(57)【要約】  本発明は、2個以上の板型二次バッテリーセル(以下、「バッテリーセル」と呼ぶ)がそれらの幅方向(すなわち、垂直方向)で配置された構造を包含する中または大型バッテリーモジュールに関する。バッテリーセルは、電極端子が同じ方向に向くように配置されている。バッテリーセルの電極端子は、配向表面を有し、その上で、バッテリーセル同士を電気的に接続するための板型電極端子接続部材が電気的に連結されている。電極端子接続部材は、上側及び/または下側表面を有し、それらの表面上に、電極端子接続部材を接合するための構造が形成されている。その電極端子接続端子を接合するための構造に連結された絶縁性接合部材の一方または両方の末端が、モジュールケースにより支持されている。
2011514636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
2個以上の板形状二次バッテリーセル(「バッテリーセル」)が、これらの横方向で配置された構造を有してなる中型または大型バッテリーモジュールであって、
前記バッテリーセルが、同じ方向に配置された電極端子を有してなり、
前記バッテリーセル同士を互いに電気的に接続するための板形状電極端子接続部材が、前記バッテリーセルの前記電極端子の表面の方向に電気的に接続されてなり、
前記電極端子接続部材のそれぞれが、前記電極端子接続部材の上部及び/または底部に、電極端子接続部材を相互接続するための連結構造を備えてなり、
前記連結構造に連結された絶縁性接合部材の少なくとも一端がモジュールケースにより支持されてなる、中または大型バッテリーモジュール。
【請求項２】
前記バッテリーセルのそれぞれが、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電極アセンブリーが密封状態で取り付けられてなるように構築されてなる、請求項１に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項３】
電極端子接続部材のそれぞれが、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-翼接続部分が前記板形状部材本体から伸びて、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-翼接続部分が前記板形状部材本体から伸びて、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前記板形状電極端子(「バッテリーセル電極端子」)が挿入され、
前記右-翼接続部分が、前記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、
電気的接続の際に、前記バッテリーセル電極端子が前記左-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され、
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られ、次いで、前記バッテリーセル電極端子が前記電極端子接続部材に溶接により連結されてなる、請求項１に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項４】
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に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項５】
前記左-翼接続部分が横方向に形成された段差を備えてなり、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り、
前記右-翼接続部分が、横方向に形成された段差を備えてなり、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する、請求項３に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項６】
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てなり、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、
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３に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【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３に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項８】
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、
バー型構造に構築された前記絶縁性接合部材が、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１に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項９】
前記中空フレームが、多角形中空構造に構築された垂直断面形状を有する、請求項８に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【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１に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【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１に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項１２】
前記電極端子接続部材の外周部形状に対応する絶縁性部材が、前記それぞれの電極端子接続部材の間に配置される、請求項１に記載の中または大型バッテリーモジュール。
【請求項１３】
前記絶縁性部材が、前記電極端子接続部材の外周部に連結される、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】
前記絶縁性部材のそれぞれが中空構造を有し、前記中空構造中に前記絶縁性接合部材が連結される、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１５】
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１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、電極端子接続部材及び絶縁性接合部材を有する（中または大型）バッテリーモジュールに関し、より詳しくは、2個以上の板形状二次バッテリーセル(「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する中または大型バッテリーモジュールであって、該バッテリーセルが、同じ方向に配置された電極端子を有し、該バッテリーセル同士を互いに電気的に接続するための板形状電極端子接続部材が、該バッテリーセルの該電極端子の配向した表面に（該電極端子の表面の方向に）電気的に接続され、該電極端子接続部材のそれぞれが、該電極端子接続部材の上部及び/または底部に、電極端子接続部材を相互接続するための連結構造を備えており、該連結構造に連結された絶縁性接合部材の少なくとも一端がモジュールケースにより支持されている、中または大型バッテリーモジュールに関する。
【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】
小袋形バッテリーを互いに直列及び/または並列に接続するために、各バッテリーの電極端子を、電極端子接続部材を介して互いに電気的に接続する。しかし、この場合、外部力、例えば振動及び外部衝撃またはバッテリーの膨脹により引き起こされる捻れのために、各バッテリーの電極端子と電極端子接続部材との間の分離が起こるか、または電極端子接続部材が脱離することがあり、その結果、バッテリーモジュールの短絡が起こる場合がある。
【０００８】
従って、短絡を防止するために、電極端子接続部材が、予め決められた絶縁性部材を介してバッテリーセルに取り付けられる構造が提案されている。しかし、この場合、追加の部材が必要であり、さらに、この部材をバッテリーセルに取り付ける必要があり、その結果、バッテリーモジュールの全体的なサイズが増加し、バッテリーモジュールの構造が複雑になる。さらに、そのような構造は、電極端子接続部材をバッテリーセルに安定して取り付けるだけであり、バッテリーモジュールの構造的安定性を与えることはない。
【技術的問題】
【０００９】
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。
【００１０】
特に、本発明の目的は、バッテリーセル間の電気的接続及び機械的連結を安全に、容易に達成することができる構造を有し、それによって、生産性及び信頼性を改良するバッテリーモジュールを提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、外部力または内部力による電極端子接続部材及びバッテリーセルの脱離を阻止し、それによって短絡の発生を防止することが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。
【００１２】
本発明の別の目的は、バッテリーモジュールを過酷な条件で使用することができるように、改良された構造的安定性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】
【００１３】
本発明の一態様により、上記の、及び他の目的は、2個以上の板形状二次バッテリーセル(「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する（中または大型）バッテリーモジュールであって、該バッテリーセルが、同じ方向に配置された電極端子を有し、該バッテリーセル同士を互いに電気的に接続するための板形状電極端子接続部材が、該バッテリーセルの該電極端子の配向した表面に電気的に接続され、該電極端子接続部材のそれぞれが、該電極端子接続部材の上部及び/または底部に、電極端子接続部材を相互接続するための連結構造を備えており、該連結構造に連結された絶縁性接合部材の少なくとも一端がモジュールケースにより支持されている、中または大型バッテリーモジュールを提供することにより、達成される。
【００１４】
前に説明したように、外部衝撃がバッテリーモジュールに作用した時、またはバッテリーモジュールの作動中にバッテリーセルが膨脹した、または捻れた時、電極端子と電極端子接続部材との間の連結区域が分離する、及び/または電極端子接続部材またはバッテリーセルが脱離し、その結果、バッテリーモジュールの短絡が起こる場合がある。
【００１５】
他方、この中または大型バッテリーモジュールは、電極端子接続部材を連結するための特殊な構造を包含する。従って、バッテリーモジュールに作用する外部衝撃または他の原因によりバッテリーセルが変形した場合、電極端子接続部材及びバッテリーセルの脱離を効果的に阻止し、それによって、短絡の発生を防止することができる。また、電極端子接続部材同士を互いに接続するための絶縁性接合部材は、バッテリーセルが中に取り付けられているモジュールケースにより支持されており、それによって、バッテリーモジュールの構造的安定性を改良している。
【００１６】
板形状バッテリーセルは、それぞれ小さな厚さ、比較的大きな幅、及び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、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が、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を取り付け、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。
【００１７】
電極端子接続部材のそれぞれは、様々な構造に構築することができる。好ましい例では、電極端子接続部材のそれぞれは、
板形状部材本体、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、該左-翼接続部分は、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するように、該板形状部材本体から伸びており、及び
右-翼接続部分を包含し、該右-翼接続部分は、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するように、該板形状部材本体から伸びており、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（通じて）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することができ、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ることができ、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ことができる。
【００１８】
すなわち、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中または大型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)に接続することができ、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)に接続することができる。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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頻繁に変化する場合、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。
【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る電極端子がケースから外向きに突き出る。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左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、接続部分に接続されたバッテリーセルの数に対応するバッテリーセル間の並列接続が可能である。
【００２３】
従って、バッテリーセルが互いに直列接続及び並列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、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】
別の好ましい例では、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】
本発明の中または大型バッテリーモジュールでは、連結構造が、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」)を包含することができ、バー型構造に構築された絶縁性接合部材を、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。
【００２９】
従って、中空フレームを介して絶縁性接合部材を挿入することにより電極端子接続部材を固定する連結構造では、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に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。
【００３０】
中空フレームには、その中空フレームが絶縁性接合部材に対応する形状に構築される限り、特に制限はなく、従って、絶縁性接合部材と中空フレームとの間の連結は、絶縁性接合部材を中空フレームの中に挿入することにより、容易に達成される。例えば、中空フレームは、絶縁性接合部材を中空フレームの中に挿入した後に絶縁性接合部材が中空中で自由に回転できないように、多角形中空構造に構築された垂直断面形状を有することができる。多角形中空構造には、四角形中空構造、三角形中空構造、及び五角形中空構造が挙げられる。
【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】
一方、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】
また、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】
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。
【００３６】
それぞれの電極端子接続部材間に絶縁性部材が配置されている構造で、絶縁性部材の脱離を阻止するために、絶縁性部材を電極端子接続部材の外周部に連結することができる。絶縁性部材は、上記のように電極端子接続部材に連結しているので、電極端子接続部材間の電気的接触を阻止し、電極端子接続部材と絶縁性部材との間の連結構造を安定して維持することができる。
【００３７】
別の例では、絶縁性部材が中空構造を有し、その中に絶縁性接合部材を挿入し、それによって、電極端子接続部材と絶縁性接合部材との間の連結を達成することができる。例えば、絶縁性部材は、その底部に、電極端子接続部材の中空フレームに対応する形状を有する中空構造を備え、それによって、電極端子接続部材と絶縁性部材との間の連結を改良することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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】
【００４１】
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バッテリーモジュールを例示する部分透視図である。
【図２】図2は、絶縁性接合部材及び絶縁性部材を使用し、複数の、図1に示す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３】図3は、絶縁性接合部材がバッテリーモジュール中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４】図4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５】図5は、図1に示す電極端子接続部材の一つを例示する透視図である。
【図６】図6は、電極端子接続部材の変形を例示する透視図である。
【図７】図7は、電極端子接続部材の変形を例示する透視図である。
【図８】図8は、図2に示す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】
【００４２】
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。
【００４３】
図1は、本発明の一実施態様によるバッテリーモジュールを例示する部分透視図であり、図2は、絶縁性接合部材及び絶縁性部材を使用し、複数の、図1に示す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。
【００４４】
図1に関して、バッテリーモジュール400は、電極端子212及び214が同じ方向に配置されているバッテリーセル200、202、204、220、222、及び224が、横方向Ｗに配置され、電極端子接続部材100が、バッテリーセルの電極端子212及び214の配向表面に電気的に接続された構造に構築されている。
【００４５】
また、各電極端子接続部材100は、その底部に中空フレーム140を備えており、絶縁性接合部材150が、電極端子接続部材100の中空フレーム140を介して挿入され、電極端子接続部材100同士を互いに接続する。絶縁性接合部材150の対向する末端は、図3に示すようにモジュールケース300により支持されている。
【００４６】
図1と共に図2に関して、電極端子接続部材100のそれぞれは、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。
【００４７】
各電極端子接続部材100の左翼接続部分120の外側末端126から3個のスリット125が内側に伸びており、各電極端子接続部材100の右翼接続部分130の外側末端136から3個のスリット135が内側に伸びている。
【００４８】
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を各電極端子接続部材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が各電極端子接続部材100の上部と緊密に接触するように曲げ、次いで、各電極端子接続部材100の上部に、抵抗溶接、等により、連結する。
【００４９】
電極端子接続部材同士の間の接続は、下記のように達成する。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を介して挿入する。
【００５０】
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間の電気的接続が阻止される。以下、絶縁性部材160は、図8で詳細に説明する。
【００５１】
図3は、絶縁性接合部材がバッテリーモジュール中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4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。
【００５２】
図2と共に図3に関して、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4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。
【００５４】
図5は、図1に示す電極端子接続部材の一つを例示する透視図である。図1と共に図5に関して、電極端子接続部材100は、左翼接続部分120が板形状部材本体110から左上方向に伸び、右翼接続部分130が板形状部材本体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。
【００５５】
また、3個のスリット125が、各電極端子接続部材100の左翼接続部分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、各電極端子接続部材100の右翼接続部分130の外側末端136から内側に伸びている。
【００５６】
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のカソード端子212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。
【００５７】
図6及び7は、電極端子接続部材の変形を典型的に例示する透視図である。
【００５８】
これらの図に関して、図6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7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。
【００５９】
図8は、図2に示す絶縁性部材の一つを例示する典型的な拡大図である。
【００６０】
図2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。
【００６１】
絶縁性部材160は、その底部に、電極端子接続部材100の中空フレーム140に対応する形状を有する中空構造164を備えており、その中空構造164を介して絶縁性接合部材150を挿入する。
【００６２】
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。
【００６３】
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1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】
【００６４】
上記の説明から明らかなように、本発明の中または大型バッテリーモジュールは、電極端子接続部材同士が絶縁性接合部材を経由して互いに連結されるように構築されている。従って、外部衝撃がバッテリーモジュールに作用した時、またはバッテリーセルが変形した時、電極端子接続部材の脱離が効果的に阻止され、それによって、短絡の発生が防止される。
【００６５】
また、電極端子接続部材同士を互いに連結するための絶縁性接合部材がモジュールケースにより支持されており、それによって、バッテリーモジュールの構造的安定性が改良されている。
【００６６】
さらに、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。
【００６７】
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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