(57)【要約】      （修正有）【課題】体積エネルギー密度を高めるための、複数の電気供給要素を単に接続して、ｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に延在する多軸電気供給システムを提供する。【解決手段】多軸電気供給システムであって、３軸方向に配列を形成するために直列と並列の両方で互いに電気的に接続された複数の電気供給要素１０であって、電気供給要素の各々は、２つの集電体１４と、２つの集電体の間に配置された２つの活物質層１２、１３と、活物質層の中に含浸された電解質系と、２つの集電体を付着させて、２つの集電体の間に電解質系を漏出することなく密封するために、２つの集電体の縁部の間に配置された密封層１６と、を含み、電気供給要素の各々は、独立した完全なモジュールであり、ｘ−軸方向およびｙ−軸方向に電気供給要素に接続して、直列または並列に電気接続を形成するパターン形成された金属層と、を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
多軸電気供給システムであって、
３軸方向に配列を形成するために直列と並列の両方で互いに電気的に接続された複数の電気供給要素であって、前記電気供給要素の各々は、２つの集電体と、前記２つの集電体の間に配置された２つの活物質層と、前記活物質層の中に含浸された電解質系と、前記２つの集電体を付着させて、前記２つの集電体の間に前記電解質系を漏出することなく密封するために、前記２つの集電体の縁部の間に配置された密封層と、を含み、前記電気供給要素の各々は、独立した完全なモジュールであり、各前記電気供給要素の前記電解質系は、各前記電気供給要素の間を循環せず、電荷移送は、隣接する前記電気供給要素の間で電気化学反応なしに発生し、ｚ−軸方向では、近接する前記電気供給要素は、それらの前記集電体を介して直接に接触して、直列または並列に電気接続を形成する複数の電気供給要素と、
ｘ−軸方向およびｙ−軸方向に前記電気供給要素に接続して、直列または並列に電気接続を形成するパターン形成された金属層と、を備える、
多軸電気供給システム。
【請求項２】
前記電解質系は、ゲル電解質、液体電解質、固体電解質、またはそれらの組合せであることを特徴とする、請求項１に記載の多軸電気供給システム。
【請求項３】
前記電気供給要素は、前記２つの活物質層の間に配置されたセパレータをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の多軸電気供給システム。
【請求項４】
前記パターン形成された金属層は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の金属層であることを特徴とする、請求項１に記載の多軸電気供給システム。
【請求項５】
前記パターン形成された金属層は、補助材料を含むことを特徴とする、請求項１記載の多軸電気供給システム。
【請求項６】
前記電気供給要素を密封するための外部パッケージをさらに備える、請求項１に記載の多軸電気供給システム。
【請求項７】
前記外部パッケージは冷却液を充填されることを特徴とする、請求項６に記載の多軸電気供給システム。
【請求項８】
多軸電気供給システムであって、
２つの集電体、および前記２つの集電体の間に配置された電気化学システムをそれぞれ含むＮ１の電気供給要素であって、ｚ−軸方向では、近接する前記電気供給要素は、それらの前記集電体を介して直接に接触して、ｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループを形成し、Ｎ１は２以上の自然数であるＮ１の電気供給要素と、
ｘ−軸方向に沿って並んで配置された、Ｎ２のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループであって、Ｎ２は２以上の自然数であるＮ２のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループと、
ｙ−軸方向に沿って並んで配置された、Ｎ３のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループであって、Ｎ３は２以上の自然数であるＮ３のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループと、
前記電気供給システムの出力正端子である正の電気端子と、
前記電気供給システムの出力負端子である負の電気端子と、を備える、
多軸電気供給システム。
【請求項９】
前記近接する電気供給要素は、それらの前記集電体を介して直接接触して、直列または並列に電気接続を形成することを特徴とする、請求項８に記載の多軸電気供給システム。
【請求項１０】
前記電気供給要素の各々は、前記２つの集電体を付着させて、前記２つの集電体の間に前記電気化学システムを、漏出することなく密封するために、前記２つの電気集電体の間に配置される密封層をさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の多軸電気供給システム。
【請求項１１】
前記正の電気端子は、中心点（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を有し、前記負の電気端子は、中心点（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を有し、Ｘｃ≠Ｘａ、Ｙｃ≠Ｙａ、Ｚｃ≠Ｚａ、またはそれらの組合せであることを特徴とする、請求項８に記載の多軸電気供給システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電気供給システムに関し、詳細にはｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に直列接続と並列接続の両方を形成する、実用上非常に効果的に使用可能な多軸電気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気汚染が増大し地球温暖化が高まると共に、電気車両に、既存の可燃燃料車両を置き換えて、二酸化炭素が及ぼす環境への有害な影響を低減するという高い期待がかけられている。現在、電池システムは、依然として、純粋な電気車両の要点である。電気車両用の電池システムは、電気車両に必要な容量および電圧を達成するために、互いに直列、並列、または組合せて接続されるいくつかの電池セルにより形成される。
【０００３】
最も一般的な慣行では、複数の電池素子を互いに並列に接続する。次いで、ケースを使用して、電池素子を束ねて、電池セルを形成する。ケースから露出した導電性リード線を使用して、電気的に直列に接続して、電気車両用電池システムを形成するのに十分に高い電圧を達成する。
その他の方法は、ケースを使用して複数の電池素子を収容することである。ケース内部には電解質を充填する。電池素子を内部で互いに直列に接続して電圧を高める。次いで、導電性リード線を使用して、外部で並列に接続して、電気車両用電池システムを形成するのに十分な容量を達成する。
しかしながら、電解質の最大許容電圧は、通常は５Ｖしかない。内部で直列に接続された結果として、電圧は高まるが、電界分布は、内部の構造および配列に起因して一様ではない。そのため、電圧が最大許容電圧を超えると、電解質分解が発生して、電池システムを故障させ、より深刻なことには、電圧により電池システムの爆発が引き起こされることがある。したがって、市場に類似の製品はない。
【０００４】
上記の方法に関わらず、電圧は、電池セルおよび内部電池ユニットの構造上の問題により制限される。外部の直列接続は、電池セル内部で並列接続を採用したとき、電池システムを形成するのに十分な電圧を達成するために必要である。また、外部の並列接続は、電池セル内部で直列接続を採用したとき、電池システムを形成するのに十分に高い容量を達成するために必要である。
外部接続は、通常はワイヤボンディング、金属リード線、または金属バーを使用し、これにより電池システムの抵抗が増大し、性能が低下することがあり、信頼性および安全性は低下する。その上、体積エネルギー密度は、外部接続が占有する空間に起因して低下する。さらに、上述の外部接続は複雑である。電池システムの製造費用は増大し、信頼性は低下する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の目的は、多軸電気供給システムを提供して、前述の欠点を克服することである。複数の電気供給要素を単に接続して、ｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に延在する多軸電気供給システムを形成して、体積エネルギー密度を高める。
【０００６】
また、本考案の別の目的は、３軸方向に単に接続された電気供給要素から構成される多軸電気供給システムを提供することである。直列接続もしくは並列接続の配列、または組合せた配列は、要件に基づき達成される。したがって、接続の製造費用および困難さは著しく低減され、工程の歩留まりは高まる。また、電気供給システムの内部抵抗は、大きく低減される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記を実装するために、本開示は、ｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に延在して、３軸方向に直列接続もしくは並列接続の配列、または組合せた配列を形成する電気供給要素から構成される多軸電気供給システムを開示する。各電気供給要素は、セパレータ、２つの活物質層、２つの集電体、電解質系、および密封層を含む。活物質層は、それぞれセパレータの両側に配置され、集電体は、それぞれ活物質層の外側に配置される。電解質系を活物質層内部に含浸させ、密封層を２つの集電体の縁部の間に配置して、２つの集電体を付着させ、２つの集電体の間に電解質系を密封する。換言すれば、各電気供給要素は、独立した完全なモジュールであり、電解質系は、各電気供給要素の間を循環しない。近接する電気供給要素の間で電気化学反応するのではなくむしろ、電荷が移送されるだけである。したがって、直列接続も並列接続も、電解質系の最大許容電圧により制限されることなく行うことが可能である。
【０００８】
また、近接する電気供給要素を、それらの集電体を介して直接に接触させて、ｚ−軸方向に電気接続を形成し、パターン形成された金属層を利用して、ｘ−軸方向およびｙ−軸方向に、電気供給システムに接続して、直列に、並列に、または組合せて電気接続を形成する。したがって、多軸電気供給システムをｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に延在させて、占有空間を効果的に使用する。接続の製造費用および困難さは著しく低減される。また、電気供給システムの内部抵抗を大きく低減して、体積エネルギー密度を高める。
【０００９】
本考案の適用可能性の範囲は、本明細書で以後示す詳細な記述からさらに明らかになるであろう。詳細な説明および具体例は、本考案の好ましい実施形態を示しているが、例示のためだけに提示されているものであって、本考案の精神および範囲に入るさまざまな変更および修正がこの詳細な説明から当業者に明らかになることを理解されたい。
【００１０】
本考案は、本明細書で以下に例示としてだけ示す詳細な記述からより完全に理解されるが、これは本考案を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の多軸電気供給システムの電気供給要素の横断面図を例示する。
【図２Ａ】ｘ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図２Ｂ】ｘ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図２Ｃ】ｘ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図２Ｄ】ｘ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図３Ａ】ｙ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図３Ｂ】ｙ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図３Ｃ】ｙ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図３Ｄ】ｙ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図４Ａ】ｚ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図４Ｂ】ｚ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図４Ｃ】ｚ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図４Ｄ】ｚ−軸方向に接続された電気供給要素を示す、本考案の多軸電気供給システムを例示する。
【図５Ａ】本考案の多軸電気供給システムの実施形態を例示する。
【図５Ｂ】本考案の多軸電気供給システムの実施形態を例示する。
【図５Ｃ】本考案の多軸電気供給システムの実施形態を例示する。
【図５Ｄ】本考案の多軸電気供給システムの実施形態を例示する。
【図６】本考案の多軸電気供給システムの別の実施形態を例示する。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
本考案は、ｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に接続された複数の電気供給要素から構成され、直列に、並列に、または組合せて電気接続を達成して、３軸方向に延在させる、多軸電気供給システムを提供する。各電気供給要素は、独立した完全なモジュールであり、電解質系は、近接する電気供給要素の間で共用されない。
最初に、以下の詳細な記述および添付図面によって、電気供給要素について開示する。
【００１３】
図１は、本考案の多軸電気供給システムの電気供給要素の横断面図を例示する。本考案の電気供給要素１０は、セパレータ１１、２つの活物質層１２、１３、２つの集電体１４、１５、電解質系、および密封層１６を含む。セパレータ１１の材料は、ポリマー材料、セラミック材料、またはガラス繊維から選択される。また、セパレータ１１は、イオン移動を可能にする孔を有する。孔は、貫通孔、アントホール（ａｎｔ  ｈｏｌｅ）、または多孔質材料により形成される。セラミック材料は、ナノメートルまたはマイクロメートルのスケールを有するＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２の微粒子、またはアルキル化セラミック粒子から選択されるセラミック絶縁材料であってよい。
セラミック材料はまた、リチウムランタンジルコニウム酸化物（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ、ＬＬＺＯ）電解質、リン酸リチウムアルミニウムチタン（ｌｉｔｈｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  ｔｉｔａｎｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＬＡＴＰ）電解質、またはそれらの誘導体などの酸化物系固体電解質であってよい。セラミック材料を、上述のセラミック絶縁材料および上述の酸化物系固体電解質と混合してよい。セパレータ１１は、ポリフッ化ビニリデン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデンコーヘキサフルオロピレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｃｏ−ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｅｎｅ、ＰＴＦＥ）、アクリル酸にかわ、エポキシ樹脂、ポリエチレンオキシド（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ、ＰＥＯ）、ポリアクリロニトリル（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ、ＰＡＮ）、またはポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）などの高分子接着剤をさらに含んでよい。
【００１４】
活物質層１２、１３は、それぞれセパレータ１１の両側に配置され、電解質系は中に含浸される。電解質系は、固体電解質、液体電解質、ゲル電解質、またはそれらの組合せである。したがって、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する処理である放電、および電気エネルギーを化学エネルギーに変換する処理である充電は行われてよい。イオンの移動および移送は達成される。電荷は、活物質層１２、１３の外側にそれぞれ配置された集電体１４、１５を介して運ばれる。集電体１４、１５の材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、もしくはニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、または前述の材料のうち少なくとも１つから構成される合金から選択される。
【００１５】
密封層１６の材料は、エポキシ樹脂、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ、ＰＵ）、熱可塑性ポリイミド（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＴＰＩ）、シリコン、アクリル樹脂、紫外線硬化型接着剤、またはそれらの組合せであってよい。
密封層１６を２つの集電体１４、１５の縁部の間に配置して、２つの集電体１４、１５を付着させ、２つの集電体１４、１５の間に電解質系を密封して漏出を回避し、近接する電気供給要素１０の間で循環するのを防止する。したがって、電気供給要素１０は、集電体１４、１５および密封層１６をパッケージ構造として直接使用する独立した完全な電源モジュールである。
【００１６】
電気供給要素１０を単に接続して、ｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に延在する多軸電気供給システム６０を形成して、直列接続もしくは並列接続、または組み合わせた配列を達成する。各軸での接続については、以下の詳細な記述で開示する。
【００１７】
図２Ａを参照する。電気供給要素１０は、パターン形成された金属層７０を介してｘ−軸方向に沿って直列に接続されてよい。またはパターン形成された金属層７０は、同じ極性の電気供給要素１０を接続して、並列接続を形成してよい（図２Ｂを参照のこと）。
図２Ａに例示する２組の直列接続電気供給要素１０は、パターン形成された金属層７０を介してｘ−軸方向に沿って並列にさらに接続して（図２Ｃを参照のこと）、直列かつ並列に同時に接続してよい。
また図２Ｂに例示する２組の並列接続電気供給要素１０は、パターン形成された金属層７０を介してｘ−軸方向に沿って直列にさらに接続して（図２Ｄを参照のこと）、直列かつ並列に同時に接続してよい。一方、パターン形成された金属層７０は、これらの実施形態で電気接続を形成する内部接続の役割を果たす。
【００１８】
図３Ａを参照する。電気供給要素１０は、パターン形成された金属層７０を介してｙ−軸方向に沿って直列に接続されてよい、またはパターン形成された金属層７０は、同じ極性の電気供給要素１０を接続して、並列接続を形成してよい（図３Ｂを参照のこと）。
図３Ａに例示する２組の直列接続電気供給要素１０は、パターン形成された金属層７０を介してｙ−軸方向に沿って並列にさらに接続して（図３Ｃを参照のこと）、直列かつ並列に同時に接続してよい。
また図３Ｂに例示する２組の並列接続電気供給要素１０は、パターン形成された金属層７０を介してｙ−軸方向に沿って直列にさらに接続して（図３Ｄを参照のこと）、直列かつ並列に同時に接続してよい。一方、パターン形成された金属層７０は、これらの実施形態で電気接続を形成する内部接続の役割を果たす。
【００１９】
図４Ａを参照する。電気供給要素１０は、直接接触を介してｚ−軸方向に沿って直列に接続されてよい。または上下に積み重ねる関係で同じ極性の電気供給要素１０を接続して、並列接続を形成してよい（図４Ｂを参照のこと）。
図４Ａに例示する、いくつかの組の直列接続電気供給要素１０は、上下に積み重ねる関係で、またはパターン形成された金属層７０などの導電線を介して、ｚ−軸方向に沿って並列にさらに接続して（図４Ｃを参照のこと）、直列かつ並列に同時に接続してよい。
また図４Ｂに例示する、いくつかの組の並列接続電気供給要素１０は、積み重ねられたｚ−軸方向に沿って直列にさらに接続して（図４Ｄを参照のこと）、直列かつ並列に同時に接続してよい。これらの実施形態では、パターン形成された金属層７０は、ｘ−軸およびｙ−軸の方向に電気供給要素１０の間で電気接続を形成するための内部接続の役割を果たす。パターン形成された金属層７０はまた、ｚ−軸方向に積み重なったいくつかの電気供給要素１０を電気的に接続するために利用されてよい。
【００２０】
上述の集電体１４、１５は、折りたたんだ後に接触または溶接することにより、または導電性接続により、よい電気接続を形成するための電極タブをさらに有してよい。電気接続は当技術分野で周知である。
本考案の主要な特徴は、ｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向に電気供給要素１０に関して積み重ねることである。したがって、さらなる記述を省略する。
【００２１】
したがって、電気供給要素１０の最も外側の層に起因して、集電体１４、１５が存在し、集電体１４、１５の直接接触を介して電気供給要素１０を互いに接続して、ｚ−軸方向に直列接続または並列接続を形成する。ｘ−軸およびｙ−軸の方向の延在については、パターン形成された金属層７０を利用して、電気供給要素１０を接続する。
パターン形成された金属層７０は、単一金属層、単層ＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ、プリント回路基板）、または両面ＰＣＢであってよい。両面ＰＣＢを利用するとき、電気供給要素１０の直列接続または並列接続のために使用されない他方の側の金属層は、多軸電気供給システム６０の監視回路もしくは管理回路、または延在要素の制御回路もしくは監視回路などを追加で配置するために使用されてよい。単一金属層を利用するとき、パターン形成された金属層７０は、支持するための構造強度を強化するための、または高熱伝導率材料などの特有の材料を使用することにより多軸電気供給システム６０の放熱効率を改善するための、補助材料を含む。
【００２２】
上述の実施形態では、直列接続もしくは並列接続、または組み合わせて接続された電気供給要素１０は、電気供給要素グループとして画成される。
図５Ａを参照する。図２Ｂに開示したようにｘ−軸方向に沿って並列に接続された複数の電気供給要素グループを接続して、ｙ−軸方向に沿って反復して配列して、多軸電気供給システム６０を形成する。たとえば、図５Ａでは３つの電気供給要素グループが接続される。そして、パターン形成された金属層７０を利用して、ｙ−軸方向に並列接続を形成する。さらに、図５Ａに開示する複数の多軸電気供給システム６０を延在させて、図５Ｂに示すように、ｘ−軸方向に沿って直列に接続してよい。
【００２３】
図５Ｃを参照する。多軸電気供給システム６０を形成するために、図４Ｂに開示するようにｚ−軸方向に沿って並列に接続された複数の電気供給要素グループをｘ−軸およびｙ−軸の方向に沿って反復して配列し、パターン形成された金属層７０を介して接続して、それぞれｘ−軸およびｙ−軸の方向に並列接続を形成する。
また図５Ｄを参照する。多軸電気供給システム６０を形成するために、図４Ａに開示したようにｚ−軸方向に沿って直列に接続された複数の電気供給要素グループをｘ−軸およびｙ−軸の方向に沿って反復して配列して、パターン形成された金属層７０を介して接続して、それぞれｘ−軸およびｙ−軸の方向に直列接続を形成する。上述のように、パターン形成された金属層７０は、電気供給要素１０または電気供給要素グループを電気的に接続するために利用される電気接続の役割を果たす。電気接続は当技術分野で周知である。
本考案の主要な特徴は、多軸方向に電気供給要素１０を配列することである。したがって、さらなる記述を省略する。多軸方向に電気供給要素１０を配列することに応じて、パターン形成された金属層７０は、電気供給要素１０の間に、または電気供給要素グループの間に電気接続を形成する内部接続の役割を果たす。電力を出力するために、多軸電気供給システム６０は、多軸電気供給システムの出力正端子である正の電気端子８１，および多軸電気供給システム６０の出力負端子である負の電気端子８２を含む。正の電気端子８１は、中心点（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を有し、負の電気端子８２は、中心点（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を有し、Ｘｃ≠Ｘａ、Ｙｃ≠Ｙａ、Ｚｃ≠Ｚａ、またはそれらの組合せである。これは、正の電気端子８１および負の電気端子８２が、同じ側または異なる側に位置してよいことを意味する。
【００２４】
図５Ｄに示すように、正の電気端子８１および負の電気端子８２は、各電気供給要素１０の集電体１４、１５、またはパターン形成された金属層７０に、直接に接続してよい。また、正の電気端子８１および負の電気端子８２は、集電体１４、１５、またはパターン形成された金属層７０から延在してよい。
【００２５】
図５Ａ〜図５Ｄにおける前述の記述または例示は、例示にすぎず、多軸電気供給システム６０の接続に限定されない。直列接続、並列接続、または組合せを用いて多軸電気供給システム６０を形成するｘ−軸、ｙ−軸、およびｚ−軸の方向のどんな延在も、すべて本考案の範囲に適合する。
【００２６】
次いで図６を参照する。外部パッケージ５０を利用して、多軸電気供給システム６０を密封する。外部パッケージ５０は、短絡を回避するポリマーフィルムであってよい、または周知のアルミ箔もしくは周知の金属缶であってよい。また、外部パッケージ５０に冷却液を充填して、放熱効率を改善する。
図６に示すように、ｘ−軸およびｙ−軸の方向の、電気供給要素グループ間のギャップは、冷却気流の経路の役割を果たすことが可能である。直列または並列のより多くの電気供給要素１０が、動作中により多くの熱をさらに発生させることが考えられる場合、ギャップの中に冷却パイプまたは冷却システムをさらにまた提供してもよい。動作により発生した熱はスムーズに散逸し、その結果、多軸電気供給システム６０は正常動作を維持する。
さらに、外部パッケージ５０は、図６では実質的に直方体の形状である。実際の慣行によれば、たとえば、電気車両に適用されたとき、電気車両の利用可能な設置空間に従って外部パッケージ５０を調節できる。したがって、内部電気供給要素１０を柔軟に配列することにより、利用可能な設置空間全体を電池用貯蔵空間として使用して、多軸電気供給システム６０の電池容量を増大させることが可能である。
【００２７】
上述の実施形態によれば、Ｎ１×Ｎ２×Ｎ３の電気供給要素１０を使用するとき、多軸電気供給システム６０は、ｚ−軸方向に配列されたＮ１の電気供給要素、ｘ−軸方向に配列された、Ｎ２のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループ、およびｙ−軸方向に配列された、Ｎ３のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループを含むことを理解できる。
ｚ−軸方向では、近接する電気供給要素は、それらの集電体を介して直接に接触して、ｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループを形成する。Ｎ２のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループは、ｘ−軸方向に沿って並んで配置され、Ｎ３のｚ−軸に積み重なった電気供給要素グループは、ｙ−軸方向に並んで配置される。Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３の各々は、２以上の自然数である。
【００２８】
この構造の下では、金属製の針が多軸電気供給システム６０を突き刺すとき、Ｎ１×Ｎ２×Ｎ３の電気供給要素１０すべてを垂直に突き刺すのではなく、より小数の垂直に積み重なった電気供給要素１０だけを突き刺す。したがって、多数の垂直に積み重なった直列電気供給要素を垂直に突き刺す危険性は低減される。
【００２９】
したがって、本考案の多軸電気供給システムは、独立した完全なモジュールである、複数の電気供給要素から構成される。高容量および高電圧を伴う構造は簡略化され、大量生産用に製造するのが容易である。したがって、電気供給システムの信頼性、体積エネルギー密度、および安全性は著しく改善される。
【００３０】
さらに、電気供給要素は、独立した完全なモジュールであるので、各電気供給要素の電解質系は、電気供給要素の間で循環しない。したがって、電荷移送は、電気化学反応なしに、すなわち、イオン移動およびイオン輸送なしに、近接する電気供給要素の間で発生する。高電圧の結果として電解質分解が発生することがなく、安全性を改善する。また、近接する電気供給要素の集電体を直接に接触させることにより、電気供給要素グループを形成する。構造全体の抵抗は非常に低く、優れた充電／放電の速度効率、および低発熱が達成される。したがって、放熱機構を簡略化できる。システム全体は、管理および制御するのが容易である。
【００３１】
このように本考案について記述したが、本考案は多くの他方法で実施してもよいことは明らかであろう。そのような変形された形態は、本考案の精神および範囲を逸脱するとみなされるべきではなく、当業者に明らかであるようなそのような修正形態はすべて、以下の実用新案登録請求の範囲の範囲に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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