ES2805099T3 - Disposición de batería - Google Patents
Disposición de batería Download PDFInfo
- Publication number
- ES2805099T3 ES2805099T3 ES17752281T ES17752281T ES2805099T3 ES 2805099 T3 ES2805099 T3 ES 2805099T3 ES 17752281 T ES17752281 T ES 17752281T ES 17752281 T ES17752281 T ES 17752281T ES 2805099 T3 ES2805099 T3 ES 2805099T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- battery
- cells
- arrangement according
- recesses
- battery cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
- H01M6/44—Grouping of primary cells into batteries of tubular or cup-shaped cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/227—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/222—Inorganic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/222—Inorganic material
- H01M50/224—Metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Disposición de batería con un módulo de sujeción (2) con escotaduras (4) similares, configuradas en él para la recepción de celdas de batería eléctricas (5), donde el componente de cada celda de batería (5) es un cuerpo base de celda cilíndrico (10), que en la zona de su un lado frontal está provisto un contacto positivo (11) con superficie exterior brillante metálica, y en la zona de su otro lado frontal está provisto con un contacto negativo (12) con superficie exterior brillante metálica, y con medios para la refrigeración y/o calentamiento del módulo de sujeción (2), caracterizada porque el módulo de sujeción (2) es un cuerpo homogéneo, atravesable por un fluido portador de calor de un material conductor de calor, como p. ej., aluminio con un primer lado exterior (7A) y un segundo lado exterior (7B) paralelo a este, porque las escotaduras (4) se extienden respectivamente de forma continua y sin modificación de su sección transversal entre los lados exteriores (7A, 7B) y solo están abiertas en los lados exteriores (7A, 7B), porque al menos las secciones de pared (22, 23) de las escotaduras (4) son cilíndricas y porque cada cuerpo base de celda (10) está rodeada sobre su circunferencia y la mayor parte de su longitud por una propia envolvente conductora de calor (20) y gracias a esta está en contacto de forma plana contra las secciones de pared cilíndricas (22, 23).
Description
DESCRIPCIÓN
Disposición de batería
La invención se refiere una disposición de batería con un módulo de sujeción con escotaduras similares, configuradas en él para la recepción de celdas de batería eléctricas, donde el componente de cada celda de batería es un cuerpo base de celda cilíndrico, que en la zona de su un lado frontal está provisto un contacto positivo con superficie exterior brillante metálica, en la zona de su otro lado frontal está provisto con un contacto negativo con superficie exterior brillante metálica, y con medios para la refrigeración y/o calentamiento del módulo de sujeción.
Una disposición de batería semejante, especialmente apropiada para los acumuladores para accionamientos de traslación eléctricos se conoce por el documento WO 2008/156737 A1. En un módulo configurado en conjunto de tipo bloque se sitúa un gran número de celdas de batería construidas de forma idéntica, que están conectadas en parte en serie y en parte eléctricamente en paralelo. Ante todo, al usar accionamientos de traslación eléctricos, a una disposición de batería semejante se exige una elevada potencia eléctrica, lo que conduce a un calentamiento correspondiente de las celdas de batería individuales. Por ello, se requiere una refrigeración, para lo que los tubos de refrigeración atravesados por un fluido de refrigeración están conducidos respectivamente entre hileras de baterías adyacentes. En la zona directa de las celdas de batería están deformados los tubos de refrigeración, para que se produzca una superficie de contacto aumentada entre el lado plano del tubo de refrigeración plano y la envolvente cilíndrica de la respectiva celda de batería. De ello resulta un desarrollo ondulado de los tubos de refrigeración dispuestos entre las hileras de baterías adyacentes. La fabricación de los tubos ondulados requiere herramientas de deformación especiales, que también están descritas en el documento WO 2008/156737 A1. Adicionalmente, los tubos se deben sujetar individualmente dentro del módulo y fijarse en su posición. Este montaje es exigente dado que debe estar adaptado a la posición y las dimensiones de las celdas de batería individuales. Esto hace necesario componentes y ayudas de ajuste adicionales. El montaje de los tubos de refrigeración se configura además entonces de forma especialmente difícil, cuando estos tienen forma de meandro, en tanto que las secciones onduladas más largas se alternan con desvíos en forma de U. Finalmente, pese a la forma ondulada de los tubos, no es muy grande la superficie de contacto real entre el lado plano del tubo de refrigeración y la envolvente cilíndrica de la celda de batería. En zonas relativamente grandes de las superficies envolventes de las celdas de batería no se produce un contacto térmico directo. Por ello está limitada la potencia de refrigeración obtenible con la disposición conocida, incluso en el caso de condiciones de flujo óptimas en el tubo de refrigeración.
Por el documento DE 19829293 A1 se conoce un sistema de refrigeración de batería, según lo cual un dispositivo de refrigeración está conectado por flujo a través de una línea de conexión con el espacio interior de una carcasa estanca al aire. En la carcasa están alojadas varias celdas de batería configuradas de forma herméticamente estanca. Las celdas de batería individuales están configuradas de forma cilíndrica con sección transversal circular. Correspondientemente, entre las baterías existe un espacio a través del que puede fluir el refrigerante líquido.
No obstante, el sistema de refrigeración de batería conocido es insuficiente en la potencia de refrigeración. Además, la carcasa no es apropiada para evacuar también lo más rápido posible su calor en el caso de una explosión también solo de una celda. La protección mecánica es insuficiente. Existe el peligro de un “escape térmico”, según lo cual dentro de la carcasa explota una celda tras otra. La invención tiene el objetivo de configurar y perfeccionar una disposición de batería del tipo según la invención, de manera que en el caso de potencia de refrigeración suficientemente buena se garantice una protección mecánica en el caso de una explosión de celdas de batería individuales o de varias celdas.
Como solución técnica respecto a esta especificación objetivo se propone que el módulo de sujeción sea un cuerpo homogéneo, atravesable por un fluido portador de calor de un material conductor de calor, como p. ej., aluminio con un primer lado exterior y un segundo lado exterior paralelo respecto a este, que las escotaduras se extiendan respectivamente de forma continua y sin modificación de su sección transversal entre los lados exteriores y estén abiertas solo en los lados exteriores, que sean cilíndricas al menos las secciones de pared de las escotaduras, y que cada cuerpo base de celda esté rodeado sobre su circunferencia y la mayor parte de su longitud de una propia envolvente conductora de calor y gracias a esta esté en contacto plano contra las secciones de pared cilíndricas.
Un módulo de sujeción semejante posibilita una potencia de refrigeración elevada en las superficies envolventes de las celdas de batería. Esto se consigue en tanto que el módulo de sujeción es un cuerpo homogéneo, es decir, en una pieza de un material buen conductor de calor, como p. ej., aluminio, que además se puede atravesar por un fluido de refrigeración y para ello está provisto en su interior con canales de refrigeración. Las escotaduras para la recepción de las celdas de batería eléctricas se extienden entre un primer lado exterior y un segundo lado exterior paralelo a este del cuerpo homogéneo. A este respecto, cada escotadura se extiende de forma continua y sin modificación de su sección transversal entre los lados exteriores. Cada escotadura está abierta así exclusivamente hacia los lados exteriores y no en otras direcciones.
Para una superficie de transmisión de calor lo más grande posible, al menos las secciones de pared de las escotaduras tienen forma cilíndrica y cada cuerpo base de celda está rodeado sobre su circunferencia y la mayor parte de su longitud por un material apropiado, buen conductor de calor, p. ej., de silicona. El cuerpo base de celda está en contacto gracias a esta envolvente de forma plana contra las secciones de pared cilíndricas.
Además, es ventajoso el bajo coste de fabricación y montaje durante la fabricación del módulo de sujeción, dado que el producto de partida puede ser, p. ej., un bloque de aluminio, en el que se pueden fabricar las escotaduras mediante exclusivamente procesos de perforación o fresado. También es posible una fabricación completa a partir de metal de fundición, como módulo extruido o en un procedimiento aditivo, es decir, en un procedimiento de impresión 3D. Las celdas de batería individuales se insertan en la dirección longitudinal de batería en las escotaduras así elaboradas o conformadas igualmente durante el moldeo, lo que permite un equipamiento sencillo en conjunto y realizable ante todo de forma completamente automática, en la que, p. ej., se introducen simultáneamente una pluralidad de celdas de batería de forma simultánea en el cuerpo de aluminio homogéneo.
También es especialmente ventajosa la envolvente de material buen conductor de calor, con el que está rodeado cada cuerpo base de celda de las celdas de batería. Para una evacuación de calor óptima, esta envolvente se puede componer, p. ej., de silicona, no obstante, también se pueden obtener con una envolvente de polietileno, polipropileno o goma buenos valores de transmisión de calor y por consiguiente una buena evacuación de calor de las celdas de batería.
La envolvente, de la que está provista cada celda de batería individual, presenta preferentemente la forma de un casquillo abierto en ambos extremos. Debería cubrir una longitud de al menos el 75% de la longitud del cuerpo base de celda, a fin de proporcionar una superficie de transmisión térmica suficiente.
Según una configuración preferida, las secciones de pared cilíndricas de las escotaduras en la dirección longitudinal de batería son respectivamente más cortas que el cuerpo base de celda de la celda de batería. Correspondientemente, la distancia entre ambos lados exteriores del módulo de sujeción es menor que la longitud del cuerpo base de celda. Esto tiene la ventaja de que cada celda de batería sobresale con sus dos extremos algo fuera del cuerpo homogéneo, lo que facilita el contacto eléctrico, sin que se originen desventajas dignas de mención para la superficie de transmisión de calor obtenida en conjunto. En particular, en cada celda de batería puede sobresalir su contacto positivo más allá del uno de los lados exteriores, y su contacto negativo más allá del otro de los lados exteriores del módulo de sujeción. En la configuración de las escotaduras existe la posibilidad de que cada escotadura solo reciba una celda de batería individual. En este caso, la sección transversal de la escotadura puede ser cilíndrica circular, por lo que es posible una transmisión de calor sobre toda la circunferencia de la celda de batería. Puede ser más favorable técnicamente en el montaje una variante en la que las escotaduras están aumentadas, en tanto que presentan una sección transversal oblonga y reciben respectivamente un grupo de celdas de batería. Preferentemente, las celdas de batería que forman este grupo están dispuestas en una hilera recta.
La sección transversal oblonga de una escotadura semejante, aumentada se compone de zonas de sección transversal formadas por las secciones de pared cilíndricas, en las que se sitúan las celdas de batería, y las zonas de transición, donde la anchura de la escotadura en las zonas de transición es menor que en las zonas de sección transversal.
Las celdas de batería están dispuestas preferentemente en hileras de celdas. Preferentemente, las celdas de batería están dispuestas en varias hileras de celdas paralelas entre sí, donde las celdas de batería están dispuestas de forma decalada entre sí en alternancia en las hileras de celdas directamente adyacentes.
Para un pequeño coste en la fabricación y montaje de los medios de contacto eléctrico es ventajoso que todas las celdas de batería de una hilera de celdas presenten la misma polaridad. En este caso, la hilera de celdas adyacente a esta hilera de celdas se compone de celdas de batería con polaridad uniforme, donde sin embargo en las hileras de celda directamente adyacentes es opuesta la polaridad de las celdas de batería reunidas aquí.
Con vista al contacto eléctrico de las celdas de batería es ventajoso un modo constructivo en el que una pluralidad de celdas de batería está conecta eléctricamente en serie y la hilera se extiende en ángulo recto a la sección transversal oblonga de las escotaduras.
Otra configuración está caracterizada por una disposición de celdas de batería en al menos dos grupos de baterías, donde los grupos de baterías están separados entre sí por el canal de refrigeración configurado en el módulo de sujeción, que se puede atravesar por un fluido de refrigeración. Preferentemente el canal de refrigeración se extiende transversalmente a la dirección de las hileras de celdas.
Otras ventajas y particularidades de la disposición de batería se explican a continuación mediante los dibujos. Aquí
muestran:
Fig. 1 una vista en planta de una disposición de batería, que se compone de un módulo de sujeción en forma de bloque y las celdas de batería dispuestas en él, donde solo está representado su contacto eléctrico para algunas de las de las celdas de batería;
Fig. 2 una representación en perspectiva de la disposición de batería, donde una zona parcial está reproducida como brote;
Fig. 3a una celda de batería recargable, rodeada por una envolvente conductora de calor;
Fig. 3b la celda de batería según la fig. 3a, donde con motivo de la explicación se omite una parte de la envolvente; Fig. 4 en una representación en perspectiva exclusivamente el módulo de sujeción en forma de bloque;
Fig. 5 una zona V de la fig. 4 en escala ampliada;
Fig. 6 una vista en planta del módulo de sujeción, y
Fig. 7 la zona VII de la fig. 6 en escala ampliada.
La disposición de batería según las figuras 1 y 2 se aplica, p. ej., como acumulador de un vehículo con un potente accionamiento de traslación eléctrico. No obstante, también son posibles otros campos de aplicación, en los que se exige una elevada potencia de los acumuladores o baterías. Cuando a continuación se habla de celdas de batería, por consiguiente, siempre se consideran baterías recargables, también designadas como acumuladores.
El componente base de la disposición de batería es un módulo de sujeción 2 configurado en conjunto de tipo bloque. El módulo de sujeción 2 un cuerpo homogéneo, en una pieza de un metal, que puede ser eléctricamente conductor, y que se destaca ante todo por una buena conductividad de calor. P. ej., un bloque de aluminio es especialmente apropiado como módulo de sujeción. En el bloque se sitúan los canales de refrigeración 9 que se pueden atravesar por un fluido portador de calor, a fin de refrigerar así el bloque o calentar el bloque, en el caso de bajas temperaturas exteriores, y así llevar las baterías en primer lugar a la temperatura de trabajo. El fluido portador de calor puede ser, p. ej., agua o un aceite.
El módulo de sujeción 2 está provisto con una pluralidad de escotaduras 4 similares para el equipamiento con celdas de batería eléctricas 5. Las escotaduras 4, cuya forma se puede reconocer adecuadamente ante todo por las figuras 4 - 7, se incorporan, por ejemplo, mediante procesos de perforación o fresado en el bloque de metal. Con esta técnica también se pueden fabricar los canales de refrigeración 9. El módulo de sujeción 2 está configurado aquí como un paralelepípedo rectangular, cuya longitud es mayor que su anchura, no obstante, también son posibles otras geometrías según la finalidad o lugar de uso.
La altura H del módulo de sujeción 2 designada en la fig. 2 es menor que su longitud y su anchura. La altura H designa al mismo tiempo la distancia entre un primer lado exterior 7A, y un segundo lado exterior 7B paralelo a este del módulo de sujeción 2. Los ejes longitudinales de las celdas de batería 5 configuradas de forma cilíndrica se extienden perpendicularmente a los dos lados exteriores 7A, 7B. Según permite reconocer ante todo la fig. 4 y, en escala ampliada, fig. 5, las escotaduras 4 se extienden respectivamente de forma continua y sin modificación de su sección transversal entre los dos lados 7A, 7B del cuerpo homogéneo. Cada escotadura 4 está abierta así solo hacia estos lados exteriores 7A, 7B, y no, p. ej., transversalmente a ella.
La sección transversal de las escotaduras 4 está configurada de modo que al menos las secciones de pared 22, 23 de las escotaduras son parcialmente cilíndricas y en esta sección transversal parcialmente cilíndrica está dispuesta una celda de batería cilíndrica 5. Para ello, en la fig. 7 se reproduce a trazos una celda de batería 5 en una de las escotaduras 4. Se puede reconocer que las secciones de pared cilíndricas 22, 23 se extienden sobre una gran parte de la circunferencia de la celda de batería 5, y sobre las secciones de pared 22, 23 existe un contacto plano, directo y por consiguiente una zona de transferencia de calor intensiva entre la celda de batería 5 y la pared de la escotadura 4.
Este contacto se mejora todavía porque, según las figuras 3a y 3b, el cuerpo base de celda 10 de cada celda de batería 5, cuyo lado exterior cilíndrico es al mismo tiempo parte del contacto negativo 12, está rodeado por una envolvente 20 eléctricamente aislante, pero con conducción térmica especialmente buena. El cuerpo base de celda 10 está en contacto gracias a esta envolvente 20 de forma plana contra las secciones de pared cilíndricas 22, 23 de la escotadura 4.
La envolvente 20 reproducida completamente en la fig. 3a y retirada parcialmente en la fig. 3b presenta la forma de un casquillo abierto en ambos extremos. Está hecha preferentemente de silicona, dado que la silicona se destaca por un elevado coeficiente de conducción de calor. Pero el polietileno, polipropileno o goma también son apropiados como material para la envolvente 20.
Si las celdas de batería 5 antes de su uso en la disposición de batería según la invención disponen de una envolvente protectora que rodea el cuerpo base de celda 10 sin función eléctrica, esta envolvente protectora se puede retirar en
primer lugar, y sustituir por una envolvente 20 de, p. ej., silicona.
La envolvente 20 debería cubrir al menos el 75 % de la longitud L del cuerpo base de celda 10.
Las escotaduras dispuestas más bien centralmente en el módulo de sujeción 2 son de una longitud tal que estas escotaduras reciben un mayor número de celdas de batería 5, en el ejemplo de realización seis celdas de batería. Las escotaduras 4 dispuestas en los extremos longitudinales del módulo 2 son de una longitud tal que estas escotaduras solo reciben un número menor y preferentemente solo la mitad de las celdas de batería 5, en el ejemplo de realización así tres celdas de batería.
Por consiguiente, cada escotadura 4 puede recibir más de solo una celda de batería, la sección transversal de la escotadura 4 se compone de zonas de sección transversal 25 formadas por las secciones de pared cilíndricas 22, 23, en las que se sitúan las celdas de batería, y zonas de transición 26 dispuestas en medio, donde la anchura B de la escotadura 4 es menor en las zonas de transición 26 que en las zonas de sección transversal 25. De esta manera cada recepción 4 recibe un grupo de celdas de batería 5, donde las celdas de batería 5 del grupo forman una hilera. Alternativamente también es posible disponer una recepción cilíndrica propia en el módulo de sujeción para cada celda de batería individual 5. En este caso, el calor excedente de la celda de batería se evacúa lo mejor posible al metal del módulo de sujeción completamente circundante. A la inversa durante el calentamiento del módulo de sujeción se transmite este calor adecuadamente hacia la celda de batería 5, para llevar esta, por ejemplo, en el caso de temperaturas iniciales bajas, en primer lugar a la temperatura de funcionamiento óptima para la celda de batería. Sin embargo, la inserción de la celda de batería en una abertura cilíndrica y escasamente cortada en este sentido es más difícil que en el concepto ilustrado, en el que cada abertura 4 es de sección transversal oblonga y al mismo tiempo recibe varias celdas de batería 5.
Los canales de fluido 9, que sirven según la situación de funcionamiento como canales de refrigeración o como canales de calentamiento, discurren transversalmente a la extensión longitudinal de las escotaduras 4, y por consiguiente también transversalmente a las hileras de celdas R1, R2, R3 en las que están dispuestas las celdas de batería 5. Entre el canal de fluido 9 y los extremos cercanos de las escotaduras 4, para una evacuación de calor lo mejor posible, solo debería existir una pared separadora delgada, por lo que, en el ejemplo de realización aquí descrito, estos canales de refrigeración 9 discurren en forma ondulada. Se debe evitar que el fluido de refrigeración pueda llegar de los canales de fluido 9 en las escotaduras 4 con las celdas de batería.
Las celdas de batería 5 en las hileras de celdas R1 y R2 o R2 y R3 directamente adyacentes están dispuestas de forma decalada entre sí en alternancia en el módulo de sujeción 2.
Las paredes 40 entre escotaduras adyacentes 4 presentan de este modo un desarrollo ondulado. Esta disposición de las escotaduras posibilita una densidad de empaquetamiento de las celdas de batería y por consiguiente también un módulo de sujeción 2 especialmente compacto.
Todas las celdas de batería 5, que están dispuestas en una escotadura común 4, presentan la misma polaridad, es decir, la misma orientación de sus contactos eléctricos 11, 12. Adicionalmente, todas las celdas de batería de una hilera de celdas R1, R2, R3 presentan la misma polaridad. Por el contrario, en la respectiva hilera de celdas directamente adyacentes es opuesta la polaridad de las celdas de batería reunidas en ella. Así, observado en la dirección del desarrollo de los canales de refrigeración 9, se alternan respectivamente las hileras de celdas, cuyas baterías presentan una primera polaridad, con hileras de celdas, cuyas baterías presentan la polaridad inversa. La fig.
1 permite reconocerlo gráficamente, en la que están designados los contactos positivos 11 y los contactos negativos 12 de las celdas de batería individuales 5.
La disposición de batería presenta un conductor positivo común 34 a lo largo de un lado longitudinal del módulo de sujeción 2 y un conductor negativo común 35 a lo largo del otro lado longitudinal. Desde el conductor positivo 34, una conexión eléctrica 32 conduce al contacto positivo 11 de la celda de batería en la hilera de celdas directamente adyacente al conductor positivo 34. Correspondientemente, desde el conductor negativo común 35, una conexión 33 conduce al contacto negativo 12 de la celda de batería en la hilera de celdas directamente adyacente al conductor negativo 35. Los elementos de contacto 39 puentean respectivamente el contacto positivo 11 de la celda de batería de una hilera de celdas con el contacto negativo 12 de la celda de batería de la hilera de celdas adyacente. Las celdas de batería sucesivas a lo largo de la anchura del módulo de sujeción 2, en el ejemplo de realización son doce celdas de batería, por ello, están conectadas eléctricamente en serie. Este circuito eléctrico en serie se extiende transversalmente a las escotaduras 4 y a las hileras de celdas R1, R2, R3. En este tipo de contacto eléctrico está conectada eléctricamente en serie así una pluralidad de celdas de batería y esta hilera se extiende en ángulo recto a la extensión de la sección transversal oblonga de las escotaduras 4.
Con respecto a otras configuraciones ventajosas de la enseñanza según la invención, para evitar repeticiones se hará referencia a la parte general de la memoria descriptiva, así como a las reivindicaciones adjuntas.
Finalmente, debe entenderse expresamente que los ejemplos de realización descritos anteriormente de la enseñanza según la invención sirven solo para la discusión de la exposición reivindicada, la cual no está limitada a estos ejemplos de realización.
Lista de referencias
2 Módulo de sujeción
4 Escotadura
5 Celda de batería
7A Primer lado exterior
7B Segundo lado exterior
9 Canal de fluido, canal de refrigeración
10 Cuerpo base de celda
11 Contacto positivo
12 Contacto negativo
20 Envolvente
22 Sección de pared
23 Sección de pared
25 Zona de sección transversal
26 Zona de transición
32 Conexión
33 Conexión
34 Conductor positivo común
35 Conductor negativo común
39 Elemento de contacto
40 Pared
B Anchura
R1 Hilera de celdas
R2 Hilera de celdas
R3 Hilera de celdas
G1 Grupo de baterías
G2 Grupo de baterías
G3 Grupo de baterías
H Altura
L Longitud
Claims (15)
1. Disposición de batería con un módulo de sujeción (2) con escotaduras (4) similares, configuradas en él para la recepción de celdas de batería eléctricas (5), donde el componente de cada celda de batería (5) es un cuerpo base de celda cilíndrico (10), que en la zona de su un lado frontal está provisto un contacto positivo (11) con superficie exterior brillante metálica, y en la zona de su otro lado frontal está provisto con un contacto negativo (12) con superficie exterior brillante metálica, y con medios para la refrigeración y/o calentamiento del módulo de sujeción (2), caracterizada porque el módulo de sujeción (2) es un cuerpo homogéneo, atravesable por un fluido portador de calor de un material conductor de calor, como p. ej., aluminio con un primer lado exterior (7A) y un segundo lado exterior (7B) paralelo a este, porque las escotaduras (4) se extienden respectivamente de forma continua y sin modificación de su sección transversal entre los lados exteriores (7A, 7B) y solo están abiertas en los lados exteriores (7A, 7B), porque al menos las secciones de pared (22, 23) de las escotaduras (4) son cilíndricas y porque cada cuerpo base de celda (10) está rodeada sobre su circunferencia y la mayor parte de su longitud por una propia envolvente conductora de calor (20) y gracias a esta está en contacto de forma plana contra las secciones de pared cilíndricas (22, 23).
2. Disposición de batería según la reivindicación 1, caracterizada porque la envolvente (20) está hecha de uno de los materiales de silicona, polietileno, polipropileno o goma.
3. Disposición de batería según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la envolvente (20) presenta la forma de un casquillo abierto en ambos extremos.
4. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la envolvente (20) cubre al menos el 75% de la longitud (L) del cuerpo base de celda (10).
5. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las secciones de pared (22, 23) en la dirección longitudinal de batería son respectivamente más cortas que el cuerpo base de celda (10).
6. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en cada celda de batería (5), su contacto positivo (11) sobresale más allá de uno de los lados exteriores (7A, 7B), y el contacto negativo (12) sobresale más allá del otro de los lados exteriores (7A, 7B) del módulo de sujeción (2).
7. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las escotaduras reciben respectivamente una celda de batería individual (5), donde la sección transversal de la escotadura puede ser cilíndrica circular.
8. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque las escotaduras (4) presentan una sección transversal oblonga y reciben respectivamente un grupo de celdas de batería (5).
9. Disposición de batería según la reivindicación 8, caracterizada porque las celdas de batería (5) que forman el grupo están dispuestas en una hilera, y porque la sección transversal de la escotadura (4) se compone de zonas de sección transversal (25) formadas por las secciones de pared cilíndricas (22, 23), en las que se sitúan las celdas de batería (5), y zonas de transición (26), donde la anchura (B) de la escotadura (4) en las zonas de transición (26) es menor que en las zonas de sección transversal (25).
10. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las celdas de batería (5) están dispuestas en hileras de celdas (R1, R2, R3,...), donde las celdas de batería (5) pueden estar dispuestas en varias hileras de celdas (R1, R2, R3,...) paralelas entre sí, y las celdas de batería (5) pueden estar dispuestas decaladas entre sí en alternancia en hileras de celdas directamente adyacentes en el módulo de sujeción (2).
11. Disposición de batería según la reivindicación 10, caracterizada porque todas las celdas de batería (5) de una hilera de celdas presentan la misma polaridad, donde la hilera de celdas adyacente a la hilera de celdas también se puede componer de celdas de batería (5) con polaridad uniforme.
12. Disposición de batería según la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque en hileras de celdas directamente adyacentes están opuestas la polaridad de las celdas de batería (5) reunidas en ellas.
13. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque una pluralidad de celdas de batería (5) está conecta eléctricamente en serie y la hilera se extiende en ángulo recto respecto
a la sección transversal longitudinal de las escotaduras (4).
14. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada por una disposición de las celdas de batería (5) en al menos dos grupos de baterías (G1, G2, G3), donde los grupos de baterías están separados entre sí por un canal de refrigeración (9) configurado en el módulo de sujeción (2), que se puede atravesar por un fluido de refrigeración.
15. Disposición de batería según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizada porque el canal de refrigeración (9) se extiende transversalmente a las hileras de células (R1, R2, R3).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016113177.6A DE102016113177A1 (de) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Batterieanordnung |
| PCT/DE2017/200063 WO2018014918A1 (de) | 2016-07-18 | 2017-07-06 | Batterieanordnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2805099T3 true ES2805099T3 (es) | 2021-02-10 |
Family
ID=59631506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES17752281T Active ES2805099T3 (es) | 2016-07-18 | 2017-07-06 | Disposición de batería |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3378111B1 (es) |
| CN (1) | CN109716552B (es) |
| DE (1) | DE102016113177A1 (es) |
| ES (1) | ES2805099T3 (es) |
| WO (1) | WO2018014918A1 (es) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020200338A1 (de) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Scio Technology Gmbh | Batteriezellenmakromodulgehäuse, kontaktiervorrichtung für ein batteriezellenmakromodulgehäuse, gehäusedeckel für eine kontaktiervorrichtung für ein batteriezellenmakromodulgehäuse und ein batteriezellenmakromodul |
| CN114641892A (zh) * | 2019-12-27 | 2022-06-17 | 松下知识产权经营株式会社 | 蓄电模块 |
| CN111477994B (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-13 | 四川大学 | 具有分流结构的一体式动力电池组冷却系统及电池组 |
| CN111540866B (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-09 | 深圳小木科技有限公司 | 一种电池组与新能源汽车 |
| DE102020120992A1 (de) * | 2020-08-10 | 2022-02-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Batterieanordnung |
| DE102021121980A1 (de) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | Schuler Pressen Gmbh | Batterie |
| JP2025511424A (ja) * | 2021-12-10 | 2025-04-16 | スターク フューチャー エス.エル. | バッテリ用ケーシング |
| ES1284470Y (es) * | 2021-12-10 | 2022-03-21 | Stark Future S L | Carcasa para bateria electrica |
| ES1284379Y (es) * | 2021-12-10 | 2022-03-16 | Stark Future S L | Carcasa para bateria electrica |
| AT527068B1 (de) * | 2023-03-16 | 2025-01-15 | John Deere Electric Powertrain Llc | Temperiervorrichtung für ein Batteriesystem mit einem Grundkörper und mehreren, in einem Strömungskanal angeordneten Lagerhülsen |
| DE102023130442A1 (de) * | 2023-11-03 | 2025-05-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Batteriemodul für eine Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug, Verfahren und Baukastensystem |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4123541B2 (ja) * | 1997-07-02 | 2008-07-23 | 株式会社デンソー | 電池冷却装置 |
| DE10352046A1 (de) * | 2003-11-07 | 2005-06-09 | Daimlerchrysler Ag | Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung |
| AT9922U1 (de) * | 2006-09-18 | 2008-05-15 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag | Hochtemperaturbatterie mit gekühlter trägerplatte |
| US20080311468A1 (en) | 2007-06-18 | 2008-12-18 | Weston Arthur Hermann | Optimized cooling tube geometry for intimate thermal contact with cells |
| DE102008034874B4 (de) * | 2008-07-26 | 2011-06-30 | Daimler AG, 70327 | Batterie und Verwendung einer Batterie |
| DE102008054947A1 (de) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Robert Bosch Gmbh | Wiederaufladbare Batterie mit einer Wärmetransporteinrichtung zum Heizen und/oder Kühlen der Batterie |
| DE102010005097A1 (de) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 | Temperierbare Batteriezellenanordnung |
| US10312554B2 (en) * | 2014-01-28 | 2019-06-04 | Ford Global Technologies, Llc | Battery cooling channel with integrated cell retention features |
| CN105552472A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-05-04 | 苏州安靠电源有限公司 | 大容量电池组温控装置和具有该装置的大容量电池组 |
-
2016
- 2016-07-18 DE DE102016113177.6A patent/DE102016113177A1/de not_active Ceased
-
2017
- 2017-07-06 ES ES17752281T patent/ES2805099T3/es active Active
- 2017-07-06 WO PCT/DE2017/200063 patent/WO2018014918A1/de not_active Ceased
- 2017-07-06 CN CN201780057080.6A patent/CN109716552B/zh active Active
- 2017-07-06 EP EP17752281.0A patent/EP3378111B1/de active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3378111B1 (de) | 2020-05-13 |
| DE102016113177A1 (de) | 2018-01-18 |
| CN109716552B (zh) | 2022-04-29 |
| CN109716552A (zh) | 2019-05-03 |
| EP3378111A1 (de) | 2018-09-26 |
| WO2018014918A1 (de) | 2018-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2805099T3 (es) | Disposición de batería | |
| ES2973427T3 (es) | Módulo de batería y sistema de batería con alojamiento de intercambiador de calor | |
| ES2377183T3 (es) | Acumulador de celdas redondas | |
| ES3042158T3 (en) | Battery module | |
| ES2978225T3 (es) | Módulo de batería, paquete de baterías que comprende el módulo de batería y vehículo que comprende el paquete de baterías | |
| CN108493364B (zh) | 电池模块及电池包 | |
| ES2752624T3 (es) | Procedimiento de fabricación de un módulo de almacenamiento de energía eléctrica | |
| US8507120B2 (en) | Round cell battery | |
| JP6990780B2 (ja) | 電池モジュール | |
| JP4504936B2 (ja) | 電池モジュール | |
| ES2376387T3 (es) | Dispositivo calefactor eléctrico. | |
| ES2996340T3 (en) | Battery module, battery pack including the battery module, and vehicle including the battery pack | |
| CN104577252B (zh) | 电池组 | |
| ES2841527T3 (es) | Módulo de batería | |
| ES2659768T3 (es) | Módulo de almacenamiento de energía que comprende una pluralidad de conjuntos de almacenamiento de energía | |
| CN106463670A (zh) | 蓄能单元,尤其电池模块和具有许多蓄能单元的蓄能系统 | |
| ES2983865T3 (es) | Paquete de baterías y vehículo que incluye el mismo | |
| KR20120101521A (ko) | 전기화학 에너지 저장체 및 복수의 이러한 전기화학 에너지 저장체의 어셈블리 | |
| US20210359358A1 (en) | Battery cell tray | |
| WO2019179032A1 (en) | Battery cells for battery packs in electric vehicles | |
| KR20160149576A (ko) | 배터리 팩 | |
| ES2706990T3 (es) | Módulo acumulador de energía eléctrica | |
| ES2977932T3 (es) | Módulo de batería y paquete de baterías que incluye el mismo | |
| ES2982706T3 (es) | Unidad de batería y vehículo automóvil equipado con al menos una unidad de este tipo | |
| JP6635030B2 (ja) | 蓄電セルパック |