CN105324866B - 电池组用堆叠器和电池组 - Google Patents

电池组用堆叠器和电池组 Download PDF

Info

Publication number
CN105324866B
CN105324866B CN201480034798.XA CN201480034798A CN105324866B CN 105324866 B CN105324866 B CN 105324866B CN 201480034798 A CN201480034798 A CN 201480034798A CN 105324866 B CN105324866 B CN 105324866B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
end plate
battery pack
bottom wall
wall part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480034798.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105324866A (zh
Inventor
浜田幸
浜田幸一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN105324866A publication Critical patent/CN105324866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105324866B publication Critical patent/CN105324866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

该电池组用堆叠器具备:一对端板,由第1钢板形成,并且配置在电池块的厚度方向的两端部;以及连结构件,由第2钢板形成,并且将上述一对端板相互连结,上述端板具备:底壁部,与上述电池块的上述厚度方向上的端面相对;以及侧壁部,从上述底壁部的两侧在上述电池块的厚度方向上延伸,覆盖上述电池块的侧面的一部分,上述连结构件以与上述侧壁部的至少一部分重叠的方式配置。

Description

电池组用堆叠器和电池组
技术领域
本发明涉及电池组用堆叠器和电池组。
本申请基于2013年7月26日在日本申请的特愿2013-155097号专利主张优先权,援引其内容。
背景技术
该说明书中,“电池块”意味着“在厚度方向上层叠的多个平板状的电池”。“电池块的厚度方向”意味着与“多个平板状的电池的层叠方向”相同的方向。“电池组”意味着“利用电池组用堆叠器将电池块固定而成的部件”。
一般地,电池组用堆叠器(stacker)例如具备:一对端板,配置在电池块的厚度方向的两端部;以及连结构件,在电池块的厚度方向上延伸并且连结在一对端板间。
电池组用堆叠器追求用于稳定并保持电池块的结构和强度。如果电池块反复进行充电和放电就会恶化而膨胀。因此,电池组用堆叠器也需要耐受电池块膨胀时产生的应力。
专利文献1公开了一种电池组,是在以铝、铝合金或者硬质塑料为原材料的一对端板间用金属带(连结构件)连结而成的。为了提高端板的弯曲强度,在该端板设有平板状的加强肋使其与端板成为一体。在端板的原材料采用铝或者铝合金的情况下,通过压铸法来将端板和加强肋一体成型。
专利文献2公开了一种电池组,通过对合成树脂进行注射成形来形成端板和支架构件(连结构件)。
专利文献3公开了一种电池组,其中,代替端板而在多个电池各自的侧面设有连结构件,通过该连结构件对多个电池装配有连结杆。在各连结构件中形成有贯通孔,连结杆插通于该贯通孔。
专利文献4公开了一种电池模块单元,其中,将一对电池模块以串联的方式配置从而一体化。在该电池模块单元中,利用配置在一对电池模块间的第1端板和配置在一对电池模块的两端部的2枚第2端板来夹着一对电池模块。在第2端板一体形成有连结部,该连结部的顶端固定于第1端板的侧面。
专利文献5公开了一种蓄电池,利用一对端板和将一对端板的侧面彼此连结的绑带来固定电池块。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2008-282582号公报
专利文献2:日本国特开2012-59581号公报
专利文献3:日本国特开2013-8479号公报
专利文献4:日本国特开2013-122820号公报
专利文献5:日本国特开平9-120808号公报
发明要解决的课题
然而,在专利文献1的电池组中,在作为端板的原材料而采用铝或者铝合金的情况下,端板通过压铸法制造。因此,端板的加工成本高并且无法变薄,因此重量会变大。另外,在作为端板的原材料而采用硬质塑料的情况下,为了形成加强肋,加工成本会变高。另外,为了确保必要的强度,必须使硬质塑料的使用量变多,因此材料成本变高。而且,如果端板采用塑料,则电池组的散热性会变差。
在专利文献2的电池组中,端板也由合成树脂形成,因此同样,为了确保必要的强度,材料成本会变高,并且电池组的散热性会变差。
在专利文献3的电池组中,需要在全部的电池中设置连结构件,因此制造成本会变高。
在专利文献4的电池模块单元中,第1端板包括铝制拉拔件。因此,第1端板的加工成本高并且无法变薄,因此重量变大。此外,在专利文献4的电池模块单元中采用如下构成:利用端板以外的固定于支撑构件的上表面的块状固定构件来抑制电池模块的膨胀。即,仅用专利文献4的端板无法充分抑制电池模块的膨胀。
专利文献5的蓄电池中,是在一对端板的侧面固定绑带的结构,因此电池膨胀时的应力会集中在固定部附近。因此,为了确保必要强度需要增大端板的厚度和重量。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种电池组用堆叠器和电池组,与使用现有的电池组用堆叠器的情况相比,能确保必要强度并且谋求轻型化和省空间化,能减少制造成本,具有良好的散热性。
用于解决问题的手段
本发明的概要如下述那样。
(1)本发明的第一形态是收纳将多个平板状的电池在厚度方向上层叠而成的电池块的电池组用堆叠器。该电池组用堆叠器具备:一对端板,由第1钢板形成,并且配置在上述电池块的上述厚度方向的两端部;以及连结构件,由第2钢板形成,并且将上述一对端板相互连结。上述端板具备:底壁部,与上述电池块的上述厚度方向上的端面相对;以及侧壁部,从上述底壁部的两侧在上述电池块的厚度方向上延伸,覆盖上述电池块的侧面的一部分,上述连结构件以与上述侧壁部的至少一部分重叠的方式配置。
(2)也可以是,在上述(1)所述的电池组用堆叠器中,上述连结构件在上述端板的外表面上在上述侧壁部上通过,延(日文:回り込む)至上述底壁部上并固定于上述底壁部。
(3)也可以是,在上述(1)或者(2)所述的电池组用堆叠器中,上述端板的上述底壁部在从上述电池块的上述厚度方向观察时具有矩形的形状,上述侧壁部沿着上述底壁部的一对对边形成,在上述端板中,在上述底壁部的角部附近固定有上述连结部。
(4)也可以是,在上述(1)~(3)中的任一项所述的电池组用堆叠器中,上述侧壁部的上述电池块的上述厚度方向的宽度W(mm)和上述底壁部的面积S(mm2)满足下述式(A)。
0.1×S1/2≤W≤0.4×S1/2 ……式(A)
(5)也可以是,在上述(1)~(4)中的任一项所述的电池组用堆叠器中,在上述底壁部形成有开口部。
(6)也可以是,在上述(1)~(5)中的任一项所述的电池组用堆叠器中,在上述端板形成有跨越上述底壁部和上述侧壁部向外侧鼓起的第1线状凸部。
(7)也可以是,在上述(6)所述的电池组用堆叠器中,在上述第1线状凸部中形成有通气孔。
(8)也可以是,在上述(1)~(7)中的任一项所述的电池组用堆叠器中,在上述端板形成有跨越上述底壁部和上述侧壁部向内侧鼓起的第2线状凸部。
(9)也可以是,在上述(1)~(8)中的任一项所述的电池组用堆叠器中,上述第1钢板和上述第2钢板的抗拉强度为590MPa以上。
(10)本发明的第二形态是一种电池组,具备:将多个平板状的电池在厚度方向上层叠而成的电池块;以及收纳上述电池块的、上述(1)~(9)中的任一项所述的电池组用堆叠器。
发明效果
根据上述构成,端板和连结构件分别由钢板形成,因此与将铝或者铝合金等金属材料压铸成型的情况相比,能形成得更薄。另外,与利用树脂形成连结构件的情况相比,能使为了得到必要的强度所需的厚度变得极薄。因此,根据本发明,能谋求电池组用堆叠器的轻型化,能减少材料成本,能谋求电池组的小型化(省空间化)。另外,钢板与树脂相比热传导性高,因此能提高散热性。
而且,由钢板形成的端板和连结构件能通过冲压加工来提高生产性地进行制造。能通过对规定形状的平板状的钢板进行弯曲加工来制造具备底壁部和侧壁部的端板。因此,能降低加工成本。
在端板中,特别是在底壁部与侧壁部之间的过渡部附近,在电池由于恶化而膨胀的情况下,会承受比其它部分大的应力。根据本发明,在该过渡部附近形成了端板(至少侧壁部的一部分)和连结构件的双重结构。由此,能缓解在该过渡部附近产生的应力的集中。因此,端板和连结构件能采用耐受力低和/或者板厚小的钢板。
附图说明
图1是包括本发明的一个实施方式的电池组用堆叠器10的电池组1的分解立体图。
图2是作为本发明的变形例而在端板13与电池块20之间配设衬垫50的情况的概略局部俯视图。
图3是用于说明对钢板100进行冲压加工来形成端板13的方法的概略立体图。
图4是作为本发明的变形例采用连结构件14a情况的概略立体图。
图5是示出端板13和连结构件14中产生的应力的分布的概略图。
图6是在示出图1所示的构成的电池组1中,端板13的厚度和侧壁部13B的宽度W与端板13中产生的最大应力的关系的图。
图7是在底壁部13A形成开口部13D的情况下的概略立体图。
图8是在线状凸部13C形成通气孔13E的情况下的概略立体图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的一个实施方式的电池组用堆叠器10。
图1是包括本发明的一个实施方式的电池组用堆叠器10的电池组1的分解立体图。
本实施方式的电池组用堆叠器10是收纳并固定电池块20从而构成电池组1的构件。电池块20是将平板状电池20a在其厚度方向(层叠方向)上层叠构成的构件。平板状电池20a是所谓方形电池,在俯视时即从电池块20的厚度方向观察时,具有矩形形状。
本实施方式的电池组用堆叠器10包括配置在电池块20的厚度方向的两端部的一对端板13和将一对端板13相互连结的连结构件14。端板13和连结构件14分别由钢板(第1钢板,第2钢板)形成。钢板例如能使用具有590MPa以上的抗拉强度的高张力钢板。
端板13包括:底壁部13A,与电池块20的厚度方向的端面相对;以及侧壁部13B,从底壁部13A的两侧在电池块20的厚度方向上延伸,覆盖电池块20的端部附近即覆盖电池块20的侧面的一部分。
底壁部13A在从电池块20的厚度方向观察时具有矩形(包括大致矩形)的形状,侧壁部13B沿着底壁部13A的一对对边形成。并未沿着底壁部13A的另一对对边形成侧壁部13B。即,1个端板13具有2个侧壁部13B。
侧壁部13B的面方向相对于底壁部13A的面方向大致垂直。因此,当从与底壁部13A和侧壁部13B平行的方向观察时,端板13具有U字(コ字)形的形状。侧壁部13B均具有大致相同的宽度(从底壁部13A延伸的长度)。
侧壁部13B与底壁部13A的过渡部(弯曲部),也可以设曲率半径R为3.0mm~10mm。在将曲率半径设为3.0mm以上的情况下,在电池块20与底壁部13A之间和/或者电池块20与侧壁部13B之间充分形成间隙,因此能发挥隧道效应,能通过提高该间隙的空气的流动性来提高散热性。另一方面,在曲率半径R超过10mm情况下,提高散热性的效果饱和,并且电池组1会大型化,因此并不优选。
如图1所示,在端板13中,跨过底壁部13A和侧壁部13B地形成有向表面侧(电池组1的外侧)鼓起的线状凸部13C(第1线状凸部)。在这种情况下,在端板13中,在表面形成有线状凸部13C,在里面形成有与线状凸部13C对应的槽。线状凸部13C在底壁部13A中跨过设有侧壁部13B的一对对边与另一对对边平行地延伸,而且延伸到侧壁部13B的端部。在该实施方式中,在1个端板13中形成有2根线状凸部13C。
连结构件14为带状,在端板13的外表面(与电池块20相反的一侧的面)上在侧壁部13B上通过,延至底壁部13A上并固定于底壁部13A。连结构件14在端板13中分别固定住底壁部13A的4个角部附近。即,本实施方式的电池组用堆叠器具备4根连结构件14。4根连结构件14相互大致平行,并且在电池块20的厚度方向上延伸。连结构件14例如利用螺钉15和螺帽15a固定于底壁部13A。也可以代替螺钉15和螺帽15a而使用铆钉。
利用端板13和连结构件14形成了大致长方体的框,由此,能以空隙少的方式收纳多个平板状电池20a。电池块20被压到一对底壁部13A而被保持,因此不需要对各个平板状电池20a装配连结构件等,不必对现有的电池进行加工就能使用。
端板13和连结构件14分别由钢板形成,因此与对铝或者铝合金等金属材料进行压铸成型的情况相比,能形成得更薄。而且,与由树脂形成的情况相比,能使得到必要的强度所需的厚度变得极薄。
例如,在对端板13施加8000N的力的情况下,能使端板13的厚度例如为2.3mm,使连结构件14的厚度例如为1.8mm。在通过铝或者铝合金的压铸成型形成端板的情况下,其端板的厚度例如为15mm程度。在用树脂形成端板的情况下,不使其更厚就无法得到必要的强度。
因此,根据使用本实施方式的电池组用堆叠器10的电池组1,与现有的电池组相比,能谋求端板13和连结构件14的轻型化,减少材料成本,能谋求电池组1的小型化(省空间化)。例如,在使用对铝进行压铸成型而得到的端板的情况下,设电池组整体的重量例如为1800g,则当将该端板替换为在图1中说明的端板13时,电池组1的重量为1000g。即,在这种情况下,根据本发明,能关于电池组1实现40%以上的轻型化。
在端板13中形成有线状凸部13C,由此在端板13由薄钢板形成的情况下,也能提高端板13的刚性。更详细地说,在端板13中形成线状凸部13C,由此能针对使端板13在与线状凸部13C的延伸方向正交的方向上弯曲的力得到高的刚性。
而且,能利用线状凸部13C使端板13的表面积变大,因此能提高散热性。
在电池组1中,在电池块20由于恶化而膨胀时,会对端板13的底壁部13A施加连结构件14的张力而产生的力。该力在与线状凸部13C的延伸方向正交的方向上施加给端板13。因此,能利用线状凸部13C有效地对抗由于连结构件14的张力而施加给端板13的力。即,底壁部13A不容易由于连结构件14的张力而变形。
另外,钢板与树脂相比热传导性高。端板13和连结构件14分别由钢板形成,由此能提高电池组1的散热性。另外,连结构件14的宽度窄,由此能使电池组1的散热性变高。
从改善散热性的观点出发,优选如图2的概略局部俯视图所示的变形例那样,在端板13与电池块20之间,除了面积率为5%以上20%以下的衬垫部分以外,在电池块20的厚度方向上形成1mm以上10mm以下的距离的间隙G。此外,钢板的强度高,因此能利用衬垫50充分地保持电池块20。
端板13能如以下那样制造。
首先,准备具有与端板13对应的平面形状的平板状的钢板100。对该钢板100进行冲压加工,由此形成线状凸部13C,并且进行弯曲加工来形成底壁部13A和侧壁部13B。
图3是用于说明通过冲压加工形成端板13的方法的立体图。
在该方法中,使用包括下模8和上模9的金属模。在图3中,仅示出了下模8和上模9的加工面附近的形状。在下模8中形成有凹部。凹部的内面包括大体上平坦的底面8A和大体上平坦的侧面8B。侧面8B相对于底面8A大致垂直。在下模8中,从凹部的一方侧跨越凹部内和凹部的另一方侧形成有2根槽8C。
上模9具有与下模8的凹部互补形状的凸部。凸部的表面包括:顶面9A,大体上平坦,与下模8的底面8A对应;以及侧面9B,大体上平坦,与下模8的侧面8B对应。侧面9B相对于顶面9A大致垂直。跨越相对于顶面9A的一侧的侧面9B、顶面9A、和相对于顶面9A的另一侧的侧面9B地,形成有与下模8的槽8C对应的2根突起9C。
在用下模8和上模9形成端板13时,首先,以跨越凹部的一方侧和另一方侧的方式将平板状的钢板100置于下模8中。即,该钢板100的长度大于凹部的宽度。其中,在钢板100中,搁在下模8的凹部外的部分上的部分的长度比下模8的凹部的深度短。平板状的钢板100例如能通过对更大的钢板进行穿孔加工而得到。
接下来,将上模9的凸部插入下模8的凹部,利用下模8和上模9来按压钢板100。在钢板100中被底面8A和顶面9A夹着的部分为底壁部13A,被侧面8B和侧面9B夹着的部分为侧壁部13B。侧面8B和侧面9B分别与底面8A和顶面9A大致垂直,由此,以侧壁部13B的面方向与底壁部13A的面方向大致垂直的方式将钢板100折弯。另外,在钢板100中,被槽8C和突起9C夹着的部分为线状凸部13C。
这样,通过冲压加工,能由1张钢板极简单地形成端板13。在这种冲压加工中,与对金属材料进行压铸成型的情况、将树脂材料注射模塑成形的情况相比,能以短时间制造端板。连结构件14也同样,通过对平板状的钢板进行冲压加工来形成为具有弯曲部(与侧壁部13B和底壁部13A的过渡部对应的部分),因此能以短时间制造。因此,端板13和连结构件14能提高生产性来制造,因此能减少加工成本。
图4是示出代替上述的连结构件14而使用连结构件14a的变形例的立体图。
在该图4所示的变形例中,连结构件14a不延至底壁部13A上而是固定于侧壁部13B。在图4中用标记“×”表示固定部。侧壁部13B的端部与连结构件14a的端部重叠而形成双重结构。由此,与不具有双重结构的情况相比,在端板13中,能缓解底壁部13A和侧壁部13B的过渡部附近的电池块20的恶化带来的膨胀导致的应力集中,能减少最大应力。
而在图1所示的实施方式的电池组用堆叠器10中,除了侧壁部13B和连结构件14的双重结构以外,还形成有底壁部13A和连结构件14的双重结构。由此,能进一步缓解底壁部13A和侧壁部13B的过渡部附近的电池块20的恶化带来的膨胀引起的应力集中,能使过渡部附近不致破损。
根据侧壁部13B的宽度W(从底壁部13A突出的长度),在端板13和连结构件14(特别是底壁部13A与侧壁部13B的过渡部以及与连结构件14的对应部分)的各部分产生的应力的大小会发生变化。
图5示出在端板13和连结构件14中产生的应力分布。为了得到该应力分布而采用的仿真条件如下述那样。
(A)端板13的侧壁部13B的宽度W:20mm
(B)端板13的厚度:2.3mm
(C)端板13的材质:抗拉强度为590MPa级的高张力钢板
(D)连结构件14的材质:抗拉强度为590MPa级的高张力钢板
(E)连结构件14的厚度:1.8mm
(F)连结构件14的宽度:15mm
(G)底壁部13A与侧壁部13B之间的过渡部的曲率半径:5mm
(H)线状凸部13C的宽度:10mm
(I)线状凸部13C的突起的高度:3mm
(J)施加到端板13的力:在底壁部13A中与电池组1内方侧的面垂直为7500N
另外,侧壁部13B的宽度W是侧壁部13B的平坦部分的长度,不包括在底壁部13A与侧壁部13B的过渡部弯曲的部分的长度。
使上述条件中的“(A)侧壁部13B的宽度W”在5mm~40mm的范围变更来评价应力分布,其结果是,发现关于端板13,侧壁部13B的宽度W为5mm~20mm的范围中,随着侧壁部13B的宽度W变长,应力集中被缓解,在端板13的各部分产生的应力中的最大应力会大幅度降低。另一方面,即使使侧壁部13B的宽度W比20mm长,应力的分布也没有大的差异。关于连结构件14,在侧壁部13B的宽度W为5mm~30mm的范围中,随着侧壁部13B的宽度W变长,应力集中被缓解,在连结构件14的各部分产生的应力中的最大应力大幅度降低。另一方面,即使使侧壁部13B的宽度W比30mm大,应力的分布也没有大的差异。
因此,对于端板13和连结构件14两者来说,为了使各部分产生的应力中的最大应力变小,优选侧壁部13B的宽度W为30mm以上。另一方面,为了使电池组用堆叠器10轻型化,侧壁部13B的宽度W较短比较好。因此,在这种情况下,侧壁部13B的宽度W设为30mm比较好。
根据以上结果可知,使侧壁部13B的宽度W变长,从而构成端板13和连结构件14的材料能采用耐受力低的材料。必要的耐受力根据端板13和连结构件14的厚度而不同。
此外,侧壁部13B的宽度W也可以根据底壁部13A的表面积S而在规定范围中设定。在这种情况下,希望侧壁部13B的宽度W(mm)和底壁部13A的表面积S(mm2)满足下述式(1)。
0.1×S1/2≤W≤0.4×S1/2 ……式(1)
在将侧壁部13B的宽度W设为0.1×S1/2以上的情况下,能缓解电池块20的恶化带来的膨胀引起的应力,因此是优选的。
另一方面,在W超过0.4×S1/2的情况下,缓解电池块20的恶化带来的膨胀引起的应力的效果饱和。因此,从轻型化、提高散热性的观点出发,优选W为0.4×S1/2以下。
此外,底壁部13A的表面积S为底壁部13A的外侧的面的平坦部分的表面积,不包括在底壁部13A与侧壁部13B的过渡部处弯曲的部分的面积。
图6是示出在图1所示的构成的电池组1中,端板13的厚度和侧壁部13B的宽度W与端板13中产生的最大应力(通过仿真求出)的关系的图。厚度设为1.6mm、2.0mm和2.3mm(图6中分别表示为“1.6t”、“2.0t”和“2.3t”)。
侧壁部13B的宽度W越变长或者侧壁部13B的厚度越变厚,最大应力越变小。设最大应力为SMAX(MPa),侧壁部的宽度为W(mm),厚度为t(mm),则根据图6的结果,SMAX能用下述式(2)进行近似。
SMAX=A×Wa ……式(2)
在此,A=b×t+c,a=-0.33,b=-1550,c=4500。
由于电池组的构成的区别,上述式(2)的系数能采用下述式(3)、式(4)、式(5)的范围内的适当的值。
-0.35≤a≤-0.30 ……式(3)
-1600≤b≤-1500 ……式(4)
4400≤c≤4600 ……式(5)
在制造图1所示的实施方式的电池组1时,在进行螺钉15和螺帽15a的固定之前,事先使连结构件14中与端板13重叠的部分的形状与端板13所对应的表面的形状互补,则在固定螺钉15和螺帽15a时容易进行端板13与连结构件14的对位。在变形例的连结构件14a被固定于侧壁部13B的情况下(参照图4)得不到这种效果。
此外,本发明不限于上述实施方式,能在不脱离发明的主旨的范围中,例如下述那样进行各种变更。
(1)在上述的实施方式中,沿着底壁部13A的一边设有2根连结构件14,但是也可以设有3根以上的连结构件14。
(2)在上述的实施方式中,在端板13形成有2个线状凸部13C,但是也可以不形成线状凸部13C,也可以形成1根线状凸部13C,或者也可以形成3根以上的线状凸部13C。在使用薄的端板13的情况、对端板13施加的应力大的情况下,优选线状凸部13C的数量多。
(3)如图7所示,在端板13中,也可以在不承受大的应力的部分形成开口部13D。在这种情况下,能提高电池组1的散热性,并且能实现材料的减少带来的轻型化。
(4)如图8所示,也可以在端板13的线状凸部13C形成通气孔13E。在这种情况下,能确保空气的逸出通路,另外,利用凸部形状而表面积增加,因此能利用翅片效果来进一步提高散热性。
(5)在本实施方式中,是线状凸部13C向外侧鼓起的构成,但是也可以形成为向相反一侧即向内侧鼓起的线状凸部(第2线状凸部)。在该构成的情况下,第2线状凸部抵接于电池块20从而在端板13与电池块20之间形成间隙。因此,能提高该间隙的空气的流动性,能提高散热性。
工业上的可利用性
根据本发明,能提供一种电池组用堆叠器和电池组,与使用现有的电池组用堆叠器的情况相比,能确保必要强度并且实现轻型化和省空间化,能减少制造成本,具有良好的散热性。
附图标记说明:
1 电池组
10 电池组用堆叠器
13 端板
13A 底壁部
13B 侧壁部
13C 线状凸部
13D 开口部
13E 通气孔
14 连结构件
15 螺钉
15a 螺帽
20 电池块
20a 平板状电池
50 衬垫
G 间隙
100 钢板

Claims (9)

1.一种电池组用堆叠器,收纳将多个平板状的电池在厚度方向上层叠而成的电池块,其特征在于,
具备:
一对端板,由第1钢板形成,并且配置在上述电池块的上述厚度方向的两端部;以及
连结构件,由第2钢板形成,并且将上述一对端板相互连结,
上述端板具备:
底壁部,与上述电池块的上述厚度方向上的端面相对;以及
侧壁部,从上述底壁部的两侧开始在上述电池块的厚度方向上延伸,覆盖上述电池块的侧面的一部分,
上述连结构件以与上述侧壁部的至少一部分重叠的方式配置,
在上述端板的外表面上,上述连结构件在上述侧壁部上通过,延至上述底壁部上并固定于上述底壁部。
2.根据权利要求1所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
上述端板的上述底壁部在从上述电池块的上述厚度方向观察时具有矩形的形状,
上述侧壁部沿着上述底壁部的一对对边形成,
在上述端板中,在上述底壁部的角部附近固定有上述连结部。
3.根据权利要求1所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
上述侧壁部的、上述电池块的上述厚度方向的宽度W(mm)和上述底壁部的面积S(mm2)满足下述式(1),
0.1×S1/2≤W≤0.4×S1/2……式(1)。
4.根据权利要求1所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
在上述底壁部形成有开口部。
5.根据权利要求1所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
在上述端板形成有跨越上述底壁部和上述侧壁部向外侧鼓起的第1线状凸部。
6.根据权利要求5所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
在上述第1线状凸部形成有通气孔。
7.根据权利要求1所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
在上述端板形成有跨越上述底壁部和上述侧壁部向内侧鼓起的第2线状凸部。
8.根据权利要求1所述的电池组用堆叠器,其特征在于,
上述第1钢板和上述第2钢板的抗拉强度为590MPa以上。
9.一种电池组,其特征在于,具备:
将多个平板状的电池在厚度方向上层叠而成的电池块;以及
收纳上述电池块的、权利要求1~8中的任一项所述的电池组用堆叠器。
CN201480034798.XA 2013-07-26 2014-07-23 电池组用堆叠器和电池组 Active CN105324866B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013155097 2013-07-26
JP2013-155097 2013-07-26
PCT/JP2014/069393 WO2015012292A1 (ja) 2013-07-26 2014-07-23 組電池用スタッカー及び組電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105324866A CN105324866A (zh) 2016-02-10
CN105324866B true CN105324866B (zh) 2017-12-19

Family

ID=52393325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480034798.XA Active CN105324866B (zh) 2013-07-26 2014-07-23 电池组用堆叠器和电池组

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10199617B2 (zh)
EP (1) EP3026730B1 (zh)
JP (1) JP5790890B2 (zh)
CN (1) CN105324866B (zh)
CA (1) CA2912169C (zh)
WO (1) WO2015012292A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6724300B2 (ja) * 2015-06-29 2020-07-15 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
DE102016202912A1 (de) 2016-02-25 2017-08-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zellmodul für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Zellmoduls
AU2016204458B2 (en) * 2016-03-07 2018-02-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery module
JP6740722B2 (ja) * 2016-06-07 2020-08-19 株式会社豊田自動織機 電池パック及び電池モジュール
CN110337737B (zh) * 2017-03-01 2022-11-11 松下知识产权经营株式会社 电池模块
EP3373360B1 (en) 2017-03-07 2020-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery module
US10538168B2 (en) * 2017-03-22 2020-01-21 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for assembly of a battery array
EP3625835B1 (de) * 2017-05-18 2023-12-20 ThyssenKrupp Steel Europe AG Batteriegehäuse
JP6851020B2 (ja) * 2017-06-01 2021-03-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電池ユニット
CN107437599B (zh) * 2017-09-11 2023-07-25 力神(青岛)新能源有限公司 一种方形电池模组架
CN109728214B (zh) * 2017-10-30 2021-08-13 湖南科技大学 一种多材料轻量化复合结构电池箱及其制备方法
JP7007210B2 (ja) * 2018-01-31 2022-02-10 ビークルエナジージャパン株式会社 電池パック
CN110323371B (zh) * 2018-03-29 2021-02-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
US11724604B2 (en) 2018-06-25 2023-08-15 Ford Global Technologies, Llc Split panel array plate assemblies for electrified vehicle battery packs
JP2022036336A (ja) * 2018-10-09 2022-03-08 日立Astemo株式会社 電池パック
CN209496931U (zh) * 2019-04-18 2019-10-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池模组及电池包
KR102391985B1 (ko) 2019-06-14 2022-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 그 제조 방법
CN110212134A (zh) * 2019-06-27 2019-09-06 蜂巢能源科技有限公司 电池包的电池模块
JP7419902B2 (ja) 2020-03-18 2024-01-23 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
CN112036029A (zh) * 2020-05-22 2020-12-04 江西星盈科技有限公司 电池组模组膨胀变形的仿真方法
KR20220045353A (ko) * 2020-10-05 2022-04-12 현대자동차주식회사 배터리 모듈

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1134041A (zh) * 1995-03-14 1996-10-23 松下电器产业株式会社 密封形碱性蓄电池的单元电池
US5766801A (en) * 1995-10-24 1998-06-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Layer built sealed alkaline storage battery
CN103119750A (zh) * 2010-09-24 2013-05-22 大众汽车有限公司 用于电池单元以及电池模块的框架系统
CN103165835A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 本田技研工业株式会社 电池模块单元

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5441824A (en) * 1994-12-23 1995-08-15 Aerovironment, Inc. Quasi-bipolar battery requiring no casing
JP2008282582A (ja) 2007-05-08 2008-11-20 Sanyo Electric Co Ltd 組電池
JP2009026703A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Toyota Motor Corp 組電池の製造方法
JP5272629B2 (ja) * 2008-10-03 2013-08-28 トヨタ自動車株式会社 組電池構造体の製造方法
US9634295B2 (en) 2010-01-15 2017-04-25 Pellion Technologies, Inc. Expandable battery pack containment device for pouch battery cells
JP5490652B2 (ja) 2010-09-10 2014-05-14 タイガースポリマー株式会社 組電池構造
KR101252935B1 (ko) * 2011-04-21 2013-04-09 로베르트 보쉬 게엠베하 배터리 모듈
JP5673385B2 (ja) 2011-06-22 2015-02-18 株式会社Gsユアサ 組電池
JP5743791B2 (ja) * 2011-08-02 2015-07-01 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両
DE102011109934B4 (de) 2011-08-10 2014-08-07 Audi Ag Batterie für ein Fahrzeug und Verfahren zum Fertigen einer solchen Batterie
JP2013122820A (ja) 2011-12-09 2013-06-20 Honda Motor Co Ltd バッテリモジュールユニット
JP2013145686A (ja) 2012-01-13 2013-07-25 Toyota Motor Corp 車両用の電池スタック
US9362536B2 (en) 2012-04-25 2016-06-07 Robert Bosch Gmbh Optimized module restraint system
WO2014083789A1 (ja) 2012-11-28 2014-06-05 三洋電機株式会社 電池モジュール
US9537125B2 (en) * 2013-06-27 2017-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1134041A (zh) * 1995-03-14 1996-10-23 松下电器产业株式会社 密封形碱性蓄电池的单元电池
US5766801A (en) * 1995-10-24 1998-06-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Layer built sealed alkaline storage battery
CN103119750A (zh) * 2010-09-24 2013-05-22 大众汽车有限公司 用于电池单元以及电池模块的框架系统
CN103165835A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 本田技研工业株式会社 电池模块单元

Also Published As

Publication number Publication date
EP3026730B1 (en) 2018-05-30
JPWO2015012292A1 (ja) 2017-03-02
CA2912169C (en) 2018-06-12
US20160141566A1 (en) 2016-05-19
CN105324866A (zh) 2016-02-10
JP5790890B2 (ja) 2015-10-07
EP3026730A1 (en) 2016-06-01
CA2912169A1 (en) 2015-01-29
US10199617B2 (en) 2019-02-05
WO2015012292A1 (ja) 2015-01-29
EP3026730A4 (en) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105324866B (zh) 电池组用堆叠器和电池组
JP6193794B2 (ja) 角形電池ケースの成形方法
CN108475745A (zh) 具有改进的框架结构的电池模块及其框架组件
JP6458802B2 (ja) プレス成形品の製造方法およびプレス金型
CN106080805B (zh) 一种全铝车厢
JP5987385B2 (ja) 長手方向に湾曲したハット型部材のプレス成形方法
JP2013512139A5 (zh)
CN103567282A (zh) 异型材一体成型工艺
US20150359142A1 (en) Method for producing cooling device and heat-dissipating member
KR20170028422A (ko) 차재 전지용의 각형 전지 케이스 및 그의 제조 방법
CN203094646U (zh) 一种吸塑托盘
JP2006026638A (ja) 角形状缶
US20230018049A1 (en) Roof box
CN103381669A (zh) 一种压力机的焊接机身
CN206179948U (zh) 一种电池箱箱盖
CN203158337U (zh) 矩形罐罐体结构
CN105290213A (zh) 一种非标两用铝塑膜冲压模具
CN217474605U (zh) 一种卡车顶盖一体成形模具
CN206267020U (zh) 桥梁护栏一体性免焊立柱
CN218578668U (zh) 一种物流仓储限位框
WO2023286867A1 (ja) プレス用金型
CN219467519U (zh) 一种电池包箱体底部纵梁与挂载点集成结构
CN216732329U (zh) 轻量化一体成型构件模具
CN214525180U (zh) 一种方便叠放的太阳能光伏叠层模板放置装置
CN208304237U (zh) 焊接机的压紧模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Nippon Iron & Steel Corporation

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Nippon Steel Corporation