que comprende un bastidor de celda
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería que comprende un bastidor de celda y, más particularmente, a un módulo de batería que tiene una vida de funcionamiento aumentada manteniendo eficazmente el equilibrio térmico.
[0005] La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.º 10-2019-0105126 presentada el 27 de agosto de 2019 en la Oficina Coreana de la Propiedad Intelectual.
[0006] Antecedentes de la invención
[0007] Actualmente, las baterías secundarias disponibles comercialmente incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de hidruro de níquel, baterías de níquel-zinc, baterías secundarias de litio, etc., y entre ellas, las baterías secundarias de litio tienen poco o ningún efecto de memoria y, por tanto, están atrayendo más atención que las baterías secundarias a base de níquel por sus ventajas de que la recarga puede realizarse siempre que sea conveniente, la tasa de autodescarga es muy baja y la densidad de energía es alta.
[0008] La batería secundaria de litio usa principalmente óxido a base de litio y un material de carbono para un material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodo que incluye una placa de electrodo positivo recubierta con el material activo de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo recubierta con el material activo de electrodo negativo y un separador interpuesto entre ellas, y un material de envasado herméticamente sellado o carcasa de bolsa de batería en la que se recibe el conjunto de electrodo junto con una solución de electrolito.
[0009] Más recientemente, están usándose ampliamente baterías secundarias no solo en dispositivos pequeños tales como productos electrónicos portátiles, sino también en dispositivos a media y gran escala tales como vehículos y sistemas de almacenamiento de energía (ESS). Para su uso en dispositivos a media y gran escala, muchas baterías secundarias se conectan eléctricamente para aumentar la capacidad y la salida. En particular, se usan ampliamente baterías secundarias de tipo bolsa en dispositivos a media y gran escala porque son fáciles de apilar.
[0010] Con la creciente necesidad de una estructura de gran capacidad para su uso como fuente de almacenamiento de energía, existe una demanda creciente de un módulo de batería que incluya una pluralidad de baterías secundarias conectadas eléctricamente en serie y/o en paralelo y una placa metálica que conecte eléctricamente las baterías secundarias.
[0011] El módulo de batería usa generalmente tecnología de refrigeración para evitar el rápido aumento de temperatura de las baterías secundarias durante el uso. Por ejemplo, es general refrigerar las baterías secundarias recibidas alimentando aire frío a un alojamiento del módulo de batería.
[0012] Sin embargo, dado que el área de contacto con el aire frío en el módulo de batería no es uniforme para cada batería secundaria, el efecto de refrigeración se concentra en algunas baterías secundarias y el efecto de refrigeración en las baterías secundarias restantes es bajo, por lo que puede producirse sobrecalentamiento en algunas baterías secundarias. Es decir, en caso de que se produzca un desequilibrio térmico, cuando algunas de las baterías secundarias se colocan en condiciones de alta temperatura, se produce degradación, y la vida de algunas baterías secundarias puede reducirse en gran medida, lo que puede ser el factor principal que reduce la vida del módulo de batería.
[0013] Por consiguiente, para aumentar la vida del módulo de batería, es importante mantener el equilibrio térmico (temperatura uniforme) entre las baterías secundarias durante el uso del módulo de batería.
[0014] El documento JP 2000280759 divulga puertos de descarga de aire abiertos en ambos extremos de una carcasa de soporte con orificios que son más grandes en el centro. El documento KR 101097 268 divulga una abertura de disipación de calor en una carcasa de soporte y orificios dispuestos en una cubierta aislante. El documento US 2005/079408 divulga la gestión del calor de una carcasa de soporte. El documento US 2011/287287 describe una pluralidad de orificios de ventilación formados a intervalos regulares en los lados respectivos de una carcasa para liberar el calor generado en las celdas al exterior.
[0015] Explicación de la invención
[0016] Problema técnico
[0017] La presente divulgación está diseñada para solucionar el problema descrito anteriormente y, por tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un módulo de batería que tiene una vida de funcionamiento aumentada manteniendo eficazmente el equilibrio térmico.
[0018] Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse mediante la siguiente descripción, y resultarán evidentes a partir de las realizaciones de la presente divulgación. Además, se apreciará fácilmente que los objetos y las ventajas de la presente divulgación pueden realizarse por medios y combinaciones de los mismos.
[0019] Solución técnica
[0020] Para lograr el objeto descrito anteriormente, un módulo de batería según la presente divulgación incluye una pluralidad de celdas de batería cilíndricas que incluyen un terminal de electrodo formado en cada uno de un extremo superior y un extremo inferior, y dispuestas en una dirección horizontal, un alojamiento de módulo que incluye una pared superior, una pared lateral y una pared inferior para recibir la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, teniendo al menos una de la pared superior o la pared inferior una pluralidad de orificios de refrigeración a través de los cuales el refrigerante fluye hacia dentro y hacia fuera, teniendo al menos dos de los orificios de refrigeración tamaños diferentes, y un bastidor de celda recibido en el alojamiento de módulo y que incluye una porción de inserción que tiene una pared interior para envolverse alrededor de al menos parte de una superficie externa de cada una de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, y una pluralidad de pasos de refrigeración conectados a los orificios de refrigeración en comunicación con los orificios de refrigeración y que tienen una forma tubular que se extiende en una dirección vertical para permitir que el refrigerante fluya hacia dentro y hacia fuera.
[0021] Adicionalmente, al menos dos de la pluralidad de orificios de refrigeración pueden estar configurados de manera que un orificio de refrigeración más próximo a un centro tenga un diámetro más grande que un orificio de refrigeración dispuesto en un lado externo.
[0022] Adicionalmente, el paso de refrigeración puede tener un tamaño correspondiente a un diámetro del orificio de refrigeración en comunicación con el paso de refrigeración.
[0023] Adicionalmente, la pluralidad de celdas de batería cilíndricas están espaciadas entre sí para permitir que el refrigerante fluya.
[0024] Adicionalmente, el bastidor de celda incluye una carcasa superior que incluye la pluralidad de porciones de inserción y la pluralidad de pasos de refrigeración, y una carcasa inferior acoplada a la parte inferior de la carcasa superior y que incluye la pluralidad de porciones de inserción y la pluralidad de pasos de refrigeración.
[0025] Adicionalmente, la pluralidad de pasos de refrigeración de la carcasa superior y la pluralidad de pasos de refrigeración de la carcasa inferior están dispuestos correspondiendo entre sí en la dirección vertical, y la pluralidad de pasos de refrigeración de la carcasa superior y la pluralidad de pasos de refrigeración de la carcasa inferior están espaciados entre sí en la dirección vertical.
[0026] Adicionalmente, la pluralidad de orificios de refrigeración en la pared superior del alojamiento de módulo puede estar configurada para permitir que el refrigerante fluya del exterior al interior, y la pluralidad de orificios de refrigeración proporcionados en la pared inferior del alojamiento de módulo puede estar configurada para forzar hacia fuera el refrigerante alimentado al alojamiento de módulo.
[0027] Adicionalmente, al menos algunos de los pasos de refrigeración de la carcasa superior pueden incluir una porción de guía configurada para cambiar una dirección de flujo del refrigerante a una dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas.
[0028] Adicionalmente, la porción de guía puede incluir un saliente de guía que se extiende en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas.
[0029] Adicionalmente, la porción de guía puede tener una estructura doblada en la que los pasos de refrigeración de la carcasa superior están doblados en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas.
[0030] Adicionalmente, la pluralidad de orificios de refrigeración proporcionados en la pared superior del alojamiento de módulo puede incluir una estructura ahusada que tiene un diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia dentro horizontal.
[0031] Adicionalmente, la pluralidad de orificios de refrigeración proporcionados en la pared inferior del alojamiento de módulo puede incluir una estructura ahusada que tiene un diámetro interno que disminuye gradualmente en una dirección hacia fuera vertical.
[0032] Adicionalmente, el paso de refrigeración puede tener un extremo externo que se extiende en la dirección vertical desde una superficie externa del bastidor de celda, y el bastidor de celda puede tener un orificio de exposición para exponer el terminal de electrodo al exterior.
[0033] Adicionalmente, el módulo de batería puede incluir además un orificio de conexión montado en cada una de las partes superior e inferior del bastidor de celda, el orificio de conexión en comunicación con el orificio de exposición, un terminal de conexión que se extiende desde un lado interno del orificio de conexión para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas y al menos una placa de conexión que tiene una ranura de inserción en la que se inserta el extremo del paso de refrigeración.
[0034] Adicionalmente, cada una de una superficie superior y una superficie inferior del bastidor de celda puede tener una pared de división que se extiende en una dirección hacia fuera y que se extiende linealmente en la dirección horizontal, parte de la cual conecta la pluralidad de pasos de refrigeración, y la pared de división puede estar dispuesta correspondiendo a una periferia externa de la placa de conexión en la dirección horizontal.
[0035] Adicionalmente, el módulo de batería puede incluir además una almohadilla térmicamente conductora montada en un lado externo de la placa de conexión y que incluye una ranura de fijación en la que se inserta el paso de refrigeración, y un disipador de calor montado en un lado externo de la almohadilla térmicamente conductora y que incluye un orificio de fijación en el que se inserta el paso de refrigeración.
[0036] Adicionalmente, para lograr el objeto descrito anteriormente, un paquete de batería según la presente divulgación incluye al menos un módulo de batería.
[0037] Adicionalmente, para lograr el objeto descrito anteriormente, un dispositivo electrónico según la presente divulgación incluye el paquete de batería.
[0038] Efectos ventajosos
[0039] Según un aspecto de la presente divulgación, el módulo de batería de la presente divulgación está configurado de manera que al menos dos de la pluralidad de orificios de refrigeración proporcionados en el alojamiento de módulo tengan tamaños diferentes, para aumentar la cantidad del flujo de refrigerante en un área donde se requiere refrigeración, ajustando de ese modo la temperatura para cada área dentro del módulo de batería. Por consiguiente, es posible evitar el sobrecalentamiento en un área específica del módulo de batería.
[0040] El bastidor de celda de la presente divulgación incluye la pluralidad de pasos de refrigeración configurados para estar en comunicación con los orificios de refrigeración, el calor del refrigerante que fluye al interior de los orificios de refrigeración puede transmitirse eficazmente a la pluralidad de celdas de batería cilíndricas recibidas en la porción de inserción. La presente divulgación puede proteger la pluralidad de celdas de batería cilíndricas de impactos externos por el alojamiento de módulo y el bastidor de celda, y suministrar el refrigerante suministrado desde el exterior a la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, aumentando de ese modo en gran medida la eficiencia de refrigeración.
[0041] Según un aspecto de una realización de la presente divulgación, la presente divulgación está configurada de manera que, entre al menos dos de la pluralidad de orificios de refrigeración proporcionados en la pared inferior del alojamiento de módulo, el orificio de refrigeración más próximo al centro tenga un diámetro más grande que el orificio de refrigeración dispuesto en el lado externo, de modo que pueda alimentarse una mayor cantidad de refrigerante a la pared inferior del alojamiento de módulo o una mayor cantidad de refrigerantes alimentados al alojamiento de módulo pueda forzarse hacia fuera a medida que está más cerca del centro horizontal del alojamiento de módulo. Según un aspecto de la presente divulgación, al menos dos de la pluralidad de orificios de refrigeración proporcionados en la pared superior del alojamiento de módulo están configurados de manera que el orificio de refrigeración más próximo al centro tenga un diámetro más grande que el orificio de refrigeración dispuesto en el lado externo, de modo que pueda alimentarse una mayor cantidad de refrigerantes a la pared superior del alojamiento de módulo o una mayor cantidad de refrigerantes alimentados al alojamiento de módulo pueda forzarse hacia fuera a medida que está más cerca del centro horizontal del alojamiento de módulo.
[0042] Según un aspecto de la presente divulgación, el paso de refrigeración está configurado para tener el tamaño correspondiente al diámetro del orificio de refrigeración en comunicación con el paso de refrigeración, para permitir que el refrigerante que fluye a través del orificio de refrigeración del alojamiento de módulo se mueva a lo largo del paso de refrigeración sin interrupción, aumentando de ese modo la eficiencia de refrigeración.
[0043] Según un aspecto de la presente divulgación, la pluralidad de celdas de batería cilíndricas pueden estar espaciadas entre sí para permitir que el refrigerante fluya y, por tanto, la presente divulgación puede permitir que el refrigerante fluya bien en el hueco. Por consiguiente, no hay refrigerante estancado, aumentando de ese modo la eficiencia de refrigeración del módulo de batería.
[0044] Según un aspecto de la presente divulgación, la presente divulgación está configurada de manera que la pluralidad de pasos de refrigeración de la carcasa superior y la pluralidad de pasos de refrigeración de la carcasa inferior estén espaciadas entre sí en la dirección vertical, para formar un espacio hueco (vacío) entre la carcasa superior y la carcasa inferior, permitiendo de ese modo que el refrigerante fluya intensamente en un área en la que se requiere más refrigeración (por ejemplo, en el centro horizontal de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas) dentro del alojamiento de módulo a través del cual está el hueco. Por consiguiente, es posible aumentar la vida del módulo de batería y reducir significativamente la tasa de fallos.
[0045] Breve descripción de los dibujos
[0046] Los dibujos adjuntos ilustran realizaciones preferidas de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una comprensión adicional del espíritu técnico de la presente divulgación. Sin embargo, la presente divulgación no debe interpretarse como limitada a los dibujos.
[0047] La FIG. 1 es una vista en perspectiva esquemática de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
[0048] La FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado esquemática de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
[0049] La FIG. 3 es una vista desde abajo esquemática de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
[0050] La FIG. 4 es una vista en planta esquemática de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.
[0051] La FIG.5 es una vista en sección transversal esquemática tomada a lo largo de la línea A-A' de la FIG.1.
[0052] La FIG. 6 es una vista en sección transversal vertical esquemática de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.
[0053] La FIG. 7 es una vista en perspectiva parcial esquemática de un paquete de batería según una realización de la presente divulgación.
[0054] Realización preferente de la invención
[0055] A continuación en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos o palabras usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que más bien deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que se permite al inventor definir los términos de manera apropiada para la mejor explicación.
[0056] Por tanto, las realizaciones descritas en el presente documento e ilustraciones mostradas en los dibujos son solo una realización más preferida de la presente divulgación, pero no pretenden describir completamente los aspectos técnicos de la presente divulgación, por lo que debe entenderse que podrían haberse realizado una variedad de otros equivalentes y modificaciones en la misma en el momento en que se presentó la solicitud.
[0057] La FIG. 1 es una vista en perspectiva esquemática de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación. La FIG.2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcial esquemática del módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
[0058] En referencia a las FIGS. 1 y 2, el módulo 200 de batería según una realización de la presente divulgación puede incluir una pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, un alojamiento 210 de módulo y un bastidor 220 de celda. En este caso, la celda 100 de batería cilíndrica puede incluir una lata 120 de batería cilíndrica y un conjunto de electrodo (no mostrado) recibido en la lata 120 de batería.
[0059] La celda 100 de batería cilíndrica puede incluir la lata 120 de batería en posición erecta en la dirección vertical. La lata 120 de batería puede incluir un material que tiene alta conductividad eléctrica y, por ejemplo, la lata 120 de batería puede incluir una aleación de aluminio o una aleación de cobre.
[0060] 2 terminales 111 de electrodo pueden estar formados en la parte superior y la parte inferior de la lata 120 de batería. En detalle, un terminal 111a de electrodo positivo puede estar formado en una superficie superior circular plana en la parte superior de la lata 120 de batería, y un terminal 111b de electrodo negativo puede estar formado en una superficie inferior circular plana en la parte inferior de la lata 120 de batería.
[0061] La lata 120 de batería puede estar recubierta con un elemento aislante eléctrico en el lateral.
[0062] Es decir, puesto que la lata 120 de batería está conectada eléctricamente al electrodo del conjunto de electrodo en el interior, la lata 120 de batería puede estar cubierta con una película aislante (no mostrada) o un adhesivo aislante eléctrico en el lateral para evitar la fuga eléctrica causada por el contacto entre un objeto conductor involuntario y la lata 120 de batería.
[0063] El conjunto de electrodo (no mostrado) puede formarse enrollando, en una forma de rollo de mermelada, el electrodo positivo que incluye una placa de electrodo positivo recubierta con un material activo de electrodo positivo y el electrodo negativo que incluye una placa de electrodo negativo recubierta con un material activo de electrodo negativo con un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. El electrodo positivo (no mostrado) puede tener una lengüeta de electrodo positivo unida al mismo, y la lengüeta de electrodo positivo puede estar conectada eléctricamente al terminal 111a de electrodo positivo en la parte superior de la lata 120 de batería. El electrodo negativo (no mostrado) puede tener una lengüeta de electrodo negativo unida al mismo, y la lengüeta de electrodo negativo puede estar conectada eléctricamente al terminal 111b de electrodo negativo en la parte inferior de la lata 120 de batería.
[0064] La pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas puede estar en posición erecta en la dirección vertical y puede estar dispuesta en la dirección horizontal dentro del alojamiento 210 de módulo cuando se observa desde la dirección F de la FIG.1.
[0065] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, el primer módulo 200 de batería incluye 56 celdas 100 de batería cilíndricas. Las 56 celdas 100 de batería cilíndricas pueden estar en posición erecta en la dirección vertical, y pueden estar dispuestas próximas entre sí en la dirección horizontal.
[0066] En este caso, los términos que indican direcciones como se usan en el presente documento tales como frontal y posterior, izquierda, derecha, superior, inferior pueden cambiar dependiendo de la posición de un observador o el elemento establecido. Sin embargo, por conveniencia de descripción, las direcciones frontal y posterior, izquierda, derecha, arriba y abajo se definen cuando se observa desde la dirección F.
[0067] La pluralidad de celdas 110 de batería puede estar en posición erecta en la dirección vertical cuando se recibe en el alojamiento 210 de módulo.
[0068] En referencia de nuevo a las FIGS. 1 y 2, el alojamiento 210 de módulo puede incluir una pared superior 211a, una pared lateral 213 y una pared inferior 212a para formar un espacio interno en el que se recibe la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, la pared lateral 213 del alojamiento 210 de módulo incluye una pared lateral frontal 213a, una pared lateral posterior 213b, una pared lateral izquierda 213c y una pared lateral derecha 213d. La pared superior 211a puede montarse en la parte superior de la pared lateral 213 y pueden acoplarse entre sí. La pared inferior 212a puede montarse en la parte inferior de la pared lateral 213 y pueden acoplarse entre sí.
[0069] El alojamiento 210 de módulo puede incluir un alojamiento superior 211 y un alojamiento inferior 212 acoplado a la parte inferior del alojamiento superior 211. El alojamiento superior 211 y el alojamiento inferior 212 pueden acoplarse con pernos entre sí. El alojamiento 210 de módulo puede estar configurado para recibir el bastidor 220 de celda en el mismo.
[0070] La FIG. 3 es una vista desde abajo esquemática del módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
[0071] En referencia a la FIG. 3 junto con la FIG. 2, al menos una de la pared superior 211a o la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo puede tener una pluralidad de orificios 211h de refrigeración a través de los cuales fluye un refrigerante K1 hacia dentro y hacia fuera. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, la pared superior 211a puede tener 30 orificios 211h de refrigeración que están abiertos en la dirección vertical. La pared inferior 212a puede tener 30 orificios 212h de refrigeración que están abiertos en la dirección vertical.
[0072] En este caso, el refrigerante K1 puede alimentarse de manera continua al alojamiento 210 de módulo desde el exterior y el refrigerante calentado K1 puede forzarse hacia fuera del alojamiento 210 de módulo. Puede usarse una bomba para alimentar o forzar el refrigerante K1 hacia fuera.
[0073] Por ejemplo, el refrigerante K1 puede ser aire, nitrógeno, dióxido de carbono, agua, un refrigerante a base de freón, amoniaco, acetona, metanol, etanol, naftaleno, azufre o mercurio.
[0074] Al menos dos de los orificios 211h de refrigeración del alojamiento 210 de módulo pueden tener tamaños diferentes. Cuando se observa desde la dirección F de la FIG. 1, la pluralidad de orificios 211h de refrigeración pueden estar dispuestos en fila y columna, espaciados una distancia predeterminada en las direcciones frontal-posterior izquierdaderecha. En este caso, 2 o más de los orificios 211h de refrigeración dispuestos en filas pueden tener tamaños diferentes.2 o más de los orificios 211h de refrigeración dispuestos en columnas pueden tener tamaños diferentes.
[0075] Según esta configuración de la presente divulgación, el módulo 200 de batería de la presente divulgación está configurado de manera que al menos dos de los orificios 211h de refrigeración proporcionados en el alojamiento 210 de módulo tengan tamaños diferentes, para aumentar la cantidad del flujo de refrigerante K1 en un área donde se requiere refrigeración, ajustando de ese modo la temperatura para cada área dentro del módulo 200 de batería. Por consiguiente, es posible evitar que se produzca sobrecalentamiento en un área específica del módulo 200 de batería.
[0076] En referencia de nuevo a las FIGS.1 y 2, el bastidor 220 de celda puede recibirse en el alojamiento 210 de módulo. El bastidor 220 de celda puede incluir una porción 225 de inserción que tiene una pared interior alrededor de al menos parte de la superficie externa de cada una de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. La porción 225 de inserción puede tener un hueco H4 alrededor del lado externo de la celda 100 de batería cilíndrica. Por ejemplo, la porción 225 de inserción puede estar configurada para envolverse alrededor de la superficie externa de los extremos superior e inferior de las restantes celdas 100 de batería cilíndricas excepto el terminal de electrodo. El bastidor 220 de celda puede incluir una pluralidad de pasos 221h de refrigeración configurados para estar en comunicación con la pluralidad de orificios 211h de refrigeración. El paso 221h de refrigeración puede estar conectado al orificio 211h de refrigeración y puede tener una forma tubular hueca que se extiende verticalmente, a través del cual fluye el refrigerante K1.
[0077] Según esta configuración de la presente divulgación, el bastidor 220 de celda incluye la pluralidad de pasos 221h de refrigeración configurados para estar en comunicación con los orificios 211h de refrigeración, para transmitir eficazmente el calor del refrigerante K1 que fluye al interior del orificio 211h de refrigeración a la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas recibidas en las porciones 225 de inserción. Por consiguiente, con el alojamiento 210 de módulo y el bastidor 220 de celda, la presente divulgación puede proteger la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas de impactos externos, y suministrar el refrigerante K1 suministrado desde el exterior a la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, aumentando de ese modo en gran medida la eficiencia de refrigeración.
[0078] En referencia de nuevo a la FIG. 3, al menos dos de los orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento inferior 212 del alojamiento 210 de módulo están configurados de manera que el orificio 212h de refrigeración más próximo al centro tenga un diámetro más grande que el orificio 212h de refrigeración dispuesto en el lado externo. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, 30 orificios 212h de refrigeración dispuestos en 6 filas x 5 columnas proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo pueden estar dispuestos en la dirección frontal-posterior e izquierda-derecha. Entre ellos, los orificios 212h1 de refrigeración de la 3ª fila 3ª columna y 4ª fila 3ª columna dispuestos en el centro pueden ser los más grandes, los orificios 212h2 de refrigeración de la 2ª fila 3ª columna, 3ª fila 2ª columna, 3ª fila 4ª columna, 4ª fila 2ª columna, 4ª fila 4ª columna y 5ª fila 3ª columna pueden ser los segundos más grandes, los orificios 212h3 de refrigeración de la 2ª fila 2ª columna, 2ª fila 4ª columna, 3ª fila 1ª columna, 3ª fila 5ª columna, 4ª fila 1ª columna, 4ª fila 5ª columna, 5ª fila 2ª columna y 5ª fila 4ª columna pueden ser los terceros más grandes, los orificios de refrigeración de la 1ª fila 2ª columna, 1ª fila 3ª columna, 1ª fila 4ª columna, 2ª fila 1ª columna, 2ª fila 5ª columna, 5ª fila 1ª columna, 5ª fila 5ª columna, 6ª fila 2ª columna, 6ª fila 3ª columna, 6ª fila 4ª columna pueden ser los cuartos más grandes, y los orificios 212h4 de refrigeración de la 1ª fila 1ª columna, 1ª fila 5ª columna, 6ª fila 1ª columna y 6ª fila 5ª columna pueden ser los quintos más grandes.
[0079] Según esta configuración de la presente divulgación, al menos dos de los orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo están configurados de manera que el orificio 212h de refrigeración más próximo al centro tenga un diámetro más grande que el orificio 212h de refrigeración dispuesto en el lado externo, de modo que la cantidad del refrigerante K1 que fluye al interior de la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo o la cantidad del refrigerante K1 que fluye fuera del alojamiento 210 de módulo se vuelve mayor a medida que está más cerca del centro del alojamiento 210 de módulo en la dirección horizontal. Es decir, el módulo 200 de batería de la presente divulgación puede tener una eficiencia de refrigeración más alta en el centro en la dirección horizontal. Por consiguiente, es posible evitar eficazmente la degradación de la celda 100 de batería cilíndrica causada por el calor concentrado en el centro de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. En este caso, la dirección horizontal se refiere a una dirección paralela al suelo cuando el alojamiento 210 de módulo se coloca sobre el suelo, y puede ser al menos una dirección en el plano perpendicular a la dirección vertical.
[0080] La FIG. 4 es una vista en planta esquemática de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.
[0081] En referencia a la FIG. 4 junto con la FIG. 2, una pared superior 211a de un alojamiento superior 211A de un alojamiento de módulo según otra realización de la presente divulgación puede tener orificios 211h de refrigeración, y al menos dos de los orificios 211h de refrigeración pueden estar configurados de manera que el orificio 211h de refrigeración próximo al centro tenga un diámetro más grande que el orificio 211h de refrigeración dispuesto en el lado externo.
[0082] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, 30 orificios 211h de refrigeración dispuestos en 6 filas x 5 columnas proporcionados en la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo pueden estar dispuestos en las direcciones frontal-posterior e izquierda-derecha. Entre ellos, los orificios 211h1 de refrigeración de la 3ª fila 3ª columna y 4ª fila 3ª columna dispuestos en el centro pueden ser los más grandes, los orificios 211h2 de refrigeración de la 2ª fila 3ª columna, 3ª fila 2ª columna, 3ª fila 4ª columna, 4ª fila 2ª columna, 4ª fila 4ª columna y 5ª fila 3ª columna pueden ser los segundos más grandes, los orificios 211h3 de refrigeración de la 2ª fila 2ª columna, 2ª fila 4ª columna, 3ª fila 1ª columna, 3ª fila 5ª columna, 4ª fila 1ª columna, 4ª fila 5ª columna, 5ª fila 2ª columna y 5ª fila 4ª columna pueden ser los terceros más grandes, los orificios 211h de refrigeración de la 1ª fila 2ª columna, 1ª fila 3ª columna, 1ª fila 4ª columna, 2ª fila 1ª columna, 2ª fila 5ª columna, 5ª fila 1ª columna, 5ª fila 5ª columna, 6ª fila 2ª columna, 6ª fila 3ª columna y 6ª fila 4ª columna pueden ser los cuartos más grandes, y los orificios 211h4 de refrigeración de la 1ª fila 1ª columna, 1ª fila 5ª columna, 6ª fila 1ª columna y 6ª fila 5ª columna pueden ser los quintos más grandes.
[0083] Según esta configuración de la presente divulgación, entre al menos dos de los orificios 211h de refrigeración proporcionados en la pared superior 211a del alojamiento superior 211A, el orificio 211h de refrigeración más próximo al centro puede tener un diámetro más grande que el orificio 211h de refrigeración dispuesto en el lado externo, de modo que la cantidad del refrigerante K1 que fluye al interior de la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo o la cantidad del refrigerante K1 que fluye fuera del alojamiento 210 de módulo sea mayor a medida que está más cerca del centro del alojamiento 210 de módulo en la dirección horizontal.
[0084] Es decir, el módulo 200 de batería puede tener una eficiencia de refrigeración más alta en el centro en la dirección horizontal. Por consiguiente, es posible evitar eficazmente la degradación de la celda 100 de batería cilíndrica causada por el calor concentrado en el centro de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas.
[0085] La FIG.5 es una vista en sección transversal esquemática tomada a lo largo de la línea A-A' de la FIG.1.
[0086] En referencia a la FIG.5 junto con la FIG.2, el paso 221h de refrigeración puede tener el tamaño correspondiente al diámetro del orificio 211h de refrigeración en comunicación con el paso 221h de refrigeración. Como se muestra en la FIG. 5, el paso 221h de refrigeración dispuesto en el lado más externo en la base del centro horizontal puede tener el tamaño correspondiente al diámetro del orificio 211h de refrigeración en comunicación con el paso 221h de refrigeración.
[0087] En el bastidor 220 de celda según otra realización de la presente divulgación, puesto que el tamaño del paso 221h de refrigeración se establece según el diámetro del orificio 211h de refrigeración en comunicación con el paso 221h de refrigeración, cuando al menos dos de los orificios 211h de refrigeración tienen tamaños diferentes, al menos dos de los pasos 221h de refrigeración pueden tener tamaños diferentes.
[0088] Por ejemplo, el bastidor 220 de celda puede incluir 30 pasos 221h de refrigeración dispuestos en 6 filas x 5 columnas. Entre ellos, los pasos 221h de refrigeración de la 3ª fila 3ª columna y 4ª fila 3ª columna dispuestos en el centro pueden ser los más grandes, los pasos 221h de refrigeración de la 2ª fila 3ª columna, 3ª fila 2ª columna, 3ª fila 4ª columna, 4ª fila 2ª columna, 4ª fila 4ª columna, 5ª fila 3ª columna pueden ser los segundos más grandes, los pasos 221h de refrigeración de la 2ª fila 2ª columna, 2ª fila 4ª columna, 3ª fila 1ª columna, 3ª fila 5ª columna, 4ª fila 1ª columna, 4ª fila 5ª columna, 5ª fila 2ª columna y 5ª fila 4ª columna pueden ser los terceros más grandes, los pasos 221h de refrigeración de la 1ª fila 2ª columna, 1ª fila 3ª columna, 1ª fila 4ª columna, 2ª fila 1ª columna, 2ª fila 5ª columna, 5ª fila 1ª columna, 5ª fila 5ª columna, 6ª fila 2ª columna, 6ª fila 3ª columna y 6ª fila 4ª columna pueden ser los cuartos más grandes, y los pasos 221h de refrigeración de la 1ª fila 1ª columna, 1ª fila 5ª columna, 6ª fila 1ª columna y 6ª fila 5ª columna pueden ser los quintos más grandes.
[0089] Según esta configuración de la presente divulgación, la presente divulgación está configurada de manera que el paso 221h de refrigeración tenga el tamaño correspondiente al diámetro del orificio 211h de refrigeración en comunicación con el paso 221h de refrigeración, para permitir que el refrigerante K1 que fluye a través del orificio 211h de refrigeración del alojamiento 210 de módulo se mueva a lo largo del paso 221h de refrigeración sin interrupción, aumentando de ese modo la eficiencia de refrigeración.
[0090] Según la presente divulgación, al menos dos de los pasos 221h de refrigeración pueden tener tamaños diferentes, para establecer de manera diferente la cantidad del refrigerante K1 que fluye en cada uno de los pasos 221h de refrigeración. Por consiguiente, es posible suministrar intensamente el refrigerante K1 a un área en la que se requiere más refrigeración dentro del módulo 200 de batería, aumentando de ese modo la vida del módulo 200 de batería y reduciendo significativamente la probabilidad de que se produzca un fallo.
[0091] La pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas están espaciadas entre sí para permitir que el refrigerante K1 fluya. El paso 221h de refrigeración puede estar dispuesto en el hueco de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas pueden estar espaciadas una distancia predeterminada entre sí. El refrigerante K1 que fluye a través del orificio de refrigeración puede fluir a lo largo del hueco S1. El hueco S1 puede estar en comunicación con los pasos 221h, 222h de refrigeración.
[0092] Según esta configuración de la presente divulgación, la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas están espaciadas entre sí para permitir que el refrigerante K1 fluya, dando como resultado un flujo suave del refrigerante K1 en el hueco S1. Por consiguiente, el refrigerante K1 puede fluir suavemente sin retardo, aumentando de ese modo la eficiencia de refrigeración del módulo 200 de batería.
[0093] En referencia de nuevo a las FIGS. 2 y 5, el bastidor 220 de celda incluye una carcasa inferior 222 y una carcasa superior 221. En detalle, la carcasa inferior 222 está acoplada a la parte inferior de la carcasa superior 221. En otras palabras, al menos parte de la superficie superior de la carcasa inferior 222 puede estar conectada a la superficie inferior de la carcasa superior 221. En este caso, la carcasa superior 221 y la carcasa inferior 222 pueden acoplarse con pernos entre sí. Por ejemplo, parte de la superficie superior de la carcasa inferior 222 correspondiente a la periferia externa puede entrar en contacto con parte de la superficie inferior de la carcasa superior 221 correspondiente a la periferia externa.
[0094] La pluralidad de pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 y la pluralidad de pasos 222h de refrigeración de la carcasa inferior 222 están dispuestos en las correspondientes posiciones en la dirección vertical. Es decir, el refrigerante K1 que fluye a través del orificio 211h de refrigeración del alojamiento 210 de módulo puede fluir hacia abajo a lo largo del paso 221h de refrigeración de la carcasa superior 221, luego fluir hacia abajo a través del paso 222h de refrigeración de la carcasa inferior 222, y salir al exterior. Los pasos 221h de refrigeración pueden estar dispuestos entre la pluralidad de porciones 225 de inserción en las que se insertan las celdas 100 de batería cilíndricas.
[0095] La pluralidad de pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 y la pluralidad de pasos 222h de refrigeración de la carcasa inferior 222 están espaciados entre sí en la dirección vertical. Es decir, partes de la carcasa superior 221 y la carcasa inferior 222 pueden estar huecas (vacías). Por ejemplo, la superficie inferior restante, excepto la periferia externa de la carcasa superior 221 en contacto con la carcasa inferior 222, puede estar rebajada en la dirección hacia arriba. La superficie superior restante, excepto la periferia externa de la carcasa inferior 222 en contacto con la carcasa superior 221, puede estar rebajada en la dirección hacia abajo.
[0096] Como se muestra en la FIG.5, los 30 pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 y los 30 pasos 222h de refrigeración de la carcasa inferior 222 pueden estar espaciados una distancia predeterminada entre sí en la dirección vertical. Cada una de la carcasa superior 221 y la carcasa inferior 222 puede tener una estructura escalonada. El espacio hueco (vacío) formado por la carcasa superior 221 y la carcasa inferior 222 puede estar configurado para permitir que el refrigerante K1 que fluye a través del paso 221h de refrigeración del bastidor 220 de celda se mueva libremente a lo largo de muchas direcciones de una manera distribuida dentro del espacio hueco (vacío).
[0097] Según esta configuración de la presente divulgación, la presente divulgación tiene el espacio hueco (vacío) entre la carcasa superior 221 y la carcasa inferior 222 dado que la pluralidad de pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 y la pluralidad de pasos 222h de refrigeración de la carcasa inferior 222 están espaciados entre sí en la dirección vertical. A través del hueco, el refrigerante K1 puede fluir intensamente en un área en la que se requiere más refrigeración (por ejemplo, el centro horizontal de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas) dentro del alojamiento 210 de módulo. Por consiguiente, es posible aumentar la vida del módulo 200 de batería, y reducir significativamente una tasa de fallos.
[0098] La pluralidad de orificios 211h de refrigeración proporcionados en la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo puede estar configurada para introducir el refrigerante K1 en el alojamiento 210 de módulo desde el exterior mediante un dispositivo externo capaz de alimentar el refrigerante K1.
[0099] La pluralidad de orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo puede estar configurada para forzar el refrigerante K1 fuera del alojamiento 210 de módulo mediante un dispositivo externo capaz de aspirar el refrigerante K1. En este caso, en comparación con el dispositivo externo capaz de alimentar el refrigerante K1, es posible reducir la influencia del calor de una bomba o un motor proporcionado en el dispositivo externo sobre el aumento de temperatura del refrigerante K1 más fundamentalmente.
[0100] Según esta configuración de la presente divulgación, cuando la pluralidad de orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo está configurada para forzar hacia fuera el refrigerante K1 alimentado al interior del alojamiento 210 de módulo por el dispositivo externo capaz de aspirar el refrigerante K1, es posible evitar que el refrigerante K1 aumente de temperatura por el dispositivo externo. Por consiguiente, es posible refrigerar el módulo 200 de batería más eficazmente.
[0101] En referencia de nuevo a la FIG.5, cuando el bastidor 220 de celda según una realización de la presente divulgación está configurado para permitir que el refrigerante K1 alimentado desde el exterior se mueva a lo largo del paso 221h de refrigeración proporcionado en la carcasa superior 221, al menos algunos de los pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 pueden incluir una porción de guía configurada para cambiar la dirección de flujo del refrigerante K1 a la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas.
[0102] Por ejemplo, la porción de guía puede incluir un saliente 227p de guía que se extiende en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Por ejemplo, como se muestra en la FIG.5, entre la pluralidad de pasos 221h de refrigeración proporcionados en la carcasa superior 221, el paso 221h de refrigeración dispuesto en el lado externo en la base del centro horizontal puede tener el saliente 227p de guía.
[0103] El saliente 227p de guía puede estar configurado para mover siempre el refrigerante K1 alimentado al interior del paso 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 hasta el centro de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas a través del hueco S1 cuando el refrigerante K1 fluye hacia fuera del paso 221h de refrigeración. Por consiguiente, los salientes 227p de guía proporcionados en la pluralidad de pasos 221h de refrigeración pueden extenderse hacia el centro de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas.
[0104] La pluralidad de salientes 227p de guía puede extenderse hasta diferentes extensiones o en diferentes ángulos. Por ejemplo, entre la pluralidad de pasos 221h de refrigeración, el saliente 227p de guía dispuesto en el lado externo en la base del centro horizontal puede extenderse hasta una mayor extensión o en un mayor ángulo. Por el contrario, el saliente 227p de guía proporcionado en el paso 221h de refrigeración más próximo al centro horizontal puede extenderse hasta una menor extensión o en un menor ángulo que el saliente 227p de guía dispuesto en el lado externo. Entre la pluralidad de pasos 221h de refrigeración proporcionados en la carcasa superior 221, el paso 221h de refrigeración dispuesto en el centro horizontal puede no tener el saliente 227p de guía.
[0105] Según esta configuración de la presente divulgación, la porción de guía incluye los salientes 227p de guía que se extienden en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, para inducir que el refrigerante K1 fluya intensamente en el centro de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Por consiguiente, es posible evitar que algunas celdas de batería se degraden debido al desequilibrio térmico de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, aumentando de ese modo significativamente la vida del módulo 200 de batería.
[0106] La FIG.6 es una vista en sección transversal vertical esquemática del módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.
[0107] En referencia a la FIG. 6, la porción de guía del módulo 200A de batería según otra realización de la presente divulgación puede tener una estructura doblada 227k en la que los pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 están doblados en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Es decir, la presente divulgación puede tener la estructura doblada 227k formada doblando partes de los pasos 221h de refrigeración, para guiar el refrigerante K1 descargado al hueco S1 a través de los pasos 221h de refrigeración para que se mueva hacia el centro horizontal de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Entre la pluralidad de pasos 221h de refrigeración de la carcasa superior 221, la porción de guía dispuesta en el lado externo en la base del centro horizontal puede tener un mayor ángulo de flexión del paso 221h de refrigeración. Por el contrario, el ángulo de flexión del paso 221h de refrigeración más próximo al centro horizontal puede ser menor que la porción de guía dispuesta en el lado externo. Entre la pluralidad de pasos 221h de refrigeración proporcionados en la carcasa superior 221, el paso 221h de refrigeración dispuesto en el centro horizontal puede no tener la porción de guía doblada.
[0108] Según esta configuración de la presente divulgación, el paso 221h de refrigeración de la carcasa superior 221 incluye la porción de guía doblada en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, para inducir que el refrigerante K1 fluya intensamente en el centro de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Por consiguiente, es posible evitar que algunas celdas de batería se degraden debido al desequilibrio térmico de la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, aumentando de ese modo significativamente la vida del módulo 200 de batería.
[0109] En referencia de nuevo a la FIG. 5, la pluralidad de orificios 211h de refrigeración proporcionados en la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo puede incluir una estructura ahusada T1 que tiene el diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia dentro vertical hacia la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas. Por ejemplo, cada uno de los 30 orificios 211h de refrigeración proporcionados en la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo puede incluir la estructura ahusada T1 que tiene el diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia abajo hacia la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas.
[0110] Es decir, cuando el refrigerante K1 se alimenta al interior de la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo por el dispositivo externo, la pluralidad de orificios 211h de refrigeración puede tener la estructura ahusada T1 para permitir que el refrigerante K1 fluya al interior del alojamiento 210 de módulo en una gran cantidad a un caudal más alto.
[0111] Según esta configuración de la presente divulgación, la pluralidad de orificios 211h de refrigeración proporcionados en la pared superior 211a del alojamiento 210 de módulo incluye la estructura ahusada T1 que tiene el diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia dentro vertical hacia la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas, para aumentar la velocidad y cantidad del refrigerante K1 que fluye al interior del alojamiento 210 de módulo, aumentando de ese modo la eficiencia de refrigeración del módulo 200 de batería.
[0112] En referencia de nuevo a la FIG.5, la pluralidad de orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo puede incluir una estructura ahusada T2 que tiene el diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia fuera vertical (hacia el exterior). Por ejemplo, cada uno de los 30 orificios 211h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo puede incluir la estructura ahusada T2 que tiene el diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia abajo para forzar el refrigerante K1 hacia fuera.
[0113] Es decir, la pluralidad de orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo puede tener la estructura ahusada T2 para permitir que el refrigerante K1 calentado en el alojamiento 210 de módulo fluya fuera del alojamiento 210 de módulo en una gran cantidad a un caudal más alto.
[0114] Según esta configuración de la presente divulgación, la pluralidad de orificios 212h de refrigeración proporcionados en la pared inferior 212a del alojamiento 210 de módulo incluye la estructura ahusada T2 que tiene el diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia fuera vertical, para aumentar la velocidad y cantidad del refrigerante K1 que fluye fuera del alojamiento 210 de módulo, aumentando de ese modo adicionalmente la eficiencia de refrigeración del módulo 200 de batería.
[0115] La FIG. 7 es una vista en perspectiva esquemática de algunos componentes del paquete de batería según una realización de la presente divulgación.
[0116] En referencia a la FIG.7 junto con la FIG.2, el paso 221h de refrigeración proporcionado en el bastidor 220 de celda puede tener un extremo externo que se extiende verticalmente desde el lado externo del bastidor 220 de celda. Por ejemplo, el paso 221h de refrigeración proporcionado en la carcasa superior 221 puede extenderse más hacia arriba que el lado externo alrededor del paso 221h de refrigeración. El paso 222h de refrigeración proporcionado en la carcasa inferior 222 puede extenderse más hacia abajo que el lado externo alrededor del paso 222h de refrigeración.
[0117] El bastidor 220 de celda puede tener un orificio H1 de exposición a través del cual se expone el terminal de electrodo (111 en la FIG. 2) al exterior. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 7, 42 celdas 100 de batería cilíndricas pueden insertarse y recibirse en 42 porciones 225 de inserción del bastidor 220 de celda. Los terminales de electrodo de las 42 celdas 100 de batería cilíndricas pueden exponerse al exterior a través de los orificios H1 de exposición del bastidor 220 de celda. Cada una de la carcasa superior 221 y la carcasa inferior 222 puede tener 42 orificios H1 de exposición.
[0118] El módulo 200 de batería según una realización de la presente divulgación puede incluir además una pluralidad de placas 230 de conexión montadas en cada una de la parte superior y la parte inferior del bastidor 220 de celda. En detalle, cada una de la pluralidad de placas 230 de conexión puede incluir un orificio H2 de conexión en comunicación con el orificio H1 de exposición, un terminal 232 de conexión que se extiende desde el lado interno del orificio H2 de conexión para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas 100 de batería cilíndricas y una ranura H3 de inserción en la que se inserta el extremo del paso 221h de refrigeración.
[0119] En este caso, la placa 230 de conexión puede incluir un material eléctricamente conductor. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor puede ser una aleación de metal que incluye cobre, níquel, aluminio, oro y plata como material principal.
[0120] Por ejemplo, la carcasa superior 221 puede incluir 30 pasos 221h de refrigeración que se extienden más hacia arriba que la superficie superior restante. La placa 230 de conexión montada en la superficie superior de la carcasa superior 221 puede tener 30 ranuras H3 de inserción en las que se insertan los extremos de 30 pasos 221h de refrigeración.
[0121] La carcasa inferior 222 puede incluir 30 pasos de refrigeración (no mostrados) que se extienden más hacia abajo que la superficie inferior restante. La placa 230 de conexión montada en la superficie inferior de la carcasa inferior 222 puede tener 30 ranuras H3 de inserción en las que se insertan los extremos de los 30 pasos de refrigeración (no mostrados).
[0122] Según esta configuración de la presente divulgación, puesto que el módulo 200 de batería de la presente divulgación incluye además al menos una placa 230 de conexión que tiene la ranura H3 de inserción en la que se inserta el extremo del paso 221h de refrigeración, la placa 230 de conexión conectada eléctricamente al terminal de electrodo puede generar una cantidad muy grande de calor debido a la resistencia eléctrica y, por tanto, cuando el extremo del paso 221h de refrigeración se inserta en la ranura H3 de inserción de la placa 230 de conexión, el calor de la placa 230 de conexión puede refrigerarse eficazmente a través del paso 221h de refrigeración a través del cual fluye el refrigerante K1.
[0123] Es fácil montar y fijar al menos una placa 230 de conexión de la presente divulgación en el bastidor 220 de celda, aumentando de ese modo la eficiencia de fabricación. La presente divulgación puede evitar eficazmente que la placa 230 de conexión se mueva a través de la ranura H3 de inserción a través de la cual se inserta el paso 221h de refrigeración durante la operación de soldadura entre el terminal 232 de conexión y el terminal de electrodo (111 en la FIG.2), aumentando de ese modo en gran medida la eficiencia de la operación de soldadura.
[0124] En referencia de nuevo a la FIG. 7 junto con la FIG. 2, puede proporcionarse una pared P1 de división en cada una de la superficie superior y la superficie inferior del bastidor 220 de celda. En detalle, la pared P1 de división puede extenderse en la dirección hacia fuera y extenderse linealmente en la dirección horizontal. Parte de la pared P1 de división puede estar configurada para conectar la pluralidad de pasos 221h de refrigeración.
[0125] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 7, la pared P1 de división que se extiende linealmente en las direcciones frontal-posterior e izquierda-derecha puede proporcionarse en la superficie superior del bastidor 220 de celda. La pared P1 de división puede extenderse a lo largo de la periferia externa de la superficie superior del bastidor 220 de celda. La pared P1 de división puede estar dispuesta entre la pluralidad de pasos 221h de refrigeración.
[0126] La placa 230 de conexión puede montarse en el espacio definido por la pared P1 de división en las superficies superior e inferior del bastidor 220 de celda. Por ejemplo, como se muestra en la FIG.7, la superficie superior de la carcasa superior 221 puede estar dividida en 7 áreas por la pared P1 de división.7 placas 230 de conexión pueden montarse respectivamente en las 7 áreas.
[0127] Según esta configuración de la presente divulgación, la pared P1 de división que se extiende en la dirección hacia fuera y que se extiende linealmente en la dirección horizontal y que tiene una parte que conecta la pluralidad de pasos 221h de refrigeración se proporciona en cada una de las superficies superior e inferior del bastidor 220 de celda y, por tanto, cuando al menos dos placas 230 de conexión se montan en las superficies superior e inferior del bastidor 220 de celda, es posible aislar eléctricamente las al menos dos placas 230 de conexión para evitar un cortocircuito entre las al menos dos placas 230 de conexión. Por consiguiente, es posible aumentar eficazmente la seguridad y durabilidad del módulo 200 de batería de la presente divulgación.
[0128] La pared P1 de división puede proporcionarse en la periferia externa de cada una de la superficie superior y la superficie inferior del bastidor 220 de celda. Parte de la pared P1 de división formada en la periferia puede tener una abertura que discurre en la dirección horizontal. Parte de la placa 230 de conexión puede extenderse hasta el exterior a través de la abertura. La pared P1 de división proporcionada en la periferia puede evitar la separación de la placa 230 de conexión o el contacto con un material conductor externo.
[0129] En referencia de nuevo a las FIGS.2 y 7, el módulo 200 de batería según una realización de la presente divulgación puede incluir además una almohadilla térmicamente conductora 240 y un disipador 250 de calor.
[0130] En detalle, la almohadilla térmicamente conductora 240 puede incluir un material que tiene alta conductividad térmica. La almohadilla térmicamente conductora 240 puede incluir un material aislante eléctrico. Por ejemplo, la almohadilla térmicamente conductora 240 puede tener una forma solidificada de resina de polímero que tiene alta conductividad térmica o una resina a base de silicio. En más detalle, la resina de polímero puede ser resina de polisiloxano, resina de poliamida, resina de uretano o resina a base de epoxi. Alternativamente, la almohadilla térmicamente conductora 240 puede ser una forma solidificada de un material adhesivo añadido. Por ejemplo, el material adhesivo puede ser un material acrílico, a base de poliéster, a base de poliuretano o a base de caucho. La almohadilla térmicamente conductora 240 puede tener una ranura H5 de fijación montada en el lado externo de la placa 230 de conexión, en la que se inserta el paso 221h de refrigeración. Por ejemplo, la almohadilla térmicamente conductora 240 montada en la parte superior de la carcasa superior 221 puede tener 30 ranuras H5 de fijación en las que se insertan los extremos de los 30 pasos 221h de refrigeración.
[0131] Según esta configuración de la presente divulgación, la almohadilla térmicamente conductora 240 de la presente divulgación incluye las ranuras H5 de fijación en las que se insertan los pasos 221h de refrigeración, por lo que es fácil montar y fijar la almohadilla térmicamente conductora 240 sobre el bastidor 220 de celda, aumentando de ese modo la eficiencia de fabricación. La almohadilla térmicamente conductora 240 puede absorber eficazmente el calor de la placa 230 de conexión que genera una cantidad muy grande de calor debido a la resistencia eléctrica, aumentando de ese modo eficazmente la eficiencia de refrigeración del módulo 200 de batería.
[0132] El disipador 250 de calor puede tener un orificio H6 de fijación montado en el lado externo de la almohadilla térmicamente conductora 240, en el que se inserta el paso 221h de refrigeración. En este caso, el disipador 250 de calor puede estar configurado para disponerse entre el alojamiento 210 de módulo y la almohadilla térmicamente conductora 240. El disipador 250 de calor puede ser una placa de refrigeración que incluye un material que tiene alta conductividad térmica. El material que tiene alta conductividad térmica puede ser cobre o aluminio.
[0133] Un paquete de batería (no mostrado) según la presente divulgación puede incluir al menos un módulo 200 de batería. Además del módulo 200 de batería, el paquete de batería según la presente divulgación puede incluir además una carcasa de paquete para recibir el módulo 200 de batería, diversos tipos de dispositivos para controlar la carga/descarga del módulo 200 de batería, por ejemplo, un sistema de gestión de batería (BMS), un sensor de corriente y un fusible.
[0134] Un dispositivo electrónico según la presente divulgación puede incluir el paquete de batería. El dispositivo electrónico (no mostrado) puede incluir una carcasa (no mostrada) para recibir el paquete de batería en la misma. Un vehículo (no mostrado) según la presente divulgación puede incluir el paquete de batería. El vehículo puede ser, por ejemplo, un vehículo eléctrico que incluye un motor eléctrico (no mostrado) que usa el paquete de batería como fuente de alimentación.
[0135] Los términos que indican direcciones como se usan en el presente documento tales como superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y posterior se usan únicamente por conveniencia de descripción, y es obvio para los expertos en la técnica que el término puede cambiar dependiendo de la posición del elemento indicado o un observador.
[0136] Aunque la presente divulgación se ha descrito anteriormente en el presente documento con respecto a un número limitado de realizaciones y dibujos, la presente divulgación no se limita a los mismos y es obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversas modificaciones y cambios en la misma dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0137] Descripción de números de referencia
[0138] 200: Módulo de batería 100: Celda de batería cilíndica 210: Alojamiento de módulo
[0139] 211, 212: Alojamiento superior, alojamiento inferior
[0140] 220: Bastidor de celda
[0141] 211h, 212h: Orificio de refrigeración 221h, 222h: Paso de refrigeración 221: Porción de inserción
[0142] 221, 222: Carcasa superior, carcasa inferior
[0143] K1: Refrigerante
[0144] 227p: Saliente de guía 227k: Estructura doblada T1, T2: Estructura ahusada 230: Placa de conexión H1, H2, H3: Orificio de exposición, orificio de conexión, ranura de inserción
[0145] 232: Terminal de conexión P1: Pared de división
[0146] 240: Almohadilla térmicamente conductora 250: Disipador de calorAplicabilidad industrial
[0147] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y a un paquete de batería. Además, la presente divulgación puede usarse en la industria de módulos de batería y dispositivos electrónicos que comprenden paquetes de batería.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Un módulo (200) de batería que comprende:
una pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas que incluyen un terminal de electrodo formado en cada uno de un extremo superior y un extremo inferior, y dispuestas en una dirección horizontal;
un alojamiento (210) de módulo que incluye una pared superior, una pared lateral y una pared inferior para recibir la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas, teniendo al menos una de la pared superior o la pared inferior una pluralidad de orificios (221h, 212h) de refrigeración a través de los cuales fluye el refrigerante (K1) hacia dentro y hacia fuera, teniendo al menos dos de los orificios (221h, 212h) de refrigeración tamaños diferentes; y
un bastidor (220) de celda recibido en el alojamiento (210) de módulo y que incluye una pluralidad de porciones (225) de inserción que tienen una pared interior para envolverse alrededor de al menos parte de una superficie externa de cada una de la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas, y una pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración conectados a los orificios (221h, 212h) de refrigeración en comunicación con los orificios (221h, 212h) de refrigeración y que tienen una forma tubular que se extiende en una dirección vertical para permitir que el refrigerante (K1) fluya hacia dentro y hacia fuera, en donde la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas están espaciadas entre sí para permitir que el refrigerante (K1) fluya,
caracterizado por que
el bastidor (220) de celda incluye una carcasa superior (221) que incluye la pluralidad de porciones (225) de inserción y la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración, y una carcasa inferior (222) acoplada a la parte inferior de la carcasa superior (221) y que incluye la pluralidad de porciones (225) de inserción y la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración,
la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración de la carcasa superior (221) y la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración de la carcasa inferior (222) están dispuestos correspondiendo entre sí en la dirección vertical, y
la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración de la carcasa superior (221) y la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración de la carcasa inferior (222) están espaciados entre sí en la dirección vertical.
2. El módulo (200) de batería según la reivindicación 1, en donde al menos dos de la pluralidad de orificios (221h, 212h) de refrigeración están configurados de manera que un orificio de refrigeración más próximo a un centro tenga un diámetro más grande que un orificio de refrigeración dispuesto en un lado externo.
3. El módulo (200) de batería según la reivindicación 1, en donde el paso (221h, 222h) de refrigeración tiene un tamaño correspondiente a un diámetro del orificio de refrigeración en comunicación con el paso (221h, 222h) de refrigeración.
4. El módulo (200) de batería según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de orificios (221h, 212h) de refrigeración en la pared superior del alojamiento (210) de módulo está configurada para permitir que el refrigerante (K1) fluya desde el exterior hasta el interior, y
la pluralidad de orificios (221h, 212h) de refrigeración proporcionados en la pared inferior del alojamiento (210) de módulo está configurada para forzar hacia fuera el refrigerante (K1) alimentado al interior del alojamiento (210) de módulo.
5. El módulo (200) de batería según la reivindicación 4, en donde al menos algunos de los pasos (221h, 222h) de refrigeración de la carcasa superior (221) incluyen una porción de guía configurada para cambiar una dirección de flujo del refrigerante (K1) a una dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas.
6. El módulo (200) de batería según la reivindicación 5, en donde la porción de guía incluye un saliente (227p) de guía que se extiende en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas.
7. El módulo (200) de batería según la reivindicación 5, en donde la porción de guía tiene una estructura doblada (227k) en la que los pasos (221h, 222h) de refrigeración de la carcasa superior (221) están doblados en la dirección hacia dentro horizontal de la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas.
8. El módulo (200) de batería según la reivindicación 5, en donde la pluralidad de orificios (221h, 212h) de refrigeración proporcionados en la pared superior del alojamiento (210) de módulo incluye una estructura ahusada (T1, T2) que tiene un diámetro interno que disminuye gradualmente en la dirección hacia dentro horizontal.
9. El módulo (200) de batería según la reivindicación 5, en donde la pluralidad de orificios (221h, 212h) de refrigeración proporcionados en la pared inferior del alojamiento (210) de módulo incluye una estructura ahusada (T1, T2) que tiene un diámetro interno que disminuye gradualmente en una dirección hacia fuera vertical.
10. El módulo (200) de batería según la reivindicación 1, en donde el paso (221h, 222h) de refrigeración tiene un extremo externo que se extiende en la dirección vertical desde una superficie externa del bastidor (220) de celda, el bastidor (220) de celda tiene un orificio (H1) de exposición para exponer el terminal de electrodo al exterior, y el módulo (200) de batería incluye además un orificio (H2) de conexión montado en cada una de las partes superior e inferior del bastidor (220) de celda, el orificio (H2) de conexión en comunicación con el orificio (H1) de exposición, un terminal (232) de conexión que se extiende desde un lado interno del orificio (H2) de conexión para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas (100) de batería cilíndricas y al menos una placa (230) de conexión que tiene una ranura (H3) de inserción en la que se inserta el del paso (221h, 222h) de refrigeración.
11. El módulo (200) de batería según la reivindicación 10, en donde cada una de una superficie superior y una superficie inferior del bastidor (220) de celda tiene una pared (P1) de división que se extiende en una dirección hacia fuera y que se extiende linealmente en la dirección horizontal, parte de la cual conecta la pluralidad de pasos (221h, 222h) de refrigeración, y
la pared (P1) de división está dispuesta correspondiendo a una periferia externa de la placa (230) de conexión en la dirección horizontal.
12. El módulo (200) de batería según la reivindicación 10, que comprende además:
una almohadilla térmicamente conductora (240) montada en un lado externo de la placa (230) de conexión y que incluye una ranura de fijación en la que se inserta el paso (221h, 222h) de refrigeración; y
un disipador (250) de calor montado en un lado externo de la almohadilla térmicamente conductora (240) y que incluye un orificio de fijación en el que se inserta el paso (221h, 222h) de refrigeración.
13. Un paquete de batería que comprende al menos un módulo (200) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
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