特許 7433305 電池モジュール

(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】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/264 20210101AFI20240209BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240209BHJP

   H01M 50/262 20210101ALI20240209BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240209BHJP

   H01M 50/287 20210101ALI20240209BHJP

【ＦＩ】

H01M50/264

H01M50/211

H01M50/262 S

H01M50/262 P

H01M50/271 B

H01M50/287

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021517756

(86)(22)【出願日】2021-01-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-19

(86)【国際出願番号】 CN2021074500

(87)【国際公開番号】W WO2022012025

(87)【国際公開日】2022-01-20

【審査請求日】2021-03-30

(31)【優先権主張番号】202010694761.7

(32)【優先日】2020-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】520124888

【氏名又は名称】東莞新能安科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｐｏｗｅｒａｍｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｘｉｎｇｈｕｉ Ｒｏａｄ， Ｓｏｎｇｓｈａｎ Ｌａｋｅ Ｐａｒｋ， Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｃｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ５２３０００， Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】王 鵬飛

(72)【発明者】

【氏名】周 錦兵

【審査官】佐溝 茂良

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０８７３５９３８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０１８９３３９４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２００７－０７３５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１７８５８７２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルアセンブリを含み、前記セルアセンブリのセルがセル本体部及びタブを含む電池モジュールであって、
セルの厚さ方向に沿って、前記セルアセンブリを取り囲む第１の固定テープと、
セルの厚さ方向に沿って、前記セルアセンブリを取り囲む第２の固定テープとをさらに含み、
前記セルの長手方向に沿って、前記セル本体部の長手方向に沿った前記第１の固定テープの投影の中点又は中線又は同側の側辺を計算ベースポイント又はベースラインとし、前記第１の固定テープの投影位置における前記セル本体部の第１の端からの距離が２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下であり、
前記セルの長手方向に沿って、前記セル本体部の長手方向に沿った前記第２の固定テープの投影の中点又は中線又は同側の側辺を計算ベースポイント又はベースラインとし、前記第２の固定テープの投影位置における前記セル本体部の第２の端からの距離が２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下であり、前記Ｌは、前記セル本体部の長さであり、
前記電池モジュールはさらにハウジングを含み、前記ハウジングは、前記固定テープと前記セルアセンブリとの間に設置されたケースを含み、
前記電池モジュールは、２つのエンドプレートをさらに含み、前記セルの積層方向に沿って、前記エンドプレートは前記セルアセンブリの最外側のセルと前記固定テープとの間に設置され、
前記ケースは２つの収容溝を含み、各前記エンドプレートはそれに対応する１つの収容溝内に設置されており、
前記ケースは対向して設置された第３の表面及び第４の表面をさらに含み、１つの前記収容溝は前記第３の表面から前記ケースの内部へ窪むように形成され、もう１つの前記収容溝は前記第４の表面から前記ケースの内部へ窪むように形成される、ことを特徴とする電池モジュール。

【請求項2】

前記ケースの外面に溝が設置され、前記ケースは、対向して設置された第１の表面及び第２の表面を含み、前記溝は、前記第１の表面及び前記第２の表面に形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記固定テープは、前記溝内に設置される、ことを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記固定テープの数は、２本であり、２本の前記固定テープは、間隔を置いて設置され、前記溝は、第１のサブ溝、第２のサブ溝、第３のサブ溝及び第４のサブ溝を含み、前記第１のサブ溝及び前記第２のサブ溝は、前記第１の表面に形成され、前記第３のサブ溝及び前記第４のサブ溝は、前記第２の表面に形成され、一方の前記固定テープは、前記第１のサブ溝及び前記第３のサブ溝内に設置され、他方の前記固定テープは、前記第２のサブ溝及び前記第４のサブ溝内に設置される、ことを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記ケースは、第１のサブケース及び第２のサブケースをさらに含み、前記第１のサブケース及び前記第２のサブケースは、係合されて前記ケースを形成し、前記第１のサブケースには第１の表面が設置され、前記第２のサブケースには第２の表面が設置され、
前記ケースは第５の表面及び第６の表面をさらに含み、前記第１のサブケースと前記第２のサブケースとの係合面により前記第３の表面、第４の表面、第５の表面及び第６の表面が分割され、前記収容溝は、第１の副溝及び第２の副溝を含み、前記第１の副溝は、前記第１のサブケースに設置され、前記第２の副溝は、前記第２のサブケースに設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項6】

前記固定テープは、少なくとも１つの圧力調整ユニットを含み、前記圧力調整ユニットは、前記固定テープが前記ケースを押圧するための圧力を調整する、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項7】

前記圧力調整ユニットは、ネジとナットを含み、前記ネジの受けるトルクは１．５ＮＭ以上である、ことを特徴とする請求項６に記載の電池モジュール。

【請求項8】

前記固定テープは、帯状であり、間隔を置いて設置された第１の調整部及び第２の調整部を含み、前記圧力調整ユニットは、前記第１の調整部及び前記第２の調整部に可動に接続され、前記第１の調整部と前記第２の調整部との間の距離を調整することにより、前記固定テープによる前記ケースへの圧力を調整する、ことを特徴とする請求項６に記載の電池モジュール。

【請求項9】

前記固定テープによる前記ケースへの圧力値の範囲は、０ｋｇｆ～１００ｋｇｆである、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項10】

前記固定テープの横断面の面積の総和が６０ｍｍ^２以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項11】

前記ハウジングは、前記ケースの一端に係合された前蓋と、前記エンドプレートと前記前蓋との間に設置された制御回路と、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項12】

前記ケースの内部に装着溝が設置され、前記セルアセンブリの少なくともの一部は、前記装着溝内に設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、新エネルギーの分野に関し、特に、電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

電池モジュールは、生活のさまざまな分野に広く使用されており、多くの適用場面がある。電池モジュールは、使用するときに、体積が充放電サイクルに伴い膨張して、電池モジュールのサイクル特性の低下を招く。業界でよく使用されている解決手段は、電池モジュールを加圧することであるが、従来の解決手段には加圧均一性の課題が存在する。従来の加圧方式では、電池モジュールが膨張した後、その各部の受ける外部圧力が不均一である。そして、正確な圧力制御ができないと、電池モジュールの領域ごとに圧力値が異なり、これは、電池モジュールの充放電サイクル特性に悪影響を及ぼす。従来の解決手段には、セル短絡や固定装置のズレによる故障の課題も存在する。

【0003】

上記課題を如何に解決するかは当業者が検討すべきものである。

【発明の概要】

【0004】

従来技術における課題を解決するために、本出願は、
セルアセンブリを含み、前記セルアセンブリのセルがセル本体部及びタブを含む電池モジュールであって、
セルの厚さ方向に沿って、前記セルアセンブリを取り囲む第１の固定テープと、
セルの厚さ方向に沿って、前記セルアセンブリを取り囲む第２の固定テープとをさらに含み、
前記セルの長手方向に沿って、前記第１の固定テープの投影位置の、前記セル本体部の第１の端からの距離がＬ／４以下であり、前記第２の固定テープの投影位置の、前記セル本体部の第２の端からの距離がＬ／４以下であり、前記Ｌは前記セル本体部の長さである電池モジュールを提供する。

【0005】

固定テープを設置してセルアセンブリへ圧力を印加することにより、充放電サイクル中のセルアセンブリの膨張が制限され、電池モジュールのサイクル特性が向上する。

【0006】

第１の可能な実施態様では、前記電池モジュールに基づいて、前記第１の固定テープの投影位置の、前記セル本体部の第１の端からの距離は２Ｌ／２５以上である。この値とすることにより、セルアセンブリの中間領域の圧力が大きすぎることを回避できる。

【0007】

第１の可能な実施形態によれば、第２の可能な実施態様では、前記第２の固定テープの投影位置の、前記セル本体部の第２の端からの距離は２Ｌ／２５以上である。

【0008】

第１及び第２の可能な実施形態によれば、第３の可能な実施態様では、前記電池モジュールは、ハウジングをさらに含み、前記ハウジングは前記固定テープと前記セルアセンブリとの間に設置されたケースを含む。この所定の領域の値とすることにより、セルアセンブリの外側領域の圧力が大きすぎることを回避できる。

【0009】

第１～第３の可能な実施形態によれば、第４の可能な実施態様では、前記電池モジュールは前記セルの積層方向に沿って前記セルアセンブリの最外側のセルと前記固定テープとの間に設置されたエンドプレートをさらに含む。

【0010】

第１～第４の可能な実施形態によれば、第５の可能な実施態様では、前記ケースの外面に溝が設置され、前記ケースは対向設置された第１の表面及び第２の表面を含み、前記溝は前記第１の表面及び前記第２の表面に形成される。

【0011】

第１～第５の可能な実施形態によれば、第６の可能な実施態様では、前記固定テープのうち前記ケースとの接触部分は前記溝内に設置される。溝は固定テープの移動を制限し、電池モジュールの膨張に起因する固定テープの変位を回避する。

【0012】

第１～第６の可能な実施形態によれば、第７の可能な実施態様では、前記固定テープの数は２本であり、２本の前記固定テープは間隔を置いて設置され、前記溝は第１のサブ溝、第２のサブ溝、第３のサブ溝及び第４のサブ溝を含み、前記第１のサブ溝及び前記第２のサブ溝は前記第１の表面に形成され、前記第３のサブ溝及び前記第４のサブ溝は前記第２の表面に形成され、一方の前記固定テープは前記第１のサブ溝及び前記第３のサブ溝内に設置され、他方の前記固定テープは前記第２のサブ溝及び前記第４のサブ溝内に設置される。間隔を置いて設置された２つの固定テープはセルアセンブリに印加された圧力を均一にする。

【0013】

第１～第７の可能な実施形態によれば、第８の可能な実施態様では、前記電池モジュールは、前記セルの積層方向に沿って前記セルアセンブリの最外側のセルと前記固定テープとの間に設置されたエンドプレートをさらに含む。固定テープとハウジングとの間にエンドプレートが設置され、エンドプレートはハウジングの耐圧縮性を高め、過度の圧力によるハウジングの破損を回避する。

【0014】

第１～第８の可能な実施形態によれば、第９の可能な実施態様では、前記ケースは、対向設置された第３の表面及び第４の表面をさらに含み、前記エンドプレートは前記第３の表面及び前記第４の表面に接触し、前記ケースは少なくとも２つの収容溝を含み、少なくとも２つの前記収容溝は前記第３の表面及び第４の表面に形成され、前記エンドプレートは前記収容溝内に設置される。前記エンドプレートが前記収容溝内に設置されることによって、電池モジュールの膨張に起因するエンドプレートの位置ズレを回避できる。

【0015】

第１～第９の可能な実施形態によれば、第１０の可能な実施態様では、前記ケースは第１のサブケース及び第２のサブケースをさらに含み、前記第１のサブケース及び前記第２のサブケースは係合されて前記ケースを形成し、前記第１のサブケースには第１の表面が設置され、前記第２のサブケースには第２の表面が設置され、前記ケースは第５の表面及び第６の表面をさらに含み、前記第１のサブケースと前記第２のサブケースとの係合面により前記第３の表面、第４の表面、第５の表面及び第６の表面が分割され、前記収容溝は第１の副溝及び第２の副溝を含み、前記第１の副溝は前記第１のサブケースに設置され、前記第２の副溝は前記第２のサブケースに設置される。係合された第１のサブケースと第２のサブケースによって、ケースとセルアセンブリの装着をより簡便にする。

【0016】

第１～第１０の可能な実施形態によれば、第１１の可能な実施態様では、前記固定テープは、前記固定テープが前記ケースを押圧する圧力を調整する少なくとも１つの圧力調整ユニットを含む。圧力調整ユニットを設置することにより、固定テープによるセルアセンブリへの圧力を正確に微調整することができる。

【0017】

第１～第１１の可能な実施形態によれば、第１２の可能な実施態様では、前記圧力調整ユニットはネジとナットを含み、前記ネジの受けるトルクは１．５ＮＭ以上である。

【0018】

第１～第１２の可能な実施形態によれば、第１３の可能な実施態様では、前記固定テープは帯状であり、間隔を置いて設置された第１の調整部及び第２の調整部を含み、前記圧力調整ユニットは前記第１の調整部及び前記第２の調整部に可動に接続され、前記第１の調整部と前記第２の調整部との間の距離を調整することにより、前記固定テープによる前記ケースへの圧力を調整する。

【0019】

第１～第１３の可能な実施形態によれば、第１４の可能な実施態様では、前記固定テープによる前記ケースへの圧力値の範囲は、０ｋｇｆ～１００ｋｇｆであり、これにより、セルアセンブリの受ける圧力を合理的な範囲にし、電池モジュールのサイクル特性を効果的に高める。

【0020】

第１～第１４の可能な実施形態によれば、第１５の可能な実施態様では、前記固定テープの横断面の全面積は６０ｍｍ^２以上であり、これにより、固定テープに十分な強度を有することを確保できる。

【0021】

第１～第１５の可能な実施形態によれば、第１６の可能な実施態様では、前記ハウジングは、前記ケースの一端に係合された前蓋と、前記エンドプレートと前記前蓋との間に設置された制御回路とをさらに含む。

【0022】

第１～第１６の可能な実施形態によれば、第１７の可能な実施態様では、前記ケースの内部に装着溝が設置され、前記セルアセンブリの少なくともの一部は前記装着溝内に設置される。

【0023】

従来技術に比べて、本出願の電池モジュールは、セルアセンブリの外側に固定テープを周設してセルアセンブリへ圧力を印加することによって、充放電サイクル中のセルアセンブリの膨張を制限し、電池モジュールのサイクル特性を向上させる。さらに、セルの長手方向に沿って、固定テープの少なくとも一部は所定領域内に設置され、所定領域はセル本体部の一端から前記セル本体部の一端からＬ／４離れたた箇所までであり、これにより、電池モジュールの受ける圧力をより均一にし、電池モジュールの充放電サイクル特性を大幅に向上させる。さらに、セルアセンブリと固定テープとの間にハウジングが設置され、それにより、固定テープとセルアセンブリとの直接接触による破損や短絡を回避する。さらに、固定テープとハウジングとの間にエンドプレートが設置され、エンドプレートはハウジングの耐圧縮性を高め、過度の圧力によるハウジングの破損を回避する。さらに、固定テープはハウジングの溝内に設置され、それにより、電池モジュールの膨張に起因する固定テープの変位を回避する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本出願の一実施例の電池モジュールの模式的斜視図である。

【図2】本出願の一実施例の電池モジュールの模式的斜視図である。

【図3】本出願の一実施例の電池モジュールの模式的分解斜視図である。

【図4】本出願の一実施例の電池モジュールの部分模式的斜視図である。

【図5】本出願の一実施例の電池モジュールの部分模式的分解斜視図である。

【図6】本出願の一実施例の電池モジュールの部分拡大模式図である。

【図7】本出願の一実施例の電池モジュールの部分拡大模式図である。

【図8】本出願の一実施例の電池モジュールの斜視模式図である。

【図9】本出願の一実施例の電池モジュールにおいて、セルの長手方向に沿った第１の固定テープの投影が第１の端からＬ／４よりも大きく離れ、セルの長手方向に沿った第２の固定テープの投影が第２の端からＬ／４よりも大きく離れた場合のエンドプレートの変形程度の分布の模式図である。

【図10】本出願の一実施例の電池モジュールにおいて、セルの長手方向に沿った第１の固定テープの投影の、第１の端からの距離が２Ｌ／２５未満であり、第２の端に対する第２の固定テープの距離について、第２の固定テープのセルの長手方向に沿った投影の、第２の端からの距離が２Ｌ／２５未満である場合のエンドプレートの変形程度の分布の模式図である。

【図11】本出願の一実施例の電池モジュールにおいて、セルの長手方向に沿った第１の固定テープの投影の、第１の端からの距離が２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下であり、第２の固定テープのセルの長手方向に沿った投影の、第２の端からの距離が、２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下である場合のエンドプレートの変形程度の分布の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

下記の特定実施形態によって、上記図面を参照しながらさらに本出願を説明する。

【0026】

以下、図面を参照しながら本出願の内容をより網羅的に説明する。図面には、本出願の例示的な実施例だけが示されている。ただし、本出願はさまざまな別の形態で実施してもよく、ここで説明する例示的な実施例に制限されると理解すべきではない。これらの例示的な実施例は、本出願をより明確かつ完全にし、本出願の範囲を当業者に十分に伝えるために提供されるものである。類似する図面の符号は同一又は類似のアセンブリを表す。

【0027】

本明細書で使用されている用語は特定の例示的な実施例を説明する目的にのみ使用され、本出願を制限することを意図しない。本明細書で使用されるように、文脈から明らかに記載がない限り、単数形の「一」、「１つ」及び「該」は複数形も含む。さらに、本明細書で使用される場合、整数、ステップ、操作、アセンブリ及び／又はアセンブリを「含む」及び／又は「備える」又は「含む」及び／又は「含む」又は「有する」及び／又は「有する」と、１つ又は複数のほかの特徴、領域、整数、ステップ、操作、アセンブリ、アセンブリ及び／又はこれらの組み合わせが存在又は添加される場合を排除しない。

【0028】

別途定義ない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術及び科学用語）は、当業者の通常の理解と同じ定義を有する。さらに、ここで明確に定義しない限り、例えば一般辞書で定義されている用語は、関連技術や本出願の内容におけるその定義と同じ定義を有すると解釈すべきであり、理想的又は必要以上に形式的な定義と解釈しない。

【0029】

以下の内容では、図面を参照しながら例示的な実施例を説明する。なお、図面を参照して作成するアセンブリは必ずしも実際のスケールで表示されるわけではなく、同一又は類似のアセンブリには同一又は類似の図面の符号又は類似の技術用語を付する。

【0030】

以下、図面を参照しながら、本出願の特定実施形態をさらに詳細に説明する。

【0031】

図１～図８に示すように、本出願は電池モジュール１を提供し、電池モジュール１はセルアセンブリ１９を含む。

【0032】

図３に示すように、セルアセンブリ１９は積層設置された複数のセル１９０を含み、各セル１９０は、片状のセル本体部１９１及びタブ１９２を含み、複数のセル本体部１９１はセル本体部１９１の厚さ方向に積層設置される。一実施例において、セル１９０同士の間にフォームが設置されてもよく、２つのセルアセンブリ１９は積層設置されて容量のより大きなセル全体とすることができ、隣接する２つのセルアセンブリ１９の間に加圧フォームが設置されてもよい。

【0033】

一実施例において、電池モジュール１はセル１９０の厚さ方向に沿ってセルアセンブリ１９を取り囲む固定テープ１２をさらに含み、本実施例では、固定テープ１２は絶縁構造をさらに含み、該絶縁構造は少なくとも固定テープ１２とセルアセンブリ１９との間に設置され、それにより、固定テープ１２の加圧過程に生じるセルアセンブリ１９の短絡を回避する。

【0034】

一実施例において、図１～図３に示すように、電池モジュール１はハウジング１０をさらに含み、ハウジング１０はケース１１、エンドプレート１３、前蓋１４及び制御回路１５を含み、ケース１１は固定テープ１２とセルアセンブリ１９との間に設置される。

【0035】

一実施例において、ハウジング１０は複数のユニットを組み合わせたものであってもよく、ケース１１は前蓋１４に接続される。一実施例において、ケース１１は一体化構造としてもよく、別の実施例では、ケース１１は複数のブラケットを積層してなるものであってもよい。本実施例では、ハウジング１０は複数のユニットを組み合わせたものであり、ケース１１は前蓋１４に接続され、ケース１１は一体化構造としてもよい。

【0036】

セルアセンブリ１９はケース１１の内部に設置され、固定テープ１２はケース１１の外側に周設され、エンドプレート１３はケース１１の外面に設置され、前蓋１４はケース１１の外側に係合され、制御回路１５はケース１１と前蓋１４との間に設置される。

【0037】

図１、図２、図４に示すように、一実施例において、ケース１１は略六面体構造であり、第１の表面１１１、第２の表面１１２、第３の表面１１３、第４の表面１１４、第５の表面１１５及び第６の表面１１６を含む。第１の表面１１１と第２の表面１１２は対向設置される。第３の表面１１３と第４の表面１１４は対向設置される。第５の表面１１５と第６の表面１１６は対向設置される。ケース１１は第１のサブケース１１８及び第２のサブケース１１９をさらに含み、第１のサブケース１１８及び第２のサブケース１１９は係合されてケース１１となり、第１のサブケース１１８と第２のサブケース１１９との係合面１１７により第３の表面１１３、第４の表面１１４、第５の表面１１５及び第６の表面１１６が分割される。第１の表面１１１は第１のサブケース１１８に設置され、第２の表面１１２は第２のサブケース１１９に設置される。

【0038】

一実施例において、第１の表面１１１及び第２の表面１１２は、セル本体部１９１の長さと高さ（厚さ）により囲まれた面に相当し、第３の表面１１３及び第４の表面１１４はセル本体部１９１の長さと幅により囲まれた面に相当し、第５の表面１１５及び第６の表面１１６はセル本体部１９１の幅と高さ（厚さ）により囲まれた面に相当する。

【0039】

図５及び図６に示すように、ケース１１の外面に溝１６が形成され、溝１６は、ケース１１の外面がケース１１の内部へ窪んでなるものであり、図２及び図３に示すように、一実施例において、溝１６は第１の表面１１１及び第２の表面１１２に形成される。溝１６は第１のサブ溝１６１、第２のサブ溝１６２、第３のサブ溝１６３及び第４のサブ溝１６４を含む。第１のサブ溝１６１及び第２のサブ溝１６２は第１の表面１１１に形成され、第３のサブ溝１６３及び第４のサブ溝１６４は第２の表面１１２に形成される。

【0040】

固定テープ１２はセル本体部１９１の厚さ方向（即ち、複数のセル１９０の積層方向）に沿ってケース１１の外側に周設され、固定テープ１２はケース１１へ圧力を印加することでケース１１及びセルアセンブリ１９を固定し、また、固定テープ１２はセルアセンブリ１９と接触せず、それにより、加圧過程に生じるセルアセンブリ１９の破損やセルアセンブリ１９の短絡を回避する。固定テープ１２のうちケース１１との接触部分が溝１６内に設置され、溝１６は固定テープ１２の位置を限定し、電池モジュール１の膨張に起因する固定テープ１２の変位や脱離を回避する。

【0041】

一実施例において、固定テープ１２はスチールベルトであってもよく、いくつかの場合、前記スチールベルトの外部に絶縁構造が設置されていてもよく、該絶縁構造は前記スチールベルトの表面に被覆され得る。

【0042】

図４に示すように、各固定テープ１２はテープ本体１２０及び少なくとも１つの圧力調整ユニット１２３を含み、圧力調整ユニット１２３はテープ本体１２０に可動に接続されてテープ本体１２０を環状構造とし、固定テープ１２がケース１１を押圧する圧力を調整することに用いられる。本実施例では、圧力調整ユニット１２３は、ナット及びネジと連携する緩み調整ユニットであってもよく、ネジを締め付けたときのトルクを調整することにより、ケース１１に対する固定テープ初期予備圧力を調整し、ネジはＭ５、Ｍ６、Ｍ８のモデルとしてもよく、締め付けるときにネジの受けるトルクは１．５ＮＭ～５０ＮＭの範囲であると推定される。本実施例では、固定テープ１２はスチールベルトを含む。

【0043】

別の実施例では、圧力調整ユニット１２３は別のタイプの調整ユニットも含む。一実施例において、固定テープ１２に与える圧力調整ユニット１２３のトルクの範囲は１．５ＮＭ～５０ＮＭとしてもよく、トルクが小さすぎると（例えば、１．５ＮＭ未満）、固定テープ１２が緩んでしまい、セルアセンブリ１９が膨張した場合に圧力を提供できず、トルクが大きすぎると（例えば、５０ＮＭ超）、固定テープ１２の締め付け構造が破壊されて、構造が故障する恐れがある。

【0044】

図７に示すように、一実施例において、固定テープ１２は帯状であってもよく、間隔を置いて設置された第１の調整部１２５及び第２の調整部１２６をさらに含み、第１の調整部１２５及び第２の調整部１２６はテープ本体１２０の両端に位置する。図７に示すように、一実施例において、圧力調整ユニット１２３は、第１の調整部１２５及び第２の調整部１２６に可動に接続され、第１の調整部１２５と第２の調整部１２６との間の距離を調整することでケース１１に対する固定テープ１２の圧力を調整する。別の実施例では、１つの固定テープ１２は、独立した２本サブテープを両端で２つの異なる圧力調整ユニット１２３により接続したものでもよい。

【0045】

一実施例において、固定テープ１２の数は２本であり、各固定テープ１２は第１の表面１１１、第２の表面１１２、第３の表面１１３及び第４の表面１１４に周設される。２本の固定テープ１２は間隔を置いて設置され、それぞれ電池モジュール１の両側に設置されてもよく、該構造は、電池モジュール１へバランスのよい支持圧力を提供できる。一方の固定テープ１２は第１のサブ溝１６１及び第３のサブ溝１６３内に設置され、他方の固定テープ１２は第２のサブ溝１６２及び第４のサブ溝１６４内に設置される。別の実施例では、固定テープ１２の数は２本よりも多くてもよく、複数の固定テープ１２は、接触してもよく、例えば交差しており、さらに互いに垂直にしてもよい。

【0046】

一実施例において、２本の固定テープ１２はそれぞれ第１の固定テープ１２１及び第２の固定テープ１２２であり、第１の固定テープ１２１及び第２の固定テープ１２２は同じ構造を持ってもよい。セル本体部１９１は第１の端１９３及び第２の端１９４を含み、第１の端１９３と第２の端１９４は、セル本体部１９１の対向する両側に設置され、第１の端１９３及び第２の端１９４は、それぞれセル１９０の厚さと幅に対応する端面に対応してもよい。

【0047】

一実施例において、電池モジュール１が初期状態にあるとき、前記初期状態は、電池モジュール１が製造された後から、実際に使用されるまでの期間の状態を含み、この状態にある電池モジュール１のセルアセンブリ１９は膨張しておらず、ケース１１に対する固定テープ１２の圧力値の範囲は０ｋｇｆ～１００ｋｇｆであり、ケース１１に対する固定テープ１２の初期圧力は小さく、電池モジュール１のセルアセンブリ１９の充放電サイクルが始まると、電池モジュール１は膨張し、ケース１１に対する固定テープ１２の圧力はそれに伴い増大し、セルのサイクル特性が向上する。固定テープ１２の横断面の全面積は６０ｍｍ^２以上であり、一実施例において、固定テープ１２のテープ本体１２０の横断面は長さ１９ｍｍ、幅０．８ｍｍの矩形であり、４つの固定テープ１２の横断面積の和は６０ｍｍ^２よりも大きい。別の実施例では、固定テープ１２は円柱状など他の形状であってもよい。

【0048】

一実施例において、図８に示すように、第１の固定テープ１２１は第１の端１９３寄りに設置され、第２の固定テープ１２２は第２の端１９４寄りに設置される。セル１９０の長手方向に沿って、セルアセンブリ１９を取り囲む第１の固定テープ１２１は、セル本体部１９１の長手方向に沿った投影位置が、セル本体部１９１の第１の端１９３からの距離がＬ／４以下、さらに２Ｌ／２５以上であり、セルアセンブリ１９を取り囲む第２の固定テープ１２２は、セル本体部１９１長手方向に沿った投影位置が、セル本体部１９１の第２の端１９４からの距離がＬ／４以下、さらに２Ｌ／２５以上である。ここで、Ｌはセル本体部１９１の長さである。一実施例において、第１の固定テープ１２１と第２の固定テープ１２２は対称に設置されてもよく、具体的には、第１の固定テープ１２１と第２の固定テープ１２２は、複数のセル１９０の同一側での長さに対応する辺の中点の連結線を対称軸として対称設置され得る。

【0049】

一実施例において、セル本体部１９１の長手方向に沿った固定テープ１２の投影の中点又は中線又は同側の側辺を、セル本体部１９１の第１の端１９３又は第２の端１９４からのこの投影の長さを計算するベースポイント又はベースラインとすることができる。

【0050】

一実施例において、固定テープ１２を収納する溝１６は固定テープ１２の配置位置に応じて設置できる。

【0051】

エンドプレート１３は固定テープ１２とセルアセンブリ１９との間に設置され、セル１９０の長手方向に沿った固定テープ１２の投影の、第１の端１９３又は第２の端１９４からの距離が異なる位置にある場合、充放電サイクルに起因するセルアセンブリ１９の膨張により起こるエンドプレート１３の変形程度の分布を図９～図１１所に模式的に示す。

【0052】

図９には、電池モジュール１においてセル１９０の長手方向に沿った第１の固定テープ１２１の投影が第１の端１９３からＬ／４よりも大きく離れ、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影が、第２の端１９４よりもＬ／４大きく離れた場合のエンドプレート１３の変形程度の分布の模式図が示されており、本実施例では、第１の固定テープ１２１は、セル１９０の長手方向に沿った投影が、第１の端１９３から離れた長さが、例えばＬ／３であってもよく、第２の固定テープ１２２は、セル１９０の長手方向に沿った投影が、第２の端１９４から離れた長さが、例えばＬ／３であってもよい。エンドプレート１３は、変形程度に応じて３つの領域に分けられ、第２の変形エリア２１２はエンドプレート１３の中央部の狭い領域及びエンドプレート１３の両側縁部に分布し、第５の変形エリア２２２及び第８の変形エリア２３２は第２の変形エリア２１２で２つの部分に分割され、第５の変形エリア２２２及び第８の変形エリア２３２は、それぞれエンドプレート１３の上下両側の外縁に向かうにしたがって順次変化し、且つ素早く小さくなる。第２の変形エリア２１２の変形程度は第５の変形エリア２２２の変形程度より大きく、第５の変形エリア２２２の変形程度は第８の変形エリア２３２の変形程度より大きい。具体的には、セル１９０の厚さ範囲は９～２０ｍｍ（例えば１３ｍｍ）であってもよく、セル１９０の幅の範囲は１２２～１４２ｍｍであってもよく、セル１９０の長さ範囲は２６５～３６０ｍｍ（例えば３６０ｍｍ）であってもよい。エンドプレート１３の厚さ方向に沿って、圧力負荷が５ＫＮである場合、第２の変形エリア２１２の最大変形量の範囲はδ＝５ｍｍ～６ｍｍ（両端の最大変形の値はδｍａｘ＝５．５０６ｍｍであってもよい）であってもよく、第５の変形エリア２２２の最大変形量の範囲はδ＝３ｍｍ～４ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝３．７５ｍｍ）であってもよく、第８の変形エリア２３２の最大変形量の範囲はδ＝１ｍｍ～２ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝１．８７５ｍｍ）であってもよい。エンドプレート１３の変形程度の分布は不均一である。エンドプレート１３の両端は変形程度が大きく、エンドプレート１３の両端の圧力は大きく、エンドプレート１３は、受ける圧力の分布が不均一であり、反りが発生し、そのため、セルアセンブリ１９の受ける圧力分布も不均一である。

【0053】

図１０には、電池モジュール１において固定テープ１２がセル本体部１９１（図８を参照）に近い一端に設置された場合のエンドプレート１３の変形程度の分布の模式図が示されており、第１の端１９３に対する第１の固定テープ１２１の距離については、セル１９０の長手方向に沿った第１の固定テープ１２１の投影の、第１の端１９３からの距離が２Ｌ／２５未満（例えばＬ／２８）であってもよく、第２の端１９４に対する第２の固定テープ１２２の距離については、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影の、第２の端１９４からの距離が２Ｌ／２５未満（例えばＬ／２８）であってもよい。エンドプレート１３は、変形程度に応じて３つの領域に分けられ、第３の変形エリア２１３はエンドプレート１３の中央部の領域に分布し、第６の変形エリア２２３及び第９の変形エリア２３３は第３の変形エリア２１３からエンドプレート１３の外縁に向かうに従って変化している。第３の変形エリア２１３の変形程度は第６の変形エリア２２３の変形程度より大きく、第６の変形エリア２２３の変形程度は第９の変形エリア２３３の変形程度より大きい。具体的には、セル１９０の厚さ範囲は９～２０ｍｍ（例えば１３ｍｍ）であってもよく、セル１９０の幅範囲は１２２～１４２ｍｍであってもよく、セル１９０の長さ範囲は２６５～３６０ｍｍ（例えば３６０ｍｍ）であってもよい。エンドプレート１３の厚さ方向に沿って、圧力負荷が５ＫＮである場合、第３の変形エリア２１３の最大変形量の範囲はδ＝５ｍｍ～６ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝５．９４１ｍｍ）であってもよく、第６の変形エリア２２３の最大変形量の範囲はδ＝４ｍｍ～５ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝４．３７５ｍｍ）であってもよく、第９の変形エリア２３３の最大変形量の範囲はδ＝３ｍｍ～４ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝３．１２５ｍｍ）であってもよい。エンドプレート１３全体の変形程度は、中央部領域から外周領域に向かうに従って徐々に減少し、これにより、エンドプレート１３全体の変形がほぼ均一に変化し、変化傾向は均一であり、このため、エンドプレート１３の圧力分布も均一である。図９に示す実施形態に比べて、図１０に示す実施形態では、エンドプレート１３は、受ける圧力の分布が均一であり、反りや破損がない。このため、セルアセンブリ１９の受ける圧力分布も均一である。

【0054】

本実施例では、固定テープ１２の数は２本であり、２本の固定テープ１２はそれぞれ両側に設置される。別の実施例では、固定テープ１２の数は３本であり、そのうち、２本の固定テープ１２は両側に設置され、１本の固定テープ１２は中央部領域に設置され、さらにエンドプレート１３の中心点を被覆して、エンドプレート１３の圧力分布をより均一にしてもよい。

【0055】

図１１には、電池モジュール１において、第１の固定テープ１２１のセル１９０の長手方向に沿った投影の、第１の端１９３からの距離が、２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下であり、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影の、第２の端１９４からの距離が２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下である場合のエンドプレート１３の変形程度の分布の模式図が示されており、本実施例では、セル１９０の長手方向に沿った第１の固定テープ１２１の投影は、第１の端１９３からの距離がＬ／６であってもよく、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影は、第２の端１９４からの距離がＬ／６であってもよい。エンドプレート１３は、変形程度に応じて３つの領域に分けられ、第１の変形エリア２１１はエンドプレート１３の中央部領域に分布し、第４の変形エリア２２１及び第７の変形エリア２３１は第１の変形エリア２１１からエンドプレート１３の外縁に向かうに従って変化している。第１の変形エリア２１１の変形程度は第４の変形エリア２２１の変形程度より大きく、第４の変形エリア２２１の変形程度は第７の変形エリア２３１の変形程度より大きい。具体的には、セル１９０の厚さ範囲は９～２０ｍｍ（例えば１３ｍｍ）であってもよく、セル１９０の幅範囲は１２２～１４２ｍｍであってもよく、セル１９０の長さ範囲は２６５～３６０ｍｍ（例えば３６０ｍｍ）であってもよい。エンドプレート１３の厚さ方向に沿って、圧力負荷が５ＫＮである場合、第１の変形エリア２１１の最大変形量の範囲はδ＝５ｍｍ～６ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝５．６８７ｍｍ）であってもよく、第４の変形エリア２２１の最大変形量の範囲はδ＝４ｍｍ～５ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝４．３７５ｍｍ）であってもよく、第７の変形エリア２３１の最大変形量の範囲はδ＝３ｍｍ～４ｍｍ（具体的にはδｍａｘ＝３．７５ｍｍ）であってもよい。図９及び図１０に示す実施形態に比べて、図１１に示す実施形態では、エンドプレート１３の変形程度の分布がより均一であり、即ち、エンドプレート１３で受ける圧力はより均一である。このため、セルアセンブリ１９の受ける圧力の分布は均一である。

【0056】

エンドプレート１３の変形程度とエンドプレート１３の受ける圧力とは正の相関を示し、エンドプレート１３の受ける圧力とセルアセンブリ１９の受ける圧力とも正の相関を示す。図９から分かるように、電池モジュール１において、セル１９０の長手方向に沿った第１の固定テープ１２１の投影の、第１の端１９３からの距離がＬ／４より大きく、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影の、第２の端１９４からの距離がＬ／４より大きい場合、エンドプレート１３の中央部の狭い領域及びエンドプレート１３の両側縁部領域は変形程度が大きく、エンドプレート１３の両側縁部は変形程度が大きすぎ、残りの両側領域縁は変形程度が小さすぎ、このため、エンドプレート１３全体の受ける圧力は明らかに不均一であり、セルアセンブリ１９の受ける圧力の分布は明らかに不均一である。図１０から分かるように、固定テープ１２がセル本体部１９１（図８を参照）に近い一端に設置された場合、第１の端１９３に対する第１の固定テープ１２１の距離については、セル１９０の長手方向に沿った第１の固定テープ１２１の投影の、第１の端１９３からの距離が２Ｌ／２５未満であり、第２の端１９４に対する第２の固定テープ１２２の距離については、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影の、第２の端１９４からの距離が２Ｌ／２５未満であり、エンドプレート１３の中央部領域は変形程度が適切であり、縁部領域は変形程度の分布が均一であり、これにより、エンドプレート１３全体の受ける圧力は均一であり、セルアセンブリ１９の受ける圧力の分布は均一である。図１１から分かるように、セル１９０に沿う長手方向に沿った第１の固定テープ１２１の投影の、第１の端１９３からの距離が２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下であり、セル１９０の長手方向に沿った第２の固定テープ１２２の投影の、第２の端１９４からの距離が２Ｌ／２５以上、Ｌ／４以下である場合、エンドプレート１３の中央部は変形程度が大きく、高変形を示す領域の面積が適切であり、エンドプレート１３の変形程度は中央部から外周領域に向かうに従って合理的に順次減少し、図１０に示す実施形態に比べて、図１１に示す実施形態では、エンドプレート１３の受ける圧力はより均一であり、セルアセンブリ１９の受ける圧力分布もより均一である。

【0057】

一実施例において、セルアセンブリ１９と固定テープ１２との間にエンドプレート１３が設置されなくてもよく、この実施形態では、前述のように図９～図１１に示す変形程度、圧力分布及び変化傾向は、セルアセンブリ１９の最外側のセル１９０の変形程度、圧力分布及び変化傾向に対応する。即ち、図９及び図１０に示す実施形態では、セルアセンブリ１９の最外側のセル１９０での圧力分布は均一であり、図１１に示す実施形態では、セルアセンブリ１９の最外側のセル１９０での圧力分布は均一である。

【0058】

エンドプレート１３は、セル１９０の積層方向に沿って固定テープ１２とケース１１の最外側との間に設置され、エンドプレート１３は第３の表面１１３及び第４の表面１１４と接触する。

【0059】

一実施例において、エンドプレート１３の材料は金属、例えばアルミであり得、ケース１１の材料は絶縁材質、例えば絶縁プラスチックであり得る。エンドプレート１３はケース１１の一側に設置されると、固定テープ１２による加圧過程に生じるケース１１の破損を回避できる。

【0060】

図３に示すように、ケース１１は少なくとも２つの収容溝１８をさらに含み、少なくとも２つの収容溝１８は第３の表面１１３及び第４の表面１１４に形成される。一実施例において、収容溝１８はそれぞれ第３の表面１１３及び第４の表面１１４がケース１１の内部へ窪んでなるものであり、エンドプレート１３は収容溝１８内に設置される。圧力調整ユニット１２３はケース１１から離れたエンドプレート１３の一方の側に設置される。

【0061】

一実施例において、収容溝１８は第１の副溝１８１及び第２の副溝１８２を含み、第１の副溝１８１は第１のサブケース１１８に設置され、第２の副溝１８２は第２のサブケース１１９に設置される。

【0062】

ケース１１の内部に装着溝１７が設置され、セルアセンブリ１９の少なくとも一部は装着溝１７内に設置される。一実施例において、装着溝１７の数は複数であり、１つの装着溝１７は１つのセル本体部１９１に対応しており、セル１９０は装着溝１７に配置された接着剤でケース１１に固定され得る。

【0063】

以上、図面を参照しながら本出願の特定の実施形態を説明した。ただし、当業者にとって自明なように、本出願の趣旨及び範囲を逸脱することなく、本出願の具体的な実施形態についてさまざまな変更や置換を行ってもよい。

【符号の説明】

【0064】

電池モジュール１
ハウジング１０
ケース１１
第１の表面１１１
第２の表面１１２
第３の表面１１３
第４の表面１１４
第５の表面１１５
第６の表面１１６
係合面１１７
第１のサブケース１１８
第２のサブケース１１９
固定テープ１２
第１の固定テープ１２１
第２の固定テープ１２２
テープ本体 １２０
第１の調整部１２５
第２の調整部１２６
圧力調整ユニット１２３
エンドプレート１３
前蓋１４
制御回路１５
溝１６
第１のサブ溝１６１
第２のサブ溝１６２
第３のサブ溝１６３
第４のサブ溝１６４
装着溝１７
収容溝１８
第１の副溝１８１
第２の副溝１８２
セルアセンブリ１９
セル１９０
セル本体部１９１
第１の端１９３
第２の端１９４
タブ１９２
第１の変形エリア２１１
第２の変形エリア２１２
第３の変形エリア２１３
第４の変形エリア２２１
第５の変形エリア２２２
第６の変形エリア２２３
第７の変形エリア２３１
第８の変形エリア２３２
第９の変形エリア２３３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】