特表 2024-520579 バスバーレス電池モジュールおよび電池パック

(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】2024-05-24

(54)【発明の名称】バスバーレス電池モジュールおよび電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/289 20210101AFI20240517BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20240517BHJP

   H01M 50/516 20210101ALI20240517BHJP

   H01M 50/502 20210101ALI20240517BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20240517BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20240517BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240517BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20240517BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

H01M50/289

H01M50/50 201Z

H01M50/516

H01M50/502

H01M50/293

H01M50/35 201

H01M50/204 401H

H01M10/658

H01M10/613

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023573668

(86)(22)【出願日】2021-12-31

(85)【翻訳文提出日】2023-11-29

(86)【国際出願番号】 CN2021143665

(87)【国際公開番号】W WO2023123350

(87)【国際公開日】2023-07-06

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522492196

【氏名又は名称】遠景動力技術（江蘇）有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＥＳＣ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊｉａｎｇｓｕ）Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．６６ Ｓｈｅｎｔａｉ Ｒｏａｄ，Ｓｈｅｎｇａｎｇ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｊｉａｎｇｙｉｎ Ｃｉｔｙ，Ｗｕｘｉ Ｃｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，２１４４４３ Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】522492200

【氏名又は名称】遠景睿泰動力技術（上海）有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＥＳＣ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ １０１，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｎｏ．２，Ｎｏ．２５５５ Ｘｉｕｐｕ Ｒｏａｄ，Ｋａｎｇｑｉａｏ Ｔｏｗｎ，Ｐｕｄｏｎｇ Ｎｅｗ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０１３１５ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100204490

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 葉子

(72)【発明者】

【氏名】陳 卓烈

(72)【発明者】

【氏名】崔 ▲シン▼

(72)【発明者】

【氏名】李 登科

(72)【発明者】

【氏名】何 亞飛

【テーマコード（参考）】

5H012

5H031

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H012AA03

5H012BB08

5H012CC09

5H031AA09

5H031KK02

5H040AA33

5H040AT04

5H040AY04

5H040DD03

5H040NN01

5H043AA04

5H043AA19

5H043CA08

5H043FA02

5H043FA04

5H043HA11F

5H043JA01

5H043JA02

5H043JA13

5H043KA09

5H043LA02

(57)【要約】

本願は動力電池技術分野に関し、特にバスバーレス電池モジュールおよび電池パックに関する。本願が提供するバスバーレス電池モジュールは、複数のセル（３）を備え、各セル（３）の両端にタブ（３１）が設けられ、相互接続するセル（３）の間はタブ（３１）を介して直接接続し、隣接するセル（３）の間に仕切り部材が設けられている。本願のタブは直接接続されており、バスバーを取りやめることで、バスバーにより高温の排ガスが遮られることを回避し、熱暴走時でも、高温の排ガスを適時排出することができるとともに、セルのタブを隔離し、隣接するタブが作動時に接触による短絡がもたらす熱暴走を防ぎ、タブでの熱拡散を防ぐことができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセル（３）を備えるバスバーレス電池モジュールであって、
各前記セル（３）の両端にタブ（３１）が設けられ、相互接続する前記セル（３）の間は前記タブ（３１）を介して直接接続され、隣接する前記セル（３）の間に仕切り部材が設けられることを特徴とするバスバーレス電池モジュール。

【請求項2】

前記仕切り部材は、断熱パネル（４）であり、
前記バスバーレス電池モジュールは、外板をさらに備え、前記外板は、対向して設けられる２つのサイドパネル（１）と、対向して設けられる２つのエンドプレート（２）と、を含み、
前記エンドプレート（２）は前記サイドパネル（１）の間に設けられ、
前記断熱パネル（４）は、隣接する前記セル（３）の間に設けられ、
各前記断熱パネル（４）の第１端部は、隣接する前記セル（３）のタブ（３１）の接続後に囲まれた領域内に位置し、
各前記断熱パネル（４）の第２端部と前記エンドプレート（２）との距離は、前記タブ（３１）から前記エンドプレート（２）までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項3】

仕切りホルダをさらに備え、
前記仕切りホルダは、前記セル（３）の間に設けられて、複数の前記セル（３）を複数のセルセットに分け、
各セルセットは、少なくとも２つのセル（３）を備え、
前記仕切りホルダの第１端部から前記エンドプレート（２）までの距離は、前記タブ（３１）から前記エンドプレート（２）までの距離よりも短く、
前記仕切りホルダの第２端部は、いずれも隣接する前記セル（３）のタブ（３１）の接続後に囲まれた領域内に位置することを特徴とする請求項２に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項4】

前記仕切りホルダは、第１仕切りホルダ（５）と第２仕切りホルダ（６）を備え、
前記第１仕切りホルダ（５）は、第１フレームと、前記第１フレームの両側に設けられる断熱層と、を備え、
前記第１フレームには、長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられており、
前記第２仕切りホルダ（６）は、第２フレームと、前記第２フレームの両側に設けられる断熱層と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項5】

前記第１仕切りホルダ（５）の両側の前記セル（３）の前記タブ（３１）は、コネクタ（８）を介して溶接されており、
前記第２仕切りホルダ（６）と前記断熱パネル（４）の両側の前記セル（３）の前記タブ（３１）は互いに溶接されている、ことを特徴とする請求項４に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項6】

前記第１フレームと前記第２フレームは、いずれも金属からなることを特徴とする請求項４に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項7】

前記第１フレームは、仕切り板（５１）と、横板（５２）と、を備え、
前記仕切り板（５１）は間隔をあけて設けられ、且つ前記横板（５２）は前記仕切り板（５１）の間に設けられ、
各前記横板（５２）の両端は、それぞれ前記仕切り板（５１）に接続し、前記横板（５２）は間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項４に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項8】

前記エンドプレート（２）に、複数の通気口（２１）が設けられ、
複数の前記セル（３）と複数の前記通気口（２１）は、１つ１つ対応して設けられることを特徴とする請求項２に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項9】

前記通気口（２１）に囲まれた空間内に補強リブが設けられ、前記補強リブが前記通気口（２１）の長手方向に沿って間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項８に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項10】

前記セル（３）の両端に絶縁ホルダが設けられていないことを特徴とする請求項２～８のいずれか一項に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項11】

前記仕切り部材は、タブホルダ（９）であり、
複数の前記セル（３）は、タブ（３１）を介して直列または並列に接続し、
前記タブホルダ（９）は、前記セル（３）の一端に設けられ、前記タブホルダ（９）の少なくとも一端は、出力極に接続され、前記タブホルダ（９）は、ハーネスエリア（９１）と、ハーネスエリア（９１）と接続するタブ仕切りエリア（９２）と、を備え、
前記タブ仕切りエリア（９２）には、複数のセパレータ（９２１）が設けられ、
複数の前記セパレータ（９２１）は、間隔をあけて設けられて接続孔（９２２）を形成し、
各前記接続孔（９２２）は、いずれも前記タブ（３１）が穿設されており、且つ同一の接続孔（９２２）に穿設された前記タブ（３１）が折り重ねられて直接互いに固定接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項12】

前記ハーネスエリア（９１）には、複数のハーネス制限バックル（９１１）と、複数のハーネス固定ポスト（９１２）と、が設けられ、各前記接続孔（９２２）の上方のいずれにも、一の前記ハーネス固定ポスト（９１２）が設けられることを特徴とする請求項１１に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項13】

仕切りホルダをさらに備え、
前記仕切りホルダは、前記セル（３）の間に設けられて、複数の前記セル（３）を複数のセルセットに分け、
各前記セルセットは、前記セル（３）を少なくとも２つ含むことを特徴とする請求項１１に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項14】

前記仕切りホルダは第１仕切りホルダ（５）と第２仕切りホルダ（６）を備え、
前記第１仕切りホルダ（５）は、前記電池モジュールの中央に位置し、前記第１仕切りホルダ（５）の両側に、それぞれ前記第２仕切りホルダ（６）が設けられ、
前記第１仕切りホルダ（５）は、第１フレームと、前記第１フレームの両側に設けられた断熱層と、を備え、
前記第１フレームは長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられ、
第２仕切りホルダ（６）は、第２フレームと、前記第２フレームの両側に設けられた断熱層と、を備えることを特徴とする請求項１３に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項15】

前記第１仕切りホルダ（５）の両側に設けられた前記セル（３）の前記タブ（３１）は、コネクタ（８）を介して溶接されており、
前記第２仕切りホルダ（６）の両側の前記セル（３）の前記タブ（３１）は互いに溶接されていることを特徴とする請求項１４に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項16】

前記第１フレームと前記第２フレームは、いずれも金属からなることを特徴とする請求項１４に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項17】

前記第１フレームは、仕切り板（５１）と、横板（５２）と、を備え、
前記仕切り板（５１）は間隔をあけて設けられ、且つ前記横板（５５２）は前記仕切り板（５１）の間に設けられ、
各前記横板（５２）は、それぞれ前記仕切り板（５１）に接続し、前記横板（５２）は間隔をあけて設けられて第１溝形通路を形成することを特徴とする請求項１４に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項18】

外板をさらに備え、
前記外板は、天板（７）と、底板と、対向して設けられる２つのサイドパネル（１）と、対向して設けられる２つのエンドプレート（２）と、を備え、
各前記エンドプレート（２）の両端は、それぞれ２つの前記サイドパネル（１）と接続し、
天板（７）、底板、２つの前記エンドプレート（２）、２つの前記サイドパネル（１）は接続して、前記セル（３）を収容するキャビティを形成し、
前記エンドプレート（２）に複数の通気口（２１）が設けられ、複数の前記セル（３）と複数の前記通気口（２１）は、１つ１つ対応して設けられることを特徴とする請求項１１に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項19】

前記通気口（２１）に囲まれた空間内に補強リブが設けられていることを特徴とする請求項１８に記載のバスバーレス電池モジュール。

【請求項20】

請求項１～１９のいずれか一項に記載のバスバーレス電池モジュールを備えることを特徴とする電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、電池技術の分野に関し、例えば、バスバーレス電池モジュールおよび電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

環境保護問題への関心の高まりに伴い、新エネルギー電気自動車の人気が高まっている。電池パックのエネルギー密度は電気自動車の航続距離に関係する。高エネルギー要件を満たすために、電池パックは現在、数量が多い二次電池を用いて直並列組合せを行っている。電池パックのエネルギー密度が高くなるにつれて、その熱的安全性の問題もますます深刻になっている。電池パックの安全性は電気自動車と乗員の安全に直接影響するため、電池パックの安全性の問題は電気自動車の普及の障害となっている。電池パックの安全性の問題をどのように効果的に解決するかは、早急に解決を要する技術課題となっている。

【0003】

電気自動車産業の発展に伴い、電気自動車工場の電池パックシステムに対するコスト要件はますます厳しくなっていることから、セルおよび電池モジュールの標準化が促進されている。電池モジュールは、近年、中国国内のより多くの電池メーカーにより採用されてきており、電池モジュールの全体的な外観サイズは似ているが、構造はそれぞれ異なる。

【0004】

関連する技術では、セルの拡張制限などの理由により、セルの厚さが制限されることがよくある。これにより、セルがグループ化された後のバスバーサイズに対する制約が大きくなるが、高レート充放電の使用条件下では、過電流能力やバスバーサイズの空間的制約、溶接プロセスの組付け要件などの要素を考慮すると、バスバー方式を引き続き採用して直並列接続を実現するのは適切ではない。

【0005】

したがって、上述の技術課題を解決するために、バスバーレス電池モジュールおよび電池パックが急務である。

【発明の概要】

【0006】

本願が提供するバスバーレス電池モジュールおよび電池パックは、バスバーを取りやめた設計で、バスバーにより高温の排ガスが遮られることを回避し、熱暴走時でも、高温の排ガスを適時排出することができるとともに、セルのタブを隔離し、隣接するタブが作動時に接触による短絡がもたらす熱暴走を防ぎ、タブでの熱拡散を防ぐことができる。

【0007】

第１に、本願は、複数のセルを備え、各前記セルの両端にタブが設けられ、相互接続する前記セルの間は前記タブを介して直接接続され、隣接する前記セルの間に仕切り部材が設けられる、バスバーレス電池モジュールを提供する。

【0008】

上記バスバーレス電池モジュールの好ましい選択可能な技術案として、前記仕切り部材は、断熱パネルであり、前記バスバーレス電池モジュールは、外板をさらに備え、前記外板は、対向して設けられる２つのサイドパネルと、対向して設けられる２つのエンドプレートと、を含み、前記エンドプレートは前記サイドパネルの間に設けられ、
前記断熱パネルは、隣接する前記セル（３）の間に設けられ、各前記断熱パネルの第１端部は、隣接する前記セルのタブの接続後に囲まれた領域内に位置し、各前記断熱パネルの第２端部と前記エンドプレートとの距離は、前記タブから前記エンドプレートまでの距離よりも短い。

【0009】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、仕切りホルダをさらに備え、前記仕切りホルダは、前記セルの間に設けられて、複数の前記セルを複数のセルセットに分け、各セルセットは、少なくとも２つのセルを備え、前記仕切りホルダの第１端部から前記エンドプレートまでの距離は、前記タブから前記エンドプレートまでの距離よりも短く、前記仕切りホルダの第２端部は、いずれも隣接する前記セルのタブの接続後に囲まれた領域内に位置する。

【0010】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記仕切りホルダは、第１仕切りホルダと第２仕切りホルダを備え、前記第１仕切りホルダは、第１フレームと、前記第１フレームの両側に設けられる断熱層と、を備え、前記第１フレームには、長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられており、前記第２仕切りホルダは、第２フレームと、前記第２フレームの両側に設けられる断熱層と、を備える。

【0011】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記第１仕切りホルダの両側の前記セルの前記タブは、コネクタを介して溶接されており、前記第２仕切りホルダと前記断熱パネルの両側の前記セルの前記タブは互いに溶接されている。

【0012】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記第１フレームと前記第２フレームは、いずれも金属からなる。

【0013】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記第１フレームは、仕切り板と、横板と、を備え、前記仕切り板は間隔をあけて設けられ、且つ前記横板は前記仕切り板の間に設けられ、各前記横板の両端は、それぞれ前記仕切り板に接続し、前記横板は間隔をあけて設けられる。

【0014】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記エンドプレートに、複数の通気口が設けられ、複数の前記セルと複数の前記通気口は、１つ１つ対応して設けられる。

【0015】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記通気口に囲まれた空間内に補強リブが設けられ、前記補強リブが前記通気口の長手方向に沿って間隔をあけて設けられる。

【0016】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記セルの両端に絶縁ホルダが設けられていない。

【0017】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記仕切り部材は、タブホルダであり、複数の前記セルは、タブを介して直列または並列に接続し、前記タブホルダは、前記セルの一端に設けられ、前記タブホルダの少なくとも一端は、出力極に接続され、前記タブホルダは、ハーネスエリアと、ハーネスエリアと接続するタブ仕切りエリアと、を備え、前記タブ仕切りエリアには、複数のセパレータが設けられ、複数の前記セパレータは、間隔をあけて設けられて接続孔を形成し、各前記接続孔は、いずれも前記タブが穿設されており、且つ同一の接続孔に穿設された前記タブが折り重ねられて直接互いに固定接続されている。

【0018】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記ハーネスエリアには、複数のハーネス制限バックルと、複数のハーネス固定ポストと、が設けられ、各前記接続孔の上方のいずれにも、一の前記ハーネス固定ポストが設けられる。

【0019】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、仕切りホルダをさらに備え、前記仕切りホルダは、前記セルの間に設けられて、複数の前記セルを複数のセルセットに分け、各前記セルセットは、前記セルを少なくとも２つ含む。

【0020】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記仕切りホルダは第１仕切りホルダと第２仕切りホルダを備え、前記第１仕切りホルダは、前記電池モジュールの中央に位置し、前記第１仕切りホルダの両側に、それぞれ前記第２仕切りホルダが設けられ、前記第１仕切りホルダは、第１フレームと、前記第１フレームの両側に設けられた断熱層と、を備え、前記第１フレームは長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられ、前記第２仕切りホルダ（６）は、第２フレームと、前記第２フレームの両側に設けられた断熱層と、を備える。

【0021】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記第１仕切りホルダの両側に設けられた前記セルの前記タブは、コネクタを介して溶接されており、前記第２仕切りホルダの両側の前記セルの前記タブは互いに溶接されている。

【0022】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記第１フレームと前記第２フレームは、いずれも金属からなる。

【0023】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、第１フレームは、仕切り板と、横板と、を備え、仕切り板は間隔をあけて設けられ、且つ横板は仕切り板の間に設けられ、各横板は、それぞれ仕切り板に接続し、前記横板は間隔をあけて設けられて第１溝形通路を形成する。

【0024】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、外板をさらに備え、前記外板は、天板と、底板と、対向して設けられる２つのサイドパネルと、対向して設けられる２つのエンドプレートと、を備え、各前記エンドプレートの両端は、それぞれ２つの前記サイドパネルと接続し、天板、底板、２つの前記エンドプレート、２つの前記サイドパネルは接続して、前記セルを収容するキャビティを形成し、前記エンドプレートに複数の通気口が設けられ、複数の前記セルと複数の前記通気口は、１つ１つ対応して設けられる。

【0025】

上記バスバーレス電池モジュールの選択可能な技術案として、前記通気口に囲まれた空間内に補強リブが設けられている。
第２に、本願は、上記のバスバーレス電池モジュールを備える電池パックをさらに提供する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本願の実施形態１が提供するバスバーレス電池モジュールの構造模式図である。

【図2】本願の実施形態１が提供するバスバーレス電池モジュールの分解模式図である。

【図3】本願の実施形態１が提供するバスバーレス電池モジュールの断面図である。

【図4】図３のＡの部分拡大図である。

【図5】図３のＢの部分拡大図である。

【図6】本願の実施形態２が提供するバスバーレス電池モジュールの構造模式図である。

【図7】本願の実施形態２が提供するタブホルダの構造模式図である。

【図8】図７のＣの部分拡大図である。

【図9】本願の実施形態２が提供するタブがタブホルダを貫通した後のコネクタと接続した部分拡大図である。

【図10】本願の実施形態２が提供する第１仕切りホルダの部分図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本願の記述において、特に明確に定義および限定されていない限り、「相連なる」、「接続する」、および「固定する」という技術用語は、広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続、或いは一体であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介して間接的な接続であってもよく、２つの部材内部の接続、或いは２つの部材の相互作用関係であってもよい。当業者は、具体的な状況において本願における上記技術用語の具体的な意味を理解することができる。

【0028】

本願では、特に明確に定義および限定されていない限り、第１特徴が第２特徴の「上」、或いはその「下」にあるとは、第１特徴と第２特徴の直接的な接触を含んでもよく、第１特徴と第２特徴が直接接触していないが、それらの間の別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」、「上面」にあるとは、第１特徴が第２特徴の真上や斜め上にあることを含み、或いは、単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴よりも高いことを意味する。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」、「下面」にあるとは、第１特徴が第２特徴の真下や斜め下にあることを含み、或いは、単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴よりも低いことを意味する。

【0029】

本実施形態の説明において、「上」、「下」、「右」、などの方向或いは位置関係は、図面に示す方向や位置関係に基づくものであり、単に説明の便宜および操作の簡略化のためのものであり、示した、或いは暗示した装置または部材が特定の方向、特定方向の構造や動作でなければならないわけではなく、したがって本願を限定するものと理解してはならない。なお、「第１」、「第２」という技術用語は説明上、区別するために使用するものであり、特別な意味を有するものではない。

【0030】

本願はバスバーレス電池モジュールおよび電池パックを提供し、前記電池パックはバスバーレス電池モジュールを備え、前記バスバーレス電池モジュールは、複数のセル（３）を備え、各前記セル（３）の両端にタブ（３１）が設けられ、相互接続する前記セル（３）の間は前記タブ（３１）を介して直接接続され、隣接する前記セル（３）の間に仕切り部材が設けられる。

【0031】

以下、図面および実施形態を組み合わせて、本願を詳細に説明する。

【0032】

実施形態１
本実施形態１は電池パックを提供しており、前記電池パックは、熱暴走発生後に、隣接するタブを隔絶して、熱暴走したタブが隣接するタブに影響を及ぼし、隣接するタブに熱暴走をもたらすことを防ぎ、タブでの熱拡散を防止することができる。

【0033】

前記電池パックはバスバーレス電池モジュールを含み、図１、図２に示すように、バスバーレス電池モジュールは外板、底板、天板７、複数のセル３を備え、天板７と底板は外板の上部と底部にそれぞれ設けられ、それぞれ外板に接続されている。このうち、外板は、対向して設けられる２つのサイドパネル１と、対向して設けられる２つのエンドプレート２とを備え、エンドプレート２はサイドパネル１の間に設けられる。

【0034】

図３～５に示すように、セル３の両端にタブ３１が設けられ、相互接続するセル３の間はタブ３１を介して直接接続され、タブ３１は直列または並列に接続される。隣接するセル３の間に断熱パネル４が設けられ、各断熱パネル４の第１端部は隣接するセル３のタブ３１の接続後に囲まれた領域内に位置し、各断熱パネル４の第２端部とエンドプレート２の距離はタブ３１からエンドプレート２までの距離よりも短い。

【0035】

隣接するセル３の間に断熱パネル４が設けられ、前記電池モジュールにバスバーがないため、バスバーを取りやめる設計により、バスバーにより高温の排ガスが遮られるのを回避される。したがって、タブ３１は直接接続しており、熱暴走時であっても高温の排ガスを適時排出することができ、いずれもタブの溶接で囲まれた領域内に位置せず、間隔をあけて設けられた２つの断熱パネル４は、溶接されたタブ３１を１つの隔離領域内に制限することができ、このような隔離領域は溶接されたタブ３１を他のタブ３１から隔離することができ、溶接後のタブ３１での熱拡散率を低減することができる。バスバーを取りやめた後、タブ３１は、例えば溶接などで、直接接続され、熱暴走時の高温の排ガスを効果的に排出するのに有益である。

【0036】

バスバーレス電池モジュールは外板と複数のセルを備え、外板は対向して設けられる２つのサイドパネルと対向して設けられる２つのエンドプレートを備え、エンドプレートはサイドパネルの間に設けられる。セルの両端にタブが設けられ、セルはタブを介して直接接続され、隣接するセルの間に断熱パネルが設けられ、各断熱パネルの第１端部は隣接するセルのタブの接続後に囲まれた領域内に位置し、各断熱パネルの第２端部とエンドプレートの距離はタブからエンドプレートまでの距離より短い。隣接するセルの間に断熱パネルが設けられ、前記電池モジュールにはバスバーがないことから、バスバーを取りやめたことでバスバーにより高温の排ガスが遮られるのを回避し、これにより、タブは直接接続し、熱暴走時でも高温の排ガスを適時排出することができる。各断熱パネルの第２端部とエンドプレートの間の距離は、タブからエンドプレートまでの距離よりも短く、間隔をあけて設けられた２つの長い断熱パネルは、溶接後のタブを１つの隔離領域内に制限することができ（つまり、タブの溶接で囲まれた領域内に位置せず、間隔をあけて設けられた２つの断熱パネルは、タブを１つの隔離領域内に制限することができる）、このような隔離領域は、隣接するタブが作動時に接触による短絡がもたらす熱暴走を防ぐことができ、また、このような隔離領域は溶接後のタブを他のタブと隔絶して、溶接後のタブでの熱拡散率を低減することができる。バスバーを取りやめた後のタブは直接接続し、熱暴走時の高温の排ガスを効果的に排出するのに有益である。断熱パネルの長さは、バスバー付き断熱パネルと比較するとより長く、保温効果はより好ましい。

【0037】

バスバーレス電池モジュールが大きいと、単一のセル３の熱暴走後の拡散スピードが速く、熱拡散を低減するために、図２を参照すると、本実施形態では、バスバーレス電池モジュールはさらに仕切りホルダを備え、仕切りホルダはセル３の間に設けられて複数のセル３を複数のセルセットに分け、各セルセットには少なくとも２つのセル３単体が含まれる。各セルセットのセル３の数は均等または不均等に分配でき、各セルセットのセル３の数は実際の要件に応じて限定されると理解できる。なお、仕切りホルダの第１端部からエンドプレート２までの距離は、タブ３１からエンドプレート２までの距離よりも短く、仕切りホルダの第２端部は、いずれも隣接するセル３のタブ３１の接続後に囲まれた領域内に位置する。つまり、仕切りホルダの第１端部はエンドプレート２に当接して設けることができ、これにより複数のセル３を独立したセルセットに分けて、仕切りホルダと断熱パネル４の組合せにより、セル３の熱拡散率を効果的に低減できる。

【0038】

選択可能として、仕切りホルダは第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダ６を含む。第１仕切りホルダ５は、第１フレームと第１フレームの両側に設けられる断熱層を備え、第１フレームには、長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられて、バスバーレス電池モジュールの配線が容易になる。第２仕切りホルダ６は、第２フレームと第２フレームの両側に設けられる断熱層を備える。第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダ６はいずれも断熱層を備え、断熱層は熱拡散率の低減を実現でき、これにより第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダ６が１つのセルセットの熱暴走の発生後の熱拡散率を効果的に低減し、隣接するセルセットが短い時間内で熱暴走が発生することを回避できる。

【0039】

第１仕切りホルダ５が長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられていることから、第１仕切りホルダ５の厚みは第２仕切りホルダ６よりも厚くなる。第１仕切りホルダ５の両端のセル３のタブ３１を接続するために、図３‐５に示すように、本実施形態では、第１仕切りホルダ５の両側のセル３のタブ３１はコネクタ８を介して溶接されて、つまり第１仕切りホルダ５の両側に位置するセル３のタブ３１は同じコネクタ８と溶接してタブ３１の接続を実現し、コネクタ８は銅板である。また、本実施形態では、第２仕切りホルダ６と断熱パネル４の両側のセル３のタブ３１が直接相互に溶接されて一つにされている。

【0040】

本実施形態では、バスバーを取りやめており、タブ３１を直接溶接しており、熱暴走時の高温の排ガスを効果的に排出するのに都合が良い。それと同時に、セル３の両端に絶縁ホルダが設けられておらず、絶縁ホルダはタブホルダを備え、確保されている空間により長い断熱パネル４を設計でき、断熱パネル４が長いほど熱拡散を抑制できる。断熱パネル４とエンドプレート２が当接すると、タブ３１の両側の断熱パネル４とエンドプレート２は格子を形成し、格子はタブ３１の熱が隣接するタブ３１に拡散するのを防ぐことができる。選択可能として、第１フレームと第２フレームはいずれも金属からなる。第１フレームと第２フレームはいずれも金属アルミニウムからなり、このような設計により第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダ６の強度を向上させることができる。

【0041】

選択可能として、第１フレームは仕切り板と横板を備え、仕切り板は間隔をあけて設けられ、横板は仕切り板の間に設けられ、各横板の両端はそれぞれ仕切り板に接続され、横板は間隔をあけて設けられる。横板が間隔をあけて設けられることで第１溝形通路を形成でき、バスバーレス電池モジュールの配線に都合が良いだけではなく、横板を設けることで、第１仕切りホルダ５の強度を向上できる。

【0042】

バスバーレス電池モジュール内の高温ガスの除去を実現するために、図１及び図２を参照すると、本実施形態では、エンドプレート２に複数の通気口２１が設けられ、複数のセル３と複数の通気口２１が１つ１つ対応して設けられる。セル３と通気口２１が１つ１つ対応して設けられることで、熱暴走したセル３の一定方向への排気機能を実現し、セル３の暴走を緩やかにするのに有益であり、電池パックの安全性を向上することができる。通気口２１は腰型穴、すなわち長穴であり、通気口２１の長さが長いことから、バスバーレス電池モジュール全体の強度に影響し、このため、選択可能として、本実施形態では、通気口２１が囲む空間内に補強リブを設ける。例えば、複数の補強リブは通気口２１の長手方向に沿って間隔をあけて設けられる。複数の補強リブは通気口２１が形成する空間内に設けられ、補強リブは通気口２１の長さに沿って設けられ、エンドプレート２の強度を効果的に向上することができる。

【0043】

なお、各サイドパネル１のいずれにも出力極が設けられ、サイドパネル１に隣接するセル３のタブ３１が銅線を介して出力極に溶接されて、バスバーレス電池モジュールの正常使用を確保する。

【0044】

また、断熱層と断熱パネル４は、断熱性のセラミック材料、酸化アルミニウム、またはガラス繊維などであってもよい。

【0045】

実施形態２
セルの拡張制限などの理由によりセルの厚さが制限されることがよくある。これにより、セルがグループ化された後のバスバーサイズに対する制約が大きくなるが、高レート充放電の使用条件下では、過電流能力やバスバーサイズの空間的制約、溶接プロセスの組付け要件などの要素を考慮すると、バスバー方式を引き続き採用して直並列接続を実現するのは適切ではない。このため、本実施形態では電池モジュールを提供し、前記電池モジュールにはバスバーが設けられておらず、セルのタブを直接固定接続し、タブ仕切りエリアを設けることで、タブ仕切りエリアの両側のタブの接触による短絡を防止し、バスバーレスの場合でのモジュールの信頼性を確保できる。

【0046】

図６に示すように、前記バスバーレス電池モジュールは、複数のセル３、タブホルダ９、仕切りホルダ、外板を備え、外板はキャビティを有する。外板は、天板７、底板、２つのサイドパネル１、２つのエンドプレート２を備え、２つのサイドパネル１は対向して設けられ、各エンドプレート２の両端はそれぞれサイドパネル１に接続され、２つのエンドプレート２は対向し、間隔をあけて設けられ、天板７はエンドプレート２とサイドパネル１の上部に設けられ、底板はエンドプレート２とサイドパネル１の底部に設けられ、天板７、底板、２つのサイドパネル１、２つのエンドプレート２は接続して、セル３を収納するキャビティを形成する。セル３、タブホルダ９、仕切りホルダは外板に囲まれたキャビティ内に設けられ、複数のセル３はタブ３１を介して直列または並列に接続され、タブホルダ９はセル３の一端に設けられる。

【0047】

図７に示すように、タブホルダ９の少なくとも一端は出力極に接続され、タブホルダ９はハーネスエリア９１とハーネスエリア９１に接続するタブ仕切りエリア９２を備える。タブ仕切りエリア９２は複数のセパレータ９２１が設けられ、複数のセパレータ９２１は間隔をあけて設けられて接続孔９２２を形成し、各接続孔９２２はいずれもタブ３１が穿設され、同一の接続孔９２２に穿設されたタブ３１が折り重ねられて直接互いに固定接続されている。ハーネスエリア９１には第２溝形通路が設けられている。

【0048】

本実施形態で提供される電池モジュールでは、タブ３１が折り重ねられて直接互いに固定接続されており、バスバーを取りやめる設計により、セル３がセル３と直接接続し、製造工程を簡略化して、効果的にコストを削減することができるとともに、バスバーを取りやめる設計により、他の部材のために十分な容量の空間を提供できる。また、バスバーを取りやめる設計により、バスバーにより高温の排ガスが遮られることを回避し、熱暴走時であっても高温の排ガスを適時排出することができ、タブホルダ９のタブ仕切りエリア９２はタブ３１を隔離し、電池モジュールの作動時のタブ３１の接触による短絡を防止できる。第２溝形通路は、低圧集電線をまとめて、電池モジュールの信頼性を確保できる。

【0049】

選択可能として、図８を参照すると、本実施形態では、ハーネスエリア９１には複数のハーネス制限バックル９１１と複数のハーネス固定ポスト９１２が設けられ、各接続孔９２２の上方のいずれにも、前記ハーネス固定ポスト９１２が設けられる。ハーネス制限バックル９１１とハーネス固定ポスト９１２を組み合わせてハーネスを固定するのに用い、これにより低圧集電線がタブホルダ９のハーネスエリア９１にきれいに敷設され、タブホルダ９の先端の空間が合理的に利用でき、低圧集電線が乱雑となるのを防止する。

【0050】

電池モジュールが大きいと、単一のセル３の熱暴走後の拡散スピードが速く、熱拡散を低減するために、本実施形態では、電池モジュールはさらに仕切りホルダを備え、仕切りホルダはセル３の間に設けられて複数のセル３を複数のセルセットに分け、各セルセットには少なくとも２つのセル３が含まれ、１つのセルセットのセル３が熱暴走した後に、仕切りホルダがあることから、暴走したセル３により生じた熱が暴走していないセルセットに波及することを防ぐことができる。各セルセットのセル３の数は均等または不均等に分配でき、各セルセットのセル３の数は実際要件に応じて限定されると理解できる。

【0051】

選択可能として、図６に示すように、仕切りホルダは第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダを含む。第１仕切りホルダ５は、第１フレームと第１フレームの両側に設けられる断熱層を備え、第１フレームには、長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられて、電池モジュールの配線が容易になる。第２仕切りホルダは、第２フレームと第２フレームの両側に設けられる断熱層を備える。第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダ６はいずれも断熱層を備え、断熱層は熱拡散率の低減を実現でき、これにより第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダが１つのセルセットの熱暴走の発生後の熱拡散率を効果的に低減し、隣接するセルセットが短い時間内で熱暴走が発生することを回避できる。第１仕切りホルダ５は電池モジュールの中間に位置し、第２仕切りホルダは第１仕切りホルダ５の両側に位置する。第１仕切りホルダ５の数量は１つ、第２仕切りホルダの数量は少なくとも２つである。

【0052】

第１仕切りホルダ５が長手方向に沿って電線を通すことができる第１溝形通路が設けられていることから、第１仕切りホルダ５の厚みは第２仕切りホルダよりも厚くなる。第１仕切りホルダ５の両端のセル３のタブ３１を接続するために、本実施形態では、図９に示すように、第１仕切りホルダ５の両側のセル３のタブ３１はコネクタ８を介して溶接され、つまり第１仕切りホルダ５の両側に位置するセル３のタブ３１は同じコネクタ８と溶接される。一実施形態では、コネクタ８は銅板である。本実施形態では、第２仕切りホルダのセル３のタブ３は直接相互に溶接されて一つにされている。本実施形態では、バスバーを取りやめて、タブ３１を直接溶接することにより、熱暴走時の高温排ガスを効果的に排出するのに都合が良い。選択可能として、第１フレームと第２フレームはいずれも金属からなる。第１フレームと第２フレームはいずれも金属アルミニウムからなり、このような設計により第１仕切りホルダ５と第２仕切りホルダの強度を向上することができる。

【0053】

選択可能として、図１０に示すように、第１フレームは仕切り板５１と横板５２を備え、仕切り板５１は間隔をあけて設けられ、横板５２は仕切り板５１の間に設けられ、各横板５２の両端はそれぞれ仕切り板５１に接続され、横板５２は間隔をあけて設けられる。横板５２が間隔をあけて設けられることで第１溝形通路を形成でき、電池モジュールの配線に都合が良いだけではなく、横板５２を設けることで、第１仕切りホルダ５の強度を向上できる。

【0054】

電池モジュール内の高温ガスの除去を実現するために、本実施例では、図６に示すように、エンドプレート２に複数の通気口２１が設けられ、複数のセル３と複数の通気口２１が１つ１つ対応して設けられる。セル３と通気口２１が１つ１つ対応して設けられることで、熱暴走したセル３の一定方向への排気機能を実現し、セル３の暴走を緩やかにするのに都合が良く、電池パックの安全性を向上することができる。選択可能として、通気口２１は腰型穴、すなわち長穴であり、通気口２１の長さが長いことから、電池モジュール全体の強度に影響し、このため、本実施形態では、通気口２１が囲む空間内に補強リブが設けられる。例えば、複数の補強リブは通気口２１の長手方向に沿って間隔をあけて設けられる。複数の補強リブは通気口２１が形成する空間内に設けられ、補強リブは通気口２１の長さに沿って設けられ、エンドプレート２の強度を効果的に向上することができる。

【0055】

なお、各サイドパネル１のいずれにも出力極が設けられており、サイドパネル１に隣接するセル３のタブ３１は銅線を介して出力極に溶接されて、電池モジュールの正常使用を確保する。

【0056】

本発明の実施形態２はさらに電池パックを提供し、前記電池パックは実施形態２に記載のバスバーレス電池モジュールを備える。

【符号の説明】

【0057】

１、サイドパネル
２、エンドプレート
２１、通気口
３、セル
３１、タブ
４、断熱パネル
５、第１仕切りホルダ
５１、仕切り板
５２、横板
６．第２仕切りホルダ
７．天板
８．コネクタ
９．タブホルダ
９１、ハーネスエリア
９１１、ハーネス制限バックル
９１２、ハーネス固定ポスト
９２、タブ仕切りエリア
９２１、セパレータ
９２２、接続孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】