ES3054173T3

ES3054173T3 - Battery module

Info

Publication number: ES3054173T3
Application number: ES19886148T
Authority: ES
Inventors: Yong Kyu Ju; Jong Ryeol Oh; Jun Hyurk Jeong; Jin Sol Lim
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2026-01-30
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: KR102756464B1; CN111466041A; EP3712981B1; CN111466041B; JP2021509757A; EP3712981A4; EP3712981A1; KR20200058136A; WO2020105967A1; US11302985B2; US20210249724A1; PL3712981T3; JP7176816B2

Abstract

Un módulo de batería según una realización de la presente invención incluye: un conjunto de celdas de batería configurado apilando una pluralidad de celdas de batería; una placa de extremo dispuesta adyacente a un extremo del conjunto de celdas de batería; y un miembro de amortiguación interpuesto entre un extremo del conjunto de celdas de batería y la placa de extremo, donde el miembro de amortiguación puede ser una tela tejida o no tejida compuesta de una pluralidad de fibras. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad con respecto a la Solicitud de Patente Coreana n.º 2018-0142758 presentada el 19 de noviembre de 2018.

[0005] La presente invención se refiere a un módulo de batería.

[0006] Antecedentes de la invención

[0007] En los últimos años, con el aumento en la demanda de dispositivos electrónicos portátiles como, por ejemplo, ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y ordenadores tipo tableta, se han llevado a cabo activamente investigaciones sobre baterías secundarias de alto rendimiento que sean capaces de cargarse y descargarse repetidamente.

[0008] Además, las baterías secundarias se usan ampliamente en dispositivos de tamaño mediano o grande como, por ejemplo, vehículos, robots y satélites, así como en dispositivos de tamaño pequeño como, por ejemplo, dispositivos electrónicos portátiles. En particular, dado que los combustibles fósiles se están agotando y se está prestando cada vez más atención a la contaminación ambiental, se están llevando a cabo activamente investigaciones sobre vehículos híbridos y vehículos eléctricos. La parte más esencial de un vehículo híbrido o un vehículo eléctrico es un paquete de baterías configurado para suministrar energía eléctrica a un motor.

[0009] El vehículo híbrido o el vehículo eléctrico tiene las ventajas de que la eficiencia a nivel combustible es alta y no se descargan contaminantes o la cantidad de los mismos puede reducirse, en comparación con un vehículo que usa solamente un motor de combustión interna, dado que es posible obtener una fuerza motriz del paquete de baterías. El paquete de baterías usado en el vehículo híbrido o vehículo eléctrico incluye un módulo de batería que incluye múltiples celdas de batería, y las múltiples celdas de batería se conectan entre sí en serie y/o en paralelo, por lo cual se aumentan la capacidad y salida del módulo de batería.

[0010] Dado que las múltiples celdas de batería se proveen en el módulo de batería en el estado en el que están cerca del mismo, es necesario garantizar la seguridad del módulo de batería frente al impacto externo. En el caso en el cual se aplica un impacto físico a las celdas de batería debido a varias causas como, por ejemplo, caída del módulo de batería, las celdas de batería pueden dañarse y una solución electrolítica en cada una de las celdas de batería puede descargarse al exterior. Asimismo, en el caso en el cual las múltiples celdas de batería se dañan por impacto físico, puede ocurrir un cortocircuito externo entre las múltiples celdas de batería, por lo cual el módulo de batería puede prenderse fuego o explotar.

[0011] Los documentos US 2012/282496 A1, US 2011/059353 A1 y EP 3373361 A1 ilustran la técnica anterior conocida en el campo técnico de la presente invención.

[0012] Por lo tanto, existe una necesidad de proveer una construcción capaz de evitar la ocurrencia de un cortocircuito externo entre las múltiples celdas de batería incluso en el caso en el cual se aplica impacto al módulo de batería.Explicación de la invención

[0013] Problema técnico

[0014] La presente invención se ha llevado a cabo teniendo en cuenta los problemas anteriores, y es un objeto de la presente invención proveer un módulo de batería configurado para ser capaz de evitar la ocurrencia de un cortocircuito externo entre múltiples celdas de batería incluso en el caso en el cual se aplica impacto físico al módulo de batería.

[0015] Solución técnica

[0016] Un módulo de batería según la reivindicación independiente 1. Las realizaciones preferibles se definen en las reivindicaciones dependientes y relacionadas.

[0017] Cada una de las fibras puede ser una fibra eléctricamente aislante basada en aramida.

[0018] El miembro de absorción de impacto puede tener una porción sobresaliente que sobresale hacia entre las múltiples celdas de batería.

[0019] La porción sobresaliente puede formarse de modo tal que el ancho de la porción sobresaliente gradualmente se reduce hacia entre las múltiples celdas de batería.

[0020] La porción sobresaliente puede estar provista de una punta que tiene un ángulo agudo hacia entre las múltiples celdas de batería.

[0021] Una saliente que sobresale hacia entre las múltiples celdas de batería puede proveerse sobre la superficie de la placa de extremo opuesta al miembro de absorción de impacto.

[0022] La saliente puede formarse de modo tal que el ancho de la saliente gradualmente se reduce hacia entre las múltiples celdas de batería.

[0023] El módulo de batería según la realización de la presente invención puede incluir además una estructura configurada para recibir el conjunto de celdas de batería para envolver el conjunto de celdas de batería, en donde la placa de extremo puede fijarse a la estructura.

[0024] Breve descripción de los dibujos

[0025] La FIG. 1 es una vista en perspectiva del despiece que muestra, de manera esquemática, un módulo de batería según una primera realización de la presente invención.

[0026] La FIG. 2 es una vista en corte que muestra, de manera esquemática, una porción del módulo de batería según la primera realización de la presente invención.

[0027] La FIG. 3 es una vista en corte que muestra esquemáticamente una porción de un módulo de batería según una segunda realización de la presente invención.

[0028] La FIG. 4 es una vista en perspectiva del despiece que muestra, de manera esquemática, un módulo de batería según una tercera realización de la presente invención.

[0029] La FIG. 5 es una vista en corte que muestra, de manera esquemática, una porción del módulo de batería según la tercera realización de la presente invención.

[0030] Realización preferente de la invención

[0031] De aquí en adelante, módulos de batería según realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos.

[0032] Como se muestra en las FIGS.1 y 2, un módulo de batería según una primera realización de la presente invención puede incluir un conjunto 100 de celdas de batería constituido apilando múltiples celdas 110 de batería, una estructura 200 configurada para recibir el conjunto 100 de celdas de batería para envolver el conjunto de celdas de batería, placas 300 de extremo dispuestas adyacentes a extremos opuestos del conjunto 100 de celdas de batería, y un miembro 400 de absorción de impacto interpuesto entre cada uno de los extremos opuestos del conjunto 100 de celdas de batería y una correspondiente de las placas 300 de extremo.

[0033] Por ejemplo, cada una de las celdas 110 de batería puede ser una celda de batería en forma de bolsa. En este caso, la celda 110 de batería puede tener un conjunto de electrodos y una bolsa configurada para recibir el conjunto de electrodos. El conjunto de electrodos puede constituirse montando múltiples placas de electrodos (placas de electrodos positivos y placas de electrodos negativos) y múltiples separadores. Cada placa de electrodo del conjunto de electrodos está provista de una lengüeta de electrodo, y múltiples lengüetas de electrodos pueden estar conectadas a un conductor 111 de electrodos. El conductor 111 de electrodos se expone hacia fuera desde la bolsa, y la porción expuesta del conductor 111 de electrodos puede servir como un terminal de electrodo de la celda 110 de batería.

[0034] El conductor 111 de electrodos puede incluir un conductor de electrodo positivo y un conductor de electrodo negativo. Los conductores 111 de electrodos de las múltiples celdas 110 de batería pueden conectarse entre sí en serie o en paralelo mediante soldadura. Como resultado, las múltiples celdas 110 de batería pueden conectarse eléctricamente entre sí.

[0035] Por ejemplo, múltiples conductores de electrodos positivos pueden sobresalir hacia delante desde el conjunto 100 de celdas de batería, y múltiples conductores de electrodos negativos pueden sobresalir hacia atrás desde el conjunto 100 de celdas de batería. En este caso, no hay interferencia entre los conductores de electrodos positivos y los conductores de electrodos negativos. Como otro ejemplo, tanto los conductores de electrodos positivos como los conductores de electrodos negativos pueden sobresalir hacia delante o hacia atrás desde el conjunto 100 de celdas de batería.

[0036] La estructura 200 recibe las múltiples celdas 110 de batería en un espacio definido en la misma. La estructura 200 sirve para proteger los bordes exteriores de las múltiples celdas 110 de batería del exterior. La estructura 200 se configura para soportar las múltiples celdas 110 de batería de modo tal que las múltiples celdas de batería no se muevan. Se forman aberturas en lados opuestos de la estructura 200 de modo tal que los extremos opuestos del conjunto 100 de celdas de batería se exponen hacia fuera a través de las aberturas de la estructura 200.

[0037] Las placas 300 de extremo pueden acoplarse a la estructura 200 usando varios métodos como, por ejemplo, atornillado, soldadura y remachado. Las placas 300 de extremo pueden acoplarse a la estructura 200 para bloquear las aberturas de la estructura 200. Las placas 300 de extremo pueden servir para soportar extremos opuestos del conjunto 100 de celdas de batería y para evitar que la forma exterior del módulo de batería cambie por el hinchamiento del conjunto 100 de celdas de batería. Cada una de las placas 300 de extremo puede estar hecha de un metal de alta rigidez.

[0038] En el caso en el cual se aplica impacto físico al módulo de batería y las placas 300 de extremo se deforman, los miembros 400 de absorción de impacto sirven para absorber parte de la deformación de las placas 300 de extremo. Además, cuando las placas 300 de extremo se deforman, los miembros 400 de absorción de impacto sirven para penetrar entre las múltiples celdas 110 de batería con el fin de aislar las múltiples celdas 110 de batería entre sí. Incluso en el caso en el cual se aplica impacto físico al módulo de batería y las placas 300 de extremo se deforman, por lo tanto, es posible evitar la ocurrencia de cortocircuito externo entre las múltiples celdas 110 de batería.

[0039] Cada uno de los miembros 400 de absorción de impacto está hecho de tela tejida o tela no tejida formada por múltiples fibras. Cuando las placas 300 de extremo se deforman, por lo tanto, las múltiples fibras de los miembros 400 de absorción de impacto penetran entre las múltiples celdas 110 de batería. Dado que cada uno de los miembros 400 de absorción de impacto está formado por múltiples fibras, el miembro 400 de absorción de impacto puede exhibir flexibilidad predeterminada. Como resultado, los miembros 400 de absorción de impacto pueden penetrar fácilmente entre las múltiples celdas 110 de batería.

[0040] Aquí, cada una de las fibras que constituyen los miembros 400 de absorción de impacto es preferiblemente una fibra eléctricamente aislante a base de aramida (un material a prueba de balas). Dado que cada una de las fibras que constituyen los miembros 400 de absorción de impacto es una fibra eléctricamente aislante, las múltiples fibras de los miembros 400 de absorción de impacto penetran entre las múltiples celdas 11C de batería para aislar las múltiples celdas 110 de batería entre sí cuando se deforman las placas 300 de extremo. Además, las múltiples fibras de los miembros de absorción de impacto pueden evitar la ocurrencia de un cortocircuito externo entre las múltiples celdas 110 de batería y un conductor externo. Además, dado que cada una de las fibras que constituyen los miembros 400 de absorción de impacto es una fibra basada en aramida, es posible minimizar la deformación de las múltiples celdas 110 de batería.

[0041] En el módulo de batería según la primera realización de la presente invención, los miembros 400 de absorción de impacto, cada uno de los cuales está formado por múltiples fibras, se insertan entre el conjunto 100 de celdas de batería y las placas 300 de extremo. Por consiguiente, en el caso en el cual se aplica fuerza externa a las placas 300 de extremo y las placas 300 de extremo se deforman debido a la caída del módulo de batería y similar, las múltiples fibras que constituyen los miembros 400 de absorción de impacto pueden penetrar entre las múltiples celdas 110 de batería. Incluso en el caso en el cual las placas 300 de extremo se deforman por impacto externo, por lo tanto, es posible evitar la ocurrencia de un cortocircuito externo entre las múltiples celdas 110 de batería y el cortocircuito externo entre las celdas 110 de batería y un conductor adyacente a las mismas, y es posible minimizar la deformación de las múltiples celdas 110 de batería.

[0042] A continuación, un módulo de batería según una segunda realización de la presente invención se describirá con referencia a la FIG. 3. Los componentes idénticos a los componentes de la primera realización de la presente invención se denotan mediante los mismos numerales de referencia, y se omitirá una descripción detallada de los mismos.

[0043] Como se muestra en la FIG. 3, el módulo de batería según la segunda realización de la presente invención puede configurarse de modo tal que un miembro 400 de absorción de impacto tiene porciones 410 sobresalientes que sobresalen hacia entre múltiples celdas 110 de batería. Cada una de las porciones 410 sobresalientes puede tener una forma de cuña, cuyo ancho se reduce gradualmente hacia entre las correspondientes de las múltiples celdas 110 de batería. La porción 410 sobresaliente puede estar provista de una punta afilada que tiene un ángulo agudo. En el módulo de batería según la segunda realización de la presente invención, el miembro 400 de absorción de impacto tiene porciones 410 sobresalientes que sobresalen hacia entre las múltiples celdas 110 de batería. En el caso en el cual una placa 300 de extremo se deforma por impacto externo, por lo tanto, las porciones 410 sobresalientes en forma de cuña del miembro 400 de absorción de impacto pueden penetrar entre las múltiples celdas 110 de batería, por lo cual múltiples fibras que constituyen el miembro 400 de absorción de impacto pueden penetrar más fácilmente entre las múltiples celdas 110 de batería.

[0044] A continuación, un módulo de batería según una tercera realización de la presente invención se describirá con referencia a las FIGS. 4 y 5. Los componentes idénticos a los componentes de la primera y segunda realizaciones de la presente invención se denotan mediante los mismos numerales de referencia, y se omitirá una descripción detallada de los mismos.

[0045] Como se muestra en las FIGS. 4 y 5, el módulo de batería según la tercera realización de la presente invención puede configurarse de modo tal que salientes 310 que sobresalen hacia entre múltiples celdas 110 de batería se proveen sobre la superficie de una placa 300 de extremo opuesta a un miembro 400 de absorción de impacto. Cada una de las salientes 310 puede tener una forma de cuña, cuyo ancho se reduce gradualmente hacia entre las correspondientes de las múltiples celdas 110 de batería.

[0046] En el módulo de batería según la tercera realización de la presente invención, las salientes 310 que sobresalen hacia entre las múltiples celdas 110 de batería se proveen sobre la superficie de la placa 300 de extremo dispuesta opuesta al miembro 400 de absorción de impacto. En el caso en el cual la placa 300 de extremo se deforma por impacto externo, por lo tanto, el miembro 400 de absorción de impacto es empujado por las salientes 310, por lo cual el miembro 400 de absorción de impacto puede penetrar más fácilmente entre las múltiples celdas 110 de batería. Las realizaciones preferidas de la presente invención se han descrito de manera ilustrativa; sin embargo, el alcance de la presente invención no se encuentra limitado a dichas realizaciones específicas, y puede cambiarse de manera apropiada dentro del alcance del conjunto de reivindicaciones anexas.

[0047] Descripción de numerales de referencia

[0048] 100: conjunto de celdas de batería

[0049] 110: celdas de batería

[0050] 200: Estructura

[0051] 300: placas de extremo

[0052] 310: salientes

[0053] 400: miembros de absorción de impacto

[0054] 410: porciones sobresalientes

[0055] Aplicabilidad industrial

[0056] En un módulo de batería según una realización de la presente invención, un miembro de absorción de impacto formado por múltiples fibras se inserta entre un conjunto de celdas de batería y una placa de extremo. Por consiguiente, en el caso en el cual se aplica fuerza externa a la placa de extremo y la placa de extremo se deforma debido a la caída del módulo de batería y similar, las múltiples fibras que constituyen el miembro de absorción de impacto penetran entre múltiples celdas de batería. Incluso en el caso en el cual la placa de extremo se deforma por impacto externo, por lo tanto, es posible evitar la ocurrencia de un cortocircuito externo entre las múltiples celdas de batería y un cortocircuito externo entre las celdas de batería y un conductor adyacente a las mismas, y es posible minimizar la deformación de las múltiples celdas de batería.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un módulo de batería que comprende:

un conjunto (100) de celdas de batería constituido apilando múltiples celdas (110) de batería;

una placa (300) de extremo dispuesta adyacente a un extremo del conjunto (100) de celdas de batería; y un miembro (400) de absorción de impacto interpuesto entre un extremo del conjunto (100) de celdas de batería y la placa (300) de extremo, en donde

el miembro (400) de absorción de impacto se configura para penetrar entre las celdas (100) de batería con el fin de aislar las múltiples celdas (100) de batería entre sí;

el miembro (400) de absorción de impacto es tela tejida o tela no tejida formada por múltiples fibras.

2. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde cada una de las fibras es una fibra eléctricamente aislante basada en aramida.

3. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde el miembro (400) de absorción de impacto tiene una porción (410) sobresaliente que sobresale hacia entre las múltiples celdas (100) de batería.

4. El módulo de batería según la reivindicación 3, en donde la porción (410) sobresaliente se forma de modo tal que un ancho de la porción (410) sobresaliente disminuye gradualmente hacia entre las múltiples celdas (110) de batería.

5. El módulo de batería según la reivindicación 3, en donde la porción (410) sobresaliente está provista de una punta que tiene un ángulo agudo hacia entre las múltiples celdas (110) de batería.

6. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde una saliente (310) que sobresale hacia entre las múltiples celdas (110) de batería se provee sobre una superficie de la placa (300) de extremo opuesta al miembro (400) de absorción de impacto.

7. El módulo de batería según la reivindicación 6, en donde la saliente (310) se forma de modo tal que un ancho de la saliente (310) disminuye gradualmente hacia entre las múltiples celdas (110) de batería.

8. El módulo de batería según la reivindicación 1, que además comprende:

una estructura (200) configurada para recibir el conjunto (100) de celdas de batería para envolver el conjunto (100) de celdas de batería, en donde

la placa (300) de extremo se fija a la estructura (200).

9. Un paquete de baterías que comprende el módulo de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.