(57)【要約】【課題】セル故障伝搬の防止によってバッテリ故障を防止する。【解決手段】バッテリシステムは、モジュールにグループ分けされた複数のバッテリセルを含み得る。各バッテリモジュールは、セル故障時に吐出される高温ガス及び溶融材料を導くための拡散板を有していてもよい。ガス及び材料は、単一セルの熱暴走が発生すると、最近傍のセルから遠ざかるように導かれ得る。残留熱エネルギは、隣接するセルから熱を遠ざけておくために、逃がされ、吸収され、又は封じ込められる。これら及び他の特色が、単一セル故障発生時の噴射エネルギ及び残留熱エネルギを管理し得る。これにより、より大きなバッテリシステムの連鎖故障が防止され、それによって人員及び資産への損害のリスクが低減され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ故障を防止する装置であって、
複数のリチウムイオン電気化学セルであって、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々がそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端がそれぞれ通気孔を備えており、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が、各前記第１端が第１の方向にあり各前記第２端が第２の方向にある状態で、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列されている、複数のリチウムイオン電気化学セルと、
各前記第１端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合された第１のバスと、
各前記第２端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第２のバスと、
各前記第１端で前記第１のバスと併設された拡散板であって、前記平行軸に垂直な平面と整列され、各前記第１端に対向する第１面及び各前記第１端とは反対向きの第２面を備え、前記第１面にチャンネルを備える拡散板と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記複数のリチウムイオン電気化学セルは、少なくとも２つのリチウムイオン電気化学セルを備える、請求項１の装置。
【請求項３】
複数のチューブを備える発泡セル支持体であって、前記複数のチューブの各々が前記複数のリチウムイオン電気化学セルのうち１つを前記複数のリチウムイオン電気化学セルのうち他のものと離隔した関係で保持する、発泡セル支持体を更に備える、請求項１の装置。
【請求項４】
前記発泡セル支持体は、ポリウレタンを備える、請求項３の装置。
【請求項５】
各前記第１端で前記第１のバスと前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に介在する第１のガラスエポキシ複合材料と、
各前記第２端で前記第２のバスと前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に介在する第２のガラスエポキシ複合材料と、
を更に備える、請求項１の装置。
【請求項６】
前記第１のガラスエポキシ複合材料は、Ｇ１０を備え、
前記第２のガラスエポキシ複合材料は、Ｇ１０を備える、請求項５の装置。
【請求項７】
前記第１のバス及び前記第２のバスのうち一方と併設されたヒートシンク層を更に備える、請求項１の装置。
【請求項８】
前記ヒートシンク層は、相変化材料を備える、請求項７の装置。
【請求項９】
各前記第２端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第３のバスを更に備え、
前記ヒートシンク層は、前記第２のバスと前記第３のバスとの間に介在する、請求項１の装置。
【請求項１０】
前記第２のバスと前記第３のバスとの間に介在するヒューズを更に備える、請求項９の装置。
【請求項１１】
前記第１のバス及び前記第２のバスのうち一方に結合されたヒューズを更に備える、請求項１の装置。
【請求項１２】
前記第１のバスは、ニッケル、アルミニウム、及び銅のうち少なくとも１つを備え、
前記第２のバスは、ニッケル、アルミニウム、及び銅のうち少なくとも１つを備える、請求項１の装置。
【請求項１３】
バッテリ故障を防止するシステムを提供する方法であって、
複数のリチウムイオン電気化学セルを提供することであって、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々がそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端がそれぞれ通気孔を備えていることと、
前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々を、各前記第１端が第１の方向にあり各前記第２端が第２の方向にある状態で、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列させることと、
第１のバスを各前記第１端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合することと、
第２のバスを各前記第２端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合することと、
前記平行軸に垂直な平面と整列され、各前記第１端に対向する第１面及び各前記第１端とは反対向きの第２面を備え、前記第１面にはチャンネルを備える拡散板を、各前記第１端で前記第１のバスと併設することと、
を備える、方法。
【請求項１４】
前記複数のリチウムイオン電気化学セルは、少なくとも２つのリチウムイオン電気化学セルを備える、請求項１３の方法。
【請求項１５】
複数のチューブを備える発泡セル支持体であって、前記複数のチューブの各々が前記複数のリチウムイオン電気化学セルのうち１つを前記複数のリチウムイオン電気化学セルのうち他のものと離隔した関係で保持する、発泡セル支持体を介在させることを更に備える、請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記発泡セル支持体は、ポリウレタンを備える、請求項１５の方法。
【請求項１７】
各前記第１端で前記第１のバスと前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に第１のガラスエポキシ複合材料を介在させることと、
各前記第２端で前記第２のバスと前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に第２のガラスエポキシ複合材料を介在させることと、
を更に備える、請求項１３の方法。
【請求項１８】
前記第１のガラスエポキシ複合材料は、Ｇ１０を備え、
前記第２のガラスエポキシ複合材料は、Ｇ１０を備える、請求項１７の方法。
【請求項１９】
ヒートシンク層を前記第１のバス及び前記第２のバスのうち一方と併設することを更に備える、請求項１３の方法。
【請求項２０】
前記ヒートシンク層は、相変化材料を備える、請求項１９の方法。
【請求項２１】
各前記第２端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に第３のバスを電気的に結合することを更に備え、
前記ヒートシンク層は、前記第２のバスと前記第３のバスとの間に介在する、請求項１３の方法。
【請求項２２】
前記第２のバスと前記第３のバスとの間にヒューズを介在させることを更に備える、請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記第１のバス及び前記第２のバスのうち一方にヒューズを結合することを更に備える、請求項１３の方法。
【請求項２４】
前記第１のバスは、ニッケルを備え、
前記第２のバスは、ニッケルを備える、請求項１３の方法。
【請求項２５】
バッテリ故障を防止する方法であって、
複数のリチウムイオン電気化学セルを使用することであって、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々がそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端がそれぞれ通気孔を備えており、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が、各前記第１端が第１の方向にあり各前記第２端が第２の方向にある状態で、前記複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列されていることと、
各前記第１端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合された第１のバスを使用することと、
各前記第２端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第２のバスを使用することと、
拡散板が平行軸に垂直な平面と整列され、前記拡散板が各前記第１端に対向する第１面及び各前記第１端とは反対向きの第２面を備え、前記拡散板が前記第１面にチャンネルを備えるところ、各前記第１端で前記第１のバスと併設された前記拡散板を使用することと、
を備える方法。
【請求項２６】
前記複数のリチウムイオン電気化学セルは、少なくとも２つのリチウムイオン電気化学セルを備える、請求項２５の方法。
【請求項２７】
複数のチューブを備える発泡セル支持体を使用することであって、前記複数のチューブの各々が前記複数のリチウムイオン電気化学セルのうち１つを前記複数のリチウムイオン電気化学セルのうち他のものと離隔した関係で保持することを更に備える、請求項２５の方法。
【請求項２８】
前記発泡セル支持体は、ポリウレタンを備える、請求項２７の方法。
【請求項２９】
各前記第１端で前記第１のバスと前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に介在する第１のガラスエポキシ複合材料を使用することと、
各前記第２端で前記第２のバスと前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に介在する第２のガラスエポキシ複合材料を使用することと、
を更に備える、請求項２５の方法。
【請求項３０】
前記第１のガラスエポキシ複合材料は、Ｇ１０を備え、
前記第２のガラスエポキシ複合材料は、Ｇ１０を備える、請求項２９の方法。
【請求項３１】
前記第１のバス及び前記第２のバスのうち一方と併設されたヒートシンク層を使用することを更に備える、請求項２５の方法。
【請求項３２】
前記ヒートシンク層は、相変化材料を備える、請求項３１の方法。
【請求項３３】
各前記第２端で前記複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第３のバスを使用することを更に備え、
前記ヒートシンク層は、前記第２のバスと前記第３のバスとの間に介在する、請求項２５の方法。
【請求項３４】
前記第２のバスと前記第３のバスとの間に介在するヒューズを使用することを更に備える、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記第１のバス及び前記第２のバスのうち一方に結合されたヒューズを使用することを更に備える、請求項２５の方法。
【請求項３６】
前記第１のバスは、ニッケルを備え、
前記第２のバスは、ニッケルを備える、請求項２５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してバッテリ故障を防止することに係り、より具体的には、セル故障伝搬の防止によってバッテリ故障を防止することに関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野においては、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障を防止するための様々なシステム及びプロセスが既知である。バッテリには、補聴器及び腕時計の電力供給に用いられるミニチュアセル、スマートフォンで使用される小型の薄いセルから、自動車及びトラックで使用される大型の鉛蓄電池、そして最も大型の極端なものでは、電話交換局及びコンピュータデータセンタ用の予備又は非常用電力を提供する、部屋の寸法の巨大なバッテリバンクまで、多くの形状及び寸法がある。バッテリは過剰な熱を発生することがあり、これは信頼性を妨げるとともに早期故障につながり得る。場合によっては、出熱の量はバッテリの電力出力に関係する。この過剰な熱を管理するための技術は、ヒートシンク、熱電冷却器、強制通風システム、送風機、ヒートパイプなどを含むであろう。
【０００３】
バッテリシステムには、より高いエネルギ貯蔵能力のためにリチウムイオン化学を利用するものがあるが、こうしたシステムは、より高いバッテリ発火のリスクを有し得る。リチウムイオンセル内部の欠陥は、爆発と、それに伴う火及びガスの放射とをもたらし得る。リチウムイオンセルが熱暴走に入るとき、解放されるエネルギは２つのカテゴリ、すなわち噴射と残留とに分けられる。噴射エネルギは、（ブロートーチに似た）高温ガスとセルから吐出される溶融金属とからなる。残留熱エネルギは、セルが熱暴走に入った後、残されたセル内の熱である。単一セル故障は、隣接するセルの連鎖故障、及びひいては人員及び設備を危険にさらし得る大きなバッテリ発火につながり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリシステムは、モジュールにグループ分けされた複数のバッテリセルを含み得る。各バッテリモジュールは、セル故障時に吐出される高温ガス及び溶融材料を導くための拡散板を有していてもよい。ガス及び材料は、単一セルの熱暴走が発生すると、最近傍のセルから遠ざかるように導かれ得る。残留熱エネルギは、隣接するセルから熱を遠ざけておくために、逃がされ、吸収され、又は封じ込められる。これら及び他の特色が、単一セル故障発生時の噴射エネルギ及び残留熱エネルギを管理し得る。これにより、より大きなバッテリシステムの連鎖故障が防止され、それによって人員及び資産への損害のリスクが低減され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態においては、モジュールは、複数のリチウムイン電気化学セルであって、その複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々がそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端がそれぞれ通気孔を備えており、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が、各第１端が第１の方向にあり各第２端が第２の方向にある状態で、複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列されている、複数のリチウムイオン電気化学セルと、各第１端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合された第１のバスと、各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第２のバスと、各第１端で第１のバスと併設された拡散板であって、平行軸に垂直な平面と整列され、各第１端に対向する第１面及び各第１端とは反対向きの第２面を備え、第１面にはチャンネルを備える拡散板と、を含んでいてもよい。
【０００６】
バッテリ故障を防止するためのシステムを提供する方法を説明する。この方法は、複数のリチウムイオン電気化学セルを提供することであって、その複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々がそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端がそれぞれ通気孔を備えていることと、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々を、各第１端が第１の方向にあり各第２端が第２の方向にある状態で、複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列させることと、第１のバスを各第１端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合することと、第２のバスを各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合することと、平行軸に垂直な平面と整列され、各第１端に対向する第１面及び各第１端とは反対向きの第２面を備え、第１面にはチャンネルを備える拡散板を、各第１端で第１のバスと併設することと、を含んでいてもよい。
【０００７】
バッテリ故障の防止方法を説明する。この方法は、複数のリチウムイオン電気化学セルを使用することであって、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々がそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端がそれぞれ通気孔を備えており、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々が、各第１端が第１の方向にあり各第２端が第２の方向にある状態で、複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列されていることと、各第１端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合された第１のバスを使用することと、各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第２のバスを使用することと、拡散板が平行軸に垂直な平面と整列され、拡散板が各第１端に対向する第１面及び各第１端とは反対向きの第２面を備え、拡散板が第１面にチャンネルを備えるところ、各第１端で第１のバスと併設されたこの拡散板を使用することと、を含んでいてもよい。
【０００８】
上述したモジュールのいくつかの例において、複数のリチウムイオン電気化学セルは、少なくとも２つのリチウムイオン電気化学セルを備える。
【０００９】
上述したモジュールのいくつかの例は、複数のチューブを備えた発泡セル支持体も含んでいてもよく、その複数のチューブの各々が複数のリチウムイオン電気化学セルのうち１つを複数のリチウムイオン電気化学セルのうち他のものと離隔した関係で保持する。上述したモジュールのいくつかの例において、発泡セル支持体はポリウレタンを備える。
【００１０】
上述したモジュールのいくつかの例は、各第１端で第１のバスと複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に介在する第１のガラスエポキシ複合材料も含み得る。上述したモジュールのいくつかの例は、各第２端で第２のバスと複数のリチウムイオン電気化学セルの各々との間に介在する第２のガラスエポキシ複合材料も含み得る。
【００１１】
上述したモジュールのいくつかの例において、第１のガラスエポキシ複合材料はＧ１０を備える。上述したモジュールのいくつかの例において、第２のガラスエポキシ複合材料はＧ１０を備える。
【００１２】
上述したモジュールのいくつかの例は、第１のバス及び第２のバスのうち一方と併設されたヒートシンク層も含み得る。上述したモジュールのいくつかの例において、ヒートシンク層は相変化材料を備える。
【００１３】
上述したモジュールのいくつかの例は、各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合された第３のバスも含んでいてもよく、ここで、ヒートシンク層は、第２のバスと第３のバスとの間に介在していてもよい。
【００１４】
上述したモジュールのいくつかの例は、第２のバスと第３のバスとの間に介在するヒューズも含み得る。上述したモジュールのいくつかの例は、第１のバス及び第２のバスのうち一方に結合されたヒューズも含み得る。
【００１５】
上述したモジュールのいくつかの例において、第１のバスはニッケルを備え、第２のバスはニッケルを備える。上述したモジュールの他の例においては、第１のバスはアルミニウムを備え、第２のバスはアルミニウムを備える。上述したモジュールの更に他の例においては、第１のバスは銅を備え、第２のバスは銅を備える。上述したモジュールの更なる例においては、第１のバスは、ニッケル、アルミニウム、及び銅のうち少なくとも２つの組み合わせを備え、第２のバスは、ニッケル、アルミニウム、及び銅のうち少なくとも２つの組み合わせを備える。第１のバス及び第２のバスは、上記から選択された互いに異なる材料を備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援するセルの一例を示す。
【図２】本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援するモジュールの一例を示す。
【図３】本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援する拡散板配置の一例を示す。
【図４】本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援する拡散板配置の斜視図の一例を示す。
【図５】本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障を防止するべく製造システムによって実施されるプロセスの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明は、限定的な意味で解釈されるべきものではなく、例示的な実施形態の一般原則を説明する目的でのみ、なされるものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲を参照して決定されなければならない。
【００１８】
本明細書の全体を通じて、「一実施形態」、「ある実施形態」、又は類似の用語を参照する場合には、その実施形態と関連して記載された特定の特色、構造、又は特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通じて、「一実施形態において」、「ある実施形態において」、及び類似の用語が登場する場合には、すべてが同一の実施形態を参照し得るが、必ずしもその限りではない。
【００１９】
また、本開示に記載された特色、構造、又は特徴は、１つ以上の実施形態において任意の適当な手法で組み合わされてもよい。以下の説明では、多数の具体的詳細が提供される。しかしながら、当業者には、本開示がその具体的詳細のうち１つ以上がない状態で、あるいは他の方法、構成要素、材料などを用いて、実用され得ることがわかるであろう。他の事例では、周知の構造、材料、又は動作は、本開示の態様の不明瞭化を回避するために、詳細には図示されず又は説明されない。
【００２０】
バッテリは、化学エネルギから電気エネルギへの制御された変換を通じてエネルギを貯蔵及び放電するデバイスである。エネルギは、異なる電位を有する化学反応物の間での電子の流れを防止することによって貯蔵される。エネルギは、正端子（カソード）と負端子（アノード）との間で電子が流れることが可能になると、放出される。端子が接続されると、化合物は、酸化及び還元として知られる化学反応をする。化学反応は、電解質の流れ及び回路を通る駆動電流を引き起こし得る。
【００２１】
バッテリは、化学反応物を収容する電気化学セルのタイプによって分類され得る。セルのタイプには、ガルバニックセル、電解セル、燃料セル、フローセル、塩水セル、溶融塩セル、及びボルタ電堆が含まれる。これらのセルは、液体電解質（湿式セル）又は低水分ペースト（乾式セル）を使用し得る。
【００２２】
バッテリは、使い捨て（一次）又は充電式（二次）のいずれでもよい。一次バッテリの化学反応は不可逆的であり得、バッテリは、化学反応物の供給を使い果たすと、電流の生成を停止するであろう。二次バッテリの化学反応は、反対方向の電圧を印加することによって反転され、それによって化学反応物の供給が補給され得る。
【００２３】
図１は、本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援するセル１０５の一例を示す。セル１０５は、図２を参照して説明するセル２２５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。
【００２４】
いくつかの例においては、セル１０５は、缶１１０、電流遮断デバイス（ＣＩＤ）１１５、正温度係数（ＰＴＣ）デバイス１２０、及び通気孔１２５を含み得る。
【００２５】
セル１０５は複数のリチウムイオン電気化学コンポーネントのうち１つの例であってもよく、ここで、複数のリチウムイオン電気化学セル１０５の各々は化学反応から電気エネルギを生成するように構成されており、複数のリチウムイオン電気化学セル１０５の各々はそれぞれ第１端と第２端とを備えており、各第１端はそれぞれ通気孔１２５を備えており、複数のリチウムイオン電気化学セル１０５の各々は、各第１端が第１の方向にあり各第２端が第２の方向にある状態で、複数のリチウムイオン電気化学セル１０５の平行軸に沿って互いに整列されている。本開示のバリエーションでは、電気化学セル１０５はそれぞれ第１端及び第２端を備えていてもよく、各第２端がそれぞれ通気孔１２５を備える。本開示の更なるバリエーションでは、電気化学セル１０５はそれぞれ第１端及び第２端を備えていてもよく、電気化学セルの各々が２つ、すなわち第１端及び第２端に１つずつの通気孔を有するように、各第１端がそれぞれ通気孔１２５を備え、各第２端がそれぞれ別の通気孔を備える。
【００２６】
場合によっては、複数のリチウムイオン電気化学セル１０５は、少なくとも２つのリチウムイオン電気化学セル１０５を備える。一実施形態においては、各セル１０５は、標準的なリチウムイオン１８６５０バッテリセル１０５であってもよい。
【００２７】
図２は、本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援するモジュール２０５の一例を示す。いくつかの実施例においては、モジュール２０５は、拡散板２１０、第１のバスプレート２１５、第１の複合板２２０、セル２２５、セル支持体２３０、第２の複合板２３５、第２のバスプレート２４０、ヒートシンク層２４５、及び第３のバスプレート２５０を含み得る。
【００２８】
拡散板２１０は、図３及び４を参照して説明する拡散板３０５及び４０５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。拡散板２１０は各第１端でバスプレート２１５と併設されてもよく、ここで、拡散板２１０は平行軸に垂直な平面と整列され、拡散板２１０は各第１端に対向する第１面及び各第１端とは反対向きの第２面を備え、拡散板２１０は第１面にチャンネルを備える。
【００２９】
第１のバスプレート２１５は、各第１端で複数のリチウムイオン電気化学セル２２５の各々の第１の電極にそれぞれ電気的に結合された第１のバスの一例であり得る。場合によっては、第１のバスプレート２１５は、ニッケル、アルミニウム、銅、又はこれらの組み合わせを備える。
【００３０】
第１の複合板２２０は、各第１端で第１のバスと複数のリチウムイオン電気化学セル２２５の各々との間に介在する第１のガラスエポキシ複合材料の一例であり得る。場合によっては、第１のガラスエポキシ複合材料はＧ１０を備える。
【００３１】
電気化学セルの各々が２つ、すなわち第１端及び第２端に１つずつの通気孔を有する本開示のバリエーションにおいては、第２の拡散板が、図２，３及び４を参照して説明する拡散板２１０，３０５及び４０５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。第２の拡散板は、各第２端で、後述する第２のバスプレート２４０と併設されてもよく、ここで、第２の拡散板は平行軸に垂直な平面と整列され、第２の拡散板は各第２端に対向する第１面及び各第２端とは反対向きの第２面を備え、第２の拡散板は第１面にチャンネルを備える。
【００３２】
セル２２５は、図１を参照して説明したセル１０５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。
【００３３】
セル支持体２３０は複数のチューブを備えた発泡コンポーネントの一例であってもよく、その複数のチューブの各々が、複数のリチウムイオン電気化学セル２２５のうち１つを、複数のリチウムイオン電気化学セル２２５のうち他のものと離隔した関係で保持する。場合によっては、発泡セル支持体２３０はポリウレタンを備える。
【００３４】
第２の複合板２３５は、各第２端で第２のバスと複数のリチウムイオン電気化学セル２２５の各々との間に介在する第２のガラスエポキシ複合材料の一例であり得る。場合によっては、第２のガラスエポキシ複合材料はＧ１０を備える。
【００３５】
第２のバスプレート２４０は、各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セル２２５の各々の第２の電極にそれぞれ電気的に結合された第２のバスの一例であってもよく、第１のバスプレート２１５及び第２のバスプレート２４０のうち一方に結合されたヒューズの一例であってもよい。場合によっては、第２のバスプレート２４０は、ニッケル、アルミニウム、銅、又はこれらの組み合わせを備える。
【００３６】
ヒートシンク層２４５は、第１のバス及び第２のバスのうち一方と併設されるコンポーネントの一例であり得る。場合によっては、ヒートシンク層は相変化材料を備える。
【００３７】
第３のバスプレート２５０は、各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セル２２５の各々の第２の電極にそれぞれ電気的に結合された第３のバスの一例であってもよく、ここで、第２のバスプレート２４０と第３のバスプレート２５０との間にはヒートシンク層２４５が介在しており、これは第２のバスプレート２４０と第３のバスプレート２５０との間に介在するヒューズの一例である。
【００３８】
１つ以上のセル２２５は、組み合わせてバッテリモジュール２０５にされてもよい。各バッテリモジュール２０５は、（例えばアルミニウム・ニッケル相変化材料から作製された）ヒートシンクを含んでいてもよい。モジュール２０５は、耐炎セル支持体２３０構造も含み得る。故障の発生時には、拡散板２１０が、隣接するセル２２５を通過した高温ベントガスを誘導し得る。セルの間隔及びヒュージングもまた、セル２２５の故障の伝搬を防止するように設計され得る。セル２２５は１つ以上の非導電性ロッドと一緒にクランプされ、銅の連接棒と直列接続される。場合によっては、バッテリ圧力容器内にハーフストリング（half-string）を挿入するのを補助するために、発泡支持構造にスライドパッドが接合される。場合によっては、一体化された冷却ファンが各モジュール２０５に接続される。
【００３９】
いくつかの例においては、１つ以上のバッテリモジュール２０５が組み合わせられてバッテリ管理システムを形成し得る。例えば、隣接するバッテリモジュール２０５を接続するために、支持ブラケットが使用されてもよい。スライド式の電気コネクタも、隣り合ったバッテリモジュール２０５をつなぐのに役立つであろう。モジュール２０５間にフレームをボルト締めして構造的に頑丈なモジュール２０５対を創出するために、ブラケットが使用されてもよい。フレームは、冷却ファンが２つのバッテリモジュール２０５の間で空気を押すことを可能にするために、両者の間のプレナムとすることができる。フレームのチャンネルは、その空気を拡散板２１０内へと誘導し得る。バッテリ管理システムは、受動的セル２２５平衡化、温度検知、健康監視（health monitoring）、及びセル２２５冷却（受動的及び能動的の両方）の機能を実行してもよい。
【００４０】
拡散板２１０は、アルミニウムなどの金属材料で構成されていてもよい。拡散板は、ガス抜きを可能にするチャンネルと、セル２２５膨張及び溶融デブリ収集を収容するためのオーバフロー室と、を含んでいてもよい。第１のバスプレート２１５の可撓タブは、セル２２５膨張、通気、及びセル２２５間の低伝熱を可能にし得る。第２のバスプレート２４０は、セル２２５グループ内での放熱を容易にし得る。第２のバスプレート２４０と第３のバスプレート２５０との間には、相変化ヒートシンク層２４５が位置していてもよい。第３のバスプレート２５０は、ヒューズ構成要素群（group fuse component）を含んでいてもよい。
【００４１】
図３は、本開示の態様による、セル故障伝搬の防止を支援する拡散板３０５の配置の一例を示す。拡散板３０５は、図２及び４を参照して説明する拡散板２１０及び４０５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。いくつかの例においては、拡散板３０５はダイバータ３１０を含み得る。
【００４２】
ダイバータ３１０は、図４を参照して説明するダイバータ４１０の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。いくつかの例においては、ダイバータ３１０は円弧部３１５と間隙部３２０とを含んでいてもよい。
【００４３】
円弧部３１５は、図４を参照して説明する円弧部４１５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。間隙部３２０は、図４を参照して説明する間隙部４２０の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。
【００４４】
拡散板３０５は複数のダイバータ３１０を含み得る。各ダイバータ３１０は、セルの直上に位置していてもよく、間隙部３２０によって分離された１つ以上の円弧部３１５を有していてもよい。間隙部３２０は、抜かれたガスを他のどのセルにも直接対向しない方向に方向転換するように配置されていてもよい。
【００４５】
図４は、本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障の防止を支援する拡散板配置の斜視図の一例を示す。拡散板４０５は、図２及び３を参照して説明した拡散板２１０及び３０５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。いくつかの例においては、拡散板４０５はダイバータ４１０を含み得る。
【００４６】
ダイバータ４１０は、図３を参照して説明したダイバータ３１０の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。いくつかの例においては、ダイバータ４１０は円弧部４１５と間隙部４２０とを含んでいてもよい。
【００４７】
円弧部４１５は、図３を参照して説明した円弧部３１５の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。間隙部４２０は、図３を参照して説明した間隙部３２０の一例であってもよいし、又はその態様を組み込んでいてもよい。
【００４８】
拡散板４０５は複数のダイバータ４１０を含み得る。各ダイバータ４１０は、セルの直上に位置していてもよく、間隙部４２０によって分離された１つ以上の円弧部４１５を有していてもよい。間隙部４２０は、抜かれたガスを他のどのセルにも直接対向しない方向に方向転換するように配置されていてもよい。
【００４９】
図５は、本開示の態様による、セル故障伝搬を防止することによってバッテリ故障を防止するべく製造システムによって実施されるプロセスの一例を示す。いくつかの例においては、製造システムは、説明される機能を実施するように製造システムの機能素子を制御するべく、一組のコードを実行し得る。
【００５０】
追加的又は代替的には、製造システムは、専用ハードウェアを使用してもよい。これらの動作は、本開示の態様に従って説明される方法及びプロセスによって実施されてもよい。例えば、動作は様々なサブステップからなっていてもよく、又は、本明細書に記載の他の動作と関連して実施されてもよい。
【００５１】
ブロック５０５において、製造システムは、複数のリチウムイオン電気化学セルを提供し得る。ここで、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々は化学反応から電気エネルギを発生させるように構成されており、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々はそれぞれ第１端及び第２端を備えており、各第１端はそれぞれ通気孔を備えている。あるバリエーションでは、各第２端がそれぞれ、第１端の通気孔の代わりに、又は第１端の各通気孔に加えて、通気孔を備えていてもよい。
【００５２】
ブロック５１０において、製造システムは、複数のリチウムイオン電気化学セルの各々を、各第１端が第１の方向にあり各第２端が第２の方向にある状態で、複数のリチウムイオン電気化学セルの平行軸に沿って互いに整列させ得る。
【００５３】
ブロック５１５において、製造システムは、第１のバスを各第１端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第１の電極に電気的に結合し得る。
【００５４】
ブロック５２０において、製造システムは、第２のバスを各第２端で複数のリチウムイオン電気化学セルの各々の各第２の電極に電気的に結合し得る。
【００５５】
ブロック５２５において、製造システムは、平行軸に垂直な平面と整列され、各第１端に対向する第１面及び各第１端とは反対向きの第２面を備え、第１面にはチャンネルを備える拡散板を、各第１端で第１のバスと併設し得る。
【００５６】
本明細書に開示される発明を、具体的な実施形態、例、及び適用によって説明してきたが、当業者であれば、これに対し、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、多数の修正及び変更を行い得るであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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