(57)【要約】  電池パックがフレーム部材（２００）、第１及び第２のリチウムイオンセル（４００、４００）、および分離板（４０４）を含む。フレーム部材（２００）はフロア（２１２）、フロア（２１２）に垂直に形成される壁（２０４、２０８、２１６）、および壁により画定される開口を含む。フレーム部材は非導電性プラスチックから形成される。第１のリチウムイオンセル（４００）は第１の正端子および負端子、および第１の導電性ハウジングを含む。第１の正端子は第１の導電性ハウジング（１０４）に電気的に接続される。第２のリチウムイオンセルは第２の正端子および負端子、および第２の導電性ハウジングを含む。第２の正端子は第２の導電性ハウジングに電気的に接続される。分離板は、第１および第２の導電性ハウジングの両方と直接接触し、かつ第１の導電性ハウジングを第２の導電性ハウジングから電気的に絶縁する。分離板は非導電性プラスチックから形成される。【選択図】図８
2014504440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロア、該フロアに対して垂直に形成される壁、および該壁によって画定される開口を含み、非導電性プラスチックから形成されるフレーム部材と、
第１の正端子および第１の負端子、ならびに第１の導電性ハウジングを含み、前記フレーム部材の前記壁間に配置され、前記第１の正端子が前記第１の導電性ハウジングに電気的に接続される第１のリチウムイオンセルと、
第２の正端子および第２の負端子、ならびに第２の導電性ハウジングを含み、前記フレーム部材の前記壁間に配置され、前記第２の正端子が前記第２の導電性ハウジングに電気的に接続される第２のリチウムイオンセルと、
前記第１の導電性ハウジングおよび前記第２の導電性ハウジングの両方と直接接触し、前記第１の導電性ハウジングを前記第２の導電性ハウジングから電気的に分離し、前記非導電性プラスチックから形成される分離板と
を備える電池パック。
【請求項２】
前記フレーム部材に一体的に形成される冷却システムであって、前記フレーム部材に形成される冷媒入口ポートおよび冷媒出口ポートと、前記フレーム部材を貫通して形成され、前記冷媒入口ポートおよび前記冷媒出口ポートを接続する冷媒流路とを含む、冷却システムをさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記フレーム部材が、前記フロア、前記壁、および前記冷媒流路の第１の部分を含む上部フレーム部材と、前記冷媒流路の第２の部分を含み、前記冷媒流路を封止するために前記上部フレーム部材に接合される下部フレーム部材とを含む、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記下部フレーム部材が前記上部フレーム部材に溶接される、請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記下部フレーム部材を前記上部フレーム部材に接合する接着剤をさらに含む、請求項３に記載の電池パック。
【請求項６】
前記非導電性プラスチックがポリプロピレン（ＰＰＥ）である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
Ｎ個の他のリチウムイオンセルであって、それぞれが、正端子、負端子、および導電性ハウジングを含み、前記フレーム部材の前記壁間に配置され、それぞれの前記正端子が、それぞれの前記導電性ハウジングに電気的に接続され、前記Ｎが１以上の整数である、Ｎ個の他のリチウムイオンセルと、
Ｍ個の他の分離板であって、前記導電性ハウジングのそれぞれ、ならびに前記第１の導電性ハウジングおよび前記第２の導電性ハウジングを互いに電気的に分離し、前記Ｍが１以上かつ前記Ｎ以下の整数である、Ｍ個の他の分離板と
をさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項８】
前記フレーム部材の前記壁のうちの１つの外面に形成されるスナップフィット要素と、
端板であって、前記スナップフィット要素の接触面となり、前記端板が前記スナップフィット要素の接触面となるときに前記外面に当接した状態で保持される、端板と、
前記フレーム部材および前記端板を取り囲むベルトと、
前記ベルトを動かして前記第１のリチウムイオンセルおよび前記第２のリチウムイオンセルに圧力を加える加圧／拘束要素と
をさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
Ｐ個の他のスナップフィット要素であって、前記フレーム部材の前記壁のうちの前記１つの前記外面に形成され、前記Ｐが１以上の整数である、Ｐ個の他のスナップフィット要素をさらに備え、
前記端板がさらに、前記Ｐ個の他のスナップフィット要素の接触面となる、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記スナップフィット要素が片持ち梁型スナップフィット要素であり、前記端板が開口を含み、該開口では、前記片持ち梁型スナップフィット要素が前記端板に接触する、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１１】
上部フレーム部材であって、複数のセルのためのフロア、該フロアに対して垂直に形成される壁、該壁によって画定される開口、前記上部フレーム部材に形成される冷媒入口ポートおよび冷媒出口ポート、ならびに前記冷媒入口ポートを前記冷媒出口ポートに接続する冷媒流路の第１の部分を含み、非導電性プラスチックから形成される、上部フレーム部材と、
前記冷媒流路の第２の部分を含み、前記冷媒流路を封止するために前記上部フレーム部材に接合され、前記非導電性プラスチックから形成される下部フレーム部材と
を備える電池パックのフレーム部材。
【請求項１２】
前記下部フレーム部材が前記上部フレーム部材に溶接される、請求項１１に記載のフレーム部材。
【請求項１３】
前記下部フレーム部材を前記上部フレーム部材に接合する接着剤をさらに含む、請求項１１に記載のフレーム部材。
【請求項１４】
Ｎ個のスナップフィット要素であって、前記上部フレーム部材の前記壁のうちの１つの外面に形成され、前記Ｎが１以上の整数である、Ｎ個のスナップフィット要素をさらに備える、請求項１１に記載のフレーム部材。
【請求項１５】
請求項１４に記載の前記フレーム部材と、
第１の正端子、第１の負端子、および第１の導電性ハウジングを含み、前記壁間に配置され、前記第１の正端子が前記第１の導電性ハウジングに電気的に接続される第１のリチウムイオンセルと、
第２の正端子、第２の負端子、および第２の導電性ハウジングを含み、前記壁間に配置され、前記第２の正端子が前記第２の導電性ハウジングに電気的に接続される第２のリチウムイオンセルと、
前記第１の導電性ハウジングおよび前記第２の導電性ハウジングの両方と直接接触し、前記第１の導電性ハウジングを前記第２の導電性ハウジングから電気的に分離する分離板と
を備える電池パック。
【請求項１６】
端板であって、前記Ｎ個のスナップフィット要素の接触面となり、前記端板が前記Ｎ個のスナップフィット要素のうちの少なくとも１つの接触面となるときに前記外面に当接した状態で保持される、端板と、
ベルトであって、前記上部フレーム部材および前記端板を取り囲み、前記ベルトを動かして前記第１のリチウムイオンセルおよび前記第２のリチウムイオンセルに圧力を加える加圧／拘束要素を含む、ベルトと
をさらに備える、請求項１５に記載の電池パック。
【請求項１７】
前記Ｎ個のスナップフィット要素が片持ち梁型スナップフィット要素であり、前記端板がＮ個の開口を含み、該開口では、前記Ｎ個の片持ち梁型スナップフィット要素が前記端板に接触する、請求項１６に記載の電池パック。
【請求項１８】
前記分離板が前記非導電性プラスチックから形成される、請求項１５に記載の電池パック。
【請求項１９】
前記非導電性プラスチックがポリプロピレン（ＰＰＥ）である、請求項１８に記載の電池パック。
【請求項２０】
前記上部フレーム部材が射出成形により形成され、前記下部フレーム部材も射出成形により形成される、請求項１１に記載のフレーム部材。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１１年１２月１９日に提出された米国特許出願第１３／３２９，８５８号の優先権、ならびに２０１０年１２月２０日に提出された米国特許仮出願第６１／４２４，８２５号の利益を主張するものである。上記出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本開示は、車両用の電池パックに関し、より詳細には、角柱セル（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ  ｃｅｌｌ）用の電池パックシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]本明細書で提供される背景の説明は、本開示の文脈を一般的に提示するためのものである。ここに記名された発明者らの仕事の他に、本開示の文脈がこの背景のセクションに記載されている範囲で、普通なら提出時に従来技術として資格を与えることができない記述の態様も、本開示に対する従来技術として明示的にも暗示的にも認められない。
【０００４】
[0004]ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）およびプラグインＨＥＶは、原動力を与えるために複数の推進システムを使用している。推進システムは、１つまたは複数の電池パックから電力を受け取る電動システムまたは電池駆動システムを含むことができる。電池パックは、例えば、１つまたは複数の列をなす、リチウムイオンセルなどの高電圧セル（または電池）を含むことができる。セルは電池パックの体積構成要素である。
【０００５】
[0005]セルの運転温度は、セルの寿命および性能（充放電効率）に影響を及ぼす可能性がある。セルの運転温度を所定の運転温度範囲に調節することにより、セルの寿命および性能を最大にすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]しかしながら、電池パック内ではセルの運転温度がセルごとに異なることがある。様々な理由で温度のばらつきが電池パックのセル間に生じる可能性がある。単なる例として、温度のばらつきは、セル間の製造差、電池パック内のセルの位置の違い、各セルの熱経路の違い、およびその他の理由により生じる可能性がある。電池パックのセルそれぞれを所定の運転温度範囲に維持するのは困難となりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]電池パックは、フレーム部材、第１のリチウムイオンセル、第２のリチウムイオンセル、および分離板を含む。フレーム部材は、フロア、フロアに対して垂直に形成される壁、および壁によって画定される開口を含む。フレーム部材は非導電性プラスチックから形成される。第１のリチウムイオンセルは、第１の正端子、第１の負端子、および第１の導電性ハウジングを含む。第１のリチウムイオンセルはフレーム部材の壁間に配置される。第１の正端子は、第１の導電性ハウジングに電気的に接続される。第２のリチウムイオンセルは、第２の正端子、第２の負端子、および第２の導電性ハウジングを含む。第２のリチウムイオンセルはフレーム部材の壁間に配置される。第２の正端子は第２の導電性ハウジングに電気的に接続される。分離板は、第１の導電性ハウジングおよび第２の導電性ハウジングの両方と直接接触し、かつ第１の導電性ハウジングを第２の導電性ハウジングから電気的に分離する。分離板は非導電性プラスチックから形成される。
【０００８】
[0008]他の特徴では、電池パックは、フレーム部材に一体的に形成された冷却システムをさらに含む。冷却システムは、フレーム部材に形成された冷媒入口ポートおよび冷媒出口ポートを含み、フレーム部材を貫通して形成され、かつ冷媒入口ポートおよび冷媒出口ポートを接続する冷媒流路を含む。
【０００９】
[0009]他の特徴では、電池パックは、それぞれが正端子および負端子を含み、それぞれが導電性ハウジングを含み、かつそれぞれがフレーム部材の壁間に配置されるＮ個の他のリチウムイオンセルをさらに含む。Ｎ個の他のリチウムイオンセルそれぞれの正端子は、そのセルの導電性ハウジングに電気的に接続される。Ｎは１以上の整数である。電池パックは、導電性ハウジングのそれぞれ、ならびに第１の導電性ハウジングおよび第２の導電性ハウジングを互いに電気的に分離するＭ個の他の分離板をさらに含む。Ｍは１以上かつＮ以下の整数である。
【００１０】
[0010]他の特徴では、電池パックは、フレーム部材の壁のうちの１つの外面に形成されたスナップフィット要素と、スナップフィット要素の接触面となり、かつ端板がスナップフィット要素の接触面となるときに外面に当接した状態で保持される端板と、フレーム部材および端板を取り囲むベルトと、ベルトを動かして第１のリチウムイオンセルおよび第２のリチウムイオンセルに圧力を加える加圧／拘束要素とをさらに備える。
【００１１】
[0011]電池パックのフレーム部材は、上部フレーム部材および下部フレーム部材を含む。上部フレーム部材は、複数のセルのためのフロアを含み、フロアに対して垂直に形成された壁を含み、壁によって画定された開口を含み、上部フレーム部材に形成された冷媒入口ポートおよび冷媒出口ポートを含み、かつ冷媒入口ポートを冷媒出口ポートに接続する冷媒流路の第１の部分を含む。上部フレーム部材は非導電性プラスチックから形成される。下部フレーム部材は、冷媒流路の第２の部分を含み、冷媒流路を封止するために上部フレーム部材に接合される。下部フレーム部材もまた非導電性プラスチックから形成される。
【００１２】
[0012]他の特徴では、下部フレーム部材は上部フレーム部材に溶接される。
【００１３】
[0013]他の特徴では、フレーム部材は、下部フレーム部材を上部フレーム部材に接合する接着剤をさらに含む。
【００１４】
[0014]他の特徴では、非導電性プラスチックはポリプロピレン（ＰＰＥ）である。
【００１５】
[0015]他の特徴では、上部フレーム部材は射出成形を用いて形成され、下部フレーム部材も射出成形を用いて形成される。
【００１６】
[0016]本開示のさらなる適用範囲は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、単に例示するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
【００１７】
[0017]本開示は、詳細な説明および添付図面からより十分に理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示による角柱セルの斜視図である。
【図２】本開示によるモジュラーフレームの上部フレーム部材の斜視図である。
【図３】本開示によるモジュラーフレームの上部フレーム部材の斜視図である。
【図４】本開示によるモジュラーフレームの上部フレーム部材の斜視図である。
【図５】本開示によるモジュラーフレームの下部フレーム部材の斜視図である。
【図６】本開示による上部フレーム部材に取り付けるための、上部フレーム部材の下方に位置する下部フレーム部材を含む斜視図である。
【図７】本開示による下部フレーム部材に取り付けられた、上部フレーム部材および第２の上部フレーム部材の斜視図である。
【図８】本開示によるモジュラーフレームおよび複数のセルの斜視図である。
【図９】本開示によるモジュラーフレーム、セル、およびセル加圧拘束システムの斜視図である。
【図１０】本開示によるモジュラーフレーム、セルの端子、セル加圧拘束システム、およびフレームカバーの斜視図である。
【図１１】本開示によるフレームカバーの斜視図である。
【図１２】本開示によるモジュラーフレーム、セル加圧拘束システム、フレームカバー、および端子コネクタの斜視図である。
【図１３】本開示によるモジュラーフレーム、セル加圧拘束システム、フレームカバー、および端子カバーの斜視図である。
【図１４】本開示による端子カバーの斜視図である。
【図１５】本開示によるベルトの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[0031]以下の説明では、電池パック用のモジュラーフレームが開示される。モジュラーフレームは一例として図示され説明されているが、モジュラーフレームの１つまたは複数の特徴は特定用途に基づいて変更することができる。例えば、モジュラーフレームは、異なる数のセルを収容するために拡大または縮小することができる。追加的にまたは代替的に、モジュラーフレームは、異なるサイズおよび／または形状を有するセルを収容するために変更することができる。追加的にまたは代替的に、モジュラーフレームは、モジュラーフレーム内に異なる配置のセルを収容するために変更することができる。モジュラーフレームは、ポリプロピレン（ＰＰＥ）などの（電気的に）非伝導性の材料で形成することができる。モジュラーフレームは、セルを互いに分離し、他のシステム構成要素から分離し、かつ異質物質または異物から分離するのに役立つ。
【００２０】
[0032]外部冷却システムは、冷媒が貫流することができる１つまたは複数の冷媒流路を含む。他の１つまたは複数の外部冷却システムが電池パックに設けられてもよい。例えば、所望の冷却レベルに基づいて、外部冷却システムを隣接するセル間または隣接するセル列間に挿入することができ、かつ／または、外部冷却システムを隣接する電池パック間に挿入することができる。冷却システムは、電池パックから離れる向きの熱伝達を容易にするために、アルミニウムなどの導電性材料で作製することができる。
【００２１】
[0033]本開示の電池パックのモジュラーフレームは一体型の冷却システムを含む。モジュラーフレームは、上部フレーム部材および下部フレームを含む。上部フレーム部材は冷媒流路の第１の部分を含み、下部フレーム部材は冷却流路の第２の部分を含む。上部フレーム部材および下部フレーム部材は、冷媒流路を形成して封止するために、溶接や接着剤などによって互いに接合される。
【００２２】
[0034]上部フレーム部材は、ＰＰＥなどの非導電性プラスチックから形成される。本開示によるモジュラーフレームの下部フレーム部材は、上部フレーム部材と同じ非導電性材料から形成される。アルミニウムの下部フレーム部材に比べると、上記の下部フレーム部材は、上部フレーム部材と同じ導電性材料から形成されるので、より軽くかつより安価にすることができる。さらに、下部フレーム部材がアルミニウムで作製された場合、下部フレーム部材を上部フレーム部材に接合することは困難となりうる。
【００２３】
[0035]１つまたは複数のセルが、電池パックの組立て中にモジュラーフレーム内に配置される。各セルは、正端子、負端子、および導電性ハウジングを有する。各セルの正端子は、そのセルのハウジングに電気的に接続される。セルはそれぞれ、セル同士を電気的に分離するために非導電性材料で包むことができる。
【００２４】
[0036]本開示によれば、分離板が電池パック組立て中にセル相互間に挿入される。隣接する２つのセル間に挿入された分離板は、両方のセルと直接接触するとともに、セルを互いに電気的に分離する。分離板は、上部フレーム部材および下部フレーム部材と同じ非導電性材料から形成することができる。個々に非導電性材料で包まれたセルを用いた電池パックの組立てに比べると、各セル間の分離板の挿入を伴う電池パックの組立ては、時間がかからなくなりかつ簡略化することができる。
【００２５】
[0037]図１に、角柱セル（以後「セル」）１００の斜視図を示す。セル１００は、例えば、ハウジング（または缶）１０４を有する矩形のリチウムイオンセルを含むことができる。一例として、缶は、アルミニウムまたは別の（電気的に）伝導性の材料で形成することができる。
【００２６】
[0038]セル１００は、セル１００から延びる１対の端子１０８をさらに含む。端子１０８は、例えば、筒状端子、ねじ付き端子、平形端子、または別の適切なタイプの端子を含むことができる。セル１００は充電することができ、電気エネルギーをセル１００から端子１０８を介して引き出すことができる。端子１０８の正端子はハウジング１０４に接続することができる。セル１００と他の１つまたは複数のセルは、以下でさらに詳しく論じるように、直列に、並列に、または直列と並列を組み合わせて接続することができる。
【００２７】
[0039]放出ベント１１２がセル１００の上面１１６に配置されうる。セル１００は底面１２０も含む。放出ベント１１２は、例えばセル１００が過充電されると開き、セル１００からガスを放出する。放出ベント１１２は、破裂する膜、開く弁、セルから分離するプラグ、および／または他の１つまたは複数の適切な通気要素を含むことができる。
【００２８】
[0040]図２〜図６に、電池パックの例示のモジュラーフレーム２００の種々の部分の斜視図を示す。モジュラーフレーム２００は、上部フレーム部材２０２（例えば、図２〜図４および図６参照）および下部フレーム部材３００（例えば、図５および図６参照）を含む。ここで図２および図３を参照すると、上部フレーム部材２０２は、ＰＰＥなどのプラスチック材料、または別の適切なタイプの（電気的に）非伝導性の材料で形成することができる。上部フレーム部材２０２は、本明細書に記述されている上部フレーム部材２０２の特徴を含んでおり、射出成形または別の適切なタイプの工作機械によってプラスチック材料から形成することができる。
【００２９】
[0041]上部フレーム部材２０２は、フロア２１２に対して垂直に延びる第１の端壁２０４および第２の端壁２０８を含む。上部フレーム部材２０２は、フロア２１２に対して垂直に延びかつ第１の端壁２０４および第２の端壁２０８に対して垂直に延びる側壁２１６も含む。
【００３０】
[0042]上部フレーム部材２０２は、セル１００や他の１つまたは複数のセルなどの複数のセルを収容するように適合される。上部フレーム部材２０２のサイズおよび形状は、複数のセルおよび分離板の組立体（例えば、下記図７参照）をモジュラーフレーム２００に収容することを可能にする。図２および図３の例では、モジュラーフレーム２００は、セル１００のようなセルを６個収容することができる。セルの底部はフロア２１２の上に載り、各セルの端子は上部フレーム部材２０２の開口２２０に向かって延びる。セルの端子は、壁２０４、２０８および２１６の上方に延びることができる。
【００３１】
[0043]モジュラーフレーム２００は一体型の冷却システム２２４を含む。冷却システム２２４は、モジュラーフレーム２００に形成されたポート２２８を含む。冷媒が、２つのポート２２８のうち一方のポートからモジュラーフレーム２００に流れ込む。冷媒は、モジュラーフレーム２００から複数のポート２２８のうち他方のポートを経由して流れ出る。種々の実装形態では、３つ以上のポート２２８を実装することができる。冷媒は、ガス冷媒（例えば空気）、液体冷媒、相変化冷媒、または別の適切なタイプの冷媒を含むことができる。冷媒は、例えば、冷媒ポンプ（図示せず）または別の電池パックのモジュラーフレームの冷却システムによって、モジュラーフレーム２００に供給することができる。
【００３２】
[0044]図４に、上部フレーム部材２０２を下から見た斜視図を示す。上部フレーム部材２０２は、１つまたは複数の隆起部２３２と１つの凹設部２３６とを含む。凹設部２３６は、隆起部２３２によって形成された面に対して凹設される。凹設部２３６は、冷媒が２つのポート２２８のうち一方のポートから他方のポートへ貫流することができる流路の一部を形成する。流路の残り部分は、以下にさらに論じるように、下部フレーム部材３００によって形成される。冷媒は流路を貫流するので、冷媒は熱を吸収する。
【００３３】
[0045]図５に、下部フレーム部材３００の斜視図の一例を示す。図６は、下部フレーム部材３００が上部フレーム部材２０２に接合される前の、上部フレーム部材２０２の下方に配置された下部フレーム部材３００の斜視図を含む。
【００３４】
[0046]ここで図５および図６を参照すると、下部フレーム部材３００は上部フレーム部材２０２と同じ材料から形成することができる。下部フレーム部材３００が上部フレーム部材２０２と同じ材料で形成されていることにより、下部フレーム部材３００は、冷却システム２２４の流路を形成するように上部フレーム部材２０２に接合することができる。さらに、下部フレーム部材３００が、例えばアルミニウムではなく、上部フレーム部材２０２と同じ材料で形成されることにより、重量、コスト、および他の１つまたは複数の有益性をもたらすことができる。
【００３５】
[0047]下部フレーム部材３００は、例えば溶接（例えば、振動溶接、超音波溶接、熱板溶接、レーザ溶接など）を用いて、１つまたは複数の接着剤（例えば、エポキシ接着剤）を用いて、または別の適切なプラスチック接合技法を用いて、上部フレーム部材２０２に接合することができる。下部フレーム部材３００は、本明細書に説明されている下部フレーム部材の特徴を含んでおり、例えば、射出成形または別の適切なタイプの工作機械によって形成することができる。
【００３６】
[0048]下部フレーム部材３００は、１つまたは複数の隆起部３０４と１つの凹設部３０８とを含むことができる。凹設部３０８は、隆起部３０４によって形成された面に対して凹所が設けられている。下部フレーム部材３００の隆起部３０４は、上部フレーム部材２０２の隆起部２３２と同一のものである。下部フレーム部材３００の凹設部３０８は、上部フレーム部材２０２の凹設部２３６と同一のものとすることができる。下部フレーム部材３００は、隆起部２３２および隆起部３０４を接合して流路を封止することにより、上部フレーム部材２０２に接合することができる。
【００３７】
[0049]隆起部２３２の高さは隆起部３０４の高さと同じでよく、あるいはこれらの高さは異なっていてもよい。種々の実装形態（図示せず）では、下部フレーム部材３００は、隆起部３０４または凹設部３０８を含まない、均一の厚みをもつように形成された板とすることができる。しかしながら、隆起部３０４が存在することにより、構造的有益性（例えば、剛性）および／または他の１つまたは複数の有益性をもたらすことができる。
【００３８】
[0050]下部フレーム部材３００は、隆起部３０４および凹設部３０８が形成されている上側３１２を含む。下部フレーム部材３００は底側３１６も含む。図示されていないが、下部フレーム部材３００の上側３１２および底側３１６が同一のものとなるように、１つまたは複数の隆起部および１つまたは複数の凹設部が下部フレーム部材３００の底側３１６にも形成されている。
【００３９】
[0051]下部フレーム部材３００の上側３１２と底側３１６の両側に隆起部および凹設部を形成すると、組立て中に下部フレーム部材３００の両側を上部フレーム部材２０２に接合することができるので、組立てを容易にすることができる。さらに、上側３１２と底側３１６の両側に隆起部および凹設部を形成することにより、下部フレーム部材３００を上部フレーム部材２０２と第２の上部フレーム部材３２０の両方と一体化することが可能となりうる。図７は、下部フレーム部材３００の上側３１２および底側２１６に接合された上部フレーム部材２０２および第２の上部フレーム部材３２０の例示の斜視図である。
【００４０】
[0052]再び図２および図３を参照すると、上部フレーム部材２０２は、１つまたは複数の係止部材３２４などの係止部材も含むことができる。電池パックおよび電池パックに結合される他の構成要素は、１つまたは複数のクランプや縛り付け具などの係止装置により、車両のフレーム（例えばシャーシ）に係止部材３２４で係止することができる。
【００４１】
[0053]図８に、モジュラーフレーム２００と、モジュラーフレーム２００へ様々な程度で挿入されている複数のセル４００とを含む電池パックの斜視図を示す。セル４００は、開口２２０からモジュラーフレーム２００に挿入される。セル４００の底部はフロア２１２に載る。分離板、例えば分離板４０４の１つが、隣接する各対のセル４００の間に挿入される。分離板４０４は、セル４００を互いに電気的に分離／絶縁する。分離板４０４は、上部フレーム部材２０２および下部フレーム部材３００と同じ材料、または別の適切な（電気的に）非伝導性の材料で形成することができる。分離板４０４は、均一の厚みをもつように形成された板とすることができる。
【００４２】
[0054]図９に、モジュラーフレーム２００、セル４００、およびセル加圧／拘束システム５００を含む電池パックの斜視図を示す。分離板４０４は図９の例に示されていないが、分離板４０４はセル４００を互いに電気的に分離している。
【００４３】
[0055]セル加圧／拘束システム５００は、第１の端板５０４、第２の端板５０８、およびベルト５１２を含む。第１の端板５０４、第２の端板５０８、およびベルト５１２は鋼鉄で作製することができる。上部フレーム部材２０２は、第１の端壁２０４および第２の端壁２０８それぞれに形成された１つまたは複数の組立補助要素５１６を含むことができる。図２および図３に示されているように、第１の端壁２０４および第２の端壁２０８はそれぞれ、１つまたは複数の組立補助要素５１６を含むことができる。種々の実装形態では、第１の端壁２０４および第２の端壁２０８はそれぞれ、２つ以上の組立補助要素を含むことができる。１つの組立補助要素を含む実装形態に比べると、所与の端壁に２つ以上の組立補助要素が存在することにより、ベルト５１２および／または組立て中にその端壁に保持される端板をより正確に位置付けることができる。
【００４４】
[0056]単なる例として、組立補助要素５１６は、１つまたは複数の（雄）スナップフィット要素を含むことができる。スナップフィット要素は、例えば、片持ち梁型スナップフィット要素、ボタン型スナップフィット要素、または別の適切なタイプのスナップフィット要素とすることができる。所与の端壁に形成された組立補助要素５１６は、端板を所与の端壁に当接した状態で保持する。例えば、第１の端壁２０４に形成されたスナップフィット要素は、第１の端板５０４を第１の端壁２０４の外面に当接した状態で保持するために、第１の端板５０４の開口（個々に番号を付していない）を貫通して延びる。第２の端壁２０８に形成されたスナップフィット要素は、第２の端板５０８を第２の端壁２０８の外面に当接した状態で保持するために、第２の端板５０８の開口（個々に番号を付していない）を貫通して延びる。
【００４５】
[0057]ベルト５１２は、ベルト５１２を締めることができるバックル５２０または別の適切な加圧要素を含むことができるのと同時に、ベルト５１２は、上部フレーム部材２０２、第１の端板５０４および第２の端板５０８を取り囲む。バックル５２０は、回転させてベルト５１２を締めるためのねじ付きボルト（図示せず）を含むことができる。ベルト５１２の例示的斜視図が図１５に与えられている。
【００４６】
[0058]セル４００および分離板４０４が開口２２０から挿入され、端板５０４および５０８が第１の端壁２０４および第２の端壁２０８に保持され、ベルト５１２が適切に配置されると、バックル５２０は、セル４００に圧力を加えるように作動することができる。ベルト５１２によって加えられる力は、セル４００が開口２２０の方向に動かないようにもする。
【００４７】
[0059]図１０に、モジュラーフレーム２００およびフレームカバー６００を含む電池パックの斜視図を示す。図１１はフレームカバー６００の斜視図を含む。ここで図１０および図１１を参照すると、フレームカバー６００は仕切り部材６０４およびベントマニホルド６０８を含む。仕切り部材６０４およびベントマニホルド６０８は、上部フレーム部材２０２、下部フレーム部材３００、および分離板４０４と同じ材料から形成することができる。
【００４８】
[0060]仕切り部材６０４およびベントマニホルド６０８は、例えば、射出成形または別の適切なタイプの工作機械によって個々に形成することができる。一旦形成されると、ベントマニホルド６０８および仕切り部材６０４は、例えば溶接（例えば、振動溶接、超音波溶接、熱板溶接、レーザ溶接など）を用いて、１つまたは複数の接着剤（例えば、エポキシ接着剤）を用いて、または別の適切なプラスチック接合技法を用いて、フレームカバー６００を形成するように接合することができる。
【００４９】
[0061]ベントマニホルド６０８はセル４００の放出ベントの上に配置される。放出ベントによってセル４００から放出されたガスはベントマニホルド６０８へ流れる。ベントマニホルド６０８はポート６１２を含む。セル４００から放出されたガスは、一方のポート６１２によってベントマニホルド６０８から排出することができ、他のガスは、他方のポート６１２によってベントマニホルド６０８に供給することができる。
【００５０】
[0062]仕切り部材６０４は開口６１８を含み、この開口６１８を貫通してセル４００の端子が延びる。仕切り部材６０４は、セルの上面によって形成された平面に対して垂直に延びる壁部材も含む。壁部材の高さは６１６の番号が付されている。壁部材は、複数のセル４００の端子を、外部接続のための１つまたは複数の端子の群、およびセル４００を所定の構成に従って接続するための１つまたは複数の端子の群に分けるかまたはセグメント化するように形成することができる。単なる例として、図６の例では、壁部材は端子６２０を外部接続用の他の複数の端子から隔て、壁部材は他の複数の端子を分け、それによって他の複数の端子が電気的に並列に接続されうるようにする。壁部材は、工具が、隣接する２つの端子と接触しないようにする機能などの１つまたは複数の機能を提供することができる。
【００５１】
[0063]フレームカバー６００は、フレームカバー６００に形成された２つ以上の開口６２４を含むことができる。開口６２４は、上カバーをフレームカバー６００に当接した状態で保持するための、上カバーに形成されたスナップフィット要素を受容することができる。開口６２４について、図１３および図１４の例に関連して以下でさらに論じる。
【００５２】
[0064]図１２に、モジュラーフレーム２００および端子コネクタ７００を含む電池パックの斜視図を示す。フレームカバー６００が上部フレーム部材２０２に配置されて、端子がフレームカバー６００に形成された開口を貫通して延びるようにすると、セル４００の端子を電気的に結合するために端子コネクタ７００を追加することができる。端子コネクタ７００は導電性材料で作製される。端子コネクタ７００は、例えば、ナット７０４、クリップ（図示せず）、スナップフィット要素、または別の適切な方法を用いて、端子に固定することができる。端子コネクタ７００およびナット７０４は、フレームカバー６００をセル４００および／または上部フレーム部材２０２の壁の上面に当接した状態で保持することができる。
【００５３】
[0065]図１３に、モジュラーフレーム２００および端子カバー８００を含む電池パックの斜視図を示す。図１４は端子カバー８００の斜視図である。ここで図１３および図１４を参照すると、端子カバー８００は、上部フレーム部材２０２、下部フレーム部材３００、分離板４０４、およびフレームカバー６００と同じ材料で形成することができる。端子カバー８００は、例えば、射出成形または別の適切なタイプの工作機械によって形成することができる。
【００５４】
[0066]端子カバー８００はセル４００の端子および端子コネクタ７００を覆う。このようにして、端子カバー８００は、上から端子に接触できないようにする。しかしながら、端子カバー８００は、１つまたは複数の側方向から端子６２０へのアクセスを可能にすることができる。端子カバー８００は、１つまたは複数の支持部材、例えば、端子６２０のそれぞれに近接して端子カバー８００を垂直方向に支持する支持部材８０４および８０８を含むことができる。支持部材は、端子６２０のそれぞれのための１つまたは複数の開口であって、それらを通じて電気的接続のために端子６２０にアクセスできるようにする、１つまたは複数の開口を作るように配置され形状を定めることができる。単なる例として、支持部材８０４は、端子６２０の一方にアクセスできるようにする開口８１２および８１６を作るように配置され形状を定められる。支持部材８０８は、端子６２０の他方にアクセスできるようにする開口も同様に作ることができる。
【００５５】
[0067]端子カバー８００は、端子カバー８００に形成された２つ以上の（雄）スナップフィット要素８２０を含むことができる。スナップフィット要素８２０は、端子カバー８００をフレームカバー６００に当接した状態で保持するために、フレームカバー６００に形成された開口６２４の接触面となる。このようにして、端子カバー８００は、所望であれば、例えば点検修理のために取り外すことができる。片持ち梁型スナップフィット要素が示されているが、スナップフィット要素８２０およびフレームカバー６００は、別の適切なタイプのスナップフィット要素を実装するように適合することができる。端子カバー８００は、別の電池パックをその上に積み重ねたり１つまたは複数の構成要素を取り付けたりすることができる平坦面も提供する。
【００５６】
[0068]前述の説明は本質的に例示的なものにすぎず、本開示、本開示の応用または使用を決して限定するものではない。本開示の幅広い教示は様々な形で実現することができる。したがって、本開示は特定の例を含んでいるが、他の修正形態は図面、本明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すれば明らかになるので、本開示の真の範囲は限定されるべきでない。明瞭にするために、同じ参照番号は、図面内で同様の要素を同一視するために使用される。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」という語句は、非排他的論理和（ＯＲ）を用いた論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきである。方法の１つまたは複数のステップは、本開示の原理を改変せずに異なる順序で（または同時に）実行されうることが理解されるべきである。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月21日(2012.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロア、該フロアに対して垂直に形成される壁、および該壁によって画定される開口を含み、非導電性プラスチックから形成されるフレーム部材と、
第１の正端子および第１の負端子、ならびに第１の導電性ハウジングを含み、前記フレーム部材の前記壁間に配置され、前記第１の正端子が前記第１の導電性ハウジングに電気的に接続される第１のリチウムイオンセルと、
第２の正端子および第２の負端子、ならびに第２の導電性ハウジングを含み、前記フレーム部材の前記壁間に配置され、前記第２の正端子が前記第２の導電性ハウジングに電気的に接続される第２のリチウムイオンセルと、
前記第１の導電性ハウジングおよび前記第２の導電性ハウジングの両方と直接接触し、前記第１の導電性ハウジングを前記第２の導電性ハウジングから電気的に分離し、前記非導電性プラスチックから形成される分離板と
を備える電池パック。
【請求項２】
前記フレーム部材に一体的に形成される冷却システムであって、前記フレーム部材に形成される冷媒入口ポートおよび冷媒出口ポートと、前記フレーム部材を貫通して形成され、前記冷媒入口ポートおよび前記冷媒出口ポートを接続する冷媒流路とを含む、冷却システムをさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記フレーム部材が、前記フロア、前記壁、および前記冷媒流路の第１の部分を含む上部フレーム部材と、前記冷媒流路の第２の部分を含み、前記冷媒流路を封止するために前記上部フレーム部材に接合される下部フレーム部材とを含む、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記下部フレーム部材が前記上部フレーム部材に溶接される、請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記下部フレーム部材を前記上部フレーム部材に接合する接着剤をさらに含む、請求項３に記載の電池パック。
【請求項６】
前記非導電性プラスチックがポリプロピレンである、請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
Ｎ個の他のリチウムイオンセルであって、それぞれが、正端子、負端子、および導電性ハウジングを含み、前記フレーム部材の前記壁間に配置され、それぞれの前記正端子が、それぞれの前記導電性ハウジングに電気的に接続され、前記Ｎが１以上の整数である、Ｎ個の他のリチウムイオンセルと、
Ｍ個の他の分離板であって、前記導電性ハウジングのそれぞれ、ならびに前記第１の導電性ハウジングおよび前記第２の導電性ハウジングを互いに電気的に分離し、前記Ｍが１以上かつ前記Ｎ以下の整数である、Ｍ個の他の分離板と
をさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項８】
前記フレーム部材の前記壁のうちの１つの外面に形成されるスナップフィット要素と、
端板であって、前記スナップフィット要素の接触面となり、前記端板が前記スナップフィット要素の接触面となるときに前記外面に当接した状態で保持される、端板と、
前記フレーム部材および前記端板を取り囲むベルトと、
前記ベルトを動かして前記第１のリチウムイオンセルおよび前記第２のリチウムイオンセルに圧力を加える加圧／拘束要素と
をさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
Ｐ個の他のスナップフィット要素であって、前記フレーム部材の前記壁のうちの前記１つの前記外面に形成され、前記Ｐが１以上の整数である、Ｐ個の他のスナップフィット要素をさらに備え、
前記端板がさらに、前記Ｐ個の他のスナップフィット要素の接触面となる、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記スナップフィット要素が片持ち梁型スナップフィット要素であり、前記端板が開口を含み、該開口では、前記片持ち梁型スナップフィット要素が前記端板に接触する、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記上部フレーム部材が射出成形により形成され、前記下部フレーム部材も射出成形により形成される、請求項３に記載の電池パック。
【請求項１２】
第２の複数のセルのためのフロア、該フロアに対して垂直に形成される壁、該壁によって画定される第２の開口、第２の上部フレーム部材に形成される第２の冷媒入口ポート、第２の上部フレーム部材に形成される第２の冷媒出口ポート、および第２の冷媒入口ポートを第２の冷媒出口ポートに接続する第２の冷媒通路の第１の部分を含む第２の上部フレーム部材をさらに備え、
下部フレーム部材が、第２の冷媒通路の第２の部分をさらに含み、さらに第２の冷媒通路を封止するために第２の上部フレーム部材に接合される、請求項３に記載の電池パック。
【国際調査報告】
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