CZ2022413A3 - Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků - Google Patents

Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků Download PDF

Info

Publication number
CZ2022413A3
CZ2022413A3 CZ2022-413A CZ2022413A CZ2022413A3 CZ 2022413 A3 CZ2022413 A3 CZ 2022413A3 CZ 2022413 A CZ2022413 A CZ 2022413A CZ 2022413 A3 CZ2022413 A3 CZ 2022413A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
battery cells
cavity
heat exchange
exchange medium
cover
Prior art date
Application number
CZ2022-413A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomáš Nováček
Original Assignee
Qoolers S.R.O.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qoolers S.R.O. filed Critical Qoolers S.R.O.
Priority to CZ2022-413A priority Critical patent/CZ2022413A3/cs
Priority to PCT/CZ2023/050061 priority patent/WO2024067894A1/en
Publication of CZ2022413A3 publication Critical patent/CZ2022413A3/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • 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
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical 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
    • H01M50/204—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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Zařízení (1) pro regulaci teploty bateriových článků (2) zahrnující obal (3), kryt (11), dutinu (4) uvnitř obalu (3), alespoň jeden vstup (5) a alespoň jeden výstup (6) teplosměnného média z dutiny (4). Alespoň tři bateriové články (2) jsou umístěny v dutině (4) a obklopeny teplosměnným médiem (7). Obal (3) zahrnuje první stranu (8) obalu a druhou stranu (9) obalu a dutina (4) má ústí (10) přiléhající k první straně (8) obalu uzavřené krytem (11). Zařízení zahrnuje elastickou desku (12). Elastická deska (12) zahrnuje množství otvorů (13) odpovídající množství bateriových článků (2) uvnitř dutiny (4). Každý bateriový článek (2) prochází jedním otvorem (13) a průřez otvorů (13) v elastické desce (12) je stejně velký nebo menší než průřez bateriových článků (2). Kryt (11) zahrnuje vodiče (14) připojené k bateriovým článkům (2) a přiléhá k první straně (15) elastické desky, druhá strana (16) elastické desky je v kontaktu s teplosměnným médiem (7).

Description

Zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clankû
Oblast techniky
Vynâlez se tÿkâ zarizeni pro ulozeni a regulaci teploty mnozstvi bateriovÿch clânkù pomoci teplosmenného média, které fesi problémy spojené s upevnenim a utesnenim jednotlivÿch prvkù zarizeni a nerovnomernÿm ochlazovânim bateriovÿch clânkù.
Dosavadni stav techniky
Lithiové bateriové clânky a zejména bateriové moduly (baterie) z nich slozené jsou hojne pouzivanÿm zdrojem energie s dlouhou zivotnosti. Nevÿhodou lithiovÿch baterii je vysokâ citlivost vùci zmenâm teplot a zejména pfehfâti, které zpùsobuje vÿkyvy v kapacite a vÿkonu baterie, pfilisné vybijeni ci nabijeni bateriovÿch clânkù, a mùze pfipadne vést az ke zkratu a zniceni celého bateriového modulu.
V soucasném stavu techniky jsou znâmy jednotky pro ulozeni bateriovÿch clânkù, které jsou chlazeny proudenim chladiciho média. V dokumentu EP3363061 B1 je popsâno zafizeni zahrnujici dve tesnici mfizky navlecené na bateriové clânky, pficemz chladici kapalina proudi mezi tesnicimi mfizkami a obvodovÿm râmem. Nevÿhodou tohoto feseni je nedostatecnâ ochrana tesnicich mfizek a bateriovÿch clânkù pfed pohybem vlivem tlaku chladici kapaliny, pficemz poloha bateriovÿch clânkù neni jinak zafixovâna.
Dokument DE102014112628 A1 popisuje chladici bateriovÿ modul, kterÿ zahrnuje râm a dve tesnici desky, kterÿmi jsou provleceny bateriové clânky, pficemz mezi tesnicimi deskami proudi chladici kapalina. Vzdâlenost mezi tesnicimi deskami a jejich vzâjemnâ soudrznost je zajistena mnozstvim podlozek, které jsou k tesnicim deskâm a râmu pfipevneny sroubovanÿmi, lepenÿmi nebo svafovanÿmi spoji. Uvedené uspofâdâni zahrnuje mnozstvi pomocnÿch spojovacich prvkù, které zbytecne zabiraji prostor mezi bateriovÿmi clânky a musi bÿt upevneny velkÿm mnozstvim spojù. Poloha tesnicich desek navic neni zajistena po celé jejich plose, ale pouze bodove, coz mâ za nâsledek nerovnomernou ochranu tesnicich desek pfed tlakem chladici kapaliny.
V dokumentu JP2012009388 A je popsân obal bateriovÿch clânkù chlazenÿch nepfimo pomoci chladici ch râmù, které jsou vlozeny mezi kazdou fadou bateriovÿch clânkù a zahrnuji vedeni chladici kapaliny. Mnozstvi chladicich râmù je spojeno s nosnÿm râmem pomoci sroubù. Toto prostorové uspofâdâni je neefektivni, nebot’ chladici râmy zabiraji velkou câst vnitfniho prostoru obalu, kterou by mohly vyplnit dalsi bateriové clânky. Ùcinnost chlazeni je malâ, nebot chlazeni chladici kapalinou neprobihâ pfimÿm kontaktem s bateriovÿmi clânky pro vetsine jejich povrchu a smer proudeni chladici kapaliny je pevne dân vedenim chladiciho média ùzkÿm kanâlem.
Nevÿhodou vÿse uvedenÿch feseni je, ze poloha bateriovÿch clânkù a tesnicich prvkù v zafizeni je zajistena jen bodove anebo s vyuzitim velkého mnozstvi spojù a pomocnÿch prvkù, pficemz pfi umisteni v dutine zafizeni tyto spojovaci a pomocné prvky zbytecne zabiraji prostor potenciâlne vyuzitelnÿ pro dalsi bateriové clânky. Pfi nedostatecné stabilizaci jsou tesnici prvky a bateriové clânky nerovnomerne namâhâny tlakem chladiciho média, pficemz v inkriminovanÿch oblastech mohou vznikat netesnosti ci jiné poruchy. Dalsi nevÿhodou pfedchoziho stavu techniky je nedostatecné vyuziti konstrukce tepelného vÿmeniku pro konstrukci obalu bateriovÿch clânkù, respektive k jejich ochrane a tepelné izolaci. Dâle neexistuje feseni, které by soucasne s nedostatky vÿse vyfesilo i snazsi sestaveni takové konstrukce tepelného vÿmeniku s funkci obalu.
- 1 CZ 2022 - 413 A3
Podstata vynâlezu
Vÿse uvedené nedostatky do jisté miry odstranuje zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkû dle tohoto vynâlezu, pricemz zarizeni zahrnuje obal, kryt, dutinu uvnitr obalu, alespon jeden vstup teplosmenného média do dutiny a alespon jeden vÿstup teplosmenného média z dutiny, pricemz bateriové clânky jsou umisteny v dutine a obklopeny teplosmennÿm médiem. Obal zahrnuje prvni stranu obalu a druhou stranu obalu a dutina mâ ùsti priléhajici k prvni strane obalu uzavrené krytem, pricemz zarizeni dâle zahrnuje elastickou desku, kterâ zahrnuje mnozstvi otvorû odpovidajici mnozstvi bateriovÿch clânkû uvnitr dutiny, kde kazdÿ bateriovÿ clânek prochâzi jednim otvorem a prûrez otvorû v elastické desce je stejne velkÿ nebo mensi nez prûrez bateriovÿch clânkû, pricemz kryt zahrnuje elektrické vodice pripojené k bateriovÿm clânkûm a priléhâ k prvni strane elastické desky, pricemz druhâ strana elastické desky je v kontaktu s teplosmennÿm médiem.
Pevné spojeni elastické desky s krytem a obalem zarizeni eliminuje mozné posuny bateriovÿch clânkû i elastické desky vlivem tlaku teplosmenného média, nebot’ poloha elastické desky i bateriovÿch clânkû v otvorech elastické desky je pridrzovâna krytem po vetsine povrchu elastické desky. Dutina zarizeni je plne vyuzita pro ulozeni bateriovÿch clânkû, které jsou pevne zafixovâny mezi obalem a krytem a spojeny s elektrickÿmi vodici na krytu. Zarizeni je optimalizovâno pro ulozeni a bezpecnou regulaci teploty maximâlniho poctu bateriovÿch clânkû v dutine, pricemz neni potreba pouzit zâdné dalsi vÿztuzné ani spojovaci prvky. Zâroven zarizeni dle vynâlezu optimâlne vyuzivâ svou konstrukci k zajisteni tepelné izolace a ochrany bateriovÿch clânkû pred vnejsimi vlivy, a plni tak funkce plnohodnotného obalu. Navic lze zarizeni dle vynâlezu lehce zkonstruovat.
Zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkû vÿhodne zahrnuje elektrické vodice priléhajici k elastické desce, pricemz elektrické vodice jsou soucâsti krytu a kryt je tvoren pouze soucâstkami nutnÿmi pro bezpecné propojeni kontaktû bateriovÿch clânkû. Uvedené usporâdâni umoznuje funkci elektrickÿch kontaktû jako prvkû pro fixaci polohy elastické desky, ochranu elastické desky a uzavreni obalu bez nutnosti pouzit dalsi soucâstku.
Zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkû vÿhodne zahrnuje vstup teplosmenného média a vÿstup teplosmenného média, které jsou umisteny na protilehlÿch stranâch obalu, coz prispivâ k rovnomernému proudeni teplosmenného média celou dutinou zarizeni a ochlazovâni bateriovÿch clânkû. Zarizeni mûze zahrnovat vice takovÿch dvojic vstupû a vÿstupû teplosmenného média.
Obal zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkû vÿhodne zahrnuje alespon jeden integrovanÿ kanâl spojujici dutinu se vstupem teplosmenného média nebo vÿstupem teplosmenného média. Vÿhodou integrovaného kanâlu v dutine zarizeni je usmerneni proudu teplosmenného média zvolenÿm smerem, pricemz sekundârni funkci integrovaného kanâlu je funkce vÿztuhy, kterou by jinak musely plnit dodatecné prvky v dutine zarizeni, napr. vÿztuznâ zebra, kterâ zbytecne zabiraji prostor v dutine.
Obal zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkû vÿhodne zahrnuje jeden integrovanÿ kanâl napojenÿ na vstup teplosmenného média a jeden integrovanÿ kanâl napojenÿ na vÿstup teplosmenného média. U provedeni obalu se dvema integrovanÿmi kanâly je dosazeno regulace proudeni teplosmenného média u vstupu i vÿstupu, nebot jeden integrovanÿ kanâl slouzi jako pnvodni a druhÿ jako odvodni.
Obal zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkû vÿhodne zahrnuje integrované kanâly ve svÿch obvodovÿch bocnich stenâch v ùrovni mezi prvni a druhou stranou obalu, pricemz integrované kanâly zahrnuji prostupy do dutiny. Integrovanÿmi kanâly s prostupy je regulovân smer proudeni teplosmenného média k vice bateriovÿm clânkûm v rûznÿch câstech dutiny a zâroven je celé zarizeni rovnomerne vyztuzeno.
- 2 CZ 2022 - 413 A3
Ve vÿhodném provedeni je elastickâ deska po svém obvodu sevrena mezi krytem a prvni stranou obalu, pricemz kryt je v kontaktu s prvni stranou obalu, prvni stranou elastické desky i s bateriovÿmi clânky. Sevrenim elastické desky mezi obal a kryt po celém jejim obvodu je eliminovâno provadeni bodovÿch spojù mezi krytem, elastickou deskou a obalem.
Dno dutiny zarizeni vÿhodne zahrnuje ùchyty uzpùsobené tvaru bateriovÿch clânkù pro aretaci bateriovÿch clankù na svém miste. rozmisteni nebo pripojeni bateriovÿch clankù k obalu. Upevneni bateriovÿch clankù k obalu zarizeni s vyuzitim tvarovÿch prvkù zvysuje soudrznost bateriovÿch clankù s obalem a snizuje riziko uvolneni bateriovÿch clankù ci jinÿch poruch v dùsledku tlaku proudici kapaliny.
Dno dutiny dale vÿhodne zahrnuje vÿztuznÿ prvek prochâzejici skrze dutinu a prislusnÿm otvorem v elastické desce pro pevné spojeni dna dutiny s krytem. Vÿztuznÿ prvek dale zvysuje soudrznost krytu s obalem.
Objasneni vÿkresù
Podstata vynâlezu je dâle objasnena na prikladech jeho uskutecneni, které jsou popsâny s vyuzitim pripojenÿch vÿkresù, kde:
Obr. 1 znâzornuje pohled na zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù dle vynâlezu,
Obr. 2 znâzornuje podélnÿ rez zarizenim pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù dle vynâlezu,
Obr. 3 znâzornuje bocni pohled na zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù dle vynâlezu,
Obr. 4 znâzornuje horni pohled na zarizeni pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù dle vynâlezu,
Obr. 5 znâzornuje svislÿ pricnÿ rez zarizenim pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù dle vynâlezu.
Priklady uskutecneni vynâlezu
Vynâlez bude dâle objasnen na prikladech uskutecneni s odkazem na prislusné vÿkresy. Jednim prikladem uskutecneni je zarizeni 1 pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù 2 znâzornené na Obr. 1 az 5.
Zarizeni 1 pro regulaci teploty bateriovÿch clânkù 2 zahrnuje vnejsi obal 3 ve tvaru plochého kvâdru (Obr. 1) a dutinu 4 uvnitr obalu 3, ve které je umisteno mnozstvi bateriovÿch clânkù 2 obklopenÿch teplosmennÿm médiem 7. Vstup 5 teplosmenného média do dutiny 4 a vÿstup 6 teplosmenného média z dutiny 4 jsou umisteny symetricky na protilehlÿch stranâch obalu 3 ve stredu obvodovÿch bocnich sten (Obr. 2 az 4). Vstupem a vÿstupem 5,6 teplosmenného média je myslen prùchod teplosmenného média 7 do dutiny 4 zarizeni s prodlouzenÿm ùstim pro pripojeni hadic, které privâdi nebo odvâdi teplosmenné médium 7, kterÿm je v tomto pripade chladici kapalina. Obal 3 zarizeni a vstup i vÿstup 5,6 teplosmenného média je vyroben z polymerù nebo kompozitù na bâzi polymerù, karbonu ci kevlaru. V miste ulozeni elektronického jednotky bateriového systému je tlousfka steny obalu 3 zmensena, aby mohla bÿt elektronickâ jednotka bateriového systému ùcinneji chlazena. Elektronickou jednotkou bateriového systému se rozumi BMS (Battery Management System, balancér).
Obal 3 zarizeni zahrnuje prvni stranu 8 obalu a druhou stranu 9 obalu, pricemz dutina 4 mâ ùsti 10 na prvni strane 8 obalu uzavrené krytem 11. Na opacné strane nez ùsti 10 dutiny, tedy blize druhé
- 3 CZ 2022 - 413 A3 strane 9 obalu, se v tomto prikladném provedeni nachâzi dno dutiny 4. Obal 3 zahrnuje ve svÿch obvodovÿch boënich stënâch dva integrované kanâly 17 ve tvaru pismene L, pricemz kazdÿ integrovanÿ kanâl 17 je soucâsti dvou sousednich bocnich stën obalu 3. Jeden integrovanÿ kanâl 17 spojuje dutinu 4 se vstupem 5 teplosmënného média a druhÿ integrovanÿ kanâl 17 spojuje dutinu 4 s vÿstupem 5 teplosmënného média. Integrované kanâly 17 maji obdélnikovÿ prûrez, priëemz vÿska prûrezu je rovna vÿsce dutiny 4 mezi prvni a druhou stranou 8,9 obalu a sirka prûrezu je pribliznë rovna prûmëru otvoru vstupu a vÿstupu 5,6 teplosmënného média. Kazdÿ integrovanÿ kanâl 17 ve své stënë zahrnuje prostupy 18, které jsou orientovâny do prostoru dutiny 4 mezi bateriové ëlânky 2. Kazdÿ integrovanÿ kanâl 17 v tomto provedeni zahrnuje 10 prostupû 18 rovnomërnë rozmistënÿch po celé délce integrovaného kanâlu 17. Integrovanÿ kanâl 15 napojenÿ na vstup 5 teplosmënného média a integrovanÿ kanâl 17 napojenÿ na vÿstup 6 teplosmënného média jsou vzâjemnë oddëleny. Provedeni integrovanÿch kanâlû 17 je zobrazeno v rezech zarizenim 1 na Obr. 2 a 5.
V prvnim pnkladném provedeni zahrnuje zarizeni 1 celkem 100 vertikâlnë orientovanÿch vâlcovÿch bateriovÿch ëlânkû 2, které jsou v dutinë 4 usporâdâny v 10 radâch po 10 bateriovÿch ëlâncich 2 coz je patrné z Obr. 2. Bateriové ëlânky 2 primo doléhaji na dno dutiny 4 priléhajici druhé stranë 9 obalu, priëemz dno dutiny 4 zahrnuje ùchyty 19 uzpûsobené tvaru bateriovÿch ëlânkû pro aretaci bateriovÿch ëlânkû 2 na svém mistë. Ùchyty 19 jsou tedy uzpûsobeny k presnému rozmistëni a fixaci polohy bateriovÿch ëlânkû 2 vûëi obalu 3. V prvnim prikladném provedeni se jednâ o ploché prohlubnë na dnë dutiny 4 ve tvaru kruhu korespondujici s vnëjsim tvarem bateriovÿch ëlânkû 2, priëemz bateriové ëlânky 2 jsou v tëchto prohlubnich usazeny a pevnë spojeny s obalem 3. Bateriové ëlânky 2 jsou navzâjem usporâdâny v tësné blizkosti, avsak s odstupem umoznujicim proudëni teplosmënného média 7 obklopujiciho bateriové ëlânky 2. Bateriové ëlânky 2 zahrnuji v mistë kontaktu s teplosmënnÿm médiem 7 elektrickou izolaci a oba kontakty (pôly) bateriovÿch ëlânkû 2 jsou umistëny blize ùsti 10 dutiny na prvni stranë 8 obalu (na horni stranë bateriovÿch ëlânkû 2).
Na obal 3 zarizeni a mnozstvi bateriovÿch ëlânkû 2 je v ùrovni ùsti 10 dutiny usazena elastickâ deska 12. Elastickâ deska 12 zahrnuje mnozstvi otvorû 13 odpovidajici mnozstvi bateriovÿch ëlânkû 2, priëemz usporâdâni otvorû 13 v elastické desce 12 je analogické usporâdâni ùchytû 19 na dnë dutiny 4 zarizeni a kazdÿ bateriovÿ ëlânek 2 prochâzi jednim otvorem 13 elastické desky. Elastickâ deska 12 je vyrobena z pruzného elastomerniho materiâlu pripadnë vyztuzeného textilnimi vlâkny, priëemz pro zajistëni komprese a tësnosti elastické desky 12 kolem bateriovÿch ëlânkû 2 je prûmër otvorû 13 v elastické desce 12 mensi nez vnëjsi prûmër bateriovÿch ëlânkû 2.
Primo na elastickou desku 12 je usazen kryt 11, priëemz prvni strana 15 elastické desky priléhâ na kryt 11 a druhâ strana 16 elastické desky je v kontaktu s teplosmënnÿm médiem 7, které vyplnuje prostor dutiny 4 kolem bateriovÿch ëlânkû 2. Elastickâ deska 12 svou druhou stranou 16 ëâsteënë priléhâ také k prvni stranë 8 obalu, priëemz je po svém obvodu sevrena mezi prvni stranou 8 obalu a krytem 11. Sevreni elastické desky 12 mezi krytem 12 a prvni stranou 8 obalu se nachâzi na stënâch integrovanÿch kanâlû 17, jak je patrné z Obr. 5. Pevné spojeni krytu 11 s obalem 3 je zajistëno lisovanÿm, sroubovÿm, lepenÿm nebo svarovanÿm spojem, priëemz plosné spojeni krytu 11 s elastickou deskou 12 i obalem 3 pomâhâ udrzovat tlak na elastickou desku 12, jeji polohu a tësnici schopnost.
Kryt 11 priléhajici na prvni stranu 15 elastické desky je v prvnim prikladném provedeni slozen ze 3 pevnë spojenÿch dilû zahrnujicich nosië 20 a dâle dva elektricky vodivé a od sebe navzâjem oddëlené (izolované) rozvadëëe 21, ke kterÿm jsou pripojeny elektrické vodiëe 14. Nosië 20 je vyroben z nevodivého materiâlu (polymer) ve formë desky, kterâ priléhâ k prvni stranë 15 elastické desky, bateriovÿm ëlânkûm 2 a po svém obvodu také k obalu 3. Z opaëné strany nez elastickâ deska 12 k nosiëi 20 priléhaji dva rozvadëëe 21 s elektrickÿmi vodiëi 14, priëemz nosië 20 izoluje tyto rozvadëëe 21 od primého kontaktu s bateriovÿmi ëlânky 2. Oba rozvadëëe 21 s elektrickÿmi vodiëi 14 jsou elektricky vodivé kovové tvarované prvky (viz Obr. 4), priëemz jeden rozvadëë 21 zahrnuje elektrické vodiëe 14 spojené s kladnÿmi pôly bateriovÿch ëlânkû 2 a druhÿ rozvadëë 21
- 4 CZ 2022 - 413 A3 zahrnuje elektrické vodice 14 spojené se zâpornÿmi pôly bateriovÿch clankû 2, pricemz jeden z pôlû (kontaktû) se nachâzi ve stredu bateriového clânku 2 a druhÿ z pôlû se nachâzi na okraji bateriového clanku 2. Spojeni elektrickÿch vodicû 14 s kontakty bateriovÿch clankû 2 jsou provedena napr. bodovÿm svarovânim, pâjenim nebo mechanickÿm spojem, pricemz alespon k jednomu kontaktu bateriového clanku 2 je elektrickÿ vodic 14 pripojen pomoci tavného drâtu, kterÿ slouzi jako pojistka pro pripad zkratu bateriového clanku 2. Elektrické vodice 14 spojujici rozvadec 21 s kontakty elektrickÿch clankû 2 jsou vedeny skrze vÿrezy v nosici 20 krytu (patrné z rezu na Obr. 5), pricemz druhotnou funkci kovovÿch rozvadecû 21 je vyztuzeni celého krytu 11.
Vsechny pevné spoje prvkû zarizeni 1, napr. spojeni bateriovÿch clankû 2 s ùchyty 19 na dne dutiny 4, nebo krytu 11 s obalem 3 zarizeni, jsou provedeny jako lisované, sroubové, lepené, svarované, tvarové nebo mechanické spoje.
V alternativnim provedeni mûze bÿt obal 3 zarizeni vyroben z jinÿch kompozitnich materiâlû a vyztuzen kovovÿmi vlozkami ci zebry. Pnpadne mûze bÿt vyroben z kovû ci jejich slitin a nâsledne opatren izolaci. Obal 3 mûze mit libovolnÿ tvar, napr. kvâdru, hranolu ci vâlce.
V alternativnim provedeni mûze zarizeni 1 zahrnovat vstup i vÿstup 5,6 teplosmenného média na jedné (stejné) strane obalu 3, vcetne prvni strany 8 obalu. V jiném provedeni mûze zahrnovat dva vstupy 5 teplosmenného média a dva vÿstupy 6 teplosmenného média, pricemz na kazdé ze dvou protilehlÿch stran zarizeni 1 je umisten jeden vstup 5 teplosmenného média a jeden vÿstup 6 teplosmenného média. Vÿstup 6 teplosmenného média mûze bÿt koncipovân pouze jako vÿstupni otvor nebo vÿstupni komora bez napojeni na integrovanÿ kanâl 17. Parametry integrovanÿch kanâlû 17 jako je prûmer integrovaného kanâlu 17, pocet prostupû 18 ci velikost prostupû 18 mohou bÿt uzpûsobeny z hlediska smeru, rychlosti a tlaku teplosmenného média 7 pri proudeni zarizenim 1. Vstup a vÿstup 5,6 teplosmenného média ci obecne obal 3 zarizeni mûze zahrnovat teplotni ci tlakovÿ senzor nebo odvzdusnovaci ventil.
V alternativnim provedeni krytu 11 mûze kryt 11 zahrnovat pouze dva elektricky izolované rozvadece 21 bez nosice 20, pricemz rozvadece 21 primo doléhaji na obal 3 a prvni stranu 15 elastické desky a elektrickâ izolace obou rozvadecû 21 je zajistena tvarovânim elastické desky 12. Elektrické vodice 14 mohou bÿt rovnez primou soucâsti kovového vÿlisku rozvadece 11 jako vÿcnelky tohoto vÿlisku, které jsou bodove pripojené k pôlûm bateriovÿch clânkû 2.
Alternativni provedeni ùchytû 19 na dne dutiny 4 mûze zahrnovat krome tvarovanÿch prohlubni také drâzky anebo naopak vÿstupky, které vystupuji nad ùroven dna dutiny 4, a mezi které jsou bateriové clânky 2 pevne usazeny.
V alternativnim provedeni mûze dno dutiny 4 zahrnovat jeden anebo vice vÿztuznÿch prvkû prochâzejicich skrze dutinu 4 a prislusnÿmi otvory v elastické desce 12 pro pevné spojeni dna dutiny 4 s krytem 11. Timto vÿztuznÿm prvkem mûze bÿt rovnez nahrazen 1 nebo vice bateriovÿch clânkû 2, zejména v mistech, kde je zâdouci zvÿseni soudrznosti krytu 11 s obalem 3.
V jiném provedeni zarizeni 1 dle tohoto vynâlezu mûze dutina 4 zarizeni zahrnovat ùsti 10 také na druhé strane 9 obalu. V tomto provedeni tedy obal 3 zarizeni zahrnuje pouze obvodové bocni steny a zarizeni 1 zahrnuje dve elastické desky 12 a dva kryty 11, pricemz jedna elastickâ deska 12 priléhâ k obalu 3 a bateriovÿm clânkûm 2 z prvni strany 8 obalu a druhâ elastickâ deska 12 priléhâ k obalu 3 a bateriovÿm clânkûm 2 z druhé strany 9 obalu. Na kazdou z elastickÿch desek 12 pak priléhâ kryt 11, pricemz elektrické vodice 14 mohou bÿt umisteny pouze na jednom z obou krytû 11 anebo na obou krytech 11 v zâvislosti na orientaci kontaktû bateriovÿch clânkû 2. Bateriové clânky 2 a teplosmenné médium 7 obklopujici bateriové clânky 2 jsou v tomto provedeni sevreny mezi obema elastickÿmi deskami 12 a kryty 11.
- 5 CZ 2022 - 413 A3
Promyslova vyuzitelnost
Vÿse popsané zarizeni je dale mozné vyuzit pro celé soustavy jednotek pro regulaci teploty 5 bateriovÿch clânkû.

Claims (9)

1. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) zahrnujici obal (3), kryt (11), dutinu (4) uvnitr obalu (3), alespon jeden vstup (5) teplosmenného média do dutiny (4) a alespon jeden vÿstup (6) teplosmenného média z dutiny (4), pricemz alespon 3 bateriové clanky (2) jsou umisteny v dutine (4) a obklopeny teplosmennÿm médiem (7), pricemz obal (3) zahmuje prvni stranu (8) obalu a druhou stranu (9) obalu a dutina (4) ma ùsti (10) na prvni strane (8) obalu uzavrené krytem (11), vyznacujici se tim, ze dale zahrnuje elastickou desku (12), pricemz elasticka deska (12) zahrnuje mnozstvi otvorû (13) odpovidajici mnozstvi bateriovÿch clankû (2) uvnitr dutiny (4), kde kazdÿ bateriovÿ clanek (2) prochâzi jednim otvorem (13) a prûrez otvorû (13) v elastické desce (12) je stejne velkÿ nebo mensi nez prûrez bateriovÿch clankû (2), pricemz kryt (11) zahrnuje elektrické vodice (14) pripojené k bateriovÿm clankûm (2) a priléha k prvni strane (15) elastické desky, pricemz druha strana (16) elastické desky je v kontaktu s teplosmennÿm médiem (7).
2. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze elektrické vodice (14) priléhaji k elastické desce (12).
3. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle narokû 1 az 2, vyznacujici se tim, ze zahrnuje vstup (5) teplosmenného média a vÿstup (6) teplosmenného média, které jsou umisteny na protilehlÿch stranach obalu (3).
4. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle narokû 1 az 3 ,vyznacujici se tim, ze obal (3) zahrnuje alespon jeden integrovanÿ kanal (17) spojujici dutinu (4) se vstupem (5) teplosmenného média nebo vÿstupem (6) teplosmenného média.
5. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle naroku 4, vyznacujici se tim, ze obal (3) zahrnuje jeden integrovanÿ kanal (17) napojenÿ na vstup (5) teplosmenného média a jeden integrovanÿ kanal (17) napojenÿ na vÿstup (6) teplosmenného média.
6. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle naroku 5, vyznacujici se tim, ze obal (3) zahrnuje integrované kanaly (17) ve svÿch obvodovÿch bocnich stenach v ùrovni mezi prvni a druhou stranou (8,9) obalu, pricemz integrované kanaly (15) zahrnuji prostupy (18) do dutiny (4).
7. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle narokû 1 az 6, vyznacujici se tim, ze elasticka deska (12) je po svém obvodu alespon castecne deformovana mezi krytem (11) a prvni stranou (8) obalu.
8. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle narokû 1 az 7, vyznacujici se tim, ze dno dutiny (4) zahrnuje ùchyty (19) uzpûsobené tvaru bateriového clanku (2) pro aretaci bateriovÿch clankû (2) na svém miste.
9. Zarizeni (1) pro regulaci teploty bateriovÿch clankû (2) podle narokû 1 az 8, vyznacujici se tim, ze dno dutiny (4) zahrnuje vÿztuznÿ prvek prochâzejici skrze dutinu (4) a prislusnÿm otvorem v elastické desce (12) pro pevné spojeni dna dutiny (4) s krytem (11).
CZ2022-413A 2022-09-29 2022-09-29 Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků CZ2022413A3 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-413A CZ2022413A3 (cs) 2022-09-29 2022-09-29 Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků
PCT/CZ2023/050061 WO2024067894A1 (en) 2022-09-29 2023-09-26 Device for regulating the temperature of battery cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-413A CZ2022413A3 (cs) 2022-09-29 2022-09-29 Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2022413A3 true CZ2022413A3 (cs) 2024-04-10

Family

ID=88839241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-413A CZ2022413A3 (cs) 2022-09-29 2022-09-29 Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ2022413A3 (cs)
WO (1) WO2024067894A1 (cs)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102362388B (zh) * 2009-11-25 2013-09-25 松下电器产业株式会社 电池模块
KR20200040025A (ko) * 2018-10-08 2020-04-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US20210344064A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 Electric Era Technologies Inc. Battery Module

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024067894A1 (en) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102029407B1 (ko) 전지 시스템
US20220029220A1 (en) Battery module and battery pack including the same
US10629860B2 (en) Battery module with battery module housing and battery cells
KR101708365B1 (ko) 배터리 팩
JP6134120B2 (ja) 電池ブロック及びそれを有する電池モジュール
JP5300416B2 (ja) バッテリシステム
KR101854717B1 (ko) 냉각 플레이트를 포함하는 전지 모듈 및 상기 냉각 플레이트의 제조 방법
US20190348652A1 (en) Power battery pack
JP5960289B2 (ja) 電池モジュール
EP2530778A1 (en) Cell module
JP2009238644A (ja) 車両用の電源装置
KR102493410B1 (ko) 배터리 모듈 캐리어 및 배터리 시스템
US10587020B2 (en) Battery pack and encapsulated interconnection for a battery pack
US11005138B2 (en) Battery module and battery pack
KR20190026237A (ko) 냉각수 직접 접촉 냉각 방식의 배터리 팩
US20210143497A1 (en) Temperature Control Device For A Battery Housing
US20210203028A1 (en) Battery pack
KR20190092835A (ko) 탑 커버, 이를 구비한 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
US20220285755A1 (en) Top Cooling Type Battery Pack
JP5131055B2 (ja) 組電池装置及び組電池装置用保持部材
JP2015088236A (ja) 電池モジュール及び電池システム
US20190097287A1 (en) Battery module
CZ2022413A3 (cs) Zařízení pro regulaci teploty bateriových článků
JP4761856B2 (ja) パック電池
US20190386273A1 (en) Battery module with a plurality of battery cells