CN110556489B - 电池封装体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将电池模块可靠地固定于电池壳体并且能够小型化的电池封装体。电池封装体(10)包括电池模块(1)和收纳电池模块(1)的电池壳体(30)。电池模块(1)具备通过层叠多个单电池(21)而构成的单电池层叠体(2)、在层叠方向上设置于单电池层叠体(2)的两端部的一对端板(3)、以及搭载单电池层叠体(2)及端板(3)的底板(6)。电池模块(1)的底板(6)的板固定部(62)固定于电池壳体(30)的底部(31)，板固定部(62)配置于单电池层叠体(2)以及端板(3)的区域内。

Description

电池封装体

技术领域

本发明涉及搭载于电动车辆等的电池封装体。

背景技术

以往，在电动车辆等中搭载有电池封装体。电池封装体通过将单电池层叠体收纳于电池壳体中而构成，该单电池层叠体通过层叠多个单电池而构成。例如，在专利文献1中记载了一种电池封装体，该电池封装体由一对端板从层叠方向两侧夹着单电池层叠体，并将两个端板与设置于单电池层叠体的底面的板状部件一起用螺栓固定于电池壳体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-122818号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的电池封装体中，设置于单电池层叠体的底面的板状部件的螺栓固定部向端板的外侧伸出，因此存在整体的尺寸扩大、电池封装体大型化的问题。

本发明提供一种能够将电池模块可靠地固定于电池壳体并且能够小型化的电池封装体。

用于解决课题的方案

本发明涉及以下内容：

一种电池封装体，其具备：

电池模块，其具备通过层叠多个单电池而构成的单电池层叠体、在层叠方向上设置于所述单电池层叠体的两端部的一对端板、以及搭载该单电池层叠体及所述一对端板的底板；以及

收纳该电池模块的电池壳体，其中，

所述电池模块的所述底板的板固定部固定于所述电池壳体的底部，并且

所述板固定部配置在所述单电池层叠体以及所述一对端板的区域内。

发明效果

根据本发明，由于固定于电池壳体的底部的底板的板固定部配置在单电池层叠体以及一对端板的区域内，因此能够防止板固定部从单电池层叠体及一对端板的区域伸出。由此，能够将电池模块可靠地固定于电池壳体，并且能够使电池模块小型化。

附图说明

图1是从斜上方观察本发明的第一实施方式的电池封装体所收纳的电池模块的立体图。

图2是从斜下方观察图1的电池模块的立体图。

图3是示出图1的电池模块与电池壳体的固定结构的剖视图。

图4是示出第一变形例的固定结构的剖视图。

图5是示出第二变形例的固定结构的剖视图。

图6是示出第三变形例的固定结构的剖视图。

图7是本发明的第一实施方式的电池封装体的剖视图。

图8是本发明的第二实施方式的电池封装体的局部剖视图。

图9是本发明的第三实施方式的电池封装体的局部剖视图。

附图标记说明：

1 电池模块

10、10A、10B 电池封装体

2 单电池层叠体

21 单电池

3 端板

5L、5R 侧板

6 底板

61a 下表面

61c 上表面

30 电池壳体

30a 凹部

30b 凹部

31 底部

31c 凹部

32 冷却剂流路

33 冷却剂流路

51 侧板主体

52F 前凸缘部(第一固定片)

52R 后凸缘部(第一固定片)

54 下凸缘部(第二固定片)

62 板固定部

62a 孔部

66 内螺纹

63 螺母

63a 突出部

69 罩部件

B3 螺栓。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的电池封装体的各个实施方式进行说明。

[第一实施方式]

<电池封装体>

首先，参照图7对本发明的第一实施方式的电池封装体进行说明。

如图7所示，本实施方式的电池封装体10具备电池模块1和收纳电池模块1的电池壳体30。

<电池壳体>

电池壳体30具备：壳体主体35，其在内部形成有模块收纳部35a；以及壳体盖部36，其密封该壳体主体35的开口部35b。通过固定电池模块1和壳体主体35的底部31，电池模块1被收纳于电池壳体30的模块收纳部35a。需要说明的是，关于电池模块1与电池壳体30的固定结构的详细内容在下文描述。

<电池模块>

如图1至图3所示，电池模块1具备：通过在前后方向上层叠多个单电池21而构成，且具有前表面、后表面、左表面、右表面、上表面、以及下表面的单电池层叠体2；配置于单电池层叠体2的前表面以及后表面的一对端板3；连结一对端板3的侧板5；以及配置于单电池层叠体2的下表面的底板6。侧板5具备配置于单电池层叠体2的右表面的右侧板5R、以及配置于单电池层叠体2的左表面的左侧板5L。

需要说明的是，在本说明书等中，为了使说明简单且明确，将单电池21的层叠方向定义为前后方向，且将与单电池21的层叠方向正交的方向定义为左右方向及上下方向，这些方向与搭载电池模块1的产品的前后方向等无关。即，在电池模块1搭载于车辆的情况下，单电池21的层叠方向可以与车辆的前后方向一致，可以是车辆的上下方向、左右方向，也可以是倾斜于这些方向的方向。在附图中，电池模块1的前方表示为Fr，后方表示为Rr，左侧表示为L，右侧表示为R，上方表示为U，下方表示为D。

(单电池层叠体)

单电池层叠体2通过将多个单电池21和绝缘构件(省略图示)在前后方向上交替层叠而构成。在单电池层叠体2的前表面及后表面分别配置有一对端板3，在单电池层叠体2的下表面配置有底板6。另外，单电池层叠体2的左表面以及右表面分别在隔有微小间隙的绝缘状态下配置有左侧板5L和右侧板5R。

已知单电池21可能由于温度变化或老化而膨胀。单电池21具有长方体形状，其上下方向的长度长于前后方向的长度，且左右方向的长度长于上下方向的长度。因此，单电池21的前表面及后表面的面积远远大于左表面、右表面、上表面及下表面的面积，单电池21的前表面及后表面的左右方向中央部及上下方向中央部容易膨胀。

在单电池层叠体2的上表面配置有与单电池21的端子21a电连接的多个母线(未图示)。母线包括用于将单电池21的端子21a彼此相互连接的母线，以及用于将单电池21的端子21a与外部连接用的端子(未图示)相互连接的母线。在从电池模块1向母线施加载荷的情况下，有可能基于母线与端子的相对的位置偏移而产生连接不良。因此，优选尽可能地降低从电池模块1对母线施加的载荷。

(端板)

一对端板3分别与单电池层叠体2的前表面及后表面抵接，并承受单电池层叠体2在单电池层叠方向的载荷(以下视情况称“单电池厚度束缚反作用力”)。单电池层叠体2在单电池层叠方向的载荷主要是由温度变化或老化引起的单电池21的膨胀引起的，如上所述，由于在单电池21的前表面及后表面的左右方向中央部及上下方向中央部容易膨胀，因此端板3的左右方向中央部以及上下方向中央部有较大的载荷输入。

端板3由于从单电池层叠体2受到单电池层叠方向的较大的载荷，因此与单电池层叠体2抵接的内侧的表面为平坦状，而不与单电池层叠体2抵接的外侧的表面为向外侧鼓出的形状。

(侧板)

左侧板5L和右侧板5R通过对金属板材进行冲压加工而形成，具有：沿着单电池层叠体2的左表面或者右表面设置的侧板主体51；从侧板主体51的前端沿着前侧的端板3的前表面向相互接近的方向延伸的前凸缘部52F；从侧板主体51的后端沿着后侧的端板3的后表面向相互接近的方向延伸的后凸缘部52R；从侧板主体51的上端沿着单电池层叠体2的上表面向相互接近的方向延伸的上凸缘部53；以及从侧板主体51的下端沿着底板6的下表面向相互接近的方向延伸的下凸缘部54。

在前凸缘部52F及后凸缘部52R设有多个紧固连结部52a，该紧固连结部52a经由螺栓B1紧固连结于前侧的端板3或后侧的端板3。紧固连结部52a具有供螺栓B1穿过的圆孔，通过将穿过该圆孔的螺栓B1拧入前侧的端板3或后侧的端板3中，前凸缘部52F及后凸缘部52R被紧固连结于前侧的端板3或后侧的端板3。由此，单电池层叠体2和一对端板3被左侧板5L及右侧板5R的前凸缘部52F及后凸缘部52R保持在单电池层叠方向上。

上凸缘部53和下凸缘部54在单电池层叠体2的左端部以及右端部从上下方向夹持单电池层叠体2以及底板6。由此，限制了单电池层叠体2、左侧板5L、右侧板5R和底板6的上下方向的相对位置变动，因此，即使上下方向的载荷作用于底板6，也能够降低向各单电池21的端子21a或连接单电池21彼此的母线施加的载荷。

上凸缘部53具有弹性，允许上下方向的弹性变形。由此，在将右侧板5R及左侧板5L从左右方向安装于单电池层叠体2及底板6时，上凸缘部53弹性变形，从而使安装变得容易。

本实施方式的上凸缘部53由在前后方向上排列的多个弹性片53a构成，弹性片53a的个数及位置对应于在前后方向上层叠的单电池21的个数及位置。由此，上凸缘部53具有适度的弹性，并且能够单独地弹性保持多个单电池21。

需要说明的是，在本实施方式的右侧板5R及左侧板5L中，上凸缘部53与侧板主体51一体冲压成形，但也可以将上凸缘部53与侧板主体51分体冲压成形后，通过焊接或铆接而与侧板主体51一体化。

在下凸缘部54设有多个紧固连结部54a，该紧固连结部54a经由螺栓B2紧固连结于底板6。由此，构成侧板5的左侧板5L、右侧板5R，以及底板6连结为一体。

设置于右侧板5R的下凸缘部54的紧固连结部54a是向左方向开口的切口部，设置于左侧板5L的下凸缘部54的紧固连结部54a是向右方向开口的切口部。由此，能够在将螺栓B2临时固定于底板6的状态下从左右方向安装右侧板5R及左侧板5L。

(底板)

底板6具备沿着单电池层叠体2以及端板3的下表面延伸的底板主体61、固定于电池壳体30的多个板固定部62、从底板主体61的左右两端部向上方突出并且沿前后方向延伸的引导部(省略图示)、以及紧固连结于下凸缘部54的紧固连结部54a的螺栓B2贯通的贯通孔61f。底板主体61俯视为长方形，其前后方向的长度尺寸被选定为与前后的端板3的前后两端间的距离大致相等。

(电池模块的固定结构)

作为电池模块1与电池壳体30的固定部的板固定部62配置在单电池层叠体2以及前后的端板3的区域内。即，板固定部62未从单电池层叠体2以及前后的端板3从上方投影的投影区域向前后方向以及左右方向的任一方向伸出。

具体而言，板固定部62是设于底板主体61的四角的孔部62a，如图3所示，螺母63以不能旋转的方式埋设在孔部62a中，该螺母63具有与螺栓B3螺合的螺纹孔(内螺纹66)。螺母63具有从底板主体61的下表面61a向下方突出的突出部63a，该突出部63a与电池壳体30的底部31的上表面31a抵接。在电池壳体30的底部31设置有与螺母63的螺纹孔63b连通的贯通孔31b。螺栓B3的外螺纹部64a从电池壳体30的底部31的下方通过贯通孔31b并与螺母63的螺纹孔63b螺合。在螺栓B3的头部64b与电池壳体30的底部31的下表面31d之间设置有垫圈65。并且，通过将螺栓B3拧入螺母63，底板6被紧固固定于电池壳体30的底部31。

根据该电池封装体10，能够通过从电池壳体30的外部紧固螺栓B3这样的简单的作业，将电池模块1固定于电池壳体30，并且能够在将电池模块1可靠地固定于电池壳体30的同时，使电池模块1小型化。此外，由于在电池模块1中，只有底板6的板固定部62通过螺栓B3固定于电池壳体30的底部31，因此能够允许电池模块1因单电池21的膨胀而在单电池层叠方向上移动。并且，由于螺栓B3的外螺纹部64a的末端不从底板主体61的上表面61c突出，因此不会产生与配置于底板主体61的上表面61c的单电池21等的干涉。

以下，参照图4至图6对上述电池模块的固定结构的变形例进行说明。但是，仅说明与第一实施方式的不同点，对于与第一实施方式共用的结构，通过使用与第一实施方式相同的附图标记，援引第一实施方式的说明。

<第一变形例>

如图4所示，第一变形例的固定结构在电池壳体30的底部31设置有与螺母63的突出部63a嵌合的凹部31c。根据该第一变形例的固定结构，在将电池模块1固定于电池壳体30时，通过使螺母63的突出部63a与电池壳体30的凹部31c嵌合，能够容易地将电池模块1在电池壳体30上定位。

<第二变形例>

如图5所示，第二变形例的固定结构在底板主体61的板固定部62的孔部62a形成有内螺纹66。详细而言，在底板主体61上设置有从下表面61a向下方突出的突出部61b，孔部62a在突出部61b的下表面中央开口，在该孔部62a的内周部形成有内螺纹66。并且，螺栓B3的外螺纹部64a从电池壳体30的底部31的下方通过贯通孔31b并与内螺纹66螺合。根据该第二变形例的固定结构，能够通过从电池壳体30的外部紧固螺栓B3这样的简单的作业，将电池模块1固定于电池壳体30。

<第三变形例>

如图6所示，在第三变形例的固定结构中，螺栓67以不能旋转的方式埋设在底板主体61中。详细而言，在底板主体61上设置有供螺栓67的螺纹部67a插通的螺栓插通孔61d、以及供头部67b以不能旋转的方式嵌合的凹部61e。在头部67b与凹部61e嵌合的状态下，头部67b的上端面与底板主体61的上表面61c处于同一平面。螺纹部67a插通于贯通孔31b，从电池壳体30的底部31的下表面31d向下方突出，并与设置在电池壳体30的底部31的下方的螺母68螺合。根据该第三变形例的固定结构，能够通过从电池壳体30的外部紧固螺母68这样的简单的作业，将电池模块1固定于电池壳体30。

以下，参照图8及图9对本发明的其他实施方式的电池封装体进行说明。但是，仅说明与第一实施方式的不同点，对于与第一实施方式共用的结构，通过使用与第一实施方式相同的附图标记，援引第一实施方式的说明。

<第二实施方式>

如图8所示，在第二实施方式的电池封装体10A中，在电池壳体30的底部31的上表面31a设置有凹部30a，通过底板主体61的下表面61a和电池壳体30的凹部30a形成冷却剂流路32。需要说明的是，电池模块1与电池壳体30的固定结构与图4相同。根据该电池封装体10A，能够在不增加部件的情况下形成冷却剂流路32，从而高效地冷却电池模块1。

<第三实施方式>

如图9所示，在第三实施方式的电池封装体10B中，在电池壳体30的底部31的下表面31d设置有凹部30b，凹部30b被盖部件69密封。并且，通过电池壳体30的凹部30b和罩部件69形成冷却剂流路33。罩部件69与底板6和电池壳体30被螺栓B3一并紧固，该螺栓B3从电池壳体30的底部31的下方固定于底板6的板固定部62。根据该电池封装体10B，能够形成冷却剂流路33，从而高效地冷却电池模块1。另外，由于罩部件69与底板6和电池壳体30一并紧固，因此不需要追加用于固定罩部件69的螺栓。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地进行变形、改良等。例如，在第二实施方式以及第三实施方式的电池封装体10A、10B中也可以采用第一变形例至第三变形例的固定结构。

另外，在本说明书中至少描述了以下事项。并且，尽管在括号中示出了上述实施方式中的相应组成元件等，但本发明并不限于此。

(1)一种电池封装体(电池封装体10、10A、10B)，其具备：

电池模块(电池模块1)，其具备通过层叠多个单电池(单电池21)而构成的单电池层叠体(单电池层叠体2)、在层叠方向上设置于所述单电池层叠体的两端部的一对端板(端板3)、以及搭载该单电池层叠体及所述一对端板的底板(底板6)；以及

收纳该电池模块的电池壳体(电池壳体30)，其中，

所述电池模块的所述底板的板固定部(板固定部62)固定于所述电池壳体的底部(底部31)，并且

所述板固定部配置在所述单电池层叠体以及所述一对端板的区域内。

根据(1)，由于固定于电池壳体的底部的底板的板固定部配置在单电池层叠体以及一对端板的区域内，因此能够防止板固定部从单电池层叠体及一对端板的区域伸出。由此，能够将电池模块可靠地固定于电池壳体，并且能够使电池模块小型化。

(2)根据(1)所述的电池封装体，其中，

所述电池模块还具备一对侧板(侧板5L，5R)，该一对侧板在与所述层叠方向正交的方向上夹着该单电池层叠体配置，

每个侧板都具有：

侧板主体(侧板主体51)，

第一固定片(前凸缘部52F，后凸缘部52R)，其从该侧板主体弯曲并延伸设置于所述端板的外侧面，以及

第二固定片(下凸缘部54)，其从该侧板主体弯曲并延伸设置于所述底板的下表面，

所述单电池层叠体和所述一对端板在所述层叠方向上被所述一对侧板的所述第一固定片保持，

所述单电池层叠体和所述底板从下方被所述一对侧板的所述第二固定片保持，并且

在所述电池模块中，只有所述板固定部固定于所述电池壳体的所述底部。

根据(2)，由于只有板固定部固定于电池壳体的底部，因此能够允许电池模块因单电池的膨胀而在单电池层叠方向上移动。

(3)根据(1)或(2)所述的电池封装体，其中，

所述板固定部是设置在所述底板上的孔部(孔部62a)，

在该孔部形成有内螺纹(内螺纹66)，并且

所述板固定部通过螺栓(螺栓B3)从所述电池壳体的所述底部的下方紧固连结。

根据(3)，在将电池模块收纳于电池壳体后，能够容易地从外部将电池模块固定于电池壳体。

(4)根据(1)或(2)所述的电池封装体，其中，

所述板固定部是设置在所述底板上的孔部(孔部62a)，

在该孔部中埋设有螺母(螺母63)，并且

所述板固定部通过螺栓(螺栓B3)从所述电池壳体的所述底部的下方紧固连结。

根据(4)，在将电池模块收纳于电池壳体后，能够容易地从外部将电池模块固定于电池壳体。

(5)根据(4)所述的电池封装体，其中，

所述螺母具有从所述板固定部的下表面(下表面61a)向下方突出的突出部(突出部63a)，并且

在所述电池壳体的所述底部设有与所述螺母的所述突出部嵌合的凹部(凹部31c)。

根据(5)，能够容易地相对于电池壳体定位电池模块。

(6)根据(3)至(5)中任一项所述的电池封装体，其中，

所述螺栓的端部不从所述底板的上表面(上表面61c)突出。

根据(6)，螺栓的端部不会与配置在其上方的单电池等发生干涉，因此能够减小电池封装体的高度尺寸。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的电池封装体，其中，

在所述电池壳体中，在所述底部的上表面设置有凹部(凹部30a)，并且

通过所述底板的下表面(下表面61a)和所述电池壳体的所述凹部设置冷却剂流路(冷却剂流路32)。

根据(7)，能够在不增加部件的情况下形成冷却剂流路，冷却电池模块。

(8)根据(1)至(6)中任一项所述的电池封装体，其中，

在所述电池壳体中，在所述底部的下表面设置有凹部(凹部30b)，并且

该凹部被罩部件(罩部件69)密封，

通过所述电池壳体的所述凹部和该罩部件设置冷却剂流路(冷却剂流路33)，并且

所述罩部件被螺栓(螺栓B3)一并紧固，该螺栓从所述电池壳体的所述底部的下方固定于所述板固定部。

根据(8)，不需要另外的固定罩部件的螺栓，就能够形成冷却剂流路，冷却电池模块。

Claims (3)

1.一种电池封装体，其具备：

电池模块，其具备通过层叠多个单电池而构成的单电池层叠体、在层叠方向上设置于所述单电池层叠体的两端部的一对端板、以及搭载该单电池层叠体及所述一对端板的底板；以及

收纳该电池模块的电池壳体，其中，

所述电池模块的所述底板的板固定部固定于所述电池壳体的底部，并且

所述板固定部未从投影区域向前后方向以及左右方向的任一方向伸出，该投影区域通过从上方对所述单电池层叠体以及所述一对端板向所述电池壳体的底部投影而得到，

所述板固定部是设置在所述底板上的孔部，

在该孔部中埋设有螺母，并且

所述板固定部通过螺栓从所述电池壳体的所述底部的下方紧固连结，

所述螺母具有从所述板固定部的下表面向下方突出的突出部，并且

在所述电池壳体的所述底部设有与所述螺母的所述突出部嵌合的嵌合凹部，

在所述电池壳体中，在所述底部的上表面设置有冷却剂流路用凹部，并且

通过所述底板的下表面和所述电池壳体的所述冷却剂流路用凹部设置冷却剂流路。

2.根据权利要求1所述的电池封装体，其中，

所述电池模块还具备一对侧板，该一对侧板在与所述层叠方向正交的方向上夹着该单电池层叠体配置，

每个侧板都具有：

侧板主体，

第一固定片，其从该侧板主体弯曲并延伸设置于所述端板的外侧面，以及

第二固定片，其从该侧板主体弯曲并延伸设置于所述底板的下表面，

所述单电池层叠体和所述一对端板在所述层叠方向上被所述一对侧板的所述第一固定片保持，

所述单电池层叠体和所述底板从下方被所述一对侧板的所述第二固定片保持，并且

在所述电池模块中，只有所述板固定部固定于所述电池壳体的所述底部。

3.根据权利要求1或2所述的电池封装体，其中，

所述螺栓的端部不从所述底板的上表面突出。

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