ES3058977T3

ES3058977T3 - Battery pack having cooling unit on outside of case

Info

Publication number: ES3058977T3
Application number: ES21809484T
Authority: ES
Inventors: Ju Hwan Shin; Soon Chang Hong; So Eun Rhim; Hyoung Suk Lee
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2026-03-16
Anticipated expiration: 2041-04-26
Also published as: CN114982042B; KR20210143600A; EP4071892B1; EP4071892A4; CN114982042A; KR102911602B1; JP7442921B2; JP2023510533A; WO2021235716A1; US20230042629A1; US12394836B2; EP4071892A1

Abstract

La presente invención se refiere a un paquete de baterías que tiene una unidad de refrigeración dispuesta en el exterior de una carcasa y, en particular, a un paquete de baterías que comprende: un módulo de batería (100) que incluye una o más celdas unitarias; una carcasa (200) que tiene una unidad de alojamiento para alojar el módulo de batería (100); una unidad de refrigeración (300) situada en la superficie inferior exterior de la carcasa (200); y un elemento de refuerzo (400) para proteger la unidad de refrigeración (300). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Paquete de baterías que presenta unidad de enfriamiento proporcionada fuera de la carcasa

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente invención se refiere a un paquete de baterías que presenta una unidad de enfriamiento proporcionada fuera de una carcasa de paquete y, más concretamente, a un paquete de baterías que presenta una unidad de enfriamiento proporcionada fuera de una carcasa, configurada de manera que una unidad de enfriamiento, configurada para disipar el calor generado en un módulo de batería, se proporcione fuera de una carcasa y de manera que, además, se proporciona una carcasa de refuerzo configurada para proteger la unidad de enfriamiento, por lo que es posible evitar de forma fundamental la aparición de incidentes debidos al flujo de salida de un refrigerante.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] Con el reciente desarrollo de energías alternativas debido a la contaminación atmosférica y al agotamiento de los recursos energéticos como consecuencia del uso de combustibles fósiles, ha aumentado la demanda de baterías secundarias capaces de almacenar la energía eléctrica que se produce. Las baterías secundarias, que son capaces de cargarse y descargarse, se utilizan de forma habitual en la vida cotidiana. Por ejemplo, las baterías secundarias se utilizan en dispositivos móviles, vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos.

[0007] Las capacidades requeridas de las baterías secundarias utilizadas como fuentes de energía de diversos tipos de dispositivos electrónicos que se utilizan inevitablemente en la sociedad moderna han aumentado debido al incremento del uso de dispositivos móviles, la creciente complejidad de los dispositivos móviles y el desarrollo de los vehículos eléctricos. Para satisfacer la demanda de los usuarios, se dispone una pluralidad de células de batería en un dispositivo de pequeño tamaño, mientras que en los vehículos se utiliza un módulo de batería que incluye una pluralidad de células de batería conectadas eléctricamente entre sí o un paquete de baterías que incluye una pluralidad de módulos de batería.

[0008] En el módulo de batería o el paquete de baterías, una pluralidad de células de batería se conectan entre sí en serie o en paralelo para aumentar la capacidad y la potencia del módulo de batería o del paquete de baterías. En el caso de que se utilicen una pluralidad de células de batería conectadas entre sí, puede producirse un problema, como una sobrecarga. En particular, en el caso del paquete de baterías, un módulo de batería que incluye una pluralidad de células de batería está ubicado en una carcasa. Como resultado, se produce el problema de que la temperatura del paquete de baterías aumenta debido a la sobrecarga, lo que amplifica la anomalía de la batería. Para resolver este problema, un paquete de baterías general tiene una unidad de enfriamiento capaz de reducir la temperatura de la batería, lo que mejora la seguridad de la batería.

[0009] La FIG.1 es una vista en perspectiva en despiece de un paquete de baterías convencional. Como se muestra en la FIG.1, el paquete de baterías convencional incluye un módulo 10 de batería, una carcasa 20 que presenta una parte 21 de recepción configurada para recibir el módulo de batería en su interior, y una unidad 30 de enfriamiento situada entre el módulo 10 de batería y la carcasa 20, es decir, en la parte 21 de recepción. La unidad 30 de enfriamiento incluye un disipador 31 de calor dispuesto en contacto con el módulo 10 de batería para reducir la temperatura del módulo 10 de batería y una tubería 32 de circulación de refrigerante configurada para suministrar un refrigerante al disipador 31 de calor. En el paquete de baterías convencional, la unidad 30 de enfriamiento está dispuesta en la carcasa 20. Cuando el refrigerante fluye fuera del disipador 31 de calor o de la tubería 32 de circulación de refrigerante, por tanto, el paquete de baterías se ve afectado, lo que deteriora la seguridad del paquete de baterías. Además, dado que el disipador 31 de calor o la tubería 32 de circulación de refrigerante se encuentran en la carcasa 20, es difícil sustituir el disipador de calor o la tubería de circulación de refrigerante, incluso en el caso de que el disipador de calor o la tubería de circulación de refrigerante estén defectuosos.

[0010] En el documento de patente 1 se menciona un disipador de calor montado fuera de una carcasa de módulo. Sin embargo, este documento se refiere a un módulo de batería y no menciona un disipador de calor ni una tubería de circulación de refrigerante situados fuera de la carcasa de paquete para que puedan sustituirse.

[0011] Documento de la técnica anterior

[0012] (Documento de patente 1) Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2018-0119990 (05.11.2018)

[0013] El documento DE 10 2015 111749 se refiere a un dispositivo de batería para un vehículo propulsado al menos parcialmente por electricidad y a un método para fabricar dicho dispositivo de batería.

[0014] El documento WO 2019/020772 A1 se refiere a un suelo de caja de batería para vehículos eléctricos que se coloca en la parte inferior de la carrocería de vehículo.

[0015] Explicación de la invención

[0016] Problema técnico

[0017] La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar un paquete de baterías configurado de manera que se evite el flujo de salida de refrigerante del paquete de baterías, por lo que se mejora el rendimiento y la seguridad de la batería.

[0018] Otro objeto de la presente invención es proporcionar un paquete de baterías configurado de manera que, cuando una unidad de enfriamiento está defectuosa o dañada, la sustitución de partes se realice fácilmente, por lo que el mantenimiento y la reparación se llevan a cabo fácilmente.

[0019] Solución técnica

[0020] Para lograr los objetos anteriores, un paquete de baterías según la presente invención incluye un módulo (100) de batería que incluye una o más células unitarias; una carcasa (200) que incluye una parte de recepción configurada para recibir el módulo (100) de batería; una unidad (300) de enfriamiento dispuesta en una superficie inferior exterior de la carcasa (200); y un elemento (400) de refuerzo configurado para proteger la unidad (300) de enfriamiento. La unidad (300) de enfriamiento incluye un disipador (310) de calor que define un canal (311) de enfriamiento y una tubería (320) de circulación de refrigerante que incluye un orificio (321) de introducción de refrigerante configurado para suministrar refrigerante al disipador (310) de calor y un orificio (322) de descarga de refrigerante configurado para recoger el refrigerante del disipador (310) de calor.

[0021] La unidad (300) de enfriamiento puede fijarse a la carcasa (200) mediante un elemento (330) adhesivo.

[0022] El elemento (330) adhesivo puede estar formado por un material térmicamente conductor.

[0023] La tubería (320) de circulación de refrigerante puede incluir además una parte (312) de fijación configurada para acoplar la tubería de circulación de refrigerante a la carcasa (200).

[0024] Una placa (210) de disipación de calor configurada para transferir el calor generado por el módulo (100) de batería a la carcasa (200) puede estar dispuesta en la superficie inferior de la parte de recepción de la carcasa (200).

[0025] La tubería (320) de circulación de refrigerante está dispuesta fuera del elemento (400) de refuerzo.

[0026] El elemento (400) de refuerzo puede estar en contacto estrecho con la superficie inferior exterior y un par de superficies laterales opuestas de la carcasa (200).

[0027] El elemento (400) de refuerzo define una pluralidad de aberturas (410).

[0028] Una entrada (313) de refrigerante y una salida (314) de refrigerante conectadas a la tubería (320) de circulación de refrigerante pueden estar formadas en los extremos opuestos del disipador (310) de calor, y la entrada (313) de refrigerante y la salida (314) de refrigerante pueden estar situadas en un estado en el que sobresalen hacia fuera a través de la pluralidad de aberturas (410).

[0029] Puede disponerse una tubería (323) de derivación entre la entrada (313) de refrigerante del disipador (310) de calor y la tubería (320) de circulación de refrigerante y entre la salida (314) de refrigerante y la tubería (320) de circulación de refrigerante.

[0030] El orificio (321) de introducción de refrigerante y el orificio (322) de descarga de refrigerante pueden fijarse directamente a la carcasa (200).

[0031] La presente invención puede proporcionar un dispositivo que tenga montado en su interior el paquete de baterías que presente una o más de las construcciones mencionadas anteriormente que no entran en conflicto entre sí.

[0032] En la presente invención, pueden seleccionarse y combinarse una o más construcciones que no entren en conflicto entre sí de entre las construcciones anteriores.

[0033] Efectos ventajosos

[0034] Como se desprende de la descripción anterior, un paquete de baterías que tiene una unidad de enfriamiento proporcionada fuera de una carcasa según la presente invención tiene la ventaja de que la unidad de enfriamiento está situada fuera de la carcasa, por lo que el rendimiento del paquete de baterías no se ve afectado incluso en el caso de que el refrigerante para el enfriamiento fluya fuera de la unidad de enfriamiento, y por tanto se mejora la seguridad del paquete de baterías.

[0035] Además, el paquete de baterías que tiene la unidad de enfriamiento proporcionada fuera de la carcasa según la presente invención tiene la ventaja de que se proporciona además un elemento de refuerzo configurado para cubrir la unidad de enfriamiento, por lo que es posible proteger de forma segura la unidad de enfriamiento frente a impactos externos.

[0036] Además, el paquete de baterías que tiene la unidad de enfriamiento proporcionada fuera de la carcasa según la presente invención tiene la ventaja de que el elemento de refuerzo está dotado de una pluralidad de aberturas configuradas para permitir que las partes que conectan una tubería de circulación de refrigerante y una entrada y salida de refrigerante de un disipador de calor entre sí queden expuestas a su través, por lo que es posible comprobar fácilmente si hay fugas de refrigerante sin necesidad de separar todo el elemento de refuerzo, así como sustituir fácilmente el disipador de calor o la tubería de circulación de refrigerante.

[0037] Breve descripción de los dibujos

[0038] La FIG.1 es una vista en perspectiva en despiece de un paquete de baterías convencional.

[0039] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de un paquete de baterías según una realización preferida de la presente invención.

[0040] La FIG.3 es una vista del paquete de baterías mostrado en la FIG.2 cuando se ve desde un lado.

[0041] La FIG.4 es una vista del paquete de baterías mostrado en la FIG.2 cuando se ve desde delante.

[0042] La FIG.5 es una vista del paquete de baterías mostrado en la FIG.2 cuando se ve desde abajo.

[0043] La FIG.6 es una vista en despiece de la parte superior de una carcasa del paquete de baterías mostrado en la FIG.

[0044] 2.

[0045] La FIG.7 es una vista en despiece de la parte inferior de la carcasa del paquete de baterías mostrado en la FIG.2. La FIG.8 es una vista en sección ampliada de un disipador de calor montado en el paquete de baterías mostrado en la FIG.2.

[0046] Realización preferente de la invención

[0047] A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan ser fácilmente implementadas por una persona con conocimientos ordinarios en la materia a la que pertenece la presente invención. Sin embargo, al describir detalladamente el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando las mismas puedan enmascarar el objeto de la presente invención.

[0048] Además, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso de que se diga que una parte está conectada a otra parte en toda la memoria descriptiva, no solo puede estar la parte conectada directamente a la otra parte, sino que también la parte puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, el hecho de que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que dichos elementos pueden incluirse adicionalmente, salvo que se indique lo contrario.

[0049] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de un paquete de baterías según una realización preferida de la presente invención, la FIG.3 es una vista del paquete de baterías mostrado en la FIG.2 cuando se ve desde un lado, la FIG.4 es una vista del paquete de baterías mostrado en la FIG.2 cuando se ve desde delante, y la FIG.5 es una vista del paquete de baterías mostrado en la FIG.2 cuando se ve desde abajo.

[0050] El paquete de baterías según la presente invención incluye un módulo 100 de batería que incluye una o más células unitarias, una carcasa 200 que tiene una parte de recepción configurada para recibir el módulo 100 de batería, una unidad 300 de enfriamiento situada en la superficie inferior exterior de la carcasa 200 y un elemento 400 de refuerzo configurado para proteger la unidad 300 de enfriamiento.

[0051] Al describir primero la carcasa 200, la parte de recepción, que está formada para recibir el módulo 100 de batería que incluye la una o más células unitarias (no mostradas), está rodeada por una pared lateral.

[0052] En este caso, cada célula unitaria puede incluir un conjunto de electrodos y una carcasa de células configurada para recibir el conjunto de electrodos. El conjunto de electrodos puede ser un conjunto de electrodos de tipo de rollo, que está configurado para tener una estructura en la que un electrodo positivo de tipo lámina larga y un electrodo negativo de tipo lámina larga se enrollan en un estado en el que se interpone un separador entre los mismos, un conjunto de electrodos de tipo apilado que incluye células unitarias, cada una de las cuales está configurada para tener una estructura en la que un electrodo positivo rectangular y un electrodo negativo rectangular se apilan en un estado en el que se interpone un separador entre los mismos, un conjunto de electrodos de tipo apilado y plegado, que está configurado para tener una estructura en la que las células unitarias se enrollan utilizando una película de separación larga, o un conjunto de electrodos de tipo laminado y apilado, que está configurado para tener una estructura en la que las células unitarias se apilan en un estado en el que se interpone un separador entre las mismas y luego se unen entre sí. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Es preferible que el conjunto de electrodos según la presente invención sea un conjunto de electrodos de tipo apilado y plegado o un conjunto de electrodos de tipo laminado y apilado, que tiene la menor tensión física cuando se forma un módulo curvo.

[0053] El conjunto de electrodos se recibe en la carcasa de células. La carcasa de células está configurada generalmente para tener una estructura de lámina laminada que incluye una capa interior, una capa metálica y una capa exterior. La capa interior está dispuesta en contacto directo con el conjunto de electrodos y, por tanto, la capa interior debe presentar altas propiedades de aislamiento y alta resistencia a una solución electrolítica. Además, la capa interior debe presentar una alta capacidad de sellado para sellar herméticamente la carcasa de células del exterior, es decir, una parte sellada térmicamente entre las capas interiores debe presentar una excelente resistencia de unión térmica. La capa interior puede estar hecha de un material seleccionado entre una resina a base de poliolefina, como polipropileno, polietileno, acrilato de polietileno o polibutileno, una resina de poliuretano y una resina de poliimida, que presentan una excelente resistencia química y una alta capacidad de sellado. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y el polipropileno, que presenta excelentes propiedades mecánicas y físicas, como resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial y resistencia a impactos, así como una excelente resistencia química, es el más preferiblemente utilizado.

[0054] La capa metálica, que está dispuesta de manera que hace tope con la capa interior, corresponde a una capa de barrera configurada para impedir que la humedad o diversos tipos de gases penetren en la batería desde el exterior. Como material preferido para la capa metálica puede utilizarse una película delgada de aluminio, que es ligera y fácil de conformar.

[0055] La capa exterior se proporciona en la otra superficie de la capa metálica. La capa exterior puede estar hecha de un polímero resistente al calor que presente una excelente resistencia a la tracción, resistencia a la permeabilidad de la humedad y resistencia a la transmisión de aire, de modo que la capa exterior presente una alta resistencia al calor y a los productos químicos, al tiempo que protege el conjunto de electrodos. A modo de ejemplo, la capa exterior puede estar hecha de nailon o tereftalato de polietileno. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello.

[0056] Aunque no se muestra, puede montarse una cubierta en la parte superior de la carcasa 200. Es decir, la cubierta puede fijarse a la carcasa 200 mediante medios de acoplamiento conocidos, como pernos o soldadura, en el estado en el que la cubierta se asienta en la parte superior de la carcasa. En ese momento, la superficie de la carcasa 200 que entra en contacto con la cubierta puede extenderse para un acoplamiento seguro o un montaje fácil en un dispositivo externo.

[0057] Mientras tanto, la carcasa 200 puede tener una estructura dividida en la que los módulos 100 de batería permanecen separados uno con respecto a otro por una distancia predeterminada, o puede tener una estructura cóncava-convexa en la que se consigue fácilmente la disipación del calor al tiempo que se mejora la resistencia de la carcasa 200. En el paquete de baterías según la presente invención, la unidad 300 de enfriamiento está situada en la superficie inferior exterior de la carcasa 200. Concretamente, la unidad 300 de enfriamiento incluye un disipador 310 de calor que presenta un canal de enfriamiento definido en su interior, una tubería 320 de circulación de refrigerante que tiene un orificio 321 de introducción de refrigerante configurado para suministrar refrigerante al disipador 310 de calor y un orificio 322 de descarga de refrigerante configurado para recoger el refrigerante que ha circulado, y un elemento 330 adhesivo configurado para fijar la tubería 320 de circulación de refrigerante a la superficie inferior exterior de la carcasa 200 y para acelerar la transferencia de calor entre la carcasa 200 y el disipador 310 de calor. La unidad 300 de enfriamiento se describirá más adelante con más detalle. A continuación, se describirá el elemento 400 de refuerzo, que protege la unidad 300 de enfriamiento, incluido el disipador 310 de calor.

[0058] La forma del elemento 400 de refuerzo no está particularmente restringida, siempre que sea posible proteger el disipador 310 de calor de la unidad de enfriamiento. A modo de ejemplo, el elemento de refuerzo puede estar configurado para envolver la superficie inferior exterior de la carcasa 200 y la más larga de dos pares de superficies laterales opuestas de la carcasa. Es decir, el elemento 400 de refuerzo puede estar situado de manera que entre en contacto estrecho con la superficie inferior exterior de la carcasa 200 y un par de superficies laterales opuestas de la carcasa. En ese momento, la carcasa 200 y el elemento 400 de refuerzo pueden fijarse entre sí mediante medios de fijación conocidos, como soldadura por puntos o atornillado.

[0059] Mientras tanto, es preferible que una parte del disipador 310 de calor y de la tubería 320 de circulación de refrigerante quede expuesta fuera del elemento 400 de refuerzo, como se describirá a continuación.

[0060] La FIG.6 es una vista en despiece de la parte superior de la carcasa del paquete de baterías mostrado en la FIG.2. Haciendo referencia a la FIG.6, el paquete de baterías según la presente invención está configurado de manera que una placa 210 de disipación de calor está situada en la superficie inferior de la carcasa 200, que es la parte de

[0062] 5

[0063] recepción, es decir, entre el módulo 100 de batería y la superficie inferior de la carcasa, con el fin de transferir el calor generado por el módulo 100 de batería a la superficie inferior de la carcasa 200. En ese momento, el calor transferido a la superficie inferior de la carcasa 200 puede transferirse al disipador de calor dispuesto fuera de la carcasa, por lo que es posible mantener la temperatura del paquete de baterías a una temperatura predeterminada o inferior.

[0064] En este caso, como se muestra en la FIG.6, la placa 210 de disipación de calor puede configurarse como un elemento distinto de la carcasa 200 y puede estar situada entre el módulo 100 de batería y la carcasa 200, o puede estar formada de manera solidaria con la parte superior de la superficie inferior de la carcasa 200 o la superficie inferior del módulo 100 de batería, según sea necesario.

[0065] La FIG.7 es una vista en despiece de la parte inferior de la carcasa del paquete de baterías mostrado en la FIG.2, y la FIG.8 es una vista en sección ampliada del disipador de calor montado en el paquete de baterías mostrado en la FIG.2.

[0066] Al describir con referencia a las FIGS. 5, 7 y 8, la unidad 300 de enfriamiento y el elemento 400 de refuerzo están situados secuencialmente en la parte inferior de la carcasa 200 del paquete de baterías según la presente invención. Más concretamente, la unidad 300 de enfriamiento incluye al menos un disipador 310 de calor formado de manera que tenga una forma aproximadamente plana, una tubería 320 de circulación de refrigerante y un elemento 330 adhesivo. El disipador 310 de calor incluye un canal 311 de enfriamiento formado de manera que tenga una forma en zigzag, de modo que el refrigerante circule de la forma más uniforme posible, una entrada 313 de refrigerante configurada para recibir el refrigerante que fluye en la tubería 320 de circulación de refrigerante, estando la entrada de refrigerante conectada a un lado del canal 311 de enfriamiento, y una salida 314 de refrigerante configurada para descargar el refrigerante cuya temperatura se ha elevado mediante absorción de calor, estando la salida 314 de refrigerante conectada al otro lado del canal 311 de enfriamiento.

[0067] En este caso, la entrada 313 de refrigerante y la salida 314 de refrigerante pueden estar situadas en extremos opuestos del disipador 310 de calor, de modo que queden enfrentadas entre sí. Como resultado, es posible reducir la distancia de movimiento del refrigerante que fluye hacia dentro o hacia fuera de la tubería 320 de circulación de refrigerante ajustando las posiciones de la entrada 313 de refrigerante y la salida 314 de refrigerante en el paquete de baterías. Por otra parte, el número de referencia 312 indica una parte de fijación, que proporciona un espacio en el que pueden colocarse medios de fijación conocidos, como un perno y una tuerca, cuando el disipador 310 de calor se fija a la carcasa 200. En los dibujos se muestran tres disipadores 310 de calor, sin embargo, se trata solo de una ilustración. Es posible aumentar o disminuir el número de disipadores de calor.

[0068] La tubería 320 de circulación de refrigerante, que está configurada para suministrar el refrigerante a la entrada 313 de refrigerante del disipador 310 de calor y para guiar el refrigerante que fluye fuera de la salida 314 de refrigerante, está formada de manera que envuelve una parte del contorno de la carcasa 200 a lo largo de la misma, y tiene generalmente una forma de “L”.

[0069] El disipador 310 de calor incluye un orificio 321 de introducción de refrigerante configurado para permitir que se suministre a su través un refrigerante enfriado a una temperatura predeterminada, un orificio 322 de descarga de refrigerante configurado para permitir que el refrigerante que ha pasado a través del disipador 310 de calor se descargue a su través, y una tubería 323 de derivación configurada para conectar cada disipador 310 de calor y la tubería 320 de circulación de refrigerante entre sí.

[0070] En este caso, es preferible que el número de tuberías 323 de derivación sea idéntico al número de entradas 313 de refrigerante y salidas 314 de refrigerante del disipador 310 de calor. Como resultado, es posible sustituir selectivamente solo el disipador 310 de calor que está defectuoso, por lo que es posible reducir los gastos de mantenimiento y reparación.

[0071] Mientras tanto, el orificio 321 de introducción de refrigerante y el orificio 322 de descarga de refrigerante pueden fijarse a una superficie de la carcasa 200, y la tubería 323 de derivación de la tubería 320 de circulación de refrigerante puede conectarse al disipador 310 de calor, por lo que la tubería 320 de circulación de refrigerante puede fijarse de forma segura a la carcasa 200.

[0072] Es preferible que cada uno del disipador 310 de calor y la tubería 320 de circulación de refrigerante estén fabricados con un material capaz de transferir fácilmente el calor. A modo de ejemplo, cada uno del disipador de calor y la tubería de circulación de refrigerante pueden estar fabricados con aluminio, que tiene una excelente conductividad térmica. El elemento 330 adhesivo, que se interpone entre la superficie inferior exterior de la carcasa 200 y el disipador 310 de calor, evita la separación entre la carcasa 200 y el disipador 310 de calor con el fin de maximizar la eficiencia de la transferencia de calor, además de tener la función de acoplar la carcasa y el disipador de calor entre sí.

[0073] El material del elemento 330 adhesivo no está particularmente restringido, siempre que el elemento adhesivo tenga una excelente conductividad térmica y una fuerza adhesiva suficiente. A modo de ejemplo, el elemento adhesivo puede estar fabricado con una resina, como silicona, epoxi, poliuretano, acrílico, resina fenólica, poliéster o frita de vidrio. Según sea necesario, pueden incluirse adicionalmente en la resina mencionada anteriormente partículas metálicas, como plata, cobre, níquel, plata-plomo o plata-cobre, o partículas de carbono.

[0074] El elemento 400 de refuerzo, que se encuentra debajo de la unidad 300 de enfriamiento y que está configurado para proteger el disipador 310 de calor y la tubería 320 de circulación de refrigerante frente a impactos externos, tiene generalmente una forma de “U” y se extiende desde la superficie inferior del disipador 310 de calor hasta la superficie lateral de la carcasa 200.

[0075] En particular, el elemento 400 de refuerzo está dotado en su superficie lateral de una o más aberturas 410, concretamente aberturas 410 idénticas en número a la entrada 313 de refrigerante y la salida 314 de refrigerante del disipador 310 de calor. Como resultado, la entrada 313 de refrigerante y la salida 314 de refrigerante del disipador 310 de calor están conectadas a la tubería 323 de derivación en un estado en el que sobresalen a través de las aberturas 410, y, por tanto, es posible observar anomalías sin separar el elemento 400 de refuerzo y, además, lograr un mantenimiento y reparación con gran facilidad.

[0076] Mientras tanto, el elemento 400 de refuerzo puede estar configurado para tener una estructura cóncava-convexa hecha de un material metálico que presente una excelente conductividad térmica, por lo que el elemento de refuerzo tiene una alta resistencia a impactos externos y se logra fácilmente la disipación natural del calor.

[0077] Por supuesto, el elemento 400 de refuerzo puede fijarse a la superficie lateral de la carcasa 200 o a una parte de brida mediante medios de fijación conocidos, como pernos o soldadura.

[0078] A continuación, se describirá brevemente un método de fabricación del paquete de baterías según la presente invención que tiene las construcciones descritas anteriormente.

[0079] El método de fabricación del paquete de baterías según la presente invención puede incluir S1) una etapa de recibir un módulo 100 de batería que incluye una o más células unitarias en una parte de recepción de una carcasa 200, S2) una etapa de fijar una unidad 300 de enfriamiento a la superficie inferior exterior de la carcasa 200, y S3) una etapa de montaje de un elemento 400 de refuerzo en el exterior de la unidad 300 de enfriamiento.

[0080] Mientras tanto, en la etapa S1), puede realizarse además una etapa de colocar una placa 210 de disipación de calor entre el módulo 100 de batería y la superficie inferior de la carcasa 200.

[0081] La presente invención puede proporcionar un dispositivo que tiene montado en su interior el paquete de baterías que presenta al menos una de las características descritas anteriormente. El dispositivo puede ser un dispositivo electrónico que incluye una batería de gran capacidad, como un vehículo eléctrico, un vehículo eléctrico híbrido o un vehículo eléctrico híbrido enchufable.

[0082] Los expertos en la materia a la que pertenece la presente invención podrán apreciar que son posibles diversas aplicaciones y modificaciones dentro de la categoría de la presente invención en base a la descripción anterior, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0083] Descripción de números de referencia

[0084] 10, 100: Módulos de batería

[0085] 20, 200: Carcasas

[0086] 21: Parte de recepción

[0087] 210: Placa de disipación de calor

[0088] 30, 300: Unidades de enfriamiento

[0089] 31, 310: Disipadores de calor

[0090] 311: Canal de enfriamiento 312: Parte de fijación

[0091] 313: Entrada de refrigerante 314: Salida de refrigerante

[0092] 32, 320: Tuberías de circulación de refrigerante

[0093] 321: Orificio de introducción de refrigerante 322: Orificio de descarga de refrigerante

[0094] 323: Tubería de derivación

[0095] 330: Elemento adhesivo

[0096] 400: Elemento de refuerzo

[0097] 410: Abertura

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un paquete de baterías que comprende:

un módulo (100) de batería que comprende una o más células unitarias;

una carcasa (200) que incluye una parte de recepción configurada para recibir el módulo (100) de batería;

una unidad (300) de enfriamiento dispuesta en una superficie inferior exterior de la carcasa (200); y

un elemento (400) de refuerzo configurado para proteger la unidad (300) de enfriamiento,

en el que la unidad (300) de enfriamiento comprende:

un disipador (310) de calor que define un canal (311) de enfriamiento; y

una tubería (320) de circulación de refrigerante que incluye un orificio (321) de introducción de refrigerante configurado para suministrar un refrigerante al disipador (310) de calor y un orificio (322) de descarga de refrigerante configurado para recoger el refrigerante del disipador (310) de calor,

en el que la tubería (320) de circulación de refrigerante está dispuesta fuera del elemento (400) de refuerzo, en el que el elemento (400) de refuerzo define una pluralidad de aberturas (410).

2. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en el que la unidad (300) de enfriamiento está fijada a la carcasa (200) mediante un elemento (330) adhesivo.

3. El paquete de baterías según la reivindicación 2, en el que el elemento (330) adhesivo está formado por un material térmicamente conductor.

4. El paquete de baterías según la reivindicación 3, en el que la tubería (320) de circulación de refrigerante incluye además una parte (312) de fijación configurada para acoplar la tubería de circulación de refrigerante a la carcasa (200).

5. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en el que una placa (210) de disipación de calor configurada para transferir el calor generado por el módulo (100) de batería a la carcasa (200) está dispuesta en una superficie inferior de la parte de recepción de la carcasa (200).

6. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en el que el elemento (400) de refuerzo está en contacto estrecho con la superficie inferior exterior y un par de superficies laterales opuestas de la carcasa (200).

7. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en el que una entrada (313) de refrigerante y una salida (314) de refrigerante conectadas a la tubería (320) de circulación de refrigerante están formadas en los extremos opuestos del disipador (310) de calor, y

en el que la entrada (313) de refrigerante y la salida (314) de refrigerante están situadas en un estado en el que sobresalen hacia fuera a través de la pluralidad de aberturas (410).

8. El paquete de baterías según la reivindicación 7, en el que se dispone una tubería (323) de derivación entre la entrada (313) de refrigerante del disipador (310) de calor y la tubería (320) de circulación de refrigerante y entre la salida (314) de refrigerante y la tubería (320) de circulación de refrigerante.

9. El paquete de baterías según la reivindicación 8, en el que el orificio (321) de introducción de refrigerante y el orificio (322) de descarga de refrigerante están fijados directamente a la carcasa (200).

10. Un dispositivo que tiene montado en su interior el paquete de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.