JP2022550050A - 高出力高速充電をサポートする電池モジュール、充電モジュールおよび電子デバイス - Google Patents

Abstract

高出力高速充電をサポートする電池モジュール（１００）が開示される。電池モジュール（１００）は電池セル（１４）を含み、電池セル（１４）は、電池セル本体（１４０）と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブとを含む。第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル本体（１４０）に別々電気的に接続される。第１のタブおよび第３のタブは第１の極性を有し、第２のタブは第２の極性を有する。協働して、第２のタブおよび第１のタブは、電池セル本体（１４０）に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体（１４０）から電圧および電流を出力することができる。協働して、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル本体（１４０）に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体（１４０）から電圧および電流を出力することができる。第１の極性は第２の極性とは異なる。

Description

［関連出願］
本出願は、２０１９年９月２５日に中国国家知識産権局に出願された「ＢＡＴＴＥＲＹ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＳＵＰＰＯＲＴ ＨＩＧＨ－ＰＯＷＥＲ ＦＡＳＴ ＣＨＡＲＧＩＮＧ」と題する中国特許出願第２０１９１０９１６０１３．６号と、２０１９年１０月１７日に中国国家知識産権局に出願された「ＢＡＴＴＥＲＹ ＭＯＤＵＬＥ， ＣＨＡＲＧＩＮＧ ＭＯＤＵＬＥ， ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＳＵＰＰＯＲＴ ＨＩＧＨ－ＰＯＷＥＲ ＦＡＳＴ ＣＨＡＲＧＩＮＧ」と題する中国特許出願第２０１９１０９９００８７．４号と、２０２０年５月１９日に中国国家知識産権局に出願された「ＢＡＴＴＥＲＹ ＭＯＤＵＬＥ， ＣＨＡＲＧＩＮＧ ＭＯＤＵＬＥ， ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＳＵＰＰＯＲＴ ＨＩＧＨ－ＰＯＷＥＲ ＦＡＳＴ ＣＨＡＲＧＩＮＧ」と題する中国特許出願第２０２０１０４２６７００．２号との優先権を主張するものであり、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
［技術分野］
本出願の実施形態は、充電技術に関し、特に、高出力高速充電をサポートする電池モジュール、充電モジュールおよび電子デバイスに関する。

電子端末において現在使用されている充電システムは処理回路と電池セルを含む。処理回路は、外部から受信する充電電圧および充電電流を処理し、処理された充電電圧および処理された充電電流を電池セルに供給する。電池セルは、充電電圧および充電電流に基づいて電気エネルギーを蓄積する。従来技術では、各電池セルは、正極性を有するタブと負極性を有するタブとを含む。正極性を有するタブおよび負極性を有するタブは、電池セルのための充電経路および放電経路を提供する。

電池セルの高速充電に対する需要が増加するにつれて、高速充電問題を解決するために、従来技術では、より多くの電池セルおよびより多くの処理回路を充電システムに追加して充電速度を増加させ得る。しかしながら、電池セルおよび処理回路は物理的な空間を追加で占有する必要があり、レイアウト空間に関する電子端末の制限を満たすことができない。したがって、電池セルを追加しない場合、充電効率を向上させるために、単一の電池セルの充電電流および放電電流を増加させる必要がある。しかしながら、単一の電池セルの充電電流および放電電流を増加させると、タブの発熱量が急増しやすく、その結果、処理回路および電池セルは、発熱量に関する電子端末の制限を満たすことができなくなる。

前述の問題を解決するために、本出願の実施形態は、発熱量が比較的少なくかつ占有空間が比較的小さいことを特徴とした、高出力高速充電をサポートする電池モジュール、充電モジュールおよび電子デバイスを提供する。

本出願の一実施形態は、電池モジュールを提供する。電池モジュールは電池セルを含む。電池セルは、電池セル本体と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブとを含む。第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル本体に別々電気的に接続され、第１のタブおよび第３のタブは第１の極性を有し、第２のタブは第２の極性を有する。

協働して、第２のタブおよび第１のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。協働して、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。第１の極性および第２の極性は、互いに反対の極性である。第１の極性が正極性であるとき、第２の極性は負極性である。第１の極性が負極性であるとき、第２の極性は正極性である。

この電池セルの場合、設けられた３つのタブは、充電のための少なくとも２つの導電経路を構成し、それによって、電池セルの充電効率を効果的に向上させる。加えて、２つの導電経路が充電電流を分割するので、各タブで送信される電流が効果的に低減され、各タブの発熱量がさらに効果的に低減される。

本出願の一実施形態では、第１の電池保護基板がさらに含まれる。第１の電池保護基板は、第１の保護回路と、第１のバッテリインターフェースと、第２のバッテリインターフェースとを含む。第１のバッテリインターフェースおよび第２のバッテリインターフェースは、電池モジュールの外部の構成要素に電気的に接続されるように構成される。

第１のバッテリインターフェースは、第１の保護回路を使用することによって第２のタブおよび第１のタブに別々に電気的に接続され、第１のバッテリインターフェース、第１のタブ、電池セル本体、第２のタブおよび第１の保護回路は、第１の導電ループを構成する。第２のバッテリインターフェースは、第１の保護回路を使用することによって第２のタブおよび第３のタブに別々に電気的に接続され、第２のバッテリインターフェース、第３のタブ、電池セル本体、第２のタブおよび第１の保護回路は、第２の導電ループを構成する。

第１の保護回路は、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第１の保護回路は、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第１の電池保護基板および３つのタブは、電池セルを充電するための２つの導電ループを構成する。加えて、第１の電池保護基板は、第１の保護回路を使用することによって、電池セルの充電電流または放電電流を検出して、充電および放電中の過電圧、不足電圧、または過電流による電池セルの損傷を防止し、それによって、電池セルの安全性を確保する。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブがすべて配置されるか、電池セル本体の第１の側面に第１のタブおよび第２のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第３のタブが配置されるか、電池セル本体の第１の側面に第１のタブおよび第３のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第２のタブが配置されるか、または電池セル本体の第１の側面に第１のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第２のタブが配置され、電池セル本体の第３の側面に第３のタブが配置される。

３つのタブの配置は、電池セル本体上の特定の位置によって限定されない。タブが配置される位置は、電池セルと別の回路との間の協調を確実にするために、実際の要件に基づいて調整されてもよく、それによって、配線の複雑さを低減し、充電モジュールの集積度を向上させる。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブがすべて配置され、第２のタブの両側に第１のタブおよび第３のタブがそれぞれ配置される。

３つのタブは電池セルの同じ側面に配置され、同じ第１の極性を有する２つのタブが、第２の極性を有する１つのタブの両側に配置されるため、２つのタブと第１の電池保護基板との間の接続配線は比較的均一かつ単純である。

本出願の一実施形態では、第４のタブと、第５のタブと、第６のタブとをさらに含む。第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル本体に別々に電気的に接続される。第４のタブおよび第６のタブは第１の極性を有し、第５のタブは第２の極性を有するか、または第４のタブおよび第６のタブは第２の極性を有し、第５のタブは第１の極性を有する。

協働して、第５のタブおよび第４のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。

協働して、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。

この電池セルの場合、設けられた６つのタブは、充電のための少なくとも４つの導電経路を構成し、それによって、電池セルの充電効率をさらに向上させる。加えて、４つの導電経路が充電電流をより多く分配するので、各タブで送信される電流が効果的に低減され、各タブの発熱量がさらに効果的に低減される。

本出願の一実施形態では、第２の電池保護基板をさらに含む。第２の電池保護基板は、第２の保護回路と、第３のバッテリインターフェースと、第４のバッテリインターフェースとを含む。第３のバッテリインターフェースおよび第４のバッテリインターフェースは、電池モジュールの外部の構成要素に電気的に接続されるように構成される。

第３のバッテリインターフェースは、第２の保護回路を使用することによって第５のタブおよび第４のタブに別々に電気的に接続され、第３のバッテリインターフェース、第４のタブ、電池セル本体、第５のタブおよび第２の保護回路は、第３の導電ループを構成する。第４のバッテリインターフェースは、第２の保護回路を使用することによって第５のタブおよび第６のタブに別々に電気的に接続され、第４のバッテリインターフェース、第６のタブ、電池セル本体、第５のタブおよび第２の保護回路は、第４の導電ループを構成する。

第２の保護回路は、第３の導電ループおよび第４の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第２の保護回路は、第３の導電ループおよび第４の導電ループを切断する。

第２の電池保護基板および他の３つのタブは、電池セルを充電するための他の２つの導電ループを構成する。加えて、第２の電池保護基板は、第２の保護回路を使用することによって、電池セルの充電電流または放電電流を検出して、充電および放電中の過電圧、不足電圧、または過電流による電池セルの損傷を防止し、それによって、電池セルの安全性を確保する。

本出願の一実施形態では、第１の保護回路および第２の保護回路は、同じ回路構造を有する。したがって、電池セルのための保護は基本的に一貫して同期して行われ、それによって、電池セルの安全性をさらに確保する。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブがすべて配置され、電池セル本体の第２の側面に、第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブがすべて配置される。電池セル本体の第１の側面および電池セル本体の第２の側面は、電池セル本体の対向する２つの側面であるか、または電池セル本体の第１の側面および電池セル本体の第２の側面は、電池セル本体の隣接する２つの側面である。

電池セルの一方の側面に３つのタブが配置され、電池セルの他方の側面に他の３つのタブが配置され、同じ第１の極性を有する２つのタブが、第２の極性を有する１つのタブの両側に配置される。このようにして、２つのタブと第１の電池保護基板との間の接続配線は、比較的均一かつ単純であり、タブは、より大きい放熱空間およびより均一な放熱を有する。

本出願の一実施形態では、第１の保護回路は、第１の保護制御部と、第１のサンプリング部と、第１のスイッチ部とを含む。第１の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続され、第１の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電圧を検出する。第１のサンプリング部は、第２のタブ、第１の保護制御部および第１のスイッチ部に別々に電気的に接続され、第１の保護制御部は、第１のサンプリング部を使用することによって第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電流を検出する。第１のスイッチ部は、第１の保護制御部、第１のサンプリング部、第１のバッテリインターフェースおよび第２のバッテリインターフェースに別々に電気的に接続される。第１の導電ループまたは第２の導電ループにおける電圧または電流が第１のしきい値範囲を超えたと判定した場合、第１の保護制御部は、スイッチ部を遮断するように制御して、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断するように構成される。

各タブで送信される電圧および電流が、対応するしきい値範囲を超えるかどうかは、第１のサンプリング部によって検出された２つの導電ループにおける電流と、第１の保護制御部によって収集された電圧とに基づいて正確に決定することができる。加えて、各タブで送信される電圧および電流が、対応するしきい値範囲を超えると、タブに接続された導電ループが適時に切断され、それによって、電池セルの安全性を確保する。

本出願の一実施形態では、第１のスイッチ部は第１のスイッチと第２のスイッチとを含み、第１のスイッチは第１の導電ループに位置し、第２のスイッチは第２の導電ループに位置する。タブに接続された導電ループは、２つのスイッチを使用することによって容易かつ適時に切断可能である。

本出願の一実施形態では、第１の保護回路は、第２の保護制御部と第２のスイッチ部とをさらに含む。

第２の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続され、第２の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電圧を検出する。

第２の保護制御部は、第１のサンプリング部に電気的に接続され、第１のサンプリング部を使用することによって第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電流を検出するように構成される。

第２のスイッチ部は、第２の保護制御部、第１のスイッチ部、第１のバッテリインターフェースおよび第２のバッテリインターフェースに別々に電気的に接続される。

第１の導電ループまたは第２の導電ループにおける電圧または電流が第２のしきい値範囲を超えたと判定した場合、第２の保護制御部は、第２のスイッチ部を遮断するように制御して、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断するように構成される。

具体的には、第１のしきい値範囲が第２のしきい値範囲と同じであるか、または第１のしきい値範囲が第２のしきい値範囲より小さいもしくは大きい。

第１の保護回路が故障したとき、第２の保護制御部および第２のスイッチ部は、電池セルを保護するために、適時に第１の保護回路内の第１の保護制御部および第１のスイッチ部に取って代わることができる。言い換えれば、第１の保護回路および第２の保護回路は、互いに入れ替わり、同期して動作することができ、それによって、電池セルのための保護の信頼性をさらに向上させる。

本出願の一実施形態では、第２のスイッチ部は第３のスイッチと第４のスイッチとを含み、第３のスイッチは第１の導電ループに位置し、第４のスイッチは第２の導電ループに位置する。タブに接続された導電ループは、２つのスイッチを使用することによって容易かつ適時に切断可能である。

本出願の一実施形態では、電池セル本体は巻回構造である。電池セルは、第１の極性を有する１つの第１の電極板と、第２の極性を有する１つの第２の電極板とを含む。第１のタブおよび第３のタブは第１の電極板に配置され、第２のタブは第２の電極板に配置される。第１の電極板および第２の電極板を巻回して、３つのタブを有する電池セルを形成し、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を巻回して電池セルを形成する。これにより、３つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは巻回構造である。電池セルは、第１の極性を有する１つの第１の電極板と、第２の極性を有する１つの第２の電極板とを含む。第１のタブ、第３のタブ、第４のタブおよび第６のタブは第１の電極板に配置され、第２のタブおよび第５のタブは第２の電極板に配置される。第１の電極板および第２の電極板を巻回して、６つのタブを有する電池セルを形成し、第１のタブ、第２のタブ、第３のタブ、第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を巻回して電池セルを形成する。これにより、６つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは積層構造である。電池セルは、第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを含む。各々の第１の電極板に第１のサブタブおよび第３のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブが配置される。すべての第１の電極板およびすべての第２の電極板が積層されて電池セルを形成し、すべての第１のサブタブが電気的に接続されて第１のタブを形成し、すべての第２のサブタブが電気的に接続されて第２のタブを形成し、すべての第３のサブタブが電気的に接続されて第３のタブを形成し、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を順次積み重ねて、電池セルを形成する。これにより、３つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは積層構造である。電池セルは、第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを含む。各々の第１の電極板に第１のサブタブ、第３のサブタブ、第４のサブタブおよび第６のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブおよび第５のサブタブが配置される。すべての第１の電極板およびすべての第２の電極板が積層されて電池セルを形成し、すべての第１のサブタブが電気的に接続されて第１のタブを形成し、すべての第２のサブタブが電気的に接続されて第２のタブを形成し、すべての第３のサブタブが電気的に接続されて第３のタブを形成し、すべての第４のサブタブが電気的に接続されて第４のタブを形成し、すべての第５のサブタブが電気的に接続されて第５のタブを形成し、すべての第６のサブタブが電気的に接続されて第６のタブを形成し、第１のタブ、第２のタブ、第３のタブ、第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を順次積み重ねて、電池セルを形成する。これにより、６つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは、電池セル本体と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブと、第４のタブとを含む。第１のタブ、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブは、電池セル本体に別々に電気的に接続され、第１のタブおよび第３のタブは第１の極性を有し、第２のタブおよび第４のタブは第２の極性を有する。協働して、第２のタブおよび第１のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。協働して、第４のタブおよび第３のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。第１の極性は正極性であり、第２の極性は負極性であるか、または第１の極性は負極性であり、第２の極性は正極性である。

この電池セルの場合、設けられた４つのタブは、充電のための少なくとも２つの導電経路を構成し、それによって、電池セルの充電効率を効果的に向上させる。加えて、２つの導電経路が互いに分離されており、充電電流を分割するので、各タブで送信される電流が効果的に低減され、各タブの発熱量がさらに効果的に低減される。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に第１のタブおよび第２のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第３のタブおよび第４のタブが配置されるか、または電池セル本体の第１の側面に第１のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブが配置される。

本出願の一実施形態では、電池モジュールは、第１の電池保護基板と第２の電池保護基板とをさらに含む。第１の電池保護基板は、第１の保護回路と第１のバッテリインターフェースとを含み、第２の電池保護基板は、第２の保護回路と第２のバッテリインターフェースとを含む。第１のバッテリインターフェースは、第１の保護回路を使用することによって第２のタブおよび第１のタブに別々に電気的に接続され、第１のバッテリインターフェース、第１のタブ、電池セル本体、第２のタブおよび第１の保護回路は、第１の導電ループを構成する。第２のバッテリインターフェースは、第２の保護回路を使用することによって第３のタブおよび第４のタブに別々に電気的に接続され、第２のバッテリインターフェース、第３のタブ、電池セル本体、第４のタブおよび第１の保護回路は、第２の導電ループを構成する。第１の保護回路は、第１の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第１の保護回路は第１の導電ループを切断する。第２の保護回路は、第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第２の保護回路は第２の導電ループを切断する。

本出願の一実施形態では、電池セルは巻回構造である。電池セル本体は、第１の極性を有する１つの第１の電極板と、第２の極性を有する１つの第２の電極板とを含む。第１の電極板に第１のタブおよび第３のタブが配置され、第２の電極板に第２のタブおよび第４のタブが配置される。第１の電極板および第２の電極板を巻回して、４つのタブを有する電池セル本体を形成し、第１のタブ、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブは、電池セル本体上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を巻回して電池セルを形成する。これにより、４つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セル本体は積層構造である。電池セル本体は、第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを含む。各々の第１の電極板に第１のサブタブおよび第３のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブおよび第４のサブタブが配置される。すべての第１の電極板およびすべての第２の電極板が積層されて電池セル本体を形成し、すべての第１のサブタブが電気的に接続されて第１のタブを形成し、すべての第２のサブタブが電気的に接続されて第２のタブを形成し、すべての第３のサブタブが電気的に接続されて第３のタブを形成し、すべての第４のサブタブが電気的に接続されて第４のタブを形成する。第１のタブ、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブは、電池セル本体上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を順次積み重ねて、電池セルを形成する。これにより、４つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、前述の電池モジュールおよび回路基板を含む充電モジュールが提供される。回路基板は、電池モジュールに電気的に接続される。回路基板は、外部から供給される第１の充電電圧を受信し、充電電圧を電圧および電流に変換し、電圧および電流を電池モジュールに出力するように構成される。充電モジュールでは、電池モジュール内の電池セルが、タブを使用することによって充電するための少なくとも２つの導電経路を含むので、電池セルの充電経路が効果的に追加され、各タブによって運ばれる電流が効果的に低減され、各タブの発熱量が効果的に低減されるとともに、充電時間が短縮される。

本出願の一実施形態では、回路基板は、第１の回路基板と第３の回路基板とを含む。第１の回路基板は、第１の充電電圧を受信するように構成されたインターフェースを含み、第１の回路基板は、第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換し、第２の充電電圧を第３の回路基板に送信する。第３の回路基板は、電池モジュールに電気的に接続され、第２の充電電圧を電圧に変換し、電圧を電池モジュールに出力するように構成される。第１の回路基板および第２の回路基板は、協働して、受信した充電電圧を、充電中の電池セルによる使用に適した電圧に処理し、それによって、充電中の電池セルの安全性が確保される。

本出願の一実施形態では、回路基板は、第１の回路基板と第３の回路基板とを含む。第１の回路基板は、第１の充電電圧を受信するように構成されたインターフェースを含み、第１の回路基板は、第１の充電電圧を第３の回路基板に送信する。第３の回路基板は、電池モジュールに電気的に接続され、第１の充電電圧を電圧に変換し、電圧を電池モジュールに出力するように構成される。第１の回路基板および第２の回路基板は、協働して、受信した充電電圧を、充電中の電池セルによる使用に適した電圧に処理し、それによって、充電中の電池セルの安全性が確保される。

本出願の一実施形態では、回路基板は第２の回路基板をさらに含む。第１の回路基板および第３の回路基板は、電池モジュールの対向する２つの側面に配置され、第２の回路基板は、電池セル本体にわたって第１の回路基板および第２の回路基板に別々に電気的に接続される。第１の回路基板および第３の回路基板は、第２の回路基板を使用することによって接続され、それによって、第１の回路基板および第３の回路基板の位置を決定する際の自由度が確保される。

本出願の一実施形態では、充電モジュールは、機能回路に動作電源を提供するように構成される。

本出願の一実施形態では、機能回路および前述の充電モジュールを含む電子デバイスが提供される。充電モジュールは、機能回路に動作電源を提供するように構成される。

本出願の一実施形態では、電池セルは巻回構造である。巻回型電池セルは、１つの正極板と１つの負極板とを含む。正極板および負極板には正極タブおよび負極タブが別々に配置される。正極板および負極板の少なくとも一方には、同じ極性を有する少なくとも２つのタブが異なる位置に配置される。同じ極性を有する少なくとも２つのタブは、巻回によって形成された電池セルの異なる位置に同じ極性を有する少なくとも２つのタブを形成するため、巻回によって形成された電池セルは少なくとも３つのタブを含むこととなる。

本出願の一実施形態では、電池セルは積層構造である。積層型電池セルは、複数の正極板と複数の負極板とを含む。各正極板および各負極板には少なくとも１つの正極タブおよび少なくとも１つの負極タブが別々に配置される。正極板または負極板では、少なくとも２つの正極（負極）タブが少なくとも１つの正極板（負極板）の異なる位置に配置されるか、または少なくとも２つの正極板（負極板）の正極（負極）タブが電極板の異なる位置に配置されるため、積層型電池セルは少なくとも３つのタブを含むこととなる。

本出願の一実施形態では、電池セルは少なくとも３つのタブを含む。３つのタブが電池セルの同じ側面に位置するか、または３つのタブが電池セルの異なる側面に別々に位置する。

本出願の実施形態では、電池セルの貫通電流容量を向上させるために、マルチバッテリインターフェースおよびマルチタブモードが使用される。

マルチタブソリューションでは、３つのタブ、４つのタブ、６つのタブ、またはＮ個のタブが存在し得る。負極タブまたは正極タブは、充電および放電の間、共有され得る。例えば、３タブソリューションでは、３つのタブは２つの正極タブと１つの負極タブとを含み、負極タブが共有される（図２Ａに示すように）、または、３つのタブは２つの負極タブと１つの正極タブとを含み、正極タブが共有される（図８に示すように）。６タブソリューションでは、６つのタブは、３タブソリューションのタブを２倍にしたものであり得る。さらに、より多くのタブ、例えば、８つのタブ、９つのタブ、または１２個のタブが含まれてもよい。

本出願の実施形態では、効率的な差圧比（例えば、４：１または別のより大きい比）を有する充電器ＩＣ（充電回路）が、電圧降圧を実行するために使用される。外部充電ケーブル（およびＰＤプロトコル）が入力貫通電流ボトルネックを５Ａに制限する条件下では、充電電力は、入力電圧を増加させることによって増加される。

本出願の実施形態におけるマルチタブソリューションは、例えば、以下の方法のうちの１つを使用し得る。

Ａ：電流を分割するために、タブを追加しタブが再使用されるモード（すなわち、前述の共有正極タブまたは共有負極タブ）が使用される。これにより、タブのインピーダンスが低減されるだけでなく、電池セル本体（電池セルおよび電池保護基板を含む）の発熱量も低減される。構造的には、共有タブの体積を増加させ得る。例えば、共有タブの幅、長さおよび／または厚さを増加させ得る。

Ｂ：タブを増加させる。電池セルは、電池セルの貫通電流容量を増加させるために、２つの側面にタブを有する構造を有し、これには、４タブ構造および６タブ構造などの構造が含まれるがこれらに限定されない。４タブ構造は、以下の図９に示されており、電池セルの２つの側面のそれぞれに一対の正極タブおよび負極タブがある。６タブ構造は、以下の図１４Ａに示されており、電池セルの２つの側面のそれぞれに３つのタブがある。図１４Ａは、負極タブが共有されていることを示す。同様に、正極タブが代替的に共有され得る。

本出願の実施形態における３タブソリューションおよび６タブソリューションなどのソリューションでは、保護ＩＣ（すなわち、電池保護基板内の保護ＩＣ）は、タブ分配および回路最適化を通して多重化され得、それによって、単一の電池セルが使用される場合のための高出力充電を実装し、２つの電池セルが使用されるときに存在する安全性問題を回避する。

本出願の実施形態では、単一の電池セルが使用されるときに存在する問題、すなわち、不十分な貫通電流容量および大量の発熱といった問題を解決することができ、２つの電池セルが使用されるときに存在する問題、すなわち、高いコスト、追加の一組の保護ＩＣを追加する必要性、そして分割の場合の大きな容量損失といった問題も解決することができる。

本出願の実施形態では、電池の複数のタブを使用することによって、電池セルの発熱量が低減され、電池セルの貫通電流容量が増大する。本出願の実施形態では、一組の保護ＩＣの保護ソリューションは、デュアルバッテリインターフェース電流経路の計画を通して実現される。このソリューションをデュアル電池セルソリューションと比較すると、コストが低減され、安全性が高いと同時に、電池セルの発熱量が低減される。本出願の実施形態では、効率的な差圧比（例えば、４：１）を有する充電器ＩＣおよび複数のタブを使用することによって、全体の発熱量を増加させることなく、より高出力の充電ソリューションが実現される。本出願の実施形態では、複数のタブを使用することによってより高出力の貫通電流容量が提供され、それによって、単一の電池セルが使用される場合のための高出力充電を実現し、２つの電池セルが使用されるときに引き起こされる問題を解決する。

本出願の一実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図２Ａは、電池セルの平面構造の概略図である。 図２Ｂは、電池セルの平面構造の概略図である。 図３Ａは、図１に示す第１の電池保護基板の回路ブロック図である。 図３Ｂは、図１に示す第１の電池保護基板の回路ブロック図である。 図４Ａは、図１に示す第１の保護回路および保護回路の回路ブロック図である。 図４Ｂは、本出願の別の実施形態による第１の保護回路および保護回路の回路ブロック図である。 図５は、図４Ａに示す電池モジュールにおける第１の保護基板の具体的な回路構造の概略図である。 図６は、本出願の別の実施形態による充電モジュール内の電池モジュールの回路ブロック図である。 図７は、本出願の別の実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図８は、本出願の別の実施形態による充電モジュール内の電池モジュールの回路ブロック図である。 図９は、本出願の別の実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図１０は、充電モジュールの回路ブロック図である。 図１１は、電池モジュールの回路構造の概略図である。 図１２は、第１の電池保護基板のうちの１つの回路構造の概略図である。 図１３は、本出願の別の実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図１４Ａは、図１３に示す充電モジュール内の電池モジュールの概略構造図である。 図１４Ｂは、本出願の一実施形態による５タブ電池モジュールの概略図である。 図１５は、図１３に示す充電モジュール内の電池モジュールの回路構造の概略図である。 図１６Ａは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図１６Ｂは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図１６Ｃは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図１７は、図１６Ａに示す電池セルの上面図である。 図１８は、図１６Ａに示す電池セルの正面構造の概略図である。 図１９は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２０は、図１９に示す電池セルの上面図である。 図２１は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２２は、図２１に示す電池セルの上面図である。 図２３は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２４は、図２３に示す電池セルの上面図である。 図２５は、図２４に示す電池セルの正面構造の概略図である。 図２６は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２７は、図２６に示す電池セルの三次元構造の概略図である。 図２８は、図２７に示す電池セルの左側図である。 図２９は、本出願の一実施形態による電池セルの概略分解構造図である。 図３０は、本出願の一実施形態による電池セルの概略分解構造図である。 図３１は、図３０に示す電池セルの三次元構造の概略図である。 図３２は、図３１に示す電池セルの左側図である。 図３３は、図３１に示す電池セルの主要図である。 図３４は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図３５は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図３６は、図３４に示す電池セルの平面構造の概略図である。 図３７は、本出願の一実施形態による４つのタブを有する電池セルの平面構造の概略図である。 図３８は、図３６に示す電池セルの正面構造の概略図である。 図３９は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４０は、本出願の一実施形態による４つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４１は、本出願の一実施形態による５つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４２は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４３は、本出願の一実施形態による非貫通型電池セルの概略図である。 図４４は、本出願の一実施形態による貫通型電池セルの概略図である。 図４５は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４６は、本出願の一実施形態による４つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４７は、本出願の一実施形態による５つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４８は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略図である。

図１は、本出願の一実施形態による充電モジュール１０の回路ブロック図である。

図１に示すように、充電モジュール１０は、第１の回路基板１１と、第２の回路基板１２と、第３の回路基板１３と、電池セル１４および第１の電池保護基板１５を含む電池モジュール１００とを含む。第１の回路基板１１、第２の回路基板１２および第３の回路基板１３は、協働して、外部から受信した充電電圧および充電電流を、電池モジュール１００が充電を実行するのに適切な電圧および電流に処理する。電池モジュール１００は、処理された電圧および電流を受信し、充電を実行して電気エネルギーを蓄積する。加えて、電池モジュール１００はまた、蓄積された電気エネルギーを第３の回路基板１３に放出して放電を実行し、第３の回路基板１３および別の機能回路（図示せず）に駆動電源を提供することができる。

具体的には、第１の回路基板１１は、外部から第１の充電電圧および第１の充電電流を受信し、第１の充電電圧に対して電圧変換を実行し、第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換するように構成される。第２の回路基板１２は、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３に電気的に接続され、第１の充電電圧および第１の充電電流を第３の回路基板１３に供給するように構成される。第３の回路基板１３は、第１の電池保護基板１５に電気的に接続され、第２の充電電圧を電池セル電圧に変換し、電池セル電圧を第１の電池保護基板１５に供給するように構成される。加えて、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は第１の充電電流を電池セル電流に変換することも行う。

第１の電池保護基板１５は、電池セル１４に電気的に接続され、少なくとも２つの導電経路を使用することによって電池セル電圧および電池セル電流を電池セル１４に送信するように構成されるため、電池セル１４は、充電を実行して電気エネルギーを蓄積することができる。別の方向では、電池セル１４は、少なくとも２つの導電経路を使用することによって、電池セル電圧および電池セル電流を第１の電池保護回路１５に送信するため、電池セル１４は、蓄積された電気エネルギーを第３の回路基板１３に放出して放電を実行する。

本実施形態では、電池セル電圧は、第１の充電電圧および第２の充電電圧よりも低い。電池セル電圧は、電池セル１４が充電または放電される定格電圧である。例えば、電池セル電圧は５ボルト（Ｖ）であり、第１の充電電流は１２アンペア（Ａ）である。本出願の別の実施形態では、第１の回路基板１１は、第２の回路基板１２が接続を行うことなく、第３の回路基板１３に直接電気的に接続され得る。言い換えれば、別の実施形態では、第２の回路基板１２は存在せず、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は直接電気的に接続され得る。代替的に、別の実施形態では、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は同じ回路基板によって実装され得、すなわち、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は同じ回路基板であり、第２の回路基板１２は存在しない。

受信した電圧および電流を処理し、処理された電圧および電流を送信するために、複数の機能回路および複数の導電線が、第１の回路基板１１、第２の回路基板１２および第３の回路基板１３のそれぞれに配置されることに留意されたい。より具体的には、第１の回路基板１１は、第１の送信インターフェース１１１と、第１の電圧変換部Ｃ１とを含む。第１の送信インターフェース１１１は、外部電源システムに電気的に接続され、第１の充電電圧および第１の充電電流を受信するように構成される。本実施形態では、例えば、第１の送信インターフェース１１１は、ミニＵＳＢインターフェース、マイクロＵＳＢ２．０インターフェース、マイクロＵＳＢ２．０インターフェース、またはｔｙｐｅ－Ｃインターフェースであり得、第１の充電電圧は１２ボルト（Ｖ）であり、第１の充電電流は５アンペア（Ａ）である。

第１の電圧変換部Ｃ１は、第１の送信インターフェース１１１に電気的に接続され、第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換するように構成され、例えば、第１の充電電圧を降圧し得る。本実施形態では、第１の電圧変換部Ｃ１は、入力電圧を最大で１／２に降圧することができ、次いで電圧を出力する。言い換えれば、第２の充電電圧（出力電圧）の最小値は、第１の充電電圧（入力電圧）の１／２であり得る。充電プロセスでは、第１の電圧変換部Ｃ１は、実際の要求に基づいて電圧降圧の大きさを決定する。もちろん、本出願の別の実施形態では、第１の電圧変換部Ｃ１は、別の電圧降圧能力（４：１、３：１、または別の比の電圧降圧）を有し得る。例えば、第１の電圧変換部Ｃ１は、４：１充電器ＩＣ（チャージャＩＣ）であってもよく、出力電圧を入力電圧の１／４に降圧することができる。別の実施形態では、第１の充電電圧を変換する必要がないこと、例えば、第１の充電電圧を降圧する必要がないことに留意されたい。例えば、第１の充電電圧の電圧値が比較的低い場合には、降圧を実行する必要はない。この場合、第１の回路基板１１は、第１の電圧変換部Ｃ１を含まなくてもよく、第１の回路基板１１は、第１の充電電圧を第３の回路基板１３に直接送信し得る。

第２の回路基板１２は、第１の接続インターフェース１２１と第２の接続インターフェース１２２とを含む。第１の接続インターフェース１２１は第１の回路基板１１に電気的に接続され、第２の接続インターフェース１２２は第３の回路基板１３に電気的に接続される。本実施形態では、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は、電池セル１４の対向する２つの側面の位置に配置される。この場合、第２の回路基板１２は、第２の充電電圧を第３の回路基板１３に送信するために、電池セル１４の対向する２つの側面にわたって第１の回路基板１１を第３の回路基板１３に電気的に接続する。本実施形態では、第２の回路基板１２は、フレキシブル回路基板であり得る。

本出願の本実施形態では、第１の回路基板１１、第２の回路基板１２および第３の回路基板１３が配置される位置は限定されないことに留意されたい。実施形態および添付図面における構成は、接続関係の例にすぎず、構成要素の具体的な配置を限定するものではない。例えば、図１における第２の回路基板１２は、図中左側であるが、実際の製品では、第２の回路基板１２は、任意の適切な位置に配置されてもよい。例えば、バランスを考慮して、第２の回路基板１２は中間位置に配置されてもよく、すなわち、電池セルおよび保護回路が第２の回路基板１２に対して対称であってもよい。

第３の回路基板１３は、第１の導電性インターフェース１３１と、第２の導電性インターフェース１３２と、２つの第２の電圧変換部Ｃ２とを含む。特定の実装プロセスでは、通常、第３の回路基板１３は、協働を通じて電子デバイスの充電および放電機能を実装するために別の回路要素をさらに含み得る。例えば、第３の回路基板１３は、第１のサンプリング部１３３および電量計１３４をさらに含み得る。第１のサンプリング部１３３は、第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２に電気的に接続される。電量計１３４は、第１のサンプリング部１３３に電気的に接続される。第１のサンプリング部１３３は、電流検出または電気量検出中にサンプリングを実行するように構成されたサンプリング抵抗であってもよい。電量計１３４（クーロンカウンタとも称される）は、電池の電気量を測定するように構成される。電量計１３４は、サンプリング抵抗を使用することによって電池の電気量を測定し得る。

２つの第２の電圧変換部Ｃ２は、第２の接続インターフェース１２２に別々に電気的に接続され、第２の充電電圧および充電電流を受信し、第２の充電電圧を電池セル電圧に変換するように別々に構成され、例えば、第２の充電電圧を電池セル電圧に降圧し得る。本実施形態では、第２の電圧変換部Ｃ２は、２：１充電器ＩＣであり得、入力電圧を最大で１／２に降圧することができ、次いで電圧を出力する。言い換えれば、電池セル電圧（出力電圧）の最小値は、第２の充電電圧（入力電圧）の１／２であり得る。充電プロセスでは、第２の電圧変換部Ｃ２は、実際の要求に基づいて電圧降圧の大きさを決定する。本出願の別の実施形態では、第２の電圧変換部Ｃ２は、別の電圧降圧能力（４：１、３：１、または別の比の電圧降圧）を有し得る。例えば、第２の電圧変換部Ｃ２は、４：１充電器ＩＣ（チャージャＩＣ）であってもよく、出力電圧を入力電圧の１／４に降圧することができる。

本出願の実施形態における電圧は例にすぎず、電池モジュール１００の実際の充電プロセスでは、充電または放電電圧が変動することに留意されたい。電池モジュール１４を充電するときに許容される現在の最大電池セル電圧は５Ｖを超えない。一般に、最大電池電池セル電圧は４．２２Ｖまたは４．４５Ｖである。

２つの第２の電圧変換部Ｃ２は、第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２に別々に電気的に接続されて、電池セル電圧および電池セル電流を第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２に別々に供給する。言い換えれば、第１の導電性インターフェース１３１は、電池セル電圧および電池セル電流を受信し、第２の導電性インターフェース１３２も、電池セル電圧および電池セル電流を受信する。

本出願の一実施形態では、２つの第２の電圧変換部Ｃ２は、例えば、充電器ＩＣ（チャージャＩＣ）であり得る。２つの充電器ＩＣが両方とも一次充電器ＩＣであってもよく、または、一方の充電器ＩＣが一次充電器ＩＣであり、他方の充電器ＩＣが二次充電器ＩＣであってもよい。電圧変換を実行することに加えて、一次充電器ＩＣはさらに別の充電機能をサポートし、例えば、バック構造充電、ＵＳＢ ＯＴＧ（ＵＳＢ ｏｎ－ｔｈｅ－ｇｏ）機能などをさらにサポートし得る。二次充電器ＩＣは主に、電圧変換および充電電流の増加などの機能を実行するように構成される。

図１を参照して、図２Ａは、電池セル１４の平面構造の概略図である。

図１および図２Ａに示すように、電池セル１４は、電池セル本体１４０と、互いに対向する第１の側面１４１および第２の側面１４２とを含む。第１の回路基板１１は電池セル１４の第１の側面１４１側に配置され、第３の回路基板１３および第１の電池保護基板１５は電池セルの第２の側面１４２側に配置される。第２の回路基板１２は、電池セル１４の第１の側面１４１および第２の側面１４２にわたって第１の回路基板１１および第３の回路基板１３に別々に電気的に接続される。

本実施形態では、タブ１４ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは、電池セル本体１４０の第１の側面１４１に配置される。タブ１４ａは極性１を有し、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは極性２を有する。極性１と極性２とは逆である。極性１が正極性であり、極性２が極性であるか、または極性１が負極性であり、極性２が正極性である。

タブ１４ｂおよびタブ１４ａは、導電ループの正極および負極を形成し、タブ１４ｃおよびタブ１４ａは、導電ループの正極および負極を形成する。この場合、２つの導電ループを別々に使用することによって、電圧および電流が電池セル本体１４０に入力される（充電）か、または電圧および電流が電池セル本体１４０から出力される（放電）。

本実施形態では、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは直接電気的に接続され得る。言い換えれば、タブｂおよびタブｃの電圧（電位）は同じである。

したがって、電池セル１４は、充電または放電のための２つの導電ループを含む。この場合、各タブで送信される充電電流を増加させることなく、電池セル１４の充電効率を向上させ、充電時間を短縮することができる。本実施形態では電池セルにおけるこれらのタブの位置は限定されず、電気的な接続関係が同じである限り、本実施形態におけるソリューションを実施することができることに留意されたい。電池セルにおけるタブの位置は、後述される、電池セルの具体的な構造の実施形態で詳細に説明される。

図１を参照して、図３Ａは、図１に示す第１の電池保護基板１５の回路ブロック図である。

図３Ａに示すように、第１の電池保護基板１５は、第１のバッテリインターフェース１５１と、第２のバッテリインターフェース１５２と、第１の保護回路１５３と、第２の保護回路１５４とを含む。

第１のバッテリインターフェース１５１は第１の導電性インターフェース１３１（図１）に電気的に接続され、第２のバッテリインターフェース１５２は第２の導電性インターフェース１３２（図１）に電気的に接続される。

第１の保護回路１５３は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続され、第１の保護回路１５３はまた、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続される。第１の保護回路１５３は、電池セル１４の充電または放電中に、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流がしきい値範囲を超えると、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路を切断して、電池セル１４の損傷を防止するように構成される。

第２の保護回路１５４は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続され、第２の保護回路１５４はまた、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続される。第２の保護回路１５３は、電池セル１４の充電または放電中に、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流がしきい値範囲を超えると、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路を切断して、電池セル１４を保護し、電池セル１４の損傷を防止するように構成される。

第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４は、電池セル１４を同時に保護する。第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４のいずれか一方が故障した場合には、もう一方が電池セル１４を保護することができる。言い換えれば、第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４は、互いのバックアップとして機能し得る。第１の保護制御部１５３１が故障した場合には、第２の保護制御部１５４１が電圧および電流保護を実行する。代替的に、第２の保護制御部１５４１が故障した場合には、第１の保護制御部１５３１が電圧および電流保護を実行する。

第１の保護回路１５３に対応し、電池セル１４によって入力および出力される電圧および電流に関するしきい値範囲は、第２の保護回路１５４に対応し、電池セル１４によって入力および出力される電圧および電流に関するしきい値範囲と同じであってもよく、または異なっていてもよい。第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４が異なる範囲に対応する場合、最初にしきい値範囲に到達した保護回路が、経路を切断する動作を実行する。第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４が同じ範囲に対応する場合、これら２つの保護回路のうち、電圧または電流が対応するしきい値範囲を超えることを先に検出した保護回路が保護動作を実行する。より具体的には、第１のバッテリインターフェース１５１、タブ１４ｂ、電池セル本体、タブ１４ａおよび第１の保護回路１５３は、第１の導電ループを構成する。第１の導電ループは、電池セル電圧および電池セル電流を送信する。

本実施形態では、第１の導電ループは、第１の導電経路Ｐ１と第３の導電経路Ｐ３とを含む。第１の導電経路Ｐ１は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ｂとの間に位置し、第３の導電経路Ｐ３は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａとの間に位置する。

第２のバッテリインターフェース１５２、タブ１４ｃ、電池セル本体、タブ１４ａおよび第１の保護回路１５３は、第２の導電ループを構成する。第２の導電ループは、電池セル電圧および電池セル電流を送信する。

本実施形態では、第２の導電ループは、第２の導電経路Ｐ２と第４の導電経路Ｐ４とを含む。第２の導電経路Ｐ２は、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ｃとの間に位置し、第４の導電経路Ｐ４は、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａとの間に位置する。

任意選択で、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４は、導電線を使用することによって直接電気的に接続されるため、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電圧は基本的に同じとなり、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電流は基本的に同じとなる。

第１の保護回路１５３は、第１の導電ループおよび第２の導電ループにある電圧および電流を検出するように構成される。電圧が第１の電圧しきい値範囲を超えると、第１の保護回路１５３は、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断して、電池セル１４が過電圧状態で充電されたり不足電圧状態で放電したりすることを防止する。電流が第１の電流しきい値を超えると、第１の保護回路１５３は２つの導電ループを切断して、電池セル１４が過電流状態で充電されたり放電したりすることを防止する。

同様に、第２の保護回路１５４もまた、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成される。電圧が第２の電圧しきい値範囲を超えると、第２の保護回路１５４は２つの導電ループを切断して、電池セル１４が過電圧状態で充電されたり不足電圧状態で放電したりすることを防止する。電流が第２の電流しきい値を超えると、第２の保護回路１５４は２つの導電ループを切断して、電池セル１４が過電流状態で充電されたり放電したりすることを防止する。

本実施形態では、第１の電圧しきい値範囲は、不足電圧しきい値１から過電圧しきい値１までであり得、ここで、不足電圧しきい値１は過電圧しきい値１よりも小さい。第２の電圧しきい値範囲は、不足電圧しきい値２から過電圧しきい値２までであり得、ここで、不足電圧しきい値２は過電圧しきい値２よりも小さい。

第１の電圧しきい値範囲が第２の電圧しきい値範囲と同じであるとき、不足電圧しきい値１が不足電圧しきい値２に等しく、かつ、過電圧しきい値１が過電圧しきい値２に等しい。

第１の電圧しきい値範囲が第２の電圧しきい値範囲と異なるとき、不足電圧しきい値１が不足電圧しきい値２に等しくないか、または過電圧しきい値１が過電圧しきい値２に等しくない。一実施形態では、不足電圧しきい値２が不足電圧しきい値１よりも小さく、過電圧しきい値２が過電圧しきい値１よりも大きいか、または不足電圧しきい値２が不足電圧しきい値１よりも大きく、過電圧しきい値２が過電圧しきい値１よりも大きい。

例えば、第１の電圧しきい値範囲は、例えば２．４Ｖ～４．４２２Ｖであり得、第２の電圧しきい値範囲は、例えば２．２Ｖ～４．４５Ｖであり得る。言い換えれば、過電圧しきい値１は４．４２２Ｖであり、不足電圧しきい値１は２．４Ｖであり、過電圧しきい値２は４．４５Ｖであり、不足電圧しきい値２は２．２Ｖである。代替的に、第１の電圧しきい値範囲は、例えば２．２Ｖ～４．４２２Ｖであり得、第２の電圧しきい値範囲は、例えば２．４Ｖ～４．４５Ｖであり得る。電圧が電圧しきい値範囲を超えるとは、電圧が不足電圧しきい値より小さいか、または過電圧しきい値より大きいことを意味する。

本実施形態では、第１の電流しきい値または第２の電流しきい値は特定の値である。第１の電流しきい値および第２の電流しきい値は、同じであってもよく、または異なっていてもよい。電流が電流しきい値を超えるとは、電流が電流しきい値以上であることを意味する。

図１を参照して、図４Ａは、図１に示す第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４の回路ブロック図である。

図４Ａに示すように、第１の保護回路１５３は、第１の保護制御部１５３１と、第１の電圧サンプリング部１５３２と、第１の電流サンプリング部１５３４と、第１のスイッチ部１５３３とを含む。

第１の保護制御部１５３１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続される。第１の保護制御部１５３１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出し、検出された電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えるかどうかを判定する。電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、第１の保護制御部１５３１は、第１のスイッチ部１５３３に保護信号を出力する。第１のスイッチ部１５３３は、保護信号に基づいて第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断し、それによって電池セル１４を保護し、過電圧、過電流または不足電圧による電池セル１４の損傷を防止する。

第１の電圧サンプリング部１５３２は、タブ１４ｂ、タブ１４ｃおよび第１の保護制御部１５３１に別々に電気的に接続され、電池セル電圧を検出し、検出された電池セル電圧を第１の保護制御部１５３１に送信するように構成される。第１の電圧サンプリング部１５３２は、例えば、サンプリング抵抗であってもよい。任意選択で、代替的に、本出願の本実施形態の電圧サンプリング部はなくてもよく、導電ループ内の電圧は保護制御部によって直接検出される。

第１の電流サンプリング部１５３４は、タブ１４ａ、第１の保護制御部１５３１および第１のスイッチ部１５３３に別々に電気的に接続され、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内の電流を検出し、電流を第１の保護制御部１５３１に送信するように構成される。第１の電流サンプリング部１５３４は、例えば、サンプリング抵抗であってもよい。

第１のスイッチ部１５３３は、第１の保護制御部１５３１、第１の電流サンプリング部１５３４、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に電気的に接続される。第１のスイッチ部１５３３は、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３および第２の導電ループ内の第４の導電経路Ｐ４に位置する。

本実施形態では、第１のスイッチ部１５３３は、第１のスイッチＳ１と第２のスイッチＳ２とを含み得る。

第１のスイッチＳ１は、第１の電流サンプリング部１５３４と、第１の保護制御部１５３１と、第２の保護回路１５４内の第３のスイッチＳ３とに別々に電気的に接続される。第１のスイッチＳ１は、第１の保護制御部１５３１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

第２のスイッチＳ２は、第１の電流サンプリング部１５３４と、第１の保護制御部１５３１と、第２の保護回路１５４内の第４のスイッチＳ４とに別々に電気的に接続される。第２のスイッチＳ２は、第１の保護制御部１５３１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

本実施形態では、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は、同期してオンにされるか、または同期して遮断され、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は、同じ型のトランジスタＭＯＳを使用することによって実装され得る。例えば、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は両方ともＮ型トランジスタまたはＰ型トランジスタである。もちろん、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は、代替的に、異なる型のトランジスタまたは他の素子を使用することによって実装されてもよい。

図４Ａに示すように、本出願の本実施形態では、第２の保護回路１５４がさらに含まれ得る。第２の保護回路１５４は、第２の保護制御部１５４１と、第２の電圧サンプリング部１５４２と、第２のスイッチ部１５４３とを含む。

第２の保護制御部１５４１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続される。第２の保護制御部１５４１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出し、電圧が第２の電圧しきい値範囲を超えるかどうかを判定し、電流が対応する電流しきい値を超えるかどうかを判定する。電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、第２の保護制御部１５４１は、第２のスイッチ部１５４３に保護信号を出力する。第２のスイッチ部１５４３は、保護信号に基づいて第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第２の電圧サンプリング部１５４２は、タブ１４ｂ、タブ１４ｃおよび第２の保護制御部１５４１に別々に電気的に接続され、電圧を検出し、検出された電圧を第２の保護制御部１５４１に送信するように構成される。本実施形態では、第１の電圧サンプリング部１５３２および第２の電圧サンプリング部１５４２の回路構造は同じであってもよい。任意選択で、代替的に、本出願の本実施形態の電圧サンプリング部はなくてもよく、導電ループ内の電圧は保護制御部によって直接検出される。

本実施形態では、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２が、導電線を使用することによって直接電気的に接続されている、すなわち、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４が互いに短絡しているので、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電流は基本的に同じである。

第２のスイッチ部１５４３は、第２の保護制御部１５４１、第１のスイッチ部１５３３、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に電気的に接続される。第２のスイッチ部１５４３は、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３および第２の導電ループ内の第４の導電経路Ｐ４に位置する。

本実施形態では、第２のスイッチ部１５４３は、第３のスイッチＳ３と第４のスイッチＳ４とを含む。

第３のスイッチＳ３は、第１のスイッチＳ１、第２の保護制御部１５４１および第１のバッテリインターフェース１５１に別々に電気的に接続される。第３のスイッチＳ３は、第２の保護制御部１５４１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

第３のスイッチＳ３および第１のスイッチＳ１が両方ともオン状態であるとき、第１の導電ループは閉結され、第１の導電経路Ｐ１および第３の導電経路Ｐ３は電気的にオンである。第３のスイッチＳ３または第１のスイッチＳ１がオフ状態にあるとき、第１の導電ループは開放され、第１の導電経路Ｐ１および第３の導電経路Ｐ３は電気的にオフである。

第４のスイッチＳ４は、第２のスイッチＳ２、第２の保護制御部１５４１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に電気的に接続される。第４のスイッチＳ４は、第１の保護制御部１５４１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

第４のスイッチＳ４および第２のスイッチＳ２が両方ともオン状態であるとき、第２の導電ループは閉結され、第２の導電経路Ｐ２および第４の導電経路Ｐ４は電気的にオンである。言い換えれば、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａとの間で電池セル電流および電池セル電圧を送信することができる。第４のスイッチＳ４または第２のスイッチＳ２がオフ状態にあるとき、第２の導電ループは開放され、第２の導電経路Ｐ２および第４の導電経路Ｐ４は電気的にオフである。

本実施形態では、第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４は、同期してオンにされるか、または同期して遮断され、第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４は、同じ型のトランジスタＭＯＳを使用すること、例えば両方ともＮ型トランジスタまたはＰ型トランジスタであることによって実装され得る。もちろん、第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４は代替的に、異なる型のトランジスタまたは他の素子を使用することによって実装されてもよい。

別の実装形態では、タブ１４ａを２つのタブに分割し得る。互いに協働するとき、これらの２つのタブはタブ１４ａと同じ機能を有する。図２Ｂに示すように、タブ１４ａは、同じ極性を有する２つのタブ（サブタブとも称され得る）であり得る。２つのタブのうちの一方とタブ１４ｂとは、１つの導電ループの正極および負極を形成し、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。２つのタブのもう一方とタブ１４ｃとは、別の導電ループの正極および負極を形成し、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。２つの導電ループは、図２Ａの２つの導電ループと同様である。それに応じて、タブ１４ａが同じ極性を有する２つのタブに分割される場合、第１の電池保護基板１５の対応する回路ブロック図が図３Ｂに示され、第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４の対応する回路ブロック図が図４Ｂに示される。図３Ｂと図３Ａとの違いは、タブ１４ａが同じ極性を有する２つのタブに分割されている点である。図４Ｂと図４Ａとの違いは、タブ１４ａが同じ極性を有する２つのタブに分割されている点である。

図５は、図５に示す電池モジュール１００における第１の保護基板１５の具体的な回路構造を示す概略図である。

第１の電圧サンプリング部１５３２は、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１と第２の電圧検出抵抗ＲＶ２とを含む。第１の電圧サンプリング抵抗ＲＶ１は、第１の導電経路Ｐ１のタブ１４ｂに電気的に接続され、第２のサンプリング抵抗ＲＶ２は、第２の導電経路Ｐ２のタブ１４ｃに電気的に接続される。第１の電圧サンプリング抵抗ＲＶ１および第２のサンプリング抵抗ＲＶ２は、それぞれ、第１の導電経路Ｐ１上の電圧および第２の導電経路Ｐ２上の電圧を収集するように構成される。

本実施形態では、タブ１４ｂとタブ１４ｃとが直接電気的に接続されているので、第１の電圧サンプリング抵抗ＲＶ１と第２の電圧サンプリング抵抗ＲＶ２とは並列に接続される。したがって、第１の電圧サンプリング部１５３２は、第１の導電経路Ｐ１上の電圧と、第２の導電経路Ｐ２上の電圧との平均値を収集し、平均電圧値を第１の保護制御部１５３１に提供することができる。

本出願の別の実施形態では、第１の導電経路Ｐ１上にあり、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１によって検出される電圧が、電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１のみが第１の電圧サンプリング部１５３２に配置されてもよい。代替的に、第２の導電経路Ｐ２上にあり、第２の電圧検出抵抗ＲＶ２によって検出される電圧が電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第２の電圧検出抵抗ＲＶ２のみが第１の電圧サンプリング部１５３２に配置されてもよい。

第１の電流検出部１５３４は、第１の電流検出抵抗ＲＩ１と第２の電流検出抵抗ＲＩ２とを含む。第１の電流サンプリング抵抗ＲＩ１は、タブ１４ａと第１のバッテリインターフェース１５１との間に電気的に接続され、第２のサンプリング抵抗ＲＶ２は、タブ１４ａと第２のバッテリインターフェース１５２との間に電気的に接続される。第１の電流サンプリング抵抗ＲＩ１および第２の電流サンプリング抵抗ＲＩ２は、それぞれ、第３の導電経路Ｐ３上の電流および第４の導電経路Ｐ３上の電流を収集するように構成される。

本実施形態では、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２が、導電線を使用することによって直接電気的に接続されている、すなわち、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４が互いに短絡しているので、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電流は基本的に同じである。

第２の電圧サンプリング部１５４２は、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３と第４の電圧検出抵抗ＲＶ４とを含む。第３の電圧サンプリング抵抗ＲＶ３は、第１の導電経路Ｐ１内のタブ１４ｂに電気的に接続され、第４のサンプリング抵抗ＲＶ４は、第２の導電経路Ｐ２内のタブ１４ｃに電気的に接続される。第３の電圧サンプリング抵抗ＲＶ３および第４のサンプリング抵抗ＲＶ４は、それぞれ、第１の導電経路Ｐ１上の電圧および第２の導電経路Ｐ２上の電圧を収集するように構成される。

本実施形態では、２つのタブ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃが直接電気的に接続されているので、第３の電圧サンプリング抵抗ＲＶ３および第４の電圧サンプリング抵抗ＲＶ４は並列に接続される。したがって、第２の電圧サンプリング部１５４２は、第１の導電経路Ｐ１上の電圧と、第２の導電経路Ｐ２上の電圧との平均値を収集し、平均電圧値を第１の保護制御部１５３１に提供することができる。

本出願の別の実施形態では、第１の導電経路Ｐ１上にあり、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３によって検出される電圧が、電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３のみが第２の電圧サンプリング部１５４２に配置されてもよい。代替的に、第２の導電経路Ｐ２上にあり、第４の電圧検出抵抗ＲＶ４によって検出される電圧が電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第４の電圧検出抵抗ＲＶ４のみが第２の電圧サンプリング部１５４２に配置されてもよい。

図５に示すように、第１の保護制御部１５３１は、第１の電圧検出端子ＰＶ１と、第１の電流検出端子ＰＩ１と、第１の充電制御端子ＣＯ１と、第１の放電制御端子ＤＯ１とを含む。

具体的には、第１の電圧検出端子ＰＶ１は、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１および第２の電圧検出抵抗ＲＶ２に電気的に接続され、電圧を検出するように構成される。

第１の電流検出端子ＰＩ１は、第１の電流検出抵抗ＲＩ１および第２の電流検出抵抗ＲＩ２に電気的に接続され、電流を検出するように構成される。

第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１は両方とも、第１のスイッチＳ１に電気的に接続され、保護信号を出力して第１のスイッチＳ１をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

第１の保護制御部１５３１は、第１の電圧検出端子ＰＶ１によって検出された電圧および第１の電流検出端子ＰＩ１によって検出された電流がしきい値範囲を超えるかどうかを判定する。電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１から保護信号を出力する。

本実施形態では、第１のスイッチ部１５３３内の第１のスイッチＳ１は、第１の制御端子ＳＣ１と、第２の制御端子ＳＣ２と、第１の導電端子ＳＤ１と、第２の導電端子ＳＤ２とを含む。

第２のスイッチ部１５４３を使用することによって、第１の制御端子ＳＣ１は第１の放電制御端子ＤＯ１に電気的に接続され、第２の制御端子ＳＣ２は第１の充電制御端子ＣＯ１に電気的に接続され、第１の導電端子ＳＤ１はタブ１４ａに電気的に接続され、第２の導電端子ＳＤ２は第１のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。

第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１から第１の保護制御部１５３１によって出力された保護信号は、第１の制御端子ＳＣ１および第２の制御端子ＳＣ２を使用することによって、第１のスイッチＳ１がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第１のスイッチＳ１が保護信号の制御下でオンにされると、第１の導電端子ＳＤ１および第２の導電端子ＳＤ２は電気的にオンになる。第１のスイッチＳ１が保護信号の制御下で遮断されると、第１の導電端子ＳＤ１および第２の導電端子ＳＤ２は電気的にオフになる。

本実施形態では、第１のスイッチＳ１は双方向的にオンとなり得る。言い換えれば、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３に関して、電池セル１４が充電される際に電流が第１のタブ１４ａから第１のバッテリインターフェース１５１に流れるとき、第１のスイッチＳ１をオンまたは遮断することができ、電池セル１４が放電する際に電流が第１のバッテリインターフェース１５１から第１のタブ１４ａに流れるとき、第１のスイッチＳ１をオンまたは遮断することができる。

加えて、第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１は両方とも、第２のスイッチＳ２に電気的に接続され、保護信号を出力して第２のスイッチＳ２をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

第１のスイッチ部１５３３内の第２のスイッチＳ２は、第３の制御端子ＳＣ３と、第４の制御端子ＳＣ４と、第３の導電端子ＳＤ３と、第４の導電端子ＳＤ４とを含む。

第２のスイッチ部１５４３を使用することによって、第３の制御端子ＳＣ３は第１の放電制御端子ＤＯ１に電気的に接続され、第４の制御端子ＳＣ４は第１の充電制御端子ＣＯ１に電気的に接続され、第３の導電端子ＳＤ３はタブ１４ａに電気的に接続され、第４の導電端子ＳＤ４は第２のバッテリインターフェース１５２に電気的に接続される。

第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１から第１の保護制御部１５３１によって出力される保護信号は、第３の制御端子ＳＣ３および第４の制御端子ＳＣ４を使用することによって、第２のスイッチＳ２がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第２のスイッチＳ２が保護信号の制御下でオンにされると、第３の導電端子ＳＤ３および第４の導電端子ＳＤ４は電気的にオンになる。第２のスイッチＳ２が保護信号の制御下で遮断されると、第３の導電端子ＳＤ３および第４の導電端子ＳＤ４は電気的にオフになる。

本実施形態では、第２のスイッチＳ２は双方向的にオンとなり得る。言い換えれば、第１の導電ループ内の第４の導電経路Ｐ４に関して、電池セル１４が充電される際に電流が第１のタブ１４ａから第２のバッテリインターフェース１５２に流れるとき、第２のスイッチＳ２をオンまたは遮断することができ、電池セル１４が放電する際に電流が第２のバッテリインターフェース１５２から第１のタブ１４ａに流れるとき、第１のスイッチＳ１をオンまたは遮断することができる。

第２の保護制御部１５４１は、第２の電圧検出端子ＰＶ２と、第２の電流検出端子ＰＩ２と、第２の充電制御端子ＣＯ２と、第２の放電制御端子ＤＯ２とを含む。

具体的には、第２の電圧検出端子ＰＶ２は、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３および第４の電圧検出抵抗ＲＶ４に電気的に接続され、電圧を検出するように構成される。

第２の電流検出端子ＰＩ２は、第１の電流検出抵抗ＲＩ１および第２の電流検出抵抗ＲＩ２に電気的に接続され、電流を検出するように構成される。

第２の保護制御部１５４１は、第２の電圧検出端子ＰＶ２によって検出された電圧および第２の電流検出端子ＰＩ２によって検出された電流がしきい値範囲を超えるかどうかを判定する。電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２から保護信号を出力する。

第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２は両方とも、第３のスイッチＳ３に電気的に接続され、保護信号を出力して第３のスイッチＳ３をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

本実施形態では、第２のスイッチ部１５４３内の第３のスイッチＳ３は、第５の制御端子ＳＣ５と、第６の制御端子ＳＣ６と、第５の導電端子ＳＤ５と、第６の導電端子ＳＤ６とを含む。

第５の制御端子ＳＣ５は、第２の放電制御端子ＤＯ２に電気的に接続され、第６の制御端子ＳＣ６は、第２の充電制御端子ＣＯ２に電気的に接続され、第５の導電端子ＳＤ５は、第１のスイッチＳ１の第２の導電端子ＳＤ２に電気的に接続され、第６の導電端子ＳＤ５は、第１のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。

第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２から第２の保護制御部１５４１によって出力される保護信号は、第５の制御端子ＳＣ５および第６の制御端子ＳＣ６を使用することによって、第３のスイッチＳ３がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第３のスイッチＳ３が保護信号の制御下でオンにされると、第５の導電端子ＳＤ５および第６の導電端子ＳＤ６は電気的にオンになる。第３のスイッチＳ３が保護信号の制御下で遮断されると、第５の導電端子ＳＤ５および第６の導電端子ＳＤ６は電気的にオフになる。

本実施形態では、第３のスイッチＳ３は双方向的にオンとなり得る。言い換えれば、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３に関して、電池セル１４が充電または放電されるとき、第３のスイッチＳ３をオンまたは遮断することができる。

加えて、第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２は両方とも、第４のスイッチＳ４に電気的に接続され、保護信号を出力して第４のスイッチＳ４をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

第２のスイッチ部１５４３内の第４のスイッチＳ４は、第７の制御端子ＳＣ７と、第８の制御端子ＳＣ８と、第７の導電端子ＳＤ７と、第８の導電端子ＳＤ８とを含む。

第７の制御端子ＳＣ７は第２の放電制御端子ＤＯ２に電気的に接続され、第８の制御端子ＳＣ８は第２の充電制御端子ＣＯ２に電気的に接続され、第７の導電端子ＳＤ７は第２のスイッチＳ２の第４の導電端子ＳＤ４に電気的に接続され、第８の導電端子ＳＤ８は第２のバッテリインターフェース１５２に電気的に接続される。

第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２から第２の保護制御部１５４１によって出力される保護信号は、第７の制御端子ＳＣ７および第８の制御端子ＳＣ８を使用することによって、第４のスイッチＳ３がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第４のスイッチＳ４が保護信号の制御下でオンにされると、第７の導電端子ＳＤ７および第８の導電端子ＳＤ８は電気的にオンになる。第４のスイッチＳ４が保護信号の制御下で遮断されると、第７の導電端子ＳＤ７および第８の導電端子ＳＤ８は電気的にオフになる。

本実施形態では、第４のスイッチＳ４は双方向的にオンとなり得る。

本実施形態では、第１の電池保護基板１５は、偽造防止部１５５をさらに含み得る。偽造防止部１５５は、第２の導電経路Ｐ２に電気的に接続され、電池セル１４が耐えることができる電池セル電圧および電池セル電流を検出して、電池セル１４と電池セル電圧または電池セル電流との間の不一致による電池セル１４の損傷を防止するように構成される。

図１および図５を参照して、電池セル１４が充電（電気エネルギーの蓄積）されるときおよび放電（電気エネルギーの放出）するときの電池モジュール１００における第１の保護基板１５の動作プロセスを具体的に説明する。

電池セル１４が充電されるプロセスは、以下の通りである。

第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２から第３の回路基板１３によって出力される電池セル電圧および電池セル電流は、第１の電池保護基板１４の第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に送信される。

第１のバッテリインターフェース１５１に対応する第１の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第１のバッテリインターフェース１５１から第１の導電経路Ｐ１を通してタブ１４ｂに送信される。

電池セル電圧は、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１を通して第１のキャパシタＣ１を充電する。第１のキャパシタＣ１の充電電圧が第１のスイッチＳ１の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に導通信号を出力して、第１のスイッチＳ１をオン状態になるように制御する。

電池セル電圧は、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３を通して第２のキャパシタＣ２を充電する。第２のキャパシタＣ２の充電電圧が第３のスイッチＳ３の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に導通信号を出力して、第３のスイッチＳ３をオン状態になるように制御する。

電池セル１４の内部では、電池セル電流は、タブ１４ｂからタブ１４ａに送信され、タブ１４ａから第１の電流検出抵抗ＲＩ１を通して第１のスイッチＳ１の第１の導電端子ＳＤ１に送信され、次いで第２の導電端子ＳＤ２に送信される。

第３のスイッチＳ３もオン状態にあり、第３のスイッチＳ３の第５の導電端子ＳＤ５が第２の導電端子ＳＤ２に電気的に接続されているので、電池セル電流は、第２の導電端子ＳＤ２、第５の導電端子ＳＤ５および第６の導電端子ＳＤ６を通して第１のバッテリインターフェース１５１に送信される。このようにして、第１の導電ループにおいて電池セル１４が充電される。

同様に、第２のバッテリインターフェース１５２に対応する第２の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第２のバッテリインターフェース１５２から第２の導電経路Ｐ２を通してタブ１４ｃに送信される。

電池セル電圧は、第２の電圧検出抵抗ＲＶ２を通して第１のキャパシタＣ１を充電する。第１のキャパシタＣ１の充電電圧が第２のスイッチＳ２の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に導通信号を出力して、第２のスイッチＳ２をオン状態になるように制御する。

電池セル電圧は、第４の電圧検出抵抗ＲＶ４を通して第２のキャパシタＣ２を充電する。第２のキャパシタＣ２の充電電圧が第４のスイッチＳ４の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に導通信号を出力して、第４のスイッチＳ４をオン状態になるように制御する。

電池セル１４の内部では、電池セル電流は、タブ１４ｃからタブ１４ａに送信され、タブ１４ａから第２の電流検出抵抗ＲＩ２を通して第２のスイッチＳ２の第３の導電端子ＳＤ３に送信され、次いで第４の導電端子ＳＤ４に送信される。

第４のスイッチＳ４もオン状態にあり、第４のスイッチＳ４の第７の導電端子ＳＤ７が第３の導電端子ＳＤ３に電気的に接続されているので、電池セル電流は、第３の導電端子ＳＤ３、第７の導電端子ＳＤ７および第８の導電端子ＳＤ８を通して第２のバッテリインターフェース１５２に送信される。このようにして、第２の導電ループにおいて電池セル１４が充電される。

充電プロセスでは、第１の導電経路Ｐ１または第２の導電経路Ｐ２上の電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、すなわち、過電圧または不足電圧および過電流が発生すると、第１の保護制御部１５３１および第２の保護制御部１５４１は、電池セル１４のための保護を実行する。ここでは、以下の値が例として使用される。第１の保護制御部１５３１に対応する不足電圧しきい値は２．４Ｖであり、第１の保護制御部１５３１に対応する過電圧しきい値は４．４２２Ｖであり、第２の保護制御部１５４１に対応する不足電圧しきい値は２．２Ｖであり、第２の保護制御部１５４１に対応する過電圧しきい値は４．４５Ｖである。

具体的には、不足電圧が第１の導電経路Ｐ１または第２の導電経路Ｐ１上で発生すると、例えば、電池セル１４の電圧が２．４Ｖより小さいとき、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に保護信号を出力して第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２をオフ状態（すなわち、切断状態）になるように制御し、それによって、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

過電圧が第１の導電経路Ｐ１または第２の導電経路Ｐ１上で発生すると、例えば、電池セル１４の電圧が４．４２２Ｖより大きいとき、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に保護信号を出力して第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２をオフ状態になるように制御し、それによって第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第１の保護制御部１５３１が故障した場合、すなわち、第１の保護制御部１５３１が、過電圧または不足電圧が電池セル１４上で発生したときに第１の導電ループまたは第２の導電ループを適時かつ正確に切断することができない場合、第２の保護制御部１５４１が、過電圧または不足電圧が電池セル１４上で発生したときに第１の導電ループまたは第２の導電ループを適時かつ正確に切断することができる。

例えば、第１の保護制御部１５３１が故障した場合で、電池セル１４の電圧が２．２Ｖより小さいとき、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に保護信号を出力して第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４をオフ状態になるように制御し、それによって第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第１の保護制御部１５３１が故障した場合で、電池セル１４の電圧が４．４５Ｖよりも大きいとき、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に保護信号を出力して第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４をオフ状態になるように制御し、それによって第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

同様に、過電流または不足電流が第３の導電経路Ｐ３または第４の導電経路Ｐ４上で発生すると、第１の保護制御部１５３１および第２の保護制御部１５４１の動作原理は、過電圧または不足電圧が電池セル上で発生するときに使用される動作原理と同じである。ここでは、詳細を改めて説明はしない。

電池セル１４が放電するプロセスは以下の通りである。

電池セル１４の内部では、電池セル電圧および電池セル電流は、タブ１４ａからタブ１４ｂおよびタブ１４ｃに別々に流れる。

第１のバッテリインターフェース１５１に対応する第１の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第１の導電経路Ｐ１を通ってタブ１４ｂから第１のバッテリインターフェース１５１に送信され、次いで第３のスイッチＳ３および第１のスイッチＳ１を通って第１のバッテリインターフェース１５１から第１のタブ１４ａに送信される。このようにして、第１の導電ループにおいて、電池セル１４が第１のバッテリインターフェース１５１に放電する。

同様に、第２のバッテリインターフェース１５２に対応する第２の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第２の導電経路Ｐ２を通してタブ１４ｃから第１のバッテリインターフェース１５２に送信され、次いで第４のスイッチＳ４および第２のスイッチＳ２を通して第２のバッテリインターフェース１５２から第１のタブ１４ａに送信される。このようにして、第２の導電ループにおいて、電池セル１４が第２のバッテリインターフェース１５２に放電する。

放電プロセスでは、第１の導電経路Ｐ１、第２の導電経路Ｐ２、第３の導電経路Ｐ３、または第４の導電経路Ｐ４上の電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、すなわち、過電圧または不足電圧および過電流または不足電流が発生すると、第１の保護制御部１５３１および第２の保護制御部１５４１は、電池セル１４のための保護を実行する。保護手順は充電プロセスのものと同様である。ここでは、詳細を改めて説明はしない。

図１～図５に示す充電電池モジュール１０内の電池セルの回路の場合、１つの電池セル１４は、充電および放電のための少なくとも２つの導電ループを含むことができる。これにより、充電効率が向上する。この電池セル１４を１つの導電ループを有する電池セルと比較すると、充電時間の少なくとも半分が短縮され、加えて、各タブによって運ばれる電流も相対的に低減され、したがって、各タブの発熱量も効果的に低減され、すなわち、高い充電効率を実現しながら、各タブの発熱量を制御することができる。

例えば、電池セルが２つのタブのみを有し、１２Ａの電流が充電に使用され、保護基板のインピーダンスが２０ｍＯＨｍであるとき、タブおよび保護基板の発熱量は、Ｐ＝Ｉ＾２Ｒ＝１４４＊２０＝２．８８Ｗとなる。

しかしながら、本実施形態における電池セル１４の場合、電池セル１４が３つのタブと少なくとも２つの導電ループとを含むので、各導電ループは、電流が分割された後の６Ａの電流を有する。保護基板のインピーダンスが２０ｍＯＨｍである場合、タブおよび保護基板の発熱量は、Ｐ＝２＊Ｉ＾２Ｒ＝２＊３６＊２０＝１．４４Ｗとなる。総発熱量が半減（２．８８Ｗから１．４４Ｗに減少）していることがわかる。

図６は、本出願の別の実施形態による電池モジュール１００の回路ブロック図である。図６に示すように、電池モジュール１００は、図４Ａに示す電池モジュール１００の構造と基本的に同様の構成を有しており、唯一の違いは、第１の電池保護基板１５が第１の保護回路１５３のみを含み、第２の保護回路１５４を含んでいないことである。前述したように、第２の保護回路は、第１の保護回路のバックアップとして機能する。第１の保護回路が故障した場合、第２の保護回路は、電池セルのための電圧保護および電流保護を実行し得る。したがって、本出願の実施形態におけるソリューションは、保護回路が１つしかない場合にも実装可能である。任意選択で、保護の信頼性をさらに向上させるために、保護回路の数を増やすこともできる。例えば、電池モジュール１００は、３つ、４つ、またはそれ以上の数の保護回路を含み得る。新たに追加された保護回路については、第１の保護回路および第２の保護回路の構造およびレイアウトを参照されたい。

図７は、本出願の別の実施形態による充電モジュール３０の回路ブロック図である。

本実施形態では、充電モジュール３０の回路は、図１に示す充電モジュール１０のものと基本的に同様であり、違いは以下の通りである：第１の回路基板１１には第１の電圧変換部Ｃ１が配置されず、第３の回路基板１３には１つの第２の電圧変換部Ｃ２が配置される。第２の電圧変換部Ｃ２は、第１の充電電圧を電池セル電圧に直接変換し、電池セル電圧を第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に提供する。本実施形態における第２の電圧変換部Ｃ２は、充電モジュール１０における電圧変換部Ｃ１およびＣ２よりも高い電圧変換効率を有する。例えば、変換効率を２倍にすることができる。例えば、充電モジュール１０内の電圧変換部Ｃ１およびＣ２が両方とも２：１充電器ＩＣである場合、本実施形態における第２の電圧変換部Ｃ２は４：１充電器ＩＣであってもよい。

図８は、本出願の別の実施形態による充電モジュール４０内の電池モジュール４００の回路ブロック図である。

図８に示すように、電池モジュール４００の回路は、図１および図２Ａに示す電池モジュール１００のものと基本的に同様であり、違いは、電池セル１４内のタブ１４ａが正極性を有し、電池セル１４内のタブ１４ｂおよびタブ１４ｃが負極性を有する点である。

図９は、本出願の別の実施形態による充電モジュール５０の回路ブロック図である。

図９に示すように、充電モジュール５０内の電池モジュール５００の回路は、図１に示す充電モジュール１０内の電池モジュール１００の回路と同様であり、違いは以下の通りである：電池モジュール５００内の電池セル１４は、４つのタブと２つの第１の電池保護基板１５とを含み、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２は、電池セル１４の対向する２つの側面に別々に配置される。

具体的には、４つのタブは、別々に、タブ１４ａ、タブ１４ｂ、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄである。タブ１４ａおよびタブ１４ｂは、電池セル１４の第１の側面１４１に配置され、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄは、電池セル１４の第２の側面１４２に配置される。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは第１の極性を有し、タブ１４ｂおよびタブ１４ｄは第２の極性を有する。本実施形態では、第１の極性は負極性であり、第２の極性は正極性である。

加えて、本実施形態では、第１の回路基板１１には第１の電圧変換部Ｃ１が配置されず、第３の回路基板１３には１つの第２の電圧変換部Ｃ２が配置される。第２の電圧変換部Ｃ２は、第１の充電電圧を電池セル電圧に直接変換し、電池セル電圧を第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に提供する。例えば、第２の電圧変換部Ｃ２は４：１充電器ＩＣであってもよい。

図１０は、充電モジュール５０の回路ブロック図である。図１０に示すように、電池セル１４の第１の側面１４１および第２の側面１４２に、２つの第１の電池保護基板１５が別々に配置される。言い換えれば、一方の第１の電池保護基板１５は、タブ１４ａおよびタブ１４ｂと電気的に接続され、もう一方の第１の電池保護基板１５は、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄと電気的に接続される。

より具体的には、図１１は、電池モジュール５００の回路構造の概略図であり、図１２は、第１の電池保護基板１５のうちの１つの回路構造の概略図である。

図１１および図１２に示すように、電池セル１４の第２の側面１４２に位置する第１の電池保護基板１５は、第１のバッテリインターフェース１５１、タブ１４ａおよびタブ１４ｂに電気的に接続され、これらは第１の導電ループを構成し、電池セル１４の第１の側面１４１に位置する第１の電池保護基板１５は、第２のバッテリインターフェース１５２、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄに電気的に接続され、これらは第２の導電ループを構成する。

図１２に示すように、第１の電池保護基板１５は、２つの保護回路１５３および１５４を含む。保護回路１５３および１５４は、導電ループのための電圧保護および電流保護を実行する。具体的な原理については、前述の実施形態における説明を参照されたい。図１２に示す実施形態では、２つの保護回路１５３および１５４は両方とも、第１のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。他方の電池保護基板では、両方の保護回路は第２のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。２つの保護回路１５３および１５４は、互いのバックアップとして機能することが理解され得る。したがって、代替的に、１つの電池保護基板に１つの保護回路のみが配置されてもよいし、１つの電池保護基板に複数の保護回路が配置されてもよい。

図１３は、本出願の別の実施形態による充電モジュール６０の回路ブロック図である。

図１３に示すように、充電モジュール６０に含まれる電池モジュール６００の回路は、図１に示す充電モジュール１０に含まれる電池モジュール１００の回路と同様であり、違いは、電池モジュール６００内の電池セル１４が、６つのタブと、２つの電池保護基板と、４つのバッテリインターフェースとを含む点である。具体的には、電池モジュール１００と比較して、電池モジュール６００は、タブが３つ多く、電池保護基板が１つ多く、バッテリインターフェースが２つ多い。電池モジュール６００は、２つの３タブバッテリと同等であり得るが、１つの電池セル本体しか有していないことが理解され得る。

具体的には、図１および図２Ａに示す電池モジュール１００と比較して、充電モジュール６０に含まれる電池モジュール６００は、より多くの構成要素を含む。電池モジュール１００に基づいて、図１３に示すように、電池モジュール６００は、電池セル１４の第１の側面１４１に配置された第２の電池保護基板１６と、第３のバッテリインターフェース１５６と、第４のバッテリインターフェース１５７とをさらに含む。第２の電池保護基板１６の回路構造、接続方式および動作原理は、第１の電池保護基板１５のものと完全に同じである。

加えて、充電モジュール１０と比較して、充電モジュール６０は、回路基板上に追加の電圧変換部Ｃ３を有する。図１３に示すように、第１の回路基板１１は、第３の電圧変換部Ｃ３を含む。第３のバッテリインターフェース１５６および第４のバッテリインターフェース１５７は、第１の回路基板１１上の第３の電圧変換部Ｃ３に別々に電気的に接続され、電圧および電流を電池セル１４に送信する。第３の電圧変換部Ｃ３は、第３の回路基板上の第２の電圧変換部Ｃ２と同じであってもよい。別の実施形態では、第３の電圧変換部Ｃ３または第２の電圧変換部Ｃ２は、変換効率が低い２つ以上の変換部によって置き換えられ得ることに留意されたい。例えば、１つの４：１充電器ＩＣ（Ｃ３またはＣ２）は、２つまたは３つの２：１充電器ＩＣによって置き換えられ得る。例えば、図１に示す実施形態では、３つの２：１充電器ＩＣを使用して２回の電圧降圧を実施しているが、図７に示す実施形態では、１つの４：１充電器ＩＣを使用して電圧降圧を実施している。充電モジュール６０では、電圧および電流は、第１の送信インターフェース１１１を通して外部から受信され、次いで、分割され、第１の回路基板１１上の第３の電圧変換部Ｃ３および第３の回路基板１３上の第２の電圧変換部Ｃ２に別々に送信される。後続の処理フローについては、前述した３タブ電池セルの実施形態（図１～図８に示す実施形態）における説明を参照されたい。

図１４Ａは、図１３に示す充電モジュール６０における電池モジュール６００の概略構造図である。図１４Ａに示すように、第２の側面１４２に配置されたタブ１４Ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃに加えて、電池セル１４は、第１の側面１４１に配置されたタブ１４ｄ、タブ１４ｅおよびタブ１４ｆをさらに含む。タブ１４ｄ、タブ１４ｆおよびタブ１４ｂは、タブ１４ｃと同じ極性を有し、タブ１４ｅはタブ１４ａと同じ極性を有する。タブ１４ｅとタブ１４ｆは、タブ１４ｄの左側および右側に所定の間隔を隔てて配置される。タブ１４ｄ、タブ１４ｅおよびタブ１４ｆの構造およびレイアウトについては、前述の実施形態におけるタブ１４ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃの構造およびレイアウトを参照されたい。

図１５は、図１３に示す充電モジュール６０における電池モジュール６００の回路構造の概略図である。図１５に示すように、第２の電池保護基板１６は、電池セル１４の第１の側面１４１に配置され、第１の回路基板１１から電池セル電圧および電池セル電流を受信するように構成され、第３のバッテリインターフェース１５６および第４のバッテリインターフェース１５７を使用することによってタブ１４ｄ、タブ１４ｅおよびタブ１４ｆに電気的に接続される。第２の電池保護基板１６の回路構造、接続方式および動作原理は第１の電池保護基板１５のものと同じであるので、本実施形態では、第２の電池保護基板１６の具体的な接続方式を改めて説明はしない。

４タブ電池セルまたは６タブ電池セルの実装ソリューションでは、充電する際、電池セルの上端および下端が使用されてもよく、すなわち、４つのタブまたは６つのタブがすべて充電に使用され、放電する際、電池セルの一端にあるタブおよび回路のみが使用されてもよいことに留意されたい。例えば、４タブ電池セルが放電するとき、２つのタブ（例えば、第３の回路基板に接続された１つの正極タブおよび１つの負極タブ）のみが放電に使用されてもよい。６タブ電池セルが放電するとき、数個のタブによって形成されるループのみが放電に使用されてもよい。もちろん、代替的に、すべてのタブを放電に使用してもよい。

図１４Ｂに示すように、本出願の別の実施形態は、５つのタブを有する電池モジュール（５タブ電池モジュールとも称され得る）をさらに提供する。図１４Ａに示す６タブ電池モジュールと比較して、５タブ電池モジュールも同じく２つの電池保護基板と４つのバッテリインターフェースとを含み、違いは、５タブ電池モジュールの電池セルの一方の側面に３つのタブが含まれ、電池セルのもう一方の側面に２つのタブが含まれていることである。３つのタブの構造および対応する回路構造については、図１～図８に示す実施形態における説明を参照されたい。２つのタブの構造および対応する回路構造については、図９～図１２に示す４タブ構造における２つのタブの説明を参照されたい。６タブ電池モジュールは、２つの３タブ電池と同等であり得るが、１つの電池セル本体のみを有し、４タブ電池モジュールは、２つの２タブ電池と同等であり得るが、１つの電池セル本体のみを有し、５タブ電池モジュールは、１つの３タブ電池および１つの２タブ電池と同等であり得るが、１つの電池セル本体のみを有することが理解され得る。

５タブ電池モジュールでは、タブのうちの３つが電池セル本体の一方の側面に配置され、他の２つのタブが電池セル本体のもう一方の側面に配置されてもよい。２つの側面は、対向する２つの側面、隣接する２つの側面、または２つの離間した側面であり得る。

本出願の別の実施形態では、図９～図１２に示す実施形態における４タブ電池モジュールに基づいて、電池モジュールはタブを２つ多く含み得、すなわち、別の６タブ電池モジュールが提供される。６タブ電池モジュールは、１つの電池セル本体と、６つのタブと、３つの電池保護基板と、６つのバッテリインターフェースとを含み得、すなわち、３つの２タブ電池モジュールと同等であり得る。６つのタブの位置は限定されない。２つのタブごとに電池セル本体の側面に位置し得、すなわち、タブは電池セル本体の３つの側面のそれぞれに配置され、異なる極性の２つのタブが各側面に配置されてもよい。６つのタブのうち、３つのタブは第１の極性を有し、他の３つのタブは第２の極性を有する。同じ極性の３つのタブは、同じ電極板に配置される。

以下は、既存の２タブ電池セル構造および本出願の実施形態において提供される充電モジュールを充電した際に得られた試験データを提供する。

電池セルが２つのタブのみを含む充電モジュール（従来技術）を試験した結果は、以下の通りである。

図１に示す実施形態における充電モジュール１００（３つのタブ）を試験した結果は、以下の通りである。

図９に示す実施形態における充電モジュール５００（４つのタブ）を試験した結果は、以下の通りである。

図１３に示す実施形態における充電モジュール６００（６つのタブ）を試験した結果は、以下の通りである。

上記の試験結果から以下のことが分かる。

第１の充電電流（外部から入力される充電電流）が８Ａであるとき、電池セルが２つのタブのみを有する既存のソリューションでは、電池セルの総電力消費は５．１９５Ｗであるが、本出願の実施形態における３つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は２．６１５Ｗのみであり、本出願の実施形態における４つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は２．２９２Ｗのみである。

第１の充電電流が１２Ａであるとき、本出願の実施形態における３つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は４．７９９Ｗであり、本出願の実施形態における４つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は４．０７３Ｗであり、本出願の実施形態における６つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は２．８８３Ｗである。

従来技術と比較して、本出願の実施形態における充電モジュールの電力消費は大幅に低減され、充電率は効果的に改善される。したがって、電力消費要件が満たされたとき、本出願の実施形態において提供される充電モジュールは、高出力高速充電を実行することができる。例えば、総電力消費が約５Ｗ～６Ｗである必要がある場合、本出願の実施形態における３タブソリューションは、約１２Ａ～１３Ａの電流をサポートすることができ、すなわち、約６０Ｗ～６５Ｗの充電電力をサポートすることができ（１２Ａ×５Ｖ＝６０Ｗ、１３Ａ×５Ｖ＝６５Ｗ）（充電電圧は５Ｖである）、本出願の実施形態における４タブソリューションは、約１４Ａ～１６Ａの電流をサポートすることができ、すなわち、約７０Ｗ～９０Ｗの充電電力をサポートすることができ、本出願の実施形態における６タブソリューションは、約２０Ａの電流をサポートすることができ、すなわち、約１００Ｗの充電電力をサポートすることができる。本出願の実施形態において提供されるソリューションでは、６タブソリューションに対応する電力消費は、４タブソリューションに対応する電力消費よりも低く、４タブソリューションに対応する電力消費は、３タブソリューションに対応する電力消費よりも低い。言い換えれば、６タブソリューションは、４タブソリューションよりも高出力の充電をサポートすることができ、４タブソリューションは、３タブソリューションよりも高出力の充電をサポートすることができる。

以下では、本出願の実施形態における電池セル１４の構造について説明する。

電池セルは、２つの電極板を含み得る。各電極板は、活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ、ＡＡ）を含み、さらに、周囲領域（すなわち、非活性領域、Ｎｏｎ ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ、ＮＡ）を含み得る。活性領域ＡＡは、導電性材料で被覆されている。２つの電極板の活性領域を被覆する導電性材料は、協働して、電気エネルギーを蓄積および放出する。２つの電極板は異なる極性を有する。各電極板は、１つまたは複数のタブを有する。２つの電極板を一緒に巻回して、電池セルを形成する。電極板上のタブは、電池セルのタブである。電池セルが必要とするタブの数に基づいて、対応する数のタブが電極板に配置される。

図１６Ａは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セル１４の概略分解構造図である。

図１６Ａに示すように、電池セル１４は、異なる極性を有する２つの電極板、すなわち、電極板１４４および電極板１４５を含む。例えば、電極板１４４が第１の極性を有し、電極板１４５が第２の極性を有するか、または電極板１４４が第２の極性を有し、電極板１４５が第１の極性を有する。

電極板１４４は、第１の活性領域ＡＡ１と、２つの第１の非活性領域ＮＡ１とを含む。

第１の活性領域ＡＡ１は、第１の導電性材料Ｍ１で被覆されている。２つの第１の非活性領域ＮＡ１は、第１の活性領域ＡＡ１の対向する両側に位置する。各第１の非活性領域ＮＡ１には、１つのタブ、例えば図１６Ａに示すタブ１４ｂおよび１４ｃが配置される。

電極板１４５は、第２の活性領域ＡＡ２と、２つの第２の非活性領域ＮＡ２とを含む。代替的に、別の実装形態では、電極板１４５は、１つの非活性領域ＮＡ２（図示せず）のみを含んでもよい。

第２の活性領域ＡＡ２は、第２の導電性材料Ｍ２で被覆されている。２つの第２の非活性領域ＮＡ２は、第２の活性領域ＡＡ１の対向する両側に位置する。第２の非活性領域ＮＡ２の１つには、１つのタブ、例えばタブ１４ａが配置される。

第１の導電性材料Ｍ１および第２の導電性材料Ｍ２は、協働して、電気エネルギーを蓄積および放出する。

図１７は、図１６Ａに示す電池セル１４の上面図である。図１７に示すように、電極板１４４および電極板１４５は一緒に巻回されている。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは、巻回構造の内側に隣接して配置され、電極板１４４および電極板１４５が巻回された状態で、タブ１４ｃは巻回構造の外縁に位置する。

図１８は、図１６Ａに示す電池セル１４の正面構造の概略図である。２つのタブ１４ｂおよび１４ｃは、タブ１４ａの左側および右側に位置する。

本出願の実施形態では、タブ１４ｂとタブ１４ｃは同じである。タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは、識別子を区別するためにのみ使用される。言い換えれば、本発明の実施形態では、タブ１４ｂとタブ１４ｃとの位置を入れ替えることができる。

図１６Ａおよび図１７は、３タブ電池セルの構造の概略図にすぎない。別の実装形態では、３タブ電池セルは、代替的に別の構造であってもよい。この構造では、電極板１４４上の２つのタブは、他の異なる位置に位置してもよい。

例えば、２つのタブは、図１６Ａに示すように、電極板１４４の２つの端部の非活性領域に位置し得る。

代替的に、２つのタブの場合、一方が電極板１４４の一端の非活性領域に位置し、もう一方が電極板１４４の活性領域ＡＡに位置してもよい。図１９に示すように、タブ１４ｃは、電極板１４４の非活性領域ＮＡ１（電極板１４４の左端または右端）に位置し、タブ１４ｃは、電極板１４４の第１の活性領域ＡＡ１に位置する。

代替的に、図１６Ｂに示すように、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃの両方が電極板１４４の第１の活性領域に位置してもよい。両方のタブが電極板の活性領域に位置する場合、２つのタブは接続されていてもよく、接続されていなくてもよい。図１６Ｃに示すように、電極板に配置されたタブ１４ｂの端部は、電極板に配置されたタブ１４ｃの端部に接続される。外観上、２つのタブは離れているが、電極板の内部で２つのタブが接続されていてもよい。

タブは、以下の２つの方法で電極板１４４の活性領域ＡＡに配置され得る。１つの方法では、活性領域ＡＡ１が導電性材料で被覆された後、プリセット位置で導電性材料の一部が除去され、次いでタブがプリセット位置に電気的に配置され、例えば、タブが電極板に溶接され得る。もう１つの方法では、タブは電極板に電気的に接続され、次いで電極板は、タブの位置を除いて導電性材料で被覆される。

図２０は、図１９に示す電池セル１４の上面図である。図２０に示すように、電極板１４４および電極板１４５は一緒に巻回されている。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは、巻回構造の内側に隣接して配置され、電極板１４４と電極板１４５とが巻回された状態で、タブ１４ｂは巻回構造上の別の位置に位置している。図１９および図２０に示す電池セル１４の正面構造については、図１８を参照されたい。

代替的に、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは、両方とも活性領域ＡＡ内に位置し得る。例えば、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは両方とも、電極板１４４の活性領域ＡＡ１内に位置する。

代替的に、電極板１４５上のタブ１４ａおよび電極板１４４上のタブ１４ｃは両方とも、活性領域ＡＡ内に別々に位置し得る。図２１に示すように、タブ１４ａは、電極板１４５の活性領域ＡＡ２に位置し、タブ１４ｃは、電極板１４４の活性領域ＡＡ１に位置する。

別の実施形態では、電極板１４５上のタブは、代替的に、電極板上の異なる位置に位置し得る。タブは、図１６Ａに示すように、電極板１４５のいずれかの端部の非活性領域に位置し得る。代替的に、タブは、電極板１４５の活性領域に位置し得る。図２１に示すように、タブ１４ａは、電極板１４５の第２の活性領域ＡＡ２に位置する。

図２２は、図２１に示す電池セル１４の上面図である。図２２に示すように、電極板１４４および電極板１４５は一緒に巻回されている。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは、巻回構造の内側に隣接して配置され、電極板１４４と電極板１４５とが巻回された状態で、タブ１４ｂは巻回構造上の別の位置に位置している。図２１および図２２に示す電池セル１４の正面構造については、図１８を参照されたい。

本出願の実施形態では、３タブ電池セルを形成するために、１つのタブがいずれかの電極板に配置され、２つのタブがもう一方の電極板に配置され得る。図２３に示すように、タブ１４ａは電極板１４４に配置され得、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは電極板１４５に配置され得る。

任意選択で、電極板上に配置された複数のタブは、異なる方向を向いていてもよい。図１６Ａ～図２２に示す前述の実施形態と同様に、タブ１４ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃはすべて同じ方向を向いている。図に示すように、それらはすべて上向きである。別の実施形態では、３つのタブは、異なる任意の方向を向いていてもよい。

例えば、３つのタブのうちの任意の２つが同じ方向を向き、他のタブが異なる方向を向いていてもよい。図２３に示すように、タブ１４ｂおよびタブ１４ａは同じ方向を向いており、すなわち図示上方を向いており、タブ１４ｃは、タブ１４ｂが向いている方向とは異なる方向を向いており、すなわち図示下方を向いている。代替的に、タブ１４ｂおよびタブ１４ａの両方は下向きであり、タブ１４ｃが上向きであってもよいことが理解され得る。図２４は、図２３に示す電池セル１４の上面図である。図２５は、図２４に示す電池セル１４の正面構造の概略図である。

図１６Ａ～図２５に示す前述の実施形態では、電極板上のタブは、電池セルのタブと１対１の対応関係にある。具体的には、電池セルが３つのタブを有する場合、２つの電極板にも合計３つのタブが存在する。別の実施形態では、電極板上の複数のタブは、電池セルの１つのタブに対応してもよい。図２６に示すように、電極板１４４は、複数のタブ１４－１（サブタブとも称される）と、複数のタブ１４－２とを含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のタブ１４－１は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｂを形成し、複数のタブ１４－２は重なり合って電池セルのタブ１４ｃを形成する。任意選択で、電極板１４５はまた、複数のタブ１４－３を含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のタブ１４－３は重なり合って電気的に接続されて、電池セルのタブ１４ａを形成する。本出願の本実施形態では、電極板上のタブ（サブタブ）の数および位置は、２つの電極板が巻回された後に必要な位置に必要な数のタブが形成され得ることが保証される限り、限定されない。当業者は、回路設計および回路レイアウトに基づいてタブの数および位置を設計し得る。電極板が複数のタブを含む場合、これらのタブは、電極板の活性領域に配置され得るか、電極板の非活性領域に配置され得るか、またはタブのうちのいくつかが活性領域に配置され、タブの残りが非活性領域に配置されてもよい。図２７は、図２６に示す電池セル１４の三次元構造の概略図である。図２８は、図２７に示す電池セル１４の左側図である。図２６～図２８に示す電池セルの主要図については、図１８を参照されたい。

前述の実施形態では、電池セルは巻回構造であり、一緒に巻回される２つの電極板を含む。任意選択で、電池セルの内部構造は、別の電極板構造、例えば、積層構造をさらに含み得る。例えば、電池セルは、第１の極性を有する複数の電極板１４４と、第２の極性を有する複数の電極板１４５とを含み得る。電極板１４４と電極板１４５とを積層して電池セルを形成する。積層する際、電極板１４４と電極板１４５とを交互に配置してもよい。具体的には、２つの電極板１４４の間に１つの電極板１４５が積層され、２つの電極板１４５の間に１つの電極板１４４が積層される。

本出願の実施形態では、３タブ電池セルを形成するために、２つのタブが任意の電極板の任意の側面に配置され、１つのタブが他の電極板の任意の側面に配置されてもよい。図２９は、本出願の一実施形態による電池セル１４の概略分解構造図である。サブタブ１４ｂ－１およびサブタブ１４ｃ－１は、各電極板１４４の第１の側面に配置され、サブタブ１４ａ－１は、各電極板１４５に配置されてもよい。すべての電極板１４４とすべての電極板１４５とが一緒に積層される。すべての電極板１４４上のサブタブ１４ｂ－１は、電気的に接続されて（例えば、一緒に溶接されて）電池セルのタブ１４ｂを形成し、すべての電極板１４４上のサブタブ１４ｃ－１は電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｃを形成し、すべての電極板１４５上のサブタブ１４ａ－１は、電気的に接続されて電池セルのタブ１４ａを形成する。

任意選択で、電極板上に配置された複数のサブタブは、異なる方向を向いていてもよい。図２９に示すように、サブタブ１４ｂ－１、サブタブ１４ｃ－１およびサブタブ１４ａ－１は、いずれも上方を向いている。別の実施形態では、３つのサブタブは、異なる任意の方向を向いていてもよい。例えば、サブタブ１４ａ－１は、右向きであってもよいし、左向きであってもよい。

図２９の電極板１４４および電極板１４５が積層された後に形成される電池セルの三次元構造の概略図については、図２７を参照されたい。

任意選択で、同じ電極板上に配置された複数のサブタブは、異なる方向を向いていてもよい。例えば、電極板１４４のサブタブ１４ｂ－１とサブタブ１４ｃ－１とは、互いに異なる方向を向いている。図３０に示すように、サブタブ１４ｂ－１およびサブタブ１４ａ－１は上向きであり、サブタブ１４ｃ－１は左向きである。図３１は、図３０に示す電池セル１４の三次元構造の概略図である。図３２は、図３１に示す電池セル１４の左側図である。図３３は、図３１に示す電池セルの主要図である。

本出願の一実施形態では、図３４に示すように、電池セルが６つのタブを有する場合、２つの電極板にも合計６つのタブが存在する。例えば、図３４に示すように、電極板１４４には同じ極性を有する４つのタブが配置され、電極板１４５には同じ極性を有する２つのタブが配置される。別の実施形態では、電極板上の複数のサブタブは、電池セルの１つのタブに対応し得る。図３５に示すように、電極板１４４は、複数のサブタブ１４－１と、複数のサブタブ１４－２と、複数のサブタブ１４－３と、複数のサブタブ１４－４とを含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のサブタブ１４－１は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｂを形成し、複数のサブタブ１４－２は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｃを形成し、複数のサブタブ１４－３は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｅを形成し、複数のサブタブ１４－４は重なり合って電池セルのタブ１４ｆを形成する。

任意選択で、電極板１４５はまた、複数のサブタブ１４－５を含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のサブタブ１４－５は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ａを形成し、複数のサブタブ１４－６は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｄを形成する。

本出願の本実施形態では、電極板上のタブの数および位置は、２つの電極板が巻回された後に必要な位置に必要な数のタブが形成され得ることが保証される限り、限定されない。当業者は、回路設計および回路レイアウトに基づいてタブの数および位置を設計し得る。電極板が複数のタブを含む場合、これらのタブは、電極板の活性領域に配置され得るか、電極板の非活性領域に配置され得るか、またはまたはタブのうちのいくつかが活性領域に配置され、タブの残りが非活性領域に配置されてもよい。図３６は、図３５に示す電池セル１４の正面の概略図である。

任意選択で、電池セル１４では、同じ極性を有するすべてのタブは、電池セル本体の内部で互いに電気的に接続され、それにより、同じ極性を有するタブが同じ電圧を有することとなる。図３７に示すように、電極板１４４では、異なる側面に沿って配置され、２つの反対方向を向く２つのタブ１４ｂおよび１４ｄが電極板１４４内で直接電気的に接続されるか、または２つのタブ１４ｂおよび１４ｄが電極板１４４内に一体的に形成される。電極板１４５では、異なる側面に沿って配置され、２つの反対方向を向く２つのタブ１４ａおよび１４ｃが電極板１４５内で直接電気的に接続されるか、または２つのタブ１４ａおよび１４ｃが電極板１４５内に一体的に形成される。図３８は、図３７に示す電池セル１４の正面構造を示す概略図である。図３７および図３８は、４タブ構造の概略図である。

タブが電極板の活性領域ＡＡ内に位置する場合、非活性領域が電極板内に配置されなくてもよく、または非活性領域が電極板の一端のみに配置されてもよいことに留意されたい。

本出願の実施形態では、タブおよび電極板は２つの構成要素であり得、溶接によって接続されるか、またはタブおよび電極板は一体化され得、タブは、必要な位置および必要な量に基づいて電極板を切断することによって形成されることに留意されたい。

本出願の実施形態において提供されるマルチタブ電池モジュールでは、複数のタブは、電池セル本体上の任意の位置に配置され得ることに留意されたい。図３９は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な３タブ電池モジュールの構造を示す。図４０は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な４タブ電池モジュールの構造を示す。図４１は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な５タブ電池モジュールの構造を示す。図４２は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な６タブ電池モジュールの構造を示す。

本出願の実施形態において提供される電池モジュールでは、電池セル本体の構造は限定されないことに留意されたい。電池セル本体は、従来の形状、例えば、長方形、正方形、または長方形もしくは正方形に類似した形状であってもよい。代替的に、電池セル本体は、不規則な形状であってもよい。例えば、図４３に示すように、電池セル本体は非貫通型であってもよい。非貫通型電池セル本体は、電池セル本体内または電池セル本体の縁部に非貫通領域Ａ（領域の形状は限定されない）が存在するものであり得、領域Ａに対応する位置にある電池のアルミプラスチックフィルムには貫通孔が設けられていないが、その位置にある電池の正極、負極およびセパレータには貫通孔が設けられていてもよい。電池モジュールが電子デバイスに取り付けられた後、電子デバイスの構成要素が領域Ａ内に完全にまたは部分的に延在し得るが、電池セル本体を通り抜けることはできない。代替的に、図４４に示すように、電池セル本体は貫通型であってもよい。貫通型電池セル本体は、電池セル本体内または電池セル本体の縁部に設けられた貫通孔（領域Ｂ）を有するものであり得、領域Ｂに対応する位置にある電池の正極、負極、セパレータおよびアルミプラスチックフィルムのすべてに貫通孔が設けられている。電池モジュールが電子デバイスに取り付けられた後、電子デバイスの構成要素は、電池内の領域Ｂを通過することができる。電池の主な材料には、アルミプラスチックフィルム、正極、負極およびセパレータが含まれる。

加えて、本出願の実施形態において提供される電池モジュールでは、電池セル本体の形状は限定されない。電池セル本体は、様々な形状であってもよく、異なるタブ分配を有していてもよい。図４５は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な３タブ電池モジュールの構造を示す。図４６は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な４タブ電池モジュールの構造を示す。図４７は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な５タブ電池モジュールの構造を示す。図４８は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な６タブ電池モジュールの構造を示す。

本出願の一実施形態は、電子デバイスをさらに提供する。電子デバイスは、機能回路と、前述の実施形態で説明した充電モジュールとを含む。充電モジュールは、機能回路に動作電源を提供するように構成される。電子デバイスは、充電可能な任意のポータブルデバイス、例えば、携帯電話、ノートブックコンピュータ、ウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチまたはスマートバンド）、またはタブレットコンピュータであり得る。電子デバイスが携帯電話であるとき、充電モジュールは、外部電源の電気エネルギーを受信して電気エネルギーを蓄積し、電池モジュールは、携帯電話の別の構成要素に電力を供給する。

本出願の実施形態において提供される充電回路は、上記で詳細に説明されている。本出願の原理および実施形態は、特定の例を使用することによって本明細書において説明される。実施形態に関する前述の説明は、本出願の方法および中心的なアイデアの理解を助けるために提供されるにすぎない。加えて、当業者は、本出願のアイデアにしたがって、特定の実施形態および適用範囲に変更を加えることができる。したがって、本明細書の内容は、本出願に対する限定として解釈されるべきではない。

［技術分野］
本出願の実施形態は、充電技術に関し、特に、高出力高速充電をサポートする電池モジュール、充電モジュールおよび電子デバイスに関する。

電子端末において現在使用されている充電システムは処理回路と電池セルを含む。処理回路は、外部から受信する充電電圧および充電電流を処理し、処理された充電電圧および処理された充電電流を電池セルに供給する。電池セルは、充電電圧および充電電流に基づいて電気エネルギーを蓄積する。従来技術では、各電池セルは、正極性を有するタブと負極性を有するタブとを含む。正極性を有するタブおよび負極性を有するタブは、電池セルのための充電経路および放電経路を提供する。

電池セルの高速充電に対する需要が増加するにつれて、高速充電問題を解決するために、従来技術では、より多くの電池セルおよびより多くの処理回路を充電システムに追加して充電速度を増加させ得る。しかしながら、電池セルおよび処理回路は物理的な空間を追加で占有する必要があり、レイアウト空間に関する電子端末の制限を満たすことができない。したがって、電池セルを追加しない場合、充電効率を向上させるために、単一の電池セルの充電電流および放電電流を増加させる必要がある。しかしながら、単一の電池セルの充電電流および放電電流を増加させると、タブの発熱量が急増しやすく、その結果、処理回路および電池セルは、発熱量に関する電子端末の制限を満たすことができなくなる。

前述の問題を解決するために、本出願の実施形態は、発熱量が比較的少なくかつ占有空間が比較的小さいことを特徴とした、高出力高速充電をサポートする電池モジュール、充電モジュールおよび電子デバイスを提供する。

本出願の一実施形態は、電池モジュールを提供する。電池モジュールは電池セルを含む。電池セルは、電池セル本体と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブとを含む。第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル本体に別々電気的に接続され、第１のタブおよび第３のタブは第１の極性を有し、第２のタブは第２の極性を有する。

協働して、第２のタブおよび第１のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。協働して、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。第１の極性および第２の極性は、互いに反対の極性である。第１の極性が正極性であるとき、第２の極性は負極性である。第１の極性が負極性であるとき、第２の極性は正極性である。

この電池セルの場合、設けられた３つのタブは、充電のための少なくとも２つの導電経路を構成し、それによって、電池セルの充電効率を効果的に向上させる。加えて、２つの導電経路が充電電流を分割するので、各タブで送信される電流が効果的に低減され、各タブの発熱量がさらに効果的に低減される。

本出願の一実施形態では、第１の電池保護基板がさらに含まれる。第１の電池保護基板は、第１の保護回路と、第１のバッテリインターフェースと、第２のバッテリインターフェースとを含む。第１のバッテリインターフェースおよび第２のバッテリインターフェースは、電池モジュールの外部の構成要素に電気的に接続されるように構成される。

第１のバッテリインターフェースは、第１の保護回路を使用することによって第２のタブおよび第１のタブに別々に電気的に接続され、第１のバッテリインターフェース、第１のタブ、電池セル本体、第２のタブおよび第１の保護回路は、第１の導電ループを構成する。第２のバッテリインターフェースは、第１の保護回路を使用することによって第２のタブおよび第３のタブに別々に電気的に接続され、第２のバッテリインターフェース、第３のタブ、電池セル本体、第２のタブおよび第１の保護回路は、第２の導電ループを構成する。

第１の保護回路は、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第１の保護回路は、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第１の電池保護基板および３つのタブは、電池セルを充電するための２つの導電ループを構成する。加えて、第１の電池保護基板は、第１の保護回路を使用することによって、電池セルの充電電流または放電電流を検出して、充電および放電中の過電圧、不足電圧、または過電流による電池セルの損傷を防止し、それによって、電池セルの安全性を確保する。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブがすべて配置されるか、電池セル本体の第１の側面に第１のタブおよび第２のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第３のタブが配置されるか、電池セル本体の第１の側面に第１のタブおよび第３のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第２のタブが配置されるか、または電池セル本体の第１の側面に第１のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第２のタブが配置され、電池セル本体の第３の側面に第３のタブが配置される。

３つのタブの配置は、電池セル本体上の特定の位置によって限定されない。タブが配置される位置は、電池セルと別の回路との間の協調を確実にするために、実際の要件に基づいて調整されてもよく、それによって、配線の複雑さを低減し、充電モジュールの集積度を向上させる。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブがすべて配置され、第２のタブの両側に第１のタブおよび第３のタブがそれぞれ配置される。

３つのタブは電池セルの同じ側面に配置され、同じ第１の極性を有する２つのタブが、第２の極性を有する１つのタブの両側に配置されるため、２つのタブと第１の電池保護基板との間の接続配線は比較的均一かつ単純である。

本出願の一実施形態では、第４のタブと、第５のタブと、第６のタブとをさらに含む。第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル本体に別々に電気的に接続される。第４のタブおよび第６のタブは第１の極性を有し、第５のタブは第２の極性を有するか、または第４のタブおよび第６のタブは第２の極性を有し、第５のタブは第１の極性を有する。

協働して、第５のタブおよび第４のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。

協働して、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。

この電池セルの場合、設けられた６つのタブは、充電のための少なくとも４つの導電経路を構成し、それによって、電池セルの充電効率をさらに向上させる。加えて、４つの導電経路が充電電流をより多く分配するので、各タブで送信される電流が効果的に低減され、各タブの発熱量がさらに効果的に低減される。

本出願の一実施形態では、第２の電池保護基板をさらに含む。第２の電池保護基板は、第２の保護回路と、第３のバッテリインターフェースと、第４のバッテリインターフェースとを含む。第３のバッテリインターフェースおよび第４のバッテリインターフェースは、電池モジュールの外部の構成要素に電気的に接続されるように構成される。

第３のバッテリインターフェースは、第２の保護回路を使用することによって第５のタブおよび第４のタブに別々に電気的に接続され、第３のバッテリインターフェース、第４のタブ、電池セル本体、第５のタブおよび第２の保護回路は、第３の導電ループを構成する。第４のバッテリインターフェースは、第２の保護回路を使用することによって第５のタブおよび第６のタブに別々に電気的に接続され、第４のバッテリインターフェース、第６のタブ、電池セル本体、第５のタブおよび第２の保護回路は、第４の導電ループを構成する。

第２の保護回路は、第３の導電ループおよび第４の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第２の保護回路は、第３の導電ループおよび第４の導電ループを切断する。

第２の電池保護基板および他の３つのタブは、電池セルを充電するための他の２つの導電ループを構成する。加えて、第２の電池保護基板は、第２の保護回路を使用することによって、電池セルの充電電流または放電電流を検出して、充電および放電中の過電圧、不足電圧、または過電流による電池セルの損傷を防止し、それによって、電池セルの安全性を確保する。

本出願の一実施形態では、第１の保護回路および第２の保護回路は、同じ回路構造を有する。したがって、電池セルのための保護は基本的に一貫して同期して行われ、それによって、電池セルの安全性をさらに確保する。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブがすべて配置され、電池セル本体の第２の側面に、第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブがすべて配置される。電池セル本体の第１の側面および電池セル本体の第２の側面は、電池セル本体の対向する２つの側面であるか、または電池セル本体の第１の側面および電池セル本体の第２の側面は、電池セル本体の隣接する２つの側面である。

電池セルの一方の側面に３つのタブが配置され、電池セルの他方の側面に他の３つのタブが配置され、同じ第１の極性を有する２つのタブが、第２の極性を有する１つのタブの両側に配置される。このようにして、２つのタブと第１の電池保護基板との間の接続配線は、比較的均一かつ単純であり、タブは、より大きい放熱空間およびより均一な放熱を有する。

本出願の一実施形態では、第１の保護回路は、第１の保護制御部と、第１のサンプリング部と、第１のスイッチ部とを含む。第１の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続され、第１の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電圧を検出する。第１のサンプリング部は、第２のタブ、第１の保護制御部および第１のスイッチ部に別々に電気的に接続され、第１の保護制御部は、第１のサンプリング部を使用することによって第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電流を検出する。第１のスイッチ部は、第１の保護制御部、第１のサンプリング部、第１のバッテリインターフェースおよび第２のバッテリインターフェースに別々に電気的に接続される。第１の導電ループまたは第２の導電ループにおける電圧または電流が第１のしきい値範囲を超えたと判定した場合、第１の保護制御部は、スイッチ部を遮断するように制御して、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断するように構成される。

各タブで送信される電圧および電流が、対応するしきい値範囲を超えるかどうかは、第１のサンプリング部によって検出された２つの導電ループにおける電流と、第１の保護制御部によって収集された電圧とに基づいて正確に決定することができる。加えて、各タブで送信される電圧および電流が、対応するしきい値範囲を超えると、タブに接続された導電ループが適時に切断され、それによって、電池セルの安全性を確保する。

本出願の一実施形態では、第１のスイッチ部は第１のスイッチと第２のスイッチとを含み、第１のスイッチは第１の導電ループに位置し、第２のスイッチは第２の導電ループに位置する。タブに接続された導電ループは、２つのスイッチを使用することによって容易かつ適時に切断可能である。

本出願の一実施形態では、第１の保護回路は、第２の保護制御部と第２のスイッチ部とをさらに含む。

第２の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続され、第２の保護制御部は、第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電圧を検出する。

第２の保護制御部は、第１のサンプリング部に電気的に接続され、第１のサンプリング部を使用することによって第１の導電ループおよび第２の導電ループにおける電流を検出するように構成される。

第２のスイッチ部は、第２の保護制御部、第１のスイッチ部、第１のバッテリインターフェースおよび第２のバッテリインターフェースに別々に電気的に接続される。

第１の導電ループまたは第２の導電ループにおける電圧または電流が第２のしきい値範囲を超えたと判定した場合、第２の保護制御部は、第２のスイッチ部を遮断するように制御して、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断するように構成される。

具体的には、第１のしきい値範囲が第２のしきい値範囲と同じであるか、または第１のしきい値範囲が第２のしきい値範囲より小さいもしくは大きい。

第１の保護回路が故障したとき、第２の保護制御部および第２のスイッチ部は、電池セルを保護するために、適時に第１の保護回路内の第１の保護制御部および第１のスイッチ部に取って代わることができる。言い換えれば、第１の保護回路および第２の保護回路は、互いに入れ替わり、同期して動作することができ、それによって、電池セルのための保護の信頼性をさらに向上させる。

本出願の一実施形態では、第２のスイッチ部は第３のスイッチと第４のスイッチとを含み、第３のスイッチは第１の導電ループに位置し、第４のスイッチは第２の導電ループに位置する。タブに接続された導電ループは、２つのスイッチを使用することによって容易かつ適時に切断可能である。

本出願の一実施形態では、電池セル本体は巻回構造である。電池セルは、第１の極性を有する１つの第１の電極板と、第２の極性を有する１つの第２の電極板とを含む。第１のタブおよび第３のタブは第１の電極板に配置され、第２のタブは第２の電極板に配置される。第１の電極板および第２の電極板を巻回して、３つのタブを有する電池セルを形成し、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を巻回して電池セルを形成する。これにより、３つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは巻回構造である。電池セルは、第１の極性を有する１つの第１の電極板と、第２の極性を有する１つの第２の電極板とを含む。第１のタブ、第３のタブ、第４のタブおよび第６のタブは第１の電極板に配置され、第２のタブおよび第５のタブは第２の電極板に配置される。第１の電極板および第２の電極板を巻回して、６つのタブを有する電池セルを形成し、第１のタブ、第２のタブ、第３のタブ、第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を巻回して電池セルを形成する。これにより、６つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは積層構造である。電池セルは、第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを含む。各々の第１の電極板に第１のサブタブおよび第３のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブが配置される。すべての第１の電極板およびすべての第２の電極板が積層されて電池セルを形成し、すべての第１のサブタブが電気的に接続されて第１のタブを形成し、すべての第２のサブタブが電気的に接続されて第２のタブを形成し、すべての第３のサブタブが電気的に接続されて第３のタブを形成し、第１のタブ、第２のタブおよび第３のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を順次積み重ねて、電池セルを形成する。これにより、３つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは積層構造である。電池セルは、第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを含む。各々の第１の電極板に第１のサブタブ、第３のサブタブ、第４のサブタブおよび第６のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブおよび第５のサブタブが配置される。すべての第１の電極板およびすべての第２の電極板が積層されて電池セルを形成し、すべての第１のサブタブが電気的に接続されて第１のタブを形成し、すべての第２のサブタブが電気的に接続されて第２のタブを形成し、すべての第３のサブタブが電気的に接続されて第３のタブを形成し、すべての第４のサブタブが電気的に接続されて第４のタブを形成し、すべての第５のサブタブが電気的に接続されて第５のタブを形成し、すべての第６のサブタブが電気的に接続されて第６のタブを形成し、第１のタブ、第２のタブ、第３のタブ、第４のタブ、第５のタブおよび第６のタブは、電池セル上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を順次積み重ねて、電池セルを形成する。これにより、６つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セルは、電池セル本体と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブと、第４のタブとを含む。第１のタブ、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブは、電池セル本体に別々に電気的に接続され、第１のタブおよび第３のタブは第１の極性を有し、第２のタブおよび第４のタブは第２の極性を有する。協働して、第２のタブおよび第１のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。協働して、第４のタブおよび第３のタブは、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。第１の極性は正極性であり、第２の極性は負極性であるか、または第１の極性は負極性であり、第２の極性は正極性である。

この電池セルの場合、設けられた４つのタブは、充電のための少なくとも２つの導電経路を構成し、それによって、電池セルの充電効率を効果的に向上させる。加えて、２つの導電経路が互いに分離されており、充電電流を分割するので、各タブで送信される電流が効果的に低減され、各タブの発熱量がさらに効果的に低減される。

本出願の一実施形態では、電池セル本体の第１の側面に第１のタブおよび第２のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に第３のタブおよび第４のタブが配置されるか、または電池セル本体の第１の側面に第１のタブが配置され、電池セル本体の第２の側面に、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブが配置される。

本出願の一実施形態では、電池モジュールは、第１の電池保護基板と第２の電池保護基板とをさらに含む。第１の電池保護基板は、第１の保護回路と第１のバッテリインターフェースとを含み、第２の電池保護基板は、第２の保護回路と第２のバッテリインターフェースとを含む。第１のバッテリインターフェースは、第１の保護回路を使用することによって第２のタブおよび第１のタブに別々に電気的に接続され、第１のバッテリインターフェース、第１のタブ、電池セル本体、第２のタブおよび第１の保護回路は、第１の導電ループを構成する。第２のバッテリインターフェースは、第２の保護回路を使用することによって第３のタブおよび第４のタブに別々に電気的に接続され、第２のバッテリインターフェース、第３のタブ、電池セル本体、第４のタブおよび第２の保護回路は、第２の導電ループを構成する。第１の保護回路は、第１の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第１の保護回路は第１の導電ループを切断する。第２の保護回路は、第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第２の保護回路は第２の導電ループを切断する。

本出願の一実施形態では、電池セルは巻回構造である。電池セル本体は、第１の極性を有する１つの第１の電極板と、第２の極性を有する１つの第２の電極板とを含む。第１の電極板に第１のタブおよび第３のタブが配置され、第２の電極板に第２のタブおよび第４のタブが配置される。第１の電極板および第２の電極板を巻回して、４つのタブを有する電池セル本体を形成し、第１のタブ、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブは、電池セル本体上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を巻回して電池セルを形成する。これにより、４つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、電池セル本体は積層構造である。電池セル本体は、第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを含む。各々の第１の電極板に第１のサブタブおよび第３のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブおよび第４のサブタブが配置される。すべての第１の電極板およびすべての第２の電極板が積層されて電池セル本体を形成し、すべての第１のサブタブが電気的に接続されて第１のタブを形成し、すべての第２のサブタブが電気的に接続されて第２のタブを形成し、すべての第３のサブタブが電気的に接続されて第３のタブを形成し、すべての第４のサブタブが電気的に接続されて第４のタブを形成する。第１のタブ、第２のタブ、第３のタブおよび第４のタブは、電池セル本体上の異なる位置にある。複数のタブは、異なる電極板上に別々に配置され、電極板を順次積み重ねて、電池セルを形成する。これにより、４つのタブの製造プロセスが効果的に単純化される。

本出願の一実施形態では、前述の電池モジュールおよび回路基板を含む充電モジュールが提供される。回路基板は、電池モジュールに電気的に接続される。回路基板は、外部から供給される第１の充電電圧を受信し、充電電圧を電圧および電流に変換し、電圧および電流を電池モジュールに出力するように構成される。充電モジュールでは、電池モジュール内の電池セルが、タブを使用することによって充電するための少なくとも２つの導電経路を含むので、電池セルの充電経路が効果的に追加され、各タブによって運ばれる電流が効果的に低減され、各タブの発熱量が効果的に低減されるとともに、充電時間が短縮される。

本出願の一実施形態では、回路基板は、第１の回路基板と第３の回路基板とを含む。第１の回路基板は、第１の充電電圧を受信するように構成されたインターフェースを含み、第１の回路基板は、第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換し、第２の充電電圧を第３の回路基板に送信する。第３の回路基板は、電池モジュールに電気的に接続され、第２の充電電圧を電圧に変換し、電圧を電池モジュールに出力するように構成される。第１の回路基板および第３の回路基板は、協働して、受信した充電電圧を、充電中の電池セルによる使用に適した電圧に処理し、それによって、充電中の電池セルの安全性が確保される。

本出願の一実施形態では、回路基板は、第１の回路基板と第３の回路基板とを含む。第１の回路基板は、第１の充電電圧を受信するように構成されたインターフェースを含み、第１の回路基板は、第１の充電電圧を第３の回路基板に送信する。第３の回路基板は、電池モジュールに電気的に接続され、第１の充電電圧を電圧に変換し、電圧を電池モジュールに出力するように構成される。第１の回路基板および第３の回路基板は、協働して、受信した充電電圧を、充電中の電池セルによる使用に適した電圧に処理し、それによって、充電中の電池セルの安全性が確保される。

本出願の一実施形態では、回路基板は第２の回路基板をさらに含む。第１の回路基板および第３の回路基板は、電池モジュールの対向する２つの側面に配置され、第２の回路基板は、電池セル本体にわたって第１の回路基板および第３の回路基板に別々に電気的に接続される。第１の回路基板および第３の回路基板は、第２の回路基板を使用することによって接続され、それによって、第１の回路基板および第３の回路基板の位置を決定する際の自由度が確保される。

本出願の一実施形態では、充電モジュールは、機能回路に動作電源を提供するように構成される。

本出願の一実施形態では、機能回路および前述の充電モジュールを含む電子デバイスが提供される。充電モジュールは、機能回路に動作電源を提供するように構成される。

本出願の一実施形態では、電池セルは巻回構造である。巻回型電池セルは、１つの正極板と１つの負極板とを含む。正極板および負極板には正極タブおよび負極タブが別々に配置される。正極板および負極板の少なくとも一方には、同じ極性を有する少なくとも２つのタブが異なる位置に配置される。同じ極性を有する少なくとも２つのタブは、巻回によって形成された電池セルの異なる位置に同じ極性を有する少なくとも２つのタブを形成するため、巻回によって形成された電池セルは少なくとも３つのタブを含むこととなる。

本出願の一実施形態では、電池セルは積層構造である。積層型電池セルは、複数の正極板と複数の負極板とを含む。各正極板および各負極板には少なくとも１つの正極タブおよび少なくとも１つの負極タブが別々に配置される。正極板または負極板では、少なくとも２つの正極（負極）タブが少なくとも１つの正極板（負極板）の異なる位置に配置されるか、または少なくとも２つの正極板（負極板）の正極（負極）タブが電極板の異なる位置に配置されるため、積層型電池セルは少なくとも３つのタブを含むこととなる。

本出願の一実施形態では、電池セルは少なくとも３つのタブを含む。３つのタブが電池セルの同じ側面に位置するか、または３つのタブが電池セルの異なる側面に別々に位置する。

本出願の実施形態では、電池セルの貫通電流容量を向上させるために、マルチバッテリインターフェースおよびマルチタブモードが使用される。

マルチタブソリューションでは、３つのタブ、４つのタブ、６つのタブ、またはＮ個のタブが存在し得る。負極タブまたは正極タブは、充電および放電の間、共有され得る。例えば、３タブソリューションでは、３つのタブは２つの正極タブと１つの負極タブとを含み、負極タブが共有される（図２Ａに示すように）、または、３つのタブは２つの負極タブと１つの正極タブとを含み、正極タブが共有される（図８に示すように）。６タブソリューションでは、６つのタブは、３タブソリューションのタブを２倍にしたものであり得る。さらに、より多くのタブ、例えば、８つのタブ、９つのタブ、または１２個のタブが含まれてもよい。

本出願の実施形態では、効率的な差圧比（例えば、４：１または別のより大きい比）を有する充電器ＩＣ（充電回路）が、電圧降圧を実行するために使用される。外部充電ケーブル（およびＰＤプロトコル）が入力貫通電流ボトルネックを５Ａに制限する条件下では、充電電力は、入力電圧を増加させることによって増加される。

本出願の実施形態におけるマルチタブソリューションは、例えば、以下の方法のうちの１つを使用し得る。

Ａ：電流を分割するために、タブを追加しタブが再使用されるモード（すなわち、前述の共有正極タブまたは共有負極タブ）が使用される。これにより、タブのインピーダンスが低減されるだけでなく、電池セル本体（電池セルおよび電池保護基板を含む）の発熱量も低減される。構造的には、共有タブの体積を増加させ得る。例えば、共有タブの幅、長さおよび／または厚さを増加させ得る。

Ｂ：タブを増加させる。電池セルは、電池セルの貫通電流容量を増加させるために、２つの側面にタブを有する構造を有し、これには、４タブ構造および６タブ構造などの構造が含まれるがこれらに限定されない。４タブ構造は、以下の図９に示されており、電池セルの２つの側面のそれぞれに一対の正極タブおよび負極タブがある。６タブ構造は、以下の図１４Ａに示されており、電池セルの２つの側面のそれぞれに３つのタブがある。図１４Ａは、負極タブが共有されていることを示す。同様に、正極タブが代替的に共有され得る。

本出願の実施形態における３タブソリューションおよび６タブソリューションなどのソリューションでは、保護ＩＣ（すなわち、電池保護基板内の保護ＩＣ）は、タブ分配および回路最適化を通して多重化され得、それによって、単一の電池セルが使用される場合のための高出力充電を実装し、２つの電池セルが使用されるときに存在する安全性問題を回避する。

本出願の実施形態では、単一の電池セルが使用されるときに存在する問題、すなわち、不十分な貫通電流容量および大量の発熱といった問題を解決することができ、２つの電池セルが使用されるときに存在する問題、すなわち、高いコスト、追加の一組の保護ＩＣを追加する必要性、そして分割の場合の大きな容量損失といった問題も解決することができる。

本出願の実施形態では、電池の複数のタブを使用することによって、電池セルの発熱量が低減され、電池セルの貫通電流容量が増大する。本出願の実施形態では、一組の保護ＩＣの保護ソリューションは、デュアルバッテリインターフェース電流経路の計画を通して実現される。このソリューションをデュアル電池セルソリューションと比較すると、コストが低減され、安全性が高いと同時に、電池セルの発熱量が低減される。本出願の実施形態では、効率的な差圧比（例えば、４：１）を有する充電器ＩＣおよび複数のタブを使用することによって、全体の発熱量を増加させることなく、より高出力の充電ソリューションが実現される。本出願の実施形態では、複数のタブを使用することによってより高出力の貫通電流容量が提供され、それによって、単一の電池セルが使用される場合のための高出力充電を実現し、２つの電池セルが使用されるときに引き起こされる問題を解決する。

本出願の一実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図２Ａは、電池セルの平面構造の概略図である。 図２Ｂは、電池セルの平面構造の概略図である。 図３Ａは、図１に示す第１の電池保護基板の回路ブロック図である。 図３Ｂは、図１に示す第１の電池保護基板の回路ブロック図である。 図４Ａは、図１に示す第１の保護回路および第２の保護回路の回路ブロック図である。 図４Ｂは、本出願の別の実施形態による第１の保護回路および第２の保護回路の回路ブロック図である。 図５は、図１に示す電池モジュールにおける第１の電池保護基板の具体的な回路構造の概略図である。 図６は、本出願の別の実施形態による充電モジュール内の電池モジュールの回路ブロック図である。 図７は、本出願の別の実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図８は、本出願の別の実施形態による充電モジュール内の電池モジュールの回路ブロック図である。 図９は、本出願の別の実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図１０は、充電モジュールの回路ブロック図である。 図１１は、電池モジュールの回路構造の概略図である。 図１２は、第１の電池保護基板のうちの１つの回路構造の概略図である。 図１３は、本出願の別の実施形態による充電モジュールの回路ブロック図である。 図１４Ａは、図１３に示す充電モジュール内の電池モジュールの概略構造図である。 図１４Ｂは、本出願の一実施形態による５タブ電池モジュールの概略図である。 図１５は、図１３に示す充電モジュール内の電池モジュールの回路構造の概略図である。 図１６Ａは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図１６Ｂは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図１６Ｃは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図１７は、図１６Ａに示す電池セルの上面図である。 図１８は、図１６Ａに示す電池セルの正面構造の概略図である。 図１９は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２０は、図１９に示す電池セルの上面図である。 図２１は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２２は、図２１に示す電池セルの上面図である。 図２３は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２４は、図２３に示す電池セルの上面図である。 図２５は、図２４に示す電池セルの正面構造の概略図である。 図２６は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図２７は、図２６に示す電池セルの三次元構造の概略図である。 図２８は、図２７に示す電池セルの左側図である。 図２９は、本出願の一実施形態による電池セルの概略分解構造図である。 図３０は、本出願の一実施形態による電池セルの概略分解構造図である。 図３１は、図３０に示す電池セルの三次元構造の概略図である。 図３２は、図３１に示す電池セルの左側図である。 図３３は、図３１に示す電池セルの主要図である。 図３４は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図３５は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略分解構造図である。 図３６は、図３４に示す電池セルの平面構造の概略図である。 図３７は、本出願の一実施形態による４つのタブを有する電池セルの平面構造の概略図である。 図３８は、図３７に示す電池セルの正面構造の概略図である。 図３９は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４０は、本出願の一実施形態による４つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４１は、本出願の一実施形態による５つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４２は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４３は、本出願の一実施形態による非貫通型電池セルの概略図である。 図４４は、本出願の一実施形態による貫通型電池セルの概略図である。 図４５は、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４６は、本出願の一実施形態による４つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４７は、本出願の一実施形態による５つのタブを有する電池セルの概略図である。 図４８は、本出願の一実施形態による６つのタブを有する電池セルの概略図である。

図１は、本出願の一実施形態による充電モジュール１０の回路ブロック図である。

図１に示すように、充電モジュール１０は、第１の回路基板１１と、第２の回路基板１２と、第３の回路基板１３と、電池セル１４および第１の電池保護基板１５を含む電池モジュール１００とを含む。第１の回路基板１１、第２の回路基板１２および第３の回路基板１３は、協働して、外部から受信した充電電圧および充電電流を、電池モジュール１００が充電を実行するのに適切な電圧および電流に処理する。電池モジュール１００は、処理された電圧および電流を受信し、充電を実行して電気エネルギーを蓄積する。加えて、電池モジュール１００はまた、蓄積された電気エネルギーを第３の回路基板１３に放出して放電を実行し、第３の回路基板１３および別の機能回路（図示せず）に駆動電源を提供することができる。

具体的には、第１の回路基板１１は、外部から第１の充電電圧および第１の充電電流を受信し、第１の充電電圧に対して電圧変換を実行し、第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換するように構成される。第２の回路基板１２は、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３に電気的に接続され、第１の充電電圧および第１の充電電流を第３の回路基板１３に供給するように構成される。第３の回路基板１３は、第１の電池保護基板１５に電気的に接続され、第２の充電電圧を電池セル電圧に変換し、電池セル電圧を第１の電池保護基板１５に供給するように構成される。加えて、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は第１の充電電流を電池セル電流に変換することも行う。

第１の電池保護基板１５は、電池セル１４に電気的に接続され、少なくとも２つの導電経路を使用することによって電池セル電圧および電池セル電流を電池セル１４に送信するように構成されるため、電池セル１４は、充電を実行して電気エネルギーを蓄積することができる。別の方向では、電池セル１４は、少なくとも２つの導電経路を使用することによって、電池セル電圧および電池セル電流を第１の電池保護基板１５に送信するため、電池セル１４は、蓄積された電気エネルギーを第３の回路基板１３に放出して放電を実行する。

本実施形態では、電池セル電圧は、第１の充電電圧および第２の充電電圧よりも低い。電池セル電圧は、電池セル１４が充電または放電される定格電圧である。例えば、電池セル電圧は５ボルト（Ｖ）であり、第１の充電電流は１２アンペア（Ａ）である。本出願の別の実施形態では、第１の回路基板１１は、第２の回路基板１２が接続を行うことなく、第３の回路基板１３に直接電気的に接続され得る。言い換えれば、別の実施形態では、第２の回路基板１２は存在せず、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は直接電気的に接続され得る。代替的に、別の実施形態では、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は同じ回路基板によって実装され得、すなわち、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は同じ回路基板であり、第２の回路基板１２は存在しない。

受信した電圧および電流を処理し、処理された電圧および電流を送信するために、複数の機能回路および複数の導電線が、第１の回路基板１１、第２の回路基板１２および第３の回路基板１３のそれぞれに配置されることに留意されたい。より具体的には、第１の回路基板１１は、第１の送信インターフェース１１１と、第１の電圧変換部Ｃ１とを含む。第１の送信インターフェース１１１は、外部電源システムに電気的に接続され、第１の充電電圧および第１の充電電流を受信するように構成される。本実施形態では、例えば、第１の送信インターフェース１１１は、ミニＵＳＢインターフェース、マイクロＵＳＢ２．０インターフェース、マイクロＵＳＢ２．０インターフェース、またはｔｙｐｅ－Ｃインターフェースであり得、第１の充電電圧は１２ボルト（Ｖ）であり、第１の充電電流は５アンペア（Ａ）である。

第１の電圧変換部Ｃ１は、第１の送信インターフェース１１１に電気的に接続され、第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換するように構成され、例えば、第１の充電電圧を降圧し得る。本実施形態では、第１の電圧変換部Ｃ１は、入力電圧を最大で１／２に降圧することができ、次いで電圧を出力する。言い換えれば、第２の充電電圧（出力電圧）の最小値は、第１の充電電圧（入力電圧）の１／２であり得る。充電プロセスでは、第１の電圧変換部Ｃ１は、実際の要求に基づいて電圧降圧の大きさを決定する。もちろん、本出願の別の実施形態では、第１の電圧変換部Ｃ１は、別の電圧降圧能力（４：１、３：１、または別の比の電圧降圧）を有し得る。例えば、第１の電圧変換部Ｃ１は、４：１充電器ＩＣ（チャージャＩＣ）であってもよく、出力電圧を入力電圧の１／４に降圧することができる。別の実施形態では、第１の充電電圧を変換する必要がないこと、例えば、第１の充電電圧を降圧する必要がないことに留意されたい。例えば、第１の充電電圧の電圧値が比較的低い場合には、降圧を実行する必要はない。この場合、第１の回路基板１１は、第１の電圧変換部Ｃ１を含まなくてもよく、第１の回路基板１１は、第１の充電電圧を第３の回路基板１３に直接送信し得る。

第２の回路基板１２は、第１の接続インターフェース１２１と第２の接続インターフェース１２２とを含む。第１の接続インターフェース１２１は第１の回路基板１１に電気的に接続され、第２の接続インターフェース１２２は第３の回路基板１３に電気的に接続される。本実施形態では、第１の回路基板１１および第３の回路基板１３は、電池セル１４の対向する２つの側面の位置に配置される。この場合、第２の回路基板１２は、第２の充電電圧を第３の回路基板１３に送信するために、電池セル１４の対向する２つの側面にわたって第１の回路基板１１を第３の回路基板１３に電気的に接続する。本実施形態では、第２の回路基板１２は、フレキシブル回路基板であり得る。

本出願の本実施形態では、第１の回路基板１１、第２の回路基板１２および第３の回路基板１３が配置される位置は限定されないことに留意されたい。実施形態および添付図面における構成は、接続関係の例にすぎず、構成要素の具体的な配置を限定するものではない。例えば、図１における第２の回路基板１２は、図中左側であるが、実際の製品では、第２の回路基板１２は、任意の適切な位置に配置されてもよい。例えば、バランスを考慮して、第２の回路基板１２は中間位置に配置されてもよく、すなわち、電池セルおよび保護回路が第２の回路基板１２に対して対称であってもよい。

第３の回路基板１３は、第１の導電性インターフェース１３１と、第２の導電性インターフェース１３２と、２つの第２の電圧変換部Ｃ２とを含む。特定の実装プロセスでは、通常、第３の回路基板１３は、協働を通じて電子デバイスの充電および放電機能を実装するために別の回路要素をさらに含み得る。例えば、第３の回路基板１３は、第１のサンプリング部１３３および電量計１３４をさらに含み得る。第１のサンプリング部１３３は、第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２に電気的に接続される。電量計１３４は、第１のサンプリング部１３３に電気的に接続される。第１のサンプリング部１３３は、電流検出または電気量検出中にサンプリングを実行するように構成されたサンプリング抵抗であってもよい。電量計１３４（クーロンカウンタとも称される）は、電池の電気量を測定するように構成される。電量計１３４は、サンプリング抵抗を使用することによって電池の電気量を測定し得る。

２つの第２の電圧変換部Ｃ２は、第２の接続インターフェース１２２に別々に電気的に接続され、第２の充電電圧および充電電流を受信し、第２の充電電圧を電池セル電圧に変換するように別々に構成され、例えば、第２の充電電圧を電池セル電圧に降圧し得る。本実施形態では、第２の電圧変換部Ｃ２は、２：１充電器ＩＣであり得、入力電圧を最大で１／２に降圧することができ、次いで電圧を出力する。言い換えれば、電池セル電圧（出力電圧）の最小値は、第２の充電電圧（入力電圧）の１／２であり得る。充電プロセスでは、第２の電圧変換部Ｃ２は、実際の要求に基づいて電圧降圧の大きさを決定する。本出願の別の実施形態では、第２の電圧変換部Ｃ２は、別の電圧降圧能力（４：１、３：１、または別の比の電圧降圧）を有し得る。例えば、第２の電圧変換部Ｃ２は、４：１充電器ＩＣ（チャージャＩＣ）であってもよく、出力電圧を入力電圧の１／４に降圧することができる。

本出願の実施形態における電圧は例にすぎず、電池モジュール１００の実際の充電プロセスでは、充電または放電電圧が変動することに留意されたい。電池モジュール１００を充電するときに許容される現在の最大電池セル電圧は５Ｖを超えない。一般に、最大電池電池セル電圧は４．２２Ｖまたは４．４５Ｖである。

２つの第２の電圧変換部Ｃ２は、第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２に別々に電気的に接続されて、電池セル電圧および電池セル電流を第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２に別々に供給する。言い換えれば、第１の導電性インターフェース１３１は、電池セル電圧および電池セル電流を受信し、第２の導電性インターフェース１３２も、電池セル電圧および電池セル電流を受信する。

本出願の一実施形態では、２つの第２の電圧変換部Ｃ２は、例えば、充電器ＩＣ（チャージャＩＣ）であり得る。２つの充電器ＩＣが両方とも一次充電器ＩＣであってもよく、または、一方の充電器ＩＣが一次充電器ＩＣであり、他方の充電器ＩＣが二次充電器ＩＣであってもよい。電圧変換を実行することに加えて、一次充電器ＩＣはさらに別の充電機能をサポートし、例えば、バック構造充電、ＵＳＢ ＯＴＧ（ＵＳＢ ｏｎ－ｔｈｅ－ｇｏ）機能などをさらにサポートし得る。二次充電器ＩＣは主に、電圧変換および充電電流の増加などの機能を実行するように構成される。

図１を参照して、図２Ａは、電池セル１４の平面構造の概略図である。

図１および図２Ａに示すように、電池セル１４は、電池セル本体１４０と、互いに対向する第１の側面１４１および第２の側面１４２とを含む。第１の回路基板１１は電池セル１４の第１の側面１４１側に配置され、第３の回路基板１３および第１の電池保護基板１５は電池セルの第２の側面１４２側に配置される。第２の回路基板１２は、電池セル１４の第１の側面１４１および第２の側面１４２にわたって第１の回路基板１１および第３の回路基板１３に別々に電気的に接続される。

本実施形態では、タブ１４ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは、電池セル本体１４０の第２の側面１４２に配置される。タブ１４ａは極性１を有し、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは極性２を有する。極性１と極性２とは逆である。極性１が正極性であり、極性２が極性であるか、または極性１が負極性であり、極性２が正極性である。

タブ１４ｂおよびタブ１４ａは、導電ループの正極および負極を形成し、タブ１４ｃおよびタブ１４ａは、導電ループの正極および負極を形成する。この場合、２つの導電ループを別々に使用することによって、電圧および電流が電池セル本体１４０に入力される（充電）か、または電圧および電流が電池セル本体１４０から出力される（放電）。

本実施形態では、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは直接電気的に接続され得る。言い換えれば、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃの電圧（電位）は同じである。

したがって、電池セル１４は、充電または放電のための２つの導電ループを含む。この場合、各タブで送信される充電電流を増加させることなく、電池セル１４の充電効率を向上させ、充電時間を短縮することができる。本実施形態では電池セルにおけるこれらのタブの位置は限定されず、電気的な接続関係が同じである限り、本実施形態におけるソリューションを実施することができることに留意されたい。電池セルにおけるタブの位置は、後述される、電池セルの具体的な構造の実施形態で詳細に説明される。

図１を参照して、図３Ａは、図１に示す第１の電池保護基板１５の回路ブロック図である。

図３Ａに示すように、第１の電池保護基板１５は、第１のバッテリインターフェース１５１と、第２のバッテリインターフェース１５２と、第１の保護回路１５３と、第２の保護回路１５４とを含む。

第１のバッテリインターフェース１５１は第１の導電性インターフェース１３１（図１）に電気的に接続され、第２のバッテリインターフェース１５２は第２の導電性インターフェース１３２（図１）に電気的に接続される。

第１の保護回路１５３は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続され、第１の保護回路１５３はまた、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続される。第１の保護回路１５３は、電池セル１４の充電または放電中に、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流がしきい値範囲を超えると、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路を切断して、電池セル１４の損傷を防止するように構成される。

第２の保護回路１５４は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続され、第２の保護回路１５４はまた、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間に電気的に接続される。第２の保護回路１５４は、電池セル１４の充電または放電中に、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の電圧および電流がしきい値範囲を超えると、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路、ならびに第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａ、１４ｂおよび１４ｃとの間の導電経路を切断して、電池セル１４を保護し、電池セル１４の損傷を防止するように構成される。

第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４は、電池セル１４を同時に保護する。第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４のいずれか一方が故障した場合には、もう一方が電池セル１４を保護することができる。言い換えれば、第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４は、互いのバックアップとして機能し得る。第１の保護制御部１５３１が故障した場合には、第２の保護制御部１５４１が電圧および電流保護を実行する。代替的に、第２の保護制御部１５４１が故障した場合には、第１の保護制御部１５３１が電圧および電流保護を実行する。

第１の保護回路１５３に対応し、電池セル１４によって入力および出力される電圧および電流に関するしきい値範囲は、第２の保護回路１５４に対応し、電池セル１４によって入力および出力される電圧および電流に関するしきい値範囲と同じであってもよく、または異なっていてもよい。第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４が異なる範囲に対応する場合、最初にしきい値範囲に到達した保護回路が、経路を切断する動作を実行する。第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４が同じ範囲に対応する場合、これら２つの保護回路のうち、電圧または電流が対応するしきい値範囲を超えることを先に検出した保護回路が保護動作を実行する。より具体的には、第１のバッテリインターフェース１５１、タブ１４ｂ、電池セル本体、タブ１４ａおよび第１の保護回路１５３は、第１の導電ループを構成する。第１の導電ループは、電池セル電圧および電池セル電流を送信する。

本実施形態では、第１の導電ループは、第１の導電経路Ｐ１と第３の導電経路Ｐ３とを含む。第１の導電経路Ｐ１は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ｂとの間に位置し、第３の導電経路Ｐ３は、第１のバッテリインターフェース１５１とタブ１４ａとの間に位置する。

第２のバッテリインターフェース１５２、タブ１４ｃ、電池セル本体、タブ１４ａおよび第１の保護回路１５３は、第２の導電ループを構成する。第２の導電ループは、電池セル電圧および電池セル電流を送信する。

本実施形態では、第２の導電ループは、第２の導電経路Ｐ２と第４の導電経路Ｐ４とを含む。第２の導電経路Ｐ２は、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ｃとの間に位置し、第４の導電経路Ｐ４は、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａとの間に位置する。

任意選択で、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４は、導電線を使用することによって直接電気的に接続されるため、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電圧は基本的に同じとなり、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電流は基本的に同じとなる。

第１の保護回路１５３は、第１の導電ループおよび第２の導電ループにある電圧および電流を検出するように構成される。電圧が第１の電圧しきい値範囲を超えると、第１の保護回路１５３は、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断して、電池セル１４が過電圧状態で充電されたり不足電圧状態で放電したりすることを防止する。電流が第１の電流しきい値を超えると、第１の保護回路１５３は２つの導電ループを切断して、電池セル１４が過電流状態で充電されたり放電したりすることを防止する。

同様に、第２の保護回路１５４もまた、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成される。電圧が第２の電圧しきい値範囲を超えると、第２の保護回路１５４は２つの導電ループを切断して、電池セル１４が過電圧状態で充電されたり不足電圧状態で放電したりすることを防止する。電流が第２の電流しきい値を超えると、第２の保護回路１５４は２つの導電ループを切断して、電池セル１４が過電流状態で充電されたり放電したりすることを防止する。

本実施形態では、第１の電圧しきい値範囲は、不足電圧しきい値１から過電圧しきい値１までであり得、ここで、不足電圧しきい値１は過電圧しきい値１よりも小さい。第２の電圧しきい値範囲は、不足電圧しきい値２から過電圧しきい値２までであり得、ここで、不足電圧しきい値２は過電圧しきい値２よりも小さい。

第１の電圧しきい値範囲が第２の電圧しきい値範囲と同じであるとき、不足電圧しきい値１が不足電圧しきい値２に等しく、かつ、過電圧しきい値１が過電圧しきい値２に等しい。

第１の電圧しきい値範囲が第２の電圧しきい値範囲と異なるとき、不足電圧しきい値１が不足電圧しきい値２に等しくないか、または過電圧しきい値１が過電圧しきい値２に等しくない。一実施形態では、不足電圧しきい値２が不足電圧しきい値１よりも小さく、過電圧しきい値２が過電圧しきい値１よりも大きいか、または不足電圧しきい値２が不足電圧しきい値１よりも大きく、過電圧しきい値２が過電圧しきい値１よりも大きい。

例えば、第１の電圧しきい値範囲は、例えば２．４Ｖ～４．４２２Ｖであり得、第２の電圧しきい値範囲は、例えば２．２Ｖ～４．４５Ｖであり得る。言い換えれば、過電圧しきい値１は４．４２２Ｖであり、不足電圧しきい値１は２．４Ｖであり、過電圧しきい値２は４．４５Ｖであり、不足電圧しきい値２は２．２Ｖである。代替的に、第１の電圧しきい値範囲は、例えば２．２Ｖ～４．４２２Ｖであり得、第２の電圧しきい値範囲は、例えば２．４Ｖ～４．４５Ｖであり得る。電圧が電圧しきい値範囲を超えるとは、電圧が不足電圧しきい値より小さいか、または過電圧しきい値より大きいことを意味する。

本実施形態では、第１の電流しきい値または第２の電流しきい値は特定の値である。第１の電流しきい値および第２の電流しきい値は、同じであってもよく、または異なっていてもよい。電流が電流しきい値を超えるとは、電流が電流しきい値以上であることを意味する。

図１を参照して、図４Ａは、図１に示す第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４の回路ブロック図である。

図４Ａに示すように、第１の保護回路１５３は、第１の保護制御部１５３１と、第１の電圧サンプリング部１５３２と、第１の電流サンプリング部１５３４と、第１のスイッチ部１５３３とを含む。

第１の保護制御部１５３１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続される。第１の保護制御部１５３１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出し、検出された電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えるかどうかを判定する。電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、第１の保護制御部１５３１は、第１のスイッチ部１５３３に保護信号を出力する。第１のスイッチ部１５３３は、保護信号に基づいて第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断し、それによって電池セル１４を保護し、過電圧、過電流または不足電圧による電池セル１４の損傷を防止する。

第１の電圧サンプリング部１５３２は、タブ１４ｂ、タブ１４ｃおよび第１の保護制御部１５３１に別々に電気的に接続され、電池セル電圧を検出し、検出された電池セル電圧を第１の保護制御部１５３１に送信するように構成される。第１の電圧サンプリング部１５３２は、例えば、サンプリング抵抗であってもよい。任意選択で、代替的に、本出願の本実施形態の電圧サンプリング部はなくてもよく、導電ループ内の電圧は保護制御部によって直接検出される。

第１の電流サンプリング部１５３４は、タブ１４ａ、第１の保護制御部１５３１および第１のスイッチ部１５３３に別々に電気的に接続され、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内の電流を検出し、電流を第１の保護制御部１５３１に送信するように構成される。第１の電流サンプリング部１５３４は、例えば、サンプリング抵抗であってもよい。

第１のスイッチ部１５３３は、第１の保護制御部１５３１、第１の電流サンプリング部１５３４、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に電気的に接続される。第１のスイッチ部１５３３は、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３および第２の導電ループ内の第４の導電経路Ｐ４に位置する。

本実施形態では、第１のスイッチ部１５３３は、第１のスイッチＳ１と第２のスイッチＳ２とを含み得る。

第１のスイッチＳ１は、第１の電流サンプリング部１５３４と、第１の保護制御部１５３１と、第２の保護回路１５４内の第３のスイッチＳ３とに別々に電気的に接続される。第１のスイッチＳ１は、第１の保護制御部１５３１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

第２のスイッチＳ２は、第１の電流サンプリング部１５３４と、第１の保護制御部１５３１と、第２の保護回路１５４内の第４のスイッチＳ４とに別々に電気的に接続される。第２のスイッチＳ２は、第１の保護制御部１５３１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

本実施形態では、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は、同期してオンにされるか、または同期して遮断され、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は、同じ型のトランジスタＭＯＳを使用することによって実装され得る。例えば、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は両方ともＮ型トランジスタまたはＰ型トランジスタである。もちろん、第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２は、代替的に、異なる型のトランジスタまたは他の素子を使用することによって実装されてもよい。

図４Ａに示すように、本出願の本実施形態では、第２の保護回路１５４がさらに含まれ得る。第２の保護回路１５４は、第２の保護制御部１５４１と、第２の電圧サンプリング部１５４２と、第２のスイッチ部１５４３とを含む。

第２の保護制御部１５４１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループに別々に電気的に接続される。第２の保護制御部１５４１は、第１の導電ループおよび第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出し、電圧が第２の電圧しきい値範囲を超えるかどうかを判定し、電流が対応する電流しきい値を超えるかどうかを判定する。電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、第２の保護制御部１５４１は、第２のスイッチ部１５４３に保護信号を出力する。第２のスイッチ部１５４３は、保護信号に基づいて第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第２の電圧サンプリング部１５４２は、タブ１４ｂ、タブ１４ｃおよび第２の保護制御部１５４１に別々に電気的に接続され、電圧を検出し、検出された電圧を第２の保護制御部１５４１に送信するように構成される。本実施形態では、第１の電圧サンプリング部１５３２および第２の電圧サンプリング部１５４２の回路構造は同じであってもよい。任意選択で、代替的に、本出願の本実施形態の電圧サンプリング部はなくてもよく、導電ループ内の電圧は保護制御部によって直接検出される。

本実施形態では、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２が、導電線を使用することによって直接電気的に接続されている、すなわち、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４が互いに短絡しているので、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電流は基本的に同じである。

第２のスイッチ部１５４３は、第２の保護制御部１５４１、第１のスイッチ部１５３３、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に電気的に接続される。第２のスイッチ部１５４３は、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３および第２の導電ループ内の第４の導電経路Ｐ４に位置する。

本実施形態では、第２のスイッチ部１５４３は、第３のスイッチＳ３と第４のスイッチＳ４とを含む。

第３のスイッチＳ３は、第１のスイッチＳ１、第２の保護制御部１５４１および第１のバッテリインターフェース１５１に別々に電気的に接続される。第３のスイッチＳ３は、第２の保護制御部１５４１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

第３のスイッチＳ３および第１のスイッチＳ１が両方ともオン状態であるとき、第１の導電ループは閉結され、第１の導電経路Ｐ１および第３の導電経路Ｐ３は電気的にオンである。第３のスイッチＳ３または第１のスイッチＳ１がオフ状態にあるとき、第１の導電ループは開放され、第１の導電経路Ｐ１および第３の導電経路Ｐ３は電気的にオフである。

第４のスイッチＳ４は、第２のスイッチＳ２、第２の保護制御部１５４１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に電気的に接続される。第４のスイッチＳ４は、第２の保護制御部１５４１から提供される保護信号に基づいてオンまたはオフ状態になる。

第４のスイッチＳ４および第２のスイッチＳ２が両方ともオン状態であるとき、第２の導電ループは閉結され、第２の導電経路Ｐ２および第４の導電経路Ｐ４は電気的にオンである。言い換えれば、第２のバッテリインターフェース１５２とタブ１４ａとの間で電池セル電流および電池セル電圧を送信することができる。第４のスイッチＳ４または第２のスイッチＳ２がオフ状態にあるとき、第２の導電ループは開放され、第２の導電経路Ｐ２および第４の導電経路Ｐ４は電気的にオフである。

本実施形態では、第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４は、同期してオンにされるか、または同期して遮断され、第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４は、同じ型のトランジスタＭＯＳを使用すること、例えば両方ともＮ型トランジスタまたはＰ型トランジスタであることによって実装され得る。もちろん、第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４は代替的に、異なる型のトランジスタまたは他の素子を使用することによって実装されてもよい。

別の実装形態では、タブ１４ａを２つのタブに分割し得る。互いに協働するとき、これらの２つのタブはタブ１４ａと同じ機能を有する。図２Ｂに示すように、タブ１４ａは、同じ極性を有する２つのタブ（サブタブとも称され得る）であり得る。２つのタブのうちの一方とタブ１４ｂとは、１つの導電ループの正極および負極を形成し、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。２つのタブのもう一方とタブ１４ｃとは、別の導電ループの正極および負極を形成し、電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または電池セル本体から電圧および電流を出力することができる。２つの導電ループは、図２Ａの２つの導電ループと同様である。それに応じて、タブ１４ａが同じ極性を有する２つのタブに分割される場合、第１の電池保護基板１５の対応する回路ブロック図が図３Ｂに示され、第１の保護回路１５３および第２の保護回路１５４の対応する回路ブロック図が図４Ｂに示される。図３Ｂと図３Ａとの違いは、タブ１４ａが同じ極性を有する２つのタブに分割されている点である。図４Ｂと図４Ａとの違いは、タブ１４ａが同じ極性を有する２つのタブに分割されている点である。

図５は、図１に示す電池モジュール１００における第１の電池保護基板１５の具体的な回路構造を示す概略図である。

第１の電圧サンプリング部１５３２は、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１と第２の電圧検出抵抗ＲＶ２とを含む。第１の電圧サンプリング抵抗ＲＶ１は、第１の導電経路Ｐ１のタブ１４ｂに電気的に接続され、第２のサンプリング抵抗ＲＶ２は、第２の導電経路Ｐ２のタブ１４ｃに電気的に接続される。第１の電圧サンプリング抵抗ＲＶ１および第２のサンプリング抵抗ＲＶ２は、それぞれ、第１の導電経路Ｐ１上の電圧および第２の導電経路Ｐ２上の電圧を収集するように構成される。

本実施形態では、タブ１４ｂとタブ１４ｃとが直接電気的に接続されているので、第１の電圧サンプリング抵抗ＲＶ１と第２の電圧サンプリング抵抗ＲＶ２とは並列に接続される。したがって、第１の電圧サンプリング部１５３２は、第１の導電経路Ｐ１上の電圧と、第２の導電経路Ｐ２上の電圧との平均値を収集し、平均電圧値を第１の保護制御部１５３１に提供することができる。

本出願の別の実施形態では、第１の導電経路Ｐ１上にあり、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１によって検出される電圧が、電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１のみが第１の電圧サンプリング部１５３２に配置されてもよい。代替的に、第２の導電経路Ｐ２上にあり、第２の電圧検出抵抗ＲＶ２によって検出される電圧が電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第２の電圧検出抵抗ＲＶ２のみが第１の電圧サンプリング部１５３２に配置されてもよい。

第１の電流サンプリング部１５３４は、第１の電流検出抵抗ＲＩ１と第２の電流検出抵抗ＲＩ２とを含む。第１の電流サンプリング抵抗ＲＩ１は、タブ１４ａと第１のバッテリインターフェース１５１との間に電気的に接続され、第２のサンプリング抵抗ＲＶ２は、タブ１４ａと第２のバッテリインターフェース１５２との間に電気的に接続される。第１の電流サンプリング抵抗ＲＩ１および第２の電流サンプリング抵抗ＲＩ２は、それぞれ、第３の導電経路Ｐ３上の電流および第４の導電経路Ｐ４上の電流を収集するように構成される。

本実施形態では、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２が、導電線を使用することによって直接電気的に接続されている、すなわち、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４が互いに短絡しているので、第３の導電経路Ｐ３および第４の導電経路Ｐ４を流れる電流は基本的に同じである。

第２の電圧サンプリング部１５４２は、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３と第４の電圧検出抵抗ＲＶ４とを含む。第３の電圧サンプリング抵抗ＲＶ３は、第１の導電経路Ｐ１内のタブ１４ｂに電気的に接続され、第４のサンプリング抵抗ＲＶ４は、第２の導電経路Ｐ２内のタブ１４ｃに電気的に接続される。第３の電圧サンプリング抵抗ＲＶ３および第４のサンプリング抵抗ＲＶ４は、それぞれ、第１の導電経路Ｐ１上の電圧および第２の導電経路Ｐ２上の電圧を収集するように構成される。

本実施形態では、２つのタブ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃが直接電気的に接続されているので、第３の電圧サンプリング抵抗ＲＶ３および第４の電圧サンプリング抵抗ＲＶ４は並列に接続される。したがって、第２の電圧サンプリング部１５４２は、第１の導電経路Ｐ１上の電圧と、第２の導電経路Ｐ２上の電圧との平均値を収集し、平均電圧値を第１の保護制御部１５３１に提供することができる。

本出願の別の実施形態では、第１の導電経路Ｐ１上にあり、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３によって検出される電圧が、電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３のみが第２の電圧サンプリング部１５４２に配置されてもよい。代替的に、第２の導電経路Ｐ２上にあり、第４の電圧検出抵抗ＲＶ４によって検出される電圧が電池セル１４の充電電圧または放電電圧として使用されるように、第４の電圧検出抵抗ＲＶ４のみが第２の電圧サンプリング部１５４２に配置されてもよい。

図５に示すように、第１の保護制御部１５３１は、第１の電圧検出端子ＰＶ１と、第１の電流検出端子ＰＩ１と、第１の充電制御端子ＣＯ１と、第１の放電制御端子ＤＯ１とを含む。

具体的には、第１の電圧検出端子ＰＶ１は、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１および第２の電圧検出抵抗ＲＶ２に電気的に接続され、電圧を検出するように構成される。

第１の電流検出端子ＰＩ１は、第１の電流検出抵抗ＲＩ１および第２の電流検出抵抗ＲＩ２に電気的に接続され、電流を検出するように構成される。

第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１は両方とも、第１のスイッチＳ１に電気的に接続され、保護信号を出力して第１のスイッチＳ１をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

第１の保護制御部１５３１は、第１の電圧検出端子ＰＶ１によって検出された電圧および第１の電流検出端子ＰＩ１によって検出された電流がしきい値範囲を超えるかどうかを判定する。電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１から保護信号を出力する。

本実施形態では、第１のスイッチ部１５３３内の第１のスイッチＳ１は、第１の制御端子ＳＣ１と、第２の制御端子ＳＣ２と、第１の導電端子ＳＤ１と、第２の導電端子ＳＤ２とを含む。

第２のスイッチ部１５４３を使用することによって、第１の制御端子ＳＣ１は第１の放電制御端子ＤＯ１に電気的に接続され、第２の制御端子ＳＣ２は第１の充電制御端子ＣＯ１に電気的に接続され、第１の導電端子ＳＤ１はタブ１４ａに電気的に接続され、第２の導電端子ＳＤ２は第１のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。

第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１から第１の保護制御部１５３１によって出力された保護信号は、第１の制御端子ＳＣ１および第２の制御端子ＳＣ２を使用することによって、第１のスイッチＳ１がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第１のスイッチＳ１が保護信号の制御下でオンにされると、第１の導電端子ＳＤ１および第２の導電端子ＳＤ２は電気的にオンになる。第１のスイッチＳ１が保護信号の制御下で遮断されると、第１の導電端子ＳＤ１および第２の導電端子ＳＤ２は電気的にオフになる。

本実施形態では、第１のスイッチＳ１は双方向的にオンとなり得る。言い換えれば、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３に関して、電池セル１４が充電される際に電流が第１のタブ１４ａから第１のバッテリインターフェース１５１に流れるとき、第１のスイッチＳ１をオンまたは遮断することができ、電池セル１４が放電する際に電流が第１のバッテリインターフェース１５１から第１のタブ１４ａに流れるとき、第１のスイッチＳ１をオンまたは遮断することができる。

加えて、第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１は両方とも、第２のスイッチＳ２に電気的に接続され、保護信号を出力して第２のスイッチＳ２をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

第１のスイッチ部１５３３内の第２のスイッチＳ２は、第３の制御端子ＳＣ３と、第４の制御端子ＳＣ４と、第３の導電端子ＳＤ３と、第４の導電端子ＳＤ４とを含む。

第２のスイッチ部１５４３を使用することによって、第３の制御端子ＳＣ３は第１の放電制御端子ＤＯ１に電気的に接続され、第４の制御端子ＳＣ４は第１の充電制御端子ＣＯ１に電気的に接続され、第３の導電端子ＳＤ３はタブ１４ａに電気的に接続され、第４の導電端子ＳＤ４は第２のバッテリインターフェース１５２に電気的に接続される。

第１の充電制御端子ＣＯ１および第１の放電制御端子ＤＯ１から第１の保護制御部１５３１によって出力される保護信号は、第３の制御端子ＳＣ３および第４の制御端子ＳＣ４を使用することによって、第２のスイッチＳ２がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第２のスイッチＳ２が保護信号の制御下でオンにされると、第３の導電端子ＳＤ３および第４の導電端子ＳＤ４は電気的にオンになる。第２のスイッチＳ２が保護信号の制御下で遮断されると、第３の導電端子ＳＤ３および第４の導電端子ＳＤ４は電気的にオフになる。

本実施形態では、第２のスイッチＳ２は双方向的にオンとなり得る。言い換えれば、第２の導電ループ内の第４の導電経路Ｐ４に関して、電池セル１４が充電される際に電流が第１のタブ１４ａから第２のバッテリインターフェース１５２に流れるとき、第２のスイッチＳ２をオンまたは遮断することができ、電池セル１４が放電する際に電流が第２のバッテリインターフェース１５２から第１のタブ１４ａに流れるとき、第１のスイッチＳ１をオンまたは遮断することができる。

第２の保護制御部１５４１は、第２の電圧検出端子ＰＶ２と、第２の電流検出端子ＰＩ２と、第２の充電制御端子ＣＯ２と、第２の放電制御端子ＤＯ２とを含む。

具体的には、第２の電圧検出端子ＰＶ２は、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３および第４の電圧検出抵抗ＲＶ４に電気的に接続され、電圧を検出するように構成される。

第２の電流検出端子ＰＩ２は、第１の電流検出抵抗ＲＩ１および第２の電流検出抵抗ＲＩ２に電気的に接続され、電流を検出するように構成される。

第２の保護制御部１５４１は、第２の電圧検出端子ＰＶ２によって検出された電圧および第２の電流検出端子ＰＩ２によって検出された電流がしきい値範囲を超えるかどうかを判定する。電圧または電流がしきい値範囲を超えると、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２から保護信号を出力する。

第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２は両方とも、第３のスイッチＳ３に電気的に接続され、保護信号を出力して第３のスイッチＳ３をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

本実施形態では、第２のスイッチ部１５４３内の第３のスイッチＳ３は、第５の制御端子ＳＣ５と、第６の制御端子ＳＣ６と、第５の導電端子ＳＤ５と、第６の導電端子ＳＤ６とを含む。

第５の制御端子ＳＣ５は、第２の放電制御端子ＤＯ２に電気的に接続され、第６の制御端子ＳＣ６は、第２の充電制御端子ＣＯ２に電気的に接続され、第５の導電端子ＳＤ５は、第１のスイッチＳ１の第２の導電端子ＳＤ２に電気的に接続され、第６の導電端子ＳＤ６は、第１のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。

第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２から第２の保護制御部１５４１によって出力される保護信号は、第５の制御端子ＳＣ５および第６の制御端子ＳＣ６を使用することによって、第３のスイッチＳ３がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第３のスイッチＳ３が保護信号の制御下でオンにされると、第５の導電端子ＳＤ５および第６の導電端子ＳＤ６は電気的にオンになる。第３のスイッチＳ３が保護信号の制御下で遮断されると、第５の導電端子ＳＤ５および第６の導電端子ＳＤ６は電気的にオフになる。

本実施形態では、第３のスイッチＳ３は双方向的にオンとなり得る。言い換えれば、第１の導電ループ内の第３の導電経路Ｐ３に関して、電池セル１４が充電または放電されるとき、第３のスイッチＳ３をオンまたは遮断することができる。

加えて、第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２は両方とも、第４のスイッチＳ４に電気的に接続され、保護信号を出力して第４のスイッチＳ４をオンまたはオフ状態になるように制御するように構成される。

第２のスイッチ部１５４３内の第４のスイッチＳ４は、第７の制御端子ＳＣ７と、第８の制御端子ＳＣ８と、第７の導電端子ＳＤ７と、第８の導電端子ＳＤ８とを含む。

第７の制御端子ＳＣ７は第２の放電制御端子ＤＯ２に電気的に接続され、第８の制御端子ＳＣ８は第２の充電制御端子ＣＯ２に電気的に接続され、第７の導電端子ＳＤ７は第２のスイッチＳ２の第４の導電端子ＳＤ４に電気的に接続され、第８の導電端子ＳＤ８は第２のバッテリインターフェース１５２に電気的に接続される。

第２の充電制御端子ＣＯ２および第２の放電制御端子ＤＯ２から第２の保護制御部１５４１によって出力される保護信号は、第７の制御端子ＳＣ７および第８の制御端子ＳＣ８を使用することによって、第４のスイッチＳ４がオンにされるかまたは遮断されるように制御する。第４のスイッチＳ４が保護信号の制御下でオンにされると、第７の導電端子ＳＤ７および第８の導電端子ＳＤ８は電気的にオンになる。第４のスイッチＳ４が保護信号の制御下で遮断されると、第７の導電端子ＳＤ７および第８の導電端子ＳＤ８は電気的にオフになる。

本実施形態では、第４のスイッチＳ４は双方向的にオンとなり得る。

本実施形態では、第１の電池保護基板１５は、偽造防止部１５５をさらに含み得る。偽造防止部１５５は、第２の導電経路Ｐ２に電気的に接続され、電池セル１４が耐えることができる電池セル電圧および電池セル電流を検出して、電池セル１４と電池セル電圧または電池セル電流との間の不一致による電池セル１４の損傷を防止するように構成される。

図１および図５を参照して、電池セル１４が充電（電気エネルギーの蓄積）されるときおよび放電（電気エネルギーの放出）するときの電池モジュール１００における第１の保護基板１５の動作プロセスを具体的に説明する。

電池セル１４が充電されるプロセスは、以下の通りである。

第１の導電性インターフェース１３１および第２の導電性インターフェース１３２から第３の回路基板１３によって出力される電池セル電圧および電池セル電流は、第１の電池保護基板１５の第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に送信される。

第１のバッテリインターフェース１５１に対応する第１の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第１のバッテリインターフェース１５１から第１の導電経路Ｐ１を通してタブ１４ｂに送信される。

電池セル電圧は、第１の電圧検出抵抗ＲＶ１を通して第１のキャパシタＣ１を充電する。第１のキャパシタＣ１の充電電圧が第１のスイッチＳ１の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に導通信号を出力して、第１のスイッチＳ１をオン状態になるように制御する。

電池セル電圧は、第３の電圧検出抵抗ＲＶ３を通して第２のキャパシタＣ２を充電する。第２のキャパシタＣ２の充電電圧が第３のスイッチＳ３の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に導通信号を出力して、第３のスイッチＳ３をオン状態になるように制御する。

電池セル１４の内部では、電池セル電流は、タブ１４ｂからタブ１４ａに送信され、タブ１４ａから第１の電流検出抵抗ＲＩ１を通して第１のスイッチＳ１の第１の導電端子ＳＤ１に送信され、次いで第２の導電端子ＳＤ２に送信される。

第３のスイッチＳ３もオン状態にあり、第３のスイッチＳ３の第５の導電端子ＳＤ５が第２の導電端子ＳＤ２に電気的に接続されているので、電池セル電流は、第２の導電端子ＳＤ２、第５の導電端子ＳＤ５および第６の導電端子ＳＤ６を通して第１のバッテリインターフェース１５１に送信される。このようにして、第１の導電ループにおいて電池セル１４が充電される。

同様に、第２のバッテリインターフェース１５２に対応する第２の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第２のバッテリインターフェース１５２から第２の導電経路Ｐ２を通してタブ１４ｃに送信される。

電池セル電圧は、第２の電圧検出抵抗ＲＶ２を通して第１のキャパシタＣ１を充電する。第１のキャパシタＣ１の充電電圧が第２のスイッチＳ２の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に導通信号を出力して、第２のスイッチＳ２をオン状態になるように制御する。

電池セル電圧は、第４の電圧検出抵抗ＲＶ４を通して第２のキャパシタＣ２を充電する。第２のキャパシタＣ２の充電電圧が第４のスイッチＳ４の導通しきい値電圧Ｖｔｈに到達すると、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に導通信号を出力して、第４のスイッチＳ４をオン状態になるように制御する。

電池セル１４の内部では、電池セル電流は、タブ１４ｃからタブ１４ａに送信され、タブ１４ａから第２の電流検出抵抗ＲＩ２を通して第２のスイッチＳ２の第３の導電端子ＳＤ３に送信され、次いで第４の導電端子ＳＤ４に送信される。

第４のスイッチＳ４もオン状態にあり、第４のスイッチＳ４の第７の導電端子ＳＤ７が第３の導電端子ＳＤ３に電気的に接続されているので、電池セル電流は、第３の導電端子ＳＤ３、第７の導電端子ＳＤ７および第８の導電端子ＳＤ８を通して第２のバッテリインターフェース１５２に送信される。このようにして、第２の導電ループにおいて電池セル１４が充電される。

充電プロセスでは、第１の導電経路Ｐ１または第２の導電経路Ｐ２上の電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、すなわち、過電圧または不足電圧および過電流が発生すると、第１の保護制御部１５３１および第２の保護制御部１５４１は、電池セル１４のための保護を実行する。ここでは、以下の値が例として使用される。第１の保護制御部１５３１に対応する不足電圧しきい値は２．４Ｖであり、第１の保護制御部１５３１に対応する過電圧しきい値は４．４２２Ｖであり、第２の保護制御部１５４１に対応する不足電圧しきい値は２．２Ｖであり、第２の保護制御部１５４１に対応する過電圧しきい値は４．４５Ｖである。

具体的には、不足電圧が第１の導電経路Ｐ１または第２の導電経路Ｐ２上で発生すると、例えば、電池セル１４の電圧が２．４Ｖより小さいとき、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に保護信号を出力して第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２をオフ状態（すなわち、切断状態）になるように制御し、それによって、第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

過電圧が第１の導電経路Ｐ１または第２の導電経路Ｐ２上で発生すると、例えば、電池セル１４の電圧が４．４２２Ｖより大きいとき、第１の保護制御部１５３１は、第１の充電制御端子ＣＯ１に保護信号を出力して第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２をオフ状態になるように制御し、それによって第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第１の保護制御部１５３１が故障した場合、すなわち、第１の保護制御部１５３１が、過電圧または不足電圧が電池セル１４上で発生したときに第１の導電ループまたは第２の導電ループを適時かつ正確に切断することができない場合、第２の保護制御部１５４１が、過電圧または不足電圧が電池セル１４上で発生したときに第１の導電ループまたは第２の導電ループを適時かつ正確に切断することができる。

例えば、第１の保護制御部１５３１が故障した場合で、電池セル１４の電圧が２．２Ｖより小さいとき、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に保護信号を出力して第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４をオフ状態になるように制御し、それによって第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

第１の保護制御部１５３１が故障した場合で、電池セル１４の電圧が４．４５Ｖよりも大きいとき、第２の保護制御部１５４１は、第２の充電制御端子ＣＯ２に保護信号を出力して第３のスイッチＳ３および第４のスイッチＳ４をオフ状態になるように制御し、それによって第１の導電ループおよび第２の導電ループを切断する。

同様に、過電流または不足電流が第３の導電経路Ｐ３または第４の導電経路Ｐ４上で発生すると、第１の保護制御部１５３１および第２の保護制御部１５４１の動作原理は、過電圧または不足電圧が電池セル上で発生するときに使用される動作原理と同じである。ここでは、詳細を改めて説明はしない。

電池セル１４が放電するプロセスは以下の通りである。

電池セル１４の内部では、電池セル電圧および電池セル電流は、タブ１４ａからタブ１４ｂおよびタブ１４ｃに別々に流れる。

第１のバッテリインターフェース１５１に対応する第１の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第１の導電経路Ｐ１を通ってタブ１４ｂから第１のバッテリインターフェース１５１に送信され、次いで第３のスイッチＳ３および第１のスイッチＳ１を通って第１のバッテリインターフェース１５１から第１のタブ１４ａに送信される。このようにして、第１の導電ループにおいて、電池セル１４が第１のバッテリインターフェース１５１に放電する。

同様に、第２のバッテリインターフェース１５２に対応する第２の導電ループの場合、電池セル電圧および電池セル電流は、第２の導電経路Ｐ２を通してタブ１４ｃから第２のバッテリインターフェース１５２に送信され、次いで第４のスイッチＳ４および第２のスイッチＳ２を通して第２のバッテリインターフェース１５２から第１のタブ１４ａに送信される。このようにして、第２の導電ループにおいて、電池セル１４が第２のバッテリインターフェース１５２に放電する。

放電プロセスでは、第１の導電経路Ｐ１、第２の導電経路Ｐ２、第３の導電経路Ｐ３、または第４の導電経路Ｐ４上の電圧および電流が対応するしきい値範囲を超えると、すなわち、過電圧または不足電圧および過電流または不足電流が発生すると、第１の保護制御部１５３１および第２の保護制御部１５４１は、電池セル１４のための保護を実行する。保護手順は充電プロセスのものと同様である。ここでは、詳細を改めて説明はしない。

図１～図５に示す充電電池モジュール１０内の電池セルの回路の場合、１つの電池セル１４は、充電および放電のための少なくとも２つの導電ループを含むことができる。これにより、充電効率が向上する。この電池セル１４を１つの導電ループを有する電池セルと比較すると、充電時間の少なくとも半分が短縮され、加えて、各タブによって運ばれる電流も相対的に低減され、したがって、各タブの発熱量も効果的に低減され、すなわち、高い充電効率を実現しながら、各タブの発熱量を制御することができる。

例えば、電池セルが２つのタブのみを有し、１２Ａの電流が充電に使用され、保護基板のインピーダンスが２０ｍＯＨｍであるとき、タブおよび保護基板の発熱量は、Ｐ＝Ｉ＾２Ｒ＝１４４＊２０＝２．８８Ｗとなる。

しかしながら、本実施形態における電池セル１４の場合、電池セル１４が３つのタブと少なくとも２つの導電ループとを含むので、各導電ループは、電流が分割された後の６Ａの電流を有する。保護基板のインピーダンスが２０ｍＯＨｍである場合、タブおよび保護基板の発熱量は、Ｐ＝２＊Ｉ＾２Ｒ＝２＊３６＊２０＝１．４４Ｗとなる。総発熱量が半減（２．８８Ｗから１．４４Ｗに減少）していることがわかる。

図６は、本出願の別の実施形態による電池モジュール１００の回路ブロック図である。図６に示すように、電池モジュール１００は、図４Ａに示す電池モジュール１００の構造と基本的に同様の構成を有しており、唯一の違いは、第１の電池保護基板１５が第１の保護回路１５３のみを含み、第２の保護回路１５４を含んでいないことである。前述したように、第２の保護回路は、第１の保護回路のバックアップとして機能する。第１の保護回路が故障した場合、第２の保護回路は、電池セルのための電圧保護および電流保護を実行し得る。したがって、本出願の実施形態におけるソリューションは、保護回路が１つしかない場合にも実装可能である。任意選択で、保護の信頼性をさらに向上させるために、保護回路の数を増やすこともできる。例えば、電池モジュール１００は、３つ、４つ、またはそれ以上の数の保護回路を含み得る。新たに追加された保護回路については、第１の保護回路および第２の保護回路の構造およびレイアウトを参照されたい。

図７は、本出願の別の実施形態による充電モジュール３０の回路ブロック図である。

本実施形態では、充電モジュール３０の回路は、図１に示す充電モジュール１０のものと基本的に同様であり、違いは以下の通りである：第１の回路基板１１には第１の電圧変換部Ｃ１が配置されず、第３の回路基板１３には１つの第２の電圧変換部Ｃ２が配置される。第２の電圧変換部Ｃ２は、第１の充電電圧を電池セル電圧に直接変換し、電池セル電圧を第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に提供する。本実施形態における第２の電圧変換部Ｃ２は、充電モジュール１０における電圧変換部Ｃ１およびＣ２よりも高い電圧変換効率を有する。例えば、変換効率を２倍にすることができる。例えば、充電モジュール１０内の電圧変換部Ｃ１およびＣ２が両方とも２：１充電器ＩＣである場合、本実施形態における第２の電圧変換部Ｃ２は４：１充電器ＩＣであってもよい。

図８は、本出願の別の実施形態による充電モジュール４０内の電池モジュール４００の回路ブロック図である。

図８に示すように、電池モジュール４００の回路は、図１および図２Ａに示す電池モジュール１００のものと基本的に同様であり、違いは、電池セル１４内のタブ１４ａが正極性を有し、電池セル１４内のタブ１４ｂおよびタブ１４ｃが負極性を有する点である。

図９は、本出願の別の実施形態による充電モジュール５０の回路ブロック図である。

図９に示すように、充電モジュール５０内の電池モジュール５００の回路は、図１に示す充電モジュール１０内の電池モジュール１００の回路と同様であり、違いは以下の通りである：電池モジュール５００内の電池セル１４は、４つのタブと２つの第１の電池保護基板１５とを含み、第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２は、電池セル１４の対向する２つの側面に別々に配置される。

具体的には、４つのタブは、別々に、タブ１４ａ、タブ１４ｂ、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄである。タブ１４ａおよびタブ１４ｂは、電池セル１４の第２の側面１４２に配置され、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄは、電池セル１４の第１の側面１４１に配置される。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは第１の極性を有し、タブ１４ｂおよびタブ１４ｄは第２の極性を有する。本実施形態では、第１の極性は負極性であり、第２の極性は正極性である。

加えて、本実施形態では、第１の回路基板１１には第１の電圧変換部Ｃ１が配置されず、第３の回路基板１３には１つの第２の電圧変換部Ｃ２が配置される。第２の電圧変換部Ｃ２は、第１の充電電圧を電池セル電圧に直接変換し、電池セル電圧を第１のバッテリインターフェース１５１および第２のバッテリインターフェース１５２に別々に提供する。例えば、第２の電圧変換部Ｃ２は４：１充電器ＩＣであってもよい。

図１０は、充電モジュール５０の回路ブロック図である。図１０に示すように、電池セル１４の第１の側面１４１および第２の側面１４２に、２つの第１の電池保護基板１５が別々に配置される。言い換えれば、一方の第１の電池保護基板１５は、タブ１４ａおよびタブ１４ｂと電気的に接続され、もう一方の第１の電池保護基板１５は、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄと電気的に接続される。

より具体的には、図１１は、電池モジュール５００の回路構造の概略図であり、図１２は、第１の電池保護基板１５のうちの１つの回路構造の概略図である。

図１１および図１２に示すように、電池セル１４の第２の側面１４２に位置する第１の電池保護基板１５は、第１のバッテリインターフェース１５１、タブ１４ａおよびタブ１４ｂに電気的に接続され、これらは第１の導電ループを構成し、電池セル１４の第１の側面１４１に位置する第１の電池保護基板１５は、第２のバッテリインターフェース１５２、タブ１４ｃおよびタブ１４ｄに電気的に接続され、これらは第２の導電ループを構成する。

図１２に示すように、第１の電池保護基板１５は、２つの保護回路１５３および１５４を含む。保護回路１５３および１５４は、導電ループのための電圧保護および電流保護を実行する。具体的な原理については、前述の実施形態における説明を参照されたい。図１２に示す実施形態では、２つの保護回路１５３および１５４は両方とも、第１のバッテリインターフェース１５１に電気的に接続される。他方の電池保護基板では、両方の保護回路は第２のバッテリインターフェース１５２に電気的に接続される。２つの保護回路１５３および１５４は、互いのバックアップとして機能することが理解され得る。したがって、代替的に、１つの電池保護基板に１つの保護回路のみが配置されてもよいし、１つの電池保護基板に複数の保護回路が配置されてもよい。

図１３は、本出願の別の実施形態による充電モジュール６０の回路ブロック図である。

図１３に示すように、充電モジュール６０に含まれる電池モジュール６００の回路は、図１に示す充電モジュール１０に含まれる電池モジュール１００の回路と同様であり、違いは、電池モジュール６００内の電池セル１４が、６つのタブと、２つの電池保護基板と、４つのバッテリインターフェースとを含む点である。具体的には、電池モジュール１００と比較して、電池モジュール６００は、タブが３つ多く、電池保護基板が１つ多く、バッテリインターフェースが２つ多い。電池モジュール６００は、２つの３タブバッテリと同等であり得るが、１つの電池セル本体しか有していないことが理解され得る。

具体的には、図１および図２Ａに示す電池モジュール１００と比較して、充電モジュール６０に含まれる電池モジュール６００は、より多くの構成要素を含む。電池モジュール１００に基づいて、図１３に示すように、電池モジュール６００は、電池セル１４の第１の側面１４１に配置された第２の電池保護基板１６と、第３のバッテリインターフェース１５６と、第４のバッテリインターフェース１５７とをさらに含む。第２の電池保護基板１６の回路構造、接続方式および動作原理は、第１の電池保護基板１５のものと完全に同じである。

加えて、充電モジュール１０と比較して、充電モジュール６０は、回路基板上に追加の電圧変換部Ｃ３を有する。図１３に示すように、第１の回路基板１１は、第３の電圧変換部Ｃ３を含む。第３のバッテリインターフェース１５６および第４のバッテリインターフェース１５７は、第１の回路基板１１上の第３の電圧変換部Ｃ３に別々に電気的に接続され、電圧および電流を電池セル１４に送信する。第３の電圧変換部Ｃ３は、第３の回路基板上の第２の電圧変換部Ｃ２と同じであってもよい。別の実施形態では、第３の電圧変換部Ｃ３または第２の電圧変換部Ｃ２は、変換効率が低い２つ以上の変換部によって置き換えられ得ることに留意されたい。例えば、１つの４：１充電器ＩＣ（Ｃ３またはＣ２）は、２つまたは３つの２：１充電器ＩＣによって置き換えられ得る。例えば、図１に示す実施形態では、３つの２：１充電器ＩＣを使用して２回の電圧降圧を実施しているが、図７に示す実施形態では、１つの４：１充電器ＩＣを使用して電圧降圧を実施している。充電モジュール６０では、電圧および電流は、第１の送信インターフェース１１１を通して外部から受信され、次いで、分割され、第１の回路基板１１上の第３の電圧変換部Ｃ３および第３の回路基板１３上の第２の電圧変換部Ｃ２に別々に送信される。後続の処理フローについては、前述した３タブ電池セルの実施形態（図１～図８に示す実施形態）における説明を参照されたい。

図１４Ａは、図１３に示す充電モジュール６０における電池モジュール６００の概略構造図である。図１４Ａに示すように、第２の側面１４２に配置されたタブ１４Ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃに加えて、電池セル１４は、第１の側面１４１に配置されたタブ１４ｄ、タブ１４ｅおよびタブ１４ｆをさらに含む。タブ１４ｅ、タブ１４ｆおよびタブ１４ｂは、タブ１４ｃと同じ極性を有し、タブ１４ｄはタブ１４ａと同じ極性を有する。タブ１４ｅとタブ１４ｆは、タブ１４ｄの左側および右側に所定の間隔を隔てて配置される。タブ１４ｄ、タブ１４ｅおよびタブ１４ｆの構造およびレイアウトについては、前述の実施形態におけるタブ１４ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃの構造およびレイアウトを参照されたい。

図１５は、図１３に示す充電モジュール６０における電池モジュール６００の回路構造の概略図である。図１５に示すように、第２の電池保護基板１６は、電池セル１４の第１の側面１４１に配置され、第１の回路基板１１から電池セル電圧および電池セル電流を受信するように構成され、第３のバッテリインターフェース１５６および第４のバッテリインターフェース１５７を使用することによってタブ１４ｄ、タブ１４ｅおよびタブ１４ｆに電気的に接続される。第２の電池保護基板１６の回路構造、接続方式および動作原理は第１の電池保護基板１５のものと同じであるので、本実施形態では、第２の電池保護基板１６の具体的な接続方式を改めて説明はしない。

４タブ電池セルまたは６タブ電池セルの実装ソリューションでは、充電する際、電池セルの上端および下端が使用されてもよく、すなわち、４つのタブまたは６つのタブがすべて充電に使用され、放電する際、電池セルの一端にあるタブおよび回路のみが使用されてもよいことに留意されたい。例えば、４タブ電池セルが放電するとき、２つのタブ（例えば、第３の回路基板に接続された１つの正極タブおよび１つの負極タブ）のみが放電に使用されてもよい。６タブ電池セルが放電するとき、数個のタブによって形成されるループのみが放電に使用されてもよい。もちろん、代替的に、すべてのタブを放電に使用してもよい。

図１４Ｂに示すように、本出願の別の実施形態は、５つのタブを有する電池モジュール（５タブ電池モジュールとも称され得る）をさらに提供する。図１４Ａに示す６タブ電池モジュールと比較して、５タブ電池モジュールも同じく２つの電池保護基板と４つのバッテリインターフェースとを含み、違いは、５タブ電池モジュールの電池セルの一方の側面に３つのタブが含まれ、電池セルのもう一方の側面に２つのタブが含まれていることである。３つのタブの構造および対応する回路構造については、図１～図８に示す実施形態における説明を参照されたい。２つのタブの構造および対応する回路構造については、図９～図１２に示す４タブ構造における２つのタブの説明を参照されたい。６タブ電池モジュールは、２つの３タブ電池と同等であり得るが、１つの電池セル本体のみを有し、４タブ電池モジュールは、２つの２タブ電池と同等であり得るが、１つの電池セル本体のみを有し、５タブ電池モジュールは、１つの３タブ電池および１つの２タブ電池と同等であり得るが、１つの電池セル本体のみを有することが理解され得る。

５タブ電池モジュールでは、タブのうちの３つが電池セル本体の一方の側面に配置され、他の２つのタブが電池セル本体のもう一方の側面に配置されてもよい。２つの側面は、対向する２つの側面、隣接する２つの側面、または２つの離間した側面であり得る。

本出願の別の実施形態では、図９～図１２に示す実施形態における４タブ電池モジュールに基づいて、電池モジュールはタブを２つ多く含み得、すなわち、別の６タブ電池モジュールが提供される。６タブ電池モジュールは、１つの電池セル本体と、６つのタブと、３つの電池保護基板と、６つのバッテリインターフェースとを含み得、すなわち、３つの２タブ電池モジュールと同等であり得る。６つのタブの位置は限定されない。２つのタブごとに電池セル本体の側面に位置し得、すなわち、タブは電池セル本体の３つの側面のそれぞれに配置され、異なる極性の２つのタブが各側面に配置されてもよい。６つのタブのうち、３つのタブは第１の極性を有し、他の３つのタブは第２の極性を有する。同じ極性の３つのタブは、同じ電極板に配置される。

以下は、既存の２タブ電池セル構造および本出願の実施形態において提供される充電モジュールを充電した際に得られた試験データを提供する。

電池セルが２つのタブのみを含む充電モジュール（従来技術）を試験した結果は、以下の通りである。

図１に示す実施形態における充電モジュール１００（３つのタブ）を試験した結果は、以下の通りである。

図９に示す実施形態における充電モジュール５００（４つのタブ）を試験した結果は、以下の通りである。

図１３に示す実施形態における充電モジュール６００（６つのタブ）を試験した結果は、以下の通りである。

上記の試験結果から以下のことが分かる。

第１の充電電流（外部から入力される充電電流）が８Ａであるとき、電池セルが２つのタブのみを有する既存のソリューションでは、電池セルの総電力消費は５．１９５Ｗであるが、本出願の実施形態における３つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は２．６１５Ｗのみであり、本出願の実施形態における４つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は２．２９２Ｗのみである。

第１の充電電流が１２Ａであるとき、本出願の実施形態における３つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は４．７９９Ｗであり、本出願の実施形態における４つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は４．０７３Ｗであり、本出願の実施形態における６つのタブを含む充電モジュールの総電力消費は２．８８３Ｗである。

従来技術と比較して、本出願の実施形態における充電モジュールの電力消費は大幅に低減され、充電率は効果的に改善される。したがって、電力消費要件が満たされたとき、本出願の実施形態において提供される充電モジュールは、高出力高速充電を実行することができる。例えば、総電力消費が約５Ｗ～６Ｗである必要がある場合、本出願の実施形態における３タブソリューションは、約１２Ａ～１３Ａの電流をサポートすることができ、すなわち、約６０Ｗ～６５Ｗの充電電力をサポートすることができ（１２Ａ×５Ｖ＝６０Ｗ、１３Ａ×５Ｖ＝６５Ｗ）（充電電圧は５Ｖである）、本出願の実施形態における４タブソリューションは、約１４Ａ～１６Ａの電流をサポートすることができ、すなわち、約７０Ｗ～９０Ｗの充電電力をサポートすることができ、本出願の実施形態における６タブソリューションは、約２０Ａの電流をサポートすることができ、すなわち、約１００Ｗの充電電力をサポートすることができる。本出願の実施形態において提供されるソリューションでは、６タブソリューションに対応する電力消費は、４タブソリューションに対応する電力消費よりも低く、４タブソリューションに対応する電力消費は、３タブソリューションに対応する電力消費よりも低い。言い換えれば、６タブソリューションは、４タブソリューションよりも高出力の充電をサポートすることができ、４タブソリューションは、３タブソリューションよりも高出力の充電をサポートすることができる。

以下では、本出願の実施形態における電池セル１４の構造について説明する。

電池セルは、２つの電極板を含み得る。各電極板は、活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ、ＡＡ）を含み、さらに、周囲領域（すなわち、非活性領域、Ｎｏｎ－ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ、ＮＡ）を含み得る。活性領域ＡＡは、導電性材料で被覆されている。２つの電極板の活性領域を被覆する導電性材料は、協働して、電気エネルギーを蓄積および放出する。２つの電極板は異なる極性を有する。各電極板は、１つまたは複数のタブを有する。２つの電極板を一緒に巻回して、電池セルを形成する。電極板上のタブは、電池セルのタブである。電池セルが必要とするタブの数に基づいて、対応する数のタブが電極板に配置される。

図１６Ａは、本出願の一実施形態による３つのタブを有する電池セル１４の概略分解構造図である。

図１６Ａに示すように、電池セル１４は、異なる極性を有する２つの電極板、すなわち、電極板１４４および電極板１４５を含む。例えば、電極板１４４が第１の極性を有し、電極板１４５が第２の極性を有するか、または電極板１４４が第２の極性を有し、電極板１４５が第１の極性を有する。

電極板１４４は、第１の活性領域ＡＡ１と、２つの第１の非活性領域ＮＡ１とを含む。

第１の活性領域ＡＡ１は、第１の導電性材料Ｍ１で被覆されている。２つの第１の非活性領域ＮＡ１は、第１の活性領域ＡＡ１の対向する両側に位置する。各第１の非活性領域ＮＡ１には、１つのタブ、例えば図１６Ａに示すタブ１４ｂおよび１４ｃが配置される。

電極板１４５は、第２の活性領域ＡＡ２と、２つの第２の非活性領域ＮＡ２とを含む。代替的に、別の実装形態では、電極板１４５は、１つの非活性領域ＮＡ２（図示せず）のみを含んでもよい。

第２の活性領域ＡＡ２は、第２の導電性材料Ｍ２で被覆されている。２つの第２の非活性領域ＮＡ２は、第２の活性領域ＡＡ２の対向する両側に位置する。第２の非活性領域ＮＡ２の１つには、１つのタブ、例えばタブ１４ａが配置される。

第１の導電性材料Ｍ１および第２の導電性材料Ｍ２は、協働して、電気エネルギーを蓄積および放出する。

図１７は、図１６Ａに示す電池セル１４の上面図である。図１７に示すように、電極板１４４および電極板１４５は一緒に巻回されている。タブ１４ａおよびタブ１４ｂは、巻回構造の内側に隣接して配置され、電極板１４４および電極板１４５が巻回された状態で、タブ１４ｃは巻回構造の外縁に位置する。

図１８は、図１６Ａに示す電池セル１４の正面構造の概略図である。２つのタブ１４ｂおよび１４ｃは、タブ１４ａの左側および右側に位置する。

本出願の実施形態では、タブ１４ｂとタブ１４ｃは同じである。タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは、識別子を区別するためにのみ使用される。言い換えれば、本発明の実施形態では、タブ１４ｂとタブ１４ｃとの位置を入れ替えることができる。

図１６Ａおよび図１７は、３タブ電池セルの構造の概略図にすぎない。別の実装形態では、３タブ電池セルは、代替的に別の構造であってもよい。この構造では、電極板１４４上の２つのタブは、他の異なる位置に位置してもよい。

例えば、２つのタブは、図１６Ａに示すように、電極板１４４の２つの端部の非活性領域に位置し得る。

代替的に、２つのタブの場合、一方が電極板１４４の一端の非活性領域に位置し、もう一方が電極板１４４の活性領域ＡＡに位置してもよい。図１９に示すように、タブ１４ｂは、電極板１４４の非活性領域ＮＡ１（電極板１４４の左端または右端）に位置し、タブ１４ｃは、電極板１４４の第１の活性領域ＡＡ１に位置する。

代替的に、図１６Ｂに示すように、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃの両方が電極板１４４の第１の活性領域に位置してもよい。両方のタブが電極板の活性領域に位置する場合、２つのタブは接続されていてもよく、接続されていなくてもよい。図１６Ｃに示すように、電極板に配置されたタブ１４ｂの端部は、電極板に配置されたタブ１４ｃの端部に接続される。外観上、２つのタブは離れているが、電極板の内部で２つのタブが接続されていてもよい。

タブは、以下の２つの方法で電極板１４４の活性領域ＡＡに配置され得る。１つの方法では、活性領域ＡＡ１が導電性材料で被覆された後、プリセット位置で導電性材料の一部が除去され、次いでタブがプリセット位置に電気的に配置され、例えば、タブが電極板に溶接され得る。もう１つの方法では、タブは電極板に電気的に接続され、次いで電極板は、タブの位置を除いて導電性材料で被覆される。

図２０は、図１９に示す電池セル１４の上面図である。図２０に示すように、電極板１４４および電極板１４５は一緒に巻回されている。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは、巻回構造の内側に隣接して配置され、電極板１４４と電極板１４５とが巻回された状態で、タブ１４ｂは巻回構造上の別の位置に位置している。図１９および図２０に示す電池セル１４の正面構造については、図１８を参照されたい。

代替的に、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは、両方とも活性領域ＡＡ内に位置し得る。例えば、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは両方とも、電極板１４４の活性領域ＡＡ１内に位置する。

代替的に、電極板１４５上のタブ１４ａおよび電極板１４４上のタブ１４ｃは両方とも、活性領域ＡＡ内に別々に位置し得る。図２１に示すように、タブ１４ａは、電極板１４５の活性領域ＡＡ２に位置し、タブ１４ｃは、電極板１４４の活性領域ＡＡ１に位置する。

別の実施形態では、電極板１４５上のタブは、代替的に、電極板上の異なる位置に位置し得る。タブは、図１６Ａに示すように、電極板１４５のいずれかの端部の非活性領域に位置し得る。代替的に、タブは、電極板１４５の活性領域に位置し得る。図２１に示すように、タブ１４ａは、電極板１４５の第２の活性領域ＡＡ２に位置する。

図２２は、図２１に示す電池セル１４の上面図である。図２２に示すように、電極板１４４および電極板１４５は一緒に巻回されている。タブ１４ａおよびタブ１４ｃは、巻回構造の内側に隣接して配置され、電極板１４４と電極板１４５とが巻回された状態で、タブ１４ｂは巻回構造上の別の位置に位置している。図２１および図２２に示す電池セル１４の正面構造については、図１８を参照されたい。

本出願の実施形態では、３タブ電池セルを形成するために、１つのタブがいずれかの電極板に配置され、２つのタブがもう一方の電極板に配置され得る。図２３に示すように、タブ１４ａは電極板１４４に配置され得、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃは電極板１４５に配置され得る。

任意選択で、電極板上に配置された複数のタブは、異なる方向を向いていてもよい。図１６Ａ～図２２に示す前述の実施形態と同様に、タブ１４ａ、タブ１４ｂおよびタブ１４ｃはすべて同じ方向を向いている。図に示すように、それらはすべて上向きである。別の実施形態では、３つのタブは、異なる任意の方向を向いていてもよい。

例えば、３つのタブのうちの任意の２つが同じ方向を向き、他のタブが異なる方向を向いていてもよい。図２３に示すように、タブ１４ｂおよびタブ１４ａは同じ方向を向いており、すなわち図示上方を向いており、タブ１４ｃは、タブ１４ｂが向いている方向とは異なる方向を向いており、すなわち図示下方を向いている。代替的に、タブ１４ｂおよびタブ１４ａの両方は下向きであり、タブ１４ｃが上向きであってもよいことが理解され得る。図２４は、図２３に示す電池セル１４の上面図である。図２５は、図２４に示す電池セル１４の正面構造の概略図である。

図１６Ａ～図２５に示す前述の実施形態では、電極板上のタブは、電池セルのタブと１対１の対応関係にある。具体的には、電池セルが３つのタブを有する場合、２つの電極板にも合計３つのタブが存在する。別の実施形態では、電極板上の複数のタブは、電池セルの１つのタブに対応してもよい。図２６に示すように、電極板１４４は、複数のタブ１４－１（サブタブとも称される）と、複数のタブ１４－２とを含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のタブ１４－１は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｂを形成し、複数のタブ１４－２は重なり合って電池セルのタブ１４ｃを形成する。任意選択で、電極板１４５はまた、複数のタブ１４－３を含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のタブ１４－３は重なり合って電気的に接続されて、電池セルのタブ１４ａを形成する。本出願の本実施形態では、電極板上のタブ（サブタブ）の数および位置は、２つの電極板が巻回された後に必要な位置に必要な数のタブが形成され得ることが保証される限り、限定されない。当業者は、回路設計および回路レイアウトに基づいてタブの数および位置を設計し得る。電極板が複数のタブを含む場合、これらのタブは、電極板の活性領域に配置され得るか、電極板の非活性領域に配置され得るか、またはタブのうちのいくつかが活性領域に配置され、タブの残りが非活性領域に配置されてもよい。図２７は、図２６に示す電池セル１４の三次元構造の概略図である。図２８は、図２７に示す電池セル１４の左側図である。図２６～図２８に示す電池セルの主要図については、図１８を参照されたい。

前述の実施形態では、電池セルは巻回構造であり、一緒に巻回される２つの電極板を含む。任意選択で、電池セルの内部構造は、別の電極板構造、例えば、積層構造をさらに含み得る。例えば、電池セルは、第１の極性を有する複数の電極板１４４と、第２の極性を有する複数の電極板１４５とを含み得る。電極板１４４と電極板１４５とを積層して電池セルを形成する。積層する際、電極板１４４と電極板１４５とを交互に配置してもよい。具体的には、２つの電極板１４４の間に１つの電極板１４５が積層され、２つの電極板１４５の間に１つの電極板１４４が積層される。

本出願の実施形態では、３タブ電池セルを形成するために、２つのタブが任意の電極板の任意の側面に配置され、１つのタブが他の電極板の任意の側面に配置されてもよい。図２９は、本出願の一実施形態による電池セル１４の概略分解構造図である。サブタブ１４ｂ－１およびサブタブ１４ｃ－１は、各電極板１４４の第１の側面に配置され、サブタブ１４ａ－１は、各電極板１４５に配置されてもよい。すべての電極板１４４とすべての電極板１４５とが一緒に積層される。すべての電極板１４４上のサブタブ１４ｂ－１は、電気的に接続されて（例えば、一緒に溶接されて）電池セルのタブ１４ｂを形成し、すべての電極板１４４上のサブタブ１４ｃ－１は電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｃを形成し、すべての電極板１４５上のサブタブ１４ａ－１は、電気的に接続されて電池セルのタブ１４ａを形成する。

任意選択で、電極板上に配置された複数のサブタブは、異なる方向を向いていてもよい。図２９に示すように、サブタブ１４ｂ－１、サブタブ１４ｃ－１およびサブタブ１４ａ－１は、いずれも上方を向いている。別の実施形態では、３つのサブタブは、異なる任意の方向を向いていてもよい。例えば、サブタブ１４ａ－１は、右向きであってもよいし、左向きであってもよい。

図２９の電極板１４４および電極板１４５が積層された後に形成される電池セルの三次元構造の概略図については、図２７を参照されたい。

任意選択で、同じ電極板上に配置された複数のサブタブは、異なる方向を向いていてもよい。例えば、電極板１４４のサブタブ１４ｂ－１とサブタブ１４ｃ－１とは、互いに異なる方向を向いている。図３０に示すように、サブタブ１４ｂ－１およびサブタブ１４ａ－１は上向きであり、サブタブ１４ｃ－１は左向きである。図３１は、図３０に示す電池セル１４の三次元構造の概略図である。図３２は、図３１に示す電池セル１４の左側図である。図３３は、図３１に示す電池セルの主要図である。

本出願の一実施形態では、図３４に示すように、電池セルが６つのタブを有する場合、２つの電極板にも合計６つのタブが存在する。例えば、図３４に示すように、電極板１４４には同じ極性を有する４つのタブが配置され、電極板１４５には同じ極性を有する２つのタブが配置される。別の実施形態では、電極板上の複数のサブタブは、電池セルの１つのタブに対応し得る。図３５に示すように、電極板１４４は、複数のサブタブ１４－１と、複数のサブタブ１４－２と、複数のサブタブ１４－３と、複数のサブタブ１４－４とを含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のサブタブ１４－１は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｂを形成し、複数のサブタブ１４－２は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｃを形成し、複数のサブタブ１４－３は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｅを形成し、複数のサブタブ１４－４は重なり合って電池セルのタブ１４ｆを形成する。

任意選択で、電極板１４５はまた、複数のサブタブ１４－５を含み得る。電極板１４４および電極板１４５が一緒に巻回された後、複数のサブタブ１４－５は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ａを形成し、複数のサブタブ１４－６は重なり合って電気的に接続されて電池セルのタブ１４ｄを形成する。

本出願の本実施形態では、電極板上のタブの数および位置は、２つの電極板が巻回された後に必要な位置に必要な数のタブが形成され得ることが保証される限り、限定されない。当業者は、回路設計および回路レイアウトに基づいてタブの数および位置を設計し得る。電極板が複数のタブを含む場合、これらのタブは、電極板の活性領域に配置され得るか、電極板の非活性領域に配置され得るか、またはまたはタブのうちのいくつかが活性領域に配置され、タブの残りが非活性領域に配置されてもよい。図３６は、図３５に示す電池セル１４の正面の概略図である。

任意選択で、電池セル１４では、同じ極性を有するすべてのタブは、電池セル本体の内部で互いに電気的に接続され、それにより、同じ極性を有するタブが同じ電圧を有することとなる。図３７に示すように、電極板１４４では、異なる側面に沿って配置され、２つの反対方向を向く２つのタブ１４ｂおよび１４ｄが電極板１４４内で直接電気的に接続されるか、または２つのタブ１４ｂおよび１４ｄが電極板１４４内に一体的に形成される。電極板１４５では、異なる側面に沿って配置され、２つの反対方向を向く２つのタブ１４ａおよび１４ｃが電極板１４５内で直接電気的に接続されるか、または２つのタブ１４ａおよび１４ｃが電極板１４５内に一体的に形成される。図３８は、図３７に示す電池セル１４の正面構造を示す概略図である。図３７および図３８は、４タブ構造の概略図である。

タブが電極板の活性領域ＡＡ内に位置する場合、非活性領域が電極板内に配置されなくてもよく、または非活性領域が電極板の一端のみに配置されてもよいことに留意されたい。

本出願の実施形態では、タブおよび電極板は２つの構成要素であり得、溶接によって接続されるか、またはタブおよび電極板は一体化され得、タブは、必要な位置および必要な量に基づいて電極板を切断することによって形成されることに留意されたい。

本出願の実施形態において提供されるマルチタブ電池モジュールでは、複数のタブは、電池セル本体上の任意の位置に配置され得ることに留意されたい。図３９は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な３タブ電池モジュールの構造を示す。図４０は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な４タブ電池モジュールの構造を示す。図４１は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な５タブ電池モジュールの構造を示す。図４２は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な６タブ電池モジュールの構造を示す。

本出願の実施形態において提供される電池モジュールでは、電池セル本体の構造は限定されないことに留意されたい。電池セル本体は、従来の形状、例えば、長方形、正方形、または長方形もしくは正方形に類似した形状であってもよい。代替的に、電池セル本体は、不規則な形状であってもよい。例えば、図４３に示すように、電池セル本体は非貫通型であってもよい。非貫通型電池セル本体は、電池セル本体内または電池セル本体の縁部に非貫通領域Ａ（領域の形状は限定されない）が存在するものであり得、領域Ａに対応する位置にある電池のアルミプラスチックフィルムには貫通孔が設けられていないが、その位置にある電池の正極、負極およびセパレータには貫通孔が設けられていてもよい。電池モジュールが電子デバイスに取り付けられた後、電子デバイスの構成要素が領域Ａ内に完全にまたは部分的に延在し得るが、電池セル本体を通り抜けることはできない。代替的に、図４４に示すように、電池セル本体は貫通型であってもよい。貫通型電池セル本体は、電池セル本体内または電池セル本体の縁部に設けられた貫通孔（領域Ｂ）を有するものであり得、領域Ｂに対応する位置にある電池の正極、負極、セパレータおよびアルミプラスチックフィルムのすべてに貫通孔が設けられている。電池モジュールが電子デバイスに取り付けられた後、電子デバイスの構成要素は、電池内の領域Ｂを通過することができる。電池の主な材料には、アルミプラスチックフィルム、正極、負極およびセパレータが含まれる。

加えて、本出願の実施形態において提供される電池モジュールでは、電池セル本体の形状は限定されない。電池セル本体は、様々な形状であってもよく、異なるタブ分配を有していてもよい。図４５は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な３タブ電池モジュールの構造を示す。図４６は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な４タブ電池モジュールの構造を示す。図４７は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な５タブ電池モジュールの構造を示す。図４８は、本出願の一実施形態によるいくつかの可能な６タブ電池モジュールの構造を示す。

本出願の一実施形態は、電子デバイスをさらに提供する。電子デバイスは、機能回路と、前述の実施形態で説明した充電モジュールとを含む。充電モジュールは、機能回路に動作電源を提供するように構成される。電子デバイスは、充電可能な任意のポータブルデバイス、例えば、携帯電話、ノートブックコンピュータ、ウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチまたはスマートバンド）、またはタブレットコンピュータであり得る。電子デバイスが携帯電話であるとき、充電モジュールは、外部電源の電気エネルギーを受信して電気エネルギーを蓄積し、電池モジュールは、携帯電話の別の構成要素に電力を供給する。

本出願の実施形態において提供される充電回路は、上記で詳細に説明されている。本出願の原理および実施形態は、特定の例を使用することによって本明細書において説明される。実施形態に関する前述の説明は、本出願の方法および中心的なアイデアの理解を助けるために提供されるにすぎない。加えて、当業者は、本出願のアイデアにしたがって、特定の実施形態および適用範囲に変更を加えることができる。したがって、本明細書の内容は、本出願に対する限定として解釈されるべきではない。

Claims (38)

1. 電池セルを備えた電池モジュールであって、
   電池セルは、電池セル本体と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブとを備え、前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブは、前記電池セル本体に別々電気的に接続され、前記第１のタブおよび前記第３のタブは第１の極性を有し、前記第２のタブは第２の極性を有し、
   協働して、前記第２のタブおよび前記第１のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができ、
   協働して、前記第２のタブおよび前記第３のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができ、
   前記第１の極性は正極性であり、前記第２の極性は負極性であるか、または前記第１の極性は負極性であり、前記第２の極性は正極性である、
   電池モジュール。
2. 第１の電池保護基板をさらに備え、前記第１の電池保護基板は、第１の保護回路と、第１のバッテリインターフェースと、第２のバッテリインターフェースとを備え、前記第１のバッテリインターフェースおよび前記第２のバッテリインターフェースは、前記電池モジュールの外部の構成要素に電気的に接続されるように構成され、
   前記第１のバッテリインターフェースは、前記第１の保護回路を使用することによって前記第２のタブおよび前記第１のタブに別々に電気的に接続され、前記第１のバッテリインターフェース、前記第１のタブ、前記電池セル本体、前記第２のタブおよび前記第１の保護回路は、第１の導電ループを構成し、
   前記第２のバッテリインターフェースは、前記第１の保護回路を使用することによって前記第２のタブおよび前記第３のタブに別々に電気的に接続され、前記第２のバッテリインターフェース、前記第３のタブ、前記電池セル本体、前記第２のタブおよび前記第１の保護回路は、第２の導電ループを構成し、
   前記第１の保護回路は、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、前記電圧または前記電流がしきい値範囲を超えると、前記第１の保護回路は、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループを切断する、
   請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記電池セル本体の第１の側面に、前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブがすべて配置されるか、
   前記電池セル本体の第１の側面に前記第１のタブおよび前記第２のタブが配置され、前記電池セル本体の第２の側面に前記第３のタブが配置されるか、
   前記電池セル本体の第１の側面に前記第１のタブおよび前記第３のタブが配置され、前記電池セル本体の第２の側面に前記第２のタブが配置されるか、または
   前記電池セル本体の第１の側面に前記第１のタブが配置され、前記電池セル本体の第２の側面に前記第２のタブが配置され、前記電池セル本体の第３の側面に前記第３のタブが配置される、
   請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記電池セル本体の第１の側面に、前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブがすべて配置され、前記第２のタブの両側に前記第１のタブおよび前記第３のタブが別々に配置される、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
5. 第４のタブと、第５のタブと、第６のタブとをさらに備え、前記第４のタブ、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル本体に別々に電気的に接続され、前記第４のタブおよび前記第６のタブは前記第１の極性を有し、前記第５のタブは前記第２の極性を有するか、または前記第４のタブおよび前記第６のタブは前記第２の極性を有し、前記第５のタブは前記第１の極性を有し、
   協働して、前記第５のタブおよび前記第４のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができ、
   協働して、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができる、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
6. 第２の電池保護基板をさらに備え、前記第２の電池保護基板は、第２の保護回路と、第３のバッテリインターフェースと、第４のバッテリインターフェースとを備え、前記第３のバッテリインターフェースおよび前記第４のバッテリインターフェースは、前記電池モジュールの外部の構成要素に電気的に接続されるように構成され、
   前記第３のバッテリインターフェースは、前記第２の保護回路を使用することによって前記第５のタブおよび前記第４のタブに別々に電気的に接続され、前記第３のバッテリインターフェース、前記第４のタブ、前記電池セル本体、前記第５のタブおよび前記第２の保護回路は、第３の導電ループを構成し、
   前記第４のバッテリインターフェースは、前記第２の保護回路を使用することによって前記第５のタブおよび前記第６のタブに別々に電気的に接続され、前記第４のバッテリインターフェース、前記第６のタブ、前記電池セル本体、前記第５のタブおよび前記第２の保護回路は、第４の導電ループを構成し
   前記第２の保護回路は、前記第３の導電ループおよび前記第４の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、前記電圧または前記電流がしきい値範囲を超えると、前記第２の保護回路は、前記第３の導電ループおよび前記第４の導電ループを切断する、
   請求項５に記載の電池モジュール。
7. 前記第１の保護回路および前記第２の保護回路は、同じ回路構造を有する、請求項６に記載の電池モジュール。
8. 前記電池セル本体の前記第１の側面に、前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブがすべて配置され、前記電池セル本体の前記第２の側面に、前記第４のタブ、前記第５のタブおよび前記第６のタブがすべて配置され、
   前記電池セル本体の前記第１の側面および前記電池セル本体の前記第２の側面は、前記電池セル本体の対向する２つの側面であるか、前記電池セル本体の前記第１の側面および前記電池セル本体の前記第２の側面は、前記電池セル本体の隣接する２つの側面であるか、または前記電池セル本体の前記第１の側面および前記電池セル本体の前記第２の側面は、前記電池セル本体の２つの離間した側面である、
   請求項５から７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
9. 前記第１の保護回路は、第１の保護制御部と、第１のサンプリング部と、第１のスイッチ部とを備え、
   前記第１の保護制御部は、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループに別々に電気的に接続され、前記第１の保護制御部は、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループにおける前記電圧を検出し、
   前記第１のサンプリング部は、前記第２のタブ、前記第１の保護制御部および前記第１のスイッチ部に別々に電気的に接続され、前記第１の保護制御部は、前記第１のサンプリング部を使用することによって前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループにおける前記電流を検出し、
   前記第１のスイッチ部は、前記第１の保護制御部、前記第１のサンプリング部、前記第１のバッテリインターフェースおよび前記第２のバッテリインターフェースに別々に電気的に接続され、
   前記第１の導電ループまたは前記第２の導電ループにおける前記電圧または電流が第１のしきい値範囲を超えたと判定した場合、前記第１の保護制御部は、前記スイッチ部を遮断するように制御して、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループを切断するように構成される、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
10. 前記第１のスイッチ部は第１のスイッチと第２のスイッチとを備え、前記第１のスイッチは前記第１の導電ループに位置し、前記第２のスイッチは前記第２の導電ループに位置する、請求項９に記載の電池モジュール。
11. 前記第１の保護回路は、第２の保護制御部と第２のスイッチ部とをさらに備え、
    前記第２の保護制御部は、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループに別々に電気的に接続され、前記第２の保護制御部は、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループにおける前記電圧を検出し、
    前記第２の保護制御部は、前記第１のサンプリング部に電気的に接続され、前記第１のサンプリング部を使用することによって前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループにおける前記電流を検出するように構成され、
    前記第２のスイッチ部は、前記第２の保護制御部、前記第１のスイッチ部、前記第１のバッテリインターフェースおよび前記第２のバッテリインターフェースに別々に電気的に接続され、
    前記第１の導電ループまたは前記第２の導電ループにおける前記電圧または電流が第２のしきい値範囲を超えたと判定した場合、前記第２の保護制御部は、前記第２のスイッチ部を遮断するように制御して、前記第１の導電ループおよび前記第２の導電ループを切断するように構成される、
    請求項９に記載の電池モジュール。
12. 前記第１のしきい値範囲が前記第２のしきい値範囲と同じであるか、または前記第１のしきい値範囲が前記第２のしきい値範囲より小さいもしくは大きい、請求項１１に記載の電池モジュール。
13. 前記第２のスイッチ部は第３のスイッチと第４のスイッチとを備え、前記第３のスイッチは前記第１の導電ループに位置し、前記第４のスイッチは前記第２の導電ループに位置する、請求項１１に記載の電池モジュール。
14. 前記電池セルは巻回構造であり、
    前記電池セルは、前記第１の極性を有する１つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する１つの第２の電極板とを備え、
    前記第１のタブおよび前記第３のタブは前記第１の電極板に配置され、前記第２のタブは前記第２の電極板に配置され、
    前記第１の電極板および前記第２の電極板を巻回して、３つのタブを有する前記電池セルを形成し、前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブは、前記電池セル上の異なる位置にある、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
15. 前記電池セルは巻回構造であり、
    前記電池セルは、前記第１の極性を有する１つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する１つの第２の電極板とを備え、
    前記第１のタブ、前記第３のタブ、前記第４のタブおよび前記第６のタブは前記第１の電極板に配置され、前記第２のタブおよび前記第５のタブは前記第２の電極板に配置され、
    前記第１の電極板および前記第２の電極板を巻回して、６つのタブを有する前記電池セルを形成し、前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブ、前記第４のタブ、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル上の異なる位置にある、
    請求項５から８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
16. 前記電池セルは積層構造であり、
    前記電池セルは、前記第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを備え、
    各々の第１の電極板に第１のサブタブおよび第３のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブが配置され、
    すべての前記第１の電極板およびすべての前記第２の電極板が積層されて前記電池セルを形成し、すべての前記第１のサブタブが電気的に接続されて前記第１のタブを形成し、すべての前記第２のサブタブが電気的に接続されて前記第２のタブを形成し、すべての前記第３のサブタブが電気的に接続されて前記第３のタブを形成し、前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブは、前記電池セル上の異なる位置にある、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
17. 前記電池セルは積層構造であり、
    前記電池セルは、前記第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを備え、
    各々の第１の電極板に第１のサブタブ、第３のサブタブ、第４のサブタブおよび第６のサブタブが配置され、各々の第２の電極板に第２のサブタブおよび第５のサブタブが配置され、
    すべての前記第１の電極板およびすべての前記第２の電極板が積層されて前記電池セルを形成し、すべての前記第１のサブタブが電気的に接続されて前記第１のタブを形成し、すべての前記第２のサブタブが電気的に接続されて前記第２のタブを形成し、すべての前記第３のサブタブが電気的に接続されて前記第３のタブを形成し、すべての前記第４のサブタブが電気的に接続されて前記第４のタブを形成し、すべての前記第５のサブタブが電気的に接続されて前記第５のタブを形成し、すべての前記第６のサブタブが電気的に接続されて前記第６のタブを形成し、前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブ、前記第４のタブ、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル上の異なる位置にある、
    請求項５から８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
18. 異なる極性を有する第４のタブと第５のタブとをさらに備え、前記第４のタブおよび前記第５のタブは、前記電池セル本体に別々に電気的に接続され、
    協働して、前記第５のタブおよび前記第４のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができる、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
19. 前記第１のタブ、前記第２のタブおよび前記第３のタブはすべて、前記電池セル本体の前記第１の側面に配置され、前記第４のタブおよび前記第５のタブは両方とも、前記電池セル本体の前記第２の側面に配置され、
    前記電池セル本体の前記第１の側面および前記電池セル本体の前記第２の側面は、前記電池セル本体の対向する２つの側面であるか、前記電池セル本体の前記第１の側面および前記電池セル本体の前記第２の側面は、前記電池セル本体の隣接する２つの側面であるか、または前記電池セル本体の前記第１の側面および前記電池セル本体の前記第２の側面は、前記電池セル本体の２つの離間した側面である、
    請求項１８に記載の電池モジュール。
20. 前記第１の電極板に配置された前記第１のタブの端部は、前記第１の電極板に配置された前記第３のタブの端部に接続される、請求項１４に記載の電池モジュール。
21. 前記第２のタブは、同じ極性を有する第１のサブタブと第２のサブタブとを備え、
    協働して、前記第１のサブタブおよび前記第１のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができ、
    協働して、前記第２のサブタブおよび前記第３のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができる、
    請求項１から２０のいずれか一項に記載の電池モジュール。
22. 前記電池セル本体は、長方形もしくは正方形の形状または不規則な形状であるか、または
    前記電池セル本体の一部は、貫通構造または非貫通構造である、
    請求項１から２１のいずれか一項に記載の電池モジュール。
23. 電池セルを備えた電池モジュールであって、
    前記電池セルは、電池セル本体と、第１のタブと、第２のタブと、第３のタブと、第４のタブとを備え、
    前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブおよび前記第４のタブは、前記電池セル本体に別々に電気的に接続され、前記第１のタブおよび前記第３のタブは第１の極性を有し、前記第２のタブおよび前記第４のタブは第２の極性を有し、
    協働して、前記第２のタブおよび前記第１のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができ、
    協働して、前記第４のタブおよび前記第３のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができ、
    前記第１の極性は正極性であり、前記第２の極性は負極性であるか、または前記第１の極性は負極性であり、前記第２の極性は正極性である、
    電池モジュール。
24. 前記電池セル本体の第１の側面に前記第１のタブおよび前記第２のタブが配置され、前記電池セル本体の第２の側面に前記第３のタブおよび前記第４のタブが配置されるか、または
    前記電池セル本体の第１の側面に前記第１のタブが配置され、前記電池セル本体の第２の側面に、前記第２のタブ、前記第３のタブおよび前記第４のタブが配置される、
    請求項２３に記載の電池モジュール。
25. 第１の電池保護基板と第２の電池保護基板とをさらに備え、前記第１の電池保護基板は、第１の保護回路と第１のバッテリインターフェースとを備え、前記第２の電池保護基板は、第２の保護回路と第２のバッテリインターフェースとを備え、
    前記第１のバッテリインターフェースは、前記第１の保護回路を使用することによって前記第２のタブおよび前記第１のタブに別々に電気的に接続され、前記第１のバッテリインターフェース、前記第１のタブ、前記電池セル本体、前記第２のタブおよび前記第１の保護回路は、第１の導電ループを構成し、
    前記第２のバッテリインターフェースは、前記第２の保護回路を使用することによって前記第３のタブおよび前記第４のタブに別々に電気的に接続され、前記第２のバッテリインターフェース、前記第３のタブ、前記電池セル本体、前記第４のタブおよび前記第２の保護回路は、第２の導電ループを構成し、
    前記第１の保護回路は、前記第１の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、前記電圧または前記電流がしきい値範囲を超えると、前記第１の保護回路は前記第１の導電ループを切断し、
    前記第２の保護回路は、前記第２の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、前記電圧または前記電流がしきい値範囲を超えると、前記第２の保護回路は前記第２の導電ループを切断する、
    請求項２３または請求項２４に記載の電池モジュール。
26. 前記電池セルは巻回構造であり、
    前記電池セル本体は、前記第１の極性を有する１つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する１つの第２の電極板とを備え、
    前記第１の電極板に前記第１のタブおよび前記第３のタブが配置され、
    前記第２の電極板に前記第２のタブおよび前記第４のタブが配置され、
    前記第１の電極板および前記第２の電極板を巻回して、４つのタブを有する前記電池セル本体を形成し、前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブおよび前記第４のタブは、前記電池セル本体上の異なる位置にある、
    請求項２３から２５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
27. 前記電池セル本体は積層構造であり、
    前記電池セル本体は、前記第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを備え、
    各々の第１の電極板各々に第１のサブタブおよび第３のサブタブが配置され、
    各々の第２の電極板に第２のサブタブおよび第４のサブタブが配置され、
    すべての前記第１の電極板およびすべての前記第２の電極板が積層されて前記電池セル本体を形成し、すべての前記第１のサブタブが電気的に接続されて前記第１のタブを形成し、すべての前記第２のサブタブが電気的に接続されて前記第２のタブを形成し、すべての前記第３のサブタブが電気的に接続されて前記第３のタブを形成し、すべての前記第４のサブタブが電気的に接続されて前記第４のタブを形成し、
    前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブおよび前記第４のタブは、前記電池セル本体上の異なる位置にある、
    請求項２３から２５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
28. 前記電池セルは、第５のタブと第６のタブとをさらに備え、
    前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル本体に別々に電気的に接続され、前記第５のタブは、前記第１のタブおよび前記第３のタブと同じ極性を有し、前記第６のタブは、前記第２のタブおよび前記第４のタブと同じ極性を有し、
    協働して、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル本体に電圧および電流を入力することができるか、または前記電池セル本体から電圧および電流を出力することができる、
    請求項２３から２７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
29. 前記電池セル本体の第３の側面に前記第５のタブおよび前記第６のタブが配置される、請求項２８に記載の電池モジュール。
30. 第３の電池保護基板をさらに備え、前記第３の電池保護基板は、第３の保護回路と第３のバッテリインターフェースとを備え、
    前記第３のバッテリインターフェースは、前記第３の保護回路を使用することによって前記第５のタブおよび前記第６のタブに別々に電気的に接続され、前記第３のバッテリインターフェース、前記第５のタブ、前記電池セル本体、前記第６のタブおよび前記第３の保護回路は、第３の導電ループを構成し、
    前記第３の保護回路は、前記第３の導電ループ内にある電圧および電流を検出するように構成され、前記電圧または前記電流がしきい値範囲を超えると、前記第３の保護回路は前記第３の導電ループを切断する、
    請求項２８または請求項２９に記載の電池モジュール。
31. 前記電池セルは巻回構造であり、
    前記電池セル本体は、前記第１の極性を有する１つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する１つの第２の電極板とを備え、
    前記第１の電極板に、前記第１のタブ、前記第３のタブおよび前記第５のタブが配置され、
    前記第２の電極板に、前記第２のタブ、前記第４のタブおよび前記第６のタブが配置され、
    前記第１の電極板および前記第２の電極板を巻回して、６つのタブを有する前記電池セル本体を形成し、前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブ、前記第４のタブ、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル本体上の異なる位置にある、
    請求項３０に記載の電池モジュール。
32. 前記電池セル本体は積層構造であり、
    前記電池セル本体は、前記第１の極性を有する少なくとも２つの第１の電極板と、前記第２の極性を有する少なくとも２つの第２の電極板とを備え、
    各々の第１の電極板に第１のサブタブ、第３のサブタブおよび第５のサブタブが配置され、
    各々の第２の電極板に第２のサブタブ、第４のサブタブおよび第６のサブタブが配置され、
    すべての前記第１の電極板およびすべての前記第２の電極板が積層されて前記電池セル本体を形成し、すべての前記第１のサブタブが電気的に接続されて前記第１のタブを形成し、すべての前記第２のサブタブが電気的に接続されて前記第２のタブを形成し、すべての前記第３のサブタブが電気的に接続されて前記第３のタブを形成し、すべての前記第４のサブタブが電気的に接続されて前記第４のタブを形成し、すべての前記第５のサブタブが電気的に接続されて前記第５のタブを形成し、すべての前記第６のサブタブが電気的に接続されて前記第６のタブを形成し、
    前記第１のタブ、前記第２のタブ、前記第３のタブ、前記第４のタブ、前記第５のタブおよび前記第６のタブは、前記電池セル本体上の異なる位置にある、
    請求項３１に記載の電池モジュール。
33. 前記電池セル本体は、長方形もしくは正方形の形状または不規則な形状であるか、または
    前記電池セル本体の一部は、貫通構造または非貫通構造である、
    請求項２３から３２のいずれか一項に記載の電池モジュール。
34. 回路基板と、請求項１から３３のいずれか一項に記載の電池モジュールとを備える充電モジュールであって、前記回路基板は、前記電池モジュールに電気的に接続され、
    前記回路基板は、外部から供給される第１の充電電圧を受信し、前記第１の充電電圧を降圧して電池セル電圧を取得し、前記電池セル電圧を前記電池モジュールに出力するように構成される、
    充電モジュール。
35. 前記回路基板は、第１の回路基板と第３の回路基板とを備え、
    前記第１の回路基板は、前記第１の充電電圧を受信するように構成されたインターフェースを備え、前記第１の回路基板は、前記第１の充電電圧を第２の充電電圧に変換し、前記第２の充電電圧を前記第３の回路基板に送信し、
    前記第３の回路基板は、前記電池モジュールに電気的に接続され、前記第２の充電電圧を前記電池セル電圧に変換し、前記電池セル電圧を前記電池モジュールに出力するように構成される、
    請求項３４に記載の充電モジュール。
36. 前記回路基板は、第１の回路基板と第３の回路基板とを備え、
    前記第１の回路基板は、前記第１の充電電圧を受信するように構成されたインターフェースを備え、前記第１の回路基板は、前記第１の充電電圧を前記第３の回路基板に送信し、
    前記第３の回路基板は、前記電池モジュールに電気的に接続され、前記第１の充電電圧を前記電池セル電圧に変換し、前記電池セル電圧を前記電池モジュールに出力するように構成される、
    請求項３４に記載の充電モジュール。
37. 前記回路基板は第２の回路基板をさらに備え、前記第１の回路基板および前記第３の回路基板は、前記電池モジュールの対向する２つの側面に配置され、前記第２の回路基板は、前記電池セル本体にわたって前記第１の回路基板および前記第２の回路基板に別々に電気的に接続される、請求項３５または請求項３６に記載の充電モジュール。
38. 機能回路と、請求項３４から３７のいずれか一項に記載の充電モジュールとを備える電子デバイスであって、前記充電モジュールは、前記機能回路に動作電源を提供するように構成される、電子デバイス。

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