(57)【要約】【解決手段】本発明は、電池のためのモジュール(10)に関し、モジュールは、蓄電池(20)と、蓄電池があらゆる接着剤無しで固定されている第１の貫通開口部を有する第１のフランジ(22C) と、第１の蓄電池組立体の蓄電池に夫々接続されている第１の導電性プレート(24C) と、蓄電池があらゆる接着剤無しで固定されている第２の貫通開口部を有する第２のフランジ(22D) と、第２の蓄電池組立体の蓄電池に夫々接続されている第２の導電性プレートと、誘電性液体を含む第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバを第１のフランジ及び第２のフランジと共に画定する筐体(12)とを備えており、第１のフランジは、誘電性液体のための第１の通路(38C) を第１のチャンバと第２のチャンバとの間に有し、第２のフランジは、誘電性液体のための第２の通路(38D) を第２のチャンバと第３のチャンバとの間に有している。
2021511641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池(70)のためのモジュール(10)であって、
第１の端部(26C) 、第２の端部(26D) 及び前記第１の端部と前記第２の端部とを結合する中間部分(28)を夫々有する蓄電池(20)と、
前記蓄電池の第１の端部が接着されずに固定されている第１の貫通開口部(32C) を有する第１のフランジ(22C) と、
複数の第１の蓄電池組立体の内の第１の蓄電池組立体の蓄電池の第１の端部に夫々接続されている第１の導電性プレート(24C) と、
前記蓄電池の第２の端部が接着されずに固定されている第２の貫通開口部(32D) を有する第２のフランジ(22D) と、
複数の第２の蓄電池組立体の内の第２の蓄電池組立体の蓄電池の第２の端部に夫々接続されている第２の導電性プレート(24D) と、
前記蓄電池、前記第１のフランジ、前記第２のフランジ、前記第１の導電性プレート及び前記第２の導電性プレートを収容し、誘電性液体を含むように構成された第１のチャンバ(34C) 、第２のチャンバ(36)及び第３のチャンバ(34D) を前記第１のフランジ及び前記第２のフランジと共に画定する筐体(12)と
を備えており、
前記第１のフランジは前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを分離しており、前記第２のフランジは前記第２のチャンバ及び前記第３のチャンバを分離しており、
前記第１のフランジは、誘電性液体のための第１の通路(38C, 96C)を前記第１のチャンバ(34C) と前記第２のチャンバ(36)との間に有しており、前記第２のフランジは、誘電性液体のための第２の通路(38D, 96D)を前記第２のチャンバ(36)と前記第３のチャンバ(34D) との間に有していることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記第１の導電性プレート(24C) は、前記第１の通路(38C) の内の１つに夫々対向する第１の孔(39C) を夫々有しており、
前記第２の導電性プレート(24D) は、前記第２の通路(38D) の内の１つに夫々対向する第２の孔(39D) を夫々有していることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記第１のフランジ(22C) は前記第１のチャンバ(34C) に突出するピン(92C) を有しており、前記ピンは前記第１の孔(39C) を横切っていることを特徴とする請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記第１のフランジ(22C) は、前記第１の貫通開口部(32C) とは異なる、冷却液の通路のための第３の開口部(38C) を前記第１のチャンバ(34C) と前記第２のチャンバ(36)との間に有しており、
前記第２のフランジ(22D) は、前記第２の貫通開口部(32D) とは異なる、冷却液の通路のための第４の開口部(38D) を前記第２のチャンバ(36)と前記第３のチャンバ(34D) との間に有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項５】
前記第１の導電性プレート(24C) 及び前記第２の導電性プレート(24D) は、異なる材料で形成された少なくとも第１の導電層(60C, 60D)及び第２の導電層(62C, 62D)の積層体(72)を夫々有しており、前記第１の導電層は前記蓄電池(20)の内の少なくとも２つと機械的に接しており、前記第２の導電層は、前記少なくとも２つに対向して開口していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項６】
前記筐体(12)は、第１の側方パネル(16A) 、第２の側方パネル(16B) 、及び前記第１の側方パネルと前記第２の側方パネルとの間に配置されている管状の中央部(14)を有しており、
前記第１の側方パネル及び前記第２の側方パネルは、前記モジュールの内部と対向する表面(40A, 40B)と、前記モジュールの外側の夫々の端部で開口している貫通管(44A, 44B)と、前記貫通管と連通して前記表面に開口しているポート(45A, 45B)とを夫々有しており、
前記第１の側方パネル(16A) の前記ポート(45A) は前記第１のチャンバ(34C) に開口しており、
前記第２の側方パネル(16B) の前記ポート(45B) は前記第３のチャンバ(34D) に開口していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の複数のモジュール(10)の積層体(72)を備えていることを特徴とする電池(70)。
【請求項８】
前記積層体(72)のモジュール(10)を圧縮するための圧縮システム(74)を備えていることを特徴とする請求項７に記載の電池(70)。
【請求項９】
各モジュールは請求項６に係るモジュールであり、前記第１の側方パネル(16A) 及び前記第２の側方パネル(16B) は少なくとも１つの第５の貫通開口部(54A, 54B)を夫々有しており、前記積層体(72)の前記モジュール(10)の第５の貫通開口部は互いに一列に並んでおり、
前記圧縮システムは前記モジュールの第５の貫通開口部を横切る少なくとも１本のロッド(74)を有していることを特徴とする請求項８に記載の電池(70)。
【請求項１０】
電池(70)のためのモジュール(10)を製造する方法であって、
第１の端部(26C) 、第２の端部(26D) 及び前記第１の端部と前記第２の端部とを結合する中間部分(28)を夫々有する蓄電池(20)を、第１の貫通開口部(32C) を有する第１のフランジ(22C) に組み立て、前記蓄電池の第１の端部を前記第１の貫通開口部に接着せずに固定する工程、
第２の貫通開口部(32D) を有する第２のフランジ(22D) に前記蓄電池を組み立て、前記蓄電池の第２の端部を前記第２の貫通開口部に接着せずに固定する工程、
複数の第１の蓄電池組立体の内の第１の蓄電池組立体の蓄電池の第１の端部に第１の導電性プレート(24C) を夫々接続して、前記第１の導電性プレートを前記蓄電池に固定する工程、
複数の第２の蓄電池組立体の内の第２の蓄電池組立体の蓄電池の第２の端部に第２の導電性プレート(24D) を夫々接続して、前記第２の導電性プレートを前記蓄電池に固定する工程、及び
誘電性液体を含むように構成された第１のチャンバ(34C) 、第２のチャンバ(36)及び第３のチャンバ(34D) を前記第１のフランジ及び前記第２のフランジと共に画定する筐体(12)内に、前記蓄電池、前記第１のフランジ、前記第２のフランジ、前記第１の導電性プレート及び前記第２の導電性プレートを配置し、前記第１のフランジは前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを分離し、前記第２のフランジは前記第２のチャンバ及び前記第３のチャンバを分離する工程
を有し、
前記第１のフランジは、誘電性液体のための第１の通路(38C, 96C)を前記第１のチャンバ(34C) と前記第２のチャンバ(36)との間に有し、前記第２のフランジは、誘電性液体のための第２の通路(38D, 96D)を前記第２のチャンバ(36)と前記第３のチャンバ(34D) との間に有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、直列及び／又は並列に接続された蓄電池とも称される、蓄電素子の電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、一又は複数の相互に接続された電池モジュールを備えている。各電池モジュールは、電気接続素子によって互いに接続された蓄電池の組立体を有している。
【０００３】
電池は、蓄電池を冷却又は加熱して電池の性能及び寿命を高めることが可能な、蓄電池の熱調整システムを備えてもよい。空気、水若しくはグリコール水、又は誘電性液体を用いた熱調整システムがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空気を用いた熱調整システムの不利点は、冷却性能が低いことである。水を用いた熱調整システムの不利点は、水及びグリコール水の絶縁耐力が低いことである。そのため、冷却液を電池の全ての導電体から物理的に分離すべきである。その結果、電池の構造が複雑になって、冷却性能が不十分になる場合がある。更に、衝撃がある場合、電池内の漏水が漏電又は短絡さえ生じさせる場合がある。
【０００５】
誘電性液体を用いた熱調整システムは、冷却液が導電体及び蓄電池と直接接してもよいという利点を有する。米国特許出願公開第2017／0005384 号明細書には、誘電性液体を使用することができる熱調整システムを備えた電池が記載されている。米国特許出願公開第2017／0005384 号明細書に記載されている電池の不利点は、電池の構造が複雑であるということである。更に、電池の製造方法は、蓄電池を接着する工程を含む場合があるため、分解作業及び／又は保守作業を困難にする場合がある。
【０００６】
従って、実施形態の目的は、前述した電池の不利点を少なくとも部分的に克服することである。
【０００７】
実施形態は、誘電性液体を使用した、蓄電池の熱調整システムを備えた電池を提供することを目的とする。
【０００８】
実施形態は、単純な構造の電池を提供することを目的とする。
【０００９】
実施形態は、接着する工程を含まない電池の組立方法を提供することを目的とする。
【００１０】
実施形態は、リチウムイオン蓄電池に適合された電池を提供することを目的とする。
【００１１】
実施形態は、分解作業及び／又は保守作業が簡単な電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態は、電池のためのモジュールであって、
第１の端部、第２の端部及び前記第１の端部と前記第２の端部とを結合する中間部分を夫々有する蓄電池と、
前記蓄電池の第１の端部が接着されずに固定されている第１の貫通開口部を有する第１のフランジと、
複数の第１の蓄電池組立体の内の第１の蓄電池組立体の蓄電池の第１の端部に夫々接続されている第１の導電性プレートと、
前記蓄電池の第２の端部が接着されずに固定されている第２の貫通開口部を有する第２のフランジと、
複数の第２の蓄電池組立体の内の第２の蓄電池組立体の蓄電池の第２の端部に夫々接続されている第２の導電性プレートと、
前記蓄電池、前記第１のフランジ、前記第２のフランジ、前記第１の導電性プレート及び前記第２の導電性プレートを収容し、誘電性液体を含むように構成された第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバを前記第１のフランジ及び前記第２のフランジと共に画定する筐体と
を備えており、
前記第１のフランジは前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを分離しており、前記第２のフランジは前記第２のチャンバ及び前記第３のチャンバを分離しており、
前記第１のフランジは、誘電性液体のための第１の通路を前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に有しており、前記第２のフランジは、誘電性液体のための第２の通路を前記第２のチャンバと前記第３のチャンバとの間に有していることを特徴とするモジュールを提供する。
【００１３】
実施形態によれば、前記第１の導電性プレートは、前記第１の通路の内の１つに夫々対向する第１の孔を夫々有しており、前記第２の導電性プレートは、前記第２の通路の内の１つに夫々対向する第２の孔を夫々有している。
【００１４】
実施形態によれば、前記第１のフランジは前記第１のチャンバに突出するピンを有しており、前記ピンは前記第１の孔を横切っている。
【００１５】
実施形態によれば、前記第１のフランジは、前記第１の貫通開口部とは異なる、冷却液の通路のための第３の開口部を前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に有しており、前記第２のフランジは、前記第２の貫通開口部とは異なる、冷却液の通路のための第４の開口部を前記第２のチャンバと前記第３のチャンバとの間に有している。
【００１６】
実施形態によれば、前記第１の導電性プレート及び前記第２の導電性プレートは、異なる材料で形成された少なくとも第１の導電層及び第２の導電層の積層体を夫々有しており、前記第１の導電層は前記蓄電池の内の少なくとも２つと機械的に接しており、前記第２の導電層は、前記少なくとも２つに対向して開口している。
【００１７】
実施形態によれば、前記筐体は、第１の側方パネル、第２の側方パネル、及び前記第１の側方パネルと前記第２の側方パネルとの間に配置されている管状の中央部を有しており、前記第１の側方パネル及び前記第２の側方パネルは、前記モジュールの内部と対向する表面と、前記モジュールの外側の夫々の端部で開口している貫通管と、前記貫通管と連通して前記表面に開口しているポートとを夫々有しており、前記第１の側方パネルの前記ポートは前記第１のチャンバに開口しており、前記第２の側方パネルの前記ポートは前記第３のチャンバに開口している。
【００１８】
実施形態は、上記に定義されているような複数のモジュールの積層体を備えていることを特徴とする電池を更に提供する。
【００１９】
実施形態によれば、前記電池は、前記積層体のモジュールを圧縮するための圧縮システムを備えている。
【００２０】
実施形態によれば、前記第１の側方パネル及び前記第２の側方パネルは少なくとも１つの第５の貫通開口部を夫々有しており、前記積層体の前記モジュールの第５の貫通開口部は互いに一列に並んでおり、前記圧縮システムは前記モジュールの第５の貫通開口部を横切る少なくとも１本のロッドを有している。
【００２１】
実施形態は、電池のためのモジュールを製造する方法であって、
第１の端部、第２の端部及び前記第１の端部と前記第２の端部とを結合する中間部分を夫々有する蓄電池を、第１の貫通開口部を有する第１のフランジに組み立て、前記蓄電池の第１の端部を前記第１の貫通開口部に接着せずに固定する工程、
第２の貫通開口部を有する第２のフランジに前記蓄電池を組み立て、前記蓄電池の第２の端部を前記第２の貫通開口部に接着せずに固定する工程、
複数の第１の蓄電池組立体の内の第１の蓄電池組立体の蓄電池の第１の端部に第１の導電性プレートを夫々接続して、前記第１の導電性プレートを前記蓄電池に固定する工程、
複数の第２の蓄電池組立体の内の第２の蓄電池組立体の蓄電池の第２の端部に第２の導電性プレートを夫々接続して、前記第２の導電性プレートを前記蓄電池に固定する工程、及び
誘電性液体を含むように構成された第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバを前記第１のフランジ及び前記第２のフランジと共に画定する筐体内に、前記蓄電池、前記第１のフランジ、前記第２のフランジ、前記第１の導電性プレート及び前記第２の導電性プレートを配置し、前記第１のフランジは前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを分離し、前記第２のフランジは前記第２のチャンバ及び前記第３のチャンバを分離する工程
を有し、
前記第１のフランジは、誘電性液体のための第１の通路を前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に有し、前記第２のフランジは、誘電性液体のための第２の通路を前記第２のチャンバと前記第３のチャンバとの間に有することを特徴とする方法を更に提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
前述及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明を限定するものではない実例として与えられる以下の特定の実施形態に詳細に記載されている。
【００２３】
【図１】蓄電池モジュールの実施形態を部分的に簡略化して示す斜視図である。
【図２】蓄電池モジュールの実施形態を部分的に簡略化して示す断面図である。
【図３】蓄電池モジュールの実施形態を部分的に簡略化して示す分解斜視図である。
【図４】図１に示されている蓄電池モジュールの一部を部分的に簡略化して示す斜視図である。
【図５】電池の実施形態を部分的に簡略化して示す斜視図である。
【図６】電池の実施形態を部分的に簡略化して示す分解斜視図である。
【図７】蓄電池モジュールの別の実施形態を部分的に簡略化して示す斜視略図である。
【図８】図７に示されている蓄電池モジュールのフランジを部分的に簡略化して示す斜視図である。
【図９】図７に示されている蓄電池モジュールのフランジを部分的に簡略化して示す平面図である。
【図１０】蓄電池モジュールの別の実施形態を部分的に簡略化して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
同一の要素は異なる図面で同一の参照番号で示されている。明瞭化のために、記載された実施形態の理解に有用な要素のみが示され詳述されている。更に、様々な図面は正しい縮尺で示されていない。
【００２５】
以下の記載では、「上側」、「下側」、「側方」又は「上方」のような絶対位置又は相対位置を特定する用語を参照する場合、図面の向き、又は通常の使用位置での電池を指す。特に指定されていない場合、「約」、「略」、「実質的に」及び「程度」という用語は、該当する値の１０％の範囲内、好ましくは５％の範囲内を表す。
【００２６】
図１〜３は夫々、蓄電池モジュール10の実施形態を示す斜視図、断面図及び分解斜視図である。図４は、図１に示されている蓄電池モジュール10の一部を示す斜視図である。(Ox, Oy, Oz)を直交基準座標系と称する。図２は、面Oxz と平行な２つの異なる半平面の２つの断面図を含む。
【００２７】
蓄電池モジュール10は、中央部14及び２つの側方パネル16A, 16Bによって形成された筐体12を備えている。図４は側方パネル16B を示している。中央部14は、方向Oxに沿って延びる一般的な管の形状を有し、好ましくは方向Oxに沿って実質的に一定の断面積を有する。中央部14は、例えば押出しによってアルミニウムで形成されてもよい。中央部14は、側方パネル16A, 16Bによって２つの反対側の端部で閉じられている。本開示の残り部分では、側方パネル16A, 16Bの同様の形状及び／又は機能を有する要素を示すために、添え字A が続く同一の数字を使用して側方パネル16A の要素を示し、添え字B が続く同一の数字を使用して側方パネル16B の要素を示す。側方パネル16A, 16Bは、ねじ18によって中央部14に固定されてもよい。実施形態によれば、筐体12は、方向Oxに沿って200 mm〜400 mmの範囲内、例えば略300 mmの大きさを有し、方向Oyに沿って140 mm〜250 mmの範囲内、例えば略200 mmの大きさを有し、方向Ozに沿って70mm〜110 mmの範囲内、例えば略90mmの大きさを有する直方体内に内接する。中央部14は、方向Oxに沿って延びて中央部14の内部に突出している、図３に示されていない突部を有してもよい。
【００２８】
蓄電池モジュール10のある要素は、面Oxy と平行な対称面に対して対称である。本開示の残り部分では、この対称面に対して少なくとも部分的に対称な蓄電池モジュール10の要素を示すために、参照として添え字C が続く同一の数字を使用して対称面の一側に配置された要素を示し、添え字D が続く同一の数字を使用して対称面の反対側に配置された要素を示す。
【００２９】
蓄電池モジュール10は、筐体12内に、
複数の蓄電池20と、
蓄電池20を保持するための上側フランジ22C 及び下側フランジ22D と、
上側フランジ22C に置かれて蓄電池20を電気的に結合する複数の上側接続プレート24C 、及び下側フランジ22D に置かれて蓄電池20を電気的に結合する複数の下側接続プレート24D と
を備えている。
【００３０】
蓄電池モジュール10は２〜500 の蓄電池20を備えてもよい。図２に示されているように、各蓄電池20は、第１の端部26C 、第２の端部26D 、及び第１の端部26C と第２の端部26D との間に延びている中間部分28を有している。蓄電池20は、例えば特に円形の基部を有する一般的な円筒形状、又は軸芯Ozの角柱形状を有する。蓄電池20は、例えばリチウムイオン蓄電池、特にリン酸鉄リチウム、つまりLFP 蓄電池タイプのリチウムイオン蓄電池、ニッケルマンガンコバルト、つまりNMC 蓄電池タイプのリチウムイオン蓄電池、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物、つまりNCA 蓄電池タイプのリチウムイオン蓄電池、又はリチウムマンガン酸化物、つまりLMO 蓄電池タイプのリチウムイオン蓄電池である。軸芯Ozに沿った蓄電池20の長さは、30mm〜110 mmの範囲内であってもよく、例えば略65mmであってもよい。円形の基部を有する円筒状の蓄電池20の場合、各蓄電池20の直径は10mm〜27mmの範囲内であってもよく、例えば略18mmであってもよい。各蓄電池20は、第１の電気端子30C 及び第２の電気端子30D を更に有している。蓄電池20毎に、第１の電気端子30C は、好ましくは第１の端部26C に配置されており、第２の電気端子30D は、好ましくは第２の端部26D に配置されている。
【００３１】
方向Oxに沿った各フランジ22C, 22Dの大きさは、方向Oxに沿った中央部14の大きさと実質的に等しい。方向Oyに沿った各フランジ22C, 22Dの大きさは、中央部14の内部体積の方向Oyに沿った最大の大きさと実質的に等しい。各フランジ22C, 22Dは、中央部14の突部を収容する、図面に示されていない溝を有してもよい。フランジ22C, 22Dは、例えばポリオキシメチレン(POM) 、ポリアミド（PA、特にPA66）、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のような優れた機械的強度を有するあらゆる電気絶縁性材料で形成されてもよいが、更に木材に基づく材料で形成されてもよい。
【００３２】
各フランジ22C, 22Dは、蓄電池20の端部26C, 26Dを収容する、図２に示されている貫通開口部32C, 32Dを有している。より具体的には、蓄電池20毎に、蓄電池20の端部26C が上側フランジ22C の貫通開口部32C の内の１つに収容されており、蓄電池20の端部26D が下側フランジ22D の貫通開口部32D の内の１つに収容されている。実施形態によれば、貫通開口部32D は方向Ozに沿って設けられており、蓄電池20の端部26C, 26Dの形状に相補的な形状を有する。蓄電池20の所望の接続に応じて、蓄電池20毎に、蓄電池20の正端子は上側フランジ22C 又は下側フランジ22D のレベルに配置されてもよい。蓄電池20は五点形に配置されてもよい。２つの隣り合う蓄電池の軸芯間の距離は18.5mm〜22mmの範囲内であってもよく、例えば略20mmであってもよい。２つの隣り合う蓄電池20間の最小間隔は0.5 mm〜４mmの範囲内であってもよく、例えば略２mmであってもよい。
【００３３】
実施形態によれば、各蓄電池20は、関連付けられた貫通開口部32C, 32D内に緊密に組み立てられている。蓄電池20をフランジ22C, 22Dに固定すべく使用される接着剤がないことが好ましい。
【００３４】
上側フランジ22C は、筐体12の中央部14と共に上側チャンバ34C を画定している。下側フランジ22D は、中央部14と共に下側チャンバ34D を画定している。フランジ22C, 22Dは共に中間チャンバ36を画定している。チャンバ34C, 34D, 36は図２に示されている。
【００３５】
各接続プレート24C, 24Dは、第１組立体の蓄電池20の正又は負の端子を第２組立体の蓄電池20の負又は正の端子と結合している。蓄電池20及び接続プレート24C, 24Dの組立体は、蓄電池20が第１のアクセスノードと第２のアクセスノードとの間で直列及び／又は並列に接続されている電気回路を形成しており、各アクセスノードは複数の接続プレート24A 又は複数の接続プレート24B の内の１つに対応する。蓄電池20の向き並びに接続プレート24C, 24Dの配置及び大きさによって、蓄電池20の所望の直列／並列接続が可能になる。実施形態によれば、各接続プレート24C, 24Dに接続された蓄電池20の個数は２〜500 の範囲内である。実施形態によれば、各接続プレート24C, 24Dは、１〜500 の蓄電池20の正端子、及び１〜500 の蓄電池20の負端子に接続されている。２つの隣り合う接続プレート24C 又は接続プレート24D は、特に蓄電池モジュール10によって供給される電圧に応じて決められる距離、例えば蓄電池モジュールによって供給される60Ｖの電圧では好ましくは少なくとも２mmの距離、蓄電池モジュールによって供給される400 Ｖの電圧では好ましくは少なくとも６mmの距離、離隔している。
【００３６】
各フランジ22C, 22Dは、方向Ozに沿って設けられた更なる貫通開口部38C, 38Dを有している。実施形態によれば、更なる貫通開口部38C, 38Dは夫々、円形の基部を有する軸芯Ozの円筒状である。更なる貫通開口部38C, 38Dの直径は夫々0.5 mm〜５mmの範囲内である。
【００３７】
接続プレート24C, 24Dは、貫通孔39C, 39Dを更なる貫通開口部38C, 38Dと一列に有している。中間チャンバ36は、更なる貫通開口部38C 及び貫通孔39C のみを介して上側チャンバ34C と連通し、中間チャンバ36は、更なる貫通開口部38D 及び貫通孔39D のみを介して下側チャンバ34D と連通する。実施形態によれば、各貫通孔39C, 39Dは、円形の基部を有する軸芯Ozの円筒状である。各貫通孔39C, 39Dの直径は、更なる貫通開口部38C, 38Dの直径と実質的に等しくてもよい。接続プレート24C, 24Dを同一のプレートに切断してもよい。
【００３８】
実施形態によれば、２つの側方パネル16A, 16Bは、特に冷却液の流れに関して少なくとも部分的に対称な構造を有する。実施形態によれば、各側方パネル16A, 16Bは直方体内に内接しており、２つの対向する主面40A, 40B, 41A, 41Bと主面を結合する縁部とを有しており、縁部は上側縁部42A, 42B及び上側縁部42A, 42Bに対向する下側縁部43A, 43Bを含んでいる。主面40A, 40Bは蓄電池モジュール10の内部の方を向いている。側方パネル16A, 16Bは、十分な機械抵抗（例えば蓄電池モジュール及びオイルコレクタの105 Pa（１バール）の内圧に対する抵抗）を有して、使用される誘電流体と適合するあらゆるタイプの材料（例えばPOM 、PA66又はPEEK）で形成されてもよい。側方パネルの電力経路を電気的に絶縁するために特定の予防策を講じる場合、導電性材料（例えば注入されたアルミニウム）の使用が可能である。
【００３９】
実施形態によれば、各側方パネル16A, 16Bは、方向Ozに沿って延びて上側縁部42A, 42B及び下側縁部43A, 43Bに開口している貫通管44A, 44B、例えば円形の基部を有する円筒状の管を有している。貫通管44A, 44Bは、筐体12の内部に向かって表面40A, 40Bに開口している細長いポート45A, 45Bと連通している。ポート45A, 45Bの細長い形状によって、チャンバ34C, 34D内の冷却液のより均一な分散が可能になる。変形例として、細長いポート45A, 45Bは点状のポートと取り替えられてもよい。細長いポート45A, 45Bは、例えば方向Oyに沿って延びている。側方パネル16A の細長いポート45A が上側チャンバ34C に開口し、側方パネル16B の細長いポート45B が下側チャンバ34D に開口するように、側方パネル16A, 16Bは蓄電池モジュール10に配置されている。実施形態によれば、各側方パネル16A, 16Bは、下側縁部43A, 43B側の端部に貫通管44A, 44Bと一列に末端部52A, 52Bを有している。変形例として、末端部52A, 52Bは設けられず、Ｏリングと取り替えられる。図２及び図４に示されているように、各側方パネル16A, 16Bは、表面40A, 40Bから蓄電池モジュール10の内部に向かって延びて中央部14に嵌まり込む縁部46A, 46Bを有している。各側方パネル16A, 16Bは、図２に示されていない密閉環を表面40A, 40Bに有しており、密閉環48B のみが図４に示されている。縁部46A, 46B及び密閉環48B によって、側方パネル16A, 16Bと中央部14との緊密な接続が可能になる。
【００４０】
動作中、誘電性の冷却液が蓄電池モジュール10を通って流れるように構成されている。誘電性の冷却液は、合成油、ポリアルファオレフィン油、天然エステル、合成エステル、変圧器鉱油、及びシステムのあらゆる使用状況でセルを互いに絶縁することができる絶縁耐力を有するあらゆる他の流体を含む群から選択されてもよい。非制限例として、誘電性の冷却液は、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロメチルシクロヘキサン、ペルフルオロ-1,3- ジメチルシクロヘキサン、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロメチルデカリン、トリクロロフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン、メタノール及びエタノールを含む群から選択されている。図２に示されているように、冷却液は貫通管44A を通って蓄電池モジュール10内に入り込む（矢印Ａ）。次に、冷却液は、蓄電池モジュール10から出る（矢印Ｃ）まで貫通管44A を通って進み続ける（矢印Ｂ）部分と、細長いポート45A を通って上側チャンバ34C 内に入り込む（矢印Ｄ）部分とに分かれる。その後、冷却液は、上側チャンバ34C から更なる貫通開口部38C 及び貫通孔39C を通って中間チャンバ36内に入り込む。その後、冷却液は、蓄電池20と接する中間チャンバ36を通って流れる（矢印Ｅ）。中間チャンバ36では、冷却液の大部分が方向Ozに沿って流れる。その後、冷却液は、中間チャンバ36から更なる貫通開口部38D 及び貫通孔39D を通って下側チャンバ34D 内に入り込む。冷却液は、下側チャンバ34D から、細長いポート45B を介して貫通管44B に流入する（矢印Ｆ）。細長いポート45B からの冷却液は、貫通管44B を通って流れる（矢印Ｇ）冷却液と混合し、蓄電池モジュール10を出る（矢印Ｈ）。蓄電池20と接する冷却液の流れによって、最適な冷却性能を得ることができる。冷却液の流れが中間チャンバ36内で実質的に均一であるように、更なる貫通開口部38C, 38Dの大きさ及び分散配置が選択されている。
【００４１】
各側方パネル16A, 16Bは、方向Ozに沿って延びている、例えば円形の基部を有する円筒状の少なくとも２つの貫通開口部54A, 54Bを更に有している。以下に更に詳細に記載されるように、貫通開口部54A, 54Bは、複数の蓄電池モジュール10を共に固定するために使用される。
【００４２】
側方パネル16A は、例えば側方パネル16A の広い表面41A に配置された２つの電気端子56, 58を更に有している。電気端子56は、複数の蓄電池20によって形成された電気回路の第１のアクセスノードに対応する上側接続プレート24C 又は下側接続プレート24D に、図面に示されていない導電体によって電気的に結合されており、電気端子58は、複数の蓄電池20によって形成された電気回路の第２のアクセスノードに対応する上側接続プレート24C 又は下側接続プレート24D に、図面に示されていない導電体によって電気的に結合されている。
【００４３】
蓄電池モジュール10は、蓄電池モジュール10の動作中に様々な信号を測定することができる不図示のセンサを更に備えてもよい。例として、センサは、蓄電池20の近傍で温度を測定するための少なくとも１つの温度センサを含んでもよい。蓄電池モジュール10は複数の温度センサを備えていることが好ましい。例として、センサは、蓄電池20の電圧用のセンサを含んでもよい。蓄電池モジュール10は、蓄電池20を加熱するために使用される少なくとも１つの加熱素子を更に備えてもよい。
【００４４】
実施形態によれば、蓄電池モジュール10は、センサ及び／又は加熱素子が設けられている不図示のプリント回路、例えばフレキシブルプリント回路を備えてもよい。そのため、フレキシブルプリント回路は、例えば銅で形成された導電性トラックを支持膜上に有しており、電子部品又は電子回路は導電性トラックに固定されている。例として、フレキシブルプリント回路が蓄電池20を加熱するために使用される加熱素子を有する場合、加熱素子は、電流が流れるときに熱を発生させるために適宜の断面及び長さを有する抵抗性トラック又は銅のトラックに相当してもよい。実施形態によれば、フレキシブルプリント回路はRFID（無線周波数識別）タグを含んでもよい。フレキシブルプリント回路は蓄電池20に接続されてもよい。プリント回路は、図３及び図４に示されている開口部を有する側方パネル16B を横切る導電体、特にフレキシブルシートによって、例えば蓄電池モジュール10の外側又は内側に配置された処理モジュールに結合されてもよい。
【００４５】
各接続プレート24C, 24Dの最大の厚さは0.2 mm〜２mmの範囲内である。本実施形態では、各接続プレート24C, 24Dは、図２に示されている少なくとも第１の導電層60C, 60D及び第２の導電層62C, 62Dの積層体を有している。第１の導電層60C, 60Dは蓄電池20と機械的に接している。第２の導電層62C, 62Dは、蓄電池20に対向して開口部64C, 64Dを有している。実施形態によれば、第１の導電層60C, 60Dは、ニッケルめっきを施した鋼、ニッケル、ニッケルめっきを施した銅、及び蓄電池への容易な溶接を可能にするあらゆる材料を含む群から選択された材料で形成されている。第１の導電層60C, 60Dの厚さは0.1 mm〜0.5 mmの範囲内である。実施形態によれば、第２の導電層62C, 62Dは、銅、アルミニウム、ベリリウム銅、及び十分な導電率を有するあらゆる材料を含む群から選択された材料で形成されている。第２の導電層62C, 62Dの厚さは0.2 mm〜２mmの範囲内である。接続プレート24C, 24Dの導電率特性が第２の導電層62C, 62Dによって基本的に保証される一方、第１の導電層60C, 60Dを形成する材料は、蓄電池20との高品質な電気接続部を得るため、特に蓄電池20への第１の導電層60C, 60Dの溶接を容易にするために特に選択されている。
【００４６】
蓄電池モジュール10を製造する方法の実施形態は、
蓄電池20を上側フランジ22C の内の１つに配置し、次に下側フランジ22D を追加する工程、
各接続プレート24C を上側フランジ22C 上に配置して各接続プレート24C を、例えば電気溶接によって蓄電池に固定し、各接続プレート24D を下側フランジ22D 上に配置して各接続プレート24C を、例えば電気溶接によって蓄電池20に固定する工程、
蓄電池20、フランジ22C, 22D及び接続プレート24C, 24Dを有する組立体を中央部14に挿入する工程、及び
側方パネル16A, 16Bを中央部14に固定する工程
を有する。
【００４７】
複数の蓄電池20によって形成される電気回路は、筐体12又はフランジ22C, 22Dを変更することなく、接続プレート24C, 24Dの配置及び大きさを変えることにより、及び／又は蓄電池20の向きを変えることにより容易に変更され得る。従って、蓄電池モジュール10は様々な用途に適合するように容易に変更され得る。
【００４８】
フランジ22C, 22Dと筐体12の中央部14との機械的な接続、フランジ22C, 22Dと蓄電池20との機械的な接続、及び接続プレート24C, 24Dと蓄電池20との機械的な接続により、組立体の剛性及び蓄電池20の保持が保証される。
【００４９】
図５及び図６は夫々、電池70の実施形態を示す斜視図及び分解斜視図である。電池70は、積層体72の端部の内の１つに配置された蓄電池モジュールの側方パネル16A, 16Bを除いて、各側方パネル16A の末端部52A が積層体72の次の側方パネル16A の貫通管44A 内に入り込んで、各側方パネル16B の末端部52B が積層体72の次の側方パネル16B の貫通管44B 内に入り込むように配置された９つの蓄電池モジュール10の積層体72を備えている。そのため、側方パネル16A の貫通開口部54A が互いに一列に配置されており、側方パネル16B の貫通開口部54B が互いに一列に配置されている。
【００５０】
蓄電池モジュール10は、貫通開口部54A, 54B内に延びているロッド74によって互いに固定されている。ロッド74の端部に設けられたナット76及びワッシャ78によって、蓄電池モジュール10を圧縮することができる。蓄電池モジュール10はロッド74によって互いに対して押圧されると、各末端部52A, 52Bは、末端部が入り込む貫通管44A, 44Bと共に、冷却液に対して緊密な接続部を形成することが有利である。
【００５１】
図５に示されているように、電池70は、積層体72の各端部に配置されてロッド74を介して積層体72に固定される端プレート80, 81を備えてもよい。端プレート80, 81は、電池70を不図示の支持体に固定することを可能にし得る。各端プレート80, 81は、端プレート80, 81を完全に横断する開口部を有する管状要素82, 83を有している。端プレート80の管状要素82は、隣接する側方パネル16A の貫通管44A と一列に配置されている一方、端プレート80は、隣接する側方パネル16B の貫通管44B を完全に遮断する。端プレート81の管状要素83は、隣接する側方パネル16B の貫通管44B と一列に配置され、末端部52B は管状要素83に入り込むことができる一方、端プレート81は、隣接する側方パネル16A の貫通管44A を完全に遮断する。
【００５２】
実施形態によれば、電池70は、蓄電池モジュール10を互いに電気的に結合して蓄電池モジュール10の外側に配置された図５に示されている電気コネクタ84を備えている。本実施形態では、蓄電池モジュール10は直列接続されており、すなわち、積層体72の端部に配置された２つの蓄電池モジュールを除いて蓄電池モジュール10毎に、第１の電気コネクタ84は、電気端子56を２つの隣り合う蓄電池モジュール10の内の一方の電気端子58に結合し、第２の電気コネクタ84は、電気端子58を２つの隣り合う蓄電池モジュール10の内の他方の電気端子56に結合する。２つの電気コネクタ86が、別の蓄電池モジュール10に接続されない積層体72の端部に配置された蓄電池モジュール10の電気端子56, 58に結合されている。ヒューズ87が電気コネクタ86の内の１つに設けられてもよい。
【００５３】
電池70は、端プレート80, 81に加えて、又は端プレート80, 81の一方及び／若しくは他方の代わりに、蓄電池モジュール10内の冷却液を駆動することができる液圧ポンプ、特に冷却液を冷却するための熱交換器、又は電気接続ブロックのような、ロッド74によって積層体72に固定されてもよい少なくとも１つの更なる要素を備えてもよい。
【００５４】
蓄電池モジュール10内の冷却液は、冷却液を管状要素82を通して注入する不図示のポンプによって流れる。その後、冷却液は、連通する貫通管44A を介して各蓄電池モジュール10に供給される。前述したように、冷却液は、各蓄電池モジュール10を横切った後、貫通管44B で回収され、管状要素83によって放出される。
【００５５】
各蓄電池モジュール10がセンサを備えている場合、蓄電池モジュールの全てのセンサは処理部に結合されてもよい。処理部は専用回路に相当してもよく、又はメモリに記憶されたコンピュータプログラムの命令を実行することができるプロセッサ、例えばマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを有してもよい。処理部は、例えば認められた動作範囲内に維持するために蓄電池20の電圧をモニタし、蓄電池20の充電レベルをモニタし、場合によっては、これらの充電の均衡を保ち、再充電期間中の充電電流を調節し、放電電流を調節することなどができる電池を制御するためのシステムの役割を果たしてもよい。
【００５６】
電池70を製造する方法の実施形態は、
前述したように電池70を形成する蓄電池モジュール10を製造する工程、
蓄電池モジュール10の積層体72を形成する工程、
ロッド74を挿入して蓄電池モジュール10を圧縮する工程、及び
電気コネクタ84, 86を配置する工程
を有する。
【００５７】
図５に示されている構造を有し、場合によっては異なる数の蓄電池モジュール10を備えた少なくとも２つの電池70が、対象とする用途に応じて直列及び／又は並列に接続されてもよい。
【００５８】
例として、電池の直列接続された蓄電池20の数は、特に12Ｖ程度の電圧を供給する電池70では４から、特に700 Ｖ又は1,000 Ｖより大きい電圧を供給する電池では１００を超える数の範囲内であってもよい。電池70は、例えばラップトップコンピュータ、例えば４つの直列接続された蓄電池を備えた無線スクリューガン、電動アシスト自転車、電気自動車又は別の電動の乗り物に電力を供給するために使用されるように構成されている。
【００５９】
図７は、筐体12が図示されていない蓄電池モジュール90の別の実施形態を部分的に簡略化して示す斜視略図である。蓄電池モジュール90は、蓄電池モジュール10の全ての要素を備えている。各フランジ22C, 22Dは、接続プレート24C, 24Dの方に向いたピン92C, 92Dを更に有している。一部のピン92C, 92Dは、接続プレート24C, 24Dの貫通孔39C, 39Dを通過して延びている。ピン92C, 92Dによって、特に接続プレート24C, 24Dが蓄電池20に固定される前に、接続プレート24C, 24Dの位置決めを容易にすることができる。更なる貫通開口部38C, 38Dは、実質的にピン92C, 92Dの中心でフランジ22C, 22Dを横断してもよい。
【００６０】
図８及び図９は夫々、図７に示されている蓄電池モジュール90の上側フランジ22C を部分的に簡略化して示す斜視図及び平面図である。図９に示されているように、上側フランジ22C の側部に配置されたピン92C を除いて、各ピン92C は、平面視で正三角形内に内接する断面を有する。更に各ピン92C は、貫通開口部32C, 32Dの内の少なくとも１つの上に突出している。従って、ピン92C は、蓄電池20がフランジ22C, 22Dに配置されるとき、方向Ozに沿った停止部の機能を果たす。
【００６１】
図１０は、蓄電池20の蓄電池モジュール10のフランジ22C の別の実施形態を部分的且つ概略的に示す断面図であり、フランジ22D は同一の構造を有してもよい。断面は面Oxy と平行である。本実施形態では、フランジ22C は更なる貫通開口部38C を有していない。更に、各貫通開口部32C は、貫通開口部32C が受ける蓄電池20と緊密な接続部分を形成しない。各貫通開口部32C は、蓄電池20と接して蓄電池20と共に通路96C を画定する突部94C を有している。通路96C は、更なる貫通開口部38C, 38Dと同一の機能を果たす。蓄電池20は、貫通開口部32C 内に緊密に組み立てられ、突部94C によって保持されている。
【００６２】
様々な実施形態が述べられている。当業者にとって様々な変更及び調整が想起される。特に、前述した実施形態では、蓄電池モジュール10の圧縮をロッド74を介して行っているが、蓄電池モジュール10を圧縮するためのあらゆるシステムを使用してもよいことが明らかなはずである。例として、ロッド74は、蓄電池モジュールを互いに締める締め具、又は蓄電池モジュール10の積層体72を囲むストラップと取り替えられてもよい。
【００６３】
異なる変形例を有する様々な実施形態が上記に述べられている。当業者は、いかなる進歩性も示さずにこれらの様々な実施形態及び変形例を組み合わせてもよいことに注目すべきである。
【００６４】
本特許出願は、参照によって本明細書に組み込まれている仏国特許出願第18／50671 号明細書の優先権を主張している。
【図１】
2021511641.tif 000003
【図２】
2021511641.tif 000004
【図３】
2021511641.tif 000005
【図４】
2021511641.tif 000006
【図５】
2021511641.tif 000007
【図６】
2021511641.tif 000008
【図７】
2021511641.tif 000009
【図８】
2021511641.tif 000010
【図９】
2021511641.tif 000011
【図１０】
2021511641.tif 000012
【国際調査報告】
2021511641.tif 000013
2021511641.tif 000014
2021511641.tif 000015
2021511641.tif 000016
2021511641.tif 000017
2021511641.tif 000018