CN107112465A - 电池模块和电池模块的制造方法 - Google Patents

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Abstract

电池模块1具备：排列体10，其包括由单元架30保持并且沿规定的排列方向D排列的多个电池单元12、以及配置于相邻的电池单元12间的弹性部件16；和束缚部件20，其沿排列方向D相对于排列体10施加束缚载荷。单元架30具有向排列方向D突出的突出部46，通过使突出部46与相邻的电池单元12的单元架30抵接，来规定电池单元12间的弹性部件16的压缩量。

Description

电池模块和电池模块的制造方法
技术领域
本发明的一个侧面涉及电池模块和电池模块的制造方法。
背景技术
例如，专利文献1所记载的电池模块具备：排列体，其通过电池单元以保持于单元架的状态排列多个而构成；和一对端板，上述端板沿排列方向对排列体施加束缚载荷。在这样的电池模块中，通过在排列体与端板之间配置弹性部件，能够防止在电池单元膨胀了的情况下端板破损，或者抑制作用于排列体的束缚载荷的差异。
专利文献1：日本特开2009-81056号公报
然而，在电池模块中，从在电池单元膨胀了的情况下保护电池单元的观点出发，对在相邻的电池单元间分别配置弹性部件的结构也进行了研究。在该结构中，将对排列体施加了束缚载荷时的弹性部件整体的压缩量设为设计值，因此以往都是一边测量端板间的距离一边调整弹性部件的压缩量。因此，提高组装作业性成为一大课题。
发明内容
本发明的一个侧面的目的在于提供能够提高组装作业性的电池模块和电池模块的制造方法。
本发明的一个侧面所涉及的电池模块具备：排列体，其包括由单元架保持并且沿规定的排列方向排列的多个电池单元、以及配置于相邻的电池单元间的弹性部件；和束缚部件，其沿排列方向对排列体施加束缚载荷，单元架具有沿排列方向突出的突出部，通过突出部与相邻的电池单元的单元架抵接，来规定电池单元间的弹性部件的压缩量。
在该电池模块中，在保持电池单元的单元架设置有沿排列体的排列方向突出的突出部。而且，在排列体，相邻的电池单元间的间隔通过突出部与相邻的电池单元的单元架抵接而被规定。因此，在该电池模块，预先调整突出部的长度(突出量)，在组装时，仅使突出部与相邻的单元架抵接就能规定电池单元间的弹性部件的压缩量，因此能够提高组装作业性。
优选，束缚部件具有从排列方向夹持排列体的一对端板和连结一对端板彼此的连结部件，单元架具有供连结部件插通的插通孔，突出部呈筒状，与插通孔连通。在该情况下，在与插通孔连通的突出部也插通连结部件，因此能够抑制单元架在与排列方向交叉的方向上的错位。另外，在单元架，从排列方向观察，能够将供连结部件插通的区域与供突出部配置的区域共用化，从而实现单元架的小型化。
优选，插通孔具有与突出部相对应的凹部，在凹部的底面抵接有相邻的电池单元的单元架的突出部。在该情况下，能够进一步抑制单元架在与排列方向交叉的方向上的错位。
优选，突出部由插入插通孔的金属套环构成。在该情况下，由金属套环提高突出部对束缚载荷的刚度，因此能够抑制突出部的破损。
优选，在插通孔的两端中的每一端插入有金属套环，并且，金属套环与相邻的电池单元的单元架的金属套环抵接。如果突出部相对于束缚载荷的刚度不足，则有时会在突出部产生蠕变变形(因应力导致的随时间推移的变形)。与此相对地，通过设定为能够使金属套环彼此抵接的结构，能够确保突出部的刚度，从而能够抑制突出部的蠕变变形。
优选，突出部被插入插通孔的一端，在插通孔的另一端插入具有与突出部相对应的凹部的金属套环，在凹部的底面抵接有相邻的电池单元的单元架的突出部。在该情况下，通过设定为使金属套环彼此抵接的结构，能够确保突出部的刚度，从而能够抑制突出部的蠕变变形。另外，能够进一步抑制单元架在与排列方向交叉的方向上的错位。
优选，金属套环以从插通孔的两端突出的方式延伸到插通孔内，并与相邻的电池单元的单元架的金属套环抵接。在该情况下，通过设定为使金属套环彼此抵接的结构，能够确保突出部的刚度，从而能够抑制突出部的蠕变变形。另外，因为全部束缚载荷都作用于金属套环，因此能够抑制单元架的破损。
在本发明的一个侧面所涉及的电池模块的制造方法中，具备组装工序，使用束缚部件对包括由单元架保持并沿规定的排列方向排列的多个电池单元、以及配置于相邻的电池单元间的弹性部件的排列体，沿排列方向施加束缚载荷，在组装工序中，使用具有沿排列方向突出的突出部的单元架，通过使突出部与相邻的电池单元的单元架抵接，来规定电池单元间的弹性部件的压缩量。
在该电池模块的制造方法中，在组装工序中，作为保持电池单元的单元架，使用了设置有沿排列体的排列方向突出的突出部的单元架。而且，在排列体，通过使突出部与相邻的电池单元的单元架抵接来规定相邻的单元间的间隔。因此，在该电池模块的制造方法中，预先调整突出部的长度(突出量)，在组装工序中，仅使突出部与相邻的单元架抵接，就能规定电池单元间的弹性部件的压缩量，因此能够提高组装作业性。
根据本发明的一个侧面，能够提供能提高组装作业性的电池模块和电池模块的制造方法。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的电池模块的立体图。
图2是图1的II-II线的概略剖视图。
图3中，的(a)是从排列方向的一侧观察单元架的立体图，(b)是从另一侧观察单元架的立体图。
图4是说明组装工序的概略剖视图，(a)示出组装前的状态，(b)示出组装后的状态。
图5中，(a)是第一变形例所涉及的电池模块的概略剖视图，(b)是第二变形例所涉及的电池模块的概略剖视图。
图6是第二实施方式所涉及的电池模块的概略剖视图。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的优选实施方式。在附图说明中，对相同或者相当要素标注相同附图标记，省略重复说明。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式所涉及的电池模块1的立体图。图2是图1的II-II线的概略剖视图。电池模块1例如以多个电池模块1收容于壳体内而形成电池组的状态被使用。
如图1和图2所示，电池模块1具备排列体10和用于束缚排列体10的束缚部件20。排列体10包括沿规定的排列方向D排列的多个电池单元12和配置于相邻的电池单元12间的弹性部件16(图2)而构成。
电池单元12是在矩形箱状的壳体内收容电极组装体而成的电池。电池单元12例如是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。电池单元12在该例中沿排列方向D排列有7个。相邻的电池单元12的电极端子借助汇流条14(图1)相互电连接。由此，相邻的电池单元12以串联方式电连接。各电池单元12由单元架30保持。单元架30的结构将在后面阐述。
弹性部件16例如由橡胶形成为平板状。在该例中，如图2所示，弹性部件16配置为与相邻的电池单元12接触。弹性部件16因来自束缚部件20的束缚载荷，而沿排列方向D压缩变形规定的压缩量(规定的压缩率)。在电池单元12因劣化或者过充电等而沿排列方向D膨胀了的情况下，弹性部件16压缩变形，由此允许电池单元12的膨胀，保护电池单元12。
束缚部件20对排列体10沿排列方向D施加束缚载荷。束缚部件20具有从排列方向D夹持排列体10的一对端板22和连结一对端板22彼此的多个(在该例中，为4个)连结部件26。
端板22例如由金属形成为平板状。在各端板22设置有供连结部件26插通的多个插通孔24。连结部件26例如是由铁等金属形成的螺栓。各连结部件26依次插通一侧的端板22的插通孔24、后述各单元架30的插通孔42、56以及另一侧的端板22的插通孔24，在另一侧的端板22的外侧由螺母28紧固。通过该紧固，而对排列体10沿排列方向D施加有束缚载荷。
图3中的(a)是从排列方向D的一侧观察单元架30的立体图，图3中的(b)是从另一侧观察单元架30的立体图。单元架30除了后述的金属套环46外，例如由树脂形成。如图3所示，单元架30具有框体部32和分隔部34。框体部32具有底板36和从底板36的两端竖起的一对侧板38。在底板36的两端部分别设置有向底板36的厚度方向突出的脚部40。
如图2所示，在各脚部40设置有沿排列方向D贯通的圆形状的插通孔42。在各插通孔42插通连结部件26。在插通孔42的两端设置有与后述金属套环46相对应的圆柱形状的凹部44。凹部44的直径大于插通孔42的其他部分的直径。更加具体而言，插通孔42的凹部44以外的部分的直径与连结部件26的直径相同，或者略大于连结部件26的直径。另一方面，凹部44的直径比其他部分的直径至少大金属套环46的圆筒部48的径向厚度的量。由此，在凹部44能够插入连结部件26和金属套环46。
金属套环(突出部)46例如由铁等金属形成为筒状。金属套环46具有圆筒部48和从圆筒部48的长边方向上的一端侧的外侧面向径向外侧突出的圆环状的凸缘部50。在该例中，圆筒部48与凸缘部50在该一端侧共面。圆筒部48和凸缘部50的直径例如与插通孔42的直径相同。
金属套环46插入插通孔42的各凹部44。具体而言，圆筒部48的局部插入凹部44，凸缘部50与脚部40的排列方向D上的侧面接触。金属套环46(圆筒部48)与插通孔42连通，连结部件26也插通于金属套环46。金属套环46从脚部40沿排列方向D突出凸缘部50的在排列方向D上的长度(厚度)的量。即，金属套环46构成从单元架30沿排列方向D突出的突出部。金属套环46例如可以通过嵌入成形与单元架30一体形成，或者，可以在单元架30成形后，通过插入或压入插通孔42而与单元架30成为一体。
如图3所示，分隔部34连接一对侧板38彼此。在分隔部34上设置有一对端子收容部52。各端子收容部52具有包围电极端子的圆形的内壁。并且，在分隔部34上设置有与端子收容部52连接的四棱柱状的一对柱部54。
在各柱部54设置有沿排列方向D贯通的插通孔56。插通孔56例如为与插通孔42相同的形状，两端分别具有凹部44。在这些各凹部44也插入有金属套环46。在插通孔56和插入于插通孔56的金属套环46也插通连结部件26。
在单元架30，由框体部32和分隔部34形成有收容空间S。在该收容空间S收容电池单元12，由此在单元架30保持电池单元12。收容于收容空间S的电池单元12被分隔部34限制向排列方向D的一侧的移动。在组装状态下，电池单元12处于被来自弹性部件16的弹性排斥力向分隔部34侧按压的状态。另外，在单元架30，由框体部32和分隔部34的图3中的下端面形成有矩形状的开口部58。在该例中，在开口部58配置弹性部件16。
在组装状态下，如图2所示，一个单元架30的金属套环46与相邻的电池单元12的单元架30的金属套环46抵接。即，相邻的电池单元12的单元架30彼此在金属套环46抵接。由此，单元架30被束缚，相邻的单元架30间的间隔被规定。另外，通过相邻的单元架30间的间隔被规定，保持于这些单元架的相邻的电池单元12间的间隔也被规定。由此，配置于电池单元12间的弹性部件16的压缩量被规定。
接下来，参照图4，对电池模块1的制造方法所包含的组装工序进行说明。图4是对组装工序进行说明的概略剖视图，图4中，(a)示出组装前的状态，(b)示出组装后的状态。图4中的(a)所示的弹性部件16未压缩变形。在组装工序中，使用束缚部件20对排列体10沿排列方向D施加束缚载荷，其中，该排列体10包括由单元架30保持并沿排列方向D排列的电池单元12和配置于电池单元12间的弹性部件16而构成。
例如，首先，如图4中的(a)所示，准备由单元架30保持并在排列方向D的一侧的侧面粘贴有弹性部件16的电池单元12。弹性部件16例如通过胶带等粘贴于电池单元12。而且，将该电池单元12沿排列方向D排列，制成排列体10。接下来，从排列方向D用一对端板22夹持排列体10，由连结部件26连结一对端板22彼此。
此时，如图4中的(b)所示，将一个单元架30的金属套环46与相邻的电池单元12的单元架30的金属套环46抵接，由此规定电池单元12间的弹性部件16的压缩量。此外，将连结部件26插通于单元架30的操作，既可以在对电池单元12进行排列构成排列体10后实施，也可以与对电池单元12的排列并行，依次将连结部件26插通于各电池单元12的单元架30。弹性部件16可以不粘贴于电池单元12，可以与电池单元12的排列并行，在电池单元12间配置弹性部件16。
如上说明所示，在电池模块1，通过使金属套环46与相邻的电池单元12的单元架30的金属套环46抵接，来规定排列体10中相邻的电池单元12间的间隔。因此，在电池模块1，预先调整金属套环46的突出量(凸缘部50的排列方向D上的长度)，组装时，仅使金属套环46与相邻的单元架30的金属套环46抵接，便能规定电池单元12间的弹性部件16的压缩量，因此提高了组装作业性。
另外，金属套环46呈筒状，与插通孔42或者插通孔56连通，在该金属套环46插通有连结部件26，因此抑制单元架30在与排列方向D交叉的方向上的错位。另外，在单元架30，从排列方向D观察，供连结部件26插通的区域与供金属套环46配置的区域被共用化，实现了单元架30的小型化。
由金属套环46构成突出部，因此由金属套环46提高了突出部相对于束缚载荷而言的刚度，抑制了突出部的破损。特别是，在电池模块1，金属套环46分别插入插通孔42、56的两端，与相邻的电池单元12的单元架30的金属套环46抵接。通过像这样构成为使金属套环46彼此抵接，确保了突出部的刚度，抑制了突出部的蠕变变形。
[变形例]
图5中的(a)是第一变形例所涉及的电池模块的概略剖视图，图5中的(b)是第二变形例所涉及的电池模块的概略剖视图。如图5中的(a)所示，在第一变形例的单元架30A中，金属套环46A(突出部)被插入插通孔56的一端，在插通孔56的另一端，插入有具有与金属套环46A相对应的凹部64的金属套环62。金属套环46A的凸缘部50A的厚度大于上述第一实施方式的金属套环46的凸缘部50的厚度。凹部64例如形成为圆柱形状，能够供连结部件26和凸缘部50A插入。而且，在凹部64的底面抵接有相邻的电池单元12的单元架30A的金属套环46A。此外，既可以在插通孔42侧与插通孔56侧相同，金属套环46A、62抵接，也可以在插通孔42侧与第一实施方式相同，在两端插入有金属套环46。
在第一变形例的电池模块中，与上述第一实施方式相同，提高了组装作业性。另外，通过构成为使金属套环46A、62抵接，确保了突出部的刚度，抑制了突出部的蠕变变形。另外，进一步抑制了单元架30A在与排列方向D交叉的方向上的错位。
如图5中的(b)所示，在第二变形例的单元架30B中，金属套环46B(突出部)以从插通孔56的两端突出的方式延伸到插通孔56内。即，在金属套环46B，圆筒部48B以从插通孔56的两端突出的方式延伸到插通孔56内，凸缘部50B从圆筒部48B的长边方向的两端侧的外表面突出。而且，金属套环46B与相邻的电池单元12的单元架30B的金属套环46B抵接。此外，既可以在插通孔42侧与插通孔56侧相同，金属套环46B彼此抵接，也可以在插通孔42侧与第一实施方式相同，在两端插入金属套环46，或者还可以与第一变形例相同，金属套环46A、62抵接。
在第二变形例的电池模块中，与上述第一实施方式相同，提高了组装作业性。另外，通过构成为使金属套环46B彼此抵接，确保了突出部的刚度，抑制了突出部的蠕变变形。另外，因为束缚载荷全部作用于金属套环46B，因此抑制了单元架30B的破损。
[第二实施方式]
图6是第二实施方式所涉及的电池模块的概略剖视图。如图6所示，在第二实施方式的单元架30C中，不设置金属套环46，而在柱部54的排列方向D上的一侧的侧面设置有向排列方向D突出的筒状部66(突出部)。筒状部66例如由与单元架30C的其他部分相同的树脂形成为圆筒状，与插通孔56连通。另外，在插通孔56的一端设置有与筒状部66相对应的凹部68。凹部68例如为圆柱状，能够供连结部件26和筒状部66插入。而且，在凹部68的底面，抵接有相邻的电池单元12的单元架30C的筒状部66。此外，插通孔42侧可以构成为与插通孔56侧相同。
在第二实施方式的电池模块中，与上述第一实施方式相同，提高了组装作业性。另外，筒状部66呈筒状，与插通孔56连通，在该筒状部66插通有连结部件26，因此抑制了单元架30在与排列方向D交叉的方向上的错位。另外，在单元架30C，从排列方向D观察，供连结部件26插通的区域与供筒状部66配置的区域被共用化，实现了单元架30C的小型化。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述实施方式，还可以在不变更各权利要求所述之要旨的范围内进行变形，或者用于其他方式。
例如，突出部只要能够与相邻的电池单元12的单元架30抵接即可，也可以形成为非筒状。例如，突出部可以从脚部40和柱部54的排列方向D上的整个侧面向排列方向D突出，成为矩形状。但是，如上述实施方式所示抵接有筒状的突出部的情况下，突出部与单元架30的接触面积更小，因此容易确保组装精度。突出部可以不与插通孔42、56连通，例如可以形成为槽状、平板状或者棒状等。突出部例如可以设置于单元架30的其他部分。
在上述实施方式中，在单元架30的开口部58配置弹性部件16，弹性部件16与隔着该弹性部件16相邻的电池单元12彼此接触，但并不局限于此。例如，也可以构成为：不形成开口部58，由分隔部34封闭收容空间S的排列方向D上的一侧，弹性部件16的排列方向D上的一侧的整个侧面与分隔部34接触，弹性部件16的排列方向D上的另一侧的整个侧面与电池单元12接触。或者可以构成为：变更弹性部件16与电池单元12在排列方向D上的位置关系，弹性部件16的排列方向D上的另一侧的整个侧面与分隔部34接触，弹性部件16的排列方向D上的另一侧的整个侧面与电池单元12接触。
附图标记说明
1…电池模块；10…排列体；12…电池单元；16…弹性部件；20…束缚部件；22…端板；26…连结部件；30、30A、30B、30C…单元架；42、56…插通孔；46、46A、46B…金属套环(突出部)；62…金属套环；64、68…凹部；66…筒状部(突出部)；D…排列方向。

Claims (8)

1.一种电池模块，其中，具备：
排列体，其包括由单元架保持并且沿规定的排列方向排列的多个电池单元、以及配置于相邻的上述电池单元间的弹性部件；和
束缚部件，其沿所述排列方向对所述排列体施加束缚载荷，
所述单元架具有沿所述排列方向突出的突出部，
通过所述突出部与相邻的所述电池单元的所述单元架抵接，从而规定所述电池单元间的所述弹性部件的压缩量。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述束缚部件具有从所述排列方向夹持所述排列体的一对端板、以及将所述一对端板彼此连结的连结部件，
所述单元架具有供所述连结部件插通的插通孔，
所述突出部呈筒状，与所述插通孔连通。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述插通孔具有与所述突出部对应的凹部，
在所述凹部的底面，抵接有相邻的所述电池单元的所述单元架的所述突出部。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述突出部由插入于所述插通孔的金属套环构成。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，
在所述插通孔的两端中的每一端插入有所述金属套环，并且，所述金属套环与相邻的所述电池单元的所述单元架的所述金属套环抵接。
6.根据权利要求4所述的电池模块，其中，
所述突出部插入于所述插通孔的一端，
具有与所述突出部对应的凹部的金属套环插入于所述插通孔的另一端，
在所述凹部的底面抵接有相邻的所述电池单元的所述单元架的所述突出部。
7.根据权利要求4所述的电池模块，其中，
所述金属套环以从所述插通孔的两端突出的方式延伸到所述插通孔内，并与相邻的所述电池单元的所述单元架的所述金属套环抵接。
8.一种电池模块的制造方法，其中，
具备组装工序，使用束缚部件，对包括由单元架保持并且沿规定的排列方向排列的多个电池单元、以及配置于相邻的所述电池单元间的弹性部件的排列体，沿所述排列方向施加束缚载荷，
在所述组装工序中，使用具有沿所述排列方向突出的突出部的所述单元架，
通过使所述突出部与相邻的所述电池单元的所述单元架抵接，来规定所述电池单元间的所述弹性部件的压缩量。
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