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JP-2026514882-A - 電池アセンブリ、電池、電力消費装置及び電池アセンブリの制御方法

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Abstract

電池アセンブリ（３０）及び制御方法、電池（１００）、電力消費装置であって、電池アセンブリ（３０）は、Ｍ個の電池セル（２０）を含み、Ｍ個の電池セル（２０）は、第一の方向に沿って順に積層され、ここで、Ｍは、１よりも大きい整数であり、各電池セル（２０）の体積は、Ｍ個の電池セル（２０）のうちの少なくとも一つの電池セル（２０）の電力量が変化する時にＭ個の電池セル（２０）の総体積変化量が第一の予め設定される範囲内に維持されるように、残りの電力量と正の相関関係を呈する。 【選択図】図４

Inventors

  • リー クアングオ

Assignees

  • 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20231122
Priority Date
20230428

Claims (20)

  1. 電池アセンブリであって、 Ｍ個の電池セルを含み、前記Ｍ個の電池セルは、第一の方向に沿って順に積層され、ここで、Ｍは、１よりも大きい整数であり、 各前記電池セルの体積は、前記Ｍ個の電池セルのうちの少なくとも一つの前記電池セルの電力量が変化する時に前記Ｍ個の電池セルの総体積変化量が第一の予め設定される範囲内に維持されるように、残りの電力量と正の相関関係を呈する、電池アセンブリ。
  2. 前記Ｍ個の電池セルは、Ｎ個の電池ユニットに積層され、ここで、Ｎは、１よりも大きい整数であり、且つＭは、Ｎ以上であり、前記Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットの電力量が変化する時に前記Ｎ個の電池ユニットの総体積変化量が第二の予め設定される範囲内に維持される、請求項１に記載の電池アセンブリ。
  3. 各前記電池ユニットは、いずれも複数の前記電池セルを有し、同一の前記電池ユニットの少なくとも二つの前記電池セル間には、他の前記電池ユニットの前記電池セルが設置される、請求項２に記載の電池アセンブリ。
  4. 各前記電池ユニットは、いずれも複数の前記電池セルを有し、Ｎ個の前記電池ユニットの前記電池セルが前記第一の方向に沿って順に交互に積層され、それによって各前記電池ユニットの前記電池セルが他の前記電池ユニットのうちの一つの前記電池ユニットの前記電池セルに隣接している、請求項２に記載の電池アセンブリ。
  5. Ｎ個の前記電池ユニットは、第一の電池ユニットと、第二の電池ユニットとを含み、前記第一の電池ユニットと前記第二の電池ユニットは、いずれも複数の前記電池セルを有し、前記第一の電池ユニットの隣接する二つの前記電池セル間には、前記第二の電池ユニットの前記電池セルが設置される、請求項２から４のいずれか１項に記載の電池アセンブリ。
  6. Ｎ個の前記電池ユニットは、前記第一の方向に沿って順に積層され、且つ各前記電池ユニットは、前記第一の方向に沿って移動可能である、請求項２に記載の電池アセンブリ。
  7. 各前記電池ユニットは、いずれも複数の前記電池セルを有し、各前記電池ユニットの複数の前記電池セルは、電気的に接続される、請求項２から６のいずれか１項に記載の電池アセンブリ。
  8. 各前記電池ユニットにいずれも接続されて前記電池ユニットの充放電を制御する制御ユニットをさらに含む、請求項２から７のいずれか１項に記載の電池アセンブリ。
  9. Ｎ個の前記電池ユニットに１対１に対応して接続されて、該当する前記電池ユニットの充放電を制御する複数の制御ユニットをさらに含む、請求項２から７のいずれか１項に記載の電池アセンブリ。
  10. Ｎ個の前記電池ユニットに充電を行う電池ユニットがある場合、Ｎ個の前記電池ユニットのうちの少なくとも一つの前記電池ユニットが放電され、それによって前記Ｎ個の電池ユニットの総体積を一定に保つ、請求項２から９のいずれか１項に記載の電池アセンブリ。
  11. 充電を行う前記電池ユニットの充電電流は、Ｉ１であり、放電を行う前記電池ユニットの放電電流は、Ｉ２であり、且つＩ１≦Ｉ２という関係式を満たす、請求項１０に記載の電池アセンブリ。
  12. 前記電池アセンブリの満充電時の総電力量は、Ａであり、前記Ｎ個の電池ユニットのリアルタイムの電力量の和は、Ｂであり、Ｂ≦Ａという関係式を満たす、請求項１０に記載の電池アセンブリ。
  13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の電池アセンブリを含む、電池。
  14. 請求項１３に記載の電池を含む、電力消費装置。
  15. 電池アセンブリの制御方法であって、前記電池アセンブリは、Ｍ個の電池セルを含み、前記Ｍ個の電池セルは、第一の方向に沿って順に積層され、ここで、Ｍは、１よりも大きい整数であり、各前記電池セルの体積は、残りの電力量と正の相関関係を呈し、前記制御方法は、 各前記電池セルの電力量情報を取得することと、 各前記電池セルの電力量情報に基づいて前記Ｍ個の電池セルの中で電力量が変化する電池セルがあると決定した場合、前記Ｍ個の電池セルのうちの他の電池セルの少なくとも一つを充電又は放電制御することで前記Ｍ個の電池セルの総体積変化量を第一の予め設定される範囲内に維持することとを含む、電池アセンブリの制御方法。
  16. 前記Ｍ個の電池セルは、Ｎ個の電池ユニットに積層され、ここで、Ｎは、１よりも大きい整数であり、且つＭは、Ｎ以上であり、前記制御方法は、 前記Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットの電力量が変化する場合、前記Ｎ個の電池ユニットのうちの他の電池ユニットの少なくとも一つを充電又は放電制御することで、前記Ｎ個の電池ユニットの総体積変化量を第二の予め設定される範囲内に維持することをさらに含む、請求項１５に記載の電池アセンブリの制御方法。
  17. 前記Ｎ個の電池ユニットの中で電力量が大きくなる電池ユニットがある場合、前記Ｎ個の電池ユニットのうちの他の電池ユニットの少なくとも一つを放電制御し、又は、 前記Ｎ個の電池ユニットの中で電力量が小さくなる電池ユニットがある場合、前記Ｎ個の電池ユニットのうちの他の電池ユニットの少なくとも一つを充電制御する、請求項１６に記載の電池アセンブリの制御方法。
  18. 前記Ｎ個の電池ユニットのうちの他の電池ユニットの少なくとも一つを放電制御する場合、電力量が第一の予め設定される電力量値以下の前記電池ユニットに対して放電制御を停止し、 前記Ｎ個の電池ユニットのうちの他の電池ユニットの少なくとも一つを充電制御する場合、電力量が第二の予め設定される電力量値以上の前記電池ユニットに対して充電制御を停止し、 前記第一の予め設定される電力量値は、前記第二の予め設定される電力量値よりも小さい、請求項１７に記載の電池アセンブリの制御方法。
  19. 充電を行う前記電池ユニットの充電電流は、Ｉ１であり、放電を行う前記電池ユニットの放電電流は、Ｉ２であり、且つＩ１≦Ｉ２という関係式を満たす、請求項１７に記載の電池アセンブリの制御方法。
  20. 前記電池アセンブリの満充電時の総電力量は、Ａであり、前記Ｎ個の電池ユニットのリアルタイムの電力量の和は、Ｂであり、Ｂ≦Ａという関係式を満たす、請求項１６から１９のいずれか１項に記載の電池アセンブリの制御方法。

Description

［関連出願の相互参照] 本出願は、出願番号が２０２３１０４８５９７１．９であり、出願日が２０２３年０４月２８日の中国特許出願に基づいて提案されており、上記中国特許出願の優先権を主張しており、上記中国特許出願のすべての内容は、援用により本出願に組み込まれる。 本出願は、電池技術分野に関し、具体的には、電池アセンブリ、電池、電力消費装置及び電池アセンブリの制御方法に関する。 関連技術では、電池は、複数の電池セルを含み、充放電を行う場合、電池セルの体積は、残りの電力量の変化によって変化し、電池内に電池セルを配置する場合、電池セルに十分な膨張空間を予約しないと、複数の電池セルは、膨張して互いに押圧されるとともに、電池セルは、膨張してエンドプレートを押圧し、危険が生じやすくなることによって、電池の使用安全性が低くなる。電池セルに大量の膨張空間を予約すると、電池のエネルギー密度が低くなり、電池の電気容量に影響を与える。 本出願は、少なくともある程度で従来の技術における上記技術的問題のうちの一つを解決することを目的とする。そこで、本出願は、電池アセンブリを提案し、この電池アセンブリは、電池の使用安全性を向上させることができるとともに、電池のエネルギー密度の向上、電池の電気容量の増加に有利である。 第一の態様によれば、本出願の実施例は、電池アセンブリを提供し、電池アセンブリは、Ｍ個の電池セルを含み、Ｍ個の電池セルは、第一の方向に沿って順に積層され、ここで、Ｍは、１よりも大きい整数であり、各電池セルの体積は、Ｍ個の電池セルのうちの少なくとも一つの電池セルの電力量が変化する時にＭ個の電池セルの総体積変化量が第一の予め設定される範囲内に維持されるように、残りの電力量と正の相関関係を呈する。 上記技術案では、Ｍ個の電池セルを順に積層することによって、Ｍ個の電池セルのうちの少なくとも一つの電池セルの電力量が変化した場合、残りの電池セルのうちの少なくとも一つの電池セルの電力量がそれに応じて変化してもよく、変化しなくてもよく、それによってＭ個の電池セルの総体積変化量が第一の予め設定される範囲内にあり、危険な状況が現れる確率を低減させることができ、電池の使用安全性を向上させることができるとともに、電池に予約の必要な膨張空間を減少させることができ、電池のエネルギー密度と電気容量の向上に有利である。 いくつかの実施例では、Ｍ個の電池セルは、Ｎ個の電池ユニットに積層され、ここで、Ｎは１よりも大きい整数であり、且つＭはＮ以上であり、Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットの電力量が変化する時にＮ個の電池ユニットの総体積変化量が第二の予め設定される範囲内に維持される。 上記技術案では、Ｍ個の電池セルを積層してＮ個の電池ユニットを形成することによって、Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットの電力量が変化した場合、残りの電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットの電力量がそれに応じて変化してもよく、変化しなくてもよく、これによってＮ個の電池ユニットの総体積変化量が第二の予め設定される範囲内にあり、危険な状況が現れる確率を低減でき、電池の使用安全性を向上させることができる。 いくつかの実施例では、各電池ユニットは、いずれも複数の電池セルを有し、同一の電池ユニットの少なくとも二つの電池セル間には、他の電池ユニットの電池セルが設置される。 上記技術案では、電池アセンブリを、同一の電池ユニットの少なくとも二つの電池セル間に他の電池ユニットの電池セルが設置される構造形式に構成することによって、同一の電池ユニットの二つの電池セル、及び二つの電池セル間の他の電池ユニットの電池セルの充放電状態を制御することによって、Ｎ個の電池ユニットの総体積を調節することで、Ｎ個の電池ユニットの総体積変化量を第二の予め設定される範囲内に維持することができ、それによって電池の使用安全性の向上に有利であり、且つ予約の必要な膨張空間を減少させることができ、電池のエネルギー密度と電気容量の向上に有利である。 いくつかの実施例では、各電池ユニットは、いずれも複数の電池セルを有し、Ｎ個の電池ユニットの電池セルが第一の方向に沿って順に交互に積層され、それによって各電池ユニットの電池セルが他の電池ユニットのうちの一つの電池ユニットの電池セルに隣接する。 上記技術案では、Ｎ個の電池ユニットの電池セルを第一の方向に沿って順に交互に積層することによって、各電池ユニットの電池セルが他の電池ユニットのうちの一つの電池ユニットの電池セルに隣接することができる。それによってある電池ユニットの電池セル、及びこの電池セルに隣接する他の電池ユニットのうちの一つの電池ユニットの電池セルの充放電状態を制御することによって、Ｎ個の電池ユニットの総体積を調節することで、Ｎ個の電池ユニットの総体積変化量を第二の予め設定される範囲内に維持することができるとともに、予約の必要な膨張空間を減少させることができ、電池のエネルギー密度と電気容量の向上に有利である。 いくつかの実施例では、Ｎ個の電池ユニットは、第一の電池ユニットと、第二の電池ユニットとを含み、第一の電池ユニットと第二の電池ユニットは、いずれも複数の電池セルを有し、第一の電池ユニットの隣接する二つの電池セル間には、第二の電池ユニットの電池セルが設置される。 上記技術案では、いずれかの電池ユニットの電池セルが充電膨張する場合、充電膨張する電池セルと隣接する他の電池ユニットの電池セルの放電を制御することによって、Ｎ個の電池ユニットの総体積を調節することができる。そして、第一の電池ユニットの隣接する二つの電池セル間に第二の電池ユニットの電池セルを設置することによって、第一の電池ユニットの電池セルと第二の電池ユニットの電池セルが順に交互に積層されることができ、各電池セルは、放電によってそれに隣接する電池セルの膨張に空間を提供することができ、さらに予約の必要な膨張空間を減らすことに有利であり、それによってさらに電池のエネルギー密度を向上させることができ、電池の電気容量の増加に有利である。 いくつかの実施例では、Ｎ個の電池ユニットは、第一の方向に沿って順に積層され、且つ各電池ユニットは、第一の方向に沿って移動可能である。 上記技術案では、各電池ユニットを第一の方向に沿って移動可能な形式に設定することによって、複数の電池セルが互いに押圧されるために熱暴走、分解などの危険な事態が発生する確率を低減させることができ、電池の使用安全性の向上に有利である。 いくつかの実施例では、各電池ユニットは、いずれも複数の電池セルを有し、各電池ユニットの複数の電池セルは、電気的に接続される。 上記技術案では、各電池ユニットの複数の電池セルを電気的に接続することによって、同一の電池ユニットの複数の電池セルに対する同期充電及び同期放電を実現することができ、それによって電池アセンブリに対する制御難易度を低減させることができるとともに、同一の電池ユニットの複数の電池セルの使用状況を近似させることができ、同一の電池ユニットの複数の電池セルの寿命を近似させることができ、それによって電池の修理難易度の低減に有利である。 いくつかの実施例では、電池アセンブリは、各電池ユニットにいずれも接続されて電池ユニットの充放電を制御する制御ユニットをさらに含む。 上記技術案では、制御ユニットを各電池ユニットにいずれも接続することによって、一つの制御ユニットによって複数の電池ユニットを制御することができ、即ち一つの制御ユニットによって複数の電池ユニットの充放電を制御することによって、電池アセンブリの制御ユニット数を少なくし、電池アセンブリの制御ユニットの統合度を高くすることができる。 いくつかの実施例では、電池アセンブリは、Ｎ個の電池ユニットに１対１に対応して接続されて、該当する電池ユニットの充放電を制御する複数の制御ユニットをさらに含む。 上記技術案では、複数の制御ユニットとＮ個の電池ユニットとを１対１に対応して接続させることによって、複数の制御ユニットによってＮ個の電池ユニットを制御することができ、制御ユニットの構造を比較的に簡単にすることができ、制御ユニットの生産難易度、修理難易度の低減に有利であり、且つ制御エラーが発生した場合、対応する制御ユニットを迅速且つ正確に見つけることができ、修理効率の向上に有利である。 いくつかの実施例では、Ｎ個の電池ユニットに充電を行う電池ユニットがある場合、Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットが放電され、それによってＮ個の電池ユニットの総体積を一定に保つ。 上記技術案では、Ｎ個の電池ユニットに充電を行う電池ユニットがある場合、Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットを放電させることによって、Ｎ個の電池ユニットの総体積を一定に保つことができ、Ｎ個の電池ユニットの総体積の増大によって危険な状況が現れる確率を低減させることができ、電池の使用安全性の向上に有利である。 いくつかの実施例では、充電を行う電池ユニットの充電電流は、Ｉ１であり、放電を行う電池ユニットの放電電流は、Ｉ２であり、且つＩ１≦Ｉ２という関係式を満たす。 上記技術案では、充電を行う電池ユニットの充電電流を放電を行う電池ユニットの放電電流以下にすることによって、Ｎ個の電池ユニットの総体積を一定に維持し、又は減少させることができ、Ｎ個の電池ユニットの総体積変化量が第二の予め設定される範囲を超える確率を低減させることができ、電池の使用安全性の向上に有利である。 いくつかの実施例では、電池アセンブリの満充電時の総電力量は、Ａであり、Ｎ個の電池ユニットのリアルタイムの電力量の和は、Ｂであり、Ｂ≦Ａという関係式を満たす。 上記技術案では、Ｎ個の電池ユニットのリアルタイムの電力量の和を電池アセンブリの満充電時の総電力量以下にすることによって、Ｎ個の電池ユニットの総体積変化量が第二の予め設定される範囲を超える確率を低減させることができ、電池の使用安全性の向上に有利である。 第二の態様によれば、本出願の実施例は、電池をさらに提供し、この電池は、上記の電池アセンブリを含む。 第三の態様によれば、本出願の実施例は、電力消費装置をさらに提供し、この電力消費装置は、上記の電池を含む。 第四の態様によれば、本出願の実施例は、電池アセンブリの制御方法をさらに提供し、電池アセンブリは、Ｍ個の電池セルを含み、Ｍ個の電池セルは、第一の方向に沿って順に積層され、ここで、Ｍは、１よりも大きい整数であり、各電池セルの体積は、残りの電力量と正の相関関係を呈し、制御方法は、各電池セルの電力量情報を取得することと、各電池セルの電力量情報に基づいてＭ個の電池セルの中で電力量が変化する電池セルがあると決定した場合、Ｍ個の電池セルのうちの他の電池セルの少なくとも一つを充電又は放電制御することでＭ個の電池セルの総体積変化量を第一の予め設定される範囲内に維持することとを含む。 上記技術案では、Ｍ個の電池セルの中で電力量が変化する電池ユニットがあると決定した場合、Ｍ個の電池セルのうちの他の電池セルの少なくとも一つを充電又は放電制御することによって、Ｍ個の電池セルの総体積変化量を第一の予め設定される範囲内にすることができ、危険な状況が現れる確率を低減させることができ、それによって電池の使用安全性を向上させることができるとともに、電池の筐体内に予約の必要な膨張空間を減らすことができ、電池のエネルギー密度と電気容量の向上に有利である。 いくつかの実施例では、Ｍ個の電池セルは、Ｎ個の電池ユニットに積層され、ここで、Ｎは、１よりも大きい整数であり、且つＭは、Ｎ以上であり、制御方法は、Ｎ個の電池ユニットのうちの少なくとも一つの電池ユニットの電力量が変化する場合、Ｎ個の電池ユニットのうちの他の電池ユニットの少なくとも一つを充電又は放電制御すること