JP2021506062A - 角型‐パウチ型ハイブリッドバッテリモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
バッテリパックは、携帯用電子機器から、再生可能な電力システムや、環境にやさしい車両にわたる様々な技術に、電力を供給する。例えば、ハイブリッド電気自動車(HEV)は、バッテリパック及び電気モータを内燃機関と組み合わせて使用して燃料効率を向上させる。バッテリパックは、複数のバッテリモジュールから形成されており、各バッテリモジュールは、いくつかの電気化学セルを含む。バッテリモジュール内においては、セルは、2次元又は3次元のアレイに配置されて、直列又は並列に電気的に接続されている。同様に、バッテリパック内のバッテリモジュールも、直列又は並列に電気的に接続されている。
いくつかの態様においては、バッテリモジュールは、バッテリモジュールハウジング及びセルハウジング内に配置された電気化学セルを含む。電気化学セルは、セルスタック内に配置することができ、各セルは、正電極、負電極及びセパレータを含み、セパレータは、正電極と負電極との間に挟まれており、かつ、正電極と負電極との間の物理的接触を防止する。バッテリモジュールハウジングは、セルスタックの外周を取り囲む剛性フレームを含む。フレームは、セルスタックに面する内面、内面とは反対側の外面、セルスタックの一方の端面側で内面と外面とを接続する第1の縁部、及び、セルスタックの他方の端面側で内面と外面とを接続する第2の縁部、を有する。バッテリモジュールハウジングは、第1のカバー要素及び第2のカバー要素を含む。第1のカバー要素は、金属箔ラミネート材料からなる。さらに、第1のカバー要素はセルスタックの一方の端面を覆い、第1のカバー要素の周縁部は、第1のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに接合されている。第2のカバー要素は、金属箔ラミネート材料からなる。第2のカバー要素はセルスタックの他方の端面を覆い、第2のカバー要素の周縁部は、第2のカバー要素の周縁部の全体に沿ってフレームに接合されている。第1のカバー要素、第2のカバー要素及びフレームは、協働して、セルスタックを含むモジュールハウジングを形成する。
図1及び図2を参照すると、バッテリモジュール1は、電気的に相互接続され、バッテリモジュールハウジング2内に編成された状態で格納された電気化学セル102を含むエネルギ貯蔵デバイスである。セル102は、モジュールハウジング2内に、例えば積層することによって配置可能である。バッテリモジュールハウジング2内においては、セル102は、直列又は並列に電気的に接続されている。複数のバッテリモジュール1は、バッテリパックを形成するためにバッテリパックハウジング(図示せず)内に配置されていてよく、バッテリパックハウジング内においては、バッテリモジュール1は、直列又は並列に電気的に接続されている。バッテリモジュールハウジング2は、以下に詳細に説明するように、角型設計及びパウチ型設計の両方の特徴を有する。
Claims (11)
- バッテリモジュールであって、前記バッテリモジュールが、
セルスタック内に配置された電気化学セルであって、各セルは、正電極、負電極及びセパレータを備え、前記セパレータは、前記正電極と前記負電極との間に挟まれており、かつ、前記正電極と前記負電極との間の物理的接触を防止する、電気化学セルと、
前記セルスタックの外周を取り囲む剛性フレームであって、前記フレームは、前記セルスタックに面する内面、前記内面とは反対側の外面、前記セルスタックの一方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第1の縁部、及び、前記セルスタックの他方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第2の縁部、を有する、剛性フレームと、
金属箔ラミネート材料からなる第1のカバー要素であって、前記第1のカバー要素は、前記セルスタックの前記一方の端面を覆い、前記第1のカバー要素の周縁部は、前記第1のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第1のカバー要素と、
金属箔ラミネート材料からなる第2のカバー要素であって、前記第2のカバー要素は、前記セルスタックの前記他方の端面を覆い、前記第2のカバー要素の周縁部は、前記第2のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第2のカバー要素と、
を備え、
前記第1のカバー要素、前記第2のカバー要素及び前記フレームは協働して、前記セルスタックを含むモジュールハウジングを形成する、
バッテリモジュール。 - 前記第1のカバー要素は、前記第1のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記フレームに封止されており、
前記第2のカバー要素は、前記第2のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記フレームに封止されており、
前記第1のカバー要素、第2のカバー要素及び前記フレームは協働して、前記セルスタックを含む封止されたモジュールハウジングを形成する、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記モジュールハウジングの内部空間は、大気圧よりも低い圧力にある、
請求項2に記載のバッテリモジュール。 - 前記フレームは、少なくとも1つのポートを備え、前記少なくとも1つのポートは、当該ポートが開放構成にあるときに前記フレームを通る流体の流れを許容するように構成されており、かつ、当該ポートが閉鎖構成にあるときに前記フレームを通る流体の流れを阻止するように構成されている、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記フレームは、前記セルスタックの少なくとも1つのセルの動作特性を検出するように構成された少なくとも1つのセンサを備える、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記フレームは、導電性の端子を備え、前記端子は、前記フレームの前記内面から内側に突出して、前記少なくとも1つのセルの前記正電極及び前記負電極のうちの1つと電気的に接触する第1の端部を含み、前記端子は、前記フレームの前記外面から外側に突出する第2の端部を含む、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記第1のカバー要素は、前記第1のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記第1の縁部に接合されており、
前記第2のカバー要素は、前記第2のカバー要素の前記周縁部の前記全体に沿って前記第2の縁部に接合されている、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記フレームは、当該フレームを支持構造体に固定するように構成された一体的な取り付け機能部を備える、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記フレームは、
少なくとも1つのセルに電気的に接続された端子の通過を許容するように構成された端子開口部と、
前記端子と前記端子開口部との間の流体の流れを阻止するように構成された、前記端子開口部内に配置された封止部と、
を備える、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 前記フレームは、第1の冷却チャネル開口部と第2の冷却チャネル開口部との間に延在する冷却チャネルを備え、前記冷却チャネルは、前記フレーム内に流体流路を画定する、
請求項1に記載のバッテリモジュール。 - 電気化学セルのアレイを受容し支持するように構成されたバッテリモジュールハウジングを含むバッテリモジュールであって、前記バッテリモジュールハウジングは、
前記セルアレイの外周を取り囲む剛性フレームであって、前記フレームは、前記セルアレイに面する内面、前記内面とは反対側の外面、前記セルアレイの一方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第1の縁部、及び、前記セルアレイの他方の端面側で前記内面と前記外面とを接続する第2の縁部、を有する、剛性フレームと、
金属箔ラミネート材料からなる第1のカバー要素であって、前記第1のカバー要素は、前記セルアレイの前記一方の端面を覆い、前記第1のカバー要素の周縁部は、前記第1のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第1のカバー要素と、
金属箔ラミネート材料からなる第2のカバー要素であって、前記第2のカバー要素は、前記セルアレイの前記他方の端面を覆い、前記第2のカバー要素の周縁部は、前記第2のカバー要素の前記周縁部の全体に沿って前記フレームに接合されている、第2のカバー要素と、を含み、
前記第1のカバー要素、前記第2のカバー要素及び前記フレームは協働して、前記電気化学セルを含むモジュールハウジングを形成する、
バッテリモジュール。
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