ES3049555T3 - Battery module and battery pack including same - Google Patents

Battery module and battery pack including same

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ES3049555T3 ES22775934T ES22775934T ES3049555T3 ES 3049555 T3 ES3049555 T3 ES 3049555T3 ES 22775934 T ES22775934 T ES 22775934T ES 22775934 T ES22775934 T ES 22775934T ES 3049555 T3 ES3049555 T3 ES 3049555T3
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Won Kyoung Park
Junyeob Seong
Myungki Park
Subin Park
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Un módulo de batería, según una realización de la presente invención, comprende: una lámina superior de celdas de batería y una lámina inferior de celdas de batería, en las que varias celdas de batería están laminadas entre sí; un canal de fluido refrigerante dispuesto entre la lámina superior y la inferior de celdas de batería; y un marco modular para alojar las láminas superior e inferior de celdas de batería. Una entrada para suministrar refrigerante al canal de fluido refrigerante y una salida para descargarlo están dispuestas en lados opuestos, de modo que el refrigerante fluye en una dirección en el canal de fluido refrigerante. La dirección longitudinal de la celda de batería es paralela a la dirección en la que fluye el refrigerante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Módulo de batería y paquete de baterías que incluye el mismo
[0003] [Campo técnico]
[0004] Cita cruzada con solicitud(es) relacionada(s)
[0005] Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2021-0036923 presentada el 22 de marzo de 2021 ante la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea.
[0006] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y a un paquete de baterías que incluye el mismo y, más particularmente, a un módulo de batería que tiene una utilización del espacio y eficacia de refrigeración mejoradas y a un paquete de baterías que incluye el mismo.
[0007] [Antecedentes]
[0008] En la sociedad moderna, ya que los dispositivos portátiles tales como un teléfono móvil, un ordenador portátil, una cámara de vídeo y una cámara digital se usan a diario, se ha activado el desarrollo de tecnologías en los campos relacionados con los dispositivos móviles como se ha descrito anteriormente. Además, las baterías secundarias cargables/descargables se usan como una fuente de potencia para un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV) y similares, en un intento de resolver la contaminación atmosférica y similares provocada por los vehículos de gasolina existentes que usan combustibles fósiles. Por lo tanto, crece la demanda de desarrollo de la batería secundaria.
[0009] Las baterías secundarias que se comercializan actualmente incluyen una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno, una batería de níquel-zinc y una batería secundaria de litio. Entre ellas, la batería secundaria de litio ha cobrado protagonismo debido a sus ventajas, por ejemplo, apenas presenta efectos de memoria en comparación con las baterías secundarias a base de níquel y, por tanto, se carga y descarga libremente, tiene una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad de energía.
[0010] Una batería secundaria de litio de este tipo usa principalmente un óxido a base de litio y un material de carbono como material activo de cátodo y material activo de ánodo, respectivamente. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que están dispuestas una placa de cátodo y una placa de ánodo, estando cada una recubierta con el material activo de cátodo y el material activo de ánodo, estando un separador interpuesto entre ellas, y una carcasa de batería que sella y aloja el conjunto de electrodos junto con una solución electrolítica. Generalmente, la batería secundaria de litio puede clasificarse basándose en la forma del material exterior en una batería secundaria de tipo lata en la que el conjunto de electrodos está montado en una lata de metal y una batería secundaria de tipo bolsa en la que el conjunto de electrodos está montado en una bolsa de una hoja laminada de aluminio.
[0011] En el caso de una batería secundaria usada para dispositivos de tamaño pequeño, se disponen de dos a tres celdas de batería, pero en el caso de una batería secundaria usada para un dispositivo de tamaño mediano o grande, tal como un automóvil, se usa un módulo de batería en el que se conectan eléctricamente un gran número de celdas de batería. En un módulo de batería de este tipo, un gran número de celdas de batería están conectadas entre sí en serie o en paralelo para formar un conjunto de celdas, mejorando de este modo la capacidad y la salida. Se pueden montar uno o más módulos de batería junto con diversos sistemas de control y protección, tal como una BDU (unidad de desconexión de batería), un BMS (sistema de gestión de baterías) y un sistema de refrigeración para formar un paquete de baterías.
[0012] En los documentos KR20150100365A, US2011/293974A1 o JP2020035710A se divulgan módulos de batería conocidos.
[0013] [Descripción detallada de la invención]
[0014] [Problema técnico]
[0015] Un objeto de la presente divulgación es proporcionar un módulo de batería que tenga una utilización del espacio y eficacia de refrigeración mejoradas, y un paquete de baterías que incluya el mismo.
[0016] Sin embargo, el problema a resolver por las realizaciones de la presente divulgación no se limita a los problemas descritos anteriormente, y puede ampliarse de diversas formas dentro del alcance de la idea técnica incluida en la presente divulgación.
[0017] [Solución técnica]
[0018] El problema se soluciona mediante un módulo de batería tal como se define en la reivindicación 1.
[0019] El refrigerante puede fluir en una línea recta en la trayectoria de flujo de refrigeración.
[0020] En la trayectoria de flujo de refrigeración, el refrigerante puede fluir en una línea curva a lo largo de una dirección. Según la reivindicación 1, el bastidor de módulo incluye un bastidor superior en el que está alojada la pila de celda de batería superior y un bastidor inferior en el que está alojada la pila de celda de batería inferior, y la trayectoria de flujo de refrigeración puede formarse entre el bastidor superior y el bastidor inferior.
[0021] Según la reivindicación 1, el bastidor superior incluye además una placa superior que está ubicada sobre la superficie inferior de la parte inferior del bastidor superior, y una parte rebajada superior que está rebajada hacia arriba desde la placa superior. El bastidor inferior incluye una placa inferior que está ubicada sobre la superficie superior de la parte de techo del bastidor inferior, y una parte rebajada inferior que está rebajada hacia abajo desde la placa inferior. La placa superior y la placa inferior están unidas de modo que la parte rebajada superior y la parte rebajada inferior pueden formar la trayectoria de flujo de refrigeración.
[0022] El módulo de batería puede incluir además una cubierta superior que cubre la porción abierta del bastidor superior y una cubierta inferior que cubre la porción abierta del bastidor inferior.
[0023] La pila de celda de batería superior puede incluir una primera pila de celda de batería superior y una segunda pila de celda de batería superior. La pila de celda de batería inferior puede incluir una primera pila de celda de batería inferior y una segunda pila de celda de batería inferior.
[0024] La cubierta superior puede incluir una parte rebajada superior que está rebajada hacia abajo entre la primera pila de celda de batería superior y la segunda pila de celda de batería superior. La cubierta inferior puede incluir una parte rebajada inferior que está rebajada hacia arriba entre la primera pila de celda de batería inferior y la segunda pila de celda de batería inferior.
[0025] Cada una de la primera pila de celda de batería superior y la segunda pila de celda de batería superior puede incluir un terminal de electrodo y un conector de módulo expuesto hacia la parte rebajada superior. Cada una de la primera pila de celda de batería inferior y la segunda pila de celda de batería inferior puede incluir un terminal de electrodo y un conector de módulo expuesto hacia la parte rebajada inferior. Una conexión de HV (alta tensión) para conectar los terminales de electrodo y una conexión de LV (baja tensión) para conectar el conector de módulo pueden estar formadas en cada una de la parte rebajada superior y la parte rebajada inferior.
[0026] La primera pila de celda de batería superior y la segunda pila de celda de batería superior pueden estar separadas espacialmente por la parte rebajada superior. La primera pila de celda de batería inferior y la segunda pila de celda de batería inferior pueden estar separadas espacialmente por la parte rebajada inferior.
[0027] Un orificio de montaje para un acoplamiento de montaje puede estar formado en cada una de la parte rebajada superior y la parte rebajada inferior. El orificio de montaje de la parte rebajada superior y el orificio de montaje de la parte rebajada inferior pueden estar ubicados a fin de corresponderse entre sí.
[0028] La cubierta superior puede incluir una primera parte saliente superior ubicada en un lado y una segunda parte saliente superior ubicada sobre el otro lado opuesto a un lado. El puerto de entrada puede estar ubicado en la primera parte saliente superior y el puerto de salida puede estar ubicado en la segunda parte saliente superior. La cubierta inferior puede incluir una primera parte saliente inferior ubicada a fin de corresponder a la primera parte saliente superior y una segunda parte saliente inferior ubicada a fin de corresponder a la segunda parte saliente superior.
[0029] Un orificio de montaje para un acoplamiento de montaje puede estar formado en cada una de la primera parte saliente superior y la primera parte saliente inferior. Un orificio de montaje para acoplamiento de montaje puede estar formado en cada una de la segunda parte saliente superior y la segunda parte saliente inferior.
[0030] [Efectos ventajosos]
[0031] Según una realización de la presente divulgación, la pila de celda de batería está dispuesta en una estructura de dos etapas y la trayectoria de flujo de refrigeración está dispuesta a fin de compartir entre ellas, siendo de esta forma capaz de mejorar la utilización del espacio y la eficacia de refrigeración. Además, el flujo de refrigeración está configurado a fin de fluir en una dirección, siendo de esta forma capaz de reducir la caída de presión del refrigerante.
[0032] Los efectos de la presente divulgación no están limitados a los efectos mencionados anteriormente y los expertos en la técnica comprenderán claramente otros efectos adicionales no descritos anteriormente a partir de la descripción de las reivindicaciones adjuntas.
[0033] [Breve descripción de los dibujos]
[0034] La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería según una realización de la presente divulgación;
[0035] la figura 2 es un diagrama que muestra el módulo de batería de la figura 1 cambiando los ángulos de visión; la figura 3 es una vista en perspectiva despiezada del módulo de batería de la figura 1;
[0036] la figura 4 es una vista en perspectiva que muestra un estado en el que la cubierta superior está retirada del módulo de batería de la figura 3;
[0037] la figura 5 es una vista parcial que aumenta y muestra una sección "B" de la figura 4;
[0038] la figura 6 es un diagrama que muestra una celda de batería incluida en el módulo de batería de la figura 3; la figura 7 es una vista en perspectiva que muestra un bastidor superior y un bastidor inferior incluidos en el módulo de batería de la figura 3;
[0039] la figura 8 es una vista que muestra un estado en el que el bastidor superior de la figura 7 está invertido de modo que puede verse la superficie inferior de la parte inferior;
[0040] la figura 9 es una vista en sección transversal que muestra una sección transversal tomada a lo largo de la línea de corte A-A' de la figura 1;
[0041] la figura 10 es una vista parcial que aumenta y muestra una sección "C" de la figura 9;
[0042] la figura 11 es una vista en perspectiva que muestra un bastidor inferior según una realización modificada de la presente divulgación;
[0043] la figura 12 es una vista en perspectiva que muestra una cubierta superior incluida en el módulo de batería de la figura 3;
[0044] la figura 13 es una vista en perspectiva que muestra una cubierta inferior incluida en el módulo de batería de la figura 3; y
[0045] la figura 14 es una vista en planta que muestra un paquete de baterías según una realización de la presente divulgación.
[0046] [Descripción detallada de las realizaciones]
[0047] A continuación en el presente documento, se describirán varias realizaciones de la presente divulgación en detalle con referencia a los dibujos adjuntos de modo que los expertos en la técnica puedan llevarlas a cabo fácilmente. La presente divulgación puede estar modificada de diversas maneras diferentes y no está limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento.
[0048] Las porciones que son irrelevantes para la descripción se omitirán para describir con claridad la presente divulgación y los números de referencia similares designan elementos similares a lo largo de toda la descripción. Además, en los dibujos, el tamaño y el grosor de cada elemento están ilustrados de manera arbitraria por motivos de conveniencia de la descripción y la presente divulgación no está necesariamente limitada a los ilustrados en los dibujos. En los dibujos, el grosor de las capas, las regiones, etc. está exagerado por motivos de claridad. En los dibujos, por conveniencia de la descripción, los grosores de algunas capas y regiones están exagerados.
[0049] Además, se entenderá que cuando se hace referencia a que un elemento tal como una capa, película, región o placa está "sobre" o "encima" de otro elemento, puede estar directamente sobre el otro elemento o también puede haber presentes elementos intermedios. A diferencia de ello, cuando se hace referencia a que un elemento está "directamente sobre" otro elemento, significa que no están presentes otros elementos intermedios. Además, la palabra "sobre" o "encima" significa dispuesto sobre o debajo de una porción de referencia y no significa necesariamente que esté dispuesto sobre el extremo superior de la porción de referencia hacia la dirección opuesta de gravedad.
[0050] Además, a lo largo de la descripción, cuando se hace referencia a que una porción "incluye" o "comprende" un determinado componente, significa que la porción puede incluir además otros componentes, sin excluir los otros componentes, a menos que se indique lo contrario.
[0052] Además, a lo largo de la descripción, cuando se hace referencia a "plana", significa cuando una porción objetivo se ve desde el lado superior y, cuando se hace referencia a "en sección transversal", significa cuando una porción objetivo se ve desde el lado de una sección transversal cortada verticalmente.
[0054] La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería según una realización de la presente divulgación. La figura 2 es un diagrama que muestra el módulo de batería de la figura 1 cambiando los ángulos de visión. La figura 3 es una vista en perspectiva despiezada del módulo de batería de la figura 1. La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra un estado en el que la cubierta superior está retirada del módulo de batería de la figura 3.
[0056] Haciendo referencia a las figuras 1 a 4, un módulo de batería 100 según una realización de la presente divulgación incluye una pila de celda de batería superior 200U y una pila de celda de batería inferior 200L en la que está apilada una pluralidad de celdas de batería; una trayectoria de flujo de refrigeración P ubicada entre la pila de celda de batería superior 200U y la pila de celda de batería inferior 200L; y un bastidor de módulo 300 en el que están alojadas la pila de celda de batería superior 200U y la pila de celda de batería inferior 200L. La trayectoria de flujo de refrigeración P se refiere a un paso a través del cual se mueve el refrigerante. El refrigerante es un medio para refrigerar y, como ejemplo, puede ser agua de refrigeración.
[0058] La pila de celda de batería superior 200U y la pila de celda de batería inferior 200L pueden estar formadas respectivamente apilando una pluralidad de celdas de batería en una dirección. La celda de batería se describirá en detalle posteriormente con referencia a las figuras 5 y 6.
[0060] El bastidor de módulo 300 según la presente realización puede incluir un bastidor superior 400 en el que está alojada la pila de celda de batería superior 200U y un bastidor inferior 500 en el que está alojada la pila de celda de batería inferior 200L. Una trayectoria de flujo de refrigeración P puede estar formada entre el bastidor superior 400 y el bastidor inferior 500.
[0062] La figura 5 es una vista parcial que aumenta y muestra una sección "B" de la figura 4. La figura 6 es un diagrama que muestra una celda de batería incluida en el módulo de batería de la figura 3.
[0064] Haciendo referencia a las figuras 3, 5 y 6, las celdas de batería 110 según la presente realización pueden estar apiladas en números plurales para formar una pila de celda de batería superior 200U y una pila de celda de batería inferior 200L, respectivamente. La pila de celda de batería superior 200U está ubicada por encima de la pila de celda de batería inferior 200L.
[0066] Además, la pila de celda de batería superior 200U puede incluir una primera pila de celda de batería superior 210U y una segunda pila de celda de batería superior 220U, y la pila de celda de batería inferior 200L puede incluir una primera pila de celda de batería inferior 210L y una segunda pila de celda de batería inferior 220L. Las celdas de batería 110 pueden estar apiladas para formar un total de cuatro pilas de celda de batería 210U, 220U, 210L y 220L. La primera pila de celda de batería superior 210U puede estar ubicada por encima de la primera pila de celda de batería inferior 210L y la segunda pila de celda de batería superior 220U puede estar ubicada por encima de la segunda pila de celda de batería inferior 220L.
[0068] La celda de batería 110 es preferiblemente una celda de batería de tipo bolsa y puede estar formada en una estructura de tipo lámina rectangular. Por ejemplo, la celda de batería 110 según la presente realización tiene una estructura en la que dos cables de electrodo 111 y 112 están orientados entre sí y sobresalen desde una parte de extremo 114a y la otra parte de extremo 114b del cuerpo principal de celda 113, respectivamente. Es decir, la celda de batería 110 incluye cables de electrodo 111 y 112 que sobresalen en direcciones mutuamente opuestas. Más específicamente, los cables de electrodo 111 y 112 están conectados a un conjunto de electrodos (no mostrado) y sobresalen del conjunto de electrodos (no mostrado) al exterior de la celda de batería 110.
[0070] Entretanto, la celda de batería 110 puede estar producida uniendo ambas partes de extremo 114a y 114b de una carcasa de celda 114 y una parte lateral 114c que las conecta en un estado en el que un conjunto de electrodos (no mostrado) está alojado en una carcasa de celda 114. En otras palabras, la celda de batería 110 según la presente realización tiene un total de tres partes de sellado 114sa, 114sb y 114sc, en donde las partes de sellado 114sa, 114sb y 114sc tienen una estructura que está sellada por un método tal como sellado por calor y la otra parte lateral restante puede estar compuesta por una parte de conexión 115. La carcasa de celda 114 puede estar compuesta por una lámina laminada, incluyendo una capa de resina y una capa metálica. Además, la parte de conexión 115 puede extenderse a lo largo de un borde de la celda de batería 110 y una pestaña tipo murciélago (“bat ear” en inglés) 110p puede estar formada en un extremo de la parte de conexión 115.
[0071] Una celda de batería 110 de este tipo puede estar formada en números plurales, y la pluralidad de celdas de batería 110 puede estar apilada a fin de estar eléctricamente conectadas entre sí, formando de este modo una pila de celda de batería superior 200U y una pila de celda de batería inferior 200L.
[0073] Particularmente, como se muestra en la figura 5, una pluralidad de celdas de batería 110 puede apilarse a lo largo de la dirección paralela al eje y. De este modo, los cables de electrodo 111 y 112 pueden sobresalir en la dirección del eje x y en la dirección del eje -x, respectivamente.
[0075] La pila de celda de batería superior 200U y la pila de celda de batería inferior 200L según la presente realización pueden ser un módulo de área grande en el que aumenta el número de celdas de batería 110 en comparación con un caso convencional. Específicamente, pueden estar incluidas de 32 a 48 celdas de batería 110 por pila de celda de batería. En el caso de un módulo de área grande de este tipo, la longitud horizontal del módulo de batería pasa a ser larga. Aquí, la longitud horizontal puede significar una longitud en la dirección en la que están apiladas las celdas de batería 110, es decir, en una dirección paralela al eje x.
[0077] Entretanto, haciendo referencia a la figura 6 de nuevo, en los cables de electrodo 111 y 112 que sobresalen en direcciones mutuamente opuestas, una dirección paralela a la dirección saliente de los cables de electrodo 111 y 112 se denomina una dirección longitudinal d1 de la celda de batería 110. Teniendo en cuenta la dirección de apilamiento de las celdas de batería 110, la dirección longitudinal de las celdas de batería 110 en las figuras 3 a 5 es una dirección paralela al eje x.
[0079] A continuación, la trayectoria de flujo de refrigeración y el bastidor de módulo según la presente realización se describirán en detalle con referencia a las figuras 7 a 10.
[0081] La figura 7 es una vista en perspectiva que muestra un bastidor superior y un bastidor inferior incluidos en el módulo de batería de la figura 3. La figura 8 es una vista que muestra un estado en el que el bastidor superior de la figura 7 está invertido de modo que puede verse la superficie inferior de la parte inferior. La figura 9 es una vista en sección transversal que muestra una sección transversal tomada a lo largo de la línea de corte A-A' de la figura 1. La figura 10 es una vista parcial que aumenta y muestra una sección "C" de la figura 9.
[0083] Haciendo referencia a las figuras 3 y 7 a 10, el bastidor de módulo 300 según la presente realización puede incluir un bastidor superior 400 y un bastidor inferior 500, en donde una trayectoria de flujo de refrigeración P puede estar formada entre el bastidor superior 400 y el bastidor inferior 500. El puerto de entrada 810 para suministrar el refrigerante a la trayectoria de flujo de refrigeración P y el puerto de salida 820 para descargar el refrigerante de la trayectoria de flujo de refrigeración P están ubicados opuestos entre sí, de modo que el refrigerante fluye en una dirección en la trayectoria de flujo de refrigeración P Además, la dirección longitudinal d1 de la celda de batería 110 está en paralelo con la dirección en la que el refrigerante fluye basándose en la celda de batería 110. Más específicamente, el refrigerante puede fluir en una línea recta en la trayectoria de flujo de refrigeración P Como se muestra en la figura 7, el refrigerante puede fluir en una línea recta en una dirección paralela al eje x en la trayectoria de flujo de refrigeración P
[0085] El bastidor superior 400 según la presente realización puede incluir una parte inferior 410 sobre la que está colocada la pila de celda de batería superior 200U y partes de superficie laterales 420 que se extienden hacia arriba desde lados opuestos de la parte inferior 410. La parte inferior 410 y las partes de superficie laterales 420 pueden cubrir la superficie inferior y ambas superficies laterales de la pila de celda de batería superior 200U, respectivamente.
[0087] El bastidor inferior 500 según la presente realización puede incluir una parte de techo 510 ubicada sobre la pila de celda de batería inferior 200L y partes de superficie laterales 520 que se extienden hacia abajo desde lados opuestos de la parte de techo 510. La superficie superior y ambas superficies laterales de la pila de celda de batería inferior 200L pueden estar cubiertas por la parte de techo 510 y las partes de superficie laterales 520, respectivamente.
[0089] Haciendo referencia a las figuras 7 y 8, el bastidor superior 400 puede incluir una placa superior 411 que está ubicada sobre la superficie inferior de la parte inferior 410 del bastidor superior 400, y una parte rebajada superior 412 que está rebajada hacia arriba desde la placa superior 411. Como se ha descrito anteriormente, la figura 8 es un estado en el que el bastidor superior 400 está invertido de modo que pueda verse la superficie inferior de la parte inferior 410, en donde la placa superior 411 está estructurada para sobresalir relativamente en la dirección del eje -z, y la parte rebajada superior 412 está estructurada para estar relativamente rebajada en la dirección del eje z. El método de formación de la placa superior 411 y la parte rebajada superior 412 no está particularmente limitado. Por ejemplo, una región parcial del miembro en forma de placa puede estar rebajada hacia arriba para formar la placa superior 411 y la parte rebajada superior 412. Como otro ejemplo, el miembro que sobresale puede estar unido a la superficie inferior del miembro en forma de placa para formar la placa superior 411 y la parte rebajada superior 412.
[0090] El bastidor inferior 500 puede incluir una placa inferior 511 que está ubicada sobre la superficie superior de la parte de techo 510 del bastidor inferior 500, y una parte rebajada inferior 512 que está rebajada hacia abajo desde la placa inferior 511. Como se muestra en la figura 7, la placa inferior 511 está estructurada para sobresalir relativamente en la dirección del eje z, y la parte rebajada inferior 512 está estructurada para estar relativamente rebajada en la dirección del eje -z. El método de formación de la placa inferior 511 y la parte rebajada inferior 512 no está particularmente limitado. Por ejemplo, una región parcial del miembro en forma de placa puede estar rebajada hacia abajo para formar la placa inferior 511 y la parte rebajada inferior 512. Como otro ejemplo, el miembro que sobresale puede estar unido a la superficie superior del miembro en forma de placa para formar la placa inferior 511 y la parte rebajada inferior 512.
[0092] Cuando la parte inferior 410 del bastidor superior 400 está colocada sobre la parte de techo 510 del bastidor inferior 500, la placa superior 411 y la placa inferior 511 pueden estar unidas y la parte rebajada superior 412 y la parte rebajada inferior 512 correspondientes entre sí pueden formar la trayectoria de flujo de refrigeración P
[0094] La placa superior 411 y la placa inferior 511 pueden extenderse en paralelo con la dirección longitudinal d1 de la celda de batería 110. De esta forma, el refrigerante puede fluir en una dirección a través de la parte rebajada superior 412 y la parte rebajada inferior 512 en la trayectoria de flujo de refrigeración P
[0096] La trayectoria de flujo de refrigeración P formada en el módulo de batería 100 según la presente realización se extiende a lo largo de una dirección en lugar de la trayectoria doblada. También, está en paralelo con la dirección longitudinal d1 de la celda de batería 110. La refrigeración uniforme de cada una de la pluralidad de celdas de batería 110 puede ser posible para la pila de celda de batería superior 200U o la pila de celda de batería inferior 200L. Dado que la desviación de temperatura entre las celdas de batería 110 incluidas en el módulo de batería 100 lleva al deterioro del rendimiento de batería, es importante eliminar la desviación de temperatura. Dado que el módulo de batería 100 según la presente realización permite la refrigeración uniforme de cada celda de batería 110, puede reducirse una desviación de temperatura entre respectivas celdas de batería 110.
[0098] Además, de conformidad con la presente realización, la trayectoria de flujo de refrigeración de línea recta P puede reducir la caída de presión en la última mitad de la trayectoria de flujo de refrigeración P, en comparación con las trayectorias curvadas en números plurales. En el caso de una trayectoria de flujo de refrigeración que tiene las trayectorias curvadas en números plurales, particularmente, una trayectoria de flujo de refrigeración en la que el puerto de entrada y el puerto de salida del refrigerante están ubicados sobre el mismo lado y que incluye esencialmente una trayectoria doblada grande, la pérdida de presión del refrigerante es grande y, por tanto, se requiere una bomba de refrigerante de gran capacidad para suministrar y descargar el refrigerante. Dado que una bomba de refrigerante de gran capacidad de este tipo ocupa un gran espacio, la eficacia de espacio en el interior de un dispositivo tal como un automóvil está deteriorada. Por otro lado, la trayectoria de flujo de refrigeración P según la presente realización es una trayectoria que se extiende a lo largo de una dirección y puede reducirse en gran medida una caída de presión. De esta forma, pueden realizarse el rendimiento de intercambio de calor y el rendimiento de refrigeración equivalentes incluso con una bomba de refrigerante de menor capacidad. Dado que puede usarse una bomba de refrigerante que tiene una menor capacidad, está la ventaja de que el espacio en el interior de un dispositivo tal como un automóvil puede utilizarse con eficacia.
[0100] Entretanto, como se ha descrito anteriormente, la pila de celda de batería superior 200U y la pila de celda de batería inferior 200L tienen una estructura apilada en dos etapas, y una trayectoria de flujo de refrigeración P está formada entre ellas. Es decir, la pila de celda de batería superior 200U y la pila de celda de batería inferior 200L tienen una forma de compartir una trayectoria de flujo de refrigeración P, en lugar de tener trayectorias de flujo de refrigeración separadas. En comparación con la formación de una trayectoria de refrigeración separada, el número de partes requeridas para la refrigeración puede reducirse y, a medida que se reduce el número de partes, puede mejorarse la propiedad de ensamblado del módulo de batería. Además, dado que una trayectoria de flujo de refrigeración P es compartida, la utilización del espacio en el interior del módulo de batería 100 puede aumentarse.
[0101] Entretanto, una capa de resina térmica superior puede estar ubicada entre la pila de celda de batería superior 200U y la parte inferior 410 del bastidor superior 400. También, una capa de resina térmica inferior puede estar ubicada entre la pila de celda de batería inferior 200L y la parte de techo 510 del bastidor inferior 500. Las capas de resina térmica superior e inferior pueden estar formadas aplicando una resina térmica que tiene alta conductividad y adhesividad térmicas y después curándola. En un ejemplo, la resina térmica puede incluir al menos uno de un material de silicona, un material de uretano o un material acrílico. El calor generado en la pila de celda de batería superior 200U puede estar transferido a la trayectoria de flujo de refrigeración P a través de la capa de resina térmica superior y el calor generado en la pila de celda de batería inferior 200L puede estar transferido a la trayectoria de flujo de refrigeración P a través de la capa de resina térmica inferior.
[0103] La figura 11 es una vista en perspectiva que muestra un bastidor inferior según una realización modificada de la presente divulgación.
[0105] Haciendo referencia a la figura 11, el bastidor inferior 500' según una realización modificada de la presente divulgación puede incluir una parte de techo 510 y una parte de superficie lateral 520, y puede incluir una placa inferior 511' que está ubicada sobre la superficie superior de la parte de techo 510 y una parte rebajada inferior 512' que está rebajada hacia abajo desde la placa inferior 511'. La trayectoria de flujo de refrigeración P' formada por la placa inferior 511' y la parte rebajada inferior 512' puede tener una trayectoria curvada mientras continua en una dirección. Aunque no está doblada a un nivel de aproximadamente 90 grados, una trayectoria de flujo de refrigeración P' curvada que tiene doblado hasta cierto grado puede estar formada por la placa inferior 511' y la parte rebajada inferior 512'. De esta forma, el refrigerante puede fluir en una línea curvada a lo largo de una dirección en la trayectoria de flujo de refrigeración P'. Entretanto, aunque no se muestra específicamente en la figura, la placa superior y la parte rebajada superior del bastidor superior también pueden formar una trayectoria de flujo de refrigeración curvada a fin de que se corresponda con la placa inferior 511' y la parte rebajada inferior 512'.
[0106] A continuación, la cubierta superior, la cubierta inferior y las estructuras de conexión de HV y LV según la presente realización se describirán en detalle con referencia a las figuras 12 y 13.
[0107] La figura 12 es una vista en perspectiva que muestra una cubierta superior incluida en el módulo de batería de la figura 3. La figura 13 es una vista en perspectiva que muestra una cubierta inferior incluida en el módulo de batería de la figura 3.
[0108] Haciendo referencia a las figuras 3, 5, 12 y 13, el módulo de batería 100 según la presente realización puede incluir además una cubierta superior 600 para cubrir la porción abierta del bastidor superior 400 y una cubierta inferior 700 para cubrir la porción abierta del bastidor inferior 500.
[0109] La cubierta superior 600 puede cubrir la superficie delantera y la superficie superior de la primera pila de celda de batería superior 210U, y la superficie trasera y la superficie superior de la segunda pila de celda de batería superior 220U. Aquí, la superficie delantera y la superficie superior de la primera pila de celda de batería superior 210U significan una superficie en la dirección del eje x y una superficie en la dirección del eje z de la primera pila de celda de batería superior 210U. La superficie trasera y la superficie superior de la segunda pila de celda de batería superior 220U significan una superficie en la dirección del eje -x y una superficie en la dirección del eje z de la segunda pila de celda de batería superior 220U.
[0110] La cubierta superior 600 y el bastidor superior 400 están unidos a sus bordes correspondientes, de modo que la pila de celda de batería superior 200U pueda estar alojada ahí.
[0111] La cubierta inferior 700 puede cubrir las superficies delantera e inferior de la primera pila de celda de batería inferior 210L y las superficies trasera e inferior de la segunda pila de celda de batería inferior 220L. Aquí, la superficie delantera y la superficie inferior de la primera pila de celda de batería inferior 210L significan una superficie en la dirección del eje x y una superficie en la dirección del eje -z de la primera pila de celda de batería inferior 210L. La superficie trasera y la superficie inferior de la segunda pila de celda de batería inferior 220L significan una superficie en la dirección del eje -x y una superficie en la dirección del eje -z de la segunda pila de celda de batería inferior 220L.
[0112] La cubierta inferior 700 y el bastidor inferior 500 están unidos a sus bordes correspondientes, de modo que la pila de celda de batería inferior 200L pueda estar alojada ahí.
[0113] La cubierta superior 600 puede incluir una parte rebajada superior 600D que está rebajada hacia abajo entre la primera pila de celda de batería superior 210U y la segunda pila de celda de batería superior 220U. La primera pila de celda de batería superior 210U y la segunda pila de celda de batería superior 220u pueden estar separadas espacialmente por la parte rebajada superior 600D.
[0114] La cubierta inferior 700 puede incluir una parte rebajada inferior 700D que está rebajada hacia arriba entre la primera pila de celda de batería inferior 210L y la segunda pila de celda de batería inferior 220L. La primera pila de celda de batería inferior 210L y la segunda pila de celda de batería inferior 220L pueden estar separadas espacialmente por la parte rebajada inferior 700D.
[0115] Haciendo referencia a la figura 5, la primera pila de celda de batería superior 210U y la segunda pila de celda de batería superior 220U pueden incluir un terminal de electrodo ET y un conector de módulo MT, respectivamente. El terminal de electrodo ET y el conector de módulo MT pueden estar montados sobre un bastidor de barra colectora ubicado sobre una superficie de cada pila de celda de batería.
[0116] El terminal de electrodo ET puede estar eléctricamente conectado a cualquiera de los cables de electrodo 111 y 112 (véase la figura 6) de la celda de batería 110. El terminal de electrodo Et está expuesta al exterior del módulo de batería 100, en donde el módulo de batería 100 está conectado a otro módulo de batería, BDU (unidad de desconexión de batería) o similares a través del terminal de electrodo ET, siendo capaz de esta forma de realizar una conexión de HV (alta tensión). Aquí, la conexión de HV es una conexión que sirve como una fuente de alimentación para suministrar potencia y significa una conexión entre celdas de batería o una conexión entre módulos de batería.
[0117] El conector de módulo MT puede estar eléctricamente conectado a cualquiera de los cables de electrodo 111 y 112 (véase la figura 6) de la celda de batería 110. El conector de módulo MT está expuesto al exterior del módulo de batería 100, en donde la información de tensión o nivel de temperatura de la celda de batería 110 está transferida al BMS (sistema de gestión de baterías) a través del conector de módulo (MT), siendo capaz de esta forma de realizar conexión de LV (baja tensión). Aquí, los medios de conexión de LV significan una conexión de detección que detecta y controla la información de tensión y temperatura de la celda de batería.
[0118] Haciendo referencia a las figuras 1 y 5 juntas, cada una de la primera pila de celda de batería superior 210U y la segunda pila de celda de batería superior 220U puede incluir un terminal de electrodo ET y un conector de módulo MT que están expuestos hacia la parte rebajada superior 600D de la cubierta superior 600. En otras palabras, la cubierta superior 600 puede estar formada con una abertura superior 600H a través de la cual el terminal de electrodo ET y el conector de módulo MT de cada una de la primera pila de celda de batería superior 210U y la segunda pila de celda de batería superior 220U pueden estar expuestos, en donde la abertura superior 600H puede estar abierta hacia la parte rebajada superior 600D.
[0119] A pesar de que no se muestra específicamente en la figura, cada una de la primera pila de celda de batería inferior 210L y la segunda pila de celda de batería inferior 220L puede incluir un terminal de electrodo y un conector de módulo que están expuestos hacia la parte rebajada inferior 700D de la cubierta inferior 700. En otras palabras, la cubierta inferior 700 puede estar formada con una abertura inferior 700H a través de la cual los terminales de electrodo y conectores de módulo de la primera pila de celda de batería inferior 210L y la segunda pila de celda de batería inferior 220L pueden estar expuestos, en donde la abertura inferior 700H puede estar abierta hacia la parte rebajada inferior 700D.
[0120] En este momento, una conexión de alta tensión (HV) para conectar los terminales de electrodo ET y una conexión de baja tensión (LV) para conectar el conector de módulo MT están formadas en cada una de la parte rebajada superior 600D y la parte rebajada inferior 700D. Específicamente, se describirá con referencia a la figura 14. La figura 14 es una vista en planta que muestra un paquete de baterías según una realización de la presente divulgación.
[0121] Haciendo referencia a la figura 14 junto con las figuras 1,5 y 12, el paquete de baterías 1000 según una realización de la presente divulgación puede incluir una pluralidad de módulos de batería 100. La pluralidad de módulos de batería 100 están dispuestos de modo que las superficies laterales están en contacto entre sí, y puede estar alojada en el bastidor de paquete 1100. Los terminales de electrodo ET expuestos a través de las aberturas superiores 600H de la parte rebajada superior 600D pueden estar conectados entre sí a través de un miembro de conexión para formar una conexión de HV. Además, los conectores de módulo MT expuestos a través de las aberturas superiores 600H de la parte rebajada superior 600D pueden estar conectados entre sí a través de un miembro de conexión para formar una conexión de LV. Como se ha descrito anteriormente, puede estar conectado eventualmente a un BMS (sistema de gestión de baterías). La conexión HV y la conexión LV pueden estar hechas en la parte rebajada superior 600D de la pila de celda de batería superior 200U. Entretanto, a pesar de que no se muestra específicamente en la figura, la conexión de HV y la conexión de LV entre las pilas de celda de batería inferiores 200L puede estar hecha de manera similar a la anterior en la parte rebajada inferior 700D.
[0122] Es decir, según la presente realización, se ha configurado de modo que esté formada una parte rebajada superior 600D que separa espacialmente la primera pila de celda de batería superior 210U y la segunda pila de celda de batería superior 220U, y la conexión de HV y la conexión de LV están hechas a la parte rebajada superior 600D. De la misma manera, se ha configurado de modo que esté formada una parte rebajada inferior 700D que separa espacialmente la primera pila de celda de batería inferior 210L y la segunda pila de celda de batería inferior 220L, y la conexión de HV y la conexión de LV están hechas a la parte rebajada inferior 700D. Al proporcionar un espacio separado para una conexión de HV y una conexión de LV, como en la parte rebajada superior 600D y la parte rebajada inferior 700D, la forma de conexión de la conexión de HV y la conexión de LV puede simplificarse y el espacio se puede usar de manera eficaz.
[0123] Entretanto, haciendo referencia a las figuras 2, 7, 8, 12, 13 y 14 juntas, un orificio de montaje MH para acoplamiento de montaje puede estar formado en cada una de la parte rebajada superior 600D y la parte rebajada inferior 700D. El orificio de montaje MH de la parte rebajada superior 600D y el orificio de montaje<m>H de la parte rebajada inferior 700D pueden estar ubicados a fin de corresponderse entre sí.
[0124] Además, pueden estar formados orificios en la placa superior 411 del bastidor superior 400 y la placa inferior 511 del bastidor inferior 500 a fin de corresponder a los orificios de montaje MH de la parte rebajada superior 600D y la parte rebajada inferior 700D.
[0125] Usando el orificio de montaje MH de la parte rebajada superior 600D y el orificio de montaje MH de la parte rebajada inferior 700D, la cubierta superior 600, el bastidor superior 400, el bastidor inferior 500 y la cubierta inferior 700 pueden estar fijados entre sí y, al mismo tiempo, el módulo de batería 100 puede estar fijado al bastidor de paquete 1100. El método de fijación a través del orificio de montaje MH no está particularmente limitado y, como ejemplo, puede usarse un acoplamiento de perno y tuerca. La parte rebajada superior 600D y la parte rebajada inferior 700D según la presente realización no solo pueden proporcionar un espacio para la conexión de HV y la conexión de LV, sino que también realizan la función de fijación del montaje del módulo de batería 100.
[0127] A continuación, la primera parte saliente superior y la segunda parte saliente superior según una realización de la presente divulgación se describirán en detalle.
[0129] Haciendo referencia a las figuras 1, 10 a 13, la cubierta superior 600 según la presente realización puede incluir una primera parte saliente superior 610 ubicada en un lado y una segunda parte saliente superior 620 ubicada en el otro lado, opuesto al lado previamente mencionado.
[0131] Un puerto de entrada 810 puede estar ubicado en la primera parte saliente superior 610 y un puerto de salida 820 puede estar ubicado en la segunda parte saliente superior 620. Como se ha descrito anteriormente, el puerto de entrada 810 para suministrar el refrigerante a la trayectoria de flujo de refrigeración P y el puerto de salida 820 para descargar el refrigerante de la trayectoria de flujo de refrigeración P pueden estar ubicados opuestos entre sí. El refrigerante introducido a través del puerto de entrada 810 puede fluir a lo largo de la trayectoria de flujo de refrigeración P en una dirección y a continuación descargarse a través del puerto de salida 820.
[0133] La cubierta inferior 700 según la presente realización puede incluir una primera parte saliente inferior 710 ubicada a fin de corresponder a la primera parte saliente superior 610 y una segunda parte saliente inferior 720 ubicada a fin de corresponder a la segunda parte saliente superior 620.
[0135] Un orificio de montaje MH para acoplamiento de montaje puede estar formado en cada una de la primera parte saliente superior 610 y la primera parte saliente inferior 710. El orificio de montaje MH de la primera parte saliente superior 610 y el orificio de montaje MH de la primera parte saliente inferior 710 pueden estar ubicados a fin de corresponderse entre sí.
[0137] Además, un orificio de montaje para acoplamiento de montaje puede estar formado en cada una de la segunda parte saliente superior 620 y la segunda parte saliente inferior 720. El orificio de montaje MH de la segunda parte saliente superior 620 y el orificio de montaje MH de la segunda parte saliente inferior 720 pueden estar ubicados a fin de corresponderse entre sí.
[0139] Es decir, la primera parte saliente superior 610 y la primera parte saliente inferior 710 pueden estar acopladas entre<sí a través del orificio de montaje m>H.<Además, el módulo de batería 100 puede estar fijado al bastidor de paquete>1100 a través de los orificios de montaje MH de la primera parte saliente superior 610 y la primera parte saliente inferior 710. De la misma manera, la segunda parte saliente superior 620 y la segunda parte saliente inferior 720 pueden estar acopladas entre sí a través del orificio de montaje MH. También, el módulo de batería 100 puede estar fijado al bastidor de paquete 1100 a través de los orificios de montaje MH de la segunda parte saliente superior 620 y la segunda parte saliente inferior 720.
[0141] Debido a que la primera parte saliente superior 610 proporcionada con el puerto de entrada 810 está acoplada en montaje a la primera parte saliente inferior 710, es posible reducir la posibilidad de fuga del refrigerante a través del hueco entre la primera parte saliente superior 610 y la primera parte saliente inferior 710. Es decir, la fuerza de prensado del acoplamiento de montaje puede usarse como una fuerza de sellado para evitar la fuga en el proceso de entrada del refrigerante.
[0143] Además, debido a que la segunda parte saliente superior 620 proporcionada con el puerto de salida 820 está acoplada en montaje a la segunda parte saliente inferior 720, es posible reducir la posibilidad de fuga del refrigerante a través del hueco entre la segunda parte saliente superior 620 y la segunda parte saliente inferior 720. Es decir, la fuerza de prensado del acoplamiento de montaje puede usarse como una fuerza de sellado para evitar la fuga en el proceso de descarga del refrigerante.
[0145] Los términos que representan direcciones tales como el lado delantero, el lado trasero, el lado izquierdo, el lado derecho, el lado superior y el lado inferior se han usado en realizaciones de la presente divulgación, pero los términos usados están proporcionados simplemente por motivos de conveniencia de descripción y pueden ser diferentes según la posición de un objeto, la posición de un observador o similares.
[0147] Se pueden montar el uno o más módulos de batería según realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente junto con diversos sistemas de control y protección, tal como un BMS (sistema de gestión de baterías), una BDU (unidad de desconexión de batería) y un sistema de refrigeración para formar un paquete de baterías. El módulo de batería o el paquete de baterías pueden aplicarse a diversos dispositivos. Por ejemplo, pueden aplicarse a medios de vehículo tal como una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico y un vehículo eléctrico híbrido y pueden aplicarse a diversos dispositivos capaces de usar una batería secundaria, sin estar limitados a los mismos.
[0148] La presente divulgación se ha descrito en detalle con referencia a realizaciones ilustrativas de la misma, pero el alcance de la presente divulgación no está limitado a las mismas y modificaciones y mejoras hechas por los expertos en la técnica usando el concepto básico de la presente divulgación, que están definidas en las siguientes reivindicaciones, también pertenecen al alcance de la presente divulgación.
[0150] [Descripción de los números de referencia]
[0151] 100: módulo de batería
[0152] 200U: pila de celda de batería superior
[0153] 200L: pila de celda de batería inferior
[0154] 300: bastidor de módulo
[0155] P: trayectoria de flujo de refrigeración

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería (100) que comprende:
una pila de celda de batería superior (200U) y una pila de celda de batería inferior (200L) en las que está apilada una pluralidad de celdas de batería (110);
una trayectoria de flujo de refrigeración (P) ubicada entre la pila de celda de batería superior (200U) y la pila de celda de batería inferior (200L); y
un bastidor de módulo (300) en el que están alojadas la pila de celda de batería superior (200U) y la pila de celda de batería inferior (200L),
en donde un puerto de entrada (810) para suministrar un refrigerante a la trayectoria de flujo de refrigeración (P) y un puerto de salida (820) para descargar el refrigerante de la trayectoria de flujo de refrigeración (P) están ubicados opuestos entre sí, de modo que el refrigerante fluye en una dirección en la trayectoria de flujo de refrigeración (P), y
en donde una dirección longitudinal (d1) de la celda de batería (110) está en paralelo con la dirección en la que el refrigerante fluye,
en donde el bastidor de módulo (300) comprende un bastidor superior (400) en el que está alojada la pila de celda de batería superior (200U) y un bastidor inferior (500) en el que está alojada la pila de celda de batería inferior (200L),
en donde la trayectoria de flujo de refrigeración (P) está formada entre el bastidor superior (400) y el bastidor inferior (500),
caracterizado por que el bastidor superior (400) comprende una placa superior (411) que está ubicada sobre la superficie inferior de la parte inferior (410) del bastidor superior (400), y una parte rebajada superior (412) que está rebajada hacia arriba desde la placa superior (411),
por que el bastidor inferior (500) comprende una placa inferior (511) que está ubicada sobre la superficie superior de la parte de techo (510) del bastidor inferior (500), y una parte rebajada inferior (512) que está rebajada hacia abajo desde la placa inferior (511), y
por que la placa superior (411) y la placa inferior (511) están unidas de modo que la parte rebajada superior (412) y la parte rebajada inferior (512) forman la trayectoria de flujo de refrigeración (P).
2. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde:
el refrigerante fluye en una línea recta en la trayectoria de flujo de refrigeración (P).
3. El módulo de batería según la reivindicación 1, en donde:
en la trayectoria de flujo de refrigeración (P), el refrigerante fluye en una línea curva a lo largo de dicha dirección.
4. El módulo de batería según la reivindicación 1, que comprende, además:
una cubierta superior (600) que cubre la porción abierta del bastidor superior (400) y una cubierta inferior (700) que cubre la porción abierta del bastidor inferior (500).
5. El módulo de batería según la reivindicación 4, en donde:
la pila de celda de batería superior (200U) comprende una primera pila de celda de batería superior (210U) y una segunda pila de celda de batería superior (220U), y
la pila de celda de batería inferior (200L) comprende una primera pila de celda de batería inferior (210L) y una segunda pila de celda de batería inferior (220L).
6. El módulo de batería según la reivindicación 5, en donde:
la cubierta superior (600) comprende una parte rebajada superior (600D) que está rebajada hacia abajo entre la primera pila de celda de batería superior (210U) y la segunda pila de celda de batería superior (220U), y la cubierta inferior (700) comprende una parte rebajada inferior (700D) que está rebajada hacia arriba entre la primera pila de celda de batería inferior (210L) y la segunda pila de celda de batería inferior (220L).
7. El módulo de batería según la reivindicación 6, en donde:
cada una de la primera pila de celda de batería superior (210U) y la segunda pila de celda de batería superior (220U) comprende un terminal de electrodo (ET) y un conector de módulo (MT) expuesto hacia la parte rebajada superior (600D),
cada una de la primera pila de celda de batería inferior (210L) y la segunda pila de celda de batería inferior (220L) comprende un terminal de electrodo (ET) y un conector de módulo (MT) expuesto hacia la parte rebajada inferior (700D), y
una conexión de HV (alta tensión) para conectar los terminales de electrodo (ET) y una conexión de LV (baja tensión) para conectar el conector de módulo (MT) están formadas en cada una de la parte rebajada superior (600D) y la parte rebajada inferior (700D).
8. El módulo de batería según la reivindicación 6, en donde:
la primera pila de celda de batería superior (210U) y la segunda pila de celda de batería superior (220U) están separadas espacialmente por la parte rebajada superior (600D), y
la primera pila de celda de batería inferior (210L) y la segunda pila de celda de batería inferior (220L) están separadas espacialmente por la parte rebajada inferior (700D).
9. El módulo de batería según la reivindicación 6, en donde:
un orificio de montaje (MH) para acoplamiento de montaje está formado en cada una de la parte rebajada superior (600D) y la parte rebajada inferior (700D), y
el orificio de montaje (MH) de la parte rebajada superior (600D) y el orificio de montaje (MH) de la parte rebajada inferior (700D) están ubicados a fin de corresponderse entre sí.
10. El módulo de batería según la reivindicación 4, en donde:
la cubierta superior (600) comprende una primera parte saliente superior (610) ubicada en un lado y una segunda parte saliente superior (620) ubicada en el otro lado, opuesto a dicho lado, y
el puerto de entrada (810) está ubicado en la primera parte saliente superior (610) y
el puerto de salida (820) está ubicado en la segunda parte saliente superior (620).
11. El módulo de batería según la reivindicación 10, en donde:
la cubierta inferior (700) comprende una primera parte saliente inferior (710) ubicada a fin de corresponder a la primera parte saliente superior (610) y una segunda parte saliente inferior (720) ubicada a fin de corresponder a la segunda parte saliente superior (620).
12. El módulo de batería según la reivindicación 11, en donde:
un orificio de montaje (MH) para acoplamiento de montaje está formado en cada una de la primera parte saliente superior (610) y la primera parte saliente inferior (710), y
un orificio de montaje (MH) para acoplamiento de montaje está formado en cada una de la segunda parte saliente superior (620) y la segunda parte saliente inferior (720).
13. Un paquete de baterías (1000) que comprende el módulo de batería (100) según la reivindicación 1.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102851447B1 (ko) * 2022-11-16 2025-08-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240077122A (ko) * 2022-11-24 2024-05-31 에스케이온 주식회사 배터리 팩
EP4471941B1 (en) * 2022-12-19 2026-03-11 LG Energy Solution, Ltd. Double-sided cooling-type battery module and heat sink included therein
USD1095406S1 (en) * 2023-04-19 2025-09-30 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Battery pack
KR20250128005A (ko) * 2024-02-20 2025-08-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20250134370A (ko) * 2024-03-04 2025-09-11 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩
WO2025192922A1 (ko) * 2024-03-15 2025-09-18 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리팩과 팩리드 및 이를 포함하는 차량
US12531305B2 (en) * 2024-06-20 2026-01-20 Estes Energy Solutions, Inc. Thermo-structural battery packs and systems

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008165989A (ja) 2006-12-27 2008-07-17 Calsonic Kansei Corp 車両用バッテリ冷却システム
KR101156527B1 (ko) * 2010-06-01 2012-06-21 에스비리모티브 주식회사 전지팩
JP5556491B2 (ja) 2010-08-06 2014-07-23 株式会社豊田自動織機 バッテリパック
KR101847182B1 (ko) 2011-07-07 2018-04-10 에스케이이노베이션 주식회사 수냉식 냉각을 위한 열전도성 케이스를 가지는 배터리
KR101588251B1 (ko) * 2013-06-11 2016-01-25 주식회사 엘지화학 냉매 및 배기 가스의 혼합을 방지하는 구조를 포함하는 전지모듈
KR101608853B1 (ko) * 2013-06-20 2016-04-04 주식회사 엘지화학 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR101609232B1 (ko) * 2013-08-28 2016-04-05 주식회사 엘지화학 냉매 유로가 형성된 카트리지를 포함하는 전지모듈
KR101579483B1 (ko) 2014-02-25 2015-12-22 엘지전자 주식회사 배터리팩
KR101779944B1 (ko) 2014-08-29 2017-09-19 주식회사 엘지화학 콤팩트하고 안정성이 우수한 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
JP2016201303A (ja) * 2015-04-13 2016-12-01 ダイキョーニシカワ株式会社 発熱体の温度調節構造
KR102072220B1 (ko) 2016-01-12 2020-01-31 주식회사 엘지화학 디바이스에 대한 탑재 공간이 최소화된 전지팩
KR102731553B1 (ko) 2016-12-15 2024-11-18 현대자동차주식회사 냉각 구조가 구비된 배터리 모듈
KR102319537B1 (ko) * 2017-12-20 2021-10-29 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102273195B1 (ko) 2017-12-27 2021-07-05 주식회사 엘지에너지솔루션 개선된 냉각 구조를 갖는 배터리 모듈
KR102391984B1 (ko) 2018-05-23 2022-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈용 냉각 부재 및 이를 포함하는 전지팩
CN109119552A (zh) 2018-08-26 2019-01-01 杭州捷能科技有限公司 一种轻量化高效电池包
JP6683779B2 (ja) 2018-08-31 2020-04-22 本田技研工業株式会社 バッテリパックの冷却構造
KR102640328B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
KR102640329B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP6713524B2 (ja) 2018-12-17 2020-06-24 本田技研工業株式会社 バッテリユニット
KR102654288B1 (ko) 2019-01-09 2024-04-05 비와이디 컴퍼니 리미티드 배터리 팩, 차량, 및 에너지 저장 디바이스
US20200251698A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 Ford Global Technologies, Llc Multi-tiered battery pack and liquid coolant communication method for same
CN209843767U (zh) 2019-03-28 2019-12-24 蜂巢能源科技有限公司 模组支架及电池包
KR102872962B1 (ko) * 2019-05-16 2025-10-20 현대자동차주식회사 차량용 배터리 냉각 시스템
KR102846780B1 (ko) * 2019-06-17 2025-08-13 주식회사 엘지에너지솔루션 냉각부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치
KR102769904B1 (ko) * 2019-08-07 2025-02-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈들의 기계적, 전기적 고정구조를 통합한 배터리 팩
KR102705400B1 (ko) 2019-08-07 2024-09-12 주식회사 엘지에너지솔루션 자동차용 언더 바디
GB2588587B (en) 2019-10-18 2022-09-21 Dyson Technology Ltd Battery pack
CN111477931A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 昆山宝创新能源科技有限公司 软包电池和车辆
CN111769221A (zh) 2020-06-02 2020-10-13 北京新能源汽车股份有限公司蓝谷动力系统分公司 用于车辆的电池模组和车辆

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