CN110998904A - 电池模块和配备有该电池模块的车辆 - Google Patents

Abstract

为了使端板轻量化同时具有足够的强度而抑制方形电池单体的膨胀，电池模块包括：电池层叠体(2)，其沿厚度方向层叠多个方形电池单体(1)而成；一对端板(3)，其配置于电池层叠体(2)的层叠方向的两端面；束紧条(4)，其配置于电池层叠体(2)的两侧面，用于将一对端板(3)紧固；以及多个固定销(5)，其在端板(3)的侧面上将束紧条(4)固定，相对地固定于端板(3)的两侧面的一对固定销(5)配置于同一轴线上，并且端板(3)具备在与固定销(5)相同的轴线上延伸的横向肋(13)。

Description

电池模块和配备有该电池模块的车辆

技术领域

本发明涉及电池模块和配备有该电池模块的车辆，该电池模块利用束紧条将端板连结而成，所述端板配置在层叠有多个方形电池单体的电池层叠体的两端。

背景技术

典型的电池模块包括由多个方形电池单体构成的电池层叠体、配置于电池层叠体的两端面的一对端板和连结一对端板的束紧条(参照专利文献1)。该电池模块利用端板和束紧条约束电池层叠体，从而能够对构成电池层叠体的方形电池单体的膨胀进行抑制。

另一方面，近年来谋求单位体积的能量密度、单位重量的能量密度较高的电池模块，对于构成电池模块的方形电池单体，也希望采用单位体积的能量密度、单位重量的能量密度较高的电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2012/057322号

发明内容

发明要解决的问题

方形电池单体若想要提高单位体积的能量密度、单位重量的能量密度，则存在伴随着充放电、劣化的尺寸变化增大的倾向。为了对伴随着充放电、劣化的尺寸变化较大的方形电池单体的膨胀进行抑制，需要利用比较大的力约束方形电池单体。

但是，专利文献1的电池模块的端板由塑料制的主体部和铝等金属板构成，若被施加较大的力，则存在主体部破损或金属板变形的隐患。若端板破损或变形，则不再能够抑制方形电池单体的膨胀。

本发明是以解决以上的缺陷为目的而开发的，本发明的目的之一在于提供一种通过具备具有足够的强度的端板来抑制方形电池单体的膨胀的技术。

用于解决问题的方案

本发明的一形态的电池模块包括：电池层叠体2，其沿厚度方向层叠多个方形电池单体1而成；一对端板3，其配置于电池层叠体2的层叠方向的两端面；束紧条4，其配置于电池层叠体2的两侧面，用于将一对端板3紧固；以及多个固定销5，其在端板3的侧面上将束紧条4固定，相对地固定于端板3的两侧面的一对固定销5配置于同一轴线上，并且端板3具备在与固定销5相同的轴线上延伸的横向肋13。

此外，配备有具备以上形态的构成要素的电池模块的车辆包括电池模块10、20、自电池模块10、20被供给电力的行驶用的电动机93、搭载有电池模块10、20和电动机93的车辆主体90以及被电动机93驱动而使车辆主体90行驶的车轮97。

发明的效果

采用上述的电池模块，在端板设有在与为了固定束紧条而相对地固定于端板的两侧面的固定销相同的轴线上延伸的横向肋，从而能够有效地提高端板的强度。特别是，能够利用在与两侧的固定销相同的轴线上延伸的横向肋的刚度提高相对于水平方向的弯曲强度。端板因自电池层叠体受到的单体反作用力而沿着方形电池单体膨胀的方向拉拽束紧条，但该力的反作用使水平方向的弯曲应力作用于端板。该弯曲应力在连结端板的两侧面上的固定销与束紧条的连结点的线上变得最大。以上的端板由于设有在与固定于两侧的固定销相同的轴线上延伸的横向肋，因此相对于因单体反作用力的反作用而作用于端板的弯曲应力，能够最有效地加强，从而能够抑制端板的变形。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的电池模块的立体图。

图2是图1所示的电池模块的分解立体图。

图3是图1所示的电池模块的端板的放大垂直剖视图，是相当于沿着图4的III-III线的截面的图。

图4是图1所示的电池模块的端板的放大水平剖视图，是相当于沿着图3的IV-IV线的截面的图。

图5是表示本发明的实施方式2的电池模块的立体图。

图6是图5所示的电池模块的分解立体图。

图7是图5所示的电池模块的端板的放大垂直剖视图，是相当于沿着图8的VII-VII线的截面的图。

图8是图5所示的电池模块的端板的放大水平剖视图，是相当于沿着图7的VIII-VIII线的截面的图。

图9是表示将电池模块搭载于借助发动机和电动机行驶的混合动力汽车的例子的框图。

图10是表示将电池模块搭载于只借助电动机行驶的电动汽车的例子的框图。

具体实施方式

首先，说明本发明的一个着眼点。具备许多个方形电池单体的电池模块在层叠有多个方形电池单体的电池层叠体的两端面配置端板，利用束紧条将一对端板连结，从而以沿层叠方向加压的状态对电池层叠体进行固定。该电池模块由于利用一对端板将电池层叠体的两端固定为加压状态，因此对端板要求足够的强度。端板因进行充放电的方形电池单体膨胀而自内表面受到单体反作用力。端板被膨胀的电池层叠体自内表面按压，因此受到与电池层叠体的面积和电池层叠体所按压的压力之积成比例的单体反作用力。因此，与伴随着充放电等的尺寸变化较大的方形电池的膨胀量对应的大小的单体反作用力作用于端板。作用于端板的单体反作用力例如在驱动车辆的行驶电动机的电源用的电池模块中变得极大，为数吨。因而，为了实现能量密度较高的电池模块，需要提供即使被这样施加极大的力也能够抑制变形的那样的具有足够的强度的端板。

另一方面，由于对端板要求强度和轻量化这两者的特性，因此有时设为将塑料成形为较厚的板状并在外侧层叠铝等金属板的构造，或者利用铝等、塑料来成形并制作整体。这些端板的塑料部分的强度较低，并且金属板相对于弯曲变形的强度也不高，因此即使能够在单体反作用力较小的电池模块中使用，也无法在单体反作用力较大的电池模块中实现足够的强度。强度不充分的端板因较强的单体反作用力而变形。变形的端板导致固定为加压状态的方形电池单体的相对位置变化。在方形电池单体中，由于较厚的金属板的汇流条固定于电极端子，经由汇流条串联、并联地连接，因此若相对位置发生错开，则会对电极端子与汇流条的连接部分作用过度的应变力。应变力导致损伤电极端子与汇流条的连接部分，另外损伤电极端子与方形电池单体的外包装壳体的连接部。方形电池单体的相对位置的错开能够通过使端板具有足够的强度而得到改善。通过将端板的整体设为铁合金等的金属块，能够实现足够的强度。

但是，该构造的端板极重，结果导致电池模块的能量密度的下降，无法实用化。虽然对端板要求在轻量化的同时具有较高的强度，但轻量化和强度是相互相反的特性，实现这两者是极难的。鉴于以上的实际情况，谋求由金属块构成的端板的形状的最佳化并且研究能够有效地抑制端板的变形的形状是重要的。

本发明的一形态的电池模块可以通过以下的结构来确定。电池模块包括：电池层叠体2，其沿厚度方向层叠多个方形电池单体1而成；一对端板3，其配置于电池层叠体2的层叠方向的两端面；束紧条4，其配置于电池层叠体2的两侧面，用于将一对端板3紧固；以及多个固定销5，其在端板3的侧面上将上述束紧条4固定。在电池模块中，将相对地固定在端板3的两侧面的一对固定销5配置于同一轴线上，并且端板3具备在与固定销5相同的轴线上延伸的横向肋13。

能够是，端板3在横向肋13的两端部具备供固定销5插入的毂部13X，并且在毂部13X具有供固定销5插入的连结孔13A，固定销5贯穿束紧条4而插入到连结孔13A中，从而将束紧条4连结于端板3。利用所述结构，通过将固定销插入到在横向肋的两端部设置的毂部的连结孔中，能够借助横向肋将配置于同一轴线上的一对固定销连结成同一直线状。由此，能够借助横向肋和固定销牢固地连结位于端板的两侧面的一对束紧条。

另外能够是，端板3相互平行地具备多列横向肋13，并在两侧面固定有多对固定销5。采用上述结构，能够利用设于端板的多列横向肋实现更高的弯曲强度。另外，能够在端板的两侧面上的上下分离的位置借助固定销连结束紧条。

此外能够是，端板3包括：相对板部11，其具有与电池层叠体2的端面形状大致相同的外形；和周壁部12，其自相对板部11的四个边沿方形电池单体1的层叠方向突出，端板3的整体形状设为大致箱形形状。采用上述结构，通过将端板的形状设为在相对板部的四个边设有周壁部的箱形形状，能够利用箱形形状所具有的较高的刚度实现优异强度的端板。

此外能够是，在端板中，周壁部12包括连结于相对板部11的两侧缘的侧面壁12A、连结于相对板部11的上端缘的上表面壁12B以及连结于相对板部11的下端缘的底面壁12C，横向肋13自相对板部11沿方形电池单体1的层叠方向突出，并且其两端连结于侧面壁12A，在侧面壁12A设有供固定销5插入的连结孔13A。采用上述结构，在包围相对板部的四个边的周壁部的内侧，能够将自相对板部突出的横向肋的两端连结于周壁部的侧面壁，从而能够进一步提高刚度，而更有效地提高端板的强度。

此外能够是，端板3具备沿上下方向延伸而与横向肋13交叉的纵向肋15。采用上述结构，通过具备沿上下方向延伸而与横向肋交叉的纵向肋，不仅相对于宽度方向的弯曲强度，而且相对于上下方向的弯曲强度也能够实现优异的强度。

能够是，电池模块还具备用于将端板3固定于在电池模块的底面侧配置的底板9的固定螺栓6，纵向肋15具备沿轴线方向贯通的贯穿孔15A，将固定螺栓6贯穿于纵向肋15的贯穿孔15A，而将端板3固定于底板9。采用上述结构，由于将固定螺栓贯穿于在纵向肋设置的贯穿孔而将端板固定于在电池模块的底面侧配置的底板，因此能够将为了加强端板而构成的纵向肋兼用作用于供固定螺栓贯穿的构件，因此无需设置专用的贯穿构件，能够降低制造成本，同时高效地将电池模块连结于底板。

此外能够是，在端板3中，横向肋13在两端部具备供固定销5插入的连结孔13A，使纵向肋15的贯穿孔15A和横向肋13的连结孔13A位于同一平面内，将连结孔13A形成为贯通至贯穿孔15A的位置。采用上述结构，通过将设于纵向肋的贯穿孔和设于横向肋的连结孔配置在同一平面内，能够使方形电池单体的层叠方向上的贯穿孔与连结孔的位置靠近，由此能够使端板较薄。另外，通过将连结孔形成为贯通至贯穿孔的位置，能够使贯穿孔的位置向连结孔的方向靠近，换言之能够将贯穿孔配置于端板的两侧方向。

此外能够是，端板3由铝或铝合金铸造。

此外，根据配备有一个方面的电池模块的车辆，能够包括上述任一项的电池模块10、20、自电池模块10、20被供给电力的行驶用的电动机93、搭载有电池模块10、20和电动机93的车辆主体90以及由电动机93驱动而使车辆主体90行驶的车轮97。

以下基于附图说明本发明的实施方式。不过以下所示的实施方式是用于将本发明的技术构思具体化的例示，本发明不特定为以下的实施方式。另外，本说明书绝不将权利要求书所示的构件特定为实施方式的构件。特别是，关于实施方式中记载的构成构件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等，只要没有特别特定性的记载，则不是将本发明的范围只限定于那些描述的主旨，只不过是单纯的说明例。另外，各图所示的构件的大小、位置关系等有时夸张表示，以便使说明清楚。此外，在以下的说明中，同一名称、附图标记表示同一构件或同一性质的构件，适当地省略详细说明。此外，构成本发明的各要素可以设为利用同一构件构成多个要素而利用一个构件兼用作多个要素的形态，反之也能够利用多个构件分担地实现一个构件的功能。另外，在一部分的实施例和实施方式中说明的内容也能够在其他的实施例和实施方式等中利用。

(实施方式1)

图1～图4表示实施方式1的电池模块。图1表示电池模块的立体图，图2表示电池模块的分解立体图，图3表示将电池模块的端部在垂直面内剖开而得到的垂直纵剖视图，图4表示将电池模块的端部在水平面内剖开而得到的水平剖视图。另外，在本说明书中，上下方向设为图中的上下方向，左右方向设为图中的左右方向，是指与电池的层叠方向正交的水平方向。

以上的图所示的电池模块10包括：电池层叠体2，其将多个方形电池单体1隔着绝缘材料的隔板18层叠而成；一对端板3，其位于电池层叠体2的两端面，从两端面夹着电池层叠体2而将电池层叠体2保持于固定位置；束紧条4，其连结一对端板3；以及固定销5，其将束紧条4固定在端板3的侧面上。此外，电池模块10也可以如图2所示，设为在各束紧条4与电池层叠体2之间夹设绝缘片16的结构，另外也可以设为在电池层叠体2和端板3的底面也具备将电池层叠体2和端板3绝缘的底面板17的结构。

以上的电池模块10如图1所示，将整体形状设为细长的箱形，将许多个方形电池单体1层叠而成为电池层叠体2，从层叠方向的两端面利用端板3夹着电池层叠体2，利用束紧条4将两端的端板3连结，而以加压状态将电池层叠体2固定。电池层叠体2经由金属板的汇流条(未图示)将层叠在一起的方形电池单体1串联或并联或者串联且并联地连接。

(方形电池单体1)

如图所示，方形电池单体1是宽度比厚度大的方形电池，换言之是厚度比宽度小的方形电池，沿厚度方向层叠而成为电池层叠体2。方形电池单体1是锂离子二次电池。不过方形电池单体也能够设为镍氢电池、镍镉电池等能够充电的所有二次电池。方形电池单体1将正负的电极板与电解液一起收纳于密闭构造的外装罐。外装罐通过将铝、铝合金等的金属板冲压成形为方形而成，并利用封口板将开口部气密地密闭。封口板是与外装罐相同的铝、铝合金，在两端部固定有正负的电极端子。此外，封口板在正负的电极端子之间设有气体排出阀。

多个方形电池单体1以各方形电池单体1的厚度方向成为层叠方向的方式层叠而构成电池层叠体2。方形电池单体1将设有正负的电极端子的端子面配置于同一平面，将多个方形电池单体1层叠而成为电池层叠体2。

(隔板18)

如图3和图4所示，电池层叠体2在层叠在一起的方形电池单体1之间夹有隔板18。图中的隔板18由绝缘材料制作成较薄的板状或片状。图中示出的隔板18设为与方形电池单体1的相对面大致相等的大小的板状，将该隔板18层叠于彼此相邻的方形电池单体1之间，而将相邻的方形电池单体1彼此绝缘。另外，也可以除隔板18之外，另外在相邻的二次电池单体1之间配置第二隔离件。通过使用在方形电池单体1与隔离件之间形成冷却气体的流路的形状的隔离件，能够将方形电池单体1冷却。另外，也能利用绝缘材料覆盖方形电池单体1的表面。也可以利用例如PET树脂等的收缩管对方形电池单体的除电极部分以外的外装罐的表面进行热熔接。

(电池层叠体2)

电池层叠体2在相邻的方形电池单体1的正负的电极端子连接有金属制的汇流条(未图示)，利用汇流条将多个方形电池单体1串联或并联或者串联及并联地连接。在图中示出的电池层叠体2中，串联地连接有18个方形电池单体1。不过本发明不特定用于构成电池层叠体的方形电池单体的个数及其连接状态。

电池层叠体2在两端面夹着端面隔离件19地配置有端板3。如图2所示，端面隔离件19配置于电池层叠体2与端板3之间，而使端板3相对于电池层叠体2绝缘。能够利用与上述的隔板18同样的材质构成端面隔离件19。

(端板3)

端板3配置于电池层叠体2的方形电池单体1的层叠方向上的两端且配置于端面隔离件19的外侧，从电池层叠体2的两端夹持电池层叠体2。配置于电池层叠体2的两端的一对端板3连结有沿电池层叠体2的两侧面配置的束紧条4并被紧固。如图2和图4所示，端板3在两侧面上借助固定销5连结有束紧条4。固定于端板3的两侧面的固定销5配置为使相对的固定销5彼此位于同一轴线上。在图2的例子中，沿端板3的两侧面借助各两个共计四个固定销5连结有束紧条4。

配置于电池层叠体2的两端的一对端板3连结有束紧条4，并保持为对电池层叠体2进行加压的状态，因此，因方形电池单体1的膨胀而受到单体反作用力。图1至图4所示的端板3为了实现能经受单体反作用力的强度，而整体利用金属一体成形，并且通过谋求其形状的最佳化而实现轻量化。图中的端板3A具有与电池层叠体2的端面相对的相对板部11，并且一体成形地设有自该相对板部11沿方形电池单体1的层叠方向突出并沿水平方向延伸的横向肋13。横向肋13形成为在与相对地固定于端板3A的两侧面的一对固定销5相同的轴线上延伸。

横向肋13在两端部具备供固定销5插入的毂部13X，在毂部13X设有供固定销5插入的连结孔13A。图4的横向肋13由设于两端部的毂部13X和连结这些毂部13X的连结部13Y构成，使整体的长度与相对板部11的横向宽度大致相等。毂部13X沿轴线方向以穿孔的方式设有供固定销5的轴部插入的连结孔13A。因此，毂部13X的与轴线方向垂直的面内的外形成形为比固定销5的轴部大，换言之比固定销5的轴部粗。连结部13Y设为与相对板部11一体地连结而在内部未设置中空部的构造。该连结部13Y提高沿方形电池单体1的层叠方向的突出高度并使厚度较薄，从而实现了轻量化，并且提高了水平面内的弯曲强度。

如图3和图4所示，端板3A相互平行地具备多列横向肋13，在两侧面固定有多对固定销5而连结有束紧条4。图4的端板3A上下分离地具备两列横向肋13，相对地配置于两侧面的两对固定销5贯穿束紧条4而插入到连结孔13A中，并且位于横向肋13的两端而与束紧条4连结。该构造能够利用设于端板3A的多列横向肋13实现更高的弯曲强度。另外，由于在横向肋13的两端处固定束紧条4，因此相对于因单体反作用力的反作用而自束紧条4作用于端板3A的弯曲应力，能够最有效地加强。这里，图中的端板3A具备两列横向肋13，但设于端板的横向肋的数量不限定于两列。设于端板的横向肋的数量也能设为一列，还能设为三列以上。不过，无论在哪种情况下，横向肋都是设于与固定销同一轴线上的位置，没有设于与固定销同一轴线上的位置以外的部位。

图2～图4所示的端板3A包括相对板部11和周壁部12，上述相对板部11为四边形，具有与电池层叠体2的端面形状大致相同的外形，上述周壁部12自相对板部11的四个边沿方形电池单体1的层叠方向突出。周壁部12包括连结于相对板部11的两侧缘的侧面壁12A、连结于上端缘的上表面壁12B以及连结于下端缘的底面壁12C。由左右的侧面壁12A、上下的上表面壁12B以及底面壁12C构成的周壁部12连结相互的端缘而形成为四边形的框状。该端板3A利用相对板部11和周壁部12将整体形状设为大致箱形形状，而提高了整体的刚度。

图中的端板3A在周壁部12的内侧设有两列横向肋13。两列横向肋相对于位于上下位置的上表面壁12B和底面壁12C为相互平行的姿势，并设有预定间隔地形成。形成于周壁部12的内侧的横向肋13的两端部与侧面壁12A一体地连结。图4所示的端板3A将形成于横向肋13的两端部的毂部13X与侧面壁12A一体地连结，并且使毂部13X的顶端部自侧面壁12A的表面突出而设为突出部14，使在其顶端面开口的连结孔13A在端板3A的侧面暴露。图中所示的端板3A设为以下构造：将自两侧面突出的突出部14的形状设为大致圆柱状，并且将这些突出部14与固定于束紧条4的内表面的加强部7(将在后面详细地说明)连结。图中所示的加强部7具备供突出部14插入的连结凹部7A，将突出部14插入到该连结凹部7A，而将端板3A连结于束紧条4的固定位置。

这里，图4所示的电池模块10在束紧条4的端部的内表面且是与端板3A的侧面相对的相对面设有加强部7，因此使端板3A的左右方向的宽度比方形电池单体1的宽度窄，准确地说比方形电池单体1的宽度窄了配置于两侧的加强部7的厚度的量。因而，在使用未设置加强部的束紧条的电池模块中，也可以使端板的左右方向的宽度与方形电池单体的宽度相等。在该情况下，端板的两侧面能够设为没有突出部的平坦面并设置连结孔。另外，如图3所示，端板的上下方向的高度比方形电池单体1的高度低一些，在与方形电池单体1的上端部和下端部相对的部分，端板3A不与该部分相对。由此，防止了被单体反作用力按压的端板3A的反作用强力地按压与方形电池单体1的封口板侧的上端部、外装罐的底部相对的部分。这是为了防止用于封闭方形电池单体1的外装罐的开口部的封口板与外装罐的接合部、外装罐的底部损伤。

以上的端板3为铝制或铝合金制，通过铸造来制造。作为铝合金，能够利用Al-Cu-Mg系、Al-Cu-Ni-Mg系、Al-Cu-Si系、Al-Si-Mg系、Al-Si-Cu系、Al-Si-Cu-Mg系以及Al-Si-Cu-Ni-Mg系等。该铝合金制的端板3为热处理型合金。另外，铝合金制的端板3通过压铸而成型。另外，铝合金制的端板3优选通过包含固溶处理、淬火以及时效热处理等在内的热处理进行调质。

(固定销5)

将固定销5插入到在端板3的横向肋13的两端部形成的连结孔13A中，而固定束紧条4。图4的电池模块10将固定销5设为螺栓5A，因此在横向肋13的两端部设有供螺栓5A的外螺纹5b拧入的内螺纹孔13a来作为连结孔13A。内螺纹孔13a设置为自端面沿轴线方向延伸。螺栓5A贯穿束紧条4拧入到内螺纹孔13a中，从而将束紧条4固定于端板3。但固定销不必一定设为由螺栓进行的螺纹配合，也能将固定销压入到横向肋的连结孔中来进行固定，还能将固定销设为焊接螺栓。

(束紧条4)

电池层叠体2的侧面被一对束紧条4分别包覆，在电池层叠体2的各侧面利用束紧条4分别将端板3彼此紧固。各束紧条4具有形成为大致包覆电池层叠体2的侧面的大小的束紧条主面41。该束紧条主面41在电池层叠体2的层叠方向上呈平板状形成至端缘。优选将束紧条4的端缘设为在剖视中不弯折成L字形的非弯折端缘。

如图1和图2所示，束紧条4沿电池层叠体2的层叠方向延长，两端固定于在电池层叠体2的两端面配置的端板3，借助该端板3沿层叠方向将电池层叠体2紧固。束紧条4是具有沿着电池层叠体2的侧面的预定宽度和预定厚度的金属板，与电池层叠体2的两侧面相对地配置。束紧条4设有用于供作为固定销5的螺栓5A贯穿的通孔而设为止动孔4a。该束紧条4能够使用铁等的金属板，优选是钢板。由金属板制成的束紧条4通过冲压成形等而弯折加工，从而形成为预定形状。

束紧条4沿着束紧条主面41的除两端部以外的中间部分的上端部设有用于保持电池层叠体2的上表面的上表面侧弯折部44，并且具备用于保持下表面的下表面侧弯折部45。束紧条主面41设为将电池层叠体2和配置于该电池层叠体2的两端的端板3的大致整体包覆的大小的矩形。图1所示的束紧条主面41将电池层叠体2的侧面的大致整面无间隙地包覆。但束紧条主面也能设置一个以上的开口部，而使电池层叠体的侧面的一部分暴露。通过在束紧条主面形成开口部，能够使电池层叠体暴露，而进行风冷或者供给冷却气体。另外，即使在不必自开口部向束紧条主面供给冷却气体的情况下，也可以在束紧条主面形成开口部。利用该结构，能够实现束紧条的轻量化。

另外，上表面侧弯折部44保持构成电池层叠体2的方形电池单体1的上表面，从而抑制各方形电池单体1的端子面的位置上下错开。此外，下表面侧弯折部45保持电池层叠体2和端板3的底面，而将各方形电池单体1和端板3的底面配置于同一平面上。另外，图中的下表面侧弯折部45形成有用于将配置于电池层叠体2和端板3的底面侧的底面板17固定的固定孔。

束紧条4在束紧条主面41和上表面侧弯折部44的内表面配置有绝缘片16，利用该绝缘片16将电池层叠体2的方形电池单体1与束紧条4绝缘。此外，图2所示的电池模块10在电池层叠体2和端板3的底面配置有具有绝缘性的底面板17，借助下表面侧弯折部45将该底面板17配置于固定位置。

(加强部7)

此外，图2和图4所示的束紧条4在两端部的内表面且与端板3A相对的区域固定有加强部7，借助该加强部7将端板3A连结于束紧条4。由此，能够在不增厚束紧条4本身的壁厚的前提下，借助加强部7将端板3A稳定地固定在其两端部。

加强部7构成为由金属制成。优选的是，能够由与束紧条4相同的金属制成或由刚度比束紧条4高的金属构成。另外，加强部7优选与束紧条4一体地形成。例如为了使束紧条4成为异型材厚度，而利用拼焊板材。由此，能够将加强部7和束紧条4成形为一个构件。或者，也可以将单独准备的加强部7焊接于束紧条4。由此，能够预先将加强部7焊接于束紧条4而简化组装工序。

此外，加强部7为了供自端板3A的两侧面突出的突出部14插入并连结而具备连结凹部7A。图4所示的加强部7将连结凹部7A作为通孔，将突出部14插入到该通孔中，从而将束紧条4连结于端板3A。使供突出部14插入的连结凹部7A的内径与突出部14的外径大致相等，但比突出部14的外径略大。加强部7的厚度与突出部14的突出量大致相等或比突出部14的突出量小一些，突出部14不贯穿束紧条4而是贯穿加强部7。使作为固定销5的螺栓5A的螺栓头5a的外径比连结凹部7A的内径(突出部14的外径)大，利用端板3A的侧面壁12A和螺栓5A的螺栓头5a对固定于束紧条4的加强部7进行夹持，而将束紧条4固定于端板3A。使图中所示的束紧条4的止动孔4a的内部形状比螺栓头5a的外形大，从而使拧入到端板3A中的螺栓5A的螺栓头5a的内表面与加强部7的表面紧密接触。该构造能够减小自束紧条4突出的螺栓头的突出量而减小电池模块的外径。但也能够使束紧条的止动孔的内部形状比螺栓头的外径小。该构造利用突出部的顶端面和螺栓头夹持束紧条而固定于端板。

另外，加强部并非是必要的，关于束紧条，也能够将束紧条主面的两端部的内表面直接固定于端板的侧面。在该情况下，端板不使突出部自两侧面突出而将两侧面设为平坦面，使束紧条主面的两端部的内表面与该面抵接并固定。或者，端板使突出部自两侧面突出，并且在束紧条的两端部开设用于引导该突出部的内部形状的止动孔，将突出部插入到该止动孔中，并且将固定销插入到突出部而将束紧条固定于端板。

如上所述，使自端板3A的两侧面突出的突出部14经由加强部7或直接地卡定于束紧条4的构造能够设为对束紧条4直线状地施加伴随着方形电池单体1的膨胀的载荷的状态。即，通过构成为在束紧条4的拉拽方向上受到力，能够提高用于紧固电池层叠体2的刚度。

(实施方式2)

在以上的实施方式1中，示出了在端板3设有沿水平方向延伸的横向肋13的例子，但端板也能够设为以下结构：除了设有横向肋，还设有沿上下方向延伸的纵向肋，并使横向肋与纵向肋交叉。将这样的例子作为实施方式2而基于图5至图8进行说明。在这些图中，图5表示电池模块的立体图，图6表示电池模块的分解立体图，图7表示在垂直面内将电池模块的端部剖开而得到的垂直横剖视图，图8表示在水平面内将电池模块的端部剖开而得到的水平剖视图。这些图中所示的电池模块20除了端板3B的结构和端板3B的固定构造以外，设为与上述的实施方式1的电池模块大致相同的结构。因而，对与上述的电池模块10相同的构成要素标注与上述的电池模块10相同的附图标记，而省略其详细的说明。

这些图中所示的电池模块20包括：电池层叠体2，其通过将多个方形电池单体1夹着绝缘材料的隔板18层叠而成；端板3B，其为一对，位于电池层叠体2的两端面，从电池层叠体2的两端面夹着电池层叠体2而将电池层叠体2保持于固定位置；束紧条4，其将一对端板3B连结；固定销5，其在端板3B的侧面上固定束紧条4；以及固定螺栓6，其用于将端板3B固定于在电池模块20的底面侧配置的底板9。

(端板3B)

图7和图8所示的端板3B在相对板部11一体成形地设有沿上下方向延伸的纵向肋15。图中的端板3B左右分开且相互平行地设有两列纵向肋15，使沿上下方向延伸的纵向肋15和沿水平方向延伸的横向肋13相互交叉。该构造的端板3B能够利用纵横交叉的纵向肋15和横向肋13实现更高的弯曲强度。图中的端板3B在周壁部12的内侧设有两列纵向肋15。两列纵向肋15是相对于位于左右的侧面壁12A相互平行的姿势，设有预定间隔地成形。形成于周壁部12的内侧的纵向肋15的上端部一体地连结于上表面壁12B，形成于周壁部12的内侧的纵向肋15的下端部一体地连结于底面壁12C。在图7所示的端板3B中，使纵向肋15的下端部自底面壁12C的下表面向下方突出而设置突出部24。如图7所示，在该端板3B中，在将突出部24的下端配置为与方形电池单体1的下端面高度相等的状态下，将相对板部11的下端配置于比方形电池单体1的下端靠上方的位置。由此，防止了相对板部11的下端部与方形电池单体1的下端部相对。

此外，如图7所示，纵向肋15具备沿轴线方向贯通的贯穿孔15A。如图2所示，关于该端板3B，将固定螺栓6贯穿于纵向肋15的贯穿孔15A，而将端板3B固定于底板9。该构造能够将为了加强端板3B而构成的纵向肋15兼用作用于供固定螺栓6贯穿的构件，因此，无需设置专用的贯穿构件，能够降低制造成本。另外，通过使贯穿孔15A在纵向肋15开口，能够减轻端板3B整体的重量。

此外，在纵向肋15具备贯穿孔15A的端板3B如图7所示，使纵向肋15的贯穿孔15A和横向肋13的连结孔13A位于同一平面内地设置。由此，能够缩短方形电池单体1的层叠方向上的贯穿孔15A与连结孔13A的轴间距离，使端板3B较薄。在图中所示的端板3B中，使自侧面沿水平方向穿设的连结孔13A贯通至贯穿孔15A，使连结孔13A和贯穿孔15A在内部连通。这样，通过使连结孔13A贯通至贯穿孔15A的位置，能够使贯穿孔15A的位置向连结孔13A的方向靠近，由此能够将贯穿孔15A配置于端板3B的两侧方向。该连结孔13A能够在穿设了贯通至贯穿孔15A的底孔后对底孔进行螺纹切削而设置内螺纹孔13a。该内螺纹孔13a以成为未到达贯穿孔15A的深度的方式设置至连结孔13A的中途。

以上的端板3B将两侧面设为平坦面，在该侧面设有连结孔13A。如图7所示，将贯穿束紧条4的固定销5即螺栓5B拧入到内螺纹孔13a中，而将该端板3B与束紧条4连结。图中所示的螺栓5B在外螺纹5b的后端部具备嵌合部5c，该嵌合部5c与固定于束紧条4的内表面的加强部7的连结凹部7A嵌合。使该螺栓5B的螺栓头5a的外径比连结凹部7A的内径大，利用端板3A的侧面和螺栓5B的螺栓头5a对固定于束紧条4的加强部7进行夹持，而将束紧条4固定于端板3A。

(固定螺栓6)

此外，图5和图6所示的电池模块20设为经由固定螺栓6固定于在电池模块20的底面配置的底板9的构造，上述固定螺栓6上下贯穿在端板3B的纵向肋15设置的贯穿孔15A。将固定螺栓6的螺纹部的顶端拧入到设于底板9的外侧的螺母部(未图示)，或者拧入到设于底板9的内螺纹孔中，而进行固定。

以上的电池模块20载置于底板9的上表面，并且通过将贯穿端板3的固定螺栓6拧入到底板9而固定于底板9的固定位置。该底板9是供电池模块20固定的板，在将电池模块20搭载于车辆的使用例中，能够设为固定于车辆的框架，例如设为车辆的底盘。通过将固定螺栓6贯穿于在端板3的纵向肋15设置的贯穿孔15A，并将固定螺栓6的顶端拧入到底盘的内螺纹孔(未图示)中，而将搭载于车辆的电池模块20固定于车辆的底盘。固定螺栓6将端板3牢固地固定于底盘。该构造如图10所示，通过将贯穿端板3的固定螺栓6直接固定于车辆的底盘92，从而能够将电池模块10极其牢固地固定于车辆。

(配备电池模块的车辆)

以上的电池模块最适合于向使电动车辆行驶的电动机供给电力的电源。作为搭载电池模块的车辆，能够利用借助发动机和电动机这两者行驶的混合动力车、插电式混合动力车、或者只通过电动机行驶的电动汽车等，以上的电池模块作为这些车辆的电源使用。另外，也能够构筑并搭载大容量且高输出的电源装置，该电源装置为了获得用于驱动车辆的电力，而将许多个上述的电池模块串联、并联地连接并进一步附加有所需的控制电路。

图9表示将实施方式1的电池模块10搭载于借助发动机和电动机这两者行驶的混合动力汽车的例子。该图所示的搭载有电池模块10的车辆HV包括使车辆HV行驶的发动机96及行驶用的电动机93、向电动机93供给电力的电池模块10、对电池模块10的电池进行充电的发电机94、搭载有发动机96、电动机93、电池模块10以及发电机94的车辆主体90以及由发动机96或电动机93驱动而使车辆主体90行驶的车轮97。电池模块10经由DC/AC逆变器95与电动机93和发电机94连接。车辆HV一边对电池模块10的方形电池进行充放电，一边借助电动机93和发动机96这两者行驶。电动机93在发动机效率差的区域被驱动而使车辆行驶，例如加速时、低速行驶时。电动机93自电池模块10被供给电力而进行驱动。发电机94由发动机96驱动，或者由对车辆施加制动时的再生制动驱动，从而对电池模块10的电池进行充电。

另外，图10表示将实施方式2的电池模块20搭载于只借助电动机行驶的电动汽车的例子。该图所示的搭载有电池模块20的车辆EV包括使车辆EV行驶的行驶用的电动机93、向该电动机93供给电力的电池模块20、对该电池模块20的电池进行充电的发电机94、搭载有电动机93、电池模块20以及发电机94的车辆主体90以及由电动机93驱动而使车辆主体90行驶的车轮97。电池模块20经由DC/AC逆变器95与电动机93和发电机94连接。电动机93自电池模块10被供给电力而进行驱动。发电机94由对车辆EV进行再生制动时的能量驱动，对电池模块20的方形电池进行充电。

产业上的可利用性

本发明的电池模块能够适合地用作混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及电动汽车等的电源装置。

附图标记说明

1、方形电池单体；2、电池层叠体；3、3A、3B、端板；4、束紧条；4a、止动孔；5、固定销；5A、螺栓；5B、螺栓；5a、螺栓头；5b、外螺纹；5c、嵌合部；6、固定螺栓；7、加强部；7A、连结凹部；9、底板；10、20、电池模块；11、相对板部；12、周壁部；12A、侧面壁；12B、上表面壁；12C、底面壁；13、横向肋；13A、连结孔；13a、内螺纹孔；13X、毂部；13Y、连结凹部；14、突出部；15、纵向肋；15A、贯穿孔；16、绝缘片；17、底面板；18、隔板；19、端面隔离件；24、突出部；41、束紧条主面；44、上表面侧弯折部；45、下表面侧弯折部；90、车辆主体；92、底盘；93、电动机；94、发电机；95、DC/AC逆变器；96、发动机；97、车轮；EV、车辆；HV、车辆。

Claims (10)

1.一种电池模块，其特征在于，

所述电池模块包括：

电池层叠体，其沿厚度方向层叠多个方形电池单体而成；

一对端板，其配置于所述电池层叠体的层叠方向的两端面；

束紧条，其配置于所述电池层叠体的两侧面，将一对所述端板紧固；以及

多个固定销，其在所述端板的侧面上将所述束紧条固定，

相对地固定在所述端板的两侧面的一对所述固定销配置于同一轴线上，并且所述端板具备在与所述固定销相同的轴线上延伸的横向肋。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述横向肋在两端部具备供所述固定销插入的毂部，并且在所述毂部具有供所述固定销插入的连结孔，

所述固定销贯穿所述束紧条而插入到所述连结孔中，从而将所述束紧条连结于所述端板。

3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，

所述端板相互平行地具备多列的所述横向肋，并在两侧面固定有多对的所述固定销。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其中，

所述端板包括：相对板部，其具有与所述电池层叠体的端面形状大致相同的外形；和周壁部，其自所述相对板部的四个边沿方形电池单体的层叠方向突出，所述端板的整体形状设为大致箱形形状。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，

所述周壁部包括连结于所述相对板部的两侧缘的侧面壁、连结于所述相对板部的上端缘的上表面壁以及连结于所述相对板部的下端缘的底面壁，

所述横向肋自所述相对板部沿方形电池单体的层叠方向突出，并且其两端连结于所述侧面壁，

在所述侧面壁设有供所述固定销插入的连结孔。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的电池模块，其中，

所述端板具备沿上下方向延伸而与所述横向肋交叉的纵向肋。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，

所述电池模块还包括用于将所述端板固定于在该电池模块的底面侧配置的底板的固定螺栓，

所述纵向肋具备沿轴线方向贯通的贯穿孔，

将所述固定螺栓贯穿于所述纵向肋的贯穿孔，从而将所述端板固定于底板。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，

所述横向肋在两端部具有供所述固定销插入的连结孔，

所述纵向肋的贯穿孔和所述横向肋的连结孔位于同一平面内，

所述连结孔形成为贯通至所述贯穿孔的位置。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的电池模块，其中，

所述端板由铝或铝合金铸造而成。

10.一种车辆，所述车辆配备有权利要求1～9中任一项所述的电池模块，其中，

所述车辆包括所述电池模块、自该电池模块被供给电力的行驶用的电动机、搭载有所述电池模块和所述电动机的车辆主体以及由所述电动机驱动而使所述车辆主体行驶的车轮。

Images