ES3058859T3 - Battery module including compression pad having improved insulation and assembly, battery pack and vehicle including the same - Google Patents

Abstract

Un módulo de batería, según una realización de la presente invención, comprende: una pila de celdas que tiene una pluralidad de celdas apiladas; y una almohadilla de compresión provista en la superficie exterior de la pila de celdas, en donde la almohadilla de compresión es un laminado de una almohadilla elástica y una película de resina sintética que está unida a al menos una superficie de la almohadilla elástica, comprendiendo la película de resina sintética una parte de extensión de longitud que es más larga que la almohadilla elástica de modo que la parte de extensión de longitud se pliega para cubrir y proteger la superficie superior de la pila de celdas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería que incluye una almohadilla de compresión que tiene un aislamiento y un ensamblaje mejorados, paquete de baterías y vehículo que incluyen el mismo

[0003] Campo técnico

[0004] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y, más particularmente, a un módulo de batería mejorado para mejorar el aislamiento y el ensamblaje entre una pila de celdas y un miembro de bastidor. La presente divulgación también se refiere a un paquete de baterías y a un vehículo que incluyen el módulo de batería.

[0005] Antecedentes de la técnica

[0006] Una batería secundaria que es fácil de aplicar de acuerdo con grupos de productos y tiene características eléctricas tales como una densidad de energía alta se usa ampliamente para vehículos eléctricos o vehículos híbridos accionados por una fuente de accionamiento eléctrica, sistemas de almacenamiento de energía y similares, así como dispositivos portátiles. La batería secundaria está en el centro de atención como una nueva fuente de energía para mejorar el respeto al medio ambiente y la eficiencia energética, ya que esta tiene no solo la ventaja principal de reducir drásticamente el uso de combustibles fósiles, sino también la ausencia de subproductos generados a partir del uso de energía.

[0007] Se usan una o de dos a cuatro celdas por dispositivo en dispositivos móviles pequeños, mientras que dispositivos medianos/grandes tales como vehículos o similares requieren un rendimiento alto y una capacidad grande. Por lo tanto, se usa un módulo de batería mediano/grande que incluye una pila de celdas en la que se conecta eléctricamente una pluralidad de celdas. Debido a que es preferible fabricar el módulo de batería mediano/grande lo más pequeño posible en cuanto a tamaño y peso, las celdas prismáticas, las celdas tipo bolsa y similares que se pueden apilar con un grado alto de integración y tienen una relación pequeña entre peso y capacidad se usan principalmente como una celda unitaria del módulo de batería mediano/grande.

[0008] Por otro lado, el módulo de batería incluye un miembro de bastidor para alojar la pila de celdas en un espacio interno para proteger la pila de celdas frente a impacto externo, calor o vibración. La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un módulo de batería convencional, y la figura 2 es una vista en sección transversal en despiece ordenado y ensamblada tomada a lo largo de la línea A-A' de la figura 1.

[0009] Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, en el módulo de batería 1 convencional, un miembro de bastidor 20 que aloja una pila de celdas 10 incluye una carcasa 22 y una cubierta 24. Un miembro de amortiguación 30 se proporciona entre la pila de celdas 10 y la carcasa 22.

[0010] El miembro de amortiguación 30 se comprime de acuerdo con la expansión de la celda debido al hinchamiento para absorber el hinchamiento o para proteger la pila de celdas 10 frente a impacto externo o vibración. Un aislante se inserta adicionalmente en la región principal en el interior del miembro de bastidor 20 para asegurar el aislamiento con respecto a la pila de celdas 10. Por ejemplo, en el módulo de batería 1 mostrado en la figura 1, una película 26 en forma de alero para proteger el borde de la pila de celdas 10 se añade al interior de la cubierta 24.

[0011] Cuando la pila de celdas 10 se coloca en la carcasa 22 y entonces la cubierta 24 se ensambla sobre la pila de celdas 10 como se muestra en la figura 2 (a), la película 26 en forma de alero es susceptible a la interferencia en el proceso de ensamblaje, lo que puede provocar deformación o daño a la película 26 mientras se colisiona con el miembro de amortiguación 30 o la pila de celdas 10 como se muestra en la figura 2 (b). Además, en el módulo de batería 1 que tiene una estructura de este tipo, está presente inevitablemente una región expuesta localmente debido al ensamblaje o proceso, lo que es una cuestión en relación con la seguridad y, por lo tanto, es necesario que se mejore.

[0012] En particular, la porción de sellado de la celda de tipo bolsa es susceptible al aislamiento debido al proceso de corte, y cuando la celda de tipo bolsa se usa como una celda que constituye la pila de celdas 10, existe la tarea de mejorar continuamente asegurando el aislamiento para una celda ubicada particularmente cerca del miembro de bastidor 20, es decir, la celda más externa.

[0013] El documento KR 20210007244 A divulga un módulo de batería que comprende un conjunto de celdas de batería que incluye una pluralidad de celdas de batería apiladas entre sí; un par de placas laterales dispuestas en ambos lados del conjunto de celdas de batería; y un par de almohadillas de compresión dispuestas en ambos lados del par de placas laterales para exponerse en ambos lados más externos del módulo de batería y para absorber el hinchamiento y la tolerancia de ensamblaje del conjunto de celdas de batería.

[0014] El documento CN 109643778 A divulga un módulo de batería dotado de una pluralidad de baterías apiladas; y un miembro de supresión de transferencia de calor que se dispone entre dos baterías adyacentes.

[0015] Divulgación

[0016] Problema técnico

[0017] La presente divulgación se diseña para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación se dirige a proporcionar un módulo de batería capaz de proporcionar el aislamiento para una celda más externa de una pila de celdas y minimizar los defectos en el ensamblaje de una pila de celdas y un miembro de bastidor.

[0018] Sin embargo, los problemas técnicos que se van a resolver mediante la presente divulgación no se limitan a los problemas descritos anteriormente, y otros problemas no mencionados en el presente documento pueden ser entendidos claramente por un experto en la materia a partir de la siguiente descripción de la presente divulgación. Solución técnica

[0019] En un aspecto de la presente divulgación para resolver el problema técnico descrito anteriormente, se proporciona un módulo de batería que incluye una pila de celdas en la que se apila una pluralidad de celdas; y una almohadilla de compresión dispuesta sobre una superficie exterior de la pila de celdas, en donde la almohadilla de compresión es un material laminado de una almohadilla elástica y una película de resina sintética unida a al menos una superficie de la almohadilla elástica, en donde la película de resina sintética incluye una porción de extensión de longitud de una longitud mayor que la de la almohadilla elástica, y la porción de extensión de longitud se pliega para cubrir y proteger la superficie superior de la pila de celdas.

[0020] La celda puede ser una celda de tipo bolsa que incluye una porción de sellado, y la porción de extensión de longitud se puede plegar para cubrir la porción de sellado.

[0021] La almohadilla elástica puede ser de espuma de poliuretano y la película de resina sintética puede ser de PET. Las almohadillas de compresión se pueden unir respectivamente a las porciones de área grande exteriores de ambas celdas más externas de la pila de celdas, y las porciones de extensión de longitud situadas a ambos lados de la pila de celdas se pueden plegar respectivamente hacia el interior de la pila de celdas para proteger ambos bordes superiores de la pila de celdas.

[0022] En el presente documento, las porciones de extensión de longitud plegadas desde ambos lados de la pila de celdas se pueden no encontrar o superponer entre sí en la superficie superior de la pila de celdas.

[0023] La almohadilla elástica de la almohadilla de compresión se puede ubicar hacia dentro hacia la celda y la película de resina sintética se puede ubicar en el exterior.

[0024] El módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir además un bastidor en forma de U que aloja la pila de celdas y que tiene una parte superior abierta; y una placa superior que cubre la pila de celdas en la parte superior del bastidor en forma de U abierto, en donde una superficie de la pila de celdas en perpendicular a una dirección de apilamiento de la pluralidad de celdas se puede montar en la parte de debajo del bastidor en forma de U, y puede no existir un miembro que interfiera con la celda entre la placa superior y la pila de celdas.

[0025] La placa superior y la pila de celdas pueden estar separadas entre sí.

[0026] La almohadilla elástica de la almohadilla de compresión se puede adherir a una superficie de la celda a través de un adhesivo, y la porción de extensión de longitud se puede adherir a la superficie superior de la celda a través de un adhesivo adicional.

[0027] En el presente documento, el adhesivo se puede proporcionar en uno o más lugares en forma de una banda que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la celda.

[0028] El módulo de batería puede incluir además almohadillas de compresión adicionales dispuestas entre las celdas en la pila de celdas.

[0029] Las almohadillas de compresión adicionales se pueden disponer entre cada grupo de celdas que incluye un número predeterminado de celdas.

[0030] Por otro lado, en otro aspecto de la presente divulgación, se proporcionan un paquete de baterías y un vehículo que incluye el módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación como se ha descrito anteriormente.

[0031] Efectos ventajosos

[0032] De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, la almohadilla de compresión es un material laminado de una almohadilla elástica y una película de resina sintética, y la longitud de la película de resina sintética de la almohadilla de compresión unida a la porción más externa se aumenta más que la de la almohadilla elástica, de tal modo que la porción de extensión de longitud cubre el borde de la superficie superior de la pila de celdas. En consecuencia, es posible asegurar adicionalmente el aislamiento con respecto a una sección que está inevitablemente expuesta debido al proceso de ensamblaje de la pila de celdas y el miembro de bastidor.

[0034] En particular, cuando la celda incluida en el módulo de batería es una celda de tipo bolsa, la porción de extensión de longitud de la película de resina sintética de la almohadilla de compresión de la presente divulgación puede minimizar la porción expuesta de la superficie de corte de la porción de sellado de la celda o la porción de plegado de celda, mejorando de ese modo el rendimiento de aislamiento.

[0036] Además, de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, no hay ninguna necesidad de insertar un aislante adicional para asegurar el aislamiento con respecto a la pila de celdas en el interior del miembro de bastidor, simplificando de ese modo la estructura del miembro de bastidor. Como resultado, cuando la pila de celdas se inserta en el miembro de bastidor y se ensambla, se pueden minimizar los defectos debidos a la interferencia.

[0038] Descripción de los dibujos

[0040] Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar un entendimiento adicional de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada a los dibujos.

[0042] La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un módulo de batería convencional.

[0043] La figura 2 es una vista en sección transversal en despiece ordenado y ensamblada tomada a lo largo de la línea A-A' de la figura 1.

[0044] La figura 3 es una vista en perspectiva y en despiece ordenado que ilustra un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0045] La figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra un estado en el que se combinan unos componentes que constituyen el módulo de batería de la figura 3.

[0046] La figura 5 es una vista que ilustra una celda de batería aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0047] Las figuras 6a y 6b son vistas que ilustran una pila de celdas aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación, en donde la figura 6a es una vista en perspectiva que ilustra un estado antes de plegar una porción de extensión de longitud de una película de resina sintética de una almohadilla de compresión, y la figura 6b es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B' de la figura 6a.

[0048] Las figuras 7a y 7b son vistas que ilustran una pila de celdas aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación, en donde la figura 7a es una vista en perspectiva que ilustra un estado después de plegar una porción de extensión de longitud de una película de resina sintética de una almohadilla de compresión, y la figura 7b es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea C-C' de la figura 7a.

[0049] La figura 8 es una vista lateral y una vista frontal que ilustran una almohadilla de compresión aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0050] La figura 9 es una vista que ilustra una posición de un adhesivo sobre una almohadilla de compresión aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0051] La figura 10 es una vista en sección transversal en despiece ordenado y ensamblada que ilustra un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación cuando se toma a lo largo de la línea C-C' de la figura 7a.

[0052] La figura 11 es una vista esquemática que ilustra un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0053] La figura 12 es una vista esquemática que ilustra un vehículo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0055] Mejor modo

[0057] En lo sucesivo en el presente documento, realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, se debería entender que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no se deberían interpretar como limitados a significados generales y de diccionario, sino que se deberían interpretar basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación en función del principio de que al inventor se le permite definir términos apropiadamente para la mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es únicamente un ejemplo preferible solo con fines ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que se debería entender que se podrían realizar otros equivalentes y modificaciones a la misma sin apartarse del alcance de la divulgación.

[0058] En primer lugar, un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación se describirá con referencia a las figuras 3 a 5.

[0059] La figura 3 es una vista en perspectiva y en despiece ordenado que ilustra un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra un estado en el que se combinan unos componentes que constituyen el módulo de batería de la figura 3. La figura 5 es una vista que ilustra una celda de batería aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Haciendo referencia a las figuras 3 a 5, el módulo de batería 90 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye una pila de celdas 100 y un miembro de bastidor 200 que aloja la pila de celdas 100.

[0060] La pila de celdas 100 se forma apilando una pluralidad de celdas 110. El miembro de bastidor 200 incluye un bastidor en forma de U 210 que aloja la pila de celdas 100 y que tiene una parte superior abierta, y una placa superior 220 que cubre la pila de celdas 100 en la parte superior del bastidor en forma de U 210. Una superficie de la pila de celdas 100 en perpendicular a una dirección de apilamiento de la pluralidad de celdas 110 se monta en la parte de debajo del bastidor en forma de U 210.

[0061] El bastidor en forma de U 210 tiene una superficie superior, una superficie frontal y una superficie posterior abierta. Una placa de extremo 230 se puede situar en las superficies frontal y posterior de la pila de celdas 100, respectivamente. Asimismo, se puede incluir un bastidor de barra colectora 240 situado entre la pila de celdas 100 y la placa de extremo 230.

[0062] Cuando ambos lados abiertos del bastidor en forma de U 210 se denominan primer lado y segundo lado, respectivamente, el bastidor en forma de U 210 tiene una estructura en forma de placa plegada para rodear continuamente las superficies frontal, inferior y posterior adyacentes entre sí entre las superficies exteriores restantes excepto la superficie de la pila de celdas 100 correspondiente al primer lado y al segundo lado. La superficie superior correspondiente a la superficie inferior del bastidor en forma de U 210 es abierta. Una capa de resina térmicamente conductora 212 se puede formar en la parte de debajo del bastidor en forma de U 210.

[0063] La placa superior 220 tiene una única estructura en forma de placa que rodea la superficie superior restante excepto las superficies frontal, inferior y posterior rodeadas por el bastidor en forma de U 210. El bastidor en forma de U 210 y la placa superior 220 pueden formar una estructura que rodea la pila de celdas 100 acoplándose a través de soldadura o similar en un estado en el que las porciones de borde correspondientes entre sí están en contacto entre sí. Es decir, el bastidor en forma de U 210 y la placa superior 220 se pueden acoplar a las porciones de borde correspondientes mediante un método de acoplamiento tal como soldadura o similar para formar una porción de soldadura CP.

[0064] Como la celda 110, por ejemplo, se puede aplicar una celda de batería de tipo bolsa. Cuando la celda 110 es la celda de batería de tipo bolsa mencionada anteriormente, como se muestra en la figura 5, la celda 110 se puede formar incluyendo un conjunto de electrodos (no mostrado), una carcasa de bolsa 111, un conductor de electrodo 112 y una cinta de sellado 113.

[0065] Aunque no se muestra en los dibujos, es preferible que el conjunto de electrodos tenga separadores interpuestos entre las placas de electrodo positivo y negativo, que se apilan repetidamente de forma alterna, y los separadores se sitúan respectivamente en las porciones más exteriores de ambos lados para el aislamiento.

[0066] La placa de electrodo positivo incluye un colector de corriente de electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo aplicada como recubrimiento sobre una superficie del mismo, y una región no recubierta de electrodo positivo sobre la cual no se aplica como recubrimiento un material activo de electrodo positivo se forma en un extremo de la misma, en donde la región no recubierta de electrodo positivo funciona como una lengüeta de electrodo positivo.

[0067] La placa de electrodo negativo incluye un colector de corriente de electrodo negativo y una capa de material activo de electrodo negativo aplicada como recubrimiento sobre una o ambas superficies de la misma del mismo, y una región no recubierta de electrodo negativo sobre la cual no se aplica como recubrimiento un material activo de electrodo negativo se forma en un extremo de la misma, en donde la región no recubierta de electrodo negativo funciona como una lengüeta de electrodo negativo.

[0068] Además, el separador se puede hacer de un material poroso para permitir que los iones se muevan usando un electrolito como un medio entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo mientras se interpone entre las placas de electrodo positivo y negativo para evitar que las placas de electrodo que tienen diferentes polaridades estén en contacto directo entre sí.

[0069] La carcasa de celda 111 incluye una porción de alojamiento 111a para alojar el conjunto de electrodos y una porción de sellado 111b que se extiende en la dirección circunferencial de la porción de alojamiento 111a y sella la carcasa de celda 111 mediante unión térmica y sellado en un estado en el que se tira del conductor de electrodo 112 al exterior.

[0070] Aunque no se muestra en el dibujo, la carcasa de celda 111 se sella mediante la unión térmica de porciones de contacto de cada borde de la carcasa superior y la carcasa inferior, que se hacen de una película de bolsa de múltiples capas en donde se apilan secuencialmente una capa de resina/capa de metal/capa de resina.

[0071] El par de conductores de electrodo 112 se conectan a una lengüeta de electrodo positivo (no mostrada) y a una lengüeta de electrodo negativo (no mostrada), respectivamente, y se tira de los mismos al exterior de la carcasa de celda 111. El par de conductores de electrodo 112 están orientados uno hacia otro y sobresalen de un extremo y del otro extremo de la celda 110, respectivamente. Una dirección entre ambos extremos desde la que sobresalen los conductores de electrodo 112 en la carcasa de celda 111 se puede definir como una dirección longitudinal de la celda 110.

[0072] La cinta de sellado 113 se une a la periferia del conductor de electrodo 112 y se interpone entre la superficie interior de la porción de sellado 111b de la carcasa de bolsa 111 y el conductor de electrodo 112. La cinta de sellado 113 evita que la propiedad de sellado de la porción de sellado 111b se debilite debido a la retirada del conductor de electrodo 112.

[0073] La pluralidad de celdas 110 se puede apilar en la dirección del eje Y como se muestra en la figura 3. Si la superficie de la carcasa de celda 111 es resbaladiza, la pluralidad de celdas 110 tiende a deslizarse fácilmente debido a un impacto externo cuando las mismas se apilan. Por lo tanto, para evitar este deslizamiento y mantener una estructura de apilamiento estable de las celdas 110, un miembro adhesivo, tal como un adhesivo como una cinta de doble cara o un adhesivo químico unido mediante una reacción química durante la adhesión, se puede unir a la superficie de la carcasa de celda 111 para formar la pila de celdas 100. En la presente realización, la pila de celdas 100 se apila en la dirección del eje Y y se aloja en el bastidor en forma de U 210 en la dirección del eje Z, de tal modo que se puede hacer que el enfriamiento proceda mediante la capa de resina térmicamente conductora 212.

[0074] Antes de que la pila de celdas 100 se monte en la parte de debajo del bastidor en forma de U 210, una resina térmicamente conductora se puede aplicar a la parte de debajo del bastidor en forma de U 210, y la resina térmicamente conductora se puede curar para formar la capa de resina térmicamente conductora 212 mostrada en la figura 3. Antes de que se forme la capa de resina térmicamente conductora 212, es decir, antes de que se cure la resina térmicamente conductora aplicada, la pila de celdas 100 se puede montar en la parte de debajo del bastidor en forma de U 210 mientras se mueve en una dirección en perpendicular a la parte de debajo del bastidor en forma de U 210. Posteriormente, la capa de resina termoconductora 212 formada curando la resina termoconductora se sitúa entre la parte de debajo del bastidor en forma de U 210 y la pila de celdas 100. La capa de resina térmicamente conductora 212 puede servir para transferir el calor generado desde la celda 110 a la parte de debajo del módulo de batería 90 y para fijar la pila de celdas 100.

[0075] La porción de sellado 111b de la celda 110 mostrada en la figura 5 es una porción susceptible al aislamiento debido a que la capa de resina/capa de metal/capa de resina de la carcasa de celda 111 se expone a la sección transversal debido al proceso de corte. En la presente divulgación, como se muestra en la figura 3, una almohadilla de compresión 120 se proporciona en la superficie exterior de la pila de celdas 100 para proteger la porción de sellado 111b. La almohadilla de compresión 120 se describirá con más detalle con referencia a las figuras 6 a 9.

[0076] Las figuras 6a y 6b son vistas que ilustran una pila de celdas aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación, en donde la figura 6a es una vista en perspectiva que ilustra un estado antes de plegar una porción de extensión de longitud de una película de resina sintética de una almohadilla de compresión, y la figura 6b es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B' de la figura 6a. Las figuras 7a y 7b son vistas que ilustran una pila de celdas aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación, en donde la figura 7a es una vista en perspectiva que ilustra un estado después de plegar una porción de extensión de longitud de una película de resina sintética de una almohadilla de compresión, y la figura 7b es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea C-C' de la figura 7a. La figura 8 es una vista lateral y una vista frontal que ilustran una almohadilla de compresión aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 9 es una vista que ilustra una posición de un adhesivo sobre una almohadilla de compresión aplicada a un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0077] Como se muestra en las figuras 3, 6 y 7, la almohadilla de compresión 120 singular de la presente divulgación se proporciona en la superficie exterior de la pila de celdas 100.

[0078] Como se muestra con detalle en la figura 8, la almohadilla de compresión 120 es un material laminado de una almohadilla elástica 122 y una película de resina sintética 124 unida a al menos una superficie de la almohadilla elástica 122. En la figura 8, (a) es una vista lateral de la almohadilla de compresión 120 y (b) es una vista frontal de la misma. La película de resina sintética 124 incluye una porción de extensión de longitud 125 que tiene una longitud mayor en la dirección del eje Z en comparación con la almohadilla elástica 122, y la porción de extensión de longitud 125 se pliega en la dirección del eje Y para cubrir y proteger la superficie superior de la pila de celdas 100 como se muestra en la figura 7a. En particular, cuando la celda 110 es una celda de batería de tipo bolsa, la porción de extensión de longitud 125 se puede plegar para cubrir la porción de sellado 111b. Las longitudes de la almohadilla elástica 122 y la película de resina sintética 124 en la dirección del eje X pueden ser las mismas una que otra, y la longitud de las mismas puede ser la misma que la de la porción de alojamiento 111a de la carcasa de celda 111 de la celda 110 o que la de la celda 110.

[0079] Como se muestra en las figuras 6a y 6b, la almohadilla elástica 122 de la almohadilla de compresión 120 se puede situar en la celda 110 hacia el interior, y la película de resina sintética 124 se puede situar en el lado más externo hacia el exterior. Cuando tiene lugar un hinchamiento en las celdas 110 debido a la carga/descarga repetida del módulo de batería y, por lo tanto, las celdas 110 se expanden de forma convexa a lo largo de la dirección de apilamiento (la dirección del eje Y), la almohadilla elástica 122 se puede comprimir para absorber el hinchamiento. Asimismo, es posible absorber un impacto desde el exterior. Teniendo en cuenta esta función, la almohadilla elástica 122 se puede hacer de un material apropiado que tenga elasticidad y, en particular, puede ser de espuma de poliuretano.

[0080] La película de resina sintética 124 puede minimizar el movimiento térmico transferido a la almohadilla elástica 122. Asimismo, esta facilita el manejo de la almohadilla de compresión 120. Preferiblemente, la película de resina sintética 124 se puede dotar de un material que tenga una conductividad térmica muy baja. La película de resina sintética 124 puede ser de PET.

[0081] Las almohadillas de compresión 120 se pueden unir respectivamente a las porciones de área grande exteriores de ambas celdas 110 más exteriores de la pila de celdas 100, y las porciones de extensión de longitud 125 situadas a ambos lados de la pila de celdas 100 se pueden plegar respectivamente hacia el interior de la pila de celdas 100 para proteger ambos bordes superiores de la pila de celdas 100, respectivamente, como se muestra en las figuras 7a y 7b. En el presente documento, las porciones de extensión de longitud 125 plegadas desde ambos lados de la pila de celdas 100 se pueden no encontrar o superponer entre sí en la superficie superior de la pila de celdas 100 como se muestra en las figuras 7a y 7b. Cuando se incluyen otros miembros en la superficie superior de la pila de celdas 100, las porciones de extensión de longitud 125 no se encuentran ni se superponen entre sí en la superficie superior de la pila de celdas 100 y, por lo tanto, se pueden disponer en una porción expuesta.

[0082] La almohadilla elástica 122 de la almohadilla de compresión 120 se puede adherir a una superficie de la celda 110 a través de un adhesivo 126, y la porción de extensión de longitud 125 se puede adherir a la superficie superior de la celda 110 a través de un adhesivo adicional 127. Haciendo referencia a la figura 9, se proporcionan uno o más adhesivos 126 en forma de banda que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la celda 110. Los adhesivos 126, 127 pueden ser cintas o adhesivos de doble cara.

[0083] Por otro lado, se pueden incluir además unas almohadillas de compresión adicionales 120' entre la celda 110 y la celda 110 en la pila de celdas 100 como se muestra en las figuras 6a, 6b, 7a y 7b.

[0084] Las almohadillas de compresión adicionales 120' se interponen entre las celdas 110 adyacentes entre sí, y se puede proporcionar solo una para minimizar un aumento en el espesor de la pila de celdas 100. Por lo tanto, cuando se proporciona solo una almohadilla de compresión adicional 120', es preferible que la almohadilla de compresión adicional 120' se disponga en el centro de la pila de celdas 100 en la dirección de apilamiento. Esto es para bloquear eficientemente la propagación del fenómeno de embalamiento térmico entre unas celdas 110 adyacentes.

[0085] Se puede incluir una pluralidad de almohadillas de compresión adicionales 120' en la pila de celdas 100. En este caso, las almohadillas de compresión adicionales 120' se pueden disponer entre cada grupo de celdas 110' que incluye un número predeterminado de celdas como se muestra en las figuras 6a, 6b, 7a y 7b. El número de celdas 110 que se va a incluir en un grupo de celdas se puede determinar teniendo en cuenta el número de celdas 110 incluidas en el módulo de batería, la capacidad de las celdas 110, el espesor de la almohadilla de compresión adicional 120' y similares.

[0086] Al igual que con la almohadilla de compresión 120, la almohadilla de compresión adicional 120' puede ser un material laminado de la almohadilla elástica 122 y la película de resina sintética 124. En particular, la almohadilla de compresión adicional 120' puede ser un material laminado de una almohadilla elástica 122 y una película de resina sintética 124 como se muestra, pero puede tener una estructura de emparedado que tiene una almohadilla elástica 122 en la parte media y unas películas de resina sintética 124 a ambos lados de la almohadilla elástica 122, respectivamente. En la almohadilla de compresión adicional 120', la película de resina sintética 124 puede tener la misma longitud que la de la almohadilla elástica 122.

[0087] Por otro lado, el caso en el que el miembro de bastidor 200 incluye el bastidor en forma de U 210 y la placa superior 220 se ha descrito como un ejemplo en la realización de la presente divulgación, y el bastidor en forma de U 210 tiene abiertas una superficie superior, una superficie frontal y una superficie posterior, con lo que el manejo es fácil cuando se monta la pila de celdas 100. Debido a que la placa superior 220 y la pila de celdas 100 están separadas entre sí, es fácil incluir otros miembros en la superficie superior de la pila de celdas 100.

[0088] Se pueden usar otras estructuras del miembro de bastidor 200. Por ejemplo, el miembro de bastidor 200 puede incluir un monobastidor que tiene una superficie frontal y una superficie posterior abierta para cubrir la pila de celdas 100. En este caso, después de que la almohadilla de compresión 120 se haya adherido a la pila de celdas 100, la pila de celdas 100 se puede insertar en la superficie frontal abierta o en la superficie posterior del monobastidor para ensamblarse en un estado en el que la porción de extensión de longitud 125 se pliega como se muestra en la figura 7. Como otro ejemplo, el miembro de bastidor 200 puede incluir un primer bastidor en forma de L que aloja la pila de celdas 100 y que tiene la parte superior y un lado abiertos, y un segundo bastidor en forma de L que aloja la pila de celdas 100 y que tiene la parte inferior y un lado abiertos, en donde el primer bastidor en forma de L y el segundo bastidor en forma de L se pueden acoplar para rodear cuatro superficies de la pila de celdas 100.

[0089] Como se ha descrito anteriormente, la almohadilla de compresión 120 es un material laminado de la almohadilla elástica 122 y la película de resina sintética 124, y la longitud de la película de resina sintética 124 de la almohadilla de compresión 120 unida a la porción más externa se aumenta más que la de la almohadilla elástica 122, de tal modo que la porción de extensión de longitud 125 cubre el borde de la superficie superior de la pila de celdas 100. En consecuencia, es posible asegurar adicionalmente el aislamiento con respecto a una sección que está inevitablemente expuesta debido al proceso de ensamblaje de la pila de celdas 100 y el miembro de bastidor 200, en particular, la placa superior 220. En particular, cuando la celda 110 es una celda de tipo bolsa, el rendimiento de aislamiento se puede mejorar minimizando una porción expuesta de la superficie de corte de la porción de sellado 111b o una porción de plegado de celda obtenida plegando la porción de sellado 111b.

[0090] Además, cuando la pila de celdas 100 se inserta en el bastidor en forma de U 210 y se ensambla la placa superior 220, se pueden minimizar los defectos debidos a la interferencia. La figura 10 es una vista en sección transversal en despiece ordenado y ensamblada que ilustra un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación cuando se toma a lo largo de la línea C-C' de la figura 7a. Haciendo referencia a las figuras 3 y 10 conjuntamente, la placa superior 220 y la pila de celdas 100 están separadas entre sí, y no existe un miembro que interfiera con la celda 110 entre la placa superior 220 y la pila de celdas 100. Debido a que la almohadilla de compresión 120 tiene la porción de extensión de longitud 125 de la película de resina sintética 124 para cubrir el borde de la superficie superior de la pila de celdas 100, es innecesaria una película que tiene una estructura de alero o similar del módulo de batería 1 convencional. Incluso si se incluye la película de aislamiento adicional 222, no hay nada que interfiera con la celda 110 debido a que la misma no necesita tener una estructura de alero y solo necesita ser plana.

[0091] En el módulo de batería 1 convencional, la película de la placa superior tiene una forma de alero para proteger el borde, pero es muy susceptible a la interferencia en el proceso de ensamblaje. En la presente divulgación, es posible esperar una mejora en el ensamblaje quitando la forma correspondiente. Incluso si la forma de alero para proteger el borde se quita de la película de la placa superior existente, la porción de extensión de longitud 125 de la película de resina sintética 124 de la almohadilla de compresión 120 unida a la porción más externa de la pila de celdas 100 cubre y protege la borde de la superficie superior de la pila de celdas 100, no siendo, por lo tanto, susceptible al aislamiento.

[0092] Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente divulgación, cuando se usa una celda de tipo bolsa como la celda 110 que constituye la pila de celdas 100, esta es sumamente excelente para asegurar el aislamiento con respecto a la celda 110 más externa ubicada particularmente cerca del miembro de bastidor 200, y es posible minimizar los defectos en el ensamblaje de la pila de celdas 100 y el miembro de bastidor 200.

[0093] La figura 11 es una vista esquemática que ilustra un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación. El paquete de baterías 300 es adecuado para usarse como un paquete de baterías para un vehículo eléctrico. La figura 12 es una vista esquemática que ilustra un vehículo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0094] Haciendo referencia a las figuras 11 y 12, el paquete de baterías 300 puede incluir al menos un módulo de batería 90 de acuerdo con la realización descrita anteriormente y una carcasa de paquete 310 para empaquetar el al menos un módulo de batería 90.

[0095] Además del módulo de batería 90 y la carcasa de paquete 310, el paquete de baterías 300 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir además diversos dispositivos para controlar la carga/descarga del módulo de batería 90, tal como un BMS, un sensor de corriente, un fusible y similares.

[0096] Los módulos de batería 90 tienen una forma de paralelepípedo sustancialmente rectangular, y se pueden disponer de una forma ordenada en la carcasa de paquete de baterías 310, en donde cada uno de los módulos de batería 90 se conecta para asegurar la alimentación eléctrica requerida para accionar un vehículo 400.

[0097] La carcasa de paquete de baterías 310 es un recipiente para fijar y alojar los módulos de batería 90, y es una caja paralelepípeda rectangular. Además, la carcasa de paquete de baterías 310 se puede disponer en una posición predeterminada en el vehículo 400.

[0098] Preferiblemente, el vehículo 400 puede ser un vehículo eléctrico. El paquete de baterías 300 se puede usar como una fuente de energía eléctrica para accionar el vehículo 400 proporcionando una fuerza de accionamiento al motor eléctrico del vehículo eléctrico. En este caso, el paquete de baterías 300 tiene un voltaje nominal alto de 100 V o más.

[0099] El paquete de baterías 300 se puede cargar o descargar mediante un inversor de acuerdo con el accionamiento de un motor eléctrico y/o un motor de combustión interna. El paquete de baterías 300 se puede cargar mediante un dispositivo de carga regenerativa acoplado a un freno. El paquete de baterías 300 se puede conectar eléctricamente a un motor eléctrico del vehículo 400 a través de un inversor. Asimismo, es obvio que el paquete de baterías 300 se puede proporcionar en otros dispositivos, aparatos, instalaciones y similares, tales como un sistema de almacenamiento de energía (ESS) que usa una batería secundaria además del vehículo.

[0100] Como se ha descrito anteriormente, el paquete de baterías 300 de acuerdo con la presente realización, y los dispositivos, aparatos e instalaciones tales como el vehículo 400 que incluye el paquete de baterías 300, incluye el módulo de batería 90 descrito anteriormente, de tal modo que el paquete de baterías 300 tiene todas las ventajas debido al módulo de batería 90 descrito anteriormente, y se pueden implementar los dispositivos, aparatos e instalaciones tales como el vehículo 400 que incluye el paquete de baterías 300.

[0101] Por otro lado, los términos que indican direcciones como se usan en el presente documento, tales como superior, inferior, frontal, posterior, izquierda y derecha, se usan solo para facilitar la descripción, y es obvio para un experto en la materia que el término puede cambiar dependiendo de la posición del elemento expuesto o de un observador. La presente divulgación se ha descrito con detalle. Sin embargo, se debería entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la presente divulgación, se dan solo a modo de ilustración, debido a que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la presente divulgación definida por las reivindicaciones adjuntas se volverán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Un módulo de batería (90) que comprende:

una pila de celdas (100) en la hay apiladas una pluralidad de celdas (110); y

una almohadilla de compresión (120) dispuesta sobre una superficie exterior de la pila de celdas (100), en donde la almohadilla de compresión (120) es un laminado de una almohadilla elástica (122) y una película de resina sintética (124) unida a al menos una superficie de la almohadilla elástica (122),

caracterizado por que la película de resina sintética (124) comprende una porción de extensión de longitud (125) de una longitud mayor que la de la almohadilla elástica (122), y la porción de extensión de longitud (125) está plegada para cubrir y proteger la superficie superior de la pila de celdas (100).

2. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la celda (110) es una celda de tipo bolsa que comprende una porción de sellado, y la porción de extensión de longitud (125) se pliega para cubrir la porción de sellado.

3. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la almohadilla elástica (122) es de espuma de poliuretano y la película de resina sintética (124) es de PET.

4. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las almohadillas de compresión (120) están unidas respectivamente a las porciones de área grande exteriores de ambas celdas (110) más exteriores de la pila de celdas (100), y las porciones de extensión de longitud (125) situadas a ambos lados de la pila de celdas (100) están plegadas respectivamente hacia el interior de la pila de celdas (100) para proteger ambos bordes superiores de la pila de celdas (100).

5. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde las porciones de extensión de longitud (125) plegadas desde ambos lados de la pila de celdas (100) no se encuentran ni se superponen entre sí en la superficie superior de la pila de celdas (100).

6. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la almohadilla elástica (122) de la almohadilla de compresión (120) está ubicada hacia dentro hacia la celda (110), y la película de resina sintética (124) está ubicada en el exterior.

7. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

un bastidor en forma de U (210) que aloja la pila de celdas (100) y que tiene una parte superior abierta; y una placa superior (220) que cubre la pila de celdas (100) en la parte superior del bastidor en forma de U (210) abierto,

en donde una superficie de la pila de celdas (100) en perpendicular a una dirección de apilamiento de la pluralidad de celdas (110) está montada en la parte de debajo del bastidor en forma de U (210), y

no hay ningún miembro que interfiera con la celda (110) entre la placa superior (220) y la pila de celdas (100).

8. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la placa superior (220) y la pila de celdas (100) están separadas entre sí.

9. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la almohadilla elástica (122) de la almohadilla de compresión (120) está adherida a una superficie de la celda (110) mediante un adhesivo (126), y la porción de extensión de longitud (125) está adherida a la superficie superior de la celda (110) mediante un adhesivo adicional (127).

10. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el adhesivo (126) está dispuesto en uno o más lugares en forma de una banda que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la celda (110).

11. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además almohadillas de compresión adicionales (120') dispuestas entre las celdas (110) en la pila de celdas (100).

12. El módulo de batería (90) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde las almohadillas de compresión adicionales (120') están dispuestas entre cada grupo de celdas que comprende un número predeterminado de celdas.

13. Un paquete de baterías (300) que comprende un módulo de batería (90) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un vehículo (400) que comprende un módulo de batería (90) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.