(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023017754
(43)【公開日】2023-02-07
(54)【発明の名称】バッテリーモジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/505 20210101AFI20230131BHJP
H01M 50/548 20210101ALI20230131BHJP
H01M 50/503 20210101ALI20230131BHJP
H01M 50/512 20210101ALI20230131BHJP
H01M 50/50 20210101ALI20230131BHJP
H01M 50/296 20210101ALI20230131BHJP
【ＦＩ】
H01M50/505
H01M50/548 201
H01M50/503
H01M50/512
H01M50/50 101
H01M50/296
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022118724
(22)【出願日】2022-07-26
(31)【優先権主張番号】10-2021-0098066
(32)【優先日】2021-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】590002817
【氏名又は名称】三星エスディアイ株式会社
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１５０－２０ Ｇｏｎｇｓｅ－ｒｏ，Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ，Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， ４４６－９０２ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】韓 鐘燦
【テーマコード（参考）】
5H040
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H040AA00
5H040AS04
5H040AS13
5H040AS14
5H040AS15
5H040AT01
5H040DD03
5H040NN01
5H040NN03
5H040NN05
5H043AA00
5H043AA11
5H043AA13
5H043BA11
5H043CA03
5H043CA21
5H043FA04
5H043FA23
5H043LA02F
5H043LA11F
5H043LA21F
5H043LA32F
(57)【要約】 （修正有）
【課題】バッテリーセルの均一な充放電が可能なバッテリーモジュールを提供する。
【解決手段】バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５を含むバッテリーセルアレイ１１と、バッテリーセルの第１端子を互いに連結し、第１共通ノードＮ１を通じて外部装置と連結される第１接続部材１２と、バッテリーセルの第２端子を互いに連結し、第２共通ノードＮ２を通じて外部装置と連結される第２接続部材１３とを含み、第１共通ノードはバッテリーセルアレイの最外郭に位置する第１および第２バッテリーセルのうちの第１バッテリーセルに隣接し、第２共通ノードは第１および第２バッテリーセルのうちの第２バッテリーセルに隣接し、第１接続部材は第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成され、第２接続部材は第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成される。
【選択図】図１
【解決手段】バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５を含むバッテリーセルアレイ１１と、バッテリーセルの第１端子を互いに連結し、第１共通ノードＮ１を通じて外部装置と連結される第１接続部材１２と、バッテリーセルの第２端子を互いに連結し、第２共通ノードＮ２を通じて外部装置と連結される第２接続部材１３とを含み、第１共通ノードはバッテリーセルアレイの最外郭に位置する第１および第２バッテリーセルのうちの第１バッテリーセルに隣接し、第２共通ノードは第１および第２バッテリーセルのうちの第２バッテリーセルに隣接し、第１接続部材は第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成され、第２接続部材は第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のバッテリーセルを含むバッテリーセルアレイと、
前記複数のバッテリーセルの第１端子を互いに電気的に連結し、第１共通ノードを通じて外部装置と連結される第１接続部材と、
前記複数のバッテリーセルの第２端子を互いに電気的に連結し、第２共通ノードを通じて外部装置と連結される第２接続部材とを含み、
前記第１共通ノードは前記バッテリーセルアレイの最外郭に位置する第１および第２バッテリーセルのうちの第１バッテリーセルに隣接するように位置し、前記第２共通ノードは前記第１および第２バッテリーセルのうちの前記第２バッテリーセルに隣接するように位置し、
前記第１接続部材は前記第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成され、前記第２接続部材は前記第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成される、バッテリーモジュール。
前記複数のバッテリーセルの第１端子を互いに電気的に連結し、第１共通ノードを通じて外部装置と連結される第１接続部材と、
前記複数のバッテリーセルの第２端子を互いに電気的に連結し、第２共通ノードを通じて外部装置と連結される第２接続部材とを含み、
前記第１共通ノードは前記バッテリーセルアレイの最外郭に位置する第１および第２バッテリーセルのうちの第１バッテリーセルに隣接するように位置し、前記第２共通ノードは前記第１および第２バッテリーセルのうちの前記第２バッテリーセルに隣接するように位置し、
前記第１接続部材は前記第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成され、前記第２接続部材は前記第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成される、バッテリーモジュール。
【請求項2】
前記第１接続部材は前記複数のバッテリーセルの配列方向に沿って順次に連結される複数の第１連結抵抗を含み、
前記複数の第１連結抵抗はそれぞれ、互いに隣接する二つのバッテリーセルの前記第１端子を連結し、
前記複数の第１連結抵抗は、前記第１共通ノードから遠いほど抵抗値が次第に増加するように構成される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
前記複数の第１連結抵抗はそれぞれ、互いに隣接する二つのバッテリーセルの前記第１端子を連結し、
前記複数の第１連結抵抗は、前記第１共通ノードから遠いほど抵抗値が次第に増加するように構成される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項3】
前記第２接続部材は前記複数のバッテリーセルの配列方向に沿って順次に連結される複数の第２連結抵抗を含み、
前記複数の第２連結抵抗はそれぞれ、互いに隣接する二つのバッテリーセルの前記第２端子を連結し、
前記複数の第２連結抵抗は、前記第２共通ノードから遠いほど抵抗値が次第に増加するように構成される、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
前記複数の第２連結抵抗はそれぞれ、互いに隣接する二つのバッテリーセルの前記第２端子を連結し、
前記複数の第２連結抵抗は、前記第２共通ノードから遠いほど抵抗値が次第に増加するように構成される、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項4】
前記複数の第１連結抵抗および前記複数の第２連結抵抗は数式１４を満たすように抵抗値が決定される、請求項３に記載のバッテリーモジュール：
［数式１４］
ＲＢｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）ＲＴｋ
前記ｎは前記複数のバッテリーセルの個数であり、前記ＲＴｋは、前記複数の第１連結抵抗のうち、前記第１共通ノードから遠くなる第１方向にｋ番目に位置する第１連結抵抗を示し、前記ＲＢｋは前記複数の第２連結抵抗のうち、前記第１方向にｋ番目に位置する第２連結抵抗を示す。
［数式１４］
ＲＢｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）ＲＴｋ
前記ｎは前記複数のバッテリーセルの個数であり、前記ＲＴｋは、前記複数の第１連結抵抗のうち、前記第１共通ノードから遠くなる第１方向にｋ番目に位置する第１連結抵抗を示し、前記ＲＢｋは前記複数の第２連結抵抗のうち、前記第１方向にｋ番目に位置する第２連結抵抗を示す。
【請求項5】
前記第１接続部材は、前記第１共通ノードから遠くなるほど前記第１接続部材の幅、厚さまたは断面積が次第に増加するように形成されて、前記第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が増加し、
前記第２接続部材は、前記第２共通ノードから遠くなるほど前記第２接続部材の幅、厚さまたは断面積が次第に増加するように形成されて、前記第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が増加する、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
前記第２接続部材は、前記第２共通ノードから遠くなるほど前記第２接続部材の幅、厚さまたは断面積が次第に増加するように形成されて、前記第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が増加する、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項6】
前記第１および第２接続部材はバスバーから構成される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開始はバッテリーモジュールに関するものである。
【背景技術】
【0002】
二次バッテリー（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は充電および放電が繰り返されるという点から、化学物質の電気エネルギーへの非可逆的変換のみを提供する一次バッテリー（ｐｒｉｍａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）と異なる。低容量の二次バッテリーは携帯電話、ノートパソコン、およびキャムコーダーのような小型電子装置の電源装置として使用され、高容量の二次バッテリーは電気車両などの電源装置として使用される。
【0003】
電気車両では走行距離の増加のために高容量のバッテリー使用が要求される。したがって、電気車両には複数のバッテリーセルを直列または並列連結して構成されたバッテリーモジュールが使用される。特に、高容量のバッテリーモジュールを構成するためには複数のバッテリーセルを並列に連結する方法が使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態を通じて解決しようとする課題は、互いに並列連結されるバッテリーセル間に電流偏差を解消してバッテリーセルの均一な充放電の可能なバッテリーモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための一実施形態によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルを含むバッテリーセルアレイと、前記複数のバッテリーセルの第１端子を互いに電気的に連結し、第１共通ノードを通じて外部装置と連結される第１接続部材と、前記複数のバッテリーセルの第２端子を互いに電気的に連結し、第２共通ノードを通じて外部装置と連結される第２接続部材とを含み、前記第１共通ノードは前記バッテリーセルアレイの最外郭に位置する第１および第２バッテリーセルのうちの第１バッテリーセルに隣接するように位置し、前記第２共通ノードは前記第１および第２バッテリーセルのうちの前記第２バッテリーセルに隣接するように位置し、前記第１接続部材は前記第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成され、前記第２接続部材は前記第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加するように構成することができる。
【0006】
前記第１接続部材は前記複数のバッテリーセルの配列方向に沿って順次に連結される複数の第１連結抵抗を含み、前記複数の第１連結抵抗はそれぞれ、互いに隣接する二つのバッテリーセルの前記第１端子を連結し、前記複数の第１連結抵抗は、前記第１共通ノードから遠いほど抵抗値が次第に増加するように構成することができる。
【0007】
前記第２接続部材は前記複数のバッテリーセルの配列方向に沿って順次に連結される複数の第２連結抵抗を含み、前記複数の第２連結抵抗はそれぞれ、互いに隣接する二つのバッテリーセルの前記第２端子を連結し、前記複数の第２連結抵抗は、前記第２共通ノードから遠いほど抵抗値が次第に増加するように構成することができる。
【0008】
前記複数の第１連結抵抗および前記複数の第２連結抵抗は、数式１４を満たすように抵抗値を決定することができる。
［数式１４］
ＲＢｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）ＲＴｋ
［数式１４］
ＲＢｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）ＲＴｋ
【0009】
前記ｎは前記複数のバッテリーセルの個数であり、前記ＲＴｋは、前記複数の第１連結抵抗のうち、前記第１共通ノードから遠くなる第１方向にｋ番目に位置する第１連結抵抗を示し、前記ＲＢｋは前記複数の第２連結抵抗のうち、前記第１方向にｋ番目に位置する第２連結抵抗を示す。
【0010】
前記第１接続部材は、前記第１共通ノードから遠くなるほど前記第１接続部材の幅、厚さまたは断面積が次第に増加するように形成されて、前記第１共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が増加し、前記第２接続部材は、前記第２共通ノードから遠くなるほど前記第２接続部材の幅、厚さまたは断面積が次第に増加するように形成されて、前記第２共通ノードから遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が増加できる。
【0011】
前記第１および第２接続部材はバスバーから構成することができる。
【発明の効果】
【0012】
実施形態によれば、互いに並列連結されるバッテリーセルの電流偏差を解消して、バッテリーセルが均一に充放電されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】一実施形態によるバッテリーモジュールを概略的に示す。
【図2】一実施形態によるバッテリーモジュールの等価回路を示す。
【図3】一実施形態によるバッテリーモジュールの電流偏差解消効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。以下、添付された図面を参照して実施形態の効果および特徴、そしてその実現方法を詳しく説明する。図面において、同一の参照符号は同一の構成要素を示し、それに対する重複する説明は省略される。しかし、本発明は多様な形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されると解釈されてはならない。むしろ、これら実施形態は本開示が徹底且つ完全になり得るように例として提供され、通常の技術者に本発明の様態および特徴を十分に伝達する。
【0015】
本文書で“および／または”という用語は、関連して列挙された複数の項目の全ての組み合わせまたは任意の組み合わせを含む。本発明の実施形態を記述する時“～することができる”、“～であってもよい”を使用することは“本発明の一つ以上の実施形態”を意味する。次の本発明の実施形態に関する説明で、単数形態の用語は文脈に別に明示されない限り複数形態を含むことができる。
【0016】
本文書で“第１”、“第２”、“第３”などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明することに使用されるが、これら構成要素はこの用語によって限定されない。これら用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第２構成要素は第１構成要素と命名することができ、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名することができる。
【0017】
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したものであって、実施形態は必ずしも図示されたものに限定されない。図面において多様な層および領域を明確に表現するために厚さおよび領域を誇張して示すことができる。
【0018】
本文書で一つの構成要素または層が他の構成要素または層に対して“上に”、“連結された”、または“結合された”と記載される場合において、“上に”、“連結された”および“結合された”ことは直接、または一つ以上の他の構成要素または層を介して形成されることを全て含む。また、一つの構成要素または層が二つの構成要素または層“の間”にあると記載される場合、二つの構成要素または層の間の唯一の構成要素または層であるか、一つ以上の介された他の要素または層が存在すると理解されなければならない。また、二つの構成要素を電気的に連結するということは二つの構成要素を直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）連結する場合だけでなく、二つの構成要素の間に他の構成要素を経て連結する場合も含む。他の構成要素は、スイッチ、抵抗、キャパシタなどを含むことができる。実施形態を説明することにおいて連結するという表現は、直接連結するという表現がない場合には、電気的に連結するということを意味する。
【0019】
図１は、一実施形態によるバッテリーモジュールを概略的に示す。
図１を参照すれば、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセルアレイ（ａｒｒａｙ）１１、および第１および第２接続部材１２、１３を含むことができる。
図１を参照すれば、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセルアレイ（ａｒｒａｙ）１１、および第１および第２接続部材１２、１３を含むことができる。
【0020】
バッテリーセルアレイ１１は、所定の方向（例えば、図１のｘ方向）に沿って順次に配列された複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５を含むことができる。図１では説明の便宜のためにバッテリーセルアレイ１１が５つのバッテリーセルを含む場合を例として示す。しかし、実施形態がこれによって限定されるのではなく、バッテリーセルアレイ１１に含まれるバッテリーセルの個数はそれよりさらに多いかそれよりさらに少なくてもよい。
【0021】
第１接続部材１２は複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５の正極端子に結合して、複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５の正極端子を互いに電気的に連結することができる。第２接続部材１３は複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５の負極端子に結合して、複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５の負極端子を互いに電気的に連結することができる。これにより、複数のバッテリーセルＣ１～Ｃ５は、第１接続部材１２および第２接続部材１３の間に並列連結される。
【0022】
第１および第２接続部材１２、１３は、バスバー（ｂｕｓ ｂａｒ）などの伝導性部材から構成することができる。
【0023】
第１および第２接続部材１２、１３はそれぞれ、第１共通ノードＮ１および第２共通ノードＮ２を含むことができる。第１および第２共通ノードＮ１、Ｎ２は、外部装置（例えば、充電器または負荷）と電気的に連結される。即ち、第１および第２共通ノードＮ１、Ｎ２はそれぞれ第１および第２接続部材１２、１３の電流出入口であって、第１および第２接続部材１２、１３と外部装置の間の電流流れは第１および第２共通ノードＮ１、Ｎ２を通じて行われる。
【0024】
第１および第２共通ノードＮ１、Ｎ２は、バッテリーセルアレイ１１の中心部を基準にして互いに反対方向に配置することができる。第１共通ノードＮ１はバッテリーセルアレイ１１の最外郭に位置する二つのバッテリーセルＣ１、Ｃ５のうちのバッテリーセルＣ１に隣接するように配置し、第２共通ノードＮ２は二つの最外郭バッテリーセルＣ１、Ｃ５のうちのバッテリーセルＣ５に隣接するように配置することができる。本文書で、バッテリーセルアレイ１１の中心部はバッテリーセルアレイ１１を構成するバッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（図１のｘ方向）での中心部を意味することができる。
【0025】
第１接続部材１２は第１共通ノードＮ１から遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加し、第１共通ノードＮ１に近くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に減少するように構成することができる。第２接続部材１３は第２共通ノードＮ２から遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加し、第２共通ノードＮ２に近くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に減少するように構成することができる。図１で、第１および第２接続部材１２、１３の長さ方向はバッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（ｘ方向）に対応する。
【0026】
図１に示されているように、第１接続部材１２は第１共通ノードＮ１から遠くなるほど幅が次第に増加するように形成されて、第１共通ノードＮ１から遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加できる。また、第２接続部材１３は第２共通ノードＮ２から遠くなるほど幅が次第に増加するように形成されて、第２共通ノードＮ２から遠くなるほど単位長さ当り抵抗値が次第に増加できる。
【0027】
図１では第１および第２接続部材１２、１３の単位長さ当り抵抗値を次第に増加／減少させるために、第１および第２接続部材１２、１３の幅を次第に増加／減少させる場合を例として挙げて示すが、実施形態がこれによって限定されるのではない。他の実施形態では、第１および第２接続部材１２、１３の単位長さ当り抵抗値を次第に増加／減少させるために、第１および第２接続部材１２、１３の高さ、断面積などを次第に増加／減少させることもできる。
【0028】
以下、図２を参照して第１接続部材１２および第２接続部材１３の位置による抵抗値を決定する方法について詳しく説明する。
【0029】
【0030】
図２で、バッテリーセルＣ１～Ｃ５に流れる電流はそれぞれｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４、およびｉ５であり、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の開放電圧はそれぞれＶｏｃ１、Ｖｏｃ２、Ｖｏｃ３、Ｖｏｃ４、およびＶｏｃ５であり、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の内部抵抗はそれぞれＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５である。
【0031】
図２を参照すれば、第１接続部材１２はバッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（図１のｘ方向参照）に沿って順次に直列連結される複数の第１連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４を含むことができる。複数の第１連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４はそれぞれ互いに隣接する二つのバッテリーセルの正極端子を互いに電気的に連結することができる。第２接続部材１３は、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（ｘ方向）に沿って順次に直列連結される複数の第２連結抵抗ＲＢ１～ＲＢ４を含むことができる。複数の第２連結抵抗ＲＢ１～ＲＢ４はそれぞれ互いに隣接する二つのバッテリーセルの負極端子を互いに電気的に連結することができる。
【0032】
ＲＴ１は第１および第２バッテリーセルＣ１、Ｃ２の正極端子を互いに連結する連結抵抗であり、ＲＢ１は第１および第２バッテリーセルＣ１、Ｃ２の負極端子を互いに連結する連結抵抗である。ＲＴ２は第２および第３バッテリーセルＣ２、Ｃ３の正極端子を互いに連結する連結抵抗であり、ＲＢ２は第２および第３バッテリーセルＣ２、Ｃ３の負極端子を互いに連結する連結抵抗である。ＲＴ３は第３および第４バッテリーセルＣ３、Ｃ４の正極端子を互いに連結する連結抵抗であり、ＲＢ３は第３および第４バッテリーセルＣ３、Ｃ４の負極端子を互いに連結する連結抵抗である。ＲＴ４は第４および第５バッテリーセルＣ４、Ｃ５の正極端子を互いに連結する連結抵抗であり、ＲＢ４は第４および第５バッテリーセルＣ４、Ｃ５の負極端子を互いに連結する連結抵抗である。
【0033】
複数の第１連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４は、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（ｘ方向）に沿って抵抗値が次第に増加するように構成することができる。即ち、複数の第１連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４は第１共通ノードＮ１から遠くなるほど抵抗値が次第に増加し、第１共通ノードＮ１に近くなるほど抵抗値が次第に減少するように構成することができる。複数の第２連結抵抗ＲＢ１～ＲＢ４は、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（ｘ方向）に沿って抵抗値が次第に減少するように構成することができる。即ち、複数の第２連結抵抗ＲＢ１～ＲＢ４は第２共通ノードＮ２に近くなるほど抵抗値が次第に減少し、第２共通ノードＮ２から遠くなるほど抵抗値が次第に増加するように構成することができる。
【0034】
第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４は、図１を参照して説明したように、対応する接続部材１２、１３の物理的な形状を調節して抵抗値を調節することができる。
【0035】
以下、必要な数式を参照して位置によって第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値を決定する方法について詳しく説明する。
【0036】
バッテリーセルＣ１～Ｃ５が互いに同一な特性（Ｚ１＝Ｚ２＝Ｚ３＝Ｚ４＝Ｚ５、Ｖｏｃ１＝Ｖｏｃ２＝Ｖｏｃ３＝Ｖｏｃ４＝Ｖｏｃ５）を有すると仮定すれば、共通電圧ＶＴは次の数式１～数式５で示すことができる。
【0037】
［数式１］
ＶＴ＝ｉ１Ｚ１＋Ｖｏｃ１＋ｉ１ＲＢ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
ＶＴ＝ｉ１Ｚ１＋Ｖｏｃ１＋ｉ１ＲＢ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
【0038】
［数式２］
ＶＴ＝ｉ２Ｚ２＋Ｖｏｃ２＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
ＶＴ＝ｉ２Ｚ２＋Ｖｏｃ２＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
【0039】
［数式３］
ＶＴ＝ｉ３Ｚ３＋Ｖｏｃ３＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
ＶＴ＝ｉ３Ｚ３＋Ｖｏｃ３＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
【0040】
［数式４］
ＶＴ＝ｉ４Ｚ４＋Ｖｏｃ４＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
ＶＴ＝ｉ４Ｚ４＋Ｖｏｃ４＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４
【0041】
［数式５］
ＶＴ＝ｉ５Ｚ５＋Ｖｏｃ５＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋ｉ５ＲＴ４
ＶＴ＝ｉ５Ｚ５＋Ｖｏｃ５＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋ｉ５ＲＴ４
【0042】
全てのバッテリーセルＣ１～Ｃ５に同一の電流が流れると仮定すれば、上記数式２から数式１を引くと、下記数式６のように示すことができる。
【0043】
［数式６］
（ｉ２Ｚ２＋Ｖｏｃ２＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）－（ｉ１Ｚ１＋Ｖｏｃ１＋ｉ１ＲＢ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝ｉ１ＲＢ１－（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＝０
（ｉ２Ｚ２＋Ｖｏｃ２＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）－（ｉ１Ｚ１＋Ｖｏｃ１＋ｉ１ＲＢ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝ｉ１ＲＢ１－（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＝０
【0044】
上記数式６から、二つの連結抵抗ＲＢ１、ＲＴ１間の関係式が下記の数式７に導出される。
［数式７］
ＲＢ１＝（（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）／ｉ１）ＲＴ１＝４ＲＴ１
［数式７］
ＲＢ１＝（（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）／ｉ１）ＲＴ１＝４ＲＴ１
【0045】
また、前記数式３から数式２を引くと、下記の数式８で示すことができる。
［数式８］
（ｉ３Ｚ３＋Ｖｏｃ３＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）－（ｉ２Ｚ２＋Ｖｏｃ２＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２－（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２
［数式８］
（ｉ３Ｚ３＋Ｖｏｃ３＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）－（ｉ２Ｚ２＋Ｖｏｃ２＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２－（ｉ１＋ｉ２）ＲＢ２
【0046】
上記数式８から、二つの連結抵抗ＲＢ２、ＲＴ２間の関係式が下記の数式９に導出される。
［数式９］
ＲＢ２＝（（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）／（ｉ１＋ｉ２））ＲＴ２＝（３／２）ＲＴ２
［数式９］
ＲＢ２＝（（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）／（ｉ１＋ｉ２））ＲＴ２＝（３／２）ＲＴ２
【0047】
また、前記数式４から数式３を引くと、下記の数式１０で示すことができる。
［数式１０］
（ｉ４Ｚ４＋Ｖｏｃ４＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）－（ｉ３Ｚ３＋Ｖｏｃ３＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝（（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３－（（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３
［数式１０］
（ｉ４Ｚ４＋Ｖｏｃ４＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）－（ｉ３Ｚ３＋Ｖｏｃ３＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝（（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３－（（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）ＲＢ３
【0048】
上記数式１０から、二つの連結抵抗ＲＢ３、ＲＴ３間の関係式が下記の数式１１に導出される。
［数式１１］
ＲＢ３＝（（ｉ４＋ｉ５）／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３））ＲＴ３＝（２／３）ＲＴ３
［数式１１］
ＲＢ３＝（（ｉ４＋ｉ５）／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３））ＲＴ３＝（２／３）ＲＴ３
【0049】
また、前記数式５から数式４を引くと、下記の数式１２で示すことができる。
［数式１２］
（ｉ５Ｚ５＋Ｖｏｃ５＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋ｉ５ＲＴ４）－（ｉ４Ｚ４＋Ｖｏｃ４＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝（ｉ５ＲＴ４）－（（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）
［数式１２］
（ｉ５Ｚ５＋Ｖｏｃ５＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋ｉ５ＲＴ４）－（ｉ４Ｚ４＋Ｖｏｃ４＋（ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ１＋（ｉ３＋ｉ４＋ｉ５）ＲＴ２＋（ｉ４＋ｉ５）ＲＴ３＋（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）＝（ｉ５ＲＴ４）－（（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）ＲＢ４）
【0050】
上記数式１２から、二つの連結抵抗ＲＢ４、ＲＴ４間の関係式が下記の数式１３に導出される。
［数式１３］
ＲＢ４＝（ｉ５／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４））ＲＴ３＝（１／４）ＲＴ４
［数式１３］
ＲＢ４＝（ｉ５／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４））ＲＴ３＝（１／４）ＲＴ４
【0051】
前記数式７（ＲＢ１＝４ＲＴ１）、数式９（ＲＢ２＝（３／２）ＲＴ２）、数式１１（ＲＢ３＝（２／３）ＲＴ３）、および数式１３（ＲＢ４＝（１／４）ＲＴ４）を一般化すれば、下記の数式１４で示すことができる。
［数式１４］
ＲＢｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）ＲＴｋ
［数式１４］
ＲＢｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）ＲＴｋ
【0052】
上記数式１４で、ｎはバッテリーセルアレイ１１を構成するバッテリーセルＣ１～Ｃ５の個数であり、ＲＴｋは第１接続部材１２を構成する複数の第１連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４のうちのバッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（図１のｘ方向）を基準にしてｋ番目第１連結抵抗を示すことができる。また、ＲＢｋは第２接続部材１３を構成する複数の第２連結抵抗ＲＢ１～ＲＢ４のうちのバッテリーセルＣ１～Ｃ５の配列方向（図１のｘ方向）を基準にしてｋ番目第２連結抵抗を示すことができる。
【0053】
実施形態では、前記数式１４を満たすように第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値を決定することができる。また、第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値に基づいて、第１および第２接続部材１２、１３の形状を調節することができる。
【0054】
図３は、一実施形態によるバッテリーモジュールの電流偏差解消効果を説明するための図である。
【0055】
図３で、比較例は第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値を全て同一に構成（ＲＴ１＝ＲＴ２＝ＲＴ３＝ＲＴ４＝ＲＢ１＝ＲＢ２＝ＲＢ３＝ＲＢ４＝１．０ｍΩ）して各バッテリーセルＣ１～Ｃ５の充放電量（Ａｈ）をシミュレーションした結果である。また、実施形態は前記数式１４を満たすように第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値を構成（ＲＴ１＝０．４ｍΩ、ＲＴ２＝０．８ｍΩ、ＲＴ３＝１．２ｍΩ、ＲＴ４＝１．６ｍΩ、ＲＢ１＝１．６ｍΩ、ＲＢ２＝１．２ｍΩ、ＲＢ３＝０．８ｍΩ、ＲＢ４＝０．４ｍΩ）して各バッテリーセルＣ１～Ｃ５の充放電量（Ａｈ）をシミュレーションした結果である。図３の比較例および実施形態は互いに同一な時間、同一な電流および電圧で充放電を行うようにシミュレーションした結果である。
【0056】
下記の表１は図３のグラフを表で示したものであって、（ｍａｘ－ｍｉｎ）は充放電量が最も大きいバッテリーセルの充放電量（ｍａｘ）から充放電量が最も小さいバッテリーセルの充放電量（ｍｉｎ）を引いた値を示す。
【0057】
【表1】
【0058】
図３および図１を参照すれば、第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値を全て同一に構成する場合、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の電流偏差によって充放電量に偏差が発生する。反面、前述の実施形態のように前記数式１４を満たすように第１および第２連結抵抗ＲＴ１～ＲＴ４、ＲＢ１～ＲＢ４の抵抗値を構成する場合、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の電流偏差が解消され、これにより、全てのバッテリーセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の充放電量が同一になり得る。前述の実施形態はこのようにバッテリーセル間の電流偏差をなくすことによって、バッテリーモジュールの最大許容電流を増加させることができる。また、電流偏差によるバッテリーセル間の温度偏差だけでなく、ひいては電流および温度偏差によるバッテリーセル間の寿命偏差も減少させることができる。
【0059】
ここに説明された本発明の実施形態による電子または電気装置および／または任意の他の関連装置または構成要素は、任意の適したハードウェア、ファームウエア（例えば、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ））、ソフトウェア、またはソフトウェア、ファームウエアおよびハードウェアの組み合わせを用いて実現することができる。例えば、これら装置の多様な構成要素は、一つの集積回路（ＩＣ）チップ上にまたは個別ＩＣチップ上に形成することができる。また、これら装置の多様な構成要素は、可撓性印刷回路フィルム（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ）、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ：ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）、印刷回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）または一つの基板上に実現することができる。本明細書に記載された電気的連結または相互連結は、例えば、ＰＣＢまたは他の種類の回路キャリア上の配線または伝導性素子によって実現することができる。伝導性素子は例えば表面金属化（ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｓ）のような金属化、および／またはピン（ｐｉｎ）を含むことができ、伝導性重合体（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）またはセラミック（ｃｅｒａｍｉｃｓ）を含むことができる。また、電気エネルギーは例えば、電磁気放射または光を用いた無線接続を通じて転送することができる。
【0060】
また、これら装置の多様な構成要素はここに説明された多様な機能を遂行するために一つ以上のプロセッサー上で実行され、一つ以上のコンピューティング装置内で実行され、コンピュータプログラム命令を実行し他のシステム構成要素と相互作用するプロセスまたはスレッドであってもよい。コンピュータプログラム命令は例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）のような、標準メモリ装置を使用するコンピューティング装置で実現されるメモリに保存される。コンピュータプログラム命令はまた、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュドライブなどのような他の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）コンピュータ読取可能媒体に保存することができる。
【0061】
また、当業者は多様なコンピューティング装置の機能が単一コンピューティング装置に結合されるかまたは統合されるか、または特定コンピューティング装置の機能が本発明の例示的な実施形態の範囲を逸脱することなく一つ以上の他のコンピューティング装置にわたって分散可能であることを認識しなければならない。
【符号の説明】
【0062】
１０：バッテリーモジュール
１１：バッテリーセルアレイ
１２：第１接続部材
１３：第２接続部材
Ｃ１～Ｃ５：バッテリーセル
Ｎ１：第１共通ノード
Ｎ２：第２共通ノード
ＲＴ１～ＲＴ４：第１連結抵抗
ＲＢ１～ＲＢ４：第２連結抵抗
１１：バッテリーセルアレイ
１２：第１接続部材
１３：第２接続部材
Ｃ１～Ｃ５：バッテリーセル
Ｎ１：第１共通ノード
Ｎ２：第２共通ノード
ＲＴ１～ＲＴ４：第１連結抵抗
ＲＢ１～ＲＢ４：第２連結抵抗
【図1】
【図2】
【図3】