CN114388974A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种准确地进行多个蓄电单元的定位的蓄电装置。蓄电装置(1)具备：蓄电模块(100)，包括层叠的多个蓄电单元(110)；以及壳体(200)，具有收纳蓄电模块(100)的内部空间。壳体(200)包括在多个蓄电单元(110)的电极端子侧具有开口的主体(210)、设置在开口上的盖(220)、以及使内部空间的宽度从开口朝向主体(210)的里侧变窄的锥形部(211)。

Description

蓄电装置
技术领域
本公开涉及蓄电装置。
背景技术
作为蓄电装置的一例，可列举出电池组。作为以往的电池组结构，例如可列举出日本特开2010-272378号公报(专利文献1)、日本特开2009-134901号公报(专利文献2)、国际公开第2012/133708号(专利文献3)、日本特表2015-520480号公报(专利文献4)、以及日本特开2012-28321号公报(专利文献5)所记载的结构。
存在想要通过简化限制多个电池单元的结构来实现小型化、轻量化这样的要求。另一方面，在简化了限制结构时，由于各个电池单元的变形的偏差等而使多个电池单元的定位精度降低，产生电池单元的端子的位置偏移。
专利文献1～5所记载的结构从解决上述课题的观点出发未必是足够的。另外，在电池以外的蓄电装置中也可能产生同样的课题。
发明内容
本公开的目的在于提供一种准确地进行多个蓄电单元的定位的蓄电装置。
本公开的蓄电装置具备：蓄电模块，包括层叠的多个蓄电单元；以及壳体，具有收纳蓄电模块的内部空间。壳体包括在多个蓄电单元的电极端子侧具有开口的主体、设置在开口上的盖、以及使内部空间的宽度从开口朝向主体的里侧变窄的锥形部。
本发明的上述以及其他目的、特征、方面及优点将从结合附图理解的与本发明相关的以下详细说明中明确。
附图说明
图1是表示电池组的结构的分解立体图。
图2是表示电池模块所包含的电池单元的图。
图3是表示电池组的壳体内部的剖视图(其1)。
图4是表示电池组的壳体内部的剖视图(其2)。
图5是表示电池组的壳体内部的立体图。
图6是图5所示的锥形部附近的局部放大图。
图7是表示壳体内的电池单元的配置的图。
图8是表示一例的将电池模块插入壳体内的工序的图。
图9是表示一个变形例的将电池模块插入壳体内的工序的图。
图10是表示另一变形例的将电池模块插入壳体内的工序的图。
具体实施方式
以下，对本公开的实施方式进行说明。在以下说明的实施方式中，在提及个数、数量等的情况下，除了特别记载的情况以外，本公开的范围不一定限定于该个数、数量等。另外，在以下的实施方式中，各个构成要素除了特别记载的情况以外，对于本公开而言未必是必需的。
图1是表示电池组1的结构的分解立体图。电池组1包括电池模块100、壳体200以及导热件300。
电池模块100(蓄电模块)包括沿着Y轴方向(层叠方向)层叠的多个电池单元(蓄电单元)。
壳体200包括壳体主体210和盖构件220。壳体主体210构成壳体200的底面和侧面。盖构件220构成壳体200的上表面。壳体主体210在多个电池单元110的上侧(图2所示的电极端子111侧)具有开口。盖构件220设置在壳体主体210的开口上。
壳体200具有收纳电池模块100的内部空间。壳体主体210和盖构件220例如可以是由铝、镁等金属材料构成的铸造部件(压铸件)，也可以是由含碳材料构成的冲压成型部件。壳体200并不限定于上述方式，只要在强度、散热性、导热性等方面满足规定的特性即可。例如，也可能存在树脂制的壳体主体210和盖构件220的情况。
壳体主体210与盖构件220的接合部也可以使用橡胶等密封材料、粘接剂以及热熔材料等密闭，或者通过超声波熔接、激光熔接等将两者接合。由此，在由壳体主体210和盖构件220构成的壳体200的内部形成密闭空间。
导热件300设置在电池模块100与壳体200的壳体主体210之间，促进在电池模块100中产生的热向壳体200的传递。
电池组1能够搭载于车辆。在电池组1搭载于车辆时，典型的是，盖构件220相对于壳体主体210位于上侧。在本说明书中，有时将Z轴方向称为“上下方向”，将Z轴方向上的壳体主体210侧称为“下侧”，将盖构件220侧称为“上侧”。
图2是表示电池模块100所包含的电池单元110的图。如图2所示，电池单元110包括电极端子111和收容壳体112(框体)。电极端子111包括正极端子111A和负极端子111B。电极端子111形成在收容壳体112上。在收容壳体112收容有未图示的电极体及电解液。
收容壳体112形成为平坦面状的长方体形状。即，电池单元110是方形单元。收容壳体112具有沿着与Y轴方向正交的X-Z平面延伸的主面112A。
作为一例，电池单元110是锂离子电池。电池单元110也可以是镍氢电池等其他电池。另外，在本公开中，“蓄电模块”并不限定于电池模块100，例如也可以将电容器用作“蓄电单元”来代替电池单元110。
图3、图4是表示电池组的壳体内部的剖视图。图3、图4均是X-Z平面方向的剖视图，表示在Y轴方向上相互不同的位置的截面。
在图3所示的截面中，壳体主体210包括锥形部211，该锥形部211使内部空间的宽度从开口朝向壳体主体210的里侧变窄。锥形部211在从壳体主体210的开口到底面的整个壳体主体210的高度方向(Z轴方向)上形成。锥形部211的底部211A与电池单元110的收容壳体112的底面角部抵接。锥形部211设置于电池模块100的宽度方向两侧。
在图3中，为了便于图示和说明，锥形部211的倾斜角度(相对于Z轴方向的倾斜)稍微夸张地表示为比典型的实施例大。作为一例，锥形部211的倾斜角度为5°左右。但是，锥形部211的倾斜角度也可以大于5°，大于图3所示的角度的倾斜角度并不从本公开的范围排除。
在电池单元110与锥形部211之间形成宽度朝向壳体主体210的里侧变窄的间隙。该间隙能够作为暂时存放壳体200内的结露水400的空间发挥功能。
通过使电池单元110的收容壳体112的底面角部与锥形部211的底部211A抵接，能够高精度地进行电池单元110的X轴方向的定位。Z轴方向的定位通过电池单元110的底面112C与壳体200的底面抵接而高精度地进行。高精度地进行X轴方向及Z轴方向的定位的结果是，能够抑制多个电池单元110层叠而成的电池模块100的意外变形，抑制电池单元110的电极端子111的位置偏移。
在图3的例子中，锥形部211形成为直线状，但也可以使锥形部211的内表面的一部分或全部形成为曲线状。总之，通过锥形部211的最窄部分进行电池单元110的X轴方向的定位。
在图4所示的截面中，壳体主体210包括垂直部212，该垂直部212在X轴方向上与电池单元110的收容壳体112分离。垂直部212的内表面沿着壳体主体210的上下方向(Z轴方向)延伸。
在垂直部212中，在位于电池模块100的宽度方向两侧的壳体主体210的底面形成有凹部212A。凹部212A能够作为暂时存放壳体200内的结露水400的空间发挥功能。
图5是表示电池组1的壳体200的内部的立体图。图6是图5所示的锥形部211附近的局部放大图。如图5和图6所示，在壳体主体210中，沿着电池单元110的层叠方向(Y轴方向)交替地形成有锥形部211和垂直部212(非锥形部)。在此，通过在壳体主体210的内表面与电池单元110的收容壳体112的外表面之间设置以能够在Z轴方向上相对移动的状态相互嵌合的部分，能够顺畅地进行电池模块100向壳体主体210的插入，并且也能够准确地进行定位。
此外，在图3、图4中，示出了在电池单元110的X轴方向的两侧设置有锥形部211的结构，但在图5所示的例子中，壳体主体210内的空间被中央壁213分割成两个收容空间210A，在各个收容空间210A中，仅在电池模块100的宽度方向一侧设置有锥形部211。
如图5所示，壳体主体210具有支承部214。支承部214设置于壳体主体210的Y轴方向的两端部。支承部214与位于电池模块100的Y轴方向的两端部的电池单元110的主面112A直接抵接，沿着Y轴方向支承电池模块100。
支承部214通过其自身稍微变形而能够沿着Y轴方向对电池模块100施力。也可以在构成支承部214的壳体主体210设置例如空洞(未图示)，使支承部214薄壁化，使其容易在Y轴方向上变形。
在将电池模块100插入壳体主体210时，沿着Y轴方向对电池模块100施加压缩力。此时，例如通过将能够压缩的材料与分隔件一起设置在各电池单元110之间等，电池模块100能够作为整体在Y轴方向上压缩。当在电池模块100插入到壳体主体210之后上述压缩力被卸载时，被压缩的电池模块100的Y轴方向的长度复原，结果，电池模块100在Y轴方向上推压壳体主体210的内表面。相对于该推压力的反作用力成为壳体主体210对电池模块100进行支承的支承力。
在使用电池模块100时，由于电池单元110的收容壳体112内的电解液的气化等原因，收容壳体112有时会膨胀。由该膨胀引起的从电池模块100向壳体主体210的推压力及其反作用力也能够有助于壳体主体210对电池模块100的支承。
通过使电池单元110的主面112A与壳体主体210直接抵接而在Y轴方向上进行限制，能够在不设置端板和限制构件的情况下在Y轴方向上限制多个电池单元110。结果，能够实现电池组1的小型化。
并且，通过利用壳体主体210的支承部214限制电池模块100，能够高精度地进行各个电池单元110的Y轴方向的定位。
图7是表示壳体200内的电池单元110的配置的图。如图7所示，在与各个电池单元110的层叠方向(Y轴方向)的中心对应的位置设置锥形部211。由此，能够高精度地进行各个电池单元110的X轴方向的定位。
图8是表示将电池模块100插入壳体200内的工序的图。如图8所示，在通过夹具500在X轴方向上夹持电池模块100的状态下，将电池模块100插入壳体主体210。夹具500插入到形成在锥形部211上的间隙和形成在中央壁213上的切口部213A。
在将电池单元110插入壳体主体210时，使电池单元110的收容壳体112的底面角部与锥形部211抵接。在将电池单元110完全插入到壳体主体210中时，使收容壳体112的底面角部与锥形部211的底部211A抵接。由此，能够高精度地进行电池单元110的X轴方向及Z轴方向的定位。
也可以是，在通过夹具500夹持电池模块100的状态下，电池模块100不完全插入到壳体主体210，在将盖构件220按压到壳体主体210上而封闭壳体200时将电池模块100向下方按压，使收容壳体112的底面角部与锥形部211的底部211A抵接。
图9是表示一个变形例的将电池模块100插入壳体200内的工序的图。如图9所示，在电池模块的宽度方向(X轴方向)两侧形成锥形部211的情况下，也与图8的情况同样地，在将电池单元110完全插入到壳体主体210中时，使收容壳体112的底面角部与锥形部211的底部211A抵接，从而能够高精度地进行电池单元110的X轴方向及Z轴方向的定位。
图10是表示另一变形例的将电池模块100插入壳体200内的工序的图。如图10所示，锥形部211也可以在从壳体主体210的开口到底面的壳体主体210的高度方向(Z轴方向)的一部分形成。在图10的例子中，在壳体主体210的高度方向的中央部分形成有锥形部211，以上下夹着锥形部211的方式设置有上方部分215和下方部分216。上方部分215和下方部分216的内表面形成为在Z轴方向上延伸。
在图10的例子中，也是一边使电池单元110的收容壳体112的底面角部与锥形部211抵接一边将电池单元110插入壳体主体210。在将电池单元110完全插入到壳体主体210中时，使收容壳体112的底面角部与下方部分216的底部抵接。由此，能够高精度地进行电池单元110的X轴方向及Z轴方向的定位。
另外，在图10的结构中，不仅能够利用锥形部211的底部211A，还能够利用下方部分216以面的较大范围支承壳体主体210中的电池单元110，因此，即使在外部振动作用于电池组1的情况下，也能够更可靠地进行电池模块100的支承及定位。
这样，根据本实施方式的电池组1，能够在不降低作业性的情况下高精度地进行电池单元110的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的定位。
虽然对本发明的实施方式进行了说明，但应认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，意在包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。

Claims (9)

1.一种蓄电装置，其中，具备：
蓄电模块，包括层叠的多个蓄电单元；以及
壳体，具有收纳所述蓄电模块的内部空间，
所述壳体包括在所述多个蓄电单元的电极端子侧具有开口的主体、设置在所述开口上的盖、以及使所述内部空间的宽度从所述开口朝向所述主体的里侧变窄的锥形部。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，
所述多个蓄电单元分别包括方形的框体，
所述锥形部的底部与所述框体的底面角部抵接。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其中，
所述锥形部设置于所述蓄电模块的宽度方向两侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电装置，其中，
沿着所述多个蓄电单元的层叠方向交替地形成有所述锥形部和非锥形部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述锥形部在从所述开口到所述主体的底面的整个所述主体的高度方向上形成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述锥形部在从所述开口到所述主体的底面的所述主体的高度方向的一部分形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电装置，其中，
在位于所述蓄电模块的宽度方向两侧的所述主体的底面形成有凹部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述壳体包括支承部，所述支承部沿着所述多个蓄电单元的层叠方向支承收纳于所述内部空间的所述蓄电模块。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述多个蓄电单元是锂离子电池单元。
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