ES3056830T3 - Battery module in which connection between electrode lead and voltage sensing member is simplified, and battery pack including the same - Google Patents
Battery module in which connection between electrode lead and voltage sensing member is simplified, and battery pack including the sameInfo
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Abstract
Un módulo de batería según la presente invención comprende: una pila de celdas que incluye celdas de batería apiladas en una dirección y partes superpuestas de cables formadas por cables de electrodos superpuestos de las celdas de batería; y un miembro de detección de voltaje que tiene una o más partes de detección conectadas directamente a una o más partes superpuestas de cables, en donde cada una de las partes superpuestas de cables y cada una de las partes de detección se pueden unir directamente entre sí mediante clinchado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Módulo de batería en el que se simplifica la conexión entre un elemento de conexión de electrodo y un elemento de detección de tensión, y bloque de baterías que incluye el mismo
[0003] Campo técnico
[0004] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería, y más particularmente a un módulo de batería en el que se mejora una estructura de conexión entre un elemento de detección de tensión y elementos de conexión de electrodo de las celdas de batería para la detección de tensión de las celdas de batería en el módulo de batería, y a un bloque de baterías que incluye el módulo de batería.
[0005] La presente solicitud reivindica prioridad a la solicitud de patente coreana n.º 10-2020-0091074 presentada el 22 de julio de 2020 en la República de Corea.
[0006] Antecedentes de la técnica
[0007] Las baterías semipermanentes, que convierten la energía eléctrica en una forma de energía química y son capaces de cargarse y descargarse repetidamente, se denominan baterías secundarias para distinguirse de las baterías primarias que son incapaces de reutilizarse después de usarse una vez.
[0008] Las baterías secundarias incluyen una batería secundaria de litio, una batería de níquel-cadmio (Ni-Cd), una batería de almacenamiento de plomo, una batería de níquel-hidruro metálico (Ni-MH), una batería de zinc-aire, una batería alcalina de manganeso, y similares. Entre ellas, la batería de almacenamiento de plomo y la batería secundaria de litio son las baterías secundarias más activamente comercializadas.
[0009] En particular, recientemente, la batería secundaria de litio se usa activamente como batería de vehículo eléctrico, debido a ventajas tales como alta densidad de almacenamiento de energía, potencial para el aligeramiento de peso y la miniaturización, excelente estabilidad, baja tasa de descarga, y larga vida útil. Como referencia, la batería secundaria de litio se clasifica generalmente en un tipo cilíndrico, un tipo angular, y un tipo de bolsa dependiendo del tipo de fabricación, y el propósito de uso de la misma abarca una batería de sistema de conmutación electrónica (ESS), otro dispositivo eléctrico, y similares, además de la batería de vehículo eléctrico.
[0010] Actualmente, una batería secundaria de litio (celda) es incapaz de obtener una salida suficiente para accionar un vehículo eléctrico. Para aplicar una batería secundaria como fuente de energía de un vehículo eléctrico, es necesario configurar un módulo de batería en el que una pluralidad de celdas de batería de iones de litio están conectadas en serie y/o en paralelo, y en general, se configura un bloque de baterías que incluye un sistema de gestión de batería (BMS), un sistema de refrigeración, una unidad de desconexión de batería (BDU), cables de cableado eléctrico, y similares, que conectan los módulos de batería en serie y mantienen funcionalmente los mismos.
[0011] Tal como se muestra en la figura 1, cuando un módulo de batería está configurado con una celda de batería secundaria de tipo bolsa, los elementos 1a y 1b de conexión de electrodo de la celda de batería secundaria de tipo bolsa se sueldan a una barra 3 ómnibus mediante un láser. La barra 3 ómnibus está ubicada en una porción delantera o en la porción delantera y una porción trasera del módulo de batería, y la pluralidad de elementos 1a y 1b de conexión de electrodo se sueldan por una barra 3 ómnibus, y por tanto las celdas de batería secundaria están conectadas en serie y en paralelo.
[0012] La información de tensión de las celdas de batería secundaria en el módulo de batería se transmite a un BMS mediante un elemento 5 de detección conectado a cada barra 3 ómnibus, y el BMS controla la carga y descarga de las celdas de batería secundaria monitorizando un estado de cada celda de batería secundaria, basándose en la información de tensión.
[0013] Como elemento 5 de detección se usa un mazo de cables, un cable flexible plano (FFC), una placa de circuito impreso flexible (FPCB), o similar, y en la técnica anterior, el elemento 5 de detección y la barra 3 ómnibus están eléctricamente conectados por compresión de un terminal 6 de soldadura a una porción de extremo del elemento 5 de detección y soldadura del elemento 5 de detección a la barra 3 ómnibus mediante un láser.
[0014] Sin embargo, un método para conectar indirectamente los elementos 1a y 1b de conexión de electrodo y el elemento 5 de detección mediante la barra 3 ómnibus como medio tal como se describió anteriormente es costoso en cuanto a gastos, y no es fácil gestionar la calidad de la soldadura por láser.
[0015] Puede encontrarse técnica anterior adicional en los siguientes documentos:
[0016] El documento KR 20170017132 A se refiere a un clip de dedo para detectar una tensión, que está fuertemente conectado a una celda de batería para detectar una tensión de la celda de batería en un bloque de baterías, y a un
bloque de baterías que incluye el mismo.
[0017] El documento US 2014/0154602 A1 describe un dispositivo de almacenamiento eléctrico, una batería secundaria y una batería de alta tensión, para un vehículo eléctrico, que incluye al menos una pila de celdas de almacenamiento que están concatenadas entre sí. Al menos dos polos de celda de celdas de almacenamiento adyacentes están conectados entre sí mediante al menos un conector de celda de manera eléctricamente conductora. La conexión entre al menos un polo de celda y el conector de celda y/o entre al menos un polo de celda y al menos una barra ómnibus y/o directamente entre dos polos de celda está formada por al menos una conexión de unión por remache comprimida sobre superficie fría.
[0018] Divulgación
[0019] Problema técnico
[0020] La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica anterior, y por tanto la presente divulgación se refiere a simplificar un procedimiento de ensamblaje de un módulo de batería al conectar directamente elementos de conexión de electrodo de celdas de batería con partes de detección correspondientes de un elemento de detección de tensión, sin usar una barra ómnibus.
[0021] Los problemas técnicos que van a resolverse en la presente divulgación no se limitan a lo anterior, y un experto habitual en la técnica podría entender claramente otros problemas que no se mencionan a partir de la descripción de la presente divulgación a continuación.
[0022] Solución técnica
[0023] La presente invención se define por las reivindicaciones independientes 1 y 4. Las reivindicaciones dependientes 2, 3, y 5 a 10 describen características opcionales de la presente invención.
[0024] Efectos ventajosos
[0025] Un módulo de batería según la presente divulgación puede tener una estructura de conjunto simplificada como elementos de conexión de electrodo de celdas de batería y partes de detección correspondientes de un elemento de detección de tensión pueden conectarse y fijarse directamente mediante remachado, sin usar una barra ómnibus. Además, según la presente divulgación, pueden reducirse los costes de fabricación mediante el remachado de un elemento de conexión de electrodo y un elemento de detección de tensión sin una barra ómnibus, en comparación con un método de conexión entre un elemento de conexión de electrodo, una barra ómnibus, y un elemento de detección de tensión según un método de soldadura por láser de la técnica anterior.
[0026] Los efectos de la presente divulgación no se limitan a lo anterior, y un experto habitual en la técnica podría entender claramente efectos que no se mencionan a partir de la presente memoria descriptiva y los dibujos adjuntos.
[0027] Descripción de los dibujos
[0028] La figura 1 es una vista que muestra una porción de un módulo de batería según la técnica anterior,
[0029] la figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcial de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación,
[0030] la figura 3 es una vista que muestra una porción delantera de un módulo de batería, según una realización de la presente divulgación,
[0031] la figura 4 es una vista ampliada parcial de la figura 3,
[0032] la figura 5 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea A-A’ de la figura 4,
[0033] la figura 6 ilustra una vista de procedimiento de remachado de una porción de solapamiento de elemento de conexión y una parte de detección, según una realización de la presente divulgación,
[0034] la figura 7 es una vista correspondiente a la figura 5 y que muestra un ejemplo modificado de una estructura combinada de una porción de solapamiento de elemento de conexión y una parte de detección,
[0035] la figura 8 es una vista de procedimiento de remachado de la porción de solapamiento de elemento de conexión y la parte de detección de la figura 7,
[0036] la figura 9 es una vista correspondiente a la figura 4 y que muestra una configuración de un elemento de sujeción de
elemento de conexión de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación, la figura 10 es una vista que muestra un estado en el que el elemento de sujeción de elemento de conexión de la figura 9 está adherido a un armazón de soporte.
[0037] Modo para la divulgación
[0038] A continuación en el presente documento, se describirán con detalle realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que se permite que el inventor defina los términos de manera apropiada para la mejor explicación. Por tanto, la descripción propuesta en el presente documento es sólo un ejemplo preferible con el propósito de ilustración únicamente, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otros equivalentes y modificaciones a la misma sin apartarse del alcance de la divulgación.
[0039] Se proporcionan realizaciones de la presente divulgación para describir adicionalmente de manera completa la presente divulgación a un experto habitual en la técnica, y por tanto las formas y los tamaños de los elementos en el dibujo pueden exagerarse, omitirse, o mostrarse esquemáticamente para una descripción más clara. Por tanto, el tamaño o la escala de cada elemento no refleja totalmente el tamaño o la escala real.
[0040] La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcial de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación, la figura 3 es una vista que muestra una porción delantera de un módulo de batería, según una realización de la presente divulgación, y la figura 4 es una vista ampliada parcial de la figura 3.
[0041] Haciendo referencia a las figuras 2 a 4, un módulo 10 de batería según la presente divulgación incluye una pila 100 de celdas, un armazón 210 de soporte, y un elemento 300 de detección de tensión.
[0042] La pila 100 de celdas es un conjunto que incluye celdas 110 de batería. Las celdas 110 de batería están erigidas, cada una, en una dirección de arriba-abajo (±Z) y apiladas en una dirección izquierda-derecha (±Y) para formar una pila 100 de celdas.
[0043] Puede añadirse adicionalmente una almohadilla amortiguadora, un perno de refrigeración, o similar, entre las celdas 110 de batería. La almohadilla amortiguadora o el perno de refrigeración puede realizar una función para absorber un choque o emitir calor de manera eficiente de cada celda 110 de batería al exterior.
[0044] Puede aplicarse una celda de batería de tipo bolsa o una celda de batería de tipo angular como celda 110 de batería, y en la presente realización, se aplica la celda 110 de batería de tipo bolsa.
[0045] Aunque no se ilustra con detalle, la celda 110 de batería de tipo bolsa puede incluir un conjunto de electrodos, un electrolito, y un material exterior de bolsa para sellar y alojar el conjunto de electrodos y el electrolito.
[0046] El conjunto de electrodos puede tener una estructura de pila de una placa de electrodo positivo/película de separación/placa de electrodo negativo, la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo incluyen lengüetas de electrodo, y al menos una lengüeta de electrodo está conectada a un elemento de conexión de electrodo. El elemento de conexión de electrodo se extiende desde el interior hasta el exterior del material exterior de bolsa para funcionar como terminal de electrodo de la celda 110 de batería. En este caso, el elemento de conexión de electrodo se refiere colectivamente a un elemento 111a de conexión de electrodo positivo y un elemento 111b de conexión de electrodo negativo.
[0047] El material exterior de bolsa protege los elementos internos, tales como el conjunto de electrodos, el electrolito, y similares, y puede estar configurado en una forma que incluye una película delgada de metal, por ejemplo, una película delgada de aluminio, para complementar una propiedad electroquímica por el conjunto de electrodos y el electrolito y potenciar la disipación de calor o similares. La película delgada de aluminio puede estar dispuesta entre una capa adhesiva interna y una capa de aislamiento formada por un material aislante, para garantizar el aislamiento eléctrico.
[0048] En particular, en el módulo 10 de batería según la presente divulgación, los elementos 111a y 111b de conexión de electrodo de las celdas 110 de batería adyacentes se solapan entre sí en un patrón predeterminado, y por tanto las celdas 110 de batería están conectadas en serie o en serie y paralelo.
[0049] Por ejemplo, cuando se supone que una celda 110 de batería cualquiera es una N<ésima>celda, las siguientes celdas 110 de batería son secuencialmente una N+1ª celda, una N+2ª celda, y así sucesivamente, y cada celda 110 de batería se dispone para orientarse hacia la celda 110 de batería adyacente de manera que las polaridades están en direcciones opuestas, a lo largo de una dirección de apilamiento (eje ±Y), el elemento 111a de conexión de electrodo
positivo de la N<ésima>celda y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo de la N+1ª celda están apilados en una porción delantera de la pila 100 de celdas y el elemento 111a de conexión de electrodo positivo de la N+1ª celda y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo de la N+2ª celda están apilados en una porción trasera de la pila 100 de celdas. Los elementos de conexión de electrodo de las celdas 110 de batería están apilados en un patrón de este tipo y se fijan con un elemento 400 de remache descrito a continuación para conectar las celdas 110 de batería en serie.
[0050] Como otro ejemplo, al formar de dos a tres celdas 110 de batería consecutivas como un grupo, los mismos grupos pueden estar dispuestos de manera que las polaridades se orientan hacia la misma dirección y los elementos 111a de conexión de electrodo positivo de un grupo y los elementos 111b de conexión de electrodo negativo de otro grupo pueden apilarse y remacharse de manera solidaria, conectando de ese modo las celdas 110 de batería en serie y en paralelo.
[0051] Una configuración en la que los elementos de conexión de electrodo se apilan para conectar las celdas 110 de batería en serie o en serie y paralelo como tal se denomina a continuación en el presente documento porción 111 de solapamiento de elemento de conexión.
[0052] El armazón 210 de soporte es una unidad para soportar la pila 100 de celdas, y puede proporcionarse en cada una de la porción delantera y la porción trasera de la pila 100 de celdas.
[0053] El armazón 210 de soporte incluye hendiduras 211 formadas cada intervalo predeterminado a lo largo de la dirección de apilamiento (±Y) de las celdas 110 de batería. La porción 111 de solapamiento de elemento de conexión de la pila 100 de celdas se extrae hasta una porción delantera del armazón 210 de soporte a través de las hendiduras 211. La porción 111 de solapamiento de elemento de conexión que pasó a través de las hendiduras 211 se dobla para orientarse hacia una superficie del armazón 210 de soporte. Puede proporcionarse una placa 213 de aislamiento para impedir un cortocircuito por un objeto metálico arbitrario entre las porciones 111 de solapamiento de elemento de conexión dobladas.
[0054] Un armazón 230 de placa superior puede estar dispuesto en una porción superior del armazón 210 de soporte. El armazón 230 de placa superior es una configuración para cubrir una porción de extremo superior de la pila 100 de celdas, y pueden proporcionarse ambas porciones de extremo de la misma para combinarse con porciones de extremo superiores de dos armazones 210 de soporte mediante bisagras.
[0055] El elemento 300 de detección de tensión es un elemento que funciona para detectar una tensión de nodo de las celdas 110 de batería conectadas en serie, y transmitir información de tensión de cada celda 110 de batería a un sistema de gestión de batería (BMS) (no mostrado). El BMS monitoriza estados de las celdas 110 de batería mediante el elemento 300 de detección de tensión y controla la carga y descarga de las celdas 110 de batería. El elemento 300 de detección de tensión puede implementarse mediante un cable de película, tal como una placa de circuito impreso flexible (FPCB) o un cable flexible plano (FFC).
[0056] La FPCB puede fabricarse disponiendo una placa de pila de láminas de cobre sobre una película de base, laminando una película seca, realizando procedimientos de exposición, desarrollo, y grabado químico para formar líneas conductoras que tienen intervalos regulares, y a continuación adhiriendo una película de capa de recubrimiento. Además, el FFC puede fabricarse disponiendo líneas conductoras sobre una película de base a intervalos regulares, y a continuación laminando una capa de recubrimiento sobre ello.
[0057] El elemento 300 de detección de tensión que tiene una forma de cable de película de este tipo tiene un rendimiento de conducción excelente de las líneas conductoras y garantiza perfectamente el aislamiento entre las líneas conductoras mediante el uso de una película de aislamiento, y por tanto pueden procesarse un gran número de señales con un volumen mínimo.
[0058] Haciendo referencia a la figura 2, el elemento 300 de detección de tensión según la presente divulgación se fabrica en forma de una FPCB, e incluye una primera porción 310 de cuerpo principal dispuesta para extenderse en una dirección longitudinal (eje ±X) de la pila 100 de celdas en una porción superior de la pila 100 de celdas, una segunda porción 320 de cuerpo principal que se extiende en una dirección de anchura (eje ±Y) de la pila 100 de celdas desde ambas porciones de extremo de la primera porción 310 de cuerpo principal, y partes 330 de detección dispuestas para extenderse en ubicaciones correspondientes a las porciones 111 de solapamiento de elemento de conexión de la pila 100 de celdas, respectivamente, desde la segunda porción 320 de cuerpo principal. Puede montarse un conector 340 en un lado de la segunda porción 320 de cuerpo principal, y una señal puede transmitirse a o recibirse desde el conector 340 mediante acceso a otro conector de cable (no mostrado) conectado al BMS.
[0059] Como referencia, el elemento 300 de detección de tensión que está dispuesto en la porción superior de la pila 100 de celdas es para la reducción de distancia de cable y la comodidad de instalación. Cuando se requiera, el elemento 300 de detección de tensión puede estar dispuesto en una ubicación distinta de la porción superior de la pila 100 de celdas.
[0060] A continuación en el presente documento, se describirán una estructura de conexión eléctrica entre cada parte 330 de detección del elemento 300 de detección de tensión y cada porción 111 de solapamiento de elemento de conexión de la pila 100 de celdas, y un método de la misma.
[0061] Tal como se muestra en la figura 3, un terminal 214a de electrodo positivo y un terminal 214b de electrodo negativo del módulo 10 de batería pueden estar dispuestos respectivamente en una porción de extremo izquierda y una porción de extremo derecha del armazón 210 de soporte, y pueden proporcionarse en forma de barras metálicas que tienen porciones de extremo superiores dobladas de manera externa y horizontal. En el terminal 214a de electrodo positivo, puede unirse un elemento de conexión de electrodo positivo de la celda 110 de batería más exterior en un lado en la pila 100 de celdas, y en el terminal 214b de electrodo negativo, puede unirse un elemento de conexión de electrodo negativo de la celda 110 de batería más exterior en el otro lado.
[0062] Los elementos de conexión de electrodo y las partes 330 de detección de las celdas 110 de batería excluyendo los elementos de conexión de electrodo y las partes 330 de detección unidos respectivamente al terminal 214a de electrodo positivo y al terminal 214b de electrodo negativo pueden estar conectados directamente sin una barra ómnibus.
[0063] Tal como se muestra en la figura 4, cada parte 330 de detección se extiende en una dirección hacia abajo desde la segunda porción 320 de cuerpo principal y está dispuesta en una superficie delantera de cada porción 111 de solapamiento de elemento de conexión, y una porción de extremo de cada parte 330 de detección está configurada de manera que se retira una superficie de una película 331 de aislamiento y se expone un terminal 333 de detección. Una porción de extremo de este tipo de la parte 330 de detección se combina con la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión mediante remachado, y por tanto se logra la conducción.
[0064] Dicho de otro modo, la porción de extremo de la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión pueden remacharse en el armazón 210 de soporte mientras se solapan entre sí. Como referencia, es posible remachar y combinar sólo la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión mediante el uso de un dispositivo de remachado que incluye una matriz (no mostrada) y un punzón P. Sin embargo, en este caso, la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión pueden moverse mientras se combinan, debido a un impacto externo o una vibración. A este respecto, la presente realización está configurada de manera que la combinación y fijación de la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión se logran simultáneamente mediante la compresión de la porción de extremo de la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión sobre el armazón 210 de soporte, tal como se muestra en la figura 5.
[0065] En particular, en la presente realización, se proporciona adicionalmente una ranura 216 de remachado en el armazón 210 de soporte para comprimir de manera solidaria la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión al armazón 210 de soporte. La ranura 216 de remachado funciona como matriz para soportar la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión y la parte 330 de detección durante un procedimiento de remachado.
[0066] Una ranura 216 de remachado de este tipo puede incluir una región 216a de borde formada de manera cóncava, y una región 216b central formada de manera convexa con respecto a la región 216a de borde.
[0067] Tal como se describirá a continuación, la ranura 216 de remachado puede fabricarse con un metal, tal como acero inoxidable, para suficientemente resistir una fuerza de presurización del punzón P, y combinarse en el armazón 210 de soporte mediante moldeo por inyección de pieza de inserción.
[0068] A continuación se describirá brevemente un método de remachado de la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión, según la presente realización.
[0069] En primer lugar, tal como se muestra en (a) de la figura 6, una superficie de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión se dispone para orientarse hacia la ranura 216 de remachado del armazón 210 de soporte, y una superficie de la parte 330 de detección se dispone para orientarse hacia otra superficie de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión.
[0070] A continuación, tal como se muestra en (b) de la figura 6, la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión se presurizan con respecto a la ranura 216 de remachado mediante el uso del punzón P. Una región presurizada se mueve en la ranura 216 de remachado, y por tanto se produce una modificación según una forma interna de la ranura 216 de remachado. En este caso, los grosores de la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión fuera de la ranura 216 de remachado no cambian en gran medida, pero las regiones de las mismas dispuestas dentro de la ranura 216 de remachado se comprimen y cambian sus grosores, y por tanto la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión pueden combinarse entre sí.
[0071] Un valor máximo de una fuerza de presurización del punzón P puede preestablecerse según un material o grosor de un material original que va a combinarse, y cuando la fuerza de presurización del punzón P alcanza el valor máximo, el punzón P vuelve a una ubicación original tal como se muestra en (c) de la figura 6.
[0072] Por consiguiente, la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión y la parte 330 de detección puede ajustarse a presión y fijarse fuertemente dentro de la ranura 216 de remachado mientras se solapan entre sí. Aunque no se ilustra, otra porción de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión puede fijarse adicionalmente al armazón 210 de soporte mediante el método anterior.
[0073] La figura 7 es una vista correspondiente a la figura 5 y que muestra un ejemplo modificado de una estructura combinada de una porción de solapamiento de elemento de conexión y una parte de detección, y la figura 8 es una vista de procedimiento de remachado de la porción de solapamiento de elemento de conexión y la parte de detección de la figura 7.
[0074] En la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión según el ejemplo modificado, un orificio H formado para ser menor que un diámetro interno de una ranura 216A de remachado se proporciona en un elemento de conexión de electrodo dispuesto para estar directamente en contacto con el armazón 210 de soporte de entre los elementos de conexión de electrodo.
[0075] Por ejemplo, haciendo referencia a las figuras 7 y 8, en comparación con la realización de la figura 5, el ejemplo modificado tiene el orificio H formado en el elemento 111b de conexión de electrodo negativo y tiene una estructura combinada en la que una porción del elemento 111a de conexión de electrodo positivo está dispuesta entre el elemento 111b de conexión de electrodo negativo y la ranura 216 de remachado mediante el orificio H.
[0076] Según un ejemplo modificado de este tipo, el elemento 111a de conexión de electrodo positivo puede adherirse en ambas superficies del elemento 111b de conexión de electrodo negativo, y puede aumentarse adicionalmente una fuerza adhesiva entre el elemento 111a de conexión de electrodo positivo y la parte 330 de detección. Por tanto, en comparación con la realización descrita anteriormente, el ejemplo modificado puede tener una resistencia de combinación más excelente de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión y la parte 330 de detección. Tal como se describió anteriormente, un método para combinar directamente la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión y la parte 330 de detección mediante remachado no precisa de calor ni chispa, es respetuoso con el medioambiente, y en particular, tiene una excelente eficiencia de coste, en comparación con un método de la técnica anterior para conectar indirectamente la parte de detección y un elemento de conexión de electrodo mediante la realización de soldadura por láser usando una barra ómnibus como medio.
[0077] Además, generalmente, el elemento 111a de conexión de electrodo positivo está fabricado de aluminio (Al) y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo está fabricado de cobre (Cu), y cuando se sueldan y combinan metales diferentes, la resistencia de combinación puede ser baja. Sin embargo, el método de combinación por remachado no se ve dificultado en gran medida por un tipo de un metal, y por tanto es más ventajoso a la hora de combinar los metales diferentes en comparación con el método de soldadura.
[0078] Además, un intervalo de combinación de un material original es amplio en el método de combinación por remachado, y por tanto, a diferencia de la presente realización, es posible configurar la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión apilando dos o al menos tres elementos 111a de conexión de electrodo positivo y elementos 111b de conexión de electrodo negativo y remachando la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión y la parte 330 de detección.
[0079] La figura 9 es una vista correspondiente a la figura 4 y que muestra una configuración de un elemento de sujeción de elemento de conexión de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación, y la figura 10 es una vista que muestra un estado en el que el elemento de sujeción de elemento de conexión de la figura 9 está adherido a un armazón de soporte.
[0080] A continuación, se describirá un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación con referencia a las figuras 9 y 10.
[0081] Números de referencia similares a las realizaciones anteriores indican elementos similares, y se describirán principalmente las diferencias con respecto a las realizaciones anteriores mientras se omiten descripciones redundantes sobre elementos similares.
[0082] El módulo de batería según otra realización de la presente divulgación incluye además un elemento 500 de sujeción de elemento de conexión en comparación con el módulo 10 de batería de las realizaciones anteriores.
[0083] El elemento 500 de sujeción de elemento de conexión es un elemento para impedir el movimiento de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión e impedir la aparición de un cortocircuito.
[0084] Con detalle, el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión incluye un árbol 510, una primera barra 520 de sujeción, y una segunda barra 530 de sujeción. Además, el armazón 210 de soporte puede incluir una varilla 215 de soporte en una porción de extremo inferior del mismo, y al menos un elemento 217 de enclavamiento en una ubicación separada de la varilla 215 de soporte un intervalo predeterminado en una dirección hacia arriba, para unir y desunir el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión.
[0085] El árbol 510 del elemento 500 de sujeción de elemento de conexión tiene una porción de extremo combinada con la varilla 215 de soporte mediante una bisagra para poder girar. Por ejemplo, dicha una porción de extremo del árbol 510 puede insertarse en la varilla 215 de soporte, en una forma de anillo de una forma de arco. Puede haber una pluralidad de los ejes 510.
[0086] La primera barra 520 de sujeción y la segunda barra 530 de sujeción pueden estar conectadas al árbol 510 mientras se extienden en una dirección que atraviesa el árbol 510, y las longitudes de las mismas pueden corresponder a una anchura izquierda-derecha de la pila 100 de celdas.
[0087] La primera barra 520 de sujeción y la segunda barra 530 de sujeción pueden estar conectadas al árbol 510 en ubicaciones separada entre sí un intervalo predeterminado tal como para presurizar regiones diferentes de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión.
[0088] Mediante el uso de una configuración de este tipo, mientras que está en el estado tal como se muestra en la figura 9, el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión se hace girar en una dirección hacia arriba de manera que el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión se adhiere a la porción delantera del armazón 210 de soporte, y el elemento 217 de enclavamiento del armazón 210 de soporte se enclava y bloquea con la primera barra 520 de sujeción.
[0089] En este caso, la primera barra 520 de sujeción puede adherirse a la porción delantera del armazón 210 de soporte de modo que una porción de conexión de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión y la parte 330 de detección se proporciona entre la primera barra 520 de sujeción y el armazón 210 de soporte, y la segunda barra 530 de sujeción puede adherirse a la porción delantera del armazón 210 de soporte de modo que una porción inferior de la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión se proporciona entre la segunda barra 530 de sujeción y el armazón 210 de soporte.
[0090] Según un elemento 500 de sujeción de elemento de conexión de este tipo, a diferencia de las realizaciones anteriores, puede impedirse el movimiento de la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión sin tener que ajustar a presión ni fijar la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión en el armazón 210 de soporte. Dicho de otro modo, es posible conectar directamente sólo la parte 330 de detección y la porción 111 de solapamiento de elemento de conexión mediante remachado, y adherir y fijar las mismas a la porción delantera del armazón 210 de soporte mediante el uso del elemento 500 de sujeción de elemento de conexión.
[0091] Además, en las realizaciones anteriores, la placa 213 de aislamiento se proporciona para prepararse, por ejemplo, para un cortocircuito que se produce inesperadamente cuando un objeto metálico arbitrario está en contacto entre las porciones 111 de solapamiento de elemento de conexión vecinas durante un procedimiento de ensamblaje del módulo de batería, pero en la presente realización, las porciones 111 de solapamiento de elemento de conexión están cubiertas por el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión, y por tanto pueden retirarse las placas 213 de aislamiento y el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión puede realizar una función de impedir un cortocircuito.
[0092] Tal como se describió anteriormente, el módulo 10 de batería según la presente divulgación puede tener una estructura de conjunto simplificada en comparación con el módulo 10 de batería de la técnica anterior al omitir una barra ómnibus que se ha usado generalmente en la técnica anterior para la conexión eléctrica y la detección de tensión de las celdas 110 de batería, y en su lugar conectar y fijar directamente el elemento 300 de detección de tensión y los elementos de conexión de electrodo de las celdas 110 de batería mediante remachado.
[0093] Además, en comparación con el módulo 10 de batería de la técnica anterior en el que el elemento de conexión de electrodo, la barra ómnibus, y el elemento 300 de detección de tensión se combinan mediante un método de soldadura por láser, el módulo 10 de batería de la presente divulgación puede consumir menos costes de fabricación porque se omite la barra ómnibus y se aplica el método de remachado que es relativamente económico.
[0094] Mientras tanto, un bloque de baterías según la presente divulgación puede incluir uno o más módulos de batería según la presente divulgación. Además, el bloque de baterías según la presente divulgación puede incluir adicionalmente, además del módulo de batería, una carcasa de bloque para alojar el módulo de batería, diversos dispositivos para controlar la carga y descarga de cada módulo de batería, por ejemplo, un BMS maestro, un sensor de corriente, un fusible, y similares.
[0095] El módulo de batería según la presente divulgación puede aplicarse a un vehículo, tal como un vehículo eléctrico o
un vehículo híbrido. Dicho de otro modo, el vehículo puede incluir el módulo de batería según la presente divulgación.
[0097] La presente divulgación se ha descrito con detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporciona únicamente a modo de ilustración, dado que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación resultarán evidentes para los expertos en la técnica a partir de esta descripción detallada.
[0099] Mientras tanto, los términos usados para indicar direcciones tales como arriba, abajo, izquierda, y derecha se usan en la presente memoria descriptiva, pero estos términos son meramente por conveniencia de descripción y sería obvio para un experto habitual en la técnica que los términos pueden variar dependiendo de una ubicación de un objeto objetivo o una ubicación de un observador.
Claims (10)
1. REIVINDICACIONES
1. Módulo (10) de batería que comprende:
una pila (100) de celdas que tiene celdas (110) de batería apiladas en una dirección (±Y) y al menos una porción (111) de solapamiento de elemento de conexión formada como elementos (111a, 111b) de conexión de electrodo de las celdas (110) de batería se solapan entre sí;
un elemento (300) de detección de tensión que tiene al menos una parte (330) de detección directamente conectada a la al menos una porción (111) de solapamiento de elemento de conexión,
en el que cada porción (111) de solapamiento de elemento de conexión y cada parte (330) de detección se combinan directamente mediante remachado; y
un armazón (210) de soporte que tiene hendiduras (211) formadas cada intervalo predeterminado a lo largo de una dirección de apilamiento (±Y) de las celdas (110) de batería, estando el armazón (210) de soporte dispuesto en una porción delantera o porción trasera de la pila (100) de celdas,
en el que cada porción (111) de solapamiento de elemento de conexión se extrae hasta una porción delantera del armazón (210) de soporte a través de cada una de las hendiduras (211) y se dispone para orientarse hacia una superficie del armazón (210) de soporte;
caracterizado porque
el armazón (210) de soporte tiene una ranura (216) de remachado, y una región de la porción (111) de solapamiento de elemento de conexión y la parte (330) de detección que se solapan entre sí se ajusta a presión en la ranura (216) de remachado.
2. Módulo (10) de batería según la reivindicación 1, en el que la ranura (216) de remachado comprende: una región (216a) de borde formada de manera cóncava; y
una región (216b) central formada de manera convexa con respecto a la región (216a) de borde.
3. Módulo (10) de batería según la reivindicación 1, en el que un elemento de conexión de electrodo dispuesto para estar directamente en contacto con el armazón (210) de soporte de entre los elementos de conexión de electrodo que forman la porción (111) de solapamiento de elemento de conexión comprende un orificio (H) formado para ser menor que un diámetro (216a) interno de la ranura (216) de remachado.
4. Módulo (10) de batería que comprende:
una pila (100) de celdas que tiene celdas (110) de batería apiladas en una dirección (±Y) y al menos una porción (111) de solapamiento de elemento de conexión formada como elementos (111a, 111b) de conexión de electrodo de las celdas (110) de batería se solapan entre sí;
un elemento (300) de detección de tensión que tiene al menos una parte (330) de detección directamente conectada a la al menos una porción (111) de solapamiento de elemento de conexión,
en el que cada porción (111) de solapamiento de elemento de conexión y cada parte (330) de detección se combinan directamente mediante remachado; y
un armazón (210) de soporte que tiene hendiduras (211) formadas cada intervalo predeterminado a lo largo de una dirección de apilamiento (±Y) de las celdas (110) de batería, estando el armazón (210) de soporte dispuesto en una porción delantera o porción trasera de la pila (100) de celdas,
en el que cada porción (111) de solapamiento de elemento de conexión se extrae hasta una porción delantera del armazón (210) de soporte a través de cada una de las hendiduras (211) y se dispone para orientarse hacia una superficie del armazón (210) de soporte;
caracterizado porque
el módulo (10) de batería comprende además un elemento (500) de sujeción de elemento de conexión que tiene una primera barra (520) de sujeción adherida a la porción delantera del armazón (210) de soporte de modo que una porción de conexión de la porción (111) de solapamiento de elemento de conexión y la al menos una parte (330) de detección se proporciona entre la primera barra (520) de sujeción y el armazón (210) de soporte, estando el elemento (500) de sujeción de elemento de conexión proporcionado de
manera desprendible en el armazón (210) de soporte.
5. Módulo (10) de batería según la reivindicación 4, en el que el elemento (500) de sujeción de elemento de conexión comprende:
un árbol (510) combinado con una porción inferior del armazón (210) de soporte mediante una bisagra y conectado a la primera barra (520) de sujeción; y
una segunda barra (530) de sujeción conectada al árbol (510) y que se extiende en paralelo desde una ubicación separada de la primera barra (520) de sujeción un intervalo predeterminado.
6. Módulo (10) de batería según la reivindicación 5, en el que el armazón (210) de soporte comprende al menos un elemento (217) de enclavamiento proporcionado para combinarse y bloquearse con la primera barra (520) de sujeción.
7. Módulo (10) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento (300) de detección de tensión comprende:
una primera porción (310) de cuerpo principal dispuesta para extenderse en una dirección longitudinal de la pila (100) de celdas en una porción superior de la pila (100) de celdas; y
una segunda porción (320) de cuerpo principal que se extiende en una dirección de anchura de la pila (100) de celdas desde ambas porciones de extremo de la primera porción (310) de cuerpo principal, en el que cada una de la al menos una parte (330) de detección se extiende desde la segunda porción (320) de cuerpo principal para estar en contacto con cada una de la al menos una porción (111) de solapamiento de elemento de conexión.
8. Módulo (10) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el elemento (300) de detección de tensión está formado por un cable flexible plano (FFC) o una placa de circuito impreso flexible (FPCB).
9. Bloque de baterías que comprende el módulo (10) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Vehículo que comprende el bloque de baterías según la reivindicación 9.
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