(57)【要約】  伝導性ワイヤとプレートとを含んでなり、前記プレートが、電池の電極にプレートを電気的に接続できるように前記ワイヤに取り付けられている電極コネクタを提供する。プレートはワイヤに電気的に接続される。バッテリーモジュールは、この電極コネクタで製造される。電極コネクタは、電池の電極に、プレートを使用して電気的に接続される。従って、電極コネクタと電池の電極の連結が溶接により容易に達成され、電池に対する損傷が最少に抑えられる。さらに、プレート同士の電気的接続を可撓性ワイヤにより達成することができる。従って、電極コネクタの組立操作を非常に容易に行い、電極コネクタを安価に製造することができる。
2008517440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝導性ワイヤとプレートとを含んでなり、
前記プレートが、電池の電極に前記プレートを電気的に接続できるように前記ワイヤに取り付けられており、前記プレートが前記ワイヤに電気的に接続されている、電極コネクタ。
【請求項２】
前記ワイヤが、絶縁性樹脂で被覆されている、請求項１に記載の電極コネクタ。
【請求項３】
前記ワイヤが銅製であり、前記プレートがニッケル製である、請求項１に記載の電極コネクタ。
【請求項４】
前記プレートと前記電池の電極との間の電気的接続が、スポット溶接、超音波溶接、レーザー溶接、またははんだ付け、により行われる、請求項１に記載の電極コネクタ。
【請求項５】
前記電極コネクタが、複数のプレートを単一ワイヤに締め付けることにより、構成される、請求項１に記載の電極コネクタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電極コネクタを使用して製造されたバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記電極コネクタが、複数の電池（単位電池）の電極同士を相互接続するために、または前記単位電池の１個の電極を予め決められた外部の装置に接続するために使用される、請求項６に記載のバッテリーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、電池の電極を互いに接続するための電極コネクタに、より詳しくは、電極に溶接可能な、ワイヤ上に取り付けられたプレートを有する電極コネクタに関し、それによって、電極間を容易に、都合良く電気的に接続でき、電池に対する損傷を最少に抑え、電極コネクタを安価に製造できる。また、本発明は、そのような電極コネクタを使用して製造されたバッテリーモジュールに関する。
【発明の背景】
【０００２】
可動装置が益々多く開発され、そのような可動装置の需要が増加するにつれて、それらの可動装置用の動力源として二次バッテリーの需要も急速に増加している。二次バッテリーの一つは、エネルギー密度および放電電圧が高いリチウム二次バッテリーであり、多くの研究がなされており、商業的に広く使用されている。
【０００３】
二次バッテリーが使用されている外部装置の種類に応じて、二次バッテリーは、単一の単位電池の形態で、あるいは相互に電気的に接続された複数の単位電池を包含するバッテリーパックの形態で使用することができる。例えば、小型の装置、例えば携帯電話、は、単一の単位電池の出力および容量から予め決められた時間、作動させることができる。他方、大型の装置、例えばラップトップコンピュータまたは電気自動車、は、高出力および大容量が必要なので、中または大型バッテリーパックを必要とする。
【０００４】
バッテリーパックは、互いに電気的に直列および／または並列接続された複数の単位電池を包含するバッテリー構造である。バッテリーパック中には、単位電池の電極間を電気的に接続するために、ワイヤ、プレート、および可撓性プリント回路基板（ＦＰＣＢ）が使用される。
【０００５】
ワイヤは、線状伝導性部材である。一般的に、ワイヤの外側表面上を絶縁性樹脂で被覆するので、ワイヤには、線状伝導性部材が容易に変形し、線状伝導性部材のコストが安価になるという利点がある。しかし、ワイヤには、溶接工程、例えばスポット溶接、超音波溶接、またはレーザー溶接、により電池の電極間に電気的接続を達成するのが困難であり、溶接工程の際に大量の熱が電池に伝達され、電池に対する損傷を引き起こすという問題がある。
【０００６】
プレート形状の伝導性部材であるプレートには、上記の溶接方法により、電池の電極間に電気的接続を容易に達成できる、という利点がある。しかし、プレートには、僅かな程度の誤差でも、電池の電極間に電気的接続を達成するのが困難になる、という問題がある。
【０００７】
近年広く使用されているＦＰＣＢには、プレートと同様に、電池の電極間の電気的接続を容易に達成できる、という利点があり、複雑な構造における電気的接続に好適である。しかしながら、ＦＰＣＢには非常に高価であり、成形性が低く組立作業が困難である、という問題がある。
【０００８】
ＦＰＣＢを使用して複数の電池の電極間を電気的に接続することにより、バッテリーモジュールを構成する方法を、図１および２に部分的に示す。図１は、電極間の接続を正常に行う、バッテリーモジュールの正常な組立方法を例示し、図２は、電極間の接続を誤った様式で行う、バッテリーモジュールを誤った様式で組み立てる方法を例示する。
【０００９】
図１および２に関して、ＦＰＣＢ１０は可撓性の基板１２を包含し、その上に回路１４を形成する。回路１４に、電池２０の電極２２を接続する。ＦＰＣＢ１０の接続回路１４が、図１に示すように、電池２０の規則的に配置された電極２２の上に適切に配置されると、電極に正常な電極接続が達成される。他方、図２に示すように、第一接続工程で誤差が生じると、その後に続く電極間の電気的接続が困難になる。従って、組立作業が不正確に行われることになる。
【発明の概要】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、従来技術による上記の問題および過去の技術的問題を実質的に解決することである。
【００１１】
本発明者らは、種々の実験および調査を行い、最終的に、ワイヤおよびプレートの両方の利点を有する電極コネクタを開発した。とりわけ、この電極コネクタは、可撓性ワイヤおよびそのワイヤ上に取り付けた、電池の電極に容易に溶接できるプレートを包含する。従って、電極コネクタを安価に製造でき、変形可能なワイヤの特質により、組立操作が容易に行われ、電極に容易に溶接できるプレートにより、電池の電極間の電気的接続を達成することができる。
【００１２】
本発明の一態様により、上記の、および他の目的は、伝導性ワイヤおよびプレートを含んでなり、該プレートが、電池の電極に該プレートを電気的に接続できるように該ワイヤに取り付けられており、該プレートを該ワイヤに電気的に接続する、電極コネクタを提供することにより、達成することができる。
【００１３】
伝導性ワイヤは、線状伝導性部材である。好ましくは、伝導性ワイヤは、周辺部の装置に対する短絡が防止されるように、絶縁性樹脂で被覆する。ワイヤの材料には、その材料が伝導性である限り、特に制限は無い。例えば、電気工学用途に一般的に使用されている伝導性材料、例えば銅、鉄、および鉛、をワイヤに使用することができる。好ましくは、ワイヤは、優れた可撓性および導電性を有する銅から製造する。
【００１４】
プレートは、プレート形状の伝導性部材であり、電極コネクタの一部であり、電池の電極に電気的に接続される。プレートの材料には、プレートと電池の電極との間に電気的接続が達成される限り、特に制限は無い。例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、鉄、およびそれらの合金をプレートに使用できる。好ましくは、プレートは、コストおよび導電性に関して優れているニッケルまたはニッケル合金から製造する。
【００１５】
プレートと電池の電極との間の電気的接続は、様々な様式で達成することができる。例えば、プレートおよび電池の電極を、溶接、機械的連結、または接着により、互いに電気的に接続することができる。好ましくは、プレートと電池の電極との間の電気的接続は、スポット溶接、超音波溶接、レーザー溶接、またははんだ付けにより行う。
【００１６】
本発明の特徴は、電極コネクタと電池の電極との間の電気的接続をプレートにより達成し、プレート同士の相互接続をワイヤにより達成することである。従って、電極とプレートとの間の連結が容易であり、プレート同士の電気的接続が、電極間の間隔に関係なく、可撓性ワイヤを使用して達成される。
【００１７】
本発明の電極コネクタは、ワイヤおよびプレートを個別に製造し、次いでワイヤおよびプレートを互いに連結することにより、構成することができる。あるいは、ワイヤおよびプレートを単一の物体に一体的に形成し、電極コネクタを構成することもできる。好ましい実施態様においては、電極コネクタを、複数のプレートを単一のワイヤに締め付けることにより、構成する。状況に応じて、それぞれ単一のプレートを単一のワイヤに連結することにより製造した複数の単位部材同士を互いに接続し、本発明の電極コネクタを構成する。
【００１８】
本発明の別の態様では、上記の電極コネクタで製造したバッテリーモジュールを提供する。
【００１９】
バッテリーモジュールは、２個以上の電池を包含し、それらの電池が電気的および機械的に互いに接続され、単一の電池では得られない、高い出力、大きな容量を与える。バッテリーモジュールでは、コネクタを使用し、単位電池を直列および／または並列に相互接続する。電極コネクタは、複数の電池（単位電池）を電気的に接続するのに役立ち、従って、電極コネクタは、中または大型バッテリーモジュールを製造する時に、単位電池の電極を同士を、および単位電池の電極を予め決められた外部の装置に接続するのに有用である。
【００２０】
２個以上の単位電池で製造され、高出力および大容量を与えるバッテリーモジュールの構造は、様々でよい。バッテリーモジュールの構造は、本発明が属する分野の当業者には周知であり、従って詳細には説明しない。しかし、本発明の電極コネクタを使用するバッテリーモジュールの構造は、本発明の範囲内に入る。
【００２１】
好ましくは、本発明のバッテリーモジュールは、小型装置、例えばラップトップコンピュータ、大型装置、例えば電気自動車またはハイブリッド電気自動車用の動力源であるバッテリーパックに使用される。
【００２２】
本発明の上記の、および他の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら記載する下記の詳細な説明により、より深く理解される。
【好ましい実施態様の詳細な説明】
【００２３】
ここで、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様をより詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、例示する実施態様により制限されるものではない。
【００２４】
図３は、本発明の好ましい実施態様による電極コネクタ１００を例示する。
【００２５】
図３に関して、電極コネクタ１００は、ワイヤ２００およびワイヤ２００上に取り付けた複数のプレート３００を包含する。ワイヤ２００は、伝導性コア部材２１０および伝導性コア部材２１０を被覆する絶縁シース２２０を包含する。
【００２６】
図４に、プレート３００の構造をより詳細に示す。図４に示すように、プレート３００は、プレート形状物体３１０の一方の側端に形成された側方締め付け部３２０およびプレート形状物体３１０の下端に形成された下側締め付け部３３０を有する。プレート３００は、締め付け部３２０および３３０により、ワイヤコア部材２１０（二重破線）の上に固定され、従って、プレートとワイヤとの間に電気的接続が達成される。側方締め付け部３２０は、プレート形状物体３１０の他方の側端に形成することもできる。電池の各電極（図示せず）は、プレート形状物体３１０に、好ましくは溶接により電気的に接続する。
【００２７】
図３に戻って、伝導性コア部材２１０を、ワイヤ２００の、プレート３００を取り付ける所で露出させる。次いで、プレート３００の締め付け部３２０および３３０により、プレート３００をワイヤ２００に接続すると、プレートとワイヤとの間に電気的接続が達成される。
【００２８】
図５は、図３の線Ａ−Ａに沿って見た断面図である。絶縁シース２２０（二重破線）は、ワイヤの、プレートがワイヤに接続される所では存在しない。これによって、伝導性コア部材２１０は、プレート３００の側方締め付け部３２０と直接接触し、プレートとワイヤとの間に電気的接続が達成される。
【００２９】
本発明の好ましい実施態様を例示のために開示したが、当業者には明らかなように、請求項に記載する本発明の範囲および精神から離れることなく、様々な修正、追加および置換が可能である。
【００３０】
例えば、プレートの構造およびプレートとワイヤとの間の電気的接続は、図３の代表的な例に基づいて、様々な様式で修正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
上記の説明から明らかなように、本発明の電極コネクタは、プレートを使用して電池の電極に電気的に接続される。従って、電極コネクタと電池の電極を、溶接により容易に連結し、電池に対する損傷を最少に抑えることができる。さらに、プレート同士の電気的接続を可撓性のワイヤにより達成することができる。従って、電極コネクタの組立操作を非常に容易に行い、電極コネクタを安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術である、可撓性のプリント回路基板（ＦＰＣＢ）を使用して電池の電極を互いに接続する場合の、正常な組立工程および誤った組立工程をそれぞれ例示する典型的な図である。
【図２】従来技術である、可撓性のプリント回路基板（ＦＰＣＢ）を使用して電池の電極を互いに接続する場合の、正常な組立工程および誤った組立工程をそれぞれ例示する典型的な図である。
【図３】本発明の好ましい実施態様による電極コネクタを例示する典型的な部分図である。
【図４】本発明の電極コネクタに使用する代表的なプレートを示す典型的な図である。
【図５】図３の線Ａ−Ａに沿って見た断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  電極コネクタ
２００  ワイヤ
３００  プレート
【図１】
2008517440.tif 000003
【図２】
2008517440.tif 000004
【図３】
2008517440.tif 000005
【図４】
2008517440.tif 000006
【図５】
2008517440.tif 000007
【国際調査報告】
2008517440.tif 000008