JP6496846B2 - 温度監視アセンブリを有する電池モジュール - Google Patents

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Description

本明細書の主題は、一般に、電池モジュールに関する。電気車両またはハイブリッド車両向けのものなどの電池モジュールは、典型的には、電池モジュールを形成するようにともにグループ化された複数のセルを含む。電池モジュールは、ともにカバーアセンブリに接続されて、電池パックを形成する。これらのセルはそれぞれ、カバーアセンブリを介してともに電気的に接続された正のセル端子および負のセル端子を含む。異なるタイプのセルを使用して、異なるタイプの電池モジュールが形成される。たとえば、１つのタイプの電池モジュールは、袋型の電池モジュールとして知られており、別のタイプの電池モジュールは、角柱状の電池モジュールとして知られており、第３のタイプの電池モジュールは、円筒形の電池モジュールとして知られている。角柱状の電池モジュールは、ともに積層された角柱状の電池セルを使用する。正のセル端子および負のセル端子は、バスバーを使用して接続される。
知られている電池パックは、典型的には、これらのセルに関連する電圧、圧力、および温度などの電池モジュールの電池セルの動作パラメータを監視するように構成された電気構成要素を含む。たとえば、いくつかの電池パックは、カバーハウジングにモールドされた機構を含む温度監視システムを含む。モールドされた機構は、温度感知デバイス、および感知デバイスを電池セルの方へ付勢するコイルばねなど、温度監視システムの電気構成要素および機械構成要素を収容する。モールドされた機構は、カバーハウジングにモールドされているため、温度監視システムは、モールドされた機構が位置する場所の温度しか監視することができない。したがって、それぞれの電池モジュール内の温度を監視するために利用可能な場所の数が制限される。加えて、知られている温度監視システムは、比較的かさばり、電池モジュール内で利用可能な空間の相当量を消費し、他の電気システムのためのスペースをほとんど残さない。さらに、いくつかの知られている温度監視システムは、温度感知デバイスとの間で電気信号を伝えるために使用される丸形ケーブルを含む。丸形ケーブルには、電池モジュール内の挟む力、擦る力、および他の接触する力のため、損傷のリスクがある。
電池モジュール内の様々な場所に選択的に位置決め可能な温度監視システムが依然として求められている。低背型で付随する電気ケーブルの損傷のリスクを低減させる温度監視システムが依然として求められている。
この問題に対する解決策は、複数の電池セルおよびカバーアセンブリを含む本明細書に開示する電池モジュールである。これらの電池セルは、積層された構成で並んで配置される。電池セルは、正のセル端子および負のセル端子を有する。カバーアセンブリは、電池セルを横断して延び、これらの電池セルに結合される。カバーアセンブリは、ハウジング、バスバー、および温度監視アセンブリを含む。バスバーは、ハウジングによって保持されており、電池セルの対応する正のセル端子および負のセル端子に係合して、隣接する電池セルを電気的に接続する。温度監視アセンブリは、電池セルに面しているカバーアセンブリの取付け表面に取り付けられ、この取付け表面に沿って延びる。温度監視アセンブリは、電気ケーブルと、電気ケーブルに取り付けられて電気的に接続された温度感知デバイスと、温度感知デバイスを覆う熱伝導インターフェース部材とを含む。熱伝導インターフェース部材は、電池セルの少なくとも１つに係合する。温度監視アセンブリは、熱伝導インターフェース部材が係合する少なくとも１つの電池セルの温度を監視する。
本発明について、添付の図面を参照して例として次に説明する。
一実施形態に従って形成された電池モジュールの上面斜視図である。 一実施形態に従って形成された電池モジュールのカバーアセンブリの底面斜視図である。 一実施形態によるカバーアセンブリの一部分の拡大底面斜視図である。 一実施形態による温度監視アセンブリの分解斜視図である。 一実施形態による電池モジュールの一部分の断面図である。 代替実施形態に従って形成された電池モジュールのカバーアセンブリの底面斜視図である。 図６に示す代替実施形態による電池モジュールの一部分の断面図である。 代替実施形態による電池モジュールの一部分の断面図である。
図１は、一実施形態に従って形成された電池モジュール１００の上面斜視図である。電池モジュール１００は、電気車両またはハイブリッド電気車両などの車両内で電池システムの一部として使用することができる。代替実施形態では、電池モジュール１００を他の応用例でも使用することができる。
電池モジュール１００は、複数の電池セル１０２を含む。電池セル１０２は、積層された構成で積層軸１０３に沿って並んで配置される。一実施形態では、電池セル１０２は角柱状の電池セルであるが、他の実施形態では、他のタイプの電池セルとすることができる。任意選択で、電池モジュール１００は、電池セル１０２を積層された構成で保持するケース１０５を含むことができる。電池セル１０２のそれぞれの上部を横断して延びるカバーアセンブリ１０４が提供される。カバーアセンブリ１０４は、電池セル１０２に結合する。
電池モジュール１００は、正の電池端子１０６および負の電池端子１０８を含む。電池端子１０６、１０８は、外部の電力ケーブルに結合するように構成され、または別法として、電池モジュール１００に類似している別の電池モジュールの電池端子にバス接続することができる。電池モジュール１００の電池セル１０２はそれぞれ、正のセル端子（図示せず）および負のセル端子（図示せず）を含む。各電池セル１０２のセル端子は、概して、電池セル１０２の外縁部付近で、隣接する電池セル１０２に対応するセル端子と位置合わせされる。一実施形態では、電池セル１０２は、１つの電池セル１０２の正のセル端子が、２つの隣接する電池セル１０２の負のセル端子間に位置し、１つの電池セル１０２の負のセル端子が、２つの隣接する電池セル１０２の正のセル端子間に位置するように配置される。したがって、セル端子は、積層された電池セル１０２の長さに沿って交互に正−負−正−負のパターンを有することができる。
カバーアセンブリ１０４は、電池セル１０２を横断してある長さで延びるハウジング１１０を含む。たとえば、ハウジング１１０は、積層軸１０３に対して平行に延びるように向けることができる。カバーアセンブリ１０４は、ハウジング１１０によって保持された複数のバスバー１１２をさらに含む。バスバー１１２は、図２により詳細に示されている。バスバー１１２はそれぞれ、互いに隣り合わせに積層された２つの隣接する電池セル１０２に係合してこれら２つの電池セル１０２を電気的に接続するように構成される。バスバー１１２はそれぞれ、２つの隣接する電池セル１０２間に電流路を提供する。たとえば、各バスバー１１２は、１つの電池セル１０２の正のセル端子および隣接する電池セル１０２の負のセル端子に係合して電気的に接続する。バスバー１１２により、電気エネルギー（たとえば、電流および電圧）は、１つの電池セル１０２に制限されずに、電池モジュール１００の複数の電池セル１０２を通ってそれらの間を伝搬することが可能になる。バスバー１１２は、ハウジング１１０の上部カバー１２４と電池セル１０２との間に垂直に配置される。本明細書では、「上部」、「底部」、「前面」、「後面」、「左」、および「右」などの相対的または空間的な用語は、参照する要素を区別するために使用しており、電池モジュール１００内または電池モジュール１００の周辺環境内における特定の位置または向きを必ずしも必要とするわけではない。
任意選択で、カバーアセンブリ１０４は、ハウジング１１０の上部カバー１２４上に取り付けられた少なくとも１つの電気コネクタ１１６をさらに含む。図１に示す電気コネクタ１１６は、一方の端部で対応するワイヤハーネス１２２に電気的に終端され、別の端部でセンサに電気的に終端されている。センサは、ハウジング１１０の上部カバー１２４と電池セル１０２との間に配置することができる。センサは、電池セル１０２の少なくとも１つの動作パラメータを監視するように構成される。たとえば、センサは、温度センサ、電圧センサ、圧力センサなどとすることができる。ワイヤハーネス１２２は、電気コネクタ１１６から中央コントローラ（図示せず）に向かう電気信号経路を提供するように構成することができる。中央コントローラは、温度、圧力、電圧などの電池セル１０２の動作パラメータを分析および監視するために使用されるコンピュータ、プロセッサ、または別の処理デバイスとすることができる。したがって、電気コネクタ１１６および付随するワイヤハーネス１２２は、カバーアセンブリ１０４内またはカバーアセンブリ１０４上のセンサと中央コントローラとの間で電気信号を伝えることができる。
図２は、一実施形態に従って形成された電池モジュール１００（図１に示す）のカバーアセンブリ１０４の底面斜視図である。カバーアセンブリ１０４の見えている底面１２６は、電池セル１０２（図１に示す）の外面（たとえば、上面）を横断して延びるように構成される。カバーアセンブリ１０４は、長手方向軸１９１に沿って第１の端部１３６と第２の端部１３８との間に、ある長さで延びる。カバーアセンブリ１０４は、横方向軸１９２に沿って第１の面１４０と第２の面１４２との間に、ある幅で延びる。長手方向軸１９１は、横方向軸１９２に直交する。
ハウジング１１０は、バスバー１１２に結合してバスバー１１２をハウジング１１０に対して定位置で保持する枠を提供する。たとえば、ハウジング１１０は、バスバー１１２に係合してバスバー１１２をハウジング１１０に機械的に固定する撓み可能なラッチ、干渉バーブなどの保持機構１４４を含む。バスバー１１２は、長手方向軸１９１に沿って延びる平行な第１の列１４６および第２の列１４８に配置される。第１の列１４６および第２の列１４８は、カバーアセンブリ１０４の幅に沿って互いに隔置される。たとえば、第１の列１４６は、カバーアセンブリ１０４の第１の面１４０の近傍に位置し、第２の列１４８は、第２の面１４２の近傍に位置する。バスバー１１２はそれぞれ、下面１５０と、対向する上面１５２（図１に示す）とを含む。下面１５０は、電池セル１０２（図１に示す）に面するように構成される。上面１５２は、ハウジング１１０の上部カバー１２４（図１に示す）に面する。
各バスバー１１２は、基礎部分１２８と、基礎部分１２８から延びる端子部分１３０とを含む。各バスバー１１２は、概して横方向軸１９２に沿って延びるように向けられ、基礎部分１２８は、（端子部分１３０より）カバーアセンブリ１０４の幅を２等分する中心長手方向軸１５４の近傍に配置される。第１の列１４６内のバスバー１１２の端子部分１３０は、対応する基礎部分１２８からカバーアセンブリ１０４の第１の面１４０へ延びる。同様に、第２の列１４８内のバスバー１１２の端子部分１３０は、対応する基礎部分１２８からカバーアセンブリ１０４の第２の面１４２へ延びる。各バスバー１１２の端子部分１３０は、スロット１３４によって互いに分離された２つの脚部１３２を画定し、それによりバスバー１１２は、フォーク形状を有する。端子部分１３０は、電池セル１０２（図１に示す）の正のセル端子および負のセル端子（図示せず）に係合してそれぞれのバスバー１１２を電池セル１０２に電気的に接続するように構成される。たとえば、対応するバスバー１１２の脚部１３２の一方は、第１の電池セル１０２の正のセル端子に係合し、同じバスバー１１２の他方の脚部１３２は、第１の電池セル１０２に隣接している第２の電池セル１０２の負のセル端子に係合する。したがって、バスバー１１２は、隣接する第１の電池セル１０２と第２の電池セル１０２との間に電流路を提供する。
カバーアセンブリ１０４はまた、少なくとも１つの温度センサを含み、本明細書ではこれを温度監視アセンブリ１５８と呼ぶ。図示の実施形態では、３つの温度監視アセンブリ１５８が示されている。各温度監視アセンブリ１５８は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６に取り付けられ、取付け表面１５６に沿って延びる。カバーアセンブリ１０４が電池セル１０２に結合されたとき、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６は、電池セル１０２（図１に示す）に面する。各温度監視アセンブリ１５８は、電池モジュール１００（図１に示す）の１つまたは複数の電池セル１０２の温度を測定するように構成される。図２に示すように、温度監視アセンブリ１５８は、カバーアセンブリ１０４の長さおよび／またはカバーアセンブリ１０４の幅に沿って互いに隔置することができる。したがって、電池モジュール１００内の隔置された様々な場所で、温度測定値を得ることができる。
各温度監視アセンブリ１５８は、電気ケーブル１６０を含み、電気ケーブル１６０は、ケーブル１６０の取付け端部１６１から電気コネクタに電気的に終端されるコネクタ端部（図示せず）へ延びる。電気コネクタは、ハウジング１１０の上部カバー１２４（図１に示す）に沿って配置された電気コネクタ１１６の１つとすることができる。代替実施形態では、電気ケーブル１６０のコネクタ端部は、カバーアセンブリ１０４から、上部カバー１２４に沿って配置されていない電気コネクタへ離れて延びることができる。温度監視アセンブリ１５８は、ケーブル１６０の取付け端部１６１でカバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６に結合することができる。しかし、ケーブル１６０は、温度監視アセンブリ１５８の介在する構成要素を介して取付け表面１５６に間接的に係合することができることが理解される。１つまたは複数の温度監視アセンブリ１５８の電気ケーブル１６０は、取付け端部１６１とコネクタ端部との間を複数のバスバー１１２（および複数の電池セル１０２）を横断して延びることができる。電気ケーブル１６０は、ケーブル１６０の取付け端部１６１または少なくともその近傍とすることができる温度感知場所と、対応する電気コネクタ１１６との間に、電流路を提供するように構成される。したがって、電気ケーブル１６０は、それぞれの温度感知場所と中央コントローラ（図示せず）との間の電気信号経路の一部分を画定することができる。
図３は、一実施形態によるカバーアセンブリ１０４の一部分の拡大底面斜視図である。カバーアセンブリ１０４のこの部分は、共通の列に沿って配置されたバスバー１１２を示し、この列は、図２に示す第１の列１４６または第２の列１４８とすることができる。図３はまた、バスバー１１２Ａの１つに取り付けられた温度監視アセンブリ１５８を示す。たとえば、温度監視アセンブリ１５８は、基礎部分１２８に沿ってバスバー１１２Ａの下面１５０に直接取り付けられる。したがって、図示の実施形態では、基礎部分１２８に沿って位置するバスバー１１２の下面１５０は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６（温度監視アセンブリ１５８が取り付けられる）を画定する。一実施形態では、温度監視アセンブリ１５８は、接着剤を介してバスバー１１２Ａの下面１５０に取り付けられるが、他の実施形態では、温度監視アセンブリ１５８は、溶接、はんだ付けなどを介して取り付けることができる。温度監視アセンブリ１５８の電気ケーブル１６０は、バスバー１１２Ａに隣接しているバスバー１１２Ｂを横断して延びる。
一実施形態では、温度監視アセンブリ１５８は、電気ケーブル１６０、温度感知デバイス１６２、および熱伝導インターフェース部材１６４を含む。温度感知デバイス１６２は、電気ケーブル１６０に取り付けられて電気的に接続される。温度感知デバイス１６２は、ケーブル１６０の取付け端部１６１（またはその近傍）で電気ケーブル１６０に取り付けることができる。温度感知デバイス１６２は、サーミスタまたは関連する電気構成要素など、温度を測定するために使用される電気構成要素である。
熱伝導インターフェース部材１６４は、温度感知デバイス１６２を覆う。たとえば、温度感知デバイス１６２は、温度感知デバイス１６２が熱伝導インターフェース部材１６４によって覆われているため、図示の実施形態では破線で示されている。一実施形態では、熱伝導インターフェース部材１６４は、電気ケーブル１６０に直接取り付けられ（その上に付着されるなど）、温度感知デバイス１６２を完全に包む。熱伝導インターフェース部材１６４は、温度感知デバイス１６２の機能および動作寿命を保つために、温度感知デバイス１６２を衝撃力、汚染物質などから保護するように構成される。一実施形態では、熱伝導インターフェース部材１６４は、電池セル１０２（図１に示す）の少なくとも１つに係合するように構成される。たとえば、カバーアセンブリ１０４が電池セル１０２に結合して電池モジュール１００（図１に示す）を形成するとき、温度監視アセンブリ１５８は、熱伝導インターフェース部材１６４が電池セル１０２の少なくとも１つに係合して物理的に接触するように位置決めされる（図５により詳細に示す）。熱伝導インターフェース部材１６４は、インターフェース部材１６４を横断して電池セル１０２と温度感知デバイス１６２との間で熱伝達を可能にするために、熱伝導性を有する。したがって、温度監視アセンブリ１５８は、インターフェース部材１６４によって係合されている少なくとも１つの電池セル１０２の温度を監視するように構成される。
一実施形態では、温度監視アセンブリ１５８は、付勢部材１６６をさらに含む。付勢部材１６６は、熱伝導インターフェース部材１６４を付勢して、熱伝導インターフェース部材１６４が係合する少なくとも１つの電池セル１０２（図１に示す）に持続的に係合させるように構成される。たとえば、本明細書により詳細に説明するように、付勢部材１６６は、圧縮可能および／または撓み可能なものとすることができ、そのような圧縮または撓みにより、付勢部材１６６は、電池セル１０２の方への付勢力を熱伝導インターフェース部材１６４に提供する。したがって、熱伝導インターフェース部材１６４は、振動、熱膨張および／または収縮、電池モジュール１００（図１に示す）が配置された車両が横断する平坦でない地形などによる力を受けたときでも、電池セル１０２との係合を保持することができる。
任意選択で、カバーアセンブリ１０４は、電圧センサとして動作する電圧監視電気ケーブル１６８をさらに含むことができる。電圧監視電気ケーブル１６８は、複数のバスバー１１２に電気的に接続されて、これらのバスバー１１２によって係合された電池セル１０２（図１に示す）にかかる電圧を監視する。たとえば、電圧監視電気ケーブル１６８は、バスバー１１２を横断して延びる。電圧監視電気ケーブル１６８は、複数の電気導体１７０を含み、各導体１７０は、バスバー１１２のうちの異なる１つに係合して電気的に接続される。図示の実施形態では、電圧監視電気ケーブル１６８は、バスバー１１２の基礎部分１２８に沿ってバスバー１１２の上面１５２（図１に示す）とハウジング１１０の上部カバー１２４（図１）との間に延びる。したがって、電圧監視電気ケーブル１６８は、温度監視アセンブリ１５８に対してバスバー１１２の反対側に沿って配置される。代替実施形態では、電圧監視電気ケーブル１６８は、バスバー１１２の下面１５０に沿って延びて下面１５０に係合することができ、それにより電圧監視電気ケーブル１６８および温度監視アセンブリ１５８は、バスバー１１２の共通の側に沿って配置される。図示の実施形態では、電圧監視電気ケーブル１６８は、ケーブル１６８内の対応する開口１７４を通って延びるポスト１７２を介して、ハウジング１１０に機械的に固定することができる。
図４は、一実施形態による温度監視アセンブリ１５８の分解斜視図である。温度監視アセンブリ１５８の構成要素は、垂直軸１９３に沿って隔置されている。一実施形態では、電気ケーブル１６０は平坦であり、第１の面１７６と、対向する第２の面１７８とを含む。たとえば、電気ケーブル１６０は、ケーブル１６０の幅にわたって並んで配置された少なくとも２つの電気導体１８０を有するフレキシブルフラットケーブルとすることができる。電気導体１８０は、平板状の金属帯とすることができる。電気ケーブル１６０は、導体１８０を取り囲みながら導体１８０間に延びて導体１８０を互いに電気的に分離する誘電絶縁体１８２をさらに含む。誘電絶縁体１８２は、電気絶縁性の高分子材料から形成することができる。任意選択で、誘電絶縁体１８２は、誘電絶縁体１８２を形成するように、導体１８０の周りにモールドまたは押出し成形することができる。別の実施形態では、電気ケーブル１６０は、ケーブル１６０の幅にわたって並んで配置された少なくとも２つの電気導体を有するフレキシブルプリント回路基板とすることができる。電気導体は、誘電体基板によって保持された電気トレースとすることができる。さらに別の実施形態では、電気ケーブル１６０は、少なくとも１つの誘電体層によって取り囲まれた少なくとも１つの導体を含む丸形ワイヤとすることができる。
温度感知デバイス１６２は、サーミスタ、抵抗温度検出器、または別の電気式の温度測定構成要素とすることができる。図示の実施形態では、温度感知デバイス１６２は、箱状の本体１８６を含むが、他の実施形態では、温度感知デバイス１６２は、他の形状を有することができる。
温度感知デバイス１６２は、電気ケーブル１６０の第１の面１７６に取り付けられる。たとえば、電気ケーブル１６０は、導体１８０のうち誘電絶縁体１８２を通して露出される露出部１８４を画定する。温度感知デバイス１６２を少なくともいくつかの電気導体１８０の露出部１８４に表面実装して、温度感知デバイス１６２を電気ケーブル１６０に電気的に接続することができる。たとえば、温度感知デバイス１６２は、ケーブル１６０の導体１８０の少なくとも１つにはんだ付けまたは他のやり方で固定された電気コンタクト（図示せず）を含むことができる。任意選択で、誘電絶縁体１８２の一部分は、電気ケーブル１６０を形成した後、導体１８０の露出部１８４を外部環境に露出させるために、誘電絶縁体１８２のレーザ切断などを介して除去される。別法として、露出部１８４は、電気ケーブル１６０の形成と同時に形成することができる。図示の実施形態では、露出部１８４は、電気ケーブル１６０の取付け端部１６１まで延びる。しかし、代替実施形態では、露出部１８４は、取付け端部１６１から隔置することができる。電気導体１８０は、温度感知デバイス１６２が導体１８０に電気的に接続された場所と、ケーブル１６０の取付け端部１６１との間で打ち抜くことができ、それにより導体１８０の一部分が除去され、伝導回路は、ケーブル１６０の取付け端部１６１まで完全には延びない。打抜きは、回路を分離するために記載されている方法であるが、切断などの他のプロセスを使用して、導体１８０の一部分を除去して回路を分離することもできる。
熱伝導インターフェース部材１６４は、電気ケーブル１６０の第１の面１７６に付着されて温度感知デバイス１６２を覆い、温度感知デバイス１６２を取り囲む。インターフェース部材１６４は熱伝導性を有し、それによりインターフェース部材１６４は、熱を容易に伝達する。一実施形態では、インターフェース部材１６４は電気絶縁性を有し、それによりインターフェース部材１６４は、電気エネルギー（たとえば、電流）を容易に伝達しない。したがって、インターフェース部材１６４は、電気導体１８０と温度感知デバイス１６２との間の電気信号の伝導に干渉することなく、電気導体１８０の露出部１８４に付着させることができる。一実施形態では、熱伝導インターフェース部材１６４は、熱伝導性のエポキシ材料から形成される。エポキシ材料は、電気絶縁性を有する。エポキシ材料は、電気ケーブル１６０および／または温度感知デバイス１６２に接合してインターフェース部材１６４を取り付けることができる。
任意選択で、熱伝導インターフェース部材１６４は、液相または成形可能な固相（たとえば、粘性のある状態）で、電気ケーブル１６０の第１の面１７６に付着させることができる。熱伝導インターフェース部材１６４は、温度感知デバイス１６２を覆い、温度感知デバイス１６２の周りを流れて、温度感知デバイス１６２を取り囲み、温度感知デバイス１６２を完全に包む。したがって、温度感知デバイス１６２の本体１８６のどの部分も、熱伝導インターフェース部材１６４から外方に突出しない。熱伝導インターフェース部材１６４はまた、導体１８０を分割するケーブル１６０の打ち抜かれた部分を充填することができ、それにより回路を分離する。熱伝導インターフェース部材１６４は、剛性の凸面状の構造へ乾燥、硬化、または他のやり方で遷移させることができる。別法として、熱伝導インターフェース部材１６４は、液体または粘性のある状態で付着されるのではなく、剛性のドーム形状に形成してから、温度感知デバイス１６２を覆うように電気ケーブル１６０に付着させて取り付けることができる。ドーム状のインターフェース部材１６４は、温度感知デバイス１６２を受け取る空胴（図示せず）を画定することができる。
一実施形態では、付勢部材１６６は、電気ケーブル１６０の第２の面１７８に固定される。図示の実施形態では、付勢部材１６６は、圧縮可能なパッド１８８である。パッド１８８は、矩形の箱または立方形の形状を有するが、他の実施形態では、パッド１８８は、他の形状を画定することができる。パッド１８８は、パッド１８８の内側の面１９４と外側の面１９６との間に延びる厚さを有する。パッド１８８の内側の面１９４は、電気ケーブル１６０の第２の面１７８に係合する。付勢部材１６６は、テープ、ゲル、またはペーストなどの接着剤を介して、電気ケーブル１６０に固定することができる。別法として、付勢部材１６６は、ピン、ねじ、または別の留め具を介して、ケーブル１６０に機械的に固定することができる。付勢部材１６６は、微孔性のプラスチック発泡材料から少なくとも部分的に形成することができる。発泡材料により、付勢部材１６６は、付勢部材１６６にかかる衝撃力に応答して少なくとも部分的に圧縮し、それに応答して反対の付勢力を作用させることが可能になる。たとえば、温度監視アセンブリ１５８がカバーアセンブリ１０４に取り付けられ、電池セル１０２に係合したとき、付勢部材は、電気ケーブル１６０とカバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６との間で弾性変形する。この衝撃力が除去されたとき、付勢部材１６６は、元の位置の形状の方へ弾性復帰するように構成される。元の形状とは、付勢部材１６６に衝撃力が作用する前の付勢部材１６６の形状である。１つまたは複数の代替実施形態では、圧縮可能なパッド１８８ではなく、付勢部材１６６は、撓み可能なビーム、圧縮可能なコイルばねなどとすることができる。
一実施形態では、温度監視アセンブリ１５８は、接着剤層１９０をさらに含む。接着剤層１９０は、カバーアセンブリ１０４（図３）の取付け表面１５６（図３に示す）に接合して温度監視アセンブリ１５８をカバーアセンブリ１０４に取り付けるように構成される。接着剤層１９０は、テープ、ペースト、ゲルなどの形態を有することができる。接着剤層１９０の接着特性は、温度または圧力で活性化することができる。接着剤層１９０は、１つまたは複数の接着性エポキシ樹脂材料から形成することができる。
図示の実施形態では、接着剤層１９０は、付勢部材１６６の外側の面１９６に係合および接合するように構成される。接着剤層１９０は、付勢部材１６６とカバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６との両方に接着して、温度監視アセンブリ１５８をカバーアセンブリ１０４に取り付けることができる。付勢部材１６６は、介在する接着剤層１９０を介して、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６に間接的に係合するように構成することができる。図４では、接着剤層１９０は、付勢部材１６６とは別個の構成要素として示されているが、接着剤層１９０は、任意選択で、付勢部材１６６とは別個の個別層として存在するのではなく、付勢部材１６６に付着させることができることが理解される。たとえば、付勢部材１６６は、温度監視アセンブリ１５８をカバーアセンブリ１０４に取り付けるための接着剤層１９０を外側の面１９６上に含むことができ、付勢部材１６６はまた、電気ケーブル１６０を付勢部材１６６に固定するための別の接着剤層（図示せず）を内側の面１９４上に含むことができる。温度監視アセンブリ１５８が付勢部材１６６を含まない代替実施形態では、接着剤層１９０は、電気ケーブル１６０の第２の面１７８に直接付着させることができる。
一実施形態では、接着剤層１９０により、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６に沿って利用可能な様々な場所のうちの１つに温度監視アセンブリ１５８を取り付けることが可能になる。たとえば、温度監視アセンブリ１５８の場所は、カバーアセンブリのハウジング１１０（図３に示す）内に画定された特定の取付け場所に限定されるものではない。任意選択で、温度監視アセンブリ１５８は、接着剤層１９０を置き直すか否かにかかわらず、温度監視場所を変化させるために、取付け表面１５６に沿って移動可能とすることができる。
図５は、一実施形態による電池モジュール１００の一部分の断面図である。電池モジュール１００の図示の部分は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６に取り付けられた温度監視アセンブリ１５８を含む。より具体的には、温度監視アセンブリ１５８は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６を画定するバスバー１１２の下面１５０に直接取り付けられている。電圧監視電気ケーブル１６８が、バスバー１１２の上面１５２に沿ってバスバー１１２とハウジング１１０の上部カバー１２４との間に配置される。
温度監視アセンブリ１５８は、接着剤層１９０を介して付勢部材１６６の外側の面１９６に沿ってバスバー１１２に取り付けられる。電気ケーブル１６０は、付勢部材１６６の内側の面１９４に固定される。温度感知デバイス１６２は、電気ケーブル１６０の導体１８０に表面実装されて電気的に接続される。温度感知デバイス１６２は、熱伝導インターフェース部材１６４によって覆われる。熱伝導インターフェース部材１６４は、温度感知デバイス１６２を完全に包む。インターフェース部材１６４は、電気ケーブル１６０に付着され、図示の実施形態に示すように、インターフェース部材１６４の一部分は、付勢部材１６６の内側の面１９４に係合することができる。
電池モジュール１００は、カバーアセンブリ１０４と電池セル１０２との間にチャネル１９８を画定する。たとえば、チャネル１９８は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６と各電池セル１０２の外面２００との間に画定された高さを有する。外面２００は、それぞれの電池セル１０２の上面とすることができる。温度監視アセンブリ１５８は、チャネル１９８内に配置される。たとえば、電気ケーブル１６０は、ケーブル１６０の取付け端部１６１（図２に示す）とケーブル１６０が終端する電気コネクタ１１６（図１に示す）との間の複数の電池セル１０２を横断して、チャネル１９８を通って延びることができる。温度監視アセンブリ１５８は、チャネル１９８の高さにおよび、それにより温度監視アセンブリ１５８は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６と、温度監視アセンブリ１５８が係合する電池セル１０２の外面２００との両方に係合する。図示の実施形態では、温度監視アセンブリ１５８の熱伝導インターフェース部材１６４は、単一の電池セル１０２に係合する。インターフェース部材１６４の頂点２０２は、対応する電池セル１０２の外面２００に物理的に接触するように係合する。頂点２０２は、インターフェース部材１６４のうち電気ケーブル１６０の第１の面１７６から最も遠い部分である。付勢部材１６６は、電気ケーブル１６０とカバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６との間で弾性変形する。付勢部材１６６は、インターフェース部材１６４と電池セル１０２との間の係合を持続させるように、電池セル１０２の方への付勢力をインターフェース部材１６４に作用させる。
図６は、代替実施形態に従って形成された電池モジュール１００（図１に示す）のカバーアセンブリ１０４の底面斜視図である。図７は、図６に示す代替実施形態による電池モジュール１００の一部分の断面図である。図６に示すように、カバーアセンブリ１０４は、カバーアセンブリ１０４の長さに沿って延びる少なくとも２つの電圧監視電気ケーブル１６８を含む。図示の実施形態では、電圧監視電気ケーブル１６８は、対応するバスバー１１２の下面１５０（図３に示すように、上面１５２ではない）に沿って配置され、下面１５０に係合する。カバーアセンブリ１０４は、電圧監視電気ケーブル１６８に沿って延びる３つの温度監視アセンブリ１５８をさらに含む。温度監視アセンブリ１５８はそれぞれ、バスバー１１２ではなく、電圧監視電気ケーブル１６８のうちの１つに直接取り付けられる。図７に示すように、図示の温度監視アセンブリ１５８は、接着剤層１９０を介して電圧監視電気ケーブル１６８に直接取り付けられている。電圧監視電気ケーブル１６８は、温度監視アセンブリ１５８とバスバー１１２との間に配置される。図示の実施形態では、電圧監視電気ケーブル１６８は、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６を画定する。温度監視アセンブリ１５８は、チャネル１９８の高さにわたって電圧監視電気ケーブル１６８と電池セル１０２との間に延び、熱伝導インターフェース部材１６４は、電池セル１０２の外面２００に係合する。
図８は、代替実施形態による電池モジュール１００の一部分の断面図である。図示の実施形態では、温度監視アセンブリ１５８は、電池セル１０２のうちの１つの温度を、この電池セル１０２に電気的に接続されたバスバー１１２のうちの１つを介して間接的に監視するように構成される。バスバー１１２は、熱伝導性と電気伝導性との両方を有し、電池セル１０２に係合しており、したがって電池セル１０２からの熱はバスバー１１２へ伝達される。バスバー１１２の温度の監視を使用して、電池セル１０２の温度を間接的に監視することができる。
図示の実施形態では、カバーアセンブリ１０４の取付け表面１５６は、ハウジング１１０によって画定される。温度監視アセンブリ１５８の付勢部材１６６は、バスバー１１２に面しているハウジング１１０の内面２０４に取り付けられる。たとえば、取付け表面１５６と対応するバスバー１１２の上面１５２との間に、ポケット２０６が画定される。温度監視アセンブリ１５８は、ポケット２０６内に配置され、それにより付勢部材１６６は、取付け表面１５６に係合し、熱伝導インターフェース部材１６４は、バスバー１１２の上面１５２に係合する。付勢部材１６６は、インターフェース部材１６４とバスバー１１２との間の係合を持続させるように、バスバー１１２の方への付勢力をインターフェース部材１６４に作用させる。バスバー１１２に係合することによって、温度監視アセンブリ１５８は、バスバー１１２の温度を監視し、バスバー１１２が電気的に接続された１つまたは複数の電池セル１０２の温度を間接的に監視することが可能になる。付勢部材１６６は、接着剤層１９０を介して取付け表面１５６に取り付けることができ、接着剤層１９０は、付勢部材１６６の要素または付勢部材１６６とは別個の個別の構成要素とすることができる。
代替実施形態では、取付け表面１５６は、電池セルにかかる電圧を監視するようにバスバー１１２に電気的に接続された電圧監視電気ケーブル１６８など、カバーアセンブリ１０４の別の構成要素によって画定することができる。しかし、図示の実施形態では、電圧監視電気ケーブル１６８は、バスバー１１２に沿って温度監視アセンブリ１５８に対して横方向に隔置されている。
上記の説明は、限定ではなく例示が意図されることを理解されたい。たとえば、前述の実施形態（および／またはそれらの態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の範囲から逸脱することなく多くの修正を加えることができる。本明細書に記載する寸法、材料のタイプ、様々な構成要素の向き、ならびに様々な構成要素の数および位置は、特定の実施形態のパラメータを定義することが意図され、何ら限定的ではなく、単なる例示的な実施形態である。特許請求の範囲の精神および範囲内の多くの他の実施形態および修正形態は、上記の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲に与えられる均等物の完全な範囲とともに判定されるべきである。

Claims (10)

  1. 積層された構成で並んで配置され、正のセル端子および負のセル端子を有する複数の電池セル（１０２）と、
    前記電池セルを横断して延び、前記電池セルに結合されたカバーアセンブリ（１０４）とを備え、前記カバーアセンブリは、ハウジング（１１０）と、前記ハウジングによって保持されており、前記電池セルの対応する正のセル端子および負のセル端子に係合して、隣接する電池セルを電気的に接続するバスバー（１１２）とを含み、前記カバーアセンブリは、前記電池セルに面している前記カバーアセンブリの取付け表面（１５６）に取り付けられ、前記取付け表面（１５６）に沿って延びる温度監視アセンブリ（１５８）をさらに含み、前記温度監視アセンブリは、電気ケーブル（１６０）と、前記電気ケーブルに取り付けられて電気的に接続された温度感知デバイス（１６２）と、前記温度感知デバイスを覆う熱伝導インターフェース部材（１６４）とを含み、前記熱伝導インターフェース部材は、前記電池セルの少なくとも１つに係合し、前記温度監視アセンブリは、前記熱伝導インターフェース部材が係合する前記少なくとも１つの電池セルの温度を監視する、
    電池モジュール（１００）。
  2. 前記温度監視アセンブリ（１５８）は、前記温度監視アセンブリ上の接着剤層（１９０）を介して前記カバーアセンブリ（１０４）の前記取付け表面（１５６）に取り付けられている、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
  3. 前記電気ケーブル（１６０）は平坦であり、対向する第１の面（１７６）および第２の面（１７８）を含み、前記温度感知デバイス（１６２）は、前記第１の面に取り付けられ、前記温度監視アセンブリ（１５８）は、前記電気ケーブルの前記第２の面に固定された付勢部材（１６６）をさらに含み、前記付勢部材は、前記カバーアセンブリ（１０４）の前記取付け表面（１５６）に係合し、前記付勢部材は、圧縮可能または撓み可能のうちの少なくとも１つであり、前記温度監視アセンブリの前記熱伝導インターフェース部材（１６４）を付勢して、前記熱伝導インターフェース部材が係合する前記少なくとも１つの電池セル（１０２）に持続的に係合させる、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
  4. 前記付勢部材（１６６）は、微孔性のプラスチック発泡材料から少なくとも部分的に形成されている、請求項３に記載の電池モジュール（１００）。
  5. 前記付勢部材（１６６）は圧縮可能なものであり、前記付勢部材は、前記電気ケーブル（１６０）と前記カバーアセンブリ（１０４）の前記取付け表面（１５６）との間で弾性変形する、請求項３に記載の電池モジュール（１００）。
  6. 前記電気ケーブル（１６０）は、前記電気ケーブルの幅にわたって並んで配置された少なくとも２つの電気導体（１８０）を有するフレキシブルフラットケーブルまたはフレキシブルプリント回路基板のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
  7. 前記熱伝導インターフェース部材（１６４）は、熱伝導性のエポキシ材料から形成されている、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
  8. 前記カバーアセンブリ（１０４）の前記取付け表面（１５６）と前記電池セル（１０２）の外面（２００）との間にチャネル（１９８）が画定され、前記温度監視アセンブリ（１５８）は、前記チャネル内に配置され、前記電気ケーブル（１６０）は、取付け端部（１６１）から電気コネクタ（１１６）まで複数の電池セルを横断して延びている、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
  9. 前記温度監視アセンブリ（１５８）は、前記電池セル（１０２）にかかる電圧を監視するように前記バスバー（１１２）に電気的に接続された電圧監視電気ケーブル（１６８）に直接取り付けられ、前記電圧監視電気ケーブルは、前記カバーアセンブリ（１０４）の前記取付け表面（１５６）を画定している、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
  10. 前記バスバー（１１２）は、端子部分（１３０）および基礎部分（１２８）を含み、前記端子部分は、前記電池セル（１０２）の前記対応する正のセル端子および負のセル端子に係合し、前記温度監視アセンブリ（１５８）は、前記バスバーのうちの１つの前記基礎部分に直接取り付けられ、前記バスバーの前記基礎部分は、前記カバーアセンブリ（１０４）の前記取付け表面（１５６）を画定している、請求項１に記載の電池モジュール（１００）。
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