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公開番号2024166159
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024079831
出願日2024-05-16
発明の名称バッテリパック用のバスバー配線
出願人ティーイーコネクティビティソリューソンズゲーエムベーハー
代理人弁理士法人大場国際特許事務所
主分類H01M 50/507 20210101AFI20241121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】費用対効果が高く確実な手段で電気自動車用などのバッテリパックを組み立てるためのバスバー配線を提供する。
【解決手段】バッテリパックにおけるバッテリセル20のセル端子24,26同士を電気的に接続するためのバスバー配線100は、バスバー200を行と列に並べた行列を備える。各バスバーは、対応する隣接するバッテリセルの対応する第1および第2のセル端子と嵌合するための第1および第2の嵌合端部を備える。バスバー配線は、バスバーの相対位置を保持するフレーム部材を備えるバスバーキャリア110を備える。バスバー配線は、バスバーキャリアに結合された検知ハーネス300であって、検知点320の複数の行および複数の列を有する行列状に検知点を保持する検知キャリアを備える検知ハーネスを備える。検知点は、対応するセル端子に電気的に接続して、バッテリセルの特性を監視するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バッテリパック（１０）におけるバッテリセル（２０）のセル端子（２４、２６）同士を電気的に接続するためのバスバー配線（１００）であって、前記バスバー配線は、
行列（２０２）状に配置された複数のバスバー（２００）であって、前記行列（２０２）は、前記バスバーの複数の行（２０４）および複数の列（２０６）を有し、各バスバーは、対応する前記バッテリセルの対応する前記セル端子と嵌合するための第１の嵌合端部（２１５）と、隣接した対応する前記バッテリセルの隣接した前記セル端子と嵌合するための第２の嵌合端部（２１７）とを備え、前記バスバーは、前記バッテリパックにおける前記バッテリセル同士を電気的に接続する、複数のバスバー（２００）と、
前記行列における前記バスバーの各々を保持するバスバーキャリア（１１０）であって、前記バスバーキャリアは、前記バスバーの相対位置を保持するフレーム部材（１２２）を備え、前記フレーム部材は、ストラクチュラルフォーム要素（１５０）である、バスバーキャリア（１１０）と、
前記バスバーキャリアに結合された検知ハーネス（３００）であって、前記検知ハーネスは、行列状に検知点（３２０）を保持する検知キャリア（３１０）を備え、前記行列は前記検知点の複数の行および複数の列を有し、前記検知点は、対応する前記セル端子に電気的に接続して、前記バッテリセルの特性を監視するように構成されている、検知ハーネス（３００）と、
を備える、バスバー配線（１００）。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記検知ハーネス（３００）は、前記バッテリパック（１０）の前記セル端子（２４、２６）の各々に電気的に接続するように構成されている、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項３】
前記検知ハーネス（３００）の前記検知点（３２０）は、前記バスバー（２００）の各々に電気的に接続される、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項４】
前記検知ハーネス（３００）の前記検知点（３２０）は、対を成して配置され、各バスバー（２００）は、前記対の両センサに接続されている、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項５】
前記検知点（３２０）は、前記バスバー（２００）と対応する前記セル端子（２４、２６）との間に位置決めされるように構成されている、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項６】
前記検知点（３２０）は、前記バスバー（２００）および対応する前記セル端子（２４、２６）に溶接されるように構成されている、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項７】
前記センサハーネス（３００）は、フレキシブルプリント回路である、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項８】
前記センサハーネス（３００）は、制御モジュールに電気的に接続するように構成されたコネクタ（３０２）を備える、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項９】
前記検知点（３２０）は、ニッケルめっき加工されている、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
【請求項１０】
前記検知キャリア（３１０）は、前記バスバーキャリア（１１０）の内面に固定されて、前記検知点（３２０）を前記バスバー（２００）に対して位置決めする、請求項１に記載のバスバー配線（１００）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０２３年５月１６日に出願された米国出願第６３／４６６，８０５号の利益を主張し、その主題の全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,300 文字）【０００２】
本明細書の主題は、一般に、電気自動車用のバッテリパックなど、バッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００３】
電気自動車は、多数のバッテリセルを有するバッテリパックを含むバッテリシステムを備える。典型的なバッテリシステムは、バッテリセルのグループ間で電力を伝送／分配するとともに、電圧や温度のようなバッテリパラメータを検知するための装備を有する接続ソリューションを必要とする。電力を伝送するために、バスバー（アルミニウム製または銅製）は、通常、直列および／または並列電気構成でセル端子に溶接される。電気自動車の用途が拡大するにつれて、部品の間接費（ドル／ｋＷｈ）が精査されるようになり、部品点数を最小限に抑えるなどして、費用を最小限に抑える要望が出てきている。電気自動車のバッテリシステムでは、バッテリセルのスタックサイズが、非常に大きい。典型的には、バッテリシステムの組立ては、多くの部品を必要とし、これらの部品は、対応するセル端子に個々に組み付けられる。これは、非常に時間がかかり、組立て工程に費用が加算される。
一部のバッテリシステムは、バッテリセル同士を接続するバスバーのための射出成形キャリアを備えている。しかし、バッテリパックのサイズが増大するにつれて、成形工程の限界により、射出成形キャリアのサイズにも制限が生じている。例えば、従属部品のサイズは、従来の射出成形工程には大きすぎる。また、より大きな製造ボリュームを満たすために、サイクルタイム要件（すなわち、タクトタイム）を短縮する必要がある。資本費、工具費、部品費、および加工費を軽減するために、可能な限りの工程の合理化が切実に求められている。また、持続可能である工程やサプライチェーンも求められる。さらに、バッテリ部品は、しばしば、車両内で点検－修理を行うことが不可能であることが多く、保証費やリコールを抑えるために、信頼性の高い接続を有することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
費用効果が高く確実な手段で電気自動車用などのバッテリパックを組み立てる方法が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、バッテリパックにおけるバッテリセルのセル端子同士を電気的に接続するためのバスバー配線（バスバー相互接続、バスバー相互接続具、ｂｕｓｂａｒｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）が提供される。バスバー配線は、行列（マトリクス、ｍａｔｒｉｘ）状に配置された複数のバスバーを備え、行列は、バスバーの複数の行および複数の列を有する。各バスバーは、対応するバッテリセルの対応するセル端子と嵌合するための第１の嵌合端部と、隣接した対応するバッテリセルの隣接したセル端子と嵌合するための第２の嵌合端部とを備える。バスバーは、バッテリパックにおけるバッテリセル同士を電気的に接続する。バスバー配線は、行列におけるバスバーの各々を保持するバスバーキャリアを備える。バスバーキャリアは、バスバーの相対位置を保持するフレーム部材を備える。
フレーム部材は、ストラクチュラルフォーム要素（構造用発泡要素、構造発泡要素、ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｏａｍｅｌｅｍｅｎｔｓ）である。バスバー配線は、バスバーキャリアに結合された検知ハーネスを備える。検知ハーネスは、検知トレースまたは検知回路と、複数の行および複数の列から成る行列状の検知点を備える。検知点は、対応するセル端子に電気的に接続して、バッテリセルの特性を監視するように構成されている。
【０００６】
ここで、本発明について例示として添付図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
例示的な実施形態によるバスバー配線を備えるバッテリパックの斜視図である。
例示的な実施形態によるバスバー配線を示す図である。
（図２に示す）検知ハーネスなしの例示的な実施形態によるバスバー配線を示す図である。
線Ａ－Ａに沿って取られた、例示的な実施形態によるバスバー配線の一部の断面図である。
線Ｂ－Ｂに沿って取られた、例示的な実施形態によるバスバー配線の一部の断面図である。
線Ｃ－Ｃに沿って取られた、例示的な実施形態によるバスバー配線の一部の断面図である。
例示的な実施形態によるスタック状に配置された複数のバスバー配線を示す図である。
例示的な実施形態による検知ハーネスの斜視図である。
例示的な実施形態による検知ハーネスの一部の断面図である。
例示的な実施形態によるバスバー配線の分解図である。
例示的な実施形態による、バッテリセルのうちの１つへの接続のために準備されたバスバー配線および検知ハーネスを示すシステムの一部の分解図である。
例示的な実施形態による、バッテリセルのうちの１つへの接続のために準備されたバスバー配線および検知ハーネスを示すシステムの一部の分解図である。
例示的な実施形態による、第１の向きでバッテリパックに結合されたバスバー配線を示す図である。
例示的な実施形態による、第２の向きでバッテリパックに結合されたバスバー配線を示す図である。
例示的な実施形態によるバッテリパックの組立て方法を示すフローチャートである。
例示的な実施形態によるバッテリパックの組立て方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、例示的な実施形態によるバスバー配線１００を備えるバッテリパック１０の斜視図である。バッテリパック１０は、電気自動車などの車両用のバッテリパックであってもよい。但し、バッテリパック１０は、代替実施形態では、他の用途で使用してもよい。例示的な実施形態では、バッテリパック１０は、高電圧バッテリパックである。例えば、バッテリパック１０は、４００Ｖまたは８００Ｖのバッテリパックである。バスバー配線１００は、バッテリパック１０のバッテリセル２０の行列を電気的に接続するために使用される。例えば、バスバー配線１００は、バッテリセル２０同士を直列および／または並列に接続してもよい。
【０００９】
バッテリセル２０は、バッテリパックハウジング１２において保持されてもよい。バッテリパック１０は、正極バッテリ配線端子１４と、負極バッテリ配線端子１６とを備える。バッテリ配線端子１４、１６は、充電システム、および／または電気モータなどの負荷への接続のために、コンタクタやヒューズなどのバッテリパック１０の他の電力分配部品とのインターフェースになってもよい。
【００１０】
各バッテリセル２０は、セルハウジング２２、第１のセル端子２４、および第２のセル端子２６を備える。様々な実施形態において、バッテリセル２０は、角形バッテリセルであってもよい。第１のセル端子２４および第２のセル端子２６は、カソード端子およびアノード端子であってもよい。例示的な実施形態では、バッテリセル２０は、矩形状であり、積層構成で配置される。例えば、バッテリセル２０は、バッテリセル２０の行および列を成すように行列状に積み重ねてもよい。セル行列は、２平方メートル超（２ｍ
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以上）など、大きい表面積を有してもよい。例えば、行列は、約１．０ｍ～２．０ｍの長さ、および約１．０ｍ～１．５ｍの幅を有してもよい。
行における隣接するバッテリセル２０同士は、バスバー配線１００によって相互接続される。バッテリセル２０の隣接する行同士は、バスバー配線１００によって相互接続される。例えば、端にあるバッテリセル２０同士が、行間接続されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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