CN116137364A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池模块(100)具备:多个电池单元(11),层叠于规定方向;约束部件(41),对多个电池单元(11)赋予沿着规定方向的约束力;以及多个汇流条(50),包括第1汇流条(51)和第2汇流条(52),并用于将多个电池单元(11)相互电连接。第1汇流条(51)具有通过第1接合方式将分离的部件彼此接合的第1接合部(66),经由第1接合部(66),将在规定方向上相邻的电池单元(11)之间连接。第2汇流条(52)具有通过与第1接合方式不同的第2接合方式将分离的部件彼此接合的第2接合部(69),经由第2接合部(69),将在规定方向上相邻的电池单元(11)之间连接。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及电池模块。
背景技术
例如,在日本特开2013-73916号公报中公开有电池组,该电池组具备并列设置的多个单电池、容纳多个单电池的外壳、配置于各单电池之间的隔离件、以及配设于单电池的底面和外壳之间并能够相对于隔离件装卸的底部件。
另外,在国际公开第2019/021912号中公开有结合电池,该结合电池具备:第1电池包和第2电池包,相互具有相同的构造;和结合装置,将第1电池包和第2电池包结合。各电池包包括具有大致长方体形状并层叠的多个方形电池。
如在上述的专利文献中公开的那样,公知有具备在一个方向上层叠的多个电池单元的电池模块,在这样的电池模块中,作为用于将多个电池单元相互电连接的装置,使用有汇流条。
另一方面,电池模块的用途或者所要求的性能等是各种各样的,因此电池模块所具备的电池单元的数量也根据这些而变化。然而,在以往的电池模块中,在汇流条对多个电池单元间的连接中,未考虑调整电池单元的数量的场景。
发明内容
因此,本发明的目的在于解决上述的课题,提供一种能够容易地调整电池单元的数量的电池模块。
本发明的电池模块具备:多个电池单元,层叠于规定方向;约束部件,对多个电池单元赋予沿着规定方向的约束力;以及多个汇流条,包括第1汇流条和第2汇流条,并用于将多个电池单元相互电连接。第1汇流条具有通过第1接合方式将分离的部件彼此接合的第1接合部,经由第1接合部,将在规定方向上相邻的电池单元之间连接。第2汇流条具有通过与第1接合方式不同的第2接合方式将分离的部件彼此接合的第2接合部,经由第2接合部,将在规定方向上相邻的电池单元之间连接。
根据这样构成的电池模块,在第1汇流条中的第1接合部和第2汇流条中的第2接合部中,使用相互不同的接合方式,因此,对于借助第1接合部和第2接合部的任意一方将分离的部件彼此接合及将该接合解除而言,与借助第1接合部和第2接合部的任意另一方将分离的部件彼此接合及将该接合解除相比,能够更容易地进行。由此,通过第1接合部和第2接合部的任意一方对部件彼此的接合及其解除来将在规定方向上相邻的电池单元之间连接、分离,由此能够容易地调整电池模块所具备的电池单元的数量。
另外优选:第2接合方式是焊接。
根据这样构成的电池模块,通过第2接合部将部件彼此稳固地接合,因此能够提高第2汇流条对电池单元之间的连接的可靠性。
另外优选:第1接合方式是螺栓紧固、销紧固、夹固或者带紧固。
根据这样构成的电池模块,作为第1接合方式,使用相对于第1汇流条自由地装卸的手段,因此能够使第1接合部对部件彼此的接合及其解除成为容易的作业。
另外优选:第1汇流条中的电阻与第2汇流条中的电阻相互不同。
根据这样构成的电池模块,在具有更小的电阻的汇流条中,能够将能量损失抑制得较小。
另外优选:第1汇流条的大小与第2汇流条的大小相互不同。
根据这样构成的电池模块,能够在具有更小的大小的汇流条的周围确保宽阔的空间。
另外优选:电池模块具备多个电池单元组件,该多个电池单元组件在规定方向上排列,并通过约束部件被赋予沿着规定方向的约束力。各电池单元组件具有:多个电池单元,在规定方向上连续排列;和保持部件,将在规定方向上连续排列的多个电池单元保持为一体。第1汇流条在多个电池单元组件中的第1电池单元组件、与多个电池单元组件中的在规定方向上与第1电池单元组件相邻的第2电池单元组件之间将在规定方向上相邻的电池单元彼此电连接。第2汇流条在各电池单元组件将在规定方向上相邻的电池单元彼此电连接。
根据这样构成的电池模块,在第1电池单元组件与第2电池单元组件之间,通过第1汇流条将电池单元彼此连接、解除其连接,由此能够通过电池单元组件的数量的调整而容易地调整电池模块所具备的电池单元的数量。
另外优选:第1汇流条还具有通过第1接合部相互接合的第1汇流条分割体和第2汇流条分割体。约束部件具有在规定方向上与多个电池单元组件中的配置于规定方向上的端部的第3电池单元组件对置的端板。电池模块还具备第3汇流条,该第3汇流条在第3电池单元组件设置于在规定方向上与端板相邻配置的电池单元。第3汇流条具有与第1汇流条分割体及第2汇流条分割体的任意一方相同的形状,能够使用第1接合方式来与外部端子接合。
根据这样构成的电池模块,使用具有与第1汇流条的第1汇流条分割体及第2汇流条分割体的任意一方相同的形状的第3汇流条,由此能够通过第1接合方式将电池模块所具备的第3电池单元组件与外部端子接合。
另外优选:电池单元具有8000W/L以上的输出密度。
根据这样构成的电池模块,在具备具有8000W/L以上的高输出密度的电池单元的电池模块中,能够容易地调整电池单元的数量。
本发明的上述及其他的目的、特征、方面以及优点通过结合附图理解的与本发明有关的以下的详细的说明而变得明确。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的电池模块的立体图。
图2是表示图1中的电池模块的内部构造的立体图。
图3是表示构成图1中的电池模块的电池单元组件的立体图。
图4是表示构成图3中的电池单元组件的电池单元的立体图。
图5是表示多个电池单元彼此的连接构造的分解组装图。
图6是表示相邻的电池单元组件之间的电池单元的连接构造的立体图。
图7是表示沿着图6中的VII-VII线上的电池单元的连接构造的剖视图。
图8是表示电池单元组件内的电池单元的连接构造的立体图。
图9是表示在图8中的IX-IX射线上的箭头方向上观察的电池单元的连接构造的剖视图。
图10是表示图6中所示的第1汇流条的变形例的立体图。
图11是表示图10中所示的第1接合部处的第1接合方式的第1变形例的图。
图12是表示图10中所示的第1接合部处的第1接合方式的第2变形例的图。
图13是表示图10中所示的第1接合部处的第1接合方式的第3变形例的图。
图14是表示图1中的电池模块的变形例的立体图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下参照的附图中,对相同或者与其相当的部件标注相同的编号。
图1是表示本发明的实施方式中的电池模块的立体图。图2是表示图1中的电池模块的内部构造的立体图。图3是表示构成图1中的电池模块的电池单元组件的立体图。
参照图1~图3,将电池模块100作为混合动力车(HEV:Hybrid ElectricVehicle)、插电式混合动力车(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)或者电动汽车(BEV:Battery Electric Vehicle)等车辆的驱动用电源来使用。
在本说明书中,为了便于对电池模块100的构造进行说明,将与后述的多个电池单元11的层叠方向平行地延伸的轴称为“Y轴”,以该“Y轴”为基准,将在与Y轴正交的方向上延伸的轴称为“X轴”,将在与Y轴及X轴正交的方向上延伸的轴称为“Z轴”。图1的纸面的右斜上方向是“+Y轴方向”,左斜下方向是“-Y轴方向”。图1的纸面的右斜下方向是“+X轴方向”,左斜上方向是“-X轴方向”。图1的纸面的上方向是“+Z轴方向”,下方向是“-Z轴方向”。
典型地,电池模块100以+Z轴方向与上方向对应且-Z轴方向与下方向对应的姿势搭载于车辆。
首先,对电池模块100的整体构造进行说明。如图1所示,电池模块100具有多个电池单元组件21(21A、21B、21C、21D、21E、21F)和约束部件41。
多个电池单元组件21在Y轴方向上层叠。电池单元组件21A、电池单元组件21B、电池单元组件21C、电池单元组件21D、电池单元组件21E以及电池单元组件21F按照列举的顺序从Y轴方向的负侧向正侧排列。此外,电池模块100所具备的电池单元组件21的数量只要是2个以上即可,不特别地限定。
通过约束部件41将多个电池单元组件21保持为一体。约束部件41对多个电池单元组件21赋予沿着Y轴方向的约束力。约束部件41具有一对端板42(42P、42Q)、一对第1约束带43以及第2约束带(未图示)。
一对端板42分别配置于在Y轴方向上层叠的多个电池单元组件21的两侧。端板42P在Y轴方向上与电池单元组件21A对置来配置。端板42Q在Y轴方向上与电池单元组件21F对置来配置。端板42由Y轴方向为厚度方向的板材构成。
一对第1约束带43在X轴方向上配置于多个电池单元组件21的两侧。第2约束带(未图示)在Z轴方向上设置于与多个电池单元组件21对置的位置。第1约束带43和第2约束带的各带在Y轴方向上延伸。-Y轴方向上的第1约束带43和第2约束带的各带的端部与端板42P连接。+Y轴方向上的第1约束带43和第2约束带的各带的端部与端板42Q连接。
在第1约束带43设置有多个开口部44。多个开口部44在Y轴方向上相互隔开间隔来设置,开口部44由在X轴方向上贯通第1约束带43的贯通孔构成。开口部44设置为使设置于后述的外壳体31的通气口32露出。
电池模块100还具有一对总端子91(91p、91q)、配线部件92、多个电压检测线96、以及排气管路93。
一对总端子91分别配置于在Y轴方向上层叠的多个电池单元组件21的两侧。在Z轴方向上观察,总端子91p设置于与端板42P重叠的位置。在Z轴方向上观察,总端子91q设置于与端板42Q重叠的位置。总端子91是用于将电池模块100、与配置于电池模块100的外部的电缆等外部配线连接的端子。
配线部件92在Z轴方向上设置于与多个电池单元组件21对置的位置。配线部件92隔着多个电池单元组件21配置于第2约束带(未图示)的相反侧。配线部件92通过X轴方向上的电池单元组件21的中央部,并在Y轴方向上延伸。配线部件92例如由柔性印刷基板构成。多个电压检测线96从配线部件92延伸突出,并与后述的多个汇流条50分别连接。
排气管路93在Y轴方向上延伸。在Z轴方向上观察,排气管路93在与配线部件92重叠的位置延伸。排气管路93在Z轴方向上配置于多个电池单元组件21与配线部件92之间。
如图2和图3所示,电池单元组件21具有多个电池单元11和保持部件30。
电池单元组件21具有四个电池单元11(11a、11b、11c、11d)。电池单元组件21具有偶数个电池单元11。此外,各电池单元组件21所具备的电池单元11的数量只要是2个以上即可,不特别地限定。电池单元11的数量也可以是奇数个。
在电池单元组件21A、电池单元组件21B、电池单元组件21C、电池单元组件21D、电池单元组件21E以及电池单元组件21F的各电池单元组件21中,多个电池单元11在Y轴方向上连续地排列。电池单元11a、电池单元11b、电池单元11c以及电池单元11d按照列举的顺序从Y轴方向的负侧向正侧排列。
各电池单元组件21中的多个电池单元11的层叠方向与多个电池单元组件21的层叠方向是同一方向。约束部件41对多个电池单元11赋予沿着Y轴方向的约束力。
保持部件30将多个电池单元11(11a、11b、11c、11d)保持为一体。保持部件30具有外壳体31。外壳体31具有立方体形状的外观。多个电池单元11容纳于外壳体31。
在外壳体31设置有多个通气口32。多个通气口32设置于与X轴方向正交的外壳体31的两侧面。通气口32由在X轴方向上贯通外壳体31的贯通孔构成。通气口32设置为用于向在Y轴方向上相邻的电池单元11之间的缝隙导入冷却风、从该缝隙排出冷却风的通路。
图4是表示构成图3中的电池单元组件的电池单元的立体图。图5是表示多个电池单元彼此的连接构造的分解组装图。
参照图4和图5,电池单元11是锂离子电池。电池单元11具有8000W/L以上的输出密度。电池单元11是方形,具有立方体形状的薄板形状。多个电池单元11以Y轴方向为电池单元11的厚度方向的方式层叠。
电池单元11具有外装体12。外装体12由立方体形状的框体构成,形成电池单元11的外观。在外装体12容纳有电极体和电解液。
外装体12具有第1侧面13、第2侧面14以及第3侧面15。第1侧面13和第2侧面14的各侧面由与Y轴方向正交的平面构成。第1侧面13和第2侧面14在Y轴方向上朝向互为相反的一侧。第1侧面13和第2侧面14的各侧面具有在外装体12具有的多个侧面中的最大的面积。在Y轴方向上观察,第1侧面13和第2侧面14的各侧面具有矩形形状。在Y轴方向上观察,第1侧面13和第2侧面14的各侧面具有X轴方向为长边方向且Z轴方向为短边方向的矩形形状。第3侧面15由与Z轴方向正交的平面构成。第3侧面15朝向+Z轴方向。
电池单元11还具有排气阀17。排气阀17设置于第3侧面15。当因在外装体12的内部产生的气体而外装体12的内压变为了规定值以上的情况下,排气阀17将该气体向外装体12的外部排出。来自排气阀17的气体在图1中的排气管路93中流动,被向电池模块100的外部排出。
电池单元11还具有正极端子16P和负极端子16N成对的电极端子16。电极端子16由金属构成。电极端子16设置于第3侧面15。正极端子16P和负极端子16N在X轴方向上相互远离地设置。正极端子16P和负极端子16N在X轴方向上分别设置于配线部件92和排气管路93的两侧。
多个电池单元11以在沿着Y轴方向相邻的电池单元11、11之间第1侧面13彼此相对,第2侧面14彼此相对的方式层叠。由此,在层叠多个电池单元11的Y轴方向上,正极端子16P与负极端子16N交替排列。
此外,在电池单元组件21所具备的电池单元11的数量是奇数个的情况下,在沿着Y轴方向相邻的电池单元组件21之间,将电池单元组件21的姿势以Z轴为中心反转180°即可。
接着,对多个电池单元11的连接构造进行说明。参照图1~图5,电池模块100还具有多个汇流条50。汇流条50由导电体构成。多个汇流条50为了将电池模块100所具备的多个电池单元11相互电连接而设置。
汇流条50在Y轴方向上延伸。汇流条50在沿着Y轴方向延伸的两端与在Y轴方向上相邻的电池单元11、11分别连接。汇流条50设置为在沿着Y轴方向相邻的电池单元11、11之间将在Y轴方向上排列的正极端子16P与负极端子16N连接。多个电池单元11通过多个汇流条50而相互以串联的方式电连接。
图6是表示相邻的电池单元组件间的电池单元的连接构造的立体图。
图7是表示沿着图6中的VII-VII线上的电池单元的连接构造的剖视图。
图8是表示电池单元组件内的电池单元的连接构造的立体图。图9是表示在图8中的IX-IX射线上的箭头方向上观察的电池单元的连接构造的剖视图。
参照图5~图9,多个汇流条50包括多个第1汇流条51和多个第2汇流条52。
如图5~图7所示,第1汇流条51具有第1接合部66。第1接合部66通过第1接合方式将分离的部件彼此接合。第1汇流条51经由第1接合部66将在Y轴方向上相邻的电池单元11、11之间连接。
第1汇流条51在多个电池单元组件21中的第1电池单元组件、与多个电池单元组件21中的在Y轴方向上与第1电池单元组件相邻的第2电池单元组件之间将在Y轴方向上相邻的电池单元11、11彼此电连接。若以图6所示的范围进行说明,则电池单元组件21B与第1电池单元组件对应,电池单元组件21C与第2电池单元组件对应。第1汇流条51在电池单元组件21B与电池单元组件21C之间将电池单元组件21B中的电池单元11d的负极端子16N与电池单元组件21C中的电池单元11a的正极端子16P连接。
如图5、图8以及图9所示,第2汇流条52具有第2接合部69。第2接合部69通过与第1接合方式不同的第2接合方式来将分离的部件彼此接合。第2汇流条52经由第2接合部69将在Y轴方向上相邻的电池单元11、11之间连接。
第2汇流条52在各电池单元组件21中将在Y轴方向上相邻的电池单元11、11彼此电连接。若以图8所示的范围进行说明,则第2汇流条52在电池单元组件21C中将电池单元11b的负极端子16N与电池单元11c的正极端子16P连接。
以下,边关注于图6所示的范围边对第1汇流条51的更具体的构造进行说明。如图6和图7所示,第1汇流条51具有相对于形成电池单元组件21B中的电池单元11d与电池单元组件21C中的电池单元11a的边界的X轴-Z轴平面为非对称的形状。
第1汇流条51具有第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62。第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62由相互分离的导电体(金属板)构成。第1汇流条分割体61与电池单元组件21B中的电池单元11d的负极端子16N连接。第2汇流条分割体62与电池单元组件21C中的电池单元11a的正极端子16P连接。第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62通过第1接合部66相互接合。
当在Z轴方向上观察的情况下,第1汇流条分割体61设置于电池单元组件21B中的与电池单元11d重叠的位置。第1汇流条分割体61具有第1板部77和第2板部78。
第1板部77具有Z轴方向为厚度方向的板形状,相对于X轴-Y轴平面平行地配置。在Z轴方向上,第1板部77与电池单元组件21B中的电池单元11d的负极端子16N重叠。第1板部77通过焊接部64与电池单元组件21B中的电池单元11d的负极端子16N接合。第2板部78具有X轴方向为厚度方向的板形状,相对于Y轴-Z轴平面平行地配置。第2板部78从-X轴方向上的第1板部77的端部向+Z轴方向延伸。
当在Z轴方向上观察的情况下,第2汇流条分割体62跨过电池单元组件21C中的与电池单元11a重叠的位置、和电池单元组件21B中的与电池单元11d重叠的位置而设置。第2汇流条分割体62具有第3板部71、第4板部72、第5板部73、第6板部74、弹性部75以及第7板部76。
第3板部71具有Z轴方向为厚度方向的板形状,相对于X轴-Y轴平面平行地配置。第3板部71在Z轴方向上与电池单元组件21C中的电池单元11a的正极端子16P重叠。第3板部71通过焊接部64与电池单元组件21C中的电池单元11a的正极端子16P接合。第4板部72具有X轴方向为厚度方向的板形状,相对于Y轴-Z轴平面平行地配置。第4板部72从-X轴方向上的第3板部71的端部向+Z轴方向延伸。
第5板部73和第6板部74的各板部具有Z轴方向为厚度方向的板形状,相对于X轴-Y轴平面平行地配置。第5板部73从+Z轴方向上的第4板部72的端部向-X轴方向延伸。第6板部74设置于从第5板部73向-Y轴方向偏移的位置。当在Z轴方向上观察的情况下,第5板部73设置于电池单元组件21C中的与电池单元11a重叠的位置,当在Z轴方向上观察的情况下,第6板部74设置于电池单元组件21B中的与电池单元11d重叠的位置。
弹性部75在第5板部73与第6板部74之间延伸。当在Z轴方向上观察的情况下,弹性部75设置于与电池单元组件21C中的电池单元11a和电池单元组件21B中的电池单元11d的边界重叠的位置。弹性部75从-Y轴方向上的第5板部73的端部向-Z轴方向延伸并弯曲,并且在Z轴方向上反转,进一步向+Z轴方向延伸并与+Y轴方向上的第6板部74的端部相连。弹性部75能够以Y轴方向上的第5板部73与第6板部74之间的距离变化的方式进行弹性变形。
第7板部76具有X轴方向为厚度方向的板形状,并相对于Y轴-Z轴平面平行地配置。第7板部76从+X轴方向上的第6板部74的端部向+Z轴方向延伸。第7板部76在X轴方向上与第2板部78重叠。第7板部76在与Y轴-Z轴平面平行的面内与第2板部78面接触。
第1接合部66通过作为第1接合方式的螺栓紧固将第1汇流条分割体61的第2板部78与第2汇流条分割体62的第7板部76相互接合。
作为第1接合方式的螺栓紧固是能够相对于作为接合对象的第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62装卸的手段。
第1接合部66具有螺栓67和螺母68。在第1汇流条分割体61(第2板部78)和第2汇流条分割体62(第7板部76)设置有螺栓孔79。螺栓孔79由在X轴方向上贯通第2板部78和第7板部76的贯通孔构成。通过将螺栓67插入于螺栓孔79并且将螺母68与螺栓67的螺纹部螺纹接合,从而将第1汇流条分割体61的第2板部78与第2汇流条分割体62的第7板部76相互紧固。
第1汇流条分割体61(第2板部78)与第2汇流条分割体62(第7板部76)的接合方向是与层叠多个电池单元11的Y轴方向正交的X轴方向。
接下来,边关注于图8所示的范围,边对第2汇流条52的更具体的构造进行说明。如图8和图9所示,第2汇流条52具有相对于形成电池单元组件21C中的电池单元11b与电池单元组件21C中的电池单元11c的边界的X轴-Z轴平面对称的形状。
第2汇流条52由一体的导电体(金属板)构成。当在Z轴方向上观察的情况下,第2汇流条52跨过电池单元组件21C中的与电池单元11b重叠的位置、和电池单元组件21C中的与电池单元11c重叠的位置而设置。第2汇流条52、与电池单元11b的负极端子16N及电池单元11c的正极端子16P通过第2接合部69相互接合。
第2汇流条52具有第1板部81、第2板部82、第3板部83、第4板部84、弹性部85、第5板部86以及第6板部87。
第1板部81、第2板部82、第3板部83、第4板部84以及弹性部85分别具有与第1汇流条51的第2汇流条分割体62中的第3板部71、第4板部72、第5板部73、第6板部74以及弹性部75对应的形状。在Z轴方向上,第1板部81与电池单元组件21C中的电池单元11c的正极端子16P重叠。第1板部81在与X轴-Y轴平面平行的面内与电池单元组件21C中的电池单元11c的正极端子16P面接触。
第6板部87具有Z轴方向为厚度方向的板形状,并相对于X轴-Y轴平面平行地配置。第6板部87在Z轴方向上与电池单元组件21C中的电池单元11b的负极端子16N重叠。第6板部87在与X轴-Y轴平面平行的面内与电池单元组件21C中的电池单元11b的负极端子16N面接触。第5板部86具有X轴方向为厚度方向的板形状,并与Y轴-Z轴平面平行地配置。第5板部86从-X轴方向上的第6板部87的端部向+Z轴方向延伸,并与+X轴方向上的第4板部84的端部相连。
第1板部81和电池单元11c的正极端子16P由相互分离的导电体(金属板)构成。第6板部87和电池单元11b的负极端子16N由相互分离的导电体(金属板)构成。第2接合部69通过作为第2接合方式的焊接将第1板部81与电池单元11c的正极端子16P接合,并将第6板部87与电池单元11b的负极端子16N接合。
作为第2接合方式的焊接是不能相对于作为接合对象的第2汇流条52和电极端子16装卸的装置。
第2接合部69具有焊接部70。通过使用激光焊接等焊接来将第2汇流条52与电极端子16接合,从而构成了焊接部70。焊接部70是通过在焊接时第2汇流条52和电极端子16熔融且其后凝固而相互一体化的部分。焊接部70在Z轴方向上贯穿第2汇流条52,并在电极端子16的内部具有底部。
此外,焊接部70的形状并不特别地限定,例如,焊接部70可以设置为当在Z轴方向上观察的情况下呈线状地延伸,也可以设置于相互远离的多个部位。另外,用于第2接合部69的第2接合方式并不局限于焊接,例如也可以是铆接紧固。
电池模块存在根据其使用形态或者所需的性能而欲调整电池模块所具备的电池单元的数量的要求。另外,也存在当电池模块的维护时欲从电池模块取下特定的电池单元、更换电池单元的要求。另外,在全部通过焊接来进行汇流条对多个电池单元间的连接的情况下,可能产生需要准备与最大的电池单元数对应的大型的焊接机械作为电池模块的制造设备、在电池模块的维护时不能容易地装卸电池单元的问题。
与此相对地,在本实施方式的电池模块100中,对于在电池单元组件21内将电池单元11、11之间连接的第2汇流条52而言,在由第2接合部69实现的第2汇流条52和电池单元11的接合中使用焊接,另一方面,对于在沿着Y轴方向排列的电池单元组件21、21之间,将电池单元11、11之间连接的第1汇流条51而言,在由第1接合部66实现的第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62的接合中使用螺栓紧固。
根据这样的结构,能够通过将第1接合部66处的螺栓67拧紧的作业而将第1汇流条分割体61与第2汇流条分割体62接合来将在Y轴方向上排列的电池单元组件21、21之间连接、通过松动第1接合部66处的螺栓67的作业而解除第1汇流条分割体61与第2汇流条分割体62的接合来解除在Y轴方向上排列的电池单元组件21、21之间的连接。由此,能够通过容易的作业来执行在Y轴方向上排列的电池单元组件21、21之间的连接及连接的解除,因此能够通过电池单元组件21的数量的增减而容易地调整电池模块100所具备的电池单元11的数量。另外,根据相同的理由,从电池模块100装卸特定的电池单元组件21的作业变得容易,因此能够使电池模块100的维护性提高。
如图3所示,在电池模块100的制造时,首先,组装多个电池单元组件21。
在本工序中,通过焊接,将第1汇流条分割体61与配置于+Y轴方向上的端部的电池单元11d的负极端子16N连接。通过焊接,将各第2汇流条52与在Y轴方向上排列的电池单元11、11的正极端子16P及负极端子16N连接。通过焊接,将第2汇流条分割体62与配置于-Y轴方向上的端部的电池单元11a的正极端子16P连接。
接下来,如图1所示,通过约束部件41将在Y轴方向上排列的多个电池单元组件21保持一体,并且在沿着Y轴方向相邻的电池单元组件21之间,使用螺栓67来将第1汇流条分割体61与第2汇流条分割体62紧固。
在该情况下,用于将汇流条50与电池单元11连接的焊接机械的大小不是由电池模块100所具备的电池单元11(电池单元组件21)的数量而是由电池单元组件21所具备的电池单元11的数量决定。因此,无需准备大型的焊接机械,能够简易并且廉价地构成电池模块100的制造设备。
如图6~图9所示,第2汇流条52的大小小于在第1接合部66对第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62的接合中使用螺栓紧固的第1汇流条51的大小。根据这样的结构,能够在电池单元组件21的正上方的第2汇流条52的周围确保宽阔的空间。
另外,第2汇流条52中的电阻小于在第1接合部66对第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62的接合中使用了螺栓紧固的第1汇流条51中的电阻。根据这样的结构,能够将第2汇流条52中的能量损失抑制得较低。
图10是表示图6中所示的第1汇流条的变形例的立体图。参照图10,本变形例中的第1汇流条51具有夹着形成电池单元组件21B中的电池单元11d与电池单元组件21C中的电池单元11a的边界的X轴-Z轴平面对称的形状。
当在Z轴方向上观察的情况下,第2汇流条分割体62设置于电池单元组件21C中的与电池单元11a重叠的位置。第2汇流条分割体62具有第1板部121、第2板部122、第3板部123以及第4板部125。
第1板部121、第2板部122以及第3板部123分别具有与图8中的第1板部81、第2板部82以及第3板部83对应的形状。第4板部125具有Y轴方向为厚度方向的板形状,相对于X轴-Z轴平面平行地配置。第4板部125从-Y轴方向上的第3板部123的端部向+Z轴方向延伸。
当在Z轴方向上观察的情况下,第1汇流条分割体61设置于电池单元组件21B中的与电池单元11d重叠的位置。第1汇流条分割体61具有第5板部128、第6板部127、第7板部124以及第8板部126。
第5板部128、第6板部127、第7板部124以及第8板部126分别具有相对于形成电池单元组件21B中的电池单元11d与电池单元组件21C中的电池单元11a的边界的X轴-Z轴平面而与第1板部121、第2板部122、第3板部123以及第4板部125对称的形状。
第4板部125和第8板部126在Y轴方向上相互重叠。在Z轴方向上观察,第4板部125和第8板部126设置于与电池单元组件21B中的电池单元11d和电池单元组件21C中的电池单元11a的边界重叠的位置。第4板部125和第8板部126在与X轴-Z轴平面平行的面内相互面接触。
第1接合部66通过作为第1接合方式的螺栓紧固来将第1汇流条分割体61的第8板部126与第2汇流条分割体62的第4板部125相互接合。第1汇流条分割体61(第8板部126)与第2汇流条分割体62(第4板部125)的接合方向与层叠多个电池单元11的Y轴方向平行。
此外,第1汇流条51的形状并不特别地限定。例如,在图10中的第1汇流条51中也可以是以下的结构,即,第8板部126不经由第6板部127和第7板部124而直接与第5板部128连接,第4板部125不经由第2板部122和第3板部123而直接与第1板部121连接。
图11~图13是表示图10中所示的第1接合部处的第1接合方式的变形例的图。
参照图11,在本变形例中,第1接合部66通过作为第1接合方式的销紧固来将第1汇流条分割体61(第8板部126)与第2汇流条分割体62(第4板部125)相互接合。
第1接合部66具有销131。在第1汇流条分割体61(第8板部126)和第2汇流条分割体62(第4板部125)设置有销孔136。销孔136由在Y轴方向上贯通第8板部126和第4板部125的贯通孔构成。销131被压入于销孔136。
参照图12,在本变形例中,第1接合部66通过作为第1接合方式的夹固来将第1汇流条分割体61(第8板部126)与第2汇流条分割体62(第4板部125)相互接合。第1接合部66具有卡夹141。卡夹141在Y轴方向上夹持第8板部126和第4板部125。
参照图13,在本变形例中,第1接合部66通过作为第1接合方式的带紧固来将第1汇流条分割体61(第8板部126)与第2汇流条分割体62(第4板部125)相互接合。第1接合部66具有带142。带142设置为在与X轴-Y轴平面平行的面内环绕第8板部126和第4板部125的周围。
在图11~图13所示的变形例中说明的作为第1接合方式的销紧固、夹固以及带紧固都是能够相对于作为接合对象的第1汇流条分割体61和第2汇流条分割体62装卸的手段。
图14是表示图1中的电池模块的变形例的立体图。参照图14,端板42P在Y轴方向上与多个电池单元组件21中的电池单元组件21A(第3电池单元组件)对置。电池单元组件21A的电池单元21a在Y轴方向上与端板42P相邻地配置。
本变形例中的电池模块还具有第3汇流条53。第3汇流条53在电池单元组件21A中设置于电池单元21a。第3汇流条53与电池单元组件21A中的电池单元21a的电极端子16(正极端子16P)连接。第3汇流条53具有与图6中所示的第1汇流条51的第2汇流条分割体62相同的形状。
根据这样的结构,在具有与第1汇流条51的第2汇流条分割体62相同的形状的第3汇流条53设置有图7中所示的螺栓孔79。因此,能够使用螺栓153来将第3汇流条53与形成外部配线的电缆151的端子152连接。由此,能够省略总端子91,因此能够削减电池模块的部件件数。
此外,在与图1中的端板41Q对置的电池单元组件21F,具有与第1汇流条51的第1汇流条分割体61相同的形状的第3汇流条53设置于电池单元组件21F内的电池单元11d,由此能够将电缆151直接与第3汇流条53螺栓紧固。
若对以上说明的本发明的实施方式中的电池模块100的构造进行总结,则本实施方式中的电池模块100具备:多个电池单元11,层叠于作为规定方向的Y轴方向;约束部件41,对多个电池单元11赋予沿着Y轴方向的约束力;以及多个汇流条50,包括第1汇流条51和第2汇流条52,用于将多个电池单元11相互电连接。第1汇流条51具有通过第1接合方式将分离的部件彼此接合的第1接合部66,经由第1接合部66,将在Y轴方向上相邻的电池单元11之间连接。第2汇流条52具有通过与第1接合方式不同的第2接合方式将分离的部件彼此接合的第2接合部69,经由第2接合部69,将在Y轴方向上相邻的电池单元11之间连接。
根据这样构成的本发明的实施方式中的电池模块100,通过用于将多个电池单元11之间电连接的汇流条50包括分别使用了相互不同的第1接合方式和第2接合方式的第1汇流条51和第2汇流条52的结构,能够实现可以容易地调整电池单元11的数量的电池模块100。
对本发明的实施方式进行了说明,但本次公开的实施方式全部的点应被认为是例示,并非是对本发明进行的限制。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以及在其范围内的全部变更。

Claims (8)

1.一种电池模块,其中,
所述电池模块具备:
多个电池单元,层叠于规定方向;
约束部件,对多个所述电池单元赋予沿着所述规定方向的约束力;以及
多个汇流条,包括第1汇流条和第2汇流条,并用于将多个所述电池单元相互电连接,
所述第1汇流条具有通过第1接合方式将分离的部件彼此接合的第1接合部,经由所述第1接合部,将在所述规定方向上相邻的所述电池单元之间连接,
所述第2汇流条具有通过与所述第1接合方式不同的第2接合方式将分离的部件彼此接合的第2接合部,经由所述第2接合部,将在所述规定方向上相邻的所述电池单元之间连接。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述第2接合方式是焊接。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块,其中,
所述第1接合方式是螺栓紧固、销紧固、夹固或者带紧固。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池模块,其中,
所述第1汇流条中的电阻与所述第2汇流条中的电阻相互不同。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池模块,其中,
所述第1汇流条的大小与所述第2汇流条的大小相互不同。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电池模块,其中,
具备多个电池单元组件,该多个电池单元组件在所述规定方向上排列,并通过所述约束部件被赋予沿着所述规定方向的约束力,
各所述电池单元组件具有:
多个所述电池单元,在所述规定方向上连续排列;和
保持部件,将在所述规定方向上连续排列的多个所述电池单元保持为一体,
所述第1汇流条在多个所述电池单元组件中的第1电池单元组件、与多个所述电池单元组件中的在所述规定方向上与所述第1电池单元组件相邻的第2电池单元组件之间将在所述规定方向上相邻的所述电池单元彼此电连接,
所述第2汇流条在各所述电池单元组件将在所述规定方向上相邻的所述电池单元彼此电连接。
7.根据权利要求6所述的电池模块,其中,
所述第1汇流条还具有通过所述第1接合部相互接合的第1汇流条分割体和第2汇流条分割体,
所述约束部件具有在所述规定方向上与多个所述电池单元组件中的配置于所述规定方向上的端部的第3电池单元组件对置的端板,
所述电池模块还具备第3汇流条,该第3汇流条在所述第3电池单元组件设置于在所述规定方向上与所述端板相邻配置的所述电池单元,
所述第3汇流条具有与所述第1汇流条分割体及所述第2汇流条分割体的任意一方相同的形状,能够使用所述第1接合方式来与外部端子接合。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电池模块,其中,
所述电池单元具有8000W/L以上的输出密度。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024180982A1 (ja) * 2023-02-28 2024-09-06 パナソニックエナジー株式会社 バッテリーパック

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5537111B2 (ja) * 2009-09-30 2014-07-02 株式会社東芝 二次電池装置
JP2013073916A (ja) 2011-09-29 2013-04-22 Lithium Energy Japan:Kk 組電池
JP6467211B2 (ja) * 2014-12-12 2019-02-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電モジュール
US11742511B2 (en) 2017-07-28 2023-08-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Linked battery module and linked battery pack
US20210226304A1 (en) * 2018-08-13 2021-07-22 Vehicle Energy Japan Inc. Battery Module
US12021266B2 (en) * 2018-10-31 2024-06-25 Vehicle Energy Japan Inc. Battery module
JP7532936B2 (ja) 2020-05-27 2024-08-14 株式会社リコー 光照射方法、光吸収材を付着させる装置、飛翔体発生方法及び装置、画像形成方法、並びに立体造形物の製造方法

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