特許 7349477 バッテリモジュール支持ビーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-13

(45)【発行日】2023-09-22

(54)【発明の名称】バッテリモジュール支持ビーム

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/213 20210101AFI20230914BHJP

   H01M 50/227 20210101ALI20230914BHJP

   H01M 50/298 20210101ALI20230914BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20230914BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230914BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20230914BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20230914BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

H01M50/213

H01M50/227

H01M50/298

H01M50/233

H01M10/613

H01M10/643

H01M10/6554

H01M50/593

【請求項の数】 19

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021128981

(22)【出願日】2021-08-05

(65)【公開番号】P2022061466

(43)【公開日】2022-04-18

【審査請求日】2021-08-06

(31)【優先権主張番号】17/064,163

(32)【優先日】2020-10-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】520490406

【氏名又は名称】リヴィアン アイピー ホールディングス，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100103182

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 真美

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100141025

【弁理士】

【氏名又は名称】阿久津 勝久

(72)【発明者】

【氏名】トラヴィス クルノワイエ

【審査官】式部 玲

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１１９２８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３１７４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１８３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５６３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０６７５１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２４１７０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０９５７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２１３

Ｈ０１Ｍ ５０／２２７

Ｈ０１Ｍ ５０／２９８

Ｈ０１Ｍ ５０／２３３

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６４３

Ｈ０１Ｍ １０／６５５４

Ｈ０１Ｍ ５０／５９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリ支持ビームであって、
第１の端部と、
前記第１の端部とは反対の第２の端部と、
前記第１の端部及び前記第２の端部の間のバッテリ支持部分と、を備え、
前記バッテリ支持部分が、開放頂部及び開放底部を有する円筒状側壁を各々有する、所定のパターンで配設された複数の円筒状スリーブを備え、前記円筒状側壁の各々が、複数の円筒状バッテリセルのうちの１つの円筒状中間部分の周囲に配設されるように構成されており、
前記第１の端部は、第１の側壁に取付けられるように構成され、かつ前記第２の端部は、第２の側壁に取付けられるように構成されることにより、前記第１の側壁及び前記第２の側壁が、前記バッテリ支持ビーム及び前記複数の円筒状バッテリセルを部分的に取り囲む、バッテリ支持ビーム。

【請求項2】

前記複数の円筒状スリーブの各々が、前記複数の円筒状スリーブの少なくとも１つの他の円筒状スリーブと側壁を共有する、請求項１に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項3】

前記円筒状側壁の各々が、前記複数の円筒状バッテリセルの各々の軸方向長さの８０パーセント以下である軸方向長さを有する、請求項１に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項4】

前記複数の円筒状側壁の各々が、前記円筒状バッテリセルの軸方向長さに沿って、前記複数の円筒状バッテリセルのうちの１つの頂部と底部との間の実質的に中央に配置されるように構成されている、請求項１に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項5】

前記所定のパターンが、閉じた六角形状充填構成である、請求項１に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項6】

前記バッテリ支持ビームが、プラスチック材料を含む、請求項１に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項7】

前記プラスチック材料が、ポリカーボネートである、請求項６に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項8】

前記複数の円筒状スリーブが、複数の隣接対となる円筒状スリーブを備え、前記複数の隣接対となる円筒状スリーブの各々の間の前記円筒状側壁が、導電性ピンを備え、前記導電性ピンが、前記円筒状側壁を通って延在し、円筒状バッテリセルの電気活性ケーシングと電気的に接続するように構成され、前記電気活性ケーシングが、前記隣接対となる前記円筒状スリーブ内に配設される、請求項１に記載のバッテリ支持ビーム。

【請求項9】

バッテリモジュールであって、
所定のパターンで配設された複数の円筒状バッテリセルと、
第１のバッテリ支持ビームであって、前記第１のバッテリ支持ビームが、第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部及び前記第２の端部の間のバッテリ支持部分と、を備え、前記バッテリ支持部分は、開放頂部及び開放底部を有する円筒状側壁を各々有する複数の円筒状スリーブを備える、第１のバッテリ支持ビームと、
前記第１のバッテリ支持ビームの前記第１の端部に取り付けられた第１の側壁と、
前記第１のバッテリ支持ビームの前記第２の端部に取付けられ、前記第１の端部とは反対の第２の側壁と、を備え、
前記第１のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状側壁の各々が、第１の群の円筒状バッテリセルの第１のサブセットの１つの円筒状中間部分の周囲に配設され、
前記第１の側壁及び前記第２の側壁が、前記複数の円筒状バッテリセル及び前記第１のバッテリ支持ビームを部分的に取り囲む、バッテリモジュール。

【請求項10】

前記複数の円筒状側壁の各々が、前記複数の円筒状バッテリセルの各々の軸方向長さの８０パーセント以下である軸方向長さを有し、
前記複数の円筒状側壁の各々が、前記円筒状バッテリセルの前記軸方向長さに沿って、前記複数の円筒状バッテリセルのうちの１つの頂部と底部との間の実質的に中央に配置されている、請求項９に記載のバッテリモジュール。

【請求項11】

前記所定のパターンが、閉じた六角形状充填構成である、請求項９に記載のバッテリモジュール。

【請求項12】

前記第１のバッテリ支持ビームが、プラスチック材料を含む、請求項９に記載のバッテリモジュール。

【請求項13】

前記プラスチック材料が、ポリカーボネートである、請求項１２に記載のバッテリモジュール。

【請求項14】

前記複数のバッテリセルの各々が、前記バッテリセルの第１の端部及び側面を覆う電気活性ケーシングの露出領域を備え、前記バッテリセルの前記側面が、前記円筒状中間部分を備える、請求項９に記載のバッテリモジュール。

【請求項15】

第２のバッテリ支持ビームをさらに備え、
前記第１のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状スリーブ及び前記第２のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状スリーブが、複数の隣接対となる円筒状スリーブを備え、前記複数の隣接対となる円筒状スリーブの各々の間の前記円筒状側壁が、前記円筒状バッテリセルの前記電気活性ケーシングと電気的に接続するために、前記円筒状側壁を通って延在する導電性ピンを備え、前記電気活性ケーシングが、前記隣接対となる円筒状スリーブ内に配設される、請求項１４に記載のバッテリモジュール。

【請求項16】

前記第１の群の円筒状バッテリセルの各々が、互いに並列に接続されており、
第２の群の円筒状バッテリセルの各々が、互いに並列に接続されている、請求項１５に記載のバッテリモジュール。

【請求項17】

前記第１の群の円筒状バッテリセルと第２の群の円筒状バッテリセルとの間に配置された隔壁層を更に備え、前記隔壁層が、前記第１の群の円筒状バッテリセルの側壁を前記第２の群の円筒状バッテリセルの側壁から電気的に隔離する、請求項９に記載のバッテリモジュール。

【請求項18】

複数の凹部を備える保持層を更に備え、
前記複数の円筒状バッテリセルの各々の第１の端部が、前記複数の凹部のそれぞれの凹部の中へ配置されている、請求項９に記載のバッテリモジュール。

【請求項19】

前記複数の円筒状バッテリセルの各々の第２の端部に取り付けられた冷却面を更に備える、請求項１８に記載のバッテリモジュール。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

高エネルギー密度のバッテリモジュールを提供するためには、バッテリセルを、高電圧の大型バッテリモジュール内に密にパッケージ化することが有利である。追加の構成要素及びハードウェアは、サイズ及び厚さをバッテリモジュールに加えるので、いくつかの実施形態では、バッテリセルを取り囲む構成要素（例えば、側壁）をバッテリセル自体に固定するために、接着剤を使用することが望ましい。しかしながら、腐食から保護するために、バッテリセルは、耐食めっき（例えば、ニッケル）で被覆され得るが、これは、接着剤が接合するのを困難にする。したがって、いくつかの実施形態では、バッテリモジュールのサイズを大幅に増加させることなく、接着剤を使用して構成要素をバッテリセルに直接固定することだけに依存しない、バッテリモジュールを提供することが有利である。追加的に、単一のバッテリモジュール内のバッテリセルの数が増加するにつれて、バッテリセルを支持するために必要な構造的支持体も増加する。例えば、より大きいバッテリモジュールは、より低い共振周波数において振動の影響を受けやすくなり得る。したがって、いくつかの実施形態では、バッテリモジュールのサイズを大幅に増加させることなく、構造的支持体を増加させたバッテリモジュールを提供することも有利である。追加的に、個々のバッテリセルのアンペア時間容量が増加するにつれて、セルケーシングは、（例えば、内部バッテリセルの欠陥による）熱暴走事象中に、より故障しやすくなる（例えば、セルケーシングの側面の割れ）。したがって、いくつかの実施形態では、セルケーシングを補強し、かつ熱暴走事象中の性能を改善するために、バッテリモジュール内の個々のバッテリセルを構造的に支持することが有利である。

【0002】

これらの問題のうちの１つ以上を解決するために、バッテリ支持ビーム及び支持ビームを含むバッテリモジュールを提供する。バッテリ支持ビームは、第１の端部と、第１の端部とは反対の第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間のバッテリ支持部分と、を含む。バッテリ支持部分は、開放頂部及び開放底部を有する円筒状側壁を各々有する、所定のパターンで配設された複数の円筒状スリーブを含み、円筒状側壁の各々は、複数の円筒形のバッテリセルのうちの１つの円筒状中間部分の周囲に配設されるように構成される。

【0003】

バッテリモジュールは、所定のパターンで配設された複数の円筒状バッテリセルを含み、複数の円筒状バッテリセルは、第１の群の円筒状バッテリセル及び第２の群の円筒状バッテリセルと、第１のバッテリ支持ビームと、第２のバッテリ支持ビームと、を含む。第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームの各々は、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間のバッテリ支持部分と、を含み、バッテリ支持部分は、開放頂部及び開放底部を有する円筒状側壁を各々有する、複数の円筒状スリーブを含む。第１のバッテリ支持ビームのバッテリ支持部分の複数の円筒状側壁の各々は、第１の群の円筒状バッテリセルの第１のサブセットのうちの１つの円筒状中間部分の周囲に配設され、第２のバッテリ支持ビームのバッテリ支持部分の複数の円筒状側壁の各々は、第２の群の円筒状バッテリセルの第２のサブセットのうちの１つの円筒状中間部分の周囲に配設される。

【0004】

いくつかの実施形態では、複数の円筒状側壁の各々は、複数の円筒状バッテリセルの各々の軸方向長さの８０パーセント以下である軸方向長さを有し得、複数の円筒状側壁の各々は、円筒状バッテリセルの軸方向長さに沿って、複数の円筒状バッテリセルのうちの１つの頂部と底部との間の実質的に中央に配置され得る。

【0005】

本開示のいくつかの実施形態では、所定のパターンは、閉じた六角形状充填構成であり得る。

【0006】

いくつかの実施形態では、第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームの各々は、プラスチック材料を含み得る。

【0007】

本開示のいくつかの実施形態では、プラスチック材料は、ポリカーボネートであり得る。

【0008】

いくつかの実施形態では、複数のバッテリセルの各々は、バッテリセルの第１の端部及び側面を覆う電気活性ケーシングの露出領域を含み得、バッテリセルの側面は、円筒状中間部分を含む。

【0009】

いくつかの実施形態では、第１のバッテリ支持ビームのバッテリ支持部分の複数の円筒状スリーブ及び第２のバッテリ支持ビームのバッテリ支持部分の複数の円筒状スリーブは、円筒状スリーブの複数の隣接対を含み得、円筒状スリーブの複数の隣接対の各々の間の円筒状側壁は、円筒状側壁を通って延在して、複数の隣接対となる円筒状スリーブ内に配設された円筒状バッテリセルの電気活性ケーシングに電気的に接続するために、導電性ピンを含み得る。

【0010】

いくつかの実施形態では、第１の群の円筒状バッテリセルの各々は、互いに並列に接続され得、第２の群の円筒状バッテリセルの各々は、互いに並列に接続され得る。

【0011】

いくつかの実施形態では、バッテリモジュールは、第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームの各々の第１の端部に取り付けられた第１の側壁と、第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームの各々の第２の端部に対する第２の側壁と、を更に含み得る。

【0012】

いくつかの実施形態では、バッテリモジュールは、第１の群の円筒状バッテリセルと第２の群の円筒状バッテリセルとの間に配置された隔壁層を更に含み得る。隔壁層は、第１の群の円筒状バッテリセルの側壁を第２の群の円筒状バッテリセルの側壁から電気的に隔離し得る。

【0013】

いくつかの実施形態では、バッテリモジュールは、複数の凹部を含む保持層を更に含み得る。複数の円筒状バッテリセルの各々の第１の端部は、複数の凹部のそれぞれの凹部の中へ配置され得る。

【0014】

いくつかの実施形態では、バッテリモジュールは、複数の円筒状バッテリセルの各々の第２の端部に取り付けられた冷却面を更に含み得る。

【0015】

本開示の上記の及び他の目的及び利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同じ部品を参照する添付図面と併せてなされる、以下の詳細な説明を考慮することで明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示のいくつかの実施形態による、バッテリモジュールアセンブリの複数のバッテリセル及び１つの保持層を示す。

【図2A】本開示のいくつかの実施形態による、バッテリ支持ビームの斜視図を示す。

【図2B】本開示のいくつかの実施形態による、バッテリ支持ビームの上面図を示す。

【図2C】本開示のいくつかの実施形態による、バッテリ支持ビームの側面図を示す。

【図3】図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの複数のバッテリ支持ビームを挿入する前の、図１のバッテリモジュールアセンブリを示す。

【図4】本開示のいくつかの実施形態による、複数のバッテリ支持ビームの挿入に続く、図３のバッテリモジュールアセンブリを示す。

【図5】本開示のいくつかの実施形態による、２つの側壁が取り付けられる前の、図４のバッテリモジュールアセンブリを示す。

【図6】本開示のいくつかの実施形態による、２つの側壁の追加に続く、図５のバッテリモジュールアセンブリの部分斜視図を示す。

【図7】本開示のいくつかの実施形態による、更に２つの側壁の追加に続く、図５のバッテリモジュールアセンブリを示す。

【図8】本開示のいくつかの実施形態による、冷却プレートの設置に続く、図７のバッテリモジュールアセンブリを示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１～図８は、本開示のいくつかの実施形態による、バッテリ支持ビーム、バッテリモジュールの構成要素、及び図８のバッテリモジュールなどのバッテリ支持ビームを含むバッテリモジュールを組み立てる過程における一連の工程を示す。

【0018】

図１は、本開示のいくつかの実施形態による、バッテリモジュールアセンブリの複数のバッテリセル１０３、及び保持層１０１を示す。示されるように、複数のバッテリセル１０３の各々は、円筒状であり得、第１の端部１０５及び第２の端部１０７を有し得る。本開示のいくつかの実施形態では、第１の端部１０５は、第１の電気端子（例えば、中央ボタン端子）を含み得る。本開示のいくつかの実施形態では、複数のバッテリセル１０３の各々は、第２の端部１０７の少なくとも一部分を覆う電気活性ケーシングの露出領域又は導電性ジャケット、第１の端部１０５の少なくとも一部分、及び各バッテリセル１０３の側面を有し得、第２の電気端子（例えば、周縁端子）を形成する。本開示のいくつかの実施形態では、露出領域は、ニッケルめっき鋼で形成され得、及び／又は耐食ニッケルめっきを有し得る。示されるように、複数のバッテリセル１０３の各々の第１の端部１０５は、（例えば、接着剤を使用して）保持層１０１の第１の側面のそれぞれの凹部の中へ挿入され、結合され得る。本開示のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの母線を含む電流コレクタアセンブリが、保持層の第２の側面に結合され、複数のバッテリセル１０３に選択的に接続され得る。本開示のいくつかの実施形態では、複数のバッテリセル１０３は、閉じた六角形状充填構成で配設され得る。本開示のいくつかの実施形態では、複数のバッテリセル１０３のうちの隣接するバッテリセルの間の最短距離は、約１．５ミリメートル未満である。

【0019】

図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、それぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、バッテリ支持ビーム２００の斜視図、上面図、及び側面図を示す。示されるように、バッテリ支持ビーム２００は、第１の端部２０１と、第１の端部２０１とは反対の第２の端部２０３と、第１の端部２０１と第２の端部２０３との間のバッテリ支持部分２０４と、を含み得る。バッテリ支持部分２０４は、開放頂部２０７及び開放底部２０９を有する円筒状側壁２１１を各々有する、複数の円筒状スリーブ２０５を含み得る。示されるように、複数の円筒状スリーブ２０５の配設は、複数のバッテリセル１０３の配設に対応し、円筒状側壁２１１の各々の厚さは、複数のバッテリセル１０３の隣接するバッテリセルの間の距離（例えば、最短距離）に対応するか、又はそれ未満である（例えば、その結果、バッテリ支持ビーム２００が、複数のバッテリセル１０３のバッテリセルの群の間に挿入され得る）。

【0020】

本開示のいくつかの実施形態では、バッテリ支持ビーム２００は、プラスチック材料であり得る。例えば、バッテリ支持ビーム２００は、ポリカーボネート（例えば、ＦＲ３０４０ポリカーボネート）であり得る。しかしながら、これは一例に過ぎず、バッテリ支持ビーム２００はまた、金属材料又は繊維材料であり得る。いくつかの実施形態では、バッテリ支持ビーム２００が、熱絶縁性かつ導電性材料であることが有利であり得る。本開示のいくつかの実施形態では、バッテリ支持ビーム２００が非導電性材料（例えば、プラスチック又は繊維）である場合、バッテリ支持ビーム２００は、複数の隣接対となる円筒状スリーブ２０５の間の円筒状側壁２１１を通って延在している導電性ピン２１３を更に含み得る。下で更に詳細に説明されるように、導電性ピン２１３は、複数の隣接対となる円筒状スリーブ２０５内に配設された円筒状バッテリセル１０３の電気活性ケーシングに電気的に接続し得る。

【0021】

本開示のいくつかの実施形態では、円筒状側壁２１１の各々の高さは、円筒状側壁２１１の各々が複数のバッテリセル１０３の対応する１つの円筒状中間部分だけを覆うように、複数のバッテリセル１０３の各々の高さ未満であり得る。例えば、図６を参照して下で更に詳細に説明されるように、複数のバッテリセル１０３の各々の円筒状中間部分は、複数のバッテリセル１０３の各々の全長の８０％以下であり得、円筒状側壁２１１は、複数のバッテリセル１０３の各々の頂部及び底部の少なくとも１０％以上が円筒状側壁２１１によって覆われないように、この円筒状中間部分の実質的に中央に配置され得る。これらのパーセンテージは、単なる例示に過ぎず、バッテリセル１０３及び円筒状側壁２１１の他の相対的なサイズが使用され得ることが理解されるであろう。例えば、複数のバッテリセル１０３の各々の円筒状中間部分は、複数のバッテリセル１０３の各々の全長の５０％以下、６０％以下、７０％以下、又は９０％以下であり得る。

【0022】

図３は、本開示のいくつかの実施形態による、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの複数のバッテリ支持ビーム２００を挿入する前の、図１のバッテリモジュールアセンブリを示す。示されるように、複数のバッテリ支持ビーム２００の各々（例えば、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、及び２００ｆ）は、複数のバッテリセル１０３の対応する群の間に挿入され得る。本開示のいくつかの実施形態では、図４を参照して下で更に詳細に説明されるように、複数のバッテリセル１０３の隣接する群は、複数の隔壁層３０１（例えば、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、及び３０１ｅ）のうちの１つによって互いに分離され得る。図３は、複数の隔壁層３０１（例えば、複数のバッテリセル１０３の隣接する群の間の仕切り）の挿入に続く、図１のバッテリモジュールアセンブリを示す。

【0023】

図４は、本開示のいくつかの実施形態による、複数のバッテリ支持ビーム２００の挿入に続く、図３のバッテリモジュールアセンブリを示す。本開示のいくつかの実施形態では、隔壁層３０１（例えば、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、及び３０１ｅ）は、異なる動作電圧で複数のバッテリセル１０３の群（例えば、複数のバッテリセル１０３の並列の群４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄ、４０１ｅ、及び４０１ｆ）の間に挿入して、（例えば、バッテリモジュールアセンブリに対する振動又は衝撃により）複数のバッテリセル１０３のいずれかの位置がシフトした場合に電気的絶縁を提供し得る。本開示のいくつかの実施形態では、隔壁層３０１は、炎が複数のバッテリセル１０３の群の間に広がることを防止するために、耐火性材料を含み得る。５つの隔壁層３０１が示されるが、任意の数の隔壁層３０１が使用され得る。本開示のいくつかの実施形態では、隔壁層３０１は、特定のバッテリモジュールの特定の要件に応じて、随意であり得る。本開示のいくつかの実施形態では、単一のバッテリ支持ビーム２００によって、群（例えば、４０１ａ～４０１ｆ）の１つ超からのバッテリセル１０３を支持することが有利であり得る。この場合、単一の支持ビーム２００は、非導電性材料で形成され得、導電性ピン２１３を省略して、単一の支持ビーム２００によって支持されたバッテリセル１０３の間に電気的絶縁を提供し得る。しかしながら、これは一例に過ぎず、導電性ピン２１３はまた、異なる動作電圧で、（例えば、異なる群４０１ａ～４０１ｆから）バッテリセル１０３の間にだけ電気的絶縁を提供することを選択的に省略し、一方で、なおも、同じ動作電圧で、（例えば、同じ群４１０ａ～４０１ｆから）バッテリセル１０３に電気的に接続し得る。すなわち、円筒状側壁２１１の導電性ピン２１３を省略して、異なる動作電圧でバッテリセル１０３が（例えば、異なる群４０１ａ～４０１ｆから）分離され得る。

【0024】

本開示のいくつかの実施形態では、複数のバッテリ支持ビーム２００の各々（例えば、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、及び２００ｆ）は、複数のバッテリセル１０３の対応する群４０１（例えば、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄ、４０１ｅ、及び４０１ｆ）の間に挿入され得る。６つのバッテリ支持ビーム２００が示されるが、任意の数のバッテリ支持ビーム２００が使用され得る。本開示のいくつかの実施形態では、バッテリ支持ビーム２００の各々は、接着剤によって、複数のバッテリセル１０３の対応する群４０１に固定され得る。例えば、接着剤は、バッテリ支持ビーム２００が複数のバッテリセル１０３の対応する群４０１の間に挿入される前に、円筒状スリーブ２０５の円筒状側壁２１１に適用され得る。しかしながら、これは一例に過ぎず、バッテリ支持ビーム２００の各々はまた、干渉嵌合によって、複数のバッテリセル１０３の対応する群４０１に固定され得る。

【0025】

本開示のいくつかの実施形態では、複数のバッテリセル１０３の各群４０１のバッテリセルは、（例えば、少なくとも１つの母線を含む少なくとも１つの電流コレクタアセンブリによって）互いに電気的に接続され得る。追加的に、図６を参照して更に詳細に説明されるように、各群４０１内の特定の隣接するバッテリセル１０３の電気活性ケーシングは、対応するバッテリ支持ビーム２００によって、又は対応するバッテリ支持ビーム２００内の導電性ピン２１３によって、互いに電気的に接続され得る。

【0026】

図５は、本開示のいくつかの実施形態による、２つの側壁５０１が取り付けられる前の、図４のバッテリモジュールアセンブリを示す。示されるように、側壁５０１の最初の１つは、バッテリモジュールアセンブリの第１の側面に取り付けられ得、側壁５０１の第２の１つは、バッテリモジュールアセンブリの第２の側面に取り付けられ得る。例えば、接着剤が、複数のバッテリ支持ビーム２００の各々の第１の端部２０１に塗布され得る。代替的又は追加的に、接着剤はまた、バッテリモジュールアセンブリの第１の側面及び側壁５０１の最初の１つの内側に沿って、バッテリセル１０３に塗布され得る。示されるように、側壁５０１の最初の１つは、次いで、バッテリモジュールアセンブリの第１の側面に沿って、複数のバッテリ支持ビーム２００の各々の第１の端部２０１及びバッテリセルに押圧され得る。側壁５０１の第２の１つは、類似する様態でバッテリ支持モジュールの第２の側面に取り付けられ得る。示されるように、２つの側壁５０１の各々の内側は、バッテリモジュールアセンブリの側面に沿って、複数のバッテリ支持ビーム２００の各々の端部（２０１又は２０３）及びバッテリセルの両方と実質的に面一であるように形成され得る。

【0027】

いくつかの実施形態では、第１の端部２０１及び第２の端部２０３の各々は、少なくとも１つの貫通孔を含み得、それにより、側壁５０１の対応する１つがバッテリモジュールアセンブリの側面に押圧されたときに、接着剤の一部が、少なくとも１つの貫通孔に押し込まれ得、よって、接着剤が硬化したときに、硬化した接着剤が一種のリベット（複数可）としても作用し得、側壁５０１をバッテリモジュールアセンブリに更に固定する。

【0028】

図６は、本開示のいくつかの実施形態による、２つの側壁５０１の追加に続く、図５のバッテリモジュールアセンブリの部分斜視図を示す。説明の目的で、バッテリセル１０３のいくつかを除去したように示される。示されるように、円筒状側壁２１１の各々は、複数のバッテリセル１０３の対応する１つの円筒状中間部分だけを覆う。例えば、（例えば、第２の端部１０７に対応する）複数バッテリセル１０３の各々の端部部分６０１は、円筒状側壁２１１によって覆われ得ない。本開示のいくつかの実施形態では、端部部分６０１の長さは、バッテリセル１０３の全長の１０％であり得る。本開示のいくつかの実施形態では、端部部分６０１とは反対の（例えば、第１の端部１０５に対応する）複数のバッテリセル１０３の各々の別の端部部分は、端部部分６０１と同じ長さを有し得、円筒状側壁２１１は、複数のバッテリセル１０３の各々の円筒状中間部分の実質的に中央に配置される。

【0029】

本開示のいくつかの実施形態では、円筒状側壁２１１（例えば、開放頂部２０７から開放底部２０９まで）の長さは、バッテリモジュールアセンブリの要件に基づいて調整され得る。例えば、高負荷の用途では、バッテリセル１０３がわずかに拡大することを可能にするように、より短い長さを有する（例えば、バッテリセル１０３の長さの８０％未満を覆う）円筒状側壁２１１を提供することが有利であり得る。他の用途では、複数のバッテリセル１０３の各々の側壁を補強するように、より長い長さを有する（例えば、バッテリセル１０３の長さの８０％超を覆う）円筒状側壁２１１を提供することが有利であり得る。本開示のいくつかの実施形態では、バッテリモジュールアセンブリの要件に応じて、円筒状側壁２１１を、複数のバッテリセル１０３の対応する１つの円筒状中間部分内の中央に配置しないことが有利であり得る。例えば、複数のバッテリセル１０３の各々の端部部分の１つのより大きい部分を、円筒状側壁２１１によって覆われないままにすること（例えば、端部部分６０１）が有利であり得る。

【0030】

示されるように、円筒状スリーブ２０５の各々が、対応するバッテリセル１０３の円筒状中間部分の周囲に配設されると、導電性ピン２１３が、電気活性ケーシングの各々に接触することによって、複数の隣接対となる円筒状スリーブ２０５内に配設された円筒状バッテリセル１０３の電気活性ケーシングに電気的に接続し得る。図２Ｂに戻ると、バッテリモジュールアセンブリの要件に応じて、各円筒状スリーブ２０５内の導電性ピン２１３の配設又は数を修正することが有利であり得る。例えば、バッテリセル１０３の１つの電気活性ケーシングを隣接するバッテリセル１０３毎に電気的に接続すること、又は導電性ピン２１３を通して電気的に接続されるバッテリセル１０３を修正することが有利であり得る。本出願のいくつかの実施形態では、導電性ピン２１３は、省略され得る。導電ピン２１３は、円筒状バッテリセル１０３の隣接するケーシングに電気的に接続するための任意の好適な導電性コネクタ（例えば、円筒状スリーブ２０５の頂部分２０７と底部分２０９との間に成形される、連続金属シート、金属メッシュ、金属ワイヤ、導電性材料など）であり得る。

【0031】

図７は、本開示のいくつかの実施形態による、更に２つの側壁７０１の追加に続く、図５のバッテリモジュールアセンブリを示す。示されるように、側壁７０１の追加は、少なくとも５つの側面に（すなわち、１つの側面の保持層１０１によって、２つの側面の側壁５０１によって、及び２つの側面の側壁７０１によって）収容されている複数のバッテリセルをもたらす。示されるように、複数のバッテリセル１０３の第２の端部１０７は、露出されたままであり得る。本開示のいくつかの実施形態では、側壁７０１は、接着剤によって、バッテリモジュールアセンブリに取り付けられる。

【0032】

図８は、本開示のいくつかの実施形態による、冷却プレート８０１の設置に続く、図７のバッテリモジュールアセンブリを示す。本開示のいくつかの実施形態では、冷却プレート８０１は、接着剤（例えば、熱界面材料）によって、複数のバッテリセル１０３の露出端部１０７に結合され得る。

【0033】

本開示のいくつかの実施形態では、熱伝達プレートを使用して、バッテリモジュールアセンブリを選択的に加熱又は冷却し得る。本開示のいくつかの実施形態では、図１を参照して上で説明された構成要素は、第１のバッテリサブモジュールと類似の第２のバッテリサブモジュールと組み合わされ得る、第１のバッテリサブモジュールを形成し得る。例えば、第１及び第２のバッテリサブモジュールは、冷却プレート８０１の両側に形成され得る。

【0034】

上記は、本開示の原理の単なる例示に過ぎず、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な修正を行うことができる。上述の実施形態は、例示の目的で提示され、限定するものではない。本開示はまた、本明細書に明示的に記載されるもの以外の多くの形態をとることもできる。したがって、本開示は、明示的に開示される方法、システム、及び装置に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の趣旨内である、その変形及び修正を含むことが意図されることが強調される。
なお、本発明には以下の態様が含まれることを付記する。
［態様１］
バッテリ支持ビームであって、
第１の端部と、
前記第１の端部とは反対の第２の端部と、
前記第１の端部及び前記第２の端部の間のバッテリ支持部分と、を備え、
前記バッテリ支持部分が、開放頂部及び開放底部を有する円筒状側壁を各々有する、所定のパターンで配設された複数の円筒状スリーブを備え、前記円筒状側壁の各々が、複数の円筒形のバッテリセルのうちの１つの円筒状中間部分の周囲に配設されるように構成されている、バッテリ支持ビーム。
［態様２］
前記複数の円筒状スリーブの各々が、前記複数の円筒状スリーブの少なくとも１つの他の円筒状スリーブと側壁を共有する、態様１に記載のバッテリ支持ビーム。
［態様３］
前記円筒状側壁の各々が、前記複数の円筒状バッテリセルの各々の軸方向長さの８０パーセント以下である軸方向長さを有する、態様１に記載のバッテリ支持ビーム。
［態様４］
前記複数の円筒状側壁の各々が、前記円筒状バッテリセルの前記軸方向長さに沿って、前記複数の円筒状バッテリセルのうちの１つの頂部と底部との間の実質的に中央に配置されるように構成されている、態様１に記載のバッテリ支持ビーム。
［態様５］
前記所定のパターンが、閉じた六角形状充填構成である、態様１に記載のバッテリ支持ビーム。
［態様６］
前記バッテリ支持ビームが、プラスチック材料を含む、態様１のバッテリ支持ビーム。
［態様７］
前記プラスチック材料が、ポリカーボネートである、態様６に記載のバッテリ支持ビーム。
［態様８］
前記複数の円筒状スリーブが、複数の隣接対となる円筒状スリーブを備え、前記複数の隣接対となる円筒状スリーブの各々の間の前記円筒状側壁が、導電性ピンを備え、前記導電性ピンが、前記円筒状側壁を通って延在し、円筒状バッテリセルの電気活性ケーシングと電気的に接続するように構成され、前記電気活性ケーシングが、前記隣接対となる前記円筒状スリーブ内に配設される、態様１に記載のバッテリ支持ビーム。
［態様９］
バッテリモジュールであって、
所定のパターンで配設された複数の円筒状バッテリセルであって、第１の群の円筒状バッテリセル、及び第２の群の円筒状バッテリセルを備える、複数の円筒状バッテリセルと、
第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームであって、前記第１のバッテリ支持ビーム及び前記第２のバッテリ支持ビームの各々が、第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部及び前記第２の端部の間のバッテリ支持部分と、を備え、前記バッテリ支持部分は、開放頂部及び開放底部を有する円筒状側壁を各々有する複数の円筒状スリーブを備える、第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームと、を備え、
前記第１のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状側壁の各々が、前記第１の群の円筒状バッテリセルの第１のサブセットの１つの円筒状中間部分の周囲に配設され、
前記第２のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状側壁の各々が、前記第２の群の円筒状バッテリセルの第２のサブセットの１つの円筒状中間部分の周囲に配設されている、バッテリモジュール。
［態様１０］
前記複数の円筒状側壁の各々が、前記複数の円筒状バッテリセルの各々の軸方向長さの８０パーセント以下である軸方向長さを有し、
前記複数の円筒状側壁の各々が、前記円筒状バッテリセルの前記軸方向長さに沿って、前記複数の円筒状バッテリセルのうちの１つの頂部と底部との間の実質的に中央に配置されている、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様１１］
前記所定のパターンが、閉じた六角形状充填構成である、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様１２］
前記第１のバッテリ支持ビーム及び前記第２のバッテリ支持ビームの各々が、プラスチック材料を含む、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様１３］
前記プラスチック材料が、ポリカーボネートである、態様１２に記載のバッテリモジュール。
［態様１４］
前記複数のバッテリセルの各々が、前記バッテリセルの第１の端部及び側面を覆う電気活性ケーシングの露出領域を備え、前記バッテリセルの前記側面が、前記円筒状中間部分を備える、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様１５］
前記第１のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状スリーブ及び前記第２のバッテリ支持ビームの前記バッテリ支持部分の前記複数の円筒状スリーブが、複数の隣接対となる円筒状スリーブを備え、前記複数の隣接対となる円筒状スリーブの各々の間の前記円筒状側壁が、前記円筒状バッテリセルの前記電気活性ケーシングと電気的に接続するために、前記円筒状側壁を通って延在する導電性ピンを備え、前記電気活性ケーシングが、前記隣接対となる円筒状スリーブ内に配設される、態様１４に記載のバッテリモジュール。
［態様１６］
前記第１の群の円筒状バッテリセルの各々が、互いに並列に接続されており、
前記第２の群の円筒状バッテリセルの各々が、互いに並列に接続されている、態様１５に記載のバッテリモジュール。
［態様１７］
前記第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームの各々の前記第１の端部に取り付けられた第１の側壁と、
前記第１のバッテリ支持ビーム及び第２のバッテリ支持ビームの各々の前記第２の端部に対する第２の側壁と、を更に備える、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様１８］
前記第１の群の円筒状バッテリセルと前記第２の群の円筒状バッテリセルとの間に配置された隔壁層を更に備え、前記隔壁層が、前記第１の群の円筒状バッテリセルの側壁を前記第２の群の円筒状バッテリセルの側壁から電気的に隔離する、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様１９］
複数の凹部を備える保持層を更に備え、
前記複数の円筒状バッテリセルの各々の第１の端部が、前記複数の凹部のそれぞれの凹部の中へ配置されている、態様９に記載のバッテリモジュール。
［態様２０］
前記複数の円筒状バッテリセルの各々の第２の端部に取り付けられた冷却面を更に備える、態様１９に記載のバッテリモジュール。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】