(57)【要約】  バッテリモジュールは、角型ハウジング及び金属箔ラミネートパウチ型ハウジングの両方の特徴を取り入れ、電気化学セルを受容し支持するように構成される。バッテリモジュールハウジングは、剛性管状フレームと、フレームに接合されてフレームの開放端面を閉鎖する可撓性のカバー要素と、を含む。フレームは、セルに面する内面と、内面とは反対側の外面と、フレームの一方の開放端面側で内面と外面とを接続する第１の端面と、フレームの反対側の開放端面側で内面と外面とを接続する第２の端面と、を有する。第１のカバー要素は、フレームの一方の開放端面を覆って閉鎖し、第２のカバー要素は、フレームの他方の開放端面を覆って閉鎖する。
2021506062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリモジュールであって、前記バッテリモジュールが、
セルスタック内に配置された電気化学セルであって、各セルは、正電極、負電極及びセパレータを備え、前記セパレータは、前記正電極と前記負電極との間に挟まれており、かつ、前記正電極と前記負電極との間の物理的接触を防止する、電気化学セルと、
前記セルスタックの外周を取り囲む剛性フレームであって、前記フレームは、前記セルスタックに面する内面、前記内面とは反対側の外面、前記セルスタックの一方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第１の縁部、及び、前記セルスタックの他方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第２の縁部、を有する、剛性フレームと、
金属箔ラミネート材料からなる第１のカバー要素であって、前記第１のカバー要素は、前記セルスタックの前記一方の端面を覆い、前記第１のカバー要素の周縁部は、前記第１のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第１のカバー要素と、
金属箔ラミネート材料からなる第２のカバー要素であって、前記第２のカバー要素は、前記セルスタックの前記他方の端面を覆い、前記第２のカバー要素の周縁部は、前記第２のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第２のカバー要素と、
を備え、
前記第１のカバー要素、前記第２のカバー要素及び前記フレームは協働して、前記セルスタックを含むモジュールハウジングを形成する、
バッテリモジュール。
【請求項２】
前記第１のカバー要素は、前記第１のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記フレームに封止されており、
前記第２のカバー要素は、前記第２のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記フレームに封止されており、
前記第１のカバー要素、第２のカバー要素及び前記フレームは協働して、前記セルスタックを含む封止されたモジュールハウジングを形成する、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項３】
前記モジュールハウジングの内部空間は、大気圧よりも低い圧力にある、
請求項２に記載のバッテリモジュール。
【請求項４】
前記フレームは、少なくとも１つのポートを備え、前記少なくとも１つのポートは、当該ポートが開放構成にあるときに前記フレームを通る流体の流れを許容するように構成されており、かつ、当該ポートが閉鎖構成にあるときに前記フレームを通る流体の流れを阻止するように構成されている、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項５】
前記フレームは、前記セルスタックの少なくとも１つのセルの動作特性を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを備える、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項６】
前記フレームは、導電性の端子を備え、前記端子は、前記フレームの前記内面から内側に突出して、前記少なくとも１つのセルの前記正電極及び前記負電極のうちの１つと電気的に接触する第１の端部を含み、前記端子は、前記フレームの前記外面から外側に突出する第２の端部を含む、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項７】
前記第１のカバー要素は、前記第１のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記第１の縁部に接合されており、
前記第２のカバー要素は、前記第２のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記第２の縁部に接合されている、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項８】
前記フレームは、当該フレームを支持構造体に固定するように構成された一体的な取り付け機能部を備える、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項９】
前記フレームは、
少なくとも１つのセルに電気的に接続された端子の通過を許容するように構成された端子開口部と、
前記端子と前記端子開口部との間の流体の流れを阻止するように構成された、前記端子開口部内に配置された封止部と、
を備える、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項１０】
前記フレームは、第１の冷却チャネル開口部と第２の冷却チャネル開口部との間に延在する冷却チャネルを備え、前記冷却チャネルは、前記フレーム内に流体流路を画定する、
請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項１１】
電気化学セルのアレイを受容し支持するように構成されたバッテリモジュールハウジングを含むバッテリモジュールであって、前記バッテリモジュールハウジングは、
前記セルアレイの外周を取り囲む剛性フレームであって、前記フレームは、前記セルアレイに面する内面、前記内面とは反対側の外面、前記セルアレイの一方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第１の縁部、及び、前記セルアレイの他方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第２の縁部、を有する、剛性フレームと、
金属箔ラミネート材料からなる第１のカバー要素であって、前記第１のカバー要素は、前記セルアレイの前記一方の端面を覆い、前記第１のカバー要素の周縁部は、前記第１のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第１のカバー要素と、
金属箔ラミネート材料からなる第２のカバー要素であって、前記第２のカバー要素は、前記セルアレイの前記他方の端面を覆い、前記第２のカバー要素の周縁部は、前記第２のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第２のカバー要素と、を含み、
前記第１のカバー要素、前記第２のカバー要素及び前記フレームは協働して、前記電気化学セルを含むモジュールハウジングを形成する、
バッテリモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ハイブリッドハウジング内に封入された電気化学セルを含み、そのハウジングが、角型ハウジング及び金属箔ラミネートパウチ型ハウジングの両方の特徴を取り入れている、バッテリモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
バッテリパックは、携帯用電子機器から、再生可能な電力システムや、環境にやさしい車両にわたる様々な技術に、電力を供給する。例えば、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は、バッテリパック及び電気モータを内燃機関と組み合わせて使用して燃料効率を向上させる。バッテリパックは、複数のバッテリモジュールから形成されており、各バッテリモジュールは、いくつかの電気化学セルを含む。バッテリモジュール内においては、セルは、２次元又は３次元のアレイに配置されて、直列又は並列に電気的に接続されている。同様に、バッテリパック内のバッテリモジュールも、直列又は並列に電気的に接続されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
いくつかの態様においては、バッテリモジュールは、バッテリモジュールハウジング及びセルハウジング内に配置された電気化学セルを含む。電気化学セルは、セルスタック内に配置することができ、各セルは、正電極、負電極及びセパレータを含み、セパレータは、正電極と負電極との間に挟まれており、かつ、正電極と負電極との間の物理的接触を防止する。バッテリモジュールハウジングは、セルスタックの外周を取り囲む剛性フレームを含む。フレームは、セルスタックに面する内面、内面とは反対側の外面、セルスタックの一方の端面側で内面と外面とを接続する第１の縁部、及び、セルスタックの他方の端面側で内面と外面とを接続する第２の縁部、を有する。バッテリモジュールハウジングは、第１のカバー要素及び第２のカバー要素を含む。第１のカバー要素は、金属箔ラミネート材料からなる。さらに、第１のカバー要素はセルスタックの一方の端面を覆い、第１のカバー要素の周縁部は、第１のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに接合されている。第２のカバー要素は、金属箔ラミネート材料からなる。第２のカバー要素はセルスタックの他方の端面を覆い、第２のカバー要素の周縁部は、第２のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに接合されている。第１のカバー要素、第２のカバー要素及びフレームは、協働して、セルスタックを含むモジュールハウジングを形成する。
【０００４】
いくつかの実施形態においては、第１のカバー要素は、第１のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに封止されており、第２のカバー要素は、第２のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに封止されている。その結果、第１のカバー要素、第２のカバー要素及びフレームは、協働して、セルスタックを含む封止されたモジュールハウジングを形成する。
【０００５】
いくつかの実施形態においては、モジュールハウジングの内部空間は、大気圧よりも低い圧力にある。
【０００６】
いくつかの実施形態においては、フレームは、ポートが開放構成にあるときにフレームを通る流体の流れを許容するように構成され、かつ、ポートが閉鎖構成にあるときにフレームを通る流体の流れを阻止するように構成された、少なくとも１つのポートを備える。
【０００７】
いくつかの実施形態においては、フレームは、セルスタックの少なくとも１つのセルの動作特性を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを備える。
【０００８】
いくつかの実施形態においては、フレームは、導電性の端子を備える。端子は、フレームの内面から内側に突出して、少なくとも１つのセルの正電極及び負電極のうちの１つと電気的に接触する第１の端部を含み、かつ、フレームの外面から外側に突出する第２の端部を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態においては、第１のカバー要素は、第１のカバー要素の周縁部の全体に沿って第１の縁部に接合され、第２のカバー要素は、第２のカバー要素の周縁部の全体に沿って第２の縁部に接合される。
【００１０】
いくつかの実施形態においては、フレームは、フレームを支持構造体に固定するように構成された一体的な取り付け機能部を含む。
【００１１】
いくつかの実施形態においては、フレームは、少なくとも１つのセルに電気的に接続された端子の通過を許容するように構成された端子開口部、及び、端子と端子開口部との間の流体の流れを阻止するように構成された端子開口部内に配置された封止部、を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態においては、フレームは、第１の冷却チャネル開口部と第２の冷却チャネル開口部との間に延在する冷却チャネルを含み、冷却チャネルは、フレーム内に流体流路を画定する。
【００１３】
いくつかの態様においては、バッテリモジュールは、電気化学セルのアレイを受容し支持するように構成されたバッテリモジュールハウジングを含む。バッテリモジュールハウジングは、フレーム、並びに、第１及び第２のカバー要素を含む。フレームは、剛性を有し、セルアレイの外周を取り囲んでいる。フレームは、セルアレイに面する内面、内面とは反対側の外面、セルアレイの一方の端面側で内面と外面とを接続する第１の縁部、及び、セルアレイの他方の端面側で内面と外面とを接続する第２の縁部を有する。第１のカバー要素は、金属箔ラミネート材料からなる。第１のカバー要素は、セルアレイの一方の端面を覆い、第１のカバー要素の周縁部は、第１のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに接合されている。さらに、第２のカバー要素は、金属箔ラミネート材料からなる。第２のカバー要素は、セルアレイの他方の端面を覆い、第２のカバー要素の周縁部は、第２のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに接合されている。第１のカバー要素、第２のカバー要素及びフレームは協働して、電気化学セルを含むモジュールハウジングを形成する。
【００１４】
いくつかの態様においては、バッテリモジュールは、角型ハウジング及び金属箔ラミネートパウチ型ハウジングの両方の特徴を取り入れ、電気化学セルを受容し支持するように構成されている。バッテリモジュールハウジングは、剛体の管状フレーム、及び、フレームに接合されてフレームの開放端面を閉鎖する可撓性のカバー要素を含む。フレームは、セルに面する内面、内面とは反対側の外面、フレームの一方の開放端面側で内面と外面とを接続する第１の縁部、及び、フレームの反対側の開放端面側で内面と外面とを接続する第２の縁部を有する。第１のカバー要素は、フレームの一方の開放端面を覆って閉鎖し、第２のカバー要素は、フレームの他方の開放端面を覆って閉鎖する。
【００１５】
金属箔ラミネートパウチ型ハウジングに共通するバッテリモジュールハウジングの特徴は、フレームの両側の端の対応する位置に可撓性のハウジング部分を提供する第１及び第２のカバー要素を使用することである。可撓性の金属箔ラミネート材料からなる第１及び第２のカバー要素は、バッテリモジュールが、セル動作中に発生するセル寸法の変化（「セル成長」）に対応することを可能にする。その結果、セルが完全に剛性ハウジング、例えば角型ハウジング内に格納されている場合に発生することがあるセルの損傷を回避することができる。
【００１６】
角型ハウジングに共通するバッテリモジュールハウジングの特徴は、バッテリモジュールハウジング内に配置されたセルを取り囲む剛性フレームの使用である。バッテリモジュールハウジング内に配置されたセルを支持し、保護するフレームは、用途の仕様によって要求される任意の高さで製造することができ、従って、金属箔ラミネート材料の絞り特性のために高さが制限されるパウチセルに対して相対的に高いセルスタックの収納を可能にする。即ち、本明細書に開示されるバッテリモジュールハウジングは、金属箔ラミネート材料の絞り加工を必要とせず、これにより、深絞り加工プロセスにおけるパウチセルの形成に関連するいくつかの問題（例えば、絞り深さの制限、絞り加工による材料の損傷、パウチ材料内の複雑な接合部の封止）が回避される。
【００１７】
第１及び第２のカバー要素は、ヒートシールプロセスによりフレームの平坦な表面に接合されるシートとして提供される。その結果、封止された接合部が簡単かつ容易に形成されるので、信頼性が高い。さらに、第１及び第２のカバー要素はフレームに直接に封止されているので、バッテリモジュールハウジングには、金属箔ラミネート材料をパウチ構成に折り畳み封止することに伴うフランジがない。その結果、バッテリモジュールとバッテリパック内の他のバッテリモジュールとのパッキング効率が向上する。
【００１８】
剛性フレームは、端子、バルブ付きポート及び／又はセンサなどの補助的な構造物を、セルに近接して容易かつ確実に取り付けることを可能にする。フレームの剛性のために、モジュールハウジング内の補助的な構造物の封止では、パウチ型ハウジング内にこうした構造物を設ける場合に比較して、複雑性がより少なく、信頼性がより高くなる。
【００１９】
本開示の１つ以上の特徴、態様、実施形態及び利点の詳細は、添付の図面、詳細な説明及び以下の特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バッテリモジュールハウジング及びハウジング内に配置された電気化学セルのスタックを含むバッテリモジュールの分解斜視図である。
【図２】図１の線２−２において切断して見たバッテリモジュールハウジングの断面図である。
【図３】電気化学セルの断面図である。
【図４】図１の線４−４において切断して見たバッテリモジュールハウジングの断面図である。
【図５】図１の線４−４において切断して見た代替的な実施形態のバッテリモジュールハウジングの断面図である。
【図６】代替的な実施形態のバッテリモジュールハウジング及びハウジング内に配置された電気化学セルのスタックを含む、代替的な実施形態のバッテリモジュールの分解斜視図である。
【図７】図６の線７−７において切断して見たバッテリモジュールハウジングの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
詳細な説明
図１及び図２を参照すると、バッテリモジュール１は、電気的に相互接続され、バッテリモジュールハウジング２内に編成された状態で格納された電気化学セル１０２を含むエネルギ貯蔵デバイスである。セル１０２は、モジュールハウジング２内に、例えば積層することによって配置可能である。バッテリモジュールハウジング２内においては、セル１０２は、直列又は並列に電気的に接続されている。複数のバッテリモジュール１は、バッテリパックを形成するためにバッテリパックハウジング（図示せず）内に配置されていてよく、バッテリパックハウジング内においては、バッテリモジュール１は、直列又は並列に電気的に接続されている。バッテリモジュールハウジング２は、以下に詳細に説明するように、角型設計及びパウチ型設計の両方の特徴を有する。
【００２２】
図３を参照すると、各セル１０２は、セルハウジング１０４、及び、セルハウジング１０４内に封止された電極アセンブリ１０５を含む。セルハウジング１０４は、薄膜プラスチック層間にラミネートされた金属箔からなり、可撓性のパウチの形態に折り畳まれ封止された薄膜フィルムを形成する、パウチ型ハウジングである。図示の実施形態においては、セルハウジング１０４は、薄い断面の長方形形状を有するが、この構成に限定されるものではない。
【００２３】
セル１０２内に配置された電極アセンブリ１０５は、積層された一連の個々の正電極プレート（例えば正電極）１０６と、これらと交互に配置された個々の負電極プレート（例えば負電極）１０８と、正電極プレート１０６と負電極プレート１０８とを分離する中間セパレータプレート（例えばセパレータ）１１０とを含む。正電極１０６、負電極１０８及びセパレータ１１０は、電極積層軸線１１２に沿って整列されたセルスタックを形成する。
【００２４】
正電極１０６及び負電極１０８は、各々、リチウムイオンの挿入及び／又は移動を容易にする層状構造を有することができる。例えば、図示の実施形態においては、正電極１０６は、第１の導電性材料、例えば銅からなる、第１の基板（図示せず）を含む。さらに、正電極１０６は、第１の基板の少なくとも一方の側に配置された第１の活性材料（図示せず）、例えばグラファイトを含む。第１の活性材料は、例えば印刷プロセスにおいて第１の基板上に設けられる。
【００２５】
負電極１０８は、第２の導電性材料、例えばアルミニウムからなる、第２の基板（図示せず）を含む。さらに、負電極１０８は、第２の基板の少なくとも一方の側に配置された第２の活性材料（図示せず）、例えばリチウム化金属酸化物コーティングを含む。第２の活性材料は、例えば印刷工程において第２の基板上に設けられる。
【００２６】
セパレータ１１０は、正電極１０６と負電極１０８とを離間させて保持して電気的短絡を防止するように機能するとともに、電解質中に提供されるイオン性電荷担体の通過を可能にする、セル１０２内の電流の通過中の回路の閉成に必要な透過性の膜である。セパレータ１１０は、電気絶縁性材料、例えば３層ポリプロピレン−ポリエチレン−ポリプロピレン膜からなる。
【００２７】
再び図１及び図２を参照すると、セル１０２は、バッテリモジュールハウジング２内に２次元又は３次元のアレイの配列で、例えばセルスタック１１４と称される整列した積層の配列で、配置されている。セルスタック１１４内においては、セル１０２の積層方向は、電極積層軸線１１２に対して平行である。
【００２８】
バッテリモジュールハウジング２は、セルスタック１１４を収容する閉鎖された封止容器を形成するように協働するフレーム４、第１のカバー要素６０及び第２のカバー要素８０を含む。
【００２９】
フレーム４は、セルスタック１１４の外周を取り囲む（例えば完全に包囲する）、剛体かつ長方形の管状構造である。フレーム４は、対向する各端部が接続された４つのビーム要素５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを含み、各端面が開放された壁構造を形成する（例えば、閉鎖部分が形成される）。フレーム４は、セルスタック１１４に面する内面６と、内面６とは反対側の外面８とを有する。フレーム４は、セルスタック１１４の一方の端面１１６側で内面６と外面８とを接続する第１の縁部１０、及び、セルスタック１１４の反対側の端面１１８側で内面６と外面８とを接続する第２の縁部１２を含む。
【００３０】
いくつかの実施形態においては、フレーム４は、非導電性のプラスチックからなる。他の実施形態においては、フレーム４は金属からなる。フレーム４は、セルスタック１１４を物理的に支持し、使用中にセルスタック１１４を所望の位置及び向きに保持するのに十分な剛性を有する。さらに、フレーム４は、通常の取り扱い及び使用の過程において起こり得る、並びに、極端な状況において、例えばバッテリモジュール１を落下させた場合に起こり得る、衝撃によるセルスタック１１４内のセル１０２の変形を防止するために十分な剛性を有するものとするとよい。
【００３１】
フレーム４は、フレーム４の厚さｔがフレーム４の高さｈ及びビーム５の（又は、代替的にフレーム４の外周の）長さＬの両方に対して小さいという点において薄肉であり、ここで、フレーム厚さｔは、フレーム内面６とフレーム外面８との間の距離に相当し、フレーム高さｈは、第１の縁部１０と第２の縁部１２との間の距離に相当し、ビーム長さＬは、厚さ方向及び高さ方向に対する横断方向において測定される。フレームの高さｈは、セルスタック１１４の高さに相当し、又は、セルスタック１１４の高さよりもわずかに大きくなるように設定される。
【００３２】
フレーム４は、第１及び第２のカバー要素６０，８０を含み、当該第１及び第２のカバー要素６０，８０は、対向するフレームの開放端面を閉鎖する。第１のカバー要素６０は、金属箔ラミネート材料からなり、セルスタック１１４の一方の端面１１６を覆う。第１のカバー要素６０は、フレーム４の第１の縁部１０によって画定されるサイズ及び形状に対応するサイズ及び形状を有する。第１のカバー要素６０の周縁部６６は、第１のカバー要素６０の周縁部６６の全体に沿ってフレーム４の第１の縁部１０に封止される。例えば、いくつかの実施形態においては、加熱要素を使用して、第１のカバー要素６０をフレームの第１の縁部１０に接合する封止ライン６８を形成することができる。封止ライン６８は、第１の縁部１０の全長に沿って延在して閉ループを形成し、これにより、第１のカバー要素６０は、フレーム４の一方の端面を閉鎖及び封止する。
【００３３】
同様に、第２のカバー要素８０は、金属箔ラミネート材料からなり、対向するセルスタック１１４の端面１１８を覆う。第２のカバー要素８０は、フレーム４の第２の縁部１２によって画定されるサイズ及び形状に対応するサイズ及び形状を有する。第２のカバー要素８０の周縁部８６は、第２のカバー要素８０の周縁部８６の全体に沿ってフレーム４の第２の縁部１２に封止される。例えば、いくつかの実施形態においては、加熱要素を使用して、第２のカバー要素８０をフレームの第２の縁部１２に接合する封止ライン８８を形成することができる。封止ライン８８は、第２の縁部１２の全長に沿って延在して閉ループを形成し、これにより、第２のカバー要素８０は、対向するフレーム４の端面を閉鎖及び封止する。
【００３４】
金属箔ラミネート材料は、ポリアミドの層とポリプロピレンの層との間に挟まれた金属箔、例えばアルミニウム箔の中央層を含む多層材料である。一実施例においては、金属箔ラミネート材料は、隣接する層の間で薄膜接着剤によって接合される次の３層、即ち、配向ナイロン／アルミニウム箔／ポリプロピレン、を有してもよい。他の実施例においては、金属箔ラミネート材料は、隣接する層の間で薄膜接着剤によって接合される次の４層、即ち、ポリエチレンテレフタレート／配向ナイロン／アルミニウム箔／ポリプロピレン、を有してもよい。この構造のために、金属箔ラミネート材料は、可撓性のシートである。金属箔ラミネート材料からなるカバー要素６０，８０をフレーム４の各端面に設け、カバー要素がセル及び電極の積層方向に対して横断方向（例えば、電極積層軸線１１２に対して横断方向）にあるように配置することにより、バッテリモジュール１は、セル動作中に発生するセル寸法の変化（「セル成長」）に適応するように構成されており、それにより、セルが完全に剛体のハウジング内に格納されている場合に発生することがあるセルの損傷を回避することができる。
【００３５】
第１及び第２のカバー要素６０，８０は、対向するフレーム４の開放端面を閉鎖及び封止するので、モジュールハウジング２は、封止された内部空間３を画定する。いくつかの実施形態においては、モジュールハウジング２の内部空間３は、大気圧よりも低い圧力にある。モジュールハウジング２内に真空を提供することにより、バッテリモジュール１の構造的完全性は、真空下にない類似の構造と比較して相対的に改善することができる。
【００３６】
フレーム４は、フレームの内面６と外面８との間でフレーム４を通る流体の流れを許容するように構成されたバルブ付きポートを含むものとするとよい。例えば、フレーム４は、ガス抜きバルブ付きポート２６及び／又は電解質充填バルブ付きポート２８を含むものとするとよい。バルブ付きポート２６，２８は、当該ポート２６，２８が開放状態にあるときには、バッテリモジュールハウジング２の内部空間３と外部との間を、流体が通過することができ、当該ポート２６，２８が閉鎖状態にあるときには、バッテリモジュールハウジング２の内部空間３と外部との間を、流体が通過することができないように、構成されている。
【００３７】
フレーム４は、セルスタック１１４の少なくとも１つのセル１０２の動作特性を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを含むものとするとよい。例えば、フレーム４は、セル１０２又はセルスタック１１４の充電状態を検出する電圧センサ３２、セルスタック１１４のセル１０２の温度を検出する温度センサ３４、及び／又は、バッテリモジュールハウジング２内のセル１０２の監視及び／又は制御を容易にする他の適当なセンサ、を含むものとするとよい。
【００３８】
図１及び図４を参照すると、いくつかの実施形態においては、フレーム４は、第１及び第２の導電性の端子３６，３８を含む。端子３６，３８は各々、フレーム４の内面６から内側に突出して、少なくとも１つのセル１０２の正電極１０６及び負電極１０８のうちの１つと電気的に接続する第１の端部３７を含む。端子３６，３８は、フレーム４の外面８から外側に突出して、外部構造物との電気的接続を可能にする第２の端部３９を含む。他の実施形態においては、フレーム４’は、端子３６，３８を含まず、その代わりに、封止された通過端子開口部１３６を含む。端子開口部１３６は、少なくとも１つのセル１０２の正電極１０６及び負電極１０８の１つから突出する部分、例えば端子又はリードタブ１３５を受容する形状及び寸法を有する。端子開口部１３６は、端子開口部１３６を通る流体の流れを阻止するガスケット１３７などのシールを含む。
【００３９】
フレーム４は、フレーム４を支持構造体に固定するように構成された１つ以上の一体型取り付け機構２９を含むものとするとよい。図示の実施形態においては、一体型取り付け機構２９は、フレーム外面８から外側に突出するボス３０、並びに、第１及び第２の縁部１０，１２間に延在するボス３０内の中央に設けられた貫通孔３１を含む。貫通孔３１は、締結部（図示せず）、例えばねじを受容するように構成される。
【００４０】
フレーム４は、第１の冷却チャネル開口部４２と第２の冷却チャネル開口部４４との間に延在する１つ以上の冷却チャネル４０を含むものとするとよい。第１及び第２の冷却チャネル開口部４２，４４は、フレーム４の外部、即ち、外面８に開口しており、冷却チャネル４０は、フレーム４内の流体流路を画定する。冷却チャネル４０は、流体、例えば空気又は液体冷却剤を受容するように構成され、流体は、受動的又は能動的に駆動される方式によりチャネル４０を通って流れるものとするとよい。
【００４１】
図６及び図７を参照すると、代替的なバッテリモジュールハウジング２０２は、図１に示されたバッテリモジュールハウジング２と共通の機能部を含み、共通の要素は共通の参照番号で指示している。図６に示すバッテリモジュールハウジング２０２は、代替的な第１及び第２のカバー要素２６０，２８０を含む点において、先に説明した実施形態と異なる。第１及び第２のカバー要素２６０，２８０は、フレームの第１及び第２の縁部１０，１２を越えて広がるように寸法決めされており、このため、第１及び第２のカバー要素２６０，２８０の周縁部２６６，２８６は、フレーム４の外面８に重なって封止される。具体的には、第１及び第２のカバー要素２６０，２８０は、閉ループを形成するように、フレーム４の外周をめぐって延在する封止ライン２６８，２８８に沿ってフレーム４に接合される。
【００４２】
本明細書に記載のセル１０２は、各セル１０２が複数の正電極と負電極の対を積層配置で含むパウチ型セルであるが、セル１０２は、こうした電極配置に限定されるものではない。例えば、いくつかの実施形態においては、セル１０２は、「ゼリーロール」電極配置を提供するように巻回されてセルハウジング内に収容された単一の細長い電極対を含むものとするとよい。他の実施形態においては、各セル１０２は、セパレータによって分離され、積層構成で配置された単一の電極対を有する。単一の電極対は、セルハウジング、例えば、パウチ型ハウジング又はパウチ型角型ハイブリッドハウジング内に収容されてもよい。代替的に、単一の電極対は、電極がハウジングとセル端子の両方として機能する、ハウジングフリーのものであってもよい。
【００４３】
本明細書に記載のセル１０２は、薄い断面の可撓性のパウチを形成するように構成された金属箔ラミネートセルハウジング１０４を有するパウチ型セルであるが、バッテリモジュールハウジング２は、角型及び円筒型を含む他の型のセルハウジングを有するセルを収容することができる。
【００４４】
上述の実施形態は、例示のために示されたものであり、これらの実施形態は、様々な修正及び代替的な形態を受け容れ得ることが理解されるべきである。さらに、特許請求の範囲は、開示された特定の形態に限定されることを意図したものではなく、むしろ、本開示の精神及び範囲に該当する総ての改変物、等価物及び代替物をカバーすることを意図したものであることも、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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【国際調査報告】
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