CN110323379B - 电池模块以及端板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包括强度、刚性高,且轻量的端板的电池模块以及端板的制造方法。所述电池模块是在层叠多个的电池单元的层叠方向的两端部分别配置有端板,电池单元的整体由端板夹持的电池模块,端板具有如下结构:从电池单元侧起,以第一金属板层/树脂板层/第二金属板层的顺序层叠的三层结构、或以第一金属板层/树脂板层/第二金属板层/碳纤维强化塑料板层的顺序层叠的四层结构,且第一金属板层与树脂板层及第二金属板层是通过构成树脂板层的已熔融的树脂密接在第一金属板层及第二金属板层上并硬化来接合一体化的一体成形品,树脂板层的厚度比第一金属板层及第二金属板层的各者的厚度大。
Description
技术领域
本发明涉及一种层叠有多个电池单元的电池模块、以及夹持多个电池单元的端板(end plate)的制造方法。
背景技术
在混合动力汽车或电动汽车中搭载有层叠有多个锂离子二次电池等电池单元的电池模块。一般来说,电池单元因充放电而膨胀,因此通常电池模块利用端板夹住多个电池单元,并利用捆绑杆(bind bar)等紧固构件将端板间紧固成一体,由此赋予约束力,将多个电池单元夹持在端板间来抑制电池单元的膨胀。
每当电池单元重复充放电时,端板重复承受应力,而容易产生塑性变形或疲劳破坏。因此,端板需要即便重复承受应力,也不会产生塑性变形或疲劳破坏的程度的高刚性。以前,提出有如下的技术:在树脂制的端板的外侧配置金属板,进而在所述金属板的外侧配置树脂制的盖板,由此使端板本身变成高刚性(例如参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-203747号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
近年来,随着车辆的轻量化发展,越来越要求搭载在车辆中的电池模块的高容量化、小型·轻量化。随着电池模块高容量化,在电池单元的膨胀时紧固构件所承受的反作用力增大,因此对于端板要求进一步的强度、刚性。
一般来说,为了提高端板的强度、刚性,必须使厚度变厚、或使用强度更高的材料。其结果,存在端板的体积及重量增大的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种包括强度、刚性高,且轻量的端板的电池模块及其端板的制造方法。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的电池模块是在层叠多个的电池单元(例如后述的电池单元2)的层叠方向的两端部分别配置有端板(例如后述的端板4、端板4A~端板4I),所述电池单元的整体由所述端板夹持的电池模块(例如后述的电池模块1),所述端板具有从所述电池单元侧起,以第一金属板层(例如后述的第一金属板层41)/树脂板层(例如后述的树脂板层42)/第二金属板层(例如后述的第二金属板层43)的顺序层叠的三层结构、或以第一金属板层/树脂板层/第二金属板层/碳纤维强化塑料板层(例如后述的碳纤维增强塑料(Carbon FiberReinforced Plastic,CFRP)板层45)的顺序层叠的四层结构,且所述第一金属板层与所述树脂板层及所述第二金属板层是通过构成所述树脂板层的已熔融的树脂密接在所述第一金属板层及所述第二金属板层上并硬化来接合一体化的一体成形品,所述树脂板层的厚度比所述第一金属板层及所述第二金属板层的各者的厚度大。
根据(1),可通过第一金属板层及第二金属板层来确保端板的强度、刚性。端板为了确保必要的强度、刚性,不使金属板层的厚度变大,而使密度相对低的树脂板层的厚度变大,因此可使面积二次轴矩(second moment of area)变大,并且可轻量地构成。由此,可构成包括具备高的强度、刚性且轻量的端板的电池模块。
(2)在(1)中记载的电池模块中,优选所述第一金属板层及所述第二金属板层在与所述树脂板层及碳纤维强化塑料板层接触的面上分别被实施了粗面化处理、或使金属与树脂以化学方式结合的金属-树脂接合被膜处理。
根据(2),可抑制端板的层间的滑动,并进一步提高端板的强度、刚性。
(3)在(1)或(2)中记载的电池模块中,所述树脂板层也可以具有多个挖空部(例如后述的挖空部422、挖空部423)。
根据(3),可构成具有轻量的端板的电池模块。
(4)在(3)中记载的电池模块中,所述挖空部也可以在所述树脂板层的高度方向上延伸,并且平行地配置在所述树脂板层的宽度方向上。
根据(4),可构成具有不使刚性大幅度下降且轻量的端板的电池模块。
(5)在(3)中记载的电池模块中,所述挖空部也可以在所述树脂板层的宽度方向上延伸,并且平行地配置在所述树脂板层的高度方向上。
根据(5),可构成具有不使刚性大幅度下降且轻量的端板的电池模块。
(6)在(4)或(5)中记载的电池模块中,所述树脂板层中的与所述第二金属板层接触的面以所述第一金属板层与所述第二金属板层的间隔在宽度方向的中央部变成最大的方式,弯曲成凸状,且从所述第一金属板层朝向所述第二金属板层的所述挖空部的深度也可以是配置在所述树脂板层的宽度方向的中央部的挖空部比配置两端部的挖空部深。
根据(6),作用于端板上的弯矩的分布对应的刚性得到调整,与将端板形成为平板状的情况相比,可抑制挠曲。
(7)在(3)中记载的电池模块中,所述挖空部也可以是蜂窝形状。
根据(7),可一边谋求端板的轻量化,一边提高树脂板层的刚性。
(8)在(1)或(2)中记载的电池模块中,优选所述第一金属板层或所述第二金属板层的至少任一者在高度方向的至少任一侧的端部,具有朝所述第二金属板层或所述第一金属板层弯折的第一弯折部(例如后述的上部弯折部432、下部弯折部433)。
根据(8),端板的面积二次轴矩增大,可进一步提升端板的宽度方向的刚性。
(9)在(8)中记载的电池模块中,优选所述第一弯折部的前端部(例如后述的前端部432a、前端部433a)接触所述第二金属板层或所述第一金属板层的内侧面(例如后述的内侧面43a或内侧面41a)。
根据(9),可进一步提高弯曲应力作用于端板的宽度方向上时的端板在宽度方向上的变形抑制效果。
(10)在(1)~(7)的任一者中记载的电池模块中,优选具有将所述端板彼此紧固的紧固构件(例如后述的紧固构件5),且所述紧固构件固定在配置在所述端板的最外面的所述第二金属板层或所述碳纤维强化塑料板层的表面上。
根据(10),紧固构件并非固定在树脂板层的表面上,而是固定在金属板层的表面上,因此在紧固构件的固定部位上树脂板层所承受的应力得到缓和,可防止端板的压缩破坏。
(11)在(10)中记载的电池模块中,优选固定所述紧固构件的所述第二金属板层或所述碳纤维强化塑料板层构成所述端板中刚性最高的层。
根据(11),在端板中,承受紧固构件的紧固力的第二金属板层的强度、刚性得到提高且弯曲强度得到确保,在紧固构件的固定部位上树脂板层所承受的应力得到缓和,因此可有效地防止端板的压缩破坏。
(12)在(10)或(11)中记载的电池模块中,优选在所述树脂板层中具有使所述紧固构件的固定构件(例如螺栓52)插通的多个金属空心柱构件(例如后述的螺母44),且所述金属空心柱构件的一端面(例如后述的端面44a)接触所述第一金属板层,所述金属空心柱构件的另一端面(例如后述的端面44b)接触所述第二金属板层。
根据(12),金属空心柱构件以将第一金属板层与第二金属板层桥接的方式配置,端板的厚度方向的对于压缩力的强度进一步提升。而且,可通过金属空心柱构件的轴方向的高度而容易地限制树脂板层的厚度。
(13)在(12)中记载的电池模块中,优选所述金属空心柱构件的一端面固着在所述第一金属板层上,所述金属空心柱构件的另一端面固着在所述第二金属板层上、或接触所述第二金属板层。
根据(13),金属空心柱构件以将第一金属板层与第二金属板层桥接的状态固定,端板对于第一金属板层与第二金属板层的偏移方向的力的强度进一步提升。
(14)在(10)~(13)的任一者中记载的电池模块中,优选所述紧固构件固定在所述端板的宽度方向的两端部,且所述第二金属板层在宽度方向的两端部,具有以角部变成R形状的方式朝所述第一金属板层弯折的第二弯折部(例如后述的侧部弯折部434)。
根据(14),固定在端板的宽度方向的两端部的紧固构件与端板的接触点变成R形状的第二弯折部的角部,因此可缓和集中在紧固构件与端板的接触点上的应力,可减少紧固构件所承受的负荷。另外,作用于树脂板层的两端角部的压缩应力也因紧固构件与端板的紧固而得到缓和,因此可抑制树脂板层的蠕变现象。
(15)在(14)中记载的端板中,优选所述第二弯折部的前端部(例如后述的前端部434a)接触所述第一金属板层的内侧面(例如后述的内侧面41a)。
根据(15),当压缩应力已作用于树脂板层上时,第二弯折部以阻止树脂板层的压缩的方式发挥功能,因此可抑制由树脂板层被压缩所引起的紧固构件的紧固力的下降。
(16)在(10)~(15)的任一者中记载的电池模块中,优选所述第一金属板层或所述第二金属板层的至少任一者在高度方向的至少任一侧的端部,具有朝所述第二金属板层或所述第一金属板层弯折的第一弯折部(例如后述的上部弯折部432、下部弯折部433)。
根据(16),端板的面积二次轴矩增大,可进一步提升端板的宽度方向的刚性。
(17)在(16)中记载的电池模块中,优选所述第一弯折部的前端部(例如后述的前端部432a、前端部433a)接触所述第二金属板层或所述第一金属板层的内侧面(例如后述的内侧面43a或内侧面41a)。
根据(17),可进一步提高弯曲应力作用于端板的宽度方向上时的端板在宽度方向上的变形抑制效果。
(18)在(16)或(17)中记载的电池模块中,优选所述第一弯折部的宽度方向的两端缘(例如后述的端缘432c、端缘433c)与所述第二弯折部的高度方向的端缘(例如后述的端缘434c)相互接合。
根据(18),端板的外形变成箱形状,因此可进一步提升端板的刚性。
(19)在(16)或(17)中记载的电池模块中,优选在所述第一弯折部的宽度方向的两端部,具有以与所述第二弯折部的表面重叠的方式弯折的第三弯折部(例如后述的延长弯折部432d、延长弯折部433d),且所述第二弯折部的重叠部与所述第三弯折部的重叠部相互接合。
根据(19),第一弯折部与第二弯折部的刚性提升,因此可进一步提升端板的刚性。
(20)在(12)或(13)中记载的电池模块中,优选在所述树脂板层的周端部中的至少宽度方向的两端部,配置有夹在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间的金属制的支柱框构件(例如后述的支柱框构件46、支柱框构件47),且所述支柱框构件与所述金属空心柱构件经一体化。
根据(20),增强树脂板层的宽度方向的两端部,防止或抑制树脂板层的压缩破坏,耐蠕变性大幅度提升。另外,通过将支柱框构件与金属空心柱构件一体化而可削减零件数。
(21)在(20)中记载的电池模块中,优选将所述支柱框构件与所述金属空心柱构件一体化的连结部(例如后述的连结部461)的宽度形成得比所述金属空心柱构件的外径小,所述树脂板层的树脂以夹住所述连结部的方式进入所述支柱框构件与所述金属空心柱构件之间。
根据(21),可防止支柱框构件从树脂板层朝宽度方向脱离,并进一步提升支柱框构件及金属空心柱构件与树脂板层的接合强度。
(22)在(20)或(21)中记载的电池模块中,所述支柱框构件也可以配置在所述树脂板层的全周端部。
根据(22),端板通过遍及树脂板层的全周的支柱框构件而得到增强,因此宽度方向的刚性进一步提升。
(23)在(20)~(22)的任一者中记载的电池模块中,优选所述支柱框构件与所述第一金属板层及所述第二金属板层接触或接合。
根据(23),可进一步提升端板的刚性。
(24)在(1)~(23)的任一者中记载的电池模块中,优选在配置在最外侧的所述电池单元与所述端板的所述第一金属板层之间配置有绝缘板(例如后述的绝缘板7)。
根据(24),可谋求最外侧的电池单元与端板的第一金属板层之间的绝缘。
(25)本发明的端板的制造方法是在包括层叠多个的电池单元(例如后述的电池单元2)的电池模块(例如后述的电池模块1)中,分别配置在所述电池单元的层叠方向的两端部,固定紧固构件(例如后述的紧固构件5)而被紧固,由此夹持所述电池单元的整体的端板(例如后述的端板4)的制造方法,在第一金属板层(例如后述的第一金属板层41)与第二金属板层(例如后述的第二金属板层43)之间夹持使所述紧固构件的固定构件(例如后述的螺栓52)插通的多个金属空心柱构件(例如后述的螺母44)后,将树脂嵌入所述第一金属板层与所述第二金属板层之间来形成树脂板层(例如后述的树脂板层42)。
根据(25),可获得强度、刚性高且轻量,并且金属空心柱构件以将第一金属板层与第二金属板层桥接的方式配置,端板的厚度方向的对于压缩力的强度已进一步提升的端板。而且,可通过金属空心柱构件的轴方向的高度而容易地限制树脂板层的厚度。
(26)在(25)中记载的端板的制造方法中,优选将所述金属空心柱构件的一端面(例如后述的端面44b)固着在所述第一金属板层及所述第二金属板层中的一个层(例如后述的第二金属板层43)上,并且将所述金属空心柱构件的另一端面(例如后述的端面44a)固着在所述第一金属板层及所述第二金属板层中的另一个层(例如后述的第一金属板层41)上、或使所述金属空心柱构件的另一端面(例如后述的端面44a)接触所述第一金属板层及所述第二金属板层中的另一个层(例如后述的第一金属板层41),在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间夹持所述多个金属空心柱构件后,将所述树脂嵌入所述第一金属板层与所述第二金属板层之间来形成所述树脂板层。
根据(26),可容易地获得金属空心柱构件将第一金属板层与第二金属板层固定,对于第一金属板层与第二金属板层的偏移方向的力的强度已进一步提升的端板。
(27)在(25)或(26)中记载的端板的制造方法中,优选在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间夹持所述多个金属空心柱构件后,对所述第一金属板层及所述第二金属板层中与被嵌入的所述树脂接触的面实施粗面化处理、或使金属与树脂以化学方式结合的金属-树脂接合被膜处理,其后,将所述树脂嵌入所述第一金属板层与所述第二金属板层之间来形成所述树脂板层。
根据(27),第一金属板层与树脂板层之间、及第二金属板层与树脂板层之间的密接力提升,端板的层间的滑动得到抑制,因此可容易地获得强度、刚性已进一步提高的端板。
(28)在(25)~(27)的任一者中记载的端板的制造方法中,优选在形成所述树脂板层后的所述第二金属板层的外侧面(例如后述的外侧面43b)上层叠碳纤维强化塑料板层(例如后述的CFRP板层45)。
根据(28),可获得强度、刚性已进一步提高的端板。
(29)本发明的端板的制造方法是在包括层叠多个的电池单元(例如后述的电池单元2)的电池模块(例如后述的电池模块1)中,分别配置在所述电池单元的层叠方向的两端部,固定紧固构件(例如后述的紧固构件5)而被紧固,由此夹持所述电池单元的整体的端板(例如后述的端板4、端板4A~端板4I)的制造方法,将使所述紧固构件的固定构件(例如后述的螺栓52)插通的多个金属空心柱构件(例如螺母44)载置在金属板层(例如后述的第二金属板层43)的表面上后,使埋入所述金属空心柱构件的树脂板层(例如后述的树脂板层42)在所述金属板层的表面上成形,继而,将另一金属板层(例如后述的第一金属板层41)载置在所述树脂板层的表面上,进行加压及加热来使所述树脂板层再熔融,由此使所述另一金属板层与所述树脂板层接合。
根据(29),可使用于形成树脂板层的模具简单化,因此可谋求端板的成本降低。另外,由于无需嵌入树脂,因此也不存在由树脂的流动性所引起的树脂厚度的限制,并且也可以避免由焊接所引起的树脂板层的强度下降。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种包括强度、刚性高,且轻量的端板的电池模块及其端板的制造方法。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的电池模块的整体立体图。
图2是图1中所示的电池模块的分解立体图。
图3是表示图1中所示的电池模块中所使用的端板的第一实施方式的整体立体图。
图4是沿着图3中的A-A线的截面图。
图5是图3中所示的端板的分解立体图。
图6是说明图3中所示的端板的制造方法的图。
图7是说明图3中所示的端板的制造方法的图。
图8是说明图3中所示的端板的制造方法的图。
图9是表示图1中所示的电池模块中所使用的端板的第二实施方式的整体立体图。
图10是沿着图9中的B-B线的截面图。
图11是图9中所示的端板的分解立体图。
图12是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第三实施方式的整体立体图。
图13是从与电池单元的层叠面侧观察图12中所示的端板的分解立体图。
图14是图12中所示的端板的侧面图。
图15是说明图12中所示的端板与紧固构件的关系的平面图。
图16是表示第三实施方式的端板的另一形态的侧面图。
图17是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第四实施方式的整体立体图。
图18是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第五实施方式的整体立体图。
图19是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第六实施方式的分解立体图。
图20是表示图19中所示的端板的主要部分的截面图。
图21是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第七实施方式的分解立体图。
图22是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第八实施方式的整体立体图。
图23是图22中所示的端板的平面图。
图24A是试算每单位截面积的面积二次轴矩的实心结构体的说明图。
图24B是试算每单位截面积的面积二次轴矩的空心结构体的说明图。
图25A是试算三点弯曲挠曲量的空心结构体的说明图。
图25B是试算三点弯曲挠曲量的空心结构体的说明图。
图25C是试算三点弯曲挠曲量的实心结构体的说明图。
图26是说明空心结构体与实心结构体的挠曲量与重量的关系的图表。
图27是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第九实施方式的整体立体图。
图28是图27中所示的端板的平面图。
图29是说明第九实施方式的端板的弯矩分布的图。
图30是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第十实施方式的整体立体图。
图31是从背面侧观察图30中所示的端板的分解立体图。
图32是沿着图30中的C-C线的截面图。
图33是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第十一实施方式的树脂板层的正面图。
图34A是说明本发明的电池模块中所使用的端板的制造方法的另一实施方式的图。
图34B是说明本发明的电池模块中所使用的端板的制造方法的另一实施方式的图。
图35是说明图27及图28中所示的端板的制造方法的图。
图36是表示对本发明的实施例的端板赋予应力的实验方法的图。
图37是表示对本发明的实施例的端板赋予了应力时的分析结果的图。
图38是表示对比较例1的端板赋予应力的实验方法的图。
图39是表示对比较例1的端板赋予了应力时的分析结果的图。
图40是表示对比较例2的端板赋予了应力时的分析结果的图。
[附图标记说明]
1:电池模块
2:电池单元
4、4A~4I:端板
41:第一金属板层
41a:(第一金属板层的)内侧面
42:树脂板层
422、423:挖空部
43:第二金属板层
43b:第二金属板层的外侧面
432:上部弯折部(第一弯折部)
432a:(上部弯折部的)前端部
432c:(上部弯折部的)端缘
433c:(下部弯折部的)端缘
432d、433d:延长弯折部(第三弯折部)
433:下部弯折部(第二弯折部)
433a:(下部弯折部的)前端部
434:侧部弯折部(第二弯折部)
434a:(侧部弯折部的)前端部
434c:(侧部弯折部的)端缘
44:螺母(金属空心柱构件)
44a:螺母的端面(金属空心柱构件的一端面)
44b:螺母的端面(金属空心柱构件的另一端面)
45:CFRP板层
46、47:支柱框构件
461:连结部
5:紧固构件
52:螺栓(固定构件)
7:绝缘板
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。
<电池模块的整体结构>
图1是本发明的一实施方式的电池模块的整体立体图,图2是图1中所示的电池模块的分解立体图。
电池模块1主要包含多个电池单元2、一对端板4、及紧固构件5来构成。另外,在图中所示的方向中,D1方向是沿着多个电池单元2的层叠方向的方向,表示电池模块1的长度方向。D2方向是与多个电池单元2的层叠方向正交的方向,表示电池模块1的宽度方向。D3方向是与多个电池单元2的层叠方向正交的方向,表示电池模块1的高度方向。
如图2所示,电池单元2在例如包含铝或铝合金的长方体形状的单元外壳20的内部收纳有电极体(未图示)。电池单元2的上表面被遮盖。在电池单元2的上表面上突设有正极端子21与负极端子22。多个电池单元2将具有正极端子21及负极端子22的面朝向沿着图中的D3方向的上方来配置,并沿着D1方向层叠多个,由此进行排列。在邻接的电池单元2间分别插入绝缘板7,而谋求邻接的电池单元2彼此的绝缘。
沿着D1方向邻接的电池单元2以正极端子21与负极端子22变成交替的方式进行取向。邻接的电池单元2的正极端子21与负极端子22之间通过板状的汇流条3而电性连接。由此,将层叠多个的电池单元2的整体串联连接。在分别配置在两端的电池单元2中,在未设置汇流条3的正极端子21或负极端子22上分别设置有配线连接用的线束6。
端板4分别配置在层叠多个的电池单元2的层叠方向(D1方向)的两端部。即,在配置在两端的电池单元2的外侧分别配置一对端板4来夹持多个电池单元2的整体。所述端板4的具体结构将后述。
紧固构件5是被称为捆绑杆等的金属带,分别配置在与电池单元2的层叠方向(D1方向)平行的两侧面。紧固构件5的长度方向(D1方向)的两端部分别朝内侧(电池单元2侧)在同一方向上弯折成直角,而一体地具有分别固定在各端板4上的固定片51。
紧固构件5的两端部的固定片51分别抵接在端板4的宽度方向(D2方向)的两端部的外侧面4a上,并通过作为固定构件的多个螺栓52而固定在端板4上。在本实施方式中,每一个固定片51通过沿着高度方向(D3方向)排列的三根螺栓52而固定在端板4上。由此,多个电池单元2在层叠方向(D1方向)上被赋予约束力,由电池单元2的充放电所引起的膨胀得到抑制。另外,在本实施方式中,各螺栓52分别经由配置在端板4的表面上的轴环(collar)53而拧入。
<端板的第一实施方式>
继而,使用图3~图5对端板4的第一实施方式进行说明。图3是表示图1中所示的电池模块中所使用的端板的一实施方式的整体立体图。图4是沿着图3中的A-A线的截面图。图5是图3中所示的端板的分解立体图。
本实施方式中所示的端板4具有从电池单元2侧起,以第一金属板层41/树脂板层42/第二金属板层43的顺序层叠的三层结构。
第一金属板层41及第二金属板层43例如是通过铁、铝等金属材料,而分别形成为与电池单元2的侧面形状相同的矩形的板状构件。因此,固定紧固构件5的端板4的部位并非树脂板层42的表面,而是由金属材料所形成的第二金属板层43的表面。因此,在紧固构件5的利用螺栓52的固定部位上,树脂板层42所承受的应力得到缓和,可防止或抑制端板4的压缩破坏。
另外,在本实施方式中,在第一金属板层41与第二金属板层43中,例如通过将配置在电池单元2侧的第一金属板层41设为铝,将配置在外侧的第二金属板层43设为铁等,而使固定紧固构件5的第二金属板层43的刚性比第一金属板层41的刚性高。即,刚性为第二金属板层43>第一金属板层41>树脂板层42的顺序。由此,在端板4中,承受紧固构件5的紧固力的第二金属板层43的强度、刚性得到提高且弯曲强度得到确保,在紧固构件5的固定部位上树脂板层42所承受的应力得到缓和,因此可有效地防止或抑制端板4的压缩破坏。
另一方面,树脂板层42例如通过聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)、聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate,PBT)等树脂材料,而形成为与第一金属板层41及第二金属板层43相同的矩形。所述树脂板层42是使用树脂材料在第一金属板层41与第二金属板层43之间嵌入成形。即,构成树脂板层42的熔融的树脂被嵌入第一金属板层41与第二金属板层43之间,由此密接在第一金属板层41、第二金属板层43上。其后,对树脂进行冷却而使其硬化,由此在第一金属板层41及第二金属板层43之间形成接合部来接合一体化。由此,树脂板层42相对于第一金属板层41及第二金属板层43一体成形。
树脂板层42的密度比第一金属板层41及第二金属板层43低,因此端板4即便是三层结构,也轻量化。另一方面,树脂板层42的刚性低,因此为了提升端板4的强度、刚性,必须使树脂板层42的厚度变大。因此,端板4具有树脂板层42的厚度比第一金属板层41及第二金属板层43的各者的厚度大的结构。
关于厚度,对所述树脂板层42进一步进行说明。
若将各金属的线膨胀系数分别设为αM1、αM2(其中,αM1<αM2),将树脂的厚度设为Lo,将拉伸剪切强度设为τ,将横向弹性系数设为Gp,将端板4的宽度设为X,将温度差设为ΔT(=T2-T1),则两种金属与树脂的组合必须是满足
τ≥Gp×(αM2-αM1)×ΔT×X/2Lo
Lo≥Gp×(αM2-αM1)×ΔT×X/2τ
的金属、树脂材料及树脂的厚度的组合。另外,将ΔT设为汽车的使用温度范围-40℃~常温~可包含60℃的60℃以下时。
夹在线膨胀系数不同的两种金属中的树脂因材料的热膨胀而从各金属受到剪切应力。若树脂的厚度Lo厚,则可通过应力缓和来防止破坏。树脂中产生的剪切应变υ与剪切应力τp变成
υ=λ/Lo
τp=Gpυ。
此时,若将温度T1与温度T2下的线膨胀系数小的金属的偏移量设为a,将线膨胀系数大的金属的偏移量设为b,则剪切位移λ为
λ=b-a
=αM2×ΔT×X/2-αM1×ΔT×X/2
=(αM2-αM1)×ΔT×X/2,
因此变成τp=Gp×(αM2-αM1)×ΔT×X/2Lo。
若所述剪切应力τp比树脂的剪切强度τ小,则树脂不会被破坏,可确保作为端板的功能。
因此,若选定
τ≥τp=Gp×(αM2-αM1)×ΔT×X/2Lo
Lo≥Gp×(αM2-αM1)×ΔT×X/2τ
成立的金属、树脂材料及树脂厚度,则端板的功能成立。本实施方式中所示的端板4的各层的具体的厚度并无任何限定,若列举一例,则可将第一金属板层41设为2mm,将树脂板层42设为14mm,将第二金属板层43设为2mm。
如此构成的端板4在第一金属板层41与第二金属板层43之间有效地层叠厚度大的树脂板层42,因此可通过第一金属板层41及第二金属板层43来确保端板4的强度、刚性。端板4为了确保必要的强度、刚性,不使第一金属板层41及第二金属板层43的厚度变大,而使密度相对低的树脂板层42的厚度比第一金属板层41及第二金属板层43的各者的厚度大,因此可使面积二次轴矩变大,并且可轻量地构成。由此,可构成包括具备高的强度、刚性且轻量的端板4的电池模块1。
而且,所述端板4通过使树脂板层42的厚度比第一金属板层41及第二金属板层43的各者的厚度大,而可通过树脂的变形来缓和因第一金属板层41及第二金属板层43与树脂板层42之间的热膨胀差所产生的应力。因此,可构成通过一对端板4来稳定地夹持多个电池单元2的电池模块1。
为了提升第一金属板层41与树脂板层42之间、及第二金属板层43与树脂板层42之间的密接力,优选对第一金属板层41及第二金属板层43的与树脂板层42接触的面分别实施粗面化处理、或使金属与树脂以化学方式结合的金属-树脂接合被膜处理。通过粗面化处理,嵌入第一金属板层41与第二金属板层43之间的树脂材料以利用所谓的锚定效应而咬入第一金属板层41及第二金属板层43的各表面中的方式密接,因此端板4的各层间的偏移方向的强度进一步提升,端板4的强度、刚性进一步提升。另外,通过金属-树脂接合被膜处理,接合被膜使金属与树脂以化学方式结合,可获得与粗面化处理相同的效果。
具体的粗面化处理的方法并无特别限定,可使用在与树脂板层42接触的面上可形成纳米级的凹凸的公知的处理。可例示:利用凹凸形成液(例如盐酸等氢卤酸、亚硫酸、硫酸等化学蚀刻溶液)的溶液浸渍的粗面化处理、利用喷砂等的机械式的粗面化处理等。另外,具体的金属-树脂接合被膜处理的方法也无特别限定,可使用至少在与树脂板层42接触的面上能够形成与金属及树脂两者的化学反应性高的纳米级的被膜的公知的处理。例如,可例示使用三嗪硫醇等的溶液处理等。
如图4及图5所示,在本实施方式的端板4内设置有多个螺母44。螺母44是用于固定紧固构件5的螺栓52进行插通的金属空心柱构件。在螺母44的内周面上形成有与螺栓52进行螺合的内螺纹(未图示)。如图3所示,在作为端板4的外侧面4a的第二金属板层43上,在对应于各螺母44的位置上形成有用于使螺栓52插入螺母44中的透孔431。各透孔431比螺母44的外径小,且与螺母44的内径相同或比螺母44的内径大。另外,在图5中,表示通过螺母44而形成在树脂板层42中配置螺母44的部位上的透孔421。所述透孔421如后述那样,通过使树脂板层42在第一金属板层41与第二金属板层43之间嵌入成形来形成。
螺母44配置在树脂板层42内,构成树脂板层42的一部分。具体而言,在端板4中,在对应于紧固构件5的固定片51进行抵接的宽度方向(D2方向)的两端部的树脂板层42内,分别沿着高度方向(D3方向)而各配置有三个螺母44。各螺母44的一侧的端面44a接触第一金属板层41。另外,各螺母44的另一侧的端面44b接触第二金属板层43。因此,在端板4中,螺母44以将第一金属板层41与第二金属板层43桥接的方式配置。由此,当在电池单元2与紧固构件5之间,因电池单元2的膨胀而在厚度方向上压缩了端板4时,螺母44挡住其压缩力而不使它作用于树脂板层42上,避免树脂板层42的压缩破坏。因此,可进一步提升端板4的厚度方向的对于压缩力的强度。而且,可通过螺母44的轴方向的高度而容易地限制树脂板层42的厚度。
优选螺母44的各端面44a、端面44b分别固着在第一金属板层41与第二金属板层43上,或者螺母44的任何一侧的端面44a或端面44b固着在第一金属板层41或第二金属板层43上,任何另一侧的端面44b或端面44a接触第二金属板层43或第一金属板层41。由此,螺母44在至少一侧的端面44a或端面44b上,以将第一金属板层41与第二金属板层43桥接的状态固定,因此对于第一金属板层41与第二金属板层43的偏移方向的力的端板4的强度进一步提升。
作为将螺母44的各端面44a、端面44b分别固着在第一金属板层41与第二金属板层43上的方法,可例示:焊接、利用环氧系等的粘接剂的粘接等。
如此构成的端板4以第一金属板层41侧为电池单元2侧的方式进行配向,如图2所示,分别接触层叠多个的电池单元2的层叠方向(D1方向)的两端部来配置。此时,最外侧的电池单元2与端板4的金属彼此分别相向,因此为了确实地进行电池单元2与端板4的绝缘,在最外侧的电池单元2与各端板4之间也配置绝缘板7。
继而,使用图6~图8对包括以上的结构的端板4的制造方法的一实施方式进行说明。
首先,如图6所示,将第一金属板层41与第二金属板层43形成为规定的矩形板状后,将多个螺母44分别固着在其中的任一者上,在本实施方式中将多个螺母44分别固着在第二金属板层43上。具体而言,例如通过进行焊接来将各螺母44的一侧的端面44b分别固着在第二金属板层43的内侧面43a上。在第二金属板层43中,事先在规定位置上形成有多个透孔431。各螺母44分别呈大致同芯状地相对于透孔431进行固着。如此,将螺母44先固着在第二金属板层43上与将螺母44先固着在第一金属板层41上相比,可将透孔431用于定位,因此可轻松地进行螺母44的固着作业。
继而,如图7所示,以覆盖已固着在第二金属板层43上的螺母44方式,固着第一金属板层41。具体而言,在各螺母44的另一侧的端面44a上,例如通过进行焊接来分别固着第一金属板层41的内侧面41a。由此,可获得在第一金属板层41与第二金属板层43之间夹持多个螺母44,第一金属板层41与第二金属板层43通过螺母44来桥接而固定成一体的一体结构物。
继而,针对通过以上方式构成的一体结构物,遍及与用于形成后述的树脂板层42的树脂接触的面,即相向的第一金属板层41的内侧面41a与第二金属板层43的内侧面43a、及各螺母44的外周面实施粗面化处理或金属-树脂接合被膜处理。
在粗面化处理或金属-树脂接合被膜处理后,如图8所示,将一体结构物安装在成形模具100内,并注入树脂材料,由此使树脂板层42在第一金属板层41与第二金属板层43之间嵌入成形。由此,可获得将第一金属板层41、树脂板层42及第二金属板层43层叠一体化而成的三层结构的端板4。根据所述方法,可容易地获得强度、刚性高且轻量的端板4,并且螺母44以将第一金属板层41与第二金属板层43桥接的方式配置,因此端板4的厚度方向的对于压缩力的强度已进一步提升的端板4。而且,可通过螺母44的轴方向的高度而容易地规定树脂板层42的厚度。
另外,通过如本实施方式那样将螺母44固定在第一金属板层41与第二金属板层43上,可容易地获得对于第一金属板层41与第二金属板层43的偏移方向的力的强度已进一步提升的端板4。
进而,由于对第一金属板层41及第二金属板层43中与被嵌入的树脂接触的面进行了粗面化处理或金属-树脂接合被膜处理,因此第一金属板层41与树脂板层42之间、及第二金属板层43与树脂板层42之间的接合部中的密接力提升,端板4的层间的滑动得到抑制。因此,可容易地获得强度、刚性已进一步提高的端板4。
<端板的第二实施方式>
继而,使用图9~图11对端板4的第二实施方式进行说明。
图9是表示图1中所示的电池模块中所使用的端板的第二实施方式的整体立体图。图10是沿着图9中的B-B线的截面图。图11是图9中所示的端板的分解立体图。另外,在图9~图11中,与第一实施方式的端板4相同的符号的部位是相同结构的部位,因此这些部位的说明引用第一实施方式的说明,此处省略。
第二实施方式的端板4A具有从电池单元2侧起,依次层叠有第一金属板层41/树脂板层42/第二金属板层43/CFRP(碳纤维强化塑料)板层45的四层结构。因此,若只看层叠结构,则所述端板4A具有在第一实施方式的端板4的第二金属板层43的外侧面43b上追加一层CFRP板层45的结构。
CFRP板层45是形成为与第二金属板层43相同的矩形的板状构件。CFRP板层45例如通过环氧系的粘接剂等而粘接在第二金属板层43的外侧面43b上。在CFRP板层45中,在对应于第二金属板层43的透孔431的位置上分别形成有使螺栓52插通的透孔451。
CFRP板层45层叠在第二金属板层43上,由此使CFRP板层45所承受的负荷分散至第二金属板层43中。一般来说,CFRP的价格高,但可使CFRP板层45变薄,因此可抑制成本的增加。
另外,一般来说,CFRP为高强度、高刚性,因此在所述端板4A中,即便第二金属板层43的刚性比第一金属板层41的刚性小,也可以提高承受紧固构件5的紧固力的端板4A的最外侧的强度、刚性,并可充分地确保弯曲强度。因此,可使所述端板4A的各层的刚性变成CFRP板层45>第一金属板层41>第二金属板层43>树脂板层42的顺序。其结果,可提高在电池单元2的膨胀时受到应力的第一金属板层41的弯曲强度,因此可进一步提高端板4A的强度、刚性。
如此构成的端板4A可通过如下方式来获得:如图8所示那样将树脂材料注入第一金属板层41与第二金属板层43之间,获得三层结构的层叠结构物后,将另行制作的CFRP板层45粘接在第二金属板层43的外侧面43b上。
<端板的第三实施方式>
继而,使用图12~图14对端板的第三实施方式进行说明。
图12是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第三实施方式的整体立体图。在图12中,利用双点划线同时表示已将第二金属板层43展开的状态。图13是从与电池单元的层叠面侧观察图12中所示的端板的分解立体图。图14是图12中所示的端板的侧面图。与第一实施方式的端板4相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第一实施方式的说明,此处省略。
第二实施方式的端板4B与第一实施方式的端板4的相同点是具有从电池单元2侧起,依次层叠有第一金属板层41/树脂板层42/第二金属板层43的三层结构。但是,所述端板4B与第一实施方式的端板4的不同点是在第二金属板层43的端部,具有朝第一金属板层41弯折形成的弯折部。
具体而言,第二金属板层43在金属板层本体430的高度方向(D3方向)的上端部具有上部弯折部432,在金属板层本体430的高度方向(D3方向)的下端部具有下部弯折部433。所述上部弯折部432、下部弯折部433包含从金属板层本体430的高度方向的两端部朝上方及下方一体地突出的矩形的板片,分别通过朝第一金属板层41弯折成大致直角来形成。上部弯折部432、下部弯折部433的宽度尺寸(D2方向的尺寸)比第一金属板层41及树脂板层42的宽度尺寸略小。所述上部弯折部432及下部弯折部433对应于本发明的“第一弯折部”。
另外,第二金属板层43在面对树脂板层42的矩形的金属板层本体430的宽度方向(D2方向)的两端部,分别具有侧部弯折部434。侧部弯折部434包含从金属板层本体430的宽度方向的两端部朝侧方一体地突出的矩形的板片,通过朝第一金属板层41弯折成大致直角来形成。侧部弯折部434通过将第二金属板层43弯折来形成,由此经弯折的角部435具有R形状(沿着弯折方向的曲面)。侧部弯折部434的高度尺寸(D3方向的尺寸)比第一金属板层41及树脂板层42的高度尺寸略小。所述侧部弯折部434对应于本发明的“第二弯折部”。
在所述第三实施方式的端板4B中,上部弯折部432及下部弯折部433沿着第二金属板层43(端板4B)的宽度方向(D2方向)延伸。因此,上部弯折部432及下部弯折部433可作为第二金属板层43中的宽度方向的加强肋发挥功能。因此,通过所述上部弯折部432及下部弯折部433,与同样具有三层结构的第一实施方式的端板4相比,端板4B的面积二次轴矩提升。其结果,端板4B的宽度方向的强度及刚性进一步提升。所述效果仅通过在第二金属板层43上一体地弯折形成上部弯折部432及下部弯折部433便可获得,因此无需增加端板4B的层叠数、或附加其他结构材。因此,不会阻碍端板4B的轻量化。
如图14所示,优选上部弯折部432的前端部432a及下部弯折部433的前端部433a接触与第二金属板层43相对的第一金属板层41的内侧面41a。由此,当因电池单元2的膨胀而导致弯曲应力作用于端板4B的宽度方向(D2方向)上时,上部弯折部432及下部弯折部433由第一金属板层41的内侧面41a支撑,第二金属板层43将要变形的力被阻止,因此可进一步提高端板4B的宽度方向的变形抑制效果。各前端部432a、前端部433a也可以不必与第一金属板层41的内侧面41a接合。
图15是说明端板4B与紧固构件5的关系的平面图。在所述端板4B中,紧固构件5的固定片51通过螺栓52(参照图1、图2)而固定在第二金属板层43的宽度方向(D2方向)的两端部。此处,若由电池单元2的膨胀所产生的按压力如由图中的空心箭头所示那样作用于端板4B上,则其反作用力经由固定片51而施加至紧固构件5上,由此紧固构件5使拉伸力朝图中的实线箭头所示的方向作用于端板4B的两端部。此时,存在应力集中在紧固构件5或固定片51与端板4B的接触点上,并产生负荷的担忧。
但是,根据所述端板4B,第二金属板层43的角部435通过将侧部弯折部434弯折形成而具有R形状,因此即便所述角部435与紧固构件5或固定片51接触,应力集中在其接触点上的情况也得到缓和。其结果,紧固构件5或固定片51所承受的负荷减少,紧固构件5或固定片51的损伤也得到抑制。而且,由于树脂板层42的两端角部与第二金属板层43的接触点也变成R形状,因此树脂板层42的两端角部所承受的压缩应力也得到缓和,树脂板层42的耐蠕变性也提升。
如图14所示,优选侧部弯折部434的前端部434a也接触第一金属板层41的内侧面41a。当压缩应力已作用于树脂板层42上时,侧部弯折部434以阻止树脂板层42的压缩的方式发挥功能,因此可抑制由树脂板层42被压缩所引起的紧固构件5的紧固力的下降。各前端部434a也可以不必与第一金属板层41的内侧面41a接合。
在图12、图13中,在第二金属板层43中设置有树脂注入孔436。其原因在于:所述端板4B在上下左右分别具有弯折部(上部弯折部432、下部弯折部433、侧部弯折部434),因此与第一实施方式、第二实施方式的端板4、端板4A相比,难以从侧方注入在第一金属板层41与第二金属板层43之间形成树脂板层42的树脂。所述树脂注入孔436配置在第二金属板层43的中央部,具体而言,如图12所示,所述树脂注入孔436配置在第二金属板层43的金属板层本体430的宽度方向(D2方向)的中央部、且配置在金属板层本体430的高度方向(D3方向)的中央部。因此,从所述树脂注入孔436注入至第一金属板层41与第二金属板层43之间的熔融树脂从树脂注入孔436朝上下左右方向均等地遍布,因此可形成均质的树脂板层42。而且,通过将树脂注入孔436配置在第二金属板层43的中央部,也防止第二金属板层43所承受的应力的不均衡。
另外,在所述第三实施方式的端板4B中,上部弯折部及下部弯折部也可以设置在第一金属板层41上。即,如图16所示,第一金属板层41也可以在高度方向(D3方向)的上端部具有朝第二金属板层43弯折成大致直角的上部弯折部411,在下端部具有朝第二金属板层43弯折成大致直角的下部弯折部412。另外,在此情况下,第一金属板层41的上部弯折部411的前端部411a及下部弯折部412的前端部412a也可以接触与第一金属板层41相对的第二金属板层43的内侧面43a。由此,也可以获得与在第二金属板层43上形成有上部弯折部432及下部弯折部433的情况相同的效果。
另外,虽然未图示,但端板4B例如也可以在第一金属板层41上设置上部弯折部411或下部弯折部412的任一者,在第二金属板层43上设置下部弯折部433或上部弯折部432的任一者。进而,虽然面积二次轴矩稍微欠佳,但也可以在端板4B中仅设置上部弯折部411或上部弯折部432与下部弯折部412或下部弯折部433中的任一者。
进而,虽然未图示,但也可以与第二实施方式的端板4A同样地在端板4B的第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第四实施方式>
继而,使用图17对端板的第四实施方式进行说明。图17是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第四实施方式的整体立体图。在图17中,利用双点划线同时表示已将第二金属板层43展开的状态。与第一实施方式的端板4及第三实施方式的端板4B相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第一实施方式及第三实施方式的说明,此处省略。
所述端板4C与第三实施方式的端板4B的相同点是在第二金属板层43上具有上部弯折部432、下部弯折部433及侧部弯折部434。但是,与第三实施方式的端板4B的不同点是第二金属板层43的上部弯折部432具有朝宽度方向(D2方向)的两方向略微突出的延长部432b,下部弯折部433具有朝宽度方向(D2方向)的两方向略微突出的延长部433b,以及第二金属板层43的侧部弯折部434具有朝高度方向(D3方向)的两方向略微突出的延长部434b。
各延长部432b、延长部433b、延长部434b在上部弯折部432、下部弯折部433及侧部弯折部434分别朝第一金属板层41弯折成大致直角时,各自的端缘以彼此相互接触或接近的方式设置。即,当上部弯折部432与侧部弯折部434分别弯折时,上部弯折部432的宽度方向(D2方向)的两端缘432c与侧部弯折部434的高度方向(D3方向)的上侧的端缘434c相互接触或接近。另外,当下部弯折部433与侧部弯折部434分别弯折时,下部弯折部433的宽度方向(D2方向)的两端缘433c与侧部弯折部434的高度方向(D3方向)的下侧的端缘434c相互接触或接近。
相互接触或接近的端缘432c、端缘433c、端缘434c彼此相互接合。由此,在端板4C的四角部分别形成接合部437。接合例如可通过焊接或利用粘接剂的粘接来进行。
根据所述端板4C,上部弯折部432与侧部弯折部434及下部弯折部433与侧部弯折部434分别通过接合部437来接合,因此由第一金属板层41与第二金属板层43所形成的端板4C的外形变成箱形,可进一步提升端板4C的刚性。
另外,在所述第四实施方式的端板4C的情况下,也与第三实施方式的端板4B同样地,上部弯折部及下部弯折部也可以设置在第一金属板层41上。在此情况下,在第一金属板层41侧设置延长部。另外,也可以在第一金属板层41上设置上部弯折部411或下部弯折部412的任一者,在第二金属板层43上设置下部弯折部433或上部弯折部432的任一者。进而,虽然面积二次轴矩稍微欠佳,但也可以在端板4C中仅设置上部弯折部411或上部弯折部432与下部弯折部412或下部弯折部433中的任一者。
进而,虽然未图示,但也可以与第二实施方式的端板4A同样地在端板4C的第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第五实施方式>
继而,使用图18对端板的第五实施方式进行说明。图18是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第五实施方式的整体立体图。在图18中,利用双点划线同时表示已将第二金属板层43展开的状态。与第一实施方式的端板4及第三实施方式的端板4B相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第一实施方式及第三实施方式的说明,此处省略。
所述端板4D与第三实施方式的端板4B的相同点也是在第二金属板层43上具有上部弯折部432、下部弯折部433及侧部弯折部434。但是,与第三实施方式的端板4B的不同点是第二金属板层43的上部弯折部432具有朝宽度方向(D2方向)的两方向大幅度突出的延长弯折部432d,下部弯折部433具有朝宽度方向(D2方向)的两方向大幅度突出的延长弯折部433d。
当上部弯折部432、下部弯折部433及侧部弯折部434分别朝第一金属板层41弯折成大致直角时,各延长弯折部432d、延长弯折部433d朝端板4D的宽度方向(D2方向)大幅度突出,进而朝侧部弯折部434弯折成大致直角。由此,各延长弯折部432d、延长弯折部433d与侧部弯折部434的表面分别重叠。所述延长弯折部432d、延长弯折部433d对应于本发明的“第三弯折部”。
各延长弯折部432d、延长弯折部433d的重叠部与侧部弯折部434的重叠部相互接合。由此,延长弯折部432d、延长弯折部433d与侧部弯折部434通过形成在重叠部上的接合部438而连结成一体。接合例如可通过点焊来进行。
根据所述端板4D,上部弯折部432及下部弯折部433与侧部弯折部434通过延长弯折部432d、延长弯折部433d而连结成一体,因此与端板4C同样地,由第一金属板层41与第二金属板层43所形成的端板4D的外形变成箱形。因此,可进一步提升端板4D的刚性。
另外,在所述第五实施方式的端板4D的情况下,也与第三实施方式的端板4B同样地,上部弯折部及下部弯折部也可以设置在第一金属板层41上。在此情况下,在第一金属板层41侧设置延长弯折部。另外,也可以在第一金属板层41上设置上部弯折部411或下部弯折部412的任一者,在第二金属板层43上设置下部弯折部433或上部弯折部432的任一者。进而,虽然面积二次轴矩稍微欠佳,但也可以在端板4D中仅设置上部弯折部411或上部弯折部432与下部弯折部412或下部弯折部433中的任一者。
进而,虽然未图示,但也可以与第二实施方式的端板4A同样地在端板4D的第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第六实施方式>
继而,使用图19、图20对端板的第六实施方式进行说明。图19是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第六实施方式的分解立体图。图20是表示图19中所示的端板的主要部分的截面图。在图20中省略第二金属板层43。与第一实施方式的端板4相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第一实施方式的说明,此处省略。
与第一实施方式的端板4同样地,所述端板4E具有从电池单元2侧起,依次层叠有第一金属板层41/树脂板层42/第二金属板层43的三层结构,但与第一实施方式的端板4的不同点是在树脂板层42中具有支柱框构件46。
支柱框构件46为与螺母44相同的金属制,分别配置在树脂板层42的宽度方向(D2方向)的两端部,具体而言,分别配置在树脂板层42的宽度方向的两端面上。支柱框构件46遍及树脂板层42(端板4E)的高度方向(D3方向)的全长而延伸。支柱框构件46夹在第一金属板层41与第二金属板层43之间。
支柱框构件46与各螺母44通过具有与支柱框构件46及螺母44的D1方向的厚度相同的厚度的连结部461而一体化。连结部461将支柱框构件46与各螺母44之间分别个别地连结。通过所述支柱框构件46与螺母44的一体化,而增强树脂板层42的宽度方向(D2方向)的两端部。因此,防止或抑制由电池单元2的膨胀所产生的负荷经由紧固构件5而作用于端板4E的两端部时的树脂板层42的压缩破坏,耐蠕变性大幅度提升。与各螺母44一体化的支柱框构件46可通过挤出成形、锻造、铸造等来形成。
另外,通过支柱框构件46与螺母44的一体化,支柱框构件46与树脂板层42的接合面积变大,接合强度得到提高。支柱框构件46例如也可以设为被分割成与三个螺母44一对一地进行了一体化的三个支柱框构件的结构。但是,通过如本实施方式那样将遍及树脂板层42的高度方向(D3方向)的一个支柱框构件46与三个螺母44一体化,可削减零件数。而且,支柱框构件46与多个螺母44构成一个零件,因此使多个螺母44配置在第一金属板层41与第二金属板层42之间时的作业性也提升。
连结部461的高度方向(D3方向)的宽度也可以是螺母44的外径以上,但优选如本实施方式那样宽度比螺母44的外径小。在支柱框构件46与各螺母44之间,连结部461的部位部分地变成中间变细的结构,因此树脂板层42的树脂能够以夹住连结部461的方式进入所述支柱框构件46与各螺母44之间。由此,如图20所示,在支柱框构件46与各螺母44之间形成树脂板层42的嵌入部42a,因此防止支柱框构件46从树脂板层42朝宽度方向(D2方向)脱离,可进一步提升支柱框构件46及螺母44与树脂板层42的接合强度。
就进一步提升端板4E的刚性的观点而言,优选支柱框构件46接触第一金属板层41与第二金属板层43,更优选通过焊接或粘接而与第一金属板层41及第二金属板层43接合。
在所述端板4E中,当形成树脂板层42时,就使形成树脂板层42的树脂在嵌入成形时高效率地流入支柱框构件46与各螺母44之间的观点而言,理想的是与第三实施方式的端板4B同样地,从设置在第二金属板层43的中央部的树脂注入孔436进行树脂的注入。另外,此时理想的是对支柱框构件46的与树脂板层42接触的面也实施了与所述相同的粗面化处理或者金属-树脂接合被膜处理。
进而,虽然未图示,但也可以与第二实施方式的端板4A同样地在所述端板4E的第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第七实施方式>
继而,使用图21对端板的第七实施方式进行说明。图21是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第七实施方式的分解立体图。与第六实施方式的端板4E相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第六实施方式的说明,此处省略。
在第六实施方式的端板4E中,仅在树脂板层42的周端部中的宽度方向(D2方向)的两端部配置有支柱框构件46,但所述端板4F与第六实施方式的端板4E的不同点是在树脂板层42的全周端部配置有支柱框构件47。
支柱框构件47具有与第六实施方式的端板4E相同的一对支柱框构件46(纵支柱框构件),并且在树脂板层42的高度方向(D3方向)的两端部,具体而言,在树脂板层42的高度方向的两端面上分别具有一对支柱框构件471(横支柱框构件)。各支柱框构件471连结一对支柱框构件46而一体化。由此,端板4F通过遍及树脂板层42的全周的金属制的支柱框构件47来增强,因此除第六实施方式的端板4E所取得的效果以外,可获得宽度方向(D2方向)的刚性进一步提升的效果。
就也进一步提升所述端板4F的刚性的观点而言,优选支柱框构件47接触第一金属板层41与第二金属板层43,更优选通过焊接或粘接而与第一金属板层41及第二金属板层43接合。
另外,虽然未图示,但在所述端板4F中,也可以与第二实施方式的端板4A同样地在第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第八实施方式>
继而,使用图22、图23对端板的第八实施方式进行说明。图22是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第八实施方式的整体立体图。图23是图22中所示的端板的平面图。与第一实施方式的端板4相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第一实施方式的说明,此处省略。
与第一实施方式的端板4同样地,所述端板4G具有从电池单元2侧起,依次层叠有第一金属板层41/树脂板层42/第二金属板层43的三层结构,但与第一实施方式的端板4的不同点是在树脂板层42中具有多个挖空部422。
挖空部422是树脂板层42的不存在树脂的空洞部。本实施方式的挖空部422在树脂板层42的高度方向(D3方向)上延伸,并且隔开固定的间隔而平行地配置在树脂板层42的宽度方向(D2方向)上。各挖空部422在树脂板层42的高度方向(D3方向)的两端与第一金属板层41侧敞开,但在第二金属板层43侧未敞开。因此,如图23所示,在各挖空部422与第二金属板层43之间残存有薄的树脂板部42b。
如此,通过在树脂板层42中设置挖空部422,可谋求端板4G的轻量化。即便端板4G被轻量化,端板4G的刚性也不会下降。以下对其进行说明。
首先,如图24A所示,考虑无挖空部的实心结构体的每单位截面积的面积二次轴矩。若将实心结构体的宽度设为b,将高度设为h1,则实心结构体的面积二次轴矩I、截面积S如下所示。
I=b×h13/12
S=b×h1
因此,实心结构体的每单位截面积的面积二次轴矩I/S变成如以下那样。
I/S=h12/12
另一方面,如图24B所示,考虑同样是宽度b×高度h1的结构体,但中央部通过高度h2的挖空部而变成空洞的空心结构体的每单位截面积的面积二次轴矩。所述空心结构体的面积二次轴矩I、截面积S如下所示。
I=b×(h13-h23)/12
S=b×(h1-h2)
因此,空心结构体的每单位截面积的面积二次轴矩I/S变成如以下那样。
I/S=(h12+h1h2+h22)/12
因此,空心结构体的每单位截面积的面积二次轴矩变得比实心结构体的每单位截面积的面积二次轴矩大。换言之,空心结构体的每单位重量的刚性变高。
继而,如图25A、图25B所示,考虑在金属部x1之间具有厚度为t的树脂部x2的空心结构体X的三点弯曲挠曲量。将空心结构体X的弯曲方向设为沿着长度L的方向变成如箭头那样者。在图25A、图25B中,三个树脂部x2隔开间隔t而平行地配置在金属部x1之间。空心结构体X的宽度为6t。在空心结构体X中,为了简化试算而省略相当于图23中所示的树脂板部42b的部位。
所述三点弯曲挠曲量WL3/48EI如下所示。
WL3/{(4×6×(63-43)×t4×Em)+(4×3×43×t4×Ep)}
W:负荷,Em:金属部的弹性模数,Ep:树脂部的弹性模数
另外,所述空心结构体X的重量如下所示。
12t2×L×ρm+12t2×L×ρp
ρm:金属部的密度,ρp:树脂部的密度
另一方面,如图25C所示,同样地考虑金属部y1之间由树脂部y2填满的实心结构体Y的三点弯曲挠曲量。与空心结构体X相同,实心结构体Y的宽度为6t、长度为L。
所述三点弯曲挠曲量WL3/48EI如下所示。
WL3/{(4×6×(63-43)×t4×Em)+(4×6×43×t4×Ep)}
另外,所述实心结构体Y的重量如下所示。
12t2×L×ρm+24t2×L×ρp
在所述各式中设为W:1000N,L:100mm,Em:200GPa,Ep:2.2GPa,ρm:7860kg/m3,ρp:1200kg/m3,算出使t可变时的挠曲量与重量,并针对空心结构体X与实心结构体Y求出挠曲量与重量的关系。将其结果示于图26中。
如图26所示,可知在挠曲量相同(刚性相同)的情况下,空心结构体X的重量变得比实心结构体Y的重量轻。因此,如图22、图23所示那样具有多个挖空部422的端板4G即便通过挖空部422而轻量化,刚性也不会下降。
另外,虽然未图示,但在所述端板4G中,也可以与第二实施方式的端板4A同样地在第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第九实施方式>
继而,使用图27、图28对端板的第九实施方式进行说明。图27是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第九实施方式的整体立体图。图28是图27中所示的端板的平面图。与第八实施方式的端板4G相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第八实施方式的说明,此处省略。
与第八实施方式的端板4G同样地,所述端板4H在树脂板层42中,在高度方向上延伸的多个挖空部422平行地配置在宽度方向上,但与第八实施方式的端板4G的不同点是树脂板层42中的与第二金属板层43接触的面沿着树脂板层42的宽度方向(D2方向)朝第二金属板层43侧弯曲成凸状。树脂板层42中的与第一金属板层41接触的面仍为平坦面。第二金属板层43沿着树脂板层42的弯曲形状来设置。因此,第一金属板层41与第二金属板层43的间隔在宽度方向的中央部变成最大。
从第一金属板层41朝向第二金属板层43的挖空部422的深度对应于树脂板层42的厚度(第一金属板层41与第二金属板层43的间隔)。即,配置在树脂板层42的宽度方向的中央部的挖空部422的深度比配置在树脂板层42的宽度方向的两端部的挖空部422的深度深。即,挖空部422的深度随着从树脂板层42的宽度方向的两端部的挖空部422前往中央部的挖空部422而逐渐地变深。
根据所述端板4H,除与第八实施方式的端板4G相同的效果以外,具有进一步抑制挠曲的效果。即,端板的两端由紧固构件固定,因此如图29所示,由电池单元的膨胀所产生的负荷(空心箭头)已发挥作用时的弯矩的分布如由点划线所示那样,对应于负荷,宽度方向的中央部朝外侧最大地弯曲。此时,在如第八实施方式的端板4G那样为平板状、且具有相同形状的挖空部422的情况下,在固定紧固构件的两端部,弹性模数比金属低的树脂部分受到横向的变形,由此作为整体的挠曲容易变大。但是,本实施方式的端板4H具有对应于所述弯矩的分布,使宽度方向的中央部朝外侧最大地弯曲的形状,因此对应于弯矩的分布的刚性得到调整,与形成为平板状的第八实施方式的端板4G相比可抑制挠曲。
另外,虽然未图示,但在所述端板4H中,也可以与第二实施方式的端板4A同样地在第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第十实施方式>
继而,使用图30~图32对端板的第十实施方式进行说明。图30是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第十实施方式的整体立体图。图31是从背面侧观察图30中所示的端板的分解立体图。图32是沿着图30中的C-C线的截面图。与第九实施方式的端板4H相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第九实施方式的说明,此处省略。
与第九实施方式的端板4H同样地,所述端板4I在树脂板层42中配置多个挖空部422,但所述挖空部422的延伸方向与第九实施方式的端板4H不同。即,所述端板4I的挖空部422在端板4I的宽度方向(D2方向)上延伸,并且平行地配置在高度方向(D3方向)上。
从第一金属板层41朝向第二金属板层43的挖空部422的深度对应于树脂板层42的宽度方向的厚度的变化(第二金属板层43的弯曲形状)。即,挖空部422的深度随着从树脂板层42的宽度方向的两端部朝向树脂板层42的宽度方向的中央部而逐渐地变深。
根据所述端板4I,除与第八实施方式的端板4G及第九实施方式的端板4H相同的效果以外,当在宽度方向上观察端板4I的树脂板层42时,在高度方向上邻接的挖空部422之间变成对应于图29中所示的弯矩的分布的实心结构,因此更容易调整端板4I的刚性,可一边通过挖空部422来谋求轻量化,一边与第八实施方式的端板4G及第九实施方式的端板4H相比进一步抑制挠曲。
另外,虽然未图示,但在所述端板4I中,也可以与第二实施方式的端板4A同样地在第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的第十一实施方式>
继而,使用图33对端板的第十一实施方式进行说明。图33是表示本发明的电池模块中所使用的端板的第十一实施方式的树脂板层的正面图。与第八实施方式的端板4G相同的符号的部位表示相同结构的部位。只要无特别差异,则这些部位的说明引用第八实施方式的说明,此处省略。
所述端板4J的树脂板层42与第八实施方式的端板4G的共同点是具有多个挖空部423,但与第八实施方式的端板4G的不同点是挖空部423为蜂窝形状。本实施方式的蜂窝形状的挖空部423呈矩阵状地配置在树脂板层42的宽度方向(D2方向)及高度方向(D3方向)上。另外,各挖空部423以从第一金属板层41(未图示)至第二金属板层43(未图示)贯穿树脂板层42的方式设置。通过将挖空部423设为蜂窝形状,可一边谋求端板4J的轻量化,一边提高树脂板层42的刚性。
另外,在所述端板4J中,也可以与第二实施方式的端板4A同样地在第二金属板层43的外侧面上层叠CFRP板层45。
<端板的制造方法的其他实施方式>
继而,使用图34A、图34B及图35对本发明的电池模块中所使用的端板的制造方法的另一实施方式进行说明。
图34A、图34B是说明本发明的电池模块中所使用的端板的制造方法的另一实施方式的图。图35是说明图27及图28中所示的端板的制造方法的图。
在本实施方式的制造方法中,首先如图34A所示,例如通过模具成形而在第一金属板层41、第二金属板层43中的一个金属板层(本实施方式中为第二金属板层43)的表面上形成树脂板层42。形成树脂板层42时的树脂在已熔融的状态下接触第二金属板层43的表面并密接,其后,通过进行冷却硬化而将树脂与第二金属板层43接合。由此,树脂板层42与第二金属板层43之间变成具有树脂板层42的树脂密接在第二金属板层43上来接合一体化而成的接合部48者。另外,此时,虽然未图示,但事先在第二金属板层43的表面上配置螺母44,且所述螺母44被埋入树脂板层42内。另外,优选事先对第二金属板层43的表面实施了所述粗面化处理或金属-树脂接合被膜处理。
继而,视需要使树脂板层42的表面平坦地成形后,载置第一金属板层41。所述第一金属板层41也优选事先实施了所述粗面化处理或金属-树脂接合被膜处理。其后,如图34B所示,朝树脂板层42对第一金属板层41进行加压,进而加热至树脂板层42可再次熔融的程度的温度为止。已再熔融的树脂板层42的树脂在已熔融的状态下接触第一金属板层41的表面并密接,其后,通过进行冷却硬化而将树脂与第一金属板层41接合。由此,树脂板层42与第一金属板层41之间也变成具有树脂板层42的树脂密接在第一金属板层41来接合一体化而成的接合部48者。
根据所述制造方法,可使用于形成树脂板层42的模具简单化,因此可谋求端板的成本降低。由于无需嵌入树脂,因此也不存在由树脂的流动性所引起的树脂厚度的限制,并且也可以避免由焊接所引起的树脂板层42的强度下降。而且,在所述制造方法中,树脂板层42的形状自由度也提升,因此不仅可应用于形成所述端板4~端板4F中的树脂板层42的情况,也可以应用于形成如端板4G~端板4J那样具有多个挖空部422、挖空部423的复杂的形状的树脂板层42的情况。例如,如图35所示,在制造端板4H的情况下,若事先在第二金属板层43上形成具有挖空部422的树脂板层42,其后对第一金属板层41进行加压及加热来接合,则可不需要在嵌入成形中用于形成挖空部422的必要的滑动模具。
另外,也可以在第一金属板层41的表面上形成树脂板层42,其后在树脂板层42的表面上接合第二金属板层43。
[实施例]
以下,通过实施例来例证本发明的效果。
(实施例1)
如图36所示,准备第一金属板层LA1/树脂板层LA2/第二金属板层LA3的三层结构的层叠体。层叠体的高度H=50mm,宽度W=100mm,纵深D=14mm。另外,将第一金属板层LA1设为厚度2mm的钢板,将树脂板层LA2设为厚度10mm的聚苯硫醚,将第二金属板层LA3设为厚度2mm的钢板。树脂板层LA2是通过将树脂材料注入第一金属板层LA1与第二金属板层LA3之间而一体地嵌入成形者。通过事先浸渍在化学蚀刻溶液中来对第一金属板层LA1与第二金属板层LA3各自的内表面实施了粗面化处理,而将各层间牢固地接合。
在以变成与利用所述紧固构件5的紧固固定相同的状态的方式,沿着高度方向分别支撑固定所述层叠体的第二金属板层LA3侧的宽度方向的两端的状态下,如由箭头所示那样,使1MPa的按压力从层叠体的第一金属板层LA1侧的宽度方向的中央部发挥作用。将此时的层叠体的变形的情况示于图37中。层叠体以宽度方向的中央部从第一金属板层LA1侧朝第二金属板层LA3侧略微地鼓起的方式变形,但其变形量极小。几乎看不到树脂板层LA2的应变的残留,层叠体是具有高的强度、刚性者。
(比较例1)
如图38所示,准备树脂板层LA11/金属板层LA12的双层结构的层叠体。层叠体的高度H=50mm,宽度W=100mm,纵深D=14mm。另外,将树脂板层L11设为厚度12mm的聚苯硫醚,将金属板层LA12设为厚度2mm的钢板。树脂板层LA11是在金属板层LA12的一面上一体地嵌入成形者。通过浸渍在与实施例1相同的化学蚀刻溶液中来对金属板层LA12实施了粗面化处理,而将金属板层LA12与树脂板层LA11牢固地接合。
与实施例1完全同样地,如由箭头所示那样,使1MPa的按压力作用于所述层叠体上。将此时的层叠体的变形的情况示于图39中。与实施例中所示的层叠体相比,层叠体以宽度方向的中央部从树脂板层LA11侧朝金属板层LA12侧鼓起的方式变形。使按压力发挥了作用时的应变分别残留在树脂板层LA11的两端部及中央部。
(比较例2)
与图36同样地,准备第一金属板层LA21/树脂板层LA22/第二金属板层LA23的三层结构的层叠体。但是,未将第一金属板层LA21及第二金属板层LA23与树脂板层LA22牢固地接合,具有滑动结合(摩擦系数为0.1)。
与实施例1完全同样地,使1MPa的按压力作用于所述层叠体上。将此时的层叠体的变形的情况示于图40中。层叠体在层间产生大的偏移,并以宽度方向的中央部大幅度鼓起的方式变形。在树脂板层LA22中,使按压力发挥了作用时的应变深刻地残留在中央部。
Claims (26)
1.一种电池模块,所述电池模块是在层叠多个的电池单元的层叠方向的两端部分别配置有端板,所述电池单元的整体由所述端板夹持,其特征在于,
所述端板具有从所述电池单元侧起,以第一金属板层/树脂板层/第二金属板层的顺序层叠的三层结构、或以第一金属板层/树脂板层/第二金属板层/碳纤维强化塑料板层的顺序层叠的四层结构,且
所述第一金属板层与所述树脂板层及所述第二金属板层是通过构成所述树脂板层的已熔融的树脂密接在所述第一金属板层及所述第二金属板层上并硬化来接合一体化的一体成形品,所述树脂板层的厚度比所述第一金属板层及所述第二金属板层的各者的厚度大;
所述电池模块包括:将所述端板彼此紧固的紧固构件,且
所述紧固构件固定在配置在所述端板的最外面的所述第二金属板层或所述碳纤维强化塑料板层的表面上;
在所述树脂板层中具有使所述紧固构件的固定构件插通的多个金属空心柱构件,且
所述金属空心柱构件的一端面接触所述第一金属板层,所述金属空心柱构件的另一端面接触所述第二金属板层;
在所述树脂板层的周端部中的至少宽度方向的两端部,配置有夹在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间的金属制的支柱框构件,且
所述支柱框构件与所述金属空心柱构件经一体化。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
所述第一金属板层及所述第二金属板层在与所述树脂板层及所述碳纤维强化塑料板层接触的面上分别被实施了粗面化处理、或使金属与树脂以化学方式结合的金属-树脂接合被膜处理。
3.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
所述树脂板层具有多个挖空部。
4.根据权利要求3所述的电池模块,其特征在于,
所述挖空部在所述树脂板层的高度方向上延伸,并且平行地配置在所述树脂板层的宽度方向上。
5.根据权利要求3所述的电池模块,其特征在于,
所述挖空部在所述树脂板层的宽度方向上延伸,并且平行地配置在所述树脂板层的高度方向上。
6.根据权利要求4或5所述的电池模块,其特征在于,
所述树脂板层中的与所述第二金属板层接触的面以所述第一金属板层与所述第二金属板层的间隔在宽度方向的中央部变成最大的方式,弯曲成凸状,且
从所述第一金属板层朝向所述第二金属板层的所述挖空部的深度,在所述树脂板层的宽度方向的中央部比两端部深。
7.根据权利要求3所述的电池模块,其特征在于,
所述挖空部为蜂窝形状。
8.根据权利要求1或2所述的电池模块,其特征在于,
所述第一金属板层或所述第二金属板层的至少任一者在高度方向的至少任一侧的端部,具有朝所述第二金属板层或所述第一金属板层弯折的第一弯折部。
9.根据权利要求8所述的电池模块,其特征在于,
所述第一弯折部的前端部接触所述第二金属板层或所述第一金属板层的内侧面。
10.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
固定所述紧固构件的所述第二金属板层或所述碳纤维强化塑料板层构成所述端板中刚性最高的层。
11.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
所述金属空心柱构件的一端面固着在所述第一金属板层上,所述金属空心柱构件的另一端面固着在所述第二金属板层上、或接触所述第二金属板层。
12.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
所述紧固构件固定在所述端板的宽度方向的两端部,且
所述第二金属板层在宽度方向的两端部,具有以角部变成R形状的方式朝所述第一金属板层弯折的第二弯折部。
13.根据权利要求12所述的电池模块,其特征在于,
所述第二弯折部的前端部接触所述第一金属板层的内侧面。
14.根据权利要求12所述的电池模块,其特征在于,
所述第一金属板层或所述第二金属板层的至少任一者在高度方向的至少任一侧的端部,具有朝所述第二金属板层或所述第一金属板层弯折的第一弯折部。
15.根据权利要求14所述的电池模块,其特征在于,
所述第一弯折部的前端部接触所述第二金属板层或所述第一金属板层的内侧面。
16.根据权利要求14所述的电池模块,其特征在于,
所述第一弯折部的宽度方向的两端缘与所述第二弯折部的高度方向的端缘相互接合。
17.根据权利要求14所述的电池模块,其特征在于,
在所述第一弯折部的宽度方向的两端部,具有以与所述第二弯折部的表面重叠的方式弯折的第三弯折部,且
所述第二弯折部的重叠部与所述第三弯折部的重叠部相互接合。
18.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
将所述支柱框构件与所述金属空心柱构件一体化的连结部的高度方向的宽度形成得比所述金属空心柱构件的外径小,所述树脂板层的树脂以夹住所述连结部的方式进入所述支柱框构件与所述金属空心柱构件之间。
19.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
所述支柱框构件配置在所述树脂板层的全周端部。
20.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
所述支柱框构件与所述第一金属板层及所述第二金属板层接触或接合。
21.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,
在配置在最外侧的所述电池单元与所述端板的所述第一金属板层之间配置有绝缘板。
22.一种端板的制造方法,所述端板的制造方法是在包括层叠多个的电池单元的电池模块中,分别配置在所述电池单元的层叠方向的两端部,固定紧固构件而被紧固,由此夹持所述电池单元的整体的端板的制造方法,其特征在于,
在第一金属板层与第二金属板层之间夹持使所述紧固构件的固定构件插通的多个金属空心柱构件后,将树脂嵌入所述第一金属板层与所述第二金属板层之间来形成树脂板层;
在所述树脂板层的周端部中的至少宽度方向的两端部,配置有夹在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间的金属制的支柱框构件,且
所述支柱框构件与所述金属空心柱构件经一体化。
23.根据权利要求22所述的端板的制造方法,其特征在于,
将所述金属空心柱构件的一端面固着在所述第一金属板层及所述第二金属板层中的一个层上,并且将所述金属空心柱构件的另一端面固着在所述第一金属板层及所述第二金属板层中的另一个层上、或使所述金属空心柱构件的另一端面接触所述第一金属板层及所述第二金属板层中的另一个层,在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间夹持所述多个金属空心柱构件后,将所述树脂嵌入所述第一金属板层与所述第二金属板层之间来形成所述树脂板层。
24.根据权利要求22所述的端板的制造方法,其特征在于,
在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间夹持所述多个金属空心柱构件后,对所述第一金属板层及所述第二金属板层中与被嵌入的所述树脂接触的面实施粗面化处理、或使金属与树脂以化学方式结合的金属-树脂接合被膜处理,其后,将所述树脂嵌入所述第一金属板层与所述第二金属板层之间来形成所述树脂板层。
25.根据权利要求22所述的端板的制造方法,其特征在于,
在形成所述树脂板层后的所述第二金属板层的外侧面上层叠碳纤维强化塑料板层。
26.一种端板的制造方法,所述端板的制造方法是在包括层叠多个的电池单元的电池模块中,分别配置在所述电池单元的层叠方向的两端部,固定紧固构件而被紧固,由此夹持所述电池单元的整体的端板的制造方法,其特征在于,
将使所述紧固构件的固定构件插通的多个金属空心柱构件载置在第一金属板层的表面上后,使埋入所述金属空心柱构件的树脂板层在所述第一金属板层的表面上成形,继而,将第二金属板层载置在所述树脂板层的表面上,进行加压及加热来使所述树脂板层再熔融,由此使所述第二金属板层与所述树脂板层接合;
在所述树脂板层的周端部中的至少宽度方向的两端部,配置有夹在所述第一金属板层与所述第二金属板层之间的金属制的支柱框构件,且
所述支柱框构件与所述金属空心柱构件经一体化。
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