CN106575729A - 电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供电池模块。电池模块具有多个电池单元。多个电池单元在分别被电池支架单独地保持的状态下并列设置。各电池单元被母线串联连接。母线具有弯曲部。在电池单元的在并列设置方向上相邻的连接端子之间，设置有设置于电池支架的突出壁。突出壁相比连接端子沿连接端子从壳体突出的突出方向突出。

Description

电池模块

技术领域

本发明涉及通过母线将多个电池单元连接的电池模块。

背景技术

专利文献1公开一种通过母线将多个电池单元连接的电池模块。在专利文献1中，以使不同极性的连接端子相邻的方式并列设置有多个电池单元。多个电池单元通过母线将相邻的连接端子连接，从而串联连接。

电池单元由于长时间的使用，在电极形成有覆膜并且膨胀。若电池单元膨胀，则相邻的电池单元间的距离变大，对母线产生应力。若在母线产生应力，则母线从电池单元脱离、电池单元与母线的接触阻力变大。其结果是，存在无法良好地维持母线与电池单元的连接状态的担忧。

专利文献1:日本特开2014-60111号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种即使电池单元膨胀，也能够良好地维持由母线对于电池单元间的连接状态的电池模块。

为了解决上述课题，根据本申请发明的第一方式，提供一种电池模块，其具备：多个电池单元，它们具有电极组装体、收容有电极组装体的壳体、以及从壳体突出的连接端子，并且以不同极性的连接端子相邻的方式并列设置；母线，其将在电池单元的并列设置方向上相邻的连接端子交替地连接，从而将电池单元串联连接；以及突出壁，其设置于在并列设置方向上相邻的母线之间，且相比连接端子沿连接端子从壳体突出的突出方向突出。母线具有弯曲部，该弯曲部沿与并列设置方向交叉的方向突出，并且能够随着电池单元的膨胀而沿并列设置方向伸长变形。

附图说明

图1中，(a)是本发明的一实施方式所涉及的电池模块的立体图，(b)是放大示出电池模块的一部分的局部立体图。

图2中，(a)是电池模块的剖视图，(b)是放大示出电池单元的连接端子的局部剖视图。

图3中，(a)以及(b)是第一电池支架的立体图。

图4中，(a)以及(b)是第二电池支架的立体图。

图5是对电池模块的作用进行说明的剖视图。

图6是放大示出变形例的电池模块的一部分的局部立体图。

具体实施方式

以下，参照图1～图5对将本发明的电池模块具体化了的一实施方式进行说明。

如图1(a)、图1(b)以及图2(a)所示，电池模块10具有多个电池单元11。多个电池单元11在分别被电池支架40、70单独地保持的状态下并列设置。第一电池支架40与第二电池支架70交替地并列设置。各电池支架40、70由绝缘性的树脂构成。各电池单元11以使不同的极性的连接端子17在电池单元11的并列设置方向上相邻的方式并列设置。在以下的说明中，“并列设置方向”表示“电池单元11的并列设置方向”。相邻的电池单元11的连接端子17被母线30交替地连接。由此，电池单元11串联连接。

保持于各电池支架40、70的电池单元11被设置于并列设置方向的两端的第一端板28与第二端板29夹持。在第二端板29，朝向第一端板28插通有螺栓B。在插通了第一端板28的螺栓B的前端旋合有螺母N，由此，保持于各电池支架40、70的电池单元11被第一端板28与第二端板29夹持。在第一端板28同与第一端板28相邻的电池单元11之间，设置有板状的弹性部件27。

如图2(b)所示，电池单元11具有壳体12。在壳体12的内部收容有电极组装体13。壳体12具有收容电极组装体13的有底筒状的主体14、以及将主体14的开口部关闭的盖15。电极组装体13构成为层叠多个正负的电极。在盖15上设置有两处贯通孔16。连接端子17从各贯通孔16逐个突出。两个连接端子17是正极端子以及负极端子。在以下的说明中，“突出方向”表示“连接端子17从壳体12突出的方向”。

连接端子17具有配置于壳体12内的基部18。基部18经由导电部件19连接于电极组装体13。圆柱状的轴部20从基部18延伸。轴部20从贯通孔16向壳体12外突出。轴部20在突出至壳体12外的部分的外周面具有外螺纹21。在外螺纹21旋合有螺母22，由此，盖15被螺母22与基部18夹持，连接端子17固定于盖15。轴部20具有从突出至壳体12外的前端朝向基部18延伸的螺孔23。在螺孔23的内周面形成有内螺纹。

在贯通孔16的内周面与轴部20之间、以及螺母22与盖15之间，夹设有将连接端子17与盖15绝缘的树脂制的绝缘环24。另外，在轴部20的基端的外周面设置有O型环25。O型环25夹设在基部18与盖15之间，将连接端子17与盖15绝缘。

如图1(b)以及图2(a)所示，母线30具有山形的弯曲部31。弯曲部31以使金属板的中央部分沿厚度方向突出的方式弯曲而形成。另外，母线30在弯曲部31的两侧具有平坦的连接部32。在连接部32设置有沿厚度方向贯通的贯通孔33。沿贯通孔33插通的螺钉34旋合于连接端子17的螺孔23，母线30由此固定于连接端子17。

如图3(a)以及图3(b)所示，第一电池支架40具有矩形平板状的第一覆盖壁41。在第一覆盖壁41的长边方向的两端的一方设置有第二覆盖壁42，在另一方设置有第三覆盖壁43。第二覆盖壁42以及第三覆盖壁43都形成为矩形平板状，且沿第一覆盖壁41的厚度方向延伸。被第一覆盖壁41、第二覆盖壁42、第三覆盖壁43围起的区域形成收容有电池单元11的收容部S。

另外，在第二覆盖壁42的划分收容部S的面设置有第一端子收容部44。第一端子收容部44以在第二覆盖壁42的短边方向上开口的方式形成为U字状。第一立设壁48从第一端子收容部44向上方延伸。第一立设壁48具有沿第二覆盖壁42与第三覆盖壁43的对置方向延伸的突出壁49。突出壁49设置为与第二覆盖壁42的短边方向的第一端部42a相连。侧壁50从突出壁49沿着第一端子收容部44延伸。

另外，在第三覆盖壁43的划分收容部S的面也设置有第二端子收容部51。第二端子收容部51也以在第三覆盖壁43的短边方向上开口的方式形成为U字状。第二端子收容部51与第一端子收容部44具有相同形状。第二立设壁55从第二端子收容部51向上方延伸。第二立设壁55具有沿第二覆盖壁42与第三覆盖壁43的对置方向延伸的连接壁56。连接壁56设置为与第三覆盖壁43的短边方向的第一端部43a相连。连接壁56的相距第二端子收容部51的高度尺寸小于突出壁49的相距第一端子收容部44的高度尺寸。在连接壁56设置有从连接壁56的两端向上方延伸的一对划分壁60。在一对划分壁60之间形成有切口58。侧壁57从连接壁56沿着第二端子收容部51延伸。

在第一以及第二端子收容部44、51分别设置有柱状的柱部61。柱部61具有沿各覆盖壁42、43的短边方向延伸的轴线。在柱部61设置有插通孔62。插通孔62将柱部61沿其轴向贯通。

第二覆盖壁42以及第三覆盖壁43在它们的长边方向的第一端部42b、43b具有矩形平板状的延伸配置壁63。延伸配置壁63设置为分别与第二以及第三覆盖壁42、43相连，且沿第二以及第三覆盖壁42、43的长边方向延伸。

另外，第二覆盖壁42以及第三覆盖壁43在它们的长边方向的第二端部42c、43c具有柱状的脚部64。脚部64具有沿覆盖壁42、43的短边方向延伸的轴线。在脚部64设置有插通孔65。插通孔65将脚部64沿其轴向贯通。

如图4(a)以及图4(b)所示，第二电池支架70除了第一立设壁48以及第二立设壁55的位置之外，与第一电池支架40具有相同结构。因此，在相同部分标注相同附图标记并省略其说明。

第二电池支架70的第一立设壁48以及第二立设壁55的位置与第一电池支架40的立设壁的位置相反。第二电池支架70的第一立设壁48设置于与第三覆盖壁43相连设置的第二端子收容部51。第二电池支架70的第二立设壁55设置于与第二覆盖壁42相连设置的第一端子收容部44。

如图1(b)以及图2(a)所示，多个电池单元11在保持于电池支架40、70的状态下并列设置。在该状态下，在沿电池单元11的并列设置方向相邻的连接端子17之间配置有突出壁49、连接壁56以及划分壁60。突出壁49、连接壁56以及划分壁60与连接端子17相比向上述突出方向突出。母线30利用弯曲部31跨越连接壁56，由此，将在并列设置方向上相邻的连接端子17彼此连接。另外，连接壁56的一对划分壁60以从两侧夹持跨越连接壁56的弯曲部31的方式配置。因此，弯曲部31的顶被配置于一对划分壁60之间的切口58。换句话说，一对划分壁60在两划分壁60间夹持弯曲部31地划分形成母线30的设置位置亦即切口58。因此，连接壁56以及划分壁60设置于被母线30相互连接的相邻的连接端子17之间。

如图2(a)所示，在并列设置方向上相邻的母线30之间配置有突出壁49。即，突出壁49配置于未被母线30相互连接的相邻的连接端子17之间，换言之，配置于连接不同的母线30的相邻的连接端子17之间。突出壁49与母线30的弯曲部31相比向突出方向突出。具体而言，突出壁49相比弯曲部31的顶的与电池单元11对置的面更向突出方向突出。因此，母线30的弯曲部31的突出长设定为跨越连接壁56而不跨越突出壁49的尺寸。

接下来，参照图5对上述的电池模块10的作用进行说明。

在对各电池单元11固定母线30时等，存在工具等导电部件落下的情况。在这样的情况下，利用设置于在并列设置方向上相邻的连接端子17之间的突出壁49，能够抑制相邻的连接端子17由于导电部件而连接。因此，能够抑制不希望的连接端子17彼此连接导致电池单元11短路。

另外，如图5所示，随着电池单元11被使用，在电极的表面形成有覆膜。随着覆膜的厚度变大，电池单元11膨胀，在并列设置方向上相邻的连接端子17之间的距离变大。于是，施加于母线30的应力变大，弯曲部31的倾斜变得平缓。即，弯曲部31的厚度、粗细、倾斜角度等分别设定为，在电池单元11膨胀时能够沿电池单元11的并列设置方向伸长。通过使弯曲部31如上述那样变形，施加于母线30的应力减少。

若电池单元11膨胀过度，则电池单元11将无法进行适当的充放电。因此，预先求出电池单元11能够适当地进行充放电的膨胀极限。另外，母线30的弯曲部31的突出长被设定为在电池单元11达到膨胀极限时避免弯曲部31与连接壁56接触。首先，在制造阶段的电池模块10中，求出在并列设置方向上相邻的连接端子17之间的第一距离。另外，在各电池单元11达到了膨胀极限时的电池模块10中，求出在并列设置方向上相邻的连接端子17之间的第二距离。进而，求出第一距离与第二距离的差，并求出连接部32间的距离增大了该差值大小时，弯曲部31沿突出方向缩短的长度亦即缩短长。然后，在电池模块10的制造时，以使弯曲部31与连接壁56的分离距离大于上述的缩短长的方式，设定弯曲部31的突出长。通过如上述那样进行设定，即使电池单元11膨胀至膨胀极限，弯曲部31也不与连接壁56接触。

另外，在本实施方式中，在第一端板28同与第一端板28相邻的电池单元11之间设置有弹性部件27。在电池单元11膨胀时，弹性部件27弹性变形而收缩，由此，能够吸收随着电池单元11的膨胀而对端板28、29施加的载荷的增加。

因此，根据上述实施方式，能够得到如下效果。

(1)在并列设置方向上相邻的母线30之间设置有突出壁49。因此，能够抑制由于导电部件导致电池单元11在不希望的部分连接。因此，可抑制电池单元11的短路，从而能够抑制电池单元11的破损。另外，在母线30设置有沿与并列设置方向交叉的方向突出的弯曲部31。若电池单元11膨胀而对母线30施加应力，则弯曲部31变形，所以，母线30沿并列设置方向伸长。由此，施加于母线30的应力减少。因此，即使电池单元11膨胀而对母线30施加应力，连接部32也难以从连接端子17离开。因此，可抑制母线30与连接端子17的接触阻力增加。另外，通过弯曲部31的变形，使得电池单元11膨胀而施加于母线30的应力减少，由此，也可抑制母线30的破损。因此，能够良好地维持母线30对于电池单元11的连接状态。

(2)突出壁49与母线30的弯曲部31相比沿突出方向突出。因此，无法跨越突出壁49将母线30安装在连接端子17。因此，能够抑制母线30将错误的连接端子17彼此连接。

(3)在被母线30连接的相邻的连接端子17之间设置有连接壁56。连接壁56与连接端子17相比沿突出方向突出。因此，能够抑制母线30之外的异物将相邻的连接端子17连接。

(4)一对划分壁60以夹持母线30的弯曲部31的方式从连接壁56突出。在该情况下，通过一对划分壁60而划分形成母线30的设置位置，由此，能够进行母线30的定位。

(5)突出壁49设置于各电池支架40、70。因此，仅仅通过将保持电池单元11的各电池支架40、70并列设置，就能够将突出壁49容易地设置在电池单元11的在并列设置方向上相邻的母线30之间。

(6)设定弯曲部31的突出长，以便即使电池单元11膨胀，弯曲部31与连接壁56也不接触。因此，能够抑制弯曲部31与连接壁56接触而对母线30施加力，导致连接端子17与母线30的接触阻力增加。

(7)在第一端板28同与第一端板28相邻的电池单元11之间设置有弹性部件27。弹性部件27弹性变形而收缩，由此，能够吸收电池单元11的膨胀。因此，施加于第一端板28以及第二端板29的载荷变小，能够抑制电池单元11膨胀导致各端板28、29破损。

上述实施方式也可以如以下那样进行变更。

·如图6所示，母线30也可以具有向与突出方向不同的方向突出的弯曲部80。在该情况下，在连接壁81沿连接壁81的厚度方向贯通设置供弯曲部80插通的切口82。

·突出壁49只要与连接端子17相比沿突出方向突出即可，可以与弯曲部31相比不沿突出方向突出。

·也可以省略连接壁56。

·也可以从连接壁56省略夹持弯曲部31的划分壁60。

·也可以将突出壁49设置在各电池支架40、70之外的部件。例如，也可以在电池单元11的绝缘环24设置突出壁。另外，也可以在夹设于相邻的电池单元11之间的绝缘板设置突出壁。

·若由于弯曲部31与连接壁56的接触而受到的影响在允许范围内，则在电池单元11膨胀时，弯曲部31也可以与连接壁56接触。

·也可以省略电池支架40、70。在该情况下，只要在电池支架40、70之外的部件设置突出壁49即可。

·也可以省略弹性部件27。

Claims (6)

1.一种电池模块，其中，具备：

多个电池单元，它们具有电极组装体、收容所述电极组装体的壳体以及从所述壳体突出的连接端子，并且多个电池单元以不同极性的所述连接端子相邻的方式被并列设置；

母线，其将在所述电池单元的并列设置方向上相邻的所述连接端子交替地连接，从而将所述电池单元串联连接；以及

突出壁，其设置于在所述并列设置方向上相邻的所述母线之间，且相比所述连接端子沿所述连接端子从所述壳体突出的突出方向突出，

所述母线具有弯曲部，该弯曲部沿与所述并列设置方向交叉的方向突出，并且能够随着所述电池单元的膨胀而沿所述并列设置方向伸长变形。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述弯曲部向所述突出方向突出，

所述突出壁相比所述弯曲部沿所述突出方向突出。

3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，

在彼此由所述母线连接的所述连接端子之间设置有连接壁，该连接壁相比所述连接端子沿所述突出方向突出，并且所述弯曲部跨越该连接壁。

4.根据权利要求2或3所述的电池模块，其中，

在彼此由所述母线连接的所述连接端子之间设置有一对划分壁，该一对划分壁相比所述弯曲部沿所述突出方向突出，

所述一对划分壁将所述弯曲部夹于其间而划分出所述母线的设置位置。

5.根据权利要求3或4所述的电池模块，其中，

所述弯曲部在所述电池单元膨胀时从所述连接壁分离。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池模块，其特征在于，

所述电池模块具备保持所述电池单元的电池支架，

所述电池支架具有所述突出壁。