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公開番号2024086555
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2023143384
出願日2023-09-05
発明の名称バッテリーパック
出願人株式会社AESCジャパン
代理人個人
主分類H01M 50/507 20210101AFI20240620BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】維持費を削減することのできるバッテリーパックを提供する。
【解決手段】バッテリーパックは、トレイ10、セル20、および上部カバー30を備える。複数のセルは、アレイ状に配置されるとともに、着脱可能な方法でトレイに収容され、上部カバーは、トレイに着脱可能に接続される。バッテリーパックは、さらに、上部カバーに統合されたバスバーアセンブリ40を含み、バスバーアセンブリは、導電シート、弾性部材、および接触部材を含む。弾性部材の2つの端部は、それぞれ導電シートおよび接触部材に電気的に接続される。接触部材は、セルの電極端子21に着脱可能に、かつ電気的に接続される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
トレイと、
前記トレイに着脱可能に接続された上部カバーと、
アレイ状に配置されるとともに、前記トレイに着脱可能な方法で収容され、それぞれがトップカバーを備え、前記トップカバーが前記上部カバーに面する電極端子を備えた複数のセルと、
を含むバッテリーパックであって、
さらに、バスバーアセンブリを含み、前記バスバーアセンブリが、前記上部カバーに統合され、前記バスバーアセンブリが、導電シート、弾性部材、および接触部材を含み、前記弾性部材の２つの端部が、それぞれ前記導電シートおよび前記接触部材に電気的に接続され、前記接触部材が、前記セルの前記電極端子に着脱可能に、かつ電気的に接続されたバッテリーパック。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記上部カバーの下表面にセル位置制限部が設けられ、前記セル位置制限部が、前記セルの前記トップカバーと係合する請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記トレイが、セル位置制限溝を備え、各前記セルが、前記対応するセル位置制限溝に収容された請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記トレイが、さらに、前記セルの前記アレイ間に配置された中間ビームを含み、前記中間ビームの高さが、前記セルの高さよりも低く、前記上部カバーの前記中間ビームに対応する位置に前記中間ビームに面する隆起構造が形成され、前記隆起構造が、前記中間ビームと着脱可能に接続された請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記接触部材にプローブが設けられ、前記プローブが、前記セルの前記電極端子に貫入する請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記上部カバーの下表面に前記セルから離れた方向に凹部が設けられ、前記凹部と前記セルの上部の間に排気流路が形成され、前記排気流路が、少なくとも前記セルの中の一部の爆発防止弁の上方の部分を覆う請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記上部カバーの内部に冷却流路が設けられ、前記冷却流路が、前記導電シートおよび／または前記電極端子および／または前記排気流路の上方の部分を少なくとも部分的に通過し、前記冷却流路の液体入口および液体出口が、いずれも前記上部カバーの上表面に位置する請求項６に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記排気流路と前記冷却流路の間に脆弱部が設けられ、前記脆弱部が、前記セルの前記爆発防止弁の上方に位置し、前記セルの前記爆発防止弁が破裂した際に衝撃を受けると破壊され、前記冷却流路と前記排気流路が連通するように構成された請求項７に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記上部カバーおよび前記トレイのうちの少なくとも１つが、事前位置決め装置を備え、前記事前位置決め装置が、前記上部カバーを前記トレイに対して特定の位置に保持するように構成された請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記上部カバーの前記下表面と前記セルの間に弾性熱伝導材料で作られた緩衝パッドが設けられ、前記セルの底面と前記トレイの間に前記弾性熱伝導材料で作られた緩衝媒体が設けられた請求項２に記載のバッテリーパック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力バッテリーの分野に属し、特に、バッテリーパックに関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車の急速な発展に伴い、バッテリーモジュールのエネルギー密度および安全性に対する要求も高く設定されている。現在の大型バッテリーモジュール製造の傾向は、バッテリーモジュールのエネルギー密度を高め、コストを削減することを目的としている。バッテリーモジュールのエネルギー密度を向上させるために、通常、バッテリーモジュールは、複数のセルを含み、これらのセルを順番に積み重ねて、エンドプレートとサイドプレートおよびエンドプレートとストラップにより固定して組み立てることによって、モジュールを形成する。モジュールを吊り具によりバッテリーパックに組み立てて、モジュールを構造用接着剤によりバッテリーパックの底部に接合することによって、高い集積度および高いエネルギー密度に対する要求が満たされる。しかし、モジュールの構造部品の強度は、底部の導電構造用接着剤の品質に依存しているため、接着剤の強度に対する要求が高い。同時に、セルは、接続シートにより溶接で接続され、モジュールは、高電圧銅バーにより接続される。セルが故障しても、モジュールを１つずつ着脱て交換することができないため、バッテリーパック全体を廃棄しなければならず、それにより、メンテナンスおよび販売後のコストが高くなり、資源の無駄が生じる。さらに、既知のバッテリーパックのパッケージング方法には、以下のような欠陥も見つかっている。接続シートとセル電極端子は、溶接により接続されるが、溶接強度が十分ではない。セルがサイクル後に膨張したとき、膨張力を解放することができず、結果的に、構造部品が故障する。高速充放電セル電極端子の冷却が困難である。セルの熱暴走に対する効果的な保護がなく、熱拡散せずにセルのレベルを達成することができない。バッテリーパックの内部空間利用率が低い。モジュールの加熱および冷却効率が低く、冷却および加熱流路をセルの底部でしか設定することができない。振動および衝撃構造部品の設計は、エネルギーを吸収できないため、構造部品には高い強度が必要である。溶接プロセスに対する要求が高く、製造コストが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先行文献の上記の欠点を考慮して、本発明の目的は、維持費を削減することのできるバッテリーパックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的および関連するその他の目的を達成するために、本発明は、トレイと、アレイ状に配置されるとともに、着脱可能な方法でトレイに収容され、それぞれがトップカバーを備えた複数のセルと、着脱可能にトレイに接続された上部カバーと、を含むバッテリーパックを提供する。トップカバーは、上部カバーに面する電極端子を備える。バッテリーパックは、さらに、バスバーアセンブリを含む。バスバーアセンブリは、上部カバーに統合され、バスバーアセンブリは、導電シート、弾性部材、および接触部材を含む。弾性部材の２つの端部は、それぞれ導電シートおよび接触部材に電気的に接続される。接触部材は、セルの電極端子に着脱可能に、かつ電気的に接続される。
【０００５】
本発明の１つの選択的な実施形態において、上部カバーの下表面には、セル位置制限部が設けられ、セル位置制限部は、セルのトップカバーと係合する。
【０００６】
本発明の１つの選択的な実施形態において、トレイは、セル位置制限溝を備え、各セルは、対応するセル位置制限溝に収容される。
【０００７】
本発明の１つの選択的な実施形態において、トレイは、さらに、セルのアレイ間に配置された中間ビームを含み、中間ビームの高さは、セルの高さよりも低い。上部カバーの中間ビームに対応する位置には、中間ビームに面する隆起構造が形成され、隆起構造は、中間ビームと着脱可能に接続される。
【０００８】
本発明の１つの選択的な実施形態において、接触部材には、プローブが設けられ、プローブは、セルの電極端子に貫入する。
【０００９】
本発明の１つの選択的な実施形態において、上部カバーの下表面には、セルから離れる方向に凹部が設けられ、凹部とセルの上部の間には、排気流路が形成される。排気流路は、少なくともセルの中の一部の爆発防止弁の上方の部分を覆う。
【００１０】
本発明の１つの選択的な実施形態において、上部カバーの内部には、冷却流路が設けられ、冷却流路は、導電シートおよび／または電極端子および／または排気流路の上方の部分を少なくとも部分的に通過する。冷却流路の液体入口および液体出口は、いずれも上部カバーの上表面に位置する。
（【００１１】以降は省略されています）

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