ES3059463T3

ES3059463T3 - Battery module with screen for internal space division and battery pack including the same

Info

Publication number: ES3059463T3
Application number: ES23756552T
Authority: ES
Inventors: Jung-Hoon Lee; Kwang-Mo Kim; Jun-Yeob Seong; Seok-Eun Yoon; Hye-Mi Jung
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2022-02-18
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2026-03-20
Anticipated expiration: 2043-02-03
Also published as: CN117203839A; JP7719889B2; JP2024526064A; WO2023158139A1; KR102865397B1; US20250167386A1; KR20230124259A; EP4354622A1; EP4354622A4; EP4354622B1

Abstract

Un módulo de batería según la presente invención comprende: un conjunto de celdas provisto de una pila de celdas compuesta por varias celdas de batería apiladas en una dirección; una carcasa del módulo en la que se aloja el conjunto de celdas; y una unidad de pantalla dispuesta para dividir, en lados izquierdo y derecho, un espacio interior formado entre una porción de la superficie lateral del conjunto de celdas donde se ubican los cables de los electrodos de las celdas de la batería, y una porción de la superficie lateral de la carcasa del módulo que da a la porción de la superficie lateral del conjunto de celdas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería con pantalla para la división del espacio interno y paquete de batería que incluye el mismoSector de la técnica

[0003] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y, más particularmente, a un módulo de batería para evitar la extensión de efluente de combustión, llamas y calor a celdas de batería adyacentes para retrasar la propagación del fuego a través de las celdas de batería del módulo de batería en caso de que se produzca un fuego en el módulo de batería.

[0004] La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.º 10-2022-0021342 presentada el 18 de febrero de 2022 en la oficina coreana de la propiedad intelectual.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] Las baterías secundarias están llamando la atención como una nueva fuente de energía para mejorar el respeto por el medio ambiente y la eficiencia energética, ya que reducen notablemente el uso de combustibles fósiles y no producen subproductos del uso de energía.

[0007] Por consiguiente, el uso de baterías secundarias en diversos tipos de dispositivos está aumentando. Por ejemplo, se están usando baterías secundarias como fuente de energía no solo para pequeños productos multifuncionales tales como dispositivos móviles inalámbricos o dispositivos portátiles, sino también para vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos propuestos como alternativa a vehículos de gasolina y vehículos diésel o sistemas de almacenamiento de energía (ESS).

[0008] Las baterías secundarias de litio usadas ampliamente en los últimos años tienen un voltaje de funcionamiento de aproximadamente 2,5 V a 4,5 V de cada batería. Por consiguiente, los vehículos eléctricos o sistemas de almacenamiento de energía que requieren gran capacidad y alta salida usan, como fuente de energía, un módulo de batería que incluye baterías secundarias de litio conectadas en serie y/o en paralelo y un paquete de batería que incluye módulos de batería conectados en serie y/o en paralelo.

[0009] El número de baterías secundarias de litio en un módulo de batería o el número de módulos de batería en un paquete de batería puede aumentar según la salida o capacidad del paquete de batería que se requiere para vehículos eléctricos.

[0010] En caso de que se produzca un fuego y una explosión, el daño al paquete de batería que incluye la pluralidad de baterías secundarias de litio puede ser más grave.

[0011] Por ejemplo, cuando se produce un evento tal como un cortocircuito entre las baterías secundarias de litio o un aumento anómalo de temperatura en un determinado módulo de batería, puede producirse una gran cantidad de gas de ventilación en las baterías secundarias de litio, y cuando la degradación empeora, junto con el gas de ventilación, puede expulsarse una chispa a alta temperatura que incluye materiales activos de electrodo y partículas de aluminio. En este caso, cuando el gas de ventilación y la chispa a alta temperatura causan daños térmicos a las otras baterías secundarias adyacentes y se produce un evento adicional en las otras baterías secundarias, el módulo de batería queda envuelto en llamas explosivamente y un usuario no puede tener tiempo suficiente para evacuar.

[0012] El documento EP3828988 divulga un módulo de ESS, que incluye un conjunto de pila de celdas que incluye una pila de celdas y una pluralidad de conjuntos de barreras de mica y un par de bastidores de barras colectoras acoplados a ambas porciones laterales de la pila de celdas; y un alojamiento configurado para alojar el conjunto de pila de celdas y que tiene una pluralidad de orificios de trayectoria de flujo formados en ubicaciones correspondientes a un lado frontal, un lado trasero y ambas porciones laterales del conjunto de pila de celdas.

[0013] Explicación de la invención

[0014] Problema técnico

[0015] La presente divulgación está diseñada para solucionar el problema descrito anteriormente y, por tanto, la presente divulgación está dirigida a un módulo de batería para evitar la extensión de efluente de combustión, llamas y calor a celdas de batería adyacentes, en caso de un fuego en celdas de batería específicas del módulo de batería, para retrasar la propagación del fuego a través de las celdas de batería.

[0016] Sin embargo, el problema técnico que va a solucionarse no se limita al problema descrito anteriormente, y estos y otros problemas los entenderán claramente los expertos en la técnica a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación.

[0017] Solución técnica

[0018] Un módulo de batería según la presente divulgación incluye un conjunto de celdas que tiene una pila de celdas compuesta por una pluralidad de celdas de batería apiladas en una dirección; una carcasa de módulo que aloja el conjunto de celdas; y una unidad de pantalla configurada para dividir un espacio interno en partes izquierda y derecha, el espacio interno formado entre una porción lateral del conjunto de celdas en la que están dispuestos los cables de electrodo de las celdas de batería y una porción lateral de la carcasa de módulo orientadas una hacia la otra.

[0019] La unidad de pantalla incluye una porción de placa de pantalla que tiene una anchura correspondiente a una distancia entre la porción lateral del conjunto de celdas y la porción lateral de la carcasa de módulo orientadas una hacia la otra y una altura correspondiente a una altura de la porción lateral del conjunto de celdas; y una porción de placa de inserción superior extendida hasta una longitud predeterminada desde una parte superior de la porción de placa de pantalla en una dirección perpendicular a la porción de placa de pantalla, y una porción de placa de inserción inferior extendida hasta una longitud predeterminada desde una parte inferior de la porción de placa de pantalla.

[0020] La porción de placa de pantalla puede estar dispuesta en el espacio interno, y la porción de placa de inserción superior y la porción de placa de inserción inferior pueden estar dispuestas en contacto con una parte superior y una parte inferior de la pila de celdas.

[0021] El conjunto de celdas puede incluir además un bastidor de barra colectora que tiene rendijas para cables para permitir que los cables de electrodo de las celdas de batería pasen a su través, en donde el bastidor de barra colectora tiene una forma de placa que cubre un lado frontal o un lado trasero de la pila de celdas y forma la porción lateral del conjunto de celdas; y una pluralidad de barras colectoras dispuestas en el bastidor de barra colectora a lo largo de una misma dirección que la dirección de apilamiento de las celdas de batería y conectadas eléctricamente a los cables de electrodo.

[0022] El bastidor de barra colectora puede tener una ranura de bastidor para insertar una porción de borde lateral de la porción de placa de pantalla en una dirección a lo ancho entre una barra colectora preestablecida y su barra colectora adyacente entre la pluralidad de barras colectoras.

[0023] La carcasa de módulo puede incluir un cuerpo de carcasa que tiene un extremo abierto y formado en una forma hueca para insertar el conjunto de celdas en el mismo a lo largo de una dirección longitudinal; y una cubierta de carcasa acoplada al extremo abierto del cuerpo de carcasa, orientada hacia la porción lateral del conjunto de celdas. El cuerpo de carcasa puede estar configurado para insertar el conjunto de celdas en la dirección longitudinal mediante un ajuste por interferencia.

[0024] El cuerpo de carcasa puede incluir una primera ranura de guía de ensamblaje dispuesta en una superficie interna de una placa superior, extendida a lo largo de la dirección longitudinal desde el extremo abierto y formada en correspondencia a la anchura y el grosor de la porción de placa de inserción superior; y una segunda ranura de guía de ensamblaje dispuesta en una superficie interna de una placa inferior, extendida a lo largo de la dirección longitudinal desde el extremo abierto y formada en correspondencia a la anchura y el grosor de la porción de placa de inserción inferior.

[0025] La unidad de pantalla puede estar configurada de manera que la porción de placa de inserción superior y la porción de placa de inserción inferior estén acopladas de manera deslizable a la primera ranura de guía de ensamblaje y la segunda ranura de guía de ensamblaje, respectivamente.

[0026] La cubierta de carcasa puede incluir un cuerpo de cubierta que entra en contacto con otra porción de borde lateral de la porción de placa de pantalla en una dirección a lo ancho; una parte superior de cubierta que tiene una tercera ranura de guía de ensamblaje acoplada de manera deslizable a un extremo de la porción de placa de inserción superior; y una parte inferior de cubierta que tiene una cuarta ranura de guía de ensamblaje acoplada de manera deslizable a un extremo de la porción de placa de inserción inferior.

[0027] La unidad de pantalla puede incluir la porción de placa de inserción superior que tiene una anchura expandida en una primera dirección, y la porción de placa de inserción inferior que tiene una anchura expandida en una dirección opuesta a la primera dirección basándose en la porción de placa de pantalla.

[0028] Una pluralidad de las unidades de pantalla puede estar dispuesta en el conjunto de celdas, espaciadas a lo largo de la dirección de apilamiento de las celdas de batería.

[0029] La unidad de pantalla puede estar configurada para unirse de manera desmontable al conjunto de celdas.

[0030] Según otra realización de la presente divulgación, puede proporcionarse un paquete de batería que incluye al menos un módulo de batería.

[0031] Según todavía otra realización de la presente divulgación, puede proporcionarse un vehículo que comprende el paquete de batería.

[0032] Efectos ventajosos

[0033] Según un aspecto de la presente divulgación, puede proporcionarse el módulo de batería para evitar la extensión de efluente de combustión, llamas y calor a celdas de batería adyacentes, en caso de un fuego en celdas de batería específicas del módulo de batería, para retrasar la propagación del fuego a través de las celdas de batería.

[0034] Es decir, en el módulo de batería según la presente divulgación, la unidad de pantalla divide y separa el espacio residual (el espacio entre el conjunto de celdas y la cubierta de carcasa) en el módulo de batería donde el calor, el gas de ventilación, las partículas a alta temperatura o las llamas que se generan pueden moverse en caso de un fuego en la celda de batería específica. La unidad de pantalla evita la extensión de calor, partículas a alta temperatura o llamas desde la celda de batería en la que se produjo el fuego a las celdas de batería vecinas, suprimiendo o retrasando de ese modo la propagación del fuego o la explosión en las celdas de batería.

[0035] Breve descripción de los dibujos

[0036] La FIG. 1 es una vista en perspectiva esquemática de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

[0037] La FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de los componentes principales del módulo de batería de la FIG.1.

[0038] La FIG.3 es una vista en perspectiva esquemática de una unidad de pantalla de la FIG.2.

[0039] La FIG. 4 es un diagrama esquemático de un ejemplo de ensamblaje de un cuerpo de carcasa y una unidad de pantalla según una realización de la presente divulgación.

[0040] La FIG. 5 es una vista en sección transversal vertical esquemática de partes de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

[0041] La FIG. 6 es una vista en sección transversal horizontal esquemática de partes de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

[0042] La FIG. 7 es una vista frontal de un conjunto de celdas con una unidad de pantalla según una realización de la presente divulgación.

[0043] La FIG. 8 es una vista en perspectiva que muestra partes de un conjunto de celdas con una unidad de pantalla según otra realización de la presente divulgación.

[0044] La FIG. 9 es un diagrama correspondiente a la FIG.8, que muestra un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.

[0045] La FIG. 10 es una vista en perspectiva que muestra los componentes principales de un módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.

[0046] Realización referente de la invención

[0047] A continuación en el presente documento, se describirán realizaciones a modo de ejemplo de la presente divulgación en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.

[0048] La FIG. 1 es una vista en perspectiva esquemática de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación, la FIG.2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de los componentes principales del módulo de batería de la FIG.1, y la FIG.3 es una vista en perspectiva esquemática de una unidad de pantalla de la FIG.2. En referencia a las FIGS.1 a 3, el módulo 10 de batería según una realización de la presente divulgación incluye un conjunto 100 de celdas, una carcasa 200 de módulo y la unidad 300 de pantalla.

[0049] Como se describe en detalle a continuación, en el módulo 10 de batería según esta realización, la unidad 300 de pantalla divide y separa el espacio interno residual (véanse S1, S2 de la FIG. 6) en el módulo 10 de batería, para evitar la extensión de calor, partículas a alta temperatura o llamas desde la celda 111 de batería específica hasta otras celdas 111 de batería en caso de que se produzca un fuego en celda(s) 111 de batería específica(s) del módulo 10 de batería. Por consiguiente, el módulo de batería según la presente divulgación puede retrasar la propagación del fuego a través de las celdas 111 de batería en caso de fuego.

[0050] Describiendo el conjunto 100 de celdas que es uno de los componentes principales del módulo 10 de batería, el conjunto 100 de celdas puede incluir una pila 110 de celdas, un bastidor 120 de barra colectora y una pluralidad de barras colectoras 130.

[0051] La pila 110 de celdas es una pila de celdas 111 de batería. Es decir, como se muestra en la FIG. 2, la pila 110 de celdas puede incluir la pluralidad de celdas 111 de batería de tipo bolsa apiladas en una dirección (dirección X) con las superficies anchas en posición vertical.

[0052] La celda 111 de batería de tipo bolsa incluye un conjunto de electrodo, una carcasa de bolsa que aloja el conjunto de electrodo y un par de cables 112 de electrodo que están conectados al conjunto de electrodo y salen de la carcasa de bolsa y pueden actuar como terminal de electrodo. El par de cables 112 de electrodo salen en direcciones opuestas en una dirección longitudinal (dirección ±Y) de las celdas 111 de batería.

[0053] La celda 111 de batería de tipo bolsa puede tener los cables 112 de electrodo solo en un extremo en la dirección del eje Y, por ejemplo, la dirección del eje Y, según sea necesario. Mientras tanto, la presente divulgación no se limita al tipo o forma específica de la celda 111 de batería, y pueden usarse diversas celdas 111 de batería conocidas en el momento de la presentación de la solicitud para formar la pila 110 de celdas de la presente divulgación.

[0054] El bastidor 120 de barra colectora puede formarse a partir de un material eléctricamente aislante mediante moldeo por inyección y tiene una forma de una placa en un tamaño suficiente para cubrir el lado frontal (dirección Y) o el lado trasero (dirección -Y) de la pila 110 de celdas. Por consiguiente, en esta realización, un lado del conjunto 100 de celdas puede ser donde el bastidor 120 de barra colectora está montado en el lado frontal o trasero de la pila 110 de celdas.

[0055] Adicionalmente, el bastidor 120 de barra colectora incluye una pluralidad de rendijas 122 para cables a través de las cuales pasan los cables 112 de electrodo de las celdas 111 de batería de tipo bolsa en la dirección del eje Y o eje -Y. La pluralidad de rendijas 122 para cables puede estar dispuesta a lo largo de la dirección de apilamiento (dirección X) de las celdas 111 de batería.

[0056] El bastidor 120 de barra colectora de esta realización puede estar configurado para fijar la pluralidad de barras colectoras 130 y, aunque no se muestra, puede instalarse un componente adicional tal como un conector o una placa de circuito impreso (PCB) en un espacio por encima de las barras colectoras 130 y el bastidor 120 de barra colectora puede incluir una placa 121 de soporte para soportar y fijar los componentes adicionales.

[0057] Adicionalmente, como se muestra en la FIG. 2, el bastidor 120 de barra colectora según esta realización puede incluir una ranura 123 de bastidor en la que puede insertarse parte de una porción 310 de placa de pantalla de la unidad 300 de pantalla como se describe a continuación entre la barra colectora preestablecida 130 entre la pluralidad de barras colectoras 130 y su barra colectora vecina 130. Es decir, la ranura 123 de bastidor puede estar configurada para permitir que una porción 310a de borde lateral de la porción 310 de placa de pantalla en la dirección a lo ancho (dirección -Y) se inserte hasta una profundidad predeterminada. Adicionalmente, la placa 121 de soporte tiene una porción recortada 121a para evitar la interferencia con la placa 121 de soporte sobresaliente cuando se inserta una porción 310a de borde lateral de la porción 310 de placa de pantalla en la ranura 123 de bastidor.

[0058] La pluralidad de barras colectoras 130 está hecha de un material conductor eléctrico, por ejemplo, un metal tal como cobre, aluminio, níquel o similar, y los cables 112 de electrodo de un número preestablecido de celdas 111 de batería se sueldan de manera segura y se conectan eléctricamente a la superficie de las barras colectoras preestablecidas 130. Las barras colectoras 130 de esta realización están formadas en forma de una varilla rectangular que tiene un centro hueco a través del cual pasan los cables 112 de electrodo, y están dispuestas en el bastidor 120 de barra colectora con el hueco en comunicación con las rendijas 122 para cables del bastidor 120 de barra colectora. Adicionalmente, las barras colectoras 130 están dispuestas en el bastidor 120 de barra colectora a lo largo de la misma dirección que la dirección de apilamiento de las celdas 111 de batería. Las celdas 111 de batería preestablecidas salen en la dirección hacia delante de las barras colectoras 130 a través del bastidor 120 de barra colectora a través de las rendijas 122 para cables en ubicaciones correspondientes en las que están colocados los cables 112 de electrodo, y las porciones que salen pueden doblarse y soldarse de manera segura a la superficie de las barras colectoras 130.

[0059] La carcasa 200 de módulo es el componente para proteger el conjunto 100 de celdas de impactos externos, y preferiblemente, puede estar hecha de un material que tiene una alta resistencia mecánica. Como se muestra en las FIGS.1 y 2, la carcasa 200 de módulo según esta realización incluye un cuerpo 210 de carcasa y una cubierta 220 de carcasa.

[0060] El cuerpo 210 de carcasa puede estar formado en forma de un prisma rectangular que tiene una estructura hueca que tiene extremos abiertos O en dos extremos en la dirección longitudinal para permitir que el conjunto 100 de celdas se inserte a lo largo de la dirección longitudinal. Es decir, el cuerpo 210 de carcasa puede estar configurado para insertar el conjunto 100 de celdas en el cuerpo 210 de carcasa de manera deslizable o mediante un ajuste por interferencia.

[0061] El módulo 10 de batería que incluye el cuerpo 210 de carcasa puede estar configurado para que casi no tenga hueco entre una placa superior 211 del cuerpo 210 de carcasa y la parte superior de la pila 110 de celdas, casi no tenga hueco entre una placa inferior 212 del cuerpo 210 de carcasa y la parte inferior de la pila 110 de celdas, y casi no tenga hueco entre dos placas laterales 213, 214 del cuerpo 210 de carcasa y dos lados de la pila 110 de celdas. En particular, el cuerpo 210 de carcasa según esta realización incluye una primera ranura 211a de guía de ensamblaje dispuesta en la superficie interna de la placa superior 211, extendida a lo largo de la dirección longitudinal (dirección Y) desde el extremo abierto O y formada para ajustarse a la anchura y el grosor de una porción 320 de placa de inserción superior de la unidad 300 de pantalla como se describe a continuación, y una segunda ranura 212a de guía de ensamblaje dispuesta en la superficie interna de la placa inferior 212, extendida a lo largo de la dirección longitudinal desde el extremo abierto O y formada para ajustarse a la anchura y el grosor de una porción 330 de placa de inserción inferior de la unidad 300 de pantalla como se describe a continuación.

[0062] La primera ranura 211a de guía de ensamblaje y la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje pueden mejorar la conveniencia de ensamblaje con la unidad 300 de pantalla. Adicionalmente, la unidad 300 de pantalla puede montarse en el conjunto 100 de celdas con poco o ningún hueco entre la parte superior de la pila 110 de celdas y la placa superior 211 del cuerpo 210 de carcasa, y entre la parte inferior de la pila 110 de celdas y la placa inferior 212 del cuerpo 210 de carcasa. Se describirá en más detalle a continuación.

[0063] La cubierta 220 de carcasa puede acoplarse al extremo abierto O del cuerpo 210 de carcasa, orientado hacia una porción lateral del conjunto 100 de celdas para evitar la exposición de una porción lateral del conjunto 100 de celdas en la que están dispuestos los cables 112 de electrodo de las celdas 111 de batería, es decir, una región en la que los cables 112 de electrodo están conectados de manera segura a las barras colectoras 130 en el bastidor 120 de barra colectora. Por ejemplo, una porción interna de la cubierta 220 de carcasa puede estar hecha de un material aislante y la porción externa puede estar hecha de un metal, y la cubierta 220 de carcasa puede acoplarse de manera segura al cuerpo 210 de carcasa mediante soldadura.

[0064] Adicionalmente, la cubierta 220 de carcasa incluye un cuerpo 221 de cubierta que entra en contacto con la otra porción 310b de borde lateral de la porción 310 de placa de pantalla en la dirección a lo ancho, una parte superior 222 de cubierta que tiene una tercera ranura 222a de guía de ensamblaje acoplada de manera deslizable al extremo de la porción 320 de placa de inserción superior y una parte inferior 223 de cubierta que tiene una cuarta ranura 223a de guía de ensamblaje acoplada de manera deslizable al extremo de la porción 330 de placa de inserción inferior.

[0065] La tercera ranura 222a de guía de ensamblaje y la cuarta ranura 223a de guía de ensamblaje pueden estar formadas en el mismo eje que la primera ranura 211a de guía de ensamblaje y la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje, respectivamente (véase la FIG. 2) y pueden desempeñar un papel en la puesta en contacto del otro lado 310b de la porción 310 de placa de pantalla de la unidad 300 de pantalla en la dirección a lo ancho como se describe a continuación con una superficie del cuerpo 221 de cubierta para impedir que se mueva.

[0066] Aunque no se muestra por conveniencia de ilustración, la cubierta 220 de carcasa puede tener un orificio o hendidura para exponer el componente del módulo 10 de batería que es necesario que se exponga, tal como un terminal positivo y un terminal negativo o un conector.

[0067] La unidad 300 de pantalla es el componente para dividir el espacio interno en partes izquierda y derecha entre un lado del conjunto 100 de celdas y un lado de la carcasa 200 de módulo orientado uno hacia el otro, y desempeña un papel en la división del espacio interno para evitar la extensión de calor, partículas a alta temperatura o llamas a las celdas 111 de batería adyacentes a través del espacio interno en caso de que se produzca un fuego en las celdas 111 de batería del módulo 10 de batería.

[0068] La unidad 300 de pantalla según esta realización está hecha de un material (por ejemplo, silicona, mica) con baja conductividad térmica y alta resistencia al calor y, como se muestra en las FIGS. 2 y 3, incluye la porción 310 de placa de pantalla, la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior, y está formada en una forma aproximadamente de C y configurada para unirse de manera desmontable al conjunto 100 de celdas.

[0069] La porción 310 de placa de pantalla puede estar dispuesta en el espacio interno y está configurada para que tenga una anchura (D de la FIG.3) correspondiente a la distancia entre un lado del conjunto 100 de celdas y un lado de la carcasa 200 de módulo orientados uno hacia el otro y una altura correspondiente a la altura de un lado del conjunto 100 de celdas. En esta realización, un lado del conjunto 100 de celdas corresponde al bastidor 120 de barra colectora y un lado de la carcasa 200 de módulo corresponde a la cubierta 220 de carcasa.

[0070] La porción 320 de placa de inserción superior está formada en forma de una placa extendida hasta una longitud predeterminada desde la parte superior de la porción 310 de placa de pantalla en una dirección perpendicular a la porción 310 de placa de pantalla, y la porción 330 de placa de inserción inferior está formada en forma de una placa extendida hasta una longitud predeterminada en la misma dirección que la porción 320 de placa de inserción superior desde la parte inferior de la porción 310 de placa de pantalla.

[0071] Como se muestra en la FIG.2, la unidad 300 de pantalla puede montarse en el conjunto 100 de celdas empujando la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior dentro del conjunto 100 de celdas para ponerlas en contacto con la parte superior e inferior de la pila 110 de celdas. En este caso, una porción 310a de borde lateral de la porción 310 de placa de pantalla puede insertarse en la ranura 123 de bastidor del bastidor 120 de barra colectora y la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior pueden estar configuradas para presionar la parte superior e inferior de la pila 110 de celdas hasta un cierto grado para fijar de manera segura la unidad 300 de pantalla al conjunto 100 de celdas.

[0072] Adicionalmente, la unidad 300 de pantalla puede estar configurada de manera que la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior se acoplen de manera deslizable a la primera ranura 211a de guía de ensamblaje y la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje, respectivamente.

[0073] Es decir, como se muestra en la FIG. 4, el grosor y la anchura de la porción 320 de placa de inserción superior pueden coincidir con la primera ranura 211a de guía de ensamblaje y el grosor y la anchura de la porción 330 de placa de inserción inferior pueden coincidir con la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje, y la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior pueden acoplarse de manera deslizable a la primera ranura 211a de guía de ensamblaje y la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje, respectivamente. Mediante esta configuración, puede ser posible insertar fácilmente el conjunto 100 de celdas en el cuerpo 210 de carcasa incluso cuando la unidad 300 de pantalla está montada en el conjunto 100 de celdas y, después de la inserción, evitar un hueco entre la parte superior de la pila 110 de celdas y la placa superior 211 del cuerpo 210 de carcasa, y entre la parte inferior de la pila 110 de celdas y la placa inferior 212 del cuerpo 210 de carcasa.

[0074] Adicionalmente, puesto que la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior están acopladas y restringidas a la primera ranura 211a de guía de ensamblaje y la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje del cuerpo 210 de carcasa, puede ser posible evitar que la unidad 300 de pantalla gire o se retuerza cuando la presión del gas de ventilación actúa sobre la porción 310 de placa de pantalla en caso de que se produzca un fuego en el módulo 10 de batería.

[0075] La porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior pueden estar configuradas de manera que la mayor parte se acople de manera deslizable a la primera ranura 211a de guía de ensamblaje y la segunda ranura 212a de guía de ensamblaje del cuerpo 210 de carcasa y la parte restante se acople de manera deslizable a la tercera ranura 222a de guía de ensamblaje y la cuarta ranura 223a de guía de ensamblaje de la cubierta 220 de carcasa.

[0076] Adicionalmente, cuando la parte restante de la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior se desliza y se inserta completamente en la tercera ranura 222a de guía de ensamblaje y la cuarta ranura 223a de guía de ensamblaje, la otra porción 310b de borde lateral de la porción 310 de placa de pantalla puede contactar verticalmente con la superficie interna de la cubierta 220 de carcasa. Según la configuración a modo de ejemplo descrita anteriormente, la unidad 300 de pantalla de esta realización puede fijarse de manera más segura cuando está en contacto con la cubierta 220 de carcasa.

[0077] La FIG. 5 es una vista en sección transversal vertical esquemática de partes del módulo 10 de batería según una realización de la presente divulgación, la FIG.6 es una vista en sección transversal horizontal esquemática de partes del módulo 10 de batería según una realización de la presente divulgación, y la FIG. 7 es una vista frontal del conjunto 100 de celdas con la unidad 300 de pantalla según una realización de la presente divulgación.

[0078] Cuando la unidad 300 de pantalla se monta en el conjunto 100 de celdas y, posteriormente, el cuerpo 210 de carcasa y la cubierta 220 de carcasa se ensamblan, como se muestra en las FIGS.5 a 7, el espacio interno entre un lado del conjunto 100 de celdas y la cubierta 220 de carcasa orientados uno hacia el otro se divide y se separa en S1 y S2 por la unidad 300 de pantalla. En este caso, como se muestra en la FIG. 6, cuando se supone que se produce un evento en la determinada celda de batería K, el calor, las partículas a alta temperatura, las llamas (F y flecha en las FIGS. 6, 7) que se generan en la determinada celda de batería K se bloquean por la porción 310 de placa de pantalla y no pueden moverse de S1 a S2. Por consiguiente, las celdas 111 de batería dispuestas en S2 y sus cables 112 de electrodo y las barras colectoras 130 pueden verse afectadas por menos daño térmico, y puede retrasarse el tiempo que tardan todas las celdas 111 de batería en quemarse o explotar.

[0079] Según la configuración a modo de ejemplo descrita anteriormente, en caso de que se produzca un fuego en la celda 111 de batería específica en el módulo 10 de batería, puede ser posible evitar la extensión de efluente de combustión, llamas, calor que se generan desde la celda 111 de batería específica hasta las otras celdas 111 de batería, evitando de ese modo la propagación instantánea de fuegos explosivos a través de las celdas 111 de batería. Por consiguiente, cuando se produce un fuego en el módulo 10 de batería, un usuario del módulo 10 de batería según la presente divulgación puede ser consciente del fuego antes de que se extienda el fuego, y evacuar en una situación más segura o tomar acciones para la supresión del fuego.

[0080] Posteriormente, otra realización del módulo de batería de la presente divulgación se describirá brevemente con referencia a las FIGS.8 a 10.

[0081] La FIG. 8 es una vista en perspectiva que muestra partes del conjunto 100 de celdas con la unidad 300 de pantalla según otra realización de la presente divulgación, la FIG.9 es un diagrama correspondiente a la FIG.8, que muestra el módulo de batería según otra realización de la presente divulgación, y la FIG.10 es una vista en perspectiva que muestra los componentes principales del módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.

[0082] Los mismos números de referencia que los dibujos anteriores indican los mismos elementos, y se omiten descripciones redundantes de los mismos elementos. La siguiente descripción se realiza principalmente basándose en diferencia(s) entre la realización descrita anteriormente y esta realización.

[0083] Una diferencia entre la realización descrita anteriormente y el módulo de batería según otra realización de la presente divulgación es la unidad 300 de pantalla en la que la porción 320 de placa de inserción superior tiene la anchura expandida en una primera dirección (dirección -X), y la porción 330 de placa de inserción inferior tiene la anchura expandida en una dirección (dirección X) opuesta a la primera dirección basándose en la porción 310 de placa de pantalla. Es decir, como se muestra en la FIG. 8, las anchuras de la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior de la unidad 300 de pantalla están formadas opuestas entre sí para formar la unidad 300 de pantalla en una forma aproximadamente de 'Z'.

[0084] Mientras tanto, el módulo de batería según otra realización de la presente divulgación puede incluir una pluralidad de unidades 300 de pantalla dispuestas en el conjunto 100 de celdas, espaciadas entre sí a lo largo de la dirección de apilamiento (dirección X) de las celdas 111 de batería. Por ejemplo, como en la configuración a modo de ejemplo de la FIG. 9, en otro módulo 10 de batería de la presente divulgación, el espacio interno entre un lado del conjunto 100 de celdas y la carcasa 200 de módulo orientados uno hacia el otro puede dividirse en cuatro espacios por tres unidades 300A, 300B, 300C de pantalla.

[0085] En este caso, cuando se produce un evento en una celda 111 de batería arbitraria, en comparación con la configuración a modo de ejemplo mostrada en las FIGS. 5 a 7, puede ser posible proteger más celdas 111 de batería del calor, las partículas a alta temperatura, las llamas que se generan en la celda 111 de batería arbitraria. Es decir, puesto que el espacio interno entre una superficie del conjunto 100 de celdas y la carcasa 200 de módulo orientadas una hacia la otra está dividido en más secciones por las unidades 300A, 300B, 300C de pantalla, puede ser posible restringir adicionalmente el movimiento del calor, las partículas a alta temperatura, las llamas. Por consiguiente, puede ser posible retrasar significativamente el tiempo de propagación del daño térmico desde la celda 111 de batería en la que se produjo el evento hasta las celdas 111 de batería vecinas.

[0086] Como se muestra en la FIG. 10, el módulo de batería según otra realización de la presente divulgación incluye la unidad 300D de pantalla que tiene la anchura y longitud expandidas de la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior, en comparación con la realización descrita anteriormente.

[0087] Es decir, como se muestra en la FIG. 10, la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior de la unidad 300D de pantalla pueden estar configuradas de manera que la longitud se corresponda con la longitud de la pila 110 de celdas y la anchura se expanda para cubrir la parte izquierda o la parte derecha de la pila 110 de celdas basándose en la porción 310 de placa de pantalla de la pila 110 de celdas. En este caso, puesto que la parte superior y la parte inferior de la pila 110 de celdas están cubiertas por la porción 320 de placa de inserción superior y la porción 330 de placa de inserción inferior, cuando se produce un evento en la determinada celda 111 de batería, puede ser posible evitar la propagación de calor, partículas a alta temperatura, llamas que se generan desde la determinada celda 111 de batería hasta las otras celdas 111 de batería a través de la parte superior o la parte inferior de la pila 110 de celdas.

[0088] Mientras tanto, un paquete de batería (no mostrado) según la presente divulgación puede incluir al menos un módulo de batería. El paquete de batería según la presente divulgación puede incluir además un sistema de gestión de batería (BMS) maestro para el control integrativo en la carga/descarga del al menos un módulo de batería, un sensor de corriente, un fusible o similar, y una carcasa de paquete que aloja estos componentes.

[0089] El paquete de batería según la presente divulgación puede aplicarse a un dispositivo de almacenamiento de energía, un patinete eléctrico o un vehículo tal como un vehículo eléctrico o un vehículo eléctrico híbrido.

[0090] Aunque la presente divulgación se ha descrito anteriormente en el presente documento con respecto a un número limitado de realizaciones y dibujos, la presente divulgación no se limita a los mismos, y es evidente que los expertos en la técnica pueden realizar una variedad de cambios y modificaciones dentro del aspecto técnico de la presente divulgación y el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0092] Los términos que indican direcciones tales como superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y trasero se usan por conveniencia de la descripción, pero es obvio para los expertos en la técnica que los términos pueden cambiar dependiendo de la posición del elemento establecido o un observador.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un módulo (10) de batería, que comprende:

un conjunto (100) de celdas que tiene una pila (110) de celdas compuesta por una pluralidad de celdas (111) de batería apiladas en una dirección;

una carcasa (200) de módulo que aloja el conjunto (100) de celdas; y

una unidad (300) de pantalla configurada para dividir un espacio interno (S1, S2) en partes izquierda y derecha, el espacio interno formado entre una porción lateral del conjunto (100) de celdas en la que están dispuestos los cables (112) de electrodo de las celdas de batería y una porción lateral de la carcasa (200) de módulo orientadas una hacia la otra,

caracterizado por quela unidad (300) de pantalla incluye:

una porción (310) de placa de pantalla que tiene una anchura correspondiente a una distancia entre la porción lateral del conjunto (100) de celdas y la porción lateral de la carcasa (200) de módulo orientadas una hacia la otra y una altura correspondiente a una altura de la porción lateral del conjunto de celdas; y

una porción (320) de placa de inserción superior extendida hasta una longitud predeterminada desde una parte superior de la porción (310) de placa de pantalla en una dirección perpendicular a la porción de placa de pantalla, y una porción (330) de placa de inserción inferior extendida hasta una longitud predeterminada desde una parte inferior de la porción (310) de placa de pantalla.

2. El módulo (10) de batería según la reivindicación 1, en donde la porción (310) de placa de pantalla está dispuesta en el espacio interno, y

en donde la porción (320) de placa de inserción superior y la porción (330) de placa de inserción inferior están dispuestas en contacto con una parte superior y una parte inferior de la pila (110) de celdas.

3. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde el conjunto (100) de celdas incluye además:

un bastidor (120) de barra colectora que tiene rendijas (122) para cables para permitir que los cables (112) de electrodo de las celdas (111) de batería pasen a su través, en donde el bastidor (120) de barra colectora tiene una forma de placa que cubre un lado frontal o un lado trasero de la pila (110) de celdas y forma la porción lateral del conjunto (100) de celdas; y

una pluralidad de barras colectoras (130) dispuestas en el bastidor (120) de barra colectora a lo largo de una misma dirección que la dirección de apilamiento de las celdas de batería y conectadas eléctricamente a los cables (112) de electrodo.

4. El módulo de batería según la reivindicación 3, en donde el bastidor (120) de barra colectora tiene una ranura (123) de bastidor para insertar una porción de borde lateral de la porción (310) de placa de pantalla en una dirección a lo ancho entre una barra colectora preestablecida (130) y su barra colectora adyacente (130) entre la pluralidad de barras colectoras.

5. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la carcasa (200) de módulo incluye:

un cuerpo (210) de carcasa que tiene un extremo abierto (O) y formado en una forma hueca para insertar el conjunto (100) de celdas en el mismo a lo largo de una dirección longitudinal; y

una cubierta (220) de carcasa acoplada al extremo abierto (O) del cuerpo (210) de carcasa, orientado hacia la porción lateral del conjunto (100) de celdas.

6. El módulo de batería según la reivindicación 5, en donde el cuerpo (210) de carcasa está configurado para insertar el conjunto (100) de celdas en la dirección longitudinal mediante un ajuste por interferencia.

7. El módulo de batería según la reivindicación 5, en donde el cuerpo (210) de carcasa incluye:

una primera ranura (211a) de guía de ensamblaje dispuesta en una superficie interna de una placa superior (211), extendida a lo largo de la dirección longitudinal desde el extremo abierto (O) y formada en correspondencia a la anchura y el grosor de la porción (320) de placa de inserción superior; y

una segunda ranura (212a) de guía de ensamblaje dispuesta en una superficie interna de una placa inferior (212), extendida a lo largo de la dirección longitudinal desde el extremo abierto (O) y formada en correspondencia a la

anchura y el grosor de la porción (330) de placa de inserción inferior.

8. El módulo de batería según la reivindicación 7, en donde la unidad (300) de pantalla está configurada de manera que la porción (320) de placa de inserción superior y la porción (330) de placa de inserción inferior estén acopladas de manera deslizable a la primera ranura (211a) de guía de ensamblaje y la segunda ranura (212a) de guía de ensamblaje, respectivamente.

9. El módulo de batería según la reivindicación 5, en donde la cubierta (220) de carcasa incluye:

un cuerpo (221) de cubierta que entra en contacto con otra porción de borde lateral de la porción (310) de placa de pantalla en una dirección a lo ancho;

una parte superior (222) de cubierta que tiene una tercera ranura (222a) de guía de ensamblaje acoplada de manera deslizable a un extremo de la porción (310) de placa de inserción superior; y

una parte inferior (223) de cubierta que tiene una cuarta ranura (223a) de guía de ensamblaje acoplada de manera deslizable a un extremo de la porción (310) de placa de inserción inferior.

10. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la unidad (300) de pantalla incluye la porción (320) de placa de inserción superior que tiene una anchura expandida en una primera dirección, y la porción (330) de placa de inserción inferior que tiene una anchura expandida en una dirección opuesta a la primera dirección basándose en la porción (310) de placa de pantalla.

11. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde una pluralidad de las unidades (300) de pantalla está dispuesta en el conjunto (100) de celdas, espaciadas a lo largo de la dirección de apilamiento de las celdas (111) de batería.

12. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde la unidad (300) de pantalla está configurada para unirse de manera desmontable al conjunto (100) de celdas.

13. Un paquete de batería que comprende el módulo (100) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un vehículo que comprende el paquete de batería según la reivindicación 13.