ES3057240T3 - Battery pack and device including same - Google Patents

Battery pack and device including same

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ES3057240T3 ES22858654T ES22858654T ES3057240T3 ES 3057240 T3 ES3057240 T3 ES 3057240T3 ES 22858654 T ES22858654 T ES 22858654T ES 22858654 T ES22858654 T ES 22858654T ES 3057240 T3 ES3057240 T3 ES 3057240T3
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Byung Do Jang
Hyoungsuk Lee
Donghyun Kim
Juhwan Shin
Yongho Chun
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Un paquete de baterías, según una realización de la presente invención, comprende: un módulo de batería con varias celdas; un marco donde se aloja el módulo de batería; un conjunto de tuberías de refrigerante conectado al módulo de batería; y una carcasa donde se aloja dicho conjunto. La carcasa presenta una abertura en la parte inferior, y el conjunto de tuberías se coloca entre la carcasa y el marco. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Paquete de baterías y dispositivo que incluye el mismo
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente divulgación se refiere a un paquete de baterías y a un dispositivo que incluye el mismo y, más particularmente, a un paquete de baterías que tiene un rendimiento de refrigeración mejorado y a un dispositivo que incluye el mismo.
[0005] Estado de la técnica
[0006] En la sociedad moderna, a medida que dispositivos portátiles, tales como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, videocámaras y cámaras digitales, se han ido utilizando a diario, se ha activado el desarrollo de tecnologías en los campos relacionados con los dispositivos móviles descritos anteriormente. Adicionalmente, las baterías secundarias cargables/descargables se utilizan como fuente de alimentación para vehículos eléctricos (VE), vehículos eléctricos híbridos (VHE), vehículos eléctricos híbridos enchufables (P-HEV) y similares, en un intento por solucionar la contaminación atmosférica y similares causada por los vehículos de gasolina existentes que utilizan combustibles fósiles. Por lo tanto, la demanda de desarrollo de la batería secundaria es cada vez mayor.
[0007] Las baterías secundarias actualmente comercializadas incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de hidrógeno de níquel, baterías de níquel y zinc y baterías secundarias de litio. De entre ellas, la batería secundaria de litio ha saltado a la palestra porque tiene ventajas, por ejemplo, apenas presenta efectos de memoria en comparación con las baterías secundarias a base de níquel, por lo que puede cargarse y descargarse libremente, y tiene una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética.
[0008] Tal batería secundaria de litio utiliza principalmente un óxido a base de litio y un material carbonoso como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que una placa catódica y una placa anódica, estando cada una de ellas recubierta con el material activo catódico y el material activo anódico, están dispuestas con un separador interpuesto entre ellas, y una funda de batería que sella y aloja el conjunto de electrodos junto con una solución electrolítica. Generalmente, la batería secundaria de litio puede clasificarse, en función de la forma del material exterior, en una batería secundaria de tipo lata, en la que el conjunto de electrodos está montado en una lata metálica, y una batería secundaria de tipo bolsa, en la que el conjunto de electrodos está montado en una bolsa de una lámina de aluminio. En el caso de una batería secundaria utilizada para dispositivos de pequeño tamaño, se disponen de dos a tres celdas de batería, pero en el caso de una batería secundaria utilizada para un aparato de tamaño medio o grande, tal como un automóvil, se utiliza un módulo de batería en el que un gran número de celdas de batería están conectadas eléctricamente. En un módulo de batería de este tipo, un gran número de celdas de batería se conectan entre sí en serie o en paralelo para formar un conjunto de celdas, mejorando así la capacidad y producción. Se pueden montar uno o varios módulos de batería junto con diversos sistemas de control y protección, tales como un BMS (sistema de gestión de baterías) y un sistema de refrigeración, para formar un paquete de baterías.
[0009] Cuando la temperatura de la batería secundaria se eleva por encima de una temperatura adecuada, el rendimiento de la batería secundaria puede verse deteriorado y, en el peor de los casos, también existe riesgo de explosión o ignición. En particular, un gran número de baterías secundarias, es decir, un módulo de batería o un paquete de baterías que tienen celdas de batería, puede acumular el calor generado por el gran número de celdas de batería en un espacio reducido, de modo que la temperatura puede aumentar más rápida y excesivamente. En otras palabras, un módulo de batería en el que se apila un gran número de celdas de batería, y un paquete de baterías equipado con tal módulo de batería puede obtener una alta producción, pero no es fácil eliminar el calor generado por las celdas de batería durante la carga y la descarga. Cuando la disipación de calor de la celda de batería no se realiza correctamente, se acelera el deterioro de las celdas de batería, se acorta la vida útil y aumenta la posibilidad de explosión o ignición. Asimismo, en el caso de un módulo de batería de tamaño medio o grande incluido en un paquete de baterías para vehículos, se expone con frecuencia a la luz solar directa y puede encontrarse en condiciones de altas temperaturas, tal como en verano o en zonas desérticas.
[0010] Por lo tanto, cuando se configura un módulo de batería o un paquete de baterías, esto podría ser muy importante para garantizar un rendimiento de refrigeración estable y efectivo. Particularmente, en los últimos años, a medida que aumenta la capacidad de un módulo o paquete de baterías, aumenta la cantidad de calor generado, en donde se requiere una estructura de refrigeración refrigerada por agua en lugar de una estructura de refrigeración refrigerada por aire para controlar la mayor cantidad de generación de calor. En el caso de una estructura de refrigeración refrigerada por agua, el rendimiento de refrigeración es excelente, pero se requiere esencialmente una estructura sellada que impida que el agua de refrigeración se filtre a los componentes eléctricos del interior de un paquete de baterías.
[0011] Dado que la demanda de baterías de mayor capacidad y mejores prestaciones de disipación de calor es consecutiva, puede ser prácticamente necesario desarrollar un paquete de baterías equipado con una estructura sellada estable. Se pueden encontrar ejemplos de antecedentes en los documentos WO2021/221478A1 (publicado el 4 de noviembre de 2021), US8852779B2,
[0012] US2020/365850A1, CN109962191A, KR20200021608A, KR20170130902A, KR20200142240A y KR20180053418A.
[0013] Objeto de la invención
[0014] Problema técnico
[0015] Un objetivo de la presente divulgación consiste en proporcionar un paquete de baterías en el que se mejora en la propiedad de sellado para evitar filtraciones de refrigerante una estructura de refrigeración refrigerada por agua, y un dispositivo que incluya el mismo.
[0016] Sin embargo, el problema a resolver mediante las realizaciones de la presente divulgación no se limita a los problemas descritos anteriormente, y puede ampliarse de diversas formas dentro del alcance de la idea técnica incluida en la presente divulgación.
[0017] Solución técnica
[0018] De acuerdo con la reivindicación independiente 1, se proporciona un paquete de baterías que comprende: un módulo de batería que incluye una pluralidad de celdas de batería; un bastidor de paquete que aloja el módulo de batería; un conjunto de tuberías de refrigerante del paquete que está conectado al módulo de batería; y una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete que aloja en su interior al conjunto de tuberías de refrigerante del paquete. La carcasa de tuberías de refrigerante del paquete presenta una forma en la que una parte inferior está abierta, y el conjunto de tuberías de refrigerante del paquete está situado entre la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete y el bastidor del paquete.
[0019] La carcasa de tuberías de refrigerante del paquete comprende una parte de carcasa en la que se aloja el conjunto de tuberías de refrigerante del paquete y la parte inferior está abierta, y una parte de anclaje que se extiende desde la parte de carcasa y se ancla en el bastidor del paquete.
[0020] El paquete de baterías comprende además una junta situada entre la parte de anclaje y el bastidor del paquete. La parte de anclaje puede anclarse al bastidor del paquete mediante una unión con pernos.
[0021] El módulo de batería puede comprender una pila de celdas de batería en la que se apilan las celdas de batería; un bastidor de módulo que aloja la pila de celdas de batería; un disipador de calor situado debajo de la parte inferior del bastidor del módulo; y puertos de refrigeración que suministran refrigerante al disipador de calor o descargan el refrigerante del disipador de calor.
[0022] El bastidor del módulo puede incluir un saliente de bastidor del módulo que sobresale desde una parte inferior del bastidor del módulo, el puerto de refrigeración puede estar situado en el saliente del bastidor de módulo; y el conjunto de tuberías de refrigerante del paquete puede estar conectado al puerto de refrigeración.
[0023] El módulo de batería puede comprender un primer módulo de batería y un segundo módulo de batería. El saliente de bastidor de módulo del primer módulo de batería puede sobresalir hacia el segundo módulo de batería. El saliente de bastidor de módulo del segundo módulo de batería puede sobresalir hacia el primer módulo de batería.
[0024] El conjunto de tuberías de refrigerante del paquete y la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete pueden estar situados entre el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, y el conjunto de tuberías de refrigerante del paquete puede estar conectado al puerto de refrigeración a través de una parte inferior abierta de la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete.
[0025] La parte inferior del bastidor de módulo puede constituir una placa superior del disipador de calor, y la parte inferior del bastidor de módulo puede entrar en contacto con el refrigerante.
[0026] El conjunto de tuberías de refrigerante del paquete puede comprender una tubería de refrigerante del paquete y un puerto de conexión que conecta la tubería de refrigerante del paquete y el puerto de refrigeración.
[0027] El puerto de refrigeración puede estar insertado en el mismo y acoplado al lado inferior del puerto de conexión, y un miembro de sellado puede estar situado entre el puerto de refrigeración y el puerto de conexión.
[0028] El paquete de baterías puede comprender además una válvula de drenaje que está formada en una región cubierta por la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete y tiene una estructura que se puede abrir y cerrar.
[0029] La válvula de drenaje puede comprender un espaciador en el que se forma una tubería de conexión, y un tapón de drenaje insertado en la tubería de conexión.
[0030] El paquete de baterías puede comprender además un sensor de detección de filtraciones que se aloja en la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete.
[0031] Efectos ventajosos
[0032] De acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación, el rendimiento de refrigeración puede mejorarse mediante la estructura de tipo refrigeración integrada en la que el bastidor de módulo y el disipador de calor están integrados. En ese momento, se forma un puerto de refrigeración en cada uno de los módulos de batería del paquete de baterías, de modo que se pueda presentar un rendimiento de refrigeración uniforme en cada módulo de batería.
[0033] Adicionalmente, un conjunto de tuberías de refrigerante del paquete que transfiere el refrigerante al puerto de refrigeración está alojado en la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, pudiendo evitar, de este modo, que el refrigerante penetre en los componentes eléctricos del interior del paquete de baterías y provoque un incendio o una explosión.
[0034] Además, puesto que se utiliza una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete que tiene una forma en la que una parte inferior está abierta, se puede reducir el número de piezas necesarias y se puede reducir la región que requiere sellado, reduciendo de este modo el riesgo de filtración de refrigerante.
[0035] Los efectos de la presente divulgación no se limitan a los efectos mencionados anteriormente y los expertos en la materia entenderán claramente otros efectos adicionales no descritos anteriormente a partir de la descripción de las reivindicaciones adjuntas.
[0036] Descripción de las figuras
[0037] La Figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
[0038] la Figura 2 es una vista en perspectiva despiezada del módulo de batería de la Figura 1;
[0039] la Figura 3 es una vista en planta de una celda de batería incluida en el módulo de batería de la Figura 2;
[0040] la Figura 4 es una vista que muestra el módulo de batería de la Figura 1 visto desde abajo hacia arriba a lo largo de la dirección del eje Z;
[0041] la Figura 5 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
[0042] la Figura 6 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un paquete de baterías, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, excluyendo una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete;
[0043] la Figura 7 es una vista en perspectiva que muestra un conjunto de tuberías de refrigerante de un paquete, una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete y una junta, de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
[0044] la Figura 8 es una vista en perspectiva parcial que muestra porciones de cada módulo de batería, un conjunto de tuberías de refrigerante del paquete y una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
[0045] la Figura 9 es una vista parcial que muestra un puerto de conexión y un puerto de refrigeración, de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
[0046] la Figura 10 es una vista en perspectiva que muestra una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
[0047] la Figura 11 es una vista en perspectiva, que muestra un estado en el que a la parte inferior abierta de la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete de la Figura 10 se le ha dado la vuelta;
[0048] la Figura 12 es una vista en sección transversal parcial que muestra una porción de una sección transversal cortada a lo largo de la línea de corte A-A' de la Figura 5;
[0049] (a) y (b) de la Figura 13 son vistas parciales de la zona indicada con "B" en la Figura 12 vistas desde diferentes ángulos; y
[0050] la Figura 14 es una vista en perspectiva que muestra un conjunto de tuberías de refrigerante de un paquete, una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, y una cubierta de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con un ejemplo comparativo de la presente divulgación.
[0051] Descripción detallada de la invención
[0052] En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos para que los expertos en la materia puedan llevarlas a cabo fácilmente. La presente divulgación puede modificarse de diversas maneras y no se limita a las realizaciones expuestas en el presente documento. No obstante, la invención está definida únicamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas. Las porciones que sean irrelevantes para la descripción se omitirán para describir claramente la presente divulgación, y los números de referencia similares designan elementos similares en toda la descripción.
[0053] Además, en los dibujos, el tamaño y grosor de cada elemento se ilustran arbitrariamente para facilitar la descripción, y la presente divulgación no está necesariamente limitada a los ilustrados en los dibujos. En los dibujos, el grosor de las capas, regiones, etc., se han exagerado para mayor claridad. En los dibujos, por comodidad de la descripción, los grosores de algunas capas y regiones se han exagerado.
[0054] Adicionalmente, se entenderá que cuando se hace referencia a que un elemento, tal como una capa, película, región o placa está "sobre" o "encima de" otro elemento, puede estar directamente sobre el otro elemento o también puede haber elementos intermedios presentes. Por el contrario, cuando se hace referencia a que un elemento está "directamente sobre" otro elemento, significa que no hay otros elementos intervinientes presentes. Además, la palabra "sobre" o "encima" significa dispuesto sobre o debajo de una porción de referencia, y no significa necesariamente estar dispuesto en el extremo superior de la porción de referencia en dirección opuesta a la gravedad.
[0055] Además, a lo largo de la descripción, cuando se hace referencia a que una porción "incluye" o "comprende" un componente determinado, significa que la porción puede incluir además otros componentes, sin excluir los otros componentes, a menos que se indique lo contrario.
[0056] Además, a lo largo de la descripción, cuando se habla de "en planta", se refiere a cuando una porción objetivo se ve desde el lado superior, y cuando se hace referencia a "sección transversal", significa cuando una porción objetivo se ve desde el lado de una sección transversal cortada verticalmente.
[0057] La Figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La Figura 2 es una vista en perspectiva despiezada del módulo de batería de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en planta de una celda de batería incluida en el módulo de batería de la Figura 2.
[0058] Con referencia a las Figuras 1 a 3, el módulo de batería 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye una pluralidad de celdas de batería 110. Específicamente, el módulo de batería 100 puede incluir una pila de celdas de batería 120 en la que se apilan las celdas de batería 110 y un bastidor de módulo 200 que aloja la pila de celdas de batería 120.
[0059] En primer lugar, la celda de batería 110 puede ser una celda de batería de tipo bolsa. Tal celda de batería de tipo bolsa puede formarse alojando un conjunto de electrodos en una funda de bolsa funda de una hoja laminada que incluye una capa de resina y una capa metálica, y luego fusionando la parte periférica exterior de la funda de bolsa. En ese momento, las celdas de batería 110 pueden estar formadas en una estructura rectangular en forma de hoja como se muestra en la Figura 3.
[0060] Específicamente, la celda de batería 110, de acuerdo con la presente realización, tiene una estructura en la que dos conductores de electrodo 111 y 112 están enfrentados entre sí y sobresalen de un extremo 114a y el otro extremo 114b del cuerpo principal 113 de la celda, respectivamente. La celda de batería 110 puede producirse uniendo ambos extremos 114a y 114b de una funda de celda 114 y una parte lateral 114c que los conecta en un estado en el que un conjunto de electrodos (no mostrado) se aloja en una funda de celda 114. En otras palabras, la celda de batería 110, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, tiene un total de tres piezas de sellado, en donde las partes de sellado tienen una estructura que se sella mediante un método tal como el termosellado, y la otra parte lateral restante puede estar compuesta por una parte de conexión 115. Una dirección paralela a ambos extremos 114a y 114b de la funda de batería 114 puede definirse como una dirección de anchura de la celda de batería 110, y una dirección paralela a una parte lateral 114c que conecta ambos extremos 114a y 114b de la funda de batería 114 y la parte de conexión 115 puede definirse como una dirección de longitud de la celda de batería 110.
[0061] Por otro lado, solo se ha descrito la celda de batería 110 que tiene una estructura en la que los conductores de electrodos 111 y 112 sobresalen en ambas direcciones de un lado y del otro, pero en otra realización de la presente divulgación, ni que decir tiene que hay una celda de batería de tipo bolsa unidireccional disponible en la que los conductores de los electrodos sobresalen juntos en una dirección.
[0062] La celda de batería 110 puede estar compuesta por una pluralidad de números, y la pluralidad de celdas de batería 110 puede apilarse de modo que estén conectadas eléctricamente entre sí, formando de este modo una pila de celdas de batería 120. Particularmente, como se muestra en la Figura 2, una pluralidad de celdas de batería 110 puede apilarse a lo largo de la dirección paralela al eje x. La funda 114 de la celda de batería se forma generalmente en una estructura laminada de capa de resina/capa de película fina de metal/capa de resina. Por ejemplo, cuando la superficie de la funda de batería está formada por una capa de nailon orientado (O-nailon), tiende a deslizarse fácilmente debido a impactos externos cuando se apila una pluralidad de celdas de batería para formar un módulo de batería de tamaño medio o grande. Por lo tanto, para evitar este problema y mantener estable la estructura apilada de las celdas de batería, se puede sujetar un miembro adhesivo tal como un adhesivo de tipo cohesivo, tal como una cinta de doble cara o un adhesivo químico unido por reacción química durante la adhesión, a la superficie de la funda de batería para formar una pila de celdas de batería 120.
[0063] La Figura 4 es una vista que muestra el módulo de batería de la Figura 1 visto desde abajo hacia arriba a lo largo de la dirección del eje Z.
[0064] Con referencia a las Figuras 1, 2 y 4, el bastidor de módulo 200 que aloja la pila de celdas de batería 120 puede incluir un bastidor en forma de U 210 y una cubierta superior 220.
[0065] El bastidor en forma de U 210 puede incluir una parte inferior 210a y dos partes de superficie lateral 210b que se extienden hacia arriba en ambos extremos de la parte inferior 210a. La parte inferior 210a puede cubrir la superficie inferior de la pila de celdas de batería 120, y la parte de superficie lateral 210b puede cubrir ambas superficies laterales de la pila de celdas de batería 120.
[0066] La cubierta superior 220 puede estar formada en una sola estructura en forma de placa que envuelve la superficie inferior envuelta por el bastidor en forma de U 210 y la superficie superior restante (dirección del eje z) excluyendo las dos superficies laterales. La cubierta superior 220 y el bastidor en forma de U 210 pueden unirse mediante soldadura o similar en un estado en el que las porciones de esquina correspondientes están en contacto entre sí, formando de este modo una estructura que cubre la pila de celdas de batería 120 vertical y horizontalmente. La pila de celdas de batería 120 puede estar físicamente protegida a través de la cubierta superior 220 y el bastidor en forma de U 210. Para este fin, la cubierta superior 220 y el bastidor en forma de U 210 pueden incluir un material metálico que tenga una resistencia predeterminada.
[0067] Por otro lado, aunque no se muestra específicamente en la figura, el bastidor de módulo, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, puede ser un mono-bastidor en forma de placa metálica en la que la superficie superior, la superficie inferior y ambas superficies laterales están integradas. Es decir, no se trata de una estructura en la que el bastidor en forma de U 210 y la cubierta superior 220 estén acoplados entre sí, sino una estructura en la que la superficie superior, la superficie inferior y ambas superficies laterales se integran al fabricarse mediante moldeo por extrusión.
[0068] Las placas de extremo 400 pueden estar formadas de modo que estén situadas a ambos lados abiertos del bastidor de módulo 200, opuestas entre sí, para cubrir la pila de celdas de batería 120. Tal placa de extremo 400 puede proteger físicamente la pila de celdas de batería 120 y otros componentes eléctricos de impactos externos.
[0069] Por otro lado, aunque no se muestra específicamente en la figura, entre la pila de celdas de batería 120 y la placa de extremo 400 puede estar situado un bastidor de barra colectora en el que está montada una barra colectora y una cubierta aislante para el aislamiento eléctrico.
[0070] El módulo de batería 100, de acuerdo con la presente realización, puede incluir además un disipador de calor 300 que está situado debajo de la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200. La parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 constituye una placa superior del disipador de calor 300, y la parte rebajada 340 del disipador de calor 300 y la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 pueden formar una vía de flujo de refrigerante. Además, el módulo de batería 100 puede incluir puertos de refrigeración 500 que suministran refrigerante al disipador de calor 300 o descargan el refrigerante del disipador de calor.
[0071] Específicamente, el bastidor de módulo, de acuerdo con la presente realización, puede comprender un saliente de bastidor de módulo 211 que sobresale de la parte inferior del bastidor de módulo 200 de modo que sobresalga hacia el lado exterior de la placa de extremo 400. En ese momento, el refrigerante se puede suministrar o descargar del disipador de calor 300 por el puerto de refrigeración 500 situado en el saliente de bastidor de módulo 211. Un conjunto de tuberías de refrigerante del paquete descrito más adelante puede conectarse al puerto de refrigeración 500. El puerto de refrigeración 500 puede incluir un puerto de inyección de refrigerante 500a que suministra refrigerante al disipador de calor 300 y un puerto de descarga de refrigerante 500b que descarga el refrigerante del disipador de calor 300. El puerto de inyección de refrigerante 500a y el puerto de descarga de refrigerante 500b pueden estar conectados a una tubería de suministro de refrigerante del paquete y a una tubería de descarga de refrigerante del paquete, que se describirán más adelante. El saliente de bastidor de módulo 211 puede incluir un primer saliente de bastidor de módulo y un segundo saliente de bastidor de módulo que están situados separados entre sí en un lado del bastidor de módulo 200, el puerto de inyección de refrigerante 500a puede estar dispuesto en el primer saliente de bastidor de módulo, y el puerto de descarga de refrigerante 500b puede estar dispuesto en el segundo saliente de bastidor de módulo.
[0072] A continuación, se describirá en detalle el disipador de calor, de acuerdo con la presente realización. Como se ha descrito anteriormente, la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 constituye una placa superior del disipador de calor 300, y la parte rebajada 340 del disipador de calor 300 y la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 pueden corresponder a una vía de flujo a través de la cual fluye el refrigerante.
[0073] Específicamente, el disipador de calor 300 puede estar formado en una parte inferior del bastidor de módulo 200. El disipador de calor 300 puede incluir una placa inferior 310 que forma el esqueleto del disipador de calor 300 y se une directamente a la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 por soldadura o similar, y una parte rebajada 340 que es una vía a través de la cual fluye el refrigerante. Adicionalmente, el disipador de calor 300 puede incluir salientes de disipador de calor 300P que sobresalen desde un lado del disipador de calor 300 hasta una porción donde está situado el saliente de bastidor de módulo 211. Es decir, la parte rebajada 340 puede conectar los dos salientes de disipador de calor 300P, en donde los dos salientes de disipador de calor 300P pueden ser una porción a través de la cual fluye refrigerante y una porción a través de la cual se descarga el refrigerante, respectivamente. Para este fin, el saliente de disipador de calor 300P puede estar situado de modo que se corresponda con el saliente de bastidor de módulo 211 sobre el que está formado el puerto de refrigeración 500.
[0074] El saliente de disipador de calor 300P y el saliente de bastidor de módulo 211 pueden unirse directamente entre sí por soldadura o similar.
[0075] La parte rebajada 340 del disipador de calor 300 corresponde a una porción en la que la placa inferior 310 está formada para rebajarse hacia abajo. La parte rebajada 340 puede ser una tubería que tiene una sección transversal en forma de U cortada a lo largo de un plano xz o un plano yz perpendicular a la dirección en la que se extiende la vía de flujo de refrigerante, y la parte inferior 210a puede estar situada en el lado superior abierto de la tubería en forma de U. Mientras la placa inferior 310 del disipador de calor 300 está en contacto con la parte inferior 210a, el espacio entre la parte rebajada 340 y la parte inferior 210a se convierte en una zona por la que circula el refrigerante, es decir, una vía de flujo para el refrigerante. De este modo, la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 puede entrar en contacto directo con el refrigerante.
[0076] El método para preparar la parte rebajada 340 del disipador de calor 300 no está particularmente limitado, pero la parte rebajada en forma de U 340 que tiene un lado superior abierto puede formarse proporcionando una estructura en la que el disipador de calor en forma de placa 300 está formado para ser rebajado.
[0077] La parte rebajada 340 puede extenderse desde uno de los salientes de disipador de calor 300P al otro, como se ha descrito anteriormente. El refrigerante suministrado a través del puerto de inyección de refrigerante 500a pasa entre el saliente de bastidor de módulo 211 y el saliente de disipador de calor 300P y fluye primero hacia el espacio entre la parte rebajada 340 y la parte inferior 210a. Después de eso, el refrigerante se mueve a lo largo de la parte rebajada 340, pasa entre el otro saliente de bastidor de módulo 211 y el otro saliente de disipador de calor 300P y se descarga a través del puerto de descarga de refrigerante 500b.
[0078] Por otro lado, aunque no se muestra en la figura, una capa de resina termoconductora que incluye una resina termoconductora puede estar situada entre la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 y la pila de celdas de batería 120 de la Figura 2. La capa de resina termoconductora puede formarse aplicando una resina termoconductora a la parte inferior 210a y, a continuación, endureciendo la resina termoconductora aplicada.
[0079] La resina termoconductora puede incluir un material adhesivo conductor térmico y, específicamente, puede incluir al menos un material de silicona, un material de uretano y un material acrílico. La resina termoconductora es líquida durante su aplicación, pero se endurece después de la aplicación, de modo que pueda desempeñar la función de fijar una o más celdas de batería 110 que constituyen la pila de celdas de batería 120. Además, dado que la resina termoconductora tiene excelentes propiedades de transferencia de calor, es posible transferir rápidamente el calor generado en el módulo de batería 110 al lado inferior.
[0080] El módulo de batería 100, de acuerdo con la presente realización, realiza una estructura de tipo refrigeración integrada del bastidor de módulo 200 y el disipador de calor 300 y así, puede mejorar aún más el rendimiento de la refrigeración. La parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 corresponde a la placa superior del disipador de calor 300, capaz de realizar de este modo una estructura de tipo refrigeración integrada. La eficacia de la refrigeración aumenta gracias a la refrigeración directa y a través de una estructura en la que el disipador de calor 300 está integrado con la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200, el índice de utilización del espacio del módulo de batería 100 y del paquete de baterías 1000 en el que está montado el módulo de batería 100 puede mejorarse aún más.
[0081] Específicamente, el calor generado por la celda de batería 110 puede pasar a través de una capa de resina termoconductora (no mostrada) situada entre la celda de batería 120 y la parte inferior 210a, la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 y el refrigerante, y luego puede transferirse al exterior del módulo de batería 100. Al eliminar la estructura de refrigeración innecesaria, de acuerdo con la convencional, se puede simplificar la vía de transferencia de calor y reducir el hueco de aire entre las capas respectivas, de modo que mejore la eficacia o el rendimiento de la refrigeración. Particularmente, dado que la parte inferior 210a está compuesta por una placa superior del disipador de calor 300, y la parte inferior 210a entra en contacto directo con el refrigerante, lo que resulta ventajoso porque así es posible una refrigeración más directa a través del refrigerante.
[0082] Además, a través de la eliminación de la estructura de refrigeración innecesaria, se reduce la altura del módulo de batería 100 y, por tanto, se puede reducir el coste y aumentar el índice de utilización del espacio. De manera adicional, dado que el módulo de batería 100 se puede disponer de forma compacta, se puede aumentar la capacidad o producción del paquete de baterías que incluye una pluralidad de módulos de batería 100.
[0083] Por otro lado, la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 puede soldarse a la porción de la placa inferior 310 cuando la parte rebajada 324 no esté formada en el disipador de calor 300. En la presente realización, la estructura de tipo refrigeración integrada de la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 y del disipador de calor 300 no solamente mejora el rendimiento de refrigeración antes mencionado, sino que también puede tener el efecto de soportar la carga de la pila de celdas de batería 120 alojada en el bastidor de módulo 200 y reforzar la rigidez del módulo de batería 100. Adicionalmente, la placa inferior 310 y la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200 se sellan a través de una unión de soldadura, y similares, de modo que en la parte rebajada 340 formada en el interior de la placa inferior 310, el refrigerante pueda fluir sin filtrarse.
[0084] Para una refrigeración efectiva, como se muestra en la Figura 4, la parte rebajada 340 se forma preferentemente en toda la zona correspondiente a la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200, como se muestra en la Figura 4. Para este fin, la parte rebajada 340 puede doblarse al menos una vez para extenderse de un lado a otro. Particularmente, para que la parte rebajada 340 se forme sobre toda la zona correspondiente a la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200, la parte rebajada 340 preferentemente se dobla varias veces. A medida que el refrigerante se desplaza desde el punto inicial hasta el punto final de la vía de flujo de refrigerante formada sobre toda la región correspondiente a la parte inferior 210a del bastidor de módulo 200, se puede realizar un enfriamiento eficiente en toda la región de la pila de celdas de batería 120.
[0085] Por otro lado, el refrigerante es un medio para refrigerar y no está particularmente limitado, pero puede ser agua de refrigeración. Es decir, el paquete de baterías 1000, de acuerdo con la presente realización, puede tener una estructura de refrigeración de tipo refrigerada por agua.
[0086] A continuación, se describirá en detalle un paquete de baterías, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, con referencia a las figuras 5 y 7.
[0087] La Figura 5 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La Figura 6 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación, excluyendo una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete. la Figura 7 es una vista en perspectiva que muestra un conjunto de tuberías de refrigerante de un paquete, una carcasa de tubería de refrigerador del paquete y una junta de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
[0088] Con referencia a las Figuras 5 a 7, el bastidor de batería 1000, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, incluye un módulo de batería 100; un bastidor de paquete 1100 que aloja el módulo de batería 100; un conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete que está conectado al módulo de batería 100; y una carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete que aloja en su interior el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete. La carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete tiene una forma en la que la parte inferior está abierta. El módulo de batería 100 descrito anteriormente en las Figuras 1 a 4 puede alojarse en el bastidor de paquete 1100. El número de módulos de batería 100 incluidos en el paquete de baterías 1000 no está particularmente limitado. Se puede disponer un módulo de batería y una pluralidad de módulos de batería. A modo de ejemplo, como se muestra en las Figuras 5 y 6, cuatro módulos de batería 100 pueden disponerse en forma de celosía. La pluralidad de módulos de batería 100 están dispuestos en dos filas en la dirección en la que se apilan las celdas de batería 110, y pueden incluir un primer módulo de batería 100a y un segundo módulo de batería 100b que se enfrentan entre sí en una dirección perpendicular a la dirección en la que se apilan las celdas de batería 110. Además, en la dirección en la que se apilan las celdas de la batería 110, un tercer módulo de batería 100c puede estar situado junto al primer módulo de batería 100a y un cuarto módulo de batería 100d puede estar situado junto al segundo módulo de batería 100b. En la presente realización, el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede conectarse a los puertos de refrigeración 500 del módulo de batería 100. Además, el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede disponerse entre los módulos de baterías 100 adyacentes entre sí. En el espacio entre los módulos de batería 100 adyacentes entre sí en el que está dispuesto el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete, todos los puertos de refrigeración 500 formados en cada uno de los módulos de batería 100 adyacentes entre sí pueden disponerse como se muestra en las Figuras 5 y 6. Específicamente, con referencia a las Figuras 1, 5 y 6 juntas, el saliente de bastidor de módulo 211 del primer módulo de batería 100a puede sobresalir hacia el segundo módulo de batería 100b, y el saliente de bastidor de módulo 211 del segundo módulo de batería 100b puede sobresalir hacia el primer módulo de batería 100a. Es decir, tanto los puertos de refrigeración 500 del primer módulo de batería 100a como los puertos de refrigeración 500 del segundo módulo de batería 100b pueden estar situados entre el primer módulo de batería 100a y el segundo módulo de batería 100b. De este modo, una porción del conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete conectada a los puertos de refrigeración 500 puede estar situada entre el primer módulo de batería 100a y el segundo módulo de batería 100b. Además, una porción de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete que aloja el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete también puede estar situada entre el primer módulo de batería 100a y el segundo módulo de batería 100b. El conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede conectarse a los puertos de refrigeración 500 a través de una parte inferior abierta de la carcasa de la tubería de refrigerante 700 del paquete. La estructura de conexión entre el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete y el puerto de refrigeración 500 y la estructura de carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete se describirán de nuevo más adelante.
[0089] Por otro lado, el puerto de inyección de refrigerante 500a formado en uno de los módulos de batería 100 adyacentes y el puerto de descarga de refrigerante 500b formado en el otro módulo de batería 100 pueden estar dispuestos el uno enfrente del otro. En un ejemplo, el puerto de inyección de refrigerante 500a del primer módulo de batería 100a y el puerto de descarga de refrigerante 500b del segundo módulo de batería 100b pueden estar dispuestos el uno enfrente del otro.
[0090] El conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede incluir una tubería de refrigerante 610 del paquete y un puerto de conexión 620 para conectar la tubería de refrigerante 610 del paquete y el puerto de refrigeración 500. La tubería de refrigerante 610 del paquete puede incluir una tubería de refrigerante 611 del paquete principal que está conectada a una entrada 910 y una salida 920 y una tubería de refrigerante 612 del subpaquete que se conecta entre la tubería de refrigerante 611 del paquete principal y el módulo de batería 100. Cada una de las tuberías de refrigerante 612 del subpaquete pueden extenderse en ambas direcciones perpendiculares a la dirección longitudinal de la tubería de refrigerante 611 del paquete principal en un extremo de la tubería de refrigerante 611 del paquete principal. En particular, las tuberías de refrigerante 612 del subpaquete pueden conectarse a los puertos de refrigeración 500 del módulo de batería 100 a través del puerto de conexión 620. Además, las tuberías de refrigerante 612 del subpaquete pueden extenderse cruzándose entre sí. Una de las tuberías cruzadas de refrigerante 612 del subpaquete puede ser una tubería de suministro de refrigerante 612a del subpaquete y la otra puede ser una tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete.
[0091] Dado que la tubería de refrigerante 610 del paquete, de acuerdo con la presente realización, tiene la estructura de disposición como se ha descrito anteriormente, es posible realizar una estructura de tipo refrigeración integrada con el módulo de batería 100 dentro del paquete de baterías 1000. De este modo, es posible aumentar el índice de utilización del espacio y, al mismo tiempo, mejorar la eficacia de la refrigeración. La altura de la tubería cruzada de suministro de refrigerante 612a del subpaquete y la altura de la tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete pueden ser diferentes entre sí para tener la estructura de disposición de la tubería de refrigerante 610 del paquete como se ha descrito anteriormente. La porción en la que la altura de la tubería de suministro de refrigerante 612a del subpaquete y la altura de la tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete son diferentes puede ser una parte de la misma.
[0092] Por otro lado, la tubería de refrigerante 611 del paquete principal puede incluir una tubería de suministro de refrigerante 611a del paquete principal y una tubería de descarga de refrigerante 611b del paquete principal. La tubería de suministro de refrigerante 611a del paquete principal puede estar conectada a la tubería de suministro de refrigerante 612a del subpaquete, y la tubería de descarga de refrigerante 611b del paquete principal puede estar conectada a la tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete.
[0093] La Figura 8 es una vista en perspectiva parcial que muestra porciones de cada módulo de batería, un conjunto de tuberías de refrigerante del paquete y una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La Figura 9 es una vista parcial que muestra un puerto de conexión y un puerto de refrigeración, de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
[0094] Con referencia a las Figuras 5 a 9 conjuntamente, el puerto de conexión 620 puede conectar el puerto de refrigeración 500 y la tubería de refrigerante 610 del paquete. Como se ha descrito anteriormente, el puerto de refrigeración 500 puede incluir un puerto de inyección de refrigerante 500a y un puerto de descarga de refrigerante 500b, y la tubería de refrigerante 610 del paquete puede incluir una tubería de suministro de refrigerante 612a del subpaquete y una tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete.
[0095] En ese momento, cualquier puerto de conexión 620 puede conectar el puerto de inyección de refrigerante 500a y la tubería de suministro de refrigerante 612a del subpaquete. También, otro puerto de conexión 620 puede conectar el puerto de descarga de refrigerante 500b y la tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete. Es decir, el puerto de conexión 620 está conectado a cada uno de los puertos de inyección de refrigerante 500a que suministran refrigerante a la pluralidad de módulos de batería 100, y a cada uno de los puertos de descarga de refrigerante 500b que descargan el refrigerante de la pluralidad de módulos de batería 100.
[0096] Si se toma junto con la estructura del disipador de calor 300 descrita anteriormente, el refrigerante pasa a través de la entrada 910, la tubería de suministro de refrigerante 611a del paquete principal, la tubería de suministro de refrigerante 612a del subpaquete, el puerto de conexión 620 y el puerto de inyección de refrigerante 500a en orden, y fluye hacia el disipador de calor 300 del módulo de batería 100. El refrigerante que fluye a lo largo del disipador de calor 300 enfría el calor generado por el módulo de batería 100. Después de eso, el refrigerante pasa a través del puerto de descarga de refrigerante 500b, el puerto de conexión 620, la tubería de descarga de refrigerante 612b del subpaquete, la tubería de descarga de refrigerante 611b del paquete principal y la salida 920 en orden, y se descarga en el exterior del paquete de baterías 1000. Como se ha descrito anteriormente, se puede proporcionar la estructura de circulación de refrigerante del paquete de baterías 1000, de acuerdo con la presente realización.
[0097] La tubería de refrigerante 612 del subpaquete puede estar situada entre el primer módulo de batería 100a y el segundo módulo de batería 100b y entre el tercer módulo de batería 100c y el cuarto módulo de batería 100d. Además, la tubería de refrigerante 612 del subpaquete puede conectarse a los puertos de refrigeración 500 de cada uno de los módulos de batería 100a primero a cuarto, 100b, 100c y 100d. La tubería de refrigerante 611 del paquete principal puede estar situada entre el segundo módulo de batería 100b y el cuarto módulo de batería 100d.
[0098] Por otro lado, un método de conexión entre el puerto de conexión 620 y el puerto de refrigeración 500 no está particularmente limitado. A modo de ejemplo, como se muestra en la Figura 9, el puerto de refrigeración 500 se puede insertar en el mismo y acoplarse al lado inferior del puerto de conexión 620. Un extremo inferior del puerto de conexión 620 puede entrar en contacto con una parte de la superficie superior del saliente de bastidor 211 del módulo. Es decir, el puerto de refrigeración 500 y el puerto de conexión 620 pueden acoplarse de forma que el puerto de refrigeración 500 se inserte en el puerto de conexión 620.
[0099] Un miembro de sellado 630 puede estar situado entre el puerto de refrigeración 500 y el puerto de conexión 620. El miembro de sellado 630 puede tener forma de junta tórica, y puede insertarse entre el puerto de refrigeración 500 y el puerto de conexión 620. Mientras el miembro de sellado 630 se inserta en el puerto de refrigeración 500, este puede insertarse en el puerto de conexión 620 junto con el puerto de refrigeración 500. El miembro de sellado 630 puede evitar que el refrigerante se filtre a través de un hueco entre el puerto de refrigeración 500 y el puerto de conexión 620. A continuación, la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con la presente realización, se describirá en detalle con referencia a Figuras 5, 7, 8, y 10 a 12.
[0100] La Figura 10 es una vista en perspectiva que muestra una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La Figura 11 es una vista en perspectiva que muestra un estado en el que a la parte inferior abierta de la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete de la Figura 10 se le ha dado la vuelta. La Figura 12 es una vista en sección transversal parcial que muestra una porción de una sección transversal cortada a lo largo de la línea de corte A-A' de la Figura 5. Particularmente, la Figura 12 es una vista en sección transversal que muestra la suposición de que la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete y el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete están dispuestas entre los módulos de batería 100 de la Figura 5.
[0101] Con referencia a las Figuras 5, 7, 8 y 10 a 12, el paquete de baterías 1000, de acuerdo con la presente realización, incluye una carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete que aloja el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete en su interior. La carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete presenta una forma en la que la parte inferior está abierta. Es decir, la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete puede estar configurado de tal manera que una parte inferior esté abierta y una parte de la superficie superior y una parte de la superficie lateral estén cerradas.
[0102] El conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete está situado entre la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete y el bastidor de paquete 1100. La carcasa de la tubería de refrigerante 700 del paquete puede extenderse a lo largo de las porciones extendidas de la tubería de refrigerante 611 del paquete principal y de la tubería de refrigerante 612 del subpaquete.
[0103] Específicamente, la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete incluye una parte de carcasa 710 que aloja el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete y está abierta por su parte inferior, y una parte de anclaje 720 que se extiende desde la parte de carcasa 710 y se ancla en el bastidor de paquete 1100. Es decir, la parte de carcasa 710 puede estar configurada para conectarse a la parte de la superficie lateral y a la parte de la superficie superior, y la parte de anclaje 720 puede estar configurada para extenderse de lado a lado sobre una superficie del bastidor de paquete 1100.
[0104] La parte de anclaje 720 puede anclarse al bastidor de paquete 1100 mediante un acoplamiento con pernos. Específicamente, se puede formar un orificio de anclaje 720H en la parte de anclaje 720, y el perno 700B pasa a través del orificio de anclaje 720H y se ancla al bastidor de paquete 1100, para que la parte de anclaje 720 pueda acoplarse al bastidor de paquete 1100. De este modo, el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede sellarse entre la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete y el bastidor de paquete 1100. Aunque no se muestra específicamente en la figura, en la junta 700G puede formarse un orificio que se corresponde con el orificio de anclaje 720H, de modo que el perno 700B pueda pasar a través de él.
[0105] En ese momento, el paquete de baterías 1000 incluye además una junta 700G que está situada entre la parte de anclaje 720 y el bastidor de paquete 1100. Al proporcionar la junta 700G, es posible evitar que el refrigerante se filtre a través de un hueco entre la parte de anclaje 720 de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete y el bastidor de paquete 1100.
[0106] Como se ha descrito anteriormente, el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede incluir una tubería de refrigerante 611 del paquete principal y una tubería de refrigerante 612 del subpaquete, y la parte de carcasa 710 de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete, de acuerdo con la presente realización, puede incluir una primera parte de carcasa 711 que aloja la tubería de refrigerante 611 del paquete principal y una segunda parte de carcasa 712 que aloja la tubería de refrigerante 612 del subpaquete.
[0107] Además, como se ha descrito anteriormente, la tubería de refrigerante 611 del paquete principal puede conectarse a la entrada 910 y a la salida 920. En ese momento, la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete puede incluir un orificio de entrada 700H1 y un orificio de salida 700H2 formados en ubicaciones correspondientes a la entrada 910 y la salida 920, respectivamente. Es decir, la entrada 910 pasa a través del orificio de entrada 700H1 y está conectada a la tubería de suministro de refrigerante 611a del paquete principal, y la salida 920 puede pasar a través del orificio de salida 700H2 y está conectada a la tubería de descarga de refrigerante 611b del paquete principal. Aunque no se muestra específicamente en la figura, la entrada 910 y la salida 920 pueden conectarse a un sistema de circulación de refrigerante externo.
[0108] En la presente realización, el paquete de baterías 1000 que tiene el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete puede aplicarse a medios de vehículos tales como vehículos eléctricos y vehículos híbridos, pero podría producirse una situación en la que el refrigerante, tal como el agua de refrigeración, se filtre debido a un fallo de montaje o a un accidente durante el funcionamiento. El refrigerante filtrado penetra en una pluralidad de piezas que constituyen el paquete de baterías 1000, lo que puede provocar un incendio o una explosión. Por tanto, el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete está configurado para sellarse entre la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete y el bastidor de paquete 1100, por lo que incluso si el refrigerante se filtra desde el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete, este se queda dentro de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete. A saber, es posible evitar un fenómeno en el que el refrigerante que se filtra del conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete impregne otras piezas del paquete de baterías 1000. En ese momento, es preferible que el espacio entre la pluralidad de módulos de batería 100 se utilice para que la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete pueda alojar el refrigerante filtrado en la mayor medida posible, asegurando de este modo al máximo el volumen de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete.
[0109] A continuación, una válvula de drenaje, de acuerdo con una realización modificada de la presente divulgación, se describirá ahora en detalle con referencia a las Figuras 12 y 13.
[0110] Los apartados (a) y (b) de la Figura 13 son vistas parciales de la zona indicada con "B" en la Figura 12 vistas desde diferentes ángulos.
[0111] Con referencia a la Figura 12 y los apartados (a) y (b) de la Figura 13, el paquete de baterías 1000, de acuerdo con una realización modificada de la presente divulgación, puede incluir además una válvula de drenaje 800 que tenga una estructura que se pueda abrir y cerrar. La válvula de drenaje 800 puede estar formada en una región cubierta por la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete. Un puerto de descarga 1100H puede estar formado en el bastidor de paquete 1100, y una válvula de drenaje 800 puede estar situada en el puerto de descarga 1100H.
[0112] La válvula de drenaje 800 puede incluir un espaciador 810 en el que se forma una tubería de conexión 811 y un tapón de drenaje 820 que se inserta en la tubería de conexión 811. A través de la configuración del espaciador 810 y el tapón de drenaje 820, la válvula de drenaje 800 puede formar una estructura que se puede abrir y cerrar.
[0113] Específicamente, la tubería de conexión 811 del espaciador 810 puede incluir una primera tubería de conexión 811a y una segunda tubería de conexión 811b, y el diámetro interior de la primera tubería de conexión 811a puede ser menor que el de la segunda tubería de conexión 811b. El tapón de drenaje 820 puede incluir una parte de inserción 821 que tenga un diámetro correspondiente al diámetro interior de la primera tubería de conexión 811a y una parte de fijación 822 que tenga un diámetro correspondiente al diámetro interior de la segunda tubería de conexión 811b. La parte de inserción 821 del tapón de drenaje 820 puede insertarse en la primera tubería de conexión 811a del espaciador 810 para cerrar la válvula de drenaje 800. La parte de fijación 822 se engancha sin insertarse en la primera tubería de conexión 811a, pudiendo evitar de este modo que el tapón de drenaje 820 entre en el espacio interior de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete.
[0114] La válvula de drenaje 800 puede incluir además un anillo de sellado 830 que está situado entre el espaciador 810 y el tapón de drenaje 820. Específicamente, el anillo de sellado 830 se inserta en la parte de inserción 821, y entonces puede situarse entre el paso formado por la primera tubería de conexión 811a y la segunda tubería de conexión 811b y la parte de fijación 822. Al proporcionar el anillo de sellado 830, mientras se inserta la pieza de inserción 821 en la primera tubería de conexión 811a, es posible evitar que el refrigerante se filtre a través del hueco entre ambas. Si el refrigerante (R) se filtra desde el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete, el refrigerante R se acumula en la superficie inferior del bastidor de paquete 1100 dentro de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete. En ese momento, el tapón de drenaje 820 puede retirarse de la tubería de conexión 811 para descargar el refrigerante R filtrado al exterior del bastidor de paquete 1100. Particularmente, con referencia a la Figura 7, el paquete de baterías 1000, de acuerdo con la presente realización, puede incluir además un sensor de detección de filtraciones 900 alojado en la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete. Particularmente, el sensor de detección de filtraciones 900 se extiende desde el espacio interior de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete hasta la superficie inferior del bastidor de paquete 1100, y puede detectar el refrigerante R acumulado en la superficie inferior del bastidor de paquete 1100. Cuando el refrigerante se filtra desde el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete, el refrigerante R filtrado se acumula en la superficie inferior del bastidor de paquete 1100. El sensor de detección de filtraciones 900 puede detectar el refrigerante filtrado R y enviar una señal. Conforme a esta señal, el tapón de drenaje 820 se extrae del espaciador 810 y el refrigerante R puede descargarse al exterior del bastidor de paquete 1100. Es decir, de acuerdo con la presente realización, a la vez que se evita que el refrigerante que se filtra del conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete a través de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete penetre en otros componentes del paquete de baterías 1000, el refrigerante filtrado a través de la válvula de drenaje 800 y el sensor de detección de filtraciones 900 puede descargarse al exterior del paquete de baterías 1000 según las circunstancias. A través del proceso descrito anteriormente, es posible evitar que la filtración de refrigerante provoque un incendio o una explosión del paquete de baterías 1000.
[0115] A continuación, las ventajas de la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete de la presente divulgación se describirán en detalle en comparación con la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete y la cubierta de la tubería de refrigerante del paquete, según el ejemplo comparativo de la presente divulgación que se muestra en la Figura 14. La Figura 14 es una vista en perspectiva que muestra un conjunto de tuberías de refrigerante de un paquete, una carcasa de tuberías de refrigerante del paquete, y una cubierta de tuberías de refrigerante del paquete, de acuerdo con un ejemplo comparativo de la presente divulgación.
[0116] Con referencia a la Figura 14, el conjunto de tuberías de refrigerante de paquete 60 se aloja entre la carcasa de tuberías de refrigerante de paquete 70 y la cubierta de tuberías de refrigerante de paquete 70C según el ejemplo comparativo de la presente divulgación. Específicamente, la carcasa de tuberías de refrigerante 70 del paquete puede estar abierta por su parte superior, y una cubierta de tuberías de refrigerante 70C del paquete puede cubrir la parte superior abierta de la carcasa de tuberías de refrigerante 70 del paquete.
[0117] Para evitar una filtración de refrigerante, preferentemente, hay una primera junta 70G1 situada entre la carcasa de tuberías de refrigerante 70 del paquete y la cubierta de tuberías de refrigerante 70C del paquete. Además, se puede formar un orificio pasante 70H en la superficie inferior de la carcasa de tuberías de refrigerante 70 del paquete para que el puerto de refrigeración 500 (véase la Figura 2) pueda pasar a través de ella. Una segunda junta 70G2 puede estar situada además debajo de la carcasa de tuberías de refrigerante 70 del paquete para evitar que el refrigerante se filtre por los orificios pasantes 70H.
[0118] Con el fin de realizar la estructura sellada del conjunto de tuberías de refrigerante del paquete, en este ejemplo comparativo, se requieren dos piezas de carcasa de tuberías de refrigerante 70 del paquete y la cubierta de tuberías de refrigerante 70C del paquete, mientras que, en la presente realización, se puede utilizar una carcasa de tuberías de refrigerante de paquete 700 que tenga una parte inferior abierta. Es decir, utilizando el bastidor de paquete 1100 en la formación de la estructura de sellado del conjunto de tuberías de refrigerante del paquete, se puede reducir el número de piezas necesarias para la estructura de prevención de filtraciones de refrigerante. Adicionalmente, en este ejemplo comparativo, la junta de sellado también requiere dos juntas 70G1 y 70G2, mientras que, en la presente realización, con una junta 700G es suficiente.
[0119] Debido a que se reduce el número de piezas, tales como carcasas y juntas, en la presente realización, se puede reducir el peso y disminuir los costes. Además, dado que la cubierta de tuberías de refrigerante 70C del paquete no existe, tiene la ventaja de que el espacio ocupado por la cubierta de tuberías de refrigerante 70C del paquete se puede utilizar como otro espacio.
[0120] Además, en este ejemplo comparativo, a medida que aumenta el número de juntas, las posiciones de montaje de las dos juntas 70G1 y 70G2 deben ajustarse con precisión en el proceso de conexión de cada pieza, de modo que el proceso de fabricación es complicado. Además, el aumento de la región donde se requieren las juntas 70G1 y 70G2 significa que, en otras palabras, aumenta la región en la que pueden producirse una filtración de refrigerante, lo que podría significar que aumenta el riesgo de filtración de refrigerante. Por lo tanto, el paquete de baterías 1000 que tiene la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete, de acuerdo con la presente realización, tiene ventajas en cuanto a que se simplifica el proceso de fabricación y se reduce el riesgo de filtración de refrigerante, en comparación con el ejemplo comparativo.
[0121] Por otro lado, al menos una porción de la parte de carcasa 710 de la carcasa de tuberías de refrigerante 700 del paquete, de acuerdo con la presente realización, puede entrar en contacto directo con el módulo de batería 100 adyacente. Como al menos una porción de la parte de carcasa 710 en la que se aloja el conjunto de tuberías de refrigerante 600 del paquete entra en contacto con el módulo de batería 100, se puede mejorar el rendimiento de refrigeración del módulo de batería 100.
[0122] En la presente realización, se han utilizado términos que representan direcciones, tales como el lado delantero, lado trasero. lado izquierdo, lado derecho, lado superior y lado inferior, pero los términos utilizados se proporcionan simplemente para facilitar la descripción y podrían ser diferentes de acuerdo con la posición de un objeto, la posición de un observador o similar.
[0123] Uno o más módulos de batería, de acuerdo con la presente realización descrita anteriormente, pueden montarse junto con diversos sistemas de control y protección, tal como un BMS (sistema de gestión de baterías), una BDU (unidad de desconexión de la batería) y un sistema de refrigeración para formar un paquete de baterías.
[0124] El paquete de baterías puede aplicarse a diversos dispositivos. Específicamente, puede aplicarse a medios vehiculares tales como una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico y un vehículo eléctrico híbrido, o a un ESS (sistema de almacenamiento de energía), aunque no de manera limitativa y puede aplicarse a diversos dispositivos capaces de utilizar una batería secundaria.
[0125] Aunque se han mostrado y descrito realizaciones preferidas de la presente divulgación en lo que antecede, el alcance de la presente divulgación no se limita a las mismas. La invención está definida únicamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0126] [Descripción de los números de referencia]
[0127] 1000: paquete de baterías
[0128] 100: módulo de batería
[0129] 200: bastidor de módulo
[0130] 300: disipador de calor
[0131] 500: puerto de refrigeración
[0132] 600: conjunto de tuberías de refrigerante
[0133] 700: carcasa de tuberías de refrigerante de paquete
[0134] 710: parte de carcasa
[0135] 720: parte de anclaje

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Un paquete de baterías (1000) que comprende:
un módulo de batería (100) que incluye una pluralidad de celdas de batería (110);
un bastidor de paquete (1100) que aloja el módulo de batería (100);
un conjunto de tuberías de refrigerante de paquete (600) que está conectado al módulo de batería (100); y una carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete que aloja en su interior el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete,
en donde la carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete presenta una forma en la que una parte inferior está abierta, y
en donde el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete está situado entre la carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete y el bastidor de paquete (1100),
caracterizado por quela carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete comprende una parte de carcasa (710) en la que se aloja el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete y la parte inferior está abierta, y una parte de anclaje (720) que se extiende desde la parte de carcasa (710) y se ancla al bastidor de paquete (1100), y por que
una junta (700G) está situada entre la parte de anclaje (720) y el bastidor (1100) del paquete para evitar que el refrigerante se filtre a través de un hueco entre la parte de anclaje (720) de la carcasa de tuberías de refrigerante del paquete y el bastidor (1100) del paquete.
2. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde:
la parte de anclaje (720) está anclada al bastidor de paquete (1100) mediante una unión con pernos.
3. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde:
el módulo de batería (100) comprende,
una pila de celdas de batería (120) en la que se apilan las celdas de batería (110);
un bastidor (200) del módulo que aloja la pila de celdas de batería (120);
un disipador de calor (300) que está situado debajo de la parte inferior del bastidor de módulo (200); y puertos de refrigeración (500) que suministran un refrigerante al disipador de calor (300) o descargan el refrigerante del disipador de calor (300).
4. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde:
el bastidor (200) del módulo comprende un saliente de bastidor de módulo (211) que sobresale desde la parte inferior del bastidor (200) del módulo,
el puerto de refrigeración (500) está situado en el saliente de bastidor de módulo (211); y
el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete está conectado al puerto de refrigeración (500).
5. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde:
el módulo de batería (100) comprende un primer módulo de batería (100a) y un segundo módulo de batería (100b), el saliente de bastidor de módulo (211) del primer módulo de batería (100a) sobresale hacia el segundo módulo de batería (100b), y
el saliente de bastidor de módulo (211) del segundo módulo de batería (100b) sobresale hacia el primer módulo de batería (100a).
6. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde:
el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete y la carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete están situados entre el primer módulo de batería (100a) y el segundo módulo de batería (100b), y
el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete está conectado al puerto de refrigeración (500) a través de la parte inferior abierta de la carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete.
7. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde:
la parte inferior del bastidor de módulo (200) constituye una placa superior del disipador de calor (300), y la parte inferior del bastidor de módulo (200) entra en contacto con el refrigerante.
8. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde:
el conjunto de tuberías de refrigerante (600) del paquete comprende una tubería de refrigerante (610) del paquete y un puerto de conexión (620) que conecta la tubería de refrigerante (610) del paquete y el puerto de refrigeración (500).
9. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde:
el puerto de refrigeración (500) se inserta en el mismo y se acopla al lado inferior del puerto de conexión (620), y un miembro de sellado (630) está situado entre el puerto de refrigeración (500) y el puerto de conexión (620).
10. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
una válvula de drenaje (800) que está formada en una región cubierta por la carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete y tiene una estructura que se puede abrir y cerrar.
11. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde:
la válvula de drenaje (800) comprende un espaciador (810) en el que se forma una tubería de conexión (811), y un tapón de drenaje (820) insertado en la tubería de conexión (811).
12. El paquete de baterías (1000) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
un sensor de detección de filtraciones (900) que se aloja en la carcasa de tuberías de refrigerante (700) del paquete.
13. Un dispositivo que comprende el paquete de baterías (1000) como se establece en la reivindicación 1.
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