CN114930626A - 电池组件 - Google Patents

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Abstract

一种电池组件(100)，其中，该电池组件(100)具备：电池层叠体(2)，其是将多个电池(20)层叠而成的；以及分隔件(3)，其配置在相邻的电池(20)之间，该分隔件(3)具有与任意一个电池(20)的同层叠方向交叉的表面接触的位移吸收件(36)，将电池层叠体(2)的所述层叠方向上的两端部分的位置固定而配置电池层叠体(2)。

Description

电池组件
技术领域
本发明涉及一种电池组件。
背景技术
例如，作为车辆用等要求较高的输出电压的电源，已知有将多个电池电连接而成的电池组件。通常，对于构成电池组件的各电池而言，其内部的电极体、电解液等随时间而劣化，并由于金属物质的沉积、氧化而鼓出，从而在外形上出现变化。关于具备这样的电池的电池组件，在专利文献1中公开了一种电池组件，该电池组件具备：电池层叠体，其通过层叠多个电池并使绝缘片介于各电池之间而成；以及端板，其设于电池层叠体的层叠方向上的两端部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2013/161655号
发明内容
发明要解决的问题
电池随着充放电而膨胀或收缩。另外，电池因随时间而劣化而膨胀。当电池组件内的各电池膨胀时，在层叠方向上，各电池和绝缘片成为从面接触接近点接触的状态。各电池和绝缘片点接触的位置不限于在与电池的层叠方向交叉的平面中从层叠方向观察时在相同的位置重叠，由于接触位置变化，各电池也绕与层叠方向交叉的轴旋转位移，各电池的相对位移不一致，而产生偏差。为了抑制各电池的相对位移的偏差，需要以三轴约束来保持各电池的部件。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种以单轴约束来保持电池组件内的各电池并且抑制各电池的相对位移的偏差的技术。
用于解决问题的方案
本发明的一方案提供一种电池组件，其特征在于，该电池组件具备：电池层叠体，其是将多个电池层叠而成的；以及分隔件，其配置在相邻的所述电池之间，该分隔件具有与任意一个所述电池的同层叠方向交叉的表面接触的位移吸收件，将所述电池层叠体的所述层叠方向上的两端部分的位置固定而配置所述电池层叠体。
发明的效果
采用本发明，能够以单轴约束来保持电池组件内的各电池并且抑制各电池的相对位移的偏差。
附图说明
图1是表示实施方式的电池组件的外观的立体图。
图2是电池组件所包含的电池层叠体的水平剖视图。
图3是表示分隔件和电池的外观的立体图。
图4是从引导部侧观察到的分隔件的立体图。
图5是用于说明设有位移吸收件的情况下的各电池的位移的示意图。
图6是用于说明电池组件内的电池在层叠方向上膨胀的状态的示意图。
图7是用于说明变形例的电池层叠体的示意图。
具体实施方式
以下，基于优选的实施方式，参照附图对本发明进行说明。实施方式并非限定发明而是例示，实施方式中记述的所有特征、其组合未必一定是发明的本质性的特征、组合。设为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，并且适当省略重复的说明。另外，为了易于说明而方便地设定各图所示的各部分的比例尺、形状，并且只要没有特别提及就并非限定性地进行解释。另外，对于在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况而言，只要没有特别提及，该用语就不表示任何顺序、重要度，而是用于区分某个结构和其他结构。另外，在各附图中，省略在说明实施方式上不重要的构件的一部分并进行表示。
(实施方式)
图1是表示实施方式的电池组件100的外观的立体图，图2是电池组件100所包含的电池层叠体2的水平剖视图。电池组件100具备长方体形状的框体1、电池层叠体2、分隔件3、端分隔件41和端分隔件42。在电池组件100中，使用分隔件3以单轴约束来保持电池20，利用位移吸收件36来抑制电池20的相对位移。另外，在各图中，将电池20的层叠方向设为X方向，将与X方向交叉的水平方向设为Y方向，将与X方向交叉的铅垂方向设为Z方向。
框体1具备端板11、侧板12、底板13和盖板14。端板11设于电池层叠体2中的位于电池20的层叠方向上的两端部的电池20的外侧。侧板12夹着端板11而将电池层叠体2的侧面覆盖。底板13通过将电池层叠体2的底部覆盖而构成。盖板14将电池层叠体2的上表面覆盖。
电池层叠体2被收纳于框体1的内侧。电池层叠体2通过沿着一个方向层叠多个电池20而构成。在各电池之间设有由树脂材料等形成的分隔件3。分隔件3使电池层叠体2的各电池20电绝缘。分隔件3组装于电池层叠体2而一体化，因此也可以认为该分隔件3构成了电池层叠体2的一部分。
图3是表示分隔件3和电池20的外观的立体图。分隔件3具备长方形板状的基板30、保持件部31、引导部32、嵌合部33以及位移吸收件36。保持件部31由从基板30的底部侧的侧边部和水平方向上的两端的侧边部这3个侧边部朝向基板30的一侧立起的壁体构成，保持件部31的上方开放。
引导部32与保持件部31对应，并由从基板30的底部侧的侧边部和水平方向上的两端的侧边部这3个侧边部朝向基板30的另一侧立起的壁体构成，引导部32的上方开放。保持件部31的外形尺寸比引导部32小，保持件部31嵌合于相邻的分隔件3的引导部32的内侧。
图4是从引导部32侧观察到的分隔件3的立体图。嵌合部33设于基板30的上部侧的侧边部的中央，具有第1嵌合部33a和第2嵌合部33b。第1嵌合部33a由设于上方和Y方向的两端的壁体构成，并以从基板30的上部侧的侧边部的中央向与保持件部31相同的一侧立起的方式设置。第2嵌合部33b与第1嵌合部33a同样地由设于上方和Y方向的两端的壁体构成，并以从基板30的上部侧的侧边部的中央向与引导部32相同的一侧立起的方式设置。第1嵌合部33a的外形尺寸比第2嵌合部33b的外形尺寸小，第1嵌合部33a嵌合于在相邻的分隔件3设置的第2嵌合部33b的内侧。
在分隔件3的基板30的引导部32侧形成有风路形成部34。风路形成部34由自基板30的引导部32侧的面突起的多个条构成，在各条之间形成风路35。
在分隔件3的保持件部31的内侧设有板状的位移吸收件36。电池20与位移吸收件36接触并嵌合于保持件部31的内侧。位移吸收件36由刚度比分隔件3的其他部分低的树脂材料等形成，位移吸收件36能在X方向上压缩变形而吸收由电池20的膨胀引起的位移。
各电池20例如为锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等能够充电的二次电池。另外，各电池20是所谓的方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐21(参照图3)。在外装罐21的一面设置未图示的大致长方形形状的开口，经由该开口在外装罐21容纳电极体、电解液等。在外装罐21的开口设置将开口堵塞的封口板21a。
在封口板21a，在长度方向上的一端附近配置正极的输出端子22，在另一端附近配置负极的输出端子22。一对输出端子22分别与构成电极体的正极板、负极板电连接。形成于封口板21a的贯通孔(未图示)供各输出端子22贯通。绝缘性的密封构件(未图示)介于各输出端子22与各贯通孔之间。在以下的说明中，为了方便，将封口板21a设为电池20的上表面，将与封口板21a相对的外装罐21的底面设为电池20的下表面。
另外，电池20具有将上表面和下表面连接的两个主表面。该主表面是电池20所具有的6个面中面积最大的面。主表面是与上表面的长边以及下表面的长边连接的长侧面。除了上表面、下表面以及两个主表面之外的其余两个面设为电池20的侧面。该侧面是与上表面的短边以及下表面的短边连接的一对短侧面。这些方向和位置是为了方便而规定的。因此，例如，在本发明中，被规定为上表面的部分并不意味着必须位于比被规定为下表面的部分靠上方的位置。
在封口板21a，在一对输出端子22之间设置阀部24。阀部24也被称为安全阀，其是用于供各电池20喷出电池内部的气体的机构。阀部24构成为能够在外装罐21的内压上升至预定值以上时开阀而释放内部的气体。阀部24例如包括设于封口板21a的局部的与其他部分相比厚度较薄的薄壁部、以及形成于该薄壁部的表面的线状的槽。在该结构中，当外装罐21的内压上升时，薄壁部以槽为起点破裂，由此开阀。
多个电池20以相邻的电池20的主表面彼此相对的方式以预定的间隔被层叠。此外，“层叠”意为在任意的1个方向上排列多个构件。因此，电池20的层叠也包括将多个电池20沿水平排列的情况。在本实施方式中，电池20沿水平进行层叠。各电池20被配置为输出端子22朝向相同的方向。本实施方式的各电池20被配置为输出端子22朝向铅垂方向上方。
端分隔件41和端分隔件42设于电池层叠体2中的位于电池20的层叠方向的端部的电池20与端板11之间(参照图2)。端分隔件41设于电池20的层叠方向的一端部侧，具有相当于分隔件3的基板30的基板41a、相当于引导部32的引导部41b和相当于风路形成部34的风路形成部41c。
端分隔件42设于电池20的层叠方向的另一端部侧，具有相当于分隔件3的基板30的基板42a和相当于保持件部31的保持件部42b。另外，端分隔件42在保持件部42b的内部设有位移吸收件36。另外，也可以是，在端分隔件41和端分隔件42适当设置相当于在分隔件3设置的嵌合部33的构件，该构件嵌合于相邻的分隔件3的嵌合部33。
在电池层叠体2中的电池20的层叠方向的两端部设置的两个端板11安装于侧板12和底板13。电池层叠体2、分隔件3、端分隔件41和端分隔件42以层叠方向上的相邻的各部分彼此接触的方式配置在两个端板11之间，并以单轴约束(X方向的约束)被保持。另外，也可以是，将电池层叠体2、分隔件3、端分隔件41和端分隔件42以位移吸收件36稍微压缩变形了的状态配置在两个端板11之间，以提高单轴约束的内部加压。
接下来，基于由电池20的膨胀引起的位移的产生来对电池组件100的动作进行说明。图5是用于说明设有位移吸收件36的情况下的各电池的位移的示意图。图6是用于说明作为比较例的未设有位移吸收件36的情况下的各电池的位移的示意图。图5和图6相当于从上方观察电池层叠体2的俯视图。如上所述，对于各电池20而言，其内部的电极体、电解液等随时间而劣化，并由于金属物质的沉积、氧化而鼓出，从而在外形上出现变化。各电池20为方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐21，以电池20的6个面中的面积最大的主表面膨胀的方式变形。
两个端板11安装于侧板12和底板13，由此电池层叠体2、分隔件3、端分隔件41和端分隔件42以单轴约束(X方向的约束)被保持。通过将电池层叠体2、分隔件3、端分隔件41和端分隔件42以位移吸收件36稍微压缩变形了的状态组装于两个端板11之间，能够提高单轴约束的内部加压。
如图5所示，当因电池20的主平面的膨胀而在层叠方向上产生变形时，设于分隔件3等的位移吸收件36会弹性地压缩变形，作用于层叠方向的载荷会在主平面与位移吸收件36的接触面内分散。通过使作用于电池20的载荷在接触面分散，从而电池20恢复成原来的姿势。由此，对于电池组件100而言，即使在以单轴约束保持电池组件100内的各电池20的状态下电池20随时间而劣化膨胀，也能够通过使电池20恢复成原来的姿势，而抑制各电池20的相对位移的偏差。
在图6所示的比较例中，当由于电池20的主平面的膨胀而在层叠方向上产生变形时，电池20根据接触点的位置而位移，各电池的姿势变化，产生各电池20的相对位移的偏差。
分隔件3在层叠方向上的一侧设有供电池20嵌入的保持件部31，并在层叠方向上的另一侧设有供相邻的分隔件的保持件部31嵌合的引导部32。在电池组件100中，通过在相邻的分隔件3之间将保持件部31和引导部32嵌合，能够抑制电池20在与层叠方向交叉的方向上的位移。
通过将位移吸收件36设于保持件部31的内侧，在电池20产生了变形的情况下，能够通过保持件部31与电池20的嵌合、电池20与位移吸收件36的接触面来确保电池20在分隔件3中的保持性。
分隔件3在引导部32侧设置有风路形成部34。在电池组件100中，能够在电池20与风路形成部34接触的状态下确保电池20的空气冷却用的风路35。
(变形例)
图7是用于说明变形例的电池层叠体2的示意图。图7相当于从上方观察电池层叠体2的俯视图。在变形例的电池层叠体2中，位移吸收件36设于分隔件3中的基板30的引导部32侧。电池20被保持于1个分隔件3的保持件部31，并且与在相邻的分隔件3的引导部32侧设置的位移吸收件36接触。由此，在电池20膨胀的情况下，通过电池20与位移吸收件36面接触，能够确保电池20与相邻的分隔件3的接触面积。
在变形例的电池层叠体2中，风路形成部34设于分隔件3中的基板30的保持件部31侧，在电池20与风路形成部34接触的状态下，能够确保电池20的空气冷却用的风路35。
以上，基于本发明的实施方式进行了说明。本领域技术人员应理解的是，这些实施方式是例示，能够在本发明的权利要求范围内进行各种变形和变更，并且这样的变形例和变更也在本发明的权利要求的范围内。因此，本说明书中的记述和附图应视为说明性的而非限定性的。
此外，实施方式也可以由以下的项目来确定。
[项目1]
提供一种电池组件(100)，其特征在于，该电池组件(100)具备：电池层叠体(2)，其是将多个电池(20)层叠而成的；以及分隔件(3)，其配置在相邻的所述电池(20)之间，该分隔件(3)具有与任意一个所述电池(20)的同层叠方向交叉的表面接触的位移吸收件(36)，将所述电池层叠体(2)的所述层叠方向上的两端部分的位置固定而配置所述电池层叠体(2)。
由此，电池组件(100)能够以单轴约束来保持电池组件(100)内的各电池(20)并抑制各电池(20)的相对位移的偏差。
[项目2]
根据项目1所述的电池组件(100)，其特征在于，所述分隔件(3)在所述层叠方向上的一侧具有供所述电池(20)嵌入的保持件部(31)并在所述层叠方向上的另一侧具有供相邻的分隔件(3)的保持件部(31)嵌合的引导部(32)。由此，在电池组件(100)中，通过在相邻的分隔件(3)之间将保持件部(31)和引导部(32)嵌合，能够抑制电池(20)在与层叠方向交叉的方向上的位移。
[项目3]
根据项目2所述的电池组件(100)，其特征在于，所述位移吸收件设于所述一侧。由此，在电池组件(100)中，能够通过保持件部(31)与电池(20)的嵌合、电池(20)与位移吸收件(36)的接触面来确保电池(20)在分隔件(3)中的保持性。
[项目4]
根据项目3所述的电池组件(100)，其特征在于，在所述分隔件(3)的所述另一侧形成有在所述分隔件与配置于所述另一侧的所述电池(20)之间的风路(35)。由此，在电池组件(100)中，能够确保电池(20)的空气冷却用的风路(35)。
[项目5]
根据项目2所述的电池组件(100)，其特征在于，所述位移吸收件设于所述另一侧。由此，在电池组件(100)中，能够确保电池(20)与相邻的分隔件(3)的接触面积。
附图标记说明
2、电池层叠体；20、电池；3、分隔件；31、保持件部；32、引导部；35、风路；36、位移吸收件；100、电池组件。

Claims (5)

1.一种电池组件，其特征在于，
该电池组件具备：
电池层叠体，其是将多个电池层叠而成的；以及
分隔件，其配置在相邻的所述电池之间，该分隔件具有与任意一个所述电池的同层叠方向交叉的表面接触的位移吸收件，
将所述电池层叠体的所述层叠方向上的两端部分的位置固定而配置所述电池层叠体。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，
所述分隔件在所述层叠方向上的一侧具有供所述电池嵌入的保持件部并在所述层叠方向上的另一侧具有供相邻的分隔件的保持件部嵌合的引导部。
3.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于，
所述位移吸收件设于所述一侧。
4.根据权利要求3所述的电池组件，其特征在于，
在所述分隔件的所述另一侧形成有在所述分隔件与配置于所述另一侧的所述电池之间的风路。
5.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于，
所述位移吸收件设于所述另一侧。
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