電池模塊的制作方法

本發(fā)明涉及將多個(gè)電池塊收容于電池殼體的電池模塊。

背景技術(shù)：

作為電動(dòng)汽車等的電機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電源，或者作為家庭用或工業(yè)用的電源，利用了將鋰離子電池等電池并聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成電池塊、并將多個(gè)電池塊串聯(lián)或者并聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成的電池模塊。

專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了通過(guò)具備收納電池的電池支持件彈性變形的部件，從而提高針對(duì)從外部向電池支持件的沖擊的耐性。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-73845號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)中，能夠吸收來(lái)自外部的沖擊的范圍限于能夠彈性變形的部件所能夠變形的范圍。因此，在超過(guò)了能夠彈性變形的部件的變形量的沖擊被從外部施加的情況下，存在該沖擊到達(dá)電池、電池內(nèi)部短路的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制來(lái)自外部的沖擊導(dǎo)致的電池的破損、內(nèi)部短路的電池模塊。

本發(fā)明所涉及的電池模塊具備：第1電池塊，包括具有多個(gè)貫通孔的第1電池支持件、和在所述多個(gè)貫通孔中分別收容的電池；第2電池塊，包括具有多個(gè)貫通孔的第2電池支持件、和在所述多個(gè)貫通孔中分別收容的電池；和電池殼體，所述第1電池塊和所述第2電池塊相鄰地進(jìn)行收容。所述第1電池塊和所述第2電池塊被收容于所述電池殼體，以使得收容于所述第1電池支持件的電池的長(zhǎng)邊方向與收容于所述第2電池支持件的電池的長(zhǎng)邊方向?yàn)橄嗤姆较?。所述?電池支持件在從所述電池的長(zhǎng)邊方向的俯視下整體上為四邊形，所述第1電池支持件具有第1切口部，該第1切口部在所述俯視下，形成為將由與所述第2電池支持件相對(duì)置的一邊和另一邊構(gòu)成的角部截切而得到的形狀，所述第2電池支持件在所述俯視下整體上為四邊形狀。所述第2電池支持件具有第2切口部，該第2切口部在所述俯視下，形成為將由與所述第1電池支持件相對(duì)置的一邊和另一邊構(gòu)成的角部截切而得到的形狀，所述第1切口部和所述第2切口部相鄰地配置。

根據(jù)本發(fā)明所涉及的電池模塊，能夠抑制來(lái)自外部的沖擊所導(dǎo)致的電池的破損或內(nèi)部短路。

附圖說(shuō)明

圖1是表示電池模塊的外觀的立體圖。

圖2是電池模塊的分解立體圖。

圖3是電池模塊的內(nèi)部中包含的構(gòu)造的立體圖。

圖4是電池模塊的內(nèi)部中包含的構(gòu)造的側(cè)面圖。

圖5是電池的剖視圖。

圖6是電池模塊的內(nèi)部中包含的構(gòu)造的俯視圖。

圖7是用于對(duì)外力被分散的樣子進(jìn)行說(shuō)明的概念圖。

圖8是用于對(duì)外力被分散的樣子進(jìn)行說(shuō)明的概念圖。

圖9是用于對(duì)外力被緩和的樣子進(jìn)行說(shuō)明的概念圖。

圖10是參考圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的例子具體進(jìn)行說(shuō)明。在參照的各圖中，對(duì)同一部分賦予同一符號(hào)。作為原則，省略針對(duì)同一部分的重復(fù)說(shuō)明。

圖1是表示電池模塊100的外觀的立體圖。圖2是電池模塊100的分解立體圖。圖3是電池模塊100的內(nèi)部中包含的構(gòu)造的局部立體圖。圖4是電池模塊100的內(nèi)部中包含的構(gòu)造的局部側(cè)面圖。另外，圖4的斜線部分是正極側(cè)絕緣部件38。

電池模塊100構(gòu)成為在由上殼體22和下殼體24構(gòu)成的電池殼體的內(nèi)部，包含電池20、第1電池支持件29以及第2電池支持件30。以下，所謂電池支持件，是指第1電池支持件29和第2電池支持件30。上殼體22具有薄壁部22a。下殼體24具有薄壁部24a。正極端子26和負(fù)極端子28比下殼體24的開(kāi)口部分突出。在下殼體24設(shè)置4個(gè)固定部25。電池模塊100通過(guò)固定部25而被固定于車體側(cè)的構(gòu)件或蓄電系統(tǒng)的框體內(nèi)部的設(shè)置面。在固定部25安裝如支持件那樣的安裝工具。

電池支持件使用熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的材料。電池支持件例如以鋁為主材料，通過(guò)擠壓成形而能夠成形。電池支持件為了收容多個(gè)電池20，設(shè)置了多個(gè)貫通孔31。多個(gè)貫通孔31被配置為交錯(cuò)型。電池支持件被用于固定多個(gè)電池20，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池20的均熱化。只要能夠?qū)崿F(xiàn)這些目的，電池20的長(zhǎng)邊方向上的電池支持件的高度不需要是覆蓋電池20的側(cè)面的整面的高度。特別地，電池20的外裝殼5被鉚接的部分不需要由電池支持件覆蓋。

電池塊由一個(gè)電池支持件和多個(gè)電池20構(gòu)成，是將多個(gè)電池20并聯(lián)連接來(lái)得到規(guī)定的容量的部件。在本實(shí)施方式中，對(duì)一個(gè)電池支持件組合25個(gè)電池20，來(lái)構(gòu)成電池塊。在電池支持件，25個(gè)電池20以交錯(cuò)型的配置關(guān)系被排列配置，將各電池20的正極側(cè)對(duì)齊在一側(cè)，將各電池20的負(fù)極側(cè)對(duì)齊在另一側(cè)而被保持。

在電池塊，在電池20的正極側(cè)配置正極集電板34，在電池20的負(fù)極側(cè)配置負(fù)極集電板36。正極集電板34與正極端子26電連接，負(fù)極集電板36與負(fù)極端子28電連接。正極側(cè)絕緣部件38被配置于電池20與正極集電板34之間。負(fù)極側(cè)絕緣部件40被配置于電池20與負(fù)極集電板36之間。正極側(cè)絕緣部件38和負(fù)極側(cè)絕緣部件40的對(duì)應(yīng)于電池20的電極的部分開(kāi)口。正極集電板34經(jīng)由正極側(cè)絕緣部件38的開(kāi)口的部分，通過(guò)連接端子44來(lái)與電池20的正極帽16電連接。負(fù)極集電板36也經(jīng)由負(fù)極側(cè)絕緣部件40的開(kāi)口的部分，通過(guò)未圖示的連接端子來(lái)與電池20的負(fù)極電連接。

電池模塊100包含多個(gè)電池支持件。在本實(shí)施方式中，一個(gè)電池模塊100中包含第1電池支持件29和第2電池支持件30這2個(gè)電池支持件。多個(gè)電池支持件將電池20的正極側(cè)對(duì)齊在一側(cè)，將電池20的負(fù)極側(cè)對(duì)齊在另一側(cè)，并以規(guī)定的配置關(guān)系而被配置。規(guī)定的配置關(guān)系后面進(jìn)行敘述。連接板42將2個(gè)電池塊串聯(lián)連接。

圖5是圓筒型的電池20的剖視圖。電池20是能夠充放電的二次電池。本實(shí)施方式的電池20使用鋰離子電池。電池20除了鋰離子電池，也能夠使用鎳氫電池或堿性電池。電池20具有將正極1和負(fù)極2隔著隔膜3卷繞而得到的電極群4。正極1具備正極導(dǎo)線8。負(fù)極2在一端具備與正極1對(duì)置的負(fù)極導(dǎo)線。正極1由正極集電體1a和包含正極活性物質(zhì)的正極層1b構(gòu)成。負(fù)極2由負(fù)極集電體11和包含負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極層15構(gòu)成。電極群4在其上下方安裝絕緣板10a、10b，并插入到外裝殼5。傳導(dǎo)鋰離子的非水電解質(zhì)(未圖示)被注入到外裝殼5的內(nèi)部。正極導(dǎo)線8的端部被焊接于封口板6。負(fù)極導(dǎo)線9的端部被焊接于外裝殼5的底部。外裝殼5具有負(fù)的電位。

外裝殼5的開(kāi)放端部具有經(jīng)由墊圈7，將正極帽16、電流遮擋部件18和封口板6鉚接的構(gòu)造。正極帽16是正極的電極部。電流遮擋部件18例如是PTC元件。爪極帽16比外裝殼5的開(kāi)放端部的上表面5A突出設(shè)置。在正極帽16的側(cè)面設(shè)置開(kāi)放部17。開(kāi)放部17是為了排出基于電極群4的故障的安全閥等排氣機(jī)構(gòu)19的開(kāi)放導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體而被設(shè)置的。

在外裝殼5的外側(cè)面，卷繞進(jìn)行熱收縮的絕緣性的樹(shù)脂薄膜12。樹(shù)脂薄膜12維持電池支持件與外裝殼5之間的絕緣性。樹(shù)脂薄膜12的材質(zhì)例如能夠使用哈龍(halon)。

使用圖6，來(lái)對(duì)電池模塊100中包含的多個(gè)電池塊的規(guī)定的配置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。圖6中表示下殼體24中收容有第1電池支持件29、第2電池支持件30和電池20的樣子，是從電池的長(zhǎng)邊方向來(lái)看的俯視圖。

第1電池支持件29和第2電池支持件30在從電池20的長(zhǎng)邊方向的俯視下整體上是四邊形。下殼體24中第1電池支持件29和第2電池支持件30相鄰地進(jìn)行收容。第1電池支持件29和第2電池支持件30被配置為具有用于相互擔(dān)保絕緣性的空間。

第1電池支持件29在與第2電池支持件30對(duì)置的一邊上具有：第1切口部29A、第3切口部29B和第5切口部29C。第2電池支持件30在與第1電池支持件29對(duì)置的一邊上具有第2切口部30A、第4切口部30B和第6切口部30C。在圖6中，第1切口部29A與第2切口部30A相對(duì)置地配置，第3切口部29B與第4切口部30B相對(duì)置地配置，第5切口部29C與第6切口部30C相對(duì)置地配置。第1切口部29A、第3切口部29B形成為在俯視第1電池支持件29下將四邊形的各個(gè)規(guī)定的角部截切而得到的形狀，第2切口部30A、第4切口部30B形成為在俯視第2電池支持件30下將四邊形的各個(gè)規(guī)定的角部截切而得到的形狀。此外，第5切口部29C形成為將第1電池支持件29的邊的一部分截切而得到的形狀，第6切口部30C形成為將第2電池支持件30的四邊形的邊的一部分截切而得到的形狀。

使用圖7至圖10，對(duì)向電池模塊100施加來(lái)自外部的沖擊(以下，表示為外力)時(shí)的電池支持件的作用進(jìn)行說(shuō)明。圖7至圖10是在從電池的長(zhǎng)邊方向的俯視下，將電池支持件模式化的圖。將圖7至圖9的要素組合而得到的是圖6的第1電池支持件29和第2電池支持件30。

如圖7所示，第1電池支持件29和第2電池支持件30在俯視下整體上是四邊形。第1電池支持件29具有成形為由與第2電池支持件30對(duì)置的一邊和另一邊構(gòu)成的角部為圓弧形狀的第1切口部29A。第2電池支持件30具有成形為由與第1電池支持件29對(duì)置的一邊和另一邊構(gòu)成的角部為圓弧形狀的第2切口部30A。第1切口部29A和第2切口部30A被相鄰配置。在對(duì)于第1電池支持件29和第2電池支持件30，從設(shè)置有第1切口部29A以及第2切口部30A的方向施加外力46的情況下，從垂直方向?qū)Φ?電池支持件29和第2電池支持件30施加的外力46被第1切口部29A和第2切口部30A在水平方向上分散。因此，能夠緩和施加于第1電池支持件29和第2電池支持件30的負(fù)荷，也能夠緩和向各電池支持件中包含的電池20的負(fù)荷。也能夠抑制電池20的內(nèi)部短路。

如圖8所示，第1電池支持件29和第2電池支持件30在俯視下整體上是四邊形。第1電池支持件29具有成形為由與第2電池支持件30對(duì)置的一邊和另一邊構(gòu)成的角部為圓弧形狀的第3切口部29B。第2電池支持件30具有成形為由與第1電池支持件29對(duì)置的一邊和另一邊構(gòu)成的角部為圓弧形狀的第4切口部30B。第3切口部29B與第4切口部30B被相鄰配置。若沿著第1電池支持件29與第2電池支持件30對(duì)置的一邊向第3切口部29B以及第4切口部30B施加外力46，則通過(guò)切口部29B和切口部30B，第1電池支持件29與第2電池支持件30打破平衡并相互接觸。并且，外力46的矢量以第1電池支持件29和第2電池支持件30的接點(diǎn)為支點(diǎn)，向第1電池支持件29與第2電池支持件30相互分離的方向轉(zhuǎn)換。因此，能夠緩和從垂直方向?qū)Φ?電池支持件29和第2電池支持件30施加的負(fù)荷，也能夠緩和向各電池支持件中包含的電池20的負(fù)荷。也能夠抑制電池20的內(nèi)部短路。

圖9是用于對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖10是圖9的參考圖。如圖9和圖10所示，第1電池支持件29和第2電池支持件30在俯視下整體上是四邊形。

在圖9中，第1電池支持件29在與第2電池支持件30對(duì)置的一邊上具有第5切口部29C，第2電池支持件30在與第1電池支持件29對(duì)置的一邊上具有第6切口部30C。在電池支持件中，貫通孔31被配置為交錯(cuò)型。換句話說(shuō)，在整體上為四邊形的電池支持件的4邊之中的2邊，電池支持件的貫通孔31被凹凸配置。另外，配置有貫通孔31的部分是凸部分，未配置貫通孔31的部分是凹部分。在由貫通孔31A/31B/31C圍起的凹部分，設(shè)置第5切口部29C和第6切口部30C。第5切口部29C與第6切口部30C被配置為相互對(duì)置。

在圖10中，第3電池支持件32和第4電池支持件33不具有切口部。在圖10中，在由貫通孔31A/31B/31C圍起的凹部52的區(qū)域存在電池支持件的材料即金屬。

在沿著第3電池支持件32與第4電池支持件33對(duì)置的一邊，對(duì)第3電池支持件32和第4電池支持件33施加外力46的情況下，來(lái)自存在于凹部52的金屬的應(yīng)力集中到保持于貫通孔31A以及貫通孔31C的電池20。其結(jié)果，保持于貫通孔31A以及貫通孔31C的電池20破損，可能產(chǎn)生內(nèi)部短路。

與此相對(duì)地，在沿著第1電池支持件29與第2電池支持件30對(duì)置的一邊，對(duì)第1電池支持件29和第2電池支持件30施加外力46的情況下，通過(guò)第5切口部29C和第6切口部30C，能夠緩和來(lái)自存在于凹部52的金屬的應(yīng)力。因此，能夠抑制保持于貫通孔31A、貫通孔31C的電池20的內(nèi)部短路。

基于圖3至圖5來(lái)對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。電池20的長(zhǎng)邊方向上的第1電池支持件29的高度不需要是覆蓋電池20的側(cè)面的整面的高度。特別地，不需要通過(guò)電池支持件來(lái)覆蓋電池20的外裝殼5被鉚接的部分。電池支持件收容外裝殼5的側(cè)面的平面部分。如圖5所示，在電池20中外裝殼5被鉚接的部分存在于具有負(fù)的電位的外裝殼5和具有正的電位的正極帽16較近的距離。

在外裝殼5被鉚接的部分存在電池支持件的情況下，若由于外力導(dǎo)致電池支持件變形，則可能通過(guò)電池支持件導(dǎo)致外裝殼5與正極帽16短路。此外，在經(jīng)由電池支持件來(lái)向外裝殼5施加外力的情況下，也能夠假定外裝殼5變形，外裝殼5與正極帽16短路的情況。因此，電池支持件不需要覆蓋外裝殼5被鉚接的部分。

另外，通過(guò)在電池支持件與正極側(cè)絕緣部件38之間流過(guò)冷氣等制冷劑，能夠冷卻電池20。

上述對(duì)第1電池支持件29進(jìn)行了說(shuō)明，第2電池支持件30也是同樣的。

基于圖6來(lái)對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。俯視下，在第1切口部29A的周邊與附近的電池20之間存在的金屬的厚度比在第5切口部29C與附近的電池20之間存在的金屬的厚度厚。通過(guò)使前者較厚，能夠在第1電池支持件29本身保持剛性，能夠抑制由于外力導(dǎo)致第1電池支持件29被擠壓。若使后者具有厚度，則存在于后者的部分的金屬的剛性施加于電池，可能導(dǎo)致電池的破損、內(nèi)部短路。另外，在第2電池支持件30中也是同樣的。

接下來(lái)，補(bǔ)充說(shuō)明薄壁部22a和薄壁部24a。薄壁部22a和24a各自的上殼體22和下殼體的24的厚度局部較薄。通過(guò)設(shè)置薄壁部22a和24a，在向電池殼體施加外力的情況下，能夠從設(shè)置薄壁部22a和24a的部分向電池殼體產(chǎn)生龜裂，能夠調(diào)整使電池殼體破斷的位置。由于能夠任意設(shè)定電池殼體的破斷位置，因此電池殼體的破損部件非本意地與電池接觸，能夠抑制電池破損。薄壁部22a和24a也可以不被設(shè)置于電池殼體的外側(cè)面而被設(shè)置于內(nèi)側(cè)面。

在上述的實(shí)施方式中，對(duì)貫通孔31以5行5列被配置為交錯(cuò)型的第1電池支持件29和第2電池支持件30進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于此。針對(duì)被排列為多行的貫通孔被配置為交錯(cuò)型的電池支持件，能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。

此外，在上述的實(shí)施方式中，第1切口部29A與第2切口部30A、以及第3切口部29B與第4切口部30B分別將角部設(shè)為圓弧形狀，設(shè)為對(duì)于緩和從垂直方向?qū)Φ?電池支持件29和第2電池支持件30施加的負(fù)荷最佳的形狀，但第1切口部29A與第2切口部30A、以及第3切口部29B與第4切口部30B的各角部除了是對(duì)從垂直方向?qū)Φ?電池支持件29和第2電池支持件30施加的負(fù)荷進(jìn)行緩和的圓弧形狀，也可以形成為以多角形狀或直線狀截切而得到的形狀。

此外，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)第1電池支持件29和第2電池支持件30這2個(gè)電池支持件被保持于電池殼體的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施并不局限于此。針對(duì)多個(gè)電池支持件被保持于電池殼體的電池模塊，在電池支持件被配置為相互對(duì)置的情況下，能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明所涉及的電池塊在電動(dòng)汽車等的電機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電源、備用電源等中有用。

-符號(hào)說(shuō)明-

1 正極

1a 正極集電體

1b 正極層

2 負(fù)極

3 隔膜

4 電極群

5 外裝殼

5A 上表面

6 封口板

7 墊圈

8 正極導(dǎo)線

9 負(fù)極導(dǎo)線

10a、10b 絕緣板

11 負(fù)極集電體

12 樹(shù)脂薄膜

15 負(fù)極層

16 正極帽(電極部)

17 開(kāi)放部

18 電流遮擋部件

19 排氣機(jī)構(gòu)

20 電池

22 上殼體

24 下殼體

22a、24a 薄壁部

25 固定部

26 正極端子

28 負(fù)極端子

29 第1電池支持件

30 第2電池支持件

29A、29B、30A、30B、29C、30C 切口部

31 貫通孔

34 正極集電板

36 負(fù)極集電板

38 正極側(cè)絕緣部件

40 負(fù)極側(cè)絕緣部件

42 連接板

44 連接端子

46 外力

52 凹部