特許 7564157 バッテリーモジュール

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(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 20210101AFI20241001BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20241001BHJP

   H01M 50/503 20210101ALI20241001BHJP

   H01M 50/512 20210101ALI20241001BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20241001BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

H01M50/505

H01M50/548 201

H01M50/503

H01M50/512

H01M50/50 101

H01M50/296

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022118724

(22)【出願日】2022-07-26

(65)【公開番号】P2023017754

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】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

(73)【特許権者】

【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

【審査官】渡部 朋也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０２９２３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１２５９７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに並列連結された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、
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、
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、
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、バッテリーモジュール：
［数式１４］
Ｒ _Ｂｋ ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）Ｒ _Ｔｋ
前記ｎは前記複数のバッテリーセルの個数であり、前記Ｒ _Ｔｋ 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Ｒ _Ｂｋ 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2】

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減少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減少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3】

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］
Ｒ_Ｂｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）Ｒ_Ｔｋ

【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Ｒ_Ｔｋ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Ｒ_Ｂｋ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減少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減少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。

【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減少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減少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の幅を次第に減少／増加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減少／増加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】

図２は、図１のバッテリーモジュールの概略的な等価回路を示す。図２は第１および第２共通ノードＮ１、Ｎ２を通じてバッテリーセルアレイ１１にＶ_Ｔの共通電圧が印加される場合を示す。

【0030】

図２で、バッテリーセルＣ１～Ｃ５に流れる電流はそれぞれｉ_１、ｉ_２、ｉ_３、ｉ_４、およびｉ_５であり、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の開放電圧はそれぞれＶ_ｏｃ１、Ｖ_ｏｃ２、Ｖ_ｏｃ３、Ｖ_ｏｃ４、およびＶ_ｏｃ５であり、バッテリーセルＣ１～Ｃ５の内部抵抗はそれぞれＺ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、Ｚ_４、およびＺ_５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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４を含むことができる。複数の第１連結抵抗Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４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Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４を含むことができる。複数の第２連結抵抗Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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】

Ｒ_Ｔ１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、Ｒ_Ｂ１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。Ｒ_Ｔ２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、Ｒ_Ｂ２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。Ｒ_Ｔ３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、Ｒ_Ｂ３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。Ｒ_Ｔ４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、Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４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Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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（Ｚ_１＝Ｚ_２＝Ｚ_３＝Ｚ_４＝Ｚ_５、Ｖ_ｏｃ１＝Ｖ_ｏｃ２＝Ｖ_ｏｃ３＝Ｖ_ｏｃ４＝Ｖ_ｏｃ５）を有すると仮定すれば、共通電圧Ｖ_Ｔは次の数式１～数式５で示すことができる。

【0037】

［数式１］
Ｖ_Ｔ＝ｉ_１Ｚ_１＋Ｖ_ｏｃ１＋ｉ_１Ｒ_Ｂ１＋（ｉ_１＋ｉ_２）Ｒ_Ｂ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４

【0038】

［数式２］
Ｖ_Ｔ＝ｉ_２Ｚ_２＋Ｖ_ｏｃ２＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_１＋ｉ_２）Ｒ_Ｂ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４

【0039】

［数式３］
Ｖ_Ｔ＝ｉ_３Ｚ_３＋Ｖ_ｏｃ３＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４

【0040】

［数式４］
Ｖ_Ｔ＝ｉ_４Ｚ_４＋Ｖ_ｏｃ４＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４

【0041】

［数式５］
Ｖ_Ｔ＝ｉ_５Ｚ_５＋Ｖ_ｏｃ５＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ３＋ｉ_５Ｒ_Ｔ４

【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］
（ｉ_２Ｚ_２＋Ｖ_ｏｃ２＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_１＋ｉ_２）Ｒ_Ｂ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）－（ｉ_１Ｚ_１＋Ｖ_ｏｃ１＋ｉ_１Ｒ_Ｂ１＋（ｉ_１＋ｉ_２）Ｒ_Ｂ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）＝ｉ_１Ｒ_Ｂ１－（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＝０

【0044】

上記数式６から、二つの連結抵抗Ｒ_Ｂ１、Ｒ_Ｔ１間の関係式が下記の数式７に導出される。
［数式７］
Ｒ_Ｂ１＝（（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）／ｉ_１）Ｒ_Ｔ１＝４Ｒ_Ｔ１

【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］
（ｉ_３Ｚ_３＋Ｖ_ｏｃ３＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）－（ｉ_２Ｚ_２＋Ｖ_ｏｃ２＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_１＋ｉ_２）Ｒ_Ｂ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）＝（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２－（ｉ_１＋ｉ_２）Ｒ_Ｂ２

【0046】

上記数式８から、二つの連結抵抗Ｒ_Ｂ２、Ｒ_Ｔ２間の関係式が下記の数式９に導出される。
［数式９］
Ｒ_Ｂ２＝（（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）／（ｉ_１＋ｉ_２））Ｒ_Ｔ２＝（３／２）Ｒ_Ｔ２

【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］
（ｉ_４Ｚ_４＋Ｖ_ｏｃ４＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）－（ｉ_３Ｚ_３＋Ｖ_ｏｃ３＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）＝（（ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ３－（（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３）Ｒ_Ｂ３

【0048】

上記数式１０から、二つの連結抵抗Ｒ_Ｂ３、Ｒ_Ｔ３間の関係式が下記の数式１１に導出される。
［数式１１］
Ｒ_Ｂ３＝（（ｉ_４＋ｉ_５）／（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３））Ｒ_Ｔ３＝（２／３）Ｒ_Ｔ３

【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］
（ｉ_５Ｚ_５＋Ｖ_ｏｃ５＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ３＋ｉ_５Ｒ_Ｔ４）－（ｉ_４Ｚ_４＋Ｖ_ｏｃ４＋（ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ１＋（ｉ_３＋ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ２＋（ｉ_４＋ｉ_５）Ｒ_Ｔ３＋（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）＝（ｉ_５Ｒ_Ｔ４）－（（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４）Ｒ_Ｂ４）

【0050】

上記数式１２から、二つの連結抵抗Ｒ_Ｂ４、Ｒ_Ｔ４間の関係式が下記の数式１３に導出される。
［数式１３］
Ｒ_Ｂ４＝（ｉ_５／（ｉ_１＋ｉ_２＋ｉ_３＋ｉ_４））Ｒ_Ｔ３＝（１／４）Ｒ_Ｔ４

【0051】

前記数式７（Ｒ_Ｂ１＝４Ｒ_Ｔ１）、数式９（Ｒ_Ｂ２＝（３／２）Ｒ_Ｔ２）、数式１１（Ｒ_Ｂ３＝（２／３）Ｒ_Ｔ３）、および数式１３（Ｒ_Ｂ４＝（１／４）Ｒ_Ｔ４）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］
Ｒ_Ｂｋ＝（（ｎ－ｋ）／ｋ）Ｒ_Ｔｋ

【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、Ｒ_Ｔｋは第１接続部材１２を構成する複数の第１連結抵抗Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４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、Ｒ_Ｂｋは第２接続部材１３を構成する複数の第２連結抵抗Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４の抵抗値を全て同一に構成（Ｒ_Ｔ１＝Ｒ_Ｔ２＝Ｒ_Ｔ３＝Ｒ_Ｔ４＝Ｒ_Ｂ１＝Ｒ_Ｂ２＝Ｒ_Ｂ３＝Ｒ_Ｂ４＝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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４の抵抗値を構成（Ｒ_Ｔ１＝０．４ｍΩ、Ｒ_Ｔ２＝０．８ｍΩ、Ｒ_Ｔ３＝１．２ｍΩ、Ｒ_Ｔ４＝１．６ｍΩ、Ｒ_Ｂ１＝１．６ｍΩ、Ｒ_Ｂ２＝１．２ｍΩ、Ｒ_Ｂ３＝０．８ｍΩ、Ｒ_Ｂ４＝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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４、Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４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
Ｒ_Ｔ１～Ｒ_Ｔ４：第１連結抵抗
Ｒ_Ｂ１～Ｒ_Ｂ４：第２連結抵抗

【図1】

【図2】

【図3】