特表 2024-546178 自動車両用バッテリサブモジュール

(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】2024-12-17

(54)【発明の名称】自動車両用バッテリサブモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/211 20210101AFI20241210BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/528 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20241210BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20241210BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/516 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20241210BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20241210BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20241210BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241210BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

H01M50/211

H01M50/249

H01M50/293

H01M50/548 301

H01M50/50 201Z

H01M50/528

H01M10/658

H01M10/6554

H01M50/204 401H

H01M50/516

H01M50/291

H01M50/289 101

H01M10/625

H01M10/647

H01M50/204 401F

H01M10/613

H01M50/242

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024538180

(86)(22)【出願日】2022-12-21

(85)【翻訳文提出日】2024-06-21

(86)【国際出願番号】 EP2022087368

(87)【国際公開番号】W WO2023118380

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】2114257

(32)【優先日】2021-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524080427

【氏名又は名称】プラスチック・オムニウム・クリーン・エナジー・システムズ・リサーチ

(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】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(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】ニコラ・デランジェール

(72)【発明者】

【氏名】ピエール・オズワルド

(72)【発明者】

【氏名】フランク・ドシー

【テーマコード（参考）】

5H031

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031EE04

5H031HH08

5H031KK01

5H031KK02

5H040AA03

5H040AA28

5H040AA37

5H040AS04

5H040AT04

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC13

5H040CC25

5H040CC28

5H040CC38

5H040DD03

5H040DD13

5H040DD24

5H040JJ03

5H040JJ06

5H040LL06

5H040NN01

5H040NN03

5H043AA04

5H043AA09

5H043AA13

5H043AA19

5H043CA08

5H043CA22

5H043DA08

5H043FA04

5H043FA26

5H043HA04F

5H043HA06F

5H043HA09F

5H043HA11F

5H043HA17D

5H043HA17F

5H043JA13F

5H043JA15

5H043KA08F

5H043KA09F

5H043KA22

5H043LA21D

5H043LA21F

(57)【要約】

本発明は、２つのパウチ型バッテリセルと支持フレーム（３３）とを備える自動車両用バッテリサブモジュール（１１）であって、各々のバッテリセルが２つの電極（３７、３８、３９、４０）を備え、各々の電極（３７、３８、３９、４０）は支持フレーム（３３）の外に突出し第１のバッテリセルの第１の電極（３７）は、支持フレーム（３３）の外で第２のバッテリセルの第１の電極（３９）と向かい合い、その第１の電極（３９）と溶接接合によって連結され、第１のバッテリセルの第２の電極（３８）は、支持フレーム（３３）の外で第２のバッテリセルの第２の電極（４０）と向かい合い、その第２の電極（４０）と溶接接合によって連結される、バッテリサブモジュール（１１）に関する。本発明は、前述のタイプの複数のバッテリサブモジュールを備える自動車両用バッテリモジュールにも関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パウチ型の第１のバッテリセル（２７）と、
パウチ型の第２のバッテリセル（２９）と、
前記第１のバッテリセル（２７）と前記第２のバッテリセル（２９）との間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層（３１）と、
を積層軸Ｅに沿って積層された形で含むセル積層体を備える自動車両（１）用バッテリサブモジュール（１１、１１’）であって、
前記バッテリサブモジュール（１１、１１’）が、前記第１のバッテリセル（２７）と、前記圧縮可能な材料の層（３１）と、前記第２のバッテリセル（２９）とを少なくとも部分的に取り囲むプラスチック材料製の支持フレーム（３３）を備え、
前記支持フレーム（３３）は、前記第１のバッテリセル（２７）と、前記圧縮可能な材料の層（３１）と、前記第２のバッテリセル（２９）とを支持し、各々のバッテリセル（２７、２９）は、前記積層軸Ｅに対して横断方向に対向し合う２つの電極（３７、３８、３９、４０）を備え、
各々の電極（３７、３８、３９、４０）は、前記支持フレーム（３３）の外に突出し、前記第１のバッテリセル（２７）の第１の電極（３７）は、前記支持フレーム（３３）の外で前記第２のバッテリセル（２９）の第１の電極（３９）と向かい合い、さらに前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）と溶接接合によって連結され、前記第１のバッテリセル（２７）の第２の電極（３８）は、前記支持フレーム（３３）の外で前記第２のバッテリセル（２９）の前記第２の電極（４０）と向かい合い、さらに前記第２のバッテリセル（２９）の前記第２の電極（４０）と溶接接合によって連結される、バッテリサブモジュール（１１、１１’）において、
前記支持フレーム（３３）が、部分的に前記第１のバッテリセル（２７）の前記第１の電極（３７）と前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）との間に配置されること、
および
前記支持フレーム（３３）が、部分的に前記第１のバッテリセル（２７）の前記第２の電極（３８）と前記第２のバッテリセル（２９）の前記第２の電極（４０）との間に配置されること、
を特徴とする、バッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項2】

前記圧縮可能な材料の層（３１）が、前記第１のバッテリセル（２７）および前記第２のバッテリセル（２９）の前記積層軸Ｅ沿いの膨張を吸収するように構成され、前記圧縮可能な材料の層（３１）が断熱性であり、それによって前記第１のバッテリセル（２７）および前記第２のバッテリセル（２９）が互いに熱的に保護されるように構成され、前記圧縮可能な材料の層（３１）が、フォームシートやポリマー材料主体のテープからなるグループの中から選ばれる、請求項１に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項3】

前記セル積層体の端部に配置されたヒートシンクプレート（３５）を備え、
前記ヒートシンクプレート（３５）と前記支持フレーム（３３）は、固定手段（４１）を介して互いに固定されており、
前記ヒートシンクプレート（３５）はＬ字形をなしており、前記積層軸Ｅと平行に延びる前記バッテリサブモジュールの縁の大半が前記ヒートシンクプレート（３５）によって形成されるようになっている、請求項１または２に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項4】

第１のバスバー（４７）を備え、前記第１のバッテリセル（２７）の前記第１の電極（３７）が、前記第１のバスバー（４７）に直接溶接され、前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）が、前記第１のバスバー（４７）に直接溶接される、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１）。

【請求項5】

前記第１のバスバー（４７）が前記支持フレーム（３３）に固定される、請求項４に記載のバッテリサブモジュール（１１）。

【請求項6】

前記支持フレーム（３３）外での前記第１のバッテリセル（２７）の前記第１の電極（３７）と前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）との距離が、前記支持フレーム（３３）内における前記第１のバッテリセル（２７）の前記第１の電極（３７）と前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）との距離よりも長い、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１）。

【請求項7】

前記第１のバッテリセル（２７）の前記第２の電極（３８）が、前記第２のバッテリセル（２９）の前記第２の電極（４０）に直接溶接される、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１’）。

【請求項8】

前記積層軸Ｅ沿いに測った場合、前記支持フレーム（３３）の全厚が、前記セル積層体および前記ヒートシンクプレート（３５）の厚さの合計を下回る、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項9】

前記支持フレーム（３３）が、凸形要素（５３）と、前記凸形要素（５３）に対して相補的な形状をもつ凹形要素（５５）によって形成される取り違え防止手段（５１）を備えており、前記凸形要素（５３）と前記凹形要素（５５）は前記積層軸Ｅと平行な同一の軸に向きを合わされて、前記凸形要素（５３）と前記凹形要素（５５）は、前記積層軸Ｅ沿いに前記セル積層体の中心から離れたところに反対向きに配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項10】

前記支持フレーム（３３）が、正しく２つのバッテリセル、すなわち前記第１のバッテリセル（２７）と前記第２のバッテリセル（２９）とを支持する、請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項11】

前記支持フレーム（３３）が、
前記第１のバッテリセル（２７）の前記第１の電極（３７）を前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）に連結する前記溶接接合と、
前記第１のバッテリセル（２７）の前記第２の電極（３８）を前記第２のバッテリセル（２９）の前記第２の電極（４０）に連結する前記溶接接合と、
によってのみ、前記セル積層体を支持する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項12】

前記第１のバッテリセル（２７）、前記第２のバッテリセル（２９）、および前記圧縮可能な材料の層（３１）が、
前記第１のバッテリセル（２７）の前記第１の電極（３７）を前記第２のバッテリセル（２９）の前記第１の電極（３９）に連結する前記溶接接合と、
前記第１のバッテリセル（２７）の前記第２の電極（３８）を前記第２のバッテリセル（２９）の前記第２の電極（４０）に連結する前記溶接接合と、
を通して、前記支持フレーム（３３）上の定位置に保持される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）。

【請求項13】

前記バッテリサブモジュール（１１、１１’）が前記積層軸Ｅに沿って積層されて前記バッテリサブモジュール（１１、１１’）の並びを形成し、バッテリモジュール（９）は前記バッテリサブモジュール（１１、１１’）の並びの各々の端部に固定プレート（１３ａ、１３ｂ）を備え、前記固定プレート（１３ａ、１３ｂ）は軸方向圧縮手段（１５）によって前記積層軸Ｅ沿いに互いの間を連結され、前記軸方向圧縮手段（１５）は前記バッテリサブモジュール（１１、１１’）の並びを軸方向に圧縮する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のバッテリサブモジュール（１１、１１’）を複数備える自動車両用バッテリモジュール（９）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車両用バッテリサブモジュール、そのバッテリサブモジュールを含むバッテリモジュール、そのバッテリモジュールを含むバッテリアセンブリ、そのバッテリアセンブリを備える自動車両、そのバッテリサブモジュールの取付け方法およびそのバッテリモジュールの取付け方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現行の技術水準では、パウチ型のバッテリセルをそれぞれが含んだ複数のバッテリモジュールを含むバッテリアセンブリがすでに知られている。こうしたバッテリアセンブリは、たとえば、英語の「Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（バッテリ式電気自動車）」の頭字語であるＢＥＶとしても知られるバッテリ式電気自動車などで使用されている。

【0003】

しかし、パウチ型バッテリセルはその柔軟性のためなどもあって、バッテリモジュールの取付け時の取扱いは決して容易ではなく、そのバッテリモジュールの製造や組立ては少々厄介である。また、パウチ型バッテリセルは、保管時や取付け前の取扱いの際などに損傷しやすいという面もある。

【0004】

そうした不都合に対処するため、文献国際公開第２０２０／１１１６６５号や文献米国特許出願公開２０２１／００５７６９２Ａ１などで開示されているように、パウチ型の複数のバッテリセルが含まれたバッテリサブモジュールを製作することが知られている。しかし、そうしたバッテリサブモジュールの組立てには、そのバッテリサブモジュール内にパウチ型バッテリセルを保持することなどに関して少々厄介なところがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１１１６６５号

【特許文献2】米国特許出願公開第２０２１／００５７６９２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、バッテリサブモジュールの組立てを簡易にすることをとりわけ目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そのため、本発明は、
－パウチ型の第１のバッテリセルと、
－パウチ型の第２のバッテリセルと、
－第１のバッテリセルと第２のバッテリセルとの間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層と、
を積層軸Ｅに沿って積層された形で含むセル積層体を備える自動車両用バッテリサブモジュールであって、
バッテリサブモジュールが、第１のバッテリセルと、圧縮可能な材料の層と、第２のバッテリセルとを少なくとも部分的に取り囲むプラスチック材料製の支持フレームを備え、
各々のバッテリセルは、積層軸Ｅに対して横断方向に対向し合う２つの電極を備え、
各々の電極は支持フレームの外に突出し、
第１のバッテリセルの第１の電極は、支持フレームの外で第２のバッテリセルの第１の電極と向かい合い、さらに第２のバッテリセルの第１の電極と溶接接合によって連結され、第１のバッテリセルの第２の電極は、支持フレームの外で第２のバッテリセルの第２の電極と向かい合い、さらに第２のバッテリセルの第２の電極と溶接接合によって連結され、
支持フレームは、部分的に第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間に配置され、
支持フレームは、部分的に第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間に配置され、
好ましくは、支持フレームは、第１のバッテリセルと、圧縮可能な材料の層と、第２のバッテリセルとを支持する、
バッテリサブモジュールを対象とする。

【0008】

したがって、支持フレームは、溶接接合によってのみセル積層体を支持する。より具体的には、パウチ型バッテリセルおよびそのバッテリセルの間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層は、溶接接合を通して支持フレーム上の定位置に保持される。そのため、積層体を構成する要素を支持フレームに固定するための追加的な要素を用意する必要はない。そのため、バッテリセルの保持は簡易に行われ、バッテリサブモジュールの組立ては簡易化される。また、このような組立体は、その構成要素の再利用やリサイクルのための解体を容易にすることができる。

【0009】

「パウチ型バッテリセル」、英語で「ｐｏｕｃｈ ｃｅｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ（パウチ電池）」は、バッテリ分野におけるこの表現の通常の意味に従い、電解質と電極がパウチ型バッテリセルの内部スペースに収容され、パウチ型の被覆材によってその内部スペースが包み込まれたものと理解される必要がある。被覆材には、外側遮断層、金属層、さらに場合によって内側接着層などが含まれる。外側遮断層は、外部の湿分および／またはガスの浸透を妨げるもので、ポリマー材料などからなる。金属層は、被覆材の機械的強度を高めることができるものである。金属層は、たとえばアルミニウムで形成される。別法では、金属層は、鉄、炭素、クロムおよびマンガンの合金によって、または鋼によって、またはニッケルによって、またはニッケル合金によって、またはアルミニウムによって形成される。電極は、舌状導体の形で被覆材から突出して延び、被覆材がその舌状導体の周りに封止されると、パウチ型バッテリセルが組み立てられた段階で舌状導体はパウチ型バッテリセルの電極を形成する。パウチ型バッテリセルの形状は長方形であることが好ましい。

【0010】

「圧縮可能な材料の層」とは、圧縮可能な材料の層が、セル積層体のそれ以外の要素、すなわち、第１のバッテリセルおよび第２のバッテリセルよりも積層軸Ｅ沿いに高い圧縮性をもつものとして特に理解されなければならない。

【0011】

バッテリサブモジュールが有する任意選択によるその他の特徴をそれぞれ単独で、または組み合わせて採り入れたものによれば、

【0012】

－支持フレームは、正しく２つのバッテリセル、すなわち第１のバッテリセルと第２のバッテリセルとを支持する。

【0013】

－支持フレームは、第１のバッテリセルの第１の電極を第２のバッテリセルの第１の電極と連結する溶接接合と、第１のバッテリセルの第２の電極を第２のバッテリセルの第２の電極と連結する溶接接合とによってのみ、セル積層体を支持する。

【0014】

－第１のバッテリセル、第２のバッテリセル、および圧縮可能な材料の層は、第１のバッテリセルの第１の電極を第２のバッテリセルの第１の電極と連結する溶接接合と、第１のバッテリセルの第２の電極を第２のバッテリセルの第２の電極と連結する溶接接合とを通して、支持フレーム上の定位置に保持される。

【0015】

－圧縮可能な材料の層は、第１のバッテリセルおよび第２のバッテリセルの積層軸Ｅ沿いの膨張を吸収するように構成され、圧縮可能な材料の層は断熱性であり、それによって第１のバッテリセルおよび第２のバッテリセルが互いに熱的に保護されるように構成される。そのため、圧縮可能な材料の層は、バッテリセルの膨張を吸収する機能と、バッテリセル同士の熱的保護の機能とを同時、かつ簡易に果たすことができる。

【0016】

－圧縮可能な材料の層は、フォームシートやポリマー材料主体のテープからなるグループの中から選ばれる。そのようにフォームシートを圧縮可能な材料の層として使用することでバッテリサブモジュールの重量を抑えることができ、非常に経済的にもなる。あるいは、圧縮可能な材料の層にポリマー材料主体のテープを使用することで、圧縮可能な材料の層の適用を容易にすることができる。

【0017】

－圧縮可能な材料の層は難燃性である。難燃性とは、たとえば２００℃超の温度に耐えること、好ましくはＵＬ９４Ｖ０規格に適合することとして理解される必要がある。それにより、第１のバッテリセルおよび第２のバッテリセルのいずれかが発火することがあっても、他方のバッテリセルは守られる。

【0018】

－圧縮可能な材料の層は、シリコーンを主体として形成される。

【0019】

－圧縮可能な材料の層は、２０～５０のショアＡ硬度を有する。ショアＡ硬度は、たとえばＡＳＴＭ Ｄ－２２４０規格に従って測定される。

【0020】

－圧縮可能な材料の層は、０．５～１．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。密度は、たとえばＡＳＴＭ Ｄ－７９２規格に基づいて測定される。

【0021】

－支持フレームは、熱可塑性材料からなる。そのため、支持フレームは、非常にシンプルかつ経済的に製造される。

【0022】

－支持フレームは、射出成形によって製作される。そのため、支持フレームは、非常にシンプルかつ経済的に製作される。

【0023】

－支持フレーム、第１のバッテリセルおよび第２のバッテリセルは、長方形である。そのため、支持フレームの形状はバッテリセルの形状に対応しており、それによって支持フレーム内でのバッテリセルの移動は限られたものとなる。また、溶接接合を行う前のセル積層体の移動が支持フレームによって制限されることで、組立てが容易になる。

【0024】

－圧縮可能な材料の層には、圧縮可能な材料の層と第１のバッテリセルおよび第２のバッテリセルとの接触を保つため、積層軸Ｅ沿いのその２つの面に接着剤が塗布される。そのため、溶接接合の実施前に、さほど強固ではないにせよ、セル積層体の保持が得られることから、組立てが容易になる。

【0025】

－バッテリサブモジュールは、セル積層体の端部に配置されたヒートシンクプレートを備え、ヒートシンクプレートと支持フレームは、固定手段を介して互いに固定される。

【0026】

－ヒートシンクプレートはＬ字形をなしており、積層軸Ｅと平行に延びるバッテリサブモジュールの縁の大半がヒートシンクプレートによって形成されるようになっている。そのため、プラスチック材料製の支持フレームを使用するにもかかわらず、大半がヒートシンクプレートによって形成されるバッテリサブモジュールの縁を通して放熱または冷却がなされることで、放熱は改善される。

【0027】

－積層軸Ｅと平行に延びるバッテリサブモジュールの縁は、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％がヒートシンクプレートによって形成される。そのため、放熱は、一段と改善される。

【0028】

－ヒートシンクプレートは、アルミニウム製である。そのため、ヒートシンクプレートは、軽量であるとともに熱伝導性に優れ、難燃性も備える。

【0029】

－ヒートシンクプレートは、ヒートシンクプレートと第１のバッテリセルまたは第２のバッテリセルとの接触を保つために、その内面に接着剤が塗布される。そのため、溶接接合の実施前に、さほど強固ではないにせよ、ヒートシンクプレート上、したがって支持フレーム上へのセル積層体の保持が得られることから、組立てが容易になる。

【0030】

－固定手段には、支持フレームおよび／または第２のバッテリセルおよび／またはヒートシンクプレート上に配置された、締結爪および／またはクリップおよび／またはコントルフォルム（ｃｏｎｔｒｅｆｏｒｍｅ）が含まれる。そのため、ヒートシンクプレートの固定は、きわめて簡易に行われる。

【0031】

－ヒートシンクプレートは、締結またはラッチ留めにより支持フレームに固定される。そのため、ヒートシンクプレートの固定は、きわめて簡易に行われる。

【0032】

－ヒートシンクプレートは、支持フレームにラッチ留めするためのラッチ爪を備える。そのため、支持フレームへのヒートシンクプレートの固定は、きわめて簡易である。

【0033】

－バッテリサブモジュールは第１のバスバーを備えており、第１のバッテリセルの第１の電極は、第１のバスバーに直接溶接され、第２のバッテリセルの第１の電極は、第１のバスバーに直接溶接される。そのため、第１の電極と第１のバスバーとの間の電気接続は、簡易かつ確実に行われる。

【0034】

－バッテリサブモジュールは第２のバスバーを備えており、第１のバッテリセルの第２の電極は、第２のバスバーに直接溶接され、第２のバッテリセルの第２の電極は、第２のバスバーに直接溶接される。そのため、第２の電極と第２のバスバーとの間の電気接続は、簡易かつ確実に行われる。

【0035】

－第１のバスバーは支持フレームに固定される。そのため、第１のバスバーの取付けは、簡易に行われる。

【0036】

－第１のバスバーは、締結またはラッチ留めにより支持フレームに固定される。そのため、第１のバスバーの取付けは、きわめて簡易に行われる。

【0037】

－第１のバスバーは爪を備えており、その爪が支持フレームに対して締結される。

【0038】

－第２のバスバーは支持フレームに固定される。そのため、第２のバスバーの取付けは、きわめて簡易に行われる。

【0039】

－第２のバスバーは、締結またはラッチ留めにより支持フレームに固定される。そのため、第２のバスバーの取付けは、きわめて簡易に行われる。

【0040】

－第２のバスバーは爪を備えており、その爪が支持フレームに対して締結される。

【0041】

－支持フレーム外での第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との距離は、支持フレーム内における第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との距離よりも長い。そのため、組立ての際、第１のバスバーに対する第１の電極の溶接が楽になる。

【0042】

－支持フレーム外での第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との距離は、支持フレーム内における第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との距離よりも長い。そのため、組立ての際、第２のバスバーに対する第２の電極の溶接が楽になる。

【0043】

－第１のバッテリセルの第１の電極は、第２のバッテリセルの第１の電極に直接溶接される。そのため、第１の電極間の電気接続は、きわめて簡易かつ確実に行われる。

【0044】

－第１のバッテリセルの第２の電極は、第２のバッテリセルの第２の電極に直接溶接される。そのため、第２の電極間の電気接続は、きわめて簡易かつ確実に行われる。

【0045】

－各々のバッテリセルの電極はそれぞれ異なっている。そのため、バッテリサブモジュールの組立て時には、その違いが、電極に用意された取り違え防止効果を発揮してバッテリセルを逆に取り付けるのを防ぐことができる。それによって、バッテリサブモジュールの組立てが簡易化される。

【0046】

－積層軸Ｅ沿いに測った場合、支持フレームの全厚は、セル積層体およびヒートシンクプレートの厚さの合計を下回る。そのため、バッテリモジュール内にバッテリサブモジュールを取り付ける際のバッテリセルの圧縮が容易になる。

【0047】

－支持フレームは、凸形要素と、その凸形要素に対して相補的な形状をもつ凹形要素によって形成される取り違え防止手段を備えており、凸形要素と凹形要素は積層軸Ｅと平行な同一の軸にその向きを合わされて、凸形要素と凹形要素は、積層軸Ｅ沿いにセル積層体の中心から離れたところに反対向きに配置される。それにより、それら取り違え防止手段は、複数のバッテリサブモジュール同士の組立てを簡易化することができる。こうして、複数の同一のバッテリサブモジュールを含むバッテリモジュールの組立ては、より簡易で、より確実なものとなる。

【0048】

－支持フレームは、非対称で形違いの４つの縁を備えている。そのため、バッテリサブモジュールの組立ての際には、その形違いであることによる取り違え防止効果で支持フレームの取付けの誤りを防ぐことができる。したがって、バッテリサブモジュールの組立てが簡易化される。

【0049】

本発明はまた、先に定義したような複数のバッテリサブモジュールを備える自動車両用バッテリモジュールであって、バッテリサブモジュールが積層軸Ｅに沿って積層されてバッテリサブモジュールの並びが形成され、バッテリモジュールはバッテリサブモジュールの並びの各々の端部に固定プレートを備え、両固定プレートは軸方向圧縮手段によって積層軸Ｅ沿いに互いの間を連結され、軸方向圧縮手段がバッテリサブモジュールの並びを軸方向に圧縮する、バッテリモジュールも対象とする。

【0050】

そのため、バッテリモジュールは、簡易かつ非常にコンパクトに実現される。

【0051】

バッテリモジュールが有する任意選択によるその他の特徴をそれぞれ単独で、または組み合わせて採り入れたものによれば、

【0052】

－バッテリサブモジュールの並びを形成するバッテリサブモジュールはいずれも同じものである。

【0053】

－バッテリサブモジュールは、互いに電気的に接続される。

【0054】

－バッテリサブモジュールの並びの第１の電極は、電気接続部の溶接によって互いに電気的に接続され、バッテリサブモジュールの並びの第２の電極は、電気接続部の溶接によって互いに電気的に接続される。

【0055】

－軸方向圧縮手段には少なくとも１つのねじ棒が含まれる。それにより、軸方向圧縮手段は、簡易かつ経済的に製作される。

【0056】

－固定プレートは、強化プラスチック材料、好ましくは繊維強化プラスチック材料で、または金属、好ましくはアルミニウムで形成される。

【0057】

－バッテリサブモジュールの凸形要素は、隣接するバッテリサブモジュールの凹形要素の中に挿入される。そのため、取付けミスは確実に回避され、バッテリモジュール組立て時の取り違え防止機能が果たされる。

【0058】

－バッテリモジュールは、熱が冷却プレートに伝達されるように構成され、各々のヒートシンクプレートは、冷却プレートとの間で熱伝達状態になる。熱伝達は、たとえば、直接的な接触によって、または熱伝導ペーストを用いた間接的な接触によって行われる。

【0059】

本発明は、先に定義したようなバッテリモジュール複数を含んだバッテリアセンブリ、好ましくは先に定義したようなバッテリモジュールの複数の並びを含んだバッテリアセンブリもその対象とする。

【0060】

本発明は、バッテリ式電気自動車であることが好ましい自動車両であって、先に定義したバッテリアセンブリと、好ましくは冷却プレートとを備え、バッテリアセンブリの各々のバッテリモジュールが冷却プレートに熱を伝達するように構成された、バッテリアセンブリを備える自動車両も対象とする。

【0061】

本発明は、先に定義したようなバッテリサブモジュールの取付け方法であって、
－プラスチック材料製の支持フレームを用意するステップと、
－第１のパウチ型バッテリセルと、第２のパウチ型バッテリセルと、第１のバッテリセルと第２のバッテリセルとの間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層とを、積層軸Ｅ沿いに積層した形で含むセル積層体であって、支持フレームの中に配置されたセル積層体を製作するステップと、
－第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間で溶接接合を行うステップと、
－第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間で溶接接合を行うステップと、
を含む方法も対象とする。

【0062】

バッテリのサブモジュールの取付け方法に関する任意選択によるその他の特徴をそれぞれ単独で、または組み合わせて採り入れたものによれば、

【0063】

－バッテリサブモジュールの組立て方法は、以下のステップを含むことができる。すなわち、セル積層体の一端にヒートシンクプレートを固定して、ヒートシンクプレートと支持プレートが互いに固定されるようにするステップ。

【0064】

－バッテリサブモジュールの取付け方法は、以下のステップを含むことができる。すなわち、第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間で溶接接合を行うステップの前に、第１のバスバーを支持フレームに固定するステップ。

【0065】

－バッテリサブモジュールの取付け方法は、以下のステップを含む。すなわち、第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間で溶接接合を実行するステップの前に、第２のバスバーを支持フレームに固定するステップ。

【0066】

－第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間の溶接接合は、第１のバッテリセルの第１の電極と第１のバスバーとの間の溶接および第２のバッテリセルの第１の電極と第１のバスバーとの間の溶接により、好ましくはレーザー溶接によって、果たされる。

【0067】

－第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間の溶接接合は、第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバスバーとの間の溶接および第２のバッテリセルの第２の電極と第２のバスバーとの間の溶接により、好ましくはレーザー溶接によって、果たされる。

【0068】

－バッテリサブモジュールの取付け方法は、以下のステップを含む。すなわち、溶接接合の実行後、第１のバスバーまたは第２のバスバーから飛び出した電極の自由端を切り取るステップ。

【0069】

－第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間の溶接接合は、第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極を直接接合することにより、好ましくはレーザー溶接によって、行われる。支持フレームを傷めることなく溶接を行うことができるように、支持フレームの外で第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間に工具の指状体を挿入する。第１のバッテリセルの第１の電極は、第２のバッテリセルの第１の電極と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間の溶接が行われる。あるいは、第２のバッテリセルの第１の電極が、第１のバッテリセルの第１の電極と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセルの第１の電極と第２のバッテリセルの第１の電極との間の溶接が行われる。

【0070】

－第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間の溶接接合は、第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極を直接溶接することにより、好ましくはレーザー溶接によって、行われる。支持フレームを傷めることなく溶接を行うことができるように、支持フレームの外で第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間に指状体を挿入する。第１のバッテリセルの第２の電極は、第２のバッテリセルの第２の電極と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間の溶接が行われる。あるいは、第２のバッテリセルの第２の電極は、第１のバッテリセルの第２の電極と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセルの第２の電極と第２のバッテリセルの第２の電極との間の溶接が行われる。

【0071】

本発明は、先に定義したようなバッテリモジュールの取付け方法であって、
－先に定義したようなバッテリサブモジュール複数を積層軸Ｅに沿ってバッテリサブモジュールの並びの形に積層するステップと、
－バッテリサブモジュールの並びの各々の端部に固定プレートを設けるステップと、
－軸方向圧縮手段を積層軸Ｅに沿って取り付け、それによって固定プレートを互いに連結することでバッテリサブモジュールの並びを軸方向に圧縮するステップと、
を含む方法も対象とする。

【0072】

バッテリモジュールの取付け方法に関する任意選択によるその他の特徴をそれぞれ単独で、または組み合わせて採り入れたものによれば、

【0073】

－バッテリモジュールの取付け方法は、軸方向圧縮手段を取り付けるステップの後、以下のステップを含む。すなわち、バッテリサブモジュール同士を、それぞれの第１の電極および／もしくはそれぞれの第１のバスバーを介した溶接によって、ならびに／またはそれぞれの第２の電極および／もしくはそれぞれの第２のバスバーを介した溶接によって、電気的に接続するステップ。

【0074】

本発明については、それぞれ次のような添付の図面を参照しながら、あくまでも例として以下に掲げる説明を読むことで、よりよい理解が得られるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0075】

【図1】複数のバッテリモジュールを含むバッテリアセンブリを備える自動車両の概略図である。

【図2】第１の実施形態による、複数のバッテリサブモジュールを備えるバッテリモジュールの斜視図である。

【図3】第１の実施形態による、バッテリサブモジュールの一部を形成するセル積層体の分解斜視図である。

【図4】第１の実施形態による、バッテリサブモジュールの斜視図である。

【図5】図４に示したバッテリサブモジュールの細部の分解斜視図である。

【図6】図４に示したバッテリサブモジュールの一部を形成する支持フレームの斜視図である。

【図7】第２の実施形態による、バッテリサブモジュールの細部の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0076】

すべての図面を通して同じ符号は同一の要素を指している。

【0077】

この詳細説明では、以下に挙げる実施物は例である。説明は１つまたは複数の実施形態について行われるが、それぞれの特徴が１つの実施形態だけに関わるものであることを意味するものではない。異なる実施形態の個々の特徴が組み合わさることによって、かつ／または互いに入れ替わることによって、別の実施物がもたらされ得る。

【0078】

図１は、バッテリアセンブリ３と冷却プレート５を備える自動車両１を概略的に示している。この例では、自動車両１はバッテリ式電気自動車であり、そのため、自動車両１の移動を駆動するように構成された電気モータ７を備えている。

【0079】

バッテリアセンブリ３は、複数のバッテリモジュール９を備えている。より具体的には、この例では、バッテリアセンブリ３は、バッテリモジュール９の複数の並び、好ましくは、図１に示すように、４つのバッテリモジュール９からなる並び２つを備える。バッテリアセンブリ３の各々のバッテリモジュール９は、冷却プレート５に熱を伝達するように構成されている。

【0080】

図２に特に示すように、バッテリモジュール９は、複数のバッテリサブモジュール１１を備える。バッテリサブモジュール１１は、バッテリサブモジュール１１の並びを形成するように積層軸Ｅに沿って積層される。この例では、バッテリモジュール９は、８つのバッテリサブモジュール１１を備え、バッテリサブモジュール１１の並びを形成するバッテリサブモジュール１１はいずれも同じものである。バッテリモジュール９は、バッテリサブモジュール１１の並びの各々の端部に固定プレート１３ａ、１３ｂを備えている。

【0081】

固定プレート１３ａ、１３ｂは、強化プラスチック材料、好ましくは繊維強化プラスチック材料で、または金属、好ましくはアルミニウムで形成される。

【0082】

固定プレート１３ａ、１３ｂは、積層軸Ｅに沿って軸方向圧縮手段１５によって互いの間を連結され、軸方向圧縮手段１５は、バッテリサブモジュール１１の並びを軸方向に圧縮する。軸方向圧縮手段１５は、少なくとも１つのねじ棒１７を備える。より具体的には、この例では、図２に示すとおり、軸方向圧縮手段１５は、４つのねじ棒１７を備えている。

【0083】

各々のねじ棒１７は、積層軸Ｅに沿って延び、２つの固定プレート１３ａ、１３ｂの一方との連結用のねじ端１９と、２つの固定プレート１３ａ、１３ｂのもう一方に対する当接ヘッド２１とを備えることで、積層軸Ｅ沿いの軸方向の圧縮が得られるようにする。２つの固定プレート１３ａ、１３ｂのいずれか一方はねじ棒１７が通る通し穴２３を有しており、もう一方は、ねじ端１９と係合する連結穴２５を備える。当接ヘッド２１は、通し穴２３の周囲に支えられる。

【0084】

図３に特に示されるように、バッテリサブモジュール１１は、積層軸Ｅに沿って積層されたセル積層体であって、
－パウチ型の第１のバッテリセル２７と、
－パウチ型の第２のバッテリセル２９と、
－第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９との間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層３１と、
を含むセル積層体を備える。

【0085】

バッテリサブモジュール１１は、図３および図５に特に示されたプラスチック材料製の支持フレーム３３をさらに備える。図４に示すように、支持フレーム３３は、第１のバッテリセル２７と、圧縮可能な材料の層３１と、第２のバッテリセル２９とを少なくとも部分的に取り囲む。より具体的には、支持フレーム３３は、第１のバッテリセル２７と、圧縮可能な材料の層３１と、第２のバッテリセル２９とを支持する。そのため、この例では、支持フレーム３３は、２つのバッテリセル、すなわち第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９を確かに支持している。この例では、支持フレーム３３、第１のバッテリセル２７および第２のバッテリセル２９は長方形である。支持フレーム３３は熱可塑性材料からなり、射出成形によって製作される。

【0086】

バッテリサブモジュール１１は、セル積層体の端部に配置されたヒートシンクプレート３５も備える。

【0087】

図４に特に示すように、第１のバッテリセル２７は、積層軸Ｅに対して横断方向に対向し合う２つの電極３７、３８を備え、第２のバッテリセル２９は、積層軸Ｅに対して横断方向に対向し合う２つの電極３９、４０を備える。各々の電極３７、３８、３９、４０は、金属薄板、好ましくはアルミニウムの薄板によって形成された舌状体などである。

【0088】

各々の電極３７、３８、３９、４０は、支持フレーム３３から突出する。第１のバッテリセル２７の第１の電極３７は、支持フレーム３３の外で第２のバッテリセル２９の第１の電極３９と向い合せになり、溶接接合によって第２のバッテリセル２９の第１の電極３９に連結される。第１のバッテリセル２７の第２の電極３８は、支持フレームの外で第２のバッテリセル２９の第２の電極４０と向い合せになり、溶接接合によって第２のバッテリセル２９の第２の電極４０に連結される。そのため、支持フレーム３３は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７を第２のバッテリセル２９の第１の電極３９と連結する溶接接合と、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８を第２のバッテリセル２９の第２の電極４０と連結する溶接接合とによってのみ、セル積層体を支持している。言葉を換えれば、第１のバッテリセル２７、第２のバッテリセル２９および圧縮可能な材料の層３１は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７を第２のバッテリセル２９の第１の電極３９と連結する溶接接合と、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８を第２のバッテリセル２９の第２の電極４０と連結する溶接接合とを通して、支持フレームの定位置に保持される。

【0089】

支持フレーム３３は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間に一部が配置され、支持フレーム３３は、部分的に第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセルの第２の電極４０との間に配置される。積層軸Ｅ沿いに測った場合、支持フレーム３３の全厚は、セル積層体およびヒートシンクプレート３５の厚さの合計を下回る。そのため、バッテリモジュール９内にバッテリサブモジュール１１を取り付ける際のバッテリセル２７、２９の圧縮が容易になる。

【0090】

この例では、電極３７、３８、３９、４０はそれぞれ支持フレーム３３の切込みを通り抜け、その切込みのために積層軸Ｅ沿いに薄くなった支持フレーム３３の部分は、積層軸Ｅに対して横断方向に支持フレーム３３の両側で外に向かって耳の形で突出する。

【0091】

この例では、各々のバッテリセル２７、２９の電極３７、３８、３９、４０は、それぞれ異なっている。そのため、特に図５に示されるように、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７につけられたマークは、それによって第１のバッテリセル２７の第２の電極との区別がつくようにされている。同様に、第２のバッテリセル２９の第１の電極３９につけられたマークも、それによって第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との区別がつくようにされている。この例では、それらのマークはハイフン「－」からなる。図示されていない変形形態では、支持フレーム３３は、非対称で異なる４つの縁を備えている。

【0092】

図３に示すように、第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９との間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層３１は、第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９の積層軸Ｅ沿いの膨張を吸収するように構成されている。さらに、圧縮可能な材料の層３１は断熱性を有しており、それによって第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９が互いに熱的に保護されるように構成されるほか、圧縮可能な材料の層３１は難燃性を有している。

【0093】

この例では、圧縮可能な材料の層３１は、フォームシートやポリマー材料主体のテープからなるグループの中から選ばれる。好ましくは、圧縮可能な材料の層３１は、シリコーンを主体に形成され、２０～５０のショアＡ硬度を有し、０．５～１．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。この例では、圧縮可能な材料の層３１には、圧縮可能な材料の層３１と第１のバッテリセル２７および第２のバッテリセル２９との接触を保つため、積層軸Ｅ沿いのその両面に接着剤が塗布される。

【0094】

この例では、ヒートシンクプレート３５はアルミニウム製であり、ヒートシンクプレート３５の内面は、第２のバッテリセル２９の外面と接触している。

【0095】

また、ヒートシンクプレート３５はＬ字形をなしており、積層方向Ｘと平行に延びるバッテリサブモジュール１１の縁の大半がヒートシンクプレート３５によって形成されるようになっている。図２、図３、図４および図６では、バッテリサブモジュール１１の前述の縁は上縁である。より具体的には、この例では、積層軸Ｅと平行に延びるバッテリサブモジュール１１のこの縁は、特に図４に示されるように、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％がヒートシンクプレート３５で形成される。このバッテリサブモジュール１１の縁は、熱を冷却プレート５に伝達するように構成される。

【0096】

ヒートシンクプレート３５と第２のバッテリセル２９との接触を保つため、ヒートシンクプレート３５にもその内側面に接着剤が塗布される。

【0097】

ヒートシンクプレート３５と支持フレーム３３は、固定手段４１によって互いに固定されている。そのため、ヒートシンクプレート３５は、締結またはラッチ留めにより支持フレーム３３に固定される。

【0098】

特に図３に示すとおり、固定手段４１は、支持フレーム３３および／または第２のバッテリセル２９および／またはヒートシンクプレート３５上に配置された締結爪４３および／またはクリップおよび／またはコントルフォルムを備える。より具体的には、この例では、ヒートシンクプレート３５は締結により支持フレーム３３に固定され、固定手段４１はヒートシンクプレート３５上に配置された締結爪４３を備える。その締結爪４３は、弾性変形によって支持フレーム３３内に挿入されて、ヒートシンクプレート３５および支持フレーム３３を互いが固定されるように保持する。あるいは、図示されていない変形形態によれば、ヒートシンクプレート３５は、ラッチ留めによって支持フレーム３３に固定され、ヒートシンクプレート３５は、支持フレーム３３にラッチ留めされるラッチ爪を備える。

【0099】

そのため、バッテリモジュール９は、冷却プレート５に熱を伝達するように構成され、各々のヒートシンクプレート３５は、冷却プレート５との間で熱伝達状態となる。熱伝達は、たとえば、直接的な接触または熱伝導ペーストを用いた間接的接触によって行われる。

【0100】

バッテリサブモジュール１１は、第１のバスバー４７をさらに備えており、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７は第１のバスバー４７に直接溶接され、第２のバッテリセル２９の第１の電極３９は第１のバスバー４７に直接溶接される。

【0101】

バッテリサブモジュール１１は、第２のバスバー４９も備えており、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８は第２のバスバー４９に直接溶接され、第２のバッテリセル２９の第２の電極４０は第２のバスバー４９に直接溶接される。

【0102】

第１のバスバー４７は、締結またはラッチ留めによって支持フレーム３３に固定される。この例では、第１のバスバー４７は爪５０を備えており、その爪５０が支持フレーム３３に締め付けられる。より具体的には、第１のバスバー４７は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間に延びる支持フレーム３３の部分に対して補完的な形状をもつ。支持フレーム３３のこの部分は、積層軸Ｅに沿って薄くなっており、積層軸Ｅに対して横断方向に外に向かって耳の形で突出する。

【0103】

この例では、第２のバスバー４９は第１のバスバー４７と同一である。そのため、第２のバスバー４９は、締結またはラッチ留めによって支持フレーム３３に固定され、第２のバスバー４９には、支持フレーム３３に対して締め付けられる爪５０が備わる。より具体的には、第２のバスバー４９は、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間に延びる支持フレーム３３の部分に対して相補的な形状を有する。支持フレーム３３のこの部分は、積層軸Ｅに沿って薄くなっており、積層軸Ｅに対して横断方向に外に向かって耳の形で突出する。

【0104】

第１のバスバー４７および第２のバスバー４９は導電性であり、たとえば銅製またはアルミニウム製である。

【0105】

支持フレーム３３の外における第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との距離は、支持フレーム３３内における第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との距離よりも長い。つまり、図５に示されるように、バッテリサブモジュール１１の組立て前、第１のバスバー４７の幅Ｌｂは、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセルの第１の電極３９との距離Ｄｃよりも大きい。同様に、支持フレーム３３の外における第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との距離は、支持フレーム３３内における第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との距離よりも長い。つまり、バッテリサブモジュール１１の組立て前、第２のバスバー４９の幅は、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセルの第２の電極４０との距離よりも大きい。

【0106】

支持フレーム３３は、図６に示すように、凸形要素５３と、凸形要素５３に対して相補的な形状をもつ凹形要素５５とで形成される取り違え防止手段５１をさらに備えており、凸形要素５３と凹形要素５５は、積層軸Ｅに対して平行な同じ軸に向きを合わされて、凸形要素５３と凹形要素５５は積層軸Ｅに沿ったセル積層体の中心から離れたところに反対向きに配置されている。この例では、凸形要素５３はオス型であり、凹形要素５５はメス型である。

【0107】

そして、バッテリモジュール９では、バッテリサブモジュール１１の凸形要素５３が、隣接するバッテリサブモジュール１１の凹形要素５５に挿入される。

【0108】

一方、バッテリモジュール９では、バッテリサブモジュール１１は互いに電気的に接続される。たとえば、バッテリサブモジュール１１の並びの第１の電極３７、３９は、電気接続部の溶接によって互いに電気的に接続され、バッテリサブモジュール１１の並びの第２の電極３８、４０は、電気接続部の溶接によって互いに電気的に接続される。電気接続部の溶接は、たとえば、第１の電極３７、３９、第２の電極３８、４０、それぞれを重ねて折り曲げた後、レーザー溶接して行う。あるいは、第１の電気接続棒を第１のバスバー４７と接触させた状態にして第１のバスバー４７とレーザー溶接し、第２の電気接続棒を第２のバスバー４９と接触させた状態にして第２のバスバー４９にレーザー溶接する。

【0109】

図７は、第２の実施形態によるバッテリサブモジュール１１’の詳細を示している。バッテリサブモジュール１１’の構造をわかりやすくするため、図７には、第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９だけを示している。第２の実施形態によるこのバッテリサブモジュール１１’は、バスバーが含まれないという点で、前述の第１の実施形態によるバッテリサブモジュール１１とは異なっている。実際、この第２の実施形態では、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７は、第２のバッテリセル２９の第１の電極３９に直接溶接される。同様に、図示されてはいないが、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８は、第２のバッテリセル２９の第２の電極４０に直接溶接される。

【0110】

先に定義したバッテリサブモジュール１１、１１’の取付け方法の例について以下に説明する。その取付け方法は、
－プラスチック材料製の支持フレーム３３を用意するステップと、
－パウチ型の第１のバッテリセル２７と、パウチ型の第２のバッテリセル２９と、第１のバッテリセル２７と第２のバッテリセル２９との間に挟み込まれた圧縮可能な材料の層３１とを、積層軸Ｅ沿いに積層された形で含むセル積層体であって、支持フレーム３３の中に配置されたセル積層体を製作するステップと、
－第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間で溶接接合を行うステップと、
－第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間で溶接接合を行うステップと、
を含む。

【0111】

バッテリサブモジュール１１、１１’の取付け方法は、セル積層体の端部にヒートシンクプレート３５を固定して、ヒートシンクプレート３５と支持フレーム３３が互いに固定されるようにするステップをさらに含む。

【0112】

第１の実施形態によるバッテリサブモジュール１１の取付け方法は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間で溶接接合を行うステップの前に、第１のバスバー４７を支持フレーム３３に固定するステップをさらに含む。第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間の溶接接合は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第１のバスバー４７との間の溶接、および第２のバッテリセル２９の第１の電極３９と第１のバスバー４７との間の溶接により、好ましくはレーザー溶接によって、果たされる。

【0113】

第１の実施形態によるバッテリサブモジュール１１の取付け方法は、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間で溶接接合を行うステップの前に、第２のバスバー４９を支持フレーム３３に固定するステップをさらに含む。第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間の溶接接合は、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバスバー４９との間の溶接、および第２のバッテリセル２９の第２の電極４０と第２のバスバー４９との間の溶接により、好ましくはレーザー溶接によって、果たされる。

【0114】

図示されていない変形形態によれば、第１の実施形態によるバッテリサブモジュール１１の取付け方法は、溶接接合の実施後、第１のバスバー４７または第２のバスバー４９の外に突出した電極３７、３８、３９、４０の自由端を切り取るステップをさらに含む。

【0115】

第２の実施形態によるバッテリサブモジュール１１’の取付け方法は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間の溶接接合が、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間で直接溶接を行うことにより、好ましくはレーザー溶接によって、果たされることをさらに特徴とする。

【0116】

支持フレーム３３を傷めることなく溶接を行えるようにするため、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間に支持フレーム３３の外で指状体が挿入される。第１のバッテリセル２７の第１の電極３７は、第２のバッテリセル２９の第１の電極３９と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間で溶接が行われる。あるいは、図示されていない変形形態によれば、第２のバッテリセル２９の第１の電極３９は、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９との間で溶接が行われる。

【0117】

同様に、図示されていないが、第２の実施形態によるバッテリサブモジュール１１’の取付け方法は、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間の溶接接合が、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０を直接溶接することにより、好ましくはレーザー溶接によって、行われることをさらに特徴とする。

【0118】

支持フレームを傷めることなく溶接を行えるようにするため、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間に支持フレーム３３の外で指状体が挿入される。第１のバッテリセル２７の第２の電極３８は、第２のバッテリセル２９の第２の電極４０と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間で溶接が行われる。

【0119】

あるいは、図示されていない変形形態によれば、第２のバッテリセル２９の第２の電極４０は、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と接触するように指状体の上に折り返されて、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０との間で溶接が行われる。

【0120】

先に定義したバッテリモジュール９の取付け方法の例について以下に説明する。その取付け方法は、
－先に定義したようなバッテリサブモジュール１１、１１’複数を積層軸Ｅに沿ってバッテリサブモジュール１１、１１’の並びの形に積層するステップと、
－バッテリサブモジュール１１、１１’の並びの各々の端部に固定プレート１３ａ、１３ｂを配置するステップと、
－積層軸Ｅに沿って軸方向圧縮手段１５を取り付け、それによって固定プレート１３ａ、１３ｂを互いに連結することで、バッテリサブモジュール１１、１１’の並びを軸方向に圧縮するステップと、
を含む。

【0121】

バッテリサブモジュールの取付け方法は、軸方向圧縮手段１５の取付けステップの後、バッテリサブモジュール１１、１１’同士を、それぞれの第１の電極３７、３９および／もしくはそれぞれの第１のバスバー４７を介した溶接によって、ならびに／またはそれぞれの第２の電極３８、４０および／もしくはそれぞれの第２のバスバー４９を介した溶接によって、電気的に接続するステップをさらに含む。

【0122】

本発明は、説明した実施形態だけに限定されるものではなく、当業者であればそれ以外の実施形態も明らかであろう。

【0123】

とりわけ、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、バッテリサブモジュールが第１のバッテリセル２７の第１の電極３７と第２のバッテリセル２９の第１の電極３９を連結する第１のバスバー４７を備え、第１のバッテリセル２７の第２の電極３８が第２のバッテリセル２９の第２の電極４０に直接溶接されるか、またはバッテリサブモジュールが第１のバッテリセル２７の第２の電極３８と第２のバッテリセル２９の第２の電極４０とを連結する第２のバスバー４９を備え、第１のバッテリセル２７の第１の電極３７が第２のバッテリセル２９の第１の電極３９に直接溶接されるようにすることが可能である。

【符号の説明】

【0124】

１ 自動車両
３ バッテリアセンブリ
５ 冷却プレート
７ 電気モータ
９ バッテリモジュール
１１、１１’ バッテリサブモジュール
１３ａ、１３ｂ 固定プレート
１５ 軸方向圧縮手段
１７ ねじ棒
１９ ねじ端
２１ 当接ヘッド
２３ 通し穴
２５ 連結穴
２７ 第１のバッテリセル
２９ 第２のバッテリセル
３１ 圧縮可能な材料の層
３３ 支持フレーム
３５ ヒートシンクプレート
３７、３８、３９、４０ 電極
４１ 固定手段
４３ 締結爪
４７ 第１のバスバー
４９ 第２のバスバー
５０ 爪
５１ 取り違え防止手段
５２ 凸形要素
５３ 凹形要素
Ｅ 積層軸
Ｌｂ 幅
Ｄｃ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】