ES3048110T3 - Battery pack, and automotive vehicle comprising same - Google Patents

Battery pack, and automotive vehicle comprising same

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ES3048110T3
ES3048110T3 ES21856302T ES21856302T ES3048110T3 ES 3048110 T3 ES3048110 T3 ES 3048110T3 ES 21856302 T ES21856302 T ES 21856302T ES 21856302 T ES21856302 T ES 21856302T ES 3048110 T3 ES3048110 T3 ES 3048110T3
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Tae-Kyeong Lee
Sung-Hoon Woo
Young-Il Yoon
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

El paquete de baterías según la presente invención comprende: una pluralidad de módulos de batería; tubos de enfriamiento que suministran refrigerante a la pluralidad de módulos de batería; y una bandeja sobre la que se montan la pluralidad de módulos de batería y que están provistos de una unidad de alojamiento de refrigerante en la que puede fluir el refrigerante que se ha filtrado de los tubos de enfriamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Paquete de baterías y vehículo automotor que comprende el mismo
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente descripción se refiere a un paquete de baterías y a un vehículo que incluye el mismo. Más en particular, la presente descripción se refiere a un paquete de baterías que tiene un espacio en el cual, cuando ocurre una fuga en una línea de enfriamiento a través de la cual fluye un líquido de enfriamiento, el líquido de enfriamiento que se fuga puede almacenarse para evitar un accidente como, por ejemplo, un cortocircuito entre módulos de batería debido al líquido de enfriamiento que se fuga, y a un vehículo que incluye el paquete de baterías.
[0005] Antecedentes de la invención
[0006] Dado que recientemente la demanda de productos electrónicos portátiles como, por ejemplo, ordenadores portátiles, videocámaras y teléfonos móviles ha aumentado rápidamente y el desarrollo de vehículos eléctricos, baterías con almacenamiento de energía, robots, satélites, etc., ha comenzado en serio, se ha llevado a cabo activamente la investigación sobre las baterías secundarias de alto rendimiento capaces de cargarse/descargarse repetidamente. Las baterías secundarias actualmente comercializadas incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidruro, baterías de níquel-zinc y baterías secundarias de litio. Entre ellas, las baterías secundarias de litio llaman la atención dado que casi no tienen efecto memoria en comparación con las baterías basadas en níquel y, por consiguiente, tienen las ventajas de carga/descarga libre, tasa de autodescarga muy baja y alta densidad energética. Una batería secundaria de litio usa principalmente óxido basado en litio y un material carbonáceo como un material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo, respectivamente. Asimismo, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el cual una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo a las cuales se aplican respectivamente el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo se ubican con un separador entre las mismas, y una carcasa, es decir, una caja de batería, para sellar y alojar el conjunto de electrodos junto con una solución electrolítica.
[0007] Según la forma de la carcasa, las baterías secundarias de litio pueden clasificarse en baterías secundarias tipo lata en las cuales un conjunto de electrodos se recibe en una lata metálica, y baterías secundarias tipo bolsa en las cuales un conjunto de electrodos se recibe en una bolsa de hoja laminada de aluminio.
[0008] En particular, la demanda de paquetes de baterías de gran capacidad aplicados a vehículos eléctricos y similares ha aumentado recientemente. Dado que dichos paquetes de baterías de gran capacidad incluyen múltiples módulos de batería, cuando ocurre un incendio o fuga térmica en algunos de los múltiples módulos de batería, ocurre la propagación del incendio o fuga térmica a otros módulos de batería adyacentes. Por consiguiente, la seguridad de un paquete de baterías se ha convertido en algo problemático.
[0009] Además, un paquete de baterías montado en un vehículo necesita gestionar un gran impacto provocado por la colisión del vehículo. Por consiguiente, el paquete de baterías necesita resolver problemas como, por ejemplo, daño a elementos internos o incendio o explosión de baterías secundarias debido a impacto externo. En particular, cuando un miembro de enfriamiento se daña, un líquido de enfriamiento dentro del miembro de enfriamiento puede fugarse y puede provocar un cortocircuito eléctrico entre módulos de batería.
[0010] Los documentos CN 209963138 U y US 2020/227796 A1 describen paquetes de baterías con recuperación del líquido de enfriamiento fugado.
[0011] Explicación de la invención
[0012] Problema técnico
[0013] La presente descripción está diseñada a resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente descripción está dirigida a evitar un cortocircuito debido a fuga de un líquido de enfriamiento en un paso de líquido de enfriamiento y acumulación del líquido de enfriamiento dentro de una carcasa de paquete.
[0014] Estos y otros objetos y ventajas de la presente descripción pueden comprenderse a partir de la siguiente descripción detallada y serán aparentes de forma más completa a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente descripción. Asimismo, se comprenderá fácilmente que los objetos y las ventajas de la presente descripción pueden realizarse por los medios que se muestran en las reivindicaciones anexas y combinaciones de las mismas.
[0015] Solución técnica
[0016] Con tal fin, la invención se refiere a un paquete de baterías según la reivindicación 1. El paquete de baterías después de la invención puede presentar una o más de las características de las reivindicaciones dependientes, en cualquier combinación indicada en las reivindicaciones.
[0017] El paquete de baterías incluye un par de cubiertas laterales que cubren ambas porciones de extremo en una dirección de ancho de la bandeja.
[0018] El par de cubiertas laterales incluye porciones de cuerpo principal que se extienden en una dirección longitudinal de la bandeja y respectivamente ubicadas en un lado y el otro lado en la dirección de ancho de la bandeja.
[0019] Al menos una del par de cubiertas laterales incluye un receptor de tubería que se extiende hacia dentro desde una pared interior de la porción de cuerpo principal, y que rodea la tubería de enfriamiento para alojar la tubería de enfriamiento en la misma.
[0020] El receptor de líquido de enfriamiento incluye una entrada de líquido de enfriamiento, en donde la entrada de líquido de enfriamiento se forma en el receptor de tubería.
[0021] La bandeja puede incluir: una placa de montaje que contacta directamente con el módulo de batería, y que tiene una porción de extremo en una dirección de ancho espaciada una cierta distancia de la porción de cuerpo principal para formar una entrada de líquido de enfriamiento a través de la cual el líquido de enfriamiento que se fuga fluye hacia el receptor de líquido de enfriamiento; y una placa base espaciada de una porción inferior de la placa de montaje para formar el receptor de líquido de enfriamiento en el cual se aloja el líquido de enfriamiento que fluye a través de la entrada de líquido de enfriamiento.
[0022] El receptor de tubería puede acoplarse a la placa de montaje y a la porción de cuerpo principal.
[0023] Cada uno de los múltiples módulos de batería puede incluir una porción de fijación formada en al menos un lado. Cada uno de los múltiples módulos de batería puede fijarse a al menos una del par de cubiertas laterales a través de la porción de fijación.
[0024] Un vehículo según otro aspecto de la presente descripción incluye al menos un paquete de baterías.
[0025] Efectos ventajosos
[0026] Según un aspecto de la presente descripción, es posible evitar un cortocircuito debido a la fuga de un líquido de enfriamiento en un paso de líquido de enfriamiento y la acumulación del líquido de enfriamiento dentro de una carcasa de paquete.
[0027] Estos y otros objetos y ventajas de la presente descripción pueden comprenderse a partir de la siguiente descripción detallada y serán aparentes de forma más completa a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente descripción. Asimismo, se comprenderá fácilmente que los objetos y las ventajas de la presente descripción pueden realizarse por los medios que se muestran en las reivindicaciones anexas y combinaciones de las mismas.
[0028] Breve descripción de los dibujos
[0029] Los dibujos anexos ilustran una realización preferida de la presente descripción y, junto con la descripción anterior, sirven para proveer una mayor comprensión de las características técnicas de la presente descripción y, por consiguiente, la presente descripción no se interpreta como limitada al dibujo.
[0030] La FIG. 1 es una vista en perspectiva ensamblada que ilustra un paquete de baterías según una realización de la presente descripción.
[0031] La FIG 2 es una vista en perspectiva del despiece que ilustra un paquete de baterías según una realización de la presente descripción.
[0032] La FIG 3 es una vista en perspectiva que ilustra una pila de celdas en la cual múltiples baterías secundarias aplicadas a un paquete de baterías se apilan según una realización de la presente descripción.
[0033] La FIG. 4 es una vista en sección transversal parcial tomada a lo largo de la línea C-C del paquete de baterías de la FIG. 1.
[0034] La FIG. 5 es una vista en sección transversal parcial que ilustra una porción de descarga de gas de un paquete de baterías según una realización de la presente descripción.
[0035] La FIG. 6 es una vista inferior que ilustra un módulo de batería aplicado a un paquete de baterías según una realización de la presente descripción.
[0036] La FIG. 7 es una vista inferior ampliada que ilustra un puerto de descarga de la FIG. 6.
[0037] Realización preferente de la invención
[0038] De aquí en adelante, las realizaciones preferidas de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos. Con anterioridad a la descripción, debe comprenderse que los términos o las palabras usadas en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas no deben interpretarse como limitadas a significados generales y de diccionario, sino que, más bien, deben interpretarse según los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente descripción según el principio de que el inventor puede definir términos de manera apropiada para una mejor explicación.
[0039] Por lo tanto, la descripción propuesta en la presente memoria es solo un ejemplo preferible en aras de la ilustración solamente, que no pretende limitar el alcance de la presente descripción, de modo que debe interpretarse que otros equivalentes y modificaciones pueden realizarse a la misma sin apartarse del alcance de la presente descripción. Con referencia a las FIGS. 1 a 3, un paquete 300 de baterías según una realización de la presente descripción incluye múltiples módulos 200 de batería, una tubería 350 de enfriamiento, y una bandeja 320. El paquete 300 de baterías puede además incluir una cubierta 310 superior e incluye un par de cubiertas 330 (330a y 330b) laterales además de los elementos de más arriba. La cubierta 310 superior y/o el par de cubiertas 330 (330a y 330b) laterales pueden acoplarse a la bandeja 320 para formar una carcasa de paquete en la cual se alojan los módulos 200 de batería.
[0040] En detalle, cada uno de los módulos 200 de batería puede incluir múltiples baterías 100 secundarias. Cada una de las baterías 100 secundarias puede ser una batería secundaria tipo bolsa que incluye un conjunto de electrodos (no se muestra), una solución electrolítica (no se muestra), y una caja 116 de bolsa en la cual se alojan el conjunto de electrodos y la solución electrolítica. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, cuando se ve en una dirección F (es preciso ver la FIG 1), dentro de un módulo 200 de batería, 21 baterías 100 secundarias tipo bolsa que se apilan en una dirección longitudinal (dirección paralela a un eje X) del paquete 300 de baterías pueden alojarse en una carcasa 210 de módulo. Sin embargo, esto es meramente un ejemplo, y el número de baterías 100 secundarias puede variar según la capacidad y tensión requeridas.
[0041] Asimismo, como se muestra en la FIG. 3, un conductor 112 de electrodo positivo y un conductor 111 de electrodo negativo pueden disponerse en direcciones opuestas en una dirección de ancho (dirección paralela a un eje Y) del paquete 300 de baterías. Es decir, el conductor 112 de electrodo positivo puede proveerse en una porción de extremo con respecto al centro de la batería 100 secundaria. Asimismo, el conductor 111 de electrodo negativo puede proveerse en la otra porción de extremo con respecto al centro de la batería 100 secundaria.
[0042] La batería 100 secundaria puede proveerse de modo tal que un cuerpo se erige perpendicular a un plano horizontal (plano X-Y). El cuerpo de la batería 100 secundaria puede extenderse longitudinalmente en la dirección de ancho (dirección paralela al eje Y) del paquete 300 de baterías. Asimismo, las múltiples baterías 100 secundarias pueden configurarse para, cuando ocurre una anormalidad como, por ejemplo, incendio o fuga térmica, descargar gas a un lado y/o al otro lado en la dirección de ancho del paquete 300 de baterías. Por ejemplo, cuando la batería 100 secundaria es una celda de batería tipo bolsa, una porción B1 de una porción de sellado en un lado o el otro lado en una dirección longitudinal de la caja 116 de bolsa puede tener una fuerza de sellado débil. De manera alternativa, la porción de la porción de sellado en el lado o el otro lado en la dirección longitudinal de la bolsa puede tener un área de sellado menor que la de la otra porción.
[0043] Por consiguiente, cuando ocurre una anormalidad, las múltiples baterías 100 secundarias pueden descargar gas a un lado y/o al otro lado en la dirección longitudinal y, por tanto, pueden descargar el gas en el módulo 200 de batería en una dirección deseada (dirección hacia un puerto de descarga descrito más abajo). Por consiguiente, el gas puede descargarse suavemente al exterior sin estancarse dentro del módulo 200 de batería y, por tanto, puede evitarse de manera eficaz una explosión secundaria o un incendio mayor dentro del módulo 200 de batería.
[0044] Sin embargo, solo la celda 100 de batería tipo bolsa puede no aplicarse al paquete 300 de baterías según la presente descripción, y pueden emplearse varios tipos de celdas de batería conocidos al momento de presentación de la presente descripción.
[0045] El paquete 300 de baterías puede incluir al menos una barra colectora (no se muestra) configurada para conectar eléctricamente las múltiples baterías 100 secundarias entre sí. En detalle, la barra colectora puede incluir un metal conductor, por ejemplo, cobre, aluminio o níquel.
[0046] Además, el paquete 300 de baterías puede incluir una barra colectora tipo cable (no se muestra) para conectar eléctricamente los múltiples módulos 200 de batería entre sí.
[0047] Cada uno de los múltiples módulos 200 de batería puede incluir un puerto 215 de descarga. El puerto 215 de descarga puede tener una abertura a través de la cual el gas generado dentro del módulo 200 de batería se descarga al exterior. Es preferible que el puerto 215 de descarga se forme solo en una porción de extremo del módulo 200 de batería. Es preferible que el puerto 215 de descarga se forme solo en una porción de extremo cercana a una superficie exterior del paquete 300 de baterías de entre ambas porciones de extremo en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje Y) del módulo 200 de batería. Esto es para evitar un fenómeno donde el aumento de la temperatura se acelera cuando un par de módulos 200 de batería que se miran entre sí descargan gas uno hacia el otro.
[0048] Es decir, en el paquete 300 de baterías según la presente descripción, un par de módulos 200 de batería se ubican en la bandeja 320 para mirarse entre sí en la dirección de ancho (dirección paralela al eje Y) del paquete 300 de baterías, y dos o más módulos 200 de batería se disponen continuamente en la dirección longitudinal (dirección paralela al eje X) del paquete 300 de baterías. Cuando el paquete 300 de baterías tiene una estructura en la cual los módulos 200 de batería que se miran entre sí descargan gas de alta temperatura uno hacia el otro, puede aumentar la temperatura dentro del paquete 300 de baterías. Por consiguiente, una posición del puerto 215 de descarga se limita a una posición en la cual el gas de alta temperatura puede descargarse al exterior del paquete 300 de baterías.
[0049] El puerto 215 de descarga puede tener una forma tubular que sobresale hacia la cubierta 330 lateral. Una porción de extremo tubular del puerto 215 de descarga puede conectarse a una entrada E1 para comunicarse con el interior de la cubierta 330 lateral.
[0050] Los múltiples módulos 200 de batería se asientan sobre la bandeja 320. La bandeja 320 puede incluir una placa 323 de montaje que se extiende en una dirección horizontal (dirección paralela al plano X-Y). Asimismo, la bandeja 320 puede incluir una placa 324 base acoplada a una porción inferior de la placa 323 de montaje. La bandeja 320 puede incluir una estructura 325 frontal y una estructura 326 posterior, cada una de las cuales tiene una forma de placa erigida en una dirección arriba-abajo (dirección paralela a un eje Z). La estructura 325 frontal puede acoplarse a una porción de extremo en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje X) de la placa 323 de montaje. La estructura 326 posterior puede acoplarse a la otra porción de extremo en la dirección longitudinal (dirección paralela al eje X) de la placa 323 de montaje.
[0051] La bandeja 320 puede incluir una salida E2 a través de la cual se descarga gas al exterior. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, la salida E2 puede formarse en ambas porciones de extremo en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje Y) de la estructura 325 frontal. La salida E2 puede estar abierta de modo tal que el interior y el exterior del paquete 300 de baterías se comunican entre sí.
[0052] La cubierta 310 superior puede acoplarse a la parte superior de la bandeja 320. La cubierta 310 superior tiene un tamaño lo suficientemente grande para cubrir la totalidad de los múltiples módulos 200 de batería montados en la bandeja 320.
[0053] Con referencia a la FIG. 4 junto con la FIG. 2, la cubierta 330 lateral se extiende longitudinalmente en una dirección (dirección del eje Y). La cubierta 330 lateral puede formarse usando moldeo por extrusión. Una porción de extremo en una dirección longitudinal de la cubierta 330 lateral puede acoplarse a la estructura 325 frontal. La otra porción de extremo en la dirección longitudinal de la cubierta 330 lateral puede acoplarse a la estructura 326 posterior.
[0054] Además, las cubiertas 330 laterales pueden ubicarse en una porción de extremo y la otra porción de extremo en una dirección de ancho (dirección paralela al eje Y) de la placa 323 de montaje de la bandeja 320. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 2 y 4, dos cubiertas 330 laterales pueden incluir porciones 333 de cuerpo principal respectivamente ubicadas en una porción de extremo y la otra porción de extremo en la dirección de ancho de la placa 323 de montaje. Por consiguiente, las porciones 333 de cuerpo principal pueden funcionar como una pared izquierda y una pared derecha del paquete 300 de baterías. Las porciones 333 de cuerpo principal pueden extenderse en una dirección frontal-posterior (dirección paralela al eje X). Por ejemplo, las porciones 333 de cuerpo principal pueden tener una forma de placa que se extiende en la dirección frontal-posterior a través de moldeo por extrusión. Las porciones 333 de cuerpo principal pueden erigirse en la dirección arriba-abajo (dirección paralela al eje Z). Las porciones 333 de cuerpo principal pueden tener una forma hueca con un interior vacío.
[0055] Asimismo, la cubierta 330 lateral puede incluir la entrada E1 formada mediante la apertura de una porción. Por ejemplo, la entrada E1 puede formarse abriendo una porción de una porción 335 de descarga de gas descrita más abajo. El exterior y el interior de la cubierta 330 lateral se comunican entre sí a través de la entrada E1.
[0056] Cada una de las múltiples entradas E1 puede conectarse al puerto 215 de descarga. Es decir, la entrada E1 mira a la abertura del puerto 215 de descarga y, por consiguiente, un paso de gas formado en la porción 335 de descarga de gas y el puerto 215 de descarga se comunican entre sí.
[0057] Además, la porción 335 de descarga de gas puede tener una forma que se extiende en una dirección para transferir gas introducido de la entrada E1 a la salida E2. La porción 335 de descarga de gas puede formarse en un lado de la porción 333 de cuerpo principal. La porción 335 de descarga de gas puede tener una forma que se extiende desde un lado de la porción 333 de cuerpo principal hasta el módulo 200 de batería. La porción 335 de descarga de gas puede tener una forma tubular que se extiende en la dirección frontal-posterior y que tiene un interior vacío a través de moldeo por extrusión. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, cada una de las dos cubiertas 330 laterales puede incluir la porción 335 de descarga de gas, y la porción 335 de descarga de gas puede extenderse en la dirección frontal-posterior. Una porción de extremo frontal de la porción 335 de descarga de gas, es decir, una porción de extremo en la dirección longitudinal (dirección paralela al eje X), puede conectarse a la salida E2 provista en la estructura 325 frontal.
[0058] La porción 335 de descarga de gas puede ubicarse en un receptor 339 de tubería descrito más abajo. Por consiguiente, la porción 335 de descarga de gas puede proveerse en un espacio vacío del paquete 300 de baterías en la dirección arriba-abajo (dirección del eje Z) y, por tanto, la densidad energética del paquete 300 de baterías puede mejorarse. Sin embargo, en el paquete 300 de baterías de la presente descripción, la cubierta 330 lateral puede incluir solo el receptor 339 de tubería sin la porción 335 de descarga de gas.
[0059] Como se ha descrito más arriba, las cubiertas 330 laterales incluyen las porciones 333 de cuerpo principal que se extienden longitudinalmente en una dirección y respectivamente ubicadas en un lado y el otro lado de la bandeja 320, las múltiples entradas E1 formadas por porciones de abertura y cada una conectada al puerto 215 de descarga, y la porción 335 de descarga de gas configurada para transferir gas introducido de la entrada E1 a la salida E2. Por consiguiente, el paquete 300 de baterías según la presente descripción puede descargar gas de alta temperatura generado debido a una anormalidad como, por ejemplo, incendio o fuga térmica en cualquiera de los múltiples módulos 200 de batería al exterior a través de la porción 335 de descarga de gas sin aumentar la temperatura de un módulo 200 de batería adyacente, mejorando de este modo la seguridad durante el uso del paquete 300 de baterías. Como se describe más arriba, según la presente descripción, dado que el gas de alta temperatura generado a partir del módulo 200 de batería puede transferirse a la cubierta 330 lateral ubicada opuesta a un módulo 200 de batería adyacente, puede minimizarse el aumento de temperatura del módulo 200 de batería adyacente debido al gas de alta temperatura. Por consiguiente, cuando ocurre un incendio o una fuga térmica en un módulo 200 de batería, puede evitarse de manera eficaz la propagación de la fuga térmica o del incendio a otros módulos 200 de batería adyacentes.
[0060] Además, dado que las cubiertas 330 laterales se ubican en un lado y el otro lado en la dirección de ancho de la bandeja 320, los múltiples módulos 200 de batería pueden protegerse frente a un impacto en la dirección frontalposterior y en una dirección izquierda-derecha. Por consiguiente, puede mejorarse la estabilidad del paquete 300 de baterías.
[0061] La FIG. 5 es una vista en sección transversal parcial que ilustra una porción de descarga de gas de un paquete de baterías según una realización de la presente descripción.
[0062] Con referencia a la FIG. 5 junto con las FIGS. 2 y 4, la porción 335A de descarga de gas aplicada a la presente descripción puede formarse de modo que un área en sección transversal de un tubo interior aumenta hacia la salida E2 de la bandeja 320. Es decir, en la porción 335A de descarga de gas, un diámetro D1 interior del tubo interior ubicado lejos de la salida E2 de la bandeja 320 puede ser menor que un diámetro D2 interior del tubo interior ubicado cerca de la salida E2.
[0063] Por consiguiente, la presión interna de una porción de la porción 335A de descarga de gas cerca de la salida E2 puede ser menor que la de una porción lejos de la salida<e>2. Por consiguiente, el gas introducido en la porción 335A de descarga de gas puede guiarse para moverse a la salida E2 de la porción 335A de descarga de gas donde se crea una presión relativamente baja.
[0064] Según esta configuración de la presente descripción, el gas puede descargarse suavemente, mejorando de este modo la seguridad durante el uso del paquete 300 de baterías.
[0065] Con referencia, otra vez, a la FIG. 4 junto con la FIG. 2, dentro de la porción 333 de cuerpo principal de la cubierta 330 lateral, puede formarse un espacio interior rodeado por una pared exterior. Una nervadura R1 de refuerzo que se extiende de una superficie interior a la otra superficie interior puede proveerse en el espacio interior. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, el espacio interior rodeado de la pared exterior puede formarse dentro de la porción 333 de cuerpo principal de la cubierta 330 lateral. Al menos una nervadura R1 de refuerzo puede proveerse en el espacio interior para extenderse de una superficie interior a la otra superficie interior.
[0066] La nervadura R1 de refuerzo puede extenderse longitudinalmente de una porción de extremo a la otra porción de extremo en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje X) de la porción 333 de cuerpo principal. La nervadura R1 de refuerzo puede proveerse en la porción 335 de descarga de gas, una porción 337 de montaje descrita más abajo, y el receptor 339 de tubería así como la porción 333 de cuerpo principal de la cubierta 330 lateral. Es decir, la porción 335 de descarga de gas, la porción 337 de montaje y el receptor 339 de tubería, que son elementos de la cubierta 330 lateral, pueden proteger el módulo 200 de batería y otros elementos al garantizar una rigidez adicional a través de la nervadura R1 de refuerzo cuando ocurre un impacto externo del paquete 300 de baterías.
[0067] Como tal, según la presente descripción, dado que la nervadura R1 de refuerzo se forma en el espacio interior de la cubierta 330 lateral, la rigidez mecánica de la cubierta 330 lateral puede aumentarse de manera eficaz. Por consiguiente, el paquete 300 de baterías puede proteger, de manera segura, los múltiples módulos 200 de batería y otros elementos frente al impacto externo en la dirección izquierda-derecha y la dirección frontal-posterior.
[0069] La FIG 6 es una vista inferior que ilustra un módulo de batería de un paquete de baterías según una realización de la presente descripción.
[0071] Con referencia, otra vez, a las FIGS. 2 y 6, el módulo 200 de batería de la presente descripción puede incluir al menos una porción 217 de fijación formada en al menos un lado. Cada uno de los múltiples módulos 200 de batería puede fijarse a al menos una del par de cubiertas 330 laterales a través de la porción 217 de fijación. La porción 217 de fijación puede proveerse en, por ejemplo, la carcasa 210 de módulo. En detalle, el módulo 200 de batería puede incluir la carcasa 210 de módulo. La carcasa 210 de módulo puede tener un espacio interior en el cual se alojan las múltiples baterías 100 secundarias. La carcasa 210 de módulo puede incluir la porción 217 de fijación que se acoplará a la cubierta 330 lateral. Las porciones 217 de fijación se proveen en un lado y en el otro lado en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje Y) de la carcasa 210 de módulo.
[0073] Un orificio H3 de acoplamiento se forma en la porción 217 de fijación. Un orificio H1 de sujeción se forma en la cubierta 330 lateral en una posición correspondiente al orificio H3 de acoplamiento. En detalle, el orificio H1 de sujeción se forma en la porción 335 de descarga de gas de la cubierta 330 lateral. Es decir, múltiples orificios H1 de sujeción y entradas E1 se proveen en una superficie superior de la porción 335 de descarga de gas que estarán espaciados entre sí en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje X) de la porción 335 de descarga de gas.
[0074] Un par de porciones 217 de fijación exteriores provistas en un par de módulos 200 de batería que se miran entre sí pueden acoplarse a la porción 335 de descarga de gas mediante un perno de sujeción (no se muestra) insertado en el orificio H1 de sujeción y el orificio H3 de acoplamiento. Con el fin de fijar un par de porciones 217 de fijación interiores respectivamente provistas en un par de módulos 200 de batería que se miran entre sí, es decir, un par de porciones 217 de fijación que se miran entre sí, a la bandeja 320, se requiere además una estructura separada provista en la bandeja 320.
[0076] Con tal fin, una barra 328 de fijación de módulo que tiene la misma altura de la porción 335 de descarga de gas y que tiene una forma que se extiende a lo largo de una superficie superior de la bandeja 320 en una dirección longitudinal (dirección paralela al eje X) de la bandeja 320 se provee además en una porción central en una dirección de ancho (dirección paralela al eje Y) de la bandeja 320. Un par de orificios H1 de sujeción se proveen en una superficie superior de la barra 328 de fijación de módulo en una dirección de ancho (dirección paralela al eje Y) de la barra 328 de fijación de módulo, y un par de porciones 217 de fijación respectivamente provistas en un par de módulos 200 de batería que se miran entre sí se sujetan a los orificios H1 de sujeción.
[0078] Como tal, en la presente descripción, el módulo 200 de batería y la bandeja 320 pueden sujetarse entre sí usando un método de sujeción indirecta del módulo 200 de batería mediante el uso de una estructura separada provista en la placa 323 de montaje, en lugar de un método de sujeción directa del módulo 200 de batería a una superficie inferior de la bandeja 320, es decir, la placa 323 de montaje. Por consiguiente, la concentración de tensión en la superficie inferior de la bandeja 320 debido a la sujeción entre el módulo 200 de batería y la bandeja 320 puede evitarse y, por tanto, puede evitarse la pérdida de un líquido de enfriamiento que fluye a través de un paso de líquido de enfriamiento formado en la superficie inferior de la bandeja 320 debido a un impacto externo que provoca la degradación del rendimiento del enfriamiento. Asimismo, cuando el líquido de enfriamiento que fluye a través del paso de líquido de enfriamiento es agua de enfriamiento, también puede eliminarse el riesgo de un cortocircuito debido a la fuga del agua de enfriamiento.
[0080] Es decir, el paquete 300 de baterías según la presente descripción puede incluir una entrada 323b de líquido de enfriamiento y una salida 323c de líquido de enfriamiento formadas en la placa 323 de montaje que constituye la superficie inferior de la bandeja 320, y el módulo 200 de batería puede conectarse a la entrada 323b de líquido de enfriamiento y a la salida 323c de líquido de enfriamiento a través de la superficie inferior para recibir y descargar un refrigerante. Es decir, la entrada 323b de líquido de enfriamiento y la salida 323c de líquido de enfriamiento se comunican con un paso de líquido de enfriamiento (no se muestra) formado en la placa 323 de montaje que constituye la superficie inferior de la bandeja 320, y el paso de líquido de enfriamiento se comunica con una tubería 350 de enfriamiento descrita más abajo.
[0082] Con referencia, otra vez, a las FIGS. 1, 2 y 4, el paquete 300 de baterías incluye la tubería 350 de enfriamiento dentro de la cual fluye un líquido de enfriamiento. La tubería 350 de enfriamiento se configura para suministrar un líquido de enfriamiento a los múltiples módulos 200 de batería. El líquido de enfriamiento puede ser, por ejemplo, agua de enfriamiento.
[0084] Asimismo, al menos una del par de cubiertas 330 laterales incluye además el receptor 339 de tubería que se extiende hacia dentro desde una pared interior de la porción 333 de cuerpo principal. El receptor 339 de tubería rodea la tubería 350 de enfriamiento de modo que la tubería 350 de enfriamiento se aloja dentro del receptor 339 de tubería. El receptor 339 de tubería puede tener una pared exterior formada para rodear la tubería 350 de enfriamiento. El receptor 339 de tubería se acopla a la placa 323 de montaje y a la porción 333 de cuerpo principal. El receptor 339 de tubería puede acoplarse a la placa 323 de montaje y/o a la porción 333 de cuerpo principal mediante el uso de, por ejemplo, soldadura. De manera alternativa, el receptor 339 de tubería y la porción 333 de cuerpo principal pueden estar integralmente formados entre sí. Por consiguiente, un espacio interior del receptor 339 de tubería, es decir, un espacio rodeado por el receptor 339 de tubería, y la placa 323 de montaje y la porción 333 de cuerpo principal, está completamente aislado sustancialmente de un espacio receptor del módulo 200 de batería. Por consiguiente, incluso cuando un líquido de enfriamiento debido a la fuga existe en el espacio interior del receptor 339 de tubería, el líquido de enfriamiento puede no fluir hacia el espacio receptor del módulo 200 de batería.
[0086] Como se muestra en la FIG. 4, la pared exterior del receptor 339 de tubería puede incluir una placa 339a horizontal que se extiende hacia dentro desde una pared interior de la porción 333 de cuerpo principal, y una placa 339b vertical que se extiende hacia abajo desde una porción de extremo de la placa 339a horizontal. La placa 339a horizontal y la placa 339b vertical pueden proveerse individualmente y sujetarse entre sí mediante el uso de soldadura o similar, o pueden estar formadas integralmente entre sí.
[0088] Como tal, según la presente descripción, dado que la cubierta 330 lateral incluye el receptor 339 de tubería dentro del cual se aloja la tubería 350 de enfriamiento, puede evitarse el daño a la tubería 350 de enfriamiento debido a impactos externos.
[0090] Con referencia, otra vez, a la FIG. 4, la bandeja 320 incluye un receptor 327 de líquido de enfriamiento. En detalle, el receptor 327 de líquido de enfriamiento está configurado de modo tal que, cuando un líquido de enfriamiento se fuga de la tubería 350 de enfriamiento, el líquido de enfriamiento que se fuga fluye hacia el receptor 327 de líquido de enfriamiento. Por ejemplo, como se muestra en la FIG 4, el receptor 327 de líquido de enfriamiento puede formarse en un espacio entre la placa 323 de montaje y la placa 324 base.
[0092] Una porción 323a de extremo en la dirección longitudinal de la placa 323 de montaje está espaciada de la porción 333 de cuerpo principal de la cubierta 330 lateral para proveer una entrada de líquido de enfriamiento que funciona como un paso a través del cual puede fluir un líquido de enfriamiento que se fuga. Es decir, cuando un líquido de enfriamiento se fuga de la tubería 350 de enfriamiento, el líquido de enfriamiento que se fuga puede fluir hacia el receptor 327 de líquido de enfriamiento a través de un espacio entre la porción 323a de extremo de la placa 323 de montaje y la cubierta 330 lateral. La entrada de líquido de enfriamiento del receptor 327 de líquido de enfriamiento se forma en el receptor 339 de tubería. Por consiguiente, incluso cuando un líquido de enfriamiento se fuga de la tubería 350 de enfriamiento ubicada en el receptor 339 de tubería, el líquido de enfriamiento puede fluir hacia el receptor 327 de líquido de enfriamiento sin acumularse en el receptor 339 de tubería. Como tal, en el paquete 300 de baterías de la presente descripción, dado que el espacio interior del receptor 339 de tubería está completamente aislado del espacio receptor del módulo 200 de batería y la entrada de líquido de enfriamiento está ubicada en el receptor 339 de tubería, incluso cuando ocurre una fuga en el receptor 339 de batería, puede bloquearse completamente la posibilidad de que un líquido de enfriamiento que se fuga fluya hacia el espacio receptor del módulo 200 de batería.
[0094] Como tal, dado que la bandeja 320 incluye el receptor 327 de líquido de enfriamiento configurado para, cuando un líquido de enfriamiento se fuga de la tubería 350 de enfriamiento, hacer que el líquido de enfriamiento que se fuga fluya hacia su interior, puede evitarse que el líquido de enfriamiento que se fuga se acumule en el espacio receptor del módulo 200 de batería o se introduzca en el módulo 200 de batería, evitando de este modo un cortocircuito del módulo 200 de batería.
[0096] Con referencia, otra vez, a la FIG 2, la cubierta 330 lateral puede incluir además la porción 337 de montaje. La porción 337 de montaje puede proveerse fuera de la porción 333 de cuerpo principal para acoplarse a un dispositivo externo. Una estructura de sujeción puede formarse de modo tal que la porción 337 de montaje se acopla a un dispositivo externo. Por ejemplo, la porción 337 de montaje puede acoplarse a una carrocería de un vehículo. Un orificio H2 de sujeción mediante pernos en el cual se inserta un perno puede formarse en la porción 337 de montaje.
[0097] Como tal, según la presente descripción, dado que la porción 337 de montaje se incluye además, el paquete 300 de baterías puede fijarse, de manera estable, a, por ejemplo, la carrocería del vehículo.
[0099] Asimismo, la porción 337 de montaje puede configurarse para proteger los múltiples módulos 200 de batería ubicados dentro de la misma frente a un impacto externo. Con tal fin, la porción 337 de montaje puede sobresalir hacia fuera desde la porción 333 de cuerpo principal. La porción 337 de montaje puede tener una estructura hueca que tiene un interior vacío. Es decir, la porción 337 de montaje puede sobresalir hacia fuera para, cuando se aplica desde un lado del paquete 300 de baterías, absorber o responder al impacto.
[0101] Con referencia a la FIG. 7 junto con las FIGS. 4 y 6, en un módulo 200B de batería aplicado a un paquete de baterías según otra realización de la presente descripción, se puede proveer un tope 360 en el puerto 215 de descarga. El tope 360 puede sellar una salida del puerto 215 de descarga por debajo de cierta temperatura. El tope 360 puede configurarse para fundirse y perderse a cierta temperatura o más. Por ejemplo, el tope 360 puede incluir un material cuyo punto de fusión sea igual o superior a 200 °C. Por ejemplo, el tope 360 puede incluir un material de parafina. El tope 360 puede fundirse y perderse, por ejemplo, a 200 °C, para abrir el puerto 215 de descarga.
[0102] Como tal, dado que el módulo 200B de batería de la presente descripción incluye el tope 360 configurado para sellar el puerto 215 de descarga por debajo de cierta temperatura y abrir el puerto 215 de descarga al fundirse y perderse a cierta temperatura o más, el gas de alta temperatura del módulo 200<b>de batería en el cual ocurre el incendio o la fuga térmica puede hacer que el tope 360 se funda y pierda y, por consiguiente, el puerto 215 de descarga puede abrirse para descargar el gas de alta temperatura al exterior. Dado que el puerto 215 de descarga puede sellarse en un estado de uso normal en el cual se mantiene una temperatura interna igual a o mayor que cierta temperatura, puede evitarse que un material externo (en particular, un material conductor) se introduzca en el módulo 200B de batería.
[0103] Además, dado que el módulo 200B de batería de la presente descripción usa el tope 360, cuando el gas de alta temperatura se descarga del módulo 200B de batería en el cual ocurre el incendio o la fuga térmica, puede evitarse que el gas que se mueve a la porción 335 de descarga de gas se introduzca en el módulo 200B de batería a través del puerto 215 de descarga de otro módulo 200B de batería adyacente.
[0104] El paquete 300 de baterías según una realización de la presente descripción puede incluir además varios dispositivos (no se muestran) para controlar la carga y descarga del módulo 200 de batería, por ejemplo, un sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés), un sensor de corriente y un fusible.
[0105] Un vehículo según una realización de la presente descripción puede ser un vehículo eléctrico o un vehículo híbrido, e incluye al menos un paquete 300 de baterías según la presente descripción como se describe más arriba. Es decir, el vehículo según una realización de la presente descripción puede montar el paquete 300 de baterías según una realización de la presente descripción en la carrocería del vehículo. En este caso, la cubierta 330 lateral puede acoplarse a la carrocería del vehículo.
[0106] Una persona con experiencia ordinaria en la técnica comprenderá que cuando se usan términos que indican direcciones como, por ejemplo, superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y posterior, estos términos son solo en aras de la explicación y pueden variar según la posición de un objeto diana, la posición de un observador, etc.
[0107] La presente descripción se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe comprenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la presente descripción, se proveen en aras de la ilustración solamente, dado que varios cambios y modificaciones dentro del alcance de la presente descripción serán aparentes para las personas con experiencia en la técnica a partir de la presente descripción detallada.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES
1. Un paquete (300) de baterías que comprende:
múltiples módulos (200) de batería;
una tubería (350) de enfriamiento configurada para suministrar un líquido de enfriamiento a los múltiples módulos (200) de batería;
una bandeja (320) que comprende un receptor (327) de líquido de enfriamiento hacia el cual fluye un líquido de enfriamiento que se fuga de la tubería (350) de enfriamiento, los múltiples módulos (200) de batería estando asentados sobre la bandeja; y
un par de cubiertas (330) laterales que cubren ambas porciones de extremo en una dirección de ancho de la bandeja (320),
en donde el par de cubiertas (330) laterales comprenden porciones (333) de cuerpo principal que se extienden en una dirección longitudinal de la bandeja y ubicadas respectivamente en un lado y el otro lado en la dirección de ancho de la bandeja (320),
en donde al menos una del par de cubiertas (330) laterales comprende además un receptor (339) de tubería que se extiende hacia dentro desde una pared interior de la porción (333) de cuerpo principal, y que rodea la tubería (350) de enfriamiento para alojar la tubería (350) de enfriamiento en la misma,
caracterizado por queel receptor (327) de líquido de enfriamiento comprende una entrada (323b) de líquido de enfriamiento,
en donde la entrada (323b) de líquido de enfriamiento se forma en el receptor (339) de tubería.
2. El paquete (300) de baterías de la reivindicación 1, en donde la bandeja (320) comprende:
una placa (323) de montaje que contacta directamente con los múltiples módulos (200) de batería, y que tiene una porción de extremo en una dirección de ancho espaciada una cierta distancia de la porción (333) de cuerpo principal para formar la entrada (323b) de líquido de enfriamiento a través de la cual el líquido de enfriamiento que se fuga fluye hacia el receptor (327) de líquido de enfriamiento; y
una placa (324) base espaciada de una porción inferior de la placa (323) de montaje para formar el receptor (327) de líquido de enfriamiento en el cual se aloja el líquido de enfriamiento que fluye a través de la entrada (323b) de líquido de enfriamiento.
3. El paquete (300) de baterías de la reivindicación 2, en donde el receptor (339) de tubería se acopla a la placa (323) de montaje y a la porción (333) de cuerpo principal.
4. El paquete (300) de baterías de la reivindicación 1, en donde cada uno de los múltiples módulos (200) de batería comprende una porción (217) de fijación formada en al menos un lado.
5. El paquete (300) de baterías de la reivindicación 4, en donde cada uno de los múltiples módulos (200) de batería se fija a al menos una del par de cubiertas (330) laterales a través de la porción (217) de fijación.
6. Un vehículo que comprende al menos un paquete (300) de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
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