CN106463672A

CN106463672A - 电池模块

Info

Publication number: CN106463672A
Application number: CN201580031882.0A
Authority: CN
Inventors: 岸井大辅; 横山智彦
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2017-02-22
Also published as: WO2016013150A1; JPWO2016013150A1; US20170263901A1

Abstract

电池壳体中，第1电池支持件与第2电池支持件相邻地被收容。第1电池支持件和第2电池支持件在俯视下整体上为四边形。其中，第1电池支持件在与第2电池支持件对置的一边上具有切口部。第2电池支持件也是同样的。第1电池支持件的切口部与第2电池支持件的切口部被相邻地配置。

Description

电池模块

技术领域

本发明涉及将多个电池块收容于电池壳体的电池模块。

背景技术

作为电动汽车等的电机驱动用的电源，或者作为家庭用或工业用的电源，利用了将锂离子电池等电池并联连接来构成电池块、并将多个电池块串联或者并联连接来构成的电池模块。

专利文献1中，公开了通过具备收纳电池的电池支持件弹性变形的部件，从而提高针对从外部向电池支持件的冲击的耐性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-73845号公报

发明内容

在专利文献1所述的技术中，能够吸收来自外部的冲击的范围限于能够弹性变形的部件所能够变形的范围。因此，在超过了能够弹性变形的部件的变形量的冲击被从外部施加的情况下，存在该冲击到达电池、电池内部短路的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制来自外部的冲击导致的电池的破损、内部短路的电池模块。

本发明所涉及的电池模块具备：第1电池块，包括具有多个贯通孔的第1电池支持件、和在所述多个贯通孔中分别收容的电池；第2电池块，包括具有多个贯通孔的第2电池支持件、和在所述多个贯通孔中分别收容的电池；和电池壳体，所述第1电池块和所述第2电池块相邻地进行收容。所述第1电池块和所述第2电池块被收容于所述电池壳体，以使得收容于所述第1电池支持件的电池的长边方向与收容于所述第2电池支持件的电池的长边方向为相同的方向。所述第1电池支持件在从所述电池的长边方向的俯视下整体上为四边形，所述第1电池支持件具有第1切口部，该第1切口部在所述俯视下，形成为将由与所述第2电池支持件相对置的一边和另一边构成的角部截切而得到的形状，所述第2电池支持件在所述俯视下整体上为四边形状。所述第2电池支持件具有第2切口部，该第2切口部在所述俯视下，形成为将由与所述第1电池支持件相对置的一边和另一边构成的角部截切而得到的形状，所述第1切口部和所述第2切口部相邻地配置。

根据本发明所涉及的电池模块，能够抑制来自外部的冲击所导致的电池的破损或内部短路。

附图说明

图1是表示电池模块的外观的立体图。

图2是电池模块的分解立体图。

图3是电池模块的内部中包含的构造的立体图。

图4是电池模块的内部中包含的构造的侧面图。

图5是电池的剖视图。

图6是电池模块的内部中包含的构造的俯视图。

图7是用于对外力被分散的样子进行说明的概念图。

图8是用于对外力被分散的样子进行说明的概念图。

图9是用于对外力被缓和的样子进行说明的概念图。

图10是参考图。

具体实施方式

以下，参照附图，来对本发明的实施方式的例子具体进行说明。在参照的各图中，对同一部分赋予同一符号。作为原则，省略针对同一部分的重复说明。

图1是表示电池模块100的外观的立体图。图2是电池模块100的分解立体图。图3是电池模块100的内部中包含的构造的局部立体图。图4是电池模块100的内部中包含的构造的局部侧面图。另外，图4的斜线部分是正极侧绝缘部件38。

电池模块100构成为在由上壳体22和下壳体24构成的电池壳体的内部，包含电池20、第1电池支持件29以及第2电池支持件30。以下，所谓电池支持件，是指第1电池支持件29和第2电池支持件30。上壳体22具有薄壁部22a。下壳体24具有薄壁部24a。正极端子26和负极端子28比下壳体24的开口部分突出。在下壳体24设置4个固定部25。电池模块100通过固定部25而被固定于车体侧的构件或蓄电系统的框体内部的设置面。在固定部25安装如支持件那样的安装工具。

电池支持件使用热传导性优良的材料。电池支持件例如以铝为主材料，通过挤压成形而能够成形。电池支持件为了收容多个电池20，设置了多个贯通孔31。多个贯通孔31被配置为交错型。电池支持件被用于固定多个电池20，实现多个电池20的均热化。只要能够实现这些目的，电池20的长边方向上的电池支持件的高度不需要是覆盖电池20的侧面的整面的高度。特别地，电池20的外装壳5被铆接的部分不需要由电池支持件覆盖。

电池块由一个电池支持件和多个电池20构成，是将多个电池20并联连接来得到规定的容量的部件。在本实施方式中，对一个电池支持件组合25个电池20，来构成电池块。在电池支持件，25个电池20以交错型的配置关系被排列配置，将各电池20的正极侧对齐在一侧，将各电池20的负极侧对齐在另一侧而被保持。

在电池块，在电池20的正极侧配置正极集电板34，在电池20的负极侧配置负极集电板36。正极集电板34与正极端子26电连接，负极集电板36与负极端子28电连接。正极侧绝缘部件38被配置于电池20与正极集电板34之间。负极侧绝缘部件40被配置于电池20与负极集电板36之间。正极侧绝缘部件38和负极侧绝缘部件40的对应于电池20的电极的部分开口。正极集电板34经由正极侧绝缘部件38的开口的部分，通过连接端子44来与电池20的正极帽16电连接。负极集电板36也经由负极侧绝缘部件40的开口的部分，通过未图示的连接端子来与电池20的负极电连接。

电池模块100包含多个电池支持件。在本实施方式中，一个电池模块100中包含第1电池支持件29和第2电池支持件30这2个电池支持件。多个电池支持件将电池20的正极侧对齐在一侧，将电池20的负极侧对齐在另一侧，并以规定的配置关系而被配置。规定的配置关系后面进行叙述。连接板42将2个电池块串联连接。

图5是圆筒型的电池20的剖视图。电池20是能够充放电的二次电池。本实施方式的电池20使用锂离子电池。电池20除了锂离子电池，也能够使用镍氢电池或碱性电池。电池20具有将正极1和负极2隔着隔膜3卷绕而得到的电极群4。正极1具备正极导线8。负极2在一端具备与正极1对置的负极导线。正极1由正极集电体1a和包含正极活性物质的正极层1b构成。负极2由负极集电体11和包含负极活性物质的负极层15构成。电极群4在其上下方安装绝缘板10a、10b，并插入到外装壳5。传导锂离子的非水电解质(未图示)被注入到外装壳5的内部。正极导线8的端部被焊接于封口板6。负极导线9的端部被焊接于外装壳5的底部。外装壳5具有负的电位。

外装壳5的开放端部具有经由垫圈7，将正极帽16、电流遮挡部件18和封口板6铆接的构造。正极帽16是正极的电极部。电流遮挡部件18例如是PTC元件。爪极帽16比外装壳5的开放端部的上表面5A突出设置。在正极帽16的侧面设置开放部17。开放部17是为了排出基于电极群4的故障的安全阀等排气机构19的开放导致产生的气体而被设置的。

在外装壳5的外侧面，卷绕进行热收缩的绝缘性的树脂薄膜12。树脂薄膜12维持电池支持件与外装壳5之间的绝缘性。树脂薄膜12的材质例如能够使用哈龙(halon)。

使用图6，来对电池模块100中包含的多个电池块的规定的配置关系进行说明。图6中表示下壳体24中收容有第1电池支持件29、第2电池支持件30和电池20的样子，是从电池的长边方向来看的俯视图。

第1电池支持件29和第2电池支持件30在从电池20的长边方向的俯视下整体上是四边形。下壳体24中第1电池支持件29和第2电池支持件30相邻地进行收容。第1电池支持件29和第2电池支持件30被配置为具有用于相互担保绝缘性的空间。

第1电池支持件29在与第2电池支持件30对置的一边上具有：第1切口部29A、第3切口部29B和第5切口部29C。第2电池支持件30在与第1电池支持件29对置的一边上具有第2切口部30A、第4切口部30B和第6切口部30C。在图6中，第1切口部29A与第2切口部30A相对置地配置，第3切口部29B与第4切口部30B相对置地配置，第5切口部29C与第6切口部30C相对置地配置。第1切口部29A、第3切口部29B形成为在俯视第1电池支持件29下将四边形的各个规定的角部截切而得到的形状，第2切口部30A、第4切口部30B形成为在俯视第2电池支持件30下将四边形的各个规定的角部截切而得到的形状。此外，第5切口部29C形成为将第1电池支持件29的边的一部分截切而得到的形状，第6切口部30C形成为将第2电池支持件30的四边形的边的一部分截切而得到的形状。

使用图7至图10，对向电池模块100施加来自外部的冲击(以下，表示为外力)时的电池支持件的作用进行说明。图7至图10是在从电池的长边方向的俯视下，将电池支持件模式化的图。将图7至图9的要素组合而得到的是图6的第1电池支持件29和第2电池支持件30。

如图7所示，第1电池支持件29和第2电池支持件30在俯视下整体上是四边形。第1电池支持件29具有成形为由与第2电池支持件30对置的一边和另一边构成的角部为圆弧形状的第1切口部29A。第2电池支持件30具有成形为由与第1电池支持件29对置的一边和另一边构成的角部为圆弧形状的第2切口部30A。第1切口部29A和第2切口部30A被相邻配置。在对于第1电池支持件29和第2电池支持件30，从设置有第1切口部29A以及第2切口部30A的方向施加外力46的情况下，从垂直方向对第1电池支持件29和第2电池支持件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，能够缓和施加于第1电池支持件29和第2电池支持件30的负荷，也能够缓和向各电池支持件中包含的电池20的负荷。也能够抑制电池20的内部短路。

如图8所示，第1电池支持件29和第2电池支持件30在俯视下整体上是四边形。第1电池支持件29具有成形为由与第2电池支持件30对置的一边和另一边构成的角部为圆弧形状的第3切口部29B。第2电池支持件30具有成形为由与第1电池支持件29对置的一边和另一边构成的角部为圆弧形状的第4切口部30B。第3切口部29B与第4切口部30B被相邻配置。若沿着第1电池支持件29与第2电池支持件30对置的一边向第3切口部29B以及第4切口部30B施加外力46，则通过切口部29B和切口部30B，第1电池支持件29与第2电池支持件30打破平衡并相互接触。并且，外力46的矢量以第1电池支持件29和第2电池支持件30的接点为支点，向第1电池支持件29与第2电池支持件30相互分离的方向转换。因此，能够缓和从垂直方向对第1电池支持件29和第2电池支持件30施加的负荷，也能够缓和向各电池支持件中包含的电池20的负荷。也能够抑制电池20的内部短路。

图9是用于对本实施方式进行说明的图，图10是图9的参考图。如图9和图10所示，第1电池支持件29和第2电池支持件30在俯视下整体上是四边形。

在图9中，第1电池支持件29在与第2电池支持件30对置的一边上具有第5切口部29C，第2电池支持件30在与第1电池支持件29对置的一边上具有第6切口部30C。在电池支持件中，贯通孔31被配置为交错型。换句话说，在整体上为四边形的电池支持件的4边之中的2边，电池支持件的贯通孔31被凹凸配置。另外，配置有贯通孔31的部分是凸部分，未配置贯通孔31的部分是凹部分。在由贯通孔31A/31B/31C围起的凹部分，设置第5切口部29C和第6切口部30C。第5切口部29C与第6切口部30C被配置为相互对置。

在图10中，第3电池支持件32和第4电池支持件33不具有切口部。在图10中，在由贯通孔31A/31B/31C围起的凹部52的区域存在电池支持件的材料即金属。

在沿着第3电池支持件32与第4电池支持件33对置的一边，对第3电池支持件32和第4电池支持件33施加外力46的情况下，来自存在于凹部52的金属的应力集中到保持于贯通孔31A以及贯通孔31C的电池20。其结果，保持于贯通孔31A以及贯通孔31C的电池20破损，可能产生内部短路。

与此相对地，在沿着第1电池支持件29与第2电池支持件30对置的一边，对第1电池支持件29和第2电池支持件30施加外力46的情况下，通过第5切口部29C和第6切口部30C，能够缓和来自存在于凹部52的金属的应力。因此，能够抑制保持于贯通孔31A、贯通孔31C的电池20的内部短路。

基于图3至图5来对本实施方式进一步进行说明。电池20的长边方向上的第1电池支持件29的高度不需要是覆盖电池20的侧面的整面的高度。特别地，不需要通过电池支持件来覆盖电池20的外装壳5被铆接的部分。电池支持件收容外装壳5的侧面的平面部分。如图5所示，在电池20中外装壳5被铆接的部分存在于具有负的电位的外装壳5和具有正的电位的正极帽16较近的距离。

在外装壳5被铆接的部分存在电池支持件的情况下，若由于外力导致电池支持件变形，则可能通过电池支持件导致外装壳5与正极帽16短路。此外，在经由电池支持件来向外装壳5施加外力的情况下，也能够假定外装壳5变形，外装壳5与正极帽16短路的情况。因此，电池支持件不需要覆盖外装壳5被铆接的部分。

另外，通过在电池支持件与正极侧绝缘部件38之间流过冷气等制冷剂，能够冷却电池20。

上述对第1电池支持件29进行了说明，第2电池支持件30也是同样的。

基于图6来对本实施方式进一步进行说明。俯视下，在第1切口部29A的周边与附近的电池20之间存在的金属的厚度比在第5切口部29C与附近的电池20之间存在的金属的厚度厚。通过使前者较厚，能够在第1电池支持件29本身保持刚性，能够抑制由于外力导致第1电池支持件29被挤压。若使后者具有厚度，则存在于后者的部分的金属的刚性施加于电池，可能导致电池的破损、内部短路。另外，在第2电池支持件30中也是同样的。

接下来，补充说明薄壁部22a和薄壁部24a。薄壁部22a和24a各自的上壳体22和下壳体的24的厚度局部较薄。通过设置薄壁部22a和24a，在向电池壳体施加外力的情况下，能够从设置薄壁部22a和24a的部分向电池壳体产生龟裂，能够调整使电池壳体破断的位置。由于能够任意设定电池壳体的破断位置，因此电池壳体的破损部件非本意地与电池接触，能够抑制电池破损。薄壁部22a和24a也可以不被设置于电池壳体的外侧面而被设置于内侧面。

在上述的实施方式中，对贯通孔31以5行5列被配置为交错型的第1电池支持件29和第2电池支持件30进行了说明，但本发明的实施方式并不局限于此。针对被排列为多行的贯通孔被配置为交错型的电池支持件，能够实施本发明。

此外，在上述的实施方式中，第1切口部29A与第2切口部30A、以及第3切口部29B与第4切口部30B分别将角部设为圆弧形状，设为对于缓和从垂直方向对第1电池支持件29和第2电池支持件30施加的负荷最佳的形状，但第1切口部29A与第2切口部30A、以及第3切口部29B与第4切口部30B的各角部除了是对从垂直方向对第1电池支持件29和第2电池支持件30施加的负荷进行缓和的圆弧形状，也可以形成为以多角形状或直线状截切而得到的形状。

此外，在上述的实施方式中，对第1电池支持件29和第2电池支持件30这2个电池支持件被保持于电池壳体的构造进行了说明，但本发明的实施并不局限于此。针对多个电池支持件被保持于电池壳体的电池模块，在电池支持件被配置为相互对置的情况下，能够实施本发明。

产业上的可利用性

本发明所涉及的电池块在电动汽车等的电机驱动用的电源、备用电源等中有用。

-符号说明-

1 正极

1a 正极集电体

1b 正极层

2 负极

3 隔膜

4 电极群

5 外装壳

5A 上表面

6 封口板

7 垫圈

8 正极导线

9 负极导线

10a、10b 绝缘板

11 负极集电体

12 树脂薄膜

15 负极层

16 正极帽(电极部)

17 开放部

18 电流遮挡部件

19 排气机构

20 电池

22 上壳体

24 下壳体

22a、24a 薄壁部

25 固定部

26 正极端子

28 负极端子

29 第1电池支持件

30 第2电池支持件

29A、29B、30A、30B、29C、30C 切口部

31 贯通孔

34 正极集电板

36 负极集电板

38 正极侧绝缘部件

40 负极侧绝缘部件

42 连接板

44 连接端子

46 外力

52 凹部

Claims

1.一种电池模块，具备：

第1电池块，包括具有多个贯通孔的第1电池支持件、和在所述多个贯通孔中分别收容的电池；

第2电池块，包括具有多个贯通孔的第2电池支持件、和在所述多个贯通孔中分别收容的电池；和

电池壳体，所述第1电池块和所述第2电池块相邻地进行收容，

所述第1电池块和所述第2电池块被收容于所述电池壳体，以使得收容于所述第1电池支持件的电池的长边方向与收容于所述第2电池支持件的电池的长边方向为相同的方向，

所述第1电池支持件在从所述电池的长边方向的俯视下整体上为四边形，

所述第1电池支持件具有第1切口部，该第1切口部在所述俯视下，形成为将由与所述第2电池支持件相对置的一边和另一边构成的角部截切而得到的形状，

所述第2电池支持件在所述俯视下整体上为四边形状，

所述第2电池支持件具有第2切口部，该第2切口部在所述俯视下，形成为将由与所述第1电池支持件相对置的一边和另一边构成的角部截切而得到的形状，

所述第1切口部和所述第2切口部相邻地配置。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述第1电池支持件还具有第3切口部，该第3切口部在所述俯视下，形成为将由与所述第2电池支持件相对置的一边、以及与形成有所述第1切口部的另一边不同的一边构成的角部截切而得到的形状，

所述第2电池支持件还具有第4切口部，该第4切口部在所述俯视下，形成为将由与所述第1电池支持件相对置的一边、以及与形成有所述第2切口部的另一边不同的一边构成的角部截切而得到的形状，

所述第3切口部和所述第4切口部分别相邻地配置。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述第1电池支持件的所述多个贯通孔被配置为交错型，

所述第2电池支持件的所述多个贯通孔被配置为交错型，

所述第1电池支持件在与所述第2电池支持件相对置的一边上且三方被贯通孔包围的区域具有第5切口部，

所述第2电池支持件在与所述第1电池支持件相对置的一边上且三方被贯通孔包围的区域具有第6切口部，

所述第5切口部与所述第6切口部相对置地配置。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，

所述第1电池支持件的材质是金属，

在所述俯视下，在所述第1切口部的周边与附近的电池之间存在的金属的厚度比在所述第5切口部与附近的电池之间存在的金属的厚度厚。

5.一种电池模块，具备：

所述第1电池支持件在从所述电池的长边方向的俯视下整体上为四边形状，

所述第1电池支持件的所述多个贯通孔被配置为交错型，

所述第2电池支持件的所述多个贯通孔被配置为交错型，

所述第5切口部与所述第6切口部相对置地配置。

6.根据权利要求1或5所述的电池模块，其中，

收容于所述第1支持件的电池被收容为所述第1支持件的所述多个贯通孔中收容的各个电池的收容方向朝向同一方向，

收容于所述第1电池支持件的电池是圆筒型电池，

所述圆筒型电池的外装壳具有正极侧被铆接的部分，

所述被铆接的部分比所述第1电池支持件突出。

7.根据权利要求1或5所述的电池模块，其中，

所述第1电池支持件的材质和所述第2电池支持件的材质为金属，

所述第1电池支持件与所述第2电池支持件隔开空间地配置。

8.根据权利要求1或5所述的电池模块，其中，

所述电池壳体具有薄壁部。