ES3070313T3 - Paquete de baterías que incluye módulos de batería apilados en múltiples fases - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un paquete de baterías que tiene módulos de baterías apilados en múltiples capas, y específicamente, a un paquete de baterías que tiene módulos de baterías apilados en múltiples capas, el paquete de baterías comprende: al menos un módulo de batería (100); y una carcasa (200) para alojar el módulo de batería (100), donde el módulo de batería (100) está formado por el apilamiento vertical de un primer módulo de batería (110) y un segundo módulo de batería (120) en la parte superior del primer módulo de batería (110), una primera unidad de refrigeración (300) está ubicada entre el primer módulo de batería (110) y la superficie superior en el lado interior de la superficie inferior de la carcasa (200) para que se pueda liberar el calor generado por el primer módulo de batería (110), y una segunda unidad de refrigeración (400) está proporcionada entre el primer módulo de batería (110) y el segundo módulo de batería (120) para que se pueda liberar el calor generado por el segundo módulo de batería (120). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Paquete de baterías que incluye módulos de batería apilados en múltiples fases

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente invención se refiere a un paquete de baterías que incluye módulos de batería apilados en múltiples fases, y más particularmente a un paquete de baterías que incluye módulos de batería apilados en múltiples fases configurado de tal modo que se proporciona una pluralidad de unidades de enfriamiento configuradas para descargar calor generado desde los módulos de batería apilados en múltiples fases, se protegen las unidades de enfriamiento y se minimiza la fuga de refrigerante.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] Con el desarrollo reciente de energías alternativas debido a la contaminación del aire y al agotamiento de la energía como resultado 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 tienen capacidad de carga y descarga, se usan de forma habitual en la vida cotidiana. Por ejemplo, las baterías secundarias se usan en dispositivos móviles, vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos.

[0007] Las capacidades requeridas de las baterías secundarias usadas como fuentes de energía de diversas clases de dispositivos electrónicos usados de forma inevitable en la sociedad moderna se han aumentado debido a un aumento del uso de dispositivos móviles, a la complejidad creciente de los dispositivos móviles y al desarrollo de los vehículos eléctricos. Para satisfacer la demanda de los usuarios, en un dispositivo de tamaño pequeño se dispone una pluralidad de celdas de batería, mientras que en un vehículo se usa un módulo de batería que incluye una pluralidad de celdas 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 celdas de batería se conectan entre sí en serie o en paralelo para aumentar la capacidad y la salida del módulo de batería o el paquete de baterías. En el caso en el que se usa una pluralidad de celdas de batería en un estado de estar conectadas entre sí, puede tener lugar un problema, tal como una sobrecarga. En particular, para el paquete de baterías, los módulos de batería, cada uno de los cuales incluye una pluralidad de celdas de batería, se ubican en una carcasa para apilarse en múltiples fases. Como resultado, existe el problema de que la temperatura en el paquete de baterías aumenta debido a la sobrecarga, con lo que se amplifica la anomalía de la batería. Para solucionar este problema, es necesario que un paquete de baterías general tenga una unidad de enfriamiento capaz de bajar la temperatura de la batería, con lo que se mejora la seguridad de la batería, se mejora la eficiencia del espacio de la batería y se mejora la densidad de energía de la batería.

[0009] La figura 1 es una vista en perspectiva de un módulo de batería convencional. Como se muestra en la figura 1, el módulo de batería convencional incluye una carcasa de módulo 20 configurada para recibir celdas de batería 10 en su interior, un canal de enfriamiento 30 ubicado en la superficie superior del módulo de batería, una tubería de transporte de refrigerante 40 configurada para suministrar y recoger un refrigerante hacia y desde el sistema de enfriamiento canal 30, y una cubierta de protección superior 50 y una cubierta de protección inferior 60 configuradas para envolver el canal de enfriamiento 30 para proteger el canal de enfriamiento. En el presente caso, aunque no se muestra, otro módulo de batería se carga en la superficie superior de la cubierta de protección superior 50 de tal modo que los módulos de batería se apilan en múltiples fases, con lo que se mejora la eficiencia de enfriamiento de los módulos de batería y se evita la fuga del refrigerante en el enfriamiento canal 30 a través de la cubierta de protección superior 50 y la cubierta de protección inferior 60.

[0010] En la técnica convencional, como se ha descrito anteriormente, se mejora un proceso de intercambio de calor entre el módulo de batería y el refrigerante en el canal de enfriamiento 30, con lo que se mejora el rendimiento de enfriamiento, y se proporcionan unas ranuras 51 y 61 para recibir el canal de enfriamiento 30, con lo que se mejora la utilización del espacio. Sin embargo, debido a que la tubería de transporte de refrigerante 40 configurada para suministrar y recoger el refrigerante hacia y desde el canal de enfriamiento 30 se expone al exterior, existe el problema de que el volumen del paquete de baterías es grande.

[0011] Además, debido a que la tubería de transporte de refrigerante 40, en la que fluye el refrigerante, se expone al exterior, el refrigerante puede fugarse debido a daños a la tubería de transporte de refrigerante cuando un impacto externo se aplica a la misma, lo que puede conducir a un accidente grave.

[0012] Documentos de la técnica anterior

[0013] Pueden hallarse ejemplos de la técnica anterior en los documentos JP2016-029660, EP2474055A1, WO2018188995A1, US2018/145290A1, KR20170085681A, KR20190131415A, KR20170057465A, KR20170059178A y KR20190032843A.

[0014] Explicación de la invención

[0015] [Problema técnico]

[0016] La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y es un objeto de la presente invención proporcionar un paquete de baterías configurado de tal modo que el calor generado desde los módulos de batería apilados en múltiples fases se descarga de forma eficaz, con lo que se mejora la seguridad del paquete de baterías. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un paquete de baterías configurado de tal modo que se minimiza la fuga de un refrigerante desde el paquete de baterías.

[0017] Otro objeto de la presente invención es proporcionar un paquete de baterías configurado de tal modo que se inhibe un aumento en el volumen del paquete de baterías debido a diversas partes configuradas para realizar un enfriamiento. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un paquete de baterías configurado de tal modo que se restringe la fuga de un refrigerante incluso en el caso en el que un bastidor se daña debido a un impacto externo.

[0018] [Solución técnica]

[0019] Para lograr los objetos anteriores, se proporciona un paquete de baterías como se define en la reivindicación 1 y las realizaciones preferidas en las reivindicaciones dependientes 2-7, que incluye al menos un módulo de batería (100) y una carcasa de paquete (200) configurada para recibir la batería (100) en su interior, en donde el módulo de batería (100) incluye un primer módulo de batería (110) y un segundo módulo de batería (120) apilados en vertical por encima del primer módulo de batería (110), una primera unidad de enfriamiento (300) configurada para descargar calor generado desde el primer módulo de batería (110) se ubica entre una superficie superior interior de la superficie de debajo de la carcasa de paquete (200) y el primer módulo de batería (110), y una segunda unidad de enfriamiento (400) configurada para descargar calor generado desde el segundo módulo de batería (120) se proporciona entre el primer módulo de batería (110) y el segundo módulo de batería (120).

[0020] La carcasa de paquete (200) incluye un bastidor frontal (210), un bastidor posterior (220) y un par de bastidores laterales (230) configurados para conectar el bastidor frontal (210) y el bastidor posterior (220) entre sí, y cada uno del par de bastidores laterales (230) se dota de un canal de circulación de refrigerante (231) configurado para suministrar y recoger un refrigerante hacia y desde la primera unidad de enfriamiento (300).

[0021] El bastidor frontal (210) puede dotarse de un par de un acceso de introducción de refrigerante (211) y un acceso de descarga de refrigerante (212) separados entre sí una distancia predeterminada, y una tubería de transferencia de refrigerante (213) configurada para comunicarse con el canal de circulación de refrigerante (231) puede conectarse a cada uno del acceso de introducción de refrigerante (211) y el acceso de descarga de refrigerante (212).

[0022] Un canal de circulación de aire (232) puede ubicarse junto al canal de circulación de refrigerante (231) del bastidor lateral (230) para ser paralelo al canal de circulación de refrigerante (231).

[0023] El canal de circulación de aire (232) puede dotarse de al menos una porción de incisión (233) configurada para permitir que pase aire externo a través de la misma.

[0024] La primera unidad de enfriamiento (300) puede incluir un par de una primera placa inferior (310') y una primera placa superior (310") configuradas para proporcionar un espacio en el que se hace circular un refrigerante y un primer disipador de calor (310) que incluye una primera entrada de refrigerante (311) y una primera salida de refrigerante (312) acopladas de forma desmontable al canal de circulación de refrigerante (231), y una superficie de debajo del bastidor lateral (230) puede dotarse de unos orificios de sujeción (234) conectados a la primera entrada de refrigerante (311) y a la primera salida de refrigerante (312).

[0025] En el paquete de baterías de acuerdo con la presente invención, la segunda unidad de enfriamiento (400) incluye un segundo disipador de calor (410), una cubierta de protección inferior (420) ubicada por debajo del segundo disipador de calor (410), una cubierta de protección superior (430) ubicada sobre el segundo disipador de calor (410), y una banda de acoplamiento (440) ubicada a lo largo de unos bordes de la cubierta de protección inferior (420) y la cubierta de protección superior (430) en un estado de recepción del segundo disipador de calor (410).

[0026] La banda de acoplamiento (440) puede formarse mediante soldadura por CMT.

[0027] En un paquete de baterías que no es de acuerdo con la presente invención, la segunda unidad de enfriamiento puede incluir una junta de sellado que puede estar entre unos bordes de la cubierta de protección inferior y la cubierta de protección superior.

[0028] El segundo disipador de calor (410) puede incluir un segundo cuerpo de disipador de calor (411), una segunda entrada de refrigerante en forma de L (412) configurada para suministrar un segundo refrigerante al segundo cuerpo de disipador de calor (411), y una segunda salida de refrigerante en forma de L (413) configurada para descargar el segundo refrigerante, y la cubierta de protección inferior (420) puede dotarse de un par de tuberías dobladas (422) configuradas para recibir la segunda entrada de refrigerante (412) y la segunda salida de refrigerante (413), respectivamente.

[0029] Además, la presente invención proporciona un dispositivo como se define en la reivindicación 8.

[0030] [Efectos ventajosos]

[0031] Como es evidente a partir de la descripción anterior, un paquete de baterías que incluye módulos de batería apilados en múltiples fases de acuerdo con la presente invención tiene la virtud de que también se proporciona una unidad de enfriamiento entre los módulos de batería apilados en vertical, con lo que se mejora la eficiencia de enfriamiento. Además, el paquete de baterías que incluye los módulos de batería apilados en múltiples fases de acuerdo con la presente invención tiene la ventaja de que una cubierta de protección superior y una cubierta de protección inferior envuelven un segundo disipador de calor para proteger el segundo disipador de calor, con lo que la resistencia al impacto es alta y se minimizan la fuga de refrigerante.

[0032] Además, el paquete de baterías que incluye los módulos de batería apilados en múltiples fases de acuerdo con la presente invención tiene la virtud de que un canal de circulación de refrigerante se proporciona en un bastidor lateral, con lo que es posible minimizar la fuga de un refrigerante incluso en el caso en el que un impacto externo se aplica al mismo.

[0033] Además, el paquete de baterías que incluye los módulos de batería apilados en múltiples fases de acuerdo con la presente invención tiene la ventaja de que un canal de circulación de aire se proporciona adicionalmente en el bastidor lateral a lo largo del canal de circulación de refrigerante, con lo que es posible mejorar la eficiencia de enfriamiento y reducir el peso global del paquete de baterías.

[0034] Breve descripción de los dibujos

[0035] La figura 1 es una vista en perspectiva de un módulo de batería convencional.

[0036] La figura 2 es una vista en perspectiva de un paquete de baterías de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

[0037] La figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del paquete de baterías de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

[0038] La figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A' de la figura 2.

[0039] La figura 5 es una vista en perspectiva que muestra un bastidor lateral de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

[0040] La figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra el acoplamiento del bastidor lateral de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

[0041] La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que ilustra un módulo de batería y una primera unidad de enfriamiento de la figura 3.

[0042] La figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que ilustra la primera unidad de enfriamiento de la figura 7.

[0043] La figura 9 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una segunda unidad de enfriamiento de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

[0044] La figura 10 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una segunda unidad de enfriamiento de una segunda realización preferida que no es de acuerdo con la presente invención.

[0045] La figura 11 es una vista en perspectiva parcial que ilustra un paquete de baterías de acuerdo con una tercera realización preferida que no es de acuerdo con la presente invención.

[0046] Realización preferente de la invención

[0047] A continuación, se describirán con detalle realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos de tal modo que un experto en la materia sobre la que versa la presente invención pueda implementar fácilmente las realizaciones preferidas de la presente invención. Sin embargo, al describir con detalle 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 complicar la materia objeto de la presente invención.

[0048] La figura 2 es una vista en perspectiva de un paquete de baterías de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención, y la figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del paquete de baterías de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

[0049] Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el paquete de baterías de acuerdo con la presente invención incluye un módulo de batería 100, una carcasa de paquete 200 configurada para recibir el módulo de batería 100 en su interior, y una primera unidad de enfriamiento 300 y una segunda unidad de enfriamiento 400 configuradas para retirar calor generado desde el módulo de batería 100.

[0050] Cuando se describe el módulo de batería 100, en primer lugar, el módulo de batería 100 incluye una pluralidad de primeros módulos de batería 110 asentados en la superficie de debajo de la carcasa de paquete 200 y un segundo módulo de batería 120 ubicado por encima de los primeros módulos de batería 110.

[0051] En el presente caso, cada uno del primer módulo de batería 110 y el segundo módulo de batería 120 puede incluir al menos una celda unitaria, y la celda unitaria puede incluir un conjunto de electrodos y una carcasa de celda configurada para recibir el conjunto de electrodos en su interior. El conjunto de electrodos puede ser un conjunto de electrodos de tipo brazo de gitano, 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 el estado en el que se interpone un separador entre los mismos, un conjunto de electrodos de tipo apilado que incluye celdas 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 el estado en el que un separador se interpone entre los mismos, un conjunto de electrodos de tipo apilado y plegado, que está configurado para tener una estructura en la que unas celdas unitarias se enrollan usando 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 unas celdas unitarias se apilan en el estado en el que un separador se interpone entre las mismas y entonces se unen entre sí. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Es preferible que el conjunto de electrodos de acuerdo con 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 tensión física más baja cuando se forma un módulo curvo.

[0052] El conjunto de electrodos se recibe en la carcasa de celda. La carcasa de celda generalmente está configurada para tener una estructura de lámina de laminado que incluye una capa interior, una capa de metal y una capa exterior. La capa interior se dispone en contacto directo con el conjunto de electrodos y, por lo tanto, la capa interior debe presentar unas propiedades de aislamiento altas y una resistencia alta a una solución electrolítica. Además, la capa interior debe presentar una sellabilidad alta para sellar herméticamente la carcasa de celda desde el exterior, es decir, una porción sellada unida térmicamente entre las capas interiores debe presentar una resistencia de unión térmica excelente. La capa interior puede hacerse de un material seleccionado de entre una resina a base de poliolefina, tal como polipropileno, polietileno, poli(acrilato de etileno) o polibutileno, una resina de poliuretano y una resina de poliimida, que presentan una resistencia química excelente y una sellabilidad alta. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y el polipropileno, que presenta unas propiedades físico-mecánicas excelentes, tales como resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial y resistencia a la resistencia al impacto, y una resistencia química excelente, es el usado más preferiblemente.

[0053] La capa de metal, que se dispone para hacer tope con la capa interior, corresponde a una capa de barrera configurada para evitar que la humedad o diversas clases de gas se infiltren en la batería desde el exterior. Una película delgada de aluminio, que es ligera y moldeable fácilmente, puede usarse como un material preferido para la capa de metal. La capa exterior se proporciona en la otra superficie de la capa de metal. La capa exterior puede hacerse de un polímero resistente al calor que presenta una resistencia a la tracción, una resistencia a la infiltración de la humedad y una resistencia a la transmisión de aire excelentes, de tal modo que la capa exterior presenta una resistencia al calor y una resistencia a los productos químicos altas, al tiempo que se protege el conjunto de electrodos. Como un ejemplo, la capa exterior puede hacerse de nailon o poli(tereftalato de etileno). Sin embargo, la presente invención no se limita a ello.

[0054] Aunque se muestra un total de 10 módulos de batería 100, es decir, nueve primeros módulos de batería 110 y un primer módulo de batería 110, como recibidos en las figuras, lo cual es meramente una ilustración, puede cambiarse el número de módulos de batería.

[0055] La carcasa de paquete 200, que está configurada para recibir los módulos de batería 100 en su interior y para proteger los módulos de batería 100 frente a un impacto externo, incluye un bastidor frontal 210, un bastidor posterior 220 y un par de bastidores laterales 230.

[0056] Específicamente, un par de un acceso de introducción de refrigerante 211 y un acceso de descarga de refrigerante 212 se fijan al bastidor frontal 210 en un estado de separación entre sí una distancia predeterminada, y un par de tuberías de transferencia de refrigerante 213 se conectan a estos accesos para extenderse hacia los bastidores laterales 230.

[0057] En consecuencia, un refrigerante, enfriado a una temperatura predeterminada, desde el exterior se inyecta en el acceso de introducción de refrigerante 211 y entonces fluye a lo largo de la tubería de transferencia de refrigerante 213 conectada al acceso de introducción de refrigerante 211. El refrigerante, calentado a una temperatura predeterminada como resultado de la absorción de calor de los primeros módulos de batería 110, se descarga a través de la otra tubería de transferencia de refrigerante 213 y el acceso de descarga de refrigerante 212. Después de enfriarse a una temperatura predeterminada, se vuelve a suministrar el refrigerante.

[0058] Además, parte del refrigerante introducido en el acceso de introducción de refrigerante 211 se mueve a la segunda unidad de enfriamiento 400, absorbe calor generado desde el segundo módulo de batería 120, se descarga a través del acceso de descarga de refrigerante 212, es enfriado y vuelve a suministrarse.

[0059] En el presente caso, el par de tuberías de transferencia de refrigerante 213 suministra y recoge el refrigerante hacia y desde las carcasas laterales 230 y un segundo disipador de calor 410. A continuación se dará una descripción detallada en relación con ello.

[0060] Por otro lado, una pluralidad de paredes divisorias puede proporcionarse en la superficie de debajo de la carcasa de paquete 200 de tal modo que los módulos de batería 100 están separados entre sí una distancia predeterminada. La figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A' de la figura 2, la figura 5 es una vista en perspectiva que muestra un bastidor lateral de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención, y la figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra el acoplamiento del bastidor lateral de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

[0061] Haciendo referencia a las figuras 4 a 6, el par de bastidores laterales 230 de acuerdo con la presente invención están separados entre sí una distancia predeterminada para conectar el bastidor frontal 210 y el bastidor posterior 220 entre sí, y cada bastidor lateral 230 se dota de un canal de circulación de refrigerante 231 conectado a una correspondiente de las tuberías de transferencia de refrigerante 213, un canal de circulación de aire 232, una porción de incisión 233 y un orificio de sujeción 234.

[0062] En primer lugar, el canal de circulación de refrigerante 231 conectado a un lado de la tubería de transferencia de refrigerante 213 está configurado para tener una forma que se extiende a través del bastidor lateral 230 en una dirección longitudinal del mismo. En consecuencia, un refrigerante frío que va a suministrarse a un primer disipador de calor 310 fluye en el canal de circulación de refrigerante 231 conectado a la tubería de transferencia de refrigerante 213 que se comunica con el acceso de introducción de refrigerante 211, y un refrigerante calentado a una temperatura predeterminada como resultado de la absorción de calor se mueve en el canal de circulación de refrigerante 231 conectado a la tubería de transferencia de refrigerante 213 que se comunica con el acceso de descarga de refrigerante 212.

[0063] Convencionalmente, el canal de circulación de refrigerante se fabrica por separado y entonces se conecta a la superficie lateral o a la superficie de debajo de la carcasa de paquete y, por lo tanto, el canal de circulación de refrigerante puede dañarse fácilmente debido a un impacto externo. Además, existe el problema de que un refrigerante que se fuga del canal de circulación de refrigerante como resultado de daños al canal de circulación de refrigerante puede provocar un nuevo suceso.

[0064] En cambio, el canal de circulación de refrigerante 231 de acuerdo con la presente invención se proporciona en el bastidor lateral 230 y, por lo tanto, existen ventajas en el sentido de que puede minimizarse un peligro de daño al canal de circulación de refrigerante debido a un impacto externo y puede reducirse el volumen global del paquete de baterías. El canal de circulación de aire 232 se ubica en el estado en el que se dispone una pared de separación entre el canal de circulación de aire y el canal de circulación de refrigerante 231 de tal modo que no se fuga ningún refrigerante al canal de circulación de aire. En este momento, el canal de circulación de aire se extiende a lo largo en paralelo al canal de circulación de refrigerante 231 de tal modo que el refrigerante que se mueve en el canal de circulación de refrigerante 231 es enfriado de una forma tan natural como es posible.

[0065] Además, el canal de circulación de aire 232 se dota de al menos una porción de incisión 233, a través de la cual puede pasar aire externo, con lo que es posible un enfriamiento más eficiente. Es decir, debido a que el canal de circulación de aire 232 se proporciona adicionalmente en el bastidor lateral 230 a lo largo del canal de circulación de refrigerante 231, es posible enfriar rápidamente el paquete de baterías y reducir el peso global del paquete de baterías.

[0066] Por otro lado, cada uno del par de bastidores laterales 230 se dota en la superficie de debajo del mismo de al menos un orificio de sujeción 234 configurado para comunicarse con el canal de circulación de refrigerante 231, más específicamente unos orificios de sujeción 234 en un número igual al de las primeras entradas de refrigerante 311 o las primeras salidas de refrigerante 312 del primer disipador de calor 310 ubicado por debajo de los módulos de batería 100.

[0067] Por ejemplo, para el bastidor lateral 230 conectado secuencialmente al acceso de introducción de refrigerante 211 y la tubería de transferencia de refrigerante 213, los orificios de sujeción 234 formados en la superficie de debajo del bastidor lateral 230 se fijan respectivamente a las primeras entradas de refrigerante 311 del primer disipador de calor 310 mediante sujeción. En consecuencia, un refrigerante introducido en el acceso de introducción de refrigerante 211 se mueve secuencialmente a lo largo de la tubería de transferencia de refrigerante 213 y el canal de circulación de refrigerante 231 y entonces se suministra a las primeras entradas de refrigerante 311 del primer disipador de calor 310.

[0068] De la misma forma, el otro bastidor lateral 230 conectado al primer acceso de descarga de refrigerante 212 y la tubería de transferencia de refrigerante 213 tiene la misma estructura de acoplamiento que se ha descrito anteriormente, y un refrigerante calentado se hace circular en el orden de las primeras salidas de refrigerante 312 del primer disipador de calor 310, la tubería de transferencia de refrigerante 213 y el acceso de descarga de refrigerante 212.

[0069] La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que ilustra el módulo de batería y la primera unidad de enfriamiento de la figura 3, y la figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que ilustra la primera unidad de enfriamiento de la figura 7.

[0070] La primera unidad de enfriamiento 300, que está configurada para retirar calor generado desde los primeros módulos de batería 110, se ubica entre el módulo de batería 100 y una superficie superior interior de la carcasa de paquete 200, e incluye un primer disipador de calor 310 y una primera placa de disipación de calor 320 ubicada entre el primer disipador de calor 310 y la carcasa de paquete 200.

[0071] Específicamente, el primer disipador de calor 310 está constituido por un par de una primera placa inferior 310' y una primera placa superior 310" para proporcionar un espacio en el que se hace circular un refrigerante.

[0072] En el presente caso, la primera placa inferior 310' se dota de un par de una primera entrada de refrigerante 311 y una primera salida de refrigerante 312 que se orientan una hacia otra, a las que se acoplan los orificios de sujeción 234 formados en las superficies de debajo de los bastidores laterales 230, como se ha descrito previamente.

[0073] Por otro lado, la primera placa de disipación de calor 320 se ubica entre el primer disipador de calor 310 y los primeros módulos de batería 110, y una segunda placa de disipación de calor 330 se ubica por debajo del primer disipador de calor 310, con lo que el calor generado desde los primeros módulos de batería 100 se transmite al primer disipador de calor 310.

[0074] En particular, debido a que la primera placa de disipación de calor 320 y la segunda placa de disipación de calor 330 se ubican en la superficie superior y la superficie inferior del primer disipador de calor 310, respectivamente, para envolver el primer disipador de calor 310 una vez más, existe una ventaja de que, incluso en el caso en el que tiene lugar una fuga de refrigerante, es posible evitar que el refrigerante se infiltre en el paquete de baterías.

[0075] Es preferible que cada uno del primer disipador de calor 310, la primera placa de disipación de calor 320 y la segunda placa de disipación de calor 330 se hagan de un material que presente una conductividad térmica alta, tal como aluminio.

[0076] La figura 9 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una segunda unidad de enfriamiento de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

[0077] La segunda unidad de enfriamiento 400 se ubica entre las superficies superiores de los primeros módulos de batería 110 y la superficie inferior del segundo módulo de batería 120, e incluye un segundo disipador de calor 410, una cubierta de protección inferior 420, una cubierta de protección superior 430 y una banda de acoplamiento 440. Específicamente, el segundo disipador de calor 410 incluye un segundo cuerpo de disipador de calor 411 configurado para proporcionar un espacio en el que se hace circular un refrigerante, una segunda entrada de refrigerante 412 y una segunda salida de refrigerante 413.

[0078] En el presente caso, la segunda entrada de refrigerante 412 y la segunda salida de refrigerante 413 se ubican en un lado del segundo cuerpo de disipador de calor 411 para estar separadas entre sí una distancia predeterminada, y cada una de las mismas tiene una forma de L apropiada. Como se ha descrito previamente, la segunda entrada de refrigerante 412 se acopla al acceso de introducción de refrigerante 211, y la segunda salida de refrigerante 413 se acopla al acceso de descarga de refrigerante 212.

[0079] La cubierta de protección inferior 420 incluye un cuerpo de cubierta de protección inferior 421 y una tubería doblada en forma de L 422, y está configurada para proteger físicamente el segundo disipador de calor 410 frente a un impacto externo y para evitar fundamentalmente que el refrigerante fluya al interior del paquete de baterías incluso en el caso en el que el refrigerante se fuga desde el segundo disipador de calor 410 por diversas causas, evitando de este modo la aparición de un suceso secundario.

[0080] Por otro lado, el cuerpo de cubierta de protección inferior 421 puede dotarse en el borde del mismo de al menos una primera porción de sujeción 421', que se fija a una segunda porción de sujeción de un cuerpo de cubierta de protección superior, una descripción de lo cual se dará a continuación.

[0081] La cubierta de protección superior 430 incluye un cuerpo de cubierta de protección superior 431 y al menos una segunda porción de sujeción 431'. Es decir, la cubierta de protección superior 430 se ubica en el estado en el que el segundo disipador de calor 410 se asienta sobre el cuerpo de cubierta de protección superior 431, con lo que es posible proteger de forma más segura el segundo disipador de calor 410.

[0082] La banda de acoplamiento 440 está configurada para acoplar el cuerpo de cubierta de protección inferior 421 y el cuerpo de cubierta de protección superior 431 entre sí. Como un ejemplo, la banda de acoplamiento 440 puede formarse a lo largo de una junta de borde en la que el cuerpo de cubierta de protección inferior 421 y el cuerpo de cubierta de protección superior 431 se unen entre sí mediante soldadura por transferencia de metal en frío (CMT). Por supuesto, el cuerpo de cubierta de protección inferior 421 y el cuerpo de cubierta de protección superior 431 pueden unirse entre sí después de sujetarse entre sí empernando a través de la primera porción de sujeción 421' y la segunda porción de sujeción 431', o puede realizarse solo una soldadura por transferencia de metal en frío (CMT) en el estado en el que se omiten la primera porción de sujeción 421' y la segunda porción de sujeción 431'.

[0083] Por otro lado, es preferible que cada uno del segundo disipador de calor 410, la cubierta de protección inferior 420 y la cubierta de protección superior 430 se haga de un material que presente una conductividad térmica alta, tal como aluminio.

[0084] La figura 10 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una segunda unidad de enfriamiento de una segunda realización preferida que no es de acuerdo con la presente invención.

[0085] Haciendo referencia a la figura 10, la segunda unidad de enfriamiento 400 de acuerdo con la segunda realización es idéntica a la segunda unidad de enfriamiento 400 de acuerdo con la primera realización excepto por el hecho de que se proporciona una junta de sellado 450 en lugar de la banda de acoplamiento 440.

[0086] Cuando se describe la junta de sellado 450 de la segunda unidad de enfriamiento 400 de acuerdo con la segunda realización, la junta de sellado 450 puede formarse a lo largo del borde entre el cuerpo de cubierta de protección inferior 421 y el cuerpo de cubierta de protección superior 431, con lo que es posible evitar de forma segura una fuga de refrigerante desde la segunda unidad de enfriamiento 400 incluso en el caso en el que se daña el segundo disipador de calor 410. Como un ejemplo, la junta de sellado puede hacerse de un material de caucho resistente al calor; sin embargo, el material para la junta de sellado no se restringe particularmente siempre que la junta de sellado sea capaz de realizar la misma función.

[0087] Aunque no se muestra en la figura, una ranura (no mostrada) configurada para recibir la junta de sellado 450 puede formarse adicionalmente en al menos uno del cuerpo de cubierta de protección inferior 421 y el cuerpo de cubierta de protección superior 431.

[0088] La figura 11 es una vista en perspectiva parcial que ilustra un paquete de baterías de acuerdo con una tercera realización preferida que no es de acuerdo con la presente invención.

[0089] Haciendo referencia a la figura 11, el paquete de baterías puede incluir además una tubería de circulación de refrigerante 313.

[0090] En la realización descrita con referencia a las figuras 2 a 10, un refrigerante se hace circular a lo largo del canal de circulación de refrigerante 231 del bastidor lateral 230, mientras que la tubería de circulación de refrigerante 313 se proporciona adicionalmente en la segunda realización.

[0091] Es decir, la tubería de transferencia de refrigerante 213 y la tubería de circulación de refrigerante 313 se conectan entre sí de tal modo que un refrigerante introducido en o descargado desde la tubería de transferencia de refrigerante 213 pasa a través de la tubería de circulación de refrigerante 313, y la tubería de circulación de refrigerante 313 se dispone en el canal de circulación de refrigerante 231 del bastidor lateral 230.

[0092] Debido a que la tubería de circulación de refrigerante 313 se ubica en el canal de circulación de refrigerante 231, como se ha descrito anteriormente, es posible evitar de forma segura la fuga del refrigerante, inhibiendo de ese modo la aparición de un suceso, incluso en el caso en el que la carcasa lateral 230 se daña debido a un impacto externo. La presente invención proporciona un dispositivo como se define en la reivindicación 8. El dispositivo puede ser un dispositivo electrónico que incluye una batería de capacidad grande, tal como un vehículo eléctrico, un vehículo eléctrico híbrido o un vehículo eléctrico híbrido enchufable.

[0094] La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

[0096] Descripción de los números de referencia

[0098] 100: Módulo de batería

[0099] 110: Primer módulo de batería

[0100] 120: Segundo módulo de batería

[0101] 200: Carcasa de paquete

[0102] 210: Bastidor frontal

[0103] 211: Acceso de introducción de refrigerante

[0104] 212: Acceso de descarga de refrigerante

[0105] 213: Tubería de transferencia de refrigerante

[0106] 220: Bastidor posterior

[0107] 230: Bastidor lateral

[0108] 231: Canal de circulación de refrigerante

[0109] 232: Canal de circulación de aire

[0110] 233: Porción de incisión

[0111] 234: Orificio de sujeción

[0112] 300: Primera unidad de enfriamiento

[0113] 310: Primer disipador de calor

[0114] 310': Primera placa inferior

[0115] 310": Primera placa superior

[0116] 311: Primera entrada de refrigerante

[0117] 312: Primera salida de refrigerante

[0118] 313: Tubería de circulación de refrigerante

[0119] 320: Primera placa de disipación de calor

[0120] 330: Segunda placa de disipación de calor

[0121] 400: Segunda unidad de enfriamiento

[0122] 410: Segundo disipador de calor

[0123] 411: Segundo cuerpo de disipador de calor

[0124] 412: Segunda entrada de refrigerante

[0125] 413: Segunda salida de refrigerante

[0126] 420: Cubierta de protección inferior

[0127] 421: Cuerpo de cubierta de protección inferior

[0128] 421': Primera porción de sujeción

[0129] 422: Tubería doblada

[0130] 430: Cubierta de protección superior

[0131] 431: Cuerpo de cubierta de protección superior

[0132] 431': Segunda porción de sujeción

[0133] 440: Banda de acoplamiento

[0134] 450: Junta de sellado

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

1. Un paquete de baterías que comprende módulos de batería (100) apilados en múltiples fases, comprendiendo el paquete de baterías:

al menos un módulo de batería (100); y

una carcasa de paquete (200) configurada para recibir el módulo de batería (100) en su interior, en donde el módulo de batería (100) comprende un primer módulo de batería (110) y un segundo módulo de batería (120) apilados en vertical por encima del primer módulo de batería (110),

en donde una primera unidad de enfriamiento (300) configurada para descargar calor generado desde el primer módulo de batería (110) se ubica entre una superficie superior interior de una superficie de debajo de la carcasa de paquete (200) y el primer módulo de batería (110), y

en donde una segunda unidad de enfriamiento (400) configurada para descargar calor generado desde el segundo módulo de batería (120) se proporciona entre el primer módulo de batería (110) y el segundo módulo de batería (120),

en donde la carcasa de paquete (200) comprende un bastidor frontal (210), un bastidor posterior (220) y un par de bastidores laterales (230) configurados para conectar el bastidor frontal (210) y el bastidor posterior (220) entre sí, y

en donde cada uno del par de bastidores laterales (230) se dota de un canal de circulación de refrigerante (231) configurado para suministrar y recoger un refrigerante hacia y desde la primera unidad de enfriamiento (300), y en donde la segunda unidad de enfriamiento (400) comprende:

un segundo disipador de calor (410);

una cubierta de protección inferior (420) ubicada por debajo del segundo disipador de calor (410);

una cubierta de protección superior (430) ubicada sobre el segundo disipador de calor (410); y

una banda de acoplamiento (440) ubicada a lo largo de unos bordes de la cubierta de protección inferior (420) y la cubierta de protección superior (430) en un estado de recepción del segundo disipador de calor (410).

2. El paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el bastidor frontal (210) se dota de un par de un acceso de introducción de refrigerante (211) y un acceso de descarga de refrigerante (212) separados entre sí una distancia predeterminada, y

en donde una tubería de transferencia de refrigerante (213) configurada para comunicarse con el canal de circulación de refrigerante (231) se conecta a cada uno del acceso de introducción de refrigerante (211) y el acceso de descarga de refrigerante (212).

3. El paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 2, en donde cada uno del par de bastidores laterales (230) se dota de un canal de circulación de aire (232) ubicado junto al canal de circulación de refrigerante del bastidor lateral para ser paralelo al canal de circulación de refrigerante.

4. El paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el canal de circulación de aire (232) se dota de al menos una porción de incisión (233) configurada para permitir que pase aire externo a través de la misma.

5. El paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la primera unidad de enfriamiento (300) comprende:

un par de una primera placa inferior (310') y una primera placa superior (310") configuradas para proporcionar un espacio en el que se hace circular un refrigerante; y

un primer disipador de calor (310) que comprende una primera entrada de refrigerante (311) y una primera salida de refrigerante (312) acopladas de forma desmontable al canal de circulación de refrigerante (231), y en donde una superficie de debajo del bastidor lateral (230) se dota de unos orificios de sujeción (234) conectados a la primera entrada de refrigerante (311) y a la primera salida de refrigerante (312).

6. El paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la banda de acoplamiento (440) se forma mediante soldadura por CMT.

7. El paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo disipador de calor (410) comprende: un segundo cuerpo de disipador de calor (411);

una segunda entrada de refrigerante en forma de L (412) configurada para suministrar un segundo refrigerante al segundo cuerpo de disipador de calor (411); y

una segunda salida de refrigerante en forma de L (413) configurada para descargar el segundo refrigerante, en donde la cubierta de protección inferior (420) se dota de un par de tuberías dobladas (422) configuradas para recibir la segunda entrada de refrigerante (412) y la segunda salida de refrigerante (413), respectivamente.

8. Un dispositivo que comprende el paquete de baterías de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.