ITBO20120466A1 - Sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica - Google Patents
Sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica Download PDFInfo
- Publication number
- ITBO20120466A1 ITBO20120466A1 IT000466A ITBO20120466A ITBO20120466A1 IT BO20120466 A1 ITBO20120466 A1 IT BO20120466A1 IT 000466 A IT000466 A IT 000466A IT BO20120466 A ITBO20120466 A IT BO20120466A IT BO20120466 A1 ITBO20120466 A1 IT BO20120466A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- chemical batteries
- chemical
- storage system
- batteries
- group
- Prior art date
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 99
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 23
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
-
- 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
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- 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
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
-
- 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/35—Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
- H01M50/358—External gas exhaust passages located on the battery cover or case
-
- 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/35—Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
- H01M50/367—Internal gas exhaust passages forming part of the battery cover or case; Double cover vent systems
-
- 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
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- 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
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch 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
- H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
Description
D E S C R I Z I O N E
“SISTEMA DI ACCUMULO DI ENERGIA ELETTRICA PER UN VEICOLO CON PROPULSIONE ELETTRICAâ€
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione à ̈ relativa ad un sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica.
ARTE ANTERIORE
Attualmente, un sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica comprende una pluralità di batteria chimiche che sono disposte una di fianco all’altra per formare un pacco e sono tra loro elettricamente collegate generalmente in parallelo.
Ciascuna batteria chimica comprende almeno un cella elettrochimica ed un guscio esterno, il quale alloggia al suo interno la cella elettrochimica mantenendo la cella elettrochimica stessa compressa ed à ̈ realizzato in materiale ad alta resistenza meccanica (tipicamente materiale metallico come acciaio o alluminio rinforzato). Recentemente, à ̈ stato proposto l’utilizzo di celle elettrochimiche agli ioni di litio (“Li-Ion†) che presentano uno dei migliori rapporti potenza-peso, nessun effetto memoria, ed una lenta perdita della carica quando non in uso. Tuttavia, una cella elettrochimica agli ioni di Litio à ̈ soggetta ad un fenomeno distruttivo denominato “deriva termica†che viene iniziato da un corto circuito causato dalla decomposizione dei singoli componenti della cella elettrochimica (tipicamente in seguito a difetti nella produzione) ed à ̈ contraddistinto da reazioni fortemente esotermiche che provocano un repentino ed elevato aumento di temperature e pressione (in caso di “deriva termica†la temperatura dentro al guscio esterno può raggiungere rapidamente diverse centinaia di gradi). Quindi, in caso di “deriva termica†di una batteria chimica per evitare una esplosione violenta à ̈ necessario sfogare la pressione/temperatura attraverso una valvola di sicurezza che à ̈ ricavata nel guscio esterno della batteria chimica e si apre autonomamente; una volta che la valvola di sicurezza si à ̈ aperta autonomamente per effetto della spinta della pressione dentro al guscio esterno, dalla valvola di sicurezza fuoriesce il cosiddetto “venting†costituito da fiamme, gas ad alta temperatura, e litio fuso. Ovviamente, à ̈ necessario che il sistema di accumulo sia provvisto di condotti di sfogo, i quali collegano tutte le valvola di sicurezza delle batterie chimiche ad (almeno) una apertura di evacuazione che si apre sull’esterno del veicolo: in questo modo, i condotti di sfogo raccolgono il “venting†e canalizzano il “venting†fuori dal veicolo per portare il “venting†lontano dalle altre batterie chimiche che vengono quindi preservate (à ̈ infatti imperativo evitare una reazione a catena in cui la “deriva termica†di una batteria chimica si estende alle altre batterie chimiche adiacenti che vengono investire dal “venting†).
Inoltre, il funzionamento (sia in carica, sia in scarica) delle batterie chimiche à ̈ esotermico, ovvero determina la generazione di calore che deve venire adeguatamente evacuato per evitare un surriscaldamento delle batterie chimiche stesse. Quindi, à ̈ necessario che il sistema di accumulo sia provvisto di un sistema di raffreddamento che possa costantemente asportare parte del calore che si genera nelle batterie chimiche. Ad esempio, il sistema di raffreddamento potrebbe comprendere una piastra di raffreddamento, la quale viene mantenuta premuta contro una parete delle batterie chimiche ed à ̈ termicamente collegata ad un sistema di raffreddamento per evacuare il calore prodotto dalle batterie chimiche stesse.
Dovendo comprendere sia i condotti di sfogo, sia il sistema di raffreddamento (oltre, naturalmente, ai collegamenti elettrici) il sistema di accumulo risulta relativamente ingombrante e pesante e quindi à ̈ più complesso il suo alloggiamento all’interno di un veicolo, in cui gli spazi a disposizione per il sistema di accumulo sono ridotti (particolarmente in una vettura stradale ad alte prestazioni in cui si cerca di contenere le dimensioni per minimizzare la resistenza aerodinamica).
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione à ̈ fornire un sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica, il quale sistema di accumulo sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 à ̈ una vista prospettica di un sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica realizzato in accordo con la presente invenzione;
• la figura 2 à ̈ una vista prospettica di una batteria chimica del sistema di accumulo della figura 1;
• la figura 3 à ̈ una vista in scala ingrandita di una particolare della figura 1;
• la figura 4 à ̈ una vista in sezione trasversale del sistema di accumulo della figura 1; e
• la figura 5 à ̈ una vista in scala ingrandita di una particolare della figura 4.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 Ã ̈ indicato un sistema 1 di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica.
Il sistema 1 di accumulo comprende un contenitore 2 parallelepipedo di forma tubolare avente due pareti 3 laterali maggiori (una sola delle quali à ̈ illustrata nella figura 1), due pareti 4 laterali minori (una sola delle quali à ̈ illustrata nella figura 1), e due estremità (rispettivamente superiore ed inferiore) aperte. A titolo di esempio, il contenitore 2 potrebbe essere realizzato in un materiale plastico termicamente conduttore ed elettricamente isolante. All’interno del contenitore 2 sono alloggiati due gruppi 5 (uno solo dei quali à ̈ visibile nella figura 1) di batterie 6 chimiche, ciascuno dei quali à ̈ composto da una pluralità di batterie 6 chimiche disposte in fila. Come illustrato nella figura 4, i due gruppi 5 di batterie 6 chimiche sono disposti uno sopra all’altro, ovvero sono tra loro sovrapposti; inoltre, i due gruppi 5 di batterie 6 chimiche presentano un orientamento invertito (opposto), cioà ̈ il gruppo 5 di batterie 6 chimiche superiore presenta un orientamento verso l’alto ed il gruppo 5 di batterie 6 chimiche superiore presenta un orientamento verso il basso.
Ciascuna batteria 6 chimica comprende almeno una cella elettrochimica, preferibilmente agli ioni di litio (“Li-Ion†), ed un guscio esterno, il quale alloggia al suo interno la cella elettrochimica mantenendo la cella elettrochimica stessa compressa ed à ̈ realizzato in materiale ad alta resistenza meccanica (tipicamente materiale metallico come acciaio o alluminio rinforzato, ma non à ̈ escluso l’utilizzo di materiali compositi quali la fibra di carbonio). Secondo quanto illustrato nella figura 2, ciascuna batteria 6 chimica presenta una forma sostanzialmente parallelepipeda e presenta una parete 7 superiore ed una parete 8 inferiore (non visibile nella figura 2) tra loro parallele ed opposte, una coppia di pareti 9 laterali maggiori (una sola delle quali à ̈ visibile nella figura 2) tra loro parallele ed opposte, ed una coppia di pareti 10 laterali minori (una sola delle quali à ̈ visibile nella figura 2) tra loro parallele ed opposte.
Secondo quanto illustrato nella figura 4, in ciascun gruppo 5 di batterie 6 chimiche, le pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche sono disposte in corrispondenza delle estremità aperte del contenitore 2 per essere a vista. Le pareti 9 laterali maggiori delle batterie 6 chimiche sono parallele alle pareti 4 laterali minori del contenitore 2, mentre le pareti 10 laterali minori delle batterie 6 chimiche sono parallele alle pareti 3 laterali maggiori del contenitore 2. In seguito all’orientamento opposto dei due gruppi 5, le pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche del gruppo 5 superiore di batterie 6 chimiche sono disposte in prossimità delle pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche del gruppo 5 inferiore di batterie 6 chimiche.
Ciascuna batteria 6 chimica presenta una coppia di terminali 11 elettrici che fuoriescono a sbalzo dalla parete 7 superiore. Inoltre, ciascuna batteria 6 chimica presenta una valvola 12 di sicurezza (ovvero una valvola di sfiato o di sovrappressione) che à ̈ disposta sulla parete 7 superiore tra i due terminali 11 elettrici. Ciascuna valvola 12 di sicurezza à ̈ tarata per aprirsi quando dentro alla batteria 6 chimica la pressione supera una pressione di sicurezza predeterminata; in altre parole, ciascuna valvola 12 di sicurezza à ̈ una valvola meccanica di massima pressione che si apre quando la pressione dentro alla batteria 6 chimica à ̈ troppo elevata per evitare una esplosione violenta della batteria 6 chimica stessa. Una cella elettrochimica agli ioni di Litio à ̈ soggetta ad un fenomeno distruttivo denominato “deriva termica†che viene iniziato da un corto circuito causato dalla decomposizione dei singoli componenti della cella elettrochimica (tipicamente in seguito a difetti nella produzione) ed à ̈ contraddistinto da reazioni fortemente esotermiche che provocano un repentino ed elevato aumento di temperature e pressione (in caso di “deriva termica†la temperatura dentro alla batteria 6 chimica può raggiungere rapidamente diverse centinaia di gradi). Quindi, in caso di “deriva termica†di una batteria 6 chimica per evitare una esplosione violenta à ̈ necessario sfogare la pressione/temperatura attraverso la valvola 12 di sicurezza che si apre autonomamente; una volta che una valvola 12 di sicurezza si à ̈ aperta autonomamente per effetto della spinta della pressione dentro alla batteria 6 chimica, dalla valvola 12 di sicurezza fuoriesce il cosiddetto “venting†costituito da fiamme, gas al alta temperatura, e litio fuso.
Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 3-5, il sistema 1 di accumulo comprende una coppia di condotti 13 di sfogo che sono accoppiati ai corrispondenti gruppi 5 di batterie 6 chimiche. Ciascun condotto 13 di sfogo à ̈ appoggiato alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche del corrispondente gruppo 5 e per ciascuna valvola 12 di sicurezza presenta una corrispondente apertura 14 (ben visibile nella figura 5) accoppiata alla valvola 12 di sicurezza stessa. Preferibilmente, attorno a ciascuna apertura 14 del condotto 13 di sfogo à ̈ disposta una guarnizione 15 anulare (ben visibile nella figura 5) che si appoggia a tenuta contro la parete 7 superiore della corrispondente batteria 6 chimica ed attorno alla valvola 12 di sicurezza; la funzione della guarnizione 15 anulare à ̈ di sigillare la valvola 12 di sicurezza per evitare trafilamenti del “venting†che fuoriesce dalla valvola 12 di sicurezza. Secondo quanto illustrato nella figura 1, ciascun condotto 13 di sfogo à ̈ costituito da un tubo metallico (o di altro materiale ad elevata resistenza meccanica) rettilineo che presenta una estremità chiusa (cieca) ed una estremità opposta aperta che confluisce in una camera 15 di raccolta (comune ad entrambi i condotti 13 di sfogo) attraverso un tubo 16 di raccordo (il condotto 13 di sfogo presenta una sezione trasversale costante ed à ̈ tipicamente realizzato mediante estrusione). Quando il sistema 1 di accumulo viene montato in un veicolo, la camera 15 di raccolta comune viene collegata ad una apertura di evacuazione che comunica con l’ambiente esterno (tipicamente attraverso il fondo del veicolo) per scaricare nell’ambiente esterno l’eventuale “venting†.
La funzione di ciascun condotto 13 di sfogo à ̈ di raccogliere e canalizzare il “venting†per portare il “venting†lontano dalle altre batterie 6 chimiche che vengono quindi preservate (à ̈ infatti imperativo evitare una reazione a catena in cui la “deriva termica†di una batteria 6 chimica si estenda alle altre batterie 6 chimiche adiacenti). Infatti, il “venting†prodotto da una batteria 6 chimica che à ̈ andata in “deriva termica†viene raccolto e convogliato dal condotto 13 di sfogo per venire scaricato fuori dal veicolo (e direttamente sulla superficie stradale); in questo modo, il“venting†prodotto da una batteria 6 chimica che à ̈ andata in “deriva termica†non interessa in alcun modo le batterie 6 chimiche adiacenti.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, ciascun condotto 13 di sfogo à ̈ rigidamente collegato (vincolato) al contenitore 2 ed in particolare à ̈ fissato ai bordi superiori delle pareti 4 laterali minori del contenitore 2. Preferibilmente, ciascun condotto 13 di sfogo à ̈ avvitato alle pareti 4 laterali minori del contenitore 2 mediante delle viti 17.
Secondo quanto illustrato nella figura 4, il sistema 1 di accumulo comprende un elemento 18 di raffreddamento di forma parallelepipeda che à ̈ comune ad entrambi i gruppi 5 di batterie 6 chimiche ed à ̈ interposto tra i gruppi 5 stessi. In altre parole, l’elemento 18 di raffreddamento à ̈ interposto tra i due gruppi 5 di batterie 6 chimiche in modo tale da essere appoggiato da un lato alle pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche del gruppo 5 superiore e dal lato opposto alle pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche del gruppo 5 inferiore. Di conseguenza, l’elemento 18 di raffreddamento à ̈ parallelo ed opposto a ciascun condotto 13 di sfogo ed à ̈ appoggiato alle pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche per essere termicamente accoppiato alle batterie 6 chimiche stesse. L’elemento 18 di raffreddamento à ̈ termicamente collegato ad un sistema di raffreddamento esterno per evacuare il calore prodotto dalle batterie 6 chimiche; secondo quanto illustrato nella figura 1, l’elemento 18 di raffreddamento comprende una coppia di tubazioni 19 che fuoriescono da una parete 4 laterale minore del contenitore 2 e vengono utilizzare per fare circolare un liquido di raffreddamento all’interno dell’elemento 18 di raffreddamento.
Ciascun condotto 13 di sfogo à ̈ appoggiato alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche del corrispondente gruppo 5, à ̈ rigidamente collegato al contenitore 2 ed à ̈ conformato in modo da premere sulle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche del corrispondente gruppo 5 per applicare alle batterie 6 chimiche una spinta che à ̈ perpendicolare alle pareti 7 superiori e mantiene le batterie 6 chimiche premute contro l’elemento 18 di raffreddamento. In altre parole, i due condotti 13 di sfogo schiacciano le batterie 6 chimiche dei corrispondenti gruppi 5 contro l’elemento 18 di raffreddamento in modo tale da massimizzare la superficie di contatto e quindi lo scambio termico tra l’elemento 18 di raffreddamento e le pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche.
Preferibilmente, il condotto 13 di sfogo comprende una pluralità di elementi 20 di pressione, ciascuno dei quali à ̈ elasticamente deformabile in una direzione verticale perpendicolare alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche e trasmette la spinta dal condotto 13 di sfogo alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche. Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, gli elementi 20 di pressione sono disposti su lati opposti del condotto 13 di sfogo (in sostanza, gli elementi 20 di pressione sono conformati come “zampette†laterali del condotto 13 di sfogo). Inoltre, nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, ciascun elemento 20 di pressione preme sulla parete 7 superiore di una sola corrispondente batteria 6 chimica. Secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 5, ciascun elemento 20 di pressione sporge a sbalzo da una parete 21 laterale del condotto 13 di sfogo che à ̈ perpendicolare alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche.
Ciascun elemento 20 di pressione comprende un corpo 22 esterno che à ̈ parallelo ed appoggiato alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche, ed un corpo 23 di collegamento che à ̈ disposto inclinato sia rispetto al corpo 22 esterno, sia rispetto alla parete 21 laterale del condotto 13 di sfogo e collega il corpo 22 esterno alla parete 21 laterale del condotto 13 di sfogo. Sporgendo a sbalzo da una parete 21 laterale del condotto 13 di sfogo, ciascun elemento 20 di pressione presenta una certa elasticità diretta verticalmente (ovvero perpendicolarmente alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche) in modo tale da premere elasticamente (ovvero con un certa capacità di “auto-adattamento†) sulle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche. L’elasticità verticale (ovvero perpendicolare alle pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche) degli elementi 20 di pressione à ̈ importante per distribuire in modo uniforme la spinta su tutte le corrispondenti batterie 6 chimiche compensando le inevitabili tolleranze costruttive.
Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 5, tra gli elementi 20 di pressione e le pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche (ovvero tra i corpi 22 esterni degli elementi 20 di pressione e le pareti 7 superiori delle batterie 6 chimiche) Ã ̈ interposto uno strato 24 di isolamento realizzato in materiale elettricamente isolante (preferibilmente in Teflon).
Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 4, tra l’elemento 18 di raffreddamento e le pareti 8 inferiori delle batterie 6 chimiche di ciascun gruppo 5 à ̈ interposto uno strato 25 di isolamento realizzato in materiale elettricamente isolante e termicamente conduttore.
Il sistema 1 di accumulo di energia elettrica sopra descritto presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, il sistema 1 di accumulo di energia elettrica sopra descritto à ̈ particolarmente leggero e compatto. Tale risultato viene ottenuto grazie al fatto che uno stesso componente (ovvero il condotto 13 di sfogo) svolge due funzioni (quindi con un evidente risparmio): la sua funzione principale di collegare le valvole 12 di sicurezza alla camera 15 di raccolta e l’ulteriore funzione di spingere sulle pareti 7 superiore delle batterie 6 chimiche del corrispondente gruppo 5 per mantenere le batterie 6 chimiche stesse pressate contro l’elemento 18 di raffreddamento.
Inoltre, il sistema 1 di accumulo di energia elettrica sopra descritto à ̈ di semplice ed economica realizzazione, in quanto il condotto 13 di sfogo à ̈ facilmente realizzabile mediante estrusione ed à ̈ facilmente fissabile mediante le viti 17 al contenitore 2.
Claims (12)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1) Sistema (1) di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica; il sistema (1) di accumulo comprende: almeno un gruppo (5) di batterie (6) chimiche che sono disposte tra loro allineate e ciascuna delle quali presenta una parete (7) superiore provvista di una coppia di terminali (11) elettrici e di una valvola (12) di sicurezza, ed una parete (8) inferiore parallela ed opposta alla parete (7) superiore; un contenitore (2) che alloggia al proprio interno il gruppo (5) di batterie (6) chimiche; un condotto (13) di sfogo che à ̈ appoggiato alle pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche e per ciascuna valvola (12) di sicurezza presenta una corrispondente apertura (14) accoppiata alla valvola (12) di sicurezza stessa; ed un elemento (18) di raffreddamento che à ̈ parallelo ed opposto al condotto (13) di sfogo ed à ̈ appoggiato alle pareti (8) inferiori delle batterie (6) chimiche per essere termicamente accoppiato alle batterie (6) chimiche stesse; il sistema (1) di accumulo à ̈ caratterizzato dal fatto che il condotto (13) di sfogo à ̈ rigidamente collegato al contenitore (2) ed à ̈ conformato in modo da premere sulle pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche per applicare alle batterie (6) chimiche una spinta che à ̈ perpendicolare alle pareti (7) superiori e mantiene le batterie (6) chimiche premute contro l’elemento (18) di raffreddamento.
- 2) Sistema (1) di accumulo secondo la rivendicazione 1, in cui il condotto (13) di sfogo comprende una pluralità di elementi (20) di pressione, ciascuno dei quali à ̈ elasticamente deformabile in una direzione perpendicolare alle pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche e trasmette la spinta dal condotto (13) di sfogo alle pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche.
- 3) Sistema (1) di accumulo secondo la rivendicazione 2, in cui ciascun elemento (20) di pressione preme sulla parete (7) superiore di una sola corrispondente batteria (6) chimica.
- 4) Sistema (1) di accumulo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui ciascun elemento (20) di pressione sporge a sbalzo da una parete (21) laterale del condotto (13) di sfogo che à ̈ perpendicolare alle pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche.
- 5) Sistema (1) di accumulo secondo la rivendicazione 4, in cui gli elementi (20) di pressione sono disposti su lati opposti del condotto (13) di sfogo.
- 6) Sistema (1) di accumulo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui ciascun elemento (20) di pressione comprende un corpo (22) esterno che à ̈ appoggiato alle pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche, ed un corpo (23) di collegamento che à ̈ disposto inclinato e collega il corpo (22) esterno alla parete (21) laterale del condotto (13) di sfogo.
- 7) Sistema (1) di accumulo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui tra gli elementi (20) di pressione e le pareti (7) superiori delle batterie (6) chimiche à ̈ interposto un primo strato (24) di isolamento realizzato in materiale elettricamente isolante.
- 8) Sistema (1) di accumulo secondo la rivendicazione 7, in cui il primo strato (24) di isolamento à ̈ costituito di Teflon.
- 9) Sistema (1) di accumulo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8 e comprendente: un primo gruppo (5) di batterie (6) chimiche; un secondo gruppo (5) di batterie (6) chimiche che à ̈ disposto al di sotto del primo gruppo (5) di batterie (6) chimiche e con una orientazione opposta rispetto al primo gruppo (5) di batterie (6) chimiche in modo tale che le pareti (8) inferiori delle batterie (6) chimiche del primo gruppo (5) siano disposte in prossimità delle pareti (8) inferiori delle batterie (6) chimiche del secondo gruppo (5); un unico elemento (18) di raffreddamento che à ̈ interposto tra i due gruppi (5) di batterie (6) chimiche in modo tale da essere appoggiato da un lato alle pareti (8) inferiori delle batterie (6) chimiche del primo gruppo (5) e dal lato opposto alle pareti (8) inferiori delle batterie (6) chimiche del secondo gruppo (5); ed una coppia di condotti (13) di sfogo che sono disposti su lati opposti del contenitore (2).
- 10) Sistema (1) di accumulo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui tra l’elemento (18) di raffreddamento e le pareti (8) inferiori delle batterie (6) chimiche à ̈ interposto un secondo strato (25) di isolamento realizzato in materiale elettricamente isolante e termicamente conduttore.
- 11) Sistema (1) di accumulo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui attorno a ciascuna apertura (14) del condotto (13) di sfogo à ̈ disposta una guarnizione (15) anulare che si appoggia a tenuta contro la parete (7) superiore della corrispondente batteria (6) chimica ed attorno alla valvola (12) di sicurezza.
- 12) Sistema (1) di accumulo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui l’elemento (18) di raffreddamento à ̈ termicamente collegabile ad un sistema di raffreddamento per evacuare il calore prodotto dalle batterie (6) chimiche.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000466A ITBO20120466A1 (it) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica |
US14/016,681 US9397324B2 (en) | 2012-09-04 | 2013-09-03 | System for the storage of electrical energy for a vehicle with electric propulsion |
EP20130183037 EP2704232B1 (en) | 2012-09-04 | 2013-09-04 | System for the storage of electrical energy for a vehicle with electric propulsion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000466A ITBO20120466A1 (it) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITBO20120466A1 true ITBO20120466A1 (it) | 2014-03-05 |
Family
ID=47074754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000466A ITBO20120466A1 (it) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9397324B2 (it) |
EP (1) | EP2704232B1 (it) |
IT (1) | ITBO20120466A1 (it) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017207188A1 (de) * | 2017-04-28 | 2018-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Batterie mit einer Mehrzahl an Batteriezellen |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170258A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | バッテリシステム |
JP2010205509A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | バッテリシステム |
JP2010277735A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源装置及びこれを備える車両 |
US20110293974A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Ji-Hyoung Yoon | Battery pack |
US20120021260A1 (en) * | 2010-01-29 | 2012-01-26 | Panasonic Corporation | Battery module |
WO2013038520A1 (ja) * | 2011-09-14 | 2013-03-21 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 組電池 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4265984A (en) * | 1980-02-11 | 1981-05-05 | Duracell International Inc. | Battery housing |
US20020028375A1 (en) * | 1995-11-22 | 2002-03-07 | Nobuyasu Morishita | Battery system |
JP2011014321A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Sanyo Electric Co Ltd | バッテリシステム |
US8999557B2 (en) * | 2010-04-21 | 2015-04-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack with elastic frame |
-
2012
- 2012-09-04 IT IT000466A patent/ITBO20120466A1/it unknown
-
2013
- 2013-09-03 US US14/016,681 patent/US9397324B2/en active Active
- 2013-09-04 EP EP20130183037 patent/EP2704232B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170258A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | バッテリシステム |
JP2010205509A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | バッテリシステム |
JP2010277735A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源装置及びこれを備える車両 |
US20120021260A1 (en) * | 2010-01-29 | 2012-01-26 | Panasonic Corporation | Battery module |
US20110293974A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Ji-Hyoung Yoon | Battery pack |
WO2013038520A1 (ja) * | 2011-09-14 | 2013-03-21 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 組電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2704232B1 (en) | 2015-04-01 |
US20140072840A1 (en) | 2014-03-13 |
US9397324B2 (en) | 2016-07-19 |
EP2704232A1 (en) | 2014-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9774065B2 (en) | Liquid-cooled battery pack system | |
US7964300B2 (en) | Battery pack | |
US20200035967A1 (en) | Cylindrical secondary battery module and method for producing cylindrical secondary battery module | |
US20140370338A1 (en) | Secondary battery, and secondary battery module and secondary battery pack comprising the same | |
KR101868670B1 (ko) | 연료 전지용 엔드 플레이트, 연료 전지 및 연료 전지 시스템 | |
US11777157B2 (en) | Battery module | |
KR20120108677A (ko) | 가스배출장치를 포함한 파우치형 이차전지 및 가스배출 제어방법 | |
EP3723157A1 (en) | Secondary battery | |
CN104979602A (zh) | 一种电池箱及动态调节电池箱压紧力的方法 | |
US20220123429A1 (en) | Battery module, and battery rack and power storage device comprising battery module | |
US20180175467A1 (en) | Heat distributor for a battery | |
CN110114903B (zh) | 分隔构件、电池组和电池组的传热控制方法 | |
JP7200944B2 (ja) | 仕切り部材及び組電池 | |
US11631913B2 (en) | Assembly of battery cells, and aircraft comprising such an assembly | |
EP3096373A1 (en) | Liquid electrolyte lithium accumulator and a method of making the same | |
CN106463653B (zh) | 具有多个电化学电池的电池组单元以及具有多个电池组单元的电池组模块 | |
CN105633502A (zh) | 一种可抑制热失控蔓延的锂离子电池模块 | |
KR20170098590A (ko) | 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈, 배터리 팩 | |
KR102234223B1 (ko) | 열팽창성 테이프를 포함하는 안전성이 개선된 배터리 셀 및 이의 제조방법 | |
JP5937341B2 (ja) | 二次電池、二次電池システム、二次電池および二次電池システムの放電リザーブ低減方法 | |
EP3345243B1 (en) | Energy storage device with reduced temperature variability between cells | |
US20110111282A1 (en) | Power storage apparatus | |
CN219303836U (zh) | 二次电池、电池模组及电池包 | |
ITBO20120466A1 (it) | Sistema di accumulo di energia elettrica per un veicolo con propulsione elettrica | |
CN105449311A (zh) | 一种液体换热电池模块结构 |