ES3056652T3 - Battery module, and battery pack and vehicle including same - Google Patents

Abstract

Un módulo de batería según una realización de la presente invención comprende: una pluralidad de celdas de batería cargables/descargables; una caja del módulo que tiene un espacio interno rodeado por una pluralidad de superficies y una abertura que permite la comunicación con el espacio interno, y que aloja la pluralidad de celdas de batería en el espacio interno; y una tapa de extremo para cubrir la abertura de la caja del módulo, en donde la caja del módulo tiene una parte abierta provista en una primera superficie de la pluralidad de superficies y abierta por medio de gas generado a partir de una batería alojada en el espacio interno, de modo que el gas se descarga en la dirección de alejarse de la tapa de extremo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería, y paquete de baterías y vehículo que incluyen el mismo

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente descripción se refiere a un módulo de batería, y a un paquete de baterías y a un vehículo que incluyen el mismo y, más específicamente, se refiere a un módulo de batería que tiene múltiples celdas de batería capaces de cargarse y descargarse, y a un paquete de baterías y a un vehículo que incluyen el módulo de batería.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] En general, las baterías secundarias se refieren a baterías capaces de cargarse y descargarse repetidamente como, por ejemplo, baterías de iones de litio, baterías de polímero de litio, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, y similares. La tensión de salida de una celda de batería, que es la batería secundaria más fundamental, es de alrededor de 2,5 V a 4,2 V.

[0007] De manera reciente, las baterías secundarias se han aplicado a dispositivos que requieren alta tensión de salida y una gran cantidad de capacidad de carga como, por ejemplo, vehículos eléctricos o ESS (sistemas de almacenamiento de energía, ESS, por sus siglas en inglés) y, por consiguiente, se ha usado ampliamente un paquete de baterías, que se fabrica en una manera de configuración de un módulo de batería conectando múltiples celdas de batería en serie o en paralelo y reconectando múltiples módulos de batería configurados como se describe más arriba en serie o en paralelo.

[0008] Sin embargo, como se describe en la Publicación de Patente Coreana n.º 10-2022-0052183, dado que los módulos de batería existentes se fabrican almacenando múltiples celdas de batería que se apilan densamente en una caja metálica sellada, es difícil descargar, cuando se genera gas de ventilación en cualquier celda de batería dentro del módulo de batería, el gas de ventilación al exterior del módulo de batería, y energía térmica se acumula dentro del módulo de batería, provocando una fuga térmica o ignición en serie de otras celdas de batería dentro de un período corto.

[0009] Además, estos módulos de batería existentes no pueden descargar gas de ventilación de alta temperatura y alta presión en una dirección prevista, provocando de este modo daños a otros módulos de batería adyacentes al módulo de batería en el cual ocurre la fuga térmica o la fuga térmica en serie. Además, si la disposición de los módulos de batería incluidos en el paquete de baterías se configura en una estructura en la cual los terminales HV (alta tensión, HV, por sus siglas en inglés) de diferentes módulos de batería se miran entre sí, pueden amplificarse aún más el riesgo y el daño de fuga térmica en serie. El documento KR 20220120001 A describe un módulo de batería que comprende partes de ventilación de gas.

[0010] Explicación de la invención

[0011] Problema técnico

[0012] La presente descripción se ha diseñado para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente descripción está dirigida a proveer un módulo de batería que descarga rápidamente gas de ventilación de una celda de batería alojada dentro del módulo de batería al exterior del módulo de batería, y un paquete de baterías y un vehículo que incluyen el módulo de batería.

[0013] La presente descripción también provee un módulo de batería capaz de controlar la descarga del gas de ventilación en una dirección prevista, y un paquete de baterías y un vehículo que incluyen el módulo de batería.

[0014] Solución técnica

[0015] En un aspecto de la presente descripción, se provee un módulo de batería que comprende: múltiples celdas de batería capaces de cargarse y descargarse; una caja de módulo que tiene un espacio interior rodeado por múltiples superficies y una abertura que lleva al espacio interior, y configurada para alojar las múltiples celdas de batería en el espacio interior; y una cubierta de extremo configurada para cubrir la abertura de la caja de módulo, en donde la caja de módulo incluye una porción abierta provista sobre una primera superficie entre las múltiples superficies y configurada para abrirse por el gas generado a partir de una batería alojada en el espacio interior y descargar el gas en una dirección lejos de la cubierta de extremo.

[0016] La caja de módulo incluye además un orificio de ventilación configurado en la forma de una línea o línea de puntos que se extiende a lo largo del perímetro de la porción abierta y que lleva al espacio interior.

[0017] En una realización, la caja de módulo puede incluir: una estructura de caja que tiene el espacio interior y la abertura; y una cubierta de caja configurada para cubrir la superficie exterior de la estructura de caja.

[0018] En una realización, la estructura de caja puede tener un orificio pasante provisto sobre la primera superficie para llevar al espacio interior, y la cubierta de caja puede incluir la porción abierta provista en una porción de la cubierta de caja que mira al orificio pasante.

[0019] En una realización, la cubierta de caja puede configurarse en la forma de una hoja y fijarse a la estructura de caja para rodear al menos dos superficies en las múltiples superficies.

[0020] En una realización, la cubierta de caja puede incluir: una porción de cubierta que incluye la porción abierta y configurada para cubrir una primera superficie de la estructura de caja; una primera porción de fijación que se extiende desde un extremo de la porción de cubierta y fijada a una segunda superficie de la estructura de caja adyacente a la primera superficie; y una segunda porción de fijación que se extiende desde el otro extremo de la porción de cubierta y fijada a una tercera superficie de la estructura de caja adyacente a la primera superficie.

[0021] En una realización, la cubierta de caja puede estar hecha de un material flexible.

[0022] En una realización, la cubierta de caja puede tener una superficie de fijación que tiene una capa adhesiva provista sobre la misma y puede configurarse para fijarse a la superficie exterior de la estructura de caja usando la superficie de fijación.

[0023] En una realización, la porción abierta puede incluir: una porción delantera configurada para estar separada de la cubierta de caja por la presión del gas y abrir el orificio pasante; y un soporte que tiene un extremo conectado a la porción delantera y el otro extremo conectado a una porción de la cubierta de caja para soportar la porción delantera de modo tal que la porción delantera separada de la cubierta de caja no se desvíe de su posición dentro de un rango predeterminado.

[0024] En una realización, la porción delantera puede configurarse para dividirse en dos o más partes por la presión del gas.

[0025] En una realización, la estructura de caja puede incluir además una viga de bloqueo provista dentro del orificio pasante y configurada para evitar que la porción abierta entre en el orificio pasante.

[0026] En una realización, el módulo de batería puede incluir además un terminal dispuesto en la cubierta de extremo y conectado eléctricamente a las múltiples celdas de batería.

[0027] Un paquete de baterías según otro aspecto de la presente descripción incluye el módulo de batería según cualquiera de las realizaciones descritas más arriba.

[0028] Un vehículo según otro aspecto de la presente descripción incluye el módulo de batería según cualquiera de las realizaciones descritas más arriba.

[0029] Efectos ventajosos

[0030] Según la presente descripción, una caja de módulo que aloja celdas de batería tiene una porción abierta provista sobre una superficie de la caja de módulo y configurada para abrirse por el gas de ventilación de la celda de batería, evitando de este modo que sustancias extrañas entren en el módulo de batería y descargando rápidamente el gas de ventilación de la celda de batería al exterior del módulo de batería. Como resultado, la energía térmica acumulada dentro del módulo de batería puede minimizarse, retrasando de este modo el tiempo de propagación de calor, evitando una fuga térmica o ignición en serie entre las celdas de batería, la explosión del módulo de batería, etc., y mejorando la seguridad del módulo de batería. Además, la porción abierta se provee solo sobre una superficie específica entre varias superficies de la caja de módulo y puede descargar gas de ventilación de alta temperatura y alta presión generado a partir de la celda de batería en una dirección prevista, evitando de este modo el daño a otros módulos de batería adyacentes al módulo de batería y la fuga térmica en serie.

[0031] En particular, dado que la porción abierta se configura para descargar el gas de ventilación de la celda de batería en una dirección lejos de una cubierta de extremo donde se dispone un terminal del módulo de batería, es posible evitar que la estructura de conexión eléctrica del módulo de batería se dañe por el gas de ventilación.

[0032] Además, puede proveerse un orificio pasante en una estructura de caja que constituye el cuerpo principal de la caja de módulo, y una cubierta de caja que tiene la porción abierta puede fijarse a la superficie exterior de la estructura de caja para cubrir o abrir el orificio pasante usando la porción abierta, de modo que puede reducirse el peso general del módulo de batería y puede simplificarse el proceso de fabricación.

[0033] Además, dado que la cubierta de caja se fija a la estructura de caja para rodear al menos dos superficies de las múltiples superficies exteriores de la estructura de caja, es posible evitar que toda la cubierta de caja se separe de la estructura de caja debido a la presión del gas de ventilación.

[0034] Además, puede proveerse una viga de bloqueo dentro del orificio pasante de la estructura de caja, evitando de este modo que la porción abierta de la cubierta de caja, que abre y cierra la abertura del orificio pasante, se rompa por la presión externa y se empuje hacia el orificio pasante.

[0035] Además, las personas con experiencia en la técnica a la cual pertenece la presente descripción podrán comprender claramente a partir de la siguiente descripción que varias realizaciones según la presente descripción pueden resolver varios problemas técnicos no descritos más arriba.

[0036] Breve descripción de los dibujos

[0037] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un módulo de batería según una realización de la presente descripción.

[0038] La FIG.2 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra el módulo de batería que se muestra en la FIG.1. La FIG.3 es una vista ampliada que ilustra el área A1 en la FIG.1.

[0039] La FIG.4 es una vista ampliada que ilustra el área A2 en la FIG.3.

[0040] La FIG.5 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea S1-S1’ en la FIG.3.

[0041] La FIG.6 es una vista en sección transversal que ilustra el estado abierto de la porción abierta que se muestra en la FIG.3.

[0042] La FIG. 7 es un diagrama que ilustra una porción abierta de una caja de módulo según una primera realización modificada.

[0043] La FIG. 8 es un diagrama que ilustra una porción abierta de una caja de módulo según una segunda realización modificada.

[0044] La FIG.9 es un diagrama que ilustra el estado abierto de la porción abierta que se muestra en la FIG.8.

[0045] La FIG. 10 es un diagrama que ilustra una porción abierta de una caja de módulo según una tercera realización modificada.

[0046] La FIG.11 es un diagrama que ilustra el estado abierto de la porción abierta que se muestra en la FIG.10.

[0047] La FIG.12 es un diagrama que ilustra una estructura de caja según una realización modificada.

[0048] La FIG.13 es un diagrama que ilustra un paquete de baterías según una realización de la presente descripción. La FIG.14 es un diagrama que ilustra un vehículo según una realización de la presente descripción.

[0049] Realización preferente de la invención

[0050] En lo sucesivo, se describirán en detalle realizaciones según la presente descripción con referencia a los dibujos anexos para aclarar soluciones correspondientes a los problemas técnicos de la presente descripción. Sin embargo, al describir la presente descripción, puede omitirse una descripción de la tecnología relacionada conocida, que pueda oscurecer el objeto de la presente descripción. Además, los términos usados en la presente memoria descriptiva se definen teniendo en cuenta las funciones en la presente descripción y pueden variar dependiendo de la intensión del diseñador, fabricante, etc., o de las costumbres. Por lo tanto, las definiciones de los términos descritos más abajo deben realizarse según la descripción a lo largo de esta memoria descriptiva.

[0051] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un módulo 10 de batería según una realización de la presente descripción.

[0052] Como se muestra en la FIG. 1, el módulo 10 de batería según una realización de la presente descripción está configurado para alojar múltiples celdas de batería en el mismo. Con tal fin, el módulo 10 de batería incluye una caja 200 de módulo y cubiertas 230 y 240 de extremo.

[0053] Cada una de las celdas de batería alojadas en el módulo 10 de batería es una batería secundaria básica que sirve como una unidad de carga y descarga, y puede configurarse de varias formas. Por ejemplo, cada celda de batería puede configurarse como una batería secundaria tipo bolsa, una batería secundaria cilíndrica, o una batería secundaria prismática.

[0054] La caja 200 de módulo tiene un espacio interior rodeado por múltiples superficies y una abertura que lleva al espacio interior, y se configura para alojar las múltiples celdas de batería en el espacio interior.

[0055] Las cubiertas 230 y 240 de extremo se acoplan a la caja 200 de módulo que aloja las celdas de batería y se configuran para cubrir, de manera hermética, la abertura de la caja 200 de módulo. Terminales T1 y T2 pueden disponerse sobre la superficie exterior de las cubiertas 230 y 240 de extremo para conectarse eléctricamente a las celdas de batería alojadas en el espacio interior.

[0056] En particular, al menos una porción 222 abierta se provee sobre una primera superficie (p. ej., una superficie superior) entre las múltiples superficies de la caja 200 de módulo. Esta porción 222 abierta se configura para abrirse por el gas generado desde una batería alojada en el espacio interior.

[0057] La FIG.2 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra el módulo 10 de batería que se muestra en la FIG.1. Como se muestra en la FIG.2, el módulo 10 de batería puede incluir celdas 100 de batería, una caja 200 de módulo, una primera cubierta 230 de extremo y una segunda cubierta 240 de extremo. En este caso, la “cubierta de extremo” puede también denominarse “estructura de extremo”.

[0058] Como se describe más arriba, la caja 200 de módulo tiene un espacio interior rodeado por múltiples superficies y una abertura que lleva al espacio interior, y aloja las múltiples celdas de batería en el espacio interior.

[0059] Además, la caja 200 de módulo incluye al menos una porción 222 abierta provista sobre una primera superficie (p. ej., la superficie superior) entre múltiples superficies que constituyen el espacio interior de la caja 200 de módulo. Esta porción 222 abierta se configura para abrirse por el gas generado desde una batería alojada en el espacio interior y descargar el gas en una dirección (p. ej., la dirección del eje Z) lejos de las cubiertas 230 y 240 de extremo. En una realización, cada una de las múltiples superficies de la caja 200 de módulo puede configurarse como una única capa metálica.

[0060] En otra realización, la al menos primera superficie entre las múltiples superficies de la caja 200 de módulo puede configurarse como múltiples capas. Por ejemplo, la caja 200 de módulo puede incluir una estructura 210 de caja y una cubierta 220 de caja. En este caso, la “cubierta de caja” puede también denominarse “miembro de cubierta”. La estructura 210 de caja puede corresponder al cuerpo principal de la caja 200 de módulo y puede tener un espacio interior para alojar las celdas de batería y una abertura que lleva al espacio interior. Por ejemplo, la estructura 210 de caja puede configurarse en la forma de un tubo que tiene una superficie superior, una superficie inferior, una superficie lateral izquierda, y una superficie lateral derecha, y aberturas formadas en los extremos frontal y posterior, respectivamente. La estructura 210 de caja puede estar hecha de un material metálico con rigidez y resistencia al calor.

[0061] Al menos un orificio 212 pasante que lleva al espacio interior puede proveerse sobre la superficie superior de las múltiples superficies que constituyen la estructura 210 de caja.

[0062] La cubierta 220 de caja puede configurarse para cubrir la superficie exterior de la estructura 210 de caja. En particular, la cubierta 220 de caja puede tener la porción 222 abierta en una porción de la cubierta 220 de caja que mira al orificio 212 pasante.

[0063] En este caso, la porción 222 abierta de la cubierta 220 de caja puede proveerse de modo tal que el número de porciones abiertas corresponde al número de orificios 212 pasantes de la cubierta 220 de caja. Además, la porción 222 abierta de la cubierta 220 de caja puede configurarse para abrirse por el gas de ventilación de las celdas de batería alojadas en el espacio interior.

[0064] En una realización, la cubierta 220 de caja puede configurarse en la forma de una hoja y puede fijarse a la estructura 210 de caja para rodear al menos dos de las múltiples superficies de la estructura 210 de caja.

[0065] Por ejemplo, la cubierta 220 de caja puede incluir una porción 220a de cubierta provista de la porción 222 abierta y que cubre la superficie superior de la estructura 210 de caja, una primera porción 220b de fijación que se extiende desde un extremo de la porción 220a de cubierta y fijada a una superficie lateral de la estructura 210 de caja adyacente a la superficie superior, y una segunda porción 220c de fijación que se extiende desde el otro extremo de la porción 220a de cubierta y fijada a la otra superficie lateral de la estructura 210 de caja adyacente a la superficie superior.

[0066] Además, la cubierta 220 de caja puede estar hecha de un material con flexibilidad y alta resistencia al calor. Por ejemplo, la cubierta 220 de caja puede estar hecha de un material que incluye uno o más de acero inoxidable, mica, poliimida, poliamida aromática, y fluoropolímero.

[0067] Además, la cubierta 220 de caja puede tener una superficie de fijación fijada a la superficie exterior de la estructura 210 de caja. La superficie de fijación de la cubierta 220 de caja puede tener una capa adhesiva provista sobre la misma. La cubierta 220 de caja puede fijarse a múltiples superficies, incluida la superficie superior de la estructura 210 de caja, mediante el uso de la superficie de fijación provista de una capa adhesiva.

[0068] Mientras tanto, la celda 100 de batería alojada en la caja 200 de módulo descrita más arriba corresponde a una batería secundaria básica que es una unidad de carga y descarga. Esta celda 100 de batería puede configurarse como una celda de batería en forma de bolsa que tiene conductores de electrodos en ambos extremos en la dirección longitudinal (dirección del eje X). En este caso, las celdas de batería alojadas en la caja 200 de módulo pueden alojarse en la caja 200 de módulo en un estado apilado en una dirección (dirección del eje Y).

[0069] Dependiendo de la realización, la celda 100 de batería alojada en la caja 200 de módulo puede también configurarse como una celda de batería prismática o cilíndrica.

[0070] La primera cubierta 230 de extremo puede acoplarse al extremo frontal de la estructura 210 de caja y configurarse para cubrir, de manera hermética, la abertura frontal de la estructura 210 de caja. Además, los terminales T1 y T2 conectados eléctricamente a las celdas de batería alojadas en el espacio interior de la caja 200 de módulo pueden disponerse sobre la superficie exterior de la primera cubierta 230 de extremo. La primera cubierta 230 de extremo puede estar hecha de metal, resina sintética, o una combinación de metal y resina sintética con rigidez y resistencia al calor.

[0071] La segunda cubierta 240 de extremo puede acoplarse al extremo posterior de la estructura 210 de caja y configurarse para cubrir, de manera hermética, la abertura posterior de la estructura 210 de caja. La segunda cubierta 240 de extremo puede estar hecha de metal, resina sintética, o una combinación de metal y resina sintética con rigidez y resistencia al calor.

[0072] La FIG.3 es una vista ampliada que ilustra el área A1 en la FIG.1.

[0073] Como se muestra en la FIG. 3, la porción 222 abierta de la caja 200 de módulo puede incluir una porción 222a delantera y al menos un soporte 222b.

[0074] La porción 222a delantera puede funcionar como un tipo de tapa que abre y cierra la salida de gas de la caja 200 de módulo. Por ejemplo, si no se genera gas desde la celda de batería alojada en la caja 200 de módulo o si la presión del gas es menor que un umbral predeterminado, la porción 222a delantera puede cubrir y cerrar el orificio 212 pasante provisto en la estructura 210 de caja de la caja 200 de módulo.

[0075] Por otro lado, si se genera gas desde la celda de batería alojada en la caja 200 de módulo, la porción 222a delantera puede separarse de la caja 200 de módulo por la presión del gas, abriendo de este modo el orificio 212 pasante de la estructura 210 de caja.

[0076] El soporte 222b puede tener un extremo conectado a la porción 222a delantera y el otro extremo conectado a una porción de la caja 200 de módulo, con exclusión de la porción 222a delantera, soportando de este modo la porción 222a delantera de modo tal que la porción 222a delantera separada de la caja 200 de módulo no se desvía de su posición dentro de un rango predeterminado.

[0077] La porción 222 abierta de la caja 200 de módulo puede proveerse sobre la superficie superior de la caja 200 de módulo formando una muesca o línea de corte correspondiente a la forma de la porción 222 abierta.

[0078] La caja 200 de módulo tiene un orificio 224 de ventilación que se provee en la forma de una línea o línea de puntos que se extiende a lo largo del perímetro de la porción 222 abierta y lleva al espacio interior de la caja 200 de módulo. La FIG.4 es una vista ampliada que ilustra el área A2 en la FIG.3.

[0079] Como se muestra en la FIG. 4, el orificio 224 de ventilación se provee para extenderse en la forma de una línea o línea de puntos a lo largo del perímetro de la porción 222 abierta cerrando el orificio 212 pasante de la caja 200 de módulo.

[0080] En el caso donde la caja 200 de módulo tiene una estructura multicapa que incluye la estructura 210 de caja y la cubierta 220 de caja, el orificio 224 de ventilación puede tener una estructura que pasa a través de la estructura 210 de caja y la cubierta 220 de caja.

[0081] Este orificio 224 de ventilación puede descargar rápidamente el gas al exterior de la caja 200 de módulo incluso si la presión del gas dentro de la caja 200 de módulo no alcanza un nivel capaz de abrir la porción 222 abierta.

[0082] La FIG.5 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea S1-S1’ en la FIG.3.

[0083] Como se muestra en la FIG. 5, si no se genera gas desde la celda de batería dentro de la caja 200 de módulo, la porción 222 abierta de la cubierta 220 de caja puede cubrir y cerrar el orificio 212 pasante de la estructura 210 de caja.

[0084] En este caso, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede tener la misma área superficial que el orificio 212 pasante o puede tener un área superficial mayor que la del orificio 212 pasante.

[0085] Si se genera gas desde la celda de batería dentro de la caja 200 de módulo, pero si la presión del gas no alcanza un nivel capaz de abrir la porción 222 abierta, el gas puede descargarse rápidamente al exterior de la caja 200 de módulo a través del orificio 224 de ventilación.

[0086] La FIG.6 ilustra el estado abierto de la porción 222 abierta que se muestra en la FIG.5.

[0087] Como se muestra en la FIG. 6, si se genera gas desde la celda de batería dentro de la caja 200 de módulo, alcanzando una presión predeterminada o superior, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede separarse de la caja 200 de módulo por la presión del gas, abriendo de este modo el orificio 212 pasante de la estructura 210 de caja.

[0088] Para referencia, si la porción 312 delantera está completamente separada de la caja 200 de módulo debido a la presión del gas, fragmentos de la porción delantera separada pueden provocar varios problemas dentro del paquete de baterías. Para evitar esto, el soporte 222b de la porción 222 abierta puede soportar la porción 222a delantera de modo tal que la porción 312 delantera no se desvíe de su posición dentro de un rango predeterminado.

[0089] Como se describe más arriba, dado que el orificio pasante se provee en la estructura 210 de caja que constituye el cuerpo principal de la caja 200 de módulo, y dado que la cubierta 220 de caja que tiene la porción 222 abierta se fija a la superficie exterior de la estructura 210 de caja para cubrir o abrir el orificio 212 pasante usando la porción 222 abierta, puede reducirse el peso general del módulo de batería y puede simplificarse el proceso de fabricación. Además, dado que la cubierta 220 de caja se fija a la estructura 210 de caja para rodear al menos dos superficies de las múltiples superficies exteriores de la estructura 210 de caja, es posible evitar que toda la cubierta de caja se separe de la estructura de caja debido a la presión del gas de ventilación.

[0090] La FIG. 7 es un diagrama que ilustra una porción abierta de una caja de módulo según una primera realización modificada.

[0091] La FIG. 8 es un diagrama que ilustra una porción abierta de una caja de módulo según una segunda realización modificada.

[0092] Como se muestra en las FIGS. 7 y 8, una porción 222 abierta de una caja 200 de módulo según la primera y segunda realizaciones modificadas puede incluir una porción 222a delantera y un soporte 222b. En particular, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede configurarse para dividirse en dos o más partes por la presión del gas.

[0093] Es decir, como se muestra en la FIG.7, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede configurarse para separarse de la caja 200 de módulo mientras se divide en cuatro partes por una presión de gas predeterminada o superior.

[0094] Un orificio 224 de ventilación separado puede proveerse en la forma de una línea o línea de puntos a lo largo del perímetro de la porción 222 abierta. El orificio 224 de ventilación puede descargar gas por debajo de la presión predeterminada.

[0095] Además, como se muestra en la FIG.8, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede configurarse para separarse de la caja 200 de módulo mientras se divide en cuatro partes por una presión de gas predeterminada o superior.

[0096] Un orificio 224 de ventilación separado puede proveerse en la forma de una línea o línea de puntos a lo largo del perímetro de la porción 222 abierta. El orificio 224 de ventilación puede descargar gas por debajo de la presión predeterminada.

[0097] La FIG.9 es un diagrama que ilustra el estado abierto de la porción abierta que se muestra en la FIG.8.

[0098] Como se muestra en la FIG.9, si se genera gas, que alcanza una presión predeterminada o superior, desde la celda de batería dentro de la caja 200 de módulo, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede dividirse en dos partes y separarse de la caja 200 de módulo por la presión del gas, abriendo de este modo el orificio 212 pasante de la estructura 210 de caja. En este caso, la porción 222a delantera puede abrir el orificio 212 pasante, comenzando desde su centro.

[0099] La FIG. 10 es un diagrama que ilustra una porción abierta de una caja de módulo según una tercera realización modificada.

[0100] Como se muestra en la FIG. 10, una porción 222 abierta de una caja 200 de módulo según una tercera realización modificada puede incluir una porción 222a delantera y un soporte 222b. En particular, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede configurarse para dividirse en dos partes por la presión del gas.

[0101] Un orificio 224 de ventilación separado puede proveerse en la forma de una línea o línea de puntos a lo largo del perímetro de la porción 222 abierta. El orificio 224 de ventilación puede descargar gas por debajo de la presión predeterminada.

[0102] La FIG.11 es un diagrama que ilustra el estado abierto de la porción abierta que se muestra en la FIG.10.

[0103] Como se muestra en la FIG. 11, si se genera gas, que alcanza una presión predeterminada o superior, desde la celda de batería dentro de la caja 200 de módulo, la porción 222a delantera de la porción 222 abierta puede dividirse en dos partes y separarse de la caja 200 de módulo por la presión del gas, abriendo de este modo el orificio 212 pasante de la estructura 210 de caja. En este caso, la porción 222a delantera puede abrir el orificio 212 pasante, comenzando desde sus bordes. En este caso, el gas o la llama descargados a través del orificio 212 pasante pueden guiarse en ambas direcciones laterales (dirección del eje ±Y).

[0104] La FIG.12 es un diagrama que ilustra una estructura 210A de caja según una realización modificada.

[0105] Como se muestra en la FIG. 12, una estructura 210A de caja según una realización modificada puede tener un espacio interior rodeado por múltiples superficies exteriores y puede configurarse para alojar al menos una celda de batería en el espacio interior. Por ejemplo, la estructura 210A de caja puede configurarse en la forma de un tubo que tiene una superficie superior, una superficie inferior, una superficie lateral izquierda, y una superficie lateral derecha, y aberturas formadas en los extremos frontal y posterior, respectivamente. La estructura 210A de caja puede estar hecha de un material metálico con rigidez y resistencia al calor.

[0106] Además, al menos un orificio 212 pasante que lleva al espacio interior de la estructura 210A de caja puede proveerse sobre la superficie superior de las múltiples superficies exteriores que constituyen la estructura 210A de caja.

[0107] En particular, la estructura 210A de caja puede tener una viga 214 de bloqueo provista dentro del orificio 212 pasante. Esta viga 214 de bloqueo puede configurarse para evitar que la porción 222 abierta de la cubierta 220 de caja se rompa por la presión externa y entre en el orificio 212 pasante.

[0108] La FIG.13 es un diagrama que ilustra un paquete 20 de baterías según una realización de la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 13, un paquete 20 de baterías según una realización de la presente descripción puede incluir el módulo 10 de batería según las varias realizaciones descritas más arriba. Además, el paquete 20 de baterías puede incluir además una caja de paquete que aloja uno o más módulos 10 de batería.

[0109] La caja de paquete puede incluir una bandeja 22 de paquete que tiene un espacio de alojamiento para alojar múltiples módulos de batería y una tapa 24 de paquete que cubre la abertura superior de la bandeja 22 de paquete. La bandeja 22 de paquete puede incluir vigas 22a transversales que dividen el espacio de alojamiento. Además, un canal 22b de gas para descargar el gas de ventilación generado desde cada módulo 10 de batería puede proveerse en la pared de la bandeja 22 de paquete que forma el espacio de alojamiento. Por ejemplo, el canal 22b de gas puede proveerse de modo tal que el gas de ventilación del módulo de batería ubicado en el lado izquierdo de la viga 22a transversal se descarga en la dirección izquierda y de modo tal que el gas de ventilación del módulo de batería ubicado en el lado derecho de la misma se descarga en la dirección derecha.

[0110] Además, el paquete 20 de baterías puede incluir además una variedad de equipos eléctricos (no se muestran) que controlan la operación de carga y descarga del módulo 10 de batería alojado en la caja de paquete o las celdas de batería incluidas en el módulo 10 de batería o monitoriza el SOC (estado de carga, SOC, por sus siglas en inglés), SOH (estado de salud, SOH, por sus siglas en inglés), y similares. Los equipos eléctricos pueden alojarse en la caja de paquete junto con el módulo 10 de batería.

[0111] La FIG.14 es un diagrama que ilustra un vehículo 2 según una realización de la presente descripción.

[0112] Como se muestra en la FIG. 14, un vehículo 2 según una realización de la presente descripción puede incluir el módulo 10 de batería según las varias realizaciones descritas más arriba. Por ejemplo, el vehículo 2 puede incluir un paquete 20 de baterías que contiene uno o más módulos 10 de batería. En este caso, el módulo 10 de batería o el paquete 20 de baterías que incluye el mismo pueden proveer energía eléctrica requerida para varias operaciones del vehículo 2.

[0113] Para referencia, el módulo 10 de batería según la presente descripción puede aplicarse a varios dispositivos eléctricos o sistemas eléctricos además de los vehículos, y puede también aplicarse a ESS (sistemas de almacenamiento de energía).

[0114] Como se describe más arriba, según la presente descripción, una caja de módulo que aloja celdas de batería puede tener una porción abierta provista sobre una superficie de la caja de módulo y configurada para abrirse por el gas de ventilación de la celda de batería, evitando de este modo que sustancias extrañas entren en el módulo de batería y descargando rápidamente el gas de ventilación de la celda de batería al exterior del módulo de batería. Como resultado, la energía térmica acumulada dentro del módulo de batería puede minimizarse, retrasando de este modo el tiempo de propagación de calor, evitando una fuga térmica o ignición en serie entre las celdas de batería, la explosión del módulo de batería, etc., y mejorando la seguridad del módulo de batería.

[0115] Además, la porción abierta se puede proveer solo sobre una superficie específica entre las varias superficies de la caja de módulo y puede descargar gas de ventilación de alta temperatura y alta presión generado a partir de la celda de batería en una dirección prevista, evitando de este modo el daño a otros módulos de batería adyacentes al módulo de batería y la fuga térmica en serie.

[0116] En particular, dado que la porción abierta se configura para descargar el gas de ventilación de la celda de batería en una dirección lejos de una cubierta de extremo donde se dispone un terminal del módulo de batería, es posible evitar que la estructura de conexión eléctrica del módulo de batería se dañe por el gas de ventilación.

[0117] Además, dado que un orificio pasante se provee en una estructura de caja que constituye el cuerpo principal de la caja de módulo, y dado que una cubierta de caja que tiene la porción abierta se fija a la superficie exterior de la estructura de caja para cubrir o abrir el orificio pasante usando la porción abierta, es posible reducir el peso general del módulo de batería y simplificar el proceso de fabricación.

[0118] Además, dado que la cubierta de caja se fija a la estructura de caja para rodear al menos dos superficies de las múltiples superficies exteriores de la estructura de caja, es posible evitar que toda la cubierta de caja se separe de la estructura de caja debido a la presión del gas de ventilación.

[0119] Además, puede proveerse una viga de bloqueo dentro del orificio pasante de la estructura de caja, evitando de este modo que la porción abierta de la cubierta de caja, que abre y cierra la abertura del orificio pasante, se rompa por la presión externa y se empuje hacia el orificio pasante.

[0120] Además, huelga decir que las realizaciones según la presente descripción pueden resolver varios problemas técnicos distintos de los descritos en esta memoria descriptiva en el campo técnico relevante, así como campos técnicos relacionados.

[0121] Hasta aquí, la presente descripción se ha descrito con referencia a realizaciones específicas. Sin embargo, las personas con experiencia en la técnica comprenderán claramente que varias realizaciones modificadas pueden implementarse dentro del alcance técnico de la presente descripción. Por lo tanto, las realizaciones previamente descritas deben considerarse como previstas para describir la presente descripción, en lugar de previstas para limitar la presente descripción. En otras palabras, el verdadero alcance de la idea técnica de la presente descripción se muestra en las reivindicaciones.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Un módulo (10) de batería que comprende:

múltiples celdas (100) de batería capaces de cargarse y descargarse;

una caja (200) de módulo que tiene un espacio interior rodeado por múltiples superficies y una abertura que lleva al espacio interior, y configurada para alojar las múltiples celdas (100) de batería en el espacio interior; y

una cubierta (230, 240) de extremo configurada para cubrir la abertura de la caja (200) de módulo,

en donde la caja (200) de módulo comprende una porción (222) abierta provista sobre una primera superficie entre las múltiples superficies y configurada para abrirse por el gas generado desde una celda de batería alojada en el espacio interior y descargar el gas en una dirección lejos de la cubierta (230, 240) de extremo,

en donde la caja (200) de módulo comprende además un orificio (224) de ventilación configurado en la forma de una línea o línea de puntos que se extiende a lo largo del perímetro de la porción (222) abierta y que lleva al espacio interior.

2. El módulo (10) de batería según la reivindicación 1,

en donde la caja (200) de módulo comprende:

una estructura (210) de caja que tiene el espacio interior y la abertura (230, 240); y

una cubierta (220) de caja configurada para cubrir una superficie exterior de la estructura (210) de caja.

3. El módulo (10) de batería según la reivindicación 2,

en donde la estructura (210) de caja tiene un orificio (212) pasante provisto sobre la primera superficie para llevar al espacio interior, y

en donde la cubierta (220) de caja comprende la porción (222) abierta provista en una porción de la cubierta (220) de caja que mira al orificio (212) pasante.

4. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3,

en donde la cubierta (220) de caja se configura en la forma de una hoja y está configurada para fijarse a la estructura (210) de caja para rodear al menos dos superficies entre las múltiples superficies.

5. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3,

en donde la cubierta (220) de caja comprende:

una porción (220) de cubierta que comprende la porción (222) abierta y configurada para cubrir una primera superficie de la estructura (210) de caja;

una primera porción (220b) de fijación que se extiende desde un extremo de la porción (220a) de cubierta y fijada a una segunda superficie de la estructura de caja adyacente a la primera superficie; y

una segunda porción de fijación que se extiende desde el otro extremo de la porción de cubierta y fijada a una tercera superficie de la estructura (210) de caja adyacente a la primera superficie.

6. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3,

en donde la cubierta (220) de caja está hecha de un material flexible.

7. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3,

en donde la cubierta (220) de caja tiene una superficie de fijación que tiene una capa adhesiva provista sobre la misma y está configurada para fijarse a la superficie exterior de la estructura (210) de caja usando la superficie de fijación.

8. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3,

en donde la porción (222) abierta comprende:

una porción (222a) delantera configurada para separarse de la cubierta (220) de caja por la presión del gas y abrir el orificio (212) pasante; y

un soporte (222b) que tiene un extremo conectado a la porción (222a) delantera y el otro extremo conectado a una porción de la cubierta (220) de caja para soportar la porción (222a) delantera de modo tal que la porción (222a) delantera separada de la cubierta (220) de caja no se desvía de su posición dentro de un rango predeterminado.

9. El módulo (10) de batería según la reivindicación 8,

en donde la porción (222a) delantera se configura para dividirse en dos o más partes por la presión del gas.

10. El módulo (10) de batería según la reivindicación 3,

en donde la estructura (210) de caja comprende además una viga (214) de bloqueo provista dentro del orificio (212) pasante y configurada para evitar que la porción (222) abierta entre en el orificio (212) pasante.

11. El módulo (10) de batería según la reivindicación 1,

que además comprende un terminal (T1, T2) dispuesto sobre la cubierta (230, 240) de extremo y conectado eléctricamente a las múltiples celdas (100) de batería.

12. Un paquete (20) de baterías que comprende el módulo (10) de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Un vehículo (2) que comprende el módulo (10) de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.