ES3053873T3

ES3053873T3 - Battery pack, vehicle and power storage system

Info

Publication number: ES3053873T3
Application number: ES22749957T
Authority: ES
Inventors: Chang-Hyeon Yang; Hae-Jin Kim; Byung-Do Jang
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2026-01-27
Anticipated expiration: 2042-01-27
Also published as: EP4175038B1; WO2022169207A2; CN116097510A; JP2023533990A; KR102821854B1; WO2022169207A3; KR20220113194A; JP7566123B2; US20230299406A1; EP4175038A4; CN116097510B; EP4175038A2

Abstract

Un paquete de baterías, según la presente invención, comprende: al menos un módulo de batería que tiene una pluralidad de celdas de batería; una bandeja de paquete que tiene una porción de montaje del módulo que está configurada para montar al menos un módulo de batería y se extiende en dirección horizontal, y una porción de cubierta lateral que se extiende hacia arriba desde la circunferencia exterior de la porción de montaje del módulo para cubrir la porción lateral del módulo de batería; y al menos una placa lateral acoplada a al menos cualquiera de la porción de montaje del módulo y la porción de cubierta lateral, provista en uno o ambos lados del módulo de batería, que tiene una pluralidad de orificios pasantes formados en ella, y configurada para bloquear al menos una superficie del módulo de batería cuando el módulo de batería se expande. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Paquete de baterías, vehículo y sistema de almacenamiento de energía

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente divulgación se refiere a un paquete de baterías, un vehículo y un sistema de almacenamiento de energía, y más específicamente, a un paquete de baterías capaz de suprimir el hinchamiento de una celda de batería y aumentar eficazmente su durabilidad.

[0005] La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.º 10-2021-0017092, presentada el 5 de febrero de 2021 en la República de Corea.

[0006] Antecedentes de la invención

[0007] A medida que la demanda de productos electrónicos portátiles como ordenadores portátiles, videocámaras y teléfonos móviles ha aumentado rápidamente en los últimos años, y el desarrollo de vehículos eléctricos, baterías de almacenamiento de energía, robots y satélites ha comenzado en serio, se ha llevado a cabo activamente la investigación sobre baterías secundarias de alto rendimiento capaces de una carga/descarga repetida.

[0008] Las baterías secundarias comercializadas actualmente incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de hidruro de níquel, baterías de níquel-zinc y baterías secundarias de litio. Entre ellas, las baterías secundarias de litio están en el punto de mira porque casi no tienen efecto memoria en comparación con las baterías secundarias de níquel y, por tanto, tienen ventajas de carga/descarga libre, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética. Una batería secundaria de litio de este tipo usa principalmente óxido de litio y un material de carbono como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. De forma adicional, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo recubiertas con el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo, se disponen respectivamente con un separador interpuesto entre ellos, y una caja, es decir, una carcasa de batería, para sellar y almacenar el conjunto de electrodos a lo largo de un electrolito.

[0009] Adicionalmente, en función de la forma de una caja, las baterías secundarias de litio pueden clasificarse en batería secundaria de tipo lata, en la que un conjunto de electrodos está incluido en una lata metálica, y como batería secundaria de tipo bolsa, en la que un conjunto de electrodos está incluido en una bolsa fabricada con una lámina de aluminio.

[0010] En particular, recientemente, los medios móviles o dispositivos móviles que se mueven por la fuerza de rotación de un motor eléctrico accionado mediante la recepción de energía de un paquete de baterías han ido en aumento. También aumenta la demanda de baterías aplicadas a estos medios y dispositivos móviles.

[0011] Dado que es deseable fabricar módulos de batería de tamaño medio y grande lo más pequeños posible en tamaño y peso, una batería prismática y una batería secundaria de tipo bolsa que pueden cargarse con alta integración y tienen un peso reducido en relación con su capacidad se utilizan principalmente como elementos de pilas para módulos de pilas de tamaño mediano y grande.

[0012] La FIG.1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un estado de un conjunto de celdas que tiene una pluralidad de baterías secundarias tipo bolsa de la técnica relacionada.

[0013] Haciendo referencia a la FIG.1, la batería secundaria de tipo bolsa 11 se aplica fácilmente a diversos tipos de espacios de almacenamiento en virtud de sus ventajas, como un peso reducido y un bajo coste de fabricación mediante la aplicación de una lámina de aluminio o similar como carcasa externa, y una fácil deformación de la forma en que la carcasa externa se compone de un material flexible. De forma adicional, la batería secundaria tipo bolsa 11 puede estar provista de cables de electrodos 11a en ambos extremos en la dirección antero-posterior, respectivamente. También, al formar el conjunto de celdas 12 apilando una pluralidad de pilas secundarias tipo bolsa 11 en estrecho contacto entre sí para fabricar un módulo de pilas, la utilización del espacio es elevada, y por tanto el módulo de batería puede tener una alta densidad de energía (directividad) por volumen.

[0014] Sin embargo, ya que dicho módulo de batería tiene baterías secundarias de tipo bolsa 11 capaces de cargarse/descargarse en su interior, inevitablemente se genera mucho calor durante el proceso de carga/descarga del módulo de batería, y en las baterías secundarias 11 de tipo bolsa expuestas a una temperatura tan elevada, el electrolito se vaporiza parcialmente o se produce una reacción secundaria, de modo que se genera una gran cantidad de gas en su interior. Por tanto, se produce un fenómeno de hinchamiento que hace que el volumen de las pilas secundarias tipo bolsa 11 se expanda.

[0015] Las FIGS.2 y 3 son vistas frontales que muestran esquemáticamente el hinchamiento (expansión de volumen) de un módulo de batería que aloja en su interior un conjunto de celdas de la técnica relacionada.

[0016] Como se muestra en las FIGS.2 y 3 junto con la FIG. 1, cuando se produce el hinchamiento descrito anteriormente en el módulo de batería 10 de la técnica relacionada, el tamaño total del conjunto de pilas 12 configurado apilando las pilas secundarias tipo bolsa 11 se expande para presionar la superficie interior de la caja del módulo 20 hacia fuera. Debido a esta fuerza de presión, se ha producido una deformación como, por ejemplo, que una parte de la caja del módulo 20 sobresalga hacia el exterior. Es más, como se ha descrito anteriormente, cuando la carcasa de módulo 20 no bloquea eficazmente la expansión de volumen del conjunto celular 12, no se suprime el hinchamiento y, por tanto, se genera más gas en las pilas secundarias tipo bolsa 11, dando lugar a problemas más graves como la fuga de electrolito.

[0017] Otro estado de la técnica se describe en los documentos KR 20200080406 A y US 2018/013110 A1.

[0018] Explicación de la invención

[0019] Problema técnico

[0020] La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas del arte relacionado, y por lo tanto la presente divulgación está dirigida a proporcionar un paquete de baterías capaz de suprimir eficazmente el hinchamiento de una celda de batería y aumentar eficazmente la durabilidad.

[0021] Estos y otros objetivos y ventajas de la presente divulgación podrán entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y se volverán aún más evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. También, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden materializarse mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.

[0022] Solución técnica

[0023] En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un paquete de baterías que incluye:

[0024] al menos un módulo de batería con una pluralidad de celdas de batería;

[0025] un compartimento del paquete que tiene una porción de montaje de módulo configurada para montar uno o más de los módulos de batería y que se extiende en dirección horizontal, y una porción de cubierta lateral que se extiende hacia arriba desde una periferia exterior de la porción de montaje de módulo para cubrir un lado del módulo de batería; y

[0026] al menos una placa lateral acoplada a una cualquiera o más de la porción de montaje de módulo y de la porción de cubierta lateral, en uno o ambos lados del módulo de batería, con una pluralidad de orificios pasantes, y configurado para bloquear al menos una superficie del módulo de batería cuando el módulo de batería se expande, en donde el módulo de batería incluye además una cubierta superior que se extiende en dirección horizontal para cubrir una porción superior del módulo de batería y está configurada para acoplarse parcialmente a un extremo superior de la placa lateral, y una porción inferior de la placa lateral está acoplada a la porción de montaje de módulo.

[0027] En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un paquete de baterías que incluye:

[0028] al menos un módulo de batería con una pluralidad de celdas de batería;

[0029] un compartimento del paquete que tiene una porción de montaje de módulo configurada para montar uno o más de los módulos de batería y que se extiende en dirección horizontal, y una porción de cubierta lateral que se extiende hacia arriba desde una periferia exterior de la porción de montaje de módulo para cubrir un lado del módulo de batería; y

[0030] al menos una placa lateral acoplada a una cualquiera o más de la porción de montaje de módulo y de la porción de cubierta lateral, en uno o ambos lados del módulo de batería, con una pluralidad de orificios pasantes, y configurado para bloquear al menos una superficie del módulo de batería cuando el módulo de batería se expande, en donde el compartimento del paquete incluye una pluralidad de salientes de soporte, cada una de ellos insertado en una pluralidad de orificios pasantes formados en la placa lateral y configurada para soportar la placa lateral hacia el módulo de batería.

[0031] Además, una pluralidad de primeras acanaladuras de sujeción y una pluralidad de primeros orificios para pernos formados en posiciones enfrentadas pueden estar formados en cada una de la placa lateral y la cubierta superior. Es más, la placa lateral puede tener una pluralidad de segundas acanaladuras de sujeción insertadas a una profundidad predeterminada en el extremo inferior, y la porción de montaje de módulo puede tener una pluralidad de segundos orificios para pernos formados en posiciones enfrentadas a la pluralidad de segundas acanaladuras de sujeción.

[0032] De forma adicional, la placa lateral puede tener una pluralidad de acanaladuras de sujeción insertadas hacia arriba en una profundidad predeterminada en el extremo inferior, y la porción de montaje de módulo puede tener una pluralidad de salientes de fijación que se insertan parcialmente en cada una de la pluralidad de acanaladuras de sujeción y están configurados para evitar que la placa lateral se mueva hacia el módulo de batería.

[0033] Es más, la pluralidad de salientes de fijación puede estar configurada de manera que su grosor aumenta gradualmente en dirección opuesta a la del módulo de batería.

[0034] También, el saliente de soporte puede tener una forma en la que su grosor aumenta gradualmente en dirección opuesta a la del módulo de batería.

[0035] En otro aspecto de la presente divulgación, una sección transversal del orificio pasante puede tener forma de panal. Un vehículo de acuerdo con la presente divulgación para lograr el objeto anterior incluye al menos un paquete de baterías.

[0036] Un sistema de almacenamiento de energía según la presente divulgación para lograr el objeto anterior incluye al menos un paquete de baterías.

[0037] Efectos ventajosos

[0038] De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, el paquete de baterías de la presente divulgación incluye al menos una placa lateral configurada para bloquear al menos una superficie del módulo de batería, y de este modo es posible evitar eficazmente un cambio de volumen en uno o ambos lados del módulo de batería cuando se produce el hinchamiento de la pluralidad de celdas de batería situadas en el interior del módulo de batería, suprimiendo así la intensificación del hinchamiento y evitando que el módulo de batería se deforme. En última instancia, la presente divulgación puede aumentar eficazmente la durabilidad de la batería.

[0039] De acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación, una pluralidad de acanaladuras de sujeción están formadas en el extremo inferior de la placa lateral y la porción de montaje de módulo incluye una pluralidad de salientes de fijación configurados para impedir que la placa lateral se mueva en una dirección hacia el exterior, para que la placa lateral pueda fijarse de forma estable en la porción de montaje de módulo. Es más, la placa lateral puede impedir que la placa lateral se mueva en la dirección izquierda (dirección negativa del eje X) para evitar la deformación del módulo de batería. Por consiguiente, el paquete de baterías de la presente divulgación puede aumentar eficazmente la durabilidad.

[0040] De acuerdo con otro aspecto más de la presente divulgación, una pluralidad de salientes de soporte están formadas en el compartimento del paquete y la pluralidad de salientes de soporte están configuradas para ser insertadas en una pluralidad de orificios pasantes formados en la placa lateral, y de este modo es posible impedir eficazmente que la placa lateral se mueva en una dirección hacia el exterior mediante la estructura de acoplamiento macho y hembra del orificio pasante y el saliente de soporte cuando se produce la expansión de volumen del módulo de batería, suprimiendo así la expansión del volumen del módulo de batería.

[0041] De forma adicional, la pluralidad de salientes de soporte tienen una forma en la que el grosor de las mismas aumenta gradualmente en una dirección hacia el exterior (dirección de hinchamiento). Por tanto, como una estructura de acoplamiento en la que una cuña está incrustada en una acanaladura, mientras más se presiona la placa lateral hacia fuera, más ajustado queda el saliente de soporte en el orificio pasante de la placa lateral, bloqueando así el movimiento de la placa lateral con una fuerza mayor.

[0042] Breve descripción de los dibujos

[0043] Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de los aspectos técnicos de la presente divulgación y, por tanto, no se debe interpretar que la presente divulgación está limitada a los dibujos.

[0044] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un conjunto de celdas que tiene una pluralidad de baterías secundarias tipo bolsa de la técnica relacionada.

[0045] Las FIGS.2 y 3 son vistas frontales que muestran esquemáticamente el hinchamiento (expansión de volumen) de un módulo de batería que aloja en su interior un conjunto de celdas de la técnica relacionada.

[0046] La FIG.4 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0047] La FIG. 5 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente alguna configuración de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0048] La FIG.6 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una placa lateral de un paquee de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0049] La FIG.7 es una vista en perspectiva inferior que muestra esquemáticamente una placa lateral de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0050] La FIG.8 es una vista en planta que muestra esquemáticamente un compartimento del paquete de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0051] La FIG.9 es una vista transversal vertical parcial que muestra esquemáticamente una porción de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0052] La FIG.10 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente alguna configuración de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0053] La FIG. 11 es una vista parcial ampliada que muestra esquemáticamente un estado en el que una región parcial de la FIG.10 está muy ampliada.

[0054] La FIG.12 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente una porción de un compartimento del paquete de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

[0055] La FIG.13 es una vista en perspectiva en despiece que muestra esquemáticamente un compartimento del paquete y placas laterales de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación. La FIG. 14 es una vista en sección transversal parcial que muestra esquemáticamente una porción de un compartimento del paquete y una placa lateral de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.

[0056] La FIG.15 es una vista lateral que muestra esquemáticamente un vehículo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0057] Realización preferente de la invención

[0058] En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán con detalle con referencia a los dibujos que se acompañan. Antes de la descripción, se debe entender que no se debe interpretar que los términos utilizados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas están limitados a significados generales y del diccionario, sino que se deben interpretar en función de los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que el inventor puede definir los términos adecuadamente para una mejor explicación.

[0059] Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferido a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que se debe entender que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones de la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.

[0060] La FIG. 4 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Y, la FIG.5 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente alguna configuración de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Como referencia, en los dibujos, el eje X indica una dirección a la derecha y otra a la izquierda, el eje Y indica una dirección trasera y otra delantera, y el eje Z indica una dirección ascendente y otra descendente.

[0061] Con referencia a las FIGS.4 y 5, el paquete de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye al menos un módulo de batería 110, un compartimento 120 del paquete, y al menos una placa lateral 130. Específicamente, el módulo de batería 110 puede incluir una pluralidad de celdas de batería (no mostradas). La pluralidad de celdas de la batería, por ejemplo, pueden disponerse de forma apilada en la dirección izquierda-derecha (dirección del eje X). Más específicamente, la celda de batería puede ser una batería secundaria de tipo bolsa. Por ejemplo, la pluralidad de celdas de la batería puede incluir un conjunto de electrodos, un electrolito, un cable de electrodo, una funda, y similares. La funda puede estar configurada para alojar en su interior el conjunto de electrodos. También, la funda puede sellarse para que no se introduzca un material externo en su interior. De forma adicional, la funda puede estar provista de un material flexible para que la forma pueda deformarse según la presión interna cuando se genera un gas debido a una reacción lateral durante la carga/descarga de la celda de la batería. Por ejemplo, aunque no se ilustra, la funda puede ser una hoja laminada en la que una capa selladora interior, una capa de barrera de lámina metálica, y una capa aislante exterior se apilan secuencialmente en un orden desde el interior hacia el exterior.

[0062] Dado que este tipo de batería secundaria de tipo bolsa es una tecnología generalmente conocida, se omitirá una descripción detallada de las configuraciones de la batería secundaria tipo petaca. Sin embargo, la celda de batería de la presente divulgación no se limita necesariamente a la batería secundaria de tipo bolsa únicamente, y siempre que se trate de una celda de batería capaz de expandir su volumen (hincharse) durante la carga/descarga, también pueden aplicarse otras formas o tipos de pilas.

[0063] De forma adicional, el compartimento 120 del paquete puede incluir una porción de montaje de módulo 121 y una porción de cubierta lateral 122. Específicamente, la porción de montaje de módulo 121 puede estar configurada para montar al menos un módulo de batería 110. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, cuatro módulos de batería 110 pueden montarse en la porción de montaje de módulo 121 del compartimento 120 del paquete. El paquete de baterías 100 puede incluir además una viga transversal 150. La viga transversal 150 puede tener una forma que se extiende en la dirección antero-posterior (dirección del eje Y). La viga transversal 150 puede fijarse en su posición mientras está montada en el compartimento 120 del paquete mediante un método de sujeción con pernos. También, la viga transversal 150 puede colocarse para interponerse entre los módulos de batería 110. Es decir, la viga transversal 150 puede servir para soportar un lado (lado derecho) o el otro (lado izquierdo) del módulo de batería 110. La porción de montaje de módulo 121 puede tener una forma de placa que se extiende en una dirección horizontal (dirección del eje X, dirección del eje Y) para formar un fondo del compartimento 120 del paquete. En el presente documento, la "dirección horizontal" puede ser cualquier dirección paralela al suelo. El compartimento 120 del paquete puede incluir un metal que tenga una excelente rigidez mecánica. La porción de cubierta lateral 122 puede estar configurada para cubrir una porción lateral del módulo de batería 110. Por ejemplo, como se muestra en la FIG.5, la porción de cubierta lateral 122 puede estar configurada para cubrir la parte delantera, trasera, lados izquierdo y derecho del módulo de batería 110. La porción de cubierta lateral 122 puede ser una porción que se extiende en dirección ascendente (dirección del eje Z) desde una periferia exterior de la porción de montaje de módulo 121. La porción de cubierta lateral 122 puede extenderse a lo largo de la periferia exterior (borde) de la porción de montaje de módulo 121.

[0064] La FIG.6 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una placa lateral de un paquee de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Y, la FIG.7 es una vista en perspectiva inferior que muestra esquemáticamente una placa lateral de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0065] Haciendo referencia a las FIGS.6 y 7 junto con la FIG.5, la placa lateral 130 puede estar configurada para bloquear al menos una superficie del módulo de batería 110 cuando el módulo de batería 110 está expandido. La placa lateral 130 puede proporcionarse en un lado (derecho o izquierdo) o en ambos lados (izquierdo y derecho) del módulo de batería 110. Por ejemplo, como se muestra en la FIG.5, la batería 100 de la presente divulgación puede incluir cuatro placas laterales 130. Las cuatro placas laterales 130 pueden disponerse en el lado izquierdo o derecho de cada uno de los cuatro módulos de batería 110.

[0066] Por ejemplo, la placa lateral 130 puede fijarse en posición en un estado en estrecho contacto con un lado del módulo de batería 110. La placa lateral 130 puede tener una pluralidad de orificios pasantes H1 formados en ella. Por ejemplo, el orificio pasante H1 puede tener forma de panal en una sección transversal vertical. Por consiguiente, ya que en la placa lateral 130 de la presente divulgación se forma una pluralidad de orificios pasantes en forma de panal H1, la placa lateral 130 de la presente divulgación puede tener una excelente rigidez mecánica en comparación con la placa lateral 130 que tiene el mismo material y el mismo peso en la que se forma una pluralidad de orificios pasantes circulares H1. En particular, por la estructura de orificios pasantes en forma de panal H1, es posible impartir resistencia a la deformación del orificio pasante H1 en la dirección de penetración (dirección del eje X) a la placa lateral 130, y por tanto, la deformación del módulo de batería 110 puede suprimirse con una fuerza mayor cuando se produce el hinchamiento del módulo de batería 110. De forma adicional, de acuerdo con una forma de panal de este tipo, es posible tener una gran resistencia a los cambios de temperatura, calor, torsión y compresión externa.

[0067] Por ejemplo, ya que la placa lateral 130 con forma de panal tiene una superficie mayor que una placa lateral convencional, es eficaz para disipar hacia el exterior el calor generado en la batería secundaria tipo bolsa 11. Es decir, la placa lateral 130 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene una ventaja en términos de disipación de calor.

[0068] De forma adicional, la placa lateral 130 puede fabricarse mediante el método de extrusión. Específicamente, el método de fabricación de la placa lateral 130 puede incluir las etapas de fabricar un material de base metálica por extrusión larga en la dirección de penetración (dirección del eje X) del orificio pasante H1 para formar la pluralidad de orificios pasantes H1 en la placa lateral 130, y fabricar la pluralidad de placas laterales 130 cortando verticalmente el material de base metálica a cada distancia predeterminada en la dirección de penetración (dirección del eje X). Por consiguiente, la placa lateral 130 de la batería 100 de la presente divulgación se fabrica mediante el método de extrusión, por lo que tiene una excelente rigidez mecánica y un proceso de fabricación sencillo en comparación con los métodos de fabricación de prensado o moldeado, de modo que sea posible fabricar múltiples placas laterales 130 en poco tiempo, aumentando así la eficiencia del proceso de fabricación de la batería 100. Es decir, de acuerdo con este método, es posible la fabricación en serie de la placa lateral 130.

[0069] Además, la placa lateral 130 puede incluir un material de aleación de aluminio. Por ejemplo, la placa lateral 130 con un material de aleación de aluminio puede tener una mejor rigidez mecánica en comparación con la placa lateral 130 con un material de acero que tenga el mismo peso.

[0070] De forma adicional, la placa lateral 130 puede estar acoplada a una o más de la porción de montaje de módulo 121 y a la porción de cubierta lateral 122. Por ejemplo, la placa lateral 130 puede estar acoplada mecánicamente a una o más de la porción de montaje de módulo 121 y a la porción de cubierta lateral 122. Por ejemplo, el método de acoplamiento puede incluir soldadura, sujeción por acoplamiento macho y hembra, o acoplamiento mediante un elemento de fijación independiente. Esto se describirá con más detalle en la siguiente descripción.

[0071] Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la presente divulgación incluye al menos una placa lateral 130 configurada para bloquear al menos una superficie del módulo de batería 110, y de este modo es posible evitar eficazmente un cambio de volumen en uno o ambos lados del módulo de batería 110 cuando se produce el hinchamiento de la pluralidad de celdas de batería situadas en el interior del módulo de batería 110, suprimiendo así la intensificación del hinchamiento y evitando que el módulo de batería 110 se deforme. En última instancia, la presente divulgación puede aumentar eficazmente la durabilidad de la batería 100.

[0072] Haciendo referencia de nuevo a las FIGS. 4 a 7, el módulo de batería 110 de la presente divulgación puede incluir además una cubierta superior 140. La cubierta superior 140 puede tener una forma de placa que se extiende en dirección horizontal para cubrir una porción superior del módulo de batería 110. La cubierta superior 140 puede estar configurada de tal manera que una parte de la misma esté acoplada a un extremo superior de la placa lateral 130. La porción de borde de la cubierta superior 140 puede soldarse o atornillarse al extremo superior de la placa lateral 130. Por ejemplo, cada uno de los extremos izquierdo y derecho de la cubierta superior 140 puede atornillarse a la placa lateral 130 situada en el lado izquierdo y a la placa lateral 130 situada en el lado derecho, respectivamente.

[0073] Es más, la placa lateral 130 puede tener una porción inferior acoplada a la porción de montaje de módulo 121. La porción inferior de la placa lateral 130 puede estar soldada o atornillada a la porción de montaje de módulo 121. Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la presente divulgación incluye la cubierta superior 140 acoplada a una porción superior de la placa lateral 130, fijando así de forma estable la posición de la placa lateral 130, de modo que la placa lateral 130 pueda evitar que el módulo de batería 110 se deforme. Es más, ya que la porción inferior de la placa lateral 130 está acoplada a la porción de montaje de módulo 121 del compartimento 120 del paquete en la presente divulgación, es posible fijar de forma estable la posición de la placa lateral 130, de modo que la placa lateral 130 pueda evitar que el módulo de batería 110 se deforme. En última instancia, la presente divulgación puede aumentar eficazmente la durabilidad de la batería 100.

[0074] Haciendo referencia a las FIGS.6 y 7 junto con la FIG.4, la placa lateral 130 puede tener una pluralidad de primeras acanaladuras de sujeción G1 y segundas acanaladuras de sujeción G2 formadas en las porciones superior e inferior de la misma, respectivamente. La primera acanaladura de sujeción G1 puede tener un espacio insertado a una profundidad predeterminada. En el espacio insertado puede formarse una rosca de tornillo. Es decir, se puede insertar un perno B en la primera acanaladura de sujeción G1 para fijar el extremo del perno B. En la cubierta superior 140, una pluralidad de primeros orificios para pernos T1 pueden formarse en posiciones enfrentadas a cada una de la pluralidad de primeras acanaladuras de sujeción G1. El primer orificio para perno T1 puede estar configurado de forma que el cuerpo del perno B pase a través del mismo. También, la cabeza del perno B puede acoplarse a la porción periférica del primer orificio para perno T1. Es decir, el perno B puede insertarse en el primer orificio para perno T1 de la cubierta superior 140, y el extremo inferior del perno B puede insertarse en la primera acanaladura de sujeción G1 formada en el extremo superior de la placa lateral 130 para acoplarse de forma roscada. En otras palabras, la placa lateral 130 y la cubierta superior 140 pueden atornillarse entre sí.

[0075] Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, en la presente divulgación, la primera acanaladura de sujeción G1 de la placa lateral 130 y el primer orificio para perno T1 de la cubierta superior 140 están atornillados entre sí, para que la placa lateral 130 pueda fijarse de forma estable en su posición, por lo que la placa lateral 130 puede impedir eficazmente que el módulo de batería 110 se deforme.

[0076] La FIG. 8 es una vista en planta que muestra esquemáticamente un compartimento del paquete de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Y, La FIG. 9 es una vista transversal vertical parcial que muestra esquemáticamente una porción de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0077] Haciendo referencia a las FIGS.8 y 9 junto con las FIGS.6 y 7 nuevamente, la segunda acanaladura de sujeción G2 puede tener un espacio insertado a una profundidad predeterminada. En el espacio insertado de la segunda acanaladura de sujeción G2 puede formarse una rosca de tornillo. Es decir, el perno B puede insertarse en la segunda acanaladura de sujeción G2 para fijar el extremo del perno B. En la porción de montaje de módulo 121 del compartimento 120 del paquete, una pluralidad de segundos orificios para pernos T2 pueden formarse en posiciones enfrentadas a cada una de la pluralidad de segundas acanaladuras de sujeción G2. El segundo orificio para perno T2 puede estar configurado de forma que el cuerpo del perno B pase a través del mismo. También, la cabeza del perno B puede acoplarse a la porción periférica del segundo orificio para perno T2. Es decir, el perno B puede insertarse en el segundo orificio para perno T2 de la porción de montaje de módulo 121, y el extremo inferior del perno B puede insertarse en la segunda acanaladura de sujeción G2 formada en el extremo inferior de la placa lateral 130 para acoplarse de forma roscada. En otras palabras, la placa lateral 130 y la porción de montaje de módulo 121 del compartimento 120 del paquete pueden atornillarse entre sí.

[0078] Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, en la presente divulgación, la segunda acanaladura de sujeción G2 de la placa lateral 130 y el segundo orificio para perno T2 de la porción de montaje de módulo 121 del compartimento 120 del paquete están atornillados entre sí, para que la placa lateral 130 pueda fijarse de forma estable en su posición, por lo que la placa lateral 130 puede impedir eficazmente que el módulo de batería 110 se deforme.

[0079] La FIG. 10 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente alguna configuración de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La FIG.11 es una vista parcial ampliada que muestra esquemáticamente un estado en el que una región parcial de la FIG.10 está muy ampliada. Y, la FIG.12 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente una porción de un compartimento del paquete de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

[0080] Haciendo referencia a las FIGS. 10 a 12 junto con las FIGS. 5 y 7, el paquete de baterías 100 de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede no tener un segundo orificio para perno T2 en comparación con el compartimento 120 del paquete de baterías 100 de la FIG.4. En su lugar, una pluralidad de salientes de fijación 123 pueden estar formados en el compartimento 120 del paquete del paquete de baterías 100 de la FIG. 10. Las otras configuraciones son las mismas que las del paquete de baterías 100 de la FIG.4, y por tanto, se omitirá la descripción de las otras configuraciones.

[0081] En la placa lateral 130 del paquete de baterías 100 de la FIG.10, en su extremo inferior puede formarse una pluralidad de acanaladuras de sujeción P3 insertadas a una profundidad predeterminada en la dirección superior. La pluralidad de acanaladuras de sujeción P3 pueden estar separadas entre sí a distancias predeterminadas a lo largo de la dirección longitudinal de la placa lateral 130.

[0082] De forma adicional, la porción de montaje de módulo 121 puede tener una pluralidad de salientes de fijación 123 formados en su interior. La pluralidad de salientes de fijación 123 puede estar configurada para impedir que la placa lateral 130 se mueva hacia el módulo de batería 110. Cada uno de los salientes de fijación 123 puede estar configurado de manera que una porción 123b se inserte en cada una de las acanaladuras de sujeción P3. También, el saliente de fijación 123 puede estar configurado para soportar la superficie exterior de la placa lateral 130 de modo que otra porción 123a impida que la placa lateral 130 se mueva en una dirección hacia el exterior. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 11, en la porción de montaje de módulo 121 del compartimento 120 del paquete puede formarse una pluralidad de salientes de fijación 123 que sobresalen hacia arriba. Una porción del saliente de fijación 123 puede tener una forma más saliente que otras porciones para rodear la superficie exterior (superficie izquierda) de la placa lateral 130.

[0083] Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, una pluralidad de acanaladuras de sujeción P3 están formadas en el extremo inferior de la placa lateral 130 y la porción de montaje de módulo 121 tiene una pluralidad de salientes de fijación 123 configurados para impedir que la placa lateral 130 se mueva en dirección hacia el exterior, por lo que la placa lateral 130 puede fijarse de forma estable en la porción de montaje de módulo 121. Es más, la placa lateral 130 puede impedir que la placa lateral 130 se mueva en la dirección izquierda (dirección negativa del eje X) para bloquear la deformación del módulo de batería 110. Por consiguiente, el paquete de baterías de la presente divulgación puede aumentar eficazmente la durabilidad.

[0084] Haciendo referencia a las FIGS.10 a 12 junto con la FIG.5 nuevamente, la pluralidad de salientes de fijación 123 del módulo de baterías 100 de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede configurarse de tal manera que el grosor de la porción 123b configurada para insertarse en la acanaladura de sujeción P3 de la placa lateral 130 aumenta gradualmente en dirección opuesta a la del módulo de baterías 110. Por ejemplo, el saliente de fijación 123 puede estar formado para aumentar gradualmente de grosor en una dirección opuesta a una dirección en la que se encuentra el módulo de batería 110 (dirección negativa del eje X en la FIG. 10). Es decir, cuando la expansión de volumen del módulo de batería 110 se produce en un estado donde el saliente de fijación 123 se inserta en la acanaladura de sujeción P3 formada en el extremo inferior de la placa lateral 130, la placa lateral 130 puede bloquear la expansión de volumen del módulo de batería 110 con una fuerza más fuerte, ya que el hinchamiento se intensifica por la estructura de acoplamiento de la acanaladura de sujeción P3 y el saliente de fijación 123.

[0085] En otras palabras, la forma en la que el grosor del saliente de fijación 123 aumenta gradualmente en una dirección hacia el exterior (dirección negativa del eje X) es la misma que una forma de cuña, y a medida que la placa lateral 130 se presiona hacia el exterior, el saliente de fijación 123 se encaja firmemente en la acanaladura de sujeción P3 de la placa lateral 130 para bloquear el movimiento de la placa lateral 130 con una fuerza mayor. Es más, un método para impedir el movimiento de la placa lateral 130 con una fuerza mayor a medida que aumenta el movimiento de la placa lateral 130, permitiendo al mismo tiempo que la placa lateral 130 se mueva una distancia predeterminada, puede tener menos fatiga acumulada en la placa lateral 130, en comparación con el método de restricción total del movimiento de la placa lateral 130, como el método de sujeción con pernos. Por consiguiente, la placa lateral 130 de la FIG.10 tiene menos acumulación de fatiga que la placa lateral 130 de la FIG. 5, aumentando así la durabilidad mecánica, y por tanto no se rompe ni se daña incluso con una fuerza de hinchamiento relativamente fuerte, aumentando así la durabilidad de la batería 100.

[0086] La FIG.13 es una vista en perspectiva en despiece que muestra esquemáticamente un compartimento del paquete y placas laterales de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación. La FIG.

[0087] 14 es una vista en sección transversal parcial que muestra esquemáticamente una porción de un compartimento del paquete y una placa lateral de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación. Haciendo referencia a las FIGS.13 y 14 junto con la FIG.5, el paquete de baterías 100 de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación puede tener además una pluralidad de salientes de soporte 124 formados en su interior en lugar del segundo orificio para perno T2 del compartimento 120 del paquete cuando se compara con el paquete de baterías 100 de la FIG.5. Las otras configuraciones del paquete de baterías 100 de la FIG.13 son las mismas que las del paquete de baterías 100 de la FIG.5, y por tanto, se omitirá la descripción de las otras configuraciones.

[0088] En el paquete de baterías 100 de la FIG. 13, una pluralidad de salientes de soporte 124 pueden formarse en el compartimento 120 del paquete. La pluralidad de salientes de soporte 124 pueden configurarse para soportar la placa lateral 130 hacia el módulo de batería 110. Cada uno de la pluralidad de salientes de soporte 124 puede formarse en una posición orientada hacia la pluralidad de orificios pasantes H1 para insertarse en la pluralidad de orificios pasantes H1 formados en la placa lateral 130. La pluralidad de salientes de soporte 124 puede sobresalir hacia la placa lateral 130. El saliente de soporte 124 puede tener una forma que se extiende a lo largo en una dirección horizontal (dirección del eje X). El saliente de soporte 124 puede tener forma de pilar hexagonal.

[0089] De forma adicional, la pluralidad de salientes de soporte 124 pueden configurarse para bloquear el movimiento de la placa lateral 130 con una fuerza mayor a medida que aumenta el movimiento de la placa lateral 130. El saliente de soporte 124 puede tener una forma en la que su grosor aumenta gradualmente en dirección opuesta a la del módulo de batería 110. Es decir, el saliente de soporte 124 puede estar formado de tal manera que cuanto más cerca esté del extremo saliente, menor será el grosor del saliente. Es decir, el saliente de soporte 124 puede tener una sección transversal horizontal con forma trapezoidal.

[0090] Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la presente divulgación tiene una pluralidad de salientes de soporte 124 formados en el compartimento 120 del paquete, en la que la pluralidad de salientes de soporte 124 están configurados para insertarse en una pluralidad de orificios pasantes H1 formados en la placa lateral 130, y de este modo es posible impedir eficazmente que la placa lateral 130 se mueva en una dirección hacia el exterior mediante la estructura de acoplamiento macho y hembra del orificio pasante H1 y del saliente de soporte 124 cuando se produce la expansión de volumen del módulo de batería 110, suprimiendo así la expansión de volumen del módulo de batería 110.

[0091] De forma adicional, la pluralidad de salientes de soporte 124 tienen una forma en la que el grosor de los mismos aumenta gradualmente en una dirección hacia el exterior (dirección de hinchamiento), y como una estructura de acoplamiento en la que una cuña está incrustada en una acanaladura, mientras más se presiona hacia fuera la placa lateral 130, más ajustado queda el saliente de soporte 124 en el orificio pasante H1 de la placa lateral 130, bloqueando así el movimiento de la placa lateral 130 con una fuerza mayor.

[0092] Es más, un método para impedir el movimiento de la placa lateral 130 con una fuerza mayor a medida que aumenta el movimiento de la placa lateral 130, permitiendo al mismo tiempo que la placa lateral 130 se mueva una distancia predeterminada, puede tener menos fatiga acumulada en la placa lateral 130 en comparación con el método para restringir completamente el movimiento de la placa lateral 130, como el método de sujeción con pernos. Por consiguiente, la placa lateral 130 de la FIG.13 tiene menos acumulación de fatiga que la placa lateral 130 de la FIG.

[0093] 5, aumentando así la durabilidad mecánica, y por tanto no se rompe ni se daña incluso con una fuerza de hinchamiento relativamente fuerte, aumentando así la durabilidad de la batería 100.

[0094] Es más, el paquete de baterías 100 puede incluir además un módulo BMS (no mostrado) configurado para controlar la carga/descarga de la pluralidad de celdas de la batería. Al mismo tiempo, un sistema de almacenamiento de energía (no mostrado) de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye al menos uno de los paquetes de baterías 100 descritos anteriormente. En el presente documento, el sistema de almacenamiento de energía puede incluir una carcasa de bastidor en la que se montan la pluralidad de paquetes de baterías 100.

[0095] La FIG. 15 es una vista lateral que muestra esquemáticamente un vehículo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0096] Haciendo referencia a la FIG.15, un vehículo 200 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye al menos una de las baterías 100 descritas anteriormente. El vehículo puede incluir además una porción de montaje con un espacio de almacenamiento para alojar la pluralidad de paquetes de baterías 100. Por ejemplo, el paquete de baterías 100 puede montarse en la carrocería de un vehículo. Por ejemplo, el vehículo genera una fuerza en movimiento suministrando energía del paquete de baterías 100 al motor eléctrico, y puede referirse a cualquier dispositivo que se mueva utilizando la fuerza en movimiento. Por ejemplo, el vehículo puede ser un vehículo eléctrico, una bicicleta eléctrica, una bicicleta eléctrica o un patinete eléctrico.

[0097] Al mismo tiempo, los términos que indican direcciones como se usan en el presente documento, tales como superior, inferior, izquierda, derecha, delantero y trasero se usan solo por conveniencia de descripción, y es obvio para los expertos en la materia que el término puede cambiar dependiendo de la posición del elemento indicado o de un observador.

[0098] La presente divulgación se ha descrito con detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se dan solo a modo de ilustración.

[0099] Signos de referencia

[0101] 100: paquete de baterías

[0102] 10, 110: módulo de batería

[0103] 11: celda de batería

[0104] 20: carcasa de batería

[0105] 120: compartimento del paquete

[0106] 121, 122: porción de montaje de módulo, porción de cubierta lateral 130: placa lateral

[0107] H1: orificio pasante

[0108] 140: cubierta superior

[0109] 150: viga transversal

[0110] G1, G2: primera acanaladura de sujeción, segunda acanaladura de sujeción T1, T2: primer orificio para perno, segundo orificio para perno

[0111] P3: acanaladura de sujeción

[0112] 123: saliente de fijación

[0113] 124: saliente de soporte

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un paquete de baterías (100) que comprende:

al menos un módulo de batería (110) con una pluralidad de celdas de batería;

un compartimento (120) que tiene una porción de montaje de módulo (121) configurada para montar uno o más de los módulos de batería (110) y que se extiende en dirección horizontal, y una porción de cubierta lateral (122) que se extiende hacia arriba desde una periferia exterior de la porción de montaje de módulo (121) para cubrir un lado del módulo de batería (110); y

al menos una placa lateral (130) acoplada a una cualquiera o más de la porción de montaje de módulo (121) y la porción de cubierta lateral (122), en uno o ambos lados del módulo de batería (110), con una pluralidad de orificios pasantes (H1), y configurado para bloquear al menos una superficie del módulo de batería (110) cuando el módulo de batería se expande,

caracterizado por que:

el módulo de batería (110) comprende además una cubierta superior (140) que se extiende en una dirección horizontal para cubrir una porción superior del módulo de batería (110) y está configurada para acoplarse parcialmente a un extremo superior de la placa lateral (130),

una porción inferior de la placa lateral (130) está acoplada a la porción de montaje de módulo (121).

2. Un paquete de baterías (100) que comprende:

al menos un módulo de batería (110) con una pluralidad de celdas de batería;

caracterizado por que:

el compartimento (120) del paquete comprende una pluralidad de salientes de soporte (124) insertados cada uno en una pluralidad de orificios pasantes (H1) formados en la placa lateral (130) y configurados para soportar la placa lateral (130) hacia el módulo de batería (110).

3. El paquete de baterías (100) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,

en donde una pluralidad de primeras acanaladuras de sujeción (G1) y una pluralidad de primeros orificios para pernos (T1) formados en posiciones enfrentadas están formados en cada una de la placa lateral (130) y la cubierta superior (140).

4. El paquete de baterías (100) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,

en donde la placa lateral (130) tiene una pluralidad de segundas acanaladuras de sujeción (G2) insertadas a una profundidad predeterminada en el extremo inferior, y la porción de montaje de módulo (121) tiene una pluralidad de segundos orificios para pernos (T2) formados en posiciones enfrentadas a la pluralidad de segundas acanaladuras de sujeción (G2).

5. El paquete de baterías (100) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,

en donde la placa lateral (130) tiene una pluralidad de acanaladuras de sujeción (P3) insertadas hacia arriba en una profundidad predeterminada en el extremo inferior, y la porción de montaje de módulo (121) tiene una pluralidad de salientes de fijación (123) que están parcialmente insertados en cada una de la pluralidad de acanaladuras de sujeción (P3) y están configurados para evitar que la placa lateral (130) se mueva hacia el módulo de batería (110).

6. El paquete de baterías (100) de acuerdo con la reivindicación 5,

en donde la pluralidad de salientes de fijación (123) están configurados de tal manera que su grosor aumenta gradualmente en dirección opuesta a la del módulo de batería (110).

7. El paquete de baterías (100) de acuerdo con la reivindicación 2,

en donde el saliente de soporte (124) tiene una forma en la que su grosor aumenta gradualmente en dirección opuesta a la del módulo de batería (110).

8. El paquete de baterías (100) de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde una sección transversal del orificio pasante (H1) tiene forma de panal.

9. Un vehículo (200) que comprende al menos un paquete de baterías (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Un sistema de almacenamiento de energía que comprende al menos un paquete de baterías (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.