CN113228389A - 电池包以及电池系统 - Google Patents
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Abstract
实施方式的电池包具备电池模块、框架及片材部件。电池模块具备多个电池,并且具有模块底面。框架及片材部件由具有电绝缘性的树脂形成,电池模块的收纳空间由框架的框架侧壁形成。片材部件具备:第一层,粘接于模块底面;以及第二层,在与电池模块所在一侧相反一侧相对于第一层而层叠。第一层与框架及第二层相比,导热性及压缩性高。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及电池包以及电池系统。
背景技术
作为电池包,有具备排列有多个电池(蓄电池)的电池模块的电池包。在这样的电池包中,由具有电绝缘性的树脂形成框架,在由框架包围的收纳空间中收纳电池模块。如上述那样的电池包例如被用作固定用电源以及铁道车辆用电源等。在该情况下,在有限的空间中配置多个电池模块(电池包)。并且,通过将多个电池模块电连接,形成电池系统(蓄电池系统),在电池系统中,形成电池模块的串联连接结构和并联连接结构中的至少一种连接结构。
在上述那样的电池系统中,有时进行大电流下的充放电,电池因大电流下的充放电而发热,有时成为高温。因此,排列有多个电池的电池模块要求将从电池产生的热适当地散热。另外,在上述那样的电池系统中,有时以高的使用电压来使用。因此,要求在电池包中形成耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘结构,要求形成不易绝缘破坏的绝缘结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/084938号公报
专利文献2:日本特开2013-12464号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于提供一种形成耐电压性高的绝缘结构,并从电池模块适当地散热的电池包、以及具备该电池包的电池系统。
用于解决技术问题的手段
根据实施方式,电池包具备电池模块、框架以及片材部件。电池模块具备被排列的多个电池,并且具有朝向与多个电池的排列方向交叉的高度方向的一侧的模块底面。多个电池分别具备电极组和收纳电极组的金属制的外包装容器。框架具备沿高度方向延伸设置的框架侧壁,由具有电绝缘性的树脂形成。电池模块的收纳空间由框架侧壁形成。片材部件由具有电绝缘性的树脂形成。片材部件具备:第一层,粘接于模块底面;以及第二层,在高度方向上,在与电池模块所在一侧相反一侧相对于第一层而层叠。第一层与框架及第二层相比,导热性及压缩性高。第一层在与电池模块的模块底面抵接的部位被压缩。
另外,根据实施方式,电池系统具备上述的电池包和冷却板。电池包设置于冷却板的外表面,冷却板在高度方向上相对于片材部件设置于与电池模块所在一侧相反一侧。热从电池模块通过片材部件传递至冷却板。
附图说明
图1是概略地表示第一实施方式的电池包所使用的电池单体的一例的立体图。
图2是表示图1的电池所使用的电极组的一例的概略图。
图3是表示第一实施方式的电池包的概略图。
图4是将图3的电池包以从高度方向的一侧观察的状态进行表示的概略图。
图5是将图3的电池包以与电池的排列方向垂直或大致垂直的截面概略地表示的剖视图。
图6是将图3的电池包以与宽度方向垂直或大致垂直的截面概略性地表示的剖视图。
图7是说明在第一实施方式的电池包的制造中使片材部件粘接于电池模块的模块底面的作业的概略图。
图8是说明在第一实施方式的电池包的制造中使底板粘接于片材部件的作业的概略图。
图9是表示应用了第一实施方式的电池包的电池系统的一例的概略图。
图10是表示第一变形例的电池包的概略图。
图11是表示第二变形例的片材部件的概略图。
图12是表示应用了第三变形例的电池包的电池系统的一例的概略图。
图13是将第四变形例的电池包以从高度方向的一侧观察的状态表示的概略图。
图14是将图13的电池包以与纵向垂直或大致垂直的截面概略地表示的剖视图。
具体实施方式
以下,参照图1至图14对实施方式进行说明。
实施方式的电池包具备电池模块。并且,电池模块具备多个电池。用于电池模块的电池例如是非水电解质二次电池等二次电池。
[第一实施方式]
(电池)
首先,对第一实施方式的电池包所使用的电池进行说明。图1表示电池包所使用的电池1单体的一例。在此,电池1例如是密闭型的非水电解质二次电池。电池1具备电极组2和在内部收纳电极组2的外包装容器3。外包装容器3由铝、铝合金、铁或不锈钢等金属形成。外包装容器3具备容器主体5和盖6。
在此,在电池1(外包装容器3)中,规定有纵向(箭头X1及箭头X2所示的方向)、与纵向交叉的(垂直或大致垂直的)横向(箭头Y1及箭头Y2所示的方向)及与纵向及横向双方交叉的(垂直或大致垂直的)高度方向(箭头Z1及箭头Z2所示的方向)。在电池1(外包装容器3)中,在纵向上的尺寸与在横向上的尺寸以及在高度方向上的尺寸的各个尺寸相比非常小。
容器主体5具有底壁(容器底壁)11及侧壁(容器侧壁)12A、12B、13A、13B。在容器主体5中,通过底壁11及侧壁12A、12B、13A、13B形成供电极组2收纳的内部空洞。另外,在容器主体5上形成有内部空洞开口的开口部15。内部空洞在开口部15向外包装容器3的高度方向的一侧(上侧)开口。在外包装容器3中,通过盖6封堵内部空洞的开口部15。并且,盖6在开口部15焊接于容器主体5。因此,在外包装容器3中,底壁11隔着内部空洞而与盖6在高度方向上分离地配置。并且,盖6形成外包装容器3的上壁(容器上壁)。在外包装容器3中,底壁11的外表面成为底面(容器底面)16,盖6的外表面成为上表面(容器上表面)17。另外,外包装容器3中从底面16到上表面17的尺寸与外包装容器3的高度方向上的尺寸相同或大致相同。
在外包装容器3中,侧壁12A、12B、13A、13B分别从底壁11到盖6地沿高度方向延伸设置。侧壁12A、12B隔着内部空洞相对于彼此在横向上分离地配置,侧壁13A、13B隔着内部空洞相对于彼此在纵向上分离地配置。另外,侧壁12A、12B分别从侧壁13A到侧壁13B地沿纵向延伸设置,侧壁13A、13B分别从侧壁12A到侧壁12B地沿横向延伸设置。外包装容器3中从侧壁12A的外表面到侧壁12B的外表面的尺寸,与外包装容器3的横向上的尺寸相同或大致相同。并且,外包装容器3中从侧壁13A的外表面到侧壁13B的外表面的尺寸,与外包装容器3的纵向上的尺寸相同或大致相同。
图2是表示电极组2的一例的图。在图2的一例中,电极组2具备正极21、负极22和隔膜23、25。正极21具备作为正极集电体的正极集电箔21A和担载于正极集电箔21A的表面的含正极活性物质层21B。正极集电箔21A是铝箔或铝合金箔等,厚度为10μm~20μm左右。在正极集电箔21A上涂布包含正极活性物质、粘结剂及导电剂的浆料。作为正极活性物质,并不限定于这些物质,列举出能够嵌入脱嵌锂离子的氧化物、硫化物及聚合物等。另外,从获得较高的正极电位的观点出发,正极活性物质优选使用锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂钴复合氧化物及磷酸铁锂等。
负极22具备作为负极集电体的负极集电箔22A和担载于负极集电箔22A的表面的含负极活性物质层22B。负极集电箔22A是铝箔、铝合金箔或铜箔等,厚度为10μm~20μm左右。在负极集电箔22A上涂布含有负极活性物质、粘结剂及导电剂的浆料。作为负极活性物质,没有特别限定,列举出能够嵌入脱嵌锂离子的金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物及碳材料等。作为负极活性物质,优选锂离子的嵌入脱嵌电位相对于金属锂电位为0.4V以上的物质、即锂离子的嵌入脱嵌电位为0.4V(vs.Li+/Li)以上的物质。通过使用具有这样的锂离子嵌入脱嵌电位的负极活性物质,由此铝或铝合金与锂的合金反应被抑制,因此与负极集电箔22A及负极22相关联的构成部件能够使用铝及铝合金。作为锂离子的嵌入脱嵌电位为0.4V(vs.Li+/Li)以上的负极活性物质,例如列举出钛氧化物、钛酸锂等锂钛复合氧化物、钨氧化物、非晶锡氧化物、铌-钛复合氧化物、锡硅氧化物及氧化硅等,特别优选使用锂钛复合氧化物作为负极活性物质。另外,在将嵌入脱嵌锂离子的碳材料用作负极活性物质的情况下,负极集电箔22A可以使用铜箔。作为负极活性物质使用的碳材料的锂离子的嵌入脱嵌电位为0V(vs.Li+/Li)左右。
正极集电箔21A及负极集电箔22A所使用的铝合金优选含有从Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si中选择的1种或2种以上的元素。铝及铝合金的纯度可以设为98重量%以上,优选99.99重量%以上。此外,能够使用纯度100%的纯铝作为正极集电体及/或负极集电体的材料。铝及铝合金中的镍、铬等过渡金属的含有量优选设为100重量ppm以下(包括0重量ppm)。
在正极集电箔21A中,通过一方的长边缘21C及其附近部位形成正极集电极耳21D。在本实施方式中,正极集电极耳21D遍及长边缘21C的全长而形成。在正极集电极耳21D中,在正极集电箔21A的表面上没有担载含正极活性物质层21B。此外,在负极集电箔22A中,通过一方的长边缘22C及其附近部位形成负极集电极耳22D。在本实施方式中,负极集电极耳22D遍及长边缘22C的全长而形成。在负极集电极耳22D中,在负极集电箔22A的表面上没有担载含负极活性物质层22B。
隔膜23、25分别由具有电绝缘性的材料形成,将正极21与负极22之间电绝缘。隔膜23、25分别既可以是与正极21及负极22分体的片材等,也可以与正极21及负极22中的一方一体地形成。此外,隔膜23、25既可以由有机材料形成,也可以由无机材料形成,还可以由有机材料与无机材料的混合物形成。作为形成隔膜23、25的有机材料,可以举出工程塑料及超级工程塑料。并且,作为工程塑料,列举出聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、间规聚苯乙烯(syndiotactic polystyrene)、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯及改性聚苯醚等。此外,作为超级工程塑料,可以举出聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚腈、聚砜、聚丙烯酸脂、聚醚酰亚胺及热塑性聚酰亚胺等。此外,作为形成隔膜23、25的无机材料,可以举出氧化物(例如,氧化铝、二氧化硅、氧化镁、磷氧化物、氧化钙、氧化铁、氧化钛)、氮化物(例如,氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化钡)等。
在电极组2中,在隔膜23、25分别被夹在含正极活性物质层21B与含负极活性物质层22B之间的状态下,正极21、负极22及隔膜23、25以几何学上(虚拟上)的卷绕轴B为中心被卷绕为扁平形状。此时,例如正极21、隔膜23、负极22及隔膜25在以该顺序重叠的状态下被卷绕。此外,在电极组2中,正极集电箔21A的正极集电极耳21D相对于负极22及隔膜23、25向沿着卷绕轴B的方向的一侧突出。并且,负极集电箔22A的负极集电极耳22D相对于正极21及隔膜23、25,在沿着卷绕轴B的方向上向与正极集电极耳21D突出的一侧相反侧突出。
另外,电极组2在卷绕轴B沿着电池1(外包装容器3)的横向的状态下配置于外包装容器3的内部空洞。因此,在配置于外包装容器3的内部空洞的电极组2中,正极集电极耳21D在电池1的横向上向一侧相对于负极22突出。并且,在电极组2中,负极集电极耳22D在电池1的横向上向与正极集电极耳21D突出的一侧相反一侧相对于正极21突出。另外,在外包装容器3的内部空洞中,正极集电极耳21D在电池1的横向上配置于一侧的端部。并且,在外包装容器3的内部空洞中,负极集电极耳22D在电池1的横向上配置于与正极集电极耳21D所在一侧相反一侧的端部。
另外,电极组不需要具有正极、负极及隔膜被卷绕而成的卷绕结构。在某一实施例中,电极组具有多个正极及多个负极交替层叠的堆叠结构,在正极与负极之间设置隔膜。在该情况下也是,在电极组中,正极集电极耳在电池1的横向上向一侧相对于负极突出。并且,在电极组中,负极集电极耳在电池1的横向上向与正极集电极耳突出的一侧相反一侧相对于正极突出。
另外,在某实施例中,在外包装容器3的内部空洞中,在电极组2中含浸有电解液(未图示)。作为电解液,使用非水电解液,例如使用通过将电解质溶解到有机溶剂中而制备的非水电解液。在此情况下,作为溶解到有机溶剂中的电解质,列举出高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)及双(三氟甲基磺酰)亚胺锂[LiN(CF3SO2)2]等的锂盐及它们的混合物。此外,作为有机溶剂,可以举出碳酸丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)及碳酸亚乙烯酯等的环状碳酸酯;碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)及碳酸甲乙酯(MEC)等的链状碳酸酯;四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)及二氧戊环(DOX)等的环状醚;二甲氧基乙烷(DME)及二乙氧基乙烷(DEE)等的链状醚;γ-丁内酯(GBL)、乙腈(AN)及环丁砜(SL)等。这些有机溶剂被单独或作为混合溶剂使用。
此外,在某一实施例中,作为非水电解质,代替电解液而使用将非水电解液和高分子材料复合化而成的凝胶状非水电解质。在此情况下,使用上述的电解质及有机溶剂。此外,作为高分子材料,列举出聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)及聚环氧乙烷(PEO)等。
此外,在某一实施例中,代替电解液,设置高分子固体电解质及无机固体电解质等的固体电解质作为非水电解质。在此情况下,也可以不在电极组2中设置隔膜。并且,在电极组2中,代替隔膜而在正极与负极之间夹持固体电解质。因此,在本实施例中,通过固体电解质将正极与负极之间电绝缘。
在电池1中,在外包装容器3的盖6的外表面(上表面17)安装有一对电极端子26A、26B。电极端子26A、26B由金属等导电材料形成。电极端子26A、26B中的一个是正极端子,电极端子26A、26B中的另一个是负极端子。因此,电极端子26A、26B具有相对于彼此相反的电极性。电极端子26A、26B分别通过绝缘部件(未图示)与包含盖6的外包装容器3电绝缘。
电极组2的正极集电极耳21D经由正极备用引线27A及正极引线28A等与正极端子(电极端子26A、26B的对应的一方)电连接。另外,电极组2的负极集电极耳22D经由负极备用引线27B及负极引线28B等与负极端子(电极端子26A、26B的对应的一方)电连接。备用引线27A、27B及引线28A、28B分别由金属等导电材料形成。另外,在外包装容器3的内部空洞中,集电极耳21D、22D、备用引线27A、27B以及引线28A、28B分别通过绝缘部件(未图示)与外包装容器3(容器主体5以及盖6)电绝缘。
另外,电极端子26A、26B分别具备接触面29。在图1的一例中,电极端子26A、26B各自的接触面29在高度方向上朝向上表面17所朝向的一侧(上侧)。电池1从外包装容器3的底面(容器底面)16到电极端子26A、26B各自的接触面29地、在高度方向上具有尺寸(基准尺寸)L。
另外,在某实施例中,也可以在盖6形成气体释放阀以及注液口(均未图示)。在盖6形成注液口的情况下,在盖6的外表面(上表面17)焊接有将注液口封堵的密封板(未图示)。
(电池包以及电池系统)
图3至图6表示电池包30。如图3至图6所示,电池包30具备电池模块31。电池模块31具备多个上述电池1,在图3至图6的一例中,电池模块31具备6个电池1。在电池模块31中,多个电池1沿着排列方向(箭头X3及箭头X4所示的方向)排列。
在此,在电池包30及电池模块31中,电池的排列方向与纵向一致或大致一致。另外,在电池包30及电池模块31中,规定有与电池模块31中的电池1的排列方向交叉的(垂直或大致垂直的)高度方向(箭头Z3及箭头Z4所示的方向)。并且,在电池模块31(电池包30)中,规定有与高度方向及电池1的排列方向这两者交叉的(垂直或大致垂直的)宽度方向(箭头Y3及箭头Y4所示的方向)。图3是概略地表示电池包30的立体图,图4将电池包30以从高度方向的一侧(箭头Z3侧)观察的状态概略地表示。另外,图5将电池包30以与电池1的排列方向垂直或大致垂直的截面概略地表示,图6将电池包30以与宽度方向垂直或大致垂直的截面概略地表示。
在图3至图6的一例的电池模块31中,电池1各自的纵向与电池1的排列方向一致或大致一致,电池1各自的横向与电池模块31(电池包30)的宽度方向一致或大致一致。并且,在电池模块31中,电池1各自的高度方向与电池模块31(电池包30)的高度方向一致或大致一致。另外,在电池模块31中,多个电池1在电池模块31的宽度方向(电池1各自的横向)上,相对于彼此不错开或者几乎不错开地排列。
另外,电池模块31具备:模块底面32,在高度方向上朝向一侧(下侧);以及模块上表面33,在高度方向上朝向与模块底面32所朝向一侧相反一侧(上侧)。在多个电池1(全部的电池1)的每一个中,外包装容器3的底面16在高度方向上相对于电极组2位于模块底面32所在一侧。并且,多个电池1各自的外包装容器3的底面16形成模块底面32的一部分。另外,在多个电池1(全部的电池1)的每一个中,外包装容器3的上表面17以及电极端子26A、26B在高度方向上相对于电极组2位于模块上表面33所在一侧。并且,多个电池1各自的盖6的外表面(上表面)以及电极端子26A、26B形成模块上表面33的一部分。
在电池模块31中,在排列方向上相对于彼此相邻的电池1之间设置有分隔板(隔膜)36。分隔板36设置有1个以上,在图3至图6的一例中,设置有5个分隔板36。分隔板36分别形成模块底面32的一部分,并且形成模块上表面33的一部分。
分隔板36由具有电绝缘性的材料形成。分隔板36例如由具有电绝缘性的树脂形成,包含聚苯醚(PPE)、聚碳酸酯(PC)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的任一种以上。另外,分隔板36的导热率小于1W/(m·K),例如,分隔板36的导热率为0.2W/(m·K)左右。在电池模块31中,通过分隔板36防止相对于彼此相邻的电池1彼此的接触。因此,例如能够有效地防止相对于彼此相邻的电池1彼此通过外包装容器3而电连接等。即,能够有效地防止相对于彼此相邻的电池1彼此不经由电极端子26A、26B而电连接。
此外,分隔板36整体不需要由上述的具有电绝缘性的材料形成,只要分隔板36中的至少外表面由上述的具有电绝缘性的材料形成即可。在某实施例中,在金属制的板的外表面,由上述的具有电绝缘性的材料形成绝缘层,由此形成分隔板36。在该情况下也是,分隔板36中的至少外表面由上述的具有电绝缘性的材料形成。通过在分隔板36的内部使用金属制的板,由此由电池1各自产生的热容易通过分隔板36传递至模块底面32。
另外,电池模块31具备将电池1分别与分隔板36粘接的粘接剂37。作为粘接剂37,优选使用硅系或环氧系的粘接剂。这些粘接剂在电池包30被使用的温度范围内也维持弹性。因此,通过使用硅系或环氧系的粘接剂作为粘接剂37,由此来自外部的冲击被粘接剂37吸收,并且由于电池1的膨胀而产生的应变等被粘接剂37吸收。另外,硅系及环氧系的粘接剂的导热率为1W/(m·K)以上。因此,通过使用这些粘接剂作为粘接剂37,由此由电池1各自产生的热容易通过粘接剂37传递至分隔板36。如上述那样,分隔板36形成模块底面32的一部分。因此,通过使用导热率高的上述粘接剂作为粘接剂37,由此能够将由电池1各自产生的热通过分隔板36向模块底面32所在一侧放出。
另外,在某实施例中,也可以代替粘接剂37而使用导热率比上述的粘接剂高的润滑脂等。由此,能够将由电池1各自产生的热通过分隔板36更适当地向模块底面32所在一侧放出。另外,在另一实施例中,也可以不设置粘接剂37等,而电池1分别与对应的分隔板36直接抵接。
另外,电池包30具备汇流条(连接部件)38,在本实施方式中,在电池包30中设置多个汇流条38。汇流条38由金属等导电材料形成。在电池模块31中,多个电池1分别经由汇流条38与其他电池1电连接。另外,电池模块31经由汇流条与电池包30的外部端子电连接。在电池模块31中,多个电池1通过汇流条38电连接,由此形成电池1的串联连接结构及并联连接结构中的至少一种连接结构。在多个电池1的每一个中,在电极端子26A、26B各自中,汇流条38与接触面29接触,汇流条38与接触面29连接。另外,在电极端子26A、26B各自中,通过基于焊接、螺钉的螺合以及嵌合等中的任意一个,汇流条38被连接(固定)于接触面29。
在此,在2个电池1的串联连接结构中,一个电池1的正极端子通过汇流条38与另一个电池1的负极端子连接。另外,在多个电池1的并联连接结构中,电池1的正极端子彼此通过汇流条38连接,电池1的负极端子彼此通过另外的汇流条38连接。
电池包30具备框架40。框架40由具有电绝缘性的树脂形成。框架40例如可以由与分隔板36(分隔板36的外表面)相同的材料形成。框架40例如包含聚苯醚、聚碳酸酯及聚对苯二甲酸丁二醇酯中的任意一种以上。并且,框架40的导热率小于1W/(m·K),例如,框架40的导热率为0.2W/(m·K)左右。
框架40具备沿着电池包30的高度方向延伸设置的框架侧壁41A、41B、42A、42B。框架侧壁41A在电池1的排列方向(电池包30的纵向)上从一侧(箭头X3侧)与电池模块31对置。另外,框架侧壁41B在电池1的排列方向上从与框架侧壁41A相反一侧(箭头X4侧)与电池模块31相对。框架侧壁42A在电池模块31(电池包30)的宽度方向上从一侧(箭头Y3侧)与电池模块31对置。另外,框架侧壁42B在电池模块31的宽度方向上从与框架侧壁42A相反一侧(箭头Y4侧)与电池模块31对置。因此,电池模块31在电池包30的纵向上配置于框架侧壁41A、41B之间,在电池包30的宽度方向上配置于框架侧壁42A、42B之间。
由于是如上述那样的结构,因此通过框架侧壁41A、41B、42A、42B,形成遍及电池模块31的整周地将电池模块31的外周侧包围的包围框。并且,框架侧壁41A、41B、42A、42B形成收纳电池模块31的收纳空间43。即,由框架侧壁41A、41B、42A、42B形成的包围框所包围的范围成为收纳空间43。电池模块31通过粘接剂(未图示)等固定于包围框的内表面。
在电池包30中,片材部件45与电池模块31的模块底面32抵接。片材部件45由具有电绝缘性的树脂形成。片材部件45在电池包30的高度方向上从模块底面32所朝向一侧与模块底面32抵接。片材部件45的外表面具备与模块底面32抵接的片材上表面46。另外,片材部件45的外表面具备朝向在电池包30的高度方向上与电池模块31所在一侧相反一侧的片材底面47。片材底面47朝向与片材上表面46朝向的一侧相反一侧。
另外,在本实施方式的电池包30中,底板(支承部件)48在电池包30的高度方向上从模块底面32所朝向一侧安装于框架40。底板48由金属形成,例如由铝、铝合金、不锈钢及铜等中的任一种形成。因此,与分隔板36、框架40以及片材部件45相比,底板48的导热性高,底板48的导热率例如为10W/(m·K)以上且400W/(m·K)以下的程度。在本实施方式中,框架侧壁41A、41B、42A、42B分别从底板48沿着电池包30的高度方向朝向模块上表面33所朝向一侧(箭头Z3侧)延伸设置。
另外,底板48在电池包30的高度方向上从与电池模块31所在一侧相反一侧与片材部件45的片材底面47抵接。因此,片材部件45在电池包30的高度方向上被夹在电池模块31的模块底面32与底板48之间。底板48形成为厚度为0.5mm以上且5mm以下左右的平板状或大致平板状。并且,在底板48上与片材部件45抵接的抵接面形成为平面状或大致平面状。另外,底板48根据需要而形成为适当的尺寸及形状等。另外,片材部件45配置于由框架侧壁41A、41B、42A、42B形成的包围框所包围的范围内。因此,在本实施方式中,在框架侧壁41A、41B、42A、42B各自与底板48之间未设置片材部件45,框架侧壁41A、41B、42A、42B各自的一端(底板48所在一侧的端部)与底板48抵接。
如上所述,通过设置片材部件45和底板(支承部件)48,底板48在电池包30的高度方向上从模块底面32所朝向的一侧支承电池模块31及片材部件45。并且,由电池模块31产生的热经由片材部件45传递至底板48。
另外,在本实施方式中,片材部件45具备3个层51~53。层(第一层)51粘接于电池模块31的模块底面32。层(第二层)52在电池包30的高度方向上在与电池模块31所在一侧相反一侧相对于层51而层叠。层(第三层)53在电池包30的高度方向(片材部件45的层叠方向)上在与层叠层51的一侧相反一侧相对于层52而层叠。并且,层53粘接于底板48。在本实施方式中,通过层51形成片材上表面46,通过层53形成片材底面47。
层51、53分别具有粘接性,与层52相比,粘接性高。层51、53分别包含例如硅。并且,层52包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的任一种以上。另外,层53与层51的粘接性为相同程度,或者与层51相比,粘接性低。在层51、53各自包含硅的情况下,层51、53各自的粘接性成为基于高分子的聚合物的组合、交联密度及硅的纯度等的大小。由于层51、53各自具有粘接性,因此即使在片材部件45的位置因振动以及热等而发生了位移的情况下,也能够确保片材部件45对模块底面32以及底板48的密接性。
另外,层51、53各自与分隔板36、框架40以及层52相比,导热性高。但是,层51、53各自与电池1的外包装容器3及底板48相比,导热性低。层51、53的导热率为1W/(m·K)以上,例如,层51、53各自的导热率为1W/(m·K)以上10W/(m·K)以下左右。另外,层52与分隔板36及框架40的导热性为相同程度。因此,层52的导热率小于1W/(m·K),例如为0.2W/(m·K)左右。
另外,层52比层51、53分别薄。并且,层51、53分别比框架侧壁41A、41B、42A、42B薄。另外,在某实施例中,层(第二层)52的层厚为200μm以下,例如为100μm左右。
另外,层52与层51、53相比,机械强度高,与层51、53相比,不易因外力的作用而被破坏。因此,层52与层51、53相比,耐压力性高。并且,层51、53分别与层52相比压缩性高,与层52相比,容易因外力的作用而被压缩。因此,层51、53分别与层52相比弹性较高。另外,层53的压缩性与层51为相同程度,或者与层51相比压缩性低。
在此,层51以由阿斯卡(Asuka)-C硬度计测定到的值成为30以下的程度形成得较软。阿斯卡-C硬度计为SRIS0101(日本橡胶协会标准规格)所规定的弹簧式硬度计之一。另外,层52不会因外力的作用而被压缩,或者几乎不被压缩。
如上所述,形成电池模块31的多个电池1分别如上述那样、从外包装容器3的底面(容器底面)16到电极端子26A、26B各自的接触面29地、在高度方向上具有尺寸(基准尺寸)L。在电池模块31的多个电池1(全部电池1)的每一个中,优选尺寸L相对于其他电池1相同或大致相同。但是,由于制造电池1时的公差,尺寸L容易按每个电池1而产生偏差。实际上,在电池模块31中,尺寸L在0.05mm以上0.2mm以下左右的范围内按每个电池1产生偏差。在图3至图6的一例中,在作为多个电池1中的一个电池的电池1A中,尺寸L成为值La,与此相对,在作为多个电池1中的另一个电池的电池1B中,尺寸L成为比值La大的值Lb。
在本实施方式的电池模块31中,从使基于汇流条38的电池1间的连接变得容易的观点出发,在高度方向上的电极端子26A、26B各自的接触面29的位置按每个电池1没有偏离,或者几乎不偏离。即,在多个电池1的每一个中,电极端子26A、26B各自的接触面29在高度方向上的位置与其他电池1一致或大致一致。在某一个例子中,在多个电池1的每一个中,电极端子26A、26B各自的接触面29的高度方向上的位置相对于其他电池1一致,或者相对于其他电池1的偏离微小(例如1mm以下的范围)。因此,通过如上所述那样尺寸(基准尺寸)L按每个电池1产生偏差,由此,在电池模块31中,在高度方向上的外包装容器3的底面16的位置按每个电池1偏离。
如上所述,片材部件45的层(第二层)52不会因外力的作用而被压缩,或者几乎不被压缩。因此,即使被夹在电池模块31与底板(支承部件)48,层52也不会被压缩,或者几乎不被压缩。另外,在片材部件45中,层(第三层)53在底板48抵接的部位被压缩。在此,底板48的与片材部件45的抵接面如上所述形成为平面状或大致平面状。因此,层53的压缩量遍及层53的整体而均匀或大致均匀。
另外,在电池包30的片材部件45中,层(第一层)51在电池模块31的模块底面32抵接的部位被压缩。在层51中,以与电池模块31所包含的电池1相同的数量形成容器承受部56。多个电池1的对应的1个在外包装容器3的底面(容器底面)16与容器承受部56的每一个抵接。并且,在各个容器承受部56中,多个电池1的对应的1个抵接,因此层51被压缩压缩量ε。
在此,容器承受部56各自处的层51的压缩量ε成为基于与该容器承受部56抵接的电池(1的对应的1个)的上述尺寸(基准尺寸)L的大小。即,容器承受部56各自中的压缩量ε在从多个电池1的对应的1个中的外包装容器3的底面16到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的高度方向上成为基于尺寸L的大小。在图3至图6的一例中,如上所述,与电池1A的尺寸L的值La相比,电池1B的尺寸L的值Lb大。在该情况下,与电池1A抵接的容器承受部56A中的压缩量ε的值εa相比,电池1B所抵接的容器承受部56B中的压缩量ε的值εb大。即,在容器承受部56中,抵接的电池(1的对应的1个)尺寸L越大的值的容器承受部56,压缩量ε就越大。
另外,在容器承接部56中,越是压缩量ε大的值的容器承接部56,层51的层厚T越薄。在图3至图6的一例中,如上所述,与电池1A抵接的容器承受部56A中的压缩量ε的值εa相比,电池1B所抵接的容器承受部56B中的压缩量ε的值εb大。因此,与容器承受部56A中的层51的层厚T的值Ta相比,容器承受部56B中的层51的层厚T的值Tb较小。
由于是如上述那样的结构,因此在电池模块31的多个电池1的每一个中,从片材部件45的层51、52的边界到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的电池包30的高度方向上的距离,与其他电池1相同或大致相同。并且,在多个电池1(全部电池1)的每一个中,从片材部件45的片材底面47到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的高度方向上的距离H与其他电池相同或大致相同。在一个例子中,在多个电池1的每一个中,从片材部件45的片材底面47到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的高度方向上的距离H,与其他电池1相同,或者相对于其他电池1存在微小的差(例如1mm以下的范围)。
如上所述,在本实施方式中,即使尺寸(基准尺寸)L按每个电池1产生偏差,容器承受部56各自中的压缩量ε也成为基于电池1的对应的1个的尺寸L的大小。因此,尺寸L的按每个电池1的偏差被容器承受部56的压缩量ε缓和(吸收)。
接着,对电池包30的制造方法进行说明。在电池包30的制造中,首先,形成构成电池模块31的多个电池1。此时,根据电池1的制造时的公差,有时在从外包装容器3的底面(容器底面)16到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的高度方向上,尺寸(基准尺寸)L按每个电池1而产生偏差。
然后,排列所形成的多个电池1,在电池1的排列方向上相对于彼此相邻的电池1之间配置分隔板36。然后,通过粘接剂37将电池1分别安装在分隔板36上。由此,形成电池模块31。此时,在多个电池1的每一个中,使电极端子26A、26B各自的接触面29在高度方向上的位置与其他电池1一致或大致一致。因此,如上所述,在尺寸(基准尺寸)L按每个电池1存在偏差的情况下,在制造出的电池模块31中,在高度方向上的外包装容器3的底面16的位置按每个电池1而错开。
然后,将汇流条38安装于所制造的电池模块31。此时,在多个电池1的每一个中,使汇流条38与电极端子26A、26B各自的接触面29接触。并且,在多个电池1的每一个中,在电极端子26A、26B各自的接触面29上通过焊接、利用螺钉的螺合以及嵌合等中的任意一个来连接(固定)汇流条38。
然后,如图7所示,进行使片材部件45粘接于电池模块31的模块底面32的作业。此时,电池模块31以模块底面32朝向铅垂上侧、且模块上表面33朝向铅垂下侧的状态配置。另外,片材部件45以片材上表面46以及层(第一层)51与模块底面32对置的状态配置。然后,使用夹具等将片材部件45从铅垂上侧按压于模块底面32(箭头F1)。然后,使用冲压机,隔着片材部件45对电池模块31施加规定的压力。由此,片材部件45的层51粘接(密接)于电池模块31的模块底面32。此时,对电池模块31的多个电池1的每一个作用有几kg以上的载荷。通过从冲压机对电池模块31施加规定的压力,从而在层51中电池模块31的模块底面32所抵接的部位被压缩。此时,层52不被压缩,或者几乎不被压缩。
另外,在层51中被压缩的部位包括容器承受部56。通过从冲压机对电池模块31施加规定的压力,由此在各个容器承受部56中,通过来自多个电池1的对应的1个的压力,层51被压缩压缩量ε。并且,容器承受部56各自中的压缩量ε在从多个电池1的对应的1个的外包装容器3的底面16到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的高度方向上成为基于尺寸L的大小。如上所述,由于容器承受部56分别压缩,因此通过使片材部件45粘接(密接)于模块底面32,由此在多个电池1的每一个中,从片材部件45的片材底面47到电极端子26A、26B各自的接触面29为止的高度方向上的距离,与其他电池相同或大致相同。即,尺寸L的按每个电池1的偏差被容器承受部56的压缩量ε缓和(吸收)。
另外,片材部件45的层51通过从冲压机对电池模块31施加规定的压力,由此如上所述与电池模块31密接。因此,若在制造时片材部件45的层51被冲压机暂时压缩,则层51维持被压缩的形状(变形后的形状)。因此,在制造出的电池包30中,不需要对片材部件45及电池模块31施加与由冲压机赋予的规定的压力相同或大致相同的压力。由此,作为底板48以及框架40,能够使用低刚性的材料,能够实现底板48以及框架40的轻量化。
然后,如图8所示,进行使底板(支承部件)48粘接于片材部件45的作业。此时,电池模块31及片材部件45以模块底面32和片材底面47朝向铅垂上侧的状态配置。然后,将底板48从铅垂上侧向片材底面47(箭头F2)按压。通过来自底板48的压力,层(第三层)53被压缩。此时,底板48的与片材部件45的抵接面形成为平面状或大致平面状,因此层53的压缩量遍及层53的整体地均匀或大致均匀。另外,层52不会因来自底板48的压力而被压缩,或者几乎不被压缩。
然后,将框架40安装于底板48,将电池模块31收纳于由框架40规定的收纳空间43。框架40通过螺栓和卡扣构造等中的任一个而被安装于底板48。另外,在某实施例中,也可以在将框架40安装于底板48之后,使底板48粘接于片材部件45。另外,在另一实施例中,也可以通过嵌件成型,将框架40与底板48形成为一体。在该情况下,在将框架40和底板48形成为一体之后,使底板48粘接于片材部件45。
接着,对电池包30的应用例进行说明。电池包30例如被用作固定用电源及铁道车辆用电源等。在该情况下,设置有多个搭载有电池模块31的电池包30,通过多个电池包30形成电池系统。在电池系统中,多个电池模块被电连接,形成电池模块的串联连接结构及并联连接结构中的至少一种连接结构。
图9表示电池包30的某一应用例。如图9所示,在上述的电池系统50等中,电池包30设置于冷却板(冷却翅片)60的外表面上。在冷却板60的外表面上设置有多个电池包30。冷却板60由金属等形成,与框架40、分隔板36以及片材部件45相比,导热率高。冷却板60的导热率例如为10W/(m·K)以上且400W/(m·K)以下左右。通过利用螺栓等将框架40或底板48安装于冷却板60,由此电池包30被设置于冷却板60上。
在图9的一例中,底板48与冷却板60抵接。因此,电池模块31相对于片材部件45位于与冷却板60所在一侧相反一侧。即,冷却板60在电池包30的高度方向上相对于片材部件45而言设置于与电池模块31所在一侧相反一侧。在冷却板60的内部形成有流路。在冷却板60的流路中流动包含冷却液及冷却气体等的冷却流体。
在如上述那样电连接多个电池模块31的电池系统50中,有时进行大电流下的充放电。在该情况下,由于大电流下的充放电,有时电池包30的电池模块31变得高温。在本实施方式中,片材部件45的片材上表面46(层51)与电池模块31的模块底面32粘接及密接。并且,片材部件45的片材底面47(层53)与底板48密接(粘接)及抵接。因此,由电池模块31产生的热经由片材部件45及底板48被传递至冷却板60。
在此,片材部件45的层51、53与框架40以及分隔板36相比导热率高。实际上,在层51、53中,导热率相对于框架40以及分隔板36为10倍左右。并且,本实施方式的片材部件45中,层51、53分别比层52的厚度更厚。因此,来自电池模块31的热通过片材部件45而适当地传递至底板48及冷却板60。因此,在电池包30中,从电池模块31向冷却板60适当地散热。
另外,在如上述那样的电池系统50中,有时在较高的使用电压下使用。例如,根据电池系统50,在发生短路时,有时在电池包30中会产生1000V以上的短路电压。在本实施方式的电池包30中,包围电池模块31的框架侧壁40由电绝缘性高的材料形成。并且,与模块底面32密接的片材部件45也由电绝缘性高的材料形成。因此,在电池系统50中,适当地形成耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘结构。
另外,片材部件45的层52由电绝缘性高的材料形成,并且机械强度高。因此,即使在层51、53因外力而破损的情况下,电池模块(电池包)31也通过层52而相对于底板48以及冷却板60适当地电绝缘。因此,即使在层51、53因外力而破损的情况下,在电池包30中,也能够通过层52适当地维持耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘构造。
如上所述,在本实施方式的电池包30中,形成耐电压性高的绝缘结构,从电池模块31适当地散热。
[变形例]
在图10所示的第一变形例中,片材部件45除了层51~53以外,还具备层(第四层)54。层54在电池包30的高度方向(层叠方向)上相对于层53层叠于与层叠层51、52的一侧相反一侧。在本变形例中,通过层54形成片材底面47。并且,底板48在片材底面47与层54抵接。
在层54中,导热率及粘接性分别与层52为相同程度。因此,层53与层52、54的每一个相比,粘接性高,与层52、54的每一个相比,导热率高。层54包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的任一种以上。在一个例子中,层54由与层52相同的材料形成。
另外,层54与层52同样地,与层51、53相比,压缩性低。实际上,层54不会因外力的作用而被压缩,或者几乎不被压缩。另外,层54与层52同样地,与层51、53相比,机械强度(耐压力性)高。因此,层54与层51、53相比,不易因外力的作用而被破坏。另外,层54比层51、53分别薄。另外,在某一个例子中,层(第四层)54的层厚为200μm以下,例如为100μm左右。
在本变形例中,设置有沿着片材部件45的54,但层54的层厚比层51、53分别薄。因此,在本变形例中也是,来自电池模块31的热通过片材部件45而适当地传递至底板48以及冷却板60。
另外,层54与层51、53相比,粘接性低。并且,在本变形例中,作为片材部件45的外表面的一部分即片材底面47由粘接性较低的层54形成。因此,在制造电池包30时等,片材部件45不易粘接于作业者的手等。由此,电池包30的组装中的作业性等提高。
另外,在某一变形例中,片材部件45的层54也可以经由粘接剂等粘接于底板48。在该情况下,粘接剂的粘接层形成得较薄。例如,粘接剂的粘接层与层51、53分别相比形成得较薄。
另外,在图11所示的第二变形例中也是,在片材部件45中设置层51~54。但是,在本变形例中,层54能够从层53剥离(箭头F3)。在电池包30中,在层54从层53剥离的状态下,片材部件45粘接(密接)于电池模块31的模块底面32。因此,在本变形例中,层54不是电池包30的构成部件。并且,电池包30成为与第一实施方式相同的结构。
另外,在本变形例中,在制造电池包30时,在使片材部件45的片材上表面46(层51)粘接(密接)于电池模块31的模块底面32的状态下,将层54从层53剥离。然后,在层54从层53剥离的状态下,使底板48粘接(密接)于片材部件45的层53。
另外,在某一变形例中,也可以在片材部件45上不设置层53,片材部件45是层51、52的2层结构。在该情况下,在本变形例中,通过层(第二层)52形成片材底面47。并且,底板48在片材底面47与层52抵接。
在本变形例中也是,在片材部件45上设置层52。因此,即使在层51因外力而破损的情况下,电池模块(电池组)31也通过层52而相对于底板48以及冷却板60适当地电绝缘。因此,即使在层51因外力而破损的情况下,在电池包30中,也能够通过层52而适当地形成耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘构造。
另外,在图12所示的第三变形例中,在电池包30中未设置底板48。本变形例的电池包30也能够使用于具备前述的冷却板60的电池系统50。在使用本变形例的电池包30的电池系统50中,框架40的框架侧壁41A、41B、42A、42B的下端(一端)与冷却板60抵接。并且,通过利用螺栓等将框架40安装于冷却板60,由此将电池包30设置于冷却板60上。
在使用本变形例的电池包30的电池系统50中,片材部件45的片材底面47密接(粘接)于冷却板60。在图12的一例中,片材部件45的层(第三层)53密接于冷却板60。
在本变形例中也是,来自电池模块31的热通过片材部件45而适当地传递至冷却板60。另外,在本变形例的电池包30中,由于设置有片材部件45,因此能够适当地形成耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘结构。
此外,在某个变形例中,在如第三变形例那样不设置底板48的结构中,也可以将片材部件45形成为层51~54的4层结构。另外,在另一变形例中,在如第三变形例那样不设置底板48的结构中,也可以将片材部件45形成为层51、52的2层结构。
另外,形成电池模块31的电池1的数量不限于6个,只要是多个即可。另外,在电池包30中也可以设置多个电池模块。例如,在图13以及图14所示的第四变形例中,在电池包30中设置3个电池模块31A~31C。在本变形例中,电池模块31A~31C分别具备8个电池1。并且,在电池模块31A~31C的每一个中,与前述的电池模块31同样地,排列多个电池1,并且设置分隔板36及粘接剂37。
另外,在本变形例的电池包30中也是,与前述的实施方式等同样地,规定与纵向(箭头X3及箭头X4所示的方向)、相对于纵向交叉的(垂直或大致垂直的)高度方向(箭头Z3及箭头Z4所示的方向)及相对于纵向及高度方向双方交叉的(垂直或大致垂直的)宽度方向。在各个电池模块31A~31C中,电池1的排列方向与电池包30的纵向一致或者大致一致。在此,图13将电池包30以从高度方向的一侧(箭头Z3侧)观察的状态概略地表示。另外,图14将电池包30以与纵向(电池模块31A~31C各自中的电池1的排列方向)垂直或大致垂直的截面概略地表示。
在本变形例中也是,电池包30具备框架40。并且,框架40具备框架侧壁41A、41B、42A~42D。框架侧壁41A在电池包30的纵向上从一侧(箭头X3侧)与电池模块31A~31C的每一个对置。另外,框架侧壁41B在电池包30的纵向上从与框架侧壁41A相反一侧(箭头X4侧)与电池模块31A~31C的每一个对置。电池模块31A在电池包30的宽度方向上配置于框架侧壁42A、42B之间。另外,电池模块31B在电池包30的宽度方向上配置于框架侧壁42B、42C之间,电池模块31C在电池包30的宽度方向上配置于框架侧壁42B、42C之间。
由于是上述那样的结构,因此通过框架侧壁41A、41B、42A、42B,形成将电池模块31A的外周侧包围的包围框。并且,框架侧壁41A、41B、42A、42B形成收纳电池模块31A的收纳空间43A。同样地,框架侧壁41A、41B、42B、42C形成将电池模块31B的外周侧包围的包围框,并且形成收纳电池模块31B的收纳空间43B。并且,框架侧壁41A、41B、42C、42D形成将电池模块31C的外周侧包围的包围框,并且形成收纳电池模块31C的收纳空间43C。在电池包30中,收纳空间43A~43C通过框架40(框架侧壁42B、42C)而相对于彼此为隔壁。
在本变形例中也是,在电池包30中设置多个汇流条38。在电池模块31A~31C的每一个中,多个电池1分别经由汇流条38与其他电池电连接。另外,电池模块31A~31C分别经由汇流条38与其他电池模块(31A~31C的对应的2个)以及电池包30的外部端子电连接。
另外,电池包30具备片材部件45A~45C。片材部件45A~45C分别为与前述的实施方式等的片材部件45中的任一个相同的结构,在本变形例中,片材部件45A~45C分别具备前述的层51~53。
在本变形例中,片材部件45A的片材上表面46粘接(密接)于电池模块31A的模块底面32。并且,片材部件45A的层(第一层)51在电池模块31A的模块底面32抵接的部位被压缩。同样地,片材部件45B的片材上表面46粘接(密接)于电池模块31B的模块底面32。并且,片材部件45B的层(第一层)51在电池模块31B的模块底面32抵接的部位被压缩。另外,片材部件45C的片材上表面46粘接(密接)于电池模块31C的模块底面32。并且,片材部件45C的层(第一层)51在电池模块31C的模块底面32抵接的部位被压缩。
另外,在本变形例的电池包30中,底板(支承部件)48在电池包30的高度方向上从电池模块31A~31C各自的模块底面32所朝向的一侧安装于框架40。并且,在各个片材部件45A~45C中,片材底面47密接于底板48。在图13及图14的一例中,片材部件45A~45C各自的层(第三层)53粘接于底板48。
本变形例的电池包30也能够用于具备前述的冷却板60的电池系统50。在使用本变形例的电池包30的电池系统50中,底板48与冷却板60抵接。
在本变形例中,由电池模块31A产生的热通过片材部件45A适当地传递至底板48以及冷却板60。同样地,由电池模块31B产生的热通过片材部件45B适当地传递至底板48以及冷却板60,由电池模块31C产生的热通过片材部件45C适当地传递至底板48以及冷却板60。因此,在本变形例的电池包30中,从电池模块31A~31C分别向冷却板60适当地散热。
另外,在本变形例中,与电池模块31A的模块底面32密接的片材部件45A由电绝缘性高的材料形成,通过片材部件45A适当地形成耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘结构。同样地,通过各个片材部件45B、45C,也能够适当地形成耐电压性(绝缘耐力)高的绝缘结构。
如上所述,在本变形例的电池包30中,也形成耐电压性高的绝缘结构,分别从电池模块31A~31C适当地散热。
另外,在某个变形例中,在如第四变形例那样在电池包30中设置多个电池模块(例如31A~31C)的结构中,也可以像第三变形例那样不设置底板48。在该情况下,在使用电池包30的电池系统50中,框架侧壁(例如41A、41B、42A~42D)的下端(一端)与冷却板60抵接。并且,片材部件(例如45A~45C)分别在片材底面47与冷却板60密接(粘接)。
根据上述的至少一个实施方式或实施例,由具有电绝缘性的树脂形成框架,通过框架的框架侧壁形成电池模块的收纳空间。并且,由具有电绝缘性的树脂形成片材部件,片材部件具备:第一层,粘接于电池模块的模块底面;以及第二层,在与电池模块所在一侧相反一侧相对于上述第一层而层叠。并且,第一层与框架及第二层相比,导热性及压缩性高。由此,能够提供形成耐电压性高的绝缘结构、且从电池模块适当地散热的电池包。
对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨内,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
Claims (14)
1.一种电池包,具备:
电池模块,具备被排列的多个电池,所述电池模块具有朝向与所述多个电池的排列方向交叉的高度方向的一侧的模块底面,并且所述多个电池分别具备电极组和收纳所述电极组的金属制的外包装容器;
框架,具备沿着所述高度方向延伸设置的框架侧壁,由具有电绝缘性的树脂形成,通过所述框架侧壁形成所述电池模块的收纳空间;以及
片材部件,由具有电绝缘性的树脂形成,具备:第一层,粘接于所述电池模块的所述模块底面;以及第二层,在所述高度方向上在与所述电池模块所在一侧相反一侧相对于所述第一层而层叠,所述第一层与所述框架及所述第二层相比,导热性及压缩性高,并且所述第一层在供所述电池模块的所述模块底面抵接的部位被压缩。
2.根据权利要求1所述的电池包,其中,
所述多个电池分别具备电极端子,
所述多个电池各自的所述外包装容器具备形成所述模块底面的容器底面,
所述第一层具备容器承受部,该容器承受部与所述多个电池的对应的1个电池在所述外包装容器的所述容器底面分别抵接,
所述容器承接部各自中的所述第一层的压缩量,成为基于所述多个电池的所述对应的1个电池中的从所述容器底面到所述电极端子为止的在所述高度方向上的尺寸的大小。
3.根据权利要求2所述的电池包,其中,
所述片材部件的外表面具备在所述高度方向上朝向与所述电池模块所在一侧相反一侧的片材底面,
在所述多个电池的每一个电池中,从所述片材部件的所述片材底面到所述电极端子为止的在所述高度方向上的距离,与其他所述电池相同或大致相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池包,其中,
所述第二层与所述第一层相比,机械强度高。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池包,其中,
与所述框架侧壁及所述第一层的各自相比,所述第二层较薄。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池包,其中,
所述第一层包含硅,
所述第二层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚丙烯及聚对苯二甲酸丁二醇酯中的任一种以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包,其中,
所述片材部件具备第三层,该第三层在与层叠有所述第一层的一侧相反一侧相对于所述第二层而层叠,
所述第三层与所述框架及所述第二层相比,导热性高。
8.根据权利要求7所述的电池包,其中,
所述片材部件具备第四层,该第四层在与层叠有所述第一层及所述第二层的一侧相反一侧相对于所述第三层而层叠,
所述第三层与所述第二层及所述第四层相比,粘接性高。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包,其中,
所述电池包还具备底板,该底板由金属形成,并且在所述高度方向上从所述模块底面所朝向的一侧支承所述电池模块以及所述片材部件,热从所述电池模块通过所述片材部件传递至所述底板。
10.根据权利要求9所述的电池包,其中,
所述片材部件具备第三层,该第三层在与层叠有所述第一层的一侧相反一侧相对于所述第二层而层叠,
所述第三层与所述框架及所述第二层相比,导热性高。
11.根据权利要求10所述的电池包,其中,
所述第三层与所述第二层相比粘接性高,并粘接于所述底板。
12.根据权利要求10所述的电池包,其中,
所述片材部件具备第四层,该第四层在与层叠有所述第一层及所述第二层的一侧相反一侧相对于所述第三层而层叠,
所述第三层与所述第二层及所述第四层相比,粘接性高。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池包,其中,
所述电池模块具备分隔板,所述分隔板配置于在所述排列方向上相对于彼此相邻的所述电池之间,至少外表面由具有电绝缘性的材料形成。
14.一种电池系统,具备:
权利要求1至13中任一项所述的电池包;以及
冷却板,在外表面设置所述电池包,在所述高度方向上相对于所述片材部件而言设置于与所述电池模块所在一侧相反一侧,热从所述电池模块通过所述片材部件传递至所述冷却板。
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