(57)【要約】 少なくとも１つのバッテリーセルを収容するように構成されたバッテリーモジュールケーシング（２）であり、このバッテリーモジュールケーシング（２）は、バッテリーモジュールの正端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル）の第１の面に位置するように構成された第１金属プレート（４）と、バッテリーモジュールの負端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル）の第１の面とは反対の第２の面に位置するように構成された第２金属プレート（５）と、前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の側部周辺部の周囲を延びるように構成された側壁部材（６）とを含み、この側壁部材（６）は前記第１金属プレート（４）と前記第２金属プレート（５）の間に位置し、前記側壁部材（６）は、電気的絶縁材を含み、第１金属プレート（４）および第２金属プレート（５）それぞれに封止するように取り付けられている。前記第１および第２金属プレート（４、５）の内の少なくとも１つは少なくとも１つの側部延長部（７、８）を含み、これはそれが関連する前記プレートの周囲の少なくとも一部に沿って前記側壁部材（６）と共に側壁を形成する。
2020514959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのバッテリーセル（３）を収容するように構成され、
−バッテリーモジュールの正端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の第１の面に位置するように構成された第１金属プレート（４）と、
−バッテリーモジュールの負端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の第１の面とは反対の第２の面に位置するように構成された第２金属プレート（５）と、
−前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の側部周辺部の周囲を延びるように構成された側壁部材（６）とを含み、この側壁部材（６）は前記第１金属プレート（４）と前記第２金属プレート（５）の間に位置し、前記側壁部材（６）は、電気的絶縁材を含み、第１金属プレート（４）および第２金属プレート（５）それぞれに封止するように取り付けられたバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）において、前記第１および第２金属プレート（４、５）の内の少なくとも１つは少なくとも１つの側部延長部（７、８）を含み、これはそれが関連する前記プレートの周囲の少なくとも一部に沿って前記側壁部材（６）と共に側壁を形成することを特徴とするバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの側部延長部（７、８）は、それが関連する前記第１または第２金属プレート（４、５）の前記周囲の長さの少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％に沿って延びていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの側部延長部は、それが関連する前記第１または第２金属プレート（４、５）の前記周囲の長さの７５％超に沿って延びていることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリーモジュールケーシング（２）。
【請求項４】
複数の側部延長部（７、８）が設けられており、前記側部延長部（７、８）は、それが関連する前記第１または第２金属プレート（４、５）の前記周囲に沿って均一に配分されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項５】
側壁は側部領域Ａｔｏｔを有し、前記少なくとも１つの側部延長部（７、８）は側壁の側部領域Ａｔｏｔの少なくとも１０％である側部領域Ａ１に亘って延びていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項６】
第１金属プレート（４）には請求項１乃至５いずれか１項記載の少なくとも１つの側部延長部（７）が設けられており、第２金属プレート（５）には請求項１乃至５いずれか１項記載の少なくとも１つの側部延長部（８）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項７】
第１金属プレート（４）の少なくとも１つの側部延長部（７）の側部領域Ａ１は第２金属プレート（５）の少なくとも１つの側部延長部（８）の側部領域Ａ１に対応することを特徴とする請求項６記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項８】
第１金属プレート（４）およびその少なくとも１つの側部延長部（７）は第２金属プレート（５）およびその少なくとも１つの側部延長部（８）と同じ形および大きさを有することを特徴とする請求項６または７記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項９】
第１金属プレート（４）の少なくとも１つの側部延長部（７）は、第１金属プレート（４）の周囲に沿って一定の幅で延び、第２金属プレート（５）の少なくとも１つの側部延長部（８）は第２金属プレートの（５）の周囲に沿って一定の幅で延び、第１金属プレート（４）の側部延長部（７）は自由端部を有し、これは第２金属プレート（５）の側部延長部（８）の自由端部の反対に対向して位置し、これらの自由端部は前記壁部材（６）のセクションによって分けられていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２）。
【請求項１０】
複数の側部延長部（１６、２０）が第１金属プレート（４）からその周囲に沿って延び、対応する複数の側部延長部（１７、２１）が第２金属プレート（５）からその周囲に沿って延び、第１金属プレート（４）の側部延長部（１６、２０）は第２金属プレート（５）の側部延長部（１７、２１）に対して周囲方向にずれており、第１金属プレート（４）の側部延長部（１６、２０）は第２金属プレート（５）の側部延長部（１７、２１）を延びていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（１５、１９）。
【請求項１１】
ケーシング（２）は仕切り線（１０）に沿って相互に接続されている２つの半部（２’、２’’）に細分され、前記半部の第１の半部（２’）は第１金属プレート（４）および前記側壁部材（６）の第１部分（６’）を含み、前記半部の第２の半部（２’’）は第２金属プレート（５）および前記側壁部材部材（６）の第２部分（６’’）を含むことを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項１２】
側壁部材（６）の第１部分（６’）は第１金属プレート（４）の少なくとも１つの側部延長部（７）上に成型され、それを囲むポリマーであり、側壁部材（６）の第２部分（６’’）は第２金属プレート（５）の少なくとも１つの側部延長部（８）上に成型され、これを囲むポリマーであることを特徴とする請求項１１記載のバッテリーモジュールケーシング（２）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの側部延長部（７、８）には少なくとも１つの貫通孔（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング。
【請求項１４】
少なくとも１つのバッテリーセル（３）を含むバッテリーモジュール（１）において、その少なくとも１つのバッテリーセル（３）は請求項１乃至１３いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）に収容され、第１金属プレート（４）はバッテリーモジュール（１）の正端子を形成し、第２金属プレート（５）はバッテリーモジュール（１）の負端子を形成していることを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項１５】
バッテリー（２４）において、このバッテリーは請求項１４に記載の１つのバッテリーモジュール（１）または請求項１４に記載の少なくとも２つのバッテリーモジュール（１）からなるスタックを含み、前記スタックにおいて前記バッテリーモジュールの第１のモジュールの第２金属プレート（５）は、前記バッテリーモジュールの第２のモジュールの第１金属プレート（４）に向けられ、その向かいに位置し、前記１つのバッテリーモジュールまたは前記スタックの最も外側の金属プレートは、電気的絶縁部材（２５、２６）によって覆われており、その１つのバッテリーモジュールまたはバッテリーモジュールのスタックをまとめるクランプ部材（２７）が設けられていることを特徴とするバッテリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前提部に記載のバッテリーモジュールケーシングに関する。
【０００２】
また本発明は少なくとも１つのバッテリーセルがそのようなバッテリーモジュールケーシングに収容され、第１金属プレートがバッテリーの正端子を形成し、第２金属プレートがバッテリーの負端子を形成するバッテリーモジュールに関する。
【０００３】
また本発明は本発明による１つのバッテリーモジュールまたは本発明による少なくとも２つのバッテリーモジュールからなるスタックを含み、このスタックでは第１のバッテリーモジュールの第２金属プレートが第２のバッテリーモジュールの第１金属プレートの方に向けられ、これに対向して位置し、前記１つのバッテリーモジュールまたは前記スタックの最も外側の金属プレートは、電気的絶縁部材によって覆われ、その１つのバッテリーモジュールまたはバッテリーモジュールを保持する締め付け部材が設けられているバッテリーに関する。
【０００４】
通常、しかしながら必ずしもではないが、本発明は本発明によるケーシングに収容されるその少なくとも１つのバッテリーセルがＮｉＭＨバッテリーのバッテリーセルであるバッテリー技術に関する。
【背景技術】
【０００５】
複数のバッテリーセルが１つのケーシングに収容され、そのケーシングは正端子を形成する第１金属プレートと負端子を形成する反対の第２金属プレートとを含むバッテリーモジュールは従来からよく知られている。導電体の機能を有することの他に第１および第２金属プレートはバッテリーセルによって発生した熱をバッテリーモジュールから逃がす機能も有する。
【０００６】
バッテリーモジュールが単独のバッテリーモジュールの場合、バッテリーモジュールの第１および第２金属プレートは端部プレートと端子プレートを形成し、熱は主にそれぞれの金属プレートを介してプレートの拡張面に垂直な方向に伝えられる。しかしながら、金属プレートが電気的絶縁部材、通常はプラスチック部材によって覆われている場合、その電気的絶縁部材の熱伝導性はバッテリーセルから前記方向に熱が逃れるように、熱を伝えるケーシングの性能を制限する。熱の一部は金属プレートの周辺から横方向に逃されるが、金属プレートは通常それらの延長面に比較して薄いので、総熱伝導に対する貢献は制限される。
【０００７】
バッテリーモジュールが複数の複数のバッテリーモジュールの内の１つであって、これら複数のモジュールが１つのバッテリーを形成する場合、その金属プレート、即ちその端子の少なくとも１つはそのバッテリーモジュールに隣接して位置するバッテリーモジュールの金属プレートに対向して接触して位置してもよい。そしてこれらプレートから伝わる熱はそのプレートの外側周辺部を介して逃がさなければならない。これはバッテリーモジュールの熱伝導性を制限することになる。
【０００８】
下記特許文献１は不十分な熱伝導の問題に対処し、バッテリーモジュールが隣接するバッテリーモジュールの端子プレート間でチャネルを形成し、同時にその端子プレートを電気的に相互に接続する導電部材によって隔てられているバッテリーを開示している。しかしながら、この設計ではバッテリーが高価になり、大きくなってしまう。さらにはこの設計ではこの種のバッテリーの機能としては重要である前記導電部材と対応するプレート間に均一に圧力を加えることが実際に困難になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って本発明の目的は上述の欠点を是正するバッテリーモジュールケーシング、バッテリーモジュールおよびバッテリーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、最初に形成されるバッテリーモジュールケーシングによって達成され、これは前記第１および第２金属プレートの少なくとも１つが少なくとも１つの側部延長部を含み、この延長部はそれが関連するプレートの側部の少なくとも一部に沿って側壁部材と共に側壁を形成することを特徴とする。側部延長部は、これにより前記プレートからそしてバッテリーセルからの熱が伝わるさらなる表面を形成する。その結果、バッテリーモジュールの熱伝導および冷却は、前記側部延長部を含まない対応する先行技術の設計と比較して向上している。金属プレートのその少なくとも１つの側部延長部が前記側壁を共に形成する壁部材の材料より高い機械的強度を有する場合、その少なくとも１つの側部延長部は側壁の機械的強度の向上に貢献することになる。これにより側壁部材および側壁自体の厚さを側部延長部が設けられていない場合と比較して薄くすることができる。これとは別に壁の厚さを一定に保ったまま、壁の強度を高くすることができ、これによりバッテリーモジュールに外側から強い締め付け力を加えることができる。側壁部材はセラミックおよび磁器などのあらゆる好適な電気的絶縁材料によって構成してもよい。しかしながら、好ましい実施態様では側壁部材は、金属プレートの側部延長部の金属の内の１つより機械的強度の劣るポリマーによって構成される。これにより側部延長部は側壁の補強部材として機能する。
【００１１】
当然のことながら第１または第２金属プレートのその少なくとも１つの側部延長部は、プレートの残りの部分と必ずしも同じ金属シートで作製されなくてもよい。その少なくとも１つの延長部は、金属プレートに接続されるあらゆる種類の金属部材が利用可能であり、金属プレートとは異なる延長面を有し、これにより前記側部延長部を画定する。しかしながら、好ましい実施態様ではその少なくとも１つの側部延長部は、前記金属プレートと前記少なくとも１つの側部延長部が一体に形成されるように金属シートを折り曲げることによって形成される。これによりその少なくとも１つの側部延長部は、それが関連する金属プレートと同じ厚さおよび同じ材料特性を有することになる。第１および第２金属プレートは、その良好な機械的強度および導電性を有することからアルミニウム合金からなるのが好ましい。金属プレートの他の利用可能な材料は高強度が高導電性合わさった鋼または他の金属合金であってもよい。側部延長部は、その主たる役割が電気を伝えることではないので、それが関連する金属プレートの残りの部分より導電性が低くてもよい。側部延長部はそれが関連する金属プレートの残りより低い導電性を有するのが好ましい場合がある。しかしながら、好ましくは側部延長部は金属、好ましくはアルミニウム合金またはスチールからなる。
【００１２】
１つの実施態様では前記少なくとも１つの側部延長部は、それが関連する前記第１または第２金属プレートの周囲の長さの少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％に沿って延びている。これにより金属プレートの周囲に沿って側部延長部が無いまたは短い側部延長部が設けられていない場合と比較して熱伝導を著しく向上させることができる。１つの実施態様では前記少なくとも１つの側部延長部は、それが関連する前記第１または第２金属プレートの前記周囲の７５％超に沿って延びている。冷却媒体の伝導のための冷却チャネルを側壁部材に設けてもよく、これによりバッテリーモジュールケーシングの熱をバッテリーモジュールから取り去る能力を向上させることができる。バッテリーモジュールのこのような能動冷却のための冷却チャネルを設けることは、前記少なくとも１つの側部延長部がそれが関連する金属プレートの側部の長さの２５％未満に沿って延びている場合に特に有用である。好ましくは冷却チャネルは、前記少なくとも１つの側部延長部の反対且つ近くに位置する。
【００１３】
１つの実施態様では複数の側部延長部が設けられ、これら側部延長部は、それらが関連する前記第１または第２金属プレートの前記周囲に沿って均一に配分される。「均一に」なる用語は、広い意味で理解すべきである。金属プレートの周囲に沿って個々の側部延長部間の距離が正確に同じでなければならない、または各側部延長部の長さが正確に同じでなければならないことを意味するものではない。しかしながら、これにより改良された熱伝導性と側壁の機械的補強との一定のバランスが得られる。好ましくは金属プレートが多角形である場合（上から見て）、金属プレートによって画定されたその多角形の各辺に少なくとも１つの側部延長部が設けられる。１つの実施態様では金属プレートは矩形形状を有し、矩形の各辺に側部延長部が設けられる。側部延長部は、長辺には短辺より長い全長の側部延長部が設けられているという意味で均一に配分されている。
【００１４】
１つの実施態様では側壁は総側部領域Ａｔｏｔを有し、前記少なくとも１つの側部延長部（１つの金属プレートのすべての側部延長部）は側部領域Ａ１に亘って延び、これは側壁の総側部領域Ａｔｏｔの少なくとも１０％である。金属プレートの周囲の極めて大きな部分に沿って延びた少なくとも１つの側部延長部を設けることは、側部延長部が充分な幅を有し、その結果その少なくとも１つの側部延長部によって所定の面積が覆われない限り、側壁の熱伝導性および機械的補強の向上に実質的に寄与しない。側部領域を１０％覆うことは、特に両方の金属プレートがそれぞれ側壁の領域の１０％、即ち合計で２０％覆う側部延長部を有する場合に実質的に貢献することになる。さらに別の実施態様では前記少なくとも１つの側部延長部（金属プレートの少なくとも１つの）は、側壁の側部領域Ａｔｏｔの少なくとも２０％である側部領域Ａ１に亘って延びている。さらに別の実施態様では側部領域Ａ１は側部領域Ａｔｏｔの少なくとも４０％であり、これは両方の金属プレートが互いに対応する側部延長部を有する場合、側部延長部が側壁の総側部領域Ａｔｏｔの少なくとも８０％を覆うことを意味する。
【００１５】
１つの実施態様では第１金属プレートには前記で規定したまたは以下に規定する少なくとも１つの側部延長部が設けられ、第２金属プレートには前記で規定したまたは以下に規定する少なくとも１つの側部延長部が設けられている。これにより側壁の機械的補強並びに熱伝導の向上が達成される。
【００１６】
１つの実施態様では第１金属プレートのその少なくとも１つの側部延長部の側部領域Ａ１は、第２金属プレートのその少なくとも１つの側部延長部の側部領域Ａ１に対応する。これにより第１金属プレートおよび第２金属プレートで同等の熱伝導性の向上が得られる。
【００１７】
１つの実施態様では第１金属プレートおよびその少なくとも１つの側部延長部は、第２金属プレートおよびその少なくとも１つの側部延長部と同じ形状および大きさである。これによりケーシングの両側で同等の熱伝導性および機械的補強の向上が得られ、そして１つの共通の設計の金属プレートを両方の金属プレートに使用してもよく、これにより生産効率が向上する。
【００１８】
１つの実施態様では第１のプレートのその少なくとも１つの側部延長部は、第１金属プレートの周囲に沿って一定の幅で延び、第２のプレートのその少なくとも１つの側部延長部は、第２金属プレートの周囲に沿って一定の幅で延び、第１金属プレートの側部延長部は、自由端部を有し、これは第２金属プレートの側部延長部の自由端部に対向して位置し、これらの自由端部は前記壁部材のセクションによって分割される。壁部材の前記セクションは、それぞれの金属プレートの側部延長部間の電気的絶縁として機能するケーシングの周囲でバンドを形成してもよい。
【００１９】
１つの実施態様では複数の側部延長部が第１金属プレートからその周辺部に沿って延び、対応する複数の側部延長部が第２金属プレートからその周辺部に沿って延び、第１金属プレートの側部延長部は、第２金属プレートの側部延長部に対して周囲方向にずれており、第１金属プレートの側部延長部は、前記側壁内で第２金属プレートの側部延長部の間を延びている。これにより側壁の機械的強度をさらに向上させることができる。
【００２０】
１つの実施態様ではケーシングは仕切り線に沿って相互に接続された２つの半部に分割され、前記半部の第１の半部は第１金属プレートおよび前記壁部材の第１部分からなり、前記半部の第２の半部は第２金属プレートおよび前記壁部材の第２部分からなる。これにより極めて効率的にケーシングの製造およびケーシングの取り付けを行うことができる。２つの半部を製造し、少なくとも１つのバッテリーセルを前記半部の内の１つに取り付け、最後にもう一方の半部を取り付け、これを第１の半部に密閉接合するによってケーシングを閉じる。
【００２１】
１つの実施態様では壁部材の第１の部分は、第１金属プレートの少なくとも１つの側部延長部上に成型され、その側部延長部を囲むポリマーであり、壁部材の第２の部分は、第２金属プレートの少なくとも１つの側部延長部上に成型され、その側部延長部を囲むポリマーである。前記第１および第２の部分は、対応する金属プレートの周囲を連続的に延びている。これにより壁部材とそれぞれの金属プレートの側部延長部間で極めて密な封止接続を行うことができる。好ましくは壁部材の第１部分および第２の部分は、溶接（ポリマー溶接）によって接合される。他の可能な接合方法としては、化学結合、のり付け、クランプまたは任意の他の好適な方法が挙げられる。
【００２２】
１つの実施態様では前記少なくとも１つの側部延長部には少なくとも１つの貫通孔が設けられている。側部延長部に貫通孔を設けることは、特に壁部材が側部延長部の両側上に成型され、これにより側部延長部を囲むポリマーである場合（本発明の好ましい態様である）に有利である。貫通孔を設けることで側部延長部への壁部材の接着を向上させる。従って、複数の貫通孔をそれぞれの金属プレートに関連する少なくとも１つの側部延長部に設けることが好ましい。貫通孔は円形または楕円形の穴であることが好ましいが、他の形状も利用可能である。貫通孔は要求される接着が得られ、そしてポリマーで満たされるために小さすぎない方がよい。一方、側部延長部の熱伝導および機械的補強が減少してしまうので大きすぎない方がよい。好ましくは各穴は０．１ｃｍより大きいが１.５ｃｍより小さい直径を有し、１つの金属プレートの少なくとも１つの側部延長部に設けられる前記穴の総面積は０．０５×Ａ１〜０．３×Ａ１の範囲であってもよい。
【００２３】
また本発明は、バッテリーモジュールに関し、これは少なくとも１つのバッテリーセルを含み、その少なくとも１つのバッテリーセルが前記または下記に規定するようなバッテリーモジュールケーシングに収容され、第１金属プレートがバッテリーモジュールの正端子を形成し、第２金属プレートがバッテリーモジュールの負端子を形成することを特徴とする。その少なくとも１つのバッテリーセルは、任意の種類のものであってもよいが、１つの特定の実施態様ではセルはバイポーラ型のセルである。
【００２４】
また本発明はバッテリーに関し、これは本発明によるバッテリーモジュールを１つまたは本発明によるバッテリーモジュールの少なくとも２つからなるスタックを含み、前記スタックにおいて前記バッテリーモジュールの内の第１のモジュールの第２金属プレートは前記バッテリーモジュールの第２のモジュールの第１金属プレートに向けられ、これに対向して位置し、前記１つのバッテリーモジュールまたは前記スタックの最も外側金属プレートは電気的絶縁部材によって覆われ、１つのバッテリーモジュールまたはバッテリーモジュールのスタックを保持するクランプ部材が提供されることを特徴とする。直列につながれた複数のバッテリーモジュールの場合、前記バッテリーモジュールの内の第１のモジュールの第２金属プレートは、前記バッテリーモジュールの第２のモジュールの第１金属プレートと直に接触する。一方でバッテリーモジュールが並列につながれると、前記バッテリーモジュールの内の第１のモジュールの第２金属プレートは、前記バッテリーモジュールの第２のモジュールの隣接する第１金属プレートから電気的絶縁シートによって隔てられる。クランプ部材はその目的に適したあらゆるクランプ部材であってもよい。１つの実施態様ではクランプ部材は、バッテリーモジュールまたはバッテリーモジュールのスタックに巻かれる１つ以上のストラップである。
【００２５】
本発明のさらなる特徴および利点をいくつかの実施態様の詳細な説明に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の例示的実施態様を添付図面を参照して以下に詳しく説明する。
【図１】本発明によるバッテリーモジュールケーシングを一部切り欠いて示した斜視図である。
【図２】図１のバッテリーモジュールケーシングを含む本発明によるバッテリーモジュールの上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の１つの実施態様による金属プレートの斜視図である。
【図５】本発明によるバッテリーモジュールケーシングの別の実施態様を一部切り欠いて示した斜視図である。
【図６】本発明によるバッテリーモジュールケーシングのさらに別の実施態様を一部切り欠いて示した斜視図である。
【図７】本発明によるバッテリーを一部切り欠いて示した斜視図である。
【図８】図７に示したバッテリーの上面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１０】バッテリーモジュールケーシングのさらなる実施態様を一部切り欠いて示した斜視図である。
【図１１】図１０に示したバッテリーモジュールケーシングの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜３を参照する。図１は１つの実施態様によるバッテリーモジュールケーシングを示し、図２と３は図１に示したバッテリーモジュールケーシングを含むバッテリーを示す。バッテリーモジュール１は、少なくとも１つのバッテリーセル３を収容するように構成されたバッテリーモジュールケーシング２を含み、バッテリーモジュールケーシング２は、バッテリーモジュール１の正端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセルの第１の側部に位置するように構成された第１金属プレート４と、バッテリーモジュール１の負端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル３の反対の第２側部に位置するように構成された第２金属プレート５と、前記少なくとも１つのバッテリーセル３の側部周辺部の周りを延びるように構成された側壁部材６とを含み、側壁部材６は前記第１金属プレート４と前記第２金属プレート５の間に位置し、側壁部材６は電気的絶縁材を含み、第１金属プレート４および第２金属プレート５それぞれに封止するように取り付けられている。「封止するように取り付けられる」とは、金属プレート４、５と側壁部材６との接触面を介して気体または液体がバッテリーモジュールからまたはバッテリーモジュール内に入るまたは出るのを防ぐことができることを言う。このような封止効果は、金属プレート４、５およびそれらの側部延長部７、８の周囲を側壁部材６を形成する材料でオーバーモールドすることによって達成することができる。バッテリーセル３はバイポーラＮｉＭＨバッテリーセルであるが、円筒状セル、リチウムイオンセルなどの他の種類のバッテリーセルも使用可能である。第１および第２金属プレート４、５は同一の矩形形状で同一の大きさであり、アルミニウム合金で作製される。側壁部材６はポリマー、ここではポリカーボネートおよびＡＢＳで作製される。
【００２８】
第１および第２金属プレートだけを示す図４を参照する。第１および第２金属プレートそれぞれの外側周辺部に沿って前記側壁部材６と共に側壁９を形成する複数の側部延長部７、８が設けられている。矩形の各金属プレートの４辺すべてに側部延長部７、８が設けられている。側部延長部７、８は、それぞれの金属プレート４、５を形成する金属シートを折り曲げることによって形成される。第１および第２金属プレート４、５は、ほぼ平坦であり、その側部延長部７、８は対応する金属プレート４、５の主要面に対してほぼ直交する方向に延びている。この具体的な実施態様の各金属プレート４、５では側部延長部７、８は、対応する金属プレート４、５の周囲長さの約８０％に沿って延びている。それぞれの金属プレート４、５によって画定されたここでは矩形の多角形の角には側部延長部が設けられていない。第１および第２金属プレートそれぞれの側部延長部７、８は、それらの周囲延長部に沿ってほぼ同じ幅を有する（幅は第１金属プレートから第２金属プレートへの方向またはその逆で測定される）。さらに第１金属プレートに関連する側部延長部７は第２金属プレートに関連する側部延長部８と同じ幅を有する。第１金属プレート４の側部延長部７は、自由端部を有し、これは第２金属プレート５の側部延長部８の自由端の向かい側に位置し、これらの自由端部は前記側壁部材９のセクションによって分けられている。
【００２９】
各金属プレート４、５の側部延長部７、８は、側壁９の総側部領域Ａｔｏｔの約１５％である側部領域Ａ１を覆う。それらは共に側壁９の総側部領域Ａｔｏｔの約３０％を覆う。
【００３０】
バッテリーモジュールケーシング２は、仕切り線１０に沿って相互に接続された２つの半部２’、２’’に分割され、これら半部の第１半部２’は第１金属プレート４と前記壁部材６の第１部分６’からなり、これら半部の第２の半部２’’は第２金属プレート５と前記壁部材６の第２部分６’’からなる。
【００３１】
壁部材６の第１部分６’は、第１金属プレート４の側部延長部７上に成型され、これを囲み、壁部材６の第２部分６’’は、第２金属プレート５の側部延長部８上に成型され、これを囲む。好ましくは壁部材６の第１および第２部分６’、６’’は、側部延長部が設けられていない対応する金属プレートのリムも覆い、各金属プレート４、５の全周を連続的に延びている。形成された半部２’、２’’の内の１つにバッテリーセル３を配置した後、壁部材６の第１および第２部分６’、６’’が仕切り線１０でポリマー溶接接合によって封止するように接合される。
【００３２】
側壁６の第１および第２部分６’、６’’の強度を向上させ、それらの対応する側部延長部７、８への接着性を向上させるために側部延長部７、８に貫通孔１１が設けられている（図４参照）。これらの貫通孔１１は図１〜３に示されていないが、当然のことながら図１〜３に示す実施態様並びに図５および６に示す別の実施態様に好ましくは含まれる。貫通孔１１は壁部材６のポリマー材料で満たされ、その結果壁部材が側部延長部７、８上に成型される。貫通孔１１は直径が約０．２５ｃｍの円形形状を有する。これら貫通孔は側部延長部７、８の表面に均一に配分され、各対応する金属プレート４、５の側部延長部７、８上でこれら貫通孔は約０．１×Ａ１の面積を占める。
【００３３】
図４から明らかなように第１電気コネクタ部材１２が第１金属プレート４の側部延長部７に設けられており、第２電気コネクタ部材１３が第２金属プレート５の側部延長部８に設けられている。また図４から明らかなように第１および第２金属プレート４、５が側部延長部を有していないセクション１４が設けられている。このセクションが設けられている理由は、この場合バッテリーまたはバッテリーモジュールに巻かれるストラップによって形成されたクランプ部材のための凹部を設けるためである。従って、これらの凹部１４は、適当と思われる場合、および金属プレートの全側部に沿った連続した側部延長部が好ましい場合、無くてもよい。
【００３４】
図５はバッテリーモジュールケーシングの別の実施態様を示し、ここでは符号１５で示すバッテリーモジュールケーシングは、第１金属プレート４からその周囲に沿って延びた複数の側部延長部１６と第２金属プレート５からその周囲に沿って延びた対応する複数の側部延長部１７とを含み、第１金属プレート４の側部延長部１６は第２金属プレート５の側部延長部１７に対して周囲方向にずれており、第１金属プレート４の側部延長部１６は側壁１８内で第２金属プレート５の側部延長部１７の間を延びている。側部延長部１６、１７は、同じ長さおよび側壁１８の幅（幅＝第１金属プレート４から第２金属プレート５への方向における距離）の少なくとも半分、好ましくは側壁１８の幅の少なくとも８０％である幅を有するとよい。従って、側部延長部１６、１７が重なる。ケーシングのそれぞれの半部の外形は、対応する金属プレートおよびその側部延長部の外形に沿った外形であり、仕切り線は歯状の延長部を有することになる。ケーシングは図１〜３に示す実施態様に開示するように別個の半部によって形成され、これらの半部はその実施態様を参照して開示した方法と同じ方法で同じ種類の材料の使用して成型することによって形成されるのが好ましい。上述の実施態様のように側部延長部１６、１７は、側壁１８を共に形成するポリマー製側壁部材の電気的絶縁セクションによって隔てられる。
【００３５】
図６はここでは符号１９で示すケーシングのさらに別の実施態様を示し、これは図５に示したケーシングと側部延長部の設計および数が異なる。第１金属プレート４の各対の側部延長部２０の間に第２金属プレート５の１つの側部延長部２１がある（角の領域を除いて）。各側部延長部２０、２１は、それが関連する金属プレートに取り付けられた広い底部と反対の金属プレートの方に向いた先端とを有する円錐台の輪郭を有する。ケーシング１９は、仕切り線２２に沿って互いに取り付けられる半部に分割され、仕切り線は互いに係止する側部延長部２０、２１の外形に沿って延びている。これとは別に側部延長部２０、２１は、波形の外形を有するように画定されてもよい。上述の実施態様のように側壁部材は側部延長部と共に側壁（ここでは符号２３で示す）を形成する。上述の実施態様のように側壁部材は対応する金属プレート側部延長部上およびリム（側部延長部が設けられていない）上にポリマーを成型することによって形成され、その後バッテリーセルがこのように形成された半部の１つに入れられ、２つの半部が仕切り線２２に沿って接合され、これによりバッテリーモジュールが形成される。
【００３６】
図７、８は本発明によるバッテリー２４の一例を示している。この具体的な実施態様ではバッテリー２４のバッテリーモジュール１は、図１〜３に示す設計に対応するように設計されているが、当然のことながら例えば図５および６に示した別の設計のケーシング使用した別のバッテリーモジュール設計も実施可能である。図示の実施態様ではバッテリーモジュール１は直列に接続され、これは１つのバッテリーモジュールの正端子を形成する第１金属プレート４が隣接するバッテリーモジュールの負端子を形成する第２金属プレート５と接触する方向にあることを意味する。代わりに一組の隣接するバッテリーモジュールが並列に接続された場合、電気的絶縁材料、好ましくはポリマーからなるシートがバッテリーモジュールの隣接する金属プレートの間に配置される。前記スタックの最も外側の金属プレート４、５は電気的絶縁部材２５、２６によって覆われている。バッテリーモジュールのスタックを１つにまとめるクランプ部材２７が設けられている。クランプ部材２７はバッテリー２４と電気的絶縁部材２５、２６に巻かれる複数のストラップによって形成されている。
【００３７】
図１０および１１はバッテリーモジュールケーシングのさらに別の実施態様を示し、ここでは符号２８で示すバッテリーモジュールケーシングはバッテリーモジュールケーシング２８の側壁３０にその金属プレート４、５の側部延長部７、８を能動冷却するために設けられたチャネル２９を含む。あらゆる好適な冷却媒体がバッテリーモジュールケーシング２８に冷却機能を付与するために冷却チャネルを介して伝えられるようにしてもよい。図１０および１１に示す実施態様では側壁３０の上面に封止部材３１が設けられており、これは液体または気体が外からまたは冷却チャネル２９からバッテリーの隣接するバッテリーモジュールの金属プレートの接触面内にまたはバッテリーモジュールケーシングの金属プレートとそれに貼り付けられる電気的絶縁シートとの接触面内に入り込むまたは漏れるのを妨げる。封止部材３１は冷却チャネル２９の開口部および対応する金属プレート４、５の周囲を延びている。封止部材３１を設けることは冷却チャネルを含む実施態様のみに限定されるものではなく、本発明によるバッテリーモジュールケーシングのあらゆる実施態様において実行可能である。封止部材３１はバッテリー内の隣接するバッテリーモジュールケーシングの隣接する金属プレート間の良好な接触を妨げない薄さである。封止部材は、例えばスクリーン印刷を利用して設けてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】国際公開第２００７／０８２８６３号
【図１】
2020514959.tif 000003
【図２】
2020514959.tif 000004
【図３】
2020514959.tif 000005
【図４】
2020514959.tif 000006
【図５】
2020514959.tif 000007
【図６】
2020514959.tif 000008
【図７】
2020514959.tif 000009
【図８】
2020514959.tif 000010
【図９】
2020514959.tif 000011
【図１０】
2020514959.tif 000012
【図１１】
2020514959.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月26日(2018.6.26)
【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】
少なくとも１つのバッテリーセル（３）を収容するように構成され、
−バッテリーモジュールの正端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の第１の面に位置するように構成された第１金属プレート（４）と、
−バッテリーモジュールの負端子を形成し、前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の第１の面とは反対の第２の面に位置するように構成された第２金属プレート（５）と、
−前記少なくとも１つのバッテリーセル（３）の側部周辺部の周囲を延びるように構成された側壁部材（６）とを含み、この側壁部材（６）は前記第１金属プレート（４）と前記第２金属プレート（５）の間に位置し、前記側壁部材（６）は、電気的絶縁材を含み、第１金属プレート（４）および第２金属プレート（５）それぞれに封止するように取り付けられ、前記第１および第２金属プレート（４、５）の内の少なくとも１つは少なくとも１つの側部延長部（７、８）を含み、これはそれが関連する前記プレートの周囲の少なくとも一部に沿って前記側壁部材（６）と共に側壁（９）を形成するバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）において、ケーシング（２）は仕切り線（１０）に沿って相互に接続されている２つの半部（２’、２’’）に細分され、前記半部の第１の半部（２’）は第１金属プレート（４）および前記側壁部材（６）の第１部分（６’）を含み、前記半部の第２の半部（２’’）は第２金属プレート（５）および前記側壁部材部材（６）の第２部分（６’’）を含み、側壁部材（６）の第１部分（６’）は第１金属プレート（４）の少なくとも１つの側部延長部（７）上に成型され、それを囲むポリマーであり、側壁部材（６）の第２部分（６’’）は第２金属プレート（５）の少なくとも１つの側部延長部（８）上に成型され、これを囲むポリマーであることを特徴とするバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの側部延長部（７、８）は、それが関連する前記第１または第２金属プレート（４、５）の前記周囲の長さの少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％に沿って延びていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの側部延長部は、それが関連する前記第１または第２金属プレート（４、５）の前記周囲の長さの７５％超に沿って延びていることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリーモジュールケーシング（２）。
【請求項４】
複数の側部延長部（７、８）が設けられており、前記側部延長部（７、８）は、それが関連する前記第１または第２金属プレート（４、５）の前記周囲に沿って均一に配分されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項５】
側壁（９）は側部領域Ａｔｏｔを有し、前記少なくとも１つの側部延長部（７、８）は側壁（９）の側部領域Ａｔｏｔの少なくとも１０％である側部領域Ａ１に亘って延びていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項６】
第１金属プレート（４）には少なくとも１つの側部延長部（７）が設けられており、第２金属プレート（５）には少なくとも１つの側部延長部（８）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項７】
第１金属プレート（４）の少なくとも１つの側部延長部（７）の側部領域Ａ１は第２金属プレート（５）の少なくとも１つの側部延長部（８）の側部領域Ａ１に対応することを特徴とする請求項６記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項８】
第１金属プレート（４）およびその少なくとも１つの側部延長部（７）は第２金属プレート（５）およびその少なくとも１つの側部延長部（８）と同じ形および大きさを有することを特徴とする請求項６または７記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）。
【請求項９】
第１金属プレート（４）の少なくとも１つの側部延長部（７）は、第１金属プレート（４）の周囲に沿って一定の幅で延び、第２金属プレート（５）の少なくとも１つの側部延長部（８）は第２金属プレートの（５）の周囲に沿って一定の幅で延び、第１金属プレート（４）の側部延長部（７）は自由端部を有し、これは第２金属プレート（５）の側部延長部（８）の自由端部の反対に対向して位置し、これらの自由端部は前記壁部材（６）のセクションによって分けられていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２）。
【請求項１０】
複数の側部延長部（１６、２０）が第１金属プレート（４）からその周囲に沿って延び、対応する複数の側部延長部（１７、２１）が第２金属プレート（５）からその周囲に沿って延び、第１金属プレート（４）の側部延長部（１６、２０）は第２金属プレート（５）の側部延長部（１７、２１）に対して周囲方向にずれており、第１金属プレート（４）の側部延長部（１６、２０）は第２金属プレート（５）の側部延長部（１７、２１）を延びていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（１５、１９）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの側部延長部（７、８）には少なくとも１つの貫通孔（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング。
【請求項１２】
少なくとも１つのバッテリーセル（３）を含むバッテリーモジュール（１）において、その少なくとも１つのバッテリーセル（３）は請求項１乃至１１いずれか１項記載のバッテリーモジュールケーシング（２、１５、１９）に収容され、第１金属プレート（４）はバッテリーモジュール（１）の正端子を形成し、第２金属プレート（５）はバッテリーモジュール（１）の負端子を形成していることを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項１３】
バッテリー（２４）において、このバッテリーは請求項１２に記載の１つのバッテリーモジュール（１）または請求項１２に記載の少なくとも２つのバッテリーモジュール（１）からなるスタックを含み、前記スタックにおいて前記バッテリーモジュールの第１のモジュールの第２金属プレート（５）は、前記バッテリーモジュールの第２のモジュールの第１金属プレート（４）に向けられ、その向かいに位置し、前記１つのバッテリーモジュールまたは前記スタックの最も外側の金属プレートは、電気的絶縁部材（２５、２６）によって覆われており、その１つのバッテリーモジュールまたはバッテリーモジュールのスタックをまとめるクランプ部材（２７）が設けられていることを特徴とするバッテリー。 
【国際調査報告】
2020514959.tif 000014
2020514959.tif 000015