特開 2023-178186 電池モジュールおよび電子デバイス

(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】P2023178186

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】電池モジュールおよび電子デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/289 20210101AFI20231207BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

H01M50/289

H01M50/289 101

H01M50/291

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022204258

(22)【出願日】2022-12-21

(31)【優先権主張番号】202210626382.3

(32)【優先日】2022-06-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202211203986.3

(32)【優先日】2022-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】株式会社ＡＥＳＣジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100204490

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 葉子

(72)【発明者】

【氏名】白 玉龍

(72)【発明者】

【氏名】宋 之奇

(72)【発明者】

【氏名】付 方凱

(72)【発明者】

【氏名】何 亞飛

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA37

5H040AY05

5H040AY10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】セルの膨張変位、特に、最も外側のセルの膨張変位を有効に吸収し、セルによって生じる側板に対する膨張力を減らし、電池モジュールの安全性を向上させることのできる電池モジュールを提供する。また、前記電池モジュールを適用することによって安全性が向上した電子デバイスを提供する。
【解決手段】電池モジュールは、フレームと、セル２と、位置限定部材３と、緩衝部材４とを含む。複数のセルは、フレーム内に平行に積み重なる。位置限定部材は、フレーム内に配置され、フレームを複数の空間に分割して、セルを均一に配置する。複数の緩衝部材は、それぞれ隣接するセルの間、および／またはセルとフレームの間に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームと、
前記フレーム内に平行に積み重なった複数のセルと、
前記フレーム内に配置され、前記フレームを複数の空間に分割して、前記複数のセルを均一に配置した少なくとも１つの位置限定部材と、
前記隣接するセルの間、および／または前記セルと前記フレームの間にそれぞれ配置された複数の緩衝部材と、
を含む電池モジュール。

【請求項2】

エネルギー吸収部材をさらに含み、前記エネルギー吸収部材が、前記少なくとも１つの位置限定部材に隣接する位置に配置された請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記エネルギー吸収部材が、複数のエネルギー吸収部を備え、前記複数のエネルギー吸収部が、同じ形状で、前記エネルギー吸収部材上に間隔を空けて配置された請求項２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記エネルギー吸収部のそれぞれが、突出形状に形成され、前記隣接するエネルギー吸収部が、反対方向に突出した請求項３に記載の電池モジュール。

【請求項5】

位置決め部材をさらに含み、前記位置決め部材が、前記エネルギー吸収部材を前記少なくとも１つの位置限定部材に固定する請求項３に記載の電池モジュール。

【請求項6】

前記少なくとも１つの位置限定部材の両側が、前記エネルギー吸収部材を備え、前記位置限定部材の前記両側に提供された前記２つのエネルギー吸収部材が、前記少なくとも１つの位置限定部材に対して対称的である請求項２に記載の電池モジュール。

【請求項7】

前記少なくとも１つの位置限定部材の両側が、前記エネルギー吸収部材を備え、前記位置限定部材の前記両側に提供された前記２つのエネルギー吸収部材が、前記少なくとも１つの位置限定部材に対して対称的である請求項３に記載の電池モジュール。

【請求項8】

前記少なくとも１つの位置限定部材の両側が、前記エネルギー吸収部材を備え、前記位置限定部材の前記両側に提供された前記２つのエネルギー吸収部材が、前記少なくとも１つの位置限定部材に対して対称的である請求項４に記載の電池モジュール。

【請求項9】

前記少なくとも１つの位置限定部材の両側が、前記エネルギー吸収部材を備え、前記位置限定部材の前記両側に提供された前記２つのエネルギー吸収部材が、前記少なくとも１つの位置限定部材に対して対称的である請求項５に記載の電池モジュール。

【請求項10】

前記緩衝部材のそれぞれが、外フレーム部および緩衝部を含み、前記外フレーム部の硬度が、前記緩衝部の硬度より大きい請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項11】

前記フレームが、底板および上カバーを含み、前記底板および前記上カバーのうちの少なくとも１つが、前記少なくとも１つの位置限定部材の少なくとも一部を埋め込んで位置決めするための位置決め溝を備える請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項12】

前記少なくとも１つの位置限定部材によって分割された前記複数の空間のそれぞれが、それぞれ３～９個の前記セルを有する請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載の前記電池モジュールを含む電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池の技術分野に関するものであり、特に、電池モジュールおよび電子デバイスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

新エネルギー車の３つの重要な技術の核心として、動力電池が次第に注目を浴びている。モジュールのセルの膨張は、迅速に解決すべき課題の１つである。セルの膨張は、電池が熱暴走や老化した時だけでなく、正常な充放電の間にも発生する。セルの膨張によって、動力電池内部の他の構造に変形が生じる。

【0003】

安全性の問題を解決する方案の１つとして、全固体電池（all-solid-state battery）が開発され、液体を含有するセルの熱暴走のリスクが大幅に減少した。しかしながら、全固体電池モジュールのセルは、依然として、電気化学反応過程において膨張する。セルの膨張によって生じる体積の増加やセルの膨張によって生じる周辺構造に対する圧搾力は、無視されるべきではない。全ての内部セルの膨張によって生じた変形変位や推力は、最も外側のセルに伝達されて累積されるため、最終的に、最も外側のセルからモジュール側板に対して非常に大きな推力が加わることになる。従来の側板は、堅く固定された単一の板であるため、このような側板に推力が加わった時に、完全に抵抗または吸収できることを保証することができない。そのため、側板の変形や亀裂、モジュール筐体上の熱伝導性接着剤、構造用接着剤、タブ溶接等の変形や失敗、さらには、側板の接続破断やモジュールの破損さえも起こりうる。

【0004】

そのため、上記の問題を解決するための電池モジュールを開発する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、セルの膨張変位、特に、最も外側のセルの膨張変位を有効に吸収し、セルによって生じる側板に対する膨張力を減らし、電池モジュールの安全性を向上させることのできる電池モジュールを提供することである。

【0006】

本発明の別の目的は、電子デバイスを提供することである。上述した電池モジュールを電子デバイスに適用することによって、電池モジュールの膨張を吸収し、電池モジュールの性能が安定し、電子デバイスの安全性が向上する。

【0007】

上記の目的を達成するために、以下の技術方案を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の態様において、フレームと、複数のセルと、少なくとも１つの位置限定部材と、複数の緩衝部材とを含む電池モジュールを提供する。セルは、フレーム内に平行に積み重なる。位置限定部材は、フレーム内に配置され、フレームを複数の空間に分割して、セルを均一に配置する。緩衝部材は、隣接するセルの間、および／またはセルとフレームの間にそれぞれ配置される。

【0009】

電池モジュールの選択的な方案として、さらに、エネルギー吸収部材を含み、エネルギー吸収部材は、位置限定部材に隣接する位置に配置される。

【0010】

電池モジュールの選択的な方案として、エネルギー吸収部材は、複数のエネルギー吸収部を備え、エネルギー吸収部は、同じ形状で、エネルギー吸収部材上に間隔を空けて配置される。

【0011】

電池モジュールの選択的な方案として、各エネルギー吸収部は、突出形状に形成され、隣接するエネルギー吸収部は、反対方向に突出する。

【0012】

電池モジュールの選択的な方案として、位置限定部材の両側は、エネルギー吸収部材を備え、位置限定部材の両側に提供された２つのエネルギー吸収部材は、位置限定部材に対して対称的である。

【0013】

電池モジュールの選択的な方案として、さらに、位置決め部材を含む。位置決め部材は、エネルギー吸収部材と位置限定部材を移動可能な方法で接続するため、エネルギー吸収部材は、セルが配置された方向に沿って、一定距離内で位置限定部材に近づいたり離れたりすることができる。

【0014】

電池モジュールの選択的な方案として、各緩衝部材は、外フレーム部および緩衝部を含み、外フレーム部の硬度は、緩衝部の硬度より大きい。

【0015】

電池モジュールの選択的な方案として、フレームは、底板および上カバーを含み、底板および上カバーのうちの少なくとも１つは、位置限定部材の少なくとも一部を埋め込んで位置決めするための位置決め溝を備える。

【0016】

電池モジュールの選択的な方案として、位置限定部材によって分割された各空間は、それぞれ３～９個のセルを有する。

【0017】

第２の態様において、上述した電池モジュールを含む電子デバイスを提供する。

【0018】

関連技術と比較して、本発明は、以下の有益な効果を有する：

【0019】

本発明によって提供される電池モジュールは、フレームと、複数のセルと、少なくとも１つの位置限定部材と、複数の緩衝部材とを含む。緩衝部材の弾性変形を利用してセルの膨張量を吸収することによって、セルの膨張によって生じる外向きの変位を減らすことができる。同時に、位置限定部材がフレームを複数の独立した空間に分割するため、モジュールのセルの膨張によって生じた変位の合計量が様々な空間に分離され、膨張変位によって生じた膨張力も様々な位置限定部材によって共有される。このようにして、最も外側のセルに蓄積する膨張変位が減少し、膨張変位が生じて側壁に印加される推力が減少するため、最も外側のセルのタブ溶接部が過度な膨張変位によって破裂し故障するのを有効に防ぐことができ、それにより、電池モジュールの安全性を大幅に向上させることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によって提供される電子デバイスは、上述した電池モジュールを電子デバイスに適用することによって、電池モジュールの熱膨張の量を減らすことができるため、電池モジュールの性能をより安定させ、電子デバイスの安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

【0022】

【図1】本発明の１つの実施形態に係る電池モジュールの構造の概略図である。

【図2】本発明の１つの実施形態に係る電池モジュール内部のセルの積層構造の概略図である。

【図3】本発明の１つの実施形態に係る緩衝部材の構造の概略図である。

【図4】本発明の１つの実施形態によって提供される位置限定部材およびエネルギー吸収部材の構成の例の概略図である。

【図5】本発明の１つの実施形態に係る組み立てた状態の位置限定部材およびエネルギー吸収部材の概略的構造図である。

【図6】本発明の１つの実施形態に係るエネルギー吸収部材の設置位置および特定構造の概略図である。

【図7】本発明の１つの実施形態によって提供される位置限定部材およびエネルギー吸収部材の構成の別の例の概略図である。

【図8】図７のＡの部分の拡大図である。

【図9】本発明の１つの実施形態によって提供される第１エネルギー吸収機構の概略的構造図である。

【図10】本発明の１つの実施形態によって提供される第１エネルギー吸収機構内の第１エネルギー吸収アセンブリの概略的構造図である。

【図11】本発明の１つの実施形態によって提供される第２エネルギー吸収機構の概略的構造図である。

【図12】本発明の１つの実施形態によって提供される第２エネルギー吸収機構の概略的断面図である。

【図13】図１２のＢの部分の拡大図である。

【図14】本発明の１つの実施形態によって提供されるエネルギー吸収筐体を有さない第２エネルギー吸収機構の概略的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施例の目的、技術方案および利点をさらに明確にするために、本実施形態の図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術方案をさらに詳しく説明する。当然ながら、下記の実施形態は、本発明の実施形態の一部であるが、全てではない。本明細書の図面において説明および例示される本発明の実施形態中の構成要素は、様々な形状によって配置および設計されてもよい。

【0024】

そのため、添付の図面において提供される本発明の実施形態の下記の詳細な説明は、本発明の範囲を限定する意図はなく、本発明の選択された実施形態を単に示したものに過ぎない。本発明の実施形態に基づき、当業者が創造的労働をしない前提で得られる全ての他の実施形態は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

【0025】

注意すべきこととして、同様の符号と文字は、以下の図面において同様の項目を表しているため、ある項目が１つの図面において定義されると、後の図面においてそれをさらに定義および説明する必要はない。

【0026】

本発明の説明において、注意すべきこととして、「上部」、「下部」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内側」、「外側」等の用語は、図面に示す方位または位置関係に基づいた方位または位置関係、あるいは本発明の製品が使用時に正常に配置される方位または位置関係を示すものである。上記の用語は、本発明を便利に、または簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置または部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されることを指示または暗示するものではないため、本発明に対する限定として理解すべきではない。

【0027】

本発明の説明において、注意すべきこととして、特に明確に規定および限定されていなければ、用語「配置」および「接続」は、広い意味を有するものとして理解されるべきである。例えば、これらは、固定された接続、取り外し可能な接続、または一体的な接続を指してもよく、接続は、機械的な接続または電気的な接続のいずれであってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて、本発明における上記の用語の具体的な意味を定義することができる。

【0028】

本発明において、特に明確に規定および限定されていなければ、第１の特徴が第２の特徴の「上」または「下」に配置されることは、第１の特徴と第２の特徴が直接接触することを含んでもよく、またはこれらが直接接触するのではなく、これらの間に別の特徴を介して接触することを含んでもよい。さらに、第１の特徴が第２の特徴の「上方」、「上部」、および「上」に配置されることは、第１の特徴が第２の特徴の直上および斜め上方に配置されることを含んでもよく、または第１の特徴が単に第２の特徴より高いレベルにあることを意味してもよい。第１の特徴が第２の特徴の「下方」、「下部」、および「下」に配置されることは、第１の特徴が第２の特徴の直下および斜め下方に配置されることを含んでもよく、または第１の特徴が単に第２の特徴より低いレベルにあることを意味してもよい。

【0029】

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を例として詳細に説明する。本文において、同じ、または類似する参照符号は、同じ、または類似する素子、あるいは同じ、または類似する機能を有する素子を示す。以下、添付の図面を参照しながら説明する実施形態は、単なる例にすぎず、本発明を説明するために使用されるものであり、本発明を限定するものと解釈すべきではない。

【0030】

図１は、本発明の１つの実施形態に係る電池モジュールの構造の基本構造を示したものである。図２は、電池モジュールの内部構造を示したものである。図１および図２を参照すると、本発明の実施形態における電池モジュールは、フレーム１を含む。フレーム１は、底板１１と、上カバー１２と、左側板１３と、右側板１４と、前端板１５と、後端板１６とを含む。上述した部品は、矩形の箱型に構成される。複数のセル２は、フレーム１の内側に配置され、セル２は、実質的に、矩形のパッケージであり、細長い側の表面は、長さ方向に対して平行であり、厚さ方向は、底板１１に接触し、長さ方向が左側板１３および右側板１４の延伸方向と同じ方向になるように、フレーム１内に積み重ねて配置される。左側板１３および右側板１４の外表面は、また、外側に突出する吊り上げリブ（hoisting rib）を備え、電池モジュール全体を吊り上げる。前端板１５および後端板１６の内側に格子構造を有するバスバー（busbar）部品が配置され、対応する出力段を固定する。

【0031】

説明を便利にするため、以下、「側板」は、「左側板１３」および「右側板１４」を指し、「端板」は、「前端板１５」および「後端板１６」を指す。

【0032】

本発明の電池モジュールのフレーム１は、また、その中に位置限定部材３を備える。図１に示すように、位置限定部材３は、長い板の形状であり、左側板１３および右側板１４に対して平行になるように電池モジュールの内側に固定される。このような位置限定部材３を設置することによって、フレーム１の内側が複数の空間に分割されるため、元々順番に配置されて積み重ねを形成する複数のセル２は、複数のセルグループに分割され、様々なセルグループは、固定して配置された位置限定部材３によって分離される。セル２が膨張した時、セル２によって生じた膨張力および膨張変位は、セルグループが位置する独立した空間内の位置限定部材３によって隔離され、固定して配置された位置限定部材３は、位置限定部材３によって分離された空間内のセルグループによって生じた膨張力に抵抗するため、それにより、膨張力および膨張変位が他の電池グループに伝達するのを防ぐことができる。膨張したセル２が側板および位置限定部材３によって分離された空間にあっても、１つの分離空間内のセル２の数は限られているため、発生した膨張力および膨張変位は、側板の強度に耐えられないほどの範囲までは蓄積しない。このようにして、最も外側のセル２のタブ溶接部が過度な膨張変位によって破裂し故障するのを防ぎ、同時に、セル２の膨張方向において側板に加わる膨張力を有効に減らすことができるため、電池モジュールの安全性を大幅に向上させることができる。

【0033】

側板および位置限定部材３の強度限界を考慮すると、位置限定部材３の数は、２～５であってもよく、位置限定部材３によって分離される各空間内のセル２の数は、３～９であってもよく、好ましくは、４～８であってもよい。このような構成によって、左側板１３および右側板１４に印加される実際の最大膨張力がその強度限界を超えないようにすることができ、同時に、位置限定部材３の数を減らして、電池モジュールの内部空間の利用と軽量化をできるだけ実現することができる。

【0034】

本発明の電池モジュールのフレーム１は、さらに、隣接するセル２の間および最も外側のセル２とそれに隣接する側板の間にそれぞれ挿入された複数の緩衝部材４を含む。隣接するセル２の間に挿入された緩衝部材４は、また、直列接続された２つのセル２の間にのみ挿入されてもよく、平行に接続されたセル２は、両面テープまたはスプレー接着剤によって接着される。当然ながら、別の実施形態において、緩衝部材４は、隣接するセル２の間にのみ挿入されてもよく、緩衝部材４は、セル２の膨張の量を吸収するために使用されてもよい。

【0035】

例示的に、１つまたはそれ以上の緩衝部材４をひとつおきの２つの隣接するセル２の間に配置してもよく、緩衝部材４の位置と数は、セル２が膨張した時に、緩衝部材４によって膨張の量をできるだけ吸収して、他のセル２に伝達する変位の量を減らせることを保証できる限り、実際の必要に応じて設計することができる。ここでは、さらなる説明は提供しない。

【0036】

図３は、緩衝部材４の構造を示したものである。図３に示すように、本発明は、外フレーム部４１および緩衝部４２を含む新しい種類の緩衝部材４を提供し、外フレーム部４１の硬度は、緩衝部４２の硬度より大きい。外フレーム部４１は、一定の硬度を有する金属材料で作られ、緩衝部４２は、軟質ポリエステル弾性材料で作られるのが好ましい。セル２が膨張した時、セル２の中心における膨張の量は、その周辺の膨張の量よりも遥かに大きいため、周辺において一定の剛性を有し、中心において高い緩衝性能を有する緩衝部材４を提供することによって、緩衝部４２を利用してセル２の中心領域の膨張力が完全に吸収された時に、外フレーム部４１は、依然として緩衝部材４の元の形状を維持する。そのため、緩衝部材４に対して変形や変位がほぼ発生せず、それにより、膨張したセル２の変位の伝達を有効に減らし、電池モジュール全体の安定性および信頼性を向上させることができる。

【0037】

図４は、位置限定部材３および底板１１および上カバー１２の組み立て関係を示したものである。図４に示すように、底板１１および上カバー１２は、互いに対向して配置される。底板１１および上カバー１２のうちの少なくとも１つは、位置決め溝１１１を備え、位置限定部材３を位置決め溝１１１に埋め込んで位置決めすることにより、位置限定部材３の位置決めアセンブリを容易にする。図４において、位置限定部材３は、ボルトによって底板１１および上カバー１２に固定接続される。当然ながら、別の実施形態において、位置限定部材３は、溶接または打鋲によって底板１１および上カバー１２に固定接続されてもよい。図４に示した実施形態において、フレーム１に平行に配置された２つの位置限定部材３と、底板１１に対応して配置された２つの位置決め溝１１１が存在する。位置決め溝１１１に位置限定部材３を固定することによって、フレーム１を３つの分離空間に分割する。明らかに、ここで提供する位置限定部材３および位置決め溝１１１の数は、単なる例である。上述したように、当業者であれば、使用した電池モジュールにおいて提供されたセル２の数に基づいて、位置決め溝１１１および位置限定部材３の数を合理的に選択することができる。位置限定部材３は、強度が高く、高品質で軽量な材料で作られるため、いくつかのセルで構成されたセルグループの膨張力に耐えられることを前提として、電池モジュール全体の軽量化を実現することができる。

【0038】

１つの実施形態において、本発明の電池モジュールのフレーム１は、さらに、エネルギー吸収部材５を備える。図４および図６に示すように、エネルギー吸収部材５の主体は、細長く、その長さは、位置限定部材３の長さと実質的に同じである。エネルギー吸収部材５は、位置限定部材３に隣接する位置に配置され、セル２の膨張力を吸収するために位置限定部材３の片側または両側に隣接して位置してもよい。図４および図５は、エネルギー吸収部材５が位置限定部材３の左側および右側に提供された配置を示したものである。図４および図５に示すように、位置限定部材３の隣接する２つの側に配置されたエネルギー吸収部材５の１つの表面は、セル２の１つの表面と接触し、別の表面は、位置限定部材３と接触する。緩衝部材４を提供する目的と同様に、エネルギー吸収部材５を提供する目的は、セル２の膨張によって生じた変位をさらに吸収することである。そのため、エネルギー吸収部材５は、また、緩衝部材４と同じ構造および材料を採用してもよい。しかしながら、本発明の図面に示した実施形態において、別の方案を提供する。具体的に説明すると、エネルギー吸収部材５全体は、一定の剛性を有する材料で作られ、その表面に複数の突出したエネルギー吸収部５１が形成される。図４に示したエネルギー吸収部材５の各エネルギー吸収部５１は、突出した矩形であり、複数の矩形の突出したエネルギー吸収部５１は、エネルギー吸収部材５の長さ方向に沿って間隔を空けて配置される。各エネルギー吸収部５１の形状は、特に限定されないが、等しい間隔に配置された同じ形状（同じサイズおよび形状で、完全に重複することを意味する）の規則形状であるのが好ましい。このような構造によって、隣接するセル２が膨張し、エネルギー吸収部材５に対して圧搾変位をもたらした時、エネルギー吸収部材５の表面から突出するエネルギー吸収部５１が先にこのような変位によって生じた推力を受けて、局部変位や局部陥没が発生する。この状況で、突出した構造の元の厚さは、ある程度まで平たく押しつぶされるため、それにより、膨張によって生じた推力の一部を吸収し、膨張力によって生じた影響を低減または排除さえする。エネルギー吸収部材５は、位置限定部材３の両側の隣接する位置に配置される。このような対称的な構造は、さらに、力の均一性および構造的安定性を向上させる。同時に、エネルギー吸収部材５の主体は、剛性材料で作られるため、エネルギー吸収部５１に対する力によって生じた局部変形は、主体の設置形状に影響を及ぼしにくく、ある程度まで、位置限定部材３に対する強化効果を実現することができ、電池モジュール全体の内部安定性をさらに強化することができる。

【0039】

上述した実施形態において、図６は、さらに、エネルギー吸収部材５の特定構造およびエネルギー吸収部材５と位置限定部材３の間の協働関係を示したものである。図６に示すように、エネルギー吸収部材５に配置された複数のエネルギー吸収部５１は、同じ形状でエネルギー吸収部材５上に間隔を空けて配置されるため、全てのエネルギー吸収部５１をセル２に接触する表面と並べることができ、各エネルギー吸収部５１とセル２が均一に接触することが保証される。図面に示した各エネルギー吸収部５１は、突出した矩形の形状に形成されているが、当業者であれば、必要に応じて、エネルギー吸収部５１を任意の形状に設定することができる。本発明の実施形態において、隣接するエネルギー吸収部５１の突出方向は、逆である。つまり、突起は、交互に配置される。このような設計により、エネルギー吸収部５１をエネルギー吸収部材５の両側で上向きに突出させることができるため、部品に力が均一に加わり、安定した構造を有することが保証され、それにより、エネルギー吸収部材５のエネルギー吸収効果を向上させることができる。さらに、図５および図６に示したエネルギー吸収部材５と位置限定部材３の間の配置関係は、同じ位置限定部材３の左側と右側に配置された２つのエネルギー吸収部材５が位置限定部材３の軸に相対して対称的になっている。さらに具体的に説明すると、位置限定部材３の左側と右側の２つのエネルギー吸収部材５は、位置限定部材３に対して軸方向に対称的である。このような対称的構造は、さらに、力の均一性および構造的安定性を向上させる。例示的に、エネルギー吸収部材５は、一体形成された金属板であってもよく、エネルギー吸収部５１は、打ち抜きにより金属板に形成される。別の実施形態において、エネルギー吸収部材５は、一定の弾性を有するゴム版であってもよく、エネルギー吸収部５１は、射出成形によって形成されてもよく、エネルギー吸収部５１は、弾性変形によりセル２の膨張力を吸収する。

【0040】

上述した実施形態において、図４のエネルギー吸収部材５および位置限定部材３は、単に互いに隣接して配置され、これらの間に接続構造はない。図７および図８は、エネルギー吸収部材５と位置限定部材３を接続部材によって接続する組み立て構成を示したものである。図７および図８に示すように、電池モジュールは、さらに、位置決め部材６を含む。複数の位置決め部材６は、位置限定部材３の長さ方向に沿って配置され、エネルギー吸収部材５を位置限定部材３に固定して組み立てる。例示的に、エネルギー吸収部材５を２行の位置決め部材６により位置限定部材３に組み立ててもよく、２行の位置決め部材６を位置限定部材３の幅方向に沿って並んで配置することにより、エネルギー吸収部材５を安定して組み立てることができることを保証するため、圧搾された時にエネルギー吸収部材５がフレーム１内の位置から離れてエネルギー吸収効果に影響を与えるのを防ぐことができる。図８の特定の実施形態に示すように、位置決め部材６は、ボルトとして設定され、エネルギー吸収部材５は、位置決め部材６を使用することによって位置限定部材３に打ち付けられる。接続部材を備えていない上述した技術方案と比較して、位置限定部材３に対するエネルギー吸収部材５の側方変位を回避することができ、モジュール構造の信頼性および安定性をさらに向上させることができる。

【0041】

１つの実施形態において、本発明の電池モジュールのフレーム１は、さらに、その中に第１エネルギー吸収機構７を備える。図９に示すように、第１エネルギー吸収機構７は、第１支持部材７１、第２支持部材７２、および第１エネルギー吸収アセンブリ７３を含む。第１支持部材７１および第２支持部材７２は、セルの積層方向に沿って平行に間隔を空けて配置され、第１エネルギー吸収アセンブリ７３の両側に接続される。セルの積層方向における第１エネルギー吸収アセンブリ７３の厚さは、調整可能である。第１エネルギー吸収機構７の機能は、上述した実施形態のエネルギー吸収部材５の機能と同じであるため、ここでは繰り返し説明しない。また、注意すべきこととして、同じ電池モジュールは、第１エネルギー吸収機構７とエネルギー吸収部材５の両方を含んでもよく、あるいは第１エネルギー吸収機構７またはエネルギー吸収部材５のみを含んでもよいが、本発明はこれに限定されない。例示的に、第１支持部材７１は、位置限定部材３に当接し、第２支持部材７２は、セル２に当接する。セル２が膨張した時、セル２の膨張力が第２支持部材７２を押し動かして第１支持部材７１の方向に移動し、第１エネルギー吸収アセンブリ７３を圧搾するため、第１エネルギー吸収アセンブリ７３は、薄く押圧されて、セル２の膨張力を吸収する。セル２の膨張力が消失した時、第１エネルギー吸収アセンブリ７３が元の状態に戻るため、それにより、第２支持部材７２を押し動かして第１支持部材７１から離れる。当然ながら、第１支持部材７１は、セル２に当接してもよく、第２支持部材７２は、位置限定部材３に当接してもよい。第１エネルギー吸収機構７のエネルギー吸収能力を向上させるために、複数の第１エネルギー吸収アセンブリ７３は、セル２の長さ方向に沿って第１支持部材７１と第２支持部材７２の間で間隔を空ける。複数の第１エネルギー吸収アセンブリ７３の構造寸法は、同じであるのが好ましい。例えば、１１個の第１エネルギー吸収アセンブリ７３は、セル２の長さ方向に沿って第１支持部材７１と第２支持部材７２の間で間隔を空ける。当然ながら、第１エネルギー吸収アセンブリ７３の数は、３～１５の間で自由に設定することができる。

【0042】

上述した実施形態において、図１０に示すように、第１エネルギー吸収アセンブリ７３は、第１部材７３１、第２部材７３２、リセット部材７３３、回転シャフト７３４、およびアダプタ７３５を含む。第１部材７３１および第２部材７３２は、回転シャフト７３４を介して枢接される。具体的に説明すると、第１部材７３１の中間部および第２部材７３２の中間部は、回転シャフト７３４を介して枢接される。リセット部材７３３の両端は、それぞれ第１部材７３１および第２部材７３２に接続され、２つのリセット部材７３３は、それぞれ回転シャフト７３４の両側に配置される。第１部材７３１の両端は、アダプタ７３５を介してそれぞれ第１支持部材７１および第２支持部材７２に接続される。第２部材７３２の両端は、アダプタ７３５を介してそれぞれ第１支持部材７１および第２支持部材７２に接続される。図１０において、アダプタ７３５は、軸支部７３５１および固定部７３５２を含み、軸支部７３５１は、第１部材７３１または第２部材７３２に枢接され、固定部７３５２は、第１支持部材７１または第２支持部材７２に固定接続される。アダプタ７３５の設計により、第１支持部材７１と第２支持部材７２の間の距離が減少または増加した時、第１支持部材７１および第２支持部材７２は、水平を維持するため、第１支持部材７１と第１部材７３１および第２部材７３２の間の接続の強度を保証することができ、第２支持部材７２と第１部材７３１および第２部材７３２の間の接続の強度も保証することができる。セル２が膨張した時、セル２の膨張力は、第２支持部材７２を押し動かして第１支持部材７１の方向に移動し、第１エネルギー吸収アセンブリ７３を圧搾する。第１エネルギー吸収アセンブリ７３内のリセット部材７３３は、圧縮されるため、第１エネルギー吸収アセンブリ７３は、薄くなり、セル２の膨張力を吸収する。セル２の膨張力が消失した時、第１エネルギー吸収アセンブリ７３内の第１部材７３１および第２部材７３２は、リセット部材７３３の作用の下で互いに相対して回転し、第２支持部材７２を押し動かして第１支持部材７１から離れることができるため、第１エネルギー吸収機構７は、元の状態に戻る。また、上述した実施形態において、少なくとも１つのリセット部材７３３は、回転シャフト７３４の両側に提供される。例えば、回転シャフト７３４の両側は、２～５個（自由に設定してもよい）のリセット部材７３３を備える。

【0043】

１つの実施形態において、本発明の電池モジュールのフレーム１は、さらに、その中に第２エネルギー吸収機構８を備える。第２エネルギー吸収機構８の機能は、上述した実施形態のエネルギー吸収部材５の機能と同じであるため、ここでは繰り返し説明しない。また、注意すべきこととして、同じ電池モジュールは、第１エネルギー吸収機構７、第２エネルギー吸収機構８、およびエネルギー吸収部材５を同時に含んでもよく、あるいは、第１エネルギー吸収機構７または第２エネルギー吸収機構８またはエネルギー吸収部材５のみを含んでもよいが、本発明はこれに限定されない。図１１および図１２に示すように、第２エネルギー吸収機構８は、セルの積層方向に沿って間隔を空けたブロックプッシュアセンブリ８１および第２エネルギー吸収アセンブリ８２を含む。ブロックプッシュアセンブリ８１と第２エネルギー吸収アセンブリ８２の間の空間は、調整可能であるため、セル２の膨張力を吸収することができる。ブロックプッシュアセンブリ８１は、セル２に当接し、第２エネルギー吸収アセンブリ８２は、位置限定部材３に当接し、ブロックプッシュアセンブリ８１は、セル２の膨張力の作用の下で第２エネルギー吸収アセンブリ８２に向かって移動することができる。

【0044】

上述した実施形態において、図１２に示すように、ブロックプッシュアセンブリ８１は、プッシュ板８１１、プッシュブロック８１２、および弾性部材８１３を含む。プッシュブロック８１２は、弾性部材８１３を介してプッシュ板８１１に設置され、プッシュブロック８１２は、プッシュ板８１１に相対してセル２の積層方向に沿って弾力的に移動し、セル２の膨張力を吸収することができる。図１２に示すように、第２エネルギー吸収アセンブリ８２は、エネルギー吸収筐体８２１、第１当接部材８２２、第１摺動部材８２３、第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４、第２当接部材８２５、第２摺動部材８２６、および第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７を含む。第１当接部材８２２および第１摺動部材８２３は、いずれもエネルギー吸収筐体８２１内で摺動可能に配置される。第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４は、エネルギー吸収筐体８２１および第１当接部材８２２内に圧縮される。第１摺動部材８２３は、プッシュブロック８１２の一側に当接する。第２当接部材８２５および第２摺動部材８２６は、いずれもエネルギー吸収筐体８２１内で摺動可能に配置される。第２当接部材８２５および第１当接部材８２２は、対称的に配置される。第２摺動部材８２６および第１摺動部材８２３は、対称的に配置される。第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７は、エネルギー吸収筐体８２１と第２当接部材８２５の間に接続され、第２摺動部材８２６は、プッシュブロック８１２の別の側に当接する。セル２の膨張力がプッシュ板８１１に作用して、プッシュ板８１１を第２エネルギー吸収アセンブリ８２に向かって移動させた時、プッシュブロック８１２は、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６を互いに離すため、第１当接部材８２２および第２当接部材８２５が互いに離れ、それにより、第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４および第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７を圧縮する。図１２において、プッシュブロック８１２の縦の断面形状は、等脚台形（isosceles trapezoid）であり、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６は、対称的に配置され、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６は、それぞれプッシュブロック８１２の２つの胴回り側に当接する。プッシュ板８１１がプッシュブロック８１２を駆動して第２エネルギー吸収アセンブリ８２に近づいた時、プッシュブロック８１２の２つの胴回り側は、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６を互いに離れるように駆動した後、第１当接部材８２２および第２当接部材８２５を押し動かして互いに離すことができる。第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４および第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７は、さらに圧縮される。このプロセスにおいて、第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４、第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７、および弾性部材８１３は、いずれもセル２の膨張力を吸収することができる。セル２の膨張力が消失した時、第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４と第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７の弾性力が第１当接部材８２２および第２当接部材８２５を押し動かして互いに相対して移動するため、それにより、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６を圧搾し、互いに相対して移動することができる。第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６の圧搾作用の下で、プッシュブロック８１２は、第２エネルギー吸収アセンブリ８２から離れるように押し動かされる。第２エネルギー吸収機構８の全体の厚さは、第２エネルギー吸収機構８が元の状態に戻るまで増加する。

【0045】

図１３は、図１２の部分的拡大図であり、図１３は、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６とプッシュ板８１１の間の協働関係を示す。図１３に示すように、プッシュ板８１１は、第１位置限定案内溝８１１１および第２位置限定案内溝８１１２を含む。第１位置限定案内溝８１１１および第２位置限定案内溝８１１２は、それぞれプッシュブロック８１２の両側に配置される。第１摺動部材８２３の一端は、第１位置限定案内溝８１１１と摺動可能に係合し、第２摺動部材８２６の一端は、第２位置限定案内溝８１１２と摺動可能に係合する。このような設計により、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６が特定の方向に沿って安定して移動することを保証することができるため、第２エネルギー吸収機構８のエネルギー吸収効果は、安定性および信頼性を有することができる。

【0046】

図１４は、エネルギー吸収筐体８２１を有さない第２エネルギー吸収機構８の概略的構造図を示したものである。第２エネルギー吸収アセンブリ８２に対し、エネルギー吸収筐体８２１内に１つの第１当接部材８２２、１つの第２当接部材８２５、２つの第１摺動部材８２３、２つの第２摺動部材８２６、７つの第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４、および７つの第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７が提供される。第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４および第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７の数は、７つに限定されず、２～１５の間の任意の数であってもよい。第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６の数は、２つに限定されず、１～１５の間の任意の数であってもよい。第１当接部材８２２および第２当接部材８２５は、好ましくは、１つであり、第１エネルギー吸収およびリセット部材８２４および第２エネルギー吸収およびリセット部材８２７の弾性力の出力の安定性および信頼性を保証することができる。図１４において、第１摺動部材８２３および第２摺動部材８２６は、対称的に配置され、第１摺動部材８２３は、プッシュブロック８１２と協働する凹部を備え、第１摺動部材８２３とプッシュブロック８１２の間の安定した協働関係を保証し、第２摺動部材８２６は、プッシュブロック８１２と協働する凹部を備え、第２摺動部材８２６とプッシュブロック８１２の間の安定した協働関係を保証する。第１摺動部材８２３および第１当接部材８２２の合わせ面（matching surface）は、傾斜面であるのが好ましい。第１当接部材８２２の厚さが一定の時、第１摺動部材８２３および第１当接部材８２２の合わせ面の面積が増加するため、両者間の力伝達の安定性を保証することができる。同様に、第２摺動部材８２６および第２当接部材８２５の合わせ面は、傾斜面である。第２当接部材８２５の厚さが一定の時、第２摺動部材８２６および第２当接部材８２５の合わせ面の面積が増加するため、両者間の力伝達の安定性を保証することができる。

【0047】

本実施形態は、さらに、上述した電池モジュールを含む電子デバイス（図示せず）を提供する。電子デバイスに電池モジュールを適用することによって、電池モジュールの膨張の量が減少し、電池モジュールの性能が安定し、電子デバイスの安全性が向上する。

【0048】

選択的に、電子デバイスは、電気自動車であってもよい。

【0049】

注意すべきこととして、上記は、本発明の好ましい実施形態および使用された技術的原理の説明に過ぎない。当業者であれば理解できるように、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の保護範囲から逸脱しない範囲で、当業者によって各種明らかな変更、再調整、および置換を行うことができる。そのため、上記の実施形態により本発明を詳細に説明したが、本発明の構想から逸脱しない範囲で、他の同等な実施形態も含むことができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を基準として定められるものとする。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明の電池モジュールおよび電子デバイスは、セルの膨張を吸収し、電池モジュールを使用する電子デバイスの安全性を向上させるために使用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ フレーム
２ セル
３ 位置限定部材
４ 緩衝部材
５ エネルギー吸収部材
６ 位置決め部材
７ 第１エネルギー吸収機構
８ 第２エネルギー吸収機構
１１ 底板
１２ 上カバー
１３ 左側板
１４ 右側板
１５ 前端板
１６ 後端板
４１ 外フレーム部
４２ 緩衝部
５１ エネルギー吸収部
７１ 第１支持部材
７２ 第２支持部材
７３ 第１エネルギー吸収アセンブリ
８１ ブロックプッシュアセンブリ
８２ 第２エネルギー吸収アセンブリ
１１１ 位置決め溝
７３１ 第１部材
７３２ 第２部材
７３３ リセット部材
７３４ 回転シャフト
７３５ アダプタ
８１１ プッシュ板
８１２ プッシュブロック
８１３ 弾性部材
８２１ エネルギー吸収筐体
８２２ 第１当接部材
８２３ 第１摺動部材
８２４ 第１エネルギー吸収およびリセット部材
８２５ 第２当接部材
８２６ 第２摺動部材
８２７ 第２エネルギー吸収およびリセット部材
７３５１ 軸支部
７３５２ 固定部
８１１１ 第１位置限定案内溝
８１１２ 第２位置限定案内溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【外国語明細書】