CN208045568U - 电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型能够高效均等地固缚多个电池单元组。电池模块具备：第一电池组，其在第一方向上层叠有多个电池单元；第二电池组，其在第一方向上层叠有多个电池单元；第一块构件，其配置在第一电池组及第二电池组之间；第二块构件，其与第一块构件一起夹持第一电池组；第三块构件，其与第一块构件一起夹持第二电池组；固缚板，其固缚第一电池组、第二电池组、第一块构件、第二块构件及第三块构件，第一电池组、第二电池组、第一块构件、第二块构件及第三块构件沿与第一方向正交的第二方向排列配置，固缚板沿第一方向与第一电池组、第二电池组、第一块构件、第二块构件及第三块构件重叠配置，固缚板具备进行第二块构件及第三块构件的定位的定位部。

Description

电池模块

技术领域

本实用新型涉及一种电池模块。

背景技术

以往，在可再充电的二次电池的领域内，主流是铅电池、镍-镉电池、镍-氢电池等水溶液系电池。但随着电气设备的小型化、轻量化的发展，具有高能量密度的锂二次电池受到关注，其研究、开发及商品化得到了迅速发展。另一方面，由于全球变暖、燃料枯竭的问题，各汽车制造商开发了电动汽车(EV)和利用电动马达来辅助驱动的一部分的混合动力汽车(HEV)，且一直在寻求高容量、高功率的二次电池作为其电源。作为符合这种要求的电源，具有高电压的非水溶液系锂二次电池受到关注。尤其是方形锂二次电池，由于组件化时的体积效率优异，因此，业界对于方形锂二次电池在HEV用或EV用方面的开发有着很高期待。专利文献1揭示了一种通过特征在于将多个二次电池平放层叠的模块结构而谋求到低矮化的二次电池模块。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】美国专利第9406916号说明书

实用新型内容

【实用新型要解决的问题】

专利文献1记载的实用新型无法高效且均等地固缚多个电池组。

【解决问题的技术手段】

本实用新型的第1形态为一种电池模块，其具备：第一电池组，其在第一方向上层叠有多个电池单元；第二电池组，其在所述第一方向上层叠有多个电池单元；第一块构件，其配置在所述第一电池组及所述第二电池组之间；第二块构件，其与所述第一块构件一起夹持所述第一电池组；第三块构件，其与所述第一块构件一起夹持所述第二电池组；以及固缚板，其固缚所述第一电池组、所述第二电池组、所述第一块构件、所述第二块构件及所述第三块构件；并且，所述第一电池组、所述第二电池组、所述第一块构件、所述第二块构件及所述第三块构件沿与所述第一方向正交的第二方向排列配置，所述固缚板沿所述第一方向与所述第一电池组、所述第二电池组、所述第一块构件、所述第二块构件及所述第三块构件重叠配置，所述固缚板具备进行所述第二块构件及所述第三块构件的定位的定位部。

【实用新型的效果】

根据本实用新型，能够高效且均等地固缚多个电池组。

附图说明

图1为电池模块的外观立体图。

图2为第一电池组及第二电池组的分解立体图。

图3为电池模块的长度方向的分解立体图。

图4为电池模块的层叠方向的分解立体图。

图5为电池模块的俯视图。

图6为表示变形例1中的突起及孔的图。

图7为表示变形例2中的突起及孔的图。

具体实施方式

-实施方式-

下面，参考图1～图4，对电池模块的第1实施方式进行说明。

图1为本实用新型的电池模块1的外观立体图。电池模块1具备：第一电池组11，其层叠有多个电池单元；第二电池组12，其层叠有多个电池单元；第一块构件13；第二块构件14；第三块构件15；以及1对固缚板即上部固缚板16和下部固缚板17，它们将第一电池组11及第二电池组12统一固缚。第一块构件13配置在第一电池组11与第二电池组12之间。第二块构件14与第一块构件13一起夹持第一电池组11。第三块构件15与第一块构件13一起夹持第二电池组12。

如图1所示，第一电池组11、第二电池组12、第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15沿图1的左右方向排列配置，并以从图示上下方向夹住这些构件的方式配置上部固缚板16及下部固缚板17。上部固缚板16及下部固缚板17通过紧固螺栓18与第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15紧固在一起。以下，将图1的左右方向称为电池模块1的长度方向，将图1的上下方向称为电池模块1的层叠方向，将图1的进深方向称为电池模块1的进深方向。此外，以下，将上部固缚板16及下部固缚板17统称为固缚板67，将第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15统称为块构件345。

块构件345的层叠方向的尺寸比第一电池组11及第二电池组12的层叠方向的尺寸小。换句话说，第一电池组11及第二电池组12各方在层叠方向上相较于第二块构件14和第三块构件15而言朝固缚板67侧突出。此外，固缚板67的形状以沿着块构件345、第一电池组11及第二电池组12的层叠方向的方式进行了弯曲加工。换句话说，与块构件345接触的固缚板67的面相较于第一电池组11及第二电池组12而言朝第二块构件14及第三块构件15侧突出。

前文所述的块构件345的层叠方向的尺寸与第一电池组11及第二电池组12的层叠方向的尺寸的差至少为紧固螺栓18的头部高度以上。因此，即便在使用紧固螺栓18将固缚板67紧固在块构件345上的状态下，紧固螺栓18也不会从电池模块1的外形突出，从而实现了电池模块1的低矮化。

图2为第一电池组11及第二电池组12的分解立体图。第一电池组11及第二电池组12各方中，电池单元21与具备用以保持电池单元21的突起的双面突起绝缘板22交替层叠，并在其上下端配置单面突起绝缘板23。电池单元21例如为锂离子二次电池。电池单元21为扁平的长方体的形状，具有图示近前的宽幅面、图示左右的侧面、图示上下的扁平面。在电池单元21的宽幅面的一端侧附近设置正极外部端子，在另一端侧附近设置负极外部端子。电池单元21以扁平面的表面及背面相对、正极外部端子与负极外部端子交替配置在相反侧的方式层叠在一起。

双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23例如由PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)等树脂形成。双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23在长方形的片状的基材的至少一面具有多个突起。双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23可通过在片状的基材的表面贴附根据突起形状切割而得的其他片状的构件而形成，也能以具有突起的片状的构件的形式一体地形成。该突起是以像图2所示那样在电池模块1的进深方向上不连续且图示左右对称的方式存在，在长度方向上具有规定长度。该突起通过受到挤压来加强电池单元21彼此或者电池单元21与固缚板67的固缚。配置在电池单元21彼此之间的双面突起绝缘板22在双面具有突起，配置在电池单元21与固缚板67之间的单面突起绝缘板23仅在与电池单元21接触那一侧具有突起。即，图2中，由于是从上方观察的视点，因此双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23的背面的样子没有图示出来，但在所有双面突起绝缘板22以及与上部固缚板16接触的图示上部的单面突起绝缘板23的背面具有突起。双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23的各边的长度与电池单元21的扁平面的各边的长度相同或者比电池单元21的扁平面的各边的长度短。因此，如后文所述，双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23不会妨碍电池单元21的散热。

图3为电池模块1的长度方向的分解立体图。但图3省略了固缚板67。第一电池组11隔着传热片31与第一块构件13及第二块构件14接触，第二电池组12隔着传热片31与第一块构件13及第三块构件15接触。传热片31为导热率较高的片状的构件，通过受到挤压而变形、密接。因此，通过利用后文叙述的方法来组装电池模块1，能将第一电池组11及第二电池组12发出的热经由传热片31而高效地传递至各块构件。图2中展示的双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23以不从第一电池组11及第二电池组12的侧面露出的方式加以组装，因此，各电池单元与传热片31直接接触而高效地散热。

图4为电池模块1的层叠方向的分解立体图。在电池模块1中，以沿层叠方向夹住图3所示的构件的方式设置上部固缚板16及下部固缚板17。由此，以与正交于第一电池组11、第二电池组12及块构件345的层叠方向的面即在图4的上下方向上相对而存在的各面重叠的方式配置上部固缚板16及下部固缚板17。上部固缚板16及下部固缚板17沿长度方向及进深方向延伸，设置有进行第二块构件14及第三块构件15的定位的定位部即孔42。在第二块构件14及第三块构件15上具备与孔42相对应的突起41，通过将突起41嵌合至孔42，上部固缚板16、下部固缚板17、第二块构件14及第三块构件15的相对的位置关系成为预先规定的位置关系。因而，通过在突起41已嵌合在孔42内的状态下使用紧固螺栓18加以紧固，第一电池组11及第二电池组12以上部固缚板16与下部固缚板17相互正对地保持位置关系的状态夹在上部固缚板16与下部固缚板17之间，因此第一电池组11及第二电池组12均匀地受到挤压。

进而，突起41及孔42的长度方向的位置是根据第一电池组11、第二电池组12及第一块构件13的长度方向的尺寸以及传热片31的厚度而以如下方式设定的。即，当第二块构件14及第三块构件15的突起41分别嵌合至孔42内时，第二块构件14、第一电池组11、第一块构件13、第二电池组12及第三块构件15成为密接的状态。因此，通过在突起41已嵌合在孔42内状态下使用紧固螺栓18加以紧固，电池模块1的长度方向得以密接地保持。通过如此密接地加以保持，传热片31被压扁，使得导热面积增大且传热片31的厚度减少，因此，第一电池组11及第二电池组12发出的热经由传热片31而高效地传递至各块构件。即，能够提高冷却性能。

突起41是通过在未图示的圆孔即销杆插入口压入销杆加以制作。由于销杆插入口为圆孔，因此与其他形状相比，能够容易地实现高精度的加工即位置精度及尺寸精度。此外，由于突起41是在孔内插入销杆而成，因此强度比削出优异。

参考图5，对突起41及孔42的进深方向的位置进行说明。图5为电池模块1的俯视图，仅展示了上部固缚板16。图5中，以圆圈表示紧固螺栓18，以双重圆圈表示孔42。进而，为了判别紧固螺栓18各自的位置而分别赋予了符号18a～18g。如图5所示，上部固缚板16的孔42配置在电池模块1的长度方向的两端而且是进深方向的大致中央。因此，可以使用配置在上部固缚板16的四角的紧固螺栓18即18a、18b、18f、18g来保持平衡地压缩固缚第一电池组11和第二电池组12的状态。

与上部固缚板16一样，下部固缚板17上配备的孔42也配置在电池模块1的进深方向的中央。此外，第二块构件14及第三块构件15上配备的突起41配置在与上部固缚板16的孔42相对应的位置即电池模块1的进深方向的中央。换句话说，上部固缚板16及下部固缚板17的孔42分别形成于与配置在第二块构件14及第三块构件15的进深方向上的各自的中央部的突起41相对应的位置。

(制造方法)

对电池模块1的制造方法进行说明。

作为第1步骤，像图2所示那样交替层叠电池单元21和双面突起绝缘板22，并在其上下端配置单面突起绝缘板23，形成第一电池组11及第二电池组12。此时，双面突起绝缘板22及单面突起绝缘板23是以不从第一电池组11及第二电池组12的侧面露出的方式加以组装。作为第2步骤，像图3所示那样沿长度方向从左手侧起配置第二块构件14、第一电池组11、第一块构件13、第二电池组12、第三块构件15。而且，在各块构件与电池组之间夹入传热片31。

作为第3步骤，沿长度方向挤压第2步骤中配置好的构件，形成各构件与邻接的构件密接的状态。维持该挤压状态直至第5步骤完成为止。作为第4步骤，使第二块构件14及第三块构件15上设置的突起41与固缚板67上设置的孔42嵌合。作为第5步骤，使用紧固螺栓18将各块构件与固缚板67固定。通过以上步骤来制造电池模块1。

根据上述第1实施方式，获得以下作用效果。

(1)电池模块1具备：第一电池组11，其沿第一方向即层叠方向层叠有多个电池单元21；第二电池组12，其沿层叠方向层叠有多个电池单元21；第一块构件13，其配置在第一电池组11及第二电池组12之间；第二块构件14，其与第一块构件13一起夹持第一电池组11；第三块构件15，其与第一块构件13一起夹持第二电池组12；以及固缚板67，其固缚第一电池组11、第二电池组12、第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15。第一电池组11、第二电池组12、第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15沿与层叠方向正交的第二方向即长度方向排列配置。固缚板67沿层叠方向与第一电池组11、第二电池组12、第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15重叠配置。固缚板67具备进行第二块构件14及第三块构件15的定位的定位部即孔42。

电池模块1通过突起41及孔42来进行定位，因此，上部固缚板16和下部固缚板17的位置不会偏移。因此，能够均等地固缚第一电池组11和第二电池组12。此外，由于可以使用一对固缚板67即上部固缚板16及下部固缚板17来同时固缚第一电池组11及第二电池组12，因此，与单独固缚第一电池组11及第二电池组12的情况相比，能够削减组装工时，制作效率较佳。即，电池模块1能够高效且均等地固缚多个电池组。

(2)第一电池组11及第二电池组12各方在层叠方向上相较于第二块构件14和第三块构件15而言朝固缚板67侧突出。形成孔42的固缚板67的面相较于第一电池组11及第二电池组12而言朝第二块构件14及第三块构件15侧突出。

因此，防止因紧固固缚板67与块构件345的紧固螺栓18的存在而导致电池模块1的层叠方向的高度增加，从而能使电池模块1低矮化。具体而言，在本实施方式中，块构件345的层叠方向的尺寸与第一电池组11及第二电池组12的层叠方向的尺寸的差足够大，因此，紧固螺栓18的头部藏在第一电池组11与第二电池组12之间，电池模块1得以低矮化。

(3)定位部为孔42。第二块构件14及第三块构件15具有凸部即突起41，突起41嵌合在孔42内。通过利用底孔与定位销杆的组合来构成突起41，能够提高位置精度及尺寸精度，强度比削出优异。

(4)固缚板67沿与层叠方向及长度方向正交的第三方向即进深方向延伸。固缚板67的定位部形成于与第二块构件14及第三块构件15的进深方向上的各自的中央部相对应的位置。因此，能将紧固螺栓18配置在上部固缚板16的4角来保持平衡地压缩固缚第一电池组11和第二电池组12的状态。所谓配置在上部固缚板16的4角的紧固螺栓18，例如为图5的紧固螺栓18a、18b、18f、18g。

(5)电池模块1的制造方法是沿与层叠方向正交的长度方向配置第一电池组11、第二电池组12、第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15，沿夹持第一电池组11及第二电池组12的方向挤压第二块构件14及第三块构件15，在一边维持挤压一边利用定位部进行了定位的状态下将固缚板67与第一块构件13、第二块构件14及第三块构件15紧固在一起。因此，能够简便且均等地固缚第一电池组11、第二电池组12。

-变形例1-

第二块构件14及第三块构件15上形成的突起41也可与块构件形成为一体。例如通过切削加工来形成突起41。图6为表示变形例1中的突起41及孔42的图。与上述实施方式一样，在上部固缚板16上设置的孔42内嵌合第二块构件14上设置的突起41。

-变形例2-

也可在固缚板67上形成突起、在第二块构件14及第三块构件15上形成孔。图7为表示变形例2中形成于固缚板67上的突起61和形成于第二块构件14及第三块构件15上的孔62的图。例如通过钣金加工来形成突起61，孔62是以与突起61的形状一致的方式例如形成4角孔。

根据该变形例2，电池模块1具备以下构成。

(1)定位部为凸部即突起61，第二块构件及第三块构件具有孔62。固缚板67的突起61分别嵌合在第二块构件及第三块构件的孔62内。

-变形例3-

电池模块1也可具备3个以上的电池组。在该情况下，根据电池组的数量来追加第一块构件13及传热片31，而且调整固缚板67的长度方向的尺寸。但固缚板67的孔42的位置与使用图5说明过的一样，为电池模块1的长度方向的两端而且是进深方向的中央。第二块构件14及第三块构件15的构成与实施方式相同。即，电池模块1中，不论要固缚的电池组的数量如何都利用紧固螺栓18来紧固固缚板67的4角，由此保持平衡地压缩固缚电池组的状态。

-变形例4-

也可将收纳电池模块1的壳体的底面用作下部固缚板17。在该情况下，将壳体的底面设为下部固缚板17的形状，沿长度方向挤压图3所示的构件并插入至该壳体，而且与上部固缚板16卡合，使用紧固螺栓18加以固定。

-变形例5-

在上述实施方式中，为了使电池模块与块构件密接而使用了传热片31，但也可使用导热率比空气高的构件例如导热脂等代替传热片31。

上文中，对各种实施方式及变形例进行了说明，但本实用新型并不限定于这些内容。在本实用新型的技术思想的范围内思索的其他形态也包含在本实用新型的范围内。

符号说明

1 电池模块

11 第一电池组

12 第二电池组

13 第一块构件

14 第二块构件

15 第三块构件

16 上部固缚板

17 下部固缚板

18 紧固螺栓

21 电池单元

22 双面突起绝缘板

23 单面突起绝缘板

31 传热片

41 突起

42 孔

61 突起

62 孔

67 固缚板

345 块构件。

Claims (5)

1.一种电池模块，其特征在于，具备：

第一电池组，其在第一方向上层叠有多个电池单元；

第二电池组，其在所述第一方向上层叠有多个电池单元；

第一块构件，其配置在所述第一电池组及所述第二电池组之间；

第二块构件，其与所述第一块构件一起夹持所述第一电池组；

第三块构件，其与所述第一块构件一起夹持所述第二电池组；以及

固缚板，其固缚所述第一电池组、所述第二电池组、所述第一块构件、所述第二块构件及所述第三块构件，

所述第一电池组、所述第二电池组、所述第一块构件、所述第二块构件及所述第三块构件沿与所述第一方向正交的第二方向排列配置，

所述固缚板沿所述第一方向与所述第一电池组、所述第二电池组、所述第一块构件、所述第二块构件及所述第三块构件重叠配置，

所述固缚板具备进行所述第二块构件及所述第三块构件的定位的定位部。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，

所述第一电池组及所述第二电池组各方在所述第一方向上相较于所述第二块构件和所述第三块构件而言朝所述固缚板的一侧突出，

形成有所述定位部的所述固缚板的面相较于所述第一电池组及所述第二电池组而言朝所述第二块构件及所述第三块构件的一侧突出。

3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，

所述定位部为孔，

所述第二块构件及所述第三块构件具有凸部，

所述凸部分别嵌合在所述孔内。

4.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，

所述定位部为凸部，

所述第二块构件及所述第三块构件具有孔，

所述凸部分别嵌合在所述孔内。

5.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，

所述固缚板沿与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向延伸，

所述定位部形成于与所述第二块构件及所述第三块构件的所述第三方向上的各自的中央部相对应的位置。