JP2023532221A

JP2023532221A - 電池パック

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Publication number: JP2023532221A
Application number: JP2022577781A
Authority: JP
Inventors: 明杰呉; 神胡
Original assignee: Dongguan Poweramp Technology Ltd
Current assignee: Dongguan Poweramp Technology Ltd
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2023-07-27
Also published as: WO2021253356A1; CN115917864A; US20230117730A1; EP4156402A4; EP4156402A1

Abstract

本願は電池パックを開示し、電池セル、回路基板、第１アダプタシート及び第２アダプタシートを含む。電池セルは、電極タブを含み、第１アダプタシートは、隣接する２つの電気セルの電極タブと溶接される。第２アダプタシートは、回路基板に溶接され、且つ第１アダプタシートと溶接される。前記電池パックは、第１アダプタシートを介して電池セルの電極タブとの電気的接続を実現し、第２アダプタシートを介して第１アダプタシートと回路基板とにそれぞれ電気的接続して、電池セルと回路基板との電気的接続を実現する。本願の回路基板は各々の電池セルの電極タブの情報を直接に収集することができ、従来技術における銅母線、中継回路基板及びフレキシブル回路基板などの構造を除去し、コストを削減し、構造を簡略化し、取り付けが便利になった。

Description

本願は、電池パックに関する。

従来の電池パックでは、通常、ケーブル、中継回路基板、銅母線及びフレキシブル配線板（ＦＰＣ，ＦＬＥＸＩＢＬＥＰＲＩＮＴＥＤＣＩＲＣＵＩＴ）などを用いて電池ユニットの間の電気的接続や電池ユニットの電圧などの情報の収集を実現する必要があった。例えば、フレキシブルバッテリーパック内の電池セルにおける電極タブ及び銅母線を中継回路基板に同時に溶接し、さらに、中継回路基板を電池パックのバッテリ管理システム（ＢＭＳ，ＢＡＴＴＥＲＹＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＳＹＳＴＥＭ）とハーネスやコネクタなどで電気的に接続する。ケーブル、銅母線、中継回路基板、ＦＰＣなどを採用することは、ネジ締め、ケーブル固定、絶縁、ＦＰＣ保護、コネクタ選択などの問題に関連する。既存の電池パックはコストが高く、スペースの需要が大きく、部品が多く、プロセスが複雑であり、自動化の程度が低く、標準化し難い。

これに鑑みて、銅母線などの中継構造を省略し、電圧などの情報の収集構造を簡略化した電池パックを提供する必要がある。

本願発明による電池パックは、少なくとも２つの電池セル、１つの回路基板、第１アダプタシート及び第２アダプタシートを含み、前記電池セルは、電極タブを含み、前記第１アダプタシートは、隣接する２つの前記電池セルの電極タブと溶接接続されており、前記第２アダプタシートは、回路基板に溶接され、且つ前記第１アダプタシートと溶接接続されている。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板には第１貫通孔が設けられ、前記第１アダプタシートと前記第２アダプタシートとのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔内に設けられる

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記第１アダプタシートは、順次に接続された第１固定部、第１折曲部及び第１接続部を含み、前記第１固定部は、隣接する２つの前記電池セルの電極タブと溶接し、前記第１接続部は、前記第２アダプタシートと溶接するために用いられ、且つ前記第１貫通孔内に設けられる。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記第１折曲部は、少なくとも前記第１貫通孔に部分的に設けられる。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記第２アダプタシートは、順次に接続された第２固定部、第２折曲部、及び第２接続部を含み、前記第２固定部は、前記回路基板に溶接され、前記第２接続部は、前記第１アダプタシートに溶接され、且つ前記第１貫通孔内に設けられている。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記第２折曲部は、少なくとも前記第１貫通孔に部分的に設けられる。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板は、第１面と、前記第１面に対向して設けられた第２面とを含み、前記第１面は、前記電池セルに向けられ、前記第２固定部は、前記第２面に設けられる。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板には、第２貫通孔が設けられ、前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔と連通し、前記第１固定部は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔に現れる。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記電池セルの一方の側には、正極タブと負極タブが設けられ、前記第１アダプタシートは、隣接する２つの前記電池セルの正極タブと負極タブとに電気的に接続される。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板には、第３貫通孔が開設され、前記電池パックは、第３アダプタシートをさらに含み、前記第３アダプタシートは、前記回路基板における前記電池セルから離れる側に設けられ、外側の前記電池セルの正極タブまたは負極タブは、前記第３貫通孔を貫通し、且つ前記第３アダプタシートに接続される。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板には、第４貫通孔が開設され、前記第４貫通孔は、前記第３アダプタシートの前記回路基板での投影と部分的に重なる。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板は、第１面と、前記第１面に対向して設けられた第２面とを含み、前記第１面は、前記電池セルに向けられ、前記回路基板には、第１貫通孔が設けられ、前記第１アダプタシートと前記第２アダプタシートとのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔の外に設けられている。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記第２アダプタシートは、前記第１面に設けられている。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記第２アダプタシートは、前記第２面に設けられ、前記第１アダプタシートは、順次に接続されている第１固定部、第１折曲部及び第１接続部を含み、前記第１固定部は、隣接する２つの前記電池セルの電極タブに溶接され、前記第１接続部は、前記第２アダプタシートに溶接され、前記第１折曲部は、少なくとも前記第１貫通孔に部分的に設けられている。

本願発明の幾つかの実施形態によれば、前記回路基板は、バッテリ管理システムが設けられた回路基板である。

前記電池パックは、前記第１アダプタシートを介して前記電池セルの電極タブとの電気的接続を実現し、前記第２アダプタシートを介して前記第１アダプタシートと前記回路基板とに電気的接続して、電池セルと前記回路基板との電気的接続を実現する。回路基板は、第１アダプタシート及び第２アダプタシートを介して電池セルの電圧及び温度などの情報を収集することができる。さらに、前記回路基板は、バッテリ管理システム（ＢＭＳ，ＢＡＴＴＥＲＹＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＳＹＳＴＥＭ）が設けられた回路基板である。前記電池パックは、従来技術における銅母線、中継回路基板、フレキシブル回路基板などの構造を省略し、コストを下げ、構造を簡略化し、取り付けが便利になる。

本願の第１実施形態に係る電池パックの構成図である。図１に示した電池パックの構造の分解模式図である。図１に示した電池パック内の電池セルと第１アダプタシートとを組み付けた構成の模式図である。図１に示した電池パックにおけるカバーが除去された後の構造概略図である。図４に示した電池パックの構造の分解模式図である。図１に示した電池パックのＶＩ－ＶＩ線に沿った断面構造図である。図６に示した電池パックのカバーの構造概略図である。図１に示した電池パック内の電池セルと第１アダプタプレート、第２アダプタプレート、及び回路基板における他の実施形態での構造概略図である。図８に示した電池パック内の電池セルと第１アダプタシートとの組み立て後の構造概略図である。本願の第２実施形態による電池パックはカバーが除去された後の構造概略図である。図１０に示した電池パックは電池セルが除去された後の構造分解概略図である。図１０に示した電池パックの上部カバーの構造概略図である。本願の第３実施形態による電池パックの構成図である。以下の具体的な実施形態について、上述の図面に基づいて本願をさらに説明する。

以下、本願の実施形態における技術的態様を本願の実施形態における図面と共に説明するが、説明された実施形態は、本願の一部の実施形態にすぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。

特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本願の技術分野に属する技術者が一般に理解するものと同じ意味である。本願の明細書において使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本願を限定することを目的とするものではない。

本願の幾つかの実施形態は、少なくとも２つの電池セル、１つの回路基板、第１アダプタシート及び第２アダプタシートを含む電池パックを提案し、前記電池セルは、電極タブを含む。前記第１アダプタシートは、隣接する２つの前記電池セルの電極タブに溶接される。前記第２アダプタシートは、回路基板に溶接され、且つ前記第１アダプタシートと溶接されている。

前記電池パックは、前記第１アダプタシートを介して前記電池セルの電極タブとの電気的接続を実現し、前記第２アダプタシートを介して前記第１アダプタシートと前記回路基板とに電気的接続して、前記電池セルと前記回路基板との電気的接続を実現する。前記回路基板は、前記第１アダプタシート及び前記第２アダプタシートを介して前記電池セルの電極タブの電圧等の情報を収集することができる。前記電池パックは、従来技術における銅母線、中継回路基板、フレキシブル回路基板などの構造を省略し、コストを低減し、構造を簡略化し、取り付けが便利になる。

以下、添付図面に基づいて、本願の幾つかの実施形態について詳細に説明する。衝突しない場合には、以下の実施例及び実施例における特徴を互いに組み合わせてもよい。

[第１実施形態］
図１～図３を同時に参照すると、本願の一実施形態は電池パック１００を提案している。前記電池パック１００は、ハウジング１０と、電池セル２０と、回路基板３０とを備える。前記電池セル２０及び前記回路基板３０は、それぞれ前記ハウジング１０内に位置している。前記ハウジング１０は、前記電池セル２０及び前記回路基板３０を固定するために用いられる。前記回路基板３０には、バッテリ管理システムが設けられている。

前記電池セル２０は、電池セル本体２１と、２つの電極タブと、を含む。２つの前記電極タブは、それぞれ正極タブ２３と負極タブ２５である。前記正極タブ２３及び前記負極タブ２５は、前記電池セル本体２１の一方側に設けられ、且つ前記電池セル本体２１の外に突き出している。前記電池セル２０の数は、複数であり、例えば１３個であるが、これに限定されるものではない。複数の前記電池セル２０は、前記ハウジング１０内に順次配列されている。

後述の便宜上、図２に示すように、第１方向Ｚ、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙを座標軸別に定義する。本実施形態では、前記第１方向Ｚは、前記正極タブ２３または前記負極タブ２５が前記電池セル本体２１から突き出す方向に平行な方向である。前記第２方向Ｘは、複数の前記電池セル２０の配列方向に対して平行である。前記第３方向Ｙは、前記第１方向Ｚと前記第２方向Ｘとに対してそれぞれ垂直である。

複数の前記電池セル２０は、直列して電気的に接続されている。具体的には、隣接する２つの前記電池セル２０のうち、一方の電池セル２０の正極タブ２３と他方の電池セル２０の負極タブ２５とが折り曲げられた後に、前記第２方向Ｘに沿って対向して延びて積み重ねている。前記第２方向Ｘに沿って、複数の配列された前記電池セル２０は、第１端２０１と第２端２０３とを含む。前記第１端２０１に位置する電池セル２０の正極タブ２３と前記第２端２０３に位置する電池セル２０の負極タブ２５とは、それぞれ前記第２方向Ｘに沿って互いに対して逆方向に延び、且つそれぞれ複数の前記電池セル２０の正極と負極として機能する。他の実施例では、複数の電池セル２０は、並列して電気的に接続されてもよい。

図３、図４、及び図５に示すように、電池パック１００は、第１アダプタシート４０及び第２アダプタシート５０をさらに含む。前記第１アダプタシート４０は、隣接する２つの前記電池セル２０の前記正極タブ２３と前記負極タブ２５とに電気的に接続されている。具体的には、前記第１方向Ｚに沿って、前記第１アダプタシート４０、前記負極タブ２５及び前記正極タブ２３が順次に積層されているが、これに限定されない。前記第１アダプタシート４０、前記正極タブ２３及び前記負極タブ２５は超音波溶接又はレーザ溶接を用いて接続され、さらに電気的接続を実現する。ここで、溶接領域は、図３により示される陰影領域である。

前記第１アダプタシート４０と前記負極タブ２５の材質は銅であり、前記正極タブ２３の材質はアルミニウムであるが、これに限定されない。前記第１方向Ｚにおいて、材質が銅である第１アダプタシート４０と前記負極タブ２５は、材質がアルミニウムである前記正極タブ２３の下方に配置され、銅の融点がアルミニウムより高い。溶接を行う際には、溶接エネルギーが下に行くほど高くなり、さらに溶接効果が向上する。

他の実施例では、前記第１アダプタシート４０、前記負極タブ２５及び前記正極タブ２３の重ね合わせ順序が変化してもよい。例えば、前記第１アダプタシート４０は、前記負極タブ２５の上方に位置してもよい。前記負極タブ２５と前記正極タブ２３との重ね合わせ順序は、材質変化に応じて設定されてもよい。

複数の前記電池セル２０における正極タブ２３、負極タブ２５及び前記第１アダプタシート４０は、電池セルの組立効率を高めるために、金型などの装置を用いて同時に溶接されることができる。

前記第２アダプタシート５０は、前記回路基板３０に設けられている。前記第２アダプタシート５０は、前記回路基板３０と前記第１アダプタシート４０とに電気的に接続されている。回路基板３０には、第１貫通孔３１が設けられている。前記第１貫通孔３１は、前記回路基板３０の側辺を貫通しているが、これに限定されない。前記第１貫通孔３１から露出する一部の前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０との前記第１方向Ｚに沿った投影は、部分的に重なり合う。溶接装置（図示せず）を用いて、前記第１貫通孔３１を介して前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタ５０とに対して超音波溶接またはレーザ溶接を行う。

前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０とのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔３１内に位置するが、これに限定されない。具体的には、前記第２アダプタシート５０は、前記回路基板３０における前記第１貫通孔３１の一方側に接続され、且つ前記第１貫通孔３１まで延びている。前記第２アダプタシート５０は、表面組立技術（ＳＭＴ，ＳＵＲＦＡＣＥＭＯＵＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）によって前記回路基板３０に接続され、且つ前記第２方向Ｘに沿って延びる。ここで、前記第２アダプタシート５０と前記回路基板３０との接続領域は、図４により示されるシャドウ領域である。前記第１アダプタシート４０は、前記第２アダプタシート５０と接続するために、前記第３方向Ｙに沿って前記第１貫通孔３１まで延びている。

前記第２アダプタ５０は、順次に接続された第２固定部５１と、第２折曲部５３と、第２接続部５５とを含む。前記第２固定部５１は、前記回路基板３０に接続されている。前記第２接続部５５は、前記第１アダプタシート４０に接続されている。前記第２折曲部５３は、前記第２固定部５１及び第２接続部５５に対してそれぞれ傾斜しており、前記第２アダプタシート５０において折り曲げ構造を形成している。

前記第２固定部５１は、前記回路基板３０の前記電池セル２０から離反する側に位置する。前記回路基板３０は、第１面３０１と、第１面３０１に対向して設けられた第２面３０３とを含む。前記第１面３０１は、前記電池セル２０に向いている。前記第２固定部５１は、前記第２面３０３に設けられている。溶接する時に、前記第２接続部５５が前記第１アダプタシート４０と強固に溶接できるように、前記第２アダプタシート５０は変形して第２接続部５５を前記第１アダプタシート４０に近接する方向へ延伸させることができる。例えば、前記第２折曲部５３と前記第２固定部５１とのなす角度の変化、前記第２折曲部５３自体の変形、または前記第２折曲部５３と前記第２接続部５５とのなす角度の変化などが挙げられる。前記第１アダプタシート４０が前記正極タブ２３及び前記負極タブ２５と溶接する際に変形したり、前記電池パック１００内の構造に製造又は取り付け誤差があったりしても、前記第２アダプタシート５０にベンド構造の第２折曲部５３を設けることにより、前記第２アダプタシート５０と前記第１アダプタシート４０との溶接を強固にすることができる。他の実施例では、前記第２固定部５１は、前記回路基板３０の前記電池セル２０に向かう側に位置してもよい。

前記第２固定部５１と前記第２接続部５５は互いに対して平行であるが、これに限定されず、他の実施例では、前記第２固定部５１と前記第２接続部５５とは平行でなくてもよく、前記第２接続部５５が前記第１アダプタシート４０と接続可能であればよい。

図３及び図４に示すように、前記第１アダプタシート４０は、順に接する第１固定部４１と、第１折曲部４３と、第１接続部４５とを含む。前記第１固定部４１は、前記正極タブ２３と前記負極タブ２５とに接続されている。前記第１接続部４５は、前記第２アダプタ５０の第２接続部５５に接触するように接続されている。前記第１折曲部４３は、前記第１固定部４１と前記第１接続部４５とに対してそれぞれ傾斜し、前記第１アダプタシート４０においてベンド構造を形成し、さらに前記第１アダプタシート４０を変形し易くし、第１接続部４５を前記第２アダプタシート５０に近接する方向に延伸させて、前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０の溶接効果を高める。

前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０とにそれぞれベンド構造を設け、電池パック１００の耐震効果を高め、前記第１アダプタシート４０と前記正極タブ２３または前記負極タブ２５、及び前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０との接続信頼性を高めている。

前記第２折曲部５３及び前記第１折曲部４３は、それぞれ少なくとも前記第１貫通孔３１内に部分的に位置するが、これに限定されない。前記第１貫通孔３１は、前記第２アダプタシート５０と前記第１アダプタシート４０とが変形した後に延びる空間を提供する。

なお、他の実施例では、前記第１アダプタシート４０及び／又は前記第２アダプタシート５０は、ベンド構造を省略してもよい。

前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０は、両者のコンタクトインターフェースが前記第１貫通孔３１の外に位置するようにそれぞれ延びていてもよい。例えば、別の実施形態では、前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０とのコンタクトインターフェースは、前記回路基板３０と前記電池セル本体２１との間の空間内に位置し、この空間内で溶接装置を用いて前記第１貫通孔３１を介して両者のコンタクトインターフェースの溶接固定を実現する。また、別の実施形態では、前記第２アダプタシート５０の第２固定部５１は、前記第２面３０３に設けられる。前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０とのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔３１の前記電池セル２０から離反する側に位置する。前記第１アダプタシート４０の第１固定部４１は、隣接する２つの前記電池セル２０の電極タブに溶接され、且つ前記回路基板３０の前記電池セル２０に向かう側に位置する。前記第１折曲部４３の少なくとも一部は、前記第１貫通孔３１内に設けられている。前記第１接続部４５の前記第１面３０１に向かう表面は、前記第２接続部５５と溶接接続されている。前記第１接続部４５の前記第１面３０１に向かう表面は、前記第１貫通孔３１の前記電池セル２０から離反する側の上面よりも高いかまたはそれと面一である。即ち、前記第１接続部４５と前記第２接続部５５とのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔３１の外に位置する。

前記回路基板３０には、第２貫通孔３３が設けられている。前記第１固定部４１は、前記第２貫通孔３３において少なくとも部分的に現れ、前記第１アダプタシート４０における正極タブ２３と負極タブ２５との電気的接続箇所を露出させる。前記第２貫通孔３３は、内部抵抗試験のためのプローブ（図示せず）が通過することを許容する。前記プローブは、内部抵抗試験を達成するために、前記第１アダプタシート４０における正極タブ２３及び負極タブ２５との接続箇所と当接することができる。なお、他の実施例では、前記第２貫通孔３３を省略し、他の方法で内部抵抗試験を行うこともできる。

複数の前記第１貫通孔３１は、前記回路基板３０の両側にそれぞれ開設され、且つ前記回路基板３０の側辺を貫通しているが、これに限定されない。前記第２貫通孔３３は、前記第１貫通孔３１と連通する。他の実施例では、前記第１貫通孔３１は、前記回路基板３０の側辺を貫通しなくてもよい。前記第１貫通孔３１の前記回路基板３０での位置は、前記電池セル２０における正極タブ２３と負極タブ２５の位置に応じて決定される。前記第２貫通孔３３は、前記第１貫通孔３１と連通しなくてもよい。

図４及び図５に示すように、前記電池パック１００は、第３アダプタシート６０をさらに含む。前記第３アダプタシート６０は、前記回路基板３０に設けられている。具体的には、前記第３アダプタシート６０は、表面組立技術により前記回路基板３０の前記電池セル２０から離れる側に接続される。即ち、前記第３アダプタシート６０は、前記電気基板３０の第２面３０３に接続されている。

前記第３アダプタシート６０の数は、２つである。その中の１つの前記第３アダプタシート６０は、前記第１端２０１に位置する電池セル２０の正極タブ２３と電気的に接続される。もう１つの前記第３アダプタシート６０は、前記第２端２０３に位置する電池セル２０の負極タブ２５と電気的に接続されている。前記回路基板３０は、前記第３アダプタシート６０の一方の側に第３貫通孔３４を開設する。前記正極タブ２３及び前記負極タブ２５は、それぞれ対応する前記第３貫通孔３４を通過し、且つ第３アダプタシート６０とそれぞれ超音波溶接又はレーザ溶接により接続される。

図６に示すように、前記回路基板３０には第４貫通孔３５が開設されている。前記第４貫通孔３５は、前記第３アダプタシート６０の前記回路基板３０での投影と部分的に重なる。前記第３アダプタシート６０が溶接する時に発生した熱は、前記第４貫通孔３５を通って排出される。他の実施例では、前記第４貫通孔３５は省略してもよい。

組み立てる場合、前記第２アダプタシート５０と前記第３アダプタシート６０とを前記回路基板３０にそれぞれ接続する。前記第１アダプタシート４０を前記正極タブ２３と前記負極タブ２５とに溶接して接続する。次に、同時に、前記第１アダプタシート４０と前記第２アダプタシート５０、前記第３アダプタシート６０と前記正極タブ２３、前記負極タブ２５とをそれぞれ溶接する。前後に２回の溶接を採用し、前記回路基板３０において、前記第１アダプタシート４０が前記正極タブ２３と前記負極タブ２５とに溶接する際に、貫通孔を開く必要がなく、前記回路基板３０の有効な使用面積を増加し、前記回路基板３０におけるレイアウト空間を増大させた。他の実施例では、前記回路基板３０に貫通孔を設けて、２回の溶接を１回の溶接に統合しながら行うこともできる。

図８と図９を同時に参照すると、別の実施形態では、電池パック１００ａは、電池パック１００の構造とほぼ一致するが、前記電池パック１００ａの第１アダプタシート４０ａ及び第２アダプタ５０ａの構造が異なる点で電池パック１００と異なる。具体的には、前記第１アダプタシート４０ａと前記第２アダプタシート５０ａは、それぞれ平面シート状構造である。前記第２アダプタシート５０ａは、前記回路基板３０の第１面３０１上に設けられている。前記第１アダプタシート４０ａと前記第２アダプタシート５０ａは、それぞれ前記第３方向Ｙに沿って前記回路基板３０における第１貫通孔３１に向かって延びる。前記第１アダプタシート４０ａと前記第２アダプタシート５０ａとのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔３１の外に設けられている。溶接装置を利用して、前記第１貫通孔３１を介して前記第１アダプタシート４０ａ及び前記第２アダプタシート５０ａに対して溶接作業を行なう。

他の実施例では、前記第１アダプタシート４０ａと前記第２アダプタシート５０ａとのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔３１内に設けられてもよい。例えば、前記回路基板３０において貫通孔を開き、且つ前記第１アダプタシート４０ａにベンド構造を設けて、前記第１アダプタシート４０ａを前記第１貫通孔３１内へ延びさせて、且つ前記第２アダプタシート５０ａと前記第１貫通孔３１内で接触接続を実現する。

図２及び図４に示すように、前記回路基板３０は前記ハウジング１０内に係合の方式で装着されている。前記電池パック１００は、さらに、前記ハウジング１０の内壁に設けられた第１位置決め構造１００１と第２位置決め構造１００３、及び前記回路基板３０に設けられた第３位置決め構造３００１と第４位置決め構造３００３と、を含む。第１位置決め構造１００１と第３位置決め構造３００１は、前記回路基板３０を平面（図示せず）内に位置決めするように協働する。前記平面は、前記第１方向Ｚに垂直な何れかの平面である。前記平面は、前記回路基板３０に対して平行である。前記第２位置決め構造１００３と前記第４位置決め構造３００３とは協働して、前記回路基板３０を前記第１方向Ｚにおいて位置決めする。前記ハウジング１０は、前記回路基板３０を前記第１方向Ｚ、前記第２方向Ｘ及び前記第３方向Ｙにおいて位置決めして、前記回路基板３０を前記ハウジング１０に固定する。

前記ハウジング１０は、筐体構造１０１と、前記筐体構造１０１の一方側に設けられるカバー１０３とを含む。前記電池セル２０は、前記筐体構造１０１内に配置される。前記カバー１０３は、前記回路基板３０の前記電池セル２０から離反する側に位置する。前記第１位置決め構造１００１は、前記筐体構造１０１に設けられている。前記第２位置決め構造１００３は、前記筐体構造１０１及び／又は前記カバー１０３に設けられている。

前記筐体構造１０１は、第１筐体構造１０１１と、第２筐体構造１０１３と、を含む。前記第１筐体構造１０１１と前記第２筐体構造１０１３は、それぞれ前記電池セル２０の両側から対向して移動し、且つ係合するように接続固定されている。前記第１筐体構造１０１１と前記第２筐体構造１０１３とは、それぞれ前記第１方向Ｚに沿って２つの当接壁１０１５が離間して設けられている。前記第１筐体構造１０１１と前記第２筐体構造１０１３とが係合固定されると、２つの前記当接壁１０１５はそれぞれ前記電池セル２０の電池セル本体２１の両側に当止して、複数の前記電池セル２０を挟持して固定する。

前記第１位置決め構造１００１及び前記第２位置決め構造１００３は、それぞれ前記第１筐体構造１０１１及び前記第２筐体構造１０１３において対称に設けられているが、これに限定されない。

前記第１位置決め構造１００１は、前記筐体構造１０１に間隔を置いて配置された２つの位置決めピン１１を含む。前記第３位置決め構造３００１は、前記回路基板３０に間隔を置いて設けられた位置決め孔３６を含む。各々の前記位置決めピン１１は、前記回路基板３０の前記平面内での移動を制限するために、対応する位置決め穴３６内に挿入される。前記回路基板３０は、前記第２方向Ｘ及び前記第３方向Ｙにおいて位置決めされる。

２つの前記位置決めピン１１のうち、一方の前記位置決めピン１１は前記第１筐体構造１０１１に設けられ、他方の前記位置決めピン１１は前記第２筐体構造１０１３に設けられている。２つの前記位置決めピン１１は、回路基板３０と平行な平面内に中心対称に配置されているが、これに限定されない。他の実施例では、２つの位置決めピン１１は、前記第１筐体構造１０１１または前記第２筐体構造１０１３において間隔を置いて配置されてもよい第２筐体構造。

図４及び図５に示すように、前記第２位置決め構造１００３は、第１スナップ１３と、支持部１４とを含む。前記第１スナップ１３は、本体１３１と、第１締結部１３３とを含む。前記本体１３１は、前記筐体構造１０１に設けられ、且つ前記回路基板３０の一方側に位置している。前記第１締結部１３３は、前記本体１３１の前記回路基板３０に向かう側に設けられている。前記支持部１４は、前記筐体構造１０１に設けられている。前記第４位置決め構造３００３は、前記回路基板３０の対向する両側に設けられた第１面３０１と、第２面３０３とを含む。前記第１面３０１は、前記電池セル２０に向いている。前記支持部１４は、前記第１締結部１３３と対向している。前記回路基板３０が前記第１方向Ｚにおいて移動することを規制し、前記回路基板３０を前記第１方向Ｚに位置決めするように、前記支持部１４は前記第１面３０１に突き当てられ、前記第１締結部１３３は前記第２面３０３に突き当てられている。前記支持部１４は、前記回路基板３０を支持しており、前記電池セル２０と前記回路基板３０との電気的接続空間を残すことができる。

前記第１スナップ１３の数は、複数であり、例えば、６つである。複数の前記第１スナップ１３は、前記回路基板３０の両側に配置され、且つ前記第１筐体構造１０１１及び前記第２筐体構造１０１３にそれぞれ対称的に配置されている。

前記第１締結部１３３には、ガイド面１３３１と第１当接面１３３３とが設けられている。前記本体１３１は、弾性変形可能である。前記第１当接面１３３３は、前記支持部１４と間隔を置いて対向している。前記ガイド面１３３１は、前記回路基板３０が前記第１当接面１３３３と前記支持部１４との間にスライドするようにガイドする。前記回路基板３０が前記第１方向Ｚに沿って前記筐体構造１０１に移動するときに、前記回路基板３０は前記ガイド面１３３１に当接され、且つ前記本体１３１を変形させて、前記回路基板３０を前記支持部１４と前記第１当接面１３３３との間に入り込ませる。

前記第１スナップ１３には、第２当接面１３１１がさらに設けられている。具体的には、前記第２当接面１３１１は、前記本体１３１の前記回路基板３０に向かう側に設けられている。前記第３位置決め構造３００１は、前記回路基板３０の対向する両側に設けられた第１壁と第２壁とをさらに含む。前記回路基板３０の両側に位置する２つの第２当接面１３１１は、前記第１壁と前記第２壁にそれぞれ当接され、前記回路基板３０の両側に位置する２つの第１スナップ１３で前記回路基板３０を挟持して固定し、前記回路基板３０と前記筐体構造１０１との接続強度を高める。なお、他の実施例では、前記第２当接面１３１１を省略してもよい。

前記回路基板３０の両側には、それぞれ複数の第１係止溝３８が開設されている。前記第１係止溝３８は、第１側壁３８１、第２側壁３８３、及び第３側壁３８５を含む。前記第１側壁３８１と前記第２側壁３８３は、前記第３側壁３８５の両端に対向して設けられている。前記第１壁と前記第２壁は、それぞれ前記回路基板３０の両側の２つの前記第１係止溝３８の２つの第３側壁３８５である。前記第２当接面１３１１は、前記第３側壁３８５に当接される。

第１スナップ１３は、前記回路基板３０の電子部品を配置できる面積を増大させるために、前記第１係止溝３８内に位置する。前記第１側壁３８１と前記第２側壁３８３は、前記第１スナップ１３からの最小距離がゼロよりも大きい。これにより、前記第１スナップ１３を前記第１係止溝３８内で移動可能にし、製造誤差等による第１スナップ１３と回路基板３０との干渉の問題を回避する。他の実施例において、前記第１係止溝３８を省略してもよく、前記第１スナップ１３を前記回路基板３０の両側に直接圧持すればよい。

引き続き図６及び図７を参照して、前記回路基板３０を支持する強度を高めるために、前記筐体構造１０１における前記回路基板３０に向かう側には、別の支持部１６が設けられている。前記支持部１６の数は、複数であり、且つそれぞれ前記第１筐体構造１０１１及び前記第２筐体構造１０１３に間隔を置いて設けられている。前記支持部１６は、前記回路基板３０を支持するように、前記第１面３０１に当接される。前記第２位置決め構造１００３は、支持部１６と、支持部１４と、押さえ部１７とをさらに含む。前記押さえ部１７は、前記カバー１０３に設けられている。前記第１面３０１は、前記電池セル２０に向いている。前記支持部１６と前記支持部１４は、それぞれ前記第１面３０１に当接される。前記押さえ部１７は、前記第２面３０３に当接され、前記第１方向Ｚにおける前記回路基板３０の位置決めの安定性をさらに強化する。

他の実施例では、前記電池パック１００は、支持部１４または支持部１６のみを保留してもよい。なお、支持部１６は、支持部１４であってもよい。

他の実施例では、前記第２位置決め構造１００３は、前記第１スナップ１３及び前記支持部１４のみを含んでもよい。または、前記第２位置決め構造１００３は、前記支持部１６または支持部１４、及び押え部１７のみを含んでもよい。

前記支持部１６は、柱体構造である。具体的には、前記支持部１６は、支持面積を増大させ、支持安定性を高めるために、その径方向に沿ってその両側にそれぞれ延びて前記第３方向Ｙに平行な矩形柱体を形成する円柱体であるが、これに限定されない。例えば、別の実施形態では、前記支持部１６の数は、２つであってもよく、それぞれ前記第１筐体構造１０１１及び前記第２筐体構造１０１３においてそれぞれ前記第２方向Ｘに沿って延設される。

各前記支持部１６には、１つの前記位置決めピン１１が設けられている。前記回路基板３０には、逃げ穴３７がさらに設けられている。前記逃げ穴３７は、位置決め穴３６と協力する位置決めピン１１を除いた位置決めピン１１に対応する。そして、前記逃げ穴３７は、過度な位置決めを回避するために、前記位置決めピン１１の移動を許容する。他の実施例では、前記位置決めピン１１は、前記筐体構造１０１に直接に設けられてもよい。さらに別の実施形態では、前記逃げ穴３７を省略してもよい。それ相応に、前記位置決めピン１１は、前記筐体構造１０１に前記位置決め孔３６に対応する位置のみに設けられてもよい。

図４、図６及び図７を同時に参照すると、前記電池パック１００は、第２スナップ１３ａをさらに含む。前記第２スナップ１３ａは、本体１３１と第２締結部１３３ａとを含む。前記第１スナップ１３と前記第２スナップ１３ａの本体１３１は、同一構成であるが、これに限定されない。他の実施例では、前記第１スナップ１３は、前記第２スナップ１３ａと互いに独立した構造であり、前記筐体構造１０１において間隔を置いて配置される。前記第２締結部１３３ａは、前記本体１３１の前記回路基板３０から離反する側に設けられている。前記カバー１０３内には、第２係止溝１５が設けられている。前記第２締結部１３３ａは、前記第２係止溝１５内に係合され、前記カバー１０３を前記筐体構造１０１に連結固定する。他の実施例では、前記第２スナップ１３ａを省略してもよく、前記カバー１０３と前記筐体構造１０１とは接着、溶接などの方法で接続固定されてもよい。

[第２実施形態］
図１０、図１１及び図１２に示すように、電池パック１００ｂは、第１位置決め構造１００１ｂ、第２位置決め構造１００３ｂ、第３位置決め構造３００１ｂ及び第４位置決め構造３００３を含む。前記電池パック１００ｂの構成は、前記第１位置決め構造１００１ｂが前記第１位置決め構造１００１の構成と異なり、前記第２位置決め構造１００３ｂが前記第２位置決め構造１００３の構成と異なり、前記第３位置決め構造３００１ｂが前記第３位置決め構造３００１の構成と異なる点を除いて、第１の実施形態における前記電池パック１００の構成とほぼ同じである。

前記第１位置決め構造１００１ｂは、第３スナップ１８を含む。前記第３位置決め構造３００１ｂは、第３係止溝３９を含む。少なくとも２つの前記第３係止溝３９は、それぞれ前記回路基板３０の両側に開設されている。前記第３係止溝３９は、前記第１面３０１と前記第２面３０３とを貫通している。前記第３スナップ１８には、前記第３係止溝３９に倣った突き当て部１８１が設けられている。前記第３係止溝３９の前記第１方向Ｚに垂直な断面形状は、略台形状であるが、これに限定されない。例えば、他の実施例において、前記第３係止溝３９の断面形状は、前記第３係止溝３９の開口が前記第３方向Ｙに沿って前記回路基板３０の外側に向かって徐々に大きくなれば、３段のアーク線が接続することによって形成される弧状溝などであってもよい。

前記回路基板３０の両側に位置する２つの前記突き当て部１８１は、それぞれ対応する前記第３係止溝３９に嵌め込まれる。前記突き当て部１８１は、前記第３係止溝３９に嵌め込まれ、且つ前記第３係止溝３９の溝壁に当接して、前記回路基板３０の前記第２方向Ｘ及び前記第３方向Ｙでの移動を規制する。

前記第２位置決め構造１００３ｂは、前記筐体構造１０１に設けられた支柱１９と、前記カバー１０３ｂに設けられた押さえ部１７とを含む。前記第４位置決め構造３００３は、前記第３位置決め構造３００１と同じ構造であり、前記第１面３０１と前記第２面３０３とを含む。前記回路基板３０が前記第１方向Ｚにおいて位置決めされるように、前記支柱１９は前記第１面３０１に突き当てられ、前記押さえ部１７は前記第２面３０３に突き当てられている。

[第３実施形態］
図１３に示すように、電池パック１００ｃは、第２実施形態に記載した電池パック１００ｂの構成とほぼ同じであるが、前記電池パック１００ｃのハウジング１０ｃの構成が前記電池パック１００ｂのハウジング１０ｂと違う点で異なっている。

前記ハウジング１０ｃは、第１サイドシェル１０４と、第２サイドシェル１０５とを含む。前記第１サイドシェル１０４と前記第２サイドシェル１０５は、それぞれ前記電池セル２０の両側から対向して移動し、且つ係合するように接続固定されている。

従来技術では、一般に銅母線を採用して、それを複数の電池セルの電極タブに溶接して複数の電池セルの電気的導通を実現する。電極タブと銅母線には大電流が流すため、発熱するようになる、これは銅母線の性能に対する要求が高く、銅母線の製造コストを向上させた。また、銅母線を用いた電池パックには一般的に中継回路基板が設けられており、中継回路基板が銅母線と溶接し、さらに前記回路板３０と接続することにより、銅母線と電極タブと前記回路基板３０との電気的接続を実現し、且つ中継回路基板に線路検出素子を設けて、この線路検出素子を利用して電極タブと銅母線との電圧、温度などの情報を収集する。または、収集シートが設置されたフレキシブル回路基板を用いてそれぞれ銅母線と回路基板とに電気的に接続して、電極タブと銅母線との電圧、温度などの情報を収集することを実現する。従来技術では、フレキシブル回路基板を直接に電極タブに接続して、フレキシブル回路基板で電極タブの電圧、温度などの情報を直接に収集することもある。上述の電極タブの情報収集方案では、中継回路基板及びフレキシブル回路基板はいずれも電池パックの製造コストを増加させ、電池パックの多くの空間を占有するとともに、生産中の工程ステップを増加させた。

本願で提案された電池パック１００、１００ａ、１００ｂ及び１００ｃは、前記第１アダプタシート４０、４０ａを介して前記電池セル２０の電極タブとの電気的接続を実現し、且つ前記第２アダプタシート５０、５０ａを介して前記第１アダプタシート４０、４０ａ及び前記回路基板３０と電気的接続することにより、電池セル２０と前記回路基板３０との電気的接続を実現する。回路基板３０は、各電池セル２０の電極タブの電圧、温度などの情報を直接に収集することができる。前記電池パック１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、従来技術における銅母線、中継回路基板、フレキシブル回路基板などの構造を省略し、コストを低減し、構造を簡略化し、取り付けが便利である。

さらに、前記電池パック１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて、前記第１アダプタシート４０、４０ａ及び前記第２アダプタ５０、５０ａは、それぞれ簡単なシート構造で電極タブと前記回路基板３０との電気的接続を実現し、電池パック内の空間を十分に利用し、その構造のコンパクト性を高めた。

さらに、前記第１アダプタシート４０、４０ａと電極タブとの溶接作業、及び前記第２アダプタシート５０、５０ａと前記第１アダプタシート４０、４０ａとの溶接作業を自動化することができ、電池パックの製造効率を向上させた。

さらに、前記電池セル２０の電極タブには大電流を流すが、前記第１アダプタシート４０、４０ａと前記第２アダプタシート５０、５０ａは、前記回路基板３０が電極タブの電圧、温度などの情報を収集するように、各電池セル２０の電極タブと前記回路基板３０との電気的接続を実現するために用いられ、即ち、前記第１アダプタシート４０、４０ａと前記第２アダプタシート５０、５０ａには大電流を通さず、発熱が少なく、その構造が簡単であり、電池パック内の温度上昇への影響を回避した。

さらに、前記回路基板はバッテリ管理システム（ＢＭＳ，ＢＡＴＴＥＲＹＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＳＹＳＴＥＭ）を設けた回路基板であり、中継回路基板とフレキシブル回路基板を省略し、スペースを節約し、さらにスペース利用率を向上させた。

さらに、上記の電池パック１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃは構造が簡略化されたので、故障率が低下すると共に、メンテナンスが容易である。

以上の実施形態は、本願の技術的態様を説明するためにのみ使用されるが、本願発明を限定するものではない。好適な実施形態を参照して本願を詳細に説明したが、当業者は、本願の技術的態様の精神及び実質から逸脱することなく、本願の技術的態様を修正または均等に置換することができることを理解すべきである。

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ電池パック
１０，１０ｂ，１０ｃハウジング
１００１，１００１ｂ第１位置決め構造
１００３，１００３ｂ第２位置決め構造
１０１筐体構造
１０１１第１筐体
１０１３第２筐体
１０１５当接壁
１０３，１０３ｂカバー
１１位置決めピン
１３第１スナップ
１３１本体
１３１１第２当接面
１３３第１締結部
１３３１ガイド面
１３３３第１当接面
１３ａ第２スナップ
１３３ａ第２締結部
１４支持部
１５第２係止溝
１６支持部
１７押え部
１８第２スナップ
１８１突き当て部
１９支柱
１０４第１サイドシェル
１０５第２サイドシェル
２０電池セル
２０１第１端
２０３第２端
２１電池セル本体
２３正極タブ
２５負極タブ
３０回路基板
３０１第１面
３０３第２面
３１第１貫通孔
３３第２貫通孔
３４第３貫通孔
３５第４貫通孔
３００１，３００１ｂ第３位置決め構造
３００３第４位置決め構造
３６位置決め孔
３７逃げ穴
３８第１係止溝
３８１第１側壁
３８３第２側壁
３８５第３側壁
３９第３係止溝
４０，４０ａ第１アダプタシート
４１第１固定部
４３第１折曲部
４５第１接続部
５０，５０ａ第２アダプタシート
５１第２固定部
５３第２折曲部
５５第２接続部
６０第３アダプタシート
第１方向Ｚ
第２方向Ｘ
第３方向Ｙ

Claims

少なくとも２つの電池セルと、１つの回路基板とを含む電池パックであって、
前記電池セルは、電極タブを含み、
前記電池パックは、
隣接する２つの前記電池セルの電極タブと溶接接続される第１アダプタシートと、
回路基板に溶接され、且つ前記第１アダプタシートと溶接するように接続される第２アダプタシートとをさらに含むことを特徴とする電池パック。
前記回路基板には第１貫通孔が設けられ、前記第１アダプタシートと前記第２アダプタシートとのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔内に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
前記第１アダプタシートは、順次に接続された第１固定部、第１折曲部及び第１接続部を含み、前記第１固定部は、隣接する２つの前記電池セルの電極タブと溶接し、
前記第１接続部は、前記第２アダプタシートと溶接するために用いられ、且つ前記第１貫通孔内に設けられることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
前記第１折曲部は、少なくとも前記第１貫通孔に部分的に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
前記第２アダプタシートは、順次に接続された第２固定部、第２折曲部、及び第２接続部を含み、
前記第２固定部は、前記回路基板に溶接され、
前記第２接続部は、前記第１アダプタシートに溶接され、且つ前記第１貫通孔内に設けられていることを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の電池パック。
前記第２折曲部は、少なくとも前記第１貫通孔に部分的に設けられることを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
前記回路基板は、第１面と、前記第１面に対向して設けられた第２面とを含み、前記第１面は、前記電池セルに向けられ、前記第２固定部は、前記第２面に設けられることを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
前記回路基板には、第２貫通孔が設けられ、前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔と連通し、
前記第１固定部は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔に現れることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
前記電池セルの一方の側には、正極タブと負極タブが設けられ、前記第１アダプタシートは、隣接する２つの前記電池セルの正極タブと負極タブとに電気的に接続されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
前記回路基板には、第３貫通孔が開設され、前記電池パックは、第３アダプタシートをさらに含み、前記第３アダプタシートは、前記回路基板における前記電池セルから離れる側に設けられ、
外側の前記電池セルの正極タブまたは負極タブは、前記第３貫通孔を貫通し、且つ前記第３アダプタシートに接続されることを特徴とする請求項９に記載の電池パック。
前記回路基板には、第４貫通孔が開設され、前記第４貫通孔は、前記第３アダプタシートの前記回路基板での投影と部分的に重なることを特徴とする請求項１０に記載の電池パック。
前記回路基板は、第１面と、前記第１面に対向して設けられた第２面とを含み、前記第１面は、前記電池セルに向けられ、前記回路基板には、第１貫通孔が設けられ、
前記第１アダプタシートと前記第２アダプタシートとのコンタクトインターフェースは、前記第１貫通孔の外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
前記第２アダプタシートは、前記第１面に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の電池パック。
前記第２アダプタシートは、前記第２面に設けられ、
前記第１アダプタシートは、順次に接続されている第１固定部、第１折曲部及び第１接続部を含み、前記第１固定部は、隣接する２つの前記電池セルの電極タブに溶接され、前記第１接続部は、前記第２アダプタシートに溶接され、前記第１折曲部は、少なくとも前記第１貫通孔に部分的に設けられることを特徴とする請求項１２に記載の電池パック。
前記回路基板は、バッテリ管理システムが設けられた回路基板であることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。