(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-19
(54)【発明の名称】接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び電源として電池モジュールを使用した機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/591 20210101AFI20221212BHJP
H01M 50/507 20210101ALI20221212BHJP
H01M 50/284 20210101ALI20221212BHJP
H01M 50/569 20210101ALI20221212BHJP
H01M 50/588 20210101ALI20221212BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20221212BHJP
【FI】
H01M50/591 101
H01M50/507
H01M50/284
H01M50/569
H01M50/588
H01M50/249
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022523330
(86)(22)【出願日】2020-10-17
(85)【翻訳文提出日】2022-04-19
(86)【国際出願番号】 CN2020121719
(87)【国際公開番号】W WO2021078078
(87)【国際公開日】2021-04-29
(31)【優先権主張番号】201910999593.X
(32)【優先日】2019-10-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513196256
【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Contemporary Amperex Technology Co., Limited
【住所又は居所原語表記】No.2,Xingang Road,Zhangwan Town,Jiaocheng District,Ningde City,Fujian Province,P.R.China 352100
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】▲許▼ 文才
(72)【発明者】
【氏名】王 旭光
(72)【発明者】
【氏名】姚 己▲華▼
(72)【発明者】
【氏名】▲銭▼ 木
【テーマコード(参考)】
5H040
5H043
【Fターム(参考)】
5H040AA18
5H040AA37
5H040AS07
5H040AT02
5H040AT06
5H040AY04
5H040AY08
5H040DD04
5H040DD08
5H040DD10
5H040DD26
5H040JJ02
5H040JJ04
5H040NN01
5H040NN03
5H043AA04
5H043AA13
5H043CA04
5H043CA21
5H043FA04
5H043FA32
5H043GA23
5H043GA27
5H043HA22F
5H043HA35F
5H043JA01F
5H043JA02F
5H043JA03F
5H043JA15F
5H043JA21F
5H043KA45F
5H043LA02F
5H043LA21F
5H043LA22F
(57)【要約】
本願は、接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び電源として電池モジュールを使用した機器を開示する。接続ユニットは複数の接続片とサンプリングユニットと絶縁膜とを含み、接続片は電池モジュールの電池セルを接続するよう用いられ、サンプリングユニットは回路基板及び回路基板に接続されたサンプリング端子を含み、サンプリング端子は接続片に接続され、絶縁膜はサンプリングユニット及び接続片の一側に設けられ、絶縁膜は、サンプリングユニット及び複数の接続片を接続してサンプリングユニット及び複数の接続片と一体構造を形成し、絶縁膜のサンプリングユニットを覆う領域内に絶縁膜貫通孔が開設される。電池モジュールの製造過程で、電池セルが複数回で充放電して膨張し、電池セル間に相対変位が発生し、絶縁膜の絶縁膜貫通孔からの膨張力のリリースにより絶縁膜の引き裂き及びサンプリングの失敗を避けて電池モジュールの安全性を向上させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池モジュールに用いられる接続ユニットであって、
前記電池モジュールの電池セル(4)を接続するための複数の接続片(11)と、
回路基板(141)及び前記回路基板(141)に接続されたサンプリング端子(142)を含み、前記サンプリング端子(142)が前記複数の接続片(11)に接続されるサンプリングユニット(14)と、
前記サンプリングユニット(14)と前記複数の接続片(11)の一側に設けられ、且つ前記サンプリングユニット(14)及び前記複数の接続片(11)に接続されて前記サンプリングユニット(14)及び前記複数の接続片(11)とともに一体構造を形成し、前記サンプリングユニット(14)を覆う領域内に絶縁膜貫通孔が開設される絶縁膜と、を含む接続ユニット。
【請求項2】
前記回路基板(141)には回路基板開口部が開設され、前記絶縁膜貫通孔の位置は前記回路基板開口部の位置に対応する請求項1に記載の接続ユニット。
【請求項3】
前記回路基板(141)は前記サンプリング端子(142)に接続された接続部(1411)を有し、前記回路基板開口部は前記接続部(1411)に接近して設けられる請求項2に記載の接続ユニット。
【請求項4】
前記回路基板開口部は、前記回路基板(141)を貫通する回路基板貫通孔(1412)及び前記回路基板(141)の側辺から内側に凹んで形成された第1溝(1413)を含み、前記回路基板貫通孔(1412)は、前記回路基板の横方向(Y3)に沿って延びる第1横方向部分(1412a)を含み、前記第1溝(1413)は前記第1横方向部分(1412a)の延び方向に位置し、且つ前記第1溝(1413)と前記第1横方向部分(1412a)との間に隙間(1414)がある請求項3に記載の接続ユニット。
【請求項5】
前記回路基板貫通孔(1412)は、前記回路基板の縦方向(X3)に沿って延びる縦方向部分(1412b)をさらに含み、前記第1横方向部分(1412a)は前記縦方向部分(1412b)の第1端に位置し、且つ前記縦方向部分(1412b)と連通する請求項4に記載の接続ユニット。
【請求項6】
前記回路基板貫通孔(1412)は、前記回路基板の横方向(Y3)に沿って延びる第2横方向部分(1412c)をさらに含み、前記第2横方向部分(1412c)は前記縦方向部分(1412b)の第2端に位置し、且つ前記縦方向部分(1412b)と連通する請求項5に記載の接続ユニット。
【請求項7】
前記回路基板の縦方向(X3)において、前記第2横方向部分(1412c)と前記接続部(1411)との間の距離(f)は、前記第1横方向部分(1412a)と前記接続部(1411)との間の距離(h)よりも大きい請求項6に記載の接続ユニット。
【請求項8】
前記回路基板開口部は、前記回路基板(141)の側辺から内側に凹んで形成された第2溝(1415)をさらに含み、前記第2溝(1415)及び前記第1溝(1413)はそれぞれ前記接続部(1411)の両側に位置する請求項7に記載の接続ユニット。
【請求項9】
前記絶縁膜貫通孔の位置と前記回路基板開口部の位置は対応して設定され、前記絶縁膜貫通孔は、前記回路基板貫通孔(1412)の位置に対応する第1セグメント(P)、及び前記第2溝(1415)に対応する位置から前記第1溝(1413)に対応する位置まで延びる第2セグメント(Q)を含む請求項8に記載の接続ユニット。
【請求項10】
前記絶縁膜は、前記サンプリングユニット(14)及び前記複数の接続片(11)の両側にそれぞれ貼り付けられた第1絶縁膜(12)及び第2絶縁膜(13)を含み、前記第1絶縁膜(12)には第1絶縁膜貫通孔(121)が設けられ、前記第2絶縁膜(13)には第2絶縁膜貫通孔(131)が設けられる請求項1~9のいずれか1項に記載の接続ユニット。
【請求項11】
前記第1絶縁膜貫通孔(121)と前記第2絶縁膜貫通孔(131)とは位置ずれして設けられる請求項10に記載の接続ユニット。
【請求項12】
前記第1絶縁膜貫通孔(121)と前記第2絶縁膜貫通孔(131)との接近する孔壁の間の距離は[-0.5mm,3mm]の範囲である請求項11に記載の接続ユニット。
【請求項13】
前記第1絶縁膜貫通孔(121)は前記第2絶縁膜貫通孔(131)の位置と対向し、前記第1絶縁膜貫通孔(121)と前記第2絶縁膜貫通孔(131)のうちの一方の絶縁膜貫通孔の幅は、他方の絶縁膜貫通孔の幅よりも小さい請求項10に記載の接続ユニット。
【請求項14】
前記第1絶縁膜貫通孔(121)と前記第2絶縁膜貫通孔(131)のうち狭い絶縁膜貫通孔の幅aは[0,0.5mm]の範囲であり、広い絶縁膜貫通孔の幅bは[0.5mm,3mm]の範囲である請求項13に記載の接続ユニット。
【請求項15】
電池モジュールであって、積んで設けられた複数の電池セル(4)と、請求項1~14のいずれか1項に記載の接続ユニット(1)とを含み、前記複数の接続片(11)が前記複数の電池セル(4)の電極リード線に接続される電池モジュール。
【請求項16】
ボックスと、請求項15に記載の電池モジュール(10)とを含み、前記電池モジュール(10)が前記ボックス内に収納される電池パック。
【請求項17】
電源として電池モジュールを使用した機器であって、駆動装置と、請求項15に記載の電池モジュール(10)とを含み、前記駆動装置は前記機器に駆動力を提供することに用いられ、前記電池モジュール(10)は前記駆動装置に電気エネルギーを提供するように構成される電源として電池モジュールを使用した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、2019年10月21日に提出された、名称が「接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び電源として電池モジュールを使用した機器」である第201910999593.X号の中国特許出願を援用し、その全内容は援用により本願に組み込まれている。
【0002】
本願は電池の技術分野に関し、特に接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び電源として電池モジュールを使用した機器に関する。
【背景技術】
【0003】
現在、自動車業界の各自動車メーカは全てクーペモデルの方向に開発しており、且つ従来の改造電気自動車は電気自動車の高速加速の利点及び特徴を反映する必要があり、従って急速加速運転モードのニーズはますます一般的になり、電池モジュールのモジュールグループ化効率、構造強度、安全性能の要件もますます高くなっている。
【0004】
電池モジュールの回路基板と接続片は絶縁膜を介して一体構造として接続できるが、電池セルが充放して膨張するとき、電池セルの間に相対変位が発生し、膨張力の作用下で、絶縁膜が引き裂かれる可能性があり、回路基板及び回路基板のサンプリング端子に接続された部位が引っ張られて破断する可能性もあり、結果として、サンプリングが失敗し、構造が故障する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願の目的は、電池モジュールの安全性を向上させるために、接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び電源として電池モジュールを使用した機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願の第1態様は接続ユニットを提供し、電池モジュールの電池セルを接続するための複数の接続片と、回路基板及び回路基板に接続されたサンプリング端子を含み、サンプリング端子が複数の接続片に接続されるサンプリングユニットと、サンプリングユニット及び複数の接続片の一側に設けられ、且つサンプリングユニット及び複数の接続片に接続されてサンプリングユニット及び複数の接続片とともに一体構造を形成し、サンプリングユニットを覆う領域内に絶縁膜貫通孔が開設される絶縁膜と、を含む。
【0007】
いくつかの実施例では、回路基板には回路基板開口部が開設され、絶縁膜貫通孔の位置は回路基板開口部の位置に対応する。
【0008】
いくつかの実施例では、回路基板はサンプリング端子に接続された接続部を有し、回路基板開口部は接続部に接近して設けられる。
【0009】
いくつかの実施例では、回路基板開口部は、回路基板を貫通する回路基板貫通孔、及び回路基板の側辺から内側に凹んで形成された第1溝を含み、回路基板貫通孔は、回路基板の横方向に沿って延びる第1横方向部分を含み、第1溝は第1横方向部分の延び方向に位置し、且つ第1横方向部分との間に隙間がある。
【0010】
いくつかの実施例では、回路基板貫通孔は、回路基板の縦方向に沿って延びる縦方向部分をさらに含み、第1横方向部分は縦方向部分の第1端に位置し、且つ縦方向部分と連通する。
【0011】
いくつかの実施例では、回路基板貫通孔は、回路基板の横方向に沿って延びる第2横方向部分をさらに含み、第2横方向部分は縦方向部分の第2端に位置し、且つ縦方向部分と連通する。
【0012】
いくつかの実施例では、回路基板の縦方向において、第2横方向部分と接続部との間の距離は、第1横方向部分と接続部との間の距離よりも大きい。
【0013】
いくつかの実施例では、回路基板開口部は、回路基板の側辺から内側に凹んで形成された第2溝をさらに含み、第2溝及び第1溝はそれぞれ接続部の両側に位置する。
【0014】
いくつかの実施例では、絶縁膜貫通孔の位置と回路基板開口部の位置は対応して設定され、絶縁膜貫通孔は、回路基板貫通孔の位置に対応する第1セグメント、及び第2溝に対応する位置から第1溝に対応する位置まで延びる第2セグメントを含む。
【0015】
いくつかの実施例では、絶縁膜は、サンプリングユニット及び複数の接続片の両側にそれぞれ貼り付けられた第1絶縁膜及び第2絶縁膜を含み、第1絶縁膜には第1絶縁膜貫通孔が設けられ、第2絶縁膜には第2絶縁膜貫通孔が設けられる。
【0016】
いくつかの実施例では、第1絶縁膜貫通孔と第2絶縁膜貫通孔は位置ずれして設けられる。
【0017】
いくつかの実施例では、第1絶縁膜貫通孔と第2絶縁膜貫通孔との接近する孔壁の間の距離は[-0.5mm,3mm]の範囲である。
【0018】
いくつかの実施例では、第1絶縁膜貫通孔は第2絶縁膜貫通孔の位置と対向し、第1絶縁膜貫通孔と第2絶縁膜貫通孔のうちの一方の絶縁膜貫通孔の幅は、他方の絶縁膜貫通孔の幅よりも小さい。
【0019】
いくつかの実施例では、第1絶縁膜貫通孔及び第2絶縁膜貫通孔のうち狭い絶縁膜貫通孔の幅aは[0,0.5mm]の範囲であり、広い絶縁膜貫通孔の幅bは[0.5mm,3mm]の範囲である。
【0020】
本願の第2態様は電池モジュールを提供し、積んで設けられた複数の電池セルと、本願の第1態様に係る接続ユニットとを含み、複数の接続片は複数の電池セルの電極リード線に接続される。
【0021】
本願の第3態様は電池パックを提供し、ボックスと、本願の第2態様に係る電池モジュールとを含み、電池モジュールがボックス内に収納される。
【0022】
本願の第4態様は電源として電池モジュールを使用した機器を提供し、駆動装置と、本願の第2態様に係る電池モジュールとを含み、駆動装置は機器に駆動力を提供することに用いられ、電池モジュールは駆動装置に電気エネルギーを提供するように構成される。
【0023】
本願に係る技術案によれば、接続ユニットは、複数の接続片と、サンプリングユニットと、絶縁膜とを含み、複数の接続片は電池モジュールの電池セルを接続することに用いられ、サンプリングユニットは、回路基板及び回路基板に接続されたサンプリング端子を含み、サンプリング端子は複数の接続片に接続され、絶縁膜はサンプリングユニット及び複数の接続片の一側に設けられ、且つ絶縁膜は、サンプリングユニット及び複数の接続片に接続されてサンプリングユニット及び複数の接続片とともに一体構造を形成し、絶縁膜のサンプリングユニットを覆う領域内に絶縁膜貫通孔が開設される。電池モジュールの製造過程で、電池セルが複数回で充放電するため膨張し、電池セル間に相対変位が発生し、絶縁膜に開設された絶縁膜貫通孔から膨張力をリリースできることにより絶縁膜の引き裂き及びサンプリングの失敗を回避し、さらに電池モジュールの安全性を向上させる。
【0024】
以下、図面を参照しながら本願の例示的な実施例を詳細に説明することにより、本願の他の特徴及びその利点は明確になる。
【0025】
ここで説明される図面は、本願のさらなる理解を提供するためのものであり、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例及びその説明は、本願を解釈するためのものであり、本願を不適切に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【
図1】本願の実施例に係る車両の構造模式図である。
【
図2】
図1における電池パックの構造模式図である。
【
図3】
図2における電池モジュールの構造模式図である。
【
図4】
図3における接続ユニットの分解構造模式図である。
【
図5】
図3における接続ユニットの分解構造模式図である。
【
図6】
図5におけるM部分の拡大構造模式図である。
【
図7】
図5におけるサンプリングユニットの構造模式図である。
【
図8】
図7におけるA部分の拡大構造模式図である。
【
図9】
図7におけるB部分の拡大構造模式図である。
【
図10】
図7におけるC部分の拡大構造模式図である。
【
図11】
図7におけるD部分の拡大構造模式図である。
【
図12】
図3における接続ユニットの上面構造模式図である。
【
図16】
図3における接続ユニットの底面構造模式図である。
【
図17】
図4における第1絶縁膜の構造模式図である。
【
図20】
図4における第2絶縁膜の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本願の実施例の図面を参照しながら、本願の実施例の技術的解決手段を明確で、完全に説明し、明らかなように、説明される実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全部の実施例ではない。少なくとも1つの例示的実施例に対する以下の説明は実際に例示的ものに過ぎず、本願及びその応用又は使用を制限するためのものではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的労働を必要とせずに取得したすべての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
【0028】
特に断らない限り、これらの実施例に記載の部材及びステップの相対的な配置、数式及び数値は本願の範囲を制限しない。また、説明の便宜上、図面に示される各部分の寸法が実際の縮尺関係で描かれていないことは理解されるべきである。当業者に知られている技術、方法及びデバイスは詳細に検討されないかもしれないが、適切な場合、上記技術、方法及びデバイスは明細書の一部と見なされるべきである。ここで示され、検討されているすべての例では、いかなる具体的な値は、例示的なものであり、制限するためのものではないと解釈されるべきである。従って、例示的実施例の他の例では異なる値を有してもよい。なお、以下の図面では、同様の符号及びアルファベットは同様のものを示し、従って、あるものが1つの図面で定義されると、以降の図面でさらに検討する必要はない。
【0029】
説明の便宜上、ここで、「…の上に位置する」、「…の上方に位置する」、「…の上面に位置する」、「上面の」等の空間的相対用語を使用して、図面に示される1つの素子又は特徴と他の素子又は特徴との空間的位置関係を説明することに用いることができる。理解されるべきであるように、空間的相対用語は、図面で説明される方位だけでなく、使用又は操作中の素子の異なる方位も含むことを意味する。例えば、図面の素子を反転させると、「他の素子又は構造の上方に位置する」又は「他の素子又は構造の上に位置する」と説明された素子は、そのあとで、「他の素子又は構造の下方に位置する」又は「他の素子又は構造の下に位置する」と位置決めされる。従って、例示的用語「…の上方に位置する」は「…の上方に位置する」及び「…の下方に位置する」という2つの方位を含んでもよい。当該素子は他の異なる方式で位置決めされてもよく、且つここで使用される空間的相対説明を対応付けて解釈する。
【0030】
以下、
図1~
図21に基づいて、本願の実施例の電池モジュールの構造及び該実施例の接続ユニットの構造について詳細に説明する。
【0031】
本願の実施例は、電源として電池モジュール10を使用した機器、電池パック100、電池モジュール10及び接続ユニット1を提供する。電源として電池モジュール10を使用した機器は、電池モジュール10と、該機器に駆動力を提供するための駆動装置とを含み、電池モジュール10は駆動装置に電気エネルギーを提供する。該機器の駆動力は全て電気エネルギーであってもよく、一部が電気エネルギーであり、他部が他のエネルギー(例えば機械的エネルギー)であってもよい。例えば、該機器は、エンジンなどの機械的エネルギーを提供する動力源をさらに含んでもよい。電源として電池モジュール10を使用した装置はいずれも本願の保護範囲内に属する。
【0032】
本願の実施例の機器は、車両、船舶、軽飛行機などの移動機器であってもよい。車両を例として、本願の実施例の車両は新エネルギー自動車であってもよい。該新エネルギー自動車は純電気自動車であってもよく、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車であってもよい。
図1に示すように、該車両は、電池パック100と、車両本体200とを含み、電池パック100は車両本体200内に設けられ且つ少なくとも1つの電池モジュール10を含む。車両本体200には駆動モータが設けられ、駆動モータは電池パック100に電気的に接続され、電池パック100は駆動モータに電気エネルギーを提供し、駆動モータは伝動機構を介して車両本体200の車輪に接続されて車両の走行を駆動する。具体的には、該電池パック100は車両本体200の底部に水平に設けられてもよい。
【0033】
本願の実施例の電池パック100は、少なくとも1つの電池モジュール10を含む。具体的には、本実施例では、
図2に示すように、本実施例の電池パック100は、複数の電池モジュール10、及び複数の電池モジュール10を収納するためのボックスを含む。ボックスは収納キャビティを有し、複数の電池モジュール10は収納キャビティ内に配列して配置される。具体的には、本実施例のボックスは箱型のボックスであり、且つ電池モジュール10を収納する下部ボックス30及び下部ボックス30と蓋合する上部ボックス20を含む。他の図示されていない実施例では、ボックスは枠状ボックス、円盤状ボックスなどの他の形状であってもよい。
【0034】
図3に示すように、本願の実施例の電池モジュール10は、複数の電池セル4及び複数の電池セル4を固定するためのフレーム構造を含む。複数の電池セル4は長さ方向X1に沿って積んで行となるように配列される。フレーム構造は端板2、第1結束バンド5及び第2結束バンド6を含み、端板2は電池モジュール10の長さ方向X1における両端に位置し且つ端板2は電池セル4の電池モジュール10の長さ方向X1に沿った移動を制限することに用いられる。第1結束バンド5及び第2結束バンド6は積んでいる複数の電池セル4を接続することに用いられる。
【0035】
他の図示されていない実施例では、フレーム構造は、電池モジュールの幅方向Y1における両側に位置する側板をさらに含んでもよく、側板は端板に接続されてフレーム構造を囲んで形成する。また、電池モジュール10にはフレーム構造が設けられなくてもよく、電池パック100のボックス内に固定される場合、ボックスの側辺、補強ビームなどのボックスの骨格構造により複数の積んでいる電池セル4を固定し、又は接着などの方式によって電池セル4をボックスに固定してもよい。
【0036】
本実施例の電池モジュール10は絶縁キャップ3をさらに含み、絶縁キャップ3はフレーム構造と電池セル4との間に設けられて絶縁の役割を果たす。具体的には、本実施例では、絶縁キャップ3は端板2と電池セル4及び結束バンドと電池セル4との間に位置する。
【0037】
本実施例の電池セル4は電極リード線を含み、具体的には、各電池セル4は正電極リード線41及び負電極リード線42を含む。電池モジュール10において、複数の電池セル4の間は電気的に接続され、直列接続及び/又は並列接続などの接続方式を用いてもよい。且つ隣接する電池セル4の間は接続片11を介して接続され、例えば、電池セル4が直列接続される場合、1つの電池セル4の正電極リード線41と別の電池セル4の負電極リード線42は接続片11を介して接続され、又は、電池セル4が並列接続される場合、1つの電池セル4の正電極リード線41と別の電池セル4の正電極リード線41は接続片11を介して接続される。
【0038】
図3~
図5に示すように、本実施例の接続ユニット1は、電池モジュールの電池セル4を接続するための複数の接続片11、サンプリングユニット14及び絶縁膜を含み、サンプリングユニット14は、回路基板141及び回路基板141に接続されたサンプリング端子142を含み、サンプリング端子142は複数の接続片11に接続され、絶縁膜はサンプリングユニット14及び複数の接続片11の一側に設けられ、且つ絶縁膜は、サンプリングユニット14及び複数の接続片11に接続されてサンプリングユニット14及び複数の接続片11とともに一体構造を形成し、それにより電池モジュール10の組み立て効率を向上させる。絶縁膜のサンプリングユニット14を覆う領域内に絶縁膜貫通孔が開設される。電池モジュール10の製造過程で、接続ユニット1の接続片11が電池セル4の電極リード線に接続される場合、製造誤差のため接続片11と電極リード線との間にずれが存在する可能性があるため、接続片11がそれに接続されたサンプリングユニット14を引っ張り、接続片11とサンプリングユニット14との間の接続が失敗し又はサンプリングユニット14自体が引き裂かれることが容易になり、これにより、サンプリングが失敗し、ひいては絶縁膜を引き裂いて、接続ユニット11の接続が失敗する。絶縁膜貫通孔が開設されることにより、サンプリングユニット14は移動空間を有し、製造誤差によるサンプリング失敗の問題を回避することができる。電池モジュール10の製造過程で、電池セル4が複数回で充放電するため膨張し、電池セル4間に相対変位が発生し、絶縁膜に開設された絶縁膜貫通孔から膨張力をリリースできることにより絶縁膜の引き裂き及びサンプリングの失敗を回避し、さらに電池モジュールの安全性を向上させる。
【0039】
本実施例のサンプリングユニット14及び複数の接続片11は絶縁膜を介して接着、熱圧着又は射出成形プロセスにより一体に統合され、電池モジュール10のグループ化が容易になり生産効率が向上する。いくつかの実施例では、サンプリングユニット14及び複数の接続片11は絶縁膜を介して熱圧着により一体に統合され、接続ユニット1の製造が容易になる。
【0040】
具体的には、本実施例では、回路基板141はFPC、PCB、FFCなどであってもよく、回路基板141はサンプリングライン及びサンプリングラインを包む絶縁材料で構成され、サンプリング端子142は回路基板141内のサンプリングラインに接続されたニッケルプレート、銅片、アルミニウムプレートなどであってもよく、サンプリング端子142は回路基板141内のサンプリングラインから延びる部分であってもよい。電池セル4に関する情報の収集を実現できる限り、ここでいずれも具体的に限定しない。具体的には、サンプリングラインはサンプリング端子142に電気的に接続され、サンプリングの役割を実現する。いくつかの実施例では、回路基板141はFPCなどの可撓性回路基板であり、サンプリング端子142はニッケルプレートである。可撓性回路基板は可撓性があり且つ体積が小さく、グループ化後の電池モジュール10のために内部空間を節約することができる。
【0041】
サンプリングユニット14及び複数の接続片11は絶縁膜を介して熱圧着により統合された後、回路基板141の位置が制限されて移動できなくなり、接続ユニット1全体の剛性が向上し、これにより、電池モジュール10が膨張するとき、回路基板141が膨張力の作用で引っ張られ、結果として、回路基板141内部のサンプリングラインの電気的接続が失敗する。接続ユニット1全体の剛性を低下させてサンプリングの失敗を回避するために、
図7~
図11に示すように、本実施例の回路基板141には回路基板開口部が開設され、絶縁膜貫通孔の位置は回路基板開口部の位置に対応する。
【0042】
図8に示すように、回路基板141はサンプリング端子142に接続された接続部1411を有し、回路基板開口部は接続部1411に接近して設けられる。サンプリング端子142は接続片11に接続され、接続片11は電池セル4の電極リード線に接続され、従って電池セル4が充放電して変形するとき、回路基板141のサンプリング端子142に接続された接続部1411は受力部位であるため、回路基板開口部が接続部1411に接近して設けられることにより、接続ユニット1の接続部1411の付近での可撓性をより良好に向上させることができる。本実施例の回路基板141を振動させるとき、回路基板141には回路基板開口部が設けられるため、本実施例の回路基板141は、変形により回路基板141の振動を吸収し、それにより接続部1411とサンプリング端子142との間の接続強度を確保することができる。
【0043】
図7に示すように、回路基板141の両側の異なる位置に間隔をおいて設けられた複数のサンプリング端子142が接続される。
図8~
図11に示すように、異なる位置のサンプリング端子142に対して、回路基板開口部の形状は略同じであり、回路基板141の内部配線に応じて回路基板開口部の方向を適切に調整すればよい。以下、
図8に基づいて
図7におけるA部分の回路基板開口部の構造を詳細に説明する。
図7におけるB部分、C部分及びD部分の回路基板開口部はいずれもA部分の回路基板開口部から一定の回転対称により得られるものであり、従ってその構造はA部分の回路基板開口部の構造を参照すればよく、詳細な説明を省略する。
【0044】
図8に示すように、本実施例の回路基板141は、接続部1411の一側に位置する接続ネック1416を含み、接続ネック1416内部にサンプリングラインが設けられる。
【0045】
本実施例の回路基板開口部は、回路基板141を貫通する回路基板貫通孔1412、及び回路基板141の側辺から内側に凹んで形成された第1溝1413を含み、回路基板貫通孔1412は、回路基板141の横方向Y3に沿って延びる第1横方向部分1412aを含み、第1溝1413は第1横方向部分1412aの延び方向に位置し、且つ第1横方向部分1412aとの間に隙間1414がある。回路基板141及び絶縁膜が熱圧着される前、第1横方向部分1412aと第1溝1413との間に隙間1414があり、それにより回路基板141と絶縁膜との間の接着が容易になり、且つ熱圧着過程での絶縁膜の平坦化及びサンプリング端子142の固定が容易になり、生産効率が向上する。サンプリング端子142が電池セル4の膨張に伴って変形するとき、サンプリング端子142は回路基板141に作用力を印加する。該作用力の増加に伴って、第1溝1413と第1横方向部分1412aとの間の隙間1414が壊れて接続ネック1416がブーム構造になり、より変形しやすくなる。隙間1414の内部にサンプリングラインが設けられてもよく、サンプリングラインが設けられなくてもよく、隙間1414内にサンプリングラインが設けられた場合、隙間1414内のサンプリングラインと接続ネック1416内のサンプリングラインは並列接続関係にあり、隙間1414内のサンプリングラインが破断された場合、接続ネック1416内のサンプリングラインはサンプリングの役割を果たすことができ、いくつかの実施例では、隙間1414内にサンプリングラインが設けられず、回路基板141内のサンプリングラインの配線難度を低下させ、コストを削減することができる。
【0046】
具体的には、本実施例の第1横方向部分1412a及び第1溝1413はいずれも狭く設けられるため、隙間1414も狭くなり、サンプリング端子142の作用下で壊れることが容易である。
【0047】
本実施例の回路基板貫通孔1412は、回路基板141の縦方向X3に沿って延びる縦方向部分1412bをさらに含み、第1横方向部分1412aは縦方向部分1412bの第1端に位置し、且つ縦方向部分1412bと連通する。縦方向部分1412bの設置により、本実施例の回路基板141の可撓性を向上させる。
【0048】
回路基板141の可撓性をさらに向上させるために、本実施例の回路基板貫通孔1412は、回路基板141の横方向Y3に沿って延びる第2横方向部分1412cをさらに含み、第2横方向部分1412cは縦方向部分1412bの第2端に位置し、且つ縦方向部分1412bと連通する。
【0049】
図10における寸法を参照し、回路基板141の縦方向X3において、第2横方向部分1412cと接続部1411との間の距離fは、第1横方向部分1412aと接続部1411との間の距離hよりも大きい。このような設定により、接続ネック1416の長さがより長くなり、回路基板141の変形に有利である。
【0050】
いくつかの実施例では、回路基板開口部は、回路基板141の側辺から内側に凹んで形成された第2溝1415をさらに含み、第2溝1415及び第1溝1413はそれぞれ接続部1411の両側に位置する。第2溝1415の設置により、接続部1411が受力するとき、回路基板141がより変形しやすくなり、それによりサンプリング端子142と接続部1411との間の接続安定性を確保する。
【0051】
回路基板141の縦方向X3において、第2溝1415と第2横方向部分1412cは位置ずれして設けられ、それにより回路基板141の内部配線のために十分な位置を残し、接続ネック1416の接続強度を向上させる。
【0052】
ここで説明する必要があるように、本実施例の回路基板141の縦方向X3は電池モジュール10の長さ方向X1と一致し、これは電池モジュール10内の電池セル4の配置に関連する。他の図示されていない実施例では、回路基板の縦方向X3は電池モジュールの長さ方向X1と一致しなくてもよい。
【0053】
接続ユニット1の強度及び接続信頼性をさらに向上させるために、
図4及び
図5に示すように、本実施例の絶縁膜は、サンプリングユニット14及び複数の接続片11の両側にそれぞれ貼り付けられた第1絶縁膜12及び第2絶縁膜13を含み、すなわちサンプリングユニット14及び複数の接続片11は第1絶縁膜12と第2絶縁膜13との間に位置する。具体的には、本実施例のサンプリングユニット14、複数の接続片11、第1絶縁膜12及び第2絶縁膜13は熱圧着により一体に統合される。接続ユニット1の高さ方向Z2において、第1絶縁膜12は上側に位置し、第2絶縁膜13は下側に位置する。
【0054】
サンプリングユニット14及び複数の接続片11が変形するときに絶縁膜が引き裂かれることを回避するために、本実施例の第1絶縁膜12及び第2絶縁膜13には絶縁膜貫通孔が設けられる。具体的には、
図12及び
図17に示すように、第1絶縁膜12には第1絶縁膜貫通孔121が設けられる。
図16及び
図20に示すように、第2絶縁膜13には第2絶縁膜貫通孔131が設けられる。
【0055】
図18、
図19及び
図21に示すように、本実施例の絶縁膜貫通孔の位置と回路基板開口部の位置は対応して設定され、絶縁膜貫通孔は、回路基板貫通孔1412の位置に対応する第1セグメントP、及び第2溝1415に対応する位置から第1溝1413に対応する位置まで延びる第2セグメントQを含む。本実施例の絶縁膜貫通孔の位置は回路基板開口部の位置に対応し、それにより絶縁膜が回路基板141と一体に接続された後、回路基板141のサンプリング端子142に接近する部分はブーム構造を形成し、変形に有利である。
【0056】
本実施例の第1絶縁膜12及び第2絶縁膜13にはいずれも絶縁膜貫通孔が設けられ、回路基板141の対応する位置にも回路基板開口部が設けられるため、金属粒子が絶縁膜貫通孔及び回路基板開口部を通って電池モジュール10の内部に落下して短絡を引き起こすことを回避するために、一実施例では、
図13及び
図14に示すように、第1絶縁膜貫通孔121は第2絶縁膜貫通孔131の位置と対向し、第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131のうちの一方の絶縁膜貫通孔の幅は、他方の絶縁膜貫通孔の幅よりも小さい。つまり、第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131のうちの一方は狭い絶縁膜貫通孔であり、他方は広い絶縁膜貫通孔である。具体的には、
図13に示すように、第1絶縁膜貫通孔121は狭い絶縁膜貫通孔である。
図14に示すように、第2絶縁膜貫通孔131は広い絶縁膜貫通孔である。第1絶縁膜12及び第2絶縁膜13はサンプリングユニット14とともに熱圧着により一体成形された後、接続ユニット1全体には金属粒子を阻止するのは狭い絶縁膜貫通孔である。
【0057】
絶縁膜貫通孔が膨張力をリリースできることを確保するとともに金属粒子が電池モジュール10の内部に落下することを防止できるために、本実施例の狭い絶縁膜貫通孔の幅aは[0,0.5ミリメートル(mm)]の範囲である。いくつかの実施例では、狭い絶縁膜貫通孔の幅a≦0.2mmであり、金属粒子が電池モジュール10の内部に落下することを防止するというより良好な効果を有する。
【0058】
図13及び
図14に示すように、本実施例の回路基板開口部の幅は広い絶縁膜貫通孔の幅と同じである。回路基板141の材料利用率を高めて膨張力のリリースを容易にし、且つ金型の使用寿命を延ばすとともに絶縁膜と回路基板141とが十分な接着面積を有することを確保できるために、本実施例の広い絶縁膜貫通孔の幅bは[0.5mm,3mm]の範囲である。いくつかの実施例では、広い絶縁膜貫通孔の幅bが1mmである場合、絶縁膜と回路基板141との接着面積が大きくなり、且つ回路基板141の材料利用率も高くなる。
【0059】
金属粒子が絶縁膜貫通孔及び回路基板開口部を通って電池モジュール10の内部に落下して短絡を引き起こすことを回避するために、他の実施例では、
図15に示すように、第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131は位置ずれして設けられる。第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131が位置ずれするため、第1絶縁膜12、回路基板141及び第2絶縁膜13が熱圧着された後、金属粒子が接続ユニット1を通って電池モジュール10内に落下することを防止できる。
【0060】
図15に示すように、本実施例の第1絶縁膜貫通孔121の幅はdであり、第2絶縁膜貫通孔131の幅はeであり、本実施例では、第1絶縁膜貫通孔121の幅dと第2絶縁膜貫通孔131の幅eは等しい。且つ、回路基板141の材料利用率を高め、且つ絶縁膜と回路基板141との間に十分な接着面積を有することを確保するために、本実施例の第1絶縁膜貫通孔121の幅d及び第2絶縁膜貫通孔131の幅eは[0.5mm,3mm]の範囲である。いくつかの実施例では、第1絶縁膜貫通孔121の幅d及び第2絶縁膜貫通孔131の幅eはいずれも1mmである。
【0061】
他の実施例では、第1絶縁膜貫通孔121の幅dと第2絶縁膜貫通孔131の幅eは等しくなくてもよい。
【0062】
金属粒子がモジュールの内部に落下することを回避するために、本実施例の第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131との接近する孔壁の間の距離c≧-0.5mmである。このとき、接続ユニット1が熱圧着された後に依然して0.5mm以内の開口部があり、0.5mm以内の金属粒子が該開口部を通って電池モジュール10の内部に落下する可能性があり、つまり、c≧-0.5mmの場合、大部分の金属粒子が電池モジュール10の内部に落下することを防止できる。金属粒子が電池モジュール10の内部に落下することをより良好に防止するために、本実施例の第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131との接近する孔壁の間の距離cは[-0.5mm,3mm]の範囲である。いくつかの実施例では、第1絶縁膜貫通孔121と第2絶縁膜貫通孔131との接近する孔壁の間の距離cが0.5mmである場合、本実施例の絶縁膜は、金属粒子の落下を防止する効果及び膨張力をリリースする効果がいずれも優れている。
【0063】
いくつかの実施例では、応力集中を防止するために、
図18、
図19及び
図21に示すように、絶縁膜貫通孔の端部且つコーナーはいずれも円弧を用いてゆっくりと遷移し応力集中を防止する。
【0064】
最後に、以上の実施例は本願の技術案を説明するためのものに過ぎず、それを制限するためのものではない。好ましい実施例を参照して本願を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の技術案の精神を逸脱することなく、本願の発明を実施するための形態を修正し、又は一部の技術的特徴に対して均等置換を行うことができ、これらの修正や均等置換はいずれも本願が特許請求する技術案の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0065】
1、接続ユニット、
11、接続片、
12、第1絶縁膜、121、第1絶縁膜貫通孔、
13、第2絶縁膜、131、第2絶縁膜貫通孔、
14、サンプリングユニット、141、回路基板、1411、接続部、1412、第1回路基板貫通孔、1412a、第1横方向部分溝、1412b、縦方向部分溝、1412c、第2横方向部分溝、1413、第1溝、1414、隙間、1415、第2溝、1416、接続ネック、142、サンプリング端子、
2、端板、
3、絶縁キャップ、
4、電池セル、41、正電極リード線、42、負電極リード線、
5、第1結束バンド、
6、第2結束バンド、
10、電池モジュール、
20、上部ボックス、
30、下部ボックス、
100、電池パック、
200、車両本体、
P、第1セグメント、Q、第2セグメント。
X1、電池モジュールの長さ方向、Y1、電池モジュールの幅方向、Z1、電池モジュールの高さ方向、
X2、接続ユニットの長さ方向、Y2、接続ユニットの幅方向、Z2、接続ユニットの高さ方向、
X3、回路基板の縦方向、Y3、回路基板の横方向、
a、狭い絶縁膜貫通孔の幅、
b、広い絶縁膜貫通孔の幅、
c、第1絶縁膜貫通孔と第2絶縁膜貫通孔との接近する孔壁の間の距離、
d、第1絶縁膜貫通孔の幅、
e、第2絶縁膜貫通孔の幅、
f、第2横方向部分と接続部との間の距離、
h、第1横方向部分と接続部との間の距離。
【手続補正書】
【提出日】2022-04-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池モジュールに用いられる接続ユニットであって、
前記電池モジュールの電池セ
ルを接続するための複数の接続
片と、
回路基
板及び前記回路基
板に接続されたサンプリング端
子を含み、前記サンプリング端
子が前記複数の接続
片に接続されるサンプリングユニッ
トと、
前記サンプリングユニッ
トと前記複数の接続
片の一側に設けられ、且つ前記サンプリングユニッ
ト及び前記複数の接続
片に接続されて前記サンプリングユニッ
ト及び前記複数の接続
片とともに一体構造を形成し、前記サンプリングユニッ
トを覆う領域内に絶縁膜貫通孔が開設される絶縁膜と、を含む接続ユニット。
【請求項2】
前記回路基
板には回路基板開口部が開設され、前記絶縁膜貫通孔の位置は前記回路基板開口部の位置に対応する請求項1に記載の接続ユニット。
【請求項3】
前記回路基
板は前記サンプリング端
子に接続された接続
部を有し、前記回路基板開口部は前記接続
部に接近して設けられる請求項2に記載の接続ユニット。
【請求項4】
前記回路基板開口部は、前記回路基
板を貫通する回路基板貫通
孔及び前記回路基
板の側辺から内側に凹んで形成された第1
溝を含み、前記回路基板貫通
孔は、前記回路基板の横方
向に沿って延びる第1横方向部
分を含み、前記第1
溝は前記第1横方向部分の延び方向に位置し、且つ前記第1
溝と前記第1横方向部分との間に隙
間がある請求項3に記載の接続ユニット。
【請求項5】
前記回路基板貫通
孔は、前記回路基板の縦方
向に沿って延びる縦方向部
分をさらに含み、前記第1横方向部
分は前記縦方向部
分の第1端に位置し、且つ前記縦方向部
分と連通する請求項4に記載の接続ユニット。
【請求項6】
前記回路基板貫通
孔は、前記回路基板の横方
向に沿って延びる第2横方向部
分をさらに含み、前記第2横方向部
分は前記縦方向部
分の第2端に位置し、且つ前記縦方向部
分と連通する請求項5に記載の接続ユニット。
【請求項7】
前記回路基板の縦方
向において、前記第2横方向部
分と前記接続
部との間の距
離は、前記第1横方向部
分と前記接続
部との間の距
離よりも大きい請求項6に記載の接続ユニット。
【請求項8】
前記回路基板開口部は、前記回路基
板の側辺から内側に凹んで形成された第2
溝をさらに含み、前記第2
溝及び前記第1
溝はそれぞれ前記接続
部の両側に位置する請求項7に記載の接続ユニット。
【請求項9】
前記絶縁膜貫通孔の位置と前記回路基板開口部の位置は対応して設定され、前記絶縁膜貫通孔は、前記回路基板貫通
孔の位置に対応する第1セグメン
ト、及び前記第2
溝に対応する位置から前記第1
溝に対応する位置まで延びる第2セグメン
トを含む請求項8に記載の接続ユニット。
【請求項10】
前記絶縁膜は、前記サンプリングユニッ
ト及び前記複数の接続
片の両側にそれぞれ貼り付けられた第1絶縁
膜及び第2絶縁
膜を含み、前記第1絶縁
膜には第1絶縁膜貫通
孔が設けられ、前記第2絶縁
膜には第2絶縁膜貫通
孔が設けられる請求項1~9のいずれか1項に記載の接続ユニット。
【請求項11】
前記第1絶縁膜貫通
孔と前記第2絶縁膜貫通
孔とは位置ずれして設けられる請求項10に記載の接続ユニット。
【請求項12】
前記第1絶縁膜貫通
孔と前記第2絶縁膜貫通
孔との接近する孔壁の間の距離は[-0.5mm,3mm]の範囲である請求項11に記載の接続ユニット。
【請求項13】
前記第1絶縁膜貫通
孔は前記第2絶縁膜貫通
孔の位置と対向し、前記第1絶縁膜貫通
孔と前記第2絶縁膜貫通
孔のうちの一方の絶縁膜貫通孔の幅は、他方の絶縁膜貫通孔の幅よりも小さい請求項10に記載の接続ユニット。
【請求項14】
前記第1絶縁膜貫通
孔と前記第2絶縁膜貫通
孔のうち狭い絶縁膜貫通孔の幅aは[0,0.5mm]の範囲であり、広い絶縁膜貫通孔の幅bは[0.5mm,3mm]の範囲である請求項13に記載の接続ユニット。
【請求項15】
電池モジュールであって、積んで設けられた複数の電池セ
ルと、請求項1~14のいずれか1項に記載の接続ユニッ
トとを含み、前記複数の接続
片が前記複数の電池セ
ルの電極リード線に接続される電池モジュール。
【請求項16】
ボックスと、請求項15に記載の電池モジュー
ルとを含み、前記電池モジュー
ルが前記ボックス内に収納される電池パック。
【請求項17】
電源として電池モジュールを使用した機器であって、駆動装置と、請求項15に記載の電池モジュー
ルとを含み、前記駆動装置は前記機器に駆動力を提供することに用いられ、前記電池モジュー
ルは前記駆動装置に電気エネルギーを提供するように構成される電源として電池モジュールを使用した機器。
【国際調査報告】