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QUERVERWEIS AUF PARALLELE ANMELDUNG(EN)
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Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-197014 in Anspruch, die am 5. Oktober 2016 in Japan eingereicht wurde und deren Inhalt durch Verweis vollumfänglich aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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In einem bekannten Batteriemodul ist eine Mehrzahl von Batteriezellen mit zwei Elektrodenanschlüssen, nämlich positive und negative Elektrodenanschlüsse, in Reihe geschalten. Die Batteriezellen sind in dem Batteriemodul entsprechend in eine Mehrzahl von Aufnahmeraumabschnitte aufgenommen, die in einem Gehäuse in einer ausgerichteten Weise gebildet sind. In dem Batteriemodul sind die Batteriezellen in Reihe geschaltet, da jede aus einer Mehrzahl von Stromschienen den positiven Elektrodenanschluss und den negativen Elektrodenanschluss der Batteriezellen verbindet, die zueinander in einer Anordnungsrichtung benachbart sind (vgl.
japanische Patentanmeldung mit Offenlegungsnummer 2012-84297 ). Darüber hinaus ist eine Spannungserfassungsleitung mit der Stromschiene verbunden. Die Spannungserfassungsleitung ist z. B. mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) verbunden, die an einem Fahrzeug angebracht ist, und wird zur Steuerung des Ladens des Batteriemoduls und dergleichen durch Ausgeben einer Spannungsinformation der Batteriezelle verwendet, mit der die Stromschiene verbunden ist.
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Wenn eine Stromschiene verwendet wird, um die Batteriezellen zu verbinden, ist die Anzahl von Stromschienen ungefähr gleich der Anzahl, die für die eingehausten Batteriezellen erforderlich ist. Demzufolge ist es schwierig die Herstellungskosten des Batteriemoduls zu verringern. Darüber hinaus ist ein Prozess zur Befestigung jeder Stromschiene an den Elektrodenanschlüssen während der Montage des Batteriemoduls erforderlich. Demzufolge ist es schwierig eine Herstellungszeit zu verringern und die Bearbeitbarkeit zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts Obigem gemacht und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Batteriemodul bereitzustellen, das Batteriezellen verbinden kann, ohne eine Stromschiene zu verbinden.
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Um die oben genannte Aufgabe zu erreichen umfasst ein Batteriemodul gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Batteriezellen, die jeweils zwei Elektrodenanschlüsse aus positiven und negativen Elektrodenanschlüssen aufweisen; ein erstes Aufnahmegehäuse, das eine erste Batteriezellengruppe aufnimmt, die von einem Teil der Batteriezellen gebildet wird; ein zweites Aufnahmegehäuse, das eine zweite Batteriezellengruppe aufnimmt, die von den Batteriezellen gebildet wird, die sich von den Batteriezellen der ersten Batteriezellengruppe unterscheiden; und ein Montagemittel, das das erste Aufnahmegehäuse und das zweite Aufnahmegehäuse in einem montierten Zustand montiert, so dass die Elektrodenanschlüsse in der ersten Batteriezellengruppe den Elektrodenanschlüssen in der zweiten Batteriezellengruppe zugerichtet sind, wobei die zweite Batteriezellengruppe in das zweite Aufnahmegehäuse aufgenommen ist, während sie relativ zu der ersten Batteriezellengruppe geneigt ist, mit dem negativen Elektrodenanschluss von jeder der Batteriezellen in der ersten Batteriezellengruppe verbunden ist, die dem positiven Elektrodenanschluss der Batteriezelle zugerichtet ist, und mit dem positiven Elektrodenanschluss von jeder der Batteriezellen in der ersten Batteriezellengruppe verbunden ist, die dem negativen Elektrodenanschluss der Batteriezelle zugerichtet ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in dem Batteriemodul ferner möglich einen Spannungsdetektor vorzusehen, der zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse und dem zweiten Aufnahmegehäuse in dem montierten Zustand angeordnet ist, wobei der Spannungsdetektor eine Spannungsinformation der Batteriezellen nach außen ausgibt.
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Gemäß wieder einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in dem Batteriemodul möglich, zu konfigurieren, dass der Spannungsdetektor eine Basiseinheit mit einer plattenförmigen Gestalt, die zwischen den Elektrodenanschlüssen der ersten Batteriezellengruppe und den Elektrodenanschlüsse der zweiten Batteriezellengruppe angeordnet ist, wobei die Elektrodenanschlüsse in der ersten Batteriezellengruppe und die Elektrodenanschlüsse in der zweiten Batteriezellengruppe verbunden sind, so dass sie einander zugerichtet sind, und einen Spannungserfassungsleiter umfasst, der an der Basiseinheit bereitgestellt ist, wobei der Spannungserfassungsleiter mit wenigstens einem der Elektrodenanschlüsse von den Elektrodenanschlüssen verbunden ist, die einander zugerichtet und miteinander verbunden sind.
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Gemäß wieder einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in dem Batteriemodul möglich eine Mehrzahl der Spannungserfassungsleiter an der Basiseinheit bereitzustellen.
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Das obige und andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren klarer hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls gemäß einer Ausführungsform;
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2 zeigt eine teilweise auseinandergenommene perspektivische Ansicht des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform;
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Gehäuses und eines zweiten Gehäuses des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform;
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Aufnahmegehäuses und einer ersten Batteriezellengruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform;
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Aufnahmegehäuses und einer zweiten Batteriezellengruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform; und
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6 zeigt eine Darstellung, die eine positionelle Beziehung zwischen der ersten Batteriezellengruppe, der zweiten Batteriezellengruppe und einem Spannungsdetektor darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Darüber hinaus umfassen Komponenten in der folgenden Ausführungsform Komponenten, die durch einen Fachmann leicht ersetzt werden können, oder Komponenten, die im Wesentlichen gleich sind.
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Ausführungsform
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls gemäß einer Ausführungsform. 2 zeigt eine teilweise auseinandergenommene perspektivische Ansicht des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Aufnahmegehäuses und eines zweiten Aufnahmegehäuses des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Aufnahmegehäuses und einer zweiten Batteriezellengruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Aufnahmegehäuses und einer zweiten Batteriezellengruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform. 6 zeigt eine Ansicht, die eine positionelle Beziehung zwischen der ersten Batteriezellengruppe, der zweiten Batteriezellengruppe und einem Spannungsdetektor darstellt. Hier stellt 2 eine auseinandergenommene perspektivische Ansicht des Batteriemoduls ohne Montagemittel dar. Die X-Richtung in jeder der Figuren ist eine Breitenrichtung des Batteriemoduls der vorliegenden Ausführungsform und stellt Richtung dar, in der Elektrodenanschlüsse einander gegenüberliegen. Die Y-Richtung ist eine Tiefenrichtung des Batteriemoduls der vorliegenden Ausführungsform und stellt eine Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung dar. Die Z-Richtung ist eine vertikale Richtung des Batteriemoduls und stellt eine Richtung dar, in der die Batteriezellen angeordnet werden. Die Z-Richtung ist auch eine Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung und der Tiefenrichtung.
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Ein Batteriemodul 1 der vorliegenden Ausführungsform ist z. B. an einem Elektrofahrzeug (EV) und einem Hybridfahrzeug (HV und PHV) montiert und wird dazu verwendet, eine sich drehende elektrische Maschine, die eine Antriebsquelle darstellt, mit elektrischer Energie zu versorgen und die elektrische Energie, die durch die sich drehende elektrische Maschine erzeugt wird, zu speichern (Laden). Gemäß der Darstellung in den 1 bis 6 macht es das Batteriemodul 1 durch eine Reihenschaltung von einer Mehrzahl von Batteriezellen 2 möglich, eine hohe ausgegebene Energie zu erhalten die der erforderlichen Ausgabe des Fahrzeugs entspricht. Das Batteriemodul 1 umfasst die Batteriezellen 2, ein erstes Aufnahmegehäuse 3, ein zweites Aufnahmegehäuse 4 und einen Spannungsdetektor 5, ein Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 und Montagemittel 8.
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Die Batteriezellen 2 sind Sekundärbatterien, wie z. B. Nickelwasserstoff-Batterien und Lithiumionen-Batterien, die wiederholt aufgeladen und entladen werden können. Gemäß der Darstellung in den 2, 4 und 5 weist jede der Batteriezellen 2 der vorliegenden Ausführungsform eine rechteckige Quadergestalt auf und weist zwei Elektrodenanschlüsse 22 und 22 auf, nämlich einen positiven Elektrodenanschluss 22+ und einen negativen Elektrodenanschluss 22–, die eine Leitfähigkeit aufweisen und an einer Elektrodenoberfläche 21 gebildet sind. Der positive Elektrodenanschluss 22+ und der negative Elektrodenanschluss 22– sind an beiden Enden der Elektrodenoberfläche 21 in der Längsrichtung gebildet und voneinander getrennt. Der positive Elektrodenanschluss 22+ und der negative Elektrodenanschluss 22– der vorliegenden Ausführungsform sind aus einem elastischen leitfähigen Material gebildet, wie z. B. Metallblattfedern, und sind elastisch deformierbar. In einer Ansicht der Batteriezelle 2 in der vertikalen Richtung (Seitenflächenseite) sind der positive Elektrodenanschluss 22+ und der negative Elektrodenanschluss 22– jeweils in einer V-Gestalt mit einer Öffnung zu dem Mittelabschnitt der Elektrodenoberfläche 21 in der Längsrichtung gebildet. Eines der Enden des positiven Elektrodenanschlusses 22+ und des negativen Elektrodenanschlusses 22– ist an der Elektrodenoberfläche 21 angebracht und das andere Ende des positiven Elektrodenanschlusses 22+ und des negativen Elektrodenanschlusses 22– ist von der Elektrodenoberfläche 21 in der vertikalen Richtung der Batteriezelle 2 getrennt. Wenn der positive Elektrodenanschluss 22+ und der negative Elektroden 22– zu der Seite der Elektrodenoberfläche 21 hin gepresst werden, werden der positive Elektrodenanschluss 22+ und der negative Elektrodenanschluss 22– zu der Seite der Elektrodenoberfläche 21 hin elastisch deformiert. Hier sind die Batteriezellen 2 in eine erste Batteriezellengruppe 2A und eine zweite Batteriezellengruppe 2B unterteilt. Die erste Batteriezellengruppe 2A stellt einen Teil der Batteriezellen 2 dar und die Batteriezellen 2 sind in das erste Aufnahmegehäuse 3 aufgenommen. Die zweite Batteriezellengruppe 2B stellt einen Teil der Batteriezellen 2 dar und stellt die Batteriezellen 2 dar, die in das zweite Aufnahmegehäuse 4 aufzunehmen sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl von Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B um eins kleiner als die Anzahl der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A.
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Gemäß der Darstellung in den 2 bis 4 nimmt das erste Aufnahmegehäuse die erste Batteriezellengruppe 2A auf. Das erste Aufnahmegehäuse 3 sieht die Elektrodenanschlüsse 22 von jeder der Batteriezellen 2 der ersten Batteriezellengruppe 2A, die in das erste Aufnahmegehäuse 3 aufgenommen sind, gegenüber den Elektrodenanschlüssen 22 von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B vor. Das erste Aufnahmegehäuse 3 in der vorliegenden Ausführungsform weist eine rechteckige Quadergestalt auf und umfasst eine Mehrzahl von Aufnahmeraumabschnitten 31, ein erstes Einsteckteil 32 und ein zweites Einsteckteil 33. Die Aufnahmeraumabschnitte 31 nehmen jeweils die Batteriezelle 2 der ersten Batteriezellengruppe 2A auf und sind in der vertikalen Richtung ausgerichtet. Die Aufnahmeraumabschnitte 31 nehmen die Batteriezellen 2 auf, so dass die positive Elektrodenanschlüsse 22+ und die negativen Elektrodenanschlüsse 22– der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A, die aufzunehmen sind, in der Richtung ausgerichtet sind, in der die Batteriezellen 2 angeordnet werden, mit anderen Worten in der vertikalen Richtung. Hier nimmt das erste Aufnahmegehäuse 3 die Batteriezellen 2 auf, so dass die positive Elektrodenanschlüsse 22+ und die negativen Elektrodenanschlüsse 22– der Batteriezelle in der ersten Batteriezellengruppe 2A, die aufzunehmen ist, in der Richtung ausgerichtet werden, in der die Batteriezellen 2 angeordnet sind, mit anderen Worten in der vertikalen Richtung. Die Aufnahmeraumabschnitte 31 sind in der Tiefenrichtung parallel gebildet und nehmen die Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A in der Tiefenrichtung parallel auf. Jeder der Aufnahmeraumabschnitte 31 ist mit einer Öffnung, die an einer gegenüberliegenden Oberfläche 34 des ersten Gehäuses 3 an der Seite des zweiten Aufnahmegehäuses 4 in der Breitenrichtung gebildet ist, in Verbindung. In einer Ansicht entlang der Tiefenrichtung nimmt jeder Aufnahmeraumabschnitt 31 die Batteriezelle 2 in einem Zustand auf, in dem die Elektrodenanschlüsse 22 von der Öffnung zu der Seite des zweiten Aufnahmegehäuses 4 hervorstehen, während die Batteriezellen 2 in die Aufnahmeraumabschnitte 31 aufgenommen sind. Das erste Einsteckteil 32 ist in eine erste Einstecköffnung 42 eingesteckt, die später beschrieben wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Einsteckteil 32 in einer plattenförmigen Gestalt gebildet. Das erste Einsteckteil 32 ist an einem der Enden der gegenüberliegenden Fläche 34 in der vertikalen Richtung und an einem der Enden der gegenüberliegenden Oberfläche 34 in der Tiefenrichtung gebildet. Das zweite Einsteckteil 32 ist in eine zweite Einstecköffnung 43 eingesteckt, die unten beschrieben wird, und ist in der vorliegenden Ausführungsform in einer plattenförmigen Gestalt gebildet. Das zweite Einsteckteil 33 ist an dem anderen Ende der gegenüberliegenden Oberfläche 34 in der vertikalen Richtung und an dem anderen Ende der gegenüberliegenden Oberfläche 34 in der Tiefenrichtung gebildet. Hier weist das zweite Einsteckteil 33 eine Gestalt auf, die sich von einer Gestalt des ersten Einsteckteils 32 unterscheidet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Einsteckteil 33 gebildet, so dass es größer ist als das erste Einsteckteil 32.
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Gemäß der Darstellung in 2, 3 und 5 nimmt das zweite Aufnahmegehäuse 4 die zweite Batteriezellengruppe 2B auf. Das zweite Aufnahmegehäuse 4 sieht die Elektrodenanschlüsse 22 von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die in das zweite Aufnahmegehäuse 4 aufgenommen sind, gegenüber den Elektrodenanschlüssen 22 von jeder der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A vor. Das zweite Aufnahmegehäuse 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine rechteckige Quadergestalt auf und umfasst eine Mehrzahl von Aufnahmeraumabschnitten 41, die erste Einstecköffnung 42 und die zweite Einstecköffnung 43. Hier nimmt das zweite Aufnahmegehäuse 4 die Batteriezellen 2 auf, so dass der positive Elektrodenanschluss 22+ und der negative Elektrodenanschluss 22– der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die aufzunehmen sind, in der Anordnungsrichtung der Batteriezellen 2, mit anderen Worten in der vertikalen Richtung, ausgerichtet sind. Die Aufnahmeraumabschnitte 41 nehmen jeweils die Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B auf und sind in der vertikalen Richtung ausgerichtet. Die Aufnahmeraumabschnitte 41 sind bezüglich der Tiefenrichtung geneigt und jedes nimmt die Batteriezelle 2 in die zweite Batteriezellengruppe 2B relativ zu der Tiefenrichtung schräg auf. Hier sind die Aufnahmeraumabschnitte 41 relativ zu der Tiefenrichtung geneigt (vgl. 1 und 3), während das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 durch die Montagemittel 8 angebracht sind und sich in einem montierten Zustand befinden. Demzufolge ist der positive Elektrodenanschluss 22+ von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die in den Aufnahmeraumabschnitt 41 aufgenommen is, dem negativen Elektrodenanschluss 22– von jeder der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A, die in das erste Aufnahmegehäuse 3 aufgenommen ist, zugerichtet (vgl. 3 bis 6). Mit anderen Worten, der positive Elektrodenanschluss 22+ von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die in den Aufnahmeraumabschnitt 41 aufgenommen ist, liegt dem negativen Elektrodenanschluss 22– von jeder der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A gegenüber, die in das erste Aufnahmegehäuse 3 in der Breitenrichtung aufgenommen ist. Darüber hinaus ist der negative Elektrodenanschluss 22– von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die in den Aufnahmeraumabschnitt 41 aufgenommen ist, dem positive Elektrodenanschluss 22+ von jeder der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A zugerichtet, die in das erste Aufnahmegehäuse 3 aufgenommen ist. Mit anderen Worten, der negative Elektrodenanschluss 22– von jeder Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die in den Aufnahmeraumabschnitt 41 aufgenommen ist, liegt dem positiven Elektrodenanschluss 22+ von jeder der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A gegenüber, die in das erste Aufnahmegehäuse 3 in der Breitenrichtung aufgenommen ist. Der Aufnahmeraumabschnitt 41 ist mit einer Öffnung verbunden, die an einer gegenüberliegenden Oberfläche 44 des zweiten Aufnahmegehäuses 4 an der Seite des ersten Gehäuses 3 in der Breitenrichtung angeordnet ist. In einer Ansicht entlang der Tiefenrichtung, während die Batteriezellen 2 in den Aufnahmeraumabschnitt 41 aufgenommen sind, nimmt der Aufnahmeraumabschnitt 41 die Batteriezelle 2 in einem Zustand auf, in dem die Elektrodenanschlüsse 22 von der Öffnung zu der Seite des ersten Gehäuses 3 hervorstehen. Das erste Einsteckteil 32 ist in die erste Einstecköffnung 42 eingesteckt und die erste Einstecköffnung 42 ist in einer Gestalt gebildet, so dass verhindert wird, dass sich das erste Einsteckteil 32 in der Breitenrichtung und der Tiefenrichtung bewegt. Die Einstecköffnung 42 ist an einem der Enden der gegenüberliegenden Oberfläche 44 in der vertikalen Richtung und an einem der Enden der gegenüberliegenden Oberfläche 44 in der Tiefenrichtung gebildet. Das zweite Einsteckteil 33 ist in die zweite Einstecköffnung 43 eingesteckt. Die zweite Einstecköffnung 43 ist in einer Gestalt gebildet, so dass verhindert wird, dass sich das eingesteckte zweite Einsteckteil 33 in der Breitenrichtung und der Tiefenrichtung bewegt. Die zweite Einstecköffnung 43 ist an dem anderen Ende der gegenüberliegenden Oberfläche 44 in der vertikalen Richtung und an dem anderen Ende der gegenüberliegenden Oberfläche 44 in der Tiefenrichtung gebildet. Die zweite Einstecköffnung 43 weist hier eine Gestalt auf, die sich von einer Gestalt der ersten Einstecköffnung 42 unterscheidet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Einstecköffnung 43 gebildet, so dass sie größer ist als die erste Einstecköffnung 42.
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Gemäß der Darstellung in 1. 2 und 8 gibt der Spannungsdetektor 5 eine Spannungsinformation von jeder der Batteriezellen 2, die mit jedem aus einer Mehrzahl von Spannungserfassungsleitern 52 verbunden ist, nach außen aus. Während das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 montiert werden, ist der Spannungsdetektor 5 zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 angeordnet. Der Spannungsdetektor 5 umfasst eine Basiseinheit 51, die Spannungserfassungsleiter 52 und einen Verbinder 53. Die Spannungsinformation wird der ECU zugeführt, die nicht dargestellt ist und durch den Verbinder 53 an einem Fahrzeug angebracht ist. Die Spannungsinformation wird zur Steuerung des Ladens und Entladens des Batteriemoduls 1 auf Grundlage der erhaltenen Spannungsinformation verwendet.
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Die Spannungserfassungsleiter 52 sind an der Basiseinheit 51 bereitgestellt. Die Basiseinheit 51 der vorliegenden Ausführungsform stellt eine einzelne flexible gedruckte Leiterplatte dar, die eine Flexibilität aufweist, und wird mit den Spannungserfassungsleitern 52 bereitgestellt. Die Basiseinheit 51 weist eine plattenförmige Gestalt auf und umfasst eine Hauptkörpereinheit 51a und eine Verbindungseinheit 51b. Die Hauptkörpereinheit 51a ist in einer plattenförmigen Gestalt gebildet und ist zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 in der ersten Batteriezellengruppe 2A und den Elektrodenanschlüssen 22 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B angeordnet. Die Elektrodenanschlüsse 22 in der ersten Batteriezellengruppe 2A und die Elektrodenanschlüsse 22 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B sind miteinander verbunden, wobei sie einander zugerichtet sind. Gemäß der Darstellung in 6 treten der positive Elektrodenanschluss 22+ von einer der Batteriezellen 2 und der negative Elektrodenanschluss 22– der anderen Batteriezelle 2 der zwei Batteriezellen 2, die einander zugerichtet sind, an der Kontaktfläche miteinander in Kontakt, während sich das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 in einem montierten Zustand befinden. Beide Enden der Hauptkörpereinheit 51a sind in der Tiefenrichtung angeordnet, so dass sie einen Teil der Kontaktfläche in der Breitenrichtung überlagern. Hier wird die Basiseinheit 51 zwischen den zwei einander zugerichteten Elektrodenanschlüssen 22 durch die elastische Rückkehrkraft der zwei einander zugerichteten Elektrodenanschlüsse 22 gehalten. Die Basiseinheit 51 ist darüber hinaus zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 angebracht. Die Verbindungseinheit 51 befindet sich außerhalb des Batteriemoduls 1 und steht aus dem Batteriemodul 1 in einer Richtung in der Tiefenrichtung hervor und der Verbinder 53 ist an dem Spitzenendabschnitt der Verbindungseinheit 51b montiert.
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Die Spannungserfassungsleiter 52 sind an der Basiseinheit 51 bereitgestellt und jeder der Spannungserfassungsleiter 52 ist mit wenigstens einem der Elektrodenanschlüsse 22 der zwei Elektrodenanschlüssen 22 verbunden, die verbunden und einander zugerichtet sind. Die Spannungserfassungsleiter 52 der vorliegenden Ausführungsform sind an der Basiseinheit 51 als gedruckte Drähte gebildet und jeder der Spannungserfassungsleiter 52 ist mit dem Elektrodenanschluss 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A, die dem Elektrodenanschluss 22 der Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B zugerichtet ist, unter den Elektrodenanschlüssen 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A verbunden. Die Spannungserfassungsleiter 52 sind an einer der Oberflächen der Basiseinheit 51 in der Breitenrichtung an der Seite gegenüber der ersten Batteriezellengruppe 2A gebildet. Jeder der Spannungserfassungsleiter 52 ist an der Basiseinheit 51 bis zu der Position gebildet, an der eines der Enden des Spannungserfassungsleiters 52 in der Breitenrichtung den Elektrodenanschlüssen gegenüberliegt, die einander gegenüberliegend verbunden sind. Das andere Ende des Spannungserfassungsleiters 52 ist mit einem nicht dargestellten Anschluss des Verbinders 53 über die Verbindungseinheit 51b verbunden.
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Das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 verbindet die Batteriezellen 2, die in dem Batteriemodul 1 in Reihe geschaltet sind, mit einer externen Elektronikvorrichtung. Das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 ist jeweils aus einer Metallplatte mit einer Leitfähigkeit gebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Anschlusselektrode 6 gemäß der Darstellung in 6 eine positive Anschlusselektrode dar und die Anschlusselektrode 7 stellt eine negative Anschlusselektrode dar. Während sich das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 in einem montierten Zustand befinden, ist das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 angeordnet, so dass sie mit den Elektrodenanschlüssen 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A überlappen, die unter den Elektrodenanschlüssen 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A nicht verbunden sind, wobei sie den Elektrodenanschlüssen 22 der Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B in der Breitenrichtung zugerichtet sind. Mit anderen Worten, das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 ist angeordnet, so dass es den positiven Elektrodenanschluss 22+ der Batteriezelle 2, der an einer Endseite in der vertikalen Richtung angeordnet ist, und den negativen Elektrodenanschluss 22– der Batteriezelle 2 in der Breitenrichtung überlappt, der an der anderen Endseite in der vertikalen Richtung angeordnet ist. Hier wird die Anschlusselektrode 6 zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 22+ und der gegenüberliegenden Oberfläche 44 durch die elastische Rückstellkraft des positiven Elektrodenanschluss 22+ gehalten. Die Anschlusselektrode 7 wird zwischen dem negativen Elektrodenanschluss 22– und der gegenüberliegenden Oberfläche 34 durch die elastische Rückstellkraft des negativen Elektrodenanschlusses 22– gehalten. Demzufolge ist das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 angebracht.
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Die Montagemittel 8 montieren das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4, so dass die Elektrodenanschlüsse 22 in der ersten Batteriezellengruppe 2A den Elektrodenanschlüssen 22 in der zweiten Batteriezellengruppe zugerichtet sind. Die Montagemittel 8 der vorliegenden Ausführungsform umgreifen das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 von der Außenseite in der Breitenrichtung und eine Mehrzahl der Montagemittel 8 wird in der Tiefenrichtung und der vertikalen Richtung bereitgestellt.
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Als Nächstes wird die Montage des Batteriemoduls 1 beschrieben. Gemäß der Darstellung in 4 nimmt als Erstes ein Arbeiter die Batteriezellen 2 der ersten Batteriezellengruppe 2A in das erste Aufnahmegehäuse 3 auf. Hier nimmt der Arbeiter jede der Batteriezellen 2 in jeden der Aufnahmeraumabschnitte 31 auf, so dass sich in der Tiefenrichtung die Seite des ersten Einsteckteils 32 an dem positiven Elektrodenanschluss 22+ befindet und die Seite des zweiten Einsteckteils 33 an dem negativen Elektrodenanschluss 22– befindet. In dieser Weise werden die Batteriezellen 2 in die Aufnahmeraumabschnitte 31 aufgenommen, so dass die positiven Elektrodenanschlüsse 22+ der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A in der nach oben gerichteten Richtung ausgerichtet sind und die negativen Elektrodenanschlüsse 22– der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A in der nach oben gerichteten Richtung ausgerichtet sind. Gemäß der Darstellung in 5 nimmt als Nächstes der Arbeiter die Batteriezellen 2 der zweiten Batteriezellengruppe 2B in das zweite Aufnahmegehäuse 4 auf. Hier nimmt der Arbeiter die Batteriezellen 2 in die Aufnahmeraumabschnitte 41 auf, so dass sich in der Tiefenrichtung die Seite der ersten Einstecköffnung 42 an dem negativen Elektrodenanschluss 22– befindet und die Seite der zweiten Einstecköffnung 43 an dem positiven Elektrodenanschluss 22+ befindet. In dieser Weise werden die Batteriezellen 2 in die Aufnahmeraumabschnitte 41 aufgenommen, so dass die positiven Elektrodenanschlüsse 22+ der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B in der nach oben gerichteten Richtung ausgerichtet sind und die negativen Elektrodenanschlüsse 22– der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B in der nach oben gerichteten Richtung ausgerichtet sind.
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Als Nächstes ordnet der Arbeiter das erste Aufnahmegehäuse 3, das die Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A aufnimmt, und das zweite Aufnahmegehäuse 4, das die Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B aufnimmt, an, so dass das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 in der Breitenrichtung beabstandet und einander zugerichtet sind. In diesem Prozess bildet der Arbeiter das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4, so dass sie einander zugerichtet sind, so dass das erste Einsteckteil 32 der ersten Einstecköffnung 42 und das zweite Einsteckteil 33 der zweiten Einstecköffnung 43 in der Breitenrichtung zugerichtet ist. Als Nächstes, wie in 2 dargestellt ist, ordnet der Arbeiter die Basiseinheit 51 des Spannungsdetektors 5 und das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 an, so dass der Spannungsdetektor 5 und das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 die Elektrodenanschlüsse 22, die in der Breitenrichtung entsprechend zu verbinden sind, überlappen. Als Nächstes bringt der Arbeiter eines der Gehäuse von dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 in der Breitenrichtung nahe zu dem anderen Gehäuse. Demzufolge wird das erste Einsteckteil 32 in die erste Einstecköffnung 42 eingesteckt und das zweite Einsteckteil 33 wird in die zweite Einstecköffnung 43 eingesteckt. In diesem Prozess kann das zweite Einsteckteil 33 nicht in die erste Einstecköffnung 42 eingesteckt werden, da sich die Gestalten des ersten Einsteckteils 32 und des zweiten Einsteckteils 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden. Demzufolge ist es möglich zu verhindern, dass die Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 des ersten Gehäuses 3 und die Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 des zweiten Aufnahmegehäuses 4 in einer falschen Richtung verbunden werden. Der Arbeiter kann ferner das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 näher zueinander bringen und die einander zugerichteten Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A und die Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B verbinden (in Kontakt bringen). In dieser Weise werden die Batteriezellen 2 in Reihe geschaltet. In diesem Prozess wird die Basiseinheit 51 zwischen den einander zugerichtet verbundenen Elektrodenanschlüssen 22 gehalten und das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7 wird zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 und den entsprechenden gegenüberliegenden Oberflächen 34 und 44 gehalten. Demzufolge sind die Spannungserfassungsleiter 52 und das Paar von Anschlusselektroden 6 und 7, die an der Basiseinheit 51 bereitgestellt sind, mit den Elektrodenanschlüssen 22 verbunden, die zu verbinden sind.
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Als Nächstes montiert der Arbeiter das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 unter Verwendung der Montagemittel 8, während die einander zugerichteten Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A und die Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B verbunden sind. In dieser Weise wird die Montage des Batteriemoduls 1 abgeschlossen. Demzufolge wird die relative Bewegung des ersten Gehäuses 3 und des zweiten Aufnahmegehäuses 4 begrenzt und die Verbindung zwischen den einander zugerichteten Elektrodenanschlüssen 22 der Batteriezelle 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A und den Elektrodenanschlüsse 22 der Batteriezelle 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B wird aufrechterhalten.
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Auf diese Weise befinden sich das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 in dem Batteriemodul 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform in einem montierten Zustand. Demzufolge wird der positive Elektrodenanschluss 22+ von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B, die relativ zu der ersten Batteriezellengruppe 2A geneigt ist, mit dem zugerichteten negativen Elektrodenanschluss 22– in der ersten Batteriezellengruppe 2A verbunden. Darüber hinaus wird der negative Elektrodenanschluss 22– von jeder der Batteriezellen 2 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B mit dem zugerichteten positiven Elektrodenanschluss 22+ von jeder der Batteriezellen 2 in der ersten Batteriezellengruppe 2A verbunden. Demzufolge ist es möglich die Batteriezellen 2 und 2 ohne Verwendung einer Stromschiene zum Verbinden der Elektrodenanschlüsse 22 in der ersten Batteriezellengruppe 2A mit den Elektrodenanschlüssen 22 in der zweiten Batteriezellengruppe 2B direkt zu verbinden. Demzufolge ist es möglich die Herstellungskosten des Batteriemoduls 1 zu verringern. Darüber hinaus ist es während der Montage des Batteriemoduls 1 nicht erforderlich, die Stromschienen an den Elektrodenanschlüssen 22 anzubringen, wodurch die Herstellungszeit verringert und die Bearbeitbarkeit verbessert wird. Ferner ist es möglich das Gewicht des Batteriemoduls 1 zu verringern, da keine metallischen Stromschienen verwendet werden.
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Wenn die Stromschiene verwendet wird, um die Elektrodenanschlüsse 22 zu verbinden und eine Schraube oder dergleichen verwendet wird, um die Stromschiene an den Elektrodenanschlüssen 22 zu befestigen, ist ein Arbeitsraum zur Verwendung des Befestigungswerkzeugs in dem Batteriemodul 1 erforderlich. Wenn die Stromschiene an die Elektrodenanschlüsse 22 geschweißt wird, ist darüber hinaus ein Raum zum Schweißen der Stromschiene in dem Batteriemodul 1 erforderlich. In dem Batteriemodul 1 der obigen Ausführungsform ist es möglich ein raumsparendes Batteriemodul 1 zu erhalten, da keine Stromschiene verwendet wird.
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In dem Batteriemodul 1 der oben beschriebenen Ausführungsform kann eine Spannungsinformation von jeder der Batteriezellen 2 durch den Spannungsdetektor 5 nach außen ausgegeben werden, der zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 angeordnet ist und der die Basiseinheit 51 umfasst, die mit den Spannungserfassungsleitern 52 bereitgestellt ist. Demzufolge ist es durch Anordnen der Basiseinheit 51 zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 und 22 möglich, die Spannungserfassungsleiter 52 mit den Elektrodenanschlüssen 22 zu verbinden. in dieser Weise wird die Basiseinheit 51 zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 und 22 angeordnet, wenn die Spannungserfassungsleiter 52 an dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 während der Montage des Batteriemoduls 1 angebracht werden. Demzufolge ist es möglich die Herstellungszeit zu verringern und die Bearbeitbarkeit zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich die Spannungsinformation der Batteriezelle 2 durch Anordnen der Basiseinheit 51 mit der plattenförmigen Gestalt zwischen dem ersten Aufnahmegehäuse 3 und dem zweiten Aufnahmegehäuse 4 nach außen auszugeben. Demzufolge ist es möglich das raumsparende Batteriemodul 1 zu erhalten.
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Die Spannungserfassungsleiter 52, die mit den Elektrodenanschlüssen 22 verbunden sind, werden an einer einzelnen Basiseinheit 51 bereitgestellt. Demzufolge werden die Elektrodenanschlüsse 22 mit den Spannungserfassungsleitern 52 durch Anordnen der Basiseinheit 51 zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 und 22 verbunden. Demzufolge ist es weiterhin möglich die Herstellungszeit zu verringern und die Bearbeitbarkeit zu verbessern.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die einander zugerichteten Elektrodenanschlüsse 22 und 22 direkt verbunden. Dies ist jedoch nicht beschränkend und der Spannungsdetektor 5 kann zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 und 22 angeordnet sein, die einander zugerichtet und verbunden sind. In diesem Fall können die Elektrodenverbindungsleiter an beiden Oberflächen der Basiseinheit 51 in der Breitenrichtung gebildet sein, so dass sie einander in der Breitenrichtung zugerichtet sind. Die einander zugerichteten Elektrodenverbindungsleiter können unter Verwendung des Verbindungsleiters verbunden sein, der an der Basiseinheit 51 bereitgestellt ist. In dieser Weise sind die einander zugerichteten Elektrodenanschlüsse 22 und 22 mit den entsprechenden Elektrodenverbindungsleitern verbunden. Demzufolge ist es möglich die einander zugerichteten Elektrodenanschlüsse 22 und 22 durch den Spannungsdetektor 5 zu verbinden.
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Jedes der Montagemittel 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht speziell beschränkt, solange das Montagemittel 8 das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 montieren kann. Beispielsweise kann das Montagemittel 8 ein verbindendes Band, um das erste Aufnahmegehäuse 3 und das zweite Aufnahmegehäuse 4 miteinander zu verbinden, ein Gehäuse zum gemeinsamen Aufnehmen des ersten Gehäuses 3 und des zweiten Aufnahmegehäuses 4, ein Befestigungswerkzeug zur direkten Befestigung des ersten Gehäuses 3 und des zweiten Aufnahmegehäuses 4 und dergleichen sein.
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Die Basiseinheit 51 der vorliegenden Ausführungsform ist mit den Spannungserfassungsleitern 52 bereitgestellt, die mit den Elektrodenanschlüssen 22 und 22 verbunden sind. Die Basiseinheit 51 der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt und einer der Spannungserfassungsleiter 52 kann an einer einzelnen Basiseinheit 51 bereitgestellt sein und der Spannungsdetektor 5 kann aus einer Mehrzahl von Basiseinheiten 51 gebildet sein.
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In der obigen Ausführungsform sind die Elektrodenanschlüsse 22 elastisch deformierbar. Dies ist jedoch nicht beschränkend und es kann ein elastisches leitfähiges Material, das eine elastische Leitfähigkeit aufweisen kann, wie z. B. ein leitfähiger Gummi, zwischen den einander zugerichteten Elektrodenanschlüssen 22 und 22 angeordnet sein.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Spannungserfassungsleiter 52 an der Basiseinheit 51 mit der plattenförmigen Gestalt als der Spannungsdetektor 5 bereitgestellt. Dies ist jedoch nicht beschränkend und die Spannungserfassungsleiter 52 können Drähte darstellen, die mit einem Isolator beschichtet sind. In diesem Fall kann eines der Enden des Spannungserfassungsleiters 52 mit einem Abschnitt zwischen den einander zugerichteten Elektrodenanschlüssen 22 und 22 elektrisch verbunden sein und des andere Ende des Spannungserfassungsleiters 52 kann mit einem Anschluss des Verbinders 53 elektrisch verbunden sein, der nicht dargestellt ist.
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Das Batteriemodul der vorliegenden Ausführungsform zeigt vorteilhafte Effekte, so dass es mit den Batteriezellen ohne Verwendung einer Stromschiene verbunden werden kann.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen für eine vollständige und klare Beschreibung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht entsprechend beschränkt, sondern können als alle Modifizierungen und alternativen Aufbauten ausführend angesehen werden, die der Fachmann als in die grundsätzliche Lehre fallend ansieht, die hierin dargestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016-197014 [0001]
- JP 2012-84297 [0003]
