ES3058747T3 - Battery module in which connection between electrode lead and voltage sensing member is simplified, and battery pack including the same - Google Patents

Abstract

Un módulo de batería según la presente invención puede comprender: una pila de celdas que comprende celdas de batería apiladas juntas en una dirección y una o más partes superpuestas de cables formadas superponiendo los cables de los electrodos de las celdas de batería entre sí; y un miembro de detección de voltaje que tiene una o más partes de detección conectadas directamente a las una o más partes superpuestas de cables, en donde cada una de las partes superpuestas de cables y cada una de las partes de detección están acopladas fijamente entre sí por medio de un miembro de remache. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería en el que se simplifica la conexión entre un elemento de conexión de electrodo y un elemento de detección de tensión, y bloque de batería que incluye el mismo

[0003] Campo técnico

[0004] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería, y más particularmente, a un módulo de batería en el que se mejora una estructura de conexión entre un elemento de detección de tensión y elementos de conexión de electrodo de celdas de batería para la detección de tensión de las celdas de batería en el módulo de batería, y un bloque de batería que incluye el módulo de batería.

[0005] Antecedentes de la técnica

[0006] Las baterías semipermanentes, que convierten energía eléctrica en una forma de energía química y son capaces de cargarse y descargarse de manera repetida, se denominan baterías secundarias para distinguirlas de las baterías primarias que no pueden reutilizarse después de usarse una vez.

[0007] Las baterías secundarias incluyen una batería secundaria de litio, una batería de níquel-cadmio (Ni-Cd), una batería de almacenamiento de plomo, una batería de níquel-hidruro de metal (Ni-MH), una batería de cinc-aire, una batería de manganeso alcalina, y similares. Entre las mismas, la batería de almacenamiento de plomo y la batería secundaria de litio son las baterías secundarias más activamente comercializadas.

[0008] En particular, la batería secundaria de litio se usa recientemente de manera activa como batería de vehículos eléctricos, debido a ventajas, tales como alta densidad de almacenamiento de energía, potencial para reducción de peso y miniaturización, excelente estabilidad, baja tasa de descarga, y larga vida útil. Para referencia, la batería secundaria de litio se clasifica generalmente en un tipo cilíndrico, un tipo angular, y un tipo de bolsa dependiendo del tipo de fabricación, y el propósito de uso de la misma abarca una batería de sistema de conmutación electrónica (ESS), otro dispositivo eléctrico, y similares, además de la batería de vehículo eléctrico.

[0009] Actualmente, una batería secundaria de litio (celda) no es capaz de obtener una salida suficiente como para accionar un vehículo eléctrico. Para aplicar una batería secundaria como fuente de energía de un vehículo eléctrico, se necesita configurar un módulo de batería en el que una pluralidad de celdas de batería de iones de litio están conectadas en serie y/o en paralelo, y, generalmente, se configura un bloque de batería que incluye un sistema de gestión de batería (BMS), un sistema de refrigeración, una unidad de desconexión de batería (BDU), cables de cableado eléctrico, y similares, que conectan los módulos de batería en serie y mantienen los mismos funcionalmente.

[0010] Tal como se muestra en la figura 1, cuando un módulo de batería está configurado con una celda de batería secundaria de tipo bolsa, elementos 1a y 1b de conexión de electrodo de la celda de batería secundaria de tipo bolsa se sueldan a una barra 3 ómnibus mediante un láser. La barra 3 ómnibus está ubicada en una porción delantera o en la porción delantera y una porción trasera del módulo de batería, y la pluralidad de elementos 1a y 1b de conexión de electrodo están soldados a una barra 3 ómnibus, y por tanto las celdas de batería secundaria están conectadas en serie y en paralelo.

[0011] Se transmite información de tensión de las celdas de batería secundaria en el módulo de batería a un BMS mediante un elemento 5 de detección conectado a cada barra 3 ómnibus, y el BMS controla la carga y descarga de las celdas de batería secundaria monitorizando un estado de cada celda de batería secundaria, basándose en la información de tensión.

[0012] Se usa un hilo de mazo, un cable flexible plano (FFC), una placa de circuito impreso flexible (FPCB), o similar, como elemento 5 de detección, y, en la técnica anterior, el elemento 5 de detección y la barra 3 ómnibus se conectan eléctricamente comprimiendo un terminal 6 de soldadura a una porción de extremo del elemento 5 de detección y soldando el elemento 5 de detección a la barra 3 ómnibus mediante un láser.

[0013] Sin embargo, un método de conectar indirectamente los elementos 1a y 1b de conexión de electrodo y el elemento 5 de detección a través de la barra 3 ómnibus como medio tal como se describió anteriormente resulta costoso en cuanto a gastos, y no es fácil gestionar la calidad de la soldadura por láser.

[0014] El documento JP 2008 186725 A se refiere a un bloque de batería. El bloque de batería es para su uso en un vehículo y está configurado apilando de manera alternante una pluralidad de celdas de batería y separadores. La celda de batería tiene terminales de electrodo positivo y negativo que sobresalen desde la superficie superior de una lata exterior rectangular, y el electrodo positivo y el electrodo negativo pueden estar superpuestos. Un terminal de detección de tensión, que incluye una superficie de conexión para formar un contacto eléctrico con el terminal de electrodo en el contacto de superficie, está conectado a la celda de batería. Puede usarse un remache ciego como fijación para fijar los terminales de electrodo superpuestos y el terminal de detección de tensión.

[0015] Divulgación

[0016] Problema técnico

[0017] La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica anterior, y, por tanto, la presente divulgación se refiere a simplificar un procedimiento de ensamblaje de un módulo de batería conectando directamente elementos de conexión de electrodo de celdas de batería a partes de detección correspondientes de un elemento de detección de tensión, sin usar una barra ómnibus.

[0018] Los problemas técnicos que van a resolverse en la presente divulgación no están limitados a los anteriores, y otros problemas que no se mencionan pueden entenderse claramente por un experto habitual en la técnica a partir de la descripción de la presente divulgación a continuación.

[0019] Solución técnica

[0020] En un aspecto de la presente invención, se proporciona un módulo de batería tal como se define en la reivindicación 1, que incluye: una pila de celdas que tiene celdas de batería apiladas en una dirección y al menos una porción de superposición de elementos de conexión formada como elementos de conexión de electrodo de las celdas de batería superpuestos entre sí; y un elemento de detección de tensión que tiene al menos una parte de detección directamente conectada a la al menos una porción de superposición de elementos de conexión, en el que cada una porción de superposición de elementos de conexión y cada parte de detección están fijadas y combinadas mediante un elemento de remache.

[0021] El módulo de batería incluye además un armazón de soporte que tiene hendiduras formadas cada intervalo predeterminado a lo largo de una dirección de apilamiento de las celdas de batería, y estando el armazón de soporte dispuesto en una porción delantera o porción trasera de la pila de celdas, en el que cada porción de superposición de elementos de conexión se extrae a una porción delantera del armazón de soporte a través de cada una de las hendiduras y está dispuesta para estar orientada hacia una superficie del armazón de soporte.

[0022] Cada parte de detección, cada porción de superposición de elementos de conexión, y el armazón de soporte pueden estar fijados y combinados de manera solidaria mediante el elemento de remache.

[0023] Cada parte de detección, cada porción de superposición de elementos de conexión, y el armazón de soporte pueden tener orificios que coinciden entre sí, y el elemento de remache puede ser un remache ciego interpuesto en los orificios.

[0024] El módulo de batería puede incluir además un elemento de sujeción de elemento de conexión que tiene una primera barra de sujeción adherida a la porción delantera del armazón de soporte de modo que una porción de conexión de la porción de superposición de elementos de conexión y la parte de detección está prevista entre la primera barra de sujeción y el armazón de soporte, proporcionándose el elemento de sujeción de elemento de conexión de manera desprendible en el armazón de soporte.

[0025] El elemento de sujeción de elemento de conexión puede incluir: un árbol combinado a una porción inferior del armazón de soporte mediante una bisagra y conectado a la primera barra de sujeción; y una segunda barra de sujeción conectada al árbol y que se extiende en paralelo desde una ubicación separada de la primera barra de sujeción por un intervalo predeterminado.

[0026] El armazón de soporte puede incluir al menos un fiador previsto para combinarse y bloquearse a la primera barra de sujeción.

[0027] El elemento de detección de tensión puede incluir: una primera porción de cuerpo principal dispuesta para extenderse en una dirección longitudinal de la pila de celdas en una porción superior de la pila de celdas; y una segunda porción de cuerpo principal que se extiende en una dirección de anchura de la pila de celdas desde ambas porciones de extremo de la primera porción de cuerpo principal, en el que cada una de la al menos una parte de detección puede extenderse desde la segunda porción de cuerpo principal para entrar en contacto con cada una de la al menos una porción de superposición de elementos de conexión.

[0028] El elemento de detección de tensión puede estar formado por un cable flexible plano (FFC) o una placa de circuito impreso flexible (FPCB).

[0029] En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un bloque de batería que incluye el módulo de batería, que se define en la reivindicación 9.

[0030] En todavía otro aspecto de la presente invención, se proporciona un vehículo que incluye el bloque de batería, que se define en la reivindicación 10.

[0031] Efectos ventajosos

[0032] Un módulo de batería según la presente divulgación puede tener una estructura de ensamblaje simplificada ya que los elementos de conexión de electrodo de celdas de batería y las partes de detección correspondientes de un elemento de detección de tensión pueden conectarse directamente y fijarse mediante un remache, sin usar una barra ómnibus.

[0033] Además, según la presente divulgación, pueden reducirse los costes de fabricación fijando mediante remaches un elemento de conexión de electrodo y un elemento de detección de tensión sin una barra ómnibus, en comparación con un método de conexión entre un elemento de conexión de electrodo, una barra ómnibus, y un elemento de detección de tensión según un método de soldadura por láser de la técnica anterior.

[0034] Los efectos de la presente divulgación no se limitan a los anteriores, y un experto habitual en la técnica puede entender claramente efectos que no se mencionan a partir de la presente memoria descriptiva y los dibujos adjuntos.

[0035] Descripción de los dibujos

[0036] La figura 1 es una vista que muestra una porción de un módulo de batería según la técnica anterior.

[0037] La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcial de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

[0038] La figura 3 es una vista que muestra una porción delantera de un módulo de batería, según una realización de la presente divulgación.

[0039] La figura 4 es una vista a escala ampliada parcial de la figura 3.

[0040] Las figuras 5 a 8 corresponden a A-A’ de la figura 4, y son vistas para describir un procedimiento de fijación mediante remaches de un elemento de conexión de electrodo y una parte de detección.

[0041] La figura 9 es una vista correspondiente a la figura 4 y que muestra una configuración de un elemento de sujeción de elemento de conexión de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.

[0042] La figura 10 es una vista que muestra un estado en el que el elemento de sujeción de elemento de conexión de la figura 9 está adherido a un armazón de soporte.

[0043] Modo para la divulgación

[0044] A continuación en el presente documento, se describirán en detalle realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que no debe interpretarse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas estén limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que el inventor tiene derecho a definir los términos de manera apropiada para realizar la mejor explicación. Por tanto, la descripción propuesta en el presente documento es tan sólo un ejemplo preferible únicamente con el propósito de ilustraciones, no se pretende que limite el alcance de la divulgación, de modo que debe entenderse que pueden realizarse otros equivalentes y modificaciones a la misma dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0045] Se proporcionan realizaciones de la presente divulgación para describir más completamente la presente divulgación para un experto habitual en la técnica, y por tanto las formas y tamaños de elementos en los dibujos pueden exagerarse, omitirse, o mostrarse de manera esquemática para proporcionar una descripción más clara. Por tanto, el tamaño o la escala de cada elemento no refleja completamente el tamaño o la escala real.

[0046] La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcial de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación, la figura 3 es una vista que muestra una porción delantera de un módulo de batería, según una realización de la presente divulgación, y la figura 4 es una vista a escala ampliada parcial de la figura 3. Haciendo referencia a las figuras 2 a 4, un módulo 10 de batería según una realización de la presente divulgación incluye una pila 100 de celdas, un armazón 210 de soporte, y un elemento 300 de detección de tensión.

[0047] La pila 100 de celdas es un conjunto que incluye celdas 110 de batería. Las celdas 110 de batería están erguidas, cada una, en una dirección arriba-abajo (±Z) y apiladas en una dirección izquierda-derecha (±Y) para formar una pila 100 de celdas.

[0048] Puede añadirse adicionalmente una almohadilla de amortiguación, un pasador de refrigeración, o similar, entre las celdas 110 de batería. La almohadilla de amortiguación o el pasador de refrigeración puede realizar una función para absorber un impacto o emitir calor de manera eficiente de cada celda 110 de batería al exterior.

[0049] Puede aplicarse una celda de batería de tipo bolsa o una celda de batería de tipo angular como celda de batería, y, en la presente realización, se aplica la celda 110 de batería de tipo bolsa.

[0050] Aunque no se ilustra en detalle, la celda 110 de batería de tipo bolsa puede incluir un conjunto de electrodos, un electrolito, y un material exterior de bolsa para sellar y albergar el conjunto de electrodos y el electrolito.

[0051] El conjunto de electrodos puede tener una estructura de pila de una placa de electrodo positivo/película de separación/placa de electrodo negativo, la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo incluyen lengüetas de electrodo, y al menos una lengüeta de electrodo está conectada a un elemento de conexión de electrodo. El elemento de conexión de electrodo se extiende desde el interior hasta el exterior del material exterior de bolsa para funcionar como terminal de electrodo de la celda 110 de batería. En este caso, el elemento de conexión de electrodo se refiere de manera colectiva a un elemento 111a de conexión de electrodo positivo y un elemento 111b de conexión de electrodo negativo.

[0052] El material exterior de bolsa protege elementos internos, tales como el conjunto de electrodos, el electrolito, y similares, y puede estar configurado en una forma que incluye una película delgada de metal, por ejemplo, una película delgada de aluminio, para complementar una propiedad electroquímica mediante el conjunto de electrodos y el electrolito y potenciar la disipación de calor o similares. La película delgada de aluminio puede estar dispuesta entre una capa adhesiva interna y una capa de aislamiento formada por un material aislante, para garantizar el aislamiento eléctrico.

[0053] En particular, en el módulo 10 de batería según la presente divulgación, los elementos de conexión de electrodo de las celdas 110 de batería adyacentes están superpuestos entre sí en un patrón predeterminado y, por tanto, las celdas 110 de batería están conectadas en serie o en serie y en paralelo.

[0054] Por ejemplo, cuando se supone que una celda 110 de batería cualquiera es una N<ésima>celda, las siguientes celdas 110 de batería son secuencialmente una (N+1)<ésima>celda, una (N+2)<ésima>celda, y así sucesivamente, y cada celda 110 de batería está dispuesta para estar orientada hacia la celda 110 de batería adyacente de tal manera que las polaridades están en sentido opuesto, a lo largo de una dirección de apilamiento (eje de las Y), el elemento 111a de conexión de electrodo positivo de la N<ésima>celda y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo de la (N+1)<ésima>celda están apilados en una porción delantera de la pila 100 de celdas y el elemento 111a de conexión de electrodo positivo de la (N+1)<ésima>celda y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo de la (N+2)<ésima>celda están apilados en una porción trasera de la pila 100 de celdas. Los elementos de conexión de electrodo de las celdas 110 de batería están apilados con un patrón de este tipo y están fijados con un elemento 400 de remache descrito a continuación para conectar las celdas 110 de batería en serie.

[0055] Como otro ejemplo, formando dos to tres celdas 110 de batería consecutivas como un grupo, pueden disponerse los mismos grupos de tal manera que polaridades orientadas en un mismo sentido y elementos de conexión de electrodo positivo de un grupo y elementos de conexión de electrodo negativo de otro grupo pueden apilarse y fijarse mediante remaches de manera solidaria, conectando de ese modo las celdas 110 de batería en serie y en paralelo. Una configuración en la que los elementos de conexión de electrodo están apilados para conectar las celdas 110 de batería en serie o en serie y en paralelo de este modo se denomina a continuación en el presente documento porción 111 de superposición de elementos de conexión.

[0056] El armazón 210 de soporte es una unidad para soportar la pila 100 de celdas, y puede proporcionarse en cada una de la porción delantera y la porción trasera de la pila 100 de celdas.

[0057] El armazón 210 de soporte incluye hendiduras 211 formadas cada intervalo predeterminado a lo largo de la dirección de apilamiento (±Y) de las celdas 110 de batería. La porción 111 de superposición de elementos de conexión de la pila 100 de celdas se extrae a una porción delantera del armazón 210 de soporte a través de las hendiduras 211. La porción 111 de superposición de elementos de conexión que pasa a través de las hendiduras 211 se dobla para estar orientada hacia una superficie del armazón 210 de soporte. Puede proporcionarse una placa 213 de aislamiento para prevenir un cortocircuito mediante un objeto metálico arbitrario entre las porciones 111 de superposición de elementos de conexión dobladas.

[0058] Un armazón 230 de placa superior puede estar dispuesto en una porción superior del armazón 210 de soporte. El armazón 230 de placa superior es una configuración para cubrir una porción de extremo superior de la pila 100 de celdas, y ambas porciones de extremo de la misma pueden proporcionarse para combinarse con porciones de extremo superior de dos armazones 210 de soporte mediante bisagras.

[0059] El elemento 300 de detección de tensión es un elemento que funciona para detectar una tensión de nodo de las celdas 110 de batería conectadas en serie, y transmitir información de tensión de cada celda 110 de batería a un sistema de gestión de batería (BMS) (no mostrado). El BMS monitoriza estados de las celdas 110 de batería mediante el elemento 300 de detección de tensión y controla la carga y descarga de las celdas 110 de batería. El elemento 300 de detección de tensión puede implementarse mediante un cable de película, tal como una placa de circuito impreso flexible (FPCB) o un cable flexible plano (FFC).

[0060] La FPCB puede fabricarse disponiendo una placa de pila de lámina de cobre sobre una película de base, laminando una película seca, realizando procedimientos de exposición, revelado, y grabado para formar líneas conductoras que tienen intervalos regulares, y después adhiriendo una película de revestimiento. Además, el FFC puede fabricarse disponiendo líneas conductoras sobre una película de base a intervalos regulares, y después laminando un revestimiento sobre la misma.

[0061] El elemento 300 de detección de tensión que tiene una forma de cable de película de este tipo tiene un rendimiento de conducción excelente de líneas conductoras y garantiza perfectamente el aislamiento entre las líneas conductoras usando una película de aislamiento, y, por tanto, puede procesarse un gran número de señales con un volumen mínimo.

[0062] Haciendo referencia a la figura 2, el elemento 300 de detección de tensión según la presente divulgación se fabrica en una forma de una FPCB, e incluye una primera porción 310 de cuerpo principal dispuesta para extenderse en una dirección longitudinal (eje ±X) de la pila 100 de celdas en una porción superior de la pila 100 de celdas, una segunda porción 320 de cuerpo principal que se extiende en una dirección de anchura (eje ±Y) de la pila 100 de celdas desde ambas porciones de extremo de la primera porción 310 de cuerpo principal, y partes 330 de detección están dispuestas para extenderse en ubicaciones correspondientes a las porciones 111 de superposición de elementos de conexión de la pila 100 de celdas, respectivamente, desde la segunda porción 320 de cuerpo principal. Un conector 340 puede estar montado en un lado de la segunda porción 320 de cuerpo principal, y una señal puede transmitirse o recibirse hacia o desde el conector 340 accediendo a otro conector de cable conectado al BMS.

[0063] Para referencia, el elemento 300 de detección de tensión que está dispuesto en la porción superior de la pila 100 de celdas se selecciona para una reducción de la distancia de cable y conveniencia de la instalación. Cuando se requiere, el elemento 300 de detección de tensión puede estar dispuesto en una ubicación distinta de la porción superior de la pila 100 de celdas.

[0064] A continuación en el presente documento, se describirá una estructura de conexión eléctrica entre cada parte 330 de detección del elemento 300 de detección de tensión y cada porción 111 de superposición de elementos de conexión de la pila 100 de celdas, y un método de la misma.

[0065] Tal como se muestra en la figura 3, un terminal 214a de electrodo positivo y un terminal 214b de electrodo negativo del módulo 10 de batería pueden estar dispuestos respectivamente en una porción de extremo izquierdo y una porción de extremo derecho del armazón 210 de soporte, y pueden proporcionarse en forma de barras de metal que tienen porciones de extremo superior dobladas de manera externa y horizontal. En el terminal 214a de electrodo positivo, puede unirse un elemento de conexión de electrodo positivo de la celda 110 de batería más externa en un lado en la pila 100 de celdas puede, y en el terminal 214b de electrodo negativo, puede unirse un elemento de conexión de electrodo negativo de la celda 110 de batería más externa en el otro lado.

[0066] Los elementos de conexión de electrodo y las partes 330 de detección de las celdas 110 de batería excluyendo los elementos de conexión de electrodo y las partes 330 de detección respectivamente unidas al terminal 214a de electrodo positivo y al terminal 214b de electrodo negativo pueden conectarse directamente sin una barra ómnibus. En detalle, tal como se muestra en la figura 4, cada parte 330 de detección se extiende en una dirección hacia abajo desde la segunda porción 320 de cuerpo principal y está dispuesta en una superficie delantera de cada porción 111 de superposición de elementos de conexión, y una porción de extremo de cada parte 330 de detección está configurada de tal manera que se retira una superficie de una película 331 de aislamiento y se expone un terminal 333 de detección. Una porción de extremo de este tipo de la parte 330 de detección está conectada a la porción 111 de superposición de elementos de conexión mediante el elemento 400 de remache, y por tanto se logra la conducción.

[0067] Dicho de otro modo, la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión incluyendo el elemento 111a de conexión de electrodo positivo y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo se combinan entre sí mediante el elemento 400 de remache para conectarse directamente de manera eléctrica entre sí. En este caso, es posible combinar únicamente la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión mediante el elemento 400 de remache, pero, en la presente realización, teniendo en cuenta que la rigidez de la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión es algo insuficiente, el elemento 400 de remache está configurado para conectarse de manera solidaria a la parte 330 de detección, la porción 111 de superposición de elementos de conexión, y el armazón 210 de soporte. Haciendo referencia a las figuras 5 a 8 en detalle, una superficie de la porción 111 de superposición de elementos de conexión está dispuesta para estar orientada hacia una superficie delantera del armazón 210 de soporte, y una superficie de la parte 330 de detección está dispuesta para estar orientada hacia la otra superficie de la porción 111 de superposición de elementos de conexión. Después de eso, la parte 330 de detección, la porción 111 de superposición de elementos de conexión, y el armazón 210 de soporte se perforan para formar orificios H que coinciden entre sí, y se interpone el elemento 400 de remache en los orificios H.

[0068] Puede emplearse un remache ciego como elemento 400 de remache. El remache ciego puede incluir un cuerpo 410 y un mandril 420 insertado en el cuerpo 410.

[0069] Tal como se muestra en la figura 6, el elemento 400 de remache se carga en una herramienta (no mostrada) y después se inserta en la parte 330 de detección, la porción 111 de superposición de elementos de conexión, y el armazón 210 de soporte a través de los orificios H.

[0070] Después, tal como se muestra en la figura 7, se sujeta el mandril 420 y se tira del mismo usando la herramienta para comenzar el moldeo del cuerpo 410. Cuando el cuerpo 410 está completamente moldeado y, por tanto, la parte 330 de detección, la porción 111 de superposición de elementos de conexión, y el armazón 210 de soporte están adheridos, se corta el mandril 420 y sólo se deja una parte del mandril 420 dentro del cuerpo 410 tal como se muestra en la figura 8.

[0071] Por consiguiente, la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión se combinan y se conectan entre sí mediante el elemento 400 de remache, y pueden fijarse y combinarse de manera solidaria al armazón 210 de soporte.

[0072] Adicionalmente, el elemento 400 de remache puede usarse para fijar otra porción de la porción 111 de superposición de elementos de conexión al armazón 210 de soporte.

[0073] Una configuración de conectar y fijar directamente la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión mediante el método de fijación mediante remaches es capaz de realizarse fácilmente incluso por un trabajador no experimentado en comparación con un método de soldadura por láser, y tiene una excelente resistencia de acoplamiento.

[0074] Además, generalmente, el elemento 111a de conexión de electrodo positivo se fabrica de aluminio (Al) y el elemento 111b de conexión de electrodo negativo se fabrica de cobre (Cu), y cuando se sueldan y se combinan metales diferentes, la resistencia de combinación puede ser baja. Sin embargo, el método de fijación mediante remaches según la presente divulgación no está sujeto a un tipo de metal, y, por tanto, es adicionalmente ventajoso en la combinación de metales diferentes.

[0075] Además, la gama de combinación de un material original es amplia en el método de fijación mediante remaches, y, por tanto, a diferencia de la presente realización, es posible configurar la porción 111 de superposición de elementos de conexión apilando dos o al menos tres elementos 111a de conexión de electrodo positivo y elementos 111b de conexión de electrodo negativo y fijando mediante remaches la porción 111 de superposición de elementos de conexión y la parte 330 de detección.

[0076] La figura 9 es una vista correspondiente a la figura 4 y que muestra una configuración de un elemento de sujeción de elemento de conexión de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación, y la figura 10 es una vista que muestra un estado en el que el elemento de sujeción de elemento de conexión de la figura 9 está adherido a un armazón de soporte.

[0077] Entonces, se describirá un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación con referencia a las figuras 9 y 10.

[0078] Números de referencia iguales a las realizaciones anteriores designan elementos iguales, y se describirán principalmente diferencias con respecto a las realizaciones anteriores mientras se omiten descripciones redundantes sobre elementos iguales.

[0079] El módulo de batería según otra realización de la presente divulgación incluye además un elemento 500 de sujeción de elemento de conexión en comparación con el módulo 10 de batería de las realizaciones anteriores.

[0080] El elemento 500 de sujeción de elemento de conexión es un elemento para prevenir el movimiento de la porción 111 de superposición de elementos de conexión y prevenir que se produzca cortocircuito.

[0081] En detalle, el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión incluye un árbol 510, una primera barra 520 de sujeción, y una segunda barra 530 de sujeción. Además, el armazón 210 de soporte puede incluir un vástago 215 de soporte en una porción de extremo inferior del mismo, y al menos un fiador 217 en una ubicación separada del vástago 215 de soporte por un intervalo predeterminado en una dirección hacia arriba, para unir y separar el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión.

[0082] El árbol 510 del elemento 500 de sujeción de elemento de conexión tiene una porción de extremo combinada con el vástago 215 de soporte mediante una bisagra para poder rotar. Por ejemplo, dicha una porción de extremo del árbol 510 puede insertarse en el vástago 215 de soporte, en una forma de anillo de una forma de arco. Puede haber una pluralidad de los árboles 510.

[0083] La primera barra 520 de sujeción y la segunda barra 530 de sujeción pueden estar conectadas al árbol 510 al tiempo que se extienden en una dirección que se cruza con el árbol 510, y las longitudes de las mismas pueden corresponder a la anchura de izquierda-derecha de la pila 100 de celdas.

[0084] La primera barra 520 de sujeción y la segunda barra 530 de sujeción pueden estar conectadas al árbol 510 en ubicaciones separadas una de otra por un intervalo predeterminado tal como para presurizar diferentes regiones de la porción 111 de superposición de elementos de conexión.

[0085] Usando una configuración de este tipo, mientras está en el estado tal como se muestra en la figura 9, el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión se hace rotar en una dirección hacia arriba de tal manera que el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión se adhiere a la porción delantera del armazón 210 de soporte, y el fiador 217 del armazón 210 de soporte se fija y se bloquea a la primera barra 520 de sujeción.

[0086] En este caso, la primera barra 520 de sujeción puede adherirse a la porción delantera del armazón 210 de soporte de modo que una porción de conexión de la porción 111 de superposición de elementos de conexión y la parte 330 de detección está prevista entre la primera barra 520 de sujeción y el armazón 210 de soporte, y la segunda barra 530 de sujeción puede adherirse a la porción delantera del armazón 210 de soporte de modo que una porción inferior de la porción 111 de superposición de elementos de conexión está prevista entre la segunda barra 530 de sujeción y el armazón 210 de soporte.

[0087] Según un elemento 500 de sujeción de elemento de conexión de este tipo, a diferencia de las realizaciones anteriores, puede prevenirse el movimiento de la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión sin tener que fijar mediante remaches ni siquiera el armazón 210 de soporte mientras se conecta la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión. Dicho de otro modo, es posible conectar directamente tan sólo la parte 330 de detección y la porción 111 de superposición de elementos de conexión al elemento 400 de remache, y adherir y fijar las mismas a la porción delantera del armazón 210 de soporte usando el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión.

[0088] Además, en las realizaciones anteriores, se proporciona la placa 213 de aislamiento para prepararse, por ejemplo, para un cortocircuito que se produce de manera inesperada cuando un objeto metálico arbitrario entra en contacto entre las porciones 111 de superposición de elementos de conexión contiguas durante un procedimiento de ensamblaje del módulo de batería, pero, en la presente realización, las porciones 111 de superposición de elementos de conexión están cubiertas por el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión, y, por tanto, pueden eliminarse las placas 213 de aislamiento y el elemento 500 de sujeción de elemento de conexión puede realizar una función de prevención de cortocircuito.

[0089] Tal como se describió anteriormente, el módulo 10 de batería según la presente divulgación puede tener una estructura de ensamblaje simplificada en comparación con el módulo 10 de batería de la técnica anterior omitiendo una barra ómnibus que se ha usado generalmente en la técnica anterior para la conexión eléctrica y detección de tensión de las celdas 110 de batería, y conectando y fijando directamente el elemento 300 de detección de tensión y los elementos de conexión de electrodo de las celdas 110 de batería usando el elemento 400 de remache en su lugar.

[0090] Además, en comparación con el módulo 10 de batería de la técnica anterior en el que el elemento de conexión de electrodo, la barra ómnibus, y el elemento 300 de detección de tensión se combinan mediante un método de soldadura por láser, el módulo 10 de batería de la presente divulgación puede consumir menos costes de fabricación porque se omite la barra ómnibus y se aplica el método de fijación mediante remaches que es relativamente económico.

[0091] Mientras tanto, un bloque de batería según la presente divulgación puede incluir uno o más módulos de batería según la presente divulgación. Además, el bloque de batería según la presente divulgación puede incluir adicionalmente, además del módulo de batería, una carcasa de bloque para albergar el módulo de batería, diversos dispositivos para controlar la carga y descarga de cada módulo de batería, por ejemplo, un BMS maestro, un sensor de corriente, un fusible, y similares.

[0092] El módulo de batería según la presente divulgación puede aplicarse a un vehículo, tal como un vehículo eléctrico o un vehículo híbrido. Dicho de otro modo, el vehículo puede incluir el módulo de batería según la presente divulgación.

[0093] Tal como se describió anteriormente, aunque la presente divulgación se ha descrito con referencia a realizaciones y dibujos limitados, la presente divulgación no se limita a los mismos y pueden implementarse diversas modificaciones y variaciones por un experto habitual en la técnica dentro del alcance de las reivindicaciones descritas a continuación.

[0095] Mientras tanto, en la presente memoria descriptiva se usan términos usados para indicar direcciones tales como arriba, abajo, izquierda, y derecha, pero estos términos son simplemente por conveniencia de la descripción y resultará evidente para un experto habitual en la técnica que los términos pueden variar dependiendo de la ubicación de un objeto objetivo o la ubicación de un observador.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

1. Módulo (10) de batería que comprende:

una pila (100) de celdas que tiene celdas (110) de batería apiladas en una dirección y al menos una porción (111) de superposición de elementos de conexión formada como elementos de conexión de electrodo de las celdas (110) de batería superpuestos entre sí; y

un elemento (300) de detección de tensión que tiene al menos una parte (330) de detección directamente conectada a la al menos una porción (111) de superposición de elementos de conexión,

en el que cada porción (111) de superposición de elementos de conexión y cada parte (330) de detección están fijadas y combinadas mediante un elemento (400) de remache,

caracterizado por comprender además un armazón (210) de soporte que tiene hendiduras (211) formadas a cada intervalo predeterminado a lo largo de una dirección de apilamiento de las celdas (110) de batería, estando el armazón (210) de soporte dispuesto en una porción delantera o porción trasera de la pila (100) de celdas,

en el que cada porción (111) de superposición de elementos de conexión se extrae a una porción delantera del armazón (210) de soporte a través de cada una de las hendiduras (211) y está dispuesta para estar orientada hacia una superficie del armazón (210) de soporte.

2. Módulo de batería (10) según la reivindicación 1, en el que cada parte (330) de detección, cada porción (111) de superposición de elementos de conexión, y el armazón (210) de soporte están fijados y combinados de manera solidaria mediante el elemento (400) de remache.

3. Módulo de batería (10) según la reivindicación 2, en el que cada parte (330) de detección, cada porción (111) de superposición de elementos de conexión, y el armazón (210) de soporte tienen orificios (H) que coinciden entre sí, y el elemento (400) de remache es un remache ciego interpuesto en los orificios (H).

4. Módulo de batería (10) según la reivindicación 1, que comprende además un elemento (500) de sujeción de elemento de conexión que tiene una primera barra (520) de sujeción adherida a la porción delantera del armazón (210) de soporte de modo que una porción de conexión de la porción (111) de superposición de elementos de conexión y la parte (330) de detección está prevista entre la primera barra (520) de sujeción y el armazón (210) de soporte, proporcionándose el elemento (500) de sujeción de elemento de conexión de manera desprendible en el armazón (210) de soporte.

5. Módulo de batería (10) según la reivindicación 4, en el que el elemento (500) de sujeción de elemento de conexión comprende:

un árbol (510) combinado a una porción inferior del armazón (210) de soporte mediante una bisagra y conectado a la primera barra (520) de sujeción; y

una segunda barra (530) de sujeción conectada al árbol (510) y que se extiende en paralelo desde una ubicación separada de la primera barra (520) de sujeción por un intervalo predeterminado.

6. Módulo de batería (10) según la reivindicación 5, en el que el armazón (210) de soporte comprende al menos un fiador (217) previsto para combinarse y bloquearse a la primera barra (520) de sujeción.

7. Módulo de batería (10) según la reivindicación 1, en el que el elemento (300) de detección de tensión comprende:

una primera porción (310) de cuerpo principal dispuesta para extenderse en una dirección longitudinal de la pila (100) de celdas en una porción superior de la pila (100) de celdas; y

una segunda porción (320) de cuerpo principal que se extiende en una dirección de anchura de la pila (100) de celdas desde ambas porciones de extremo de la primera porción (310) de cuerpo principal, en el que cada una de la al menos una parte (330) de detección se extiende desde la segunda porción (320) de cuerpo principal para entrar en contacto con cada una de la al menos una porción (111) de superposición de elementos de conexión.

8. Módulo de batería (10) según la reivindicación 1, en el que el elemento (300) de detección de tensión está formado por un cable flexible plano (FFC) o una placa de circuito impreso flexible (FPCB).

9. Bloque de batería que comprende el módulo (10) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Vehículo que comprende el bloque de batería según la reivindicación 9.