CN115775945A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄电装置。蓄电装置具备：在第1方向上层叠的多个蓄电单体(110)的层叠体(100)；以及收容层叠体(100)的壳体(200)。壳体(200)包括：与层叠体(100)的两端面分别相向的第1部分(210)和第2部分(220)；与层叠体(100)的两侧面分别相向的第3部分(230)和第4部分(240)；以及与层叠体(100)的上表面和底面分别相向的第5部分(250)和第6部分(260)。第1部分(210)和第2部分(220)与层叠体(100)的两端面分别抵接，从层叠体(100)受到第1方向的力。第1部分(210)和第2部分(220)受到的第1方向的力传递到第3部分(230)至第6部分(260)的所有部分，从而层叠体(100)沿着第1方向被壳体(200)支承。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及一种蓄电装置。
背景技术
以往已知有能够在对电池单体的层叠体施加压缩力的同时收容层叠体的壳体。这样的壳体例如记载于日本特开2020－129474号公报。
要求蓄电装置的进一步的制造成本削减、高能量密度化以及节省空间化。以往的蓄电装置从这些观点来看未必具备足够的结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现制造成本削减、高能量密度化以及节省空间化的蓄电装置。
本发明的蓄电装置具备：在第1方向上层叠的多个蓄电单体的层叠体；以及收容层叠体的壳体。壳体包括：沿着第1方向与层叠体的两端面分别相向的第1部分和第2部分；沿着与第1方向正交的第2方向与层叠体的两侧面分别相向的第3部分和第4部分；以及沿着与第1方向及第2方向正交的第3方向与层叠体的上表面和底面分别相向的第5部分和第6部分。第1部分和第2部分与层叠体的两端面分别抵接，从层叠体受到第1方向的力。第1部分和第2部分受到的第1方向的力传递到第3部分至第6部分的所有部分，从而层叠体沿着第1方向被壳体支承。
根据结合附图理解的关于本发明的以下详细说明，可明确本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点。
附图说明
图1是实施方式1的蓄电装置的分解立体图。
图2是图1所示的蓄电装置的壳体的底面部分的剖视图。
图3是表示将图1所示的蓄电装置的壳体进一步分解的状态的图。
图4是仅表示图1所示的蓄电装置的壳体的分解立体图。
图5是图1所示的蓄电装置的沿着第1方向的剖视图。
图6是表示图1所示的蓄电装置的壳体中的力的流动的图。
图7是仅表示实施方式2的蓄电装置的壳体的分解立体图。
图8是仅表示实施方式3的蓄电装置的壳体的分解立体图。
图9是实施方式3的蓄电装置的沿着第1方向的剖视图。
图10是仅表示实施方式4的蓄电装置的壳体的分解立体图。
图11是仅表示实施方式5的蓄电装置的壳体的分解立体图。
图12是表示壳体的侧面部分与盖面部分的接合构造的一例的图。
图13是表示壳体的侧面部分与盖面部分的接合构造的另一例的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，有时对相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
此外，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，本发明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，对于本发明而言不一定是必需的。另外，本发明不一定限定于实现在本实施方式中提及的所有作用效果。
此外，在本说明书中，“具备(comprise)”以及“包括(include)”、“具有(have)”的记载是开放式的。即，在包括某结构的情况下，既可以包括该结构以外的其他结构，也可以不包括该结构以外的其他结构。
另外，在本说明书中，在使用几何词语以及表示位置·方向关系的词语、例如“平行”、“正交”、“斜向45°”、“同轴”、“沿着”等词语的情况下，这些词语容许制造误差或少许的变动。在本说明书中，在使用“上侧”、“下侧”等表示相对位置关系的词语的情况下，这些词语用作表示1个状态下的相对位置关系，通过各机构的设置方向(例如使整个机构上下翻转等)，相对位置关系能够翻转或转动到任意的角度。
在本说明书中，“电池”不限定于锂离子电池，可以包括镍氢电池等其他电池。在本说明书中，“电极”可以是正极和负极的统称。另外，“电极板”可以是正极板和负极板的统称。
在本说明书中，在使用“蓄电单体”或“蓄电装置”等用语的情况下，“蓄电单体”或“蓄电装置”不限定于电池单体或电池，可以包括电容器单体或电容器。
(实施方式1)
图1是实施方式1的电池包(蓄电装置)的分解立体图。如图1所示，电池包包括层叠体100和收容层叠体100的壳体200。
图2是壳体200的底面部分的剖视图。图3是表示将壳体200进一步分解的状态的图。图4是仅表示壳体200的分解立体图。图5是电池包的沿着Y轴方向的剖视图。图6是表示壳体200中的力的流动的图。以下，参照图1～图6，对本实施方式的电池包进行说明。
层叠体100包括在Y轴方向(第1方向)上层叠的多个电池单体110(蓄电单体)、端部间隔件120以及单体间间隔件130。
壳体200具有大致长方体形状。壳体200包括第1部分210、第2部分220、第3部分230、第4部分240、第5部分250以及第6部分260。第1部分210和第2部分220沿着Y轴方向(第1方向)相向。第3部分230和第4部分240沿着X轴方向(第2方向)相向。第5部分250和第6部分260沿着Z轴方向(第3方向)相向。Y轴方向、X轴方向以及Z轴方向分别相互正交。
第1部分210和第2部分220沿着Y轴方向与层叠体100的两端面分别相向。第1部分210和第2部分220分别具有包含沿着X轴方向的长边和沿着Z轴方向的短边的矩形形状。
第1部分210和第2部分220与层叠体100的Y轴方向的两端面分别抵接，随着电池单体110的膨胀而从层叠体100受到Y轴方向的力。被第1部分210和第2部分220夹持的电池单体110、端部间隔件120以及单体间间隔件130以在Y轴方向上被约束的状态收容于壳体200。更具体而言，第1部分210和第2部分220受到的Y轴方向的力传递到第3部分230、第4部分240、第5部分250以及第6部分260，第3部分230至第6部分260在Y轴方向上约束第1部分210和第2部分220。由此，层叠体100沿着Y轴方向被壳体200约束。
第1部分210和第2部分220能够由沿着X轴方向(长边方向)挤压的铝等金属制的挤压件形成。在第1部分210和第2部分220分别设置沿着X轴方向延伸的第1空洞210A和第2空洞220A。但是，第1部分210和第2部分220的结构不限定于上述的结构。
第3部分230和第4部分240能够由沿着Y轴方向(长边方向)挤压的铝等金属制的挤压件形成。在第3部分230和第4部分240分别设置沿着Y轴方向延伸的第3空洞230A和第4空洞240A。但是，第3部分230和第4部分240的结构不限定于上述的结构。
第3部分230和第4部分240的Y轴方向的两端面与第1部分210和第2部分220的侧面结合。
第5部分250是覆盖设置有电极端子(未图示)的电池单体110的上表面的盖部分。第5部分250与作为侧面部分的第1部分210至第4部分240结合。第5部分250典型地由钢板形成，但也可以由铝(挤压件或板)或树脂形成第5部分250。
第6部分260是覆盖电池单体110的底面的底面部分。电池单体110的底面与第6部分260接触。在此所说的“接触”包括将电池单体110的底面粘接而固定于第6部分260。
如图2所示，在第6部分260形成沿着Y轴方向延伸的冷却介质通路260A。也就是说，第6部分260在成为底板的同时，能够成为也发挥单体的冷却的作用的冷却板。第6部分260能够由沿着Y轴方向挤压的铝等金属制的挤压件形成。
铝材彼此的接合可以通过焊接来进行，也可以通过粘接来进行，也可以通过机械紧固来进行。
如图3所示，第6部分260包括第1底面部分261、第2底面部分262以及第3底面部分263。第1底面部分261(中央部分)与第1部分210和第2部分220结合。第2底面部分262(侧方部分)与第3部分230结合。第3底面部分263(侧方部分)与第4部分240结合。通过将第1底面部分261、第2底面部分262以及第3底面部分263组合，如图4所示，形成第6部分260。
在本实施方式的电池包中，如图5、图6所示，第1部分210和第2部分220受到的Y轴方向的力传递到第3部分230、第4部分240、第5部分250以及第6部分260的所有部分。因此，能够由壳体200的整个六个面高效地承接电池单体110的膨胀力。
通过将第1部分210至第4部分240以及第6部分260由沿着各部分的长边方向挤压的挤压件形成，能够高效地提高各部分的强度。
通过将第3部分230、第4部分240以及第6部分260由沿着Y轴方向挤压的挤压件形成，能够提高Y轴方向的强度，能够承接更大的单体膨胀力。
另外，通过采用由壳体200直接支承电池单体110的层叠体100的构造(Cell toPack)，能够削减零件数量。
作为以上的结果，根据本实施方式的电池包，能够实现成本削减、高能量密度、节省空间化。
(实施方式2)
图7是仅表示实施方式2的电池包的壳体200的分解立体图。
本实施方式的电池包是实施方式1的电池包的变形例，特征在于，将第1部分210和第2部分220的X轴方向的两端面与第3部分230和第4部分240的侧面结合这一点。其他点与实施方式1相同，因此，不重复详细的说明。
根据本实施方式的电池包，与实施方式1的电池包相比，在由第1部分210和第2部分220与第3部分230和第4部分240形成的角部产生的应力变高。因此，本实施方式的构造适合于单体膨胀力比较小的情况。另外，本实施方式的构造与实施方式1的电池包相比组装比较容易，能够实现进一步的制造成本的降低。
根据本实施方式的电池包，与实施方式1同样，能够实现成本削减、高能量密度、节省空间化。
(实施方式3)
图8是仅表示实施方式3的电池包的壳体200的分解立体图。图9是电池包的沿着Y轴方向的剖视图。
本实施方式的电池包是实施方式1、2的电池包的变形例，特征在于，如图8、图9所示，在壳体200中的Y轴方向的中央部分形成有在X轴方向上延伸的第7部分270(中间板)这一点。其他点与实施方式1及2相同，因此，不重复详细的说明。
如图9所示，在第7部分270的Y轴方向的两侧分别设置层叠体100。第7部分270从Y轴方向的两侧承接电池单体110的膨胀力而将其抵消。第5部分250除了固定于第1部分210至第4部分240之外，还固定于第7部分270。
在侧面碰撞载荷输入到电池包时，第7部分270能够吸收侧面碰撞冲击力。另外，第7部分270能够提高壳体200的抗扭刚性。
此外，第7部分270也可以在壳体200中的X轴方向的中央部分设置成在Y轴方向上延伸。
通过设置第7部分270(中间板)，搭载于1个电池包的电池单体110的数量变多，也能够应对壳体200的总长度或总宽度大的情况。
根据本实施方式的电池包，与实施方式1及2同样，能够实现成本削减、高能量密度、节省空间化。
(实施方式4)
图10是仅表示实施方式4的电池包的壳体200的分解立体图。
本实施方式的电池包是实施方式3的电池包的进一步的变形例，特征在于，如图10所示，在壳体200中的Y轴方向的中央部分设置在X轴方向上延伸的第7部分270(中间板)(与实施方式3同样)，并且在X轴方向上使壳体200扩张，隔着位于X轴方向的中央部分的隔离件260B设置有2个第6部分260这一点。其他点与实施方式1至3相同，因此，不重复详细的说明。
通过使壳体200也在X轴方向上扩张，能够将更多的电池单体110搭载于1个电池包。
根据本实施方式的电池包，与实施方式1至3同样，能够实现成本削减、高能量密度、节省空间化。
(实施方式5)
图11是仅表示实施方式5的电池包的壳体200的分解立体图。
本实施方式的电池包是实施方式1至4的电池包的变形例，特征在于，如图11所示，在壳体200的第1部分210和第2部分220与第5部分250之间设置有剪切构造这一点。其他点与实施方式1至4相同，因此，不重复详细的说明。
更具体而言，壳体200的第5部分250包括从Y轴方向与第1部分210和第2部分220抵接的接触部251。在第1部分210和第2部分220分别形成接触部211、221(凹部)。第5部分250的接触部251从Y轴方向与第1部分210和第2部分220的接触部211、221抵接。
通过在第5部分250设置接触部251，能够从第1部分210和第2部分220朝向第5部分高效地传递Y轴方向的力，能够由壳体200承接更大的单体膨胀力。
根据本实施方式的电池包，与实施方式1至4同样，能够实现成本削减、高能量密度、节省空间化。
(盖面部分的接合构造)
图12、图13是表示壳体200的侧面部分与盖面部分的接合构造的例子的图。
在图12、图13所示的例子中，第5部分250经由粘接/密封层290与第1部分210(第2部分220至第4部分240也同样)抵接。紧固构件280A、280B贯通第5部分250，固定于第1部分210。
图12所示的紧固构件280A是流钻螺钉(FDS)。紧固构件280A在通过塑性流动在第1部分210侧形成内螺纹的同时将第5部分250固定于第1部分210。
图13所示的紧固构件280B是螺栓或螺钉，在第1部分210形成有预先嵌入有螺纹衬套280C的螺纹孔212，通过将紧固构件280B插入到螺纹衬套280C而将第5部分250固定于第1部分210。
但是，壳体200的侧面部分与盖面部分的接合构造不限定于图12、图13所示的结构。
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均为例示而非限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，意图包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。

Claims (9)

1.一种蓄电装置，其中，所述蓄电装置具备：
在第1方向上层叠的多个蓄电单体的层叠体；以及
收容所述层叠体的壳体，
所述壳体包括：沿着所述第1方向与所述层叠体的两端面分别相向的第1部分和第2部分；沿着与所述第1方向正交的第2方向与所述层叠体的两侧面分别相向的第3部分和第4部分；以及沿着与所述第1方向及所述第2方向正交的第3方向与所述层叠体的上表面和底面分别相向的第5部分和第6部分，
所述第1部分和所述第2部分与所述层叠体的所述两端面分别抵接，从所述层叠体受到所述第1方向的力，
所述第1部分和所述第2部分受到的所述第1方向的力传递到所述第3部分至所述第6部分的所有部分，从而所述层叠体沿着所述第1方向被所述壳体支承。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，
所述第1部分和所述第2部分分别具有包含沿着所述第2方向的长边和沿着所述第3方向的短边的矩形形状，
所述第1部分和所述第2部分分别包括由沿着所述第2方向挤压的挤压件形成的部分。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置，其中，
在所述第1部分和所述第2部分分别设置沿着所述第2方向延伸的第1空洞和第2空洞。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述第3部分和所述第4部分分别包括由沿着所述第1方向挤压的挤压件形成的部分。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置，其中，
在所述第3部分和所述第4部分分别设置沿着所述第1方向延伸的第3空洞和第4空洞。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述第5部分包括从所述第1方向与所述第1部分和所述第2部分抵接的接触部。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述第6部分包括形成有冷却介质通路的冷却板。
8.根据权利要求7所述的蓄电装置，其中，
所述第6部分包括由沿着所述第1方向挤压的挤压件形成的部分，所述冷却介质通路沿着所述第1方向延伸。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述多个蓄电单体的底面与所述第6部分接触。
CN202211076401.6A 2021-09-07 2022-09-05 蓄电装置 Pending CN115775945A (zh)

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