CN115483493B - 树脂框及电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种树脂框及电池模块。本发明的保持电池单元的树脂框配备有定位部和突起部。定位部与电池单元的上表面抵接以确定电池单元的上表面的上下方向的位置。突起部被设置于树脂框的底部。突起部在电池单元的厚度方向上突出。突起部具有相对于电池单元的厚度方向倾斜的倾斜部。

Description

树脂框及电池模块

技术领域

本公开涉及树脂框及电池模块。

背景技术

在日本特开2017-050200中记载了一种包括沿着规定的排列配置方向排列配置的多个电池单元的电池模块。电池单元由树脂制的电池单元保持器保持。在相邻的电池单元保持器中一个上设有突出部。在相邻的电池单元保持器的另一个上设有凹部，所述突出部被配置于所述凹部。

发明内容

在上述文献中，记载了通过将突出部插入于凹部，可以将相邻的电池单元保持器相互定位。但是，由于不是直接确定由电池单元保持器保持的电池单元的位置，因此，存在着电池单元的位置不稳定的可能性。

在本公开中，提出了一种能够抑制电池单元的位置偏离的树脂框及电池模块。

根据本公开的一个方面，提出了一种保持电池单元的树脂框。树脂框配备有定位部和突起部。定位部与电池单元的第一侧的面抵接以确定电池单元的第一侧的面的位置。突起部设置于树脂框的与第一侧相反的第二侧。突起部在电池单元的厚度方向上突出。突起部具有相对于电池单元的厚度方向倾斜的倾斜部。

根据本公开的另一个方面，提出了一种将电池单元和保持电池单元的树脂框交替层叠而成的电池模块。树脂框具有定位部和突起部。定位部与电池单元的第一侧的面抵接以确定电池单元的第一侧的面的位置。突起部设置于树脂框的与第一侧相反的第二侧。突起部在电池单元和树脂框的层叠方向上突出。突起部具有相对于电池单元和树脂框的层叠方向倾斜的倾斜部。突起部与在层叠方向上相邻的树脂框相干扰。

根据这样的树脂框及电池模块，在将电池单元与树脂框交替地层叠并在层叠方向上压缩时，突起部对被保持于相邻的树脂框的电池单元作用朝向第一侧的方向的力。电池单元的第一侧的面可靠地与定位部抵接，电池单元的第一侧的面被定位部定位。从而，可以抑制电池单元的位置偏离。

根据本公开的树脂框及电池模块，可以抑制电池单元的位置偏离。

附图说明

下面，参照附图说明本发明的示范性的实施方式的特征、优点、以及技术和工业上的意义，在附图中，类似的附图标记表示类似的部件，其中：

图1是概略地表示根据实施方式的电池模块的立体图。

图2是表示电池模块的结构的一个例子的透视立体图。

图3是表示树脂框的一个例子的立体图。

图4是表示层叠时的电池单元以及树脂框的配置的示意图。

图5是放大地表示图4中所示的区域V的示意图。

图6是表示压缩时的电池单元及树脂框的配置的示意图。

图7是放大地表示图6中所示的区域VII的示意图。

图8是表示根据第二种实施方式的层叠时的电池单元及树脂框的配置的示意图。

图9是放大地表示图8中所示的区域IX的示意图。

图10是表示根据第二种实施方式的压缩时的电池单元及树脂框的配置的示意图。

图11是放大地表示图10中所示的区域XI的示意图。

图12是根据第三种实施方式的树脂框的正视图。

图13是放大地表示图12中所示的区域XIII的示意图。

图14是根据第三种实施方式的树脂框的背面图。

图15是放大地表示图14中所示的区域XV的示意图。

具体实施方式

下面，基于附图对于实施方式进行说明。在下面的说明中，对于同一部件采用相同的附图标记。相同的附图标记的部件具有相同的名称及相同的功能。从而，不会重复对于它们的详细说明。

[第一种实施方式]

图1是概略地表示根据实施方式的电池模块1的立体图。对于构成电池模块1的电池单元的个数没有特别的限制，但是，下面，对于电池单元数为27个的例子进行说明。如图1所示，电池模块1配备有多个电池单元201～227、多个树脂框3、一对端板41、42、以及一对约束带51、52。

在电池模块1中，通过将多个电池单元201～227和多个树脂框3交替地层叠，形成层叠体10。下面，将层叠体10的高度方向记作H，将层叠体10的层叠方向记作L，将层叠体10的宽度方向记作W。高度方向H是层叠体10的上下方向。层叠方向L是层叠体10的长度方向。宽度方向W是层叠体10的短的方向。

多个电池单元201～227的每一个为锂离子电池或者镍氢电池等二次电池。各个电池单元201～227的结构是共通的，在不对电池单元相互区分的情况下，记作电池单元2。对于电池单元2的结构，以图2进行说明。

多个树脂框3的每一个，被配置于在层叠方向L上相邻的两个电池单元2之间。如图1所示，电池单元2配置于层叠体10的两端，多个树脂框3的个数比多个电池单元2的个数少一个。在包含于层叠体10中的电池单元2的个数为27个的情况下，树脂框3的个数为26个。对于树脂框3的详细结构，以图3进行说明。

端板41、42例如由金属材料形成，被形成为板状。端板41被配置于层叠体10在层叠方向L上的第一端。端板42被配置于层叠体10在层叠方向L上的第二端。端板41、42被配置成在层叠方向L上从两侧夹着层叠体10。在端板41、42的每一个与层叠体10之间，配置有图中未示出的绝缘构件。

约束带51、52分别配置于树脂框3的上下。约束带51配置于层叠体10的上方，约束带52配置于层叠体10的下方。约束带51、52的第一端部被固定于端板41。约束带51、52的第二端部被固定于端板42。约束带51、52将处于夹着层叠体10的状态下的端板41和端板42相互约束(结合)起来。

图2是表示电池单元2的结构的一个例子的透视立体图。如图2所示，电池单元2是具有大致长方体形状的方形电池。将电池单元2和树脂框3层叠而成的层叠体10的层叠方向L相当于电池单元2的短的方向(电池单元2的厚度方向)。

在电池单元2的壳体内部收容有电极体64。例如，将正极65和负极66隔着间隔件67层叠起来，进而被卷绕成筒状，由此，形成电极体64。电极体64并不局限于卷绕型，也可以是层叠型。电极体64被浸渍于图中未示出的电解液中。

在电池单元2的壳体的上表面形成有开口。该开口被盖体61封闭。盖体61构成电池单元2的上表面。在盖体61上设置有正极端子62及负极端子63。正极端子62及负极端子63的每一个的第一端从盖体61向外部突出。正极端子62及负极端子63从电池单元2的上表面向上方突出。正极端子62及负极端子63的每一个的第二端在壳体内部被分别电连接于内部正极端子及内部负极端子(图中均未示出)。

虽然图中未示出，但是，相邻的两个电池单元2被母线相互电连接。更具体地，在两个电池单元2被串联连接的情况下，一个电池单元2的正极端子62与另一个电池单元2的负极端子63电连接。母线例如被焊接于正极端子62及负极端子63。

图3是表示树脂框3的一个例子的立体图。树脂框3由聚丙烯(polypropylene)等树脂材料形成。各个树脂框3配置于在层叠方向L上排列配置的相邻的两个电池单元2之间，具有将所述两个电池单元2电绝缘或者保持所述两个电池单元2的位置的功能。各个树脂框3也可以还具有对电池单元2进行冷却的功能。

如图3所示，树脂框3具有主体部310、一对侧壁部320、330、以及底部340。主体部310具有平板形状。侧壁部320、330和底部340相对于主体部310在层叠方向L上突出。电池单元2被收容于由主体部310、侧壁部320、330以及底部340包围起来的空间中，电池单元2被树脂框3保持。

侧壁部320具有朝向电池单元2的收容空间的对向面321。侧壁部330具有朝向电池单元2的收容空间的对向面331。如图3所示，在树脂框3没有保持电池单元2的状态下，对向面321与对向面331彼此相向。在电池单元2被树脂框3保持的状态下，对向面321、331分别与电池单元2相对。

宽度方向凸缘322从侧壁部320的对向面321突出。侧壁部330的对向面331作为确定宽度方向W上的电池单元2的位置的基准面P2起作用。宽度方向凸缘322对被保持于树脂框3的电池单元2作用宽度方向W上的力。由此，电池单元2被推压于对向面331(基准面P2)，进行在宽度方向W上的电池单元2的定位。

在树脂框3的上部，设置有一对定位部323、333。定位部323、333与被保持于树脂框3的电池单元2的上表面抵接以确定电池单元2的上表面的高度方向H上的位置。通过定位部323、333的下表面在层叠方向L及宽度方向W上延伸的平面作为确定在高度方向H上的电池单元2的位置的基准面P1起作用。

高度方向凸缘342、343从底部340向上方突出。被保持于树脂框3的电池单元2，其下表面与高度方向凸缘342、343接触，被搭载到高度方向凸缘342、343上。高度方向凸缘342、343相当于根据本公开的支承电池单元2的下表面的支承部。

图4是表示层叠时的电池单元2及树脂框3的配置的示意图。图5是放大地表示图4中所示的区域V的示意图。在图4中，表示出了电池单元2被树脂框3保持的组装体示例性地在层叠方向上排列有4个，在各个组装体之间具有间隙，各个组装体在层叠方向L上不被加压的状态。树脂框3的主体部310具有与电池单元2相对的表面311和与表面311相反侧的背面312。通过定位部323、333与被保持于树脂框3的电池单元2的上表面抵接，进行在电池单元2的上表面的高度方向H上的定位。

如图5所示，树脂框3具有突起部350。突起部350被设置在树脂框3的下部，从主体部310的背面312在电池单元2的厚度方向(层叠方向L。在图5中，为图中的左右方向)上突出。突起部350相对于电池单元2的厚度方向(层叠方向L)倾斜地延伸。在本实施方式中，突起部350的整体构成相对于厚度方向倾斜的倾斜部。本实施方式的倾斜部以随着趋向突起部350的前端而朝向上方的方式倾斜。

在高度方向凸缘342、343的下方，设置有倾斜面346。倾斜面346相对于电池单元2的厚度方向(层叠方向L)倾斜地延伸。本实施方式的倾斜面346以随着远离树脂框3的主体部310而朝向上方的方式倾斜。

图6是表示压缩时的电池单元2及树脂框3的配置的示意图。图7是放大地表示图6中所示的区域VII的示意图。层叠体10被夹在参照图1说明的端板41、42之间，端板41、42被约束带51、52约束，由此，电池单元2被树脂框3保持的组装体在电池单元2的厚度方向(层叠方向L)上被加压。各个电池单元2与相邻的组装体的树脂框3的背面312接触。

各个树脂框3的突起部350与在层叠方向L上相邻的树脂框3相干扰。具体地，突起部350与相邻的树脂框3的倾斜面346抵接。对相对于层叠方向L倾斜的倾斜面346施加来自于突起部350的应力。当将层叠体10在层叠方向L上压缩时，突起部350对倾斜面346上方的高度方向凸缘342、343、进而对被搭载并支承于高度方向凸缘342、343的电池单元2作用如图7所示朝向上方的力F。

虽然有与上述的说明部分重复的描述，但是，若对于实施方式的树脂框3以及电池模块1的特征性结构以及作用效果进行归纳说明，则如下所述。

如图3、4所示，树脂框3配备有与电池单元2的上表面抵接以确定上表面的高度方向的位置的定位部323、333。如图5所示，树脂框3配备有突起部350，所述突起部350设置在树脂框3的底部，在电池单元2的厚度方向(电池单元2与树脂框3的层叠方向L)上突出。突起部350相对于电池单元2的厚度方向(层叠方向L)倾斜地延伸。

在图4、5所示的将电池单元2和树脂框3交替地配置并在电池单元2的厚度方向(层叠方向L)上层叠的状态下，在电池单元2与相邻的树脂框3之间存在间隙。在图6、7所示的将电池单元2和树脂框3在层叠方向L上压缩的压缩过程中，突起部350与在电池单元2的厚度方向(层叠方向L)上相邻的树脂框3相干扰。在将层叠体10在层叠方向L上压缩时，突起部350向被保持于相邻的树脂框3的电池单元2作用朝向上方的力F。

电池单元2的上表面可靠地与定位部323、333抵接，电池单元2的上表面被定位部323、333定位于基准面P1。从而，层叠体10内的电池单元2在高度方向H上的位置偏离被抑制。电池单元2的上表面的位置稳定，由此，可以降低在为了将相邻的电池单元2彼此电连接而对正极端子62以及负极端子63进行焊接的工序等后续工序中的层叠体10的品质不良。

另外，通过突起部350向电池单元2作用朝向上方的力F，相对于对电池单元2向下方施加的应力而言的强度(刚性)提高。由此，在焊接工序等的后工序中，能够抑制对电池单元2施加了朝向下方的应力时电池单元2向下方的位置偏离。

如图5所示，树脂框3还配备有高度方向凸缘342、343和倾斜面346。高度方向凸缘342、343支承电池单元2的下表面。倾斜面346被设置于比高度方向凸缘342、343靠下方处。在图6、7所示的压缩过程中，突起部350与在电池单元2的厚度方向(层叠方向L)上相邻的树脂框3的倾斜面346抵接。突起部350作为推压倾斜面346的力的分力成分，产生朝向上方的力。由此，能够对被保持于相邻的树脂框3的电池单元2可靠地作用朝向上方的力F。

[第二种实施方式]

图8是表示根据第二种实施方式的层叠时的电池单元2以及树脂框3的配置的示意图。图9是放大地表示图8中所示的区域IX的示意图。第二种实施方式的树脂框3在突起部350的形状上与第一种实施方式不同。

具体地，如图9所示，突起部350的上表面构成相对于电池单元2的厚度方向(层叠方向L)倾斜地延伸的倾斜部356。倾斜部356以随着趋向突起部350的前端而朝向下方的方式倾斜。倾斜部356相对于电池单元2的厚度方向(层叠方向L)倾斜的角度比电池单元2的下方的倾斜面346倾斜的角度大。

通过对于倾斜部356和倾斜面346倾斜的角度设置角度差，形成在图8、9所示的层叠体10的压缩前的层叠时刻突起部350不与相邻的树脂框3相干扰的结构。

图10是表示根据第二种实施方式的压缩时的电池单元2以及树脂框3的配置的示意图。图11是放大地表示图10中所示的区域XI的示意图。通过对于倾斜部356和倾斜面346倾斜的角度设置角度差，形成在压缩过程中突起部350被向倾斜面346的下方引导，如图10、11所示，突起部350的倾斜部356与相邻的树脂框3的倾斜面346相干扰的结构。

根据第二种实施方式的树脂框3以及电池模块1，在层叠方向L上压缩层叠体10时，能够可靠地使突起部350与相邻的树脂框3相干扰。这时，突起部350向被保持于相邻的树脂框3的电池单元2作用朝向上方的力F，由此，电池单元2的上表面被定位部323、333定位于基准面P1。从而，可以抑制层叠体10内的电池单元2在高度方向H上的位置偏离。

在第二种实施方式的树脂框3中，突起部350具有随着趋向前端而变细的形状。通过规定突起部350的形状，可以提高树脂框3的成型性。

[第三种实施方式]

图12是根据第三种实施方式的树脂框3的正视图。图13是放大地表示图12中所示的区域XIII的示意图。图14是根据第三种实施方式的树脂框3的背面图。图15是放大地表示图14中所示的区域XV的示意图。在图12、图13中，表示出了树脂框3的主体部310的表面311，在图14、15中，表示出了树脂框3的主体部310的背面312。

在第一及第二种实施方式中，突起部350具有随着趋向突起部350的前端而朝向上下方向的倾斜部。与此相对，在第三种实施方式中，在相对于电池单元2的厚度方向(层叠方向L)成直角的方向上设置倾斜。

具体地，如图13所示，树脂框3在高度方向凸缘342的下方具有倾斜面346，所述倾斜面346在宽度方向W(在图13中，为图中的左右方向)上随着远离树脂框3的侧壁部320而向下方倾斜。如图15所示，树脂框3在底部具有向与纸面垂直方向的近前侧突出的突起部350。突起部350具有在宽度方向W(在图15中，为图中的左右方向)上随着远离树脂框3的侧壁部320而向下方倾斜的倾斜部356。

借助具有这样的结构的第三种实施方式的树脂框3以及电池模块1，当在层叠方向L上压缩层叠体10时，也能够可靠地使突起部350与相邻的树脂框3相干扰。这时，突起部350对被保持于相邻的树脂框3的电池单元2作用朝向上方的力F，由此，利用定位部323、333将电池单元2的上表面定位于基准面P1。从而，可以抑制层叠体10内的电池单元2在高度方向H上的位置偏离。

对倾斜部356和倾斜面346倾斜的角度设置角度差，倾斜部356倾斜的角度比倾斜面346倾斜的角度大。以在高度方向H上使倾斜面346与倾斜部356部分重合的方式形成树脂框3，由此，能够可靠地使突起部350与相邻的树脂框3的倾斜面346相干扰。

在到此为止的实施方式的说明中，对于正极端子62及负极端子63从电池单元2的上表面向上方突出，突起部350被设置于树脂框3的底部并对相邻的电池单元作用朝向上方的力F，由此，进行电池单元2的上表面的定位的例子进行了说明。上侧相当于实施方式中的“第一侧”，下侧相当于实施方式中的“第二侧”。并不局限于该例子，也可以成为这样的结构：定位部323、333与电池单元2中的任一面抵接，在与定位部323、333的抵接侧相反的一侧设置突起部350，与相邻的树脂框3相干扰的突起部350对电池单元2作用朝向定位部323、333的抵接侧的方向的力。在电池单元2中端子被设置在侧面的情况下，定位部323、333也可以对设置该端子的侧面进行定位。

如上所述，对于实施方式进行了说明，但是，本次公开的实施方式在所有方面都是示例性的，而不应当被认为是限制性的。本发明的范围并不限于上面的说明，而是由权利要求书来给出，并且包括与权利要求书等同的含义及其范围内的全部变更。

Claims (6)

1.一种树脂框，用于保持电池单元，其中，

所述树脂框配备有：

定位部，所述定位部与所述电池单元的第一侧的面抵接以确定所述第一侧的面的位置；

突起部，所述突起部设置于所述树脂框的与所述第一侧相反的第二侧，在所述电池单元的厚度方向上突出，具有相对于所述厚度方向倾斜的倾斜部；

支承部，所述支承部支承所述电池单元的所述第二侧的面，并且，由从所述第二侧向所述第一侧突出的凸缘构成；以及

倾斜面，所述倾斜面设置于比所述支承部靠所述第二侧的位置，相对于所述厚度方向倾斜，

在将所述电池单元与所述树脂框交替地层叠并在层叠方向上压缩时，所述突起部对被保持于相邻的所述树脂框的所述电池单元作用朝向所述第一侧的方向的力。

2.如权利要求1所述的树脂框，其中，

所述倾斜部相对于所述厚度方向倾斜的角度比所述倾斜面相对于所述厚度方向倾斜的角度大。

3.如权利要求1或2所述的树脂框，其中，

所述倾斜部随着趋向所述突起部的前端而向所述第二侧倾斜。

4.一种电池模块，是将电池单元和保持所述电池单元的树脂框交替层叠而成的电池模块，其中，

所述树脂框具有：定位部，所述定位部与所述电池单元的第一侧的面抵接以确定所述第一侧的面的位置；突起部，所述突起部设置于所述树脂框的与所述第一侧相反的第二侧，在所述电池单元和所述树脂框的层叠方向上突出，具有相对于所述层叠方向倾斜的倾斜部；支承部，所述支承部支承所述电池单元的所述第二侧的面，并且，由从所述第二侧向所述第一侧突出的凸缘构成；以及倾斜面，所述倾斜面设置于比所述支承部靠所述第二侧的位置，相对于所述层叠方向倾斜，

所述突起部与在所述层叠方向上相邻的树脂框相干扰，

所述突起部对在所述层叠方向上相邻的树脂框所保持的电池单元作用朝向所述第一侧的方向的力。

5.如权利要求4所述的电池模块，其中，

所述倾斜部相对于所述层叠方向倾斜的角度比所述倾斜面相对于所述层叠方向倾斜的角度大。

6.如权利要求4或5所述的电池模块，其中，

所述倾斜部随着趋向所述突起部的前端而向所述第二侧倾斜。