(57)【要約】  本発明は、バッテリーモジュールの板形状二次バッテリーセル(以下、「バッテリーセル」と呼ぶ)同士を電気的に接続するための導電性電極端子接続部材に関する。本発明のバッテリーモジュール用電極端子接続部材は、バッテリーセルの直列または直列及び並列の電気的接続を達成するための、左側バッテリーセル電極端子を接続するための左-翼接続部分及び右側バッテリーセル電極端子を接続するための右-翼接続部分を包含する。各接続部分は、バッテリーセルの電極端子を挿入するためのスリットを有する。電気的接続の際に、バッテリーセル電極端子を、左-及び右-翼接続部分の各スリットの中に挿入し、接続部材の上側表面と緊密に接触するように曲げ、溶接工程を行う。
2011515010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性電極端子接続部材であって、
バッテリーモジュールを構成する板形状二次バッテリーセル(「バッテリーセル」)同士を互いに電気的に接続するように構築されてなるものであり、
前記バッテリーモジュールが、二個以上のバッテリーセルがそれらの横方向で配置されてなる構造を有してなり、
前記電極端子接続部材が、板形状部材本体と、左-翼接続部分と、及び右-翼接続部分とを備えてなり
前記板形状部材本体が、その横方向に配置された前記バッテリーセルの電極端子上に配置されるように構築されてなり、前記板形状部材本体が予め決められた厚さを有してなるものであり、
前記左-翼接続部分は、前記板形状部材本体から伸びており、前記左側バッテリーセルの前記電極端子が前記左-翼接続部分に接続され、前記バッテリーセル間で直列または直列及び並列の電気的接続を成し、
前記右-翼接続部分は、前記板形状部材本体から伸びており、前記右側バッテリーセルの前記電極端子が前記右-翼接続部分に接続され、前記バッテリーセル間で直列または直列及び並列の電気的接続を成し、
前記左-翼接続部分が、前記バッテリーセルの前記電極端子の形状に対応するスリットを備えてなり、前記スリットを介して前記それぞれのバッテリーセルの板形状電極端子(「バッテリーセル電極端子」)が挿入されてなり、
前記右-翼接続部分が、前記バッテリーセルの前記電極端子の形状に対応するスリットを備えてなり、前記スリットを介して前記バッテリーセル電極端子が挿入されてなり、
電気的接続の際に、前記バッテリーセル電極端子を前記左-翼接続部分及び前記右-翼接続部分の前記スリットを介して挿入し、前記バッテリーセル電極端子が前記電極端子接続部材の上部と緊密に接触するように曲げ、次いで、前記バッテリーセル電極端子を前記電極端子接続部材に、溶接により連結してなる、電極端子接続部材。
【請求項２】
前記バッテリーセルのそれぞれが、電極アセンブリーが金属層及び樹脂層を含んでなるラミネートシートから形成されたバッテリーケース中に密封状態で取り付けられてなるように構築された、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項３】
前記バッテリーセル電極端子のそれぞれが金属板から形成される、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項４】
前記左-翼接続部分が、横方向に形成された段差を備え、前記段差が互いに直列接続された前記バッテリーセルの数に対応してなるものであり、
前記右-翼接続部分が、横方向に形成された段差を備え、前記段差が互いに直列接続された前記バッテリーセルの数に対応してなるものである、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項５】
前記左-翼接続部分が、その横方向に配置された2個以上のスリットを備え、2個以上の隣接するバッテリーセルが互いに並列接続されてなり、
前記右-翼接続部分が、その横方向に配置された2個以上のスリットを備え、2個以上の隣接するバッテリーセルが互いに並列接続されてなる、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項６】
前記スリットが、前記左-翼接続部分及び前記右-翼接続部分のそれぞれの外側末端から内側に伸びている、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項７】
前記溶接が、抵抗溶接、レーザー溶接、アーク溶接、及び超音波溶接からなる群から選択された溶接方法を使用して行われる、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項８】
前記板形状部材本体が、その上部及び/または底部に、連結構造を備え、電極端子接続部材同士を相互接続する、請求項１に記載の電極端子接続部材。
【請求項９】
前記連結構造が、前記バッテリーセルの横方向に形成された、中空構造に構築されたフレーム(「中空フレーム」)を備えてなり、
バー型絶縁性接合部材が、複数の電極端子接続部材がそれらの横方向に配置された状態で、前記中空フレームを介して挿入、固定される、請求項８に記載の電極端子接続部材。
【請求項１０】
前記絶縁性接合部材が、金属材料から製造されたロッド及び前記ロッドの外側に取り付けられた絶縁性フィルムを備えてなる、請求項９に記載の電極端子接続部材。
【請求項１１】
前記絶縁性接合部材が、金属材料から製造されたロッド及び前記ロッドの外側を覆う絶縁性被覆層を備えてなる、請求項９に記載の電極端子接続部材。
【請求項１２】
2個以上のバッテリーセルがそれらの横方向で配置された構造を有し、
前記バッテリーセルが、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電極端子接続部材を経由して互いに電気的に接続されている、中または大型バッテリーモジュール。
【請求項１３】
絶縁性部材が、前記それぞれの電極端子接続部材同士の間に配置される、請求項１２に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項１４】
前記中または大型バッテリーモジュールが、2個以上のバッテリーセルがそれらの縦方向に配置される構造をさらに有する、請求項１２に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーモジュールの電極端子接続部材に関し、より詳しくは、バッテリーモジュールを構成する板形状二次バッテリーセル(「バッテリーセル」)同士を互いに電気的に接続するように構築された導電性電極端子接続部材であって、該電極端子接続部材が、左-翼接続部分と、該左-翼接続部分に左側バッテリーセルの該電極端子が接続され、バッテリーセル間で直列または直列及び並列の電気的接続が達成され、及び右-翼接続部分とを包含し、該右-翼接続部分に右側バッテリーセルの該電極端子が接続され、バッテリーセル間で直列または直列及び並列の電気的接続が達成され、該左-翼接続部分はスリットを備え、該スリットを介して（through：通して）それぞれのバッテリーセルの該電極端子が挿入され、該右-翼接続部分はスリットを備え、該スリットを介してそれぞれのバッテリーセルの該電極端子が挿入され、電気的接続の際に、該それぞれのバッテリーセルの該電極端子が、該左-及び右-翼接続部分の該スリットを介して挿入され、該それぞれのバッテリーセルの該電極端子が該電極端子接続部材の上部と緊密に接触するように曲げられ、次いで、該それぞれのバッテリーセルの電極端子が、該電極端子接続部材に、溶接により連結される、電極端子接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、充電及び放電可能な二次バッテリーが、ワイヤレス可動装置用のエネルギー供給源として広く使用されている。また、二次バッテリーは、化石燃料を使用する既存のガソリン及びディーゼル車により引き起こされる大気汚染のような問題を解決するために開発された電気自動車(EV)及びハイブリッド電気自動車(HEV)用の動力源としても非常に大きな関心を集めている。
【０００３】
結果として、二次バッテリーを使用する用途の種類は、二次バッテリーの利点のために増加しており、今後、二次バッテリーは今よりも多くの用途及び製品に応用されると期待されている。
【０００４】
小型の可動装置は、各装置に一個または数個のバッテリーセルを使用している。他方、中または大型装置、例えば車両、は、高出力及び大容量が必要なので、複数のバッテリーセルを互いに電気的に接続した、中または大型バッテリーモジュールを使用する。
【０００５】
バッテリーモジュールのサイズ及び重量は、対応する中または大型装置の受入空間及びパワーに直接関連している。この理由から、製造業者は、小型、軽量のバッテリーモジュールの製造を試みている。さらに、非常に多くの外部衝撃及び振動にさらされる装置、例えば電動自転車及び電気自動車、は、バッテリーモジュールを構成する構成部品間の安定した電気的接続及び物理的連結を必要とする。さらに、複数のバッテリーセルを使用して高出力及び大容量を達成するので、バッテリーモジュールの安全性が重要と考えられる。
【０００６】
（中または大型）バッテリーモジュールは、できるだけ小型で軽量に製造するのが好ましい。この理由から、高集積度に積み重ねることができ、重量対容量比が小さいプリズム形バッテリーまたは小袋形バッテリーが、中または大型バッテリーモジュールのバッテリーセルとして通常使用される。特に、シース部材としてアルミニウムラミネートシートを使用する小袋形バッテリーに現在多くの関心が集まっているが、これは、小袋形バッテリーの重量が小さく、小袋形バッテリーの製造コストが低いためである。
【０００７】
しかし、上記の利点にも関わらず、バッテリーモジュールの単位電池として使用される小袋形バッテリーには、下記のような幾つかの問題がある。
【０００８】
第一に、小袋形バッテリーは、小袋形バッテリーの板形状電極端子が小袋形バッテリーの上側末端から突き出す構造に構築されるために、バッテリーモジュールを構成するのに必要な電極端子間の電気的接続が困難である。電極端子間の電気的接続は、一般的にワイヤ、プレート、または母線を使用し、電極端子同士を互いに、溶接により連結することにより達成されるが、板形状電極端子間の溶接による連結は、容易ではない。一般的に、板形状電極端子を部分的に屈曲させ、この板形状電極端子の屈曲部分にプレートまたは母線を溶接するが、これには熟練した技術が必要であり、電極端子同士を互いに電気的に接続する工程が複雑になる。さらに、連結された区域が、外部衝撃のために互いに分離し、小袋形バッテリーの欠陥を引き起こすことがある。
【０００９】
第二に、小袋形バッテリーの機械的強度は低い。この理由から、複数のバッテリーを積み重ねてバッテリーモジュールを製造する時に、安定した連結及び組立構造を維持するための複数の追加部材が必要になる。例えば、小袋形バッテリーを積み重ねてバッテリーモジュールを製造する際、追加の取付部材、例えばカートリッジ、を使用し、その中に一個以上の単位バッテリーを取り付ける。これらのカートリッジを積み重ね、バッテリーモジュールを製造する。
【００１０】
また、複数のバッテリーセルを使用してバッテリーモジュールを構築する場合、バッテリーセル間の機械的連結及び電気的接続を達成するのに、一般的に多数の部材が必要であり、組立工程が非常に複雑である。さらに、機械的連結及び電気的接続のための部材を連結、溶接、またははんだ付けするのに必要な空間が必要であり、その結果、装置全体の大きさが増加する。
【００１１】
さらに、バッテリーモジュールを構成するバッテリーセルの数が、少量バッチ生産用に変更される場合、バッテリーセルの電極端子を互いに電気的に接続するための電極端子接続部材の数または形状も、それに応じて変える必要がある。
【００１２】
従って、バッテリーモジュールを構成する複数のバッテリーセルを互いに電気的に接続するための電極端子接続部材、すなわち、バッテリーセルを互いに直列及び/または並列に電気的に接続するための電極端子接続部材が強く求められている。
【技術的問題】
【００１３】
従って、本発明は、上記の問題及び他の未解決の技術的問題を解決するためになされたものである。
【００１４】
特に、本発明の目的は、バッテリーモジュールを構成するバッテリーセル間の電気的接続及び機械的連結を容易に達成し、それによって、生産性及び安全性を改良することができる、バッテリーモジュールの電極端子接続部材を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、バッテリーモジュールを構成するバッテリーセルの数を、少量バッチ生産に合わせて容易に変更できる構造を有するバッテリーモジュールを提供することである。
【技術的解決策】
【００１６】
本発明の一態様により、上記の、及び他の目的は、バッテリーモジュールを構成する板形状二次バッテリーセル(「バッテリーセル」)同士を互いに電気的に接続するように構築された導電性電極端子接続部材であって、
該バッテリーモジュールが、2個以上のバッテリーセルがそれらの横方向で配置された構造を有し、
該電極端子接続部材が、板形状部材本体と、該板形状部材本体は、横方向に配置された該バッテリーセルの電極端子上に配置されるように構築され、該板形状部材本体は予め決められた厚さを有し、左-翼接続部分と、該左-翼接続部分は、該板形状部材本体から伸びており、左側バッテリーセルの該電極端子が該左-翼接続部分に接続され、該バッテリーセル間で直列または直列及び並列の電気的接続を達成し、及び右-翼接続部分とを包含し、該右-翼接続部分は、該板形状部材本体から伸びており、右側バッテリーセルの該電極端子が該右-翼接続部分に接続され、該バッテリーセル間で直列または直列及び並列の電気的接続を達成し、
該左-翼接続部分は、該バッテリーセルの該電極端子の形状に対応するスリットを備え、該スリットを介してそれぞれのバッテリーセルの板形状電極端子(「バッテリーセル電極端子」)が挿入され、該右-翼接続部分は、該バッテリーセル電極端子の形状に対応するスリットを備え、該スリットを介して該バッテリーセル電極端子が挿入され、
電気的接続の際に、該バッテリーセル電極端子を左-及び右-翼接続部分のスリットを介して挿入し、該バッテリーセル電極端子が該電極端子接続部材の上部と緊密に接触するように曲げ、次いで、該バッテリーセル電極端子を該電極端子接続部材に、溶接により連結する、電極端子接続部材を提供することにより、達成される。
【００１７】
従って、横方向で配置された2個以上のバッテリーセルを包含するバッテリーモジュールでは、左-翼接続部分を、バッテリーセルの左側に配置されたカソード端子またはアノード端子(左側電極端子)に接続し、右-翼接続部分を、バッテリーセルの右側に配置されたカソード端子またはアノード端子(右側電極端子)に接続する。その結果、横方向で配置されたバッテリーセルは、規則的な配列で互いに電気的に直列接続される。
【００１８】
また、左-翼接続部分及び右-翼接続部分は、スリットを有し、そのスリットを介して、それぞれのバッテリーセルの電極端子を挿入する。従って、バッテリーセル電極端子は、それぞれのスリットを介して挿入し、曲げ、次いで電極端子接続部材に溶接により接続し、それによって、バッテリーセルの電極端子間の電気的接続を達成する。また、バッテリーセルの、電極端子接続部材に隣接して緊密に接触する様式で配置される電極端子は、互いに効果的に接続され、この組立工程は容易に行われる。さらに、電極端子接続部材は、バッテリーセルを相互接続するための一種の連結部材として作用し、それによって、バッテリーセル間の連結区域に高い構造的安定性及び高い連結強度を与える。
【００１９】
さらに、スリットの数は、バッテリーモジュールを構成するバッテリーセルの数に応じて変えることができる。従って、前に説明したように、バッテリーセルの数が変更される場合、スリットの数を容易に変え、バッテリーセルの数の変化に容易に対応することができる。
【００２０】
板形状バッテリーセルは、それぞれ、二次バッテリーを横方向に積み重ねてバッテリーモジュールを構成する時に二次バッテリーの総サイズを最小に抑えるのに十分な、小さな厚さ、比較的大きな幅、及び比較的大きな長さを有する二次バッテリーでよい。好ましい例では、バッテリーセルのそれぞれを、金属層及び樹脂層を包含するラミネートシートから製造されたバッテリーケース中に電極アセンブリーが密封状態で取り付けられるように構築することができる。より具体的には、バッテリーセルのそれぞれは、アルミニウムラミネートシートから形成された小袋形バッテリーケース中に電極アセンブリーが取り付けられ、一対の電極端子がケースの一端から突き出るように構築することができる。上記の構造を有する二次バッテリーは、小袋形バッテリーセルと呼ぶこともできる。
【００２１】
一般的に、板形状バッテリーセルのそれぞれは、電極アセンブリーがセルケース中に取り付けられ、電極アセンブリーのカソード及びアノードに電気的に接続された電極端子がケースから外向きに突き出る構造に構築される。従って、バッテリーセル電極端子のそれぞれは、導電性、耐久性、及び他の構成部品に対する溶接性を考慮して、金属板から形成するとよい。
【００２２】
前に説明したように、電極端子接続部材の左-翼接続部分は、横方向に配置されたバッテリーセルの、板形状部材本体の左側に配置された左側電極端子を互いに電気的に接続し、電極端子接続部材の右-翼接続部分は、横方向に配置されたバッテリーセルの、板形状部材本体の右側に配置された右側電極端子を互いに電気的に接続する。1個のバッテリーセルだけを接続部分のそれぞれに接続するか、または2個以上のバッテリーセルを接続部分のそれぞれに接続することができる。例えば、左-翼接続部分に接続された左側電極端子の数が2以上である場合、及び右-翼接続部分に接続された右側電極端子の数が2以上である場合、バッテリーセル間の直列接続に加えて、バッテリーセル間の、接続部分に接続されたバッテリーセルの数に対応する並列接続が可能である。
【００２３】
バッテリーセルが互いに直列及び並列に接続される構造の好ましい例では、左-翼接続部分は、横方向に形成された段差を備え、該段差が、互いに直列接続されたバッテリーセルの数に対応することができ、右-翼接続部分は、横方向に形成された段差を備え、該段差が、互いに直列接続されたバッテリーセルの数に対応することができる。
【００２４】
例えば、左-翼接続部分は、板形状部材本体の左上方向に伸びることができ、右-翼接続部分は板形状部材本体の右下方向に伸びることができる。従って、左-翼接続部分は、バッテリーセルの、板形状部材本体の左側に配置された左電極端子に接続され、右-翼接続部分は、バッテリーセルの、板形状部材本体の右側に配置された右電極端子に接続され、一方、右-翼接続部分は、横方向に形成された段差を有し、該段差が、左側接続部分に直列接続されたバッテリーセルの数に対応する。その結果、左-翼接続部分に接続されたバッテリーセル及び右-翼接続部分に接続されたバッテリーセルは、互いに直列接続される。また、各接続部分のバッテリーセルは、互いに並列接続される。
【００２５】
この場合、左-翼接続部分が、その横方向に配置された2個以上のスリットを備え、2個以上の隣接するバッテリーセルが互いに並列接続され、右-翼接続部分が、その横方向に配置された2個以上のスリットを備え、2個以上の隣接するバッテリーセルが互いに並列接続される。例えば、バッテリーセルが、3P(並列)-2S(直列)接続構造に、互いに電気的に接続される場合、左-翼接続部分は3個のスリットを有することができ、右-翼接続部分は3個のスリットを有することができる。他方、バッテリーセルが、2P-2S接続構造に、互いに電気的に接続される場合、左-翼接続部分は2個のスリットを有することができ、右-翼接続部分は2個のスリットを有することができる。
【００２６】
スリットには、バッテリーセル電極端子を、左-及び右-翼接続部分のスリットを介して容易に挿入できる限り、特に制限は無い。例えば、スリットは、左-及び右-翼接続部分のそれぞれの外側末端から内側に伸びて(depressed)いてよい。あるいは、スリットが、左-及び右-翼接続部分のそれぞれの外側末端から予め決められた間隔を置いて配置されるように、スリットを左-及び右-翼接続部分のそれぞれの中に形成することもできる。
【００２７】
一方、前に説明したように、バッテリーセルの電極端子と電極端子接続部材との間の連結は、それぞれのバッテリーセルの電極端子を左-及び右-翼接続部分のスリットを介して挿入し、それぞれのバッテリーセルの電極端子が電極端子接続部材の上部と緊密に接触するように、それぞれのバッテリーセルの電極端子を曲げ、それぞれのバッテリーセルの電極端子が電極端子接続部材の上部と緊密に接触した状態で、それぞれのバッテリーセルの電極端子の曲げた部分を電極端子接続部材の上部に溶接することにより、達成し、それによって、安定した機械的連結及び電気的接続を達成することができる。溶接は、抵抗溶接、レーザー溶接、アーク溶接、及び超音波溶接からなる群から選択された溶接方法を使用して適切に行うことができる。
【００２８】
前に説明したように、バッテリーセルの電極端子は、バッテリーセルの電極端子と電極端子接続部材との間の溶接によってのみ、電極端子接続部材の上部に電気的に接続または機械的に連結することができる。しかし、この場合、バッテリーモジュールに作用する外部衝撃またはバッテリーモジュールの膨脹または捻れにより、溶接区域が分離することがあり、その結果、電極端子接続部材が脱離することがあり、従って、バッテリーモジュールの短絡が起こる場合がある。従って、短絡の発生を阻止するために、電極端子接続部材がより安定した連結構造を有するように、電極端子接続部材を構築することが好ましい。例えば、板形状部材本体は、その上部及び/または底部に、連結構造を備え、電極端子接続部材同士を相互接続することができる。
【００２９】
連結構造の好ましい例では、中空構造に構築されたフレーム(「中空フレーム」)を、板形状部材本体の上部及び/または底部に、バッテリーセルの横方向で形成することができ、バー型の絶縁性接合部材を、複数の電極端子接続部材が横方向に配置された状態で、中空フレームを介して挿入、固定することができる。
【００３０】
従って、電極端子接続部材が、中空フレーム及び絶縁性接合部材を使用して固定される連結構造では、電極端子接続部材と絶縁性接合部材との間の電気的接触を阻止し、さらに、外部衝撃がバッテリーモジュールに作用した時の電極端子接続部材の脱離を効果的に防止することができる。
【００３１】
また、中空フレームは、板形状部材本体の上部または底部に形成することができる。あるいは、中空フレームは、板形状部材本体の上部及び底部の両方に形成することもできる。すなわち、中空フレームは、必要に応じて選択的に使用することができる。
【００３２】
上記の連結構造では、絶縁性接合部材には、その絶縁性接合部材を、所望の剛性及び絶縁性を確保する材料から製造できるか、または所望の剛性及び絶縁性を確保する構造に構築できる限り、特に制限は無い。例えば、絶縁性接合部材は、絶縁性材料から製造するか、または金属ロッドを絶縁性材料で被覆した構造に構築することができる。
【００３３】
好ましくは、絶縁性接合部材は、高い物理的剛性を示す金属材料から製造されたロッド及びそのロッドを被覆する絶縁性材料を包含する。例えば、予め決められた厚さを有する絶縁性フィルムをロッドの外側に取り付け、ロッドを中空フレームから隔離することができる。あるいは、ロッドは、絶縁性被覆層で被覆することもできる。
【００３４】
一方、絶縁性フィルムまたは絶縁性被覆層は、例えば樹脂またはゴムから製造することができる。
【００３５】
本発明の別の態様により、2個以上の二次バッテリーセルがそれらの横方向で配置された構造を有し、該バッテリーセルが、電極端子接続部材を経由して互いに電気的に接続されている、中または大型バッテリーモジュールを提供する。
【００３６】
横方向に配置されたバッテリーセルの数または横方向に配置されたバッテリーセルの配置構造に基づいて、一個以上の電極端子接続部材を使用することができる。2個以上の電極端子接続部材を使用する場合、絶縁性部材は、それぞれの電極端子接続部材間に配置し、それぞれの電極端子接続部材間の電気的接触を阻止するのが好ましい。
【００３７】
状況に応じて、中または大型バッテリーモジュールは、横方向配置構造に加えて、2個以上のバッテリーセルを縦方向で配置する構造をさらに有することができる。これによって電極端子接続部材は、好ましくは、横方向に配置されたバッテリーセル間の電気的接続を達成するのみならず、縦方向に配置されたバッテリーセル間の電気的接続を達成することにも使用される。
【００３８】
特に、本発明の中または大型バッテリーモジュールは、好ましくは、長い耐用寿命及び優れた耐久性を必要とする、高出力及び大容量を有する中または大型バッテリーモジュールまたは中または大型バッテリーパックに使用する。中または大型バッテリーモジュールは、例えば電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電気モーターサイクル、及び電動自転車用の電力供給源として使用することができる。
【００３９】
中または大型バッテリーモジュール及び中または大型バッテリーパックの構造及びその製造方法は、本発明が関与するこの分野で良く知られており、詳細な説明は行わない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
本発明の上記の、及び他の目的、特徴及び利点は、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。
【図１】図1は、本発明の一実施態様による電極端子接続部材を例示する透視図である。
【図２】図2は、電極端子接続部材がバッテリーモジュールに取り付けられている構造を例示する典型的な部分図である。
【図３】図3は、本発明の別の実施態様による電極端子接続部材をそれぞれ例示する透視図である。
【図４】図4は、本発明の別の実施態様による電極端子接続部材をそれぞれ例示する透視図である。
【図５】図5は、絶縁性接合部材及び絶縁性部材を使用し、複数の電極端子接続部材を互いに接続する工程を例示する典型的な図である。
【図６】図6は、絶縁性接合部材がバッテリーモジュールに取り付けられている構造を例示する典型的な図である。
【図７】図7は、絶縁性接合部材の垂直断面を例示する典型的な図である。
【図８】図8は、図5の絶縁性部材の一つを例示する典型的な拡大図である。
【図９】図9は、バッテリーセルを横方向及び縦方向で配置する構造に構築された中または大型バッテリーモジュールを例示する典型的な部分図である。
【最良の様式】
【００４１】
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限定されるものではない。
【００４２】
図1は、本発明の一実施態様による電極端子接続部材を典型的に例示する透視図であり、図2は、電極端子接続部材がバッテリーモジュールに連結されている構造を例示する典型的な部分図である。
【００４３】
これらの図に関して、電極端子接続部材100は、バッテリーセル200、202、及び204の左側電極端子212、及びバッテリーセル220、222、及び224の右側電極端子214の上に配置されるように構築された板形状部材本体110、板形状部材本体110の左側及び右側に形成された左翼接続部分120及び右翼接続部分130、及び板形状部材本体110の底部に固定された中空フレーム140を包含する。
【００４４】
左翼接続部分120は、板形状部材本体110から左上方向に伸び、右翼接続部分130は、板形状部材本体110から右下方向に伸びている。左翼接続部分120は、横方向で互いに直列接続された3個のバッテリーセル200、202及び204のサイズの合計に対応する段差Ｄを有する。また、右翼接続部分130は、横方向で互いに直列接続された3個のバッテリーセル220、222及び224のサイズの合計に対応する段差Ｄを有する。
【００４５】
また、3個のスリット125が、左翼接続部分120の外側末端126から内側に伸びており、3個のスリット135が、右翼接続部分130の外側末端136から内側に伸びている。
【００４６】
バッテリーモジュール400を組み立てる際、バッテリーセル200及び220の電極端子212及び214を電極端子接続部材100のスリット125及び135を介して挿入し、バッテリーセル200及び220の電極端子212及び214が電極端子接続部材100の上部と緊密に接触するように曲げ、次いで、電極端子接続部材100の上部に、抵抗溶接、等により、連結する。
【００４７】
左翼接続部分120は、板形状部材本体110の左上部分に配置されたバッテリーセル200、202、及び204のカソード端子212に接続され、右翼接続部分130は、板形状部材本体110の右下部分に配置されたバッテリーセル220、222、及び224のアノード端子214に接続される。その結果、左側バッテリーセル200、202、及び204及び右側バッテリーセル220、222、及び224は、3S-2P接続構造に、互いに直列及び並列に電気的に接続される。
【００４８】
図3及び4は、本発明の別の実施態様による電極端子接続部材をそれぞれ例示する透視図である。
【００４９】
これらの図に関して、図3の電極端子接続部材102は、中空フレーム142が板形状部材本体112の上部に固定され、図4の電極端子接続部材104は、中空フレーム144が板形状部材本体114の上部に固定され、別の中空フレーム146が板形状部材本体114の底部に固定された構造に構築されている。上記の構造を有する電極端子接続部材102及び104は、バッテリーセルの電気的接続構造に基づいて選択的に使用することができる。
【００５０】
図5は、絶縁性接合部材及び絶縁性部材を使用し、複数の電極端子接続部材を互いに接続する工程を例示する典型的な図であり、図6は、絶縁性接合部材がバッテリーモジュールに取り付けられている構造を例示する典型的な図であり、図7は、絶縁性接合部材の垂直断面を例示する典型的な図である。
【００５１】
これらの図に関して、複数の電極端子接続部材100を横方向Ｗに配置し、バー型の絶縁性接合部材150を各電極端子接続部材100の中空フレーム140を介して挿入し、絶縁性接合部材150を、図6に示すように、バッテリーモジュールケース300に形成された連結部分310に取り付ける。
【００５２】
より詳しくは、バッテリーセルの電極端子を各電極端子接続部材100のスリットを介して挿入し、次いで、バッテリーセルの電極端子が所定の位置に来るように曲げる。電極端子の曲げた部分を、各電極端子接続部材100の上部に抵抗溶接により連結する。絶縁性接合部材150を各電極端子接続部材100の中空フレーム140を介して挿入し、絶縁性接合部材150をバッテリーモジュールケース300の連結部分310に取り付ける。あるいは、この工程は逆の順序で行うこともできる。
【００５３】
図7に示すように、絶縁性接合部材150は、金属材料から製造されたロッド152を、予め決められた厚さを有する絶縁性樹脂154で被覆した構造に構築されている。従って、絶縁性接合部材150を、中空フレーム140を介して挿入し、電極端子接続部材100を固定すると、各電極端子接続部材100間の、絶縁性接合部材150を経由する電気伝導は起こらない。また、絶縁性部材160を各電極端子接続部材100の間に配置し、それによって、各電極端子接続部材100間の電気伝導が阻止される。以下、絶縁性部材160は、図8で詳細に説明する。
【００５４】
図8は、図5の絶縁性部材の一つを例示する典型的な拡大図である。
【００５５】
図5と共に図8に関して、絶縁性部材160は、電極端子接続部材100の外周部122に対応する形状に曲げられている。また、絶縁性部材160は、固定窪み溝162を備え、その溝の中に、左翼接続部分120及び右翼接続部分130の外周部が、それぞれ緊密に接触した様式ではまり込む。従って、左翼接続部分120及び右翼接続部分130の外周部が、絶縁性部材160のそれぞれの固定窪み溝162の中に挿入され、それによって、絶縁性部材160と電極端子接続部材100との間の連結が達成される。また、絶縁性部材160は、それぞれの電極端子接続部材100同士の間に挿入され、従って、絶縁性部材160の脱離が阻止される。
【００５６】
図9は、バッテリーセルを、バッテリーモジュールの横方向及び縦方向で配置する構造に構築された、中または大型バッテリーモジュールを例示する典型的な部分図である。
【００５７】
図9に関して、中または大型バッテリーモジュール600は、2個のバッテリーモジュール400、その一方を図2に示す、が、バッテリーモジュール400の縦方向で互いに接続された構造に構築されている。バッテリーモジュール400のそれぞれを構成するバッテリーセルは、バッテリーモジュールの横方向及び縦方向に配置されている。バッテリーモジュール、すなわちバッテリーモジュール400及びバッテリーモジュール500、のそれぞれで、各バッテリーモジュールの横方向Ｗに配置されたバッテリーセルは、それぞれの電極端子接続部材100を経由して互いに直列及び並列に接続され、各バッテリーモジュールの縦方向Ｌに配置されたバッテリーセルは、別の接続部材(図には示していない)を経由して互いに直列に接続されている。すなわち、バッテリーモジュール400及び500は、別の接続部材を経由して互いに直列に接続されている。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
上記の説明から明らかなように、バッテリーセルの電極端子が電極端子接続部材のスリットを介して挿入され、曲げられ、次いで電極端子接続部材に溶接され、それによって、バッテリーセルの電極端子間の電気的接続が達成される。また、電極端子接続部材に隣接して緊密に接触する様式で配置されたバッテリーセルの電極端子は、互いに効果的に接続され、組立工程が容易に行われる。さらに、電極端子接続部材は、バッテリーセルを相互接続するための一種の連結部材として作用し、それによって、高い構造的安定性及び高い連結強度をバッテリーセル間の連結区域に与える。
【００５９】
また、バッテリーセルの数が、少量バッチ生産用に変更される場合、バッテリーセルの数の変化に応じて接続構造を容易に変えることができる。さらに、構成部品の数及び製造工程の数を少なくし、それによって、製造コストを下げ、生産性を大きく向上させることができる。
【００６０】
本発明の代表的な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及び精神から離れることなく、様々な修正、追加、及び置き換えが可能である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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