JP2019519886A - カバーアッセンブリを含むバッテリモジュール - Google Patents

カバーアッセンブリを含むバッテリモジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2019519886A
JP2019519886A JP2018560546A JP2018560546A JP2019519886A JP 2019519886 A JP2019519886 A JP 2019519886A JP 2018560546 A JP2018560546 A JP 2018560546A JP 2018560546 A JP2018560546 A JP 2018560546A JP 2019519886 A JP2019519886 A JP 2019519886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
frame
skirt
facing
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018560546A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6824291B2 (ja
Inventor
ミロン クリストファー
ミロン クリストファー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2019519886A publication Critical patent/JP2019519886A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6824291B2 publication Critical patent/JP6824291B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本発明は、電気化学セル（２０）を収納するためのバッテリモジュール（２）に関し、このバッテリモジュールはカバーアッセンブリ（３０）を有しており、このカバーアッセンブリは、セルの端部を取り囲み、セルに圧縮力を加える内側フレーム（６２）と、この内側フレームの外側面にスナップ嵌合し、バッテリシステムの補助的な構造を支持する中間フレームと、この中間フレームの外側面にスナップ嵌合する外側カバー（３２）と、を含んでいる。

Description

背景
１．技術分野
本発明は、電気化学セルを収容するためのバッテリモジュールであって、カバーアッセンブリを含んでいて、このカバーアッセンブリは、セルの端部を取り囲み、セルの端部に圧縮力を加える内側フレームを含む、バッテリモジュールに関する。
２．関連技術の説明
バッテリパックは、ポータブル電子機器から再生可能な電力システムや環境にやさしい車両まで、様々な技術分野のために電力を提供する。例えば、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は、燃料効率を高めるために、燃焼機関と組み合わせてバッテリパックと電動機とを使用する。バッテリパックは複数のバッテリモジュールから成っていて、各バッテリモジュールは、複数の電気化学セルを含む。これらのセルは、２次元または３次元配列で密接に配置されていて、電気的に直列または並列に接続される。同様に、これらのバッテリパック内のバッテリモジュールも、電気的に直列または並列に接続される。
従来のいくつかのバッテリモジュールおよびバッテリパックはハウジングを有していて、これらのハウジングは溶接された鋼構成部品から成っている。しかしながら、ハウジングを形成するために使用される溶接プロセスはコストが高い場合があり、ハウジング内に望ましくない導電性粒子が結果的に生成されることもあり、場合によっては高い故障率を有する恐れもある。製造コストが低く、信頼性の高い改良されたハウジングを提供することが所望されている。
概要
いくつかの態様では、バッテリモジュールは、電気化学セルのアレイを支持するように構成されている。このモジュールはカバーアッセンブリを含み、このカバーアッセンブリは、外側カバーと、内側フレームと、外側カバーと内側フレームとの間に位置する中間フレームとを有している。内側フレームは、内側プレートを含み、内側プレートは、内側プレート周縁に接して画定されている内側プレート外向き面を有している。内側プレートは、内側プレート周縁から間隔を置いて位置する、内側プレート外向き面に形成されているアクセス開口を有している。内側フレームは、内側プレート周縁から、内側プレート外向き面に対して垂直方向に突出しているスカートを含む。スカートは、内側プレート周縁に接合されているスカート内向き面と、スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを含む。内側フレームは、スカート外向き面から外側に延在しており、内側プレートに対して平行な方向に延在している脚部を含む。中間フレームは、スナップ嵌め接続により内側フレームに固定されており、外側カバーは、スナップ嵌め接続により中間フレームに固定されている。
バッテリモジュールは、以下の特徴の１つ以上を含んでいてもよい：中間フレームは、側壁と、側壁の互いに向かい合う内面の間に延在する格子状のエレメントとを含む。格子状のエレメントは、外側カバーに面した第１の面と、内側フレームに面した第２の面とを含む。格子状のエレメントは、第１の面に対して垂直方向でアクセス開口に整列する格子開口を含んでいる。中間フレームは、第２の面に対して垂直方向で側壁から下方に延在するフレームラッチを含む。スカートは、フレームラッチを収容し、フレームラッチに係合し、これにより中間フレームが内側フレームに固定されるように構成された、互いに間隔を置いて配置されたラッチ開口を含む。外側カバーは外側プレートを含み、外側プレートは、外側プレート外向き面と、外側プレート外向き面の反対側であって、中間フレームに面した外側プレート内向き面と、外側プレート外向き面と外側プレート内向き面との間に延在する外側プレート周縁と、を有している。外側カバーは、外側プレート周縁から、外側プレート内向き面に対して垂直方向で下方に延在している外側カバーラッチを含む。外側プレート周縁は、中間フレーム側壁の内面に面しており、外側カバーラッチは、中間フレーム側壁の縁に形成された凹部内に収容され、凹部に係合する。スカートと脚部との間にはガセットが延在している。
いくつかの態様では、バッテリパックが、バッテリパックハウジングと、このバッテリパックハウジング内に配置されたバッテリモジュールとを含む。バッテリモジュールはカバーアッセンブリを含み、このカバーアッセンブリは、外側カバーと、内側フレームと、外側カバーと内側フレームとの間に位置する中間フレームとを含む。内側フレームは、内側プレートを含み、内側プレートは、内側プレート周縁に接して画定されている内側プレート外向き面を有している。内側プレートは、内側プレート周縁から間隔を置いて位置する、内側プレート外向き面に形成されているアクセス開口を有している。内側フレームは、内側プレート周縁から、内側プレート外向き面に対して垂直方向に突出しているスカートを含む。スカートは、内側プレート周縁に接合されているスカート内向き面と、スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを含む。内側フレームは、スカート外向き面から外側に延在しており、内側プレートに対して平行な方向に延在している脚部を含む。中間フレームは、スナップ嵌め接続により内側フレームに固定されており、外側カバーは、スナップ嵌め接続により中間フレームに固定されている。
バッテリパックは、以下の特徴の１つ以上を含んでいてもよい： 中間フレームは、側壁と、側壁の互いに向かい合う内面の間に延在する格子状のエレメントとを有している。格子状のエレメントは、外側カバーに面した第１の面と、内側フレームに面した第２の面とを含み、格子状のエレメントは、第１の面に対して垂直方向でアクセス開口に整列する格子開口を含んでいる。中間フレームは、第２の面に対して垂直方向で側壁から下方に延在するフレームラッチを含む。スカートは、フレームラッチを収容し、フレームラッチに係合し、これにより中間フレームは内側フレームに固定されるように構成された、互いに間隔を置いて配置されたラッチ開口を含んでいる。外側カバーは外側プレートを含み、外側プレートは、外側プレート外向き面と、外側プレート外向き面の反対側であって、中間フレームに面した外側プレート内向き面と、外側プレート外向き面と外側プレート内向き面との間に延在する外側プレート周縁と、を有している。外側カバーは、外側プレート周縁から、外側プレート内向き面に対して垂直方向で下方に延在している外側カバーラッチを含む。外側プレート周縁は、中間フレーム側壁の内面に面しており、外側カバーラッチは、中間フレーム側壁の縁に形成された凹部内に収容され、凹部に係合する。スカートと脚部との間にガセットが延在している。バッテリパックハウジングは、電気化学セルのアレイを支持するように、カバーアッセンブリと協働する。バッテリパックハウジングは、モジュールハウジング内に配置された電気化学セルと、ベースであって、このベースの上に電気化学セルのアレイが支持されているベースと、内側プレートとベースとの間に配置され、内側プレートに平行に延在する支持面と、を有している。支持面とベースとの間の、プレート外向き面に対して垂直方向の距離は、支持オフセットを画定している。脚部は、支持面に固定されており、脚部と内側プレートとの間の、プレート外向き面に対して垂直方向の距離は脚部オフセットを画定している。さらに、脚部オフセットと支持オフセットとの合計は、プレート外向き面に対して垂直方向の電気化学セルの１つの寸法よりも小さく、これにより内側フレームは電気化学セルに力を加える。支持オフセットは、ゼロよりも大きな値を有している。ベースは流体通路を含み、電気化学セルはベースに直接接触している。
いくつかの態様では、ハウジング内に電気化学セルのアレイを支持する方法は、ハウジングを設けるステップを含み、このハウジングは、ベースであって、このベースの上に電気化学セルのアレイが支持されているベースと、内側プレートとベースとの間に配置され、内側プレートに平行に延在する支持面と、を含む。支持面とベースとの間の、プレート外向き面に対して垂直方向の距離は、支持オフセットを画定している。この方法は、電気化学セルのアレイを設けるステップを含み、各セルは、第１端部および第２端部および第１端部と第２端部との間に延在する側壁を有した角柱状のハウジングと、第１端部および第２端部に対して垂直なセル軸線と、第１端部に配置された端子とを含む。ハウジング内に配置されたセルが設けられており、この場合、１つのセルの側壁が、隣接するセルの側壁に面するように、かつアレイの最も外側のセルの側壁がハウジングの構造エレメントに面するように、配置されている。この方法は、内側フレームを有したカバーアッセンブリを設けるステップを含む。内側フレームは内側プレートを含み、この内側プレートは、内側プレート周縁に接して画定されたプレート外向き面を有し、周縁から間隔を置いて配置され、プレート外向き面に形成された開口を有している。内側フレームはスカートを含み、このスカートは、内側プレート周縁に接合されているスカート内向き面と、スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを有している。スカートは、周縁から、プレート外向き面に対して垂直方向に突出している。内側フレームは、スカート外向き面から外側に延在している脚部を含む。脚部は、プレート外向き面に対して平行な方向で延在しており、脚部と内側プレートとの間の、セル軸線に対して平行な方向での距離は脚部オフセットを画定する。付加的にこの方法は、セルのアレイ上に内側フレームを配置するステップを含み、これにより内側プレートは各セルの第１端部に被さり、脚部は構造エレメントに固定され、脚部オフセットと支持オフセットとの合計が、セル軸線に対して平行な方向でのセルの寸法よりも小さく、これにより内側フレームはアレイのセルの第１端部に力を加えるようになっている。
この方法は、以下の方法ステップおよび／または特徴の１つ以上を含んでいる：カバーアッセンブリはさらに、外側カバーと、外側カバーと内側フレームとの間に位置する中間フレームとを有している。中間フレームは、スナップ嵌め接続により内側フレームに固定されており、外側カバーは、スナップ嵌め接続により中間フレームに固定されている。この方法はさらに、外側カバーと中間フレームとには、アレイのセルの第１端部に加えられる力が作用しないように、ハウジング内に電気化学セルのアレイを支持するステップを含む。支持オフセットは、ゼロよりも大きな値を有している。
いくつかの態様では、バッテリモジュールカバーは内側フレームを含む。内側フレームは、内側プレートを含み、内側プレートは、内側プレート周縁に接して画定されている内側プレート外向き面を有している。内側プレートは、内側プレート周縁から間隔を置いて位置する、内側プレート外向き面に形成されているアクセス開口を有している。内側フレームは、内側プレート周縁から、内側プレート外向き面に対して垂直方向に突出しているスカートを含む。スカートは、内側プレート周縁に接合されているスカート内向き面と、スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを含む。付加的に、内側フレームは、スカート外向き面から外側に延在しており、プレート外向き面に対して平行な方向に延在している脚部を含む。スカートと脚部との間にガセットが延在していて、スカートは、互いに間隔を置いて配置されたラッチ開口を含み、ラッチ開口は、その上に被さっている構造体のフレームラッチを収容し、フレームラッチに係合するように構成されていて、これにより、その上に被さっている構造体は内側フレームに固定され得る。
いくつかの態様では、電気化学セルのアレイを支持し、保持するために使用されるモジュールハウジングは、ハウジングを形成するために使用される溶接接合部が、スナップ嵌合接続部に置き換えられているハウジングを含む。モジュールハウジングはカバーアッセンブリを含んでいて、このカバーアッセンブリは、セルを取り囲む帯材と一対の端プレートと協働して、セルアレイを拘束して支持する。カバーアッセンブリは、外側カバーと、セルに面した鋼製の内側フレームと、外側カバーと内側フレームとの間に位置するプラスチック製の中間フレームとを有している。中間フレームは、アレイのセルの端子に対して相対的に適正な位置にフレックスフォイルセルコネクションシステムを支持し、位置決めするために使用される。中間フレームは、スナップ嵌め接続により内側フレームに固定されており、外側カバーは、スナップ嵌め接続により中間フレームに固定されている。これは、溶接された鋼構成部品から成っているハウジングを有する従来のいくつかのバッテリモジュールおよびバッテリパックに匹敵するものとなり得る。ハウジングを形成するためにスナップ嵌め接続を使用することにより、ハウジング内に関連する望ましくない導電性粒子の生成を含む溶接プロセスを回避することができる。
さらに、内側フレームは、下方に延在する脚部を含み、この脚部は、バッテリパックハウジングの内部レールのような外部の支持面に固定され、内側フレームは、レールに固定されるとき、内側フレームがアレイに所定の力を加えるように寸法設定されている。内側フレームを使用してセルを固定することにより、セルアレイは、最小の振動で安定的に支持される。さらに、セル接続システムを支持する中間フレームは、内側フレームの、セルとは反対の側に配置されていて、セル接続システムは、圧縮荷重下には置かれない。これによりセル接続システムの接続部はより信頼性の高いものとなる。したがって、このモジュールハウジングにより、確実かつ信頼性の高いセルの拘束が可能となり、さらに、モジュールハウジング内に配置されたセル間の信頼性の高い相互接続も可能となる。
バッテリモジュール内に配置されたセルのアレイを示す、モジュールを含む（点線で示した）バッテリパックの一部を示す斜視図である。 セルを省いて図１のモジュールを示す斜視図である。 角柱状のセルを示す斜視図である。 帯材と組み合わされた端プレートを示す斜視図である。 カバーアッセンブリを示す斜視図である。 カバーアッセンブリを分解して上方から見た図を示す図１のモジュールの斜視図である。 １つの側面側の下方から見たカバーアッセンブリの分解斜視図である。 カバーアッセンブリの内側フレームを上方から見た斜視図である。 １つの端部側の下方から見たカバーアッセンブリの分解斜視図である。
詳細な説明
図１〜図２を参照する場合、バッテリモジュール２は電力生成／貯蔵装置であって、電気的に相互接続され、かつモジュールハウジング３内に整然と格納される電気化学セル２０のアレイ２９を含む。モジュールハウジング３は、カバーアッセンブリ３０と、セル２０の上端から離間した位置でセルアレイ２９を取り囲む帯材４と、セルアレイ２９の対向する両端を覆い、カバーアッセンブリ３０と帯材４との内面に当接する一対の端プレート１４，１６とを含む。カバーアッセンブリ３０、帯材４、一対の１４，１６を含むモジュールハウジング３の要素は、バッテリパック１１０のハウジング１００内でセルアレイ２９を拘束して支持するように協働する。
バッテリパックハウジング１００は、実質的に平坦なベース１０６を有していてもよく、このベース上にバッテリモジュール２が支持されている。ベース１０６は、セル２０の一端に面していて、これに対峙する内向きのベース面１０８を有している。いくつかの態様では、ベース１０６は、セル冷却のまたは加熱の機能を提供することができる。例えば、ベース１０６は、伝熱材料から成っていてもよく、または伝熱材料によってコーティングされていてもよく、冷却流体または加熱流体を受容するための流体通路（図示せず）が組み込まれていてもよく、または別の適切な温度制御の機能を提供することができる。
バッテリパックハウジング１００はさらに、平行な第１のレール１０１と第２のレール１０２とを有していて、これらのレールはさらに後述するように、ベース１０６に沿って、バッテリモジュール２の長さに相当する距離だけ互いに間隔を置いて位置している。各レール１０１，１０２は、ベース１０６とは反対側を向いた、ベース１０６に平行に延在する支持面１０４を提供する。図示した態様では、レール１０１，１０２はベース１０６上に配置されているが、必ずしもそうである必要はない。例えば、別の態様では、レール１０１，１０２は、バッテリパックハウジング１００の別の部分（図示せず）によって、ベース１０６の上方で支持されていてもよい。どちらの場合でも、レール１０１，１０２は、支持面１０４が、ベース１０６とセル２０の上端との間に配置されるように、配置されている。支持オフセットＯＳは、ベース１０６に対して垂直方向の支持面１０４とベース１０６との間の距離として規定される。全てではないが、殆どの態様では、支持オフセットＯＳは、ゼロよりも大きな値を有している。
図３を参照すると、セル２０はリチウムイオンセルであって、このセルは、発電および収納ユニットを形成するために電極アッセンブリ（図示せず）と電解質とを取り囲むハウジング２１を含む。電極アッセンブリは、少なくとも１つの正電極と少なくとも１つの負電極とを含み、これらの電極は少なくとも１つのセパレータによって分離されている。正電極および負電極はそれぞれ、リチウムイオンの挿入および／または移動を容易にする層状の構造を有している。電極とセパレータとは細長い材料ストリップであって、これらのストリップは積層されて、次いで楕円形の芯材の周りに巻き付けられて、楕円形の、またはレーストラック状のジェリーロールアッセンブリを形成する。セルハウジング２１は、直方体形状（例えば、角柱状）であって、第１端部２２と、第１端部２２に対向する第２端部２３とを有しており、さらに第１端部２２を第２端部２３に接合する４面の側壁２４を有している。電極アッセンブリはセルハウジング２１内に、巻き付け軸線２８（例えば、電極とセパレータとがそれを中心として巻き付けられる軸線）が第１端部２２および第２端部２３を通って延在するように配置されている。
正電極に電気的に接続される正端子２５と、負電極に電気的に接続される負端子２６とはそれぞれ、セルの第１端部２２でハウジング２１の外側へ突出している。さらに、第１端部２２において正端子２５と負端子２６との間の位置に、ガス逃がし口２７が設けられている。
電極アッセンブリは、バッテリ充電および放電中に寸法が変化する。これは少なくとも部分的には、サイクル中の活性物質の膨張による、正電極および負電極の層状構造の、電極厚さ方向での膨張によるものである。セルハウジング２１内でのジェリーロール電極アッセンブリの膨張は結果として、巻き付け軸線２８に対して横断方向でセルハウジング側壁２４の対向面が外方に向かって湾曲することに相当する「セル成長」となる。モジュールハウジング３は、さらに後述するように、このモジュールハウジング内に位置するセル２０の成長を収容する機能を含む。
図１および図２を参照すると、セル２０のアレイ２９は、モジュールハウジング３内に配置されている。例えば、図示した態様では、セルアレイ２９は、各セル２０の第１端部２２がカバーアッセンブリ３０に面し、カバーアッセンブリ３０によって取り囲まれるように、側壁で隣接して配置された１４のセル２０から成る１つの列を含む。いくつかの態様では、隣接するセル２０の互いに向き合う面の間に絶縁セパレータプレート（図示せず）が配置されていてもよい。セルアレイ２９は、最も外側のセル２０（１）の側壁２４がセル２０の列の一方の端部で、モジュールハウジング３の第１の端プレート１４に面して当接し、最も外側のセル２０（１４）の側壁２４がセル２０の列の対向する端部で、モジュールハウジング３の第２の端プレート１６に面して当接するように、バッテリモジュールハウジング３内に配置されている。
図４および図５を参照すると、カバーアッセンブリ３０、セルアレイ２９を取り囲む帯材４、セルアレイ２９の対向する端部を覆う一対の端プレート１４，１６を含むモジュールハウジング３は、バッテリパックハウジング１００内でセルアレイ２９を拘束して支持するように協働する。
帯材４は、セルアレイ２９の周の形状に対応するように、矩形ループとなるように形成された材料の剛性のストリップである。帯材４の高さは、セル２０の高さよりも小さい。この場合、「セル高さ」とは、第１端部２２と第２端部２３との間の距離と言える。例えば、帯材４の高さｈｂは、セル２０の高さｈｃの５パーセント〜３５パーセントの範囲である。図示した態様では、帯材４の高さｈｂは、セル２０の高さｈｃの１５パーセント〜２５パーセントの範囲である。さらに、帯材４は、セル２０の第２端部２３で、セルの側壁２４を取り囲むように配置されている。帯材４は、セル２０の側壁２４に被さり、セルの第２端部２３上には被さっておらず、第２端部２３の周りに巻き付いてはいない。このような配置により、セル２０は、バッテリモジュールハウジング３内に配置された場合に、セルの第２端部２３は、バッテリパックハウジング１００の熱伝導性ベース１０６上に直接、載置されるので、セル２０の温度制御は容易に行われる。
端プレート１４，１６は、セル２０の列の対向する端部に位置していて、帯材４およびカバーアッセンブリ３０の内側に配置されている。特に、端プレート１４，１６は、セルアレイ２９の最も外側のセル２０（１），２０（１４）と、帯材４およびカバーアッセンブリ３０両方との間に配置されている。端プレート１４，１６は、モジュールハウジング３内に整然とセル２０を保持するために十分剛性である一方で、セルの列に沿った方向での少なくともある程度のセルの成長を収容するために十分柔軟である。端プレート１４，１６は、端プレートが面しているセル側壁２４の部分の形状および寸法に対応する形状および寸法となっている。例えば、図示した態様では、端プレート１４，１６は、端プレートが面しているセル２０の面と同じ寸法を有する長方形の周辺形状を有している。
図４および図６〜図９を参照すると、カバーアッセンブリ３０は、セルアレイ２９のセル２０の第１端部２２に被さって、第１端部２２を取り囲んでおり、セルアレイ２９のセル２０の側壁２４の一部にも被さり、取り囲むように、この側壁の周りに巻き付いている。カバーアッセンブリ３０は、バッテリモジュール２内に整然と、安定的にパッキングされた形式でセル２０を保持するのを支援しており、これによりバッテリモジュール２はバッテリパックハウジング１００へと固定される。さらに、カバーアッセンブリ３０は、セル接続システム（ＣＳＳ）を含む別のモジュール構成要素を、セル２０に対して相対的な所望の位置に支持し、セル２０の第１端部２２における端子２５，２６をカバーして保護する。カバーアッセンブリ３０は、外側カバー３２と、内側フレーム６２と、外側カバー３２と内側フレーム６２との間に位置する中間フレーム４２とを有している。外側カバー３２と、中間フレーム４２と、内側フレーム６２とについて、以下に詳細に説明する。
外側カバー３２は、剛性で薄い外側プレート３３を含み、この外側プレートは、外向き面３４と、この外向き面３４の反対側であって、中間フレーム４２に面した内向き面３５と、外向き面３４と内向き面３５との間に延在する外側プレート周縁３６と、を含む。外側カバー３２には、内向き面３５に対して垂直方向で（例えば、中間フレーム４２に向かう方向で）外側プレート周縁３６から下方に延在している外側カバーラッチ３８が設けられている。外側カバーラッチ３８はフック状の端部３９で終端しており、このフック状の端部は、中間フレーム４２の側壁４３の内向き縁部に沿って設けられた凹部４４に係合する。フック状の端部３９は、スナップ嵌め接続により、外側カバー３２を中間フレーム４２の外向き面４６に保持するために、凹部４４と協働する。外側プレート周縁３６は、中間フレーム４２の周の寸法よりも僅かに小さく寸法設定されていて、これにより外側カバーラッチ３８は、中間フレーム側壁４３の内側の表面に面している。特に外側カバー３２は、中間フレーム４２と組み付けられ、これにより外側プレート周縁３６が、中間フレーム側壁４３の内面に面し、外側カバーラッチ３８は、凹部４４に収容され、凹部４４に係合する。
外側カバーの外向き面３４は付加的に、バッテリパック１０２の補助的な構造および装置、すなわち、電気ケーブル、バスバー等に係合するように構成された面特徴を有していてもよく、これによりこれらの補助的な構造および装置を外側カバー３２に対して相対的な固定的な位置に維持する。例えば、様々な形式の外側を向いた保持体３７ａ，３７ｂを、外側カバー３２と一体に形成することができ、これらの保持体は外向き面、内向き面３５、および／また外側プレート周縁３６から突出していてもよい。
中間フレーム４２は、中間フレーム４２の周を画定する側壁４３と、側壁４３の互いに向かい合う内面の間に延在する、薄い格子状のエレメント４５とを含む。格子状のエレメント４５は、外側カバー３２に面した、第１の外向き面４６と、内側フレーム６２に面した、第２の内向き面４７とを有している。格子状のエレメント４５には開口４１が形成されていて、格子状のエレメント４５に、開かれたメッシュまたは格子の外観を与えている。格子状のエレメント４５は、側壁４３の対向する端部に対して相対的に凹部となっており、外側カバー３２は、格子状のエレメントの外向き面４６に被さっていて、これにより外向きの凹部内に存在している。
中間フレーム４２は、セル２０に対して相対的な所望の位置に、セル接続システム（ＣＳＳ）を含むいくつかのモジュール構成要素を支持している。このために、格子状のエレメント４５に形成された、いくつかの開口４１が、内側フレーム６２のアクセス開口６１の位置に対応して配置されており、アクセス開口６１自体は、セル２０の端子２５，２６および開口２７の位置に対応している。特に、格子状のエレメントの開口４１の少なくともいくつかと、内側フレームのアクセス開口６１の少なくともいくつかとは、格子状のエレメント４５の内向き面４７と外向き面４６とに対して垂直の方向に沿って整列している。
中間フレーム４２は、側壁４３の内側フレームに面した端部から下方に延在しているフレームラッチ４８を含む。特に、フレームラッチ４８は、格子状のエレメント４５の内向き面４７に対して垂直方向に突出していてフック状の端部４９で終端しており、このフック状の端部は、内側フレーム６２のスカート６７に沿って設けられたラッチ開口７０に収容されて、ラッチ開口７０に係合するように構成されている。フック状の端部４９は、スナップ嵌め接続によってラッチ開口７０と協働して、内側フレーム６２の外向き面６４上に中間フレーム４２を保持する。
内側フレーム６２は外側カバー３２と中間フレーム４２とを支持していて、セルアレイ２９をバッテリパックハウジング１００に固定するために使用されている。内側フレーム６２は、内側プレート６３と、内側プレート６３の周縁６６を取り囲むスカート６７と、スカート６７から外側に突出している脚部７２とを含む。内側プレート６３は、セルアレイ２９の上端部の形状に対して対応するようにほぼ長方形の形状である。内側プレート６３は、中間フレーム４２に面した内側プレート外向き面６４と、これとは反対側の、セルアレイ２９に面した、内側プレート内向き面６５とを有している。さらに、内側プレート周縁６６から間隔を置いて位置するアクセス開口６１が、内側プレート６３に形成されている。図示した態様では、アクセス開口６１は、各セル２０の各端子２５，２６と、各セル２０の開口２７とのために設けられていて、これらに被さっている。開口６１は、この開口が被さる構造（端子または開口）の開口に実質的に対応するように、または僅かに大きく形成され、寸法設定されている。
スカート６７は、内側プレート周縁６６から、内側プレート内向き面６５に対して垂直方向に突出している。例えば、図示した方向では、スカート６７は内側プレート周縁６６から下方に延在している。スカート６７は、内側プレート周縁６６に接合されているスカート内向き面６９と、スカート内向き面６９とは反対側のスカート外向き面６８とを含む。スカート６７には、離間して配置されているラッチ開口７０が形成されていて、これらのラッチ開口は、フレームラッチ４８のフック状の端部４９を収容し、この端部４９に係合してスナップ嵌合接続するように構成されており、これにより中間フレーム４２は、内側フレーム６２に固定される。
中間フレーム側壁４３は、内側フレーム６２の周の寸法とほぼ同じ寸法であるように寸法設定されており、これによりフレームラッチ４８は、スカート外向き面６８に面し、フレームラッチ４８のフック状の端部４９は、ラッチ開口７０に収容され、ラッチ開口７０に係合する。
内側フレーム６２は、４つの脚部７２を、内側プレート６３の各角隅に１つ有している。各脚部７２は、スカート外向き面６８から外側に延在しており、内側プレート６３とは反対側のスカート６７の端部に位置している。したがって各脚部７２は、内側プレート６３から間隔を置いて位置していて、脚部オフセットＯｆ（図１）は、各脚部７２と内側プレート６３との間の、内側プレート外向き面６４に対して垂直方向の距離として規定されている。
各脚部７２は、内側プレート６３に対して平行な方向で外側に向かって延在して、三角形のガセット７４によってスカート６７に対して相対的に支持されている。特に、脚部のうちの２つ７２（１），７２（２）は、内側フレーム６２の１つの端部から、例えば、第１の端プレート１４の位置に対応する端部から第１の方向で外側に向かって延在している。さらに、脚部のうちの２つ７２（３），７２（４）は、内側フレーム６２の反対側の端部から、例えば、第２の端プレート１６の位置に対応する端部から第２の方向で外側に向かって延在している。各脚部７２は、内側フレーム６２を支持構造に固定することができるねじのような締結部材を収容するように構成された開口７３を有している。
使用時には、各脚部７２は、締結部材（図示せず）使用してバッテリパックハウジング１００のレール１０１，１０２に固定される。特に各脚部７２は、対応するレール１０１，１０２の支持面１０４に固定されている。
いくつかの態様では、セルアレイ２９のセル２０の第１端部２２に対して圧縮力を加えることが所望される。このために、内側フレーム６２は、脚部オフセットＯｆと支持オフセットＯＳとの合計が、セル高さｈｃよりも小さいように構成されており、これにより内側フレーム６２は、セルアレイ２９に圧縮力を加える。さらに、内側フレーム６２のアクセス開口６１は、各セル２０の端子２５，２６および開口２７よりも僅かに大きく、これら端子２５，２６および開口２７と整列しているので、力は、各セル２０の端子２５，２６または開口２７に対するというよりもむしろセルハウジング２１に対して加えられる。
内側フレーム６２は、荷重を支持し分散する剛性的な部材である。この理由のため、いくつかの態様では、内側フレームは、例えば鋼または別の適切な材料から形成されている。中間フレーム４２は、ＣＳＳを、およびその他の補助的構造をセルの第１端部に対して相対的に支持する台座として機能する。中間フレームは外側カバー３２と支持的な内側フレーム６２との間に配置されているので、中間フレーム４２は、薄く軽量な材料、例えばプラスチックまたはその他の適切な材料から形成されてもよい。
バッテリパックハウジング１００内にセルアレイを支持する方法は、モジュールハウジング３内にセル２０を配置するステップと、バッテリパックハウジング１００の一対のレール１０１，１０２の間でバッテリパックハウジング１００内にモジュールハウジング３を配置するステップと、を含む。上述したように、セル２０は、モジュールハウジング３内に、セル２０の側壁２４が、隣接するセル２０の側壁２４に面するように、かつセルアレイの最も外側のセル２０の側壁２４が対応する端プレート１４，１６に面するように、配置されている。帯材４は、セルアレイの下端と端プレート１４，１６とを取り囲む。さらに、カバーアッセンブリ３０はセルアレイ上に配置されていて、これにより内側フレーム６２は、セル２０の第１端部に被さり、部分的にセル２０の側壁２４と、端プレート１４，１６の一部とを取り囲む。内側フレーム６２の各脚部７２は、対応するレール支持面１０４に固定される。支持オフセットＯＳと脚部オフセットＯｆの寸法を、脚部オフセットＯｆと支持オフセットＯＳとの合計が、セル高さｈｃよりも小さいように制御することにより、内側フレーム６２は、セルアレイ２９のセルの第１端部に圧縮力を加えることができる。さらに、中間フレーム４２と外側カバー３２とは、内側フレーム６２の外向き面に固定されているので、外側カバー３２と中間フレーム４２とには、セルアレイ２９のセル２０の第１端部に加えられる圧縮力がかけられない。このような配置は、カバーアッセンブリ３０内に支持される付属品構造の機能、耐久性、信頼性を改善する。
セル２０は、ジェリーロール電極構造を有する電極アッセンブリ４を収容するものとして記載されているが、電極アッセンブリ４は、このような電極構造に限定されるものではない。例えば、電極アッセンブリ４は、電極プレートの積層された、または折り畳まれた配置を、またはその他の適切な電極配置を有していてもよい。
セル２０はリチウムイオンセルとして説明されたが、セル２０は、この形式のセルに限定されるものではない。例えば、セル２０は、鉛・酸、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）、およびリチウムイオンポリマを含む、電極材料と電解質との様々な組み合わせを有することができる。
図示した態様は、セルアレイ２９に１４のセル２０を含んでいるが、バッテリモジュール２は、１４のセル２０を有するものに限定されるものではない。使用されるセル２０の数は、１４よりも多くても少なくてもよく、特別な用途の必要に応じて決定される。
バッテリパック、バッテリモジュール、およびセルを含むバッテリシステムの選択的に図示した態様は、いくつかの詳細を上述した。これらの装置を明確に説明するために必要と考えられる構造のみをここで説明したことを理解されたい。その他の従来の構造、およびバッテリシステムの付属的および補助的構成要素の構造は当業者には公知であり、理解されているものと想定している。さらに、上述したバッテリシステムの実施例を説明したが、バッテリシステムは、上述した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の装置から逸脱することなく種々の設計変更を行うことができる。

Claims (19)

  1. 電気化学セルのアレイを支持するように構成されたバッテリモジュールであって、前記モジュールはカバーアッセンブリを有しており、前記カバーアッセンブリは、
    外側カバーと、
    内側フレームと、
    前記外側カバーと前記内側フレームとの間に配置された中間フレームとを含み、
    前記内側フレームは、
    内側プレートであって、内側プレート周縁に接して画定された内側プレート外向き面と、前記内側プレート周縁から間隔を置いて配置され、かつ前記内側プレート外向き面に形成されたアクセス開口とを有している内側プレートと、
    前記内側プレート周縁から、前記内側プレート外向き面に対して垂直方向に突出するスカートであって、前記内側プレート周縁に接合されているスカート内向き面と、前記スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを含むスカートと、
    前記スカート外向き面から外側に向かって延在しており、かつ前記内側プレートに対して平行な方向に延在している脚部と、を含み、
    前記中間フレームは、スナップ嵌め接続により前記内側フレームに固定されており、前記外側カバーは、スナップ嵌め接続により前記中間フレームに固定されている、
    バッテリモジュール。
  2. 前記中間フレームは、
    側壁と、
    前記側壁の互いに向かい合う内面の間に延在している格子状のエレメントであって、前記外側カバーに面した第１の面と、前記内側フレームに面した第２の面とを含む格子状のエレメントと、を有し、
    前記格子状のエレメントは、前記第１の面に対して垂直方向で前記アクセス開口に整列する格子開口を含んでいる、
    請求項１記載のバッテリモジュール。
  3. 前記中間フレームは、
    側壁と、
    前記側壁の互いに向かい合う内面の間に延在している格子状のエレメントであって、前記外側カバーに面した第１の面と、前記内側フレームに面した第２の面とを含む格子状のエレメントと、
    前記第２の面に対して垂直方向で前記側壁から下方に延在するフレームラッチと、
    を有している、請求項１記載のバッテリモジュール。
  4. 前記スカートは、前記フレームラッチを収容し、前記フレームラッチに係合し、これにより前記中間フレームは前記内側フレームに固定されるように構成された、互いに間隔を置いて配置されたラッチ開口を含む、請求項３記載のバッテリモジュール。
  5. 前記外側カバーは、
    外側プレートであって、外側プレート外向き面と、前記外側プレート外向き面の反対側であって、前記中間フレームに面した外側プレート内向き面と、前記外側プレート外向き面と前記外側プレート内向き面との間に延在する外側プレート周縁と、を含む外側プレートと、
    前記外側プレート周縁から、前記外側プレート内向き面に対して垂直方向で下方に延在している外側カバーラッチと、を有しており、
    前記外側プレート周縁は、前記中間フレームの側壁の内面に面しており、前記外側カバーラッチは、前記中間フレーム側壁の縁に形成された凹部内に収容され、前記凹部に係合する、
    請求項３記載のバッテリモジュール。
  6. 前記スカートと前記脚部との間にガセットが延在している、請求項１記載のバッテリモジュール。
  7. バッテリパックであって、
    バッテリパックハウジングと、
    前記バッテリパックハウジング内に配置されたバッテリモジュールであって、カバーアッセンブリを有しているバッテリモジュールと、を有しており、前記カバーアッセンブリは、
    外側カバーと、
    内側フレームと、
    前記外側カバーと前記内側フレームとの間に配置された中間フレームとを含み、
    前記内側フレームは、
    内側プレートであって、内側プレート周縁に接して画定された内側プレート外向き面と、前記内側プレート周縁から間隔を置いて配置され、かつ前記内側プレート外向き面に形成されたアクセス開口とを有している内側プレートと、
    前記内側プレート周縁から、前記内側プレート外向き面に対して垂直方向に突出するスカートであって、前記内側プレート周縁に接合されているスカート内向き面と、前記スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを含むスカートと、
    前記スカート外向き面から外側に延在しており、かつ前記内側プレートに対して平行な方向に延在している脚部と、を含み、
    前記中間フレームは、スナップ嵌め接続により前記内側フレームに固定されており、前記外側カバーは、スナップ嵌め接続により前記中間フレームに固定されている、
    バッテリパック。
  8. 前記中間フレームは、
    側壁と、
    前記側壁の互いに向かい合う内面の間に延在している格子状のエレメントであって、前記外側カバーに面した第１の面と、前記内側フレームに面した第２の面とを含む格子状のエレメントと、を有し、
    前記格子状のエレメントは、前記第１の面に対して垂直方向で前記アクセス開口に整列する格子開口を含んでいる、
    請求項７記載のバッテリパック。
  9. 前記中間フレームは、
    側壁と、
    前記側壁の互いに向かい合う内面の間に延在している格子状のエレメントであって、前記外側カバーに面した第１の面と、前記内側フレームに面した第２の面とを含む格子状のエレメントと、
    前記第２の面に対して垂直方向で前記側壁から下方に延在するフレームラッチと、
    を有している、請求項７記載のバッテリパック。
  10. 前記スカートは、前記フレームラッチを収容し、前記フレームラッチに係合し、これにより前記中間フレームは前記内側フレームに固定されるように構成された、互いに間隔を置いて配置されたラッチ開口を含む、請求項９記載のバッテリパック。
  11. 前記外側カバーは、
    外側プレートであって、外側プレート外向き面と、前記外側プレート外向き面の反対側であって、前記中間フレームに面した外側プレート内向き面と、前記外側プレート外向き面と前記外側プレート内向き面との間に延在する外側プレート周縁と、を含む外側プレートと、
    前記外側プレート周縁から、前記外側プレート内向き面に対して垂直方向で下方に延在している外側カバーラッチと、を有しており、
    前記外側プレート周縁は、前記中間フレームの側壁の内面に面しており、前記外側カバーラッチは、前記中間フレーム側壁の縁に形成された凹部内に収容され、前記凹部に係合する、
    請求項９記載のバッテリパック。
  12. 前記スカートと前記脚部との間にガセットが延在している、請求項７記載のバッテリパック。
  13. 前記バッテリパックハウジングは、前記電気化学セルのアレイを支持するように、前記カバーアッセンブリと協働する、請求項７記載のバッテリパック。
  14. 前記バッテリパックハウジングは、
    モジュールハウジング内に配置された電気化学セルと、
    ベースであって、前記ベースの上に前記電気化学セルのアレイが支持されているベースと、
    前記内側プレートと前記ベースとの間に配置された支持面であって、前記内側プレートに対して平行に延在しており、前記支持面と前記ベースとの間の、前記プレート外向き面に対して垂直方向の距離が、支持オフセットを画定している支持面と、を有しており、
    前記脚部は前記支持面に固定されていて、
    前記脚部と前記内側プレートとの間の、前記プレート外向き面に対して垂直方向の距離は脚部オフセットを画定しており、
    前記脚部オフセットと前記支持オフセットとの合計は、前記プレート外向き面に対して垂直方向の前記電気化学セルの１つの寸法よりも小さく、これにより前記内側フレームは前記電気化学セルに力を加える、
    請求項７記載のバッテリパック。
  15. 前記支持オフセットは、ゼロよりも大きな値を有している、請求項１４記載のバッテリパック。
  16. 前記ベースは流体通路を有しており、前記電気化学セルは前記ベースに直接接触している、請求項１４記載のバッテリパック。
  17. ハウジング内に電気化学セルのアレイを支持する方法であって、
    ハウジングを設けるステップであって、前記ハウジングは、
    ベースであって、前記ベースの上に前記電気化学セルのアレイが支持されているベースと、
    前記内側プレートと前記ベースとの間に配置された支持面であって、前記内側プレートに対して平行に延在しており、かつ前記支持面と前記ベースとの間の、前記プレート外向き面に対して垂直方向の距離が、支持オフセットを画定している支持面と、を有しているハウジングを設けるステップと、
    電気化学セルのアレイを設けるステップであって、各セルは、第１端部と、第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に延在する側壁とを有した角柱状のハウジングと、前記第１端部と前記第２端部とに対して垂直なセル軸線と、前記第１端部に配置された端子とを含み、前記セルは前記ハウジング内に、１つのセルの側壁が、隣接するセルの側壁に面するように配置されており、前記アレイの最も外側のセルの側壁は、前記ハウジングの構造エレメントに面している、電気化学セルのアレイを設けるステップと、
    カバーアッセンブリを設けるステップであって、前記カバーアッセンブリは内側フレームを有しており、前記内側フレームは、
    内側プレートであって、内側プレート周縁に接して画定されたプレート外向き面と、前記周縁から間隔を置いて配置され、かつ前記プレート外向き面に形成された開口とを有している内側プレートと、
    前記周縁に接合されたスカート内向き面と、前記スカート内向き面とは反対側のスカート外向き面とを含むスカートであって、前記プレート外向き面に対して垂直方向で前記周縁から突出しているスカートと、
    前記スカート外向き面から外側に延在している脚部であって、前記プレート外向き面に対して平行な方向で延在しており、前記脚部と前記内側プレートとの間の、前記セル軸線に対して平行な方向での距離が脚部オフセットを画定している脚部と、を有しているステップと、
    前記セルのアレイ上に内側フレームを配置するステップであって、これにより
    前記内側プレートが各セルの前記第１端部に被さり、
    前記脚部が前記構造エレメントに固定されて、
    前記脚部オフセットと前記支持オフセットとの合計が、前記セル軸線に対して平行な方向での前記セルの寸法よりも小さく、これにより前記内側フレームは前記アレイのセルの第１端部に力を加えるように、
    前記セルのアレイ上に内側フレームを配置するステップと、を有している方法。
  18. 前記カバーアッセンブリはさらに、
    外側カバーと、
    前記外側カバーと前記内側フレームとの間に配置された中間フレームであって、前記中間フレームは、スナップ嵌め接続により前記内側フレームに固定されており、前記外側カバーは、スナップ嵌め接続により前記中間フレームに固定されている、中間フレームとを有し、
    当該方法はさらに、前記外側カバーと前記中間フレームとには、前記アレイのセルの前記第１端部に加えられる力が作用しないように、前記ハウジング内に前記電気化学セルのアレイを支持するステップを有している、
    請求項１７記載の方法。
  19. 前記支持オフセットは、ゼロよりも大きな値を有している、請求項１７記載の方法。
JP2018560546A 2016-05-18 2017-04-25 カバーアッセンブリを含むバッテリモジュール Active JP6824291B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/158,093 US10326118B2 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Battery module including cover assembly
US15/158,093 2016-05-18
PCT/EP2017/059796 WO2017198423A1 (en) 2016-05-18 2017-04-25 Battery module including cover assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019519886A true JP2019519886A (ja) 2019-07-11
JP6824291B2 JP6824291B2 (ja) 2021-02-03

Family

ID=58632406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018560546A Active JP6824291B2 (ja) 2016-05-18 2017-04-25 カバーアッセンブリを含むバッテリモジュール

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10326118B2 (ja)
EP (1) EP3459130B1 (ja)
JP (1) JP6824291B2 (ja)
KR (1) KR102345081B1 (ja)
CN (1) CN109155380B (ja)
HU (1) HUE051516T2 (ja)
PL (1) PL3459130T3 (ja)
WO (1) WO2017198423A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4084186A1 (en) * 2021-04-27 2022-11-02 SK On Co., Ltd. Battery pack

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6383318B2 (ja) * 2015-03-31 2018-08-29 Fdk株式会社 電池パック
KR102184368B1 (ko) * 2017-12-11 2020-11-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN208127288U (zh) * 2018-01-22 2018-11-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池包
US10910615B2 (en) 2018-07-23 2021-02-02 Ford Global Technologies, Llc Mounting solutions for electrified vehicle battery packs
JP7014107B2 (ja) 2018-09-05 2022-02-01 トヨタ自動車株式会社 バッテリパック支持構造
CN109509854B (zh) * 2018-12-29 2024-03-08 中国重汽集团济南动力有限公司 一种商用车用电池箱
WO2020152858A1 (ja) * 2019-01-25 2020-07-30 株式会社 東芝 電池パック及び電池システム

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086569A1 (ja) 2006-01-30 2007-08-02 Kyocera Corporation 蓄電体用容器ならびにそれを用いた電池および電気二重層キャパシタ
US7875378B2 (en) 2006-03-06 2011-01-25 Lg Chem, Ltd. Voltage sensing member and battery module employed with the same
JP4283833B2 (ja) 2006-09-06 2009-06-24 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池モジュール
DE102009030017A1 (de) 2009-06-23 2010-12-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs mit einem Kühlerblock
US9147916B2 (en) * 2010-04-17 2015-09-29 Lg Chem, Ltd. Battery cell assemblies
US8465866B2 (en) 2010-04-21 2013-06-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module including a pressure control unit
US20120244397A1 (en) 2010-07-12 2012-09-27 Coda Automotive, Inc. Battery assembly
CN103201870B (zh) 2010-10-29 2016-09-07 达纳加拿大公司 用于冷却导热蓄电池的热交换器和蓄电池单元结构
US9548476B2 (en) 2010-12-20 2017-01-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Multi-cell battery module with integral cooling and assembly aids
DE102011076889A1 (de) * 2011-06-01 2012-12-06 Elringklinger Ag Deckel für eine elektrochemische Vorrichtung
CN202178305U (zh) 2011-07-19 2012-03-28 惠州比亚迪电池有限公司 一种电动汽车电源模块
WO2013059292A1 (en) 2011-10-17 2013-04-25 Cobasys, Llc Battery cell with integrated mounting foot
US9509023B2 (en) 2011-12-09 2016-11-29 Honda Motor Co., Ltd. Structure for securing battery
US8808031B2 (en) 2011-12-14 2014-08-19 Tyco Electronics Corporation Battery connector system
KR101488411B1 (ko) 2012-01-02 2015-02-03 주식회사 엘지화학 연결부재, 측면 지지부재 및 하단 지지부재를 포함하는 전지팩
JP6045802B2 (ja) * 2012-03-21 2016-12-14 株式会社東芝 二次電池装置
US9083031B2 (en) 2012-03-22 2015-07-14 Darnell M. Bolden Battery hold down device including grippable handle and spring arrangement
US9193316B2 (en) 2013-05-20 2015-11-24 GM Global Technology Operations LLC Battery enclosure systems and methods
CN104282855B (zh) 2013-07-08 2016-12-07 深圳市比克电池有限公司 电芯模块成型结构和成型方法、电芯模块
DE102013020790A1 (de) 2013-12-12 2015-06-18 Daimler Ag Batterie mit zumindest einem Zellblock
JP6221178B2 (ja) * 2013-12-19 2017-11-01 矢崎総業株式会社 バスバーモジュール
JP6379590B2 (ja) * 2014-03-31 2018-08-29 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4084186A1 (en) * 2021-04-27 2022-11-02 SK On Co., Ltd. Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017198423A1 (en) 2017-11-23
EP3459130B1 (en) 2020-07-01
EP3459130A1 (en) 2019-03-27
HUE051516T2 (hu) 2021-03-01
CN109155380A (zh) 2019-01-04
KR102345081B1 (ko) 2021-12-31
PL3459130T3 (pl) 2020-12-14
US10326118B2 (en) 2019-06-18
US20170338454A1 (en) 2017-11-23
CN109155380B (zh) 2022-03-29
JP6824291B2 (ja) 2021-02-03
KR20190009340A (ko) 2019-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6824291B2 (ja) カバーアッセンブリを含むバッテリモジュール
JP6019125B2 (ja) 信頼性が向上した電池モジュールアセンブリ及びこれを含む中大型電池パック
EP2988344B1 (en) Battery module having novel structure and battery pack comprising same
US9214658B2 (en) Battery pack
KR101058102B1 (ko) 배터리 팩
KR101281811B1 (ko) 구조적 안정성이 향상된 전지팩
JP2018006314A (ja) 電池サブモジュールキャリア、電池サブモジュール、電池システムおよび自動車
KR101478707B1 (ko) 신규한 구조의 전지모듈 어셈블리용 베이스 플레이트
KR101305218B1 (ko) 중공 구조의 고정부재와 결합 부재를 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN108701793B (zh) 电池组
KR101326182B1 (ko) 외장부재와 카트리지를 포함하는 단위모듈에 기반한 전지모듈
JP2017502474A (ja) 単位モジュールを含む電池モジュールアセンブリ
CN108140771B (zh) 用于储能装置的端子布置
TWI814743B (zh) 具有電池限制器的電池組
CN110268548B (zh) 蓄电装置
JP2009048965A (ja) 組電池およびその製造方法
KR20170062845A (ko) 구성이 간소화된 단위모듈을 포함하고 있는 전지모듈
US9660233B2 (en) Base plate of battery module assembly with novel structure
JP2004111308A (ja) 密閉型二次電池及び電池モジュール
JP6713550B2 (ja) 角柱型電気化学セル
KR20130124639A (ko) 구조적 안정성이 향상된 전지모듈
JP2003249200A (ja) 蓄電池
KR102564972B1 (ko) 이차 전지 및 이차 전지 적층체
JP2016004619A (ja) 組電池

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190117

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191031

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200528

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6824291

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250