CN109980138B - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制制造成本的增加并且减小电池模块的高度尺寸的电池模块。本发明的电池模块(1)具备：单元层叠体(2)，其层叠有多个单元(21)；及模块外壳(3)，其保持该单元层叠体(2)，模块外壳(3)具备：一对侧板(5)，它们保持单元层叠体(2)的侧面；底板(6)，其载置单元层叠体(2)；及板部件(7)，其设置在侧板(5)的上端部，并且覆盖单元层叠体(2)的上表面的至少一部分。在形成于板部件(7)与单元层叠体(2)的上表面之间的间隙(S1)、及形成于侧板(5)与单元层叠体(2)的侧面之间的间隙(S2)内填充有填充剂(8)。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及一种搭载在电动车辆等上的电池模块。
背景技术
一直以来，在电动车辆等上搭载有电池模块。例如，在专利文献1中公开有一种电池模块，该电池模块具备：单元层叠体，其层叠有多个电池单元；及模块外壳，其保持该单元层叠体。专利文献1的模块外壳具备：一对端板，它们配置在单元层叠体的单元层叠方向的两端部；及一对侧板，它们将该一对端板连结，单元层叠体的单元层叠方向的位置被定位在一对端板之间，单元层叠体的单元宽度方向的位置被定位在一对侧板之间，单元层叠体的单元高度方向的位置被定位在一对侧板的上部凸缘与下部凸缘之间。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2012-256466号公报
然而，在这种电池模块中，考虑到组装性，在单元层叠体与侧板之间确保有间隙，因此，对单元层叠体的单元宽度方向的约束性具有局限。另外，如专利文献1所示，存在如下课题：通过在单元层叠体与侧板的下部凸缘(或上部凸缘)之间设置弹簧部件，在限制单元层叠体在单元高度方向上的移动的电池模块中，制造成本增加，此外，电池模块的高度方向上的尺寸增大。
发明内容
本发明提供一种能够抑制制造成本的增加并且减小电池模块的高度尺寸的电池模块。
本发明涉及一种电池模块，其具备：
单元层叠体，其层叠有多个电池单元；及
模块外壳，其保持该单元层叠体，
在所述电池模块中，
所述模块外壳具备：
一对侧板，它们保持所述单元层叠体的侧面；
底板，其载置所述单元层叠体；及
板部件，其设置在所述侧板的上端部，并且覆盖所述单元层叠体的上表面的至少一部分，
在形成于所述板部件与所述单元层叠体的所述上表面之间的第一空间、及形成于所述侧板与所述单元层叠体的所述侧面之间的第二空间内填充有填充剂。
发明效果
根据本发明，板部件覆盖单元层叠体的上表面的至少一部分，且在板部件与单元层叠体的上表面之间的间隙即第一空间、及侧板与单元层叠体的侧面的间隙即第二空间内填充有填充剂，因此，能够限制单元层叠体的单元宽度方向及单元高度方向上的移动。另外，由于通过填充剂固定而不是通过弹簧部件固定，因此，能够抑制制造成本的增加，进而能够减小电池模块的高度方向上的尺寸。
附图说明
图1是第一实施方式的模块单元的概略立体图。
图2是图1的模块单元的剖视图。
图3是图2的主要部分放大剖视图。
图4是母线板的局部立体图。
图5是板部件的局部立体图。
图6是第二实施方式的电池模块的主要部分放大剖视图。
附图标记说明：
1、1A 电池模块；
2 单元层叠体；
21 单元；
211 单元外壳；
214 外部端子；
215、215A 端子绝缘板；
22 母线；
23 母线板；
3 模块外壳；
5 侧板；
6 底板；
61 水套(冷却机构)；
7 板部件；
73 注入孔；
8 填充剂；
9、9A 引导流路部件；
S1 间隙(第一空间)；
S2 间隙(第二空间)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式的电池模块进行说明。需要说明的是，在本说明书等中，为了简单且明确地进行说明，将单元的层叠方向定义为前后方向，将与单元的层叠方向正交的单元宽度方向称为左右方向，将与单元的层叠方向正交的单元高度方向称为上下方向，但这与搭载电池模块的产品的前后方向等无关。即，当电池模块搭载于车辆时，单元的层叠方向可以与车辆的前后方向一致，也可以为车辆的上下方向、左右方向，也可以是从这些方向倾斜的方向。在附图中，将电池模块的前方表示为Fr、将后方表示为Rr、将左侧表示为L、将右侧表示为R、将上方表示为U、将下方表示为D。
[第一实施方式]
首先，参照图1～图5对本发明的第一实施方式的电池模块1进行说明。
<电池模块>
如图1及图2所示，电池模块1具备层叠有多个单元21的单元层叠体2及保持单元层叠体2的模块外壳3。模块外壳3具备：保持单元层叠体2的前表面及后表面的一对端板4；保持单元层叠体2的侧面的至少一对侧板5；载置单元层叠体2的底板6；及设置于侧板5的上端部且覆盖单元层叠体2的上表面的至少一部分的一对板部件7。
(单元层叠体)
单元层叠体2通过在前后方向上层叠多个单元21而构成。单元21具备：未图示的蓄电元件、收容蓄电元件的单元外壳211、与蓄电元件的正电极或负电极连接，并从单元21的上表面突出的一对内部端子212；配置在单元21的上表面，并经由连接部件213与内部端子212电连接的一对外部端子214；及沿单元21的上表面配置，并使连接部件213及外部端子214与单元外壳211之间绝缘的端子绝缘板215。
在单元层叠体2的上表面配置有与单元21的外部端子214电连接的多个母线22。多个母线22以使多个单元21串联电连接的方式连接相邻的单元21的外部端子214彼此单元。具体来讲，多个单元21层叠成正侧的外部端子214和负侧的外部端子214依次左右翻转，多个母线22在单元层叠方向的一方侧将相邻的单元21的正侧的外部端子214和负侧的外部端子214连接，并在单元层叠方向的另一方侧也将相邻的单元21的正侧的外部端子214和负侧的外部端子214连接，通过依次如此重复而串联电连接多个单元21。
在单元层叠体2的上表面设置有保持多个母线22的母线板23。如图4所示，母线板23具备多个母线保持部231，将多个母线22保持在各母线保持部231之后，将母线板23载置到单元层叠体2的上表面时，定位在能够与多个母线22所对应的外部端子214连接的预定位置。需要说明的是，母线板23不是将母线22连接到外部端子214之后移除的夹具，而是即使在将母线22连接到外部端子214之后也维持安装状态的电池模块1的构成元件。
(端板)
一对端板4沿单元层叠体2的前表面及后表面配置，并承受单元层叠体2的单元层叠方向的负荷。单元层叠体2的单元层叠方向的负荷除了来自外部的冲击之外，还起因于由单元层叠体2的温度变化和经年劣化引起的单元21的膨胀。
(侧板)
一对侧板5沿单元层叠体2的左侧面或右侧面，并且经由底板6连结，由此保持单元层叠体2的侧面。需要说明的是，在本实施方式中，一体成型侧板5和底板6，但侧板5和底板6也可以是单独的部件。
如图2及图3所示，在侧板5与单元层叠体2的侧面之间确保间隙S2(第二空间)。该间隙S2考虑到在一对侧板5之间从上方组装单元层叠体2时的组装性而设置，左右宽度从下方朝向上方变宽。
侧板5使用铝挤压材料(铝合金材料)而形成，并且接近单元层叠体2的左表面及右表面而配置，由此还作为传递单元层叠体2的热量并散热的散热部件发挥作用。
(底板)
如图2所示，底板6保持单元层叠体2的下表面。底板6使用铝挤压材料(铝合金材料)而形成，并且通过与单元层叠体2的下表面紧密接触，还作为传递单元层叠体2的热量并散热的散热部件发挥作用。另外，底板6具备构成冷却机构的多个水套61，通过使冷却水流过这些水套61，能够进行单元层叠体2的温度管理。
(板部件)
如图2及图3所示，板部件7沿着侧板5的上端面而配置，并经由多个螺栓B与侧板5紧固连结。如图5所示，板部件7具备：与侧板5的上端面紧固连结的紧固部71；及从紧固部71向单元层叠体2的上表面上方延伸且覆盖单元层叠体2的上表面的端部(角部)的延伸部72，在延伸部72与单元层叠体2的上表面之间确保间隙S1(第一空间)。另外，在延伸部72，在前后方向上以规定的间隔形成有上下方向贯通的多个注入孔73。如图2及图3所示，这些注入孔73在左右方向形成于与单元层叠体2的上表面重叠的位置，并与间隙S1连通。
在前述间隙S1及间隙S2内填充填充剂8。填充剂8经由注入孔73从填充喷嘴N填充到间隙S1内，并且经过间隙S1填充到间隙S2中。作为填充剂8，只要是在填充时具有流动性且能够在填充后固化的材料，则能够使用任意材料。
根据这种电池模块1，由于在板部件7与单元层叠体2的上表面之间的间隙S1、及侧板5与单元层叠体2的侧面之间的间隙S2内填充有填充剂8，因此能够限制单元层叠体2在单元宽度方向及单元高度方向上的移动。
另外，由于通过填充剂8进行固定而不是通过弹簧部件进行固定，因此能够抑制制造成本的增加，并能够减小电池模块1的高度方向的尺寸。此外，只要在将板部件7固定之后注入填充剂8即可，因此能够容易组装电池模块1。另外，单元层叠体2的侧面及上表面的一部分经由填充剂8与具有冷却机构的模块外壳3紧密接触，因此能够提高单元层叠体2的冷却效率。
另外，注入孔73配置在与单元层叠体2的上表面重叠的位置，因此能够容易向间隙S1填充填充剂8，此外，间隙S2越靠上侧，左右宽度越宽，因此可靠地允许填充剂8的流入，并且能够适当地填充填充剂8。
(引导流路部件)
另外，如图3所示，电池模块1中，在板部件7与单元层叠体2的上表面之间设置有引导流路部件9，所述引导流路部件9将从注入孔73注入的填充剂8朝向间隙S2向斜下方引导。引导流路部件9具备：一对第一分隔壁91，它们限制从注入孔73注入的填充剂8向前后方向流出；第二分隔壁92，其限制从注入孔73注入的填充剂8向外部端子214侧流出；及倾斜引导部93，其将从注入孔73注入的填充剂8朝向间隙S2向斜下方引导，引导流路部件9设置于所有注入孔73的对应位置。根据这种引导流路部件9，不仅能够容易且可靠地向间隙S2填充填充剂8，还能够限制填充剂8流向不必要的部位。
如图4所示，本实施方式的引导流路部件9形成为母线板23的一部分。母线板23上经由连结部232分别连结有配置在各单元21的上表面左右两端部的引导流路部件9。根据这种电池模块1，保持多个母线22的母线板23兼做引导流路部件9，由此能够减少部件件数。
引导流路部件9优选能够相对于板部件7在上下方向移动。例如，通过使连结部232可弹性变形或可转动，由此允许引导流路部件9相对于板部件7上下移动。根据这种电池模块1，引导流路部件9能够相对于板部件7在上下方向移动，因此能够吸收单元21之间的高度的偏差。
[第二实施方式]
接着，参照图6对本发明的第二实施方式的电池模块1A进行说明。需要说明的是，在以下说明中，对与第一实施方式的电池模块1相同的结构元件附加相同的符号并省略或简化说明。在第一实施方式的电池模块1中，引导流路部件9形成为母线板23的一部分，相反在第二实施方式的电池模块1A中，引导流路部件9A形成为端子绝缘板215A的一部分。
端子绝缘板215A是沿各单元21的上表面配置，并且用于使单元21的外部端子214和单元外壳211之间绝缘的部件。在本实施方式中，在端子绝缘板215A的左右两端部一体形成引导流路部件9A。根据这种电池模块1A，使单元21的外部端子214和单元外壳211绝缘的端子绝缘板215A兼做引导流路部件9A，由此能够减少部件件数。
需要说明的是，前述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如，在所述实施方式中，在各单元21的上表面的左右两端部配置引导流路部件9、9A，并且以位于各引导流路部件9、9A的上方的方式在板部件7形成注入孔73，但引导流路部件9、9A及注入孔73的个数等能够适当地进行变更。另外，在前述实施方式中，将引导流路部件9、9A形成为母线板23或端子绝缘板215A的一部分，但引导流路部件9、9A也可以形成为与母线板23和端子绝缘板215A单独的部件。
本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是，在括号内示出上述实施方式中相对应的构成元件，但并不限定于此。
(1)一种电池模块(电池模块1)，其具备：
单元层叠体(单元层叠体2)，其层叠有多个电池单元(单元21)；及
模块外壳(模块外壳3)，其保持该单元层叠体，在所述电池模块中，
所述模块外壳具备：
一对侧板(侧板5)，它们保持所述单元层叠体的侧面；
底板(底板6)，其载置所述单元层叠体；及
板部件(板部件7)，其设置在所述侧板的上端部，并且覆盖所述单元层叠体的上表面的至少一部分，
在形成于所述板部件与所述单元层叠体的所述上表面之间的第一空间(间隙S1)、及形成于所述侧板与所述单元层叠体的所述侧面之间的第二空间(间隙S2)内填充有填充剂(填充剂8)。
根据(1)的电池模块，设置覆盖单元层叠体的上表面的至少一部分的板部件，并且在板部件与单元层叠体的上表面之间的间隙即第一空间、及侧板与单元层叠体的侧面之间的间隙即第二空间内填充有填充剂，因此，能够限制单元层叠体在上下方向及左右方向的移动。另外，由于通过填充剂固定而不是通过弹簧部件固定，因此能够抑制制造成本的增加，并且能够减小电池模块的高度方向的尺寸。另外，与通过弹簧部件进行固定相比，能够容易组装。
(2)根据(1)所述的电池模块，其中，
所述板部件具有注入所述填充剂的注入孔(注入孔73)，
所述注入孔配置在与所述单元层叠体的所述上表面重叠的位置。
根据(2)的电池模块，能够容易向第一空间填充填充剂。
(3)根据(2)所述的电池模块，其中，
在所述板部件与所述单元层叠体的所述上表面之间设置有引导流路部件(引导流路部件9、9A)，该引导流路部件将从所述注入孔注入的填充剂朝向所述第二空间向斜下方引导。
根据(3)的电池模块，能够容易向第二空间填充填充剂。
(4)根据(2)或(3)所述的电池模块，其中，
所述引导流路部件能够相对于所述板部件在上下方向上移动。
根据(4)的电池模块，由于引导流路部件能够相对于板部件在上下方向上移动，因此能够吸收单元之间的高度偏差。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的电池模块，其中，
在所述单元层叠体的所述上表面设置有保持多个母线(母线22)的母线板(母线板23)，
所述引导流路部件是所述母线板的一部分。
根据(5)的电池模块，保持多个母线的母线板兼做引导流路部件，由此能够减少部件件数。
(6)根据(1)～(4)中任一项所述的电池模块，其中，
在所述单元层叠体的所述上表面设置有使所述单元层叠体的端子(外部端子214)与单元外壳(单元外壳211)绝缘的端子绝缘板(端子绝缘板215A)，
所述引导流路部件是所述端子绝缘板的一部分。
根据(6)的电池模块，使单元层叠体的端子和单元外壳绝缘的端子绝缘板兼做引导流路部件，由此能够减少部件件数。
(7)根据(1)～(6)中任一项所述的电池模块，其中，
所述模块外壳具有冷却机构(水套61)。
根据(7)的电池模块，模块外壳具有冷却机构，单元层叠体经由填充剂被冷却，因此能够提高单元层叠体的冷却效率。
(8)根据(1)～(7)中任一项所述的电池模块，其中，
所述第二空间从所述单元层叠体的下表面朝向所述单元层叠体的所述上表面变宽。
根据(8)的电池模块，由于第二空间容易组装单元层叠体，并且从单元层叠体的下表面朝向单元层叠体的上表面变宽，因此能够适当地填充填充剂。

Claims (6)

1.一种电池模块，其具备：
单元层叠体，其层叠有多个电池单元；及
模块外壳，其保持该单元层叠体，
在所述电池模块中，
所述模块外壳具备：
一对侧板，它们保持所述单元层叠体的侧面；
底板，其载置所述单元层叠体；及
板部件，其设置在所述侧板的上端部，并且覆盖所述单元层叠体的上表面的至少一部分，
在形成于所述板部件与所述单元层叠体的所述上表面之间的第一空间、及形成于所述侧板与所述单元层叠体的所述侧面之间的第二空间内填充有填充剂，
所述板部件具有注入所述填充剂的注入孔，
所述注入孔配置在与所述单元层叠体的所述上表面重叠的位置，
在所述板部件与所述单元层叠体的所述上表面之间设置有引导流路部件，该引导流路部件将从所述注入孔注入的填充剂朝向所述第二空间向斜下方引导。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述引导流路部件能够相对于所述板部件在上下方向上移动。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
在所述单元层叠体的所述上表面设置有保持多个母线的母线板，
所述引导流路部件是所述母线板的一部分。
4.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
在所述单元层叠体的所述上表面设置有使所述单元层叠体的端子与单元外壳绝缘的端子绝缘板，
所述引导流路部件是所述端子绝缘板的一部分。
5.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
所述模块外壳具有冷却机构。
6.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
所述第二空间从所述单元层叠体的下表面朝向所述单元层叠体的所述上表面变宽。
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