CN112993456B - 电池组以及使用了该电池组的电池模块 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电池组以及使用了该电池组的电池模块。该电池组被构成为，包括：多个电池单元，其被实施了防水措施，且沿着水平方向而排列，并将与排列方向正交的方向设为长边方向；多个树脂框，其分别被设置在相邻配置的所述电池单元之间，并且对该电池单元的长边方向的两个端部进行支承，并形成使所述电池单元的下表面露出的开口。

Description

电池组以及使用了该电池组的电池模块

技术领域

本发明涉及一种电池组以及使用了该电池组的电池模块。

背景技术

在日本特开2017-201587号公报中所记载的电池模块中，设置有构成电池组的一部分且对电池单元进行收纳的下表面壳体。该下表面壳体被设为能够分别收纳电池单元，并覆盖了该电池单元的外表面。此外，在下表面壳体上，局部地形成有让电池单元露出的露出部，通过该露出部而使外部冷却器或者制冷剂与电池单元接触，从而能够进行电池单元的冷却。

然而，在日本特开2017-201587号公报中，由于为了使电池单元冷却而需要外部冷却器或者制冷剂，因此电池组就变得复杂化。因此，在电池组的散热措施上，还有进一步改善的余地。

发明内容

本发明考虑上述事实，其目的在于，获得一种能够针对被实施了防水措施的多个电池单元而以简单的结构使之提高散热性能的电池组以及使用了该电池组的电池模块。

本公开的第一方式所涉及的电池组被构成为，包括：多个电池单元，其被实施了防水措施，且沿着水平方向而排列，并将与排列方向正交的方向设为长边方向；多个树脂框，其分别被设置在相邻配置的所述电池单元之间，并且对该电池单元的长边方向的两个端部进行支承，并形成使所述电池单元的下表面露出的开口。

本公开的第一方式所涉及的电池组以包括多个电池单元和多个树脂框的方式被构成。电池单元实施了防水措施，且沿着水平方向而排列，并将与排列方向正交的方向设为长边方向。

另一方面，树脂框分别被设置在相邻配置的电池单元之间，并且对电池单元的长边方向的两个端部进行支承，并形成使电池单元的下表面露出的开口。

即，在树脂框中，例如，该树脂框的下壁部由对电池单元的长边方向的两个端部进行支承的一对支承部构成，且支承部和支承部之间被设为开口。因此，在电池单元的下表面中，通过该开口而使电池单元的长边方向的两个端部以外的区域露出。

根据以上的内容，在本发明中，对于被实施了防水措施的电池单元而言，能够通过被形成在树脂框上的开口而从该电池单元的下表面侧对电池单元进行冷却。由此，能够获得实施防水措施并且以简单的结构而使散热性能提高的电池组。

本公开的第二方式所涉及的电池组为，在第一方式所涉及的电池组中，所述树脂框被构成为，包括：主体部，其为矩形板状，且被配置在相邻配置的所述电池单元之间；一对侧壁部，其被设置在所述主体部的长边方向的两端，且所述电池单元的长边方向的两端能够与其抵接；一对支承部，其从所述侧壁部的下端起沿着水平方向被弯曲，且能够与所述电池单元的长边方向的两个端部的下表面抵接并对该电池单元进行支承。

在本公开的第二方式所涉及的电池组中，树脂框以包括主体部、一对侧壁部和一对支承部的方式被构成。主体部呈矩形板状，且被配置在相邻配置的电池单元之间。一对侧壁部被设置在主体部的长边方向的两端，且被设为电池单元的长边方向的两端能够与其抵接。

此外，一对支承部从侧壁部的下端起沿着水平方向被弯曲，且能够与电池单元的长边方向的两个端部的下表面抵接并对该电池单元进行支承。即，在树脂框中，支承部的顶端和支承部的顶端之间被设为开口，且通过该开口，而露出了电池单元的下表面。

本公开的第三方式所涉及的电池组为，在第二方式所涉及的电池组中，具备：反基准面，其上形成有施力部，所述施力部被设置在所述一对侧壁部中的一个侧壁部上，并朝向该一对侧壁部中的另一个侧壁部一侧而对所述电池单元进行施力；基准面，其被设置在所述另一个侧壁部上，且所述电池单元的长边方向的一个端部与其抵接；所述一对支承部中的、被形成在所述一个侧壁部一侧的一个支承部的长度被设定为，与被形成在所述另一个侧壁部一侧的另一个支承部的长度相比而较长。

在本公开的第三方式所涉及的电池组中，在树脂框中，在一对侧壁部中的一个侧壁部上，形成有施力部，通过施力部而朝向一对侧壁部中的另一个侧壁部一侧而对该电池单元进行施力。

在该另一个侧壁部中，设置有抵接了电池单元的长边方向的一个端部的基准面，一个侧壁部一侧被设为反基准面。而且，被形成在一个侧壁部一侧的一个支承部的长度被设定为，长于被形成在另一个侧壁部一侧的另一个支承部的长度。

如前述那样，树脂框通过一对支承部而分别对电池单元的长边方向的两个端部进行支承。因此，通过在支承部处增加与电池单元的重叠量，从而提高了对电池单元进行支承的支承力。另一方面，当在支承部处增加与电池单元的重叠量时，使电池单元的下表面露出的开口的面积变小，从而电池单元的冷却性能有可能会降低。

因此，在本发明中，首先，在树脂框的一个侧壁部上设置施力部，朝向另一个侧壁部一侧而对电池单元进行施力，从而使该电池单元的长边方向的一个端部与另一个侧壁部的基准面抵接。由此，在一对支承部中，一个支承部(反基准面侧)侧的重叠量小于另一个支承部(基准面侧)侧。

如此，在树脂框的支承部与电池单元之间重叠量较小的情况下，对于电池单元而言，由支承部产生的支承力不充足，从而电池单元有可能会从该支承部上偏离。因此，电池单元的下表面的精度变差。

因此，在本发明中，成为反基准面侧的一个支承部的长度设定为，长于成为基准面侧的另一个支承部的长度。由此，在本发明中，在与电池单元之间重叠量较小的一个支承部一侧，能够确保重叠量。即，在本发明中，在与电池单元之间的重叠量较小的一个支承部一侧保证了支承力，并能够使电池单元的下表面的精度提高。

此外，为了确保与电池单元的重叠量而仅加长一个支承部的长度，从而抑制了支承部的顶端与支承部的顶端的间隔距离变窄的情况，由此能够维持树脂框的开口面积。因此，在本发明中，在树脂框中，确保了与电池单元的重叠量，并且维持了树脂框的开口面积且确保了电池单元的下表面的露出面积，从而能够抑制电池单元的冷却效率的降低。

本公开的第四方式所涉及的电池模块具备：第一方式至第三方式中的任意一个方式的电池组；收纳壳体，其在被实施了防水措施的状态下收纳有所述电池组，并且被设置有通过所述电池单元的下表面而对从该电池单元发出的热进行散热的散热器。

在本公开的第四方式所涉及的电池模块中，具备电池组和收纳壳体，在收纳壳体中，在被实施了防水措施的状态下收纳有电池组。而且，在收纳壳体上设置有散热器，从而通过电池单元的下表面而对从该电池单元发出的热进行散热。

如上文说明那样，本公开的第一方式的电池组具有以下的优异效果，即，对于被实施了防水措施的多个电池单元而言，能够以简单的结构而使散热性能提高。

本公开的第二方式的电池组具有以下的优异效果，即，在对电池组进行支承的树脂框上设置开口，通过该开口，从而能够使电池单元进行散热。

本公开的第三方式的电池组具有以下的优异效果，即，在树脂框中，能够确保电池组的支承力，并且抑制电池单元的冷却效率的降低。

本公开的第四方式的电池模块具有以下的优异效果，即，对于被实施了防水措施的多个电池单元而言，能够以简单的结构而使散热性能提高。

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：

图1为表示构成本发明的实施方式所涉及的电池模块的一部分的电池组以及收纳壳体的剖视图。

图2为从斜下方侧对构成本发明的实施方式所涉及的电池模块的一部分的电池组进行观察时的立体图。

图3为表示构成本发明的实施方式所涉及的电池模块的一部分的电池组以及收纳壳体的立体图。

图4为表示构成本发明的实施方式所涉及的电池模块的一部分的电池组被收纳于收纳壳体内的状态的立体图。

图5为构成本发明的实施方式所涉及的电池组的一部分的电池单元以及树脂框的立体图。

图6为表示构成本发明的实施方式所涉及的电池组的一部分的电池单元与收纳壳体的底壁部的高度方向的位置关系的主要部分放大剖视图。

图7为在构成本发明的实施方式所涉及的电池组的一部分的电池单元的反基准面侧以及基准面侧处，对距收纳壳体的底壁部的底壁面的距离进行比较的曲线图。

图8A、图8B为图8C的比较例。

图8C为示意性地表示构成本发明的实施方式所涉及的电池组的一部分的电池单元和树脂框的侧视图。

具体实施方式

使用附图来对本发明的实施方式所涉及的电池组12进行说明。

另外，在各附图中被适当标示的箭头标记UP、箭头标记L、箭头标记W分别表示本实施方式所涉及的电池模块10的上方向、长边方向、宽度方向。

(电池模块的结构)

首先，对本发明的实施方式所涉及的电池模块10的结构进行说明。

在本实施方式中，如图3所示那样，电池模块10具备电池组12和收纳壳体14，并如图4所示那样，电池组12被收纳在收纳壳体14内。

如图3、图5所示那样，电池组12被构成为，包括多个电池单元16以及多个树脂框18。电池单元16呈扁平的长方体形状，且电池单元16沿着与该电池单元16的长边方向正交的宽度方向而被排列有多个，并且多个电池单元16沿着水平方向而被配置。另外，在电池单元16上，实施了防水措施。

虽然各个电池单元16例如为能够充放电的二次电池，例如为锂离子二次电池，且被设为扁平的长方体形状的矩形电池，但并不限于锂离子二次电池，也可以是镍氢二次电池等其它类型。

此外，在各个电池单元16的上表面16A上，设置有圆柱状的正极端子16B以及负极端子16C。电池单元16以正极端子16B和负极端子16C沿着电池组12的长边方向(电池单元16的排列方向、箭头标记L方向)改变朝向而交替配置的方式被排列。并且，沿着电池组12的长边方向而相邻的电池单元16的正极端子16B以及负极端子16C经由作为导电性部件的未图示的汇流排而被相互连接。

此外，在被相邻配置的电池单元16之间，配置有树脂框18。即，电池组12成为电池单元16和树脂框18交替排列的结构。树脂框18例如由聚丙烯等树脂形成，且作为绝缘部件而被配置在电池单元16和电池单元16之间。

然后，在电池单元16和树脂框18交替排列的状态下，电池单元16以及树脂框18在电池单元16的长边方向的两个端部且上下处，沿着电池单元16的排列方向而被加压带19加压。由此，在电池组12中，电解质的材料粒子间的离子传导性被保持，从而电池性能被维持。

如图5所示那样，树脂框18被构成为，包括主体部20、一对侧壁部22、24、一对支承部26、28。主体部20呈矩形板状，且被配置在相邻配置的电池单元16之间。在主体部20的长边方向的两端处分别设置有侧壁部22、24，且侧壁部22、24从主体部20的侧端伸出。

因此，在树脂框18的主体部20与电池单元16邻接的状态下，在树脂框18中，在一个侧壁部22上抵接有被设置于电池单元16的长边方向的一个端部30上的侧壁面32，另一个侧壁部24上抵接有被设置于电池单元16的长边方向的另一个端部34上的侧壁面36。

此外，在树脂框18中，从侧壁部22、24的下端分别延伸有与主体部20进行连续设置且彼此朝向接近的方向而弯曲的支承部26、28。在该支承部26、28上抵接有电池单元16的下表面38，通过支承部26、28而分别支承了电池单元16的长边方向的两个端部30、34。

即，在本实施方式中，在一个支承部26的顶端26A和另一个支承部28的顶端28A之间形成有开口40。通过该开口40，从而电池单元16的下表面38被设为能够露出。

并且，如图2所示那样，该开口40沿着电池单元16的排列方向而被连续形成。因此，在电池组12的下部12A上，形成了连续形成有该开口40的大开口部41。

此外，如图5所示那样，在树脂框18的侧壁部22上，以与侧壁部24对置的方式而设置有唇部(施力部)42。唇部42在电池单元16被树脂框18支承的状态下，朝向侧壁部24侧而对电池单元16进行施力。

由此，电池单元16的侧壁面36与树脂框18的侧壁部24抵接。如此，在树脂框18的侧壁部24中，与电池单元16的侧壁面36抵接的面被称为基准面44，而树脂框18的侧壁部22侧被称为反基准面46。

另一方面，在图3中，示出了表示构成电池模块10的一部分的电池组12以及收纳壳体14的立体图。如图3所示那样，收纳壳体14呈上方侧被开口的箱状。收纳壳体14由铝等压铸件形成，如图4所示那样，电池组12被收纳在该收纳壳体14的收纳部15内。

如此，在电池组12被收纳于收纳壳体14内的状态下，如图1所示那样，在收纳壳体14上固定有罩盖48。另外，在图1中，示出了电池模块10的剖视图。

如图1所示那样，在罩盖48和收纳壳体14之间设置有未图示的密封部件，电池组12以被密封的状态被收纳在收纳壳体14内。并且，在电池组12被收纳于收纳壳体14内的状态下，在收纳壳体14的底壁部14A上载置着电池组12。

在此，在图7中，示出了在电池单元16的长边方向的一端部30侧(反基准面46侧)和电池单元16的长边方向的另一端部34侧(基准面44侧)处，对距收纳壳体14的底壁部14A的底壁面14A1的距离进行比较的曲线图。

如图7所示那样，图1所示的电池单元16的反基准面46侧与电池单元16的基准面44侧相比，距收纳壳体14的底壁部14A的底壁面14A1的距离较短。也就是说，电池单元16的反基准面46侧与电池单元16的基准面44侧相比向下方侧下垂。

因此，在本实施方式中，如图5所示那样，支承部26的长度L1被设定为长于支承部28的长度L2(＜L1)，且被设定为电池单元16的长边方向的一端部30被支承部26可靠地支承。

此外，在本实施方式中，如图1所示那样，在收纳壳体14的底壁部14A上，涂敷有散热膏(Thermal grease)50。因此，电池组12经由散热膏50而被载置在收纳壳体14的底壁部14A上。

如前述那样，电池单元16被树脂框18的支承部26、28所支承，并成为电池单元16的下表面38与支承部26的上表面26B以及支承部28的上表面28B接触的状态。

因此，严格而言，在电池单元16的下表面38和支承部26的下表面26C、电池单元16的下表面38和支承部28的下表面28C之间，分别产生有高低差。因此，在本实施方式中，散热膏50以成为对这些高低差进行吸收的涂敷厚度的方式被预先设定。

另一方面，在图6中，示出了表示电池单元16和收纳壳体14的底壁部14A的高度方向的位置关系的主要部分放大剖视图。如图6所示那样，在排列有多个电池单元16的状态下，在从电池单元16的长边方向的一端对该电池单元16进行观察的情况下，在电池单元16的下表面38的高度方向的位置上，产生有几μm～几十μm的偏差。因此，散热膏50是在也考虑了该偏差的基础上被设定涂敷厚度的。由此，电池单元16的下表面38可靠地与散热膏50相接触。

而且，在本实施方式中，如图1所示那样，在收纳壳体14的底壁部14A上，在收纳壳体14的外侧处被安装有散热器52。散热器52由导热性良好的铝、铁等的金属形成。

此外，散热器52被构成为，包括与收纳壳体14的底壁部14A面接触的板状的基部52A、被固定在收纳壳体14上的固定部52B、和从基部52A垂下的散热片部52C。

散热片部52C由沿着电池单元16的排列方向而延伸的长板状的多个散热片52C1形成，且散热片52C1沿着电池单元16的长边方向而以预定的间距被配置。另外，为了增加散热器52的表面积，散热片52C1的间距以尽可能小的方式被设置。

(电池模块的作用以及效果)

接下来，对本发明的实施方式所涉及的电池模块10的作用以及效果进行说明。

如图2、图5所示那样，在本实施方式中，在电池组12中，在被设置于相邻配置的电池单元16之间的树脂框18上形成有开口40。该开口40被形成在从树脂框18中的侧壁部22、24的下端起彼此朝向接近的方向而分别弯曲形成的支承部26的顶端26A和支承部28的顶端28A之间。

因此，在电池单元16的下表面38中，通过该开口40而露出了电池单元16的长边方向的两端部30、34以外的区域。在本实施方式中，多个电池单元16沿着电池组12的长边方向而排列。因此，在电池组12的下部12A上，形成了连续形成有该开口40而成的大开口部41。通过该大开口部41，从而能够从电池单元16的下表面38侧对该电池单元16进行冷却。

即，在本实施方式中，由于通过针对被实施了防水措施的电池单元16的下表面38而连续形成有使电池单元16的长边方向的两个端部30、34以外的区域露出的开口40的大开口部41，从而能够对该电池单元16进行冷却，因此能够针对电池单元16而以简单的结构来提高散热性能。

在此，在本实施方式中，如图1所示那样，在收纳壳体14的底壁部14A上涂敷有散热膏50，电池组12经由散热膏50而被载置在收纳壳体14的底壁部14A上。并且，在收纳壳体14的底壁部14A上，在收纳壳体14的外侧设置有散热器52。

如果具体地进行说明，则在本实施方式中，电池单元16的下表面38与被涂敷在收纳壳体14的底壁部14A上的散热膏50接触，且散热器52的基部52A与该收纳壳体14的底壁部14A面接触。

因此，在本实施方式中，电池单元16的热经由该电池单元16的下表面38，并按照散热膏50、收纳壳体14的底壁部14A、散热器52的基部52A的顺序传递。也就是说，在本实施方式中，能够在电池单元16、散热膏50、收纳壳体14以及散热器52之间确保传热路径，并经由散热器52的散热片部52C而使从电池单元16发出的热散热。

此外，在本实施方式中，如前述那样，在电池单元16的下表面38和收纳壳体14的底壁部14A之间设置有散热膏50，并被设定为经由该散热膏50而向收纳壳体14的底壁部14A侧传递电池单元16的热。

在此，如图6所示那样，在本实施方式中，由于在排列了多个电池单元16的状态下，在电池单元16的下表面38的高度方向的位置上会产生几μm～几十μm的偏差，因此散热膏50的涂敷厚度也是在考虑了该偏差的基础上被预先设定的。由此，在本实施方式中，被设定为电池单元16的下表面38可靠地与散热膏50接触。

而且，如图1所示那样，散热器52的基部52A与收纳壳体14的底壁部14A的外侧面接触。即，在本实施方式中，做到了在电池单元16、散热膏50以及散热器52之间不产生间隙。由此，在本实施方式中，抑制了冷却损失，能够有效地对电池单元16进行冷却。

一方面，在本实施方式中，如图5所示那样，树脂框18通过支承部26、28而分别对电池单元16的长边方向的两个端部30、34进行支承。一般而言，通过在支承部26、28上增加与电池单元16之间的重叠量可提高对电池单元16进行支承的支承力。

另一方面，如果在该支承部26、28上增加与电池单元16之间的重叠量，则让电池单元16的下表面38露出的开口40的面积变小，其结果为，电池单元16的冷却性能有可能会降低。

因此，在本实施方式中，在树脂框18的侧壁部22上设置唇部42，朝向侧壁部24侧而对电池单元16进行施力，从而使该电池单元16的长边方向的另一端部34与侧壁部24的基准面44抵接。由此，在被设置于树脂框18的侧壁部22上的反基准面46和电池单元16的长边方向的一个端部30之间，形成有间隙54(参照图8C)。

在此，作为比较例，而如图8A所示那样，在一对支承部26、28处，在考虑了与电池单元16的重叠量的情况下，对于与电池单元16的重叠量而言，支承部26(反基准面46侧)侧小于支承部28(基准面44侧)侧。

如此，当在树脂框18的支承部26和电池单元16之间重叠量较小的情况下，对于电池单元16而言，由支承部26产生的支承力并不充足，电池单元16有可能会从该支承部26上偏离。因此，电池单元16的下表面38的精度变差。

另一方面，作为比较例，如图8B所示那样，对在支承部26、28处增加与电池单元16的重叠量的情况进行研讨。在该情况下，虽然提高了对电池单元16进行支承的支承力，但是使电池单元16的下表面38露出的开口40的面积相应量地变小。其结果为，存在电池单元16的冷却性能降低的可能性。

因此，在本实施方式中，一对支承部26、28中的、被形成在侧壁部22侧的支承部26的长度L1被设定为长于被形成在侧壁部24侧的支承部28的长度L2(＜L1)。

由此，在本实施方式中，如图8C所示那样，在与电池单元16之间重叠量较小的支承部26侧，能够确保重叠量。其结果为，能够保证在与电池单元16之间重叠量较小的支承部26侧的支承力，并且使电池单元16的下表面38的精度提高。

此外，在本实施方式中，为了在支承部26(反基准面46侧)处确保与电池单元16的重叠量，仅加长了支承部26的长度L1。由此，能够抑制支承部26的顶端26A和支承部28的顶端28A的间隔距离L3变窄的情况，从而维持了开口面积。

因此，在本实施方式中，能够在树脂框18处确保与电池单元16的重叠量，并且维持电池单元16的下表面38的露出面积，由此抑制了电池单元16的冷却效率的降低。

另外，虽然在本实施方式中，通过设定为支承部26的长度L1长于支承部28的长度L2，从而在支承部26侧确保了与电池单元16之间的重叠量，但是，由于只要电池单元16能够不从支承部26上偏离即可，因此并不限于此。

例如，也可以采用如下方式，即，在支承部26侧，以使表面粗糙度变粗等的方式提高表面摩擦系数，从而使电池单元16难以从支承部26上偏离。

此外，虽然在本实施方式中，在树脂框18中，支承部26、28与主体部20连续设置并分别从侧壁部22、24的下端延伸，但是只要能够对电池单元16的长边方向的两个端部30、34进行支承即可。因此，支承部26、28只要能够保证必要的刚性即可，并不一定需要与主体部20连续设置。也就是说，支承部26、28的宽度尺寸无需是与电池单元16的宽度方向大致相同的尺寸。

虽然上文对本发明的实施方式的一个示例进行了说明，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更并实施。此外，本发明的权利范围并未被限定于上述实施方式，这是不言而喻的。

Claims (4)

1.一种电池组，其被构成为，包括：

多个电池单元，其被实施了防水措施，且沿着水平方向而排列，并将与水平方向正交的方向设为长边方向；

多个树脂框，其分别被设置在相邻配置的所述电池单元之间，并且对该电池单元的长边方向的两个端部进行支承，并在所述电池单元的长边方向的两端部以外的区域中形成使所述电池单元的下表面露出的开口，

所述树脂框被构成为，包括：

主体部，其为矩形板状，且被配置在相邻配置的所述电池单元之间；

一对侧壁部，其被设置在所述主体部的长边方向的两端，且所述电池单元的长边方向的两端能够与其抵接；

一对支承部，其从所述侧壁部的下端起沿着水平方向被弯曲，且能够与所述电池单元的长边方向的两个端部的下表面抵接并对该电池单元进行支承，

所述电池组还包括：

反基准面，其上形成有施力部，所述施力部被设置在所述一对侧壁部中的一个侧壁部上，并以在所述反基准面和所述电池单元的长边方向的一个端部之间形成有间隙的方式朝向该一对侧壁部中的另一个侧壁部一侧而对所述电池单元进行施力；

基准面，其被设置在所述另一个侧壁部上，且所述电池单元的长边方向的另一个端部与其抵接，

所述一对支承部中的、被形成在所述一个侧壁部一侧的一个支承部的长度被设定为，与被形成在所述另一个侧壁部一侧的另一个支承部的长度相比而较长。

2.一种电池模块，具备：

权利要求1所述的电池组；

收纳壳体，其在被实施了防水措施的状态下收纳有所述电池组，并且被设置有通过所述电池单元的下表面而对从该电池单元发出的热进行散热的散热器。

3.如权利要求2所述的电池模块，其中，

在所述收纳壳体的底壁部上，还具备散热膏，

所述电池组经由所述散热膏而被载置在所述收纳壳体的所述底壁部上。

4.如权利要求3所述的电池模块，其中，

所述散热膏具有对所述电池单元的下表面和所述一对支承部中的一个的下表面、所述电池单元的下表面和所述一对支承部中的另一个的下表面之间的高低差进行吸收的涂敷厚度。

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