ES3056295T3 - Battery pack and vehicle comprising the same - Google Patents

Abstract

Un paquete de baterías según una realización de la presente invención comprende: una pluralidad de celdas de batería; un conjunto de barra colectora dispuesto en un lado de la pluralidad de celdas de batería y conectado eléctricamente a la pluralidad de celdas de batería; y unidades de enfriamiento dispuestas entre la pluralidad de celdas de batería y que sujetan de manera fija el conjunto de barra colectora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Paquete de baterías y vehículo que lo comprende

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente divulgación se refiere a un paquete de baterías y a un vehículo que lo comprende, y más particularmente, a un paquete de baterías con prestaciones de refrigeración mejoradas y a un vehículo que lo comprende.

[0005] La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.º 10-2021-0182199 presentada el 17 de diciembre de 2021 en la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea.

[0006] Antecedentes de la invención

[0007] Por sus características de fácil aplicación a diversos productos y sus propiedades eléctricas, como su alta densidad energética, las baterías secundarias se utilizan habitualmente no sólo en dispositivos portátiles, sino también en vehículos eléctricos (VE) o vehículos eléctricos híbridos (VEH) que funcionan mediante una fuente de propulsión eléctrica. Por su ventaja principal de reducir notablemente el uso de combustibles fósiles y no generar subproductos del uso de energía, las baterías secundarias están ganando atención como nueva fuente de energía para mejorar el respeto al medio ambiente y la eficiencia energética.

[0008] Entre los tipos de baterías secundarias más utilizados en la actualidad se encuentran las baterías de iones de litio, baterías de polímero de litio, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de níquel-zinc o similares. Una celda de batería secundaria unitaria o una celda de batería unitaria tiene una tensión de funcionamiento de aproximadamente 2,5 V a 4,5 V. Por consiguiente, cuando se requiere una tensión de salida más alta, se puede conectar una pluralidad de celdas de batería en serie para formar un paquete de baterías. Además, el paquete de baterías puede formarse conectando la pluralidad de celdas de batería en paralelo según la capacidad de carga/descarga requerida para el paquete de baterías. Por consiguiente, el número de celdas de batería incluidas en el paquete de baterías se puede establecer de diversas formas dependiendo de la tensión de salida requerida o la capacidad de carga/descarga.

[0009] Al mismo tiempo, al formar el paquete de baterías conectando la pluralidad de celdas de batería en serie/en paralelo, es general fabricar un módulo de batería que incluya al menos una celda de batería y, a continuación, fabricar un paquete de baterías utilizando al menos un módulo de batería con la adición de cualquier otro componente.

[0010] En general, el paquete de baterías convencional incluye una pluralidad de celdas de batería y un marco de celdas que aloja la pluralidad de celdas de batería. En general, el marco de celdas convencional incluye un conjunto de placas que incluye una placa frontal, una placa trasera, una placa lateral, una placa inferior y una placa superior para alojar la pluralidad de celdas de batería y garantizar la resistencia.

[0011] Sin embargo, debido a las características estructurales del marco de celdas, incluido el ensamblaje de las placas, el paquete de baterías convencional tiene un coste de fabricación elevado y un proceso de montaje complejo, por lo que presenta una desventaja en cuanto a su eficiencia de fabricación.

[0012] De manera adicional, las características estructurales del marco de celdas, incluido el ensamblaje de las placas, dificultan la correcta disposición de las unidades de refrigeración, lo que da lugar a un bajo rendimiento de refrigeración de la batería.

[0013] El documento JP2012009388A divulga un paquete de baterías. El documento US2021159567A1 divulga un sistema integrado de almacenamiento de energía.

[0014] Explicación de la invención

[0015] Problema técnico

[0016] La presente divulgación está dirigida a proporcionar un paquete de baterías con un rendimiento de refrigeración mejorado y un vehículo que lo comprende.

[0017] La presente divulgación se dirige además a proporcionar un paquete de baterías con alta densidad de energía y eficiencia de fabricación mejorada y un vehículo que lo comprende.

[0018] Sin embargo, el problema técnico a resolver no se limita a los problemas descritos anteriormente, y estos y otros problemas serán claramente comprendidos por los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada.

[0019] Solución técnica

[0020] Para resolver el problema descrito anteriormente, la presente divulgación proporciona un paquete de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería; un conjunto de barras colectoras dispuesto en un lado de la pluralidad de celdas de batería y conectado eléctricamente a la pluralidad de celdas de batería; y una unidad de refrigeración dispuesta entre la pluralidad de celdas de batería y fijada al conjunto de barras colectoras.

[0021] Además, preferentemente, la unidad de refrigeración puede estar en contacto con dos superficies de las restantes celdas de batería, excepto las dos celdas más externas de la pluralidad de celdas de batería, en la dirección de anchura de la batería.

[0022] Además, la unidad de refrigeración incluye un tubo de refrigeración formado con una longitud predeterminada a lo largo de una dirección longitudinal de la batería, y dispuesto entre la pluralidad de celdas de batería; un canal de refrigeración provisto en el tubo de refrigeración y configurado para hacer circular un fluido refrigerante para enfriar las celdas de batería; y una entrada/salida de fluido refrigerante conectada al tubo de refrigeración de forma que la entrada/salida de fluido refrigerante esté en comunicación con el canal de refrigeración, y el conjunto de barras colectoras esté conectado y fijado al tubo de refrigeración.

[0023] Además, la unidad de refrigeración incluye un soporte de fijación provisto en el tubo de refrigeración y conectado al conjunto de barras colectoras.

[0024] Además, preferentemente, el soporte de fijación puede disponerse en un lado superior del tubo de refrigeración e insertarse en el conjunto de barras colectoras.

[0025] Además, preferentemente, el soporte de fijación puede estar formado con una longitud predeterminada a lo largo de una dirección longitudinal del tubo de refrigeración, y dispuesto por debajo del conjunto de barras colectoras.

[0026] Además, preferentemente, el conjunto de barras colectoras puede incluir una cubierta de barras colectoras para cubrir un lado superior de la pluralidad de celdas de batería; y una barra colectora secundaria de una sola capa insertada en la cubierta de la barra colectora y configurada para la conexión eléctrica con los electrodos positivo y negativo de la pluralidad de celdas de batería, y la cubierta de la barra colectora puede estar conectada y fijada al tubo de refrigeración.

[0027] Además, preferentemente, la barra colectora secundaria puede incluir un puente de barra colectora insertado en la cubierta de la barra colectora y formado con una longitud predeterminada a lo largo de una dirección de anchura de la batería; una porción de conexión positiva extendida integralmente y que sobresale del puente de barra colectora; y una porción de conexión negativa extendida integralmente desde el puente de barra colectora y que sobresale en dirección opuesta a la porción de conexión positiva.

[0028] Además, preferentemente, la cubierta de la barra colectora puede incluir una cubierta principal para cubrir el puente de barra colectora; y una cubierta central conectada a la cubierta principal, y formada con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal de la batería para soportar la cubierta principal.

[0029] Además, preferentemente, la cubierta de la barra colectora puede comprender un material aislante.

[0030] Además, preferentemente, la cubierta de la barra colectora puede comprender una película de poliimida.

[0031] Además, preferentemente, el paquete de baterías puede comprender un miembro de relleno que se coloca en el espacio entre la unidad de refrigeración y la pluralidad de celdas de batería.

[0032] Además, preferentemente, el miembro de relleno puede comprender una resina de encapsulado.

[0033] Además, preferentemente, el miembro de relleno puede comprender una resina de silicona.

[0034] La presente divulgación proporciona además un vehículo que incluye al menos un paquete de baterías de acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente.

[0035] Efectos ventajosos

[0036] Según las diversas realizaciones descritas anteriormente, puede ser posible proporcionar un paquete de baterías con un rendimiento de refrigeración mejorado y un vehículo que lo comprenda.

[0037] Además, según las diversas realizaciones descritas anteriormente, puede ser posible proporcionar un paquete de baterías con alta densidad de energía y una eficiencia de fabricación mejorada y un vehículo que lo comprenda. En muchas otras realizaciones de la presente divulgación, pueden conseguirse muchos otros efectos adicionales. Estos numerosos efectos de la presente divulgación se describirán detalladamente en cada realización, y en lo que respecta al efecto que puede ser fácilmente comprendido por los expertos en la materia, se omite su descripción.

[0038] Breve descripción de los dibujos

[0039] Los dibujos adjuntos ilustran ejemplos de realización de la presente divulgación y, junto con la descripción detallada de la presente divulgación que se describe a continuación, sirven para proporcionar una mayor comprensión del aspecto técnico de la presente divulgación y, por tanto, no se debe interpretar que la presente divulgación está limitada a los dibujos.

[0040] La Figura 1 es un diagrama que ilustra un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0041] La Figura 2 es una vista en perspectiva en despiece del paquete de baterías de la Figura 1.

[0042] La Figura 3 es un diagrama que ilustra una celda de batería del paquete de baterías de la Figura 2.

[0043] La Figura 4 es una vista transversal parcial que muestra la estructura interna de la celda de batería de la Figura 3. La Figura 5 es una vista transversal parcial que muestra la estructura de la parte superior de la celda de batería de la Figura 3.

[0044] La Figura 6 es una vista en sección transversal parcial que muestra la estructura de la parte inferior de la celda de batería de la Figura 3.

[0045] La Figura 7 es una vista inferior de la celda de batería de la Figura 3.

[0046] La Figura 8 es un diagrama que ilustra un conjunto de barras colectoras del paquete de baterías de la Figura 2. La Figura 9 es un diagrama que ilustra una unidad de barra colectora de conexión del conjunto de barras colectoras de la Figura 8.

[0047] La Figura 10 es una vista en perspectiva en despiece de la unidad de barra colectora de conexión de la Figura 9. La Figura 11 es un diagrama que ilustra una barra colectora secundaria de la unidad de barra colectora de conexión de la Figura 10.

[0048] La Figura 12 es un diagrama que ilustra una unidad de refrigeración del paquete de baterías de la Figura 2. La Figura 13 es una vista en sección transversal de la unidad de refrigeración de la Figura 12.

[0049] Las Figuras 14 a 17 son diagramas que ilustran los soportes de fijación de la unidad de refrigeración de la Figura 12.

[0050] La Figura 18 es un diagrama que ilustra la inyección del miembro de relleno de la batería de la Figura 1.

[0051] La Figura 19 es un diagrama que ilustra un vehículo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0052] Realización preferente de la invención

[0053] En lo sucesivo en el presente documento, los ejemplos de realización de la presente divulgación se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, se debería entender que los términos o las palabras usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no se deben interpretar como limitados a significados generales y del diccionario, sino que deben interpretarse en función de los significados y conceptos correspondientes al aspecto técnico de la presente divulgación considerando que el inventor puede definir los términos apropiadamente para una mejor explicación.

[0054] Por lo tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones de los dibujos que lo acompañan son ejemplos de realización de la presente divulgación para describir el aspecto técnico de la misma y no pretenden ser limitativas, por lo que debe entenderse que en el momento en que se presentó la solicitud podrían haberse realizado otras equivalencias y modificaciones.

[0055] Los términos que indican direcciones como superior, inferior, izquierda, derecha, parte delantera y trasera se utilizan para facilitar la descripción, pero es obvio para los expertos en la materia que los términos pueden cambiar dependiendo de la posición del elemento indicado o de un observador.

[0056] La Figura 1 es un diagrama que ilustra un paquete de baterías según una realización de la presente divulgación, y la Figura 2 es una vista en perspectiva ampliada del paquete de baterías de la Figura 1.

[0057] Con referencia a las Figuras 1 y 2, el paquete de baterías 1 puede utilizarse como fuente de energía en un vehículo eléctrico o en un vehículo eléctrico híbrido. En lo sucesivo en el presente documento, el paquete de baterías 1 utilizado en el vehículo eléctrico se describirá con más detalle en los siguientes dibujos relacionados.

[0058] El paquete de baterías 1 puede incluir una pluralidad de celdas de batería 100, un conjunto de barras colectoras 200 y una unidad de refrigeración 300.

[0059] La pluralidad de celdas de batería 100 puede incluir baterías secundarias, por ejemplo, baterías secundarias cilíndricas, baterías secundarias de tipo petaca o baterías secundarias prismáticas. En lo sucesivo en el presente documento, esta realización se describirá basándose en baterías secundarias cilíndricas como la pluralidad de celdas de batería 100.

[0060] El conjunto de barras colectoras 200 puede estar situado a un lado de la pluralidad de celdas de batería 100 y conectado eléctricamente a la pluralidad de celdas de batería 100. Específicamente, el conjunto de barras colectoras 200 puede disponerse en el lado superior (dirección del eje Z) de la pluralidad de celdas de batería 100.

[0061] La unidad de refrigeración 300 puede estar dispuesta entre la pluralidad de celdas de batería 100. Específicamente, la unidad de refrigeración 300 puede incluir una pluralidad de unidades de refrigeración 300 dispuestas entre la pluralidad de celdas de batería 100. La pluralidad de unidades de refrigeración 300 puede fijar de forma segura el conjunto de barras colectoras 200.

[0062] En esta realización, dado que la unidad de refrigeración 300 está situada entre las celdas de batería 100, puede ser posible mejorar el rendimiento de refrigeración de las celdas de batería 100. Además, dado que la unidad de refrigeración 300 fija de forma más estable el conjunto de barras colectoras 200 dispuesto a un lado de las celdas de batería 100, es posible que se pueda sujetar el conjunto de barras colectoras 200 conectado a las celdas de batería 100 de forma más estable y mejorar la estabilidad de la conexión eléctrica entre el conjunto de barras colectoras 200 y las celdas de batería 100.

[0063] La unidad de refrigeración 300 puede estar en contacto con dos superficies de las restantes celdas de batería 100, excepto las dos celdas de batería 100 más externas entre la pluralidad de celdas de batería 100 en la dirección de anchura (dirección del eje X) del paquete de baterías 10.

[0064] Por consiguiente, en esta realización, es posible aumentar notablemente el área de contacto entre la unidad de refrigeración 300 y las celdas de batería 100, maximizando así el rendimiento de refrigeración de las celdas de batería 100 a través de la unidad de refrigeración 300.

[0065] En lo sucesivo en el presente documento, cada celda de batería 100 se describirá con más detalle haciendo referencia a los siguientes dibujos relacionados.

[0066] La Figura 3 es un diagrama que ilustra la celda de batería del paquete de baterías de la Figura 2, La Figura 4 es una vista transversal parcial que muestra la estructura interna de la celda de batería de la Figura 3, La Figura 5 es una vista transversal parcial que muestra la estructura de la parte superior de la celda de batería de la Figura 3, La Figura 6 es una vista transversal parcial que muestra la estructura de la parte inferior de la celda de batería de la Figura 3, y la Figura 7 es una vista inferior de la celda de batería de la Figura 3.

[0067] Con referencia a las Figuras 3 a 7, la celda de batería 100 incluye un conjunto de electrodos 10, una carcasa de batería 20, una placa de caperuza 30 y un primer borne de electrodo 40. Además de los componentes descritos anteriormente, la celda de batería 100 puede incluir además una junta aislante 50 y/o una placa colectora de corriente superior 60 y/o una placa aislante 70 y/o una placa colectora de corriente inferior 80 y/o una junta de estanqueidad 90.

[0068] El conjunto de electrodos 10 incluye una primera placa de electrodos que tiene una primera polaridad, una segunda placa de electrodos con una segunda polaridad y un separador interpuesto entre la primera placa de electrodos y la segunda placa de electrodos. La primera placa de electrodos es una placa de electrodos positiva o negativa, y la segunda placa de electrodos corresponde a una placa de electrodos que tiene la polaridad opuesta a la primera placa de electrodos.

[0069] El conjunto de electrodos 10 puede tener, por ejemplo, forma de rollo de gelatina. Es decir, el conjunto de electrodos 10 puede formarse enrollando una pila alrededor de un centro de bobinado C, la pila formada por el apilamiento de la primera placa de electrodos, el separador y la segunda placa de electrodos al menos una vez en ese orden. En este caso, el separador puede estar dispuesto en la superficie periférica exterior del conjunto de electrodos 10 para aislarlo de la carcasa de la batería 20.

[0070] La primera placa de electrodo incluye un primer colector de corriente de electrodo y un primer material activo de electrodo recubierto en una o dos superficies del primer colector de corriente de electrodo. Una región sin recubrimiento, en la que el primer material activo del electrodo no está recubierto, se encuentra en un extremo del primer electrodo colector de corriente en la dirección de anchura (paralela al eje Z). La región no recubierta actúa como una primera lengüeta del electrodo. La primera lengüeta de electrodo 11 está situada en la parte superior de la dirección de la altura (paralela al eje Z) del conjunto de electrodo 10 recibido en la carcasa de batería 20.

[0071] La segunda placa de electrodo incluye un segundo colector de corriente de electrodo y un segundo material activo de electrodo recubierto en una o dos superficies del segundo colector de corriente de electrodo. Una región sin recubrimiento, en la que el segundo material activo del electrodo no está recubierto, se encuentra en el otro extremo del segundo electrodo colector de corriente en la dirección de anchura (paralela al eje Z). La región no recubierta actúa como una segunda lengüeta de electrodo 12. La segunda lengüeta de electrodo 12 está dispuesta en la parte inferior de la dirección de la altura (paralela al eje Z) del conjunto de electrodo 10 recibido en la carcasa de batería 20. La carcasa de batería 20 es un recipiente cilíndrico que tiene una porción abierta en la parte inferior, y está hecha de un metal que tiene propiedades conductoras. El lateral y la superficie superior de la carcasa de batería 20 están formados integralmente. La superficie superior de la carcasa de batería 20 es aproximadamente plana. La carcasa de batería 20 aloja el conjunto de electrodos 10 junto con un electrolito a través de la porción abierta en la parte inferior.

[0072] La carcasa de batería 20 está conectada eléctricamente a la segunda lengüeta de electrodo 12 del conjunto de electrodos 10. Por consiguiente, la carcasa de batería 20 tiene la misma polaridad que la segunda lengüeta de electrodo 12.

[0073] La carcasa de batería 20 puede incluir una porción de reborde 21 y una porción de engarce 22 en el extremo inferior. La porción de reborde 21 está dispuesta debajo del conjunto de electrodos 10. La porción de reborde 21 se forma rebordeando la superficie periférica exterior de la carcasa de batería 20. La porción de reborde 21 puede impedir que el conjunto de electrodos 10 que tiene un tamaño correspondiente a la anchura de la carcasa de batería 20 se deslice fuera de la porción abierta en la parte inferior de la carcasa de batería 20, y puede actuar como soporte sobre el que se asienta la placa de caperuza 30.

[0074] La porción de engarce 22 está situada debajo de la porción de reborde 21. La porción de engarce 22 se extiende y se dobla para cubrir la superficie periférica exterior de la placa de caperuza 30 dispuesta debajo de la porción de reborde 21 y parte de la superficie inferior de la placa de caperuza 30.

[0075] La placa de caperuza 30 es un componente metálico con propiedades conductoras que cubre la parte abierta del fondo de la carcasa de batería 20. Es decir, la placa de caperuza 30 forma una superficie inferior de la celda de batería 100. La placa de caperuza 30 se asienta en la porción de reborde 21 de la carcasa de batería 20 y se fija mediante la porción de engarce 22. La junta de estanqueidad 90 puede interponerse entre la placa de caperuza 30 y la porción de engarce 22 de la carcasa de batería 20 para asegurar la estanqueidad de la carcasa de batería 20.

[0076] La placa de caperuza 30 puede incluir además una porción de ventilación 31 para evitar el aumento de la presión interna causado por la generación de gas en la carcasa de batería 20. La porción de ventilación 31 corresponde a un área de la placa de caperuza 30 que tiene un grosor menor que el área circundante. La porción de ventilación 31 es estructuralmente más débil que el área circundante. Por consiguiente, cuando la presión interna aumenta por encima de un nivel predeterminado debido a un fallo en la celda de batería 100, la porción de ventilación 31 se rompe para ventilar el gas generado en la carcasa de batería 20.

[0077] Antes de colocar el primer borne de electrodo 40 y la junta aislante 50, puede formarse un orificio en la superficie superior de la carcasa de batería 20. La formación del orificio no está limitada a esto y puede realizarse por cualquier otro método. Por ejemplo, el orificio puede formarse insertando el primer borne de electrodo 40, o el orificio puede formarse de antemano con un diámetro diferente o haciendo muescas o muescas previas en la superficie superior para insertar el primer borne de electrodo 40. Es decir, el orificio puede expandirse hasta el tamaño deseado, o el orificio puede formarse en un tamaño pequeño mediante muescas y ampliarse posteriormente hasta el tamaño deseado. Asimismo, puede utilizarse cualquier otro método para formar el orificio.

[0078] La celda de batería 100 según una realización de la presente divulgación tiene una estructura en la que tanto los bornes positivos como los negativos están presentes en la parte superior, y por lo tanto la estructura superior es más complicada que la estructura inferior. Por consiguiente, la placa de caperuza 30 que forma la superficie inferior de la celda de batería 100 puede tener la porción de ventilación 31 para la ventilación adecuada del gas generado en la carcasa de batería 20.

[0079] La porción de ventilación 31 puede estar formada de manera continua en un patrón circular en la placa de caperuza 30. La porción de ventilación 31 no está limitada a esto, y puede estar formada de manera discontinua en un patrón circular en la placa de caperuza 30, y puede estar formada en un patrón de línea recta o cualquier otro patrón. El primer borne de electrodo 40 está hecho de un metal con propiedades conductoras, y está conectado eléctricamente a la primera lengüeta de electrodo 11 del conjunto de electrodo 10 a través de la superficie superior de la carcasa de batería 20. Por consiguiente, el primer borne de electrodo 40 tiene la primera polaridad. El primer borne de electrodo 40 está aislado eléctricamente de la carcasa de batería 20 que tiene la segunda polaridad.

[0080] El primer borne de electrodo 40 incluye una porción de borne expuesta 41 y una porción de borne insertada 42. La porción de borne expuesta 41 está expuesta a través de la carcasa de batería 20. La porción de borne expuesta 41 está dispuesta en el centro de la superficie superior de la carcasa de batería 20. La porción de borne insertada 42 está conectada eléctricamente a la primera lengüeta de electrodo 11 a través del centro de la superficie superior de la carcasa de batería 20. La porción de borne insertada 42 puede estar remachada en la superficie interior de la carcasa de batería 20.

[0081] La superficie superior de la carcasa de batería 20 y el primer borne de electrodo 40 tienen polaridades opuestas y están orientados en la misma dirección. Además, puede formarse un escalón entre el primer borne de electrodo 40 y la superficie superior de la carcasa de batería 20. Específicamente, cuando toda la superficie superior de la carcasa de batería 20 tiene una forma plana o sobresale hacia arriba desde el centro, la porción de borne expuesta 41 del primer borne de electrodo 40 puede sobresalir hacia arriba por encima de la superficie superior de la carcasa de batería 20. Por el contrario, cuando la superficie superior de la carcasa de batería 20 tiene una forma curvada hacia dentro en la dirección descendente desde el centro, es decir, una dirección hacia el conjunto de electrodos 10, la superficie superior de la carcasa de batería 20 puede sobresalir hacia arriba por encima de la porción de borne expuesta 41 del primer borne de electrodo 40.

[0082] La junta aislante 50 se interpone entre la carcasa de batería 20 y el primer borne de electrodo 40 para evitar el contacto entre la carcasa de batería 20 y el primer borne de electrodo 40 con polaridades opuestas. La superficie superior de la carcasa de batería 20 que tiene una forma aproximadamente plana puede actuar como el segundo borne de electrodo de la celda de batería 100.

[0083] La junta aislante 50 incluye una porción expuesta 51 y una porción insertada 52. La porción expuesta 51 se interpone entre la porción de borne expuesta 41 del primer borne de electrodo 40 y la carcasa de batería 20. La porción insertada 52 se interpone entre la porción de borne insertada 42 del primer borne de electrodo 40 y la carcasa de batería 20. La junta aislante 50 puede estar hecha de, por ejemplo, una resina con propiedades aislantes.

[0084] Cuando la junta aislante 50 está hecha de una resina, la junta aislante 50 puede estar acoplada a la carcasa de batería 20 y al primer borne de electrodo 40, por ejemplo, mediante soldadura térmica. En este caso, es posible mejorar la estanqueidad en la interfaz de acoplamiento entre la junta aislante 50 y el primer borne de electrodo 40 y la estanqueidad en la interfaz de acoplamiento entre la junta aislante 50 y la carcasa de batería 20.

[0085] Toda el área restante, excepto el área ocupada por el primer borne de electrodo 40 y la junta aislante 50 en la superficie superior de la carcasa de batería 20, corresponde al segundo borne de electrodo 20a que tiene la polaridad opuesta al primer borne de electrodo 40.

[0086] La celda de batería 100 según una realización de la presente divulgación incluye el primer borne de electrodo 40 que tiene la primera polaridad y el segundo borne de electrodo 20a que tiene la segunda polaridad aislados eléctricamente del primer borne de electrodo 40 juntos por un lado en la dirección longitudinal (paralela al eje Z). Es decir, dado que la celda de batería 100 según una realización de la presente divulgación tiene el par de bornes de electrodo 40, 20a en la misma dirección, es posible colocar un componente de conexión eléctrica tal como el conjunto de barras colectoras 200 en un solo lado de las celdas de batería 100 al conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería 100. Esto puede dar lugar a una estructura simple del paquete de baterías 1 y a una densidad de energía mejorada.

[0087] En lo sucesivo en el presente documento, el conjunto de barras colectoras 200 para la conexión eléctrica a la pluralidad de celdas de batería 100 se describirá con más detalle.

[0088] Volviendo a la Figura 2, el conjunto de barras colectoras 200 puede estar situado a un lado de las celdas de batería 100, específicamente, el lado superior (dirección del eje Z) de las celdas de batería 100 y conectado eléctricamente a la pluralidad de celdas de batería 100. La conexión eléctrica del conjunto de barras colectoras 200 puede ser una conexión en paralelo y/o en serie.

[0089] El conjunto de barras colectoras 200 puede estar conectado eléctricamente al primer borne de electrodo 40 (ver Figura 3) de la pluralidad de celdas de batería 100, que tiene la primera polaridad, y el segundo borne de electrodo 20a (ver Figura 3) de la carcasa de batería 20, que tiene la segunda polaridad, y puede estar conectado eléctricamente a una línea externa de carga/descarga a través de un borne conector 290. En este caso, la primera polaridad puede ser positiva y la segunda negativa.

[0090] En lo sucesivo en el presente documento, se describirán con más detalle los componentes del conjunto de barras colectoras 200.

[0091] La Figura 8 es un diagrama que ilustra el conjunto de barras colectoras del paquete de baterías de la Figura 2, la Figura 9 es un diagrama que ilustra una unidad de barra colectora de conexión del conjunto de barras colectoras de la Figura 8, la Figura 10 es una vista en perspectiva ampliada de la unidad de barra colectora de conexión de la Figura 9, y la Figura 11 es un diagrama que ilustra una barra colectora secundaria de la unidad de barra colectora de conexión de la Figura 10.

[0092] Haciendo referencia a las Figuras 8 a 11 junto con la Figura 2, el conjunto de barras colectoras 200 puede conectarse y fijarse a un tubo de refrigeración 310 de la unidad de refrigeración 300, como se describe a continuación. Por consiguiente, el conjunto de barras colectoras 200 puede disponerse en el lado superior (dirección del eje Z) de las celdas de batería 100 de forma más estable, aumentando así la fiabilidad de la conexión eléctrica.

[0093] El conjunto de barras colectoras 200 puede incluir una unidad de barras principal 210, la unidad de barra colectora de conexión 230, una placa de interconexión 260 y el borne de conexión 290.

[0094] La unidad de barra colectora principal 210 puede incluir una pluralidad de unidades de barra colectora principal 210, y puede estar conectada eléctricamente a las celdas de batería 100 dispuestas en el lado más externo del paquete de baterías 1 en la dirección longitudinal (dirección del eje Y). La unidad de barra colectora principal 210 puede estar conectada eléctricamente al borne conector 290 como se describe a continuación.

[0095] La unidad de barra colectora de conexión 230 puede estar dispuesta entre las unidades de barra colectora principal 210 en la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1, y puede estar conectada eléctricamente a la pluralidad de celdas de batería 100 y cubrir la pluralidad de celdas de batería 100.

[0096] La unidad de barras colectoras de conexión 230 puede incluir una cubierta de barras colectoras 240 y una barra colectora secundaria 250.

[0097] La cubierta de la barra colectora 240 puede cubrir el lado superior (dirección del eje Z) de la pluralidad de celdas de batería 100. La cubierta de la barra colectora 240 puede conectarse y fijarse al tubo de refrigeración 310 de la unidad de refrigeración 300 como se describe a continuación para una colocación más estable en el lado superior (dirección del eje Z) de las celdas de batería 100.

[0098] La cubierta de la barra colectora 240 puede comprender un material aislante. Por ejemplo, la cubierta de la barra colectora 240 puede comprender una película de poliimida. La cubierta de la barra colectora 240 no está limitada a esto y puede incluir cualquier otro miembro aislante hecho de un material aislante.

[0099] La cubierta de la barra colectora 240 puede incluir un par de cubiertas de barras colectoras 240 con formas y tamaños coincidentes en la dirección arriba-abajo (dirección del eje Z) del paquete de baterías 1 y acopladas entre sí. En este caso, la barra colectora secundaria 250, tal como se describe a continuación, puede ser de una sola capa y puede insertarse entre el par de cubiertas de la barra colectora 240.

[0100] La cubierta de la barra colectora 240 puede incluir una cubierta principal 242 y una cubierta central 246.

[0101] La cubierta principal 242 puede cubrir un puente de barras colectoras 252 de la barra colectora secundaria 250, como se describe a continuación. La cubierta principal 242 puede tener una forma que se ajuste a la forma del puente de barras colectoras 252 para cubrir los lados superior e inferior del puente de barras colectoras 252.

[0102] La cubierta central 246 puede estar conectada a la cubierta principal 242, y formada con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1 para soportar la cubierta principal 242. La cubierta central 246 puede disponerse en el centro mismo de la cubierta de la barra colectora 240 para evitar la deformación o torsión de la cubierta de la barra colectora 240.

[0103] La cubierta de la barra colectora 240 puede incluir una cubierta de borde 248.

[0104] La cubierta de borde 248 puede incluir un par de cubiertas de borde 248, y el par de cubiertas de borde 248 puede estar dispuesto en dos extremos de la cubierta de la barra colectora 240 en la dirección de anchura (dirección del eje X) con la cubierta central 246 interpuesta entre ellas.

[0105] El par de cubiertas de borde 248 puede estar formado con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1 para evitar la deformación o la torsión de la cubierta de la barra colectora 240, junto con la cubierta central 246.

[0106] La cubierta principal 242 puede estar dispuesta entre el par de cubiertas de borde 248 y la cubierta central 246. La cubierta principal 242 puede estar dispuesta entre el par de cubiertas de borde 248 y la cubierta central 246, formando un espacio abierto predeterminado. El espacio abierto puede guiar la conexión eléctrica de una porción de conexión positiva 254 y una porción de conexión negativa 256 de la barra colectora secundaria 250 como se describe a continuación y una inyección más suave de un miembro de relleno 500 como se describe a continuación.

[0107] La barra colectora secundaria 250 puede estar configurada para la conexión eléctrica con el primer borne de electrodo 40 (el electrodo positivo) y el segundo borne de electrodo 20a (el electrodo negativo) de la pluralidad de celdas de batería 100, y puede estar dispuesta en el lado superior de la cubierta de barra colectora 240 o insertada entre el par de cubiertas de barra colectora 240. En lo sucesivo en el presente documento, esta realización se describirá basándose en la barra colectora secundaria 250 acoplada o insertada entre las cubiertas de las barras colectoras 240. La barra colectora secundaria 250 puede incluir un puente de barras colectoras 252, la porción de conexión positiva 254 y la porción de conexión negativa 256.

[0108] El puente de barras colectoras 252 puede incluir una pluralidad de puentes de barras colectoras 252, puede insertarse en la cubierta principal 242 de la cubierta de la barra colectora 240, y puede formarse con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección de anchura (dirección del eje X) del paquete de baterías 1.

[0109] El puente de barras colectoras 252 puede estar hecho de un material conductor. Por ejemplo, el puente de barras colectoras 252 puede estar hecho de un metal como aluminio o cobre. El puente de barras colectoras 252 no está limitado a esto y puede estar hecho de cualquier otro material para la conexión eléctrica.

[0110] El puente de barras colectoras 252 puede tener una forma que se corresponda con la estructura de disposición de las celdas de batería 100 en la dirección de anchura (dirección del eje X) del paquete de baterías 1 para aumentar la eficiencia de la conexión eléctrica con las celdas de batería 100. Por consiguiente, en esta realización, el puente de barras colectoras 252 puede tener una forma en zigzag en la dirección de anchura (dirección del eje X) del paquete de baterías 1.

[0111] La porción de conexión positiva 254 puede extenderse integralmente desde el puente de barras colectoras 252 y sobresalir de la cubierta de barras colectoras 240. La porción de conexión positiva 254 puede conectarse eléctricamente al primer borne de electrodo 40 (ver Figura 3) que es el electrodo positivo de la celda de batería 100. La conexión eléctrica puede realizarse mediante un proceso de soldadura para conexión eléctrica, como la soldadura por láser o por ultrasonidos.

[0112] Dado que la conexión entre la porción de conexión positiva 254 y el electrodo positivo 40 (el primer borne de electrodo) de la celda de batería 100 se realiza en el espacio abierto fuera de la cubierta de la barra colectora 240, el proceso de soldadura para la conexión puede realizarse en el espacio abierto directamente sin ningún proceso adicional al realizar la conexión.

[0113] La porción de conexión negativa 256 puede extenderse integralmente desde el puente de barra colectora 252 y sobresalir en dirección opuesta a la porción de conexión positiva 254, y puede sobresalir de la cubierta de barra colectora 240.

[0114] La porción de conexión negativa 256 puede conectarse eléctricamente al segundo borne de electrodo 20a (ver Figura 3) que es el electrodo negativo de la celda de batería 100. La conexión eléctrica puede realizarse mediante un proceso de soldadura para la conexión eléctrica, como la soldadura por láser o por ultrasonidos.

[0115] Dado que la conexión entre la porción de conexión negativa 256 y el electrodo negativo 20a (el segundo borne de electrodo) de la celda de batería 100 se realiza en el espacio abierto fuera de la cubierta de la barra colectora 240, el proceso de soldadura para la conexión puede realizarse en el espacio abierto directamente sin ningún proceso adicional al realizar la conexión.

[0116] La placa de interconexión 260 puede estar conectada a una línea de detección externa, y puede estar dispuesta en un extremo del paquete de baterías 1. La ubicación de la placa de interconexión 260 puede cambiar según el diseño, y la placa de interconexión 260 puede disponerse en cualquier otra ubicación para la conexión a la línea de detección externa. Asimismo, la placa de interconexión 260 puede incluir una pluralidad de placas de interconexión 260 en función del número de elementos de batería 100 o de la capacidad del paquete de baterías 1.

[0117] La placa de interconexión 260 puede estar expuesta a través del paquete de baterías 1 para la conexión a la línea de detección externa. La línea de detección externa puede conectar la placa de interconexión 260 a un sistema de gestión de baterías (no mostrado). El sistema de gestión de baterías puede determinar el estado de carga (SOC) de las celdas de batería conectadas en paralelo basándose en la tensión de las celdas de batería.

[0118] La placa de interconexión 260 puede incluir un termistor para determinar el estado de temperatura de las celdas de batería 100. El termistor puede estar incrustado en la placa de interconexión 260 o montado fuera de la placa de interconexión 260.

[0119] El borne conector 290 puede suministrarse por pares. El borne conector 290 sirve para la conexión con una línea externa de carga/descarga y puede suministrarse como un borne conector de alta tensión.

[0120] En lo sucesivo en el presente documento, la unidad de refrigeración 300 según esta realización se describirá con más detalle.

[0121] La Figura 12 es un diagrama que ilustra la unidad de refrigeración del paquete de baterías de la Figura 2, y la Figura 13 es una vista en sección transversal de la unidad de refrigeración de la Figura 12.

[0122] Haciendo referencia a las Figuras 12 y 13 y a la Figura 2, la unidad de refrigeración 300 puede incluir una pluralidad de unidades de refrigeración 300.

[0123] Cada una de la pluralidad de unidades de refrigeración 300 puede incluir un tubo de refrigeración 310, un canal de refrigeración 350 y una entrada/salida de líquido refrigerante 370.

[0124] El tubo de refrigeración 310 puede formarse con un tamaño predeterminado a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1, y puede estar dispuesto entre la pluralidad de celdas de batería 100 e incluir el canal de refrigeración 350 en el que circula un fluido refrigerante como se describe a continuación. En esta realización, el fluido refrigerante puede ser agua, y además del agua, puede incluir al menos un fluido que puede intercambiar calor con el entorno circundante.

[0125] El tubo de refrigeración 310 puede tener una forma correspondiente a la superficie exterior de la pluralidad de celdas de batería 100 enfrentadas entre sí en la dirección de anchura (dirección del eje X) del paquete de baterías 1.

[0126] El tubo de refrigeración 310 puede tener una pluralidad de porciones convexas 312 y una pluralidad de porciones cóncavas 316 de manera alterna a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1, las porciones convexas 312 y las porciones cóncavas 316 que tienen formas convexas y cóncavas en la dirección de anchura (dirección del eje X) del paquete de baterías 1, respectivamente.

[0127] El tubo de refrigeración 310 puede colocarse en contacto con la superficie exterior de la pluralidad de celdas de batería 100 para aumentar aún más el rendimiento de refrigeración de las celdas de batería 100. El tubo de refrigeración 310 puede adherirse y asegurarse a la pluralidad de celdas de batería 100 a través del miembro de relleno 500 como se describe a continuación o de un miembro adhesivo.

[0128] El canal de refrigeración 350 puede permitir que circule el fluido refrigerante para enfriar las celdas de batería 100. El canal de refrigeración 350 puede estar dispuesto en el tubo de refrigeración 310 y conectado en comunicación con la entrada/salida de fluido de refrigerante 370 como se describe más adelante.

[0129] El canal de refrigeración 350 puede incluir un canal superior 352, un canal inferior 354 y un canal de conexión 356. El canal superior 352 puede estar dispuesto en la parte superior del tubo de refrigeración 310 cerca del conjunto de barras colectoras 200, y puede estar formado con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje X) del tubo de refrigeración 310. El canal superior 352 puede estar conectado en comunicación con un puerto de alimentación de fluido refrigerante 374 de la entrada/salida de fluido refrigerante 370.

[0130] El canal superior 352 puede incluir al menos un canal superior 352. En lo sucesivo en el presente documento, esta realización se describe sobre la base de una pluralidad de canales superiores 352 para garantizar el rendimiento de refrigeración.

[0131] El canal inferior 354 puede estar dispuesto en la parte inferior (dirección del eje -Z) del tubo de refrigeración 310 separado del al menos un canal superior 352, y puede estar formado con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje X) del tubo de refrigeración 310. El canal inferior 354 puede estar conectado en comunicación con un puerto de salida de fluido refrigerante 376 de la entrada/salida de fluido refrigerante 370. El canal inferior 354 puede incluir al menos un canal inferior 354. En lo sucesivo en el presente documento, esta realización se describe basándose en una pluralidad de canales inferiores 354 para garantizar el rendimiento de refrigeración.

[0132] El canal de conexión 356 puede conectar el al menos un canal superior, en esta realización, la pluralidad de canales superiores 352 con al menos un canal inferior, en esta realización, la pluralidad de canales inferiores 354.

[0133] El canal de conexión 356 puede estar dispuesto en el otro extremo (dirección del eje Y) del tubo de refrigeración 310 opuesto a la entrada/salida de fluido refrigerante 370 para maximizar el canal de refrigeración 350.

[0134] En esta realización, durante la circulación del fluido refrigerante en el canal de refrigeración 350, el fluido refrigerante introducido desde el puerto de alimentación de fluido refrigerante 374 puede introducirse al canal superior 352 cerca del conjunto de barras colectoras 200 y fluir hacia el puerto de salida de fluido refrigerante 376 a través del canal de conexión 356 y el canal inferior 354.

[0135] Por consiguiente, en esta realización, dado que el líquido refrigerante frío se introduce primero en una zona próxima al conjunto de barras colectoras 200 que tiene una distribución de temperatura más elevada en el paquete de baterías 1, es posible mejorar notablemente el rendimiento de refrigeración de las celdas de batería.

[0136] La entrada/salida de fluido refrigerante 370 puede estar conectada al tubo de refrigeración 310 de manera que esté en comunicación con el canal de refrigeración 350 del tubo de refrigeración 310. La entrada/salida de fluido refrigerante 370 puede estar expuesta al ambiente externo y conectada en comunicación con una línea de refrigeración externa. La entrada/salida de fluido refrigerante 370 puede estar dispuesta en un lado (dirección del eje -Y) en la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1. El tubo de refrigeración 310 conectado a la entrada/salida de fluido refrigerante 370 puede estar formado con una longitud predeterminada desde la entrada/salida de fluido refrigerante 370 hacia el otro lado (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1 en la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del paquete de baterías 1.

[0137] La entrada/salida de fluido refrigerante 370 puede incluir un cuerpo de entrada/salida 372, el orificio de alimentación de fluido refrigerante 374 y el orificio de salida de fluido refrigerante 376.

[0138] El cuerpo de entrada/salida 372 puede estar conectado a un extremo (dirección del eje -Y) del tubo de refrigeración 310.

[0139] El puerto de alimentación de fluido refrigerante 374 puede estar dispuesto en el cuerpo de entrada/salida 372 y conectado en comunicación con el canal superior 352. En este caso, el puerto de alimentación de fluido refrigerante 374 puede acoplarse al cuerpo de entrada/salida 372 mediante sellado. El puerto de alimentación de fluido refrigerante 374 puede estar conectado en comunicación con la línea de refrigeración externa.

[0140] El puerto de salida del fluido refrigerante 376 puede estar dispuesto en el cuerpo de entrada/salida 372 y conectado en comunicación con el canal inferior 354. En este caso, el orificio de salida del fluido refrigerante 376 puede acoplarse al cuerpo de entrada/salida 372 mediante sellado. El puerto de salida de fluido refrigerante 376 puede estar separado una distancia predeterminada del puerto de alimentación de fluido refrigerante 374 y conectado en comunicación con la línea de refrigeración externa.

[0141] Las Figuras 14 a 17 son diagramas que ilustran los soportes de fijación de la unidad de refrigeración de la Figura 12. Con referencia a las Figuras 14 y 15, la unidad de refrigeración 300 puede incluir los soportes de fijación 380.

[0142] El soporte de fijación 380 puede estar configurado para fijar y soportar el conjunto de barras colectoras 200, y puede estar provisto en el tubo de refrigeración 310 y conectado al conjunto de barras colectoras 200.

[0143] El soporte de fijación 380 puede estar provisto de al menos uno o varios más. El soporte de fijación 380 puede proporcionarse en al menos un tubo de refrigeración 310 de la pluralidad de unidades de refrigeración 300 o en la pluralidad de tubos de refrigeración 310.

[0144] El soporte de fijación 380 puede incluir un primer soporte de fijación 380.

[0145] El primer soporte de fijación 380 puede estar provisto de al menos uno o varios más. El primer soporte de fijación 380 puede estar formado con una longitud en un rango entre la longitud lateral de una celda de batería 100 y la longitud lateral de dos celdas de batería 100 en la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del tubo de refrigeración 310. Es posible minimizar el volumen ocupado por el primer soporte de fijación 380, fijar el conjunto de barras colectoras 200 y reducir el coste de fabricación, garantizando así la competitividad de los precios.

[0146] El primer soporte de fijación 380 puede disponerse en el lado superior del tubo de refrigeración 310 e insertarse en el conjunto de barras colectoras 200. Específicamente, el primer soporte de fijación 380 puede disponerse cerca de la entrada/salida de fluido refrigerante 370 del tubo de refrigeración 310, e insertarse en la unidad de barra colectora de conexión 230 del conjunto de barras colectoras 200. Para este fin, el primer soporte de fijación 380 puede tener un saliente de inserción 285 que se inserta en la unidad de barra colectora de conexión 230.

[0147] Con referencia a las Figuras 16 y 17, la unidad de refrigeración 300 puede incluir un soporte de fijación 390.

[0148] El soporte de fijación 390 puede suministrarse junto con el primer soporte de fijación 380 o puede suministrarse en lugar del primer soporte de fijación 380.

[0149] El soporte de fijación 390 puede incluir un segundo soporte de fijación 390.

[0150] El segundo soporte de fijación 390 puede estar provisto de al menos uno o varios más. El segundo soporte de fijación 390 puede estar formado con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal (dirección del eje Y) del tubo de refrigeración 310, y dispuesto debajo del conjunto de barras colectoras 200. Específicamente, el segundo soporte de fijación 390 puede tener una longitud correspondiente a la longitud del tubo de refrigeración 310 del segundo soporte de fijación 390, y soportar la parte inferior del conjunto de barras colectoras 200 en el lado superior del tubo de refrigeración 310.

[0151] Dado que el segundo soporte de fijación 390 tiene la longitud predeterminada correspondiente al tubo de refrigeración 310, el segundo soporte de fijación 390 puede soportar la parte inferior del conjunto de barras colectoras 200, específicamente, la parte inferior de la unidad de barra colectora de conexión 230 de forma más estable en el lado superior del tubo de refrigeración 310.

[0152] Como se ha descrito anteriormente, en esta realización, es posible fijar y soportar de forma más estable la unidad de barras colectoras de conexión 230 del conjunto de barras colectoras 200 dispuesta en la unidad de refrigeración 300 a través de la estructura de soporte de fijación que incluye el primer soporte de fijación 380 o el segundo soporte de fijación 390, o ambos.

[0153] Volviendo a la Figura 2, el paquete de baterías 1 puede incluir una unidad de estructura lateral 400.

[0154] La unidad de estructura lateral 400 puede incluir un par de unidades de estructura lateral 400.

[0155] El par de la unidad de estructura lateral 400 puede cubrir dos lados de las celdas de batería 100 en la dirección de anchura (dirección del eje X).

[0156] El par de unidades de estructura lateral 400 puede comprender una resina plástica, y puede soportar las celdas de batería 100 y garantizar la resistencia de las celdas de batería 100, así como formar la forma lateral del paquete de baterías 1 en la dirección de anchura (dirección del eje X). Además, cada una del par de unidades de estructura lateral 400 puede alojar el borne conector 290.

[0157] El paquete de baterías 1 puede incluir el miembro de relleno 500.

[0158] El miembro de relleno 500 puede rellenarse en un espacio entre la unidad de refrigeración 300 y la pluralidad de celdas de batería 100 en la dirección de altura (dirección del eje Z) del paquete de baterías 1. En la Figura 2, el miembro de relleno 500 se indica mediante una línea discontinua en forma de prisma hexaédrico para facilitar la comprensión, y el miembro de relleno 500 puede estar completamente lleno en el espacio entre la unidad de refrigeración 300 y la pluralidad de celdas de batería 100.

[0159] El miembro de relleno 500 puede cubrir los lados superior e inferior del paquete de baterías 1 (ver Figura 2) para formar una estructura de caja de paquete del paquete de baterías 1 junto con la unidad de estructura lateral 400. Además, el miembro de relleno 500 no sólo puede fijar la pluralidad de celdas de batería 100 de forma más estable, sino también aumentar la eficiencia de disipación térmica de la pluralidad de celdas de batería 100, mejorando así el rendimiento de refrigeración de las celdas de batería 100.

[0160] El miembro de relleno 500 puede comprender una resina de encapsulado. La resina de encapsulado puede formarse inyectando un material de resina fino en la pluralidad de celdas de batería 100 y curándolo. En este caso, la inyección del material de resina puede realizarse a temperatura ambiente de unos 15 °C a 25 °C para evitar daños térmicos en la pluralidad de celdas de batería 100.

[0161] Específicamente, el miembro de relleno 500 puede comprender una resina de silicona. El miembro de relleno 500 no está limitado a esto, y puede comprender cualquier otro material de resina capaz de asegurar las celdas de batería 100 y mejorar la eficiencia de disipación térmica.

[0162] Más específicamente, el miembro de relleno 500 puede cubrir el área sin contacto entre las celdas de batería 100 y el tubo de refrigeración 310, y de este modo guiar el equilibrio térmico de las celdas de batería 100, y así es posible evitar el desequilibrio de refrigeración de las celdas de batería 100 y prevenir la degradación local de las celdas de batería 100. Además, es posible mejorar notablemente la seguridad de las celdas de batería 100 mediante la prevención de la degradación local de las celdas de batería 100.

[0163] Además, el miembro de relleno 500 puede actuar como aislante para obstruir el flujo de corriente a las celdas de batería 100 adyacentes cuando se produce un daño debido a una situación anormal en al menos una celda de batería 100 específica entre la pluralidad de celdas de batería 100.

[0164] Además, el miembro de relleno 500 puede incluir un material que tenga un alto rendimiento térmico específico. Por consiguiente, el miembro de relleno 500 puede aumentar la masa térmica, y por lo tanto es posible retrasar el aumento de la temperatura de las celdas de batería 100 durante la carga/descarga rápida de las celdas de batería 100, evitando así un rápido aumento de la temperatura de las celdas de batería 100.

[0165] Además, el miembro de relleno 500 puede incluir burbujas de vidrio. La burbuja de vidrio puede reducir el peso específico del miembro de relleno 500, y aumentar así la densidad de energía en comparación con el peso.

[0166] Además, el miembro de relleno 500 puede incluir un material que tenga un alto rendimiento de resistencia al calor. Por consiguiente, el miembro de relleno 500 puede prevenir eficazmente la fuga térmica a las celdas de batería adyacentes cuando se produce un evento térmico debido a un sobrecalentamiento en al menos una celda de batería 100 específica entre la pluralidad de celdas de batería 100.

[0167] Además, el miembro de relleno 500 puede estar formado por un material de altas prestaciones ignífugas. Por consiguiente, el miembro de relleno 500 puede minimizar los riesgos de incendio cuando se produce un evento térmico debido a un sobrecalentamiento en al menos una celda de batería 100 específica entre la pluralidad de celdas de batería 100.

[0168] Además de las celdas de batería 100, el miembro de relleno 500 puede rellenarse en el conjunto de barras colectoras 200. Específicamente, el miembro de relleno 500 puede rellenarse en el conjunto de barras colectoras 200 para cubrir el lado superior del conjunto de barras colectoras 200.

[0169] En este caso, el miembro de relleno 500 puede rellenarse continuamente entre el conjunto de barras colectoras 200 y las celdas de batería 100 sin que se produzca una interrupción o separación entre el conjunto de barras colectoras 200 y las celdas de batería 100 en la dirección arriba-abajo (dirección del eje Z) de las celdas de batería 100.

[0170] Dado que el miembro de relleno 500 según esta realización se rellena continuamente en las celdas de batería 100 y el conjunto de barras colectoras 200 sin discontinuidad, es posible lograr una distribución uniforme del calor en la zona entre las celdas de batería 100 y el conjunto de barras colectoras 200 sin desequilibrio en la distribución del calor, mejorando así notablemente el rendimiento de refrigeración del paquete de baterías 1.

[0171] Asimismo, el miembro de relleno 500 puede llenarse para cubrir el área excepto el lado lateral exterior de la unidad de estructura lateral 400. En este caso, el miembro de relleno 500 puede rellenarse continuamente en las celdas de batería 100, el conjunto de barras colectoras 200 y la unidad de refrigeración 300 sin discontinuidad. Por consiguiente, es posible mejorar aún más el rendimiento de refrigeración del paquete de baterías 1.

[0172] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá con más detalle la formación de la estructura de la caja del paquete mediante la inyección del miembro de relleno 500.

[0173] La Figura 18 es un diagrama que ilustra la inyección del miembro de relleno del paquete de baterías de la Figura 1. Haciendo referencia a la Figura 18, un fabricante puede formar la estructura de la caja del paquete de las partes superior e inferior del paquete de baterías 1 (ver Figura 2) a través del miembro de relleno 500 que comprende el material de resina inyectando y recubriendo el miembro de relleno 500 que comprende la resina de silicona a través de un dispositivo de inyección de resina I. Específicamente, el miembro de relleno 500 puede llenarse hasta que cubra el lado superior del conjunto de barras colectoras 200 en el lado superior (dirección del eje Z) del paquete de baterías 1 y la parte inferior de las celdas de batería 100 en el lado inferior (dirección del eje -Z) del paquete de baterías 1. En el proceso de inyección y recubrimiento del miembro de relleno 500 a través del dispositivo de inyección de resina I, puede disponerse una guía de inyección S en la parte inferior de la unidad de estructura lateral 400 y en al menos una superficie entre las unidades de estructura lateral 400 para evitar fugas hacia abajo (dirección del eje -Z) y laterales (dirección del eje Y) de la resina durante la inyección del miembro de relleno 500. La guía de inyección S puede estar hecha de teflón para permitir un fácil desprendimiento una vez curado el miembro de relleno 500.

[0174] En el proceso de inyección y recubrimiento del miembro de relleno 500, la unidad de estructura lateral 400 puede actuar como molde para soportar las celdas de batería 100 y la unidad de refrigeración 300 junto con la guía de inyección S y evitar fugas de resina.

[0175] Asimismo, los soportes de fijación 380, 390 de la unidad de refrigeración 300 pueden soportar el conjunto de barras colectoras 200 y guiar la colocación de la unidad de barras colectoras de conexión 230 del conjunto de barras colectoras 200 en su posición, evitando así eficazmente la mala colocación o desalineación de la unidad de barra colectora de conexión 230 que puede producirse durante la inyección del miembro de relleno 500.

[0176] Por consiguiente, en esta realización, dado que la estructura de la caja del paquete de baterías 1 (ver Figura 1) se forma a través de la unidad de estructura lateral 400 y el miembro de relleno 500, en comparación con la estructura convencional de caja del paquete formada como conjunto complejo de placas, es posible simplificar el proceso de ensamblaje del paquete de baterías 1 y reducir significativamente el coste de fabricación, mejorando así la competitividad de los precios.

[0177] Asimismo, en esta realización, dado que la estructura de la caja del paquete está formada por la unidad de estructura lateral 400 y el miembro de relleno 500, en comparación con la estructura convencional de caja del paquete que tiene una estructura de marco de celdas que incluye un conjunto de placas, es posible reducir el tamaño total del paquete de baterías 1, aumentando así significativamente la densidad energética.

[0178] La Figura 19 es un diagrama que ilustra un vehículo de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Haciendo referencia a la Figura 19, el vehículo V puede ser un vehículo eléctrico o un vehículo eléctrico híbrido, y puede incluir al menos un paquete de baterías 1 de la realización anterior como fuente de energía.

[0179] En esta realización, dado que el paquete de baterías 1 descrito anteriormente tiene una estructura compacta con un rendimiento de refrigeración mejorado y una alta densidad de energía, es posible proporcionar un alto rendimiento de refrigeración y facilitar una estructura de modularización de la pluralidad de paquetes de baterías 1 cuando se montan en el vehículo 1, y garantizar un grado relativamente alto de libertad en el montaje en diversas formas del espacio interior del vehículo V. Es decir, en esta realización, la estructura de la carcasa del paquete de baterías 1 puede tener un alto rendimiento de refrigeración, es fácil de formar una estructura de modularización y tiene un alto grado de libertad de montaje.

[0180] Además, la dirección longitudinal del al menos un paquete de baterías 1 puede ser perpendicular a la dirección longitudinal del vehículo, de modo que el par de unidades de estructura lateral 400 pueda proteger la pluralidad de celdas de batería 100 en caso de colisión frontal o trasera del vehículo.

[0181] Según las diversas realizaciones descritas anteriormente, es posible dotar al paquete de baterías 1 de un rendimiento de refrigeración mejorado, así como al vehículo V que lo comprenda.

[0182] Además, según las diversas realizaciones descritas anteriormente, es posible dotar al paquete de baterías 1 de una mayor densidad energética y eficiencia de fabricación, así como al vehículo V que lo comprenda.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

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

una pluralidad de celdas de batería (100);

un conjunto de barras colectoras (200) dispuesto en un lado de la pluralidad de celdas de batería, y conectado eléctricamente a la pluralidad de celdas de batería; y

una unidad de refrigeración (300) dispuesta entre la pluralidad de celdas de batería, y fijada al conjunto de barras colectoras,

en donde la unidad de refrigeración incluye:

un tubo de refrigeración (310) formado con una longitud predeterminada a lo largo de una dirección longitudinal del paquete de baterías, y dispuesto entre la pluralidad de celdas de batería;

un canal de refrigeración (350) provisto en el tubo de refrigeración y configurado para hacer circular un fluido refrigerante para enfriar las celdas de batería; y

una entrada/salida de fluido refrigerante (370) conectada al tubo de refrigeración de forma que la entrada/salida de fluido refrigerante esté en comunicación con el canal de refrigeración, y

en donde el conjunto de barras colectoras está conectado y fijado al tubo de refrigeración,caracterizado porquela unidad de refrigeración incluye un soporte de fijación (380, 390) provisto sobre el tubo de refrigeración y conectado al conjunto de barras colectoras.

2. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de refrigeración se proporciona en contacto con dos superficies de las restantes celdas de batería, excepto las dos celdas más externas de la pluralidad de celdas de batería, en la dirección de anchura de la batería.

3. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el soporte de fijación se proporciona en un lado superior del tubo de refrigeración y se inserta en el conjunto de barras colectoras.

4. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el soporte de fijación está formado con una longitud predeterminada a lo largo de una dirección longitudinal del tubo de refrigeración, y dispuesto por debajo del conjunto de barras colectoras.

5. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el conjunto de barras colectoras incluye: una cubierta de barra colectora (240) para cubrir un lado superior de la pluralidad de celdas de batería; y una barra colectora secundaria (250) de una sola capa insertada en la cubierta de la barra colectora y configurada para la conexión eléctrica con los electrodos positivo y negativo de la pluralidad de celdas de batería, y en donde la cubierta de la barra colectora está conectada y fijada al tubo de refrigeración.

6. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la barra colectora secundaria incluye: un puente de barras colectoras (252) insertado en la cubierta de barras colectoras y formado con una longitud predeterminada a lo largo de una dirección de anchura de la batería;

una porción de conexión positiva (254) extendida integralmente y que sobresale del puente de barras colectoras; y

una porción de conexión negativa (256) extendida integralmente desde el puente de barras colectoras y que sobresale en dirección opuesta a la porción de conexión positiva.

7. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la cubierta de barras colectoras incluye: una cubierta principal (242) para cubrir el puente de barras colectoras; y

una cubierta central (246) conectada a la cubierta principal, y formada con una longitud predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal del paquete de baterías para soportar la cubierta principal.

8. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la cubierta de la barra colectora comprende un material aislante.

9. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la cubierta de la barra colectora comprende una película de poliimida.

10. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende;

un miembro de relleno (500) que rellena el espacio entre la unidad de refrigeración y la pluralidad de celdas de batería.

11. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el miembro de relleno comprende una resina de encapsulado.

12. El paquete de batería, de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el miembro de relleno comprende una resina de silicona.

13. Un vehículo, que comprende:

al menos un paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 1.