CN213752942U - 电池装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的实施方式涉及电池装置。提供能够简化电池装置的构成、能够抑制体积效率的降低、能够容易地确保冷却路径的电池装置。实施方式的电池装置具备电池单体、能够收纳电池单体的外包装部件、以及一个或多个发泡树脂固定部件，该发泡树脂固定部件由具有自粘接性的发泡性树脂构成，且配置在电池单体与外包装部件之间，因此能够简化电池装置的构成，能够抑制体积效率的降低，能够容易地确保冷却路径。

Description

电池装置
技术领域
本实用新型的实施方式涉及电池装置。
背景技术
以往，提出了在电池单体(cell)与电池单体之间夹入成型完毕的树脂部件的同时进行层叠的电池组装置。
在这样的层叠型的电池组装置中，在层叠数变多的情况下，为了防止伴随层叠的累积误差，采用将电池单体的外包装壳体向树脂组件 (pack)部分压入形状、或者另外具备具有弹性力的树脂、金属并在施加压力的同时进行固定的构成。
然而，在现有技术中，存在如下不良情况：构成变得复杂，并且体积效率降低，必须利用粘接剂、粘合带等将具有弹性力的树脂或金属固定。
此外，由于部件数量增加，还存在难以高效地进行电池单体的散热，难以确保用于维持电池单体的能力的冷却风的路径的不良情况。
实用新型内容
本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够简化构成、抑制体积效率的降低，并能够容易地确保冷却路径的电池装置。
实施方式的电池装置具备电池单体、能够收纳电池单体的外包装部件、以及一个或多个发泡树脂固定部件，由具有自粘接性的发泡性树脂形成，且配置于电池单体与外包装部件之间。
另外，实施方式的电池装置，其中，具有多个电池单体，所述发泡树脂固定部件，配置在一个所述电池单体与其他所述电池单体之间以及所述电池单体与所述外包装部件之间。
另外，实施方式的电池装置，其中，多个所述电池单体层叠配置，所述发泡树脂固定部件的硬度根据所述电池单体的层叠数而设定。
另外，实施方式的电池装置，其中，多个所述电池单体层叠配置，所述发泡树脂固定部件的硬度，根据对应的所述电池单体的层叠位置而设定。
另外，实施方式的电池装置，其中，所述发泡树脂固定部件，配置在与所述电池单体的弯曲n次模式的振动的波腹对应的位置，其中，n为自然数。
另外，实施方式的电池装置，其中，所述发泡树脂固定部件，配置为带状、点状或交错状。
另外，实施方式的电池装置，其中，所述发泡树脂固定部件形成为，宽度在所述发泡树脂固定部件的长度方向上变化的带状。
另外，实施方式的电池装置，其中，在所述外包装部件内，所述发泡树脂固定部件的非配置位置形成冷却风通路。
附图说明
图1A～图1C是第一实施方式的电池单元(unit)的说明图。
图2是第一实施方式的电池单元的组装说明图。
图3是第二实施方式的第一方式的电池单元的说明图。
图4是第二实施方式的第二方式的电池单元的说明图。
图5是第二实施方式的第三方式的电池单元的说明图。
图6是第二实施方式的第四方式的电池单元的说明图。
图7是第二实施方式的第五方式的电池单元的说明图。
图8是第三实施方式的第一方式的说明图。
图9是第三实施方式的第二方式的说明图。
图10A～图10C是第四实施方式的一例的说明图。
具体实施方式
接着，参照附图对优选的实施方式进行说明。
[1]第一实施方式
图1A～图1C是第一实施方式的电池单元的说明图。
图1A是电池单元的俯视局部剖视图，图1B是电池单元的A-A 剖面向视图，图1C是电池单元的侧视图。
在图1A～图1C中，为了易于理解，以将两个电池单体层叠而构成电池单元作为电池装置(电池组装置)的情况为例进行说明。
电池单元10具备不锈钢制(例如SUS-304制)的外包装部件11、收纳于外包装部件11内的一对电池单体12A、12B、以及用于将电池单体12A、12B固定保持于外包装部件11内的发泡树脂固定部件 13C1、13C2、13C3、13S1、13S2。
在上述构成中，外包装部件11具有通过钣金焊接而形成的筒型形状。
电池单体12A在一端以从外包装部件11突出设置的方式设置有板状的电极面板EP1，在该电极面板EP1上例如连接有电池单体主体 12A1的正极。另外，在电池单体12A的另一端，以收纳于外包装部件11内的方式设置有电极端子ET1，在该电极端子ET1上例如连接有电池单体主体12A1的负极。
另一方面，电池单体12B在一端以从外包装部件11突出设置的方式设置有板状的电极面板EP2，在该电极面板EP2上例如连接有电池单体主体12B1的负极。另外，在电池单体12B的另一端，以收纳于外包装部件11内的方式设置电极端子ET2，在该电极端子ET2上例如连接有电池单体主体12B1的正极。
而且，电池单体12A的电极端子ET1与电池单体12B的电极端子ET2，通过三棱柱形状的导通部件14电连接，电池单体12A与电池单体12B串联连接，能够输出规定的电压。
电池单体12A、12B例如由锂离子二次电池构成。锂离子二次电池是非水电解质二次电池的一种，电解质中的锂离子承担导电。作为正极材料，例如可使用锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂钴复合氧化物、锂镍钴复合氧化物、锂锰钴复合氧化物、尖晶石型锂锰镍复合氧化物、具有橄榄石结构的锂磷氧化物等，作为负极材料，例如使用钛酸锂(LTO)等氧化物系材料、铌复合氧化物等氧化物材料等。另外，作为电解质(例如，电解液)，可以单独使用或混合使用配合了氟系错盐(例如LiBF4、LiPF6)等锂盐的例如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等有机溶剂等。
在此，电池单体12A、12B的壳体，构成为薄的扁平的长方体状 (剖面长方形状的筒状)，例如由厚度比较薄的SUS304形成。
另外，电池单体12A、12B也可以是镍氢电池、镍镉电池等其他的二次电池。另外，电池单体12A、12B也被称为单电池等。
发泡树脂固定部件13C1，设置在与电池单体12A的长度方向中央部对应的位置且与外包装部件11的下表面11L对应的位置，发泡树脂固定部件13C2位于与电池单体12A和电池单体12B的长度方向中央部对应的位置，并且设置在电池单体12A和电池单体12B之间，发泡树脂固定部件13C3设置在与电池单体12B的长度方向中央部对应的位置且与外包装部件11的上表面11U对应的位置。
发泡树脂固定部件13S1以及发泡树脂固定部件13S2分别设置于与电池单体12A、12B的两侧面对应的位置、且与外包装部件11的左侧面11Le以及右侧面11R对应的位置。进而，发泡树脂固定部件 13S1及发泡树脂固定部件13S2形成为剖面E字形状，并形成为，其一部分分别位于外包装部件11的上表面11U与电池单体12B之间、电池单体12A与电池单体12B之间以及外包装部件的下表面11L与电池单体12A之间，维持冷却用的空间SP。
在上述构成中，作为发泡树脂固定部件13C1、发泡树脂固定部件13C2、发泡树脂固定部件13C3、发泡树脂固定部件13S1以及发泡树脂固定部件13S2的材料，例如使用二液反应固化型的发泡聚氨酯树脂。
更具体而言，作为发泡聚氨酯树脂，可以列举HYU泡沫(超高湿发泡聚氨酯：株式会社服部商店制造)、インサルパック[注册商标] (简易型发泡聚氨酯，株式会社ABC商会制)、チェラスト[注册商标](发泡聚氨酯弹性体：BASF INOAC聚氨酯株式会社制)等。
在以上的说明中，作为发泡树脂工序部件使用了发泡聚氨酯树脂，但只要是具有自粘接性和发泡性的树脂，则并不限定于此。
图2是第一实施方式的电池单元的组装说明图。
首先，准备外包装部件11的(步骤S11)。
接着，将第一引导间隔件GS1设置为从外包装部件11的两端的开口伸出，载置电池单体12A，进而在电池单体12A的上表面(图2 中，上方向)载置第二引导间隔件GS2。接着，以使电池单体12A 的电极端子ET1与电池单体12B的电极端子ET2对置的方式将电池单体12B以与电池单体12A相对的方式载置于第二引导间隔件GS2，进而在电池单体12B的上表面(图2，上方向)载置第三引导间隔件 GS3。然后，电池单体12A以及电池单体12B成为除了电极面板EP1、 EP2之外被收纳于外包装部件11内的状态(步骤S12)。
然后，经由未图示的树脂注入喷嘴向在外包装部件11与引导间隔件GS1～GS3、电池单体12A及电池单体12B之间形成的剖面E 字状的侧空间注入发泡树脂，形成发泡树脂固定部件13S1及发泡树脂固定部件13S2(步骤S13)。
然后，在发泡树脂固定部件13S1和发泡树脂固定部件13S2的固化完成之后，抽出引导间隔件GS1～GS3，这次经由未图示的树脂注入喷嘴向与发泡树脂固定部件13C1、发泡树脂固定部件13C2以及发泡树脂固定部件13C3对应的位置注入发泡树脂，形成发泡树脂固定部件13C1、发泡树脂固定部件13C2和发泡树脂固定部件13C3(步骤S14)。
在该情况下，树脂注入喷嘴在抽出引导间隔件GS1～GS3后所形成的空隙内移动(从空隙内被抽出)的同时，分别形成发泡树脂固定部件13C1、发泡树脂固定部件13C2以及发泡树脂固定部件13C3。
接着，通过在电池单体12A的电极端子ET1和电池单体12B的电极端子ET2这双方焊接三棱柱形状的导通部件14，由此将电池单体12A与电池单体12B焊接并电连接，进行串联连接(步骤S15)。
其结果，形成具备两个电池单体的电池单元。
在上述构成中，使用硬质聚氨酯泡沫作为发泡树脂固定部件13S1 及发泡树脂固定部件13S2以及发泡树脂固定部件13C1、发泡树脂固定部件13C2及发泡树脂固定部件13C3，因此由于其自粘接性，即使在不使用粘接剂的情况下，也能够使其牢固地粘接于构成外包装部件 11的金属、胶合板等对象物表面。
进而，通过控制硬质聚氨酯泡沫的发泡倍率，能够在一定程度上控制硬质聚氨酯泡沫的硬度，因此能够设计出将振动吸收能力或形状维持能力(耐载荷能力)中的哪一个更重视的电池单元。
根据本第一实施方式的电池单元10，能够确保耐震性、耐冲击性而简化构成。在该情况下，能够抑制体积效率的降低，并且能够容易地确保冷却路径。
另外，由于作为固定部件而使用发泡树脂在间隙内进行固化，因此能够应对外包装部件以及电池单体的各种形状，与成型部件不同，能够适应各种规格。
[2]第二实施方式
在上述第一实施方式中，电池单体纵横比为2比1左右，但本第二实施方式的电池单体为如下实施方式：为了增大电池容量并降低厚度，而电池单体的纵横比成为4比1左右，外包装部件的长度变长，因此是确保了层叠设置的情况下的冷却路径。
[2.1]第一方式
图3是第二实施方式的第一方式的电池单元的说明图。
在图3中，对与图1A～图1C相同的部分标注相同的附图标记。
在图3中，为了易于理解，示出了将在外包装部件11的上表面 11U和上表面11U侧配置的电池单体去除而仅采用电池单体12C的状态。
第二实施方式的第一方式的电池单元10A1是将发泡树脂固定部件21在多个电池单体的层叠方向上的电池单体间的间隙中以蛇行的带状配置的情况下的电池单元。
根据该发泡树脂固定部件21，能够在发泡树脂固定部件21的两侧方形成用于构成能够形成冷却风的流动CW的冷却用路径的空间 SP，能够有效地冷却电池单体12C，使其高效地动作。
[2.2]第二方式
图4是第二实施方式的第二方式的电池单元的说明图。
在图4中，对与图3相同的部分标注相同的附图标记。
在图4中，也与图3的情况同样地，为了易于理解，示出了将在外包装部件11的上表面11U以及上表面11U侧配置的电池单体去除而仅采用电池单体12C的状态。
在上述第二实施方式的第一方式中，采用了设置蛇行的带状的发泡树脂固定部件的构成，但本第二方式的电池单元10A2，是将多个发泡树脂固定部件22A、22B在多个电池单体的层叠方向上的电池单体间的间隙中以点状(圆形状或椭圆形状)配置成一列的情况的电池单元。
根据该发泡树脂固定部件22A、22B，除了发泡树脂固定部件21 的两侧方的冷却风流动CW之外，还能够在发泡树脂固定部件22A 与发泡树脂固定部件22B之间形成用于构成能够形成冷却风的流动 CW的冷却用路径的空间SP，能够有效地冷却电池单体12C，使其高效地动作。
[2.3]第三方式
图5是第二实施方式的第三方式的电池单元的说明图。
在上述第二实施方式的第一方式中，采用了将蛇行的带状的发泡树脂固定部件设置一列的构成，但是，本第三方式的电池单元10A3，是将发泡树脂固定部件在多个电池单体的层叠方向上的电池单体间的间隙将直线带状的发泡树脂固定部件配置多列(在图5的例子中为 3列)的情况的构成。
即，配置直线带状的发泡树脂固定部件23A～23C。
根据这些发泡树脂固定部件23A～23C，能够在发泡树脂固定部件23A的两侧方及发泡树脂固定部件23C的两侧方形成用于构成能够形成冷却风的流动CW的冷却用路径的空间SP，能够有效地冷却电池单体12C，使其高效地动作。
进而，由于以多列进行粘接固定，因此能够进一步提高刚性。
[2.4]第四方式
图6是第二实施方式的第四方式的电池单元的说明图。
在上述第二实施方式的第一方式以及第三方式中，独立的各发泡树脂固定部件的宽度(与长度方向正交的方向的长度)恒定，但本第四方式的电池单元10A4，是根据长度方向的位置使发泡树脂固定部件24A～24C的宽度周期性地变化而配置的情况的构成。
根据这些发泡树脂固定部件24A～24C，能够在发泡树脂固定部件24B的两侧方形成用于构成能够形成蛇行的冷却风的流动CW的冷却用路径的空间SP，能够有效地冷却电池单体12C，使其高效地动作。
进而，与第三方式同样地，以多列进行粘接固定，因此能够进一步提高刚性。
[2.5]第五方式
图7是第二实施方式的第五方式的电池单元的说明图。
在上述第二方式中，将点状的发泡树脂固定部件配置在直线上，但本第五方式的电池单元10A5，是交错状(交错状)地分散配置点状的发泡树脂固定部件25的情况的电池单元。
根据本第五方式，能够在确保机械强度的同时，遍及电池单体的上下表面的整个面地可靠地形成冷却风路径而确保冷却效率。
[3]第三实施方式
在上述各实施方式中，未考虑电池单体自身的共振，但在本第三实施方式中，关于电池单体的共振，考虑弯曲1次模式～弯曲3次模式而设置有发泡树脂固定部件。
[3.1]第一方式
图8是第三实施方式的第一方式的说明图。
将电池单体的长度方向的长度设为L的情况下，如图8所示，在视为弯曲一次模式的振动的波腹的位置的L/2的位置(电池单体的长度的1/2的位置)、视为弯曲二次模式的振动的波腹的位置的L/4以及 3·L/4的位置(从电池单体的长度方向两端分别为电池单体的长度的 1/4的位置)以及视为弯曲3次模式的振动的波腹的位置的L/6、3·L/6 以及5·L/6的位置，将发泡树脂固定部件31A以电池单体的短边方向的最长的长度并行配置。
通过这样配置发泡树脂固定部件31A，能够抑制伴随共振的电池单体12C的振动，提高电池单元10B1整体的刚性。
[3.2]第二方式
图9是第三实施方式的第二方式的说明图。
为了抑制由上述第一方式也不能彻底抑制的振动，在第三实施方式的第一方式的构成的基础上，电池单元10B2在弯曲一次模式的振动的波腹和弯曲二次模式的振动的波腹之间配置用于进一步抑制振动的发泡树脂固定部件31B，在短边方向的中央部配置有遍及长度方向整个区域的发泡树脂固定部件31C。
由此，能够实现进一步的振动抑制和刚性的提高。
[4]第四实施方式
在上述各实施方式中，是电池单体数为最大2个的情况，但本第四实施方式是将层叠数设为3层以上的情况下的实施方式。
图10A～图10C是第四实施方式的一例的说明图。
图10A～图10C是将电池单体层叠5层的情况下的图。
图10A是构成电池单元的电池单体的层叠中途的说明图，图10B 是电池单元的侧视图，图10C是图10B的B-B剖面向视图。
如图10B所示，电池单元40具备树脂制的外包装部件41、收纳于外包装部件41内的5个电池单体42A～42E、以及用于将电池单体 42A～42E固定保持于外包装部件41内的多个发泡树脂固定部件 43C、43S1、43S2。
在上述构成中，外包装部件41呈剖面大致C字状，在其内表面侧，设置有保持槽部41A、41B，该保持槽部41A、41B供沿着电池单体42A～42E各自的长度方向设置的凸缘部44A、44B滑动并插入，且能够单独支承各电池单体42A～42E的。
在该情况下，外包装部件41的保持槽部41A、41B的形成位置被设定为，在将各电池单体42A～42E插入到保持槽部41A、41B的情况下，电池单体彼此的对置面之间隔开规定距离而形成间隙。
另外，在电池单体42A～42E与外包装部件41之间，发泡树脂固定部件43S1、发泡树脂固定部件43S2分别分离地被配置有多个，在配置于最上部的电池单体42A与外包装部件41之间，多个发泡树脂固定部件43C各自隔开而形成。
而且，在电池单体42A与电池单体42B之间、电池单体42B与电池单体42C之间、电池单体42C与电池单体42D之间以及电池单体42D与电池单体42E之间，分别有多个发泡树脂固定部件43C各自隔开而形成
因此，根据本第四实施方式，即使在将电池单体进行多层层叠的情况下，也能够确保机械强度而获得耐震性以及耐冲击性，进而能够遍及电池单体的上下表面的整面地可靠地形成冷却风路径而确保冷却效率。
以上的说明是将层叠数设为5级的情况，但在进一步增加层叠数的情况下，也能够构成为，使下层的发泡树脂固定部件的硬度比更上层的发泡树脂固定部件高(＝使发泡倍率降低)而提高机械强度。
同样地，在层叠多个电池单元40的情况下，也能够构成为，使层叠于更下层的电池单元40的发泡树脂固定部件的硬度比层叠于更上层的电池单元40的发泡树脂固定部件的硬度高。
以上，对本实用新型的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，无意限定实用新型的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在实用新型的范围、主旨中，并且包含在权利要求书所记载的实用新型及其等同的范围内。

Claims (8)

1.一种电池装置，具备：
电池单体；以及
外包装部件，能够收纳所述电池单体，
所述电池装置的特征在于，
一个或多个发泡树脂固定部件，由具有自粘接性的发泡性树脂形成，配置在所述电池单体与所述外包装部件之间。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
具有多个电池单体，
所述发泡树脂固定部件，配置在一个所述电池单体与其他所述电池单体之间以及所述电池单体与所述外包装部件之间。
3.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
多个所述电池单体层叠配置，
所述发泡树脂固定部件的硬度根据所述电池单体的层叠数而设定。
4.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
多个所述电池单体层叠配置，
所述发泡树脂固定部件的硬度，根据对应的所述电池单体的层叠位置而设定。
5.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述发泡树脂固定部件，配置在与所述电池单体的弯曲n次模式的振动的波腹对应的位置，其中，n为自然数。
6.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述发泡树脂固定部件，配置为带状、点状或交错状。
7.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述发泡树脂固定部件形成为，宽度在所述发泡树脂固定部件的长度方向上变化的带状。
8.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
在所述外包装部件内，所述发泡树脂固定部件的非配置位置形成冷却风通路。
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