ES3057144T3

ES3057144T3 - Battery module and battery pack including the same

Info

Publication number: ES3057144T3
Application number: ES22759934T
Authority: ES
Inventors: Kwangmo Kim; Junyeob Seong; Hyemi Jung; Dayoung Byoun
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2026-02-26
Anticipated expiration: 2042-02-08
Also published as: US20230275300A1; WO2022182016A1; CN116261806A; JP7580837B2; EP4187700A4; JP2023534415A; CN116261806B; KR20220120916A; EP4187700B1; EP4187700A1; PL4187700T3

Abstract

Un módulo de batería según una realización de la presente invención comprende: una pila de celdas de batería que comprende una pluralidad de celdas de batería apiladas juntas; un marco de módulo en el que se aloja la pila de celdas de batería; y al menos una estructura de aislamiento de llama interpuesta entre al menos una de las celdas de batería adyacentes entre la pluralidad de celdas de batería y entre la pila de celdas de batería y el marco del módulo, en donde la estructura de aislamiento de llama incluye una primera parte de extensión que se extiende hasta el espacio entre la pila de celdas de batería y el marco del módulo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería y paquete de baterías que incluye el mismo

[0003] Sector de la técnica

[0004] Referencia cruzada a solicitud(es) relacionada(s)

[0005] Esta solicitud reivindica la prioridad y los beneficios de la solicitud de patente coreana n.º 10-2021-0024696 presentada en la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual el 24 de febrero de 2021.

[0006] La presente invención se refiere a un módulo de batería y un paquete de baterías que incluye el mismo, y más concretamente, a un módulo de batería que presenta una seguridad mejorada y a un paquete de baterías que incluye el mismo.

[0007] Antecedentes de la invención

[0008] En la sociedad moderna se utilizan a diario dispositivos móviles como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, videocámaras o cámaras digitales, por lo que se está desarrollando activamente la tecnología relacionada con los dispositivos móviles mencionados anteriormente. Además, una batería secundaria capaz de cargarse y descargarse puede ser un método para resolver la contaminación atmosférica causada por los vehículos de gasolina convencionales que utilizan combustibles fósiles, y puede utilizarse como fuente de energía de un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV) o similares. En consecuencia, existe una necesidad creciente de desarrollar baterías secundarias.

[0009] Las baterías secundarias comercializadas actualmente pueden incluir baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidruro, baterías de níquel-zinc, baterías secundarias de litio y similares. Entre estas baterías, la batería secundaria de litio puede ser la más destacada debido a que tiene poco efecto memoria en comparación con las baterías secundarias a base de níquel, por lo que tiene una carga y descarga libres, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética.

[0010] La batería secundaria de litio puede utilizar principalmente un óxido a base de litio y un material de carbono como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio puede incluir un conjunto de electrodos en el que se disponen una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo a las que se aplican respectivamente el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo, al tiempo que presentan un separador interpuesto entre las mismas, y una carcasa de batería que aloja y sella el conjunto de electrodos junto con un electrolito.

[0011] En general, la batería secundaria de litio puede clasificarse en una batería secundaria de tipo lata, en la que el conjunto de electrodos está integrado en una lata metálica, y una batería secundaria de tipo bolsa, en la que el conjunto de electrodos está integrado en una bolsa de una lámina laminada de aluminio, según la forma de su material exterior.

[0012] La batería secundaria utilizada en un dispositivo pequeño puede tener dos o tres células de batería dispuestas en su interior. Sin embargo, la batería secundaria utilizada en un dispositivo de tamaño mediano a grande, como un automóvil, puede utilizar un módulo de batería en el que una pluralidad de células de batería están conectadas eléctricamente entre sí. Dicho módulo de batería, en el que una pluralidad de células de batería están conectadas en serie o en paralelo entre sí para formar una pila de células de batería, puede tener una capacidad y una potencia mejoradas. Se pueden montar uno o más módulos de batería junto con diversos sistemas de control y protección, como una unidad de desconexión de batería (BDU), un sistema de gestión de batería (BMS), un sistema de enfriamiento y similares, para formar un paquete de baterías.

[0013] La FIG.1 es una vista en perspectiva de un módulo de batería convencional.

[0014] Haciendo referencia a la FIG.1, un módulo 10 de batería convencional puede fabricarse alojando una pila de células de batería (no mostrada) en un armazón 20 de módulo y, a continuación, uniendo una placa 40 de extremo a una parte abierta del armazón 20 de módulo. En este caso, la pila de células de batería alojada en el armazón 20 de módulo puede tener una estructura en la que se apilan una pluralidad de células de batería. En consecuencia, cuando se produce una fuga térmica en cualquiera de las células de batería, el calor y las llamas que se producen en la célula correspondiente pueden propagarse fácilmente a una célula de batería adyacente. Además, el riesgo de explosión puede aumentar cuando se acumula calor en el módulo de batería, por lo que existe una necesidad creciente de una estructura en la que el calor y las llamas se disipen adecuadamente hacia el exterior sin propagarse a la célula adyacente.

[0015] Se conocen el documento KR 20200107213 relativo a un módulo de sistema de almacenamiento de energía (ESS), el documento WO 2018/059143 relativo a un módulo de batería, el documento WO 2020/180114 relativo a un módulo de batería y el documento CN 211404602 relativo a un módulo de batería de paquete blando.

[0016] Explicación de la invención

[0017] Problema técnico

[0018] Las realizaciones ejemplares de la presente invención proporcionan un módulo de batería en el que se bloquea la transmisión de la llama a una célula de batería adyacente, incluso cuando se produce la ignición en el módulo de batería, y la llama se descarga fácilmente al exterior, y un paquete de baterías que incluye el mismo.

[0019] Sin embargo, el problema técnico que deben resolver las realizaciones ejemplares de la presente invención no se limita al problema mencionado anteriormente, y puede ampliarse de diversas maneras en el alcance de una idea técnica incluida en la presente invención.

[0020] Solución técnica

[0021] Según una realización ejemplar de la presente invención, un módulo de batería incluye: una pila de células de batería que apila una pluralidad de células de batería en la misma; un armazón de módulo que aloja la pila de células de batería; y al menos una estructura de separación de llamas interpuesta entre las células de batería adyacentes de entre las una pluralidad de células de batería, o entre la pila de células de batería y el armazón de módulo, en la que la estructura de separación de llamas incluye una primera parte de extensión que se extiende hasta un espacio entre la pila de células de batería y el armazón de módulo.

[0022] Se pueden proporcionar al menos dos estructuras de separación de llamas, y se pueden colocar una o más células de batería entre dos estructuras de separación de llamas adyacentes entre las estructuras de separación de llamas. Puede colocarse un espacio aislado rodeado por la primera parte de extensión, el armazón de módulo y la pila de células de batería entre las dos estructuras de separación de llamas adyacentes entre las estructuras de separación de llamas.

[0023] Cada una de las una pluralidad de células de batería puede incluir un cable de electrodo, y la estructura de separación de llamas puede incluir una segunda parte de extensión que se extiende de manera correspondiente a una región donde sobresale el cable de electrodo.

[0024] La estructura de separación de llamas puede incluir una abertura situada en al menos una parte del resto, excepto la primera parte de extensión y la segunda parte de extensión.

[0025] La estructura de separación de llamas puede incluir al menos una de una almohadilla de retardo de llamas y una lámina de separación de llamas.

[0026] La almohadilla de retardo de llamas puede incluir una almohadilla de espuma de silicona.

[0027] La estructura de separación de llamas puede incluir la almohadilla de retardo de llamas y la lámina de separación de llamas situada en al menos una parte de al menos una superficie de la almohadilla de retardo de llamas.

[0028] La lámina de separación de llamas puede colocarse de manera correspondiente a la primera parte de extensión. La lámina de separación de llamas puede colocarse de manera correspondiente a la segunda parte de extensión. La lámina de separación de llamas puede incluir al menos uno de carbonato cálcico (CaCO<3>), mica, fibra de vidrio y compuesto de fibra mineral.

[0029] El módulo de batería incluye además: una placa de extremo que cubre las superficies delantera y trasera de la pila de células de batería; y una cubierta aislante dispuesta entre la pila de células de batería y la placa de extremo, en la que una pluralidad de paredes divisorias sobresalen hacia la pila de células de batería desde una superficie interior de la cubierta aislante orientada hacia la pila de células de batería.

[0030] Una pared divisoria de la pluralidad de paredes divisorias incluye un par de subparedes divisorias situadas a ambos lados de la estructura de separación de llamas.

[0031] La cubierta aislante incluye al menos un primer orificio de ventilación situado entre las paredes divisorias adyacentes de entre la pluralidad de paredes divisorias.

[0032] La placa de extremo incluye al menos un segundo orificio de ventilación situado de manera correspondiente al al menos un primer orificio de ventilación.

[0033] Un paquete de baterías según otra realización ejemplar de la presente invención puede incluir el módulo de batería.

[0034] Efectos ventajosos

[0035] Según las realizaciones ejemplares de la presente invención, es posible bloquear la transmisión de la llama desde el punto de ignición hasta la célula de batería adyacente y permitir que la llama se descargue fácilmente al exterior incluyendo el espacio para bloquear la llama que se produce en cualquiera de las células del módulo de batería y la trayectoria a través de la cual la llama puede descargarse desde el espacio.

[0036] Los efectos de la presente invención no se limitan a los efectos mencionados anteriormente, y otros efectos que no se mencionan pueden ser comprendidos de manera obvia por los expertos en la materia a partir de las reivindicaciones.

[0037] Breve descripción de los dibujos

[0038] La FIG.1 es una vista en perspectiva de un módulo de batería convencional.

[0039] La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería según una realización ejemplar de la presente invención.

[0040] La FIG.3 es una vista en perspectiva en despiece del módulo de batería de la FIG.2.

[0041] La FIG.4 es una vista que muestra una parte de una sección transversal tomada a lo largo de a-a’ de la FIG.2. Las FIGS. 5a y 5b son vistas que muestran cada una un ejemplo modificado de una estructura de separación de llamas en una realización ejemplar de la presente invención.

[0042] La FIG. 6 es una vista en perspectiva en despiece que muestra una pila de células de batería en un módulo de batería según otra realización ejemplar de la presente invención.

[0043] La FIG. 7 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería según otra realización ejemplar de la presente invención.

[0044] La FIG. 8 es una vista en perspectiva que muestra la placa de extremo y la cubierta aislante del módulo de batería de la FIG.7, vista desde su interior.

[0045] La FIG.9 es una vista que muestra una parte B en una sección transversal tomada a lo largo de b-b’ de la FIG.7.Realización preferente de la invención

[0046] A continuación, se describen detalladamente realizaciones ejemplares de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, de modo que los expertos en la materia a la que pertenece la presente invención puedan ponerla en práctica fácilmente. La presente invención puede implementarse de diversas formas y no se limita a las realizaciones ejemplares proporcionadas en el presente documento.

[0047] Se omite una parte no relacionada con la descripción con el fin de describir de forma clara la presente invención, y los componentes iguales o similares se indican con el mismo número de referencia en toda la presente memoria descriptiva.

[0048] Además, el tamaño y el grosor de cada componente que se muestra en los dibujos adjuntos se muestran de forma arbitraria para facilitar la explicación y, por tanto, la presente invención no se limita necesariamente al contenido que se muestra en los dibujos. Los grosores se exageran en los dibujos con el fin de representar claramente varias capas y regiones. Además, los grosores de algunas capas y regiones se exageran en los dibujos para facilitar la explicación.

[0049] Además, cuando se hace referencia a un elemento, como una capa, una película, una región o una placa, como “en” o “sobre” otro elemento, el elemento puede estar “directamente sobre” otro elemento o puede haber un tercer elemento interpuesto entre los mismos. Por el contrario, cuando se hace referencia a que un elemento está “directamente sobre” otro elemento, no hay ningún tercer elemento interpuesto entre los mismos. Además, cuando se hace referencia a un elemento como “en” o “sobre” un elemento de referencia, el elemento puede estar situado sobre o debajo del elemento de referencia, y no tiene por qué estar “en” o “sobre” el elemento de referencia en dirección opuesta a la gravedad.

[0050] Además, a lo largo de la presente memoria descriptiva, cuando un elemento “incluye” otro componente, debe entenderse que el elemento puede incluir además un tercer componente en lugar de excluir el tercer componente, a menos que se describa explícitamente lo contrario.

[0051] Además, a lo largo de la memoria descriptiva, la expresión “en el plano” puede indicar un caso en el que un objetivo se ve desde arriba, y la expresión “en la sección transversal” puede indicar un caso en el que una sección transversal de un objetivo tomada a lo largo de una dirección vertical se ve desde su lado.

[0052] A continuación, se describe un módulo de batería según una realización ejemplar de la presente invención haciendo referencia a las FIGS.2 a 4.

[0053] La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería según una realización ejemplar de la presente invención. La FIG.3 es una vista en perspectiva en despiece del módulo de batería de la FIG.2. La FIG.4 es una vista que muestra una parte de una sección transversal tomada a lo largo de a-a’ de la FIG.2.

[0054] Haciendo referencia a las FIGS. 2 a 4, un módulo 100 de batería según una realización ejemplar de la presente invención puede incluir una pila 120 de células de batería que apila una pluralidad de células 110 de batería en la misma, un armazón 200 de módulo que aloja la pila 120 de células de batería y placas 410 y 420 de extremo que cubren respectivamente las superficies delantera y trasera de la pila 120 de células de batería.

[0055] En primer lugar, la célula 110 de batería puede ser preferiblemente una célula de batería de tipo bolsa. Por ejemplo, la célula 110 de batería según esta realización ejemplar puede tener una estructura en la que dos cables 111 y 112 de electrodo están orientados entre sí y cada uno sobresale de ambos extremos de un cuerpo de célula. Más detalladamente, los cables 111 y 112 de electrodo pueden estar conectados cada uno al conjunto de electrodos (no mostrado) y sobresalir del conjunto de electrodos (no mostrado) hacia el exterior de la célula 110 de batería.

[0056] Se puede una proporcionar una pluralidad de células 110 de batería, y la pluralidad de células 110 de batería pueden apilarse para conectarse eléctricamente entre sí y formar la pila 120 de células de batería. Haciendo referencia a la FIG. 3, las células 110 de batería pueden apilarse en una dirección del eje y para formar la pila 120 de células de batería. Un primer armazón 310 de barra colectora puede colocarse en una superficie de la pila 120 de células de batería en una dirección en la que sobresale el cable 111 de electrodo (es decir, la dirección del eje x). Aunque no se muestra específicamente, puede colocarse un segundo armazón de barra colectora en la otra superficie de la pila 120 de células de batería en una dirección en la que sobresale el cable 112 de electrodo (es decir, en la dirección del eje x). La pila 120 de células de batería y el primer armazón 310 de barra colectora se pueden alojar en conjunto en el armazón 200 de módulo. El armazón 200 de módulo puede proteger la pila 120 de células de batería alojada en el armazón 200 de módulo y un componente eléctrico conectado a la misma de un impacto físico externo. Como se muestra en la FIG. 3, el armazón 200 de módulo puede ser un armazón 200 de módulo que tiene forma de placa metálica cuya superficie superior, superficie inferior y ambos lados están integrados entre sí. Es decir, el armazón 200 de módulo que presenta forma de tubo cuadrado puede tener un espacio que aloje la pila 120 de células de batería en su interior, y tener las placas 410 y 420 de extremo acopladas respectivamente a ambos extremos del armazón de módulo, con forma de tubo cuadrado. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y puede utilizar el armazón 200 de módulo de cualquiera de varios tipos. Como posible ejemplo de modificación, también es posible que el armazón 200 de módulo tenga una cubierta superior y un armazón en forma de U combinados entre sí, o una placa inferior y un armazón en forma de U en una dirección inversa combinados entre sí. Sin embargo, el armazón de módulo no se limita a ninguna forma en particular.

[0057] Mientras tanto, el armazón 200 de módulo puede estar abierto en las direcciones en las que sobresalen los cables 111 y 112 de electrodo (es decir, en la dirección del eje x y en la dirección del eje -x), y las placas 410 y 420 de extremo pueden estar situadas cada una en ambos lados abiertos del armazón 200 de módulo. Las dos placas 410 y 420 de extremo pueden denominarse respectivamente primera placa 410 de extremo y segunda placa 420 de extremo. La primera placa 410 de extremo puede unirse al armazón 200 de módulo mientras cubre el primer armazón 310 de barra colectora, y la segunda placa 420 de extremo puede unirse al armazón 200 de módulo mientras cubre el segundo armazón de barra colectora (no mostrado). Es decir, el primer armazón 310 de barra colectora puede colocarse entre la primera placa 410 de extremo y la pila 120 de células de batería, y el segundo armazón de barra colectora (no mostrado) puede colocarse entre la segunda placa 420 de extremo y la pila 120 de células de batería. Además, puede colocarse una cubierta 800 aislante para el aislamiento eléctrico entre la primera placa 410 de extremo y el primer armazón 310 de barra colectora.

[0058] La primera placa 410 de extremo y la segunda placa 420 de extremo pueden colocarse para cubrir respectivamente una superficie y la otra superficie de la pila 120 de células de batería. La primera placa 410 de extremo y la segunda placa 420 de extremo que protegen el primer armazón 310 de barra colectora y los diversos componentes eléctricos conectados al mismo frente a impactos externos, pueden requerir una resistencia predeterminada para este fin y pueden incluir un metal como el aluminio. Además, la primera placa 410 de extremo y la segunda placa 420 de extremo pueden unir respectivamente los bordes del armazón 200 de módulo, correspondientes a las mismas, utilizando un método como la soldadura.

[0059] El primer armazón 310 de barra colectora puede colocarse en una superficie de la pila 120 de células de batería para cubrir la pila 120 de células de batería y guiar simultáneamente la conexión entre la pila 120 de células de batería y un dispositivo externo. En detalle, al menos una de una barra colectora, una barra colectora terminal y un conector de módulo, puede montarse en el primer armazón 310 de barra colectora. En particular, al menos una de la barra colectora, la barra colectora terminal y el conector del módulo puede montarse en una superficie del primer armazón 310 de barra colectora, opuesta a una superficie del mismo orientada hacia la pila de células de batería. Por ejemplo, la FIG.3 muestra que una barra 510 colectora y una barra 520 colectora terminal están montadas en el primer armazón 310 de barra colectora.

[0060] El cable 111 de electrodo de la célula 110 de batería puede doblarse después de pasar a través de una ranura situada en el primer armazón 310 de barra colectora, y unirse a la barra 510 colectora o a la barra 520 colectora terminal. Las células 110 de batería incluidas en la pila 120 de células de batería pueden conectarse en serie o en paralelo entre sí mediante la barra 510 colectora o la barra 520 colectora terminal. Además, el dispositivo externo o un circuito y las células 110 de batería pueden conectarse eléctricamente entre sí a través de la barra 520 colectora terminal expuesta al exterior del módulo 100 de batería.

[0061] El primer armazón 310 de barra colectora puede incluir un material aislado eléctricamente. El primer armazón 310 de barra colectora puede evitar que se produzca un cortocircuito al limitar el contacto de la barra 510 colectora o la barra 520 colectora terminal con las células 110 de batería, excepto en la parte en la que la barra 510 colectora o la barra 520 colectora terminal se une al cable 111 de electrodo.

[0062] Mientras tanto, como se ha descrito anteriormente, el segundo armazón de barra colectora puede colocarse en la otra superficie de la pila 120 de células de batería, y al menos una de la barra colectora, la barra colectora terminal y el conector del módulo puede montarse en el segundo armazón de barra colectora. El cable 112 de electrodo puede unirse a dicha barra colectora.

[0063] La pila 120 de células de batería según esta realización ejemplar puede incluir al menos una estructura 130 de separación de llamas dispuesta entre las células 110 de batería. Es decir, la estructura 130 de separación de llamas puede interponerse entre las células 110 de batería adyacentes entre la pluralidad de células 110 de batería, o entre la pila 120 de células de batería y el armazón 200 de módulo.

[0064] En este caso, la estructura 130 de separación de llamas puede incluir una primera parte 131 de extensión que se extiende hasta un espacio entre una superficie superior de la pila 120 de células de batería y una placa superior del armazón 200 de módulo. Es decir, haciendo referencia a la FIG. 4, una o más células 110 de batería pueden estar dispuestas entre las dos estructuras 130 de separación de llamas, y en este caso, las primeras partes 131 de extensión que se extienden hasta las partes superiores de las dos estructuras 130 de separación de llamas (es decir, la dirección superior del eje z en el dibujo) pueden estar en contacto con el armazón 200 de módulo. Por consiguiente, se proporciona un espacio SP aislado rodeado por las dos primeras partes 131 de extensión, la célula 110 de batería y el armazón 200 de módulo.

[0065] Además, la estructura 130 de separación de llamas puede incluir además una segunda parte 132 de extensión que se extiende de manera correspondiente a una región en la que sobresale el cable de electrodo de la célula 110 de batería.

[0066] Por consiguiente, incluso cuando se produce una ignición en cualquiera de las células 110 de batería, es posible bloquear en la medida de lo posible la propagación del gas y las llamas a la célula 110 de batería adyacente, y permitir que el gas y las llamas se mantengan en el espacio SP aislado. Además, el espacio SP aislado puede extenderse en una dirección en la que se forma la segunda parte 132 de extensión de la estructura 130 de separación de llamas en lugar de conectarse a la célula adyacente, y servir como trayectoria de movimiento de la llama, induciendo así la disipación del gas y la llama hacia el exterior. Es decir, es posible mejorar la seguridad induciendo el movimiento de la llama a lo largo de una trayectoria constante, al tiempo que se bloquea en la medida de lo posible la transmisión de la llama y el calor entre las células.

[0067] La configuración detallada de la estructura 130 de separación de llamas se describe haciendo referencia a las FIGS.

[0068] 5a y 5b.

[0069] Las FIGS. 5a y 5b son vistas que muestran cada una un ejemplo modificado de una estructura de separación de llamas en una realización ejemplar de la presente invención.

[0070] La estructura 130 de separación de llamas puede incluir al menos una de una almohadilla 130a de retardo de llamas y una lámina 130b de separación de llamas para impedir la transmisión del calor y las llamas que se producen en la célula 110 de batería. En este caso, como se muestra en las FIGS. 5a y 5b, la estructura 130 de separación de llamas puede incluir la almohadilla 130a de retardo de llamas y la lámina 130b de separación de llamas colocadas en una superficie de la almohadilla de retardo de llamas. Alternativamente, la estructura 130 de separación de llamas puede incluir la almohadilla 130a de retardo de llamas de una sola capa o la lámina 130b de separación de llamas de una sola capa. Además, la estructura 130 de separación de llamas puede tener una estructura multicapa al incluir además la almohadilla 130a de retardo de llamas y la lámina 130b de separación de llamas en lugar de incluir la almohadilla 130a de retardo de llamas y la lámina 130b de separación de llamas de dos capas. Además, un módulo 100 de batería puede incluir todas las mismas estructuras 130 de separación de llamas proporcionadas en el mismo o las estructuras 130 de separación de llamas configuradas de manera diferente en función de sus posiciones.

[0071] La lámina 130b de separación de llamas puede colocarse completamente sobre una superficie de la almohadilla 130a de retardo de llamas (véase la FIG.5b), o puede colocarse solo en correspondencia con las partes 131 o 132 de extensión primera o segunda de la estructura 130 de separación de llamas (véase la FIG.5a), es decir, una parte donde se requiere directamente la separación de las llamas.

[0072] En este caso, la almohadilla 130a de retardo de llamas puede incluir una almohadilla de espuma de silicona. La almohadilla de espuma de silicona, como una almohadilla de espuma que presenta poros formados en su interior, puede tener una alta estabilidad térmica y química, y excelentes propiedades de retardo de llama y de aislamiento térmico. En particular, es posible garantizar una mejor propiedad de retardo de las llamas utilizando la almohadilla de espuma de silicona fabricada con espuma de silicona termoendurecible. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y puede utilizar adecuadamente cualquier material que tenga excelentes propiedades térmicas como la almohadilla 130a de retardo de llamas.

[0073] La lámina 130b de separación de llamas puede utilizar un material en forma de lámina que incluya al menos uno de carbonato cálcico (CaCO<3>), mica, fibra de vidrio y compuesto de fibra mineral. En particular, la lámina 130b de separación de llamas puede utilizar adecuadamente una lámina de mica. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y puede utilizar adecuadamente cualquier material que tenga excelentes propiedades térmicas como la lámina 130b de separación de llamas.

[0074] A continuación, se describe otra realización ejemplar de la presente invención haciendo referencia a la FIG.6. La FIG. 6 es una vista en perspectiva en despiece que muestra una pila de células de batería en un módulo de batería según otra realización ejemplar de la presente invención.

[0075] Haciendo referencia a la FIG. 6, en otra realización ejemplar de la presente invención, la estructura 130 de separación de llamas puede incluir además una abertura 133 correspondiente a un cuerpo principal de la célula 110 de batería. Es decir, la abertura 133 puede colocarse en al menos una parte del resto de la estructura 130 de separación de llamas, excepto la primera parte 131 de extensión y la segunda parte 132 de extensión. De este modo, es posible reducir la cantidad necesaria de la estructura 130 de separación de llamas, al tiempo que se mantiene el efecto descrito anteriormente de impedir la transmisión del calor y las llamas entre las células e inducir el movimiento de las llamas mediante el uso de la estructura 130 de separación de llamas. Por tanto, es posible reducir el coste de los materiales y el peso total del módulo 100 de batería.

[0076] A continuación, se describe otra realización ejemplar de la presente invención haciendo referencia a las FIGS.7 y 8. La FIG. 7 es una vista en perspectiva que muestra un módulo 101 de batería según otra realización ejemplar de la presente invención. La FIG.8 es una vista en perspectiva que muestra la placa de extremo y la cubierta aislante del módulo de batería de la FIG. 7, vista desde su interior. La FIG. 9 es una vista que muestra una parte B en una sección transversal tomada a lo largo de b-b’ de la FIG.7.

[0077] Haciendo referencia a las FIGS.7 a 9, según otra realización ejemplar más de la presente invención, la cubierta 800 aislante puede incluir una pluralidad de paredes 810 divisorias situadas en el interior de la misma. Es decir, la pluralidad de paredes 810 divisorias puede colocarse en una superficie interior de la cubierta 800 aislante, en la que la cubierta 800 aislante y la pila 120 de células de batería se enfrentan entre sí. Una pared 810 divisoria de la pluralidad de paredes 810 divisorias puede incluir un par de subparedes 811 divisorias, y las subparedes 811 divisorias pueden estar separadas una con respecto a otra, al tiempo que tienen la segunda parte 132 de extensión de la estructura 130 de separación de llamas interpuesta entre las mismas. En consecuencia, la llama y el calor inducidos entre las estructuras 130 de separación de llamas pueden seguir estando separados e inducirse entre las paredes 810 divisorias.

[0078] La cubierta 800 aislante puede incluir al menos un primer orificio 820 de ventilación situado en una región entre las paredes 810 divisorias. Es decir, la llama inducida en una trayectoria entre las paredes 810 divisorias puede descargarse al exterior de la cubierta 800 aislante a través del primer orificio 820 de ventilación.

[0079] Además, la placa 410 de extremo puede incluir un segundo orificio 411 de ventilación situado en una región correspondiente al primer orificio 820 de ventilación. Es decir, la llama inducida en la trayectoria entre las paredes 810 divisorias y que ha pasado a través del primer orificio 820 de ventilación puede descargarse completamente al exterior a través del segundo orificio 411 de ventilación.

[0080] Es posible bloquear la transmisión de la llama y el gas a otra célula adyacente en la medida de lo posible basándose en esta estructura, incluso cuando se produce una fuga térmica en algunas de las células 110 de batería que provoca la llama y el gas. Además, la llama y el gas que se producen en su interior pueden inducirse a lo largo de la trayectoria de movimiento formada por las partes 131 y 132 de extensión primera y segunda de la estructura 130 de separación de llamas, y descargarse al exterior a través de los orificios 820 y 411 de ventilación primero y segundo formados respectivamente en la cubierta 800 aislante y la placa 410 de extremo. Por tanto, es posible suprimir la acumulación de energía térmica en el módulo 100 de batería bloqueando eficazmente la transmisión de la llama y el gas que se producen en una célula a otra célula e induciendo rápidamente la descarga de la llama y el gas al exterior.

[0081] En esta realización ejemplar se utilizan términos que indican direcciones como delantero, trasero, izquierdo, derecho, arriba y abajo, y estos términos se utilizan únicamente para facilitar la explicación, y pueden variar en función de la posición de un objeto objetivo o de la posición de un observador.

[0082] Uno o más módulos de batería según esta realización ejemplar descrita anteriormente pueden montarse junto con diversos sistemas de control y protección, como un sistema de gestión de batería (BMS), un sistema de enfriamiento y similares, para formar un paquete de baterías.

[0083] El módulo de batería o el paquete de baterías pueden aplicarse a diversos dispositivos. En concreto, el módulo de batería o el paquete de baterías pueden aplicarse a medios de transporte tales como bicicletas eléctricas, vehículos eléctricos, híbridos y similares, sin limitarse a los mismos, y pueden aplicarse a los diversos dispositivos que pueden utilizar las baterías secundarias.

[0084] Descripción de símbolos

[0085] 100, 101: módulo de batería

[0086] 120: pila de células de batería

[0087] 200: armazón de módulo

[0088] 410: primera placa de extremo

[0089] 420: segunda placa de extremo

[0090] 800: cubierta aislante

[0091] 130: estructura de separación de llamas

[0092] 131: primera parte de extensión

[0093] 132: segunda parte de extensión

[0094] 130a: almohadilla de retardo de llamas

[0095] 130b: lámina de separación de llamas

[0096] 810: pared divisoria

[0097] 820: primer orificio de ventilación

[0098] 411: segundo orificio de ventilación

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un módulo de batería que comprende:

una pila (120) de células de batería que apila una pluralidad de células de batería en su interior;

un armazón (200) de módulo que aloja la pila (120) de células de batería; y

al menos una estructura (130) de separación de llamas interpuesta entre las células de batería adyacentes entre la pluralidad de células de batería, o entre la pila (120) de células de batería y el armazón (200) de módulo, en el que la estructura (130) de separación de llamas incluye una primera parte (131) de extensión que se extiende hasta un espacio entre la pila (120) de células de batería y el armazón (200) de módulo,

comprendiendo además el módulo de batería:

una placa (410, 420) de extremo que cubre las superficies delantera y trasera de la pila (120) de células de batería; y una cubierta (800) aislante dispuesta entre la pila (120) de células de batería y la placa (410; 420) de extremo, en el que una pluralidad de paredes (810) divisorias sobresalen hacia la pila (120) de células de batería desde una superficie interior de la cubierta (800) aislante orientada hacia la pila (120) de células de batería,

en el que una pared (810) divisoria de la pluralidad de paredes (810) divisorias incluye un par de subparedes (811) divisorias situadas a ambos lados de la estructura (130) de separación de llamas,

en el que la cubierta (800) aislante incluye al menos un primer orificio (820) de ventilación situado entre las paredes (810) divisorias adyacentes de entre la pluralidad de paredes (810) divisorias, en el que la placa (410) de extremo incluye al menos un segundo orificio (411) de ventilación situado de manera correspondiente al al menos un primer orificio (820) de ventilación.

2. El módulo de batería según la reivindicación 1, en el que

se proporcionan al menos dos estructuras (130) de separación de llamas y una o más células de batería se colocan entre dos estructuras (130) de separación de llamas adyacentes entre las estructuras (130) de separación de llamas.

3. El módulo de batería según la reivindicación 2, en el que

un espacio aislado rodeado por la primera parte (131) de extensión, el armazón (200) de módulo y la pila (120) de células de batería está situado entre las dos estructuras (130) de separación de llamas adyacentes entre las estructuras (130) de separación de llamas.

4. El módulo de batería según la reivindicación 1, en el que

cada una de la pluralidad de células de batería incluye un cable de electrodo, y

la estructura (130) de separación de llamas incluye una segunda parte (132) de extensión que se extiende de manera correspondiente a una región en la que sobresale el cable de electrodo.

5. El módulo de batería según la reivindicación 4, en el que

la estructura (130) de separación de llamas incluye una abertura (133) situada en al menos una parte del resto, excepto la primera parte (131) de extensión y la segunda parte (132) de extensión.

6. El módulo de batería según la reivindicación 4, en el que

la estructura (130) de separación de llamas incluye al menos una almohadilla (130a) de retardo de llamas y una lámina (130b) de separación de llamas.

7. El módulo de batería según la reivindicación 6, en el que

la estructura (130) de separación de llamas incluye la almohadilla (130a) de retardo de llamas y la lámina (130b) de separación de llamas situada en al menos una parte de al menos una superficie de la almohadilla (130a) de retardo de llamas.

8. El módulo de batería según la reivindicación 7, en el que

la lámina (130b) de separación de llamas está colocada de manera correspondiente a la primera parte (131) de extensión.

9. El módulo de batería según la reivindicación 7, en el que

la lámina (130b) de separación de llamas está colocada de manera correspondiente a la segunda parte (132) de extensión.

10. El módulo de batería según la reivindicación 7, en el que

la lámina (130b) de separación de llamas incluye al menos uno de carbonato cálcico (CaCO<3>), mica, fibra de vidrio y compuesto de fibra mineral.

11. Un paquete de baterías que comprende el módulo de batería según la reivindicación 1.