Compartimento de baterías para un vehículo automóvil.

Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, que comprende en una primera pared, una entrada

(7) de un fluido de enfriamiento y en una segunda pared al menos una salida (8) de este fluido, conteniendo el citado compartimento (1) apilamientos (2C, 2L) de módulos (3) de batería conformados según al menos una fila a lo largo de un canal principal (20) de flujo del fluido admitido, estando cada apilamiento (2C, 2L) de módulos (3) a lo largo del canal principal (20) separado del siguiente por un canal secundario (30) caracterizado por que la anchura (30L) del citado canal secundario es variable e igual a a.D+L donde a es un coeficiente, D es la distancia que separa la intersección entre el citado canal secundario y el canal principal de la entrada (7) del fluido y L es la anchura del canal secundario situado entre la pared del compartimento en la cual está formada la entrada (7) de fluido y el primer apilamiento, de manera que se obtenga un caudal del fluido sensiblemente constante en cada uno de los canales secundarios (30).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/052321.

Solicitante: RENAULT S.A.S..

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 13-15 QUAI LE GALLO 92100 BOULOGNE-BILLANCOURT FRANCIA.

Inventor/es: COLIBERT,LIONEL, DELVALLEE,SYLVAIN, ESTIENNE,JÉRÔME.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION,... > B60H1/00 (Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación (dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación que efectúan otro tratamiento del aire, en la medida que el otro tratamiento es más importante B60H 3/00; ventilación obtenida únicamente por abrir ventanas, puertas, partes del techo o similares, B60J; dispositivos de calefacción o ventilación para asientos de vehículos B60N 2/56; dispositivos de limpieza de ventanas o parabrisas que emplean aire, p. ej. aparatos para quitar el hielo B60S 1/54))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Detalles de construcción o procesos de fabricación... > H01M2/10 (Monturas; Dispositivos de suspensión; Amortiguadores; Dispositivos de sujeción o de transporte; Soportes (combinación estructural de acumuladores con aparatos para la carga H01M 10/46))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > DISPOSICIONES O MONTAJE DE CONJUNTOS DE PROPULSION... > Disposiciones o montaje de conjuntos de propulsión... > B60K1/04 (de dispositivos de almacenamiento de la energía eléctrica para la propulsión (para las necesidades de los auxiliares solamente B60R 16/04; aprovisionamiento de baterías de vehículos o retirada de baterías de vehículos B60S 5/06))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Detalles de construcción o procesos de fabricación... > H01M2/02 (Armazones, carcasas o embalajes)
  • H01M10/50

PDF original: ES-2531070_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Compartimento de baterías para un vehículo automóvil La invención concierne a la alimentación de un vehículo provisto de una cadena de tracción eléctrica y de modo más preciso a un compartimento de baterías que sirve para la alimentación de energía eléctrica a esta cadena.

Los vehículos provistos de una cadena de tracción eléctrica extraen su energía eléctrica de baterías. Durante la liberación y el almacenamiento de esta energía eléctrica fuera o en las baterías, se sigue un proceso químico exotérmico, que eleva la temperatura de los módulos de baterías. Ahora bien, el funcionamiento de estos últimos es muy sensible a la temperatura, que entonces debe ser mantenida alrededor de una temperatura objetivo en un intervalo determinado de funcionamiento. Se evita así una disminución del rendimiento de la batería, por ejemplo una pérdida de capacidad, si la temperatura es demasiado baja, o una degradación de la duración de la vida de servicio, si la temperatura es demasiado elevada.

Existe, por tanto, una necesidad de mantener los módulos de batería a una temperatura, lo más próxima posible a la temperatura objetivo. Además, los compartimentos de baterías pueden comprender un número importante de módulos o un número de módulos diferente de un apilamiento a otro. Por consiguiente, existe igualmente una necesidad de reducir, tanto como sea posible, el gradiente de temperatura entre los módulos, para evitar que uno o varios módulos sean sometidos a condiciones de funcionamiento más severas que los otros módulos, lo que reduciría el rendimiento y/o la duración de la vida de servicio de ésta.

El documento de patente FR2876223 propone un compartimento de baterías que recibe un flujo de aire por una entrada del compartimento y que circula hacia una salida a fin de enfriar los módulos de batería por convección forzada. Los módulos que hay que enfriar están dispuestos de modo que forman al menos un canal entre las filas de apilamientos de módulos, que va de la entrada a la salida del compartimento, disminuyendo la anchura de este canal a lo largo del sentido de flujo para formar una V. El aire circula por tanto a lo largo de este canal y entre los módulos gracias a la presencia de deflectores que desvían una parte del flujo que circula en este canal. La reducción progresiva de la anchura de este canal permite acelerar el flujo del fluido a medida que éste circula en el compartimento, y así aumentar la capacidad de intercambio térmico entre los módulos situados hacia la salida y el flujo de aire que es recalentado por los módulos situados en la proximidad de la entrada del fluido. Un sistema de este tipo no permite, sin embargo, una homogeneización satisfactoria del enfriamiento de los módulos en el compartimento.

El documento de patente EP1750322 divulga un módulo de batería, en el cual un divisor está instalado en el paso del flujo de enfriamiento para dividir el citado paso en una pluralidad de pasos para subflujos de enfriamiento.

El documento de patente JP2003331932 divulga un sistema de batería que comprende una pluralidad de módulos dispuestos con pasos para flujos de enfriamiento entre cada uno de ellos. Los pasos son más anchos en las extremidades del módulo que en su parte central.

Un objetivo de la presente invención es proponer un compartimento de baterías mejorado, que especialmente evite todos o parte de los inconvenientes antes citados para enfriar uniformemente todos los módulos de un compartimento de baterías, alrededor de una temperatura objetivo, en un intervalo determinado de temperatura de funcionamiento.

A tal fin, la invención propone un compartimento de baterías de un vehículo de motorización eléctrica, que comprende en una primera pared, una entrada de un fluido de enfriamiento y en una segunda pared al menos una salida de este fluido, conteniendo el citado compartimento apilamientos de batería conformados según al menos una fila a lo largo de un canal principal de flujo del fluido admitido, estando cada apilamiento de módulos a lo largo del canal principal separado del siguiente por un canal secundario de anchura variable de manera que se obtenga un caudal del fluido sensiblemente constante en cada uno de los canales secundarios.

Tal compartimento permite una circulación del fluido de flujo sensiblemente constante entre cada apilamiento de módulos lo que tiene por efecto enfriarlos de manera homogénea dando lugar a una mejora del rendimiento y a un aumento de la duración de la vida de servicio de la batería.

De acuerdo con otras características de la invención:

- la anchura de los i-ésimos canales secundarios puede variar en función de la distancia Di -que separa la intersección del i-ésimo canal secundario y del canal principal con la entrada del fluido, lo que permite obtener una distribución homogénea del fluido entre los canales secundarios y obtener un enfriamiento homogéneo, particularmente en compartimentos de gran longitud;

- la anchura de los i-ésimos canales secundarios puede ser igual a un coeficiente a predeterminado multiplicado por la distancia Di, a la cual se añade una anchura L0 que representa el canal cero secundario situado entre la pared del compartimento en la cual está formada la entrada de fluido y el primer apilamiento, -la anchura de los i-ésimos canales secundarios puede variar en función del número de módulos presentes en los apilamientos situados alrededor de este canal, lo que permite obtener una distribución homogénea del fluido entre los canales secundarios y obtener un enfriamiento homogéneo, particularmente en compartimentos en los cuales el número de módulos en los apilamientos varía, y por consiguiente la cantidad de calor que hay que extraer, -la anchura de los i-ésimos canales secundarios puede ser igual a un coeficiente b predeterminado multiplicado por el número Ni de módulos en los apilamientos que bordean a este i-ésimo canal secundario 30i, a la cual se añade una anchura L0 del canal cero secundario situado entre la pared del compartimento en la cual está formada la entrada de fluido y el primer apilamiento. -la anchura de los canales secundarios puede disminuir a lo largo de un eje transversal T entre una primera extremidad situada en la intersección del i-ésimo canal secundario y del canal principal hasta una segunda extremidad de modo que se provoque una aceleración del fluido que circula por el mismo, lo que permite asegurar un enfriamiento homogéneo de las paredes de los módulos que dan a este canal, particularmente en el caso en que los canales secundarios presenten una longitud importante. -el compartimento puede comprender una fila única de apilamientos, estando el canal principal situado entre la fila de apilamientos y una de las paredes laterales del compartimento que une la primera y la segunda pared, lo que permite concebir compartimentos muy compactos con una gran homogeneidad del enfriamiento. -el compartimento puede comprender al menos dos filas de apilamientos y al menos un canal principal situado entre estas dos filas. -el canal principal puede extenderse sensiblemente a lo largo del eje longitudinal que pasa por la entrada, lo que permite hacer simétricos los flujos de fluido de enfriamiento que circulan entre los apilamientos de módulos. -la anchura de un canal principal puede disminuir a lo largo de su longitud extendiéndose entre la entrada del fluido y la salida de modo que se provoque una aceleración del fluido que circula por el mismo, lo que permite asegurar un enfriamiento homogéneo de las paredes de los módulos que dan a este canal, particularmente en el caso en que el canal principal presente una longitud importante -al menos una salida puede estar situada en un eje longitudinal distinto del eje longitudinal L que pasa por la entrada 7... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, que comprende en una primera pared, una entrada (7) de un fluido de enfriamiento y en una segunda pared al menos una salida (8) de este fluido, conteniendo el citado compartimento (1) apilamientos (2C, 2L) de módulos (3) de batería conformados según al menos una fila a lo largo de un canal principal (20) de flujo del fluido admitido, estando cada apilamiento (2C, 2L) de módulos (3) a lo largo del canal principal (20) separado del siguiente por un canal secundario (30) caracterizado por que la anchura (30L) del citado canal secundario es variable e igual a a.D+L donde a es un coeficiente, D es la distancia que separa la intersección entre el citado canal secundario y el canal principal de la entrada (7) del fluido y L es la anchura del canal secundario situado entre la pared del compartimento en la cual está formada la entrada (7) de fluido y el primer apilamiento, de manera que se obtenga un caudal del fluido sensiblemente constante en cada uno de los canales secundarios (30) .

2. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la anchura (30L) de los canales secundarios (30) disminuye a lo largo de un eje transversal

(T) entre una primera extremidad situada en la intersección del canal segundario (30) y del canal principal (20) hasta una segunda extremidad de modo que se provoque una aceleración del fluido que circula por el mismo.

3. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende una fila única, estando situado el canal principal (20) entre la fila de apilamientos (2) y una de las paredes laterales del compartimento (1) que une la primera y la segunda pared.

4. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que comprende al menos dos filas de apilamientos (2C, 2L) y al menos un canal principal (20) situado entre estas dos filas.

5. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el canal principal (20) se extiende sensiblemente a lo largo del eje longitudinal (L) que pasa por la entrada (7) .

6. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la anchura (20L) del canal principal (20) disminuye a lo largo de su longitud que se extiende entre la entrada del fluido (7) y la salida (8) de modo que se provoque una aceleración del fluido que circula por el mismo.

7. Compartimento de baterías (1) de un vehículo de motorización eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que al menos una salida (8) está situada en un eje longitudinal distinto del eje longitudinal (L) , que pasa por la entrada del fluido (7) .

8. Vehículo automóvil con cadena de tracción eléctrica caracterizado por que comprende un compartimento de baterías de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.