CN115149194A - 蓄电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电装置，该蓄电装置(10)具备蓄电模块(20)、收容壳体、第1板部(28)及配置于收容壳体内的第2板部(29)，在第1板部(28)形成有第1凸部(80)和第2凸部(81)，第1凸部(80)及第2凸部(81)以在沿与层叠方向(H)交叉的方向延伸的第1交叉方向上延伸的方式形成，在第2板部(29)形成有第3凸部(82)和第4凸部(83)，第3凸部(82)及第4凸部(83)以在与层叠方向(H)及第1交叉方向交叉的第2交叉方向上延伸的方式形成。

Description

蓄电装置

技术领域

本公开涉及蓄电装置。

背景技术

以往，关于具备将多个蓄电单元层叠而得到的蓄电模块的蓄电装置提出了各种方案。日本特开2013－229266号公报所记载的蓄电装置具备蓄电模块、一对汇流条模块、及收容壳体。

蓄电模块包括在上下方向上层叠的多个电池。收容壳体包括配置于蓄电模块的两侧处的侧壁、和配置于上下表面的端板。

发明内容

在如上述那样构成的蓄电装置中，在进行充放电时蓄电模块以在上下方向上膨胀的方式变形。

此时，有可能对收容壳体施加有大的载荷而收容壳体变形。另外，在蓄电装置搭载于车辆的状态下，存在由于车辆行驶而蓄电装置振动的情况。

本公开是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的是提供能够降低在充放电时从蓄电模块施加于收容壳体的载荷并抑制蓄电装置的振动的蓄电装置。

蓄电装置具备：包括在层叠方向上层叠的多个蓄电单元的蓄电模块；收容蓄电模块的收容壳体；配置于收容壳体内的至少1个第1板部；及配置于收容壳体内的至少1个第2板部。在上述第1板部，形成有朝向层叠方向的一方侧突出的第1凸部和朝向层叠方向的另一方侧突出的第2凸部。上述第1凸部及第2凸部以在沿与层叠方向交叉的方向延伸的第1交叉方向上延伸的方式形成。在上述第2板部，形成有朝向层叠方向的一方侧突出的第3凸部和朝向层叠方向的另一方侧突出的第4凸部。第3凸部及第4凸部以在与层叠方向及第1交叉方向交叉的第2交叉方向上延伸的方式形成。

根据上述的蓄电装置，在由于充放电而蓄电模块以在层叠方向上膨胀的方式变形了时，在第1凸部、第2凸部、第3凸部及第4凸部中，以各凸部的突出高度变低的方式变形。由此，即使蓄电模块变形，也能够降低施加于收容壳体的载荷，能够抑制收容壳体的变形。

由于在第1板部形成有在第1交叉方向上延伸的第1凸部及第2凸部，在第2板部形成有在第2交叉方向上延伸的第3凸部及第4凸部，因此，即使对蓄电装置施加有振动，也能够抑制蓄电装置大幅振动。

在上述蓄电模块与收容壳体之间、和蓄电单元之间中的任一方，配置有第1板部或第2板部。上述第1板部及第2板部以将平板夹于之间的方式配置。

本发明的上述及其他目的、特征、方面及优点将从与附图相关联地理解的关于本发明的以下的详细说明而明了。

附图说明

图1是示意性地示出本实施方式的蓄电装置1等的立体图。

图2是图1的II-II线处的剖视图。

图3是示意性地示出蓄电模块20及板部28、29等的立体图。

图4是示出蓄电单元30的立体图。

图5是示出蓄电单元30的一部分的剖视图。

图6是示出板部28的剖视图。

图7是示出作为参考例的平板16的剖视图。

图8是示出板部29的剖视图。

图9是示出平板16的剖视图。

图10是通过层叠方向H及长边方向L的平面处的剖视图。

图11是示出蓄电装置1A的剖视图。

图12是示出蓄电装置1B的剖视图。

图13是示出板部的变形例的俯视图。

具体实施方式

使用图1～图13对本实施方式的蓄电装置进行说明。对于图1～图13所示的结构中的、相同或实质上相同的结构，标注相同的附图标记并省略重复的说明。

图1是示意性地示出本实施方式的蓄电装置1等的立体图。电池组100具备蓄电装置1和冷却装置5、6。蓄电装置1具备收容壳体2、正极外部端子3及负极外部端子4。

收容壳体2形成为大致长方体形状。收容壳体2包括顶板10、底板11、侧壁12、13、及端壁14、15。侧壁12及侧壁13在宽度方向W上排列，侧壁12及侧壁13以在长边方向L上延伸的方式形成。端壁14及端壁15在长边方向L上排列，端壁14及端壁15以在宽度方向W上延伸的方式形成。

正极外部端子3及负极外部端子4设置于顶板10的上表面。正极外部端子3及负极外部端子4在宽度方向W上隔开间隔地配置。

冷却装置5配置于侧壁12，冷却装置6配置于侧壁13。在冷却装置5及冷却装置6内流冷却液C。此外，在图1中，关于冷却装置5及冷却装置6，对其一部分进行剖视，省略了一部分。

图2是图1的II-II线处的剖视图。蓄电装置1包括蓄电模块20、与蓄电模块20连接的汇流条21、22、绝缘构件25、26、绝缘膜27、及板部28、29。

板部28配置于蓄电模块20与顶板10之间。板部29配置于蓄电模块20与底板11之间。

图3是示意性地示出蓄电模块20及板部28、29等的立体图。蓄电模块20包括在层叠方向H上层叠的多个蓄电单元30、31、32、和多个连接构件33、34。此外，长边方向(第1交叉方向)L是与层叠方向H交叉的方向。宽度方向(第2交叉方向)W是与长边方向L交叉并且与层叠方向H交叉的方向。此外，长边方向L及宽度方向W与层叠方向H正交，长边方向L与宽度方向W正交。

蓄电单元31、32与蓄电单元30实质上为相同的结构，因此对蓄电单元30进行说明。

图4是示出蓄电单元30的立体图，图5是示出蓄电单元30的一部分的剖视图。蓄电单元30包括电极体35、外装体36、正极集电板37及负极集电板38。

外装体36由铝层压膜等形成。外装体36将电极体35和未图示的电解液收容于内部。

外装体36包括上侧膜39A及下侧膜39B。上侧膜39A以将电极体35从上方进行覆盖的方式配置，下侧膜39B以将电极体35从下方进行覆盖的方式设置。

此外，上侧膜39A的外周缘部和下侧膜39B的外周缘部利用未图示的粘接剂粘接。

电极体35形成为长方体形状。电极体35包括在层叠方向H上层叠的多个正极片42、多个分隔件43、及多个负极片44。此外，在正极片42与负极片44之间配置有分隔件43。

正极片42包括铝箔45和形成于铝箔45的表背面的正极合剂层。负极片44包括铜箔46和形成于铜箔46的表背面的负极合剂层。

铝箔45被向电极体35的一方的侧面47侧引出，铜箔46被向电极体35的另一方的侧面48侧引出。此外，侧面47及侧面48在宽度方向W上排列，并以在长边方向L上延伸的方式形成。

正极集电板37由铝等形成。正极集电板37配置于侧面47侧，在正极集电板37焊接有多个铝箔45。

在正极集电板37的上表面形成有粘接剂52，粘接剂52将上侧膜39A与正极集电板37粘接。在正极集电板37的下表面形成有粘接剂53，粘接剂53将下侧膜39B与正极集电板37粘接。此外，粘接剂52、53在宽度方向W上延伸至外装体36的外侧。

正极集电板37在宽度方向W上比外装体36及粘接剂52、53向外侧突出。正极集电板37包括从外装体36及粘接剂52、53露出的露出部50。

负极集电板38由铜等形成。负极集电板38配置于侧面48侧，在负极集电板38焊接有多个铜箔46。

在负极集电板38的上表面形成有粘接剂54，粘接剂54将负极集电板38及上侧膜39A粘接。在负极集电板38的下表面形成有粘接剂55，粘接剂55将负极集电板38及下侧膜39B粘接。此外，粘接剂54、55在宽度方向W上延伸至外装体36的外侧。

负极集电板38在宽度方向W上从外装体36及粘接剂54、55向外部突出，负极集电板38包括从外装体36及粘接剂54、55露出的露出部51。

返回到图2，蓄电单元31包括正极集电板60、负极集电板61及外装体62，在外装体62内收容有电极体及电解液。正极集电板60与正极集电板37同样地包括露出部63。负极集电板61与负极集电板38同样地包括露出部64。

蓄电单元32包括正极集电板70、负极集电板71及外装体72，在外装体72内收容有电极体及电解液。正极集电板70与正极集电板37同样地包括露出部73。负极集电板71与负极集电板38同样地包括露出部74。

并且，正极集电板37、负极集电板61及正极集电板70在层叠方向H上排列，负极集电板38、正极集电板60及负极集电板71在层叠方向H上排列。

连接构件33以将正极集电板37的露出部50与负极集电板61的露出部64连接的方式配置。连接构件34以将正极集电板60的露出部63与负极集电板71的露出部74连接的方式设置。

汇流条21焊接于负极集电板38的露出部51的上表面。汇流条22焊接于正极集电板70的露出部73的下表面。汇流条21连接于图1所示的负极外部端子4，汇流条22连接于正极外部端子3。

在图3中，在板部28形成有多个凸部80及凸部81。凸部80以在层叠方向H上朝向一方侧突出的方式形成。凸部81以朝向层叠方向H的另一方侧突出的方式形成。此外，在该图3所示的例子中，凸部80以朝向上方突出的方式形成，凸部81以朝向下方突出的方式形成。

凸部80及凸部81以在长边方向L上延伸的方式形成。具体而言，凸部80、凸部81在板部28中以从位于长边方向L的一端的位置的一方短边到达位于另一端的位置的另一方短边的方式形成。

凸部80及凸部81在宽度方向W上交替配置。凸部80形成为朝向层叠方向H的一方侧突出的弯曲面状。凸部81形成为朝向层叠方向H的另一方侧突出的弯曲面状。这样，板部28形成为波纹板状。

在板部29形成有多个凸部82及凸部83。凸部82以在层叠方向H上朝向一方侧突出的方式形成。凸部83以在层叠方向H上朝向另一方侧突出的方式形成。此外，在该图8所示的例子中，凸部82以向上方突出的方式形成，凸部83以向下方突出的方式形成。凸部82、83以在宽度方向W上延伸的方式形成。凸部82、83以在宽度方向W上从位于板部29的一端侧的位置的一方长边到达位于另一方端侧的位置的另一方长边的方式形成。凸部82及凸部83在长边方向L上交替配置。凸部82形成为朝向上方鼓起那样的弯曲面状。凸部83形成为朝向下方鼓起那样的弯曲面状。这样，板部29形成为波纹板状。此外，板部28、29由能够弹性变形的金属材料形成。

图6是示出板部28的剖视图。图7是示出作为参考例的平板16的剖视图。平板16的板厚与板部28的板厚相同。平板16通过将板部28在宽度方向W上拉伸而形成。

图6及图7所示的截面是通过层叠方向H及宽度方向W的平面处的剖视图。在该截面中，在将板部28的截面二次矩设为截面二次矩I1、将平板16的截面二次矩设为截面二次矩I2时，截面二次矩I1比截面二次矩I2大。

因此，例如，在板部28及平板16中，将长边方向L的一端设为固定端，设为对另一端施加了载荷。此时，板部28的截面二次矩I1比平板16的截面二次矩I2大，因此板部28不易弯曲，刚性高。

图8是示出板部29的剖视图，图9是示出平板16的剖视图。此外，图9及图10是通过层叠方向H及长边方向L的平面处的剖视图。

在该平面中，将板部29的截面二次矩设为截面二次矩I3，将平板16的截面二次矩设为截面二次矩I4。截面二次矩I3比截面二次矩I4大。

因此，在板部29及平板16中，将宽度方向W的一端设为固定端，设为对另一端施加了载荷。此时，截面二次矩I3比截面二次矩I4大，因此板部29与平板16相比，不易弯曲，刚性高。

图10是从在层叠方向H上从板部28、29离开的位置俯视板部28、29而得到的示意图。凸部80、81与凸部82、83正交。

此外，在俯视时，凸部80、81与凸部82、83正交不是必须的结构，只要以凸部80、81与凸部82、83交叉的方式配置板部28、29即可。

在图2中，绝缘构件25以从侧壁12到达蓄电模块20的方式填充。此外，正极集电板37的露出部50、负极集电板61的露出部64、连接构件33、及汇流条22的至少一部分位于绝缘构件25内。

绝缘构件26以从侧壁13到达蓄电模块20的方式填充。此外，汇流条21的至少一部分、负极集电板38的露出部51、正极集电板60的露出部63、及负极集电板71的露出部74位于绝缘构件26内。

如上述那样构成的蓄电装置1例如搭载于电动车辆。并且，蓄电装置1反复进行充放电。

在蓄电装置1进行充放电时，蓄电模块20以在层叠方向H上膨胀的方式变形。此时，板部28的凸部80、81以突出高度变低的方式变形，板部28以在宽度方向W上延伸的方式变形。

板部29的凸部82、83以突出高度变低的方式变形，板部29以在长边方向L上延伸的方式变形。

这样，通过板部28、29变形，从而容许蓄电模块20以在层叠方向H上膨胀的方式变形。由此，即使蓄电模块20以在层叠方向H上膨胀的方式变形，也能够抑制施加于收容壳体2的载荷变大，能够抑制收容壳体2的变形。

在电池组100搭载于车辆的状态下，存在在车辆行驶时对蓄电装置1施加有振动的情况。

此时，例如，存在将蓄电装置1的长边方向L的两端作为固定端、将蓄电装置1的长边方向L的中央作为腹部而蓄电装置1振动的情况。在这样蓄电装置1进行振动时，板部28不易弯曲，刚性高。因此，能够抑制蓄电装置1大幅振动。

另外，例如，存在将蓄电装置1的宽度方向W的两端作为固定端、将蓄电装置1的宽度方向W的中央作为腹部而蓄电装置1振动的情况。在这样蓄电装置1进行振动时，板部29不易弯曲，刚性高。因此，能够抑制蓄电装置1大幅振动。

在蓄电装置1进行充放电时，蓄电模块20的温度变高。此时，绝缘构件25以覆盖露出部50、64、73、连接构件33、及汇流条22的至少一部分的方式形成。由于露出部50、64、73、连接构件33及汇流条22由金属材料形成，因此蓄电模块20内的热被向绝缘构件25良好地散热。传递到绝缘构件25的热通过侧壁12而向冷却装置5散热。

绝缘构件26以覆盖汇流条21的至少一部分、露出部51、63、74及连接构件34的方式形成。由于汇流条21、露出部51、63、74及连接构件34由金属材料形成，因此蓄电模块20内的热被向绝缘构件26良好地散热。传递到绝缘构件26的热通过侧壁13而向冷却装置6散热。这样，能够良好地冷却蓄电模块20。

(实施方式2)

使用图11等对实施方式2的蓄电装置1A进行说明。蓄电装置1A具备板部28A、29A。

图11是示出蓄电装置1A的剖视图。蓄电装置1A关于板部28A及板部29A以外的结构与蓄电装置1实质上同样地构成。板部28A配置于蓄电单元30与蓄电单元31之间，板部29A配置于蓄电单元31与蓄电单元32之间。

板部28A与板部28同样地构成，形成有在长边方向L上延伸的凸部80A、81A。

板部29A与板部29同样地形成，形成有在宽度方向W上延伸的凸部82A、83A。此外，板部28A及板部29A也由能够弹性变形的金属材料形成。

在蓄电装置1A中也是，在由于充放电而蓄电模块20以在层叠方向H上膨胀的方式变形了时凸部80A、81A及凸部82A、83A变形。由此，即使蓄电模块20以膨胀的方式变形，也能够降低施加于收容壳体2的载荷。另外，在蓄电装置1A中，也能够抑制蓄电装置1A振动。

此外，在板部28A中，也可以将宽度方向W的各端部以到达绝缘构件25、26的方式形成，在板部29A中，也可以将宽度方向W的各端部以到达绝缘构件25、26的方式形成。

通过这样地形成，在由于充放电而蓄电模块20发热了时，能够通过板部28A、29A、绝缘构件25、26及侧壁12、13向冷却装置5、6散热。

(实施方式3)

使用图12对本实施方式3的蓄电装置1B进行说明。蓄电装置1B包括板部28B、29B和平板17、18、19。此外，在蓄电装置1B中，关于板部28B、29B和平板17、18、19以外的结构，与蓄电装置1实质上相同。

图12是示出蓄电装置1B的剖视图。板部28B、板部29B及平板17、18、19配置于蓄电单元30与蓄电单元31之间。平板17配置于板部28B与板部29B之间。平板18配置于蓄电单元30与板部28B之间，平板19配置于蓄电单元31与板部29B之间。

此外，板部28B与板部28同样，形成有在长边方向L上延伸的凸部80B、81B。板部29B与板部29同样，形成有在宽度方向W上延伸的凸部82B、83B。板部28B和板部29B由能够弹性变形的金属材料形成。

平板17配置于板部28B与板部29B之间。平板17由金属材料形成。在该蓄电装置1B中，在蓄电模块20以膨胀的方式变形时，凸部80B、81B和凸部82B、83B变形。并且，板部28B以在宽度方向W上延伸的方式变形。此时，板部28B的凸部81B与平板17的接触部位也在宽度方向W上移位。

平板17形成为平板状，因此板部28B与平板17之间的摩擦小，板部28B能够良好地变形。同样，板部29B也是凸部82B与平板17的摩擦小，因此板部29B也能够良好地变形。

板部28B的凸部80B与平板18接触，板部29B的凸部83B与平板19接触。凸部80B与平板18的摩擦小，凸部83B与平板19的摩擦也小。因此，板部28B及板部29B能够良好地变形。

此外，在板部28B形成有凸部80B、81B，在板部29B形成有凸部82B及凸部83B。因此，即使由于充放电而蓄电模块20以膨胀的方式变形，也能够抑制对蓄电模块20施加大载荷。而且，即使对蓄电装置1施加有振动，也能够抑制蓄电装置1大幅振动。

此外，在实施方式3中，板部28B、29B和平板17配置于蓄电单元30与蓄电单元31之间，但也可以配置于蓄电单元31与蓄电单元32之间。

图13是示出板部的变形例的俯视图。在图13中，是俯视板部28C和板部29C而得到的图。形成于板部28C的凸部80及凸部81以在倾斜方向上延伸的方式形成。具体而言，凸部80、81以随着朝向宽度方向W而朝向长边方向L的方式形成。形成于板部29C的凸部82及凸部83也以在倾斜方向上延伸的方式形成。并且，凸部80、81与凸部82、83正交。

另外，也可以将板部28B、29B和平板17配置于收容壳体2与蓄电模块20之间。此外，在上述的蓄电装置中，对在各蓄电单元收容有电解液的例子进行了说明，但对于作为各蓄电单元而采用了固体电池的例子也能够适用本公开。

对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的范围由权利要求书表示，意图包括与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。

Claims (3)

1.一种蓄电装置，具备：

包括在层叠方向上层叠的多个蓄电单元的蓄电模块；

收容所述蓄电模块的收容壳体；

配置于所述收容壳体内的至少1个第1板部；及

配置于所述收容壳体内的至少1个第2板部，

在所述第1板部，形成有朝向所述层叠方向的一方侧突出的第1凸部和朝向所述层叠方向的另一方侧突出的第2凸部，

所述第1凸部及所述第2凸部以在沿与所述层叠方向交叉的方向延伸的第1交叉方向上延伸的方式形成，

在所述第2板部，形成有朝向所述层叠方向的一方侧突出的第3凸部和朝向所述层叠方向的另一方侧突出的第4凸部，

所述第3凸部及所述第4凸部以在与所述层叠方向及所述第1交叉方向交叉的第2交叉方向上延伸的方式形成。

2.根据权利要求1所述的蓄电装置，

在所述蓄电模块与所述收容壳体之间、和所述蓄电单元之间中的任一方，配置有所述第1板部或所述第2板部。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，

所述第1板部及所述第2板部以将平板夹于之间的方式配置。

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