CN113875076A - 缓冲构件以及蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

蓄电模块具备:至少一个蓄电装置;以及缓冲构件,与蓄电装置一起在第1方向(X)上排列。缓冲构件具有从蓄电装置在第1方向(X)上受到载荷的具有给定的硬度的硬质部以及比硬质部柔软的软质部。硬质部受到给定以上的载荷而形状变化。缓冲构件通过硬质部的形状变化,从由硬质部受到载荷的第1状态移转到由软质部受到载荷的第2状态。

Description

缓冲构件以及蓄电模块
技术领域
本公开涉及缓冲构件以及蓄电模块。
背景技术
例如作为车辆用等的要求高输出电压的电源,已知有串联连接了多个蓄电装置(例如电池)的蓄电模块。通常,蓄电模块具备:多个蓄电装置;多个隔板,配置在相邻的蓄电装置间;一对端板,配置在蓄电装置的排列方向上的两端;以及束缚条,架设于一对端板之间,并在排列方向上束缚多个蓄电装置。
通常,蓄电装置伴随着充放电而重复膨胀和收缩。因此,在以往的蓄电模块中,通过端板以及束缚条来压制该膨胀。在这样的构造中,若蓄电装置大幅膨胀,则对束缚条施加载荷,存在导致破损的担忧。相对于此,在专利文献1中公开了在设置为夹持电池的电池保持架与端板之间设置有弹性构件(缓冲构件)的蓄电模块。在该蓄电模块中,若电池膨胀,则弹性构件进行弹性变形,由此,由电池的膨胀引起的载荷被弹性构件吸收。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-81056号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来,要求蓄电模块的进一步高容量化,为了满足该要求,正在推进蓄电装置的高容量化。若蓄电装置高容量化,则蓄电装置的膨胀量可能增大。因此,对缓冲构件要求的膨胀的吸收量也增大。另一方面,为了蓄电装置间的电连接的保持、防止由来自外部的冲击等引起的蓄电装置的飞出,缓冲构件需要在吸收蓄电装置的膨胀的同时固定蓄电装置的位置。
此外,通常,蓄电装置的膨胀量伴随着使用期间的经过而增大。也就是说,蓄电装置在寿命初期和寿命末期膨胀量发生变化。因此,要求用于蓄电模块的缓冲构件在寿命末期能够吸收蓄电装置的大的膨胀,在蓄电装置的膨胀量小的寿命初期能够高精度地定位蓄电装置。
在通过弹性构件吸收蓄电装置的膨胀的以往的蓄电模块中,由于弹性构件的材质单一,所以难以兼顾蓄电装置的膨胀吸收和定位。蓄电装置的膨胀吸收和定位的兼顾关系到蓄电模块的可靠性的提高,因此期望实现。
本公开是鉴于这样的状况而完成的,其目的在于,提供一种用于提高蓄电模块的可靠性的技术。
用于解决课题的手段
本公开的一个方式是蓄电模块。该蓄电模块具备:至少一个蓄电装置;以及缓冲构件,与蓄电装置一起在第1方向上排列。缓冲构件具有从蓄电装置在第1方向上受到载荷的具有给定的硬度的硬质部以及比硬质部柔软的软质部,硬质部受到给定以上的载荷而形状变化,缓冲构件通过硬质部的形状变化,从由硬质部受到载荷的第1状态移转到由软质部受到载荷的第2状态。
本公开的其他方式是与至少一个蓄电装置一起在第1方向上排列的缓冲构件。该缓冲构件具备从蓄电装置在第1方向上受到载荷的具有给定的硬度的硬质部以及比硬质部柔软的软质部,硬质部受到给定以上的载荷而形状变化,缓冲构件通过硬质部的形状变化,从由硬质部受到载荷的第1状态移转到由软质部受到载荷的第2状态。
以上的构成要素的任意的组合、将本公开的表述在方法、装置、系统等之间变换而得的方式作为本公开的方式也是有效的。
发明效果
根据本公开,能够提高蓄电模块的可靠性。
附图说明
图1是实施方式涉及的蓄电模块的立体图。
图2是蓄电模块的分解立体图。
图3是示意性地示出各蓄电装置膨胀的情形的剖视图。
图4的(A)是实施方式1涉及的缓冲构件所具备的硬质部的主视图。图4的(B)是沿着图4的(A)的A-A线的剖视图。
图5的(A)是缓冲构件所具备的软质部的主视图。图5的(B)是沿着图5的(A)的B-B线的剖视图。
图6是处于被相邻的两个蓄电装置夹持的状态的缓冲构件的剖视图。
图7的(A)~图7的(C)是示意性地示出从蓄电装置受到载荷而缓冲构件的形状变化的情形的剖视图。
图8的(A)是示出硬质部处于图7的(A)所示的状态时的缓冲构件中的压缩载荷与压缩率的关系的图。图8的(B)是示出硬质部处于图7的(B)所示的状态时的缓冲构件中的压缩载荷与压缩率的关系的图。图8的(C)是示出硬质部处于图7的(C)所示的状态时的缓冲构件中的压缩载荷与压缩率的关系的图。
图9是示出通过了第1状态以及第2状态的缓冲构件的压缩载荷与压缩率的关系的图。
图10的(A)是实施方式2涉及的缓冲构件所具备的硬质部的主视图。图10的(B)是沿着图10的(A)的C-C线的剖视图。图10的(C)是缓冲构件所具备的软质部的主视图。图10的(D)是沿着图10的(C)的D-D线的剖视图。
图11是处于被相邻的两个蓄电装置夹持的状态的缓冲构件的剖视图。
图12的(A)~图12的(D)是示意性地示出从蓄电装置受到载荷而缓冲构件的形状变化的情形的剖视图。
图13是处于被相邻的两个蓄电装置夹持的状态的实施方式3涉及的缓冲构件的剖视图。
图14的(A)~图14的(C)是示意性地示出从蓄电装置受到载荷而缓冲构件的形状变化的情形的剖视图。
图15是处于被相邻的两个蓄电装置夹持的状态的实施方式4涉及的缓冲构件的剖视图。
图16的(A)~图16的(C)是示意性地示出从蓄电装置受到载荷而缓冲构件的形状变化的情形的剖视图。
具体实施方式
以下,基于优选的实施方式并参照附图对本公开进行说明。实施方式并不限定本公开而是例示,实施方式所记述的全部特征、其组合未必一定是本公开的本质的内容。对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记、适当省略重复的说明。此外,各图所示的各部分的比例尺、形状是为了容易说明而被方便地设定的,只要没有特别提及,就不能限定性地进行解释。此外,在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况下,只要没有特别提及,则该用语也并不表示任何顺序、重要度,而是用于区分某结构与其他结构。此外,在各附图中,省略表示在说明实施方式方面不重要的构件的一部分。
(实施方式1)
图1是实施方式涉及的蓄电模块的立体图。图2是蓄电模块的分解立体图。在图2中,省略了缓冲构件40(参照图6)的图示。作为一个例子,蓄电模块1具备电池层叠体2、一对束缚构件6、和冷却板8。电池层叠体2具有多个蓄电装置10、多个隔板12、和一对端板4。
各蓄电装置10例如是锂离子电池、镍-氢电池、镍-镉电池等能够充电的二次电池、双电层电容器等电容器。蓄电装置10是所谓的方形电池,具有扁平的长方体形状的外装罐14。外装罐14在一面具有大致长方形形状的开口,经由该开口在外装罐14收纳包含正极、负极以及多孔质隔板的电极体38(参照图3)、电解液等。外装罐14被收缩管(Shrink tube)等未图示的绝缘膜覆盖。通过用绝缘膜覆盖外装罐14的表面,能够抑制相邻的蓄电装置10间的短路、和蓄电装置10与端板4、束缚构件6以及冷却板8各自之间的短路。在外装罐14的开口设置有堵塞开口来密封外装罐14的封口板16。
在封口板16靠长边方向的一端设置有与电极体38的正极电连接的输出端子18,靠另一端设置有与电极体38的负极电连接的输出端子18。以下,适当地将与正极连接的输出端子18称为正极端子18a,将与负极连接的输出端子18称为负极端子18b。此外,在不需要区分输出端子18的极性的情况下,将正极端子18a和负极端子18b统称为输出端子18。外装罐14以及封口板16是导电体,例如包含铝、铁、不锈钢等金属。封口板16和外装罐14例如通过激光、摩擦搅拌接合、钎焊等接合。
外装罐14具有与封口板16对置的底面。此外,外装罐14具有将开口以及底面相连的四个侧面。四个侧面中的两个是与开口的对置的两个长边连接的一对长侧面。各长侧面是外装罐14所具有的面中的面积最大的面、即主表面。除了两个长侧面以外的剩余两个侧面是与外装罐14的开口以及底面的短边连接的一对短侧面。
在本实施方式的说明中,为了方便,将设置封口板16的一侧的面设为蓄电装置10的上表面。此外,将外装罐14的底面设为蓄电装置10的底面,将外装罐14的长侧面设为蓄电装置10的长侧面,将外装罐14的短侧面设为蓄电装置10的短侧面。此外,在蓄电模块1中,将蓄电装置10的上表面侧的面设为蓄电模块1的上表面,将蓄电装置10的底面侧的面设为蓄电模块1的底面,将蓄电装置10的短侧面侧的面设为蓄电模块1的侧面。此外,将蓄电模块1的上表面侧设为铅垂方向上方,将蓄电模块1的底面侧设为铅垂方向下方。这些方向以及位置是为了方便而规定的。因此,例如在本公开中被规定为上表面的部分并不意味着一定位于比被规定为底面的部分更靠上方的位置。因而,封口板16并不限于位于比外装罐14的底面更靠上方的位置。
在封口板16在一对输出端子18之间设置安全阀(未图示)。安全阀构成为,能够在外装罐14的内压上升到给定值以上时开阀,从而释放外装罐14的内部的气体。安全阀例如包含设置在封口板16的一部分的厚度比其他部分薄的薄壁部、和形成在该薄壁部的表面的线状的槽。在该结构中,若外装罐14的内压上升,则薄壁部以槽为起点裂开,由此安全阀开阀。
在多个蓄电装置10中,设为相邻的蓄电装置10的长侧面彼此对置,并以给定的间隔并列设置。在本实施方式中,将多个蓄电装置10排列的方向设为第1方向X。此外,各蓄电装置10的输出端子18配置为朝向相互相同的方向。在本实施方式中,为了方便,各蓄电装置10的输出端子18配置为朝向铅垂方向上方。另外,各蓄电装置10的输出端子18也可以配置为朝向不同的方向。
相邻的两个蓄电装置10被排列(层叠)为一方的蓄电装置10的正极端子18a与另一方的蓄电装置10的负极端子18b相邻。正极端子18a与负极端子18b经由汇流条(未图示)串联连接。另外,也可以将相邻的多个蓄电装置10中的同极性的输出端子18彼此用汇流条并联连接而形成蓄电装置块,将蓄电装置块彼此串联连接。
隔板12也被称为绝缘间隔件,配置在相邻的两个蓄电装置10之间,使该两个蓄电装置10间电绝缘。隔板12例如包含具有绝缘性的树脂。作为构成隔板12的树脂,可例示聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、NORYL(注册商标)树脂(改性PPE)等热塑性树脂。多个蓄电装置10与多个隔板12交替地层叠。此外,隔板12也配置在蓄电装置10与端板4之间。
隔板12具有平面部20和壁部22。平面部20介于相邻的两个蓄电装置10的对置的长侧面之间。由此,相邻的蓄电装置10的外装罐14彼此更可靠地绝缘。
壁部22从平面部20的周缘部在蓄电装置10排列的第1方向X延伸,覆盖蓄电装置10的上表面的一部分、侧面以及底面的一部分。由此,能够确保相邻的蓄电装置10间或者蓄电装置10与端板4之间的爬电距离。此外,蓄电装置10的外装罐14与束缚构件6更可靠地绝缘。此外,能够限制或者固定输出端子18排列的第2方向Y、蓄电装置10的上表面和底面排列的第3方向Z上的蓄电装置10的位置。第1方向X、第2方向Y以及第3方向Z是相互正交的方向。
壁部22具有缺口24以使蓄电装置10的底面露出。通过设置缺口24,能够避免蓄电装置10与冷却板8之间的热连接被隔板12阻碍。此外,隔板12在第2方向Y上的两端部具有朝向上方的施力受到部26。
并列设置的多个蓄电装置10以及多个隔板12在第1方向X上被一对端板4夹持。在一对端板4与配置在第1方向X上的两端的蓄电装置10之间配置隔板12。由此,蓄电装置10的外装罐14与端板4更可靠地绝缘。端板4例如包含金属板。在端板4设置有在第1方向X上贯通端板4并供紧固螺钉28螺合的螺纹孔4a。
一对束缚构件6也被称为束缚条,是以第1方向X为长边方向的长条状的构件。一对束缚构件6被排列为在第2方向Y上相互相对。电池层叠体2介于一对束缚构件6之间。各束缚构件6具备主体部30、支承部32、多个施力部34、和一对固定部36。
主体部30是在第1方向X上延伸的矩形形状的部分。主体部30相对于各蓄电装置10的侧面平行地延伸。支承部32在第1方向X上延伸,并且从主体部30的下端向第2方向Y突出。支承部32是在第1方向X上连续的板状体,支承电池层叠体2。
多个施力部34与主体部30的上端连接,并向第2方向Y突出。支承部32与各施力部34在第3方向Z上对置。此外,多个施力部34在第1方向X上隔开给定的间隔而排列。各施力部34与各蓄电装置10对应地配置。各施力部34为板簧状,对各蓄电装置10朝向支承部32施力。
一对固定部36是从第1方向X上的主体部30的两端部向第2方向Y突出的板状体。一对固定部36在第1方向X上对置。在各固定部36设置有供紧固螺钉28插通的贯通孔36a。通过一对固定部36,束缚构件6被固定在电池层叠体2。
冷却板8是用于冷却多个蓄电装置10的机构。冷却板8包含金属等具有导热性的材料。电池层叠体2在被一对束缚构件6束缚的状态下载置于冷却板8的主表面上,通过在支承部32的贯通孔32a和冷却板8的贯通孔8a插通螺钉等紧固构件(未图示),固定在冷却板8。各蓄电装置10通过在冷却板8之间进行热交换而被冷却。在冷却板8也可以设置供制冷剂在内部流通的制冷剂管(未图示)。
蓄电模块1例如设为以下而组装。即,多个蓄电装置10和多个隔板12交替地排列,被一对端板4在第1方向X上夹持,由此形成电池层叠体2。电池层叠体2被一对束缚构件6在第2方向Y上夹持。各束缚构件6被对位为贯通孔36a与端板4的螺纹孔4a重叠。在该状态下,紧固螺钉28插通到贯通孔36a,并且,与螺纹孔4a螺合。这样,一对束缚构件6与一对端板4卡合,由此多个蓄电装置10被束缚。电池层叠体2在沿第1方向X施加了给定的压力的状态下被束缚构件6紧固。
各蓄电装置10被束缚构件6在第1方向X上紧固,由此进行第1方向X的定位。此外,各蓄电装置10的底面被支承部32支承。隔板12的壁部22介于各蓄电装置10的底面与支承部32之间。此外,施力部34抵接在与各蓄电装置10对应的施力受到部26。各施力部34经由施力受到部26对各蓄电装置10朝向支承部32施力。即,通过支承部32和多个施力部34,各蓄电装置10在第3方向Z上被夹持。其结果是,进行各蓄电装置10的第3方向Z的定位。
作为一个例子,在这些定位完成后,在各蓄电装置10的输出端子18安装汇流条,多个蓄电装置10的输出端子18彼此电连接。例如汇流条通过焊接固定在输出端子18。然后,电池层叠体2的上表面被覆盖构件(未图示)覆盖。通过覆盖构件防止结露水、尘埃等与蓄电装置10的输出端子18、汇流条、安全阀等接触。覆盖构件例如包含具有绝缘性的树脂,能够通过包含螺钉、公知的卡止机构的公知的固定构造(未图示),固定在电池层叠体2的上表面。
安装有束缚构件6以及覆盖构件的电池层叠体2载置于冷却板8,通过在贯通孔8a以及贯通孔32a插通紧固构件,固定在冷却板8。通过以上的工序,得到蓄电模块1。另外,也可以在将电池层叠体2设置于冷却板8的基础上,将电池层叠体2和冷却板8一并通过束缚构件6固定,从而制造蓄电模块1。在该情况下,冷却板8配置在一对束缚构件6的内侧。
图3是示意性地示出各蓄电装置10膨胀的情形的剖视图。在图3中,对蓄电装置10的个数进行间隔剔除并图示。此外,简化了蓄电装置10的内部构造以及隔板12的图示。如图3所示,在各蓄电装置10的内部收纳电极体38。蓄电装置10的外装罐14伴随着充放电而重复膨胀和收缩。外装罐14的膨胀主要由电极体38的膨胀引起。若各蓄电装置10的外装罐14膨胀,则在电池层叠体2产生朝向第1方向X的外侧的载荷G1。另一方面,在电池层叠体2通过束缚构件6被施加与载荷G1对应的载荷G2。由此,各蓄电装置10的膨胀被压制。
在这样的构造中,若蓄电装置10膨胀,则对束缚构件6施加载荷。近年来,伴随着蓄电装置10的高容量化,存在蓄电装置10的膨胀量增大的倾向,因此施加在束缚构件6的载荷也增大。如果施加在束缚构件6的载荷过量,则束缚构件6存在破损的担忧。若为了防止破损而提高束缚构件6的强度,则可能会导致束缚构件6进而蓄电模块1的大型化、成本增加。此外,若利用束缚构件6来压制蓄电装置10的膨胀,则电极体38(特别是多孔质隔板)被过度按压,可能导致蓄电装置10的性能的下降、短寿命化。
如果缓解束缚构件6对蓄电装置10的束缚,则能够降低施加在束缚构件6的载荷。然而,为了在蓄电模块1内进行定位,需要对各蓄电装置10施加某种程度的载荷。因此,不能简单地缓解蓄电装置10的束缚。进而,通常蓄电装置10从寿命初期到寿命末期膨胀量逐渐增大。因此,在蓄电装置10的寿命初期和寿命末期,应施加在蓄电装置10的载荷的大小发生变化。
相对于此,本实施方式涉及的蓄电模块1具备与多个蓄电装置10一起在第1方向X上排列的缓冲构件40。图4的(A)是实施方式1涉及的缓冲构件40所具备的硬质部的主视图。图4的(B)是沿着图4的(A)的A-A线的剖视图。图5的(A)是缓冲构件40所具备的软质部的主视图。图5的(B)是沿着图5的(A)的B-B线的剖视图。图6是处于被相邻的两个蓄电装置10夹持的状态的缓冲构件40的剖视图。另外,在图4的(A)以及图4的(B)中,省略了壁部22的图示。
缓冲构件40是与蓄电装置10一起排列并从蓄电装置10在第1方向X上受到载荷的构件。在图6中图示了配置在相邻的第1蓄电装置10a以及第2蓄电装置10b之间的缓冲构件40。缓冲构件40具备具有给定的硬度的硬质部42和比硬质部42柔软的软质部44。
硬质部42受到给定以上的载荷而形状变化。缓冲构件40通过硬质部42的形状变化,从由硬质部42受到载荷的第1状态移转到由软质部44受到载荷的第2状态。也就是说,硬质部42以及软质部44分别在不同的定时从蓄电装置10在第1方向X上受到载荷。本实施方式的硬质部42具有受到给定以上的载荷而断裂或塑性变形的脆弱部46作为用于使自身的形状变化的构造。因此,缓冲构件40通过脆弱部46断裂或塑性变形,从而从第1状态移转到第2状态。
硬质部42例如能够包含金属、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、NORYL(注册商标)树脂(改性PPE)等硬质的树脂。本实施方式的硬质部42具有绝缘性,设置在隔板12构成隔板12的一部分。因此,硬质部42不包含金属,而是包含树脂。在该情况下,硬质部42能够与隔板12一体成型。
硬质部42设置在隔板12的平面部20。本实施方式的隔板12具有在第1方向X上贯通平面部20的贯通孔20a。硬质部42的第1蓄电装置10a侧的端部配置在该贯通孔20a内,在脆弱部46的断裂或塑性变形前的状态下,从平面部20朝向第2蓄电装置10b的外装罐14突出。
本实施方式的硬质部42具有第1部分48、第2部分50以及第3部分52。此外,脆弱部46包含第1脆弱部54以及第2脆弱部56。第1部分48~第3部分52、第1脆弱部54以及第2脆弱部56一体成型。
在脆弱部46发生断裂或塑性变形前的状态下,第1部分48位于比第2部分50以及第3部分52更靠第1蓄电装置10a侧的位置,并与第2蓄电装置10b分离。第1部分48是圆管状,第1蓄电装置10a侧的端部配置在贯通孔20a内。在本实施方式中,第1部分48和平面部20一体成型。第2部分50位于比第1部分48更靠第2蓄电装置10b侧的位置,并与第1蓄电装置10a分离。第2部分50是直径比第1部分48小的圆管状,从第1方向X观察时配置在第1部分48的内侧。例如,第1部分48和第2部分50被配置为从第1方向X观察时中心轴重叠。
第1部分48的第2蓄电装置10b侧的端部与第2部分50的第1蓄电装置10a侧的端部通过第1脆弱部54连结。第1脆弱部54是第1方向X的强度比第1部分48以及第2部分50低的部分。例如,第1脆弱部54是在第1方向X上比第1部分48以及第2部分50薄并且具有直径比第2部分50大的孔的圆板状。第1脆弱部54相对于各蓄电装置10的外装罐14的长侧面平行地扩展,从第1方向X观察时位于第1部分48与第2部分50之间。第2部分50从第1方向X观察时配置在第1脆弱部54的孔的内侧。
第3部分52位于比第2部分50更靠第2蓄电装置10b侧的位置,与第1蓄电装置10a分离。在第1方向X上,第3部分52介于第2部分50与第2蓄电装置10b之间。因此,第2部分50不仅与第1蓄电装置10a分离,而且还与第2蓄电装置10b分离。第3部分52是直径比第2部分50小的圆柱状,从第1方向X观察时配置在第2部分50的内侧。例如,第2部分50与第3部分52被配置为从第1方向X观察时中心轴重叠。另外,第3部分52的形状并不限定于圆柱状。第3部分52只要具备比第2脆弱部56高的刚性,则也可以是第2蓄电装置10b侧的端部被堵塞的简体、第1方向X的两端被开放的筒体等。
第2部分50的第2蓄电装置10b侧的端部与第3部分52的第1蓄电装置10a侧的端部通过第2脆弱部56连结。第2脆弱部56是第1方向X的强度比第2部分50以及第3部分52低的部分。例如,第2脆弱部56是在第1方向X上比第2部分50以及第3部分52薄并且在中心具有直径比第3部分52大的孔的圆板状。第2脆弱部56相对于各蓄电装置10的外装罐14的长侧面平行地扩展,从第1方向X观察时位于第2部分50与第3部分52之间。第3部分52从第1方向X观察时配置在第2脆弱部56的孔的内侧。
第3部分52、第2部分50以及第1部分48按照该顺序在与第1方向X垂直的方向、也就是说YZ平面方向上的尺寸变小。也就是说,关于与第1方向X垂直的方向上的尺寸,硬质部42的第2蓄电装置10b侧的部分的尺寸比第1蓄电装置10a侧的部分的尺寸小。通过该结构,能够使第3部分52比第2部分50以及第1部分48更远离软质部44。此外,能够使第2部分50比第1部分48更远离软质部44。更具体地,能够使从后述的贯通孔58的内周面到第3部分52的距离比从该内周面到第2部分50的距离以及从该内周面到第1部分48的距离更长。此外,能够使从该内周面到第2部分50的距离比从该内周面到第1部分48的距离更长。通过该结构,在硬质部42的形状变化时,能够降低硬质部42按压软质部44的可能性。由此,在第2状态下软质部44压缩变形时,能够抑制软质部44的变形被硬质部42阻碍。因而,能够抑制软质部44的压缩量变化。
缓冲构件40具有多个硬质部42。本实施方式的各硬质部42被配置为从第1方向X观察时与蓄电装置10所具备的电极体38重叠。此外,多个硬质部42被配置为在平面部20上隔开给定的间隔而均等地分散。
软质部44能够包含发泡聚氨酯等软质的树脂。软质部44例如是片体,相对于隔板12的平面部20平行地配置。软质部44配置在比平面部20更靠第2蓄电装置10b侧。在软质部44中,在第1方向X上与平面部20重叠的部分在该部分与第1蓄电装置10a之间隔着平面部20,因此与第1蓄电装置10a分离。软质部44从第1方向X观察时在与硬质部42重叠的位置具有至少一个贯通孔58。本实施方式的软质部44具有与硬质部42相同的数量的贯通孔58。各贯通孔58在第1方向X上贯通片体。硬质部42插通贯通孔58,并且第2蓄电装置10b侧的前端在第1方向X上从软质部44突出。除了硬质部42的前端以外的部分配置在贯通孔58内。
关于本实施方式的硬质部42,其整体与贯通孔58的内周面分离。通过该结构,能够抑制贯通孔58的内周面被形状变化后的硬质部42按压。由此,在第2状态下能够抑制软质部44的变形被阻碍。另外,如果硬质部42与贯通孔58的内周面的至少一部分分离,则能够或多或少地抑制硬质部42对软质部44的变形阻碍。另外,软质部44也可以不是片状,例如也可以包含配置在硬质部42的周围的多个块体。
软质部44在第1方向X上不介于硬质部42与蓄电装置10之间。在本实施方式中,软质部44既不介于硬质部42与第1蓄电装置10a之间,也不介于硬质部42与第2蓄电装置10b之间。通过该结构,在第1状态下,能够抑制施加到硬质部42的载荷逃逸到软质部44。
图7的(A)~图7的(C)是示意性地示出从蓄电装置10受到载荷而缓冲构件40的形状变化的情形的剖视图。另外,作为一个例子,在图7的(B)中示出第2脆弱部56断裂的情形,在图7的(C)中示出第1脆弱部54断裂的情形。此外,在图7的(A)~图7的(C)中,省略了电极体38的图示。
第1脆弱部54以及第2脆弱部56被设计为一方的强度比另一方的强度低。在本实施方式中,第2脆弱部56在第1方向X上比第1脆弱部54薄,强度比第1脆弱部54低。因此,硬质部42若因蓄电装置10的膨胀而受到第1方向X的载荷,则第2脆弱部56先断裂或塑性变形,第1脆弱部54后断裂或塑性变形。
此外,关于第1方向X上的尺寸(厚度),在脆弱部46断裂或塑性变形前的状态下,硬质部42的尺寸比软质部44的尺寸大。因此,如图7的(A)所示,在第1脆弱部54以及第2脆弱部56断裂或塑性变形前的状态下,第3部分52与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接,硬质部42受到来自蓄电装置10的载荷。也就是说,缓冲构件40采用第1状态,第1蓄电装置10a与第2蓄电装置10b的接近被硬质部42限制。
如图7的(B)所示,若第2脆弱部56断裂或塑性变形,则第3部分52陷入第2部分50的内部,硬质部42的尺寸变小。也就是说,硬质部42因第2脆弱部56断裂或塑性变形而在第1方向X上收缩。然而,硬质部42的尺寸即使在第1脆弱部54断裂或塑性变形的状态下,也比软质部44的尺寸大。因此,第2蓄电装置10b的外装罐14与第2部分50抵接,硬质部42受到来自蓄电装置10的载荷。因而,缓冲构件40继续采用第1状态,第1蓄电装置10a与第2蓄电装置10b的接近被硬质部42限制。此时,第1蓄电装置10a与第2蓄电装置10b的距离L变得比第1脆弱部54以及第2脆弱部56断裂或塑性变形前小。
如图7的(C)所示,若在第2脆弱部56的断裂或塑性变形的基础上,第1脆弱部54也断裂或塑性变形,则第2部分50陷入第1部分48的内部,硬质部42的尺寸进一步变小。也就是说,硬质部42因第1脆弱部54断裂或塑性变形而在第1方向X上收缩。因此,本实施方式的硬质部42在强度低的第2脆弱部56断裂或塑性变形后,强度高的第1脆弱部54断裂或塑性变形,由此以两个阶段收缩。其结果是,硬质部42的尺寸变得比软质部44的尺寸小,第2蓄电装置10b的外装罐14与软质部44抵接,软质部44受到来自蓄电装置10的载荷。也就是说,缓冲构件40采用第2状态,第1蓄电装置10a与第2蓄电装置10b的接近被软质部44限制。此时,第1蓄电装置10a与第2蓄电装置10b的距离L变得比第2脆弱部56断裂或塑性变形前小。
如上所述,关于第1方向X上的硬质部42以及软质部44的尺寸,在第1状态下,硬质部42比软质部44更大,在第2状态下,软质部44比硬质部42更大。因此,在第1状态下,软质部44与第2蓄电装置10b分离,在第2状态下,硬质部42与第2蓄电装置10b分离。也就是说,在第1状态下,第1蓄电装置10a与第2蓄电装置10b之间的距离L由硬质部42的尺寸规定,在第2状态下,该距离L由软质部44的尺寸规定。由此,在缓冲构件40处于第1状态时,能够由硬质部42更可靠地受到来自蓄电装置10的载荷。此外,在缓冲构件40处于第2状态时,能够由软质部44更可靠地受到来自蓄电装置10的载荷。
此外,第1部分48~第3部分52的各尺寸比软质部44的尺寸小。通过该结构,在第2状态下,软质部44与第2蓄电装置10b抵接时,能够抑制形状变化后的硬质部42与第2蓄电装置10b抵接。其结果是,能够抑制施加在软质部44的载荷偏倚。
图8的(A)是示出硬质部42处于图7的(A)所示的状态时的缓冲构件40中的压缩载荷与压缩率的关系的图。图8的(B)是示出硬质部42处于图7的(B)所示的状态时的缓冲构件40中的压缩载荷与压缩率的关系的图。图8的(C)是示出硬质部42处于图7的(C)所示的状态时的缓冲构件40中的压缩载荷与压缩率的关系的图。
如图8的(A)~图8的(C)所示,根据各蓄电装置10的膨胀量,确定对缓冲构件40要求的膨胀的吸收量(回归量)、也就是说必要吸收量M1。此外,在缓冲构件40中确定下限压缩载荷N1和上限压缩载荷N2。下限压缩载荷N1是蓄电装置10的定位所需的最小载荷、也就是说在下限束缚载荷施加于各蓄电装置10时施加在缓冲构件40的载荷。此外,上限压缩载荷N2是不产生束缚构件6的破损、蓄电装置10的性能下降的最大载荷、也就是说在上限束缚载荷施加于各蓄电装置10时施加在缓冲构件40的载荷。因此,缓冲构件40被要求在从下限压缩载荷N1到上限压缩载荷N2的范围内覆盖必要吸收量M1。
缓冲构件40在第3部分52与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接的状态、第2部分50与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接的状态、软质部44与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接的状态下,载荷的吸收特性分别变化。载荷的吸收特性基于受到载荷的构件的材质所固有的应力-应变曲线、受到载荷的构件的形状等来确定。
硬质部42比软质部44硬且变形量少。因此,如图8的(A)所示,在第3部分52与第2蓄电装置10b抵接的状态下,能够以小的压缩率到达下限压缩载荷N1,另一方面,达到上限压缩载荷N2为止的压缩率也小。因而,仅能覆盖必要吸收量M1中的吸收量M2。同样地,如图8的(B)所示,在第2部分50与第2蓄电装置10b抵接的状态下,也能够以小的压缩率到达下限压缩载荷N1,另一方面,达到上限压缩载荷N2为止的压缩率也小。因而,仅能覆盖必要吸收量M1中的吸收量M3。
另一方面,软质部44比硬质部42柔软且变形量多。因此,在软质部44与第2蓄电装置10b抵接的状态下,在达到下限压缩载荷N1之前,与硬质部42相比,需要更大的压缩率,但是达到上限压缩载荷N2为止的压缩率也大。因而,能够覆盖必要吸收量M1中的比吸收量M2以及吸收量M3多的吸收量M4。
图9是示出通过了第1状态以及第2状态的缓冲构件40的压缩载荷与压缩率的关系的图。例如,缓冲构件40被设计为在达到压缩率m1时第2脆弱部56断裂,在达到压缩率m2时第1脆弱部54断裂。各蓄电装置10的膨胀量比较小,缓冲构件40在直至压缩率m1为止的范围内重复进行压缩和压缩的释放的期间,缓冲构件40采用由第3部分52受到来自第2蓄电装置10b的载荷的第1状态。这样的状况例如在蓄电装置10的寿命初期可见。此时,施加在缓冲构件40的压缩载荷与压缩率的关系遵循图8的(A)所示的关系。
若施加在缓冲构件40的载荷增大,缓冲构件40的压缩率达到压缩率m1,则第2脆弱部56断裂。由此,缓冲构件40移转到由第2部分50受到来自第2蓄电装置10b的载荷的第1状态。然后,各蓄电装置10的膨胀量为中等程度,缓冲构件40在直至压缩率m2为止的范围内重复进行压缩和压缩的释放的期间,缓冲构件40维持该第1状态。这样的状况例如在蓄电装置10的寿命中期可见。此时,施加在缓冲构件40的压缩载荷与压缩率的关系遵循图8的(B)所示的关系。
若施加在缓冲构件40的载荷增大,缓冲构件40的压缩率达到压缩率m2,则第1脆弱部54断裂。由此,缓冲构件40移转到由软质部44受到来自第2蓄电装置10b的载荷的第2状态。然后,各蓄电装置10的膨胀量大,缓冲构件40在压缩率m2以上的范围内重复进行压缩和压缩的释放的期间,缓冲构件40维持第2状态。这样的状况例如在蓄电装置10的寿命末期可见。此时,施加在缓冲构件40的压缩载荷与压缩率的关系遵循图8的(C)所示的关系。
这样,本实施方式的缓冲构件40具有形状根据来自蓄电装置10的载荷而变化的构造,由硬质部42受到相对小的载荷,由软质部44受到相对大的载荷。也就是说,缓冲构件40的受到载荷的部分的柔软性和行程(stroke)根据载荷的大小而阶段性地进行切换。由此,如图9所示,能够一边维持从下限压缩载荷N1到上限压缩载荷N2的范围,一边确保对缓冲构件40要求的必要吸收量M1。
如以上说明的那样,本实施方式涉及的蓄电模块1具备至少一个蓄电装置10和与蓄电装置10一起在第1方向X上排列的缓冲构件40。缓冲构件40具有从蓄电装置10在第1方向X上受到载荷的硬质部42以及软质部44。硬质部42受到给定以上的载荷而形状变化。缓冲构件40通过硬质部42的形状变化,从由硬质部42受到载荷的第1状态移转到由软质部44受到载荷的第2状态。由此,在寿命初期,在蓄电装置10薄时,由变形量少的硬质部42受到载荷,由此能够保持蓄电装置10的定位所需的束缚力。另一方面,在寿命末期,在蓄电装置10厚时,由变形量多的软质部44受到载荷,由此能够以束缚构件6不破损的范围的低的束缚力保持蓄电装置10。
因此,根据本实施方式,即使伴随着蓄电装置10的高容量化而蓄电装置10的膨胀量增大,也能够以高水平兼顾蓄电装置10的膨胀吸收和定位。此外,即使蓄电装置10的膨胀量在寿命初期和寿命末期变化,也能够以与各阶段的膨胀量对应的适当的束缚力保持蓄电装置10。因而,能够提高蓄电模块1的可靠性。
此外,由于能够避免束缚构件6的高强度化,所以能够抑制束缚构件6进而蓄电模块1的大型化、重量化、成本增加等。此外,也能够抑制施加在蓄电装置10的载荷增大而蓄电装置10的性能下降,或者寿命缩短。进而,例如在想要仅由软质部44来确保必要吸收量M1的情况下,需要增大缓冲构件40的第1方向X的厚度,会导致蓄电模块1整体的大型化。相对于此,根据本实施方式的缓冲构件40,无需使缓冲构件40变厚就能够确保必要吸收量M1。因此,能够谋求缓冲构件40的薄型化,进而谋求蓄电模块1的小型化。
此外,关于第1方向X上的硬质部42以及软质部44的厚度,在第1状态下,硬质部42比软质部44更厚,在第2状态下,软质部44比硬质部42更厚。由此,在缓冲构件40处于第1状态时,能够由硬质部42更可靠地受到载荷,在缓冲构件40处于第2状态时,能够由软质部44更可靠地受到载荷。因而,能够更可靠地实现蓄电装置10的膨胀吸收和定位的兼顾。
此外,硬质部42具有受到给定以上的载荷而断裂或塑性变形的脆弱部46。缓冲构件40通过脆弱部46断裂或塑性变形,从第1状态移转到第2状态。由此,能够以简单的结构谋求蓄电装置10的膨胀吸收和定位的兼顾。
此外,蓄电模块1具备相邻的第1蓄电装置10a以及第2蓄电装置10b,断裂或塑性变形前的硬质部42具有:第1部分48,位于第1蓄电装置10a以及第2蓄电装置10b中的第1蓄电装置10a侧的位置,并与第2蓄电装置10b分离;以及第2部分50,位于比第1部分48更靠第2蓄电装置10b侧的位置,并与第1蓄电装置10a分离。脆弱部46包含:第1脆弱部54,连结第1部分48以及第2部分50,并且强度比第1部分48以及第2部分50低。硬质部42通过第1脆弱部54断裂或塑性变形而在第1方向X上收缩。由此,能够以简单的结构谋求蓄电装置10的膨胀吸收和定位的兼顾。
此外,在本实施方式中,断裂或塑性变形前的硬质部42具有:第3部分52,位于比第2部分50更靠第2蓄电装置10b侧的位置,并与第1蓄电装置10a分离。脆弱部46包含:第2脆弱部56,连结第2部分50以及第3部分52,并且强度比第2部分50以及第3部分52低。第1脆弱部54以及第2脆弱部56的一方的强度比另一方的强度低。硬质部42通过在强度低的脆弱部46断裂或塑性变形后,强度高的脆弱部46断裂或塑性变形,从而以两个阶段进行收缩。由此,能够以更高水平兼顾蓄电装置10的膨胀吸收和定位。
此外,在第2脆弱部56断裂时,第3部分52与第2部分50分离,收纳于第2部分50或第1部分48的内部。此外,在第1脆弱部54断裂时,第2部分50与第1部分48分离,第3部分52以及第2部分50收纳于第1部分48的内部。由此,在缓冲构件40从第1状态移转到第2状态时,能够更可靠地使硬质部42的尺寸比软质部44的尺寸小。另外,在第2脆弱部56塑性变形的情况下,第3部分52在与第2部分50连接的状态下收纳于第2部分50或第1部分48的内部。在第1脆弱部54塑性变形的情况下,第2部分50在与第1部分48连接的状态下,第3部分52以及第2部分50收纳于第1部分48的内部。
此外,本实施方式的硬质部42具有绝缘性,并设置在将蓄电装置10与外部(例如,相邻的蓄电装置10、端板4、束缚构件6等)绝缘的隔板12,构成隔板12的一部分。由此,能够简单地设置硬质部42。此外,能够抑制因设置缓冲构件40而引起的蓄电模块1的部件数量的增大。此外,硬质部42被配置为从第1方向X观察时与电极体38重叠。由此,能够通过缓冲构件40更可靠地吸收蓄电装置10的膨胀。因而,能够更可靠地减轻施加在束缚构件6的负荷。
(变形例1)
在实施方式1中,硬质部42具有第1脆弱部54和第2脆弱部56并且以两个阶段收缩,但是并不限于此。硬质部42也可以具有第1部分48、第2部分50、和第1脆弱部54,第1部分48与第1蓄电装置10a抵接且第2部分50与第2蓄电装置10b抵接。在该情况下,通过第1脆弱部54的断裂或塑性变形,硬质部42以一个阶段收缩。
(变形例2)
在实施方式1中,在仅第2脆弱部56断裂或塑性变形的状态下,硬质部42的尺寸比软质部44的尺寸大,但是并不限于此。在仅第2脆弱部56断裂或塑性变形的状态下,软质部44的尺寸也可以超过硬质部42的尺寸。
(变形例3)
在实施方式1中,第2脆弱部56的强度比第1脆弱部54更低,在第2脆弱部56断裂等而第3部分52进行了位移后,第1脆弱部54断裂等而第2部分50进行位移,但是并不限于此。也可以第1脆弱部54的强度比第2脆弱部56更低,在第1脆弱部54断裂等而第2部分50以及第3部分52进行了位移后,第2脆弱部56断裂等而第3部分52进行位移。
(实施方式2)
实施方式2除了硬质部42的形状以外,具有与实施方式1共同的结构。以下,针对本实施方式,以与实施方式1不同的结构为中心进行说明,关于共同的结构,简单地进行说明或者省略说明。
图10的(A)是实施方式2涉及的缓冲构件40所具备的硬质部42的主视图。图10的(B)是沿着图10的(A)的C-C线的剖视图。图10的(C)是缓冲构件40所具备的软质部44的主视图。图10的(D)是沿着图10的(C)的D-D线的剖视图。图11是处于被相邻的两个蓄电装置10夹持的状态的缓冲构件40的剖视图。另外,在图10的(A)以及图10的(B)中,省略了壁部22的图示。
缓冲构件40具备硬质部42和软质部44。缓冲构件40通过硬质部42的形状变化,从由硬质部42受到载荷的第1状态移转到由软质部44受到载荷的第2状态。本实施方式的硬质部42具有脆弱部46作为用于使自身的形状变化的构造。
硬质部42具有第1部分48以及第2部分50。此外,脆弱部46包含第1脆弱部54。第1部分48、第1脆弱部54以及第2部分50被一体成型。隔板12具有在第1方向X上贯通平面部20的大致正方形形状的贯通孔20a,贯通孔20a的周缘部构成第1部分48。因此,第1部分48位于比第2部分50更靠第1蓄电装置10a侧的位置,并与第2蓄电装置10b分离。在本实施方式中,第1部分48与第1蓄电装置10a的外装罐14抵接。
第2部分50位于比第1部分48更靠第2蓄电装置10b侧的位置,并与第1蓄电装置10a分离。在本实施方式中,第2部分50与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接。第2部分50是与贯通孔20a相似形状且小的大致正方形形状的平板,姿势被确定为自身的各边与贯通孔20a的各边平行,从第1方向X观察时配置在贯通孔20a的内侧。
第1部分48与第2部分50通过第1脆弱部54连结。第1脆弱部54是第1方向X的强度比第1部分48以及第2部分50低的部分。本实施方式的硬质部42具有四个第1脆弱部54。各第1脆弱部54是比第1部分48以及第2部分50薄的平板,一边与贯通孔20a的周缘部的各缘部(边)连接,另一边连接在与自身所连接的贯通孔20a的缘部对置的第2部分50的缘部。各第1脆弱部54从第1部分48向第2蓄电装置10b侧延伸,并且以随着靠近第2蓄电装置10b而朝向贯通孔20a的中心侧的方式延伸。而且,在各第1脆弱部54的前端连接有第2部分50的各缘部。
软质部44能够包含与实施方式1的软质部44同样的材料。软质部44的形状与实施方式1的软质部44相同。
图12的(A)~图12的(D)是示意性地示出从蓄电装置10受到载荷而缓冲构件40的形状变化的情形的剖视图。另外,作为一个例子,在图12的(C)中示出了第1脆弱部54断裂的情形。此外,在图12的(A)~图12的(D)中,省略了电极体38的图示。
关于第1方向X上的尺寸,在脆弱部46断裂或塑性变形前的状态下,硬质部42的尺寸比软质部44的尺寸大。因此,如图12的(A)所示,在第1脆弱部54断裂或塑性变形前的状态下,第2部分50与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接,硬质部42受到来自蓄电装置10的载荷。也就是说,缓冲构件40采用第1状态。
如图12的(B)所示,若来自蓄电装置10的载荷增大,则第1脆弱部54弯曲,第1部分48和第2部分50开始向在第1方向X上相互靠近的方向位移。也就是说,缓冲构件40开始从第1状态移转到第2状态。此时,第2蓄电装置10b的外装罐14也与软质部44抵接,也能够对软质部44施加载荷。但是,软质部44受到的载荷比硬质部42受到的载荷小。
若第1脆弱部54的弯曲进展,则如图12的(C)所示,第1脆弱部54断裂或塑性变形。由此,硬质部42在第1方向X上收缩,硬质部42的尺寸变得比软质部44的尺寸小。其结果是,如图12的(D)所示,缓冲构件40成为软质部44受到蓄电装置10的载荷的第2状态。
根据本实施方式的缓冲构件40,也能够发挥与实施方式1同样的效果。另外,关于本实施方式的缓冲构件40,也可以与实施方式1同样地设为以两个阶段收缩的构造。
(变形例4)
在实施方式2中,在大致正方形形状的第2部分50的四个边连接有第1脆弱部54,但是并不限于此。例如,也可以仅在第2部分50的对置的两个边连接有第1脆弱部54。
(实施方式3)
实施方式3除了硬质部42的形状以外,具有与实施方式1共同的结构。以下,针对本实施方式,以与实施方式1不同的结构为中心进行说明,关于共同的结构,简单地进行说明或者省略说明。
图13是处于被相邻的两个蓄电装置10夹持的状态的实施方式3涉及的缓冲构件40的剖视图。缓冲构件40具备硬质部42和软质部44。缓冲构件40通过硬质部42的形状变化,从由硬质部42受到载荷的第1状态移转到由软质部44受到载荷的第2状态。本实施方式的硬质部42具有中空的突起部60作为用于使自身的形状变化的构造。
突起部60能够包含橡胶等弹性材料。本实施方式的突起部60是中空的圆锥台状,具有顶部62、基底部64、侧壁部66、和中空部68。突起部60使得顶部62与基底部64在第1方向X上排列,并配置在隔板12的平面部20。平面部20具有贯通孔20a,突起部60的基底部64配置在贯通孔20a内,从平面部20朝向第2蓄电装置10b的外装罐14突出。在本实施方式中,基底部64与第1蓄电装置10a的外装罐14抵接,顶部62与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接。
顶部62与基底部64通过侧壁部66连结。侧壁部66是第1方向X的强度比顶部62以及基底部64低的部分。因此,侧壁部66相当于脆弱部46。中空部68是由顶部62、基底部64以及侧壁部66划分的空间。中空部68经由贯通孔20a开口。也就是说,突起部60的向第2蓄电装置10b侧突出的部分的第1蓄电装置10a侧的面朝向第2蓄电装置10b侧凹陷。该凹陷构成中空部68。
软质部44能够包含与实施方式1的软质部44同样的材料。软质部44的形状与实施方式1的软质部44相同。
图14的(A)~图14的(C)是示意性地示出从蓄电装置10受到载荷而缓冲构件40的形状变化的情形的剖视图。另外,在图14的(A)~图14的(C)中,省略了电极体38的图示。
关于第1方向X上的尺寸,突起部60的尺寸在变形前的状态下比软质部44的尺寸大。因此,如图14的(A)所示,在突起部60变形前的状态下,顶部62与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接,突起部60受到来自蓄电装置10的载荷。也就是说,缓冲构件40采用第1状态。
如图14的(B)所示,若来自蓄电装置10的载荷增大,则侧壁部66弯曲,顶部62和基底部64开始向在第1方向X上相互靠近的方向位移。也就是说,缓冲构件40开始从第1状态移转到第2状态。此时,第2蓄电装置10b的外装罐14也与软质部44抵接,也能够对软质部44施加载荷。但是,软质部44受到的载荷比硬质部42受到的载荷小。
然后,若突起部60从蓄电装置10受到给定以上的载荷,则如图14的(C)所示,侧壁部66弯曲为向内侧折弯,顶部62陷入中空部68。也就是说,突起部60的顶部62进入中空部68而形状的一部分反转,在第1方向X上收缩。由此,硬质部42的尺寸变得比软质部44的尺寸小,缓冲构件40成为软质部44受到蓄电装置10的载荷的第2状态。
根据本实施方式的缓冲构件40,也能够发挥与实施方式1同样的效果。另外,关于本实施方式的缓冲构件40,也可以与实施方式1同样地设为以两个阶段收缩的构造。
(实施方式4)
实施方式4除了硬质部42的形状以外,具有与实施方式1共同的结构。以下,针对本实施方式,以与实施方式1不同的结构为中心进行说明,关于共同的结构,简单地进行说明或者省略说明。
图15是处于被相邻的两个蓄电装置10夹持的状态的实施方式4涉及的缓冲构件40的剖视图。缓冲构件40具备硬质部42和软质部44。缓冲构件40通过硬质部42的形状变化,从由硬质部42受到载荷的第1状态移转到由软质部44受到载荷的第2状态。本实施方式的硬质部42具有中空的突起部60作为用于使自身的形状变化的构造。
突起部60能够包含金属等。本实施方式的突起部60是中空的拱顶状,具有顶部62、基底部64、侧壁部66、和中空部68。突起部60使得顶部62与基底部64在第1方向X上排列,并配置在隔板12的平面部20。平面部20具有贯通孔20a,突起部60的基底部64配置在贯通孔20a内,从平面部20朝向第2蓄电装置10b的外装罐14突出。在本实施方式中,基底部64与第1蓄电装置10a的外装罐14抵接,顶部62与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接。
顶部62与基底部64通过侧壁部66连结。侧壁部66是第1方向X的强度比顶部62以及基底部64低的部分。因此,侧壁部66相当于脆弱部46。基底部64相对于第1方向X平行地延伸,侧壁部66从基底部64的端部相对于第1方向X倾斜地延伸。中空部68是由顶部62、基底部64以及侧壁部66划分的空间。中空部68经由贯通孔20a开口。
软质部44能够包含与实施方式1的软质部44同样的材料。软质部44的形状与实施方式1的软质部44相同。
图16的(A)~图16的(C)是示意性地示出从蓄电装置10受到载荷而缓冲构件40的形状变化的情形的剖视图。另外,在图16的(A)~图16的(C)中,省略了电极体38的图示。
关于第1方向X上的尺寸,突起部60的尺寸在变形前的状态下比软质部44的尺寸大。因此,如图16的(A)所示,在突起部60变形前的状态下,顶部62与第2蓄电装置10b的外装罐14抵接,突起部60受到来自蓄电装置10的载荷。也就是说,缓冲构件40采用第1状态。
如图16的(B)所示,若来自蓄电装置10的载荷增大,则基底部64以及侧壁部66向内侧倒入,顶部62开始向在第1方向X上靠近第1蓄电装置10a的方向位移。也就是说,缓冲构件40开始从第1状态移转到第2状态。此时,第2蓄电装置10b的外装罐14也与软质部44抵接,也能够对软质部44施加载荷。但是,软质部44受到的载荷比硬质部42受到的载荷小。
突起部60若从蓄电装置10受到给定以上的载荷,则图16的(C)所示,顶部62进入中空部68而形状的一部分反转。由此,突起部60在第1方向X上收缩,硬质部42的尺寸变得比软质部44的尺寸小。其结果是,缓冲构件40成为软质部44受到蓄电装置10的载荷的第2状态。
根据本实施方式的缓冲构件40,也能够发挥与实施方式1同样的效果。另外,关于本实施方式的缓冲构件40,也可以与实施方式1同样地设为以两个阶段收缩的构造。此外,也可以在突起部60与第1蓄电装置10a之间以及突起部60与第2蓄电装置10b之间设置绝缘片(未图示)。
以上,对本公开的实施方式进行了详细说明。前述的实施方式只不过示出了实施本公开时的具体例。实施方式的内容并不限定本公开的技术范围,能够在不脱离权利要求书所规定的发明的思想的范围内,进行构成要素的变更、追加、删除等大量设计变更。添加了设计变更的新的实施方式兼具所组合的实施方式以及变形各自的效果。在前述的实施方式中,关于能够进行这样的设计变更的内容,标注“本实施方式的”、“在本实施方式中,”等标记来进行了强调,但即使是没有这样的标记的内容也允许进行设计变更。此外,各实施方式所包含的构成要素的任意的组合,作为本公开的方式也是有效的。在附图的剖面标注的阴影线并不限定标注了阴影线的对象的材质。
(变形例5)
缓冲构件40可以针对相邻的两个蓄电装置10的全部组合而设置,也可以针对一部分的组合而设置。此外,缓冲构件40除了设置在两个蓄电装置10之间以外,还可以设置在蓄电装置10与端板4之间。进而,缓冲构件40也可以仅设置在蓄电装置10与端板4之间。
(变形例6)
硬质部42也可以与隔板12是独立体。作为这样的构造的一个例子,硬质部42一体成型在未图示的支承基板。然后,该支承基板与隔板12接合。作为在隔板12接合支承基板的方法,可例示将支承基板以及隔板12嵌件成型的方法、对独立地成型的隔板12和支承基板进行超声波熔接的方法等。
(其他变形例)
蓄电模块1所具备的蓄电装置10的数量没有特别限定,蓄电模块1只要具有至少一个蓄电装置10即可。包含端板4、束缚构件6的构造的蓄电模块1的各部分的构造没有特别限定。
附图标记说明
1:蓄电模块;
10:蓄电装置;
10a:第1蓄电装置;
10b:第2蓄电装置;
12:隔板;
38:电极体;
40:缓冲构件;
42:硬质部;
44:软质部;
46:脆弱部;
48:第1部分;
50:第2部分;
52:第3部分;
54:第1脆弱部;
56:第2脆弱部;
60:突起部;
62:顶部;
64:基底部;
68:中空部。

Claims (13)

1.一种蓄电模块,其特征在于,具备:
至少一个蓄电装置;以及
缓冲构件,与所述蓄电装置一起在第1方向上排列,
所述缓冲构件具有从所述蓄电装置在第1方向上受到载荷的具有给定的硬度的硬质部以及比所述硬质部柔软的软质部,
所述硬质部受到给定以上的所述载荷而形状变化,
所述缓冲构件通过所述硬质部的形状变化,从由所述硬质部受到所述载荷的第1状态移转到由所述软质部受到所述载荷的第2状态。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块,其特征在于,
关于第1方向上的所述硬质部以及所述软质部的尺寸,在所述第1状态下,所述硬质部比所述软质部更大,在所述第2状态下,所述软质部比所述硬质部更大。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电模块,其特征在于,
所述硬质部具有:脆弱部,受到给定以上的所述载荷而断裂或塑性变形,
通过所述脆弱部断裂或塑性变形,移转到所述第2状态。
4.根据权利要求3所述的蓄电模块,其特征在于,
所述蓄电模块具备相邻的第1蓄电装置以及第2蓄电装置,
所述断裂或塑性变形前的所述硬质部具有:
第1部分,位于所述第1蓄电装置以及所述第2蓄电装置中的所述第1蓄电装置侧的位置,并与所述第2蓄电装置分离;以及
第2部分,位于比所述第1部分更靠所述第2蓄电装置侧的位置,并与所述第1蓄电装置分离,
所述脆弱部包含:第1脆弱部,连结所述第1部分以及所述第2部分,并且强度比所述第1部分以及所述第2部分低,
所述硬质部通过所述第1脆弱部断裂或塑性变形而在所述第1方向上收缩。
5.根据权利要求4所述的蓄电模块,其特征在于,
所述断裂或塑性变形前的所述硬质部具有:第3部分,位于比所述第2部分更靠所述第2蓄电装置侧的位置,并与所述第1蓄电装置分离,
所述脆弱部包含:第2脆弱部,连结所述第2部分以及所述第3部分,并且强度比所述第2部分以及所述第3部分低,
所述第1脆弱部以及所述第2脆弱部的一方的强度比另一方的强度低,
所述硬质部在强度低的脆弱部断裂或塑性变形后,强度高的脆弱部断裂或塑性变形,由此以两个阶段收缩。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电模块,其特征在于,
所述硬质部具有中空的突起部,被配置为所述突起部的顶部和基底部在第1方向上排列,若受到给定以上的所述载荷,则所述顶部陷入所述突起部的中空部而形状的一部分反转。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电模块,其特征在于,
所述硬质部具有绝缘性,设置在将蓄电装置与外部绝缘的隔板而构成所述隔板的一部分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蓄电模块,其特征在于,
所述硬质部被配置为从所述第1方向观察时与所述蓄电装置所具备的电极体重叠。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄电模块,其特征在于,
所述软质部是片体,具有在所述第1方向上贯通所述片体的至少一个贯通孔,
所述硬质部在所述贯通孔插通,并且在所述第1方向上从所述软质部突出。
10.根据权利要求9所述的蓄电模块,其特征在于,
所述硬质部与所述贯通孔的内周面的至少一部分分离。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的蓄电模块,其特征在于,
所述软质部不在所述第1方向上介于所述硬质部与所述蓄电装置之间。
12.根据权利要求4或5所述的蓄电模块,其特征在于,
关于与所述第1方向垂直的方向上的尺寸,所述硬质部的第2蓄电装置侧的部分的尺寸比第1蓄电装置侧的部分的尺寸小。
13.一种缓冲构件,与至少一个蓄电装置一起在第1方向上排列,所述缓冲构件的特征在于,
具备从所述蓄电装置在第1方向上受到载荷的具有给定的硬度的硬质部以及比所述硬质部柔软的软质部,
所述硬质部受到给定以上的所述载荷而形状变化,
所述缓冲构件通过所述硬质部的形状变化,从由所述硬质部受到所述载荷的第1状态移转到由所述软质部受到所述载荷的第2状态。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7559672B2 (ja) 2021-05-17 2024-10-02 トヨタ自動車株式会社 蓄電モジュール
KR20240054081A (ko) * 2022-10-18 2024-04-25 주식회사 엘지에너지솔루션 패널 어셈블리, 이를 포함하는 전지셀 블록, 배터리 모듈 및 배터리 팩

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070101025A (ko) * 2006-04-10 2007-10-16 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP2008124033A (ja) * 2006-03-28 2008-05-29 Takehiro:Kk 電池モジュール
JP2009081056A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Toyota Motor Corp 蓄電モジュール
CN102473876A (zh) * 2009-09-11 2012-05-23 日产自动车株式会社 电池模块
CN103325977A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 三星Sdi株式会社 电池模块
JP2014010983A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに蓄電装置
JP2015064971A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 組電池
JP2015185463A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社Gsユアサ 電源モジュール
US20160164061A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
CN106233521A (zh) * 2014-04-23 2016-12-14 丰田自动车株式会社 蓄电系统
CN107978705A (zh) * 2017-11-26 2018-05-01 惠州市海诚润滑油有限公司 缓冲组合结构件
CN108075071A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 三星电子株式会社 电池组件和间隔件
WO2018207607A1 (ja) * 2017-05-12 2018-11-15 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両、蓄電装置並びに電源装置用セパレータ
JP2019067665A (ja) * 2017-10-03 2019-04-25 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
CN209016138U (zh) * 2018-11-23 2019-06-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池模组端板及其电池模组

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7989104B2 (en) * 2004-10-28 2011-08-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008124033A (ja) * 2006-03-28 2008-05-29 Takehiro:Kk 電池モジュール
KR20070101025A (ko) * 2006-04-10 2007-10-16 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP2009081056A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Toyota Motor Corp 蓄電モジュール
CN102473876A (zh) * 2009-09-11 2012-05-23 日产自动车株式会社 电池模块
CN103325977A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 三星Sdi株式会社 电池模块
JP2014010983A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに蓄電装置
JP2015064971A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 組電池
JP2015185463A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社Gsユアサ 電源モジュール
CN106233521A (zh) * 2014-04-23 2016-12-14 丰田自动车株式会社 蓄电系统
US20160164061A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
CN108075071A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 三星电子株式会社 电池组件和间隔件
WO2018207607A1 (ja) * 2017-05-12 2018-11-15 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両、蓄電装置並びに電源装置用セパレータ
JP2019067665A (ja) * 2017-10-03 2019-04-25 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
CN107978705A (zh) * 2017-11-26 2018-05-01 惠州市海诚润滑油有限公司 缓冲组合结构件
CN209016138U (zh) * 2018-11-23 2019-06-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池模组端板及其电池模组

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