CN111971814A - 电池组和电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池组(1)包括：多个电池单元(10)，其沿规定方向层叠；单元盒(20、30)，其用于收容电池单元(10)；束缚板(60)，其安装于单元盒(20、30)；以及盒体(300)，其用于收容单元盒(20、30)。单元盒(20、30)在规定方向的两端分别具有开口部(22、32)。束缚板(60)从规定方向的一端侧穿过开口部(22、32)而向电池单元(10)施加压力。盒体(300)具有底面(310)。底面(310)从与束缚板(60)向电池单元(10)施加压力的一侧相反的一侧通过开口部(22、32)来向电池单元(10)施加压力。

Description

电池组和电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月10日向日本国申请的特愿2018-75682和于2018年4月10日向日本国申请的特愿2018-75695的优先权，这些申请的全部公开内容通过引用而编入本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种电池组和电池模块。
背景技术
一直以来，已知具有多个电池单元的可充放电的电池模块。例如，专利文献1公开了一种在结合起来的上部框架和下部框架的内部配置多个电池单元的电池模块。在该电池模块中，将每两个电池单元收容于单元遮盖体，以此来抑制电池单元的膨胀。在电池模块中，以将两个电池单元收容于单元遮盖体部分彼此之间的状态，来使该单元遮盖体部分之间弹性结合。通过层叠这种单元遮盖体而构成电池模块。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：日本特许第5154454号公报
发明内容
(发明所要解决的问题)
由于上述电池模块是在将电池单元(cell)收容于单元遮盖体(cell cover)的基础上而将它们层叠起来的复杂的结构，因此随着电池单元的增加，将电池单元收容于单元遮盖体的工序也会增加。
本发明鉴于这种情况而提出，其目的在于通过简单的结构来抑制电池单元的膨胀。
(解决问题所采用的措施)
为了解决上述问题，涉及本发明的一个实施方式的电池组包括：
沿规定方向层叠的多个电池单元；
单元盒，其用于收容所述电池单元；
束缚板，其安装于所述单元盒；以及
盒体，其用于收容所述单元盒，
所述单元盒在所述规定方向的两端分别具有开口部，
所述束缚板从所述规定方向的一端侧穿过所述开口部并经由粘合层或者第一绝缘层来向所述电池单元施加压力，
所述盒体具有底面，
所述盒体的底面从与所述束缚板向所述电池单元施加压力的一侧相反的一侧穿过所述开口部经由粘合层或者第二绝缘层来向所述电池单元施加压力。
为了解决上述问题，涉及本发明的一实施方式的电池模块包括：
层叠的多个电池单元；
单元盒，其包围所述多个电池单元；
壳体，其用于支撑所述单元盒和所述多个电池单元；以及
散热板，在所述多个电池单元中，所述散热板插入于所述电池单元之间，
所述散热板具有从所述单元盒突出而紧固连结于所述壳体的紧固点，
所述散热板紧固连结于所述壳体，所述散热板和所述壳体夹持所述电池单元。
为了解决上述问题，涉及本发明的一个实施方式的电池模块包括：
层叠的多个电池单元；
单元盒，其在内部支撑所述多个电池单元；以及
散热板，在所述多个电池单元中，所述散热板夹在所述电池单元之间，
所述散热板从所述单元盒突出，并固定于收容所述单元盒的壳体，
所述单元盒的固定点在所述电池单元的层叠方向上配置于所述单元盒的中央附近。
(发明的效果)
根据涉及本发明一个实施方式的电池组和电池模块，能够通过简单的结构来抑制电池单元的膨胀。
附图说明
图1为示出涉及一个实施方式的电池组的结构示例的分解立体图。
图2为示出涉及一个实施方式的电池组的结构示例的外观立体图。
图3A为电池单元的俯视图。
图3B为电池单元的侧视图。
图4为示出电池模块的结构示例的分解立体图。
图5A为示出组装电池模块的代表性的第一工序的示意图。
图5B为示出组装电池模块的代表性的第二工序的示意图。
图5C为示出组装电池模块的代表性的第三工序的示意图。
图5D为示出组装电池模块的代表性的第四工序的示意图。
图5E为示出组装电池模块的代表性的第五工序的示意图。
图5F为示出组装电池模块的代表性的第六工序的示意图。
图5G为示出组装电池模块的代表性的第七工序的示意图。
图5H为示出组装电池模块的代表性的第八工序的示意图。
图6为示出辅助设备模块的结构示例的分解立体图。
图7为示出电池模块和辅助设备模块的组装示例的立体图。
图8为示出上部盒的结构示例的分解立体图。
图9为示出电池模块被收容于下部盒的结构示例的立体图。
图10为图9的A-A剖面图。
图11为图10的虚线包围部的放大图。
图12为图2的B-B剖面图。
图13为示出图12的变形例的剖面图。
图14A为示出下部盒的凸部为偏移(offset)形的示例的剖面图。
图14B为示出下部盒的凸部为拱(camber)形的示例的剖面图。
图14C为示出下部盒的凸部为肋(rib)形的示例的剖面图。
图15A为示出束缚板的凸部为偏移(offset)形的示例的剖面图。
图15B为示出束缚板的凸部为拱形的示例的剖面图。
图15C为示出束缚板的凸部为肋形的示例的剖面图。
图16为示出电池单元的另一结构示例的俯视图。
具体实施方式
以下，将参照附图对一个实施方式进行说明。以下说明中的前后、左右、以及上下的方向以图中的箭头的方向为基准。在一个实施方式中，虽然将多个电池单元(cell)10的层叠方向为上下方向的情形作为一个示例进行了说明，但并不限定于此。多个电池单元10的层叠方向也可以是其他任意的方向。
图1为示出涉及一个实施方式的电池组1的结构示例的分解立体图。图2为示出涉及一个实施方式的电池组1的结构示例的外观立体图。
在一个实施方式中，可以将电池组1搭载于具备内燃机的车辆、或者搭载于可利用内燃机和电动机这两种动力来行驶的混合动力汽车等的车辆而使用。例如，电池组1可以搭载于车辆的坐席下。例如，电池组1可以搭载于车辆的中控台内。电池组1并不限定于用于车辆，也可用于其他用途。
如图1所示，电池组1具有电池模块100、辅助设备模块200、下部盒300、以及上部盒400。下部盒300和上部盒400通过例如螺钉固定等紧固结构或者通过借助于钩或者夹子(clip)等的嵌合结构等来卡合。由此，在电池组1的内部形成空间。下部盒300和上部盒400被统称为盒体(case)。电池模块100和辅助设备模块200位于由下部盒300和上部盒400所形成的空间内。电池模块100位于下部盒300侧。辅助设备模块200位于上部盒400侧。即，辅助设备模块200相对于电池模块100位于上侧。下部盒300和上部盒400可由例如金属材料所构成，但也可以由树脂材料所构成。
电池模块100具有束缚板60，束缚板60位于在上下方向上层叠的电池单元10的上方。束缚板60具有朝向电池单元10而向下方突出的凸部62。下部盒300具有位于下方的底面310。底面310具有朝向电池单元10的上方突出的凸部312。
如图2所示，在上部盒400中，电池组1具有正极输出端子410、负极输出端子420、连接器430、以及气体排出部440。正极输出端子410和负极输出端子420电连接于电池模块100所包含的电池单元10的电极片12(参照图3A和图3B)。连接器430电连接于辅助设备模块所包含200的继电器220(参照图6)等。气体排出部440将在盒体的内部由电池单元10产出的气体排出至电池组1的外部。
图3A和图3B为示出电池单元10单体的结构示例的图。图3A为电池单元10的俯视图。图3B为电池单元10的侧视图。
如图3A和图3B所示，电池单元10具有将电池单元10的电解液和单元(cell)电极等保持于内部的外装部件16以及分别位于电池单元10的前方侧和后方侧的成对的负极片12n和正极片12p。电池单元10的形状可以是整体呈平板状。利用外装部件16来将电解液和单元电极等保持于内部的部分也可以称为保持部18。外装部件16通过粘合、压接或者熔接来密封以防止电解液等的内容物的泄漏的部分也可以称为密封部19。密封部19的上下方向的厚度比保持部18的上下方向的厚度薄。
外装部件16可以包括层压膜(laminated film)。外装部件16的最外层可以包含用于确保电绝缘性的树脂材料。换言之，电池单元10可以在其表层具有绝缘性部件。外装部件16可以包含绝缘层。
电池单元10分别在前方侧和后方侧具有第一外部面11。电池单元10分别在左侧和右侧具有第二外部面13。第一外部面11和第二外部面13可以被构成为外装部件16的端部。电池单元10分别在保持部18的上方侧和下方侧具有第三外部面14。第三外部面14可以构成为外装部件16的最外层。第一外部面11、第二外部面13和第三外部面14分别延长的面彼此相交。
负极片12n和正极片12p可统称为电极片12。负极片12n和正极片12p可以分别从前方和后方的第一外部面11突出。负极片12n和正极片12p可以对换。负极片12n和正极片12p可以互相向相反的方向突出。负极片12n和正极片12p可以向相同的方向突出。在一个实施方式中，在沿前后方向配置一对正极片12p和负极片12n的状态下，使得电池单元10在上下方向上层叠。
电极片12可以从第一外部面11的中央部突出。电极片12可以大致平行于前后方向而突出。电极片12可以具有沿着突出方向的片侧面17。电极片12可以是平板状。
图4为示出电池模块100的结构示例的分解立体图。
如图4所示，电池模块100具有在上下方向上层叠的多个电池单元10。电池单元10的数量不限定于六个，也可以是五个以下，还可以是七个以上。层叠的电池单元10可以通过位于电池单元10之间的粘合层15而被粘合。电池模块100在层叠的电池单元10之间具有散热板70。散热板70可以通过粘合层15而粘合于电池单元10。
在层叠的多个电池单元10中，散热板70隔着每多个电池单元10被夹在电池单元10之间。更具体地，可在层叠的两个电池单元10的上方层叠一个散热板70a。在其上可再层叠两个电池单元10。在其上可再层叠一个散热板70b。在其上可再层叠两个电池单元10。
散热板70具有与由电池单元10产生的热量相对应的规定的板厚。由此，可确保与从电池单元10接受的热量相对应的散热板70的热容量。散热板70可由导热性好的金属等材料所构成，以提高电池单元10的散热性。此时，散热板70通过任意的方法来与电池单元10电绝缘。例如，散热板70可以通过构成电池单元10表层的绝缘层来绝缘。例如，散热板70可以通过另行配置于电池单元10与散热板70之间的绝缘片50来绝缘。例如，散热板70可以通过构成散热板70表层的绝缘层来绝缘。此时，散热板70例如可由在表面附加了电绝缘材料的金属材料所构成。
粘合层15可以被设置于电池单元10的第三外部面14。粘合层15可设置于电池单元10的上下两个第三外部面14中的一个。粘合层15可以包含胶粘剂(adhesive)或者双面胶带、热熔胶等粘合剂。粘合层15，例如，可以通过在各个电池单元10的第三外部面14涂布胶粘剂的方法或者其他各种方法来形成。位于各构成部件之间的粘合层15的数量不限于图4例示出的两个，也可以是一个，还可以是三个以上。粘合层15的形状并不限定于图4例示出的矩形，也可以是其他各种形状。
电池模块100还具有第一单元盒20和第二单元盒30。由第一单元盒20和第二单元盒30所组成的结构统称为单元盒。第一单元盒20和第二单元盒30分别位于层叠的电池单元10的左侧和右侧。第一单元盒20和第二单元盒30在互相卡合的状态下，将层叠的电池单元10收容于内部。更具体地，单元盒在内部支撑被层叠的电池单元10，并排列电极片12。第一单元盒20和第二单元盒30分别具有从侧面向内侧突出的隔板23和33。隔板23和33在第一单元盒20和第二单元盒30卡合的状态下，位于各电池单元10的密封部19之间。
从上方观察时，第一单元盒20的形状为大致矩形的框状，且是右侧的边开口的形状。换言之，第一单元盒20的形状为右侧的边开放的大致“コ”字状。从上方观察时，第二单元盒30的形状为大致矩形的框状，且是左侧的边开放的形状。换言之，第二单元盒30的形状为左侧的边开口的大致“コ”字状。第一单元盒20和第二单元盒30通过在各自的开放侧彼此卡合，而成为从上方观察时为矩形的框状的结构。也可以说，从上方观察时，第一单元盒20和第二单元盒30彼此卡合的结构的形状大致为“口”字状。单元盒将层叠的电池单元10收容于框状的结构中。从上方观察时相当于框的内侧的部分在第一单元盒20和第二单元盒30中分别作为开口部22和开口部32。第一单元盒20在电池单元10的层叠方向的两端分别具有开口部22。第二单元盒30在电池单元10的层叠方向的两端分别具有开口部32。
第一单元盒20和第二单元盒30例如可以通过在其中一个上设置的卡合钩而与在另一个上设置的卡合孔来彼此卡合。第一单元盒20和第二单元盒30例如可以各自具有从任意的面突出的卡合部，突出的卡合部利用夹子等弹性部件而被夹持，由此第一单元盒20与第二单元盒30卡合。第一单元盒20和第二单元盒30例如可以通过螺钉固定等各种紧固结构来卡合。第一单元盒20和第二单元盒30可以通过各种方法来卡合，而不限定于这些示例。由此，电池组1的组装可以变得更容易。其结果，可以提高产品的可靠性。
第一单元盒20和第二单元盒30可以包含具有较高刚性的材料。第一单元盒20和第二单元盒30例如可以由在表面附加了PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PolyethyleneTerephthalate)树脂等电绝缘材料的金属材料或者树脂材料等所构成。
第二单元盒30分别在前后方向具有狭缝34。在电池单元10被收容于单元盒的状态下，电池单元10的电极片12贯通狭缝34，并突出至单元盒的外部。狭缝34的数量与电池单元10的数量相对应。
电池模块100还具有电连接于从单元盒突出至外部的电极片12的片间汇流条40、总正汇流条41、以及总负汇流条42。片间汇流条40、总正汇流条41和总负汇流条42统称为汇流条(bus bar)。
汇流条可由具有导电性的材料所构成。例如，汇流条可由金属材料或者附加了导电性材料的树脂材料所构成。金属材料例如可包括铝或者铜等。可以以在根据构成电极片12的材料来确保熔接性的方式，来确定构成汇流条的材料。在汇流条的表面可以施加用于吸收将汇流条和电极片12进行接合的激光熔接的激光的镀层。
电池单元10以正极片12p和负极片12n相互交替的方式层叠。即，在一个电池单元10的正极片12p和负极片12n各自朝向前方或者后方的情况下，与该电池单元10相邻而层叠的电池单元10的正极片12p和负极片12n各自朝向后方和前方。
片间汇流条40将一个电池单元10的正极片12p和与该电池单元10相邻而层叠的电池单元10的负极片12n电连接。由此，层叠的电池单元10以串联的方式电连接。在电池单元10串联的情况下，位于上端或者下端的电池单元10的正极片12p处于不与任意一个电池单元10相连接的状态。在一个实施方式中，使得位于上端的电池单元10的正极片12p处于不与任意一个电池单元10相连接的状态。总正汇流条41与位于上端的电池单元10的正极片12p相连接。此时，位于下端的电池单元10的负极片12n处于不与任意一个电池单元10相连接的状态。总负汇流条42与位于下端的电池单元10的负极片12n相连接。由此，产生于总正汇流条41与总负汇流条42之间的电位差作为以串联的方式电连接的电池单元10的总电压而输出。
电池组1还具有电压检测部。电压检测部可以经由汇流条而电连接于电极片12，对各个电池单元10的端子电压进行检测。
电池模块100还具有束缚板60，其从上侧束缚在上下方向上层叠的电池单元10。束缚板60通过束缚板紧固部件64而紧固连结于设置在第一单元盒20和第二单元盒30的紧固部66。图4的虚线示出束缚板紧固部件64和紧固部66的对应关系的一个示例。
束缚板60可以包含具有较高刚性的材料而构成。束缚板60例如可以仅由金属材料所构成。束缚板60的构成材料并不限定于此，也可以是树脂材料，还可以是在表面附加了PET树脂等电绝缘材料的金属材料。束缚板60的形状可以是大致平板状。束缚板60具有凸部62。束缚板60的凸部62穿过单元盒的开口部22和32而向电池单元10的上部面施加压力。由此，层叠的电池单元10被束缚。因此，可以容易地处理电池模块100。束缚板60穿过单元盒的开口部22和32而向电池单元10施加压力，因此向电池单元10施加的压力不易施加到单元盒。其结果，单元盒不易劣化或者受到损伤。
关于电池模块100，可以在上下方向上层叠的电池单元10与束缚板60之间具有绝缘片50。即，束缚板60可以隔着绝缘片50而与电池单元10层叠。绝缘片50可以利用粘合层15而粘合于电池单元10。绝缘片50可以抵接于层叠的电池单元10中位于上端的电池单元10的上部面。绝缘片50可以抵接于层叠的电池单元10中位于下端的电池单元10的下部面。绝缘片50可以包含聚乙烯(PE：polyethylene)或者聚丙烯(PP：polypropylene)树脂等电绝缘材料。绝缘片50的形状可以是大致平板状，但并不限于此。绝缘片50可以通过粘合层15而粘合于束缚板60。通过设置绝缘片50，可以提高电池单元10的上部面与束缚板60之间的电绝缘性。束缚板60可以不隔着绝缘片50而通过粘合层15来粘合于电池单元10。束缚板60在不隔着绝缘片50而粘合于电池单元10的情况下，电池单元10的外装部件16可以在其表层等具备绝缘性部件的层。位于束缚板60与电池单元10之间的绝缘片50或者绝缘性部件的层也可以称为第一绝缘层。电池模块100在束缚板60与电池单元10之间具有第一绝缘层，由此，可以提高束缚板60与电池单元10之间的电绝缘性。
第一单元盒20可以在左方的侧面具有侧面开口部25。第二单元盒30可以在右方的侧面具有侧面开口部35。在电池模块100具有散热板70的情况下，从散热板70向左右方向突出的部分可以穿过侧面开口部25和35而突出于单元盒的外侧。
图5A～图5H为分别示出组装电池模块100的代表性的第一工序～第八工序的示意图。电池模块100可以按照图5A～图5H例示出的顺序来进行组装。
在图5A示出的工序中，为了对电池模块100进行组装，需要使用夹具90。夹具90被构成为能够使载置于其上的电池单元10或者散热板70等对齐。
在图5B示出的工序中，电池单元10被载置于夹具90上。夹具90可以具有与电池单元10的第一外部面11和第二外部面13的形状相对应的内面，使得电池单元10在位置对齐的状态下被载置。夹具90可以具有与从电池单元10的第一外部面11的中央部突出的电极片12相对应的形状。可以在电池单元10的上部面或者下部面设置粘合层15。
在图5C示出的工序中，散热板70被载置于夹具90上。夹具90可以具有凸台92和台阶，以便能够以位置对齐的状态载置散热板70等。散热板70可以在端部具有在电池模块100被紧固连结于下部盒300时使用的突起部和孔72。可以通过突起部抵接于夹具90的台阶且向孔72嵌入夹具90的凸台92来实现散热板70的位置对齐。
在图5D示出的工序中，可以进一步地在层叠的电池单元10的上部面载置绝缘片50。也可以在绝缘片50的上部面设置粘合层15。
在图5E示出的工序中，至少对于层叠了电池单元10的结构，可插入第二单元盒30。此时，第二单元盒30的隔板33可插入层叠的电池单元10的密封部19之间。电池单元10之间或者电池单元10与其他结构通过粘合层15而粘合，因此即使层叠了电池单元10的结构处于从夹具90取出的状态，也可以维持位置对齐的状态。
在图5F示出的工序中，对于层叠了电池单元10的结构，可从第二单元盒30的相反侧插入第一单元盒20。此时，第一单元盒20的隔板23插入层叠的电池单元10的密封部19之间。电池单元10的电极片12从第二单元盒30的狭缝34突出于外部。
在图5G示出的工序中，片间汇流条40、总正汇流条41和总负汇流条42电连接于电极片12。汇流条和电极片12例如可通过熔接或者焊接等来电连接。在相邻的电池单元10的正极片12p和负极片12n通过熔接而与片间汇流条40相接合得情况下，电池单元10可以通过维持位置对齐的状态来进行高精度的接合。
更进一步地，对于层叠有电池单元10的结构收容于单元盒的结构，从上面安装束缚板60。束缚板60的凸部62穿过单元盒的开口部22和32而抵接于层叠了电池单元10的结构的上部面。束缚板60可以通过粘合层15而粘合于层叠了电池单元10的结构。
在图5H示出的工序中，束缚板60可以通过束缚板紧固部件64而紧固连结于单元盒。通过将束缚板60而紧固连结于单元盒而完成电池模块100的组装。
如图5H所示，在组装的电池模块100中，沿着单元盒的同一侧面而配置散热板70和单元盒各自的相对于下部盒300的固定点。更具体地，分别沿着单元盒的左右两侧面并在大致同一面上配置散热板70a的一对孔72a、散热板70b的一对孔72b、以及单元盒的一对紧固部110。
在下部盒300的内部，分别沿着单元盒的左右两侧面，在位于开口350(参照图1)的相反侧的另一散热板70a的固定点的外侧配置位于开口350侧的散热板70b的固定点，所述开口350形成于下部盒300。在下部盒300的内部，在散热板70的固定点的外侧配置单元盒的固定点。更具体地，沿前后方向，在散热板70a的一对孔72a的外侧，分别配置散热板70b的一对孔72b，所述散热板70a配置于下侧，所述散热板70b配置于上侧。沿前后方向，在散热板70b的一对孔72b的外侧，分别配置单元盒的一对紧固部110，所述散热板70b配置于上侧。
在按照图5A～图5H例示出的工序来组装电池模块100的情况下，可以提高相邻的被层叠的电池单元10的电极片12之间的定位精度。结果，可以在高精度且容易地接合电极片12和汇流条的同时，提高电池组1的可靠性。
电池单元10、散热板70、绝缘片50或者束缚板60等层叠的各个部件通过粘合层15而粘合，由此，可以提高电池模块100受到振动或者冲击等时的耐久性。例如，在具有电池模块100的电池组1搭载于车辆的情况下，可以减小由车辆行驶时的振动或者冲击等所造成的电池模块100的各个部件的相对位移。由于电池模块100的各个部件被接合，因此即使在受到振动或者冲击等时，各个部件也不易破损。
第一单元盒20和第二单元盒30分别具有位于电池单元10的密封部19之间的隔板23和33，因此电池单元10易于彼此绝缘。例如，即使在电池单元10随着时间的推移而劣化并变形情况下，相邻的被层叠的电池单元10之间也不会轻易地相互接触。
单元盒由表面附加了电绝缘材料的金属材料、或者树脂材料等所构成，由此，位于电池组1的内部的电气元件等和电池单元10可以互相电绝缘。
此外，即使在电池组1的下部盒300和上部盒400为金属制的情况下，也能够确保电池单元10与位于电池组1的外部的电气元件等的绝缘。此外，若下部盒300、上部盒400由树脂材料所构成，则即使单元盒由金属材料所构成，也能够确保电池单元10与位于电池组1的外部的电气元件等的绝缘。
图6为示出辅助设备模块200的结构示例的分解立体图。
如图6所示，辅助设备模块200具有辅助设备台座210、继电器220、电流传感器230、保险丝240和基板260。电流传感器230在其端子具有紧固孔231，并通过紧固部件252而紧固连结于辅助设备台座210的紧固部212。电流传感器230的一端的紧固孔231和与继电器220电连接的铜汇流条250的紧固孔251连结在一起。继电器220在其端子具有紧固孔221，并通过紧固部件252而紧固连结于辅助设备台座210的紧固部212。继电器220的一端的紧固孔221和与电流传感器230电连接的铜汇流条250的紧固孔251连结在一起。继电器220的另一端的紧固孔221和与保险丝240电连接的铜汇流条250的紧固孔251连结在一起。保险丝240在其端子具有紧固孔241，并通过紧固部件252而紧固连结于辅助设备台座210的紧固部212。保险丝240的一端的紧固孔241和与继电器220电连接的铜汇流条250的紧固孔251连结在一起。基板260在例如四个角落具有紧固孔261，并通过紧固部件262而紧固连结于辅助设备台座210的紧固部214。辅助设备台座210具有紧固孔216。辅助设备模块200在与电池模块100一同被收容于下部盒300时，模块紧固部件270(参照图7)贯通紧固孔216，由此，辅助设备模块200紧固连结于下部盒300的紧固部340(参照图1)。
图7为示出电池模块100和辅助设备模块200的组装示例的立体图。
如图7所示，辅助设备模块200的辅助设备台座210通过模块紧固部件270而紧固连结于第一单元盒20和第二单元盒30。模块紧固部件270可以将辅助设备模块200和电池模块100一同紧固连结于下部盒300的紧固部340(参照图1)。电流传感器230在与电连接于继电器220的一侧不同的端子处电连接于与总正汇流条41电连接的铜汇流条250。
电池组1还具有正极输出端子410和负极输出端子420。保险丝240在与电连接于继电器220的一侧不同的端子处电连接于与正极输出端子410电连接的正极输出端子汇流条412。即，正极输出端子410经由串联的保险丝240、继电器220和电流传感器230来与总正汇流条41电连接。负极输出端子420经由负极输出端子汇流条422来与总负汇流条42电连接。正极输出端子410可以通过在紧固孔414的螺钉固定等而紧固连结于下部盒300的紧固部330(参照图1)。负极输出端子420可以通过在紧固孔424的螺钉固定等而紧固连结于下部盒300。
电池组1还可以具有覆盖片间汇流条40、总正汇流条41、以及总负汇流条42的汇流条盖80。汇流条盖80覆盖汇流条，由此，即使在电池组1受到碰撞等冲击而变形、受到损伤时，也可以确保汇流条与下部盒300之间的电绝缘性，因此可以进一步提高电池组1的可靠性。
继电器220作为将电池单元10与正极输出端子410之间连接或者断开的开关元件而发挥作用。
电流传感器230检测从电池单元10流向正极输出端子410的电流的大小。电流传感器230可以将检测出的电流的大小输出到基板260。
保险丝240可以包括保险丝本体、收容并保持保险丝本体的由绝缘树脂制成的外壳和覆盖外壳的由绝缘树脂制成的盖子。保险丝240会因过电流的流过而熔断。
基板260可以具有BMS(电池管理系统，Battery Management System)。BMS也可以称为电池控制器。BMS可以被构成为至少包含一个处理器。BMS以能够通信的方式连接于电流传感器230，并可以从电流传感器230取得电流的检测结果。BMS以能够通信的方式连接于继电器220，并可以输出控制继电器220开闭的信息。BMS与片间汇流条40电连接，并可以对片间汇流条40的电位进行检测。BMS以能够通信的方式连接于对片间汇流条40的电位进行检测的传感器，并可以取得片间汇流条40的电位的检测结果。BMS可以通过连接器430(参照图8)来将关于电池单元10的信息输出到外部。
辅助设备模块200与电池模块100一同被收容于下部盒300时，模块紧固部件270贯通紧固孔216和紧固部110，由此，辅助设备模块200被紧固连结于下部盒300的紧固部340(参照图1)。此时，单元盒的固定点、更具体地、模块紧固部件270与紧固部340的固定点在电池单元10的层叠方向上配置于单元盒的中央附近。
从单元盒突出的散热板70被固定于下部盒30。更具体地，散热板紧固部件280a贯通散热板70a的一对孔72a，由此，紧固连结于下部盒300的紧固部360a(参照图1)。同样地，散热板紧固部件280b贯通散热板70b的一对孔72b，由此，紧固连结于下部盒300的紧固部360b(参照图1)。散热板70的与下部盒300的固定方法并不限定于使用螺钉等紧固部件的紧固连结。固定方法也可以是使用胶粘剂的方法，还可以是使用熔接的方法，或者可以是上述方法的任意组合。散热板70也可以隔着散热剂而固定于下部盒300。散热剂例如为包含润滑脂或者胶粘剂等液态或弹性体的密封剂等。
当电池模块100与辅助设备模块200一同被收容于下部盒300时，从散热板70开始而被顺序地固定于下部盒300，所述散热板70相对于下部盒300的开口350(参照图1)位于相反侧。而后，单元盒固定于下部盒300。即，以散热板70a、散热板70b和单元盒的顺序而各自固定于下部盒300。
图8为示出上部盒400的结构示例的分解立体图。
如图8所示，上部盒400具有连接器430和气体排出部440。连接器430以能够通信的方式连接于辅助设备模块200的基板260。连接器430可以与例如搭载了电池组1的车辆的ECU(电控单元，Electric Control Unit)等外部电路相连接。
上部盒400具有可与下部盒300的紧固部320(参照图9)紧固连结的紧固部450。下部盒300的紧固部320和上部盒400的紧固部450可以通过螺钉等来紧固连结，也可以通过夹子等弹性部件来紧固连结。上部盒400与下部盒300紧固连结而构成的盒体可以通过包围电池模块100来保护电池模块100。
电池单元10可能由于重复充放电而发生随时间的劣化。伴随着电池单元10的随时间的劣化，在电池单元10的内部，由于电解液的分解或者挥发等，可能会产生气体。若电池单元10的内部的气体的压力超过规定值，则气体可能会从电池单元10的密封部19的一部分释放到外部。从电池单元10的内部放出的气体可能会滞留在被下部盒300和上部盒400所包围的电池组1的内部空间。滞留在电池组1的内部空间的气体可以通过上部盒400的气体排出部440而被排出到电池组1的外部。气体排出部440设置于上部盒400的上部面，但并不限于此，也可以设置于上部盒400的侧面，还可以设置于下部盒300的底面310(参照图10)或者侧面380(参照图13)。
气体排出部440具有气体盖442和通气装置(breather)444。气体盖442可以覆盖通气装置444，据此来保护通气装置444免受来自外部的冲击等。通气装置444在气体的排出通路具有内压调整膜，所述内压调整膜在具有通气性的同时，还具有防水性和防尘性。由于气体排出部440具有通气装置444，因此在滞留于电池组1的内部的空间的气体被排出到电池组1的外部的同时，水或者尘埃等也不易从电池组1的外部进入电池组1的内部。结果，可以提高电池组1的可靠性。
图9为示出电池模块100收容于下部盒300的结构示例的立体图。
如图9所示，电池模块100在收容于下部盒300的状态下，紧固连结于下部盒300的紧固部340(参照图1)。在辅助设备模块200搭载于电池模块100的上部的情况下，辅助设备台座210和单元盒通过模块紧固部件270(参照图7)而一同紧固连结于下部盒30的紧固部340。
图10为图9的A-A剖面图。图11为图10的虚线包围部分的放大图。
如图10和图11所示，下部盒300在下方侧具有底面310。在电池模块100收容于下部盒300的状态下，分别从位于下方的底面310和位于上方的束缚板60向层叠的电池单元10施加压力。换言之，下部盒300的底面310从与束缚板60向电池单元10施加压力的一侧相反的一侧向电池单元10的施加压力。也可以说，层叠的电池单元10夹在底面310与束缚板60之间。由于层叠的电池单元10被夹持，因此能够以稳定的状态收容于下部盒300。由于下部盒300的底面310具有从下侧向电池单元10施加压力的功能，因此可以省略仅用于从下侧向电池单元10施加压力的部件。结果，可以在减小电池组1的尺寸、减轻其重量、降低其成本的同时，提高电池单元10的保持结构的可靠性。
底面310可以隔着绝缘片50而抵接于电池单元10的下方的面。绝缘片50可以利用粘合层15而粘合于底面310。通过设置绝缘片50，可以提高电池单元10的下部面与下部盒300的底面310之间的电绝缘性。底面310可以利用粘合层15而粘合于电池单元10，而不隔着绝缘片50。底面310在不隔着绝缘片50的状态下粘合于电池单元10的情况下，电池单元10的外装部件16可以在其表层等具备绝缘性部件的层。位于底面310与电池单元10之间的绝缘片50或者绝缘性部件的层也可以称为第二绝缘层。电池模块100在底面310与电池单元10之间可具有第二绝缘层，由此，可提高电池单元10与下部盒300之间的电绝缘性。
底面310具有向上方突出的凸部312。凸部312可以穿过单元盒所具有的开口部22和32而抵接于包括电池单元10的下方的面的中央在内的规定范围。位于电池模块100上方的束缚板60的凸部62可以穿过单元盒所具有的开口部22和32而抵接于包括电池单元10的上方的面的中央在内的规定范围。凸部62可以隔着绝缘片50等其他结构而抵接于电池单元10的上方的面。在电池模块100收容于下部盒300的状态下，层叠的电池单元10被夹在位于下方的凸部312与位于上方的凸部62之间。由于从上下两侧夹持了层叠的电池单元10，因此可以将其牢固地束缚。层叠的电池单元10在上方和下方的面各自的包含中央在内的规定范围中，通过凸部62和凸部312而被施加压力。电池单元10在保持部18的上部面和下部面中的比密封部19的周边的部分更靠中央的部分中，可以被施加更大的压力。
电池单元10可能由于重复充放电而随时间的劣化。伴随着电池单元10的随时间的劣化，在电池单元10的内部，由于电解液的分解或者挥发等，可能会产生气体。在电池单元10的内部产生的气体可以使电池单元10膨胀。层叠的电池单元10因由束缚板60的凸部62和底面310的凸部312从上下部面施加的压力而变得不易向电池单元10所层叠的方向膨胀。
图12为图2的B-B剖面图。参照图12，对从层叠体的散热的情况进行说明，所述层叠体包括层叠的多个电池单元10。在图12中，省略将散热板70紧固连结于紧固部360a的散热板紧固部件280a的图示。
由与散热板70相邻的电池单元10产生的热通过散热板70而传递到左右方向的外侧。结果，热传导到散热板70与下部盒300的固定点，并经由该固定点而散逸到下部盒300。从位于层叠体的最上部的电池单元10所产生的热经由束缚板60而释放至盒体的内部。从束缚板60向盒体的内部释放的热发生对流而主要散逸到上部盒400。从位于层叠体的最下部的电池单元10所产生的热在下部盒300的凸部312散逸到下部盒300。通过以上的过程而散逸至盒体的热被进一步释放至外部。例如，在诸如盒体由金属材料或者与金属材料一体成型的树脂材料所构成的情况下，可以更高效地进行上述那样的从盒体的散热。
根据涉及上述那样的一个实施方式的电池模块100，可以更高效地进行从层叠的电池单元10的散热。更具体地，散热板70固定于下部盒300，由此，从电池单元10产生的热经由散热板70的固定点而散逸到下部盒300。如上述那样，在收容了电池模块100的电池组1中，盒体成为了最终的散热部，因此不再需要用于实现散热功能的额外的部件。因此，可抑制电池组1的大型化。
通过使散热板70与电池单元10彼此电绝缘，从而提高绝缘性。结果，提高了电池模块100和电池组1的作为产品的可靠性。
利用借助于螺钉的紧固连结、胶粘剂、以及熔接中的至少一个来将散热板70固定于下部盒300，从而提高散热板70与下部盒300的固定点的导热性。结果，可更高效地进行了从层叠的电池单元10的散热。
通过隔着散热剂将散热板70固定于下部盒300，进一步提高散热板70与下部盒300的固定点的导热性。结果，可更高效地进行从层叠的电池单元10的散热。
通过将单元盒的固定点配置于单元盒的中央附近，可在更靠近电池模块100整体的重心的位置固定电池模块100。由此，改善电池模块100的相对于下部盒300的固定平衡。因此，即使在诸如具有电池模块100的电池组1搭载于车辆之类的情况下，也可以提高对于车辆行使时的振动或者冲击等的耐久性。
可沿单元盒的同一侧面来配置散热板70和单元盒各自的相对于下部盒300的固定点，由此可改善布局，使电池组1小型化。由于各固定点相互接近，因此将散热板70和单元盒固定于下部盒300的工作变得容易。结果，可以提高与电池组1的组装相关的操作性。
可沿前后方向以从内侧到外侧的顺序配置并依次固定散热板70a的一对孔72a、散热板70b的一对孔72b、以及单元盒的一对紧固部110，由此可均匀地向各个电池单元10施加压力。更具体地，相比于一次性固定包含多个电池单元10的层叠体整体的情况，通过从位于与开口350相比位于相反侧的散热板70a开始顺序地将其固定于下部盒300，会使向各电池单元10施加的压力更均匀。最终，通过被配置于电池模块100的上部面的束缚板60，各个电池单元10被均匀地施加压力并被固定。由于施加压力所导致的电池单元10的位移量小，因此可抑制施加于固定点的力学负荷。结果，使得孔72a和72b以及紧固部110的小型化成为可能，并可使电池组1小型化。此外，同时还可抑制固定时各个电池单元10的位置起伏变化，因此提高电池模块100的可靠性。
散热板70按每多个电池单元10而夹在电池单元10之间，由此可减少部件数量，使得电池组1实现小型化、轻量化、低成本化。结果，提高了电池组1的生产率。
束缚板60和底面310穿过单元盒的开口部22和32而向层叠的电池单元10施加压力。即，单元盒不会由束缚板60和底面310直接施加压力。由于单元盒没有被施加压力，因此单元盒不易弯曲。结果，单元盒不易破损。
束缚板60可由金属材料所构成，由此，可以提高束缚板60的刚性。结果，电池单元10不易在电池单元10层叠的方向膨胀，同时，可以限制电池单元10的上下方向的位置。束缚板60包含树脂材料或者附加了电绝缘材料的金属材料，由此可提高电绝缘性。在束缚板60由树脂材料所构成的情况下，可以在使得电池组1小型化的同时，低成本地制造。
通过在保持部18的上部面和下部面的中央附近向电池单元10施加压力，可以使在电池单元10的内部产生的气体汇集到靠近密封部19的周边的部分。在电池单元10的内部产生的气体的压力超过规定值的情况下，气体可以从密封部19排出至电池单元10的外部。由于气体被汇集到靠近密封部19的周边的部分，因此气体易于排出至电池单元10的外部。即，通过在保持部18的上部面和下部面的中央附近向电池单元10施加压力，可以使得气体变得容易被排出至电池单元10的外部。结果，可以提高电池单元10的可靠性。
电池模块100具有绝缘片50，由此，可以确保束缚板60与内部的电池单元10之间的电绝缘。
电池单元10的正极片12p和负极片12n沿前后方向而向彼此相反的方向突出，由此，可以提高单元盒的对称性。由此，可以形成平衡性好的单元盒。
如图13所示，散热板70可以具有弯曲的端部74。弯曲的端部74可以抵接于下部盒300的侧面380。由此，即使在没有用于将散热板70紧固连结于下部盒300的空间的情况下，也可以从散热板70向下部盒300散热。
如图14A、图14B和图14C所示，下部盒300的底面310的凸部312的截面形状可以是各种形状。凸部312的截面形状并不限定于图14A、图14B和图14C例示出的形状，也可以是其他各种形状。如图14A所示，凸部312的截面形状可以是面的一部分均匀(一致)地向上方突出的偏移(offset)形。通过使面的一部分均匀地突出，凸部312可以向电池单元10的下部面的整体施加压力。此外，可以适当地确定凸部312的形状，以便对施加于电池单元10的力进行控制。
如图14B所示，凸部312的截面形状可以是从周围到中央向上方的突出量渐渐增大的拱形(弧形，camber)。在拱形中，中央的突出量最大。由于中央的突出量比周围的突出量大，因此凸部312易于向电池单元10的下部面的中央附近施加压力。此外，由于从周围到中央向上方的突出量渐渐增大，因此易于对施加到电池单元10的压力的大小进行控制。由此，在电池单元10的内部产生的气体不易滞留在电池单元10的中央，而易于向电池单元10的周边移动。由于在电池单元10的内部，气体向周边移动，因此可以抑制电池单元10的内阻的增加。即，由于在电池单元10的内部，气体向周边移动，因此不易在设置于电池单元10的内部的单元电极间存在气体，因此可以发挥稳定的充放电性能。
如图14C所示，凸部312的截面形状可以是包括向上方突出的多个肋314的形状。凸部312包括肋314的形状也可以称为肋形。由于凸部312包括多个肋314，因此可以提高凸部312的刚性。通过提高凸部312的刚性，底面310变得即使向电池单元10的下部面施加压力也不易变形，可以稳定地对电池单元10的下部面的整体施加压力。
如图15A、图15B和图15C所示，束缚板60的凸部62的截面形状可以是各种形状。凸部62的截面形状并不限定于图15A、图15B和图15C例示出的形状，也可以是其他各种形状。如图15A所示，凸部62的截面形状可以是偏移形。如图15B所示，凸部62的截面形状可以是拱形。如图15C所示，凸部62的截面形状可以是包括向下方突出的多个肋63的形状。凸部62的截面形状为各形状时的优点与底面310的凸部312为各形状时的优点相同或者类似。
虽然说明了电池单元10的正极片12p和负极片12n沿前后方向而向彼此相反的方向突出，但并不限定于此。如图16所示，正极片12p和负极片12n可以形成于同一面上。此时，正极片12p和负极片12n可以以分别彼此相邻的配置方式从第一外部面11向前方突出设置。第一单元盒20和第二单元盒30可以具有能够将图16例示出的电池单元10在层叠的状态下加以收容的任意的结构。多个电池单元10可以层叠为使得相邻的电池单元10彼此的正极片12p和负极片12n的左右方向位置相互交替。
在正极片12p和负极片12n形成于同一面上的情况下，第二单元盒30的用于使电极片12贯通的狭缝34可以集中地形成于一方的外部面，例如前部面等。由于电极片12在一个面上突出，因此可以减少电池模块100的组装工时。结果，可以提高电池组1的生产率。此外，由于电极片12仅在一个外部面上突出，因此可以使得相反侧的外部面近乎平坦。由此，电池模块100的前后方向的长度可以缩短，缩短量为正极片12p或者负极片12n突出于单元盒的长度。结果，可以在整体上减小电池组1的尺寸。
电池组1可以仅在第一单元盒20和第二单元盒30的上下方向的一端设置绝缘片50和束缚板60。由此，可以减少电池组1的部件数量。结果，可以提高电池组1的生产率。
对于本领域的技术人员显而易见的是，能够不脱离本发明的精神或本质特征而通过除上述实施方式之外的其他规定方式来实现本发明。因此，以上的描述仅为示例，并不限定于此。发明的范围由附加的权利要求所定义，而非由以上的描述所定义。所有变更中与本发明等同的范围内的各种变更均落入本发明的范围内。
例如，上述各结构部件的形状、配置、以及个数等并不限定于上述的说明和附图中的图示内容。只要能实现各结构部件的功能，则可以任意地构成其形状、配置和个数等。
例如，电池模块100的组装方法并不限定于上述方法。电池模块100的组装方法只要是能够发挥其功能的组装方法即可。例如，上述电池模块100的组装方法中的各工序可以通过逻辑上不矛盾的方式重新配置，可以将多个工序组合成一个或者进行分割。
第一单元盒20和第二单元盒30的卡合方向并不限定于左右方向。第一单元盒20和第二单元盒30可以沿任意的方向卡合，只要能够发挥其功能即可。
还可以在电池模块100的下部面侧也配置束缚板60。由此，由于电池单元10从上下两方向被刚性高的束缚板60夹持，因此进一步提高了保持施加压力的能力。
(附图标记的说明)
1：电池组；10：电池单元；11：第一外部面；
12(12p、12n)：电极片(正极片、负极片)；13：第二外部面；14：第三外部面；
15：粘合层；16：外装部件；17：片侧面；18：保持部；19：密封部；
20：第一单元盒；22：开口部；23：隔板；25：侧面开口部；30：第二单元盒；
32：开口部；33：隔板；34：狭缝；35：侧面开口部；40：片间汇流条；
41：总正汇流条；42：总负汇流条；50：绝缘片；60：束缚板；62：凸部；
64：束缚板紧固部件；66：紧固部；70、70a、70b：散热板；
72、72a、72b：孔；74：端部；80：汇流条盖；90：夹具；92：凸台；
100：电池模块；110：紧固部；200：辅助设备模块；210：辅助设备台座；
212、214：紧固部；216：紧固孔；220：继电器；221：紧固孔；
230：电流传感器；231：紧固孔；240：保险丝；241：紧固孔；
250：铜汇流条；251：紧固孔；252：紧固部件；260：基板；
261：紧固孔；262：紧固部件；270：模块紧固部件；
280a、280b：散热板紧固部件；300：下部盒(壳体)；310：底面；
312：凸部；320、330、340、360a、360b：紧固部；350：开口；
380：侧面；400：上部盒；410：正极输出端子；412：正极输出端子汇流条；
414：紧固孔；420：负极输出端子；422：负极输出端子汇流条；
424：紧固孔；430：连接器；440：气体排出部；442：气体盖；
444：通气装置；450：紧固部。

Claims (18)

1.一种电池组，包括：
沿规定方向层叠的多个电池单元；
单元盒，其收容所述电池单元；
束缚板，其安装于所述单元盒；以及
盒体，其收容所述单元盒，
所述单元盒在所述规定方向的两端分别具有开口部，
所述束缚板从所述规定方向的一端侧穿过所述开口部而向所述电池单元施加压力，
所述盒体具有底面，
所述盒体的底面从与所述束缚板向所述电池单元施加压力的一侧相反的一侧经由所述开口部而向所述电池单元施加压力。
2.根据权利要求1所述的电池组，还包括：
第一绝缘层，其位于所述束缚板与所述电池单元之间。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，还包括：
第二绝缘层，其位于所述盒体的底面与所述电池单元之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其中，
所述盒体的底面的向所述电池单元施加压力的部分的形状包括拱形、面的一部分均匀地向上方突出的偏移形和肋形中的至少一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组，其中，
所述盒体由金属和树脂中的至少一种材料所构成。
6.根据权利要求2所述的电池组，其中，
所述第一绝缘层是所述电池单元在表层所具有的绝缘性部件。
7.根据权利要求3所述的电池组，其中，
所述第二绝缘层是所述电池单元在表层所具有的绝缘性部件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池组，其中，
所述束缚板的向所述电池单元施加压力的部分的形状包括拱形、面的一部分均匀地向上方突出的偏移形和肋形中的至少一种。
9.一种电池模块，包括：
层叠的多个电池单元；
单元盒，其包围所述多个电池单元；
壳体，其用于支撑所述单元盒和所述多个电池单元；以及
散热板，在所述多个电池单元中，所述散热板插入于所述电池单元之间，
所述散热板具有从所述单元盒突出而紧固连结于所述壳体的紧固点，
所述散热板紧固连结于所述壳体，所述散热板与所述壳体夹持所述电池单元。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，
所述单元盒由树脂构成，
所述壳体由金属构成。
11.根据权利要求9或10所述的电池模块，其中，
所述壳体具有从底面突出并供所述紧固点抵接的紧固部。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电池模块，还包括：
束缚板，在所述多个电池单元中，所述束缚板覆盖层叠于最上端的电池单元，并紧固连结于所述单元盒。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的电池模块，其中，
所述散热板设置多个，
各个所述散热板插入于不同组的相邻的所述电池单元之间，
所述单元盒紧固连结于所述壳体，
相对于所述壳体的、所述散热板的紧固点和所述单元盒的紧固点沿所述单元盒的同一侧面配置。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中，
相对于所述壳体的所述单元盒的紧固点沿所述单元盒的同一侧面设置两处，
相对于所述壳体的多个所述散热板的紧固点配置于所述单元盒的两处紧固点的内侧。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的电池模块，其中，
所述散热板与所述电池单元电绝缘。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，
所述散热板利用构成所述电池单元的表层的绝缘层、进一步配置于所述电池单元与所述散热板之间的绝缘片和构成所述散热板的表层的绝缘层中的至少一个来与所述电池单元电绝缘。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的电池模块，其中，
所述散热板隔着散热剂而固定于所述壳体。
18.一种电池模块，包括：
层叠的多个电池单元；
单元盒，其在内部支撑所述多个电池单元；以及
散热板，在所述多个电池单元中，所述散热板夹在所述电池单元之间，
所述散热板从所述单元盒突出，并固定于收容所述单元盒的壳体，
所述单元盒的固定点在所述电池单元的层叠方向配置于所述单元盒的中央附近。
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