パック内のセルの適正配置によるバッテリー・セルの破壊及び熱的カスケードの低減
【課題】パック内のセルの適正配置によるバッテリー・セルの破壊及び熱的カスケードを低減する。
【解決手段】複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含み、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを備えた装置及びそのように接続するステップを備える方法を含む。接合部１３５は、１つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セル１２５、１３０からなる。実質的に大多数となる接合部においては、１つのバッテリー・セルの放出端部１２８、１３２が他のバッテリー・セルの非放出端部と対向していない。
【解決手段】複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含み、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを備えた装置及びそのように接続するステップを備える方法を含む。接合部１３５は、１つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セル１２５、１３０からなる。実質的に大多数となる接合部においては、１つのバッテリー・セルの放出端部１２８、１３２が他のバッテリー・セルの非放出端部と対向していない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリー・セルの熱的カスケードを低減する方法でバッテッリー・パック内にバッテリー・セルを配置することに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン・バッテリー・パックは、比較的に低コストで高いエネルギー蓄積能力を有するため、ノートブック型コンピュータ、携帯電話及び他の携帯用機器に広範囲に使用されている。
【０００３】
これらのバッテリー・パックは、通常、放出端部及び非放出端部を有する多数のバッテリーを含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリー・セルが損傷したり、破裂し及び／又は加熱されるときに、バッテリー・セルが一方の端部を通じてガスを放出するという意味で、本明細書中で「放出端部」と称し、放出端部の反対側に端部は、通常ガスを放出しないとい意味で、本明細書中で「非放出端部」と称される。
【０００５】
バッテリー・パック内のバッテリー・セルの一つがガスを放出すると、そのガスが原因で、実際に、他のバッテリー・セルの一つがガスを放出し、事実上バッテリー・パック全体にカスケード効果を主ずる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書中に記載された発明は、複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含み、少なくとも末端で一つの電圧を発生するように電気的に結合された複数のバッテリー・セルを備えた方法及び装置を含む。
【０００７】
各接合部は、一つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように、長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを備えている。
【０００８】
実質的に大多数となる接合部においては、一つのバッテリー・セルの放出端部は、他のバッテリー・セルの非放出端部とは対向していない。
【０００９】
同様に、本明細書中に記載された発明は、配列によって複数の接合部を生ずるように、少なくとも末端で一つの電圧を発生するように電気的に結合されている複数のバッテリー・セルを配列することにより、バッテリー・パックを組み立てる方法を含む。
【００１０】
各接合部は、一つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを備えている。
【００１１】
実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部は、他のバッテリー・セルの非放出端部と対向してはいない。
【００１２】
同様に、本明細書中に記載された発明は、１）ハウジングと２）バッテリー・パックから電力を取り出すハウジングに結合された部品及び３）複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含み、少なくとも末端で一つの電圧を発生するように電気的に結合された複数のバッテリー・セルからなるバッテリー・パックを備えた装置を含んでいる。
【００１３】
各接合部は、一つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを備えている。
【００１４】
実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部は他のバッテリー・セルの非放出端部とは対向していない。
【００１５】
以上が要約であり、従って、必然的に細部の簡略化、一般化及び省略することを含む。その結果、当業者は、要約が一例に過ぎず、形はどうあれ限定するように意図されていないことを理解するであろう。請求の範囲のみの記載に基づく本発明の他の面、発明の特徴及び利点は、以下に述べる詳細な説明に限定されないが、そこで明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、以下の添付図面を参照することによりさらに理解することができ、本発明の多くの目的、特徴及び利点が当業者にとって明らかにされている。
【図１Ａ】放出端部及び非放出端部を含むバッテリー・セルのダイアグラムである。
【図１Ｂ】長手方向に配列され、その接合部が双方のバッテリー・セルの放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【図１Ｃ】長手方向に配列され、その接合部が、双方のバッテリー・セルの非放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【図２Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図２Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図２Ｃ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ｃ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ｄ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ｃ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ｄ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図５Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図５Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図６Ａ】バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた一つの中間セルを含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図６Ｂ】バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間セルを含む１５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図６Ｃ】バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間セルを含む１８のセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図７】実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と対向せずに、長手方向に垂直に配列された複数のバッテリー・セルを含む２７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図８Ａ】本明細書中で記載されているように配列された電子機器に電力を供給するバッテリー・セルを含むバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図８Ｂ】本明細書中で記載されているように配列された運搬用車両に電力を供給するバッテリー・セルを含むバッテリー・パックのダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
いくつかのさらに詳しい説明が、本発明の各種の実施例を十分に理解するために、以下の説明及び図面において示されている。
【００１８】
コンピュータ及びソフトウェア技術と度々関連するいくつかの周知の詳細は、以下の開示において説明されていないが、これは、本発明の各種の実施例を不必要に分かりにくくすることを避けるためである。
【００１９】
さらに、従来技術の当業者は、以下に記載されている一つ又はそれ以上の詳細を必要とせずに、本発明の他の実施態様を実施することができることを理解するであろう。
【００２０】
最後に、各種の方法が、以下の方法及び配列の開示を参照して記載されているが、それ自体の記述は本発明の実施態様を明確に実施するためであり、その方法及び配列は、この発明を実施するために必要なものとして解釈されるべきではない。
【００２１】
その代わりに、以下の記述は、本発明の実施例の詳細な説明を提供することを目的としており、本発明自体を限定するために解釈されるべきではない。
【００２２】
むしろ、さまざまな変形が、その説明に続く請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
以下の詳細な説明は、概して上述の本発明の要約に従っており、さらに、必要に応じて本発明の各種の態様及び実施例の定義を説明し拡張している。
【実施例】
【００２４】
図１Ａは、放出端部及び非放出端部を含むバッテリー・セルのダイアグラムである。バッテリー・セル１００は、バッテリー・セル１００が損傷し、破裂し及び／又は加熱されると、熱の急上昇や放出を時々経験する。
【００２５】
この現象が起こると、バッテリー・セル１００は、放出端部１２０を通じてガスを開放、即ち「放出」する。
【００２６】
図１に示された実施例は、放出端部１２０が正極であり、その反対側の端部、即ち、非放出端部１１０が負極であることを示している。
【００２７】
多数のバッテリー・セル１００は、ノート型パソコン、携帯電話及び自動車等の電子部品に電力を供給するために、バッテリー・パック内に詰め込まれる。
【００２８】
これらの詰め込まれたバッテリー・セルは、熱的に「カスケード」する場合があり、これは、一つのバッテリー・セルからの加熱放出ガスが、他のバッテリー・セルを加熱するときに生ずる現象であって、それが原因で他のバッテリー・セルが次々と他のバッテリー・セルが放出する等の原因となる加熱ガスを放出する。
【００２９】
一つのバッテリー・セルの放出ガスが、他のバッテリー・セルの非放出端部に熱的に侵入し、カスケードを生ずる原因となるけれども、ほとんどの場合、他のバッテリー・セルの放出端部に作用する加熱放出ガスは、カスケードを生ずる原因とはならない。
【００３０】
本明細書中に記載された発明は、他のバッテリー・セルと関連したバッテリー・セルの配列により、バッテリー・パック内で熱的カスケードを最小限に抑えるものである。
【００３１】
図１Ｂは、長手方向に配列され、その接合部が、双方のバッテリー・セルの放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【００３２】
バッテリー・セル１２５及び１３０は、接合部１３５を形成する形で長手方向に配列されている。
【００３３】
接合部１３５は、双方のバッテリー・セル１２５及び１３０の放出端部を含んでいる。図に示すように、放出端部１２８は、放出端部１３２と対向しており、放出端部１２８からの加熱ガスが放出端部１３２に作用するため、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００３４】
バッテリー１２５及び１３０は、線１４０−１５０を用いて電気的に接続されている。線１４５はバッテリー・セル１２５の正極（放出端部１２８）をバッテリー・セル１３０の負極に接続する。そのようなときに、電圧が線１４０と１５０の開放端間に発生する。
【００３５】
図１Ｃは、長手方向に配列され、その接合部が、双方のバッテリー・セルの非放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【００３６】
バッテリー・セル１５５及び１６０は、接合部１６５を形成する形で長手方向に配列されている。接合部１６５は、双方のバッテリー・セル１５５及び１６０の非放出端部を含んでいる。
【００３７】
図に示すように、非放出端部１５８は、非放出端部１６２と対向しており、従って、バッテリー・セル１５５とバッテリー・セル１６０の放出端部が他方のバッテリー・セルからみて外方に向き、接合部１６５に含まれないため、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００３８】
バッテリー１５５と１６０は、線１７０−１８０を用いて電気的に接続されている。線１７５は、バッテリー・セル１６０の正極をバッテリー・セル１５５の負極（非放出端部１５８）に接続している。そのようなときに、電圧が線１７０と１８０の開放端間に発生する。
【００３９】
図２Ａは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００４０】
バッテリー・パック２００は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。第１列は４つのバッテリー・セルを含み、第２列は２つのバッテリー・セルを含んでいる。
【００４１】
図に示すように、２つの長手方向に配列したバッテリー・セルによって形成された各接合部に対して、各接合部は一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。
【００４２】
従って、バッテリー・セルの一つがガスを放出するとき、このガスは隣接するバッテリー・セルの非放出端部を通じて侵入せず、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００４３】
図２Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック２２０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。
【００４４】
第１列は４つのバッテリー・セルを含み、第２列は３つのバッテリー・セルを含む。図に示すように、２つの長手方向に配列したバッテリー・セルによって形成された各接合部に対して、各接合部は一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。
【００４５】
上記のように、バッテリー・セルの一つがガスを放出するとき、このガスは隣接するバッテリー・セルの非放出端部を通じて侵入せず、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００４６】
図２Ｃは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック２４０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。
【００４７】
第１列は４つのバッテリー・セルを含み、第２列は４つのバッテリー・セルを含む。再び図に示すように、バッテリー・パック２４０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００４８】
図３Ａは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック３００は２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。
【００４９】
第１列は３つのバッテリー・セルを含み、第２列は３つのバッテリー・セルを含んでいる。図に示すように、バッテリー・パック３００内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５０】
図３Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック３２０は１列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及びもう１つのバッテリー・セルとともに長手方向に配列されていない２つの他のバッテリー・セルを含む。
【００５１】
図に示すように、バッテリー・パック３２０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５２】
図３Ｃは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００５３】
バッテリー・パック３４０は２列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及び１つの単独のバッテリー・セルを含む。第１列は３つのバッテリー・セルを含み、第２列は３つのバッテリー・セルを含む。
【００５４】
図に示すように、バッテリー・パック３４０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５５】
図３Ｄは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック３６０は３列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含み、各列は３つのバッテリー・セルを含む。
【００５６】
再び、バッテリー・パック３６０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含み、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５７】
図４Ａは、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック４００は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルと１つの垂直に配列されたバッテリー・セル（バッテリー・セル４１０）を含む。
【００５８】
長手方向に配列されたバッテリー・セルにより形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含み、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。バッテリー・セル４１０は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、バッテリー・セル４１０の放出端部で接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００５９】
図４Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６０】
バッテリー・パック４２０は、１つのバッテリー・セル４２５の付加を伴って図４Ａに示されたバッテリー・パック４００に類似している。図に示すように、バッテリー・セル４２５は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、バッテリー・セル４２５の放出端部で接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６１】
図４Ｃは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６２】
バッテリー・パック４４０は、１つのバッテリー・セル４４５の付加を伴って図４Ｂに示されたバッテリー・パック４２０に類似している。図に示すように、バッテリー・セル４４５は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、バッテリー・セル４４５の放出端部で接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６３】
図４Ｄは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６４】
バッテリー・パック４６０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルと２つの垂直に配列されたバッテリー・セルを含む。図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含む。
【００６５】
さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６６】
図５Ａは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されているむ９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６７】
バッテリー・パック５００は、３列の長手方向に配列されたバッテリー・セルと２つの垂直に配列されたバッテリー・セルを含む。図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含む。
【００６８】
さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６９】
図５Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００７０】
バッテリー・パック５２０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セル、１つの単独のバッテリー・セル及び２つの垂直に配列されたバッテリー・セルを含む。再び、図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含む。
【００７１】
さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。従って、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００７２】
図６Ａは、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部内に垂直に嵌めこまれた１つの中間バッテリー・セルを含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００７３】
バッテリー・パック６００は、３列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含んでいる。バッテリー・セル６０２と６０４は第１列を、バッテリー・セル６０６と６０８は第２列を、そしてバッテリー・セル６１０と６１２は第３列を形成する。
【００７４】
これらの３列は、それぞれ接合部６１６〜６２０を形成する。図に示すように、接合部６１６〜６２０のそれぞれは、それぞれのバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。バッテリー・セル６１４は、バッテリー・セル６０２〜６１２に垂直に挿入さており、接合部６１６〜６２０内に位置している。
【００７５】
バッテリー・セル６１４は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されていないため、バッテリー・セル６１４を用いて接合部は形成されず、このことが熱的カスケードを最小限に抑える。
【００７６】
図６Ｂは、他のバッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間バッテリー・セルを含む１５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００７７】
バッテリー・パック６４０は、３列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及び長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部内に垂直に嵌め込まれた３つの中間バッテリー・セルを含んでいる。
【００７８】
図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって、形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。それ故、熱的カスケードは最小限に抑えられる。
【００７９】
図６Ｃは、バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間バッテリー・セルを含む１８のセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００８０】
バッテリー・パック６６０は、４列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及び長手方向に配列された３つのバッテリー・セル列によって形成された接合部内に垂直に嵌め込まれた３つの中間バッテリー・セルを含んでいる。
【００８１】
図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって、形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。それ故、熱的カスケードは最小限に抑えられる。
【００８２】
図７は、実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と対向せずに、垂直で長手方向に配列された複数のバッテリー・セルを含む２７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック７００は、その３列が他の９列に垂直である１２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含んでいる。
【００８３】
長手方向に配列された９列のバッテリー・セルは、それらの各バッテリー・セルの非放出端部を含む接合部を形成する。長手方向に配列された垂直な３列のそれぞれは、２つの接合部を形成する３つのバッテリー・セルを含んでいる。
【００８４】
第１の垂直な列は接合部７１０及び７２０を、第２の垂直な列は接合部７３０及び７４０を、そして第３の垂直な列は接合部７５０及び７６０を含んでいる。
【００８５】
接合部７１０、７３０及び７５０は、それらの各バッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。接合部７２０及び７４０は、それらの各バッテリー・セルの放出端部を含んでいる。しかしながら、接合部７６０は、１つのバッテリー・セルの放出端部と他のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。
【００８６】
接合部７６０は、熱的カスケードを最小限に抑えることはできないが、バッテリー・パック７００内の他の接合部は、熱的カスケードを最小限に抑える。従って、バッテリー・パック７００内の実質的に大多数となる接合部は、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００８７】
図８Ａは、熱的カスケードを低減し、電子機器８２０（例えば、ノートブック型コンピュータ、携帯電話、カメラ等）に電力を供給する形で配列されたバッテリー・セルを含むバッテリー・パック８００のダイアグラムである。
【００８８】
電子機器８２０は、バッテリー・パックから電力を取り出す部品を含んでいる。この部品は、バックライト・ディスプレイ、プロセッサ、メモリ、マザーボード、キーボード等の入出力機器、タッチスクリーン、無線通信機等を含むことができる。
【００８９】
図８Ｂは、熱的カスケードを低減し、運搬用車両８６０（例えば、電気自動車、電気バス、電気オートバイ等）に電力を供給する形で配列されたバッテリー・セルを含むバッテリー・パック８４０のダイアグラムである。
【００９０】
運搬用車両８６０は、バッテリー・パックから電力を取り出す部品を含んでいる。この部品は、電動機、電子回路、コンピュータ、照明、計測器、オーディオ・システム、ＧＰＳシステム及び前述の電子機器８２０等の他の内蔵型電子機器を含むことができる。
【００９１】
本発明の特定の実施例が示され記述されてきたが、本明細書中の教示に基づいて、本発明及びより広範な態様から逸脱することなしに、さまざまな変更及び修正がなされ得ることは、当業者にとって明らかであろう。
【００９２】
従って、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内で全てのそのような変更及び修正を包含すべきである。
【００９３】
さらに、本発明が添付の請求の範囲のみによって規定されることを理解すべきである。請求の範囲の構成要素の記載において、特定の数の記載が意図しているときは、そのような意図はその請求の範囲において明確に記載され、そのような記載がない場合には、そのようには限定されないことは、当業者によって理解されるであろう。
【００９４】
何等の限定のない実施例に対しては、理解を助けるために、以下に添付の請求の範囲は、その構成要素の記載に対して採用された「少なくとも１つ」及び「１又はそれ以上の」の語句の使用を含んでいる。
【００９５】
しかしながら、そのような語句の使用は、何等数の限定のない請求の範囲の構成要素の記載が、同一の請求範囲が「１又はそれ以上の」又は「少なくとも１つ」の導入語句を含むか含まない場合でも、１つのそのような構成要素のみを含む発明に対して、そのように採用された請求の範囲の構成要素を含む特定の請求の範囲に限定する意味を含むものと解釈されるべきでない。請求範囲中の何等数の限定のない使用についても同じことが言える。
【符号の説明】
【００９６】
１００、１２５、１３０、１５５、１６０、４１０、４２５、４４５、６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、６１４ バッテリー・セル
１１０、１５８、１６２ 非放出端部
１２０、１２８、１３２ 放出端部
１３５、１６５、６１６、６１８、６２０、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０ 接合部
１４０、１４５、１５０、１７０、１７５、１８０ 線
２００、２２０、２４０、３００、３２０、３４０、３６０、４００、４２０、４４０、４６０、５００、５２０、６００、６４０、６６０、７００、８００、８４０ バッテリー・パック
８２０ 電子機器
８６０ 運搬用車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリー・セルの熱的カスケードを低減する方法でバッテッリー・パック内にバッテリー・セルを配置することに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン・バッテリー・パックは、比較的に低コストで高いエネルギー蓄積能力を有するため、ノートブック型コンピュータ、携帯電話及び他の携帯用機器に広範囲に使用されている。
【０００３】
これらのバッテリー・パックは、通常、放出端部及び非放出端部を有する多数のバッテリーを含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリー・セルが損傷したり、破裂し及び／又は加熱されるときに、バッテリー・セルが一方の端部を通じてガスを放出するという意味で、本明細書中で「放出端部」と称し、放出端部の反対側に端部は、通常ガスを放出しないとい意味で、本明細書中で「非放出端部」と称される。
【０００５】
バッテリー・パック内のバッテリー・セルの一つがガスを放出すると、そのガスが原因で、実際に、他のバッテリー・セルの一つがガスを放出し、事実上バッテリー・パック全体にカスケード効果を主ずる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書中に記載された発明は、複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含み、少なくとも末端で一つの電圧を発生するように電気的に結合された複数のバッテリー・セルを備えた方法及び装置を含む。
【０００７】
各接合部は、一つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように、長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを備えている。
【０００８】
実質的に大多数となる接合部においては、一つのバッテリー・セルの放出端部は、他のバッテリー・セルの非放出端部とは対向していない。
【０００９】
同様に、本明細書中に記載された発明は、配列によって複数の接合部を生ずるように、少なくとも末端で一つの電圧を発生するように電気的に結合されている複数のバッテリー・セルを配列することにより、バッテリー・パックを組み立てる方法を含む。
【００１０】
各接合部は、一つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを備えている。
【００１１】
実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部は、他のバッテリー・セルの非放出端部と対向してはいない。
【００１２】
同様に、本明細書中に記載された発明は、１）ハウジングと２）バッテリー・パックから電力を取り出すハウジングに結合された部品及び３）複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含み、少なくとも末端で一つの電圧を発生するように電気的に結合された複数のバッテリー・セルからなるバッテリー・パックを備えた装置を含んでいる。
【００１３】
各接合部は、一つのバッテリー・セルの端部が他のバッテリー・セルの端部と対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを備えている。
【００１４】
実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部は他のバッテリー・セルの非放出端部とは対向していない。
【００１５】
以上が要約であり、従って、必然的に細部の簡略化、一般化及び省略することを含む。その結果、当業者は、要約が一例に過ぎず、形はどうあれ限定するように意図されていないことを理解するであろう。請求の範囲のみの記載に基づく本発明の他の面、発明の特徴及び利点は、以下に述べる詳細な説明に限定されないが、そこで明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、以下の添付図面を参照することによりさらに理解することができ、本発明の多くの目的、特徴及び利点が当業者にとって明らかにされている。
【図１Ａ】放出端部及び非放出端部を含むバッテリー・セルのダイアグラムである。
【図１Ｂ】長手方向に配列され、その接合部が双方のバッテリー・セルの放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【図１Ｃ】長手方向に配列され、その接合部が、双方のバッテリー・セルの非放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【図２Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図２Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図２Ｃ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ｃ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図３Ｄ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ｃ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図４Ｄ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図５Ａ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図５Ｂ】その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図６Ａ】バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた一つの中間セルを含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図６Ｂ】バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間セルを含む１５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図６Ｃ】バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間セルを含む１８のセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図７】実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と対向せずに、長手方向に垂直に配列された複数のバッテリー・セルを含む２７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図８Ａ】本明細書中で記載されているように配列された電子機器に電力を供給するバッテリー・セルを含むバッテリー・パックのダイアグラムである。
【図８Ｂ】本明細書中で記載されているように配列された運搬用車両に電力を供給するバッテリー・セルを含むバッテリー・パックのダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
いくつかのさらに詳しい説明が、本発明の各種の実施例を十分に理解するために、以下の説明及び図面において示されている。
【００１８】
コンピュータ及びソフトウェア技術と度々関連するいくつかの周知の詳細は、以下の開示において説明されていないが、これは、本発明の各種の実施例を不必要に分かりにくくすることを避けるためである。
【００１９】
さらに、従来技術の当業者は、以下に記載されている一つ又はそれ以上の詳細を必要とせずに、本発明の他の実施態様を実施することができることを理解するであろう。
【００２０】
最後に、各種の方法が、以下の方法及び配列の開示を参照して記載されているが、それ自体の記述は本発明の実施態様を明確に実施するためであり、その方法及び配列は、この発明を実施するために必要なものとして解釈されるべきではない。
【００２１】
その代わりに、以下の記述は、本発明の実施例の詳細な説明を提供することを目的としており、本発明自体を限定するために解釈されるべきではない。
【００２２】
むしろ、さまざまな変形が、その説明に続く請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
以下の詳細な説明は、概して上述の本発明の要約に従っており、さらに、必要に応じて本発明の各種の態様及び実施例の定義を説明し拡張している。
【実施例】
【００２４】
図１Ａは、放出端部及び非放出端部を含むバッテリー・セルのダイアグラムである。バッテリー・セル１００は、バッテリー・セル１００が損傷し、破裂し及び／又は加熱されると、熱の急上昇や放出を時々経験する。
【００２５】
この現象が起こると、バッテリー・セル１００は、放出端部１２０を通じてガスを開放、即ち「放出」する。
【００２６】
図１に示された実施例は、放出端部１２０が正極であり、その反対側の端部、即ち、非放出端部１１０が負極であることを示している。
【００２７】
多数のバッテリー・セル１００は、ノート型パソコン、携帯電話及び自動車等の電子部品に電力を供給するために、バッテリー・パック内に詰め込まれる。
【００２８】
これらの詰め込まれたバッテリー・セルは、熱的に「カスケード」する場合があり、これは、一つのバッテリー・セルからの加熱放出ガスが、他のバッテリー・セルを加熱するときに生ずる現象であって、それが原因で他のバッテリー・セルが次々と他のバッテリー・セルが放出する等の原因となる加熱ガスを放出する。
【００２９】
一つのバッテリー・セルの放出ガスが、他のバッテリー・セルの非放出端部に熱的に侵入し、カスケードを生ずる原因となるけれども、ほとんどの場合、他のバッテリー・セルの放出端部に作用する加熱放出ガスは、カスケードを生ずる原因とはならない。
【００３０】
本明細書中に記載された発明は、他のバッテリー・セルと関連したバッテリー・セルの配列により、バッテリー・パック内で熱的カスケードを最小限に抑えるものである。
【００３１】
図１Ｂは、長手方向に配列され、その接合部が、双方のバッテリー・セルの放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【００３２】
バッテリー・セル１２５及び１３０は、接合部１３５を形成する形で長手方向に配列されている。
【００３３】
接合部１３５は、双方のバッテリー・セル１２５及び１３０の放出端部を含んでいる。図に示すように、放出端部１２８は、放出端部１３２と対向しており、放出端部１２８からの加熱ガスが放出端部１３２に作用するため、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００３４】
バッテリー１２５及び１３０は、線１４０−１５０を用いて電気的に接続されている。線１４５はバッテリー・セル１２５の正極（放出端部１２８）をバッテリー・セル１３０の負極に接続する。そのようなときに、電圧が線１４０と１５０の開放端間に発生する。
【００３５】
図１Ｃは、長手方向に配列され、その接合部が、双方のバッテリー・セルの非放出端部を含む２つのバッテリー・セルの間の接合部を形成している２つのバッテリー・セルのダイアグラムである。
【００３６】
バッテリー・セル１５５及び１６０は、接合部１６５を形成する形で長手方向に配列されている。接合部１６５は、双方のバッテリー・セル１５５及び１６０の非放出端部を含んでいる。
【００３７】
図に示すように、非放出端部１５８は、非放出端部１６２と対向しており、従って、バッテリー・セル１５５とバッテリー・セル１６０の放出端部が他方のバッテリー・セルからみて外方に向き、接合部１６５に含まれないため、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００３８】
バッテリー１５５と１６０は、線１７０−１８０を用いて電気的に接続されている。線１７５は、バッテリー・セル１６０の正極をバッテリー・セル１５５の負極（非放出端部１５８）に接続している。そのようなときに、電圧が線１７０と１８０の開放端間に発生する。
【００３９】
図２Ａは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００４０】
バッテリー・パック２００は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。第１列は４つのバッテリー・セルを含み、第２列は２つのバッテリー・セルを含んでいる。
【００４１】
図に示すように、２つの長手方向に配列したバッテリー・セルによって形成された各接合部に対して、各接合部は一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。
【００４２】
従って、バッテリー・セルの一つがガスを放出するとき、このガスは隣接するバッテリー・セルの非放出端部を通じて侵入せず、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００４３】
図２Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック２２０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。
【００４４】
第１列は４つのバッテリー・セルを含み、第２列は３つのバッテリー・セルを含む。図に示すように、２つの長手方向に配列したバッテリー・セルによって形成された各接合部に対して、各接合部は一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。
【００４５】
上記のように、バッテリー・セルの一つがガスを放出するとき、このガスは隣接するバッテリー・セルの非放出端部を通じて侵入せず、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００４６】
図２Ｃは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック２４０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。
【００４７】
第１列は４つのバッテリー・セルを含み、第２列は４つのバッテリー・セルを含む。再び図に示すように、バッテリー・パック２４０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００４８】
図３Ａは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む６つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック３００は２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含む。
【００４９】
第１列は３つのバッテリー・セルを含み、第２列は３つのバッテリー・セルを含んでいる。図に示すように、バッテリー・パック３００内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５０】
図３Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック３２０は１列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及びもう１つのバッテリー・セルとともに長手方向に配列されていない２つの他のバッテリー・セルを含む。
【００５１】
図に示すように、バッテリー・パック３２０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５２】
図３Ｃは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００５３】
バッテリー・パック３４０は２列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及び１つの単独のバッテリー・セルを含む。第１列は３つのバッテリー・セルを含み、第２列は３つのバッテリー・セルを含む。
【００５４】
図に示すように、バッテリー・パック３４０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでおり、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５５】
図３Ｄは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含む９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック３６０は３列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含み、各列は３つのバッテリー・セルを含む。
【００５６】
再び、バッテリー・パック３６０内の各接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含み、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００５７】
図４Ａは、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック４００は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルと１つの垂直に配列されたバッテリー・セル（バッテリー・セル４１０）を含む。
【００５８】
長手方向に配列されたバッテリー・セルにより形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含み、このようにして、熱的カスケードを最小限に抑える。バッテリー・セル４１０は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、バッテリー・セル４１０の放出端部で接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００５９】
図４Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの一つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６０】
バッテリー・パック４２０は、１つのバッテリー・セル４２５の付加を伴って図４Ａに示されたバッテリー・パック４００に類似している。図に示すように、バッテリー・セル４２５は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、バッテリー・セル４２５の放出端部で接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６１】
図４Ｃは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６２】
バッテリー・パック４４０は、１つのバッテリー・セル４４５の付加を伴って図４Ｂに示されたバッテリー・パック４２０に類似している。図に示すように、バッテリー・セル４４５は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、バッテリー・セル４４５の放出端部で接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６３】
図４Ｄは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている８つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６４】
バッテリー・パック４６０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルと２つの垂直に配列されたバッテリー・セルを含む。図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含む。
【００６５】
さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６６】
図５Ａは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されているむ９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００６７】
バッテリー・パック５００は、３列の長手方向に配列されたバッテリー・セルと２つの垂直に配列されたバッテリー・セルを含む。図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含む。
【００６８】
さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。結果として、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００６９】
図５Ｂは、その接合部が２つのバッテリー・セルの非放出端部又は２つのバッテリー・セルの放出端部を含み、バッテリー・セルの２つが他のバッテリー・セルに対して垂直に配列されている９つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００７０】
バッテリー・パック５２０は、２列の長手方向に配列されたバッテリー・セル、１つの単独のバッテリー・セル及び２つの垂直に配列されたバッテリー・セルを含む。再び、図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含む。
【００７１】
さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。従って、熱的カスケードが最小限に抑えられる。
【００７２】
図６Ａは、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部内に垂直に嵌めこまれた１つの中間バッテリー・セルを含む７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００７３】
バッテリー・パック６００は、３列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含んでいる。バッテリー・セル６０２と６０４は第１列を、バッテリー・セル６０６と６０８は第２列を、そしてバッテリー・セル６１０と６１２は第３列を形成する。
【００７４】
これらの３列は、それぞれ接合部６１６〜６２０を形成する。図に示すように、接合部６１６〜６２０のそれぞれは、それぞれのバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。バッテリー・セル６１４は、バッテリー・セル６０２〜６１２に垂直に挿入さており、接合部６１６〜６２０内に位置している。
【００７５】
バッテリー・セル６１４は、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されていないため、バッテリー・セル６１４を用いて接合部は形成されず、このことが熱的カスケードを最小限に抑える。
【００７６】
図６Ｂは、他のバッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間バッテリー・セルを含む１５つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００７７】
バッテリー・パック６４０は、３列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及び長手方向に配列されたバッテリー・セルによって形成された接合部内に垂直に嵌め込まれた３つの中間バッテリー・セルを含んでいる。
【００７８】
図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって、形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。それ故、熱的カスケードは最小限に抑えられる。
【００７９】
図６Ｃは、バッテリー・セルの長手方向の配列の間に垂直に嵌めこまれた３つの中間バッテリー・セルを含む１８のセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。
【００８０】
バッテリー・パック６６０は、４列の長手方向に配列されたバッテリー・セル及び長手方向に配列された３つのバッテリー・セル列によって形成された接合部内に垂直に嵌め込まれた３つの中間バッテリー・セルを含んでいる。
【００８１】
図に示すように、長手方向に配列されたバッテリー・セルによって、形成された接合部は、一組のバッテリー・セルの放出端部又は一組のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。さらに、垂直に配列されたバッテリー・セルは、他のバッテリー・セルと長手方向に配列されておらず、従って、接合部は形成されない。それ故、熱的カスケードは最小限に抑えられる。
【００８２】
図７は、実質的に大多数となる接合部において、一つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と対向せずに、垂直で長手方向に配列された複数のバッテリー・セルを含む２７つのセルからなるバッテリー・パックのダイアグラムである。バッテリー・パック７００は、その３列が他の９列に垂直である１２列の長手方向に配列されたバッテリー・セルを含んでいる。
【００８３】
長手方向に配列された９列のバッテリー・セルは、それらの各バッテリー・セルの非放出端部を含む接合部を形成する。長手方向に配列された垂直な３列のそれぞれは、２つの接合部を形成する３つのバッテリー・セルを含んでいる。
【００８４】
第１の垂直な列は接合部７１０及び７２０を、第２の垂直な列は接合部７３０及び７４０を、そして第３の垂直な列は接合部７５０及び７６０を含んでいる。
【００８５】
接合部７１０、７３０及び７５０は、それらの各バッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。接合部７２０及び７４０は、それらの各バッテリー・セルの放出端部を含んでいる。しかしながら、接合部７６０は、１つのバッテリー・セルの放出端部と他のバッテリー・セルの非放出端部を含んでいる。
【００８６】
接合部７６０は、熱的カスケードを最小限に抑えることはできないが、バッテリー・パック７００内の他の接合部は、熱的カスケードを最小限に抑える。従って、バッテリー・パック７００内の実質的に大多数となる接合部は、熱的カスケードを最小限に抑える。
【００８７】
図８Ａは、熱的カスケードを低減し、電子機器８２０（例えば、ノートブック型コンピュータ、携帯電話、カメラ等）に電力を供給する形で配列されたバッテリー・セルを含むバッテリー・パック８００のダイアグラムである。
【００８８】
電子機器８２０は、バッテリー・パックから電力を取り出す部品を含んでいる。この部品は、バックライト・ディスプレイ、プロセッサ、メモリ、マザーボード、キーボード等の入出力機器、タッチスクリーン、無線通信機等を含むことができる。
【００８９】
図８Ｂは、熱的カスケードを低減し、運搬用車両８６０（例えば、電気自動車、電気バス、電気オートバイ等）に電力を供給する形で配列されたバッテリー・セルを含むバッテリー・パック８４０のダイアグラムである。
【００９０】
運搬用車両８６０は、バッテリー・パックから電力を取り出す部品を含んでいる。この部品は、電動機、電子回路、コンピュータ、照明、計測器、オーディオ・システム、ＧＰＳシステム及び前述の電子機器８２０等の他の内蔵型電子機器を含むことができる。
【００９１】
本発明の特定の実施例が示され記述されてきたが、本明細書中の教示に基づいて、本発明及びより広範な態様から逸脱することなしに、さまざまな変更及び修正がなされ得ることは、当業者にとって明らかであろう。
【００９２】
従って、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内で全てのそのような変更及び修正を包含すべきである。
【００９３】
さらに、本発明が添付の請求の範囲のみによって規定されることを理解すべきである。請求の範囲の構成要素の記載において、特定の数の記載が意図しているときは、そのような意図はその請求の範囲において明確に記載され、そのような記載がない場合には、そのようには限定されないことは、当業者によって理解されるであろう。
【００９４】
何等の限定のない実施例に対しては、理解を助けるために、以下に添付の請求の範囲は、その構成要素の記載に対して採用された「少なくとも１つ」及び「１又はそれ以上の」の語句の使用を含んでいる。
【００９５】
しかしながら、そのような語句の使用は、何等数の限定のない請求の範囲の構成要素の記載が、同一の請求範囲が「１又はそれ以上の」又は「少なくとも１つ」の導入語句を含むか含まない場合でも、１つのそのような構成要素のみを含む発明に対して、そのように採用された請求の範囲の構成要素を含む特定の請求の範囲に限定する意味を含むものと解釈されるべきでない。請求範囲中の何等数の限定のない使用についても同じことが言える。
【符号の説明】
【００９６】
１００、１２５、１３０、１５５、１６０、４１０、４２５、４４５、６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、６１４ バッテリー・セル
１１０、１５８、１６２ 非放出端部
１２０、１２８、１３２ 放出端部
１３５、１６５、６１６、６１８、６２０、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０ 接合部
１４０、１４５、１５０、１７０、１７５、１８０ 線
２００、２２０、２４０、３００、３２０、３４０、３６０、４００、４２０、４４０、４６０、５００、５２０、６００、６４０、６６０、７００、８００、８４０ バッテリー・パック
８２０ 電子機器
８６０ 運搬用車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含んでおり、それぞれの接合部が１つのバッテリー・セルの端部と他のバッテリー・セルの端部とが対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを含み、
１つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と実質的に大多数となる接合部において対向せずに、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを備えた装置。
【請求項２】
前記バッテリー・セルの非放出端部が負極であり、前記バッテリー・セルの放出端部が正極である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記非放出端部は、前記放出端部の反対側の端部である請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記複数のバッテリー・セルが、前記長手方向に配列されたバッテリー・セルの間に嵌め込まれた少なくとも１つの中間バッテリー・セルを含み、前記少なくとも１つの中間バッテリー・セルが、前記長手方向の配列と垂直に配列されている請求項１乃至３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記複数のバッテリー・セルのそれぞれが、円筒形状である請求項１乃至４いずれか１項記載の装置。
【請求項６】
複数のバッテリー・セルの配列により複数の接合部を形成し、それぞれの接合部が１つのバッテリー・セルの端部と他のバッテリー・セルの端部とが対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを含み、１つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と実質的に大多数となる接合部において対向せずに、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを配列するステップを備えるバッテリー・パックの組立て方法。
【請求項７】
前記バッテリー・セルの非放出端部が負極であり、前記バッテリー・セルの放出端部が正極である請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記非放出端部が、前記放出端部の反対側の端部である請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
前記複数のバッテリー・セルが、前記長手方向に配列されたバッテリー・セルの間に嵌め込まれた少なくとも１つの中間バッテリー・セルを含み、前記少なくとも１つの中間バッテリー・セルが、前記長手方向の配列と垂直に配列されている請求項６乃至８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のバッテリー・セルのそれぞれが、円筒形状である請求項６乃至９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ハウジングと、
複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含んでおり、それぞれの接合部が１つのバッテリー・セルの端部と他のバッテリー・セルの端部とが対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを含み、１つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と実質的に大多数となる前記接合部において対向せずに、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを備えたバッテリー・パックと、
ハウジングに接続され、前記バッテリー・パックから電力を取り出す部品とを備えた装置。
【請求項１２】
前記バッテリー・セルの非放出端部が負極であり、前記バッテリー・セルの放出端部が正極である請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記非放出端部が、前記放出端部の反対側の端部である請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のバッテリー・セルが、前記長手方向に配列されたバッテリー・セルの間に嵌め込まれた少なくとも１つの中間バッテリー・セルを含み、前記少なくとも１つの中間バッテリー・セルが、前記長手方向の配列と垂直に配列されている請求項１１乃至１３いずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のバッテリー・セルのそれぞれが、円筒形状である請求項１１乃至１４いずれか１項記載の装置。
【請求項１】
複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含んでおり、それぞれの接合部が１つのバッテリー・セルの端部と他のバッテリー・セルの端部とが対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを含み、
１つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と実質的に大多数となる接合部において対向せずに、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを備えた装置。
【請求項２】
前記バッテリー・セルの非放出端部が負極であり、前記バッテリー・セルの放出端部が正極である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記非放出端部は、前記放出端部の反対側の端部である請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記複数のバッテリー・セルが、前記長手方向に配列されたバッテリー・セルの間に嵌め込まれた少なくとも１つの中間バッテリー・セルを含み、前記少なくとも１つの中間バッテリー・セルが、前記長手方向の配列と垂直に配列されている請求項１乃至３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記複数のバッテリー・セルのそれぞれが、円筒形状である請求項１乃至４いずれか１項記載の装置。
【請求項６】
複数のバッテリー・セルの配列により複数の接合部を形成し、それぞれの接合部が１つのバッテリー・セルの端部と他のバッテリー・セルの端部とが対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを含み、１つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と実質的に大多数となる接合部において対向せずに、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを配列するステップを備えるバッテリー・パックの組立て方法。
【請求項７】
前記バッテリー・セルの非放出端部が負極であり、前記バッテリー・セルの放出端部が正極である請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記非放出端部が、前記放出端部の反対側の端部である請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
前記複数のバッテリー・セルが、前記長手方向に配列されたバッテリー・セルの間に嵌め込まれた少なくとも１つの中間バッテリー・セルを含み、前記少なくとも１つの中間バッテリー・セルが、前記長手方向の配列と垂直に配列されている請求項６乃至８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のバッテリー・セルのそれぞれが、円筒形状である請求項６乃至９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ハウジングと、
複数のバッテリー・セルが複数の接合部を含んでおり、それぞれの接合部が１つのバッテリー・セルの端部と他のバッテリー・セルの端部とが対向するように長手方向に配列された２つのバッテリー・セルを含み、１つのバッテリー・セルの放出端部が他のバッテリー・セルの非放出端部と実質的に大多数となる前記接合部において対向せずに、端末で少なくとも１つの電圧を発生するように電気的に接続された複数のバッテリー・セルを備えたバッテリー・パックと、
ハウジングに接続され、前記バッテリー・パックから電力を取り出す部品とを備えた装置。
【請求項１２】
前記バッテリー・セルの非放出端部が負極であり、前記バッテリー・セルの放出端部が正極である請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記非放出端部が、前記放出端部の反対側の端部である請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のバッテリー・セルが、前記長手方向に配列されたバッテリー・セルの間に嵌め込まれた少なくとも１つの中間バッテリー・セルを含み、前記少なくとも１つの中間バッテリー・セルが、前記長手方向の配列と垂直に配列されている請求項１１乃至１３いずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のバッテリー・セルのそれぞれが、円筒形状である請求項１１乃至１４いずれか１項記載の装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２００９−２２４３２６（Ｐ２００９−２２４３２６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０７０６（Ｐ２００９−４０７０６）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（５０５２０５７３１）レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド (292)
【復代理人】
【識別番号】１０００７７５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】守谷 一雄
【復代理人】
【識別番号】１００１０６６９９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 弘道
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（５０５２０５７３１）レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド (292)
【復代理人】
【識別番号】１０００７７５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】守谷 一雄
【復代理人】
【識別番号】１００１０６６９９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 弘道
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]