Módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas.

1. Un módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas en el que las células eléctricas

(1) se sitúan en el interior de un alojamiento (2) creado a partir de muchas cámaras idénticas (3), formando una estructura con forma de panal, caracterizado porque se sitúa una capa (5) de pasta termoconductora entre las células eléctricas (1) y las paredes internas (4) de las cámaras idénticas (3), estando dicho alojamiento (2) cerrado por su parte inferior por una placa inferior termoconductora (6), en el que dicha placa inferior termoconductora (6) del alojamiento (2) está en contacto térmicamente con un módulo de refrigeración que tiene una célula Peltier integrada (8), proporcionando dicha célula Peltier la transferencia térmica desde o al paquete de células eléctricas (1).

2. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) se hacen con forma de monolito.

3. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) se conectan mediante remachado, encolado, soldadura blanda o soldadura por fusión.

4. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque una capa (5) de pasta termoconductora está presente entre el fondo (7) de las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6).

5. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-4, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) se hacen en forma de embudos elípticos, poligonales o redondos.

6. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-5, caracterizado porque la capa (5) de pasta termoconductora se sitúa entre las paredes externas (9) de las cámaras idénticas (3).

7. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-6, caracterizado porque los bordes superiores (10) de las cámaras idénticas (3) se conectan entre sí mediante encolado, soldadura blanda o soldadura por fusión.

8. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-7, caracterizado porque los bordes superiores (10) de las cámaras idénticas se cierran por medio de una tapa superior (11).

9. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-8, caracterizado porque la célula Peltier está en contacto térmicamente con un intercambiador de calor fluídico (12).

10. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el intercambiador de calor fluídico (12) tiene un enfriador fluídico (13), así como un colector de fluido de refrigeración (14) que tiene una virola de salida (15) y una virola de entrada (16).

11. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la célula Peltier (8) junto con el intercambiador de calor fluidico (12) se sitúan en un bastidor de posicionamiento (17), y se aprietan mediante la placa de fijación (18) básicamente a la parte central de la placa inferior termoconductora (6) por medio de tornillos (19).

12. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la placa inferior termoconductora (6) está en contacto térmicamente con algunas unidades de refrigeración conectadas en serie con la célula Peltier (8).

13. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-12, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) están hechas de cobre o aluminio.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/PL2012/050023.

Solicitante: IMPACT CLEAN POWER TECHNOLOGY S.A.

Nacionalidad solicitante: Polonia.

Dirección: ul. Mokotowska 1 00 - 640 Warszawa POLONIA.

Inventor/es: KRAS,BARTLOMIEJ STEFAN, MAKOMASKI,Konrad, SZADKOWSKI,Stanislaw.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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))
  • H01M10/50
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Módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas.

Fragmento de la descripción:

Módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas.

Un objeto de esta invención es un módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas que se usarán en dispositivos eléctricos fijos y móviles, especialmente en coches que comprenden una unidad impulsora eléctrica o híbrida.

Los módulos de las células eléctricas usadas en los coches eléctricos se montan a partir

de células individuales conectadas en módulos. Con el fin de conseguir los valores de tensión, amperaje o capacidad eléctrica deseados, las células individuales se conectan eléctricamente en serie, en paralelo o de forma mixta, y después los módulos se constituyen por ellas de manera que ocupen el menor espacio posible. En un vehículo impulsado eléctricamente, el espacio diseñado para los módulos de baterías debe ser

mínimo con el fin de tener el máximo espacio útil en la cabina del pasajero, así como en el maletero. Durante la carga, así como durante la descarga, los módulos de células eléctricas emiten mucho calor, lo que está vinculado con la necesidad de regular la temperatura de los módulos de baterías. Las células en los módulos han de disponerse cercanas entre sí debido al criterio de espacio mínimo, y deben preverse canales de flujo de calor adecuados entre las células particulares con el fin de cumplir el criterio de control de la temperatura, lo que hace que la dimensión total de un módulo de baterías sea mayor y, por lo tanto, estos dos criterios se alcanzan en el estado de la técnica mediante soluciones contradictorias entre sí.

A partir de la memoria descriptiva de patente US6705418 se conoce un módulo de baterías que comprende células eléctricas individuales que crean una estructura espacial que tiene una forma semejante a una estructura de panal. Este módulo se enfría mediante la circulación de fluido a través de un tubo conformado situado entre las células particulares situadas alrededor de éste y conectado a un intercambiador de calor externo.

A partir de la solicitud de patente WO2007/068223A1 "Batter y holder" se conoce un procedimiento para producir módulos que comprenden baterías de acumuladores, recordando dichos módulos a la estructura de panal. Esta solución conocida se refiere a un recipiente similar a un panal que se usa al fabricar módulos que comprenden acumuladores hechos de células redondas que se usarán especialmente en vehículos híbridos y eléctricos. Ese contenedor se construye a partir segmentos semicirculares longitudinales que están conectados en un módulo que se asemeja a un panal. Estos segmentos tienen en su parte central canales y elementos que conectan dichos canales. Un medio de refrigeración pasa a través de estos canales para enfriar las paredes de las células, así como las células eléctricas situadas en el interior. Estos canales se conectan con un intercambiador de calor fluídico externo.

A partir de la memoria descriptiva de patente Americana US4314008 se conoce un procedimiento para producir módulos que comprenden baterías de acumuladores, de acuerdo con el cual un paquete de células se envuelve con una cinta metálica y después se coloca en un alojamiento térmico. Una superficie lateral del paquete está en contacto con una placa metálica termoconductora conectada con una bomba de calor (célula Peltier) que transporta un exceso de la energía térmica a un radiador externo.

A partir de la solicitud internacional PCT/EP2010/056479 se conoce un módulo que comprende baterías de acumuladores, cuya estructura es similar a la de un panal. Se sitúan acumuladores que comprenden una o más células en células hexagonales particulares. De este modo se consigue una estructura fuerte y sólida de módulos y, además, la temperatura de cada célula está estabilizada correctamente. Las paredes de las células hexagonales pueden estar intactas o pueden hacerse canales en ellas a través de los cuales puede fluir un agente de refrigeración, que es agua o aire.

Es un objeto de esta invención crear un módulo de baterías que tiene una construcción de este tipo que haga posible estabilizar la temperatura de las células eléctricas sin causar simultáneamente un aumento significativo del espacio diseñado para los módulos de baterías.

Otro objetivo de la invención es crear un alojamiento para paquetes de células eléctricas, fácil de montar y que proporcione una transmisión térmica eficaz.

Un fin adicional de la invención es preparar una construcción de fijación para una célula Peltier que permita su fácil montaje con un alojamiento de paquetes que comprenden células eléctricas.

De acuerdo con esta invención, en un módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas, dichas células se colocan en el interior de un alojamiento que comprende varias cámaras idénticas formando un panal. Esta solución está caracterizada porque una capa de pasta termoconductora se sitúa entre las células eléctricas y las paredes internas de las células idénticas, estando dicho alojamiento cerrado por debajo por medio de una placa inferior termoconductora.

Ventajosamente, esta placa inferior termoconductora del alojamiento está en contacto térmicamente con un módulo de refrigeración que tiene una célula Peltier integrada que transfiere energía térmica desde o al paquete que comprende células eléctricas.

También es ventajosa una construcción en la que las cámaras idénticas y la placa termoconductora se hacen con forma de monolito.

En otra solución ventajosa, las cámaras idénticas y la placa termoconductora se conectan mediante un procedimiento de remachado, encolado, soldadura blanda o soldadura por fusión.

También es ventajoso cuando una capa de pasta termoconductora se sitúa entre los lados inferiores de las cámaras idénticas y la placa inferior termoconductora.

En una solución ventajosa, las cámaras idénticas se conforman como embudos elípticos, poligonales o redondos.

En otra realización ventajosa, una capa de pasta termoconductora se sitúa entre las 30 paredes externas de las cámaras idénticas.

En una realización ventajosa, los bordes superiores de las cámaras idénticas se conectan mediante encolado, soldadura blanda o soldadura por fusión.

En una realización ventajosa, los bordes superiores de las cámaras idénticas se cierran por medio de una tapa superior.

En una realización ventajosa, una célula Peltier está en contacto térmicamente con un intercambiador de calor fluídico.

En una realización ventajosa, un intercambiador de calor fluídico tiene un enfriador

fluídico, así como un colector de fluido de refrigeración que tiene una virola de salida y una virola de entrada.

En una solución ventajosa, una célula Peltier junto con un intercambiador de calor fluídico se sitúan en un bastidor de posicionamiento y se oprimen por medio de una placa de fijación básicamente a la parte central de la placa termoconductora por medio de tornillos.

En otra solución ventajosa, una placa inferior termoconductora está en contacto térmicamente con algunos módulos de refrigeración conectados en serie que comprenden una célula Peltier.

Es ventajoso cuando las cámaras idénticas y una placa inferior termoconductora están hechas de cobre o aluminio.

Algunas realizaciones de la invención se ilustran en el dibujo, en el que la figura 1

muestra la vista lateral de un módulo que comprende células eléctricas, que tiene cámaras idénticas para las células eléctricas en una sección transversal elíptica; la figura 2 muestra un módulo con células eléctricas en la vista inferior; la figura 3 muestra un módulo con células...

 


Reivindicaciones:

1. Un módulo térmicamente estabilizado que comprende células eléctricas en el que las células eléctricas (1) se sitúan en el interior de un alojamiento (2) creado a partir 5 de muchas cámaras idénticas (3) , formando una estructura con forma de panal, caracterizado porque se sitúa una capa (5) de pasta termoconductora entre las células eléctricas (1) y las paredes internas (4) de las cámaras idénticas (3) , estando dicho alojamiento (2) cerrado por su parte inferior por una placa inferior termoconductora (6) , en el que dicha placa inferior termoconductora (6) del alojamiento (2) está en contacto térmicamente con un módulo de refrigeración que tiene una célula Peltier integrada (8) , proporcionando dicha célula Peltier la transferencia térmica desde o al paquete de células eléctricas (1) .

2. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) se hacen con forma de monolito.

3. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) se conectan mediante 20 remachado, encolado, soldadura blanda o soldadura por fusión.

4. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque una capa (5) de pasta termoconductora está presente entre el fondo (7) de las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) . 25

5. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-4, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) se hacen en forma de embudos elípticos, poligonales o redondos.

6. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-5, caracterizado porque la capa

(5) de pasta termoconductora se sitúa entre las paredes externas (9) de las cámaras idénticas (3) .

7. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-6, caracterizado porque los bordes superiores (10) de las cámaras idénticas (3) se conectan entre sí mediante encolado, soldadura blanda o soldadura por fusión.

8. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-7, caracterizado porque los bordes superiores (10) de las cámaras idénticas se cierran por medio de una tapa superior (11) .

9. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-8, caracterizado porque la 10 célula Peltier está en contacto térmicamente con un intercambiador de calor fluídico (12) .

10. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el intercambiador de calor fluídico (12) tiene un enfriador fluídico (13) , así como un colector de fluido de refrigeración (14) que tiene una virola de salida (15) y una virola de entrada

(16) .

11. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la célula Peltier (8) junto con el intercambiador de calor fluídico (12) se sitúan en un bastidor de posicionamiento (17) , y se aprietan mediante la placa de fijación (18) básicamente a la parte central de la placa inferior termoconductora (6) por medio de tornillos (19) .

12. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la placa inferior termoconductora (6) está en contacto térmicamente con algunas unidades de refrigeración conectadas en serie con la célula Peltier (8) .

13. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1-12, caracterizado porque las cámaras idénticas (3) y la placa inferior termoconductora (6) están hechas de cobre o aluminio.

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9