特表 2025-501971 バッテリーアセンブリの製造方法

(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】2025-01-24

(54)【発明の名称】バッテリーアセンブリの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/211 20210101AFI20250117BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/553 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

H01M50/211

H01M50/50 201Z

H01M50/553

H01M50/284

H01M50/204 401H

H01M50/50

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539694

(86)(22)【出願日】2023-01-27

(85)【翻訳文提出日】2024-06-28

(86)【国際出願番号】 EP2023051973

(87)【国際公開番号】W WO2023144287

(87)【国際公開日】2023-08-03

(31)【優先権主張番号】2200770

(32)【優先日】2022-01-28

(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】フランク・ドシー

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA14

5H040AA28

5H040AT04

5H040DD10

5H040LL01

5H043AA19

5H043CA08

5H043FA02

5H043FA05

5H043FA22

5H043HA11D

5H043JA06D

5H043KA08D

(57)【要約】

本発明は、少なくとも１つのバッテリーセル（１１、１３）から形成される第１のセルパッケージ（７）と、少なくとも１つのバッテリーセル（１５、１７）から形成される第２のセルパッケージ（９）と、プリント回路基板（５）と、セルパッケージ（７）のバッテリーセル（１７）の電極（１７－）とプリント回路基板（５）との間に配置される導電性ストリップ（１９）と、を特に含み、導電性ストリップ（１９）が、一端が電極（１７－）に、他端がプリント回路基板（５）に溶接され、ストリップ（１９）の中央部が湾曲され、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びる、バッテリーアセンブリ（３、３’）の製造方法に関する。本発明は、かかる方法によって得られるバッテリーアセンブリ（３、３’）、およびこのように得られた少なくとも２つのバッテリーアセンブリ（３、３’）を含むバッテリーシステムにも関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーアセンブリ（３、３’、３３）の製造方法であって、
－ パウチ型のバッテリーセル（１１、１３、１５、１７）を提供するステップであって、各バッテリーセル（１１、１３、１５、１７）が、互いに対向する２つの電極（１１－、１１＋、１３－、１３＋、１５－、１５＋、１７－、１７＋）を含む、ステップと、
－ 少なくとも１つのバッテリーセル（１１、１３）から形成される第１のセルパッケージ（７、３７）を製作するステップと、
－ 少なくとも１つのバッテリーセル（１５、１７）から形成される第２のセルパッケージ（９、３９）を製作するステップと、
－ 前記第１のセルパッケージ（７、３７）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）を整列させ、前記第１のセルパッケージ（７、３７）のバッテリーセル（１３）の電極（１３＋）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）のバッテリーセル（１７）の反対符号の電極（１７－）が重ねられ、これら２つの電極（１３＋、１７－）を互いに直接溶接し、前記第１のセルパッケージ（７、３７）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）が電気的に直列に接続されるようにし、かつ前記第１のセルパッケージ（７、３７）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）を互いに折り畳み、これら２つの電極（１３＋、１７－）の折り畳みを製作するようにするステップと、
－ プリント回路基板（５）を提供するステップと、
－ セルパッケージ（７、３７）のバッテリーセル（１７）の電極（１７－）と前記プリント回路基板（５）との間に導電性ストリップ（１９）を配置するステップと、
－ 前記導電性ストリップ（１９）の一端を前記電極（１７－）に、他端を前記プリント回路基板（５）に溶接するステップであって、前記ストリップ（１９）の中央部が湾曲し、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びる、ステップと、
を含む、バッテリーアセンブリ（３、３’、３３）の製造方法。

【請求項2】

前記プリント回路基板（５）が、少なくとも１つのスロット（２１、２１’）を含み、前記ストリップ（１９）は、前記プリント回路基板（５）のスロット（２１、２１’）の縁部に溶接される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ストリップ（１９）の前記溶接ステップ後、前記ストリップ（１９）の両端が同一平面上にある、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

各セルパッケージ（７、９）の前記製作ステップの際に、前記セルパッケージ（７、９）が、積層軸Ｅに沿った複数のバッテリーセル（１１、１３、１５、１７）の積層によって製作され、かつ前記セルパッケージ（７、９）の前記バッテリーセル（１１、１３、１５、１７）の同じ符号の電極（１１－、１３－、１１＋、１３＋、１５－、１７－、１５＋、１７＋）は、互いに直接溶接される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

各セルパッケージ（７、９）の前記製作ステップの際に、第２のバッテリーセル（１３、１７）の電極（１３＋、１７－）の一端部が自由な状態に留まるように、第１のバッテリーセル（１１、１５）の一方の電極（１１＋、１５－）が折り畳まれ、前記第２のバッテリーセル（１３、１７）の同じ符号の前記電極（１３＋、１７－）の中央部に対して接触し、次に直接溶接され、かつ前記第１のバッテリーセル（１１、１５）の電極（１１－、１５＋）の一端部が自由な状態に留まるように、前記第２のバッテリーセル（１３、１７）の他方の電極（１３－、１７＋）が折り畳まれ、前記第１のバッテリーセル（１１、１５）の同じ符号の前記電極（１１－、１５＋）の中央部に対して接触し、次に直接溶接される、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

各セルパッケージ（７、９）は、積層軸Ｅに沿った複数のバッテリーセル（１１、１３、１５、１７）の積層によって製作され、圧縮性材料層および／または放熱板は、前記セルパッケージ（７、９）の各バッテリーセル（１１、１３、１５、１７）が圧縮性材料層および放熱板によって最大限に囲まれるように、隣接した２つのバッテリーセル（１１、１３、１５、１７）間に挿入される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記バッテリーセル（１１、１３、１５、１７）は同一であり、前記セルパッケージ（７、９、３７、３９）は同一である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記第１のセルパッケージ（７、３７）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）を電気的に直列に接続するために、前記第１のセルパッケージ（７、３７）のバッテリーセル（１３）の電極（１３＋）の一端は、前記第２のセルパッケージ（９、３９）のバッテリーセル（１７）の反対符号の電極（１７－）の一端に直接溶接される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記ストリップ（１９）が金属板である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記ストリップ（１９）が銅製である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記ストリップ（１９）が、フレキシブルプリント回路基板の一部を形成する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記ストリップ（１９）の前記中央部が、ループ形状に湾曲される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法によって得られるバッテリーアセンブリ（３、３’、３３）であって、
－ 少なくとも１つのバッテリーセル（１１、１３）から形成される第１のセルパッケージ（７、３７）と、
－ 少なくとも１つのバッテリーセル（１５、１７）から形成される第２のセルパッケージ（９、３９）と、を含み、
各バッテリーセル（１１、１３、１５、１７）はパウチ型であり、互いに対向する２つの電極（１１－、１１＋、１３－、１３＋、１５－、１５＋、１７－、１７＋）を含み、
前記第１のセルパッケージ（７、３７）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）が電気的に直列に接続されるように、前記第１のセルパッケージ（７、３７）のバッテリーセル（１３）の電極（１３＋）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）のバッテリーセル（１７）の反対符号の電極（１７－）は互いに直接溶接され、
前記第１のセルパッケージ（７、３７）および前記第２のセルパッケージ（９、３９）は、これら２つの電極（１３＋、１７－）の折り畳みが製作されるように、互いに折り畳まれ、
前記バッテリーアセンブリ（３、３’、３３）はさらに、
－ プリント回路基板（５）と、
－ セルパッケージ（７、３７）のバッテリーセル（１７）の電極（１７－）とプリント回路基板（５）との間に溶接される導電性ストリップ（１９）と、
を含み、前記導電性ストリップ（１９）は、一端が前記電極（１７－）に、他端が前記プリント回路基板（５）に溶接され、前記ストリップ（１９）の中央部が湾曲し、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びることを特徴とするバッテリーアセンブリ（３、３’、３３）。

【請求項14】

２つのバッテリーアセンブリ（３、３’、３３）が、唯一のプリント回路基板（５）を共有する、請求項１３に記載の少なくとも２つのバッテリーアセンブリ（３、３’、３３）を含むバッテリーシステム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーアセンブリの製造方法、かかるバッテリーアセンブリ、および２つのバッテリーアセンブリを含むバッテリーシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術、例えば特許文献１または特許文献２において、パウチ型のバッテリーセルを各々が含む複数のバッテリーモジュールを含むバッテリーアセンブリがすでに知られている。一般に、各バッテリーモジュール内で、バッテリーセルは、積層軸に沿って積層され、かつ同様に積層軸に沿って延びるバスバー、すなわち英語で「ｂｕｓｂａｒｓ」によって互いに電気的に接続される。しかしながら、これらのバッテリーモジュールの製造および組み立ては、特にパウチ型のバッテリーセルが、連続した充放電サイクル中の膨張、次に収縮によって変形するので、比較的複雑である。

【0003】

これらの短所を解消するために、パウチ型の複数のバッテリーセルを含むバッテリーサブモジュールを製作することが知られている。しかしながら、これらのバッテリーサブモジュールの組み立ては、特に、バッテリーセルの監視および／または制御に特に使用される、プリント回路基板およびバスバーのような周辺要素との各バッテリーセルの電気接続に関して、比較的複雑である。実際に、これらの要素を互いに正確に位置決めし、かつ同時に、バッテリーセルの膨張、次に収縮によりこれらの要素に加えられ得る充放電サイクルによる大きな応力を補償可能にすることが必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２０／０２５９１５７号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１８／０１７５３４６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、バッテリーアセンブリの製造を簡易にすることを特に目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そのために、本発明は、バッテリーアセンブリの製造方法を対象とし、この方法は、
－ パウチ型のバッテリーセルを提供するステップであって、各バッテリーセルが、互いに対向する２つの電極を含む、ステップと、
－ 少なくとも１つのバッテリーセルから形成される第１のセルパッケージを製作するステップと、
－ 少なくとも１つのバッテリーセルから形成される第２のセルパッケージを製作するステップと、
－ 第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージを整列させ、第１のセルパッケージのバッテリーセルの電極および第２のセルパッケージのバッテリーセルの反対符号の電極が重ねられ、これら２つの電極を互いに直接溶接し、第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージが電気的に直列に接続されるようにし、かつ第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージを互いに折り畳み、これら２つの電極の折り畳みを製作するようにするステップと、
－ プリント回路基板を提供するステップと、
－ セルパッケージのバッテリーセルの電極とプリント回路基板との間に導電性ストリップを配置するステップと、
－ 導電性ストリップの一端を電極に、他端をプリント回路基板に溶接するステップであって、ストリップの中央部が湾曲し、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びる、ステップと、
を含む。

【0007】

ストリップの中央部は、ストリップの両端の間に位置するストリップの一部である。このようにして、ストリップの中央部が湾曲しているため、充放電サイクル中のバッテリーセルの変位を補償できるようになり、かつこのようにして電極とプリント回路基板との間の電気接続を維持する。換言すると、湾曲した中央部、および平坦で、互いに平行に延びる両端の組み合わせは、充放電サイクル中の電気接続の維持を保証可能にする。その上、バッテリーセル間の電気接続は、バスバーのような追加要素を必要とせず、互いに溶接された電極によって直接製作されることで簡略化される。したがって、バッテリーアセンブリの製造は、簡略化される。

【0008】

「パウチ型のバッテリーセル」、英語で「ｐｏｕｃｈ ｃｅｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ」とは、バッテリーの分野におけるこの表現の通常の意味において、電解質および電極が、パウチ型のバッテリーセルの内部空間内に受け入れられ、パウチ型のエンベロープがこの内部空間を取り囲むことを特に理解せねばならない。エンベロープは、例えば外部絶縁層、金属層、および場合により内部接着層を含む。外部絶縁層は、外部の湿気および／または気体の透過を妨げ、かつ例えばポリマー材料からなる。金属層は、エンベロープの機械抵抗を改善可能にする。金属層は、例えばアルミニウムから形成される。あるいは、金属層は、例えば鉄、炭素、クロムおよびマンガン合金によるか、鋼鉄によるか、ニッケルによるか、ニッケル合金によるか、アルミニウムによって形成される。電極は、伝導性舌片の形状でエンベロープの外に突き出して延び、エンベロープは、これらの伝導性舌片のまわりに封止され、パウチ型のバッテリーセルが組み立てられる時に、パウチ型のバッテリーセルの電極をこのようにして形成する。好ましくは、パウチ型のバッテリーセルの形状は、長方形である。

【0009】

単独または組み合わせて選択される、バッテリーアセンブリの製造方法の他の任意の特徴によれば、
－ プリント回路基板は、少なくとも１つのスロットを含み、ストリップは、プリント回路基板のスロットの縁部に溶接される。このようにしてプリント回路基板に対するストリップの位置決め、次に溶接が、簡略化される。
－ 溶接ステップは、レーザー溶接によって行われる。このようにして、特にレーザー溶接がオートメーション化増加を可能にするので、製造が簡略化される。
－ 各電極は、当初、換言すると各セルパッケージの製作前に、パウチ型のバッテリーセルの主面と平行に延びる舌片によって形成される。
－ 各正極は、アルミニウムで製作され、かつ各負極は、銅で製作される。
－ 第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージは、積層軸Ｅに沿って互いに折り畳まれる。
－ バッテリーアセンブリにおいて、バッテリーセルは、積層軸Ｅに沿って積層される。
－ 英語の「Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ」の略語ＰＣＢでも知られるプリント回路基板は、バッテリーアセンブリの監視および／または制御回路の一部を形成する。
－ バッテリーセルは、プリント回路基板に対して積層軸Ｅに沿って摺動自在に取り付けられる。
－ ストリップは、金属を主成分とし、好ましくはストリップは、銅製である。
－ ストリップは、金属板である。このようにして金属板の使用は、製造を簡略化し、かつ充放電サイクル中の電極とプリント回路基板との間の電気接続の維持を特に簡単に保証できるようにする。
－ ストリップは、フレキシブルプリント回路基板の一部を形成する。このようにしてストリップの製造は、特に簡易で、かつ安価であり、かつストリップの位置決めおよび溶接は、簡略化される。
－ ストリップの溶接ステップ後、ストリップの両端は、互いに平行に延びる。好ましくは、互いに平行に延びるストリップの両端は、同一平面上にある。
－ ストリップは、一端が負極に溶接される。このようにして、ストリップおよび負極の材料が類似する、すなわち銅である時、溶接が簡略化される。
－ ストリップの両端は、積層軸Ｅと垂直に延びる。このようにして、充放電サイクル中のバッテリーセルの膨張、次に収縮によるバッテリーセルおよびプリント回路基板の相対移動の補償は、ストリップの中央部によって最適に行われる。
－ ストリップの中央部は、積層軸Ｅに沿ったバッテリーセルの移動が、中央部の湾曲によって補償されるように、専ら撓んで湾曲される。
－ ストリップの中央部は、ループ形状に湾曲される。かかるループは、バッテリーセルの熱膨張を特に簡易に吸収することを機能とする。
－ 導電性ストリップは、プリント回路基板では、温度センサに接続され、好ましくは温度センサは、英語の「Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ」の略語ＮＴＣでも知られる負温度係数サーミスタである。
－ 各セルパッケージは、複数のバッテリーセルの積層によって製作される。
－ 各セルパッケージの製作ステップの際に、セルパッケージは、積層軸Ｅに沿った複数のバッテリーセルの積層によって製作され、かつセルパッケージのバッテリーセルの同じ符号の電極は、互いに直接溶接される。
－ 各セルパッケージの製作ステップの際に、第２のバッテリーセルの電極の一端部が自由な状態に留まるように、第１のバッテリーセルの一方の電極は、折り畳まれ、第２のバッテリーセルの同じ符号の電極の中央部に対して接触し、次に直接溶接され、かつ第１のバッテリーセルの電極の一端部が自由な状態に留まるように、第２のバッテリーセルの他方の電極は、折り畳まれ、第１のバッテリーセルの同じ符号の電極の中央部に対して接触し、次に直接溶接される。
－ 各セルパッケージは、積層軸Ｅに沿った複数のバッテリーセルの積層によって製作され、圧縮性材料層および／または放熱板は、セルパッケージの各バッテリーセルが圧縮性材料層および放熱板によって最大限に囲まれるように、隣接した２つのバッテリーセル間に挿入される。「圧縮性材料層」とは、圧縮性材料層が、セルパッケージの他の要素、すなわち第１のバッテリーセルおよび第２のバッテリーセルよりも積層軸Ｅに沿って圧縮可能であることを特に理解せねばならない。
－ 方法は、以下のステップ、すなわち、バッテリーアセンブリの各バッテリーセルが、圧縮性材料層および放熱板によって囲まれるように、圧縮性材料層および／または放熱板を、第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージの間に挿入され、かつ第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージの互いの折り畳みステップ前に、配置するステップを含む。
－ バッテリーセルは、同一であり、かつセルパッケージは、同一である。このようにして、バッテリーセルまたはセルパッケージを選別する必要がないので、製造が簡略化される。
－ 第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージを電気的に直列に接続するために、第１のセルパッケージのバッテリーセルの電極の一端は、第２のセルパッケージのバッテリーセルの反対符号の電極の一端に直接溶接される。

【0010】

本発明は、先に定義されたような方法によって得られるバッテリーアセンブリを同様に対象とする。かかるバッテリーアセンブリは、このようにして、
－ 少なくとも１つのバッテリーセルから形成される第１のセルパッケージと、
－ 少なくとも１つのバッテリーセルから形成される第２のセルパッケージと、
各バッテリーセルはパウチ型であり、互いに対向する２つの電極を含み、
第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージが電気的に直列に接続されるように、第１のセルパッケージのバッテリーセルの電極および第２のセルパッケージのバッテリーセルの反対符号の電極は互いに直接溶接され、
第１のセルパッケージおよび第２のセルパッケージは、これら２つの電極の折り畳みが製作されるように、互いに折り畳まれ、
－ プリント回路基板と、
－ セルパッケージのバッテリーセルの電極とプリント回路基板との間に溶接される導電性ストリップと、
を含み、導電性ストリップは、一端が電極に、他端がプリント回路基板に溶接され、ストリップの中央部が湾曲し、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びる。

【0011】

単独または組み合わせて選択される、バッテリーアセンブリの他の任意の特徴によれば、
－ バッテリーアセンブリは、セルパッケージを受け入れるハウジングを含む。
－ プリント回路基板は、ハウジングに対して固定して取り付けられる。
－ ハウジングは、バッテリーセルの圧縮手段を含む。
－ 各セルパッケージは、電気的に並列に接続される２つのバッテリーセルを含む。
－ 各セルパッケージは、バッテリーセルを含む。
－ バッテリーアセンブリは、少なくとも２つのセルパッケージを含み、好ましくはバッテリーアセンブリは、２０を超えるセルパッケージを含み、さらに好ましくはバッテリーアセンブリは、電気的に直列に接続される、２４のセルパッケージを含む。
－ 各バッテリーセルによって与えられる公称電圧は、約４Ｖである。

【0012】

本発明は、先に定義されたような少なくとも２つのバッテリーアセンブリを含むバッテリーシステムであって、２つのバッテリーアセンブリが、唯一のプリント回路基板を共有するバッテリーシステムも対象とする。このようにして、１つだけのプリント回路基板が、２つのバッテリーアセンブリに共通なので、製造が簡略化される。

【0013】

単独または組み合わせて選択される、バッテリーシステムの他の任意の特徴によれば、
－ バッテリーシステムは、「Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｔｉｃ Ｓｔｏｒａｇｅ」の英語の略語ＥＳＳでも知られる、電気エネルギー静的貯蔵システムである。
－ バッテリーシステムによって与えられる公称電圧は、約１５００Ｖである。

【0014】

本発明は、専ら例として与えられ、かつ添付図面を参照してなされる、以下に続く説明を読めばより良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態による２つのバッテリーアセンブリを含むバッテリーシステムの略正面図である。

【図2】図１に示されるバッテリーシステムの略平面図である。

【図3】第１の実施形態によるバッテリーアセンブリの一部、すなわち２つのセルパッケージの最終仕上げ前の略平面図であり、各セルパッケージは、パウチ型の２つのバッテリーセルからなる。

【図4】図３に示された２つのセルパッケージの製作後の略平面図である。

【図5】図４に示され、かつ電気的に直列に接続された２つのセルパッケージの略平面図である。

【図6】図５に示され、かつ互いに折り畳まれた２つのセルパッケージの略平面図である。

【図7】第２の実施形態による２つのバッテリーアセンブリを含むバッテリーシステムの略平面図である。

【図8】第２の実施形態によるバッテリーアセンブリの一部、すなわち２つのセルパッケージの略平面図であり、各セルパッケージは、パウチ型のバッテリーセルからなる。

【図9】図８に示され、かつ電気的に直列に接続された２つのセルパッケージの略平面図である。

【図10】図９に示された２つのセルパッケージの略平面図である。

【図11】図７に示された第２の実施形態の変形形態による２つのバッテリーアセンブリを含むバッテリーシステムの略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

全図において、同じ参照符号は、同じ要素に係る。

【0017】

この詳細な説明において、以下の実施形態は例である。説明は、１つ以上の実施形態を参照するが、そのことは、特徴が唯一の実施形態にのみ適用されることを意味しない。様々な実施形態の単なる特徴が、他の実施形態を提供するために同様に組み合わされ、かつ／または入れ替えられ得る。

【0018】

図１および図２に、第１の実施形態による２つのバッテリーアセンブリ３、３’を含むバッテリーシステム１を示し、その製造ステップは、図３から図６に示す。

【0019】

図１は、少なくとも２つのバッテリーアセンブリ３、３’と、プリント回路基板５と、を含むバッテリーシステム１を概略的に示す。バッテリーシステム１は、例えば電気エネルギー静的貯蔵システムである。バッテリーシステムによって与えられる公称電圧は、例えば約１５００Ｖである。この実施例において、２つのバッテリーアセンブリ３、３’が、唯一のプリント回路基板５を共有し、プリント回路基板５は、このようにして２つのバッテリーアセンブリ３に共通する。プリント回路基板５は、バッテリーアセンブリ３、３’の監視および／または制御回路の一部を形成する。あるいは、かつ図示しない変形形態によれば、各バッテリーアセンブリ３、３’は、固有のプリント回路基板を含んでも良い。

【0020】

この実施例において、バッテリーアセンブリ３、３’は、同一であり、かつ各バッテリーアセンブリ３、３’は、特に図２に示す２つのセルパッケージ７、９を含む。簡略化のために、２つのセルパッケージ７、９のみが、ここに示されるが、当業者なら、各バッテリーアセンブリ３、３’が、より大きな数のセルパッケージ、好ましくは２０を超えるセルパッケージ、さらに好ましくは電気的に直列に接続される、２４のセルパッケージを含み得ることを容易に理解するであろう。この実施例において、各セルパッケージ７、９は、２つのバッテリーセル１１、１３、１５、１７を含む。各バッテリーセル１１、１３、１５、１７によって与えられる公称電圧は、例えば約４Ｖである。

【0021】

第１のセルパッケージ７および第２のセルパッケージ９の実施形態は、以下に提示され、かつ図３および図４に示される。第１のセルパッケージ７は、パウチ型の２つのバッテリーセル１１、１３を含み、かつ第２のセルパッケージは、パウチ型の２つのバッテリーセル１５、１７を同様に含む。この実施例において、バッテリーセル１１、１３、１５、１７は、同一である。各バッテリーセル１１、１３、１５、１７は、互いに対向した２つの電極、さらに正確には、「＋」と参照される正極またはカソード、および「－」と参照される負極またはアノードを含む。各電極「＋」、「－」は、当初、換言すると各セルパッケージ７、９の製作前に、パウチ型のバッテリーセルの主面と平行に延びる舌片によって形成される。各正極「＋」は、例えばアルミニウムで製作され、かつ各負極「－」は、例えば銅で製作される。簡略化のために、説明の続きにおいて、バッテリーセルの電極は、バッテリーセルの参照と一緒に、例えばバッテリーセル１１の正極「＋」に関して電極１１＋と示される。

【0022】

各セルパッケージ７、９を製作するために、セルパッケージ７、９は、複数のバッテリーセル、この実施例において図３に示すように２つのバッテリーセル１１、１３、１５、１７の積層軸Ｅに沿った積層によって製作される。

【0023】

次に図４に示すように、セルパッケージ７、９のバッテリーセル１１、１３、１５、１７の同じ符号の電極１１＋、１３＋、１１－、１３－、１５＋、１７＋、１５－、１７－は、例えばレーザー溶接によって互いに直接溶接される。さらに正確には、第２のバッテリーセルの電極１３＋、１５＋の一端部が自由な状態に留まるように、第１のバッテリーセル１１、１７の一方の電極１１＋、１７＋が折り畳まれ、第２のバッテリーセル１３、１５の同じ符号の電極１３＋、１５＋の中央部に対して接触し、次に直接溶接され、かつ第１のバッテリーセルの電極１１－、１７－の一端部が自由な状態に留まるように、第２のバッテリーセル１３、１５の他方の電極１３－、１５－が折り畳まれ、第１のバッテリーセル１１、１７の同じ符号の電極１１－、１７－の中央部に対して接触し、次に直接溶接される。このようにして、各セルパッケージ７、９は、電気的に並列に接続される２つのバッテリーセル１１、１３、１５、１７を含む。

【0024】

次に図５に示すように、第１のセルパッケージ７および第２のセルパッケージ９が、整列され、第１のセルパッケージ７のバッテリーセル１３の電極１３＋および第２のセルパッケージ９のバッテリーセル１７の反対符号の電極１７－が重ねられ、これら２つの電極１３＋、１７－が、例えばレーザー溶接によって互いに直接溶接される。このようにして、第１のセルパッケージ７および第２のセルパッケージ９が電気的に直列に接続される。さらに正確には、この実施例において、第１のセルパッケージ７および第２のセルパッケージ９を電気的に直列に接続するために、第１のセルパッケージ７のバッテリーセル１３の電極１３＋の一端は、第２のセルパッケージ９のバッテリーセル１７の反対符号の電極１７－の一端に直接溶接される。

【0025】

その後、第１のセルパッケージ７および第２のセルパッケージ９は、これら２つの電極１３＋、１７－の折り畳みを製作するように互いに折り畳まれる。さらに正確には、第１のセルパッケージ７および第２のセルパッケージ９は、積層軸Ｅに沿って互いに折り畳まれる。このようにして、バッテリーアセンブリ３、３’において、バッテリーセル１１、１３、１７、１５は、積層軸Ｅに沿って積層される。

【0026】

図示しない変形形態によれば、圧縮性材料層および／または放熱板は、セルパッケージ７、９の各バッテリーセル１１、１３が圧縮性材料層および放熱板によって最大限に囲まれるように、隣接した２つのバッテリーセル１１、１３、１５、１７間に挿入される。圧縮性材料層は、第１のバッテリーセル１１、１７および第２のバッテリーセル１３、１５の積層軸Ｅに沿った拡張を吸収するように構成され、かつ圧縮性材料層は、第１のバッテリーセル１１、１７および第２のバッテリーセル１３、１５を互いに熱的に保護するように構成されるように、熱的に絶縁される。このようにして、圧縮性材料層は、バッテリーセル１１、１３、１５、１７の拡張吸収機能、およびバッテリーセル１１、１３、１５、１７の互いの熱的保護機能を同時に、かつ簡易に満たすことを可能にする。

【0027】

バッテリーアセンブリ３、３’は、セルパッケージ７、９を受け入れる、図示しないハウジングを従来含み、ハウジングは、バッテリーセル１１、１３、１５、１７の圧縮手段を含む。プリント回路基板５は、ハウジングに対して固定して取り付けられる。例えば、プリント回路基板５は、ハウジングに対してねじにより固定またはラチェット機構により固定される。その膨張、次に収縮を可能にするために、バッテリーセル１１、１３、１５、１７は、プリント回路基板５に対して積層軸Ｅに沿って摺動自在に取り付けられる。

【0028】

バッテリーセル１１、１３、１５、１７をプリント回路基板５に、例えばその制御または監視のために接続するために、導電性ストリップ１９は、図２に示すように、セルパッケージ９のバッテリーセル１７の電極１７－とプリント回路基板５との間に配置される。例えば、ストリップ１９は、金属板である。この実施例において、ストリップ１９は、金属を主成分とし、さらに正確にはストリップ１９は、銅製である。図示しない変形形態によれば、ストリップ１９は、英語で「ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ」について「フレキシブルＰＣＢ」としても知られる、フレキシブルプリント回路基板の一部を形成する。

【0029】

次にストリップ１９は、一端が電極１７－に、他端がプリント回路基板５に、例えばレーザー溶接によって溶接され、ストリップ１９の中央部が湾曲し、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びる。さらに正確には、ストリップ１９の中央部は、積層軸Ｅに沿ったバッテリーセル１１、１３、１５、１７の移動が、中央部の湾曲によって補償されるように、専ら撓んで湾曲される。その上、この実施例において、特に電極１７－が、銅製の負極であり、かつストリップ１９が同様に銅製であるので、溶接が簡略化される。このようにして、ストリップ１９の溶接ステップ後、ストリップ１９の両端は、互いに平行に延び、かつこの実施例において図２に見られるように、同一平面上にある。その上、ストリップ１９の両端は、積層軸Ｅと垂直に延びる。このようにして、ストリップ１９は、積層軸Ｅに沿った二方向においてバッテリーセル１１、１３、１５、１７の最大移動を補償可能にする。このために、プリント回路基板５は、少なくとも１つのスロット２１、２１’を含み、ストリップ１９は、プリント回路基板５のスロット２１、２１’の縁部に溶接される。

【0030】

この実施例においてさらに正確には、導電性ストリップ１９は、プリント回路基板５では、温度センサ２３、この実施例においては負温度係数サーミスタに接続される。

【0031】

図７は、第２の実施形態によるバッテリーアセンブリ３３を概略的に示し、その製造ステップは、図８から図１０に示される。第２の実施形態によるこのバッテリーアセンブリ３３は、図８に示すように、その２つのセルパッケージ３７、３９が、各々パウチ型の唯一のバッテリーセル１３、１７から形成されることにおいて、先に記載された第１の実施形態によるバッテリーアセンブリ３、３’と異なる。

【0032】

次に、図９および図１０に示すように、第１のセルパッケージ３７および第２のセルパッケージ３９が、整列され、第１のセルパッケージ３７のバッテリーセル１３の電極１３＋および第２のセルパッケージ３９のバッテリーセル１７の反対符号の電極１７－が重ねられ、これら２つの電極１３＋、１７－が、例えばレーザー溶接によって互いに直接溶接される。このようにして、第１のセルパッケージ３７および第２のセルパッケージ３９が電気的に直列に接続される。さらに正確には、図１０に見られるこの実施例において、第１のセルパッケージ３７および第２のセルパッケージ３９を電気的に直列に接続するために、第１のセルパッケージ３７のバッテリーセル１３の電極１３＋の一端は、第２のセルパッケージ３９のバッテリーセル１７の反対符号の電極１７－の一端に直接溶接される。

【0033】

その後、第１のセルパッケージ３７および第２のセルパッケージ３９は、これら２つの電極１３＋、１７－の折り畳みを製作するように互いに折り畳まれる。さらに正確には、第１のセルパッケージ３７および第２のセルパッケージ３９は、積層軸Ｅに沿って互いに折り畳まれる。このようにして、バッテリーアセンブリ３３において、バッテリーセル１３、１７は、図７に示すように、積層軸Ｅに沿って積層される。

【0034】

バッテリーセル１３、１７をプリント回路基板５に、例えばその制御または監視のために接続するために、導電性ストリップ１９は、図７に示すように、セルパッケージ３９のバッテリーセル１７の電極１７－とプリント回路基板５との間に配置される。この実施例において、ストリップ１９は、金属を主成分とし、さらに正確にはストリップ１９は、銅製である。次にストリップ１９は、一端が電極１７－に、他端がプリント回路基板５に、例えばレーザー溶接によって溶接され、ストリップ１９の中央部が湾曲し、両端が平坦であり、かつ互いに平行に延びる。さらに正確には、ストリップ１９の中央部は、積層軸Ｅに沿ったバッテリーセル１３、１７の移動が、中央部の湾曲によって補償されるように、専ら撓んで湾曲される。その上、この実施例において、特に電極１７－が、銅製の負極であり、かつストリップ１９が同様に銅製であるので、溶接が簡略化される。このようにして、ストリップ１９の溶接ステップ後、ストリップ１９の両端は、互いに平行に延び、かつこの実施例において図７に見られるように、同一平面上にある。その上、ストリップ１９の両端は、積層軸Ｅと垂直に延びる。このようにして、ストリップ１９は、積層軸Ｅに沿った二方向においてバッテリーセル１３、１７の最大移動を補償可能にする。このために、プリント回路基板５は、少なくとも１つのスロット２１を含み、ストリップ１９は、プリント回路基板５のスロット２１の縁部に溶接される。

【0035】

この実施例においてさらに正確には、導電性ストリップ１９は、プリント回路基板５では、温度センサ２３、この実施例においては負温度係数サーミスタに接続される。

【0036】

図１１は、第２の実施形態の変形形態によるバッテリーアセンブリ３３を概略的に示す。第２の実施形態のこの変形形態によるこのバッテリーアセンブリ３３は、ストリップ１９の中央部が、ループ形状に湾曲されることにおいて、図７に示され、かつ先に記載されたバッテリーアセンブリ３３と異なる。

【0037】

本発明は、示された実施形態に限定されず、かつ当業者には他の実施形態が、明瞭に現れるであろう。簡略化のために、２つのセルパッケージ７、９または３７、３９のみがここに示されるが、当業者なら、各バッテリーアセンブリ３、３’、３３が、より大きな数のセルパッケージ、好ましくは２０を超えるセルパッケージ、さらに好ましくは電気的に直列に接続される、２４のセルパッケージを含み得ることを容易に理解するであろう。与えられ得る公称電圧を増大させるために、より大きな数のバッテリーアセンブリによりバッテリーシステムを製作すること、または複数のバッテリーシステムを直列に接続することも同様に可能である。

【符号の説明】

【0038】

１ バッテリーシステム
３、３’ バッテリーアセンブリ
５ プリント回路基板
７、９ セルパッケージ
１１、１３、１５、１７ バッテリーセル
１９ ストリップ
２１、２１’ スロット
２３ 温度センサ
３３ バッテリーアセンブリ
３７、３９ セルパッケージ
Ｅ 積層軸
－ 負極
＋ 正極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】