(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】2023-09-08
(54)【発明の名称】電池、電気装置及び電池の製造方法及び製造システム
(51)【国際特許分類】
H01M 10/6554 20140101AFI20230901BHJP
H01M 10/658 20140101ALI20230901BHJP
H01M 10/6556 20140101ALI20230901BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20230901BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20230901BHJP
H01M 10/651 20140101ALI20230901BHJP
H01M 10/6568 20140101ALI20230901BHJP
【ＦＩ】
H01M10/6554
H01M10/658
H01M10/6556
H01M10/613
H01M10/647
H01M10/651
H01M10/6568
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021563389
(86)(22)【出願日】2021-07-29
(85)【翻訳文提出日】2021-10-25
(86)【国際出願番号】 CN2021109401
(87)【国際公開番号】W WO2023004720
(87)【国際公開日】2023-02-02
(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】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ
(72)【発明者】
【氏名】林 久▲標▼
(72)【発明者】
【氏名】▲産▼ 利兵
(72)【発明者】
【氏名】王 春▲暉▼
【テーマコード（参考）】
5H031
【Ｆターム（参考）】
5H031KK02
5H031KK08
(57)【要約】
本発明は、電池、電気装置及び電池の製造方法及び製造システムを提供する。電池は、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、第１のプレート本体に熱交換媒体が流れる第１の流路が配置されている熱交換部材と、少なくとも部分的に熱交換部材の収容空間に収容され、第１の方向と交差する第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、熱交換部材が電池セルの温度を調整するために用いられる電池ユニットと、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置する支持部を含み、支持部が第１のプレート本体に接続され且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている支持部材と、を含む。本願は、熱交換効果を改善して、電池を適切な温度で動作させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池であって、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの前記第２のプレート本体がそれぞれ前記第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、前記第２のプレート本体と前記第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、前記第１のプレート本体及び二つの前記第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が前記第１のプレート本体に配置されている熱交換部材と、
少なくとも部分的に前記熱交換部材の収容空間に収容され、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、前記熱交換部材が前記電池セルの温度を調整するために用いられる電池ユニットと、
前記第１のプレート本体の前記収容空間に背向する一側に位置する支持部を含み、前記支持部が前記第１のプレート本体に接続され且つ前記熱交換部材を支持するために用いられ、前記支持部と前記第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている支持部材と、
を含む電池。
【請求項2】
前記断熱構造は隙間を含み、前記隙間は、前記支持部と前記第１のプレート本体との間の少なくとも一部の領域に設けられている、請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記断熱構造は、断熱層をさらに含み、前記断熱層は、前記隙間内に配置されている、請求項２に記載の電池。
【請求項4】
前記第１のプレート本体は、第１の本体部、第１の突出部及び第２の突出部を含み、前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、前記第１の本体部の前記収容空間に背向する表面から突出しており、前記第１の本体部の厚さ方向において、前記第１の突出部が前記第１の本体部から突出するサイズは、前記第２の突出部が前記第１の本体部から突出するサイズよりも小さく、前記第２の突出部は、前記支持部の表面において前記第１の本体部を支持するために用いられ、前記支持部と前記第１の突出部との間に前記隙間の少なくとも一部が形成されており、
前記第１の突出部の内部には、前記第１の流路が形成れている、
請求項２又は３に記載の電池。
【請求項5】
二つの端板をさらに含み、前記二つの端板は、それぞれ前記電池ユニットの前記第２の方向に沿った両端に位置し且つ前記電池ユニットを挟み、前記端板の前記第１の方向での二つの端部にそれぞれ二つの前記第２のプレート本体が接続されており、前記支持部は前記第２の方向に沿った両端に取付領域を有し、前記取付領域は、前記端板の外側に延出し且つ外部フレームに固定されるために用いられる、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電池。
【請求項6】
継手をさらに含み、前記第１のプレート本体の少なくとも一部は、前記端板の外側に突出し且つ前記継手を取り付けるために用いられ、前記継手は前記第１の流路と連通する、請求項５に記載の電池。
【請求項7】
前記取付領域は、貫通する取付孔を有し、前記取付孔は、外部接続部材を貫通させて、前記外部接続部材によって前記外部フレームに固定されるために用いられ、前記支持部の厚さ方向において、前記取付孔は前記熱交換部材により覆われていない、請求項５又は６に記載の電池。
【請求項8】
前記支持部に背向する方向に沿って、前記端板及び前記第２のプレート本体はいずれも前記電池セルを超えており、且つ二つの前記端板及び二つの前記第２のプレート本体は前記支持部に背向する一端に開口が形成されており、前記電池は、カバープレートをさらに含み、前記カバープレートは、前記電池ユニットの前記支持部に背向する一側に位置し且つ前記端板及び前記第２のプレート本体に接続されて、前記開口を密閉している、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電池。
【請求項9】
前記支持部材は、二つの位置制限部をさらに含み、二つの前記位置制限部は、前記支持部の前記熱交換部材に面する一側に位置し且つ前記支持部に接続されており、前記第１の方向において、二つの前記第２のプレート本体は、二つの前記位置制限部の間に位置する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電池。
【請求項10】
前記第２のプレート本体は、第２の本体部、第３の突出部及び第４の突出部を含み、前記第３の突出部及び前記第４の突出部は、前記第２の本体部の前記収容空間に背向する表面から突出しており、前記第２の本体部の厚さ方向において、前記第３の突出部が前記第１の本体部から突出するサイズは、前記第４の突出部が前記第１の本体部から突出するサイズより小さく、それにより、前記第４の突出部が前記位置制限部に当接しており、
前記第３の突出部の内部には、前記第１の流路に連通する第２の流路が形成されている、
請求項９に記載の電池。
【請求項11】
前記第２のプレート本体の内部には、前記第１の流路に連通する第２の流路が設けられている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電池。
【請求項12】
前記第１の流路と前記第２の流路は、前記第１のプレート本体と前記第２のプレート本体との接続箇所で連通するか、又は前記熱交換部材は、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通する接続管路をさらに含む、
請求項１１に記載の電池。
【請求項13】
電気装置であって、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電池を含み、前記電池は、電気エネルギーを供給するために用いられる、
電気装置。
【請求項14】
電池の製造方法であって、熱交換部材を提供するステップであって、前記熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの前記第２のプレート本体はそれぞれ前記第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、前記第２のプレート本体と前記第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、前記第１のプレート本体及び二つの前記第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が前記第１のプレート本体に配置されているステップと、
支持部を備える支持部材を提供するステップと、
前記支持部を前記第１のプレート本体に接続するステップであって、前記支持部は、前記第１のプレート本体の前記収容空間に背向する一側に位置し、且つ前記熱交換部材を支持するために用いられ、前記支持部と前記第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられているステップと、
電池ユニットを提供するステップであって、前記電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、前記第２の方向は前記第１の方向と交差するステップと、
前記電池ユニットの少なくとも一部を前記熱交換部材の収容空間に配置するステップであって、前記熱交換部材は、前記電池セルの温度を調整するために用いられるステップと、
を含む電池の製造方法。
【請求項15】
電池の製造システムであって、熱交換部材を提供する第１の供給装置であって、前記熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの前記第２のプレート本体はそれぞれ前記第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、前記第２のプレート本体と前記第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、前記第１のプレート本体及び二つの前記第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が前記第１のプレート本体に配置されている第１の供給装置と、
支持部を備える支持部材を提供する第２の供給装置と、
前記支持部を第１のプレート本体に接続する第１の組立装置であって、前記支持部は、前記第１のプレート本体の前記収容空間に背向する一側に位置し、且つ前記熱交換部材を支持するために用いられ、前記支持部と前記第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている第１の組立装置と、
電池ユニットを提供する第３の供給装置であって、前記電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、前記第２の方向は前記第１の方向と交差する第３の供給装置と、
前記電池ユニットの少なくとも一部を前記熱交換部材の収容空間に配置する第２の組立装置であって、前記熱交換部材は、前記電池セルの温度を調整するために用いられる第２の組立装置と、
を備える電池の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、電池技術分野に関し、さらに具体的には、電池、電気装置及び電池の製造方法及び製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電池セルは、電子機器、例えば携帯電話、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、電気飛行機、電気船舶、電気玩具自動車、電気玩具船舶、電気玩具飛行機及び電気工具等に広く用いられる。電池セルは、カドミウムニッケル電池セル、水素ニッケル電池セル、リチウムイオン電池セル及び二次アルカリ亜鉛マンガン電池セル等を含んでもよい。
【0003】
電池は一般的に複数の電池セルを含み、複数の電池セルはバスバー部材により電気的に接続されている。各電池セルは動作過程において熱を生成するため、電池の複数の電池セルの発熱が蓄積しやすく、電池セルの温度上昇をもたらす。電池セルの動作温度が一般的に２０～４０度の範囲内にある場合、その充放電性能が最適であり、耐用年数が最も高い。電池における電池セルの動作温度をどのようにして適切な範囲内に制御するかは、電池技術において早急に解決すべき技術的課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願は、電池、電気装置及び電池の製造方法及び製造システムを提供して、熱交換効果を改善し、電池の電池セルを適切な温度で動作させることができる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第１の態様において、本願の実施例は、電池を提供し、当該電池は、
第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている熱交換部材と、
少なくとも部分的に熱交換部材の収容空間に収容され、第１の方向と交差する第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、熱交換部材が電池セルの温度を調整するために用いられる電池ユニットと、
第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置する支持部を含み、支持部が第１のプレート本体に接続され且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている支持部材と、を含む。
第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている熱交換部材と、
少なくとも部分的に熱交換部材の収容空間に収容され、第１の方向と交差する第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、熱交換部材が電池セルの温度を調整するために用いられる電池ユニットと、
第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置する支持部を含み、支持部が第１のプレート本体に接続され且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている支持部材と、を含む。
【0006】
上記解決手段において、第１のプレート本体は、電池セルと熱交換することができ、それにより、電池セルを適切な温度で動作させ、電池セルの使用性能を改善することができる。二つの第２のプレート本体は電池セルを両側から固定し、電池の構造強度及び安定性を向上させることができる。支持部は、電気装置に直接的に取り付けることができ、このようにして、従来の筐体を省略することができ、空間利用率を向上させ、部品の使用を減少させることができる。断熱構造は、熱交換部材と支持部材との間の熱伝導性を減少させ、電池セルと熱交換部材との間の熱交換速度を保証し、電池セルを適切な動作温度にタイムリーに調整して、電池の耐用年数を延長することができる。
【0007】
いくつかの実施例において、断熱構造は隙間を含み、隙間は支持部と第１のプレート本体との間の少なくとも一部の領域に設けられている。
【0008】
上記解決手段において、隙間は、第１のプレート本体の少なくとも一部を支持部から分離することにより、第１のプレート本体と支持部との間の接触面積を減少させ、第１のプレート本体と支持部との間の熱伝導速度を低下させることができる。
【0009】
いくつかの実施例において、断熱層をさらに含み、断熱層は、隙間内に配置されている。
【0010】
上記解決手段において、断熱層は、第１のプレート本体と支持部との間の熱伝達を阻害し、第１のプレート本体の温度に対する支持部の影響を低減することができる。
【0011】
いくつかの実施例において、第１のプレート本体は、第１の本体部、第１の突出部及び第２の突出部を含み、第１の突出部及び第２の突出部は第１の本体部の収容空間に背向する表面から突出する。第１の本体部の厚さ方向において、第１の突出部が第１の本体部から突出するサイズは、第２の突出部が第１の本体部から突出するサイズよりも小さく、第２の突出部は支持部の表面に第１の本体部を支持するために用いられ、支持部と第１の突出部との間に隙間の少なくとも一部が形成されている。第１の突出部の内部には、第１の流路が形成されている。
【0012】
上記解決手段において、第１の突出部を配置することにより、第１のプレート本体の局所的な厚さを増大させ、第１の流路により多くの空間を提供し、第１の流路の流動面積を増大させ、熱交換効率を向上させることができる。第１の突出部は、収容空間に背向する一側に向けて突出し、このようにすることで、第１の流路の流動面積を増大させると同時に、第１の流路が収容空間を占用することを回避することができる。支持部は第１の突出部と間隔を隔てて配置されているため、電池セル等の部材の重力負荷は、第１の突出部を介して支持部に伝達されず、第２の突出部を介して支持部に伝達されるため、第１の突出部が受ける力を減少させ、第１の流路の変形、閉塞のリスクを低減することができる。支持部は第１の突出部と間隔を隔てて配置されているため、第１の流路内の熱交換媒体と支持部との間の熱伝導経路を増大させ、熱交換媒体と支持部との間の熱伝導速度を低下させ、熱交換媒体に対する支持部の温度の影響を減少させ、熱交換部材と電池セルとの間の熱交換効率を保証することができる。
【0013】
いくつかの実施例において、電池は二つの端板をさらに含み、二つの端板は、それぞれ電池セルの第２の方向に沿った両端に位置し且つ電池セルを挟み、端板は第１の方向での二つの端部にそれぞれ二つの第２のプレート本体に接続されている。支持部は第２の方向の両端に取付領域を有し、取付領域は端板の外側に延出し且つ外部フレームに固定するために用いられる。
【0014】
上記解決手段において、熱交換部材が第２のプレート本体を介して端板に接続されることで、第１のプレート本体の安定性を向上させ、電池の揺れる時に、第１のプレート本体と電池セルとが分離するリスクを低減することができる。支持部の取付領域が端板の外側に延出することで、支持部は外部フレームに直接的に固定されることができ、端板が支持部と外部フレームとの接続を干渉することを回避し、電池の構造を簡略化することができる。
【0015】
いくつかの実施例において、電池は、継手をさらに含み、第１のプレート本体の少なくとも一部は端板の外側に突出し且つ継手を取り付けるために用いられ、継手は第１の流路と連通する。
【0016】
上記解決手段において、継手は端板の外側に取り付けられているため、外部給液管路は端板を貫通する必要がなく、このようにすることで、電池の構造を簡略化することができ、外部給液管路の配置をより柔軟にすることができる。
【0017】
いくつかの実施例において、取付領域は貫通する取付孔を有し、取付孔は外部接続部材を貫通させて、外部接続部材によって外部フレームに固定されるために用いられ、支持部の厚さ方向において、取付孔は熱交換部材により覆われていない。
【0018】
上記解決手段において、取付孔は熱交換部材に覆われていないため、熱交換部材が外部接続部材の装着に干渉することを回避し、電池と外部フレームの取付プロセスを簡略化することができる。
【0019】
いくつかの実施例において、支持部に背向する方向に沿って、端板と第２のプレート本体はいずれも電池セルを超えており、且つ二つの端板と二つの第２のプレート本体は支持部に背向する一端に開口を形成する。電池は、カバープレートをさらに含み、カバープレートは、電池ユニットの支持部に背向する一側に位置し且つ端板及び第２のプレート本体に接続されて、開口を密閉する。
【0020】
上記解決手段において、カバープレート、端板及び熱交換部材が囲んで電池セルを収容するための液体密閉空間を形成することで、液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避する。電池セルは筐体による保護を必要とせず、本実施例の電池は電気装置に直接的に取り付けることができ、それにより、空間利用率を向上させ、部品の使用を減少させる。
【0021】
いくつかの実施例において、支持部材は二つの位置制限部をさらに含み、二つの位置制限部は支持部の熱交換部材に面する一側に位置し且つ支持部に接続され、第１の方向において、二つの第２のプレート本体は二つの位置制限部の間に位置する。
【0022】
上記解決手段において、位置制限部は第１の方向の両側から熱交換部材及び電池ユニットを制限することができ、電池が揺れる時、位置制限部は熱交換部材及び電池ユニットの揺れ幅を減少させ、電池全体の安定性を向上させることができる。
【0023】
いくつかの実施例において、第２のプレート本体は、第２の本体部、第３の突出部及び第４の突出部を含み、第３の突出部及び第４の突出部は、第２の本体部の収容空間に背向する表面から突出する。第２の本体部の厚さ方向において、第３の突出部が第１の本体部から突出するサイズは、第４の突出部が第１の本体部から突出するサイズより小さく、それにより、第４の突出部が位置制限部に当接する。第３の突出部の内部には、第１の流路に連通する第２の流路が形成されている。
【0024】
上記解決手段において、第３の突出部を配置することにより、第２のプレート本体の局所的な厚さを増大させ、第２の流路により多くの空間を提供し、第２の流路の流動面積を増大させ、熱交換効率を向上させることができる。第３の突出部は収容空間に背向する一側に向けて突出し、このようにして、第２の流路の流動面積を増大させると同時に、第２の流路が収容空間を占用することを回避することができる。第３の突出部が第２の本体部から突出するサイズは第４の突出部が第２の本体部を突出するサイズより小さいため、電池が揺れる場合、第４の突出部はストッパ作用を果たし、第２のプレート本体の外側の部材が第３の突出部を押圧する可能性を低減し、第２の流路の変形、閉塞のリスクを低減することができる。二つの位置制限部は第４の突出部によって両側から熱交換部材を挟持し、これにより、熱交換部材と支持部材との間の接続強度を増大させ、安定性を向上させる。本実施例は、第４の突出部を配置することにより、第３の突出部及び第２の本体部を位置制限部から分離させ、位置制限部と第２のプレート本体との接触面積を減少させることができ、これにより、第２のプレート本体と位置制限部との間の熱伝達を阻害し、第２のプレート本体の温度に対する位置制限部の影響を低減することができる。
【0025】
いくつかの実施例において、第２のプレート本体の内部には、第１の流路に連通する第２の流路が設けられている。
【0026】
上記解決手段において、第１のプレート本体は下方から電池セルと熱交換することができ、第２のプレート本体は側方から電池セルと熱交換することができ、このようにすることで、電池セルの熱交換面積を増大させ、熱交換効率を向上させ、第１のプレート本体の厚さ方向での電池セルの温度差を減少させ、電池セルの温度の一致性を改善し、電池セルの作業性能を向上させることができる。本願の実施例は、第１の流路と第２の流路を連通することで、第１の流路と第２の流路を外部給液管路にそれぞれ接続する必要がなく、それにより熱交換部材と外部給液管路との間の接続構造を簡略化する。
【0027】
いくつかの実施例において、第１の流路と第２の流路は、第１のプレート本体と第２のプレート本体との接続箇所で連通するか、又は、熱交換部材は、第１の流路と第２の流路を連通する接続管路をさらに含む。
【0028】
第２の態様において、本願の実施例は電気装置を提供し、当該電気装置は、第１の態様のいずれかの実施例の電池を含み、電池は電気エネルギーを供給するために用いられる。
【0029】
第３の態様において、本願の実施例は、電池の製造方法を提供し、当該電池の製造方法は、
熱交換部材を提供するステップであって、熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されているステップと、
支持部を備える支持部材を提供するステップと、
支持部を第１のプレート本体に接続するステップであって、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し、且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられているステップと、
電池ユニットを提供するステップであって、電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差するステップと、
電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置するステップであって、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられるステップと、を含む。
熱交換部材を提供するステップであって、熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されているステップと、
支持部を備える支持部材を提供するステップと、
支持部を第１のプレート本体に接続するステップであって、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し、且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられているステップと、
電池ユニットを提供するステップであって、電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差するステップと、
電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置するステップであって、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられるステップと、を含む。
【0030】
第４の態様において、本願の実施例は、電池の製造システムを提供し、当該電池の製造システムは、
熱交換部材を提供する第１の供給装置であって、熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体は、それぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている第１の供給装置と、
支持部を備える支持部材を提供する第２の供給装置と、
支持部を第１のプレート本体に接続する第１の組立装置であって、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し、且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている第１の組立装置と、
電池ユニットを提供する第３の供給装置であって、電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差する第３の供給装置と、
電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置する第２の組立装置であって、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられる第２の組立装置と、を備える。
熱交換部材を提供する第１の供給装置であって、熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体は、それぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている第１の供給装置と、
支持部を備える支持部材を提供する第２の供給装置と、
支持部を第１のプレート本体に接続する第１の組立装置であって、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し、且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている第１の組立装置と、
電池ユニットを提供する第３の供給装置であって、電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差する第３の供給装置と、
電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置する第２の組立装置であって、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられる第２の組立装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0031】
以下、本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、本願の実施例に必要な図面を簡単に紹介しており、以下に説明された図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を要することなく、さらに、このような図面に基づいて他の図面を取得することができることは自明である。
【0032】
【図1】本願のいくつかの実施例に係る車両の構造概略図である。
【図2】本願のいくつかの実施例に係る電池の分解概略図である。
【図3】本願の他のいくつかの実施例に係る電池の構造概略図である。
【図7】本願のいくつかの実施例に係る電池の熱交換部材の構造概略図である。
【図8】本願の他のいくつかの実施例に係る電池の熱交換部材の構造概略図である。
【図10】本願の他のいくつかの実施例に係る電池の構造概略図である。
【図11】本願のいくつかの実施例に係る電池の製造方法のフローチャートである。
【図12】本願のいくつかの実施例に係る電池の製造システムの概略ブロック図である。
【0033】
図面において、図面は実際の比率に応じて描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本願の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、本願の実施例における図面と組み合わせて、本願の実施例における技術的解決手段を明確に説明し、明らかに、説明された実施例は本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的労力をしない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
【0035】
別の定義がない限り、本願で使用される全ての技術及び科学的用語は、当業者が一般的に理解する意味と同じである。本願の明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明することを目的とするだけであり、本願を限定するためのものではない。本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の説明での用語「含む」、「備える」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。本願の明細書及び特許請求の範囲、又は上記図面での用語「第１」、「第２」等は異なる対象を区別するのに用いられ、特定の順序又は主な関係を説明するのに用いられるものではない。
【0036】
本願において「実施例」と言及することは、実施例と組み合わせて説明した特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも一つの実施例に含まれてもよいことを意味する。明細書における各位置に当該フレーズが出現することは必ずしも同じ実施例を意味するものではなく、さらに、他の実施例と互いに排他的且つ独立したもの、又は候補の実施例を意味するものでもない。
【0037】
本願の説明において、説明すべきことは、明確な規定及び限定がない限り、用語「装着」、「接続」、「相互接続」、「取り付け」は、広義的に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能に接続されてもよく、又は一体的に接続されてもよく、直接的に接続されてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されてもよく、二つの素子内部の連通であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に基づいて本願における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
【0038】
本願における用語「及び／又は」は、関連対象の関連関係を説明するだけであり、三種類の関係が存在することを表すことができ、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在するか、ＡとＢが同時に存在するか、Ｂが単独で存在するという三種類の状況が存在することを表すことができる。また、本願における文字「／」は、一般的に前後関連対象が“又は”の関係であることを示す。
【0039】
本願の実施例において、同じ符号の番号は同じ部材を示し、且つ簡潔にするために、異なる実施例において、同じ部材の詳細な説明を省略する。理解すべきことは、図示された本願の実施例における様々な部材の厚さ、長さ及び幅等のサイズ、及び集積装置全体の厚さ、長さ及び幅等のサイズは例示的な説明のためものであり、本願の構成にいかなる限定を行うものではない。
【0040】
本願で現れる「複数」は、二つ以上（二つを含む）を指す。
【0041】
本願において、電池セルはリチウムイオン二次電池セル、リチウムイオン一次電池セル、リチウム硫黄電池セル、ナトリウムリチウムイオン電池セル、ナトリウムイオン電池セル又はマグネシウムイオン電池セル等を含むことができるが、本願の実施例はこれに限定されない。電池セルは、円柱体、扁平体、直方体又は他の形状等を呈することができるが、本願の実施例はこれに限定されない。電池セルは、一般的に、封止の形態に従って、柱状電池セル、四角形電池セル及びソフトパック電池セルのような三種類に分けられるが、本願の実施例はこれに限定されない。
【0042】
本願の実施例に言及された電池とは、一つ又は複数の電池セルを備えることにより、より高い電圧及び容量を提供する単一の物理的モジュールを指す。電池は、一般的に、一つ又は複数の電池セルを封止するのに用いられる筐体を含む。筐体は、液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。
【0043】
電池セルは、電極アセンブリ及び電解質を含み、電極アセンブリは、正極シート、負極シート及びセパレータを含む。電池セルは、主に、金属イオンが正極シートと負極シートとの間を移動することに依存して動作する。正極シートは、正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は、正極集電体の表面に塗布される。正極集電体は、正極集電部及び正極集電部から突出する正極タブを含み、正極集電部には正極活物質層が塗布され、正極タブの少なくとも一部には正極活物質層が塗布されていない。リチウムイオン電池を例とすると、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質層は正極活物質を含み、正極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウム等であってもよい。負極シートは、負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は、負極集電体の表面に塗布される。負極集電体は、負極集電部及び負極集電部から突出する負極タブを含み、負極集電部には負極活物質層が塗布され、負極タブの少なくとも一部には負極活物質層が塗布されていない。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質層は負極活物質を含み、負極活物質は炭素又はシリコン等であってもよい。大電流が通過されても溶断が発生しないことを保証するために、正極タブは、個数が複数であり、且つ一緒に積層され、負極タブは、個数が複数であり、且つ一緒に積層される。セパレータの材質は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）等であってもよい。また、電極アセンブリは、巻回式構造であってもよく、積層式構造であってもよく、本願の実施例はこれに限定されない。
【0044】
電池セルは、充放電の過程において熱量を生成し、複数の電池セルがグループとして使用される場合、これらの熱量が集まる可能性があり、これらの熱量が効果的に除去されていないと、電池セルが昇温されて、電池セルの老化を加速してしまう。また、温度が高すぎると、熱暴走が発生しやすく、安全リスクをもたらす。電池セルが低温環境にある場合、耐用年数を短縮し、放電能力を低下させる。
【0045】
発明者は、電池に熱交換部材を配置することにより、電池セルの動作温度を適切な範囲に制御することを試した。具体的に、熱交換部材の内部に一般的に流路が設けられ、外部の熱交換媒体が熱交換部材の流路を流動する際に、熱交換媒体が熱交換部材によって電池セルと熱交換を行うことにより、電池セルの温度を調整している。熱交換部材は一般的に支持構造に配置する必要があり、支持構造は熱交換部材及び電池セルを支持するために用いられる。しかしながら、発明者は、熱交換部材が支持構造の温度の影響を受けやすく、熱交換部材が電池セル及び支持構造と同時に熱交換すると、電池セルと熱交換部材との熱交換速度が低下し、電池セルの動作温度をタイムリーに調整することができないことを見出した。
【0046】
これに鑑み、本願の実施例は電池を提供し、当該電池は、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている熱交換部材と、少なくとも部分的に熱交換部材の収容空間に収容され、第１の方向と交差する第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、熱交換部材が電池セルの温度を調整するために用いられる電池ユニットと、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置する支持部を含み、支持部が第１のプレート本体に接続され且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている支持部材と、を含む。本願の実施例は、熱交換部材と支持部材との間に断熱構造を配置することにより、熱交換部材と支持部材との間の熱交換を減少させ、電池セルと熱交換部材との間の熱交換速度を保証し、電池セルを適切な動作温度にタイムリーに調整する。
【0047】
本願の実施例に記載の電池は、電池を用いた電気機器に好適である。
【0048】
電気装置は、車両、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、船舶、航宙機、電気玩具及び電気工具等であってもよい。車両は、燃料油自動車、ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は純電気自動車、ハイブリッド自動車又は航続距離延長型自動車等であってもよい。航宙機は、飛行機、ロケット、宇宙飛行機及び宇宙船等を含む。電気玩具は、固定式又は移動式の電気玩具を含み、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電気船舶玩具及び電気飛行機玩具等である。電気工具は、金属切削電気工具、研磨電気工具、組立用電気工具及び鉄道用電気工具を含み、例えば、電気ドリル、電気グラインダー、電気レンチ、電気ドライバー、電気ハンマ、衝撃電気ドリル、コンクリート振動器及び電気プレーナー等である。本願の実施例は、上記電気装置を特に限定しない。
【0049】
以下の実施例は、説明を容易にするために、電気装置を車両とすることを例として説明する。
【0050】
図１は、本願のいくつかの実施例に係る車両の構造概略図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が配置され、電池２は、車両１の底部又は頭部又は尾部に配置されてもよい。電池２は、車両１の給電に用いられ、例えば、電池２は、車両１の操作電源とすることができる。
【0051】
車両１は、コントローラ３及びモータ４をさらに含み、コントローラ３は、電池２を制御して、モータ４に給電するのに用いられ、例えば、車両１の起動、ナビゲーション及び走行時の動作電力供給ニーズに用いられる。
【0052】
本願のいくつかの実施例において、電池２は、車両１の操作電源とするだけでなく、車両１の駆動電源としてもよく、燃料油又は天然ガスに代わって又は部分的に代わって、車両１に駆動動力を提供することができる。
【0053】
図２は、本願のいくつかの実施例に係る電池の分解概略図である。
【0054】
【0055】
筐体５は、電池セルを収容するのに用いられ、筐体５は、様々な構造であってもよい。いくつかの実施例において、筐体５は、第１の筐体部５１及び第２の筐体部５２を含み、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２とは互いに覆われ、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２とは共に電池セルを収容するための収容空間５３を限定する。第２の筐体部５２は、一端が開口した中空構造であり、第１の筐体部５１は、プレート状構造であり、第１の筐体部５１が第２の筐体部５２の開口側に覆われて、収容空間５３を有する筐体５を形成してもよい。第１の筐体部５１と第２の筐体部５２とがいずれも一側が開口した中空構造であり、第１の筐体部５１の開口が第２の筐体部５２の開口側に覆われて、収容空間５３を有する筐体５を形成してもよい。当然のことながら、第１の筐体部５１及び第２の筐体部５２は、例えば、円柱体、直方体等の様々な形状であってもよい。
【0056】
第１の筐体部５１と第２の筐体部５２との接続後の密封性を向上させるために、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２との間に密閉部材が配置されてもよく、例えば、密閉用ゴム、密閉用リング等である。
【0057】
第１の筐体部５１が第２の筐体部５２の頂部に覆われる場合、第１の筐体部５１は上部箱蓋と呼ばれてもよく、第２の筐体部５２は下部筐体と呼ばれてもよい。
【0058】
電池２において、電池セルは複数である。複数の電池セルの間は、直列接続又は並列接続又は混合接続であってもよく、混合接続とは、複数の電池セルに直列接続があるだけでなく並列接続もあることを指す。複数の電池セルの間を直列接続又は並列接続又は混合接続によって互いに接続して、さらに複数の電池セルで構成された全体を筐体５内に収容してもよい。当然のことながら、複数の電池セルがまず直列接続又は並列接続又は混合接続によって電池モジュール６として構成されてから、複数の電池モジュール６がさらに直列接続又は並列接続又は混合接続によって一体に形成されて、筐体５内に収容されてもよい。
【0059】
電池２の筐体５は電気装置に取り付けるために用いられ、例えば、筐体は締結具により車両のシャーシに取り付けられることができる。筐体５は液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。
【0060】
図３は本願の他のいくつかの実施例に係る電池の構造概略図である。図４は図３に示す電池の熱交換部材及び支持部材の構造概略図である。図５は図４に示す熱交換部材及び支持部材の断面概略図である。図６は図５の円枠Ｂでの拡大概略図である。
【0061】
図３乃至図６に示すように、本願の実施例は電池２を提供し、当該電池２は、第１のプレート本体２１及び二つの第２のプレート本体２２を含み、二つの第２のプレート本体２２がそれぞれ第１のプレート本体２１の第１の方向Ｙに沿った両端に接続され、第２のプレート本体２２と第１のプレート本体２１との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体２１及び二つの第２のプレート本体２２が囲んで収容空間２３を形成し、第１のプレート本体２１に熱交換媒体が流れる第１の流路２１１が設けられている熱交換部材２０と、少なくとも部分的に熱交換部材２０の収容空間２３に収容され、電池ユニット１０が第２の方向Ｘに沿って順次に配置された複数の電池セル１１を含み、熱交換部材２０が電池セル１１の温度を調整するために用いられ、第２の方向Ｘが第１の方向Ｙと交差する電池ユニット１０と、第１のプレート本体２１の収容空間２３に背向する一側に位置する支持部３１を含み、支持部３１が第１のプレート本体２１に接続され且つ熱交換部材２０を支持するために用いられ、支持部３１と第１のプレート本体２１との間に断熱構造４０が設けられている支持部材３０と、を含む。
【0062】
電池ユニット１０は、一又は複数であってもよい。例えば、電池２は複数の電池ユニット１０を含み、複数の電池ユニット１０は第１の方向Ｙに沿って配置される。選択的に、第１の方向Ｙは第２の方向Ｘに垂直である。例えば、図３において、電池ユニット１０は二つであり、換言すれば、複数の電池セル１１は二列に配列されている。
【0063】
電池セル１１は、熱交換部材２０に接続されている。選択的に、電池セル１１は熱伝導性接着剤により第１のプレート本体２１及び第２のプレート本体２２に接着される。
【0064】
電池２における複数の電池セル１１の間はバスバー部材により電気的接続を実現することができ、それにより、電池２における複数の電池セル１１の並列接続又は直列接続又は混合接続を実現する。
【0065】
熱交換部材２０は、電池セル１１の温度を調整して、電池セル１１を適切な温度で動作させるために用いられる。例示的に、電池２において、第１のプレート本体２１は、電池ユニット１０の複数の電池セル１１の下方に位置し、第１のプレート本体２１は、電池セル１１を支持し且つ電池セル１１の温度を調整するために用いられる。
【0066】
第１の流路２１１は、外部給液管路と連通し、熱交換媒体が第１の流路２１１と外部給液管路との間で循環流動して、第１のプレート本体２１によって電池セル１１と熱交換することにより、電池セル１１を適切な温度で動作させる。熱交換媒体は、液体であってもよい。
【0067】
第１のプレート本体２１は、熱伝導性材料で製造され、例えば、第１のプレート本体２１は、熱伝導性金属で製造される。
【0068】
本実施例は、押出成形、インフレーション成形又はプレス成形等のプロセスにより第１のプレート本体２１に第１の流路２１１を形成することができる。
【0069】
第１のプレート本体２１と第２のプレート本体２２とは、一体に配置されてもよく、例えば、第１のプレート本体２１と第２のプレート本体２２とは、プレート材料を折り曲げて一体に成形される。当然のことながら、第１のプレート本体２１と第２のプレート本体２２とは別体に配置されてもよく、例えば、第１のプレート本体２１と第２のプレート本体２２とは、溶接、接着、係止又は他の方式で接続されてもよい。
【0070】
第２のプレート本体２２と第１のプレート本体２１との間の角度は必要に応じて設定することができ、本実施例はこれを限定しない。例示的に、第２のプレート本体２２と第１のプレート本体２１との間の角度は、８０°～１００°である。熱交換部材２０は、略Ｕ字状に形成される。
【0071】
電池２において、二つの第２のプレート本体２２のそれぞれは、電池ユニット１０の第１の方向Ｙに沿った両側に位置して、電池ユニット１０を固定し、電池２全体の強度を向上させる作用を果たすことができる。第２のプレート本体２２は熱交換機能をさらに有し、電池セル１１の温度を側方から調整することができる。当然のことながら、第２のプレート本体２２の熱交換機能は省略することもできる。
【0072】
支持部３１は第１のプレート本体２１に接続されて、電池２の構造強度を向上させ、熱交換部材２０が支持部３１に対して摺動することを回避する。例示的に、支持部３１はリベット接合、ボルト接続、溶接、接着又は他の方式を採用して第１のプレート本体２１に接続すされることができる。
【0073】
支持部３１は電池２の支持構造であり、熱交換部材２０や電池セル１１等の部材を支持するために用いられる。支持部３１は電池２の構造強度を向上させることに重要な役割を果たし、高い強度を有する。
【0074】
支持部３１が比較的高い強度を有するため、支持部３１は電気装置（例えば車両のシャーシ）に直接的に取り付けられることができ、これにより、従来の筐体を省略し、空間利用率を向上させ、部品の使用を減少させることができる。代替的に、一つ又は複数の本願の実施例の電池２はまず筐体内に組み立てられ、さらに、筐体を介して電気装置に取り付けられてもよい。
【0075】
支持部３１は熱交換部材２０に接触して、熱交換部材２０を直接的に支持してもよく、他の部材により熱交換部材２０を間接的に支持してもよい。
【0076】
断熱構造４０は、第１のプレート本体２１の少なくとも一部を支持部３１から分離させて、支持部３１と第１のプレート本体２１との間の熱伝導速度を低下させるために用いられる。断熱構造４０は、熱伝導率が低い材料で製造された実体構造であってもよく、隙間等の空間構造であってもよく、本実施例はこれを限定しない。
【0077】
本願の実施例において、第１のプレート本体２１は電池セル１１と熱交換して、電池セル１１を適切な温度で動作させ、電池セル１１の使用性能を改善することができる。二つの第２のプレート本体２２は電池セル１１を両側から固定することで、電池２の構造強度及び安定性を向上させることができる。支持部３１は電気装置に直接的に取り付けられることができ、このようにすることで、従来の筐体を省略し、空間利用率を向上させ、部品の使用を減少させることができる。断熱構造４０は熱交換部材２０と支持部材３０との間の熱伝導を減少させ、電池セル１１と熱交換部材２０との間の熱交換速度を保証し、電池セル１１を適切な動作温度にタイムリーに調整し、電池２の耐用年数を延長することができる。
【0078】
いくつかの実施例において、断熱構造４０は隙間４１を含み、隙間４１は支持部３１と第１のプレート本体２１との間の少なくとも一部の領域に設けられている。
【0079】
隙間４１内に断熱材料を充填してもよく、断熱材料を充填しなくてもよい。
【0080】
隙間４１は、第１のプレート本体２１の少なくとも一部を支持部３１から分離させて、第１のプレート本体２１と支持部３１との間の接触面積を減少させ、第１のプレート本体２１と支持部３１との間の熱伝導速度を低下させる。
【0081】
いくつかの実施例において、断熱構造４０はさらに断熱層４２を含み、断熱層４２は隙間４１内に配置される。
【0082】
断熱層４２は、第１のプレート本体２１と支持部３１との間の隙間４１の全部を充填してもよく、該隙間４１の一部のみを充填してもよい。
【0083】
断熱層４２は全体が一枚であってもよく、分離された複数枚であってもよい。
【0084】
断熱層４２の熱伝導率は、支持部３１の熱伝導率及び第１のプレート本体２１の熱伝導率よりも小さい。
【0085】
断熱層４２は、第１のプレート本体２１と支持部３１との間の熱の伝達を阻害し、第１のプレート本体２１の温度に対する支持部３１の影響を低減することができる。なお、断熱層４２は完全に断熱する必要がなく、熱伝導効率を低下させることができればよく、好ましくは、非金属材料である。例えば、断熱層４２は、ガラス繊維、石綿、岩綿、ケイ酸塩又はエアロゲルフェルト等を採用することができる。
【0086】
選択的に、断熱層４２は接続機能を兼ねることで、第１のプレート本体２１を支持部３１に確実に固定し、電池２全体の構造強度を向上させることができる。例えば、断熱層４２は接着剤の硬化により形成される。
【0087】
選択的に、断熱層４２は緩衝機能を兼ねる。断熱層４２は比較的良好な弾性を有し、電池２が揺動する時、断熱層４２は緩衝作用を果たして、第１のプレート本体２１が受けた衝撃力を減少させ、第１の流路２１１が変形し、閉塞するリスクを低減することができる。
【0088】
いくつかの実施例では、第１のプレート本体２１は、第１の本体部２１２、第１の突出部２１３及び第２の突出部２１４を含み、第１の突出部２１３及び第２の突出部２１４は、第１の本体部２１２の収容空間２３に背向する表面から突出している。第１の本体部２１２の厚さ方向において、第１の突出部２１３が第１の本体部２１２から突出するサイズは、第２の突出部２１４が第１の本体部２１２から突出するサイズより小さく、第２の突出部２１４は、支持部３１の表面で第１の本体部２１２を支持するためのものであり、支持部３１と第１の突出部２１３との間には、隙間４１の少なくとも一部が形成されている。第１の突出部２１３の内部には、第１の流路２１１が形成されている。
【0089】
第１の本体部２１２は大体平坦なプレート構造であり、第１の本体部２１２において自体の厚さ方向に沿って対向して配置された表面は、平面である。
【0090】
第１の突出部２１３は一つ又は複数であってもよい。第１の突出部２１３が複数ある場合、各第１の突出部２１３内にはいずれも第１の流路２１１が設けられている。複数の第１の突出部２１３の第１の流路２１１は直接的に連通されてもよく、例えば接続管路等の他の連通構造により連通されてもい。
【0091】
第２の突出部２１４は一つ又は複数であってもよい。第２の突出部２１４は、円形状、矩形状、レーストラック状、楕円形状、その他の形状であってもよい。第２の突出部２１４は、リベット接合、ボルト接続、溶接、接着等を用いて支持部３１に接続されてもよい。選択的に、各電池セル１１の下側にいずれにも第２の突出部２１４が設けられることで、熱交換部材２０は重力荷重を支持部３１により均一に伝達することができ、応力集中を低減することができる。
【0092】
第２の突出部２１４が第１の本体部２１２から突出する程度は第１の突出部２１３が第１の本体部２１２から突出する程度より大きいため、第２の突出部２１４は支持部３１に当接し、それにより、第１の本体部２１２及び第１の突出部２１３を広げ、且つ第１の突出部２１３と支持部３１を仕切る。
【0093】
本願の実施例において、第１の突出部２１３を配置することにより、第１のプレート本体２１の局所的な厚さを増大させ、第１の流路２１１により多くの空間を提供し、第１の流路２１１の流動面積を増大させ、熱交換効率を向上させることができる。第１の突出部２１３が収容空間２３に背向する一側に向かって突出することにより、第１の流路２１１の流動面積を増大させると同時に、第１の流路２１１が収容空間２３を占用することを回避することができる。支持部３１は、第１の突出部２１３と間隔を隔てて設けられているため、電池セル１１等の部材の重力荷重は、第１の突出部２１３を介して支持部３１に伝達されることなく、第２の突出部２１４を介して支持部３１に伝達され、これにより、第１の突出部２１３が受ける力を小さくし、第１の流路２１１が変形、閉塞するリスクを低減することができる。支持部３１は第１の突出部２１３と間隔を隔てて設けられているため、第１の流路２１１内の熱交換媒体と支持部３１との間の熱伝導経路を増大させ、熱交換媒体と支持部３１との間の熱伝導速度を低下させ、熱交換媒体に対する支持部３１の温度の影響を減少させ、熱交換部材２０と電池セル１１との間の熱交換効率を保証することができる。
【0094】
いくつかの実施例において、第１のプレート本体２１は、第２の突出部２１４に対応する位置に第１の凹部２１５が配置されており、第１の凹部２１５は第１の本体部２１２の収容空間２３に面する表面に対して凹んでいる。第１の凹部２１５は第１のプレート本体２１の重量を減少させ、第２の突出部２１４の弾性を向上させることができ、それにより、第２の突出部２１４は一定の緩衝作用を有する。
【0095】
いくつかの実施例において、第２のプレート本体２２の内部に第２の流路２２１が設けられている。第２の流路２２１は、外部給液管路と連通し、熱交換媒体は、第２の流路２２１と外部給液管路との間で循環流動して、第２のプレート本体２２によって電池セル１１と熱交換することにより、電池セル１１を適切な温度で動作させる。
【0096】
第２の流路２２１は第１の流路２１１と連通してもよく、第１の流路２１１と連通していなくてもよく、本実施例はこれを限定しない。
【0097】
本実施例において、第１のプレート本体２１は下方から電池セル１１と熱交換することができ、第２のプレート本体２２は側方から電池セル１１と熱交換することができ、このようにすることで、電池セル１１の熱交換面積を増大させ、熱交換効率を向上させ、第１のプレート本体２１の厚さ方向での電池セル１１の温度差を減少させ、電池セル１１の温度の一致性を改善し、電池セル１１の動作性能を向上させることができる。
【0098】
いくつかの実施例において、第２のプレート本体２２の内部に第１の流路２１１と連通する第２の流路２２１が配置されている。
【0099】
第２の流路２２１は、第１の流路２１１に直接的に連通してもよく、他の部材により第１の流路２１１と間接的に連通してもよく、本実施例はこれを限定しない。
【0100】
本願の実施例は第１の流路２１１と第２の流路２２１とを連通することで、第１の流路２１１と第２の流路２２１とを外部給液管路にそれぞれ接続する必要がないため、熱交換部材２０と外部給液管路との間の接続構造を簡略化する。
【0101】
いくつかの実施例において、支持部材３０は二つの位置制限部３２をさらに含み、二つの位置制限部３２は、支持部３１の熱交換部材２０に面する一側に位置し且つ支持部３１に接続されており、第１の方向Ｙにおいて、二つの第２のプレート本体２２は、二つの位置制限部３２の間に位置している。
【0102】
位置制限部３２は、支持部３１と一体成形されてもよく、溶接、リベット接合、接着等の方式で支持部３１に接続されてもよい。
【0103】
位置制限部３２と支持部３１との間は、一定の角度をなしている。選択的に、位置制限部３２と支持部３１との間の夾角は、８０°～１００°である。
【0104】
位置制限部３２は、第１の方向Ｙの両側から熱交換部材２０と電池ユニット１０を制限することができ、電池２が揺れる時、位置制限部３２は熱交換部材２０及び電池ユニット１０の揺れ幅を減少させ、電池２全体の安定性を向上させることができる。
【0105】
位置制限部３２は、リベット接合、ボルト接続、溶接、接着等の方式によって第２のプレート本体２２に接続されることができ、それにより、電池２全体の構造強度を増大させ、安定性を向上させることができる。
【0106】
いくつかの実施例において、位置制限部３２と第２のプレート本体２２との間にも断熱構造が配置されてもよく、それにより、第２のプレート本体２２と位置制限部３２との間の熱伝達を阻害し、第２のプレート本体２２の温度に対する位置制限部３２の影響を低減する。位置制限部３２と第２のプレート本体２２との間の断熱構造は、隙間、断熱層（図示せず）等の構造を含むがこれらに限定されない。
【0107】
いくつかの実施例において、第２のプレート本体２２は、第２の本体部２２２、第３の突出部２２３及び第４の突出部２２４を含み、第３の突出部２２３及び第４の突出部２２４は、第２の本体部２２２の収容空間２３に背向する表面から突出している。第２の本体部２２２の厚さ方向において、第３の突出部２２３が第１の本体部２１２から突出するサイズは、第４の突出部２２４が第１の本体部２１２から突出するサイズより小さくなっており、これにより、第４の突出部２２４が位置制限部３２に当接している。第３の突出部２２３の内部には、第１の流路２１１に連通する第２の流路２２１が形成されている。
【0108】
第２の本体部２２２は大体平坦なプレート構造であり、第２の本体部２２２において自体の厚さ方向に沿って対向して配置された表面は、平面である。
【0109】
第３の突出部２２３は、一つ又は複数であってもよい。第３の突出部２２３が複数ある場合、各第３の突出部２２３内にはいずれに第２の流路２２１が設けられている。複数の第３の突出部２２３の第２の流路２２１は、直接連通してもよく、例えば接続管路等の他の連通構造により連通してもよい。
【0110】
第４の突出部２２４は、一つ又は複数であってもよい。第４の突出部２２４は、円形状、矩形状、レーストラック状、楕円形状、その他の形状であってもよい。
【0111】
第４の突出部２２４が第２の本体部２２２から突出する程度は、第３の突出部２２３が第２の本体部２２２から突出する程度より大きい。
【0112】
本願の実施例において、第３の突出部２２３を配置することにより、第２のプレート本体２２の局所的な厚さを増大させ、第２の流路２２１により多くの空間を提供し、第２の流路２２１の流動面積を増大させ、熱交換効率を向上させることができる。第３の突出部２２３は、収容空間２３に背向する一側に向けて突出することで、第２の流路２２１の流動面積を増大させると同時に、第２の流路２２１が収容空間２３を占有することを回避することができる。第３の突出部２２３が第２の本体部２２２から突出するサイズは、第４の突出部２２４が第２の本体部２２２から突出するサイズより小さいため、電池２が揺動する場合、第４の突出部２２４はストッパ作用を果たすことができ、第２のプレート本体２２の外側の部材が第３の突出部２２３を押圧する可能性を低減し、第２の流路２２１の変形、閉塞のリスクを低減することができる。
【0113】
二つの位置制限部３２は第４の突出部２２４によって熱交換部材２０を両側から挟むことにより、熱交換部材２０と支持部材３０との間の接続強度を増大させ、安定性を向上させる。本実施例は、第４の突出部２２４を配置することにより、第３の突出部２２３及び第２の本体部２２２を位置制限部３２から分離させ、位置制限部３２と第２のプレート本体２２との接触面積を減少させて、第２のプレート本体２２と位置制限部３２との間の熱伝達を阻害し、位置制限部３２が第２のプレート本体２２の温度に対する影響を低減することができる。
【0114】
第１の方向Ｙにおいて、位置制限部３２は第３の突出部２２３と重なってもよく、第３の突出部２２３と重なっていなくてもよい。位置制限部３２と第３の突出部２２３とが第１の方向Ｙで重なっても、第４の突出部２２４は位置制限部３２を広げることができ、それにより位置制限部３２と第３の突出部２２３を離間させて、第３の突出部２２３が位置制限部３２の押圧を受けることを回避し、第３の突出部２２３と位置制限部３２との間の熱伝導を減少させることができる。
【0115】
いくつかの実施例において、第２のプレート本体２２は、第４の突出部２２４に対応する位置に第２の凹部２２５が配置されており、第２の凹部２２５は、第２の本体部２２２の収容空間２３に面する表面に対して凹んでいる。第２の凹部２２５は、第２のプレート本体２２の重量を減少させ、第４の突出部２２４の弾性を向上させることができ、それにより第４の突出部２２４は一定の緩衝作用を有する。
【0116】
図７は、本願のいくつかの実施例に係る電池の熱交換部材の構造概略図である。
【0117】
図７に示すように、第１の流路と第２の流路は、第１のプレート本体２１と第２のプレート本体２２との接続箇所で連通する。本実施例において、熱交換部材２０の内部の第１の流路と第２の流路は直接的に連通し、他の構造を配置して第１の流路と第２の流路を連通させる必要がないため、熱交換部材２０の構造を簡略化する。
【0118】
例示的に、図７において、第１の流路は第１の突出部２１３の内部に位置し、第２の流路は第３の突出部２２３の内部に位置する。第１の突出部２１３と第３の突出部２２３は接続されて、第１の流路と第２の流路を直接的に連通させる。
【0119】
図８は、本願の他のいくつかの実施例に係る電池の熱交換部材の構造概略図である。
【0120】
図８に示すように、いくつかの実施例において、熱交換部材２０は、第１の流路と第２の流路を連通させる接続管路２４をさらに含む。
【0121】
本実施例において、接続管路２４を使用することにより第１の流路と第２の流路の連通方式をより柔軟にすることができる。
【0122】
例示的に、図８において、第１の流路は第１の突出部の内部に位置し、第２の流路は第３の突出部２２３の内部に位置する。
【0123】
【0124】
図３及び図９を併せて参照すると、いくつかの実施例において、電池２は二つの端板５０をさらに含み、二つの端板５０はそれぞれ電池ユニット１０の第２の方向Ｘに沿った両端に位置し且つ電池ユニット１０を挟み、端板５０の第１の方向Ｙでの二つの端部にそれぞれ二つの第２のプレート本体２２が接続されている。支持部３１は第２の方向Ｘに沿った両端に取付領域３１１を有し、取付領域３１１は端板５０の外側に延出し且つ外部フレームに固定するために用いられる。
【0125】
端板５０の第１の方向Ｙでの二つの端部は、溶接等の方式で二つの第２のプレート本体２２に接続されてもよい。二つの端板５０及び二つの第２のプレート本体２２は筐体構造を形成して、電池セル１１を固定する。
【0126】
本実施例の熱交換部材２０は第２のプレート本体２２を介して端板５０に接続され、このようにすることで、第１のプレート本体の安定性を向上させ、電池２の揺れ時に第１のプレート本体と電池セル１１が分離するリスクを低減することができる。支持部３１の取付領域３１１が端板５０の外側に延出することにより、支持部３１は直接的に外部フレーム（例えば車両のシャーシ）に固定され、端板５０が支持部３１と外部フレームとの接続を干渉することを回避し、電池２の構造を簡略化することができる。
【0127】
いくつかの実施例において、電池２は継手６０をさらに含み、第１のプレート本体の少なくとも一部は端板５０の外側に突出し且つ継手６０を取り付けるために用いられ、継手６０は第１の流路と連通する。
【0128】
継手６０は外部給液管路に接続するために用いられる。継手６０は液体注入継手及び液体吐出継手を含み、熱交換媒体は液体注入継手を介して第１の流路に流入し、その後、液体吐出継手を介して流出する。
【0129】
例示的には、第１のプレート本体は二つの突出領域２１６を含み、各突出領域２１６はいずれも端板５０の外側に突出し且つそれぞれ液体注入継手及び液体吐出継手を取り付けるために用いられる。二つの突出領域２１６はそれぞれ第１のプレート本体の第２の方向Ｘに沿った両端に位置してもよく、第１のプレート本体の第２の方向Ｘに沿った同一端に位置してもよい。
【0130】
本実施例において、継手６０は端板５０の外側に取り付けられているため、外部給液管路は端板５０を貫通する必要がなく、このようにして、電池２の構造を簡略化することができ、外部給液管路の配置をより柔軟にすることができる。
【0131】
いくつかの実施例において、取付領域３１１は、貫通する取付孔３１２を有し、取付孔３１２は外部接続部材を貫通させるために用いられ、外部接続部材によって外部フレームに固定される。支持部３１の厚さ方向において、取付孔３１２は熱交換部材２０により覆われない。
【0132】
選択的に、外部接続部材は、例えばボルトのような締結部材であってもよい。
【0133】
取付孔３１２は一つであってもよく、複数であってもよい。取付孔３１２はねじ孔であってもよく、ねじなしの貫通孔であってもよい。
【0134】
本実施例において、取付孔３１２は熱交換部材２０に覆われていないため、熱交換部材２０が外部接続部材の装着に干渉することを回避し、電池２と外部フレームとの取付プロセスを簡略化することができる。
【0135】
いくつかの実施例において、突出領域２１６と取付孔３１２は第１の方向Ｙに沿って間隔を隔てて配置され、これにより、継手６０と外部接続部材との干渉のリスクを低減することができる。
【0136】
いくつかの実施例において、端板５０及び第２のプレート本体２２は、支持部３１に背向する方向において、いずれも電池セル１１から突出しており、二つの端板５０及び二つの第２のプレート本体２２は、支持部３１に背向する側の端部に開口を形成している。
【0137】
図１０は、本願の他のいくつかの実施例に係る電池の構造概略図である。図１０に示すように、いくつかの実施例において、電池２はカバープレート７０をさらに含み、カバープレート７０は電池ユニットの支持部３１に背向する一側に位置し且つ端板５０及び第２のプレート本体２２に接続され、開口を密閉する。
【0138】
カバープレート７０は、プレート状の構造であってもよく、一側が開口した中空構造であってもよい。
【0139】
カバープレート７０は、溶接、リベット接合、接着又は他の方式で端板５０及び第２のプレート本体２２に接続されることができる。
【0140】
カバープレート７０、端板５０及び熱交換部材２０は囲んで電池セルを収容するための液体密閉空間を形成して、液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避する。電池セルは筐体の保護を必要とせず、本実施例の電池２は電気装置に直接的に取り付けられることができ、それにより、空間利用率を向上させ、部品の使用を減少させることができる。
【0141】
図１１は、本願のいくつかの実施例に係る電池の製造方法のフローチャートである。
【0142】
図１１に示すように、本願の実施例は、電池の製造方法を提供し、当該方法は、以下のステップを含む。
【0143】
Ｓ１００において、熱交換部材を提供し、熱交換部材は、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体はそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている。
【0144】
Ｓ２００において、支持部を含む支持部材を提供する。
【0145】
Ｓ３００において、支持部を第１のプレート本体に接続し、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が配置されている。
【0146】
Ｓ４００において、電池ユニットを提供し、電池ユニットは第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差する。
【0147】
Ｓ５００において、電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置し、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられる。
【0148】
なお、上記電池の製造方法により製造された電池の関連構造は、上記各実施例に係る電池を参照することができる。
【0149】
上記電池の製造方法に基づいて電池を組み立てる場合、上記ステップに応じて順次に行う必要がなく、即ち、実施例に言及された順序に応じてステップを実行してもよく、実施例に言及された順序と異なる実行ステップで実行してもよく、又は、複数のステップを同時に実行してもよい。例えば、ステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ４００の実行は前後としなくてもよく、同時に行ってもよい。
【0150】
図１２は、本願のいくつかの実施例に係る電池の製造システムの概略ブロック図である。
【0151】
図１２に示すように、本願の実施例は電池の製造システム９０を提供し、当該製造システムは、
熱交換部材を提供する第１の供給装置９１であって、熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている第１の供給装置９１と、
支持部を備える支持部材を提供する第２の供給装置９２と、
支持部を第１のプレート本体に接続する第１の組立装置９３であって、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し、且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている第１の組立装置９３と、
電池ユニットを提供する第３の供給装置９４であって、電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差する第３の供給装置９４と、
電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置する第２の組立装置９５であって、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられる第２の組立装置９５と、を備える。
熱交換部材を提供する第１の供給装置９１であって、熱交換部材は第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体を含み、二つの第２のプレート本体がそれぞれ第１のプレート本体の第１の方向に沿った両端に接続され、第２のプレート本体と第１のプレート本体との間に所定の角度を有し、第１のプレート本体及び二つの第２のプレート本体が囲んで収容空間を形成し、熱交換媒体が流れる第１の流路が第１のプレート本体に配置されている第１の供給装置９１と、
支持部を備える支持部材を提供する第２の供給装置９２と、
支持部を第１のプレート本体に接続する第１の組立装置９３であって、支持部は、第１のプレート本体の収容空間に背向する一側に位置し、且つ熱交換部材を支持するために用いられ、支持部と第１のプレート本体との間に断熱構造が設けられている第１の組立装置９３と、
電池ユニットを提供する第３の供給装置９４であって、電池ユニットは、第２の方向に沿って順次に配置された複数の電池セルを含み、第２の方向は第１の方向と交差する第３の供給装置９４と、
電池ユニットの少なくとも一部を熱交換部材の収容空間に配置する第２の組立装置９５であって、熱交換部材は、電池セルの温度を調整するために用いられる第２の組立装置９５と、を備える。
【0152】
上記製造システムにより製造された電池の関連構造は、上記各実施例に係る電池を参照することができる。
【0153】
説明すべきものとして、衝突しない場合、本願における実施例及び実施例の特徴は互いに組み合わせることができる。
【0154】
最後に説明すべきものとして、以上の実施例は本願の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを限定するものではなく、前述の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、依然として前述の各実施例に記載の技術的解決手段を修正するか、又はそのうちの一部の技術的特徴に対して均等の差替えを行うことができるが、これらの修正又は差替えによって、技術的解決手段の本質が本願の各実施例の技術的解決手段の精神及び範囲から逸脱されることはない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】