JP6830546B2 - バッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車 - Google Patents

バッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車 Download PDF

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Description

本発明は、バッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
本出願は、２０１７年５月８日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００５７５０５号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．６Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーモパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池セルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。
一方、複数の二次電池セルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が通常である。
従来、複数のバッテリーセルを結合するか、複数のバッテリーモジュールを相互結合する場合、個々のバッテリーセルやバッテリーモジュールにおいて極性が一方向または両方向のみで構成されていることから、結合形態においてこれらの電極リードや電極バスバーの構造によってセルやモジュールの結合自由度が低下するようになる。
これによって、従来には、結合しようとするバッテリーセルやバッテリーモジュールの個数が増加する場合、器具的な面における結合形態が限定されるため、これらのセルやモジュールの間に空いている空間が発生するなどの空間損失が大きくなるという問題がある。ここで、空いている空間のような損失空間は、全体エネルギー密度面で否定的な要素として作用し、無駄なサイズ増大の要因となる。
そこで、バッテリーセルまたはバッテリーモジュールを複数個で構成して相互結合させるとき、結合自由度を高め、エネルギー密度を向上させ、更にスリムな構造を具現することができる方案が求められる。
本発明は、バッテリーセルまたはバッテリーモジュールを複数個で構成して相互結合させるとき、結合自由度を高めることができるバッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを目的とする。
また、本発明は、エネルギー密度を向上させることができるバッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、最近のスリム化トレンドに乗って、更にスリムな構造を有するバッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することをまた他の目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーセルであって、電極組立体と、前記電極組立体を収容する電池ケースと、前記電池ケースの外面に備えられ、前記電極組立体と接続する二対の電極リードと、を含むことを特徴とするバッテリーセルを提供する。
前記電池ケースは、六面体形状からなり、前記二対の電極リードは、前記電池ケースの外面のうち四つの面に備えられ得る。
前記二対の電極リードは、前記電池ケースの一面及び前記一面と対向して配置される他面に備えられる一対の第１電極リードと、前記一面及び他面に隣接して相互対向して配置される前記電池ケースの面に備えられる一対の第２電極リードと、を含み得る。
前記一対の第１電極リードは、相異なる極性を有し得る。
前記一対の第２電極リードは、相異なる極性を有し得る。
前記バッテリーセルは、複数個が備えられて相互ブロック結合し得る。
そして、本発明は、バッテリーモジュールであって、複数個のバッテリーセルと、前記複数個のバッテリーセルを収容するモジュールケースと、前記モジュールケースの外面に備えられ、前記バッテリーセルと電気的に接続する二対の電極バスバーと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュールを提供する。
前記モジュールケースは、六面体形状からなり、前記二対の電極バスバーは、前記モジュールケースの外面のうち四つの面に備えられ得る。
前記二対の電極バスバーは、前記モジュールケースの一面及び前記一面と対向して配置される他面に備えられる一対の第１電極バスバーと、前記一面及び他面に隣接して相互対向して配置される前記モジュールケースの面に備えられる一対の第２電極バスバーと、を含み得る。
前記一対の第１電極バスバーは、相異なる極性を有し得る。
前記一対の第２電極バスバーは、相異なる極性を有し得る。
前記バッテリーモジュールは、前記モジュールケース内に備えられ、前記複数個のバッテリーセルを管理するＢＭＳユニットをさらに含み得る。
また、本発明は、バッテリーパックであって、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
前記バッテリーモジュールは、複数個が備えられ、相互ブロック結合し得る。
また、本発明は、自動車であって、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。
以上のような多様な実施例によって、バッテリーセルまたはバッテリーモジュールを複数個で構成して相互結合せるとき、結合自由度を高めることができるバッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。
また、以上のような多様な実施例によって、エネルギー密度を向上させることができるバッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。
また、以上のような多様な実施例によって、最近のスリム化トレンドに乗って、更にスリムな構造を有するバッテリーセル、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるバッテリーセルを説明するための図である。 図１のバッテリーセルにおける電池ケースの展開図である。 図１におけるバッテリーセルのブロック結合を説明するための図である。 図１におけるバッテリーセルのブロック結合を説明するための図である。 図１におけるバッテリーセルの直列接続を説明するための図である。 図１におけるバッテリーセルの直列接続を説明するための図である。 図１におけるバッテリーセルの直列接続を説明するための図である。 図１におけるバッテリーセルの並列接続を説明するための図である。 図１におけるバッテリーセルの並列接続を説明するための図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図である。 図１０のバッテリーモジュールにおけるモジュールケースの展開図である。 図１０におけるバッテリーモジュールのブロック結合を説明するための図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーセルを説明するための図であり、図２は、図１のバッテリーセルにおける電池ケースの展開図である。
図１及び図２を参照すれば、バッテリーセル１００は、二次電池として設けられ得、電極組立体１１０、電池ケース１３０及び二対の電極リード１５０、１７０を含み得る。
前記電極組立体１１０は、正極板、負極板及びセパレーターなどから構成され得る。前記電極組立体１１０についてはよく知られているので、以下、詳しい説明を省略する。
前記電池ケース１３０は、前記電極組立体１１０を収容するためのものであって、前記電極組立体１１０を収容するための収容空間を備え得る。
このような前記電池ケース１３０は、六面体形状の外観を有し得る。このような六面体形状の外観は、バッテリーセル１００を複数個の集合体として相互結合時、結合自由度を高めることができる。例えば、下記の図３〜図９に示したように、バッテリーセル１００を複数個の集合体として構成するとき、簡単なブロック結合のような形態で連結し得る。以下、これについての具体的な関連図面を以って詳らかに説明する。
前記電池ケース１３０の外面は、第１面〜第６面１３１〜１３６から構成され得る。例えば、図１を基準で、第１面１３１は前面であり、第２面１３２は後面、第３面１３３は上面、第４面１３４は下面、第５面１３５は左側面及び第６面１３６は右側面であり得る。
前記二対の電極リード１５０、１７０は、前記電池ケース１３０の外面に備えられ、前記電極組立体１１０と電気的に接続し得る。本実施例の場合、このように、前記電極リード１５０、１７０が一対ではなく二対が備えられ、これによって、複数個のバッテリーセル１００の相互結合時における連結自由度を高めることができる。
以下、このような前記二対の電極リード１５０、１７０についてより詳しく説明する。
前記二対の電極リード１５０、１７０は、前記電池ケース１３０の外面のうち四つの面１３１、１３２、１３３、１３４に備えられ得、一対の第１電極リード１５０及び一対の第２電極リード１７０からなり得る。
前記一対の第１電極リード１５０は、前記電池ケース１３０の一面、本実施例の場合、前記第１面１３１、及び前記一面と対向して配置される他面、本実施例の場合、前記第２面１３２に備えられ得る。このような前記一対の第１電極リード１５０は相異なる極性を有し得、所定の面積を有する薄膜形状からなり得る。
前記一対の第２電極リード１７０は、前記一面及び他面、即ち、前記第１面１３１及び前記第２面１３２に隣接して相互対向して配置される前記電池ケース１３０の面、即ち、前記第３面１３３及び前記第４面１３４に備えられ得る。このような前記一対の第２電極リード１７０は、前記一対の第１電極リード１５０と同様に相異なる極性を有し得、所定の面積を有する薄膜形状からなり得る。
一方、前記第２電極リード１７０及び第１電極リード１５０が備えられない前記電池ケース１３０の面、即ち、前記第５面１３５及び前記第６面１３６は、極性を有さない無極性の面からなり得る。結局、前記電池ケース１３０の６つの外面１３１〜１３６のうち二つの面１３１〜１３４は、無極性面からなり得る。その理由は、前記電池ケース１３０の全ての外面に、極性を有する電極リードが備えられる場合、複数個のバッテリーセル１００が相互結合するとき、極性を有する面同士の干渉が発生し得るためである。このような干渉の防止のために、前記電池ケース１３０の外面のうち二つの外面１３５、１３６は、無極性の面からなり得る。
以下、このような本実施例による前記バッテリーセル１００を複数個の集合体として構成するとき、バッテリーセル１００の結合形態について具体的に説明する。
図３及び図４は、図１のバッテリーセルのブロック結合を説明するための図である。
図３及び図４を参照すれば、前記バッテリーセル１００が複数個で設けられれて相互結合するとき、前記バッテリーセル１００は、単なるブロック結合の形態で簡単に結合し得る。この際、相互間の電気的接続は、前記薄膜形態の二対の電極リード１５０、１７０によって、ブロック結合時に簡単に行われ得る。
以下、このような複数個のバッテリーセル１００の相互結合時、直列接続構成及び並列接続構成について説明する。
図５〜図７は、図１のバッテリーセルの直列接続を説明するための図である。
図５〜図７を参照すれば、四つのバッテリーセル１００を直列接続する場合、作業者などは対向するバッテリーセル１００の電極リード１５０、１７０を相異なる極性として配置した後、簡単にブロック結合し得る。
図８及び図９は、図１のバッテリーセルの並列接続を説明するための図である。
図８及び図９を参照すれば、八つのバッテリーセル１００を並列接続する場合、作業者などは、前方及び後方に、各々四つのバッテリーセル１００を配置した後、前記バッテリーセル１００の電極リード１５０、１７０を図８に示したように配置した後、ブロック結合し得る。
このように、本実施例による前記バッテリーセル１００は、前記六面体形状の電池ケース１３０及び前記電池ケース１３０の外面に備えられる二対の電極リード１５０、１７０によって複数のバッテリーセル１００を結合するとき、結合自由度を高めることができ、ブロック結合によって容易な作業性を図ることができる。
また、本実施例による前記バッテリーセル１００は、前記複数のバッテリーセル１００の結合時、前記六面体形状の電池ケース１３０及び前記薄膜形状の二対の電極リード１５０、１７０によって、結合時に発生し得る空間損失を最小化することができる。
これによって、本実施例による前記バッテリーセル１００は、前記複数のバッテリーセル１００の結合時、エネルギー密度を向上させると共に、最近のスリム化トレンドに乗って更にスリムな構造を具現することができる。
図１０は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図であり、図１１は、図１０のバッテリーモジュールにおけるモジュールケースの展開図である。
図１０及び図１１を参照すれば、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００、モジュールケース３００、二対の電極バスバー５００、７００及びＢＭＳユニット９００を含み得る。
前記バッテリーセル１００は、前述した実施例のバッテリーセルとして備えられるか、または前述した実施例の複数個のバッテリーセルとして備えられ得る。また、前記バッテリーセル１００は、通常の単数または複数個のパウチ型、角形または円筒状の二次電池として備えられ得る。
前記モジュールケース３００は、前記単数または複数個のバッテリーセル１００を収容するためのものであって、そのための収容空間を備え得る。
このような前記モジュールケース３００は、六面体形状の外観を有し得る。このような六面体形状の外観は、バッテリーモジュール１０を複数個の集合体として相互結合するとき、結合自由度を高めることができる。即ち、前記モジュールケース３００は、前述の実施例の前記電池ケース１３０と同一のメカニズムによって、前記相互結合時における結合自由度を高めることができる。
これによって、前記モジュールケース３００の外面も、第１面〜第６面３１０〜３６０からなり得る。例えば、第１面３１０は前面であり、第２面３２０は後面、第３面３３０は上面、第４面３４０は下面、第５面３５０は左側面及び第６面３６０は右側面であり得る。
前記二対の電極バスバー５００、７００は、前記単数または複数のバッテリーセル１００と電気的に接続し、前記モジュールケース３００の外面に備えられ得る。このような前記二対の電極バスバー５００、７００は、前述の実施例の前記二対の電極リード１５０、１７０と類似なメカニズムによって複数個のバッテリーモジュール１０の相互結合時における連結自由度を高めることができる。
前記二対の電極バスバー５００、７００は、前記モジュールケース３００の外面のうち四つの面３１０、３２０、３３０、３４０に備えられ得、一対の第１電極バスバー５００及び一対の第２電極バスバー７００からなり得る。
前記一対の第１電極バスバー５００は、前記モジュールケース３００の一面、本実施例の場合、前記第１面３１０、及び前記一面と対向して配置される他面、本実施例の場合、前記第２面３２０に備えられ得る。このような前記一対の第１電極バスバー５００は、相異なる極性を有し得、所定の面積を有する薄膜形状からなり得る。
前記一対の第２電極バスバー７００は、前記一面及び他面、即ち、前記第１面３１０及び前記第２面３２０に隣接して相互対向して配置される前記モジュールケース３００の面、即ち、前記第３面３３０及び前記第４面３４０に備えられ得る。このような前記一対の第２電極バスバー７００は、前記一対の第１電極バスバー５００と同様に相異なる極性を有し得、所定の面積を有する薄膜形状からなり得る。
一方、前記第２電極バスバー７００及び第１電極バスバー５００が備えられない前記モジュールケース３００の面、即ち、前記第５面３５０及び前記第６面３６０は、極性を有さない無極性の面からなり得る。これは、前述した実施例の前記電池ケース１３０のように複数個のバッテリーモジュール１０の相互結合時、極性を有する面同士の干渉を防止するためである。
前記ＢＭＳユニット９００は、前記モジュールケース３００内に備えられ、前記単数または前記複数個のバッテリーセル１００及び前記バッテリーモジュール１０の各種電装部品などを管理できる。
前記ＢＭＳユニット９００は、有線または無線接続のための通信モジュールを含み得る。これによって、前記ＢＭＳユニット９００は、前記モジュールケース３００内のバッテリーセル１００または複数個のバッテリーモジュール１０相互間の各種セルデータなどを交換することができる。
以下、このような本実施例による前記バッテリーモジュール１０を複数個の集合体として構成する場合におけるバッテリーモジュール１０の結合形態について具体的に説明する。
図１２は、図１０のバッテリーモジュールのブロック結合を説明するための図である。
図１２を参照すれば、前記バッテリーモジュール１０が複数個として設けられて相互結合するとき、前記バッテリーモジュール１０は、単なるブロック結合形態で簡単に結合できる。この際、相互間の電気的接続は、前記薄膜形態の二対の電極バスバー５００、７００によって前記ブロック結合時、簡単に行われ得る。このようなブロック結合は、前述した実施例の前記バッテリーセル１００のように、直列接続及び並列接続のいずれの方式においても可能である。
このように、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、前記六面体形状のモジュールケース３００及び前記モジュールケース３００の外面に備えられる二対の電極バスバー５００、７００によって複数のバッテリーモジュール１０を結合するとき、結合自由度を高めることができ、ブロック結合によって容易な作業性を図ることができる。
また、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、前記複数のバッテリーモジュール１０の結合時、前記六面体形状のモジュールケース３００及び前記薄膜形状の二対の電極バスバー５００、７００によって、結合時に発生し得る空間損失を最小化することができる。
これによって、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、前記複数のバッテリーモジュール１０の結合時、エネルギー密度を向上させると共に、最近のスリム化トレンドに乗って更にスリムな構造を具現することができる。
図１３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
図１３を参照すれば、バッテリーパック１は、前述の実施例による複数個としてブロック結合したバッテリーモジュール１０と、前記ブロック結合したバッテリーモジュール１０をパッケージングするパックケース５０と、を含み得る。
このような前記バッテリーパック１は、自動車の燃料源として、自動車に具備できる。例えば、前記バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車及びその他のバッテリーパック１を燃料源として利用可能なその他の方式で自動車に備えられ得る。また、前記バッテリーパック１は、前記自動車のみならず、二次電池を用いる電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などのその他の装置や器具及び設備などにも備えられ得る。
このように、本実施例による前記バッテリーパック１と前記自動車のような前記バッテリーパック１を備える装置や器具及び設備は、前述の前記バッテリーモジュール１０を含むことから、前述のバッテリーモジュール１０による長所を全て有するバッテリーパック１及びこれを備える自動車などの装置や器具及び設備などを具現することができる。
以上のような本発明の多様な実施例によって、バッテリーセル１００またはバッテリーモジュール１０を複数個で構成して相互結合させるとき、結合自由度を高めることができるバッテリーセル１００、バッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び自動車を提供することができる。
また、以上のような多様な実施例によって、エネルギー密度を向上させることができるバッテリーセル１００、バッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び自動車を提供することができる。
さらに、以上のような多様な実施例によって、最近のスリム化トレンドに乗って更にスリムな構造を有するバッテリーセル１００、バッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び自動車を提供することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、だれでも多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は請求範囲内に含まれる。
１ バッテリーパック
１０ バッテリーモジュール
５０ パックケース
１００ バッテリーセル
１１０ 電極組立体
１３０ 電池ケース
１５０ 第１電極リード
１７０ 第２電極リード
３００ モジュールケース
５００ 電極バスバー
５００ 第１電極バスバー
７００ 電極バスバー
７００ 第２電極バスバー
９００ ＢＭＳユニット

Claims (13)

  1. 電極組立体と、
    前記電極組立体を収容する電池ケースと、
    前記電池ケースの外面に備えられ、前記電極組立体と接続する二対の電極リードと、を含み、
    前記電池ケースが、六面体形状からなり、
    前記二対の電極リードが、前記電池ケースの外面のうち四つの面に備えられることを特徴とするバッテリーセル。
  2. 前記二対の電極リードが、
    前記電池ケースの一面及び前記一面と対向して配置される他面に備えられる一対の第１電極リードと、
    前記一面及び他面に隣接して相互対向して配置される前記電池ケースの面に備えられる一対の第２電極リードと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーセル。
  3. 前記一対の第１電極リードが、相異なる極性を有することを特徴とする請求項２に記載のバッテリーセル。
  4. 前記一対の第２電極リードが、相異なる極性を有することを特徴とする請求項２に記載のバッテリーセル。
  5. 前記バッテリーセルは、複数個が備えられて相互ブロック結合することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーセル。
  6. 複数個のバッテリーセルと、
    前記複数個のバッテリーセルを収容するモジュールケースと、
    前記モジュールケースの外面に備えられ、前記バッテリーセルと電気的に接続する二対の電極バスバーと、を含み、
    前記モジュールケースが、六面体形状からなり、
    前記二対の電極バスバーが、前記モジュールケースの外面のうち四つの面に備えられることを特徴とするバッテリーモジュール。
  7. 前記二対の電極バスバーが、
    前記モジュールケースの一面及び前記一面と対向して配置される他面に備えられる一対の第１電極バスバーと、
    前記一面及び他面に隣接して相互対向して配置される前記モジュールケースの面に備えられる一対の第２電極バスバーと、を含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記一対の第１電極バスバーが、相異なる極性を有することを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
  9. 前記一対の第２電極バスバーが、相異なる極性を有することを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
  10. 前記モジュールケース内に備えられ、前記複数個のバッテリーセルを管理するＢＭＳユニットをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリーモジュール。
  11. 少なくとも一つの請求項６に記載のバッテリーモジュールと、
    前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパック。
  12. 前記バッテリーモジュールは、複数個が備えられ、相互ブロック結合することを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
  13. 少なくとも一つの請求項１１に記載のバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020259826A1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 Volvo Truck Corporation A battery unit
CN110504390B (zh) * 2019-06-29 2021-06-29 华为技术有限公司 一种方形电池、电池模组和电动车
CN111883850B (zh) * 2020-07-28 2023-03-03 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种自堆叠锂离子电池和电池模组
CN112510294A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 嘉兴市东灵电池有限责任公司 一种便于安装的新型电池
CN113206337B (zh) * 2021-06-09 2022-01-04 深圳市骑豹新能源科技有限公司 轻型电动车用高空间利用率的多功能锂离子电池储能系统
CN114148208B (zh) * 2021-11-23 2024-05-03 泉州湖南大学工业设计与机器智能创新研究院 一种电动汽车的电池容量调节方法及装置
EP4224615A1 (en) * 2022-02-07 2023-08-09 Abb Schweiz Ag A high-performance battery cell, contact structure, and battery arrangement
JP2024067196A (ja) * 2022-11-04 2024-05-17 Ａｚａｐａ株式会社 電池パックシステム、電池モジュール、端部モジュール、及び並列化モジュール

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277074A (ja) * 1999-03-29 2000-10-06 Daiwa Seiko Inc 魚釣用バッテリ
CN100461523C (zh) * 2001-09-19 2009-02-11 川崎重工业株式会社 三维电池
TW551621U (en) 2002-10-03 2003-09-01 Perfect Source Technology Corp Assembly type battery structure
US7339347B2 (en) * 2003-08-11 2008-03-04 Reserve Power Cell, Llc Apparatus and method for reliably supplying electrical energy to an electrical system
AU2004302507A1 (en) 2003-08-11 2005-03-03 Reserve Power Cell, Llc Multiple battery system, multiple battery management system, auxiliary battery attachment system, and network controlled multiple battery system
JP2008097942A (ja) 2006-10-10 2008-04-24 Sanyo Electric Co Ltd 組電池
JP2008234850A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気化学素子とその電極の製造方法、製造装置
US8257848B2 (en) 2009-01-12 2012-09-04 A123 Systems, Inc. Safety venting mechanism with tearing tooth structure for batteries
DE102009006465A1 (de) * 2009-01-28 2010-07-29 Li-Tec Battery Gmbh Batteriemodul
US8709632B2 (en) 2009-11-13 2014-04-29 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
WO2011161098A1 (en) 2010-06-21 2011-12-29 Electroengine In Sweden Ab Battery module and connecting elements
US8778530B2 (en) * 2010-09-10 2014-07-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery and battery pack using the same
CN102623737A (zh) * 2011-02-01 2012-08-01 汉能电动车有限公司 可扩充型拼组式电池装置
KR101579483B1 (ko) 2014-02-25 2015-12-22 엘지전자 주식회사 배터리팩
KR101805243B1 (ko) 2014-03-05 2017-12-05 주식회사 엘지화학 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법
KR102382525B1 (ko) 2015-01-13 2022-04-04 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 이차전지 배열
KR102317500B1 (ko) * 2015-04-29 2021-10-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102092267B1 (ko) * 2015-07-20 2020-03-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102058689B1 (ko) * 2015-09-22 2019-12-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
CN105470442A (zh) * 2015-11-13 2016-04-06 王晓秋 一种具有高安全性设计的锂电池组模块
KR102483321B1 (ko) 2015-11-16 2022-12-30 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101723052B1 (ko) * 2015-12-23 2017-04-05 주식회사 유라코퍼레이션 배터리 셀 단자의 연결 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 전원 측정을 위한 연결 구조

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