JP2023531844A - 電池パック及び該電池パックを電源として用いた装置 - Google Patents

Abstract

本開示は、電池パック及び該電池パックを電源として使用する装置に関し、該電池パックの性能を最適化するためのバッテリの技術分野に関する。電池パックは、箱本体と、電池モジュールと、モジュール電気接続片と、第１の保護アセンブリとを含む。電池モジュールは、箱本体に取り付けられ、該電池モジュールは、防爆アセンブリを含む。モジュール電気接続片は、電池モジュールに取り付けられる。第１の保護アセンブリは、箱本体に取り付けられ、防爆アセンブリから放出された噴出部がモジュール電気接続片に衝突したときにモジュール電気接続片を保護するように構成される。上述した技術的構成は、電池パックの二次短絡の可能性を低減する。【選択図】図３

Description

本開示は、電池の技術分野に関し、特に、電池パック及び該電池パックを電源として使用する装置に関する。

電気自動車の重要な構成要素として、電池パックが電気自動車に電力を供給するために使用される。電池パックは、少なくとも１つの電池モジュールを含み、該電池モジュールは、少なくとも１つの電池セルを含み、該電池セルには、防爆アセンブリが取り付けられている。１つの電池セルで熱暴走が発生すると、防爆アセンブリが起動し、電池モジュール全体で短絡が発生しやすくなり、このことはさらに安全上重篤な事故を招きえる。従って、これは早急に解決すべき問題である。

本開示は、電池パックの構造を改善するための電源としての電池パック、及び該電池パックを使用する装置を提供する。

本開示のいくつかの実施形態は、
箱本体と、
該箱本体に取り付けられる電池モジュールであって、防爆アセンブリを備えた電池モジュールと、
該電池モジュールに取り付けられるモジュール電気接続片と、
箱本体に取り付けられ、該防爆アセンブリから放出される噴出物がモジュール電気接続片に衝突したときに該モジュール電気接続片を保護するように構成されている、第１の保護アセンブリと、を備える、電池パックを提供する。

いくつかの実施形態では、第１の保護アセンブリは、モジュール電気接続片の周囲に巻き付けられた保護シートを含む。

いくつかの実施形態では、第１の保護アセンブリは、シェルを含み、モジュール電気接続片は、シェル内に配置される。

いくつかの実施形態において、第１の保護アセンブリは、
モジュール電気接続片の位置に対応して箱本体の側壁及び／又は底壁に取り付けられる第１の絶縁部材であって、該第１の絶縁部材は、該モジュール電気接続片から箱本体を隔離するように構成されている、第１の保護アセンブリを含む。

いくつかの実施形態では、電池パックはさらに、
箱体に取り付けられて、防爆アセンブリ側を向く第２の保護アセンブリを含み、該第２の保護アセンブリ、該防爆アセンブリから放出される噴出物による衝撃から箱本体を保護するように構成されている。

いくつかの実施形態では、第２の保護アセンブリは、接続線の方向の２つの辺の縁に沿って防爆アセンブリに向かって曲がり、該第２の保護アセンブリと電池モジュールとによって形成される空間内で該防爆アセンブリを囲み、該接続線は、該防爆アセンブリとモジュール電気接続片との間にある。

いくつかの実施形態では、電池パックは、
切欠きを有する梁であって、モジュール電気接続片が該切欠きを貫通して外部電気機器に電気的に接続するように構成された梁、をさらに含み、
第１の保護アセンブリは、該切欠きに取り付けられた第２の絶縁部材をさらに含み、該第２の絶縁部材は、モジュール電気接続片を該梁から絶縁するように構成される。

いくつかの実施形態では、電池パックはさらに、梁に固定的に接続され、電池モジュールを固定するように構成された押さえ板を含む。

いくつかの実施態様において、第１の保護アセンブリの材料は、マイカである。

本開示のいくつかの実施形態は、本開示の任意の技術的構成によって提供される電池パックを含む、電源としての電池パックを使用する装置を提供する。

技術的構成において提供される電池パックにおけるモジュール電気接続片は、第１の保護アセンブリを備え、該第１の保護用アセンブリは、防爆アセンブリから放出される噴出物が該モジュール電気接続片に衝突したときに、該モジュール電気接続片を保護する。また、第１の保護アセンブリは、防爆アセンブリから放出される噴出物によるモジュール電気接続片の保護不良を効果的に低減し、該モジュール電気接続片と箱本体との電気的接続の可能性をさらに低減する。最後に、電池パックの二次短絡の可能性を低減する。

本開示のいくつかの実施形態に係る、電源としての電池パックを使用する自動車の概略構造図である。 電池パックの二次短絡回路の概略図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、開いた状態の電池パックの箱本体の分解図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る電池パックのモジュール電気接続片の概略三次元構造図である。 図４（ａ）の概略正面図である。 図４（ｂ）におけるＡ－Ａ拡大断面図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、箱蓋が取り外された電池パックの概略上面図である。 図５（ａ）における概略Ｂ－Ｂ断面図である。 図５（ｂ）における領域Ｃの部分拡大概略図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、箱蓋が取り外された電池パックの別の概略三次元図である。 図６（ａ）における領域Ｄの部分拡大概略図である。 本開示のいくつかの他の実施形態に係る、電池パックの分解図である。 本開示のさらにいくつかの他の実施形態に係る、電池パックの第２の保護アセンブリの概略三次元図である。 本開示のさらにいくつかの他の実施形態に係る、電池パックの絶縁破壊構造を示す概略図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、箱蓋が取り外された電池パックの概略上面図である。 図９（ｂ）の概略Ｅ－Ｅ断面図である。 本開示の実施形態に係る、電池パックの電池セルの絶縁破壊構造を示す概略図である。 積層電極アセンブリの概略構造図である。 巻回電極アセンブリの概略構造図である。

以下、図１乃至図１２を参照して、本開示により提供される技術的な構成について詳細に説明する。

本開示の各実施形態の技術的構成をより明確に説明するために、図３において座標系が確立され、その後の電池パックの方向に関する説明は座標系に基づいて行われる。図３を参照すると、電池セル２１は、６×２電池アレイの２つの層を形成し、Ｘ軸は、電池モジュール２の長さ方向、すなわち、６つの電池セル２１の配列方向となる。Ｙ軸はＸ軸と直交し、該Ｙ軸は単一の電池アレイの幅方向、すなわち、６×２電池アレイにおける２つの電池セル２１の配列方向を表す。Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸とによって形成される平面に対して垂直であり、該Ｚ軸は、電池モジュール２の高さ方向を表す。本開示のいくつかの実施形態の説明において、用語「上側」及び「下側」は、Ｚ軸の方向に対して相対的である。箱本体１の長さ方向は、電池パックの長さ方向と一致し、箱本体１の幅方向は、電池パックの幅方向と一致し、箱本体１の高さ方向は、電池パックの高さ方向と一致する。

本開示のいくつかの実施形態の説明において、「頂部」、「底部」、「内側」、「外側」などの用語で表される向き又は位置は、添付図面に基づいており、それらは、装置又は要素が特別な向きを有するか、又は特別な向きで構成及び動作されることを明示するか又は暗示することを意図するのではなく、単に、本開示の説明を容易にするため、及び簡略化された説明とするためであることが理解されるべきである。従って、それらは本開示の限定として理解することはできない。

図２を参照すると、電池モジュール２は、１つ以上の電池セル列を含む。電池セル列は、少なくとも１つの電池セル２１を含む。各電池セル２１は、外側シェル２１１（外側シェル２１１の位置は、図１０に示されている）と、外側シェル２１１に取り付けられた防爆アセンブリ２０（防爆アセンブリ２０の位置は、図３に示されている）とを含む。電池モジュール２内のある単一の電池セル２１が熱暴走すると、電池セル２１の防爆アセンブリ２０により放出された高温高圧の噴出物の空気の流れがモジュール電気接続片３に衝撃を与え、モジュール電気接続片３の表面の絶縁スリーブ３０（絶縁スリーブ３０の位置は、図４（ａ）に示されている）が割れて破損し、モジュール電気接続片３の絶縁性及び断熱保護性が失われることが発明者らにより知られている。高温の気流の下では、保護を失ったモジュール電気接続片３が溶着する。この場合、モジュール電気接続片３のいずれかの位置が箱本体１に接触していると、その位置と暴走した電池セル２１との間の全ての電池セル２１が短絡し、複数の電池セル２１が短絡故障する。電池モジュール２は、発熱量が多く、安全上重大なリスクとなる。このため、電池モジュール２のモジュール電気接続片３は、熱暴走状態でも保護される必要がある。本開示の実施形態によって提供される技術的な構成を採用することによって、単一の電池セル２１上で熱暴走が生じる場合に、主要なループにおける短絡の発生が効果的に低減されるか、又は回避されることさえある。

図１を参照すると、本開示のいくつかの実施形態は、電源として電池パックを使用する装置１００を提供する。該装置は、本開示の任意の１つの技術的な構成によって提供される電池パックを含む。具体的には、交通機器、エネルギー貯蔵電気キャビネット等である。交通機器としては、例えば、電気自動車、汽船、無人航空機等が挙げられる。電池パックは、車体の底部に配置され、充電式電池を採用する。

図３乃至図４（ｃ）を参照すると、本開示のいくつかの実施形態は、箱本体１と、電池モジュール2２と、モジュール電気接続片３と、第１の保護アセンブリ４と、を含む電池パックを提供する。

図３を参照すると、いくつかの実施態様において、箱本体１は、箱蓋１２及び下部箱本体１３を含む。箱本体１も同様の長方形構造であり、箱本体１の内側には、Ｙ方向に沿って対向配置された２つの第１の側壁１４１と、Ｘ方向に沿って対向配置された２つの第２の側壁１４２との４つの側壁が存在する。第１の側壁１４１と第２の側壁１４２とは、固定的に連結されている。

下部箱本体１３及び箱蓋１２は、収容キャビティ１１を囲み、電池モジュール２は、箱本体１の収容キャビティ１１内に取り付けられる。箱本体１と電池モジュール２とは、着脱可能に接続されているか、接着剤によって固定されている。このような使用態様を採用することにより、電池モジュール２と箱本体１との接続が安定して信頼性が高くなり、電池パックの安全性及び信頼性が向上する。

電池モジュール２は、１つ以上の電池セル列を含む。電池セル列間の電気接続形態は、必要に応じて直列接続、並列接続、又は並列直列接続とされ、電池パックに必要な電気性能を実現する。引き続き図３を参照すると、２列の電池セル２１の列が、電池パックの幅方向（すなわち、Ｙ軸の方向）に沿って箱本体内に配置される。実際の用途では、３行以上の電池セル列が提供される。必要に応じて、実際の使用では、電池セル列の１つ以上の層が、電池パックの高さ方向、すなわち図３のＺ軸の方向にさらに配置される。

モジュール電気接続片３は、箱本体１に取り付けられ、モジュール電気接続片３は、電池モジュール２の電気エネルギーを電池パックの箱本体１の外部に出力するように構成されている。具体的には、電池モジュール２の出力端において、モジュール電気接続片３の一端が電気接続片２２に電気的に接続され、モジュール電気接続片３の他端が電池パックの箱本体１１の外側に位置する電気機器に電気的に接続されている。なお、箱本体１の外側に位置する電気機器を外部電気機器ともいう。外部電気機器は、例えば、コントローラ、モータ、電装ボックス等である。

図３乃至図４（ｂ）を参照すると、モジュール電気接続片３は曲げられており、一体的に接続された第１の連結片３１と第２の連結片３２とを含む。第１の連結片３１及び第２の連結片３２の端部には、それぞれ連結端部３３が設けられている。連結端部３３の一方は、電池モジュール２の出力端の電気接続片２２を電気的に接続するように構成され、他方の連結端部３３は、外部電気機器を電気的に接続するように構成されている。

第１の保護アセンブリ４は、防爆アセンブリ２０から放出された噴出物がモジュール電気接続片３に衝突したときにモジュール電気接続片３を保護するように構成されている。これは、高温高圧の噴出物の衝撃によりモジュール電気接続片３が溶融変形した状態でのモジュール電気接続片３と箱本体１との間での電気的接続が低下する現象である。すなわち、第１の保護アセンブリ４は、高温高圧条件下で、箱本体１とモジュール電気接続片３とを絶縁隔離するように構成されている。噴出物とは、電池セル２１の熱破損時に電池内で発生する火花や炎を伴った高温高圧の空気流や、空気流と電解液であって、防爆弁が開弁されたときに放出される。

いくつかの実施態様において、第１の保護アセンブリ４の材料は、マイカである。第１の保護アセンブリ４は、マイカ粉末、比較的薄いマイカ板、又は他の構造を採用する。第１の保護アセンブリ４は、複数の散乱ブロック、複数の継ぎ合わされたブロック、又は一体のブロックを含む。マイカは高温に強く、熱衝撃をよく防ぐ。第１の保護アセンブリ４の材料は、以下に説明する第１の保護アセンブリ４の様々な使用態様に適している。

図４（ａ）乃至図４（ｃ）を参照すると、いくつかの実施形態において、第１の保護アセンブリ４は、シェル４１を含み、モジュール電気接続片３はシェル４１内に配置される。ここで、モジュール電気接続片３の大部分の領域は、保護の役割を果たすようにシェル４１内に位置している。シェル４１は、例えば、モジュール電気接続片３の最も強い衝撃を受ける面にのみ配置される単一のプレートや、複数のブロックを組み合わせて形成された「Ｌ」字型又は「Ｕ」字型の保護構造等、種々の構造形態を有している。モジュール電気接続片３の噴出物と整合する面の外側には、モジュール電気接続片３を保護するシェル４１が設けられている。

シェル４１は、モジュール電気接続片３の表面を可能な限り確実に包み、総合的な保護を実現する。シェル４１の材料は、例えば、マイカ又は同様の性能を有する材料である。モジュール電気接続片３の異なる領域では、シェル４１の厚さが異なる。例えば、衝撃の強い領域では、シェル４１の厚みが大きい。例えば、衝撃が強くない領域では、シェル４１の厚さは薄い。この構造は、より目標を絞った保護を実現し、必要とされるシェル４１の材料を低減し、製造コストを低減する。なお、本来、モジュール電気接続片３の外側には、ポリオレフィン材料からなる絶縁スリーブ３０が配置されている。シェル４１が配置されると、モジュール電気接続片３の外側の絶縁スリーブ３０は、保留されるか又は取り外される。図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示す場合、モジュール電気接続片３の外側の絶縁スリーブ３０は保留され、シェル４１は絶縁スリーブ３０の外側を直接包む。

次に、複数の電池セル２１の防爆アセンブリ２０とモジュール電気接続片３とを箱本体内に配置して、本発明の実施形態に係る電池パックの保護プロセスについて説明する。ある電池セル２１が熱暴走すると、電池セル２１で発生した噴出物の空気流は、電池セル２１内の防爆アセンブリ２０を介して放出され、高温高圧の噴出物の空気流がモジュール電気接続片３に衝突する。この技術的構成によれば、第１の保護アセンブリ４が配置され、第１の保護アセンブリ４がモジュール電気接続片３を保護して、噴出物の空気流に起因するモジュール電気接続片３の溶融及び変形不良を低減又は防止さえする。なお、モジュール電気接続片３の材質は、代表的には、融点が６６０℃のアルミニウムである。噴出物による空気の流れが強い場合には、噴出物の空気の流れの温度がアルミニウムの融点をはるかに超えるため、モジュール電気接続片３が溶融して飛散する。

図５（ａ）乃至図５（ｃ）を参照すると、いくつかの他の実施形態において、第１の保護アセンブリ４は、モジュール電気接続片３を包む保護シート４０を含む。保護シート４０は、モジュール電気接続片３を一体的に包み、保護シート４０の一部の領域が重なり合っている。保護シート４０の重なり合った部分は接着剤で貼り合わされている。なお、保護シート４０が設けられている場合には、モジュール電気接続片３の外側の絶縁スリーブ３０は、保留されているか除去されている。図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すような場合には、モジュール電気接続片３の外側の絶縁スリーブ３０が保留され、保護シート４０が絶縁スリーブ３０の外側を直接包む。保護シート４０は、高温高圧の噴出物が保護シートに衝突したときに、その噴出物が保護シート４０の表面に衝突するという、より良好な保護効果を有する。保護シート４０に割れ現象がない限り、保護シート４０内に位置する絶縁スリーブ３０が高温高圧の噴出物による衝撃で割れて脱落することが常に防止されるので、モジュール電気接続片３の保護性が向上し、電池セル２１の熱暴走により電池モジュール全体がショートしやすい状態が防止される。

他の実施形態では、保護シート４０がモジュール電気接続片３において衝突されるキー領域を包み、該キー領域がテストに従ってテストされる。あるいは、保護シート４０は、モジュール電気接続片３の表面を可能な限り包み込む。保護シート４０の材料としては、例えば、マイカ紙又は高温衝撃に耐え得る材料が用いられる。保護シート４０の包装層の数は一つ以上である。異なる包装厚さは、異なる領域で提供される。例えば、衝撃の強い領域では、包み込む保護シート４０の層数が多くなり、最終的に形成される包み込みの厚さが厚くなる。又はより厚い保護シート４０を直接採用する。例えば、衝撃が強くない領域では、包み込む保護シート４０の層数を少なくして、最終的に形成される包み込み厚さを小さくする、又はより薄い保護シート４０を直接適用する。

いくつかの他の実施形態では、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照すると、第１の保護アセンブリ４は、第１の絶縁部材４２を含み、第１の絶縁部材４２は、モジュール電気接続片３の位置に対応する箱本体１の側壁１４又は底壁１５に取り付けられ、底壁１５の注釈位置は、図３を参照する。第１の絶縁部材４２は、箱本体１の側壁１４の少なくとも一部を閉塞して、箱本体１をモジュール電気接続片３から隔離するように構成されている。第１の絶縁部材４２は、箱本体１を閉塞して保護的な役割を果たす。

図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照すると、モジュール電気接続片３の位置に対応する箱本体１の側壁１４は、箱本体１内のモジュール電気接続片に対応する第１の側壁１４１及び第２の側壁１４２を参照する。モジュール電気接続片３の位置に対応する箱本体１のいわゆる底壁１５は、箱本体１のモジュール電気接続トラップ３の位置の下の底壁１５を指す。防爆アセンブリ２０から放出された高温高圧の噴出物の空気流によってモジュール電気接続片３が溶着され、モジュール電気接続片３と、箱本体１の側壁１４及び底壁１５との電気的接続によって短絡が生じる。このため、第１の絶縁部材４２は、上述した位置に配置される。上術した技術的構成によれば、モジュール電気接続片３の位置に対応する箱本体１の側壁１４及び底壁１５の少なくとも一方に第１の絶縁部材４２が設けられている。第１の絶縁部材４２は、箱本体１をモジュール電気接続片３から絶縁分離して、電池セル２１の熱暴走による電池モジュール全体の短絡を低減又は防止する。

第１の絶縁部材４２は、例えば、マイカ板又は同様の性能を有する材料である。複数の第１の絶縁部材４２を配置し、第１の絶縁部材４２の一部を箱本体１の側壁１４に固定し、他の第１の絶縁部材４２の一部を箱本体１の底壁１５に固定する。第１の絶縁部材４２と箱本体１との接続態様は、貼り付け又は同様の態様である。

なお、第１の保護アセンブリは、シェル４１、保護シート４０及び第１の絶縁部材４２のうちの２つ又は３つを同時に用いて多重保護を実現しており、保護不良時の短絡を防止している。

図７乃至図９（ｃ）を参照すると、いくつかの他の実施形態では、バッテリパックは、第２の保護アセンブリ１０をさらに含み、第２の保護アセンブリ１０は、箱本体１内に取り付けられ、防爆アセンブリ２０に向いており、第２の保護アセンブリ１０は、防爆アセンブリ２０から放出された噴出物による衝撃から箱本体１を保護するように構成されている。

図７又は図９（ｃ）を参照すると、第２の保護アセンブリ１０を配置した後、第２の保護アセンブリ１０と、電池モジュール２と、箱本体１の第１の側壁１４１との間に、排気通路Ｓが形成される。図９（ｃ）は、排気通路Ｓの位置を示す。排気通路Ｓにおける空気流の流れ方向は、図７又は図９（ａ）を参照すると矢印Ｐ１に示す通りである。第２の保護アセンブリ１０は、各電池セル２１の防爆アセンブリ２０と整列している。そして、電池セル２１の防爆アセンブリ２０から放出された高温高圧の噴出物は、噴出後に第２の保護アセンブリ１０に直接衝突することで、該噴出物が箱本体１に直接衝突することを防止し、これにより箱本体１の破損を防止する。また、第２の保護アセンブリ１０は、防爆アセンブリ２０から放出される噴出物を案内して、ほとんどの噴出物の空気流が、第２の保護アセンブリ１０と電池モジュール２とによって形成される排気通路Ｓに沿って排出されるようにする。このため、排気効率が向上する。一方、第２の保護アセンブリ２０の存在により、防爆アセンブリ１０から放出される噴出物の空気流が集められるが、集められた噴出物の空気流は、排気通路Ｓの両側に位置するモジュール電気接続片３に対して強い衝撃を与える。このことは、モジュール電気接続片３において、保護性を付与することの重要性を提示する。従来技術を適用した構成において絶縁スリーブ３０のみが提供される場合、絶縁スリーブ３０についての注釈は、図４（ａ）を参照する。絶縁スリーブ３０は、衝撃下において割れて欠落しやすく、電池モジュール全体を短絡させやすい。上述した第１の保護アセンブリ４を設けることは、電池モジュールの二次短絡を効果的に減少させるか、又は防止さえする。良好な保護効果を保証するために、第１の保護アセンブリ４は、１，０００℃を超える瞬間的な高温、及び８００℃の連続的な高温に耐える材料、例えば、マイカ又はそのような性能を有する他の材料を使用する必要がある。

第２の保護アセンブリ１０は、種々の構造形態、例えば、分割型又は一体型を採用する。以下、２つのケースについて詳細に説明する。図７を参照すると、いくつかの実施形態では、第２の保護アセンブリ１０は、防爆アセンブリ２０に向かって、防爆アセンブリ２０とモジュール電気接続片３との接続線の方向に沿って二辺の縁に沿って曲がり、第２の保護アセンブリ１０と電池モジュール２とによって形成される空間内に防爆アセンブリ２０を包含する。該空間は排気通路Ｓであり、排気通路Ｓの注釈は図９（ｃ）を参照されたい。このようにして、防爆アセンブリ２０からの噴出物が、熱的故障を受けた電池セル２１の周囲で電池を燃焼させる確率が低減されるか、又は防止されることさえある。また、噴出物の作用により溶融し且つ噴出した電池セル２１のバスバー２３と、箱本体１とが接触して短絡が発生する可能性も低減される。

図７、図８、図９（ａ）、又は図９（ｃ）を参照すると、第２の保護アセンブリ１０の上端及び下端は、所定の位置に取り付けられた後に曲げられ、防爆アセンブリ２０の側面に向かって曲げられる。第２の保護アセンブリ１０は、第２の保護アセンブリ１０に対応する排気通路Ｓの一部が上端及び下端で実質的に閉じているように、実質的にＣ字形である。このとき、熱暴走バッテリｅｌｌ２１の防爆アセンブリ２０から放出される噴出物は、長さ方向に沿った排気通路Ｓの両端部からのみ排出される。すなわち、第２の保護アセンブリ１０は、相補的な保護の役割を果たしつつ、空気の流れ方向をさらに制限することで、空気の流れの強さをより強くし、排気通路Ｓの両側に位置するモジュール電気接続片３に対して噴出物の影響をより強くする。この場合、上述した第１の保護アセンブリ４が配置されていないと、噴出物の衝撃によってモジュール電気接続片３が破損し変形しやすくなる。上述した第１の保護アセンブリ４を配置した後は、第２の保護アセンブリ１０を配置することを前提として、モジュール電気接続片３が噴出物の衝撃で破損して変形する可能性を低減あるいは効果的に防止し、短絡の発生をさらに回避することができる。

良好な保護効果を得るために、第２の保護アセンブリ１０の厚さは、０．５～３ｍｍの範囲に設定され、第２の保護アセンブリ１０と第２の保護アセンブリ１０との接続部との重なり幅を３～１０ｍｍに設定する。このような設計によれば、熱暴走によって放出される熱風流／火炎が、最も面積の大きい電池セル２１の側面を焙焼することを防止することができる。一方、第２の保護アセンブリ１０と、第２の保護アセンブリ１０との接続部分（例えば、以下に導入される梁５）とは、プラスチック製リベットによってリベット止めされている。これにより、一態様では、金属製の接続片を用いることによる電池セル２１と箱本体との短絡を回避することができる。別の態様では、第２の保護アセンブリ１０と箱本体との間の良好な接続が保証されるので、電池の熱離脱後に爆発防止弁から放出される噴出物によって第２の保護アセンブリ１０の位置ずれが生じ、これによって第２の保護アセンブリ１０の保護の役割に対する悪影響が回避される。

いくつかの実施形態において、第２の保護アセンブリの良好な保護効果を保証するために、第２の保護アセンブリ１０は、マイカ板及び同様の性能を有する材料を採用する。図６（ａ）、図６（ｂ）、図７、及び図９（ａ）を一緒に参照すると、これらの実施形態では、電池パックは、さらに梁５を含む。防爆アセンブリ２０が設けられた電池セル２１の表面は梁５と平行であり、防爆アセンブリ２０が設けられた電池セル２１の表面と梁５との間には、上述した第２の保護部材１０が配置されている。梁５を配置した後、第２の保護アセンブリ１０の第２の絶縁部１０２を、梁５の最大側面に取り付けて固定することにより、第２の保護アセンブリ１０の固定困難性を簡単にすることができる。梁５には切欠き５１が設けられ、モジュール電気接続片３は切欠き５１を貫通して外部電気機器を電気的に接続するように構成されている。第１の保護アセンブリ４は、切欠き５１に取り付けられた第２の絶縁部材４３をさらに含み、第２の絶縁部材４３は、モジュール電気接続片３を梁５から絶縁するように構成される。

図６（ｂ）及び図７を参照すると、梁５の切欠き５１は、第２の絶縁部材４３をさらに備え、第２の絶縁部材４３は、モジュール電気接続片３から梁５を絶縁及び分離する。第２の絶縁部材４３は、例えば、第１のマイカ板４３１と、第２のマイカ板４３２とを含む。切欠き５１は、略Ｌ字状であり、切欠き５１は、側面５２と底面５３とを含む。モジュール電気接続片３は、切欠き５１の底面５３に載置されるか、又は切欠き５１の底面５３と一定の隙間を有する。切欠き５１の側面５２には、第１のマイカ板４３１が固定され、切欠き５１の底面５３には第２のマイカ板４３２が固定されている。第１のマイカ板４３１及び第２のマイカ板４３２の固定態様は、貼り付けである。

図７（ａ）及び図９（ａ）を参照すると、これらの実施形態において、電池パックは、電池モジュール２を固定するように構成された押圧板６をさらに含む。押圧板６は、梁５に取り付け固定されている。梁５は、押圧板６を取り付ける役割の他に、箱本体１の内部空間をさらに区画することで、ある空間で電池モジュールが熱離脱した後に他の空間の電池モジュールが影響を受けて重篤なアクシデントを生じさせることを防止できる。

図７を参照すると、いくつかの実施態様において、第２の保護アセンブリ１０は、押圧板６、梁５、及び箱本体１の少なくとも１つに固定的に接続される。第２の保護アセンブリ１０は、第１の絶縁部１０１と、第２の絶縁部１０２と、第３の絶縁部１０３とを含む。一実施形態では、３つの部分は独立しており、互いに接続されていない。すなわち、第１の絶縁部１０１は、押圧板６に固定的に接続され、第２絶縁部１０２は、梁５に固定的に接続されている。第３の絶縁部１０３は、箱本体１の底壁に固定的に接続されている。第１の絶縁部１０１、第２の絶縁部１０２、及び第３の絶縁部１０３は、接着以外の方法である、ボルト止め、スロット設計等により箱本体１に固定される。また、第２の保護アセンブリ１０は分割構造となっており、箱本体１に連結されているので、第２の保護アセンブリ１０の取り付け及び位置決めが容易であり、かつ、設置スペースを節約できる。第１の絶縁部１０１、第２の絶縁部１０２、及び第３の絶縁部１０３は、ストライプ構造であり、第２の保護アセンブリ１０と周辺部との整合性が良好である。

確かに、図８を参照すると、いくつかの他の実施形態において、第２の保護アセンブリ１０は、一体構造である。第１の絶縁部１０１、第２の絶縁部１０２、及び第３の絶縁部１０３は一体化されており、第２の保護アセンブリは、これら３つのうちのいずれかを押圧板６、梁５、又は箱本体１に接続することによってさらに取り付けられる。

図９（ａ）乃至図９（ｃ）を参照すると、いくつかの他の実施形態では、電池モジュールと外部回路との間の接続を容易にするために、箱本体１の第２の側壁１４２に高電圧コネクタ７が設けられており、該高電圧コネクタ７の位置が図９（ａ）に示されている。モジュール電気接続片３は、箱壁に取り付けられた高電圧コネクタ７を介して外部電気機器と電気的に接続される。引き続き図９（ａ）を参照すると、いくつかの他の実施形態では、箱本体１の第２の側壁１４２は、電池パックの爆発防止弁９を備えている。

図１０乃至図１２を参照すると、電池セル２１によって採用される構造が以下の実施形態において導入される。

図１０を参照すると、電池セル２１は、外側シェル２１１と、該外側シェル２１１内に配置された電極アセンブリ２１２と、電極アセンブリ２１２の端部に配置された連結片２１３と、外側シェル２１１に連結されたカバー板２１４とを含む。カバー板２１４は、電極端子２１５と、防爆アセンブリ２０とを備えている。

電極アセンブリ２１２の製造形態としては、積層型と巻回型とがある。積層型の電極アセンブリは、図１１に示すように、電極アセンブリ２１２は、陽極板２１２ａ、陰極板２１２ｂ、及び隔板２１２ｃを所定の寸法に切断し、これら陽極板２１２ａ、隔板２１２ｃ、及び陰極板２１２ｂを積層して形成される。巻回型の電極アセンブリは、図１２に示すように、陽極板２１２ａ、陰極板２１２ｂ、及び隔板２１２ｃを巻回すことによって形成される。積層型の電極アセンブリ及び巻回型の電極アセンブリの面積が最も大きい面が最大膨張変形面である。

本開示の説明において、「中央」、「長手方向」、「横方向」、「前」、「後ろ」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内側」、「外側」、等の用語によって表される向き又は位置は、添付の図面に基づいており、それらは、特別な向きを有する、又は特別な向きで構成及び動作される装置又は要素を示す又は暗示することを意図するのではなく、単に、本開示の説明を容易にするためのものであり、簡略化された説明であることを理解されたい。従って、それらは本開示の限定として理解することはできない。

最後に、上述した実施形態は、本開示の技術的構成を説明することのみを意図しており、本開示に限定することを意図していないことに留意されたい。本開示は好ましい実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者は、本開示の技術的構成の精神から逸脱することなく、依然として本開示の特定の実施形態に修正を加えるか、又はいくつかの技術的特徴に同等の置換を行うことを理解すべきであり、それは本開示においてクレームされた技術的構成の範囲内にあるものとする。

本出願は、２０２０年６月２３日に出願された中国特許出願第２０２０１０５８０２４２．８号に基づくものであり、優先権を主張するものであり、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (10)

1. 箱本体（１）と、
   前記箱本体（１）に取り付けられる電池モジュール（２）であって、防爆アセンブリ（２０）を備える電池モジュール（２）と、
   前記電池モジュール（２）に取り付けられるモジュール電気接続片（３）と、
   前記箱本体（１）に取り付けられ、前記防爆アセンブリ（２０）から放出された噴出物が前記モジュール電気接続片（３）に衝突したときに、前記モジュール電気接続片（３）を保護する第１の保護アセンブリ（４）と、
   を備える電池パック。
2. 前記第１の保護アセンブリ（４）は、前記モジュール電気接続片（３）に巻き回された保護シート（４０）を含む、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記第１の保護アセンブリ（４）は、シェル（４１）を含み、前記モジュール電気接続片（３）は、前記シェル（４１）内に位置する、請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記第１の保護アセンブリ（４）は、前記モジュール電気接続片（３）に対応する前記箱本体（１）の側壁及び底壁の少なくともいずれかに取り付けられる第１の絶縁部材（４２）であって、前記モジュール電気接続片（３）から前記箱本体（１）を隔離するように構成された第１の絶縁部材（４２）を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池パック。
5. 前記箱本体（１）に取り付けられ、前記防爆アセンブリ（２０）の側を向く第２の保護アセンブリ（１０）であって、前記防爆アセンブリ（２０）から放出される噴出物の衝撃から前記箱本体（１）を保護するように構成された第２の保護アセンブリ（１０）をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池パック。
6. 前記第２の保護アセンブリ（１０）は、前記防爆アセンブリ（２０）と前記モジュール電気接続片（３）との間にある接続線の方向の両端に沿って前記防爆アセンブリ（２０）に向かって屈曲し、これにより前記第２の保護アセンブリ（１０）と前記電池モジュール（２）とで形成される空間内に前記防爆アセンブリ（２０）を包含する、請求項５に記載の電池パック。
7. 切欠き（５１）が備えられた梁（５）であって、前記モジュール電気接続片（３）が前記切欠き（５１）を貫通して外部電気機器を電気的に接続するように構成された梁（５）をさらに備え、
   前記第１の保護アセンブリ（４）は、前記切欠き（５１）に取り付けられた第２の絶縁部材（４３）をさらに備え、前記第２の絶縁部材（４３）は、前記モジュール電気接続片（３）を前記梁（５）から絶縁するように構成される、請求項６に記載の電池パック。
8. 前記梁（５）に固定的に連結されて前記電池モジュール（２）を固定する押圧板（６）をさらに備える、請求項７に記載の電池パック。
9. 前記第１の保護アセンブリ（４）の材料がマイカである、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電池パック。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電池パックを備える、前記電池パックを電源として使用する装置。

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