JP2010108734A - Battery module - Google Patents

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Takeya Kurokawa
健也 黒川
Nobumitsu Tada
伸光 田多
Yoshifumi Nakahama
敬文 中濱
Masashi Shudo
正志 首藤
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery module mechanically assembling and integrating a plurality of battery cells with superb reliability in a simple structure. <P>SOLUTION: The battery module is provided with battery cells, and a casing member consisting of wall-like parts each opposed in separation to one of the two widest faces of the battery cell, stepped parts protruded toward a battery cell side from a part of area of the wall-like part each opposed to the battery cell, and round holes extended in a thickness direction of the wall-like parts provided at four corners of each wall-like part overhanging from areas opposed to the battery cell. Vertical cross-section shapes of two diagonally opposed two round holes of the casing member are H-shaped, and those of the rest are rectangular, and further, fastening screws are provided, for coupling adjacent casing members, each going from the vertical cross-section H-shaped round hole of the casing member through to the vertical cross-section rectangular round hole of the adjacently positioned casing member and with a head part fitted inside the vertical cross-section H-shaped round hole. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のバッテリセルを有する電池モジュールに係り、特に、複数のバッテリセルをケーシング部材を介して集合させ一体化構成とした電池モジュールに関する。   The present invention relates to a battery module having a plurality of battery cells, and more particularly to a battery module in which a plurality of battery cells are assembled via a casing member to have an integrated configuration.

HEV(hybrid electric vehicle)、EV(electric vehicle)などの車両で使われるバッテリ装置は、比較的高出力でかつ頻繁な出力変化に対応する必要がある。一般的に、必要な出力や容量に応じてバッテリセルを複数個電気的に接続しかつ機械的にも一体化されたひとつの電池モジュールとして構成されている。電池モジュールの各バッテリセルは、放熱性を考慮して、例えば、それらの間に適度の空間が生じるような配置にされている。   Battery devices used in vehicles such as HEVs (hybrid electric vehicles) and EVs (electric vehicles) are required to have a relatively high output and cope with frequent output changes. Generally, it is configured as one battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected and mechanically integrated according to the required output and capacity. Each battery cell of the battery module is arranged such that an appropriate space is generated between them in consideration of heat dissipation, for example.

複数のバッテリセルを機械的に一体に保持しかつそれら間に空間が生じるような配置にするための部材については、次のような一般的に望まれる条件がある。まず、その部材自体が小型、軽量、簡素な構成であり、さらに各バッテリセルの放熱性を妨げないことが好ましい。これらに加えて、各バッテリセルが経時的に変形する場合もあることに注意が必要である。すなわち、使用時に経時的に内部のガス圧力が変化し外装缶に変形をもたらす。このような変形に対しても一体に保持された状態を信頼性を損ねることなく維持することが必要になる。   There are the following generally desired conditions for a member for mechanically holding a plurality of battery cells and arranging them to create a space between them. First, it is preferable that the member itself is small, lightweight, and has a simple configuration and does not hinder the heat dissipation of each battery cell. In addition to this, it should be noted that each battery cell may be deformed over time. That is, the internal gas pressure changes over time during use, causing deformation of the outer can. It is necessary to maintain a state of being integrally held against such deformation without impairing reliability.

なお、上記用途の電池モジュールの例として、下記特許文献1に開示のものがある。この開示には、複数のバッテリセルを機械的に一体に保持する部材の構成について、本願内容に類似する事項が開示されている。しかしながら、組み立ての容易性、部材の数、バッテリセル数の可変対応などの点で、さらなる考慮がなされ得る余地があると見ることができる。
特表2008−521199号公報
In addition, there exists a thing disclosed in the following patent document 1 as an example of the battery module of the said use. This disclosure discloses matters similar to the contents of the present application regarding the configuration of a member that mechanically holds a plurality of battery cells integrally. However, it can be seen that there is room for further consideration in terms of ease of assembly, the number of members, and the variable correspondence of the number of battery cells.
Special table 2008-521199 gazette

本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、複数のバッテリセルを有する電池モジュールにおいて、複数のバッテリセルを機械的に信頼性よくかつ簡素な構成で集合、一体化させた電池モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a battery module having a plurality of battery cells, a battery module in which a plurality of battery cells are assembled and integrated with a mechanically reliable and simple configuration. The purpose is to provide.

上記の課題を解決するため、本発明の一態様である電池モジュールは、ほぼ直方体状の形状を有するバッテリセルと;前記バッテリセルの前記直方体状の形状のもっとも広い2面のうちの一方の面に離間して対向する壁状部と、前記壁状部の前記バッテリセルと対向する一部領域から前記バッテリセル側に突き出した段状部と、前記壁状部の四隅に前記バッテリセルと対向する領域から張り出して設けられた、前記壁状部の厚み方向に延びる丸穴とを有するケーシング部材と;を具備し、前記バッテリセルと前記ケーシング部材との組が、前記ケーシング部材をひとつずつ介して前記バッテリセルが積層的に位置するように、複数設けられ、前記ケーシング部材の前記丸穴のうちの対角に向かい合う位置の2つの丸穴が、それぞれ、両端に段部を有して縦断面形状がH字状をなし、前記ケーシング部材の前記丸穴のうちの対角に向かい合う位置の残りの2つの丸穴が、それぞれ、全長にわたり同径で縦断面形状が矩形状をなし、さらに、前記ケーシング部材の前記縦断面H字状の丸穴から該ケーシング部材の隣に位置するケーシング部材の前記縦断面矩形状の丸穴に抜け、かつ、頭部が前記縦断面H字状の丸穴の内側に収まる、隣り合うケーシング部材どうしを互いに連結する締結ねじを具備することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a battery module according to an aspect of the present invention includes a battery cell having a substantially rectangular parallelepiped shape; and one surface of the widest two surfaces of the rectangular parallelepiped shape of the battery cell. A wall-shaped portion facing and spaced apart from each other, a step-shaped portion protruding from the partial region facing the battery cell of the wall-shaped portion toward the battery cell, and the battery cell facing the battery cell at four corners of the wall-shaped portion A casing member having a round hole extending in the thickness direction of the wall-like portion, and extending from a region where the wall-shaped portion extends, and a set of the battery cell and the casing member passes through the casing member one by one. A plurality of the battery cells are provided so as to be stacked, and two round holes at positions opposite to each other of the round holes of the casing member are respectively formed on both ends. The remaining two round holes at opposite positions of the round holes of the casing member have the same diameter and a rectangular cross section. Further, the shape of the casing member is further extended from the round hole having the H-shaped longitudinal section of the casing member to the round hole having the rectangular shape of the longitudinal direction of the casing member positioned next to the casing member, and the head is the longitudinal section. It is characterized by comprising a fastening screw for connecting adjacent casing members, which fit inside the H-shaped round hole.

すなわち、この電池モジュールは、基本的に、バッテリセルとケーシング部材とで構成される組を複数用意し、これらを、バッテリセルが積層的に位置するような配置で構成したものである。ケーシング部材には、バッテリセルの最も広い面に対向位置する壁状部と、この壁状部から突き出して設けられた、バッテリセルの上記最も広い面の一部領域に対向して位置する段状部とがある。この段状部は、バッテリセルの変形に対応してバッテリセルと壁状部との間に空間を確保するためのものである。   That is, this battery module is basically configured by preparing a plurality of sets each including a battery cell and a casing member, and arranging them so that the battery cells are stacked. The casing member has a wall-like portion facing the widest surface of the battery cell, and a stepped shape that projects from the wall-like portion and faces a partial region of the widest surface of the battery cell. There is a department. This stepped portion is for securing a space between the battery cell and the wall-like portion in response to the deformation of the battery cell.

ケーシング部材には、壁状部の四隅にバッテリセルと対向する領域から張り出して、壁状部の厚み方向に延びる丸穴が設けられている。これらの丸穴は、対角に向かい合う位置の2つの丸穴が、それぞれ、縦断面形状としてH字状になっており、対角に向かい合う残りの2つの丸穴が、それぞれ、縦断面形状として矩形状になっている。そして、ケーシング部材と隣のケーシング部材とを固定するために、ケーシング部材の縦断面H字状の丸穴からこのケーシング部材の隣に位置するケーシング部材の縦断面矩形状の丸穴に抜け、頭部が縦断面H字状の丸穴の内側に収まる締結ねじを具備している。   The casing member is provided with round holes extending from regions facing the battery cells at the four corners of the wall-like portion and extending in the thickness direction of the wall-like portion. As for these round holes, the two round holes facing diagonally are respectively H-shaped as a vertical cross-sectional shape, and the remaining two round holes facing diagonally are each as a vertical cross-sectional shape. It is rectangular. And in order to fix a casing member and the adjacent casing member, it goes out from the round hole of the longitudinal cross-section H shape of a casing member to the round hole of the longitudinal cross-section rectangular shape of the casing member located next to this casing member, The part is provided with a fastening screw that fits inside a round hole having an H-shaped longitudinal section.

このようなケーシング部材どうしの連結、固定によれば、その2つケーシング部材の固定態様を、さらにその外側に設けるべきケーシング部材とバッテリセルとの組を追加、固定する場合に適用することができる。多くの組を一度に固定するよりも位置合わせに難がなく、組み立てが容易である。構成も簡素であり、さらにバッテリセルの変形にも対応しているので、信頼性もよい。   According to such connection and fixing of the casing members, the fixing mode of the two casing members can be applied to a case where a set of a casing member and a battery cell to be provided further outside is added and fixed. . There is no difficulty in alignment and fixing is easier than fixing many sets at once. Since the configuration is simple and the battery cell can be deformed, the reliability is good.

本発明によれば、複数のバッテリセルを機械的に信頼性よくかつ簡素な構成で集合、一体化させた電池モジュールを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a battery module in which a plurality of battery cells are assembled and integrated with a mechanically reliable and simple configuration.

本発明の実施態様として、前記ケーシング部材のそれぞれが、前記壁状部の厚み中心を通る仮想面を対称面とする面対称立体である、とすることができる。これによれば、ケーシング部材として、縦断面H字状の丸穴の位置の異なる2種のものを用意する必要がない。   As an embodiment of the present invention, each of the casing members may be a plane-symmetric solid having a virtual plane passing through the center of thickness of the wall-shaped portion as a plane of symmetry. According to this, it is not necessary to prepare two types of casing members having different positions of the round holes having the H-shaped vertical cross section.

ここで、前記ケーシング部材のそれぞれが、前記壁状部の端部から該壁状部に直交する両方向に起立した起立部を有し、該起立部の端面が、隣に位置するケーシング部材の前記起立部の端面に対向して互いに固定され、前記バッテリセルの前記一方の面に対向する前記ケーシング部材の前記段状部と、該バッテリセルの前記もっとも広い2面のうちの他方の面に対向する別の前記ケーシング部材の前記段状部との距離が、該バッテリセルの前記もっとも広い2面間の距離より長い、とすることができる。この態様は、バッテリセルと、その隣の組のケーシング部材との間の空間の確保を、隣の組のケーシング部材の段状部ではなく隣り合うケーシング部材の壁状部から起立して設けられた起立部の端面の対向により行うものである。   Here, each of the casing members has an upright portion that stands up in both directions orthogonal to the wall-like portion from an end portion of the wall-like portion, and the end surface of the upright portion is located adjacent to the casing member. Opposed to the end surface of the upright portion, fixed to each other, and opposed to the stepped portion of the casing member facing the one surface of the battery cell and the other of the widest two surfaces of the battery cell The distance between the stepped portion of the other casing member to be longer than the distance between the widest two surfaces of the battery cell may be set. In this aspect, the space between the battery cell and the adjacent casing member is secured from the wall portion of the adjacent casing member instead of the stepped portion of the adjacent casing member. This is performed by facing the end surfaces of the raised portions.

ここで、前記ケーシング部材の前記起立部の端面が、前記隣に位置するケーシング部材の前記起立部の端面に対向して接着剤により互いに固定されている、とすることができる。ケーシング部材どうしをねじで締結することに加えてこのように接着剤を用いることで、電池モジュールとしてさらに強固で信頼性の高い一体化を図ることができる。   Here, the end surface of the upright portion of the casing member may be fixed to each other with an adhesive so as to face the end surface of the upright portion of the adjacent casing member. By using the adhesive in this way in addition to fastening the casing members with screws, it is possible to achieve a stronger and more reliable integration as a battery module.

また、実施態様として、前記組を構成する前記バッテリセルと前記ケーシング部材とが、該ケーシング部材の前記段状部において接着剤により固定されている、とすることができる。ケーシング部材とバッテリセルとをこのように接着剤で固定することにより、電池モジュールとしてさらに強固で信頼性の高い一体化を図ることができる。   As an embodiment, the battery cells and the casing member constituting the set may be fixed by an adhesive at the stepped portion of the casing member. By fixing the casing member and the battery cell with the adhesive in this way, it is possible to achieve a stronger and more reliable integration as a battery module.

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールを構成するためのケーシング部材およびバッテリセルを示す斜視図である。概略として、この実施形態の電池モジュールは、図示のケーシング部材10とバッテリセル20とを交互に重ね合わせて一体化し構成する。そこで、まず、これらのケーシング部材10、バッテリセル20の構成についてそれぞれ説明する。   Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a casing member and battery cells for constituting a battery module according to an embodiment of the present invention. As an outline, the battery module of this embodiment is configured by integrally superposing the illustrated casing members 10 and battery cells 20 alternately. Therefore, first, the configurations of the casing member 10 and the battery cell 20 will be described.

図1(a)に示すように、このケーシング部材10は、壁状部11、段状部12、H字状縦断面丸穴13、15、矩形状縦断面丸穴14、16、通気孔部17、スリット18、起立部19を有する。このような構成のケーシング部材10は、例えばポリカーボネート樹脂のような樹脂を用いて金型成形により形成することができる。ポリカーボネート樹脂以外では、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂やPPE(ポリフェニレンエーテル)樹脂も採用し得る。適宜、樹脂中に補強材を含有させるようにして剛性を増すようにしてもよい。   As shown in FIG. 1A, the casing member 10 includes a wall-like portion 11, a step-like portion 12, H-shaped vertical cross-sectional round holes 13, 15, rectangular vertical cross-sectional round holes 14, 16, and a vent hole portion. 17, a slit 18, and a standing part 19. The casing member 10 having such a configuration can be formed by molding using a resin such as polycarbonate resin. Other than the polycarbonate resin, a PPS (polyphenylene sulfide) resin or a PPE (polyphenylene ether) resin may be employed. The rigidity may be increased by appropriately adding a reinforcing material to the resin.

壁状部11は、直方体状のバッテリセル20をこのケーシング部材10に収容したときに、バッテリセル20の最も広い2面のうちの一方の面に離間して対向させるための壁である。この離間のため、壁状部11には、バッテリセル10の上記一方の面の一部領域に対向して位置する段状部12が、突き出し形成されている。バッテリセル20と壁状部10とが離間することで、バッテリセル20の6面のうちの経時的にもっとも変形の大きい面のひとつとの間に空間が形成され、電池モジュールとしての信頼性向上に寄与できる。   The wall-shaped part 11 is a wall for separating and facing one of the two widest surfaces of the battery cell 20 when the rectangular battery cell 20 is accommodated in the casing member 10. For this separation, a stepped portion 12 is formed on the wall-like portion 11 so as to protrude from the partial region of the one surface of the battery cell 10. By separating the battery cell 20 and the wall-shaped portion 10, a space is formed between one of the six surfaces of the battery cell 20 and the surface with the greatest deformation over time, improving the reliability of the battery module. Can contribute.

段状部12は、上記のように、壁状部11から突き出し設けられた、バッテリセル20の変形に対応するためのスペーサとしての部位である。図示するように、壁状部11の端部近くに設けることが、バッテリセル20が変形するための余裕空間を効率よく作り出す上で適当である。段状部12として、具体的にその高さは例えば1.5mm程度にすることができる。   As described above, the stepped portion 12 is a portion that protrudes from the wall-shaped portion 11 and serves as a spacer to cope with the deformation of the battery cell 20. As shown in the drawing, providing near the end of the wall-like portion 11 is appropriate for efficiently creating a margin space for the battery cell 20 to be deformed. Specifically, the height of the stepped portion 12 can be about 1.5 mm, for example.

H字状縦断面丸穴13、15および矩形状縦断面丸穴14、16は、壁状部11をバッテリセル20の上記一方の面の外側に仮想的に延長した領域上の位置であってこの一方の面の四隅からの近傍位置それぞれに設けられている。これらの丸穴13、15、14、16は、壁状部11の厚み方向に設けられており、ケーシング部材10およびバッテリセル20を多数積層して一体化するための、締結ねじの取り付け穴(締結ねじ穴)として用いられる。   The H-shaped vertical cross-section round holes 13 and 15 and the rectangular vertical cross-section round holes 14 and 16 are positions on a region where the wall-like portion 11 is virtually extended outside the one surface of the battery cell 20. It is provided at each of the neighboring positions from the four corners of this one surface. These round holes 13, 15, 14, 16 are provided in the thickness direction of the wall-shaped portion 11, and are fastening holes for fastening screws (a plurality of casing members 10 and battery cells 20 are stacked and integrated) Used as a fastening screw hole).

より具体的な位置関係として、壁状部11の対角に向かい合う位置にH字状縦断面丸穴13、15が設けられ、壁状部11の対角に向かい合う残りの位置に矩形状縦断面丸穴14、16が設けられる。縦断面形状の異なるこれら2種の穴の効用については後述する(図3、図4)。H字状縦断面丸穴13、15は、その内壁面にねじ山の形成されていない穴であり、矩形状縦断面丸穴14、16は、その内壁面にねじ山を形成してもよく、またはねじ山のない穴とすることもできる。   As a more specific positional relationship, H-shaped vertical cross-section round holes 13 and 15 are provided at positions facing the diagonal of the wall-shaped portion 11, and rectangular-shaped vertical cross-sections at the remaining positions facing the diagonal of the wall-shaped portion 11. Round holes 14 and 16 are provided. The effect of these two types of holes having different vertical cross-sectional shapes will be described later (FIGS. 3 and 4). The H-shaped vertical cross-sectional round holes 13 and 15 are holes in which no thread is formed on the inner wall surface, and the rectangular vertical cross-sectional round holes 14 and 16 may be threaded on the inner wall surface. Or a non-threaded hole.

通気孔部17は、このケーシング部材10にバッテリセル20を収容したときの、バッテリセル20のガス排気面部23の位置に対応して設けられている。通気孔部17は、ケーシング部材10とバッテリセル20とで構成される組が積層的に重ねられて電池モジュールが組み上げられたときに、各ガス排気面部23に連通し、さらに複数の組を壁状部11に直交する方向に貫く、ひとつに連なる通気孔になる。   The vent hole portion 17 is provided corresponding to the position of the gas exhaust surface portion 23 of the battery cell 20 when the battery cell 20 is accommodated in the casing member 10. The vent hole portion 17 communicates with each gas exhaust surface portion 23 when a set composed of the casing member 10 and the battery cell 20 is stacked and stacked to assemble the battery module, and a plurality of sets are walled. It becomes a continuous air hole that penetrates in the direction orthogonal to the shape portion 11.

スリット18は、放熱のための通風を確保するように、段状部12により形成されるバッテリセル20と壁状部11と間の空間に通じて、起立部19に設けられている。例えば、図示するように、収容された後のバッテリセル20の位置から見てその左右の位置、および下側の位置に設けることができる。   The slit 18 is provided in the standing portion 19 so as to communicate with the space between the battery cell 20 formed by the stepped portion 12 and the wall-like portion 11 so as to ensure ventilation for heat dissipation. For example, as shown in the figure, the battery cell 20 after being accommodated can be provided at the left and right positions and the lower position as viewed from the position.

起立部19は、壁状部11の端部から起立して設けられて、バッテリセル20をケーシング部材10内に収めるための位置規制の機能を有する。起立部19の壁状部11からの高さの設定については、後述する。   The upright portion 19 is provided upright from the end of the wall-shaped portion 11 and has a function of position restriction for accommodating the battery cell 20 in the casing member 10. The setting of the height of the upright part 19 from the wall-like part 11 will be described later.

ケーシング部材10は、壁状部11の厚み中心を通る仮想面を対称面として、面対称立体に設計することができる。これによれば、ケーシング部材10として、縦断面H字状の丸穴の位置の異なる2種のものを用意する必要がなくなり、組み立て性が向上する(後述でさらに説明する)。以下では、断りのない限り、ケーシング部材10はこのように面対称立体であるとして説明する。   The casing member 10 can be designed to be a plane-symmetric solid with a virtual plane passing through the thickness center of the wall-shaped portion 11 as a symmetry plane. According to this, it is not necessary to prepare two types of casing members 10 having different positions of round holes having a vertical cross-section H shape, and assemblability is improved (which will be further described later). Hereinafter, unless otherwise specified, the casing member 10 will be described as a plane-symmetric solid.

次に、図1(b)に示すように、バッテリセル20は、電極21、22、ガス排気面部23を有する。バッテリセル20は、例えばアルミニウム製の外装缶を備えてほぼ直方体状の形状を有し、ケーシング部材10に収容するときには、バッテリセル20のもっとも広い2面のうちの一方の側の面をケーシング部材10の壁状部11に対向させる。なお、バッテリセル20は、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池のような2次電池である。   Next, as shown in FIG. 1B, the battery cell 20 includes electrodes 21 and 22 and a gas exhaust surface portion 23. The battery cell 20 includes, for example, an aluminum outer can and has a substantially rectangular parallelepiped shape. When the battery cell 20 is housed in the casing member 10, one of the two widest surfaces of the battery cell 20 is the casing member. 10 wall-like parts 11 are made to oppose. The battery cell 20 is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.

また、バッテリセル20は、直方体状の形状のうちのもっとも狭い面の一方に電極21、22を有する。さらに、バッテリセル20の電極21、22が設けられている面のほぼ中央に、ガス排気面部23が設けられている。ガス排気面部23は、バッテリセル20内部のガス圧が使用時にある程度以上上昇した場合にこれを逃がす機能を有する。すでに述べたように、ガス排気面部23は、このバッテリセル20がケーシング部材10に収容されさらにその組が連結されて電池モジュールが構成された状態では、排気孔部17が連なって形成される通気孔内の空間に面する。   The battery cell 20 includes electrodes 21 and 22 on one of the narrowest surfaces of the rectangular parallelepiped shape. Further, a gas exhaust surface portion 23 is provided at substantially the center of the surface on which the electrodes 21 and 22 of the battery cell 20 are provided. The gas exhaust surface portion 23 has a function of releasing the gas pressure inside the battery cell 20 when the gas pressure in the battery cell 20 rises to some extent during use. As already described, the gas exhaust surface portion 23 is formed through the exhaust hole portion 17 in a state where the battery cell 20 is accommodated in the casing member 10 and the battery module 20 is connected to form a battery module. Facing the space in the pores.

図2は、図1(a)中に示したケーシング部材10における締結ねじ穴の構成を示す断面図である。図2において、図1中に示した部分と同一のものには同一符号を付してある。図2(a)に示すように、丸穴13、15は、縦断面形状がH字状、すなわち、より小径の丸穴が厚みの中央付近に形成され、より大径の丸穴が厚みの両端側に形成された貫通穴である。丸穴14、16は、縦断面形状が矩形状、すなわち一定の径の貫通穴である。丸穴14、16の径の大きさは、H字状縦断面丸穴13、15の厚み中央付近の径よりも多少小さく設定されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fastening screw hole in the casing member 10 illustrated in FIG. In FIG. 2, the same parts as those shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the round holes 13 and 15 have an H-shaped longitudinal cross-sectional shape, that is, a smaller diameter round hole is formed near the center of the thickness, and a larger diameter round hole has a thickness. It is a through hole formed on both ends. The round holes 14 and 16 are through-holes having a rectangular longitudinal cross-sectional shape, that is, a constant diameter. The diameters of the round holes 14 and 16 are set to be slightly smaller than the diameter in the vicinity of the center of the thickness of the round holes 13 and 15 having the H-shaped vertical cross section.

図3は、図1に示したケーシング部材10およびバッテリセル20を用いて、このケーシング部材10に別のケーシング部材を連結する態様を示す斜視図である。図3において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一のものには同一符号を付してある。以下、図3を参照して、ケーシング部材どうしの連結について説明する。   FIG. 3 is a perspective view showing an aspect in which another casing member is connected to the casing member 10 using the casing member 10 and the battery cell 20 shown in FIG. 1. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same components as those already described in the drawings. Hereinafter, the connection of the casing members will be described with reference to FIG.

図3において、上記別のケーシング部材を符号10Aで示し、その構成要素についてはそれぞれ、ケーシング部材10の相当部分の符号にAを加えて示している。ケーシング部材10Aは、この場合、ケーシング部材10とまったく同じ構成の部材であり、それらの向きは互いに逆方向(裏返し)にされている。これは、図示するように、ケーシング部材10Aの丸穴13A(縦断面H字状)とケーシング部材10の丸穴16(縦断面矩形状)とを締結ねじ32で連結し、同じく、丸穴15A(縦縦断面H字状)と丸穴14(縦断面矩形状)とを締結ねじ31で連結するためである。   In FIG. 3, the other casing member is indicated by reference numeral 10 </ b> A, and the constituent elements thereof are indicated by adding A to the reference numerals of the corresponding parts of the casing member 10. In this case, the casing member 10 </ b> A is a member having exactly the same configuration as the casing member 10, and their directions are opposite to each other (inverted). As shown in the figure, a round hole 13A (vertical section H shape) of the casing member 10A and a round hole 16 (vertical section rectangular shape) of the casing member 10 are connected by a fastening screw 32, and similarly, the round hole 15A. This is because the fastening screw 31 connects the (vertical longitudinal section H-shaped) and the round hole 14 (vertical sectional rectangular shape).

このように、締結ねじ31、32は、壁状部11Aの対角に位置する丸穴13A、15Aでのみ使用される。壁状部11Aの残りの対角に位置する丸穴14A、16Aは、図示のケーシング部材10Aの上側に重畳的に位置させるさらに別のケーシング部材との連結のため使用される。このように締結ねじを、隣に位置するケーシング部材どうしのみを連結するため使用するので、多くのケーシング部材を一度に連結、固定するよりもケーシング部材どうしの位置合わせに難がなく、組み立ては容易である。   Thus, the fastening screws 31 and 32 are used only in the round holes 13A and 15A located at the diagonal of the wall-shaped portion 11A. The round holes 14A and 16A located on the remaining diagonals of the wall-like portion 11A are used for connection with still another casing member positioned on the upper side of the illustrated casing member 10A. In this way, since the fastening screw is used to connect only the casing members located next to each other, there is no difficulty in aligning the casing members and it is easier to assemble than connecting and fixing many casing members at once. It is.

図4は、図3に示したようにして連結されたケーシング部材における締結ねじ穴の部分を示す断面図である。図4において、すでに説明した図中に示した要素と同一のものには同一符号を付してある。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a portion of a fastening screw hole in the casing members connected as shown in FIG. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the already described drawings.

図4に示すように、締結ねじ32(31)は、H字状縦断面丸穴13Aを貫通し、矩形状縦断面丸穴16で螺合される。すでに述べたように、縦断面矩形状丸穴16の内壁面には、あらかじめ締結ねじ32に対応するようにねじ山を形成しておいてもよく、または、縦断面矩形状丸穴16として、ねじ山をあらかじめ設けずに、締結ねじ32が有するねじ山を内壁面の塑性変形で受け入れる程度の径にして対応するようにしてもよい。   As shown in FIG. 4, the fastening screw 32 (31) passes through the H-shaped vertical section round hole 13 </ b> A and is screwed into the rectangular vertical section round hole 16. As already described, a thread may be formed in advance on the inner wall surface of the rectangular round hole 16 in the vertical cross section so as to correspond to the fastening screw 32, or as a rectangular round hole 16 in the vertical cross section, Instead of providing a screw thread in advance, the screw thread of the fastening screw 32 may have a diameter that can be received by plastic deformation of the inner wall surface.

締結ねじ32(31)の頭部は、図示するように、H字状縦断面丸穴13Aのより大径の部分の内部に収められる。これにより、ケーシング部材10Aにさらに別のケーシング部材が連結される場合に干渉要因とならないようにしている。   As shown in the drawing, the head of the fastening screw 32 (31) is housed inside a larger diameter portion of the round hole 13A having an H-shaped vertical cross section. This prevents interference from occurring when another casing member is connected to the casing member 10A.

図5は、図3に示すようにして連結されたケーシング部材およびバッテリセルを用いて、別のバッテリセル20Aおよびさらに別のケーシング部材10Bを連結する態様を示す斜視図である。図5において、すでに説明した図中に示した要素と同一のものには同一符号を付してある。ケーシング部材10Bは、この場合、ケーシング部材10、ケーシング部材10Aとまったく同じ構成の部材であり、ケーシング部材10Aとはそれらの向きは互いに逆方向(裏返し)にされる。   FIG. 5 is a perspective view showing an aspect in which another battery cell 20A and another casing member 10B are connected using the casing member and the battery cell connected as shown in FIG. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the already described drawings. In this case, the casing member 10B is a member having exactly the same configuration as the casing member 10 and the casing member 10A, and their directions are opposite to each other (inverted) with respect to the casing member 10A.

これにより、図示するように、ケーシング部材10Bの縦断面H字状の丸穴とケーシング部材10Aの縦断面矩形状の丸穴とを締結ねじ33、34で連結することができる。このようにして、さらに多くのバッテリセルおよびケーシング部材を重ね合わせ一体化することができる。一体化したのち、各バッテリセルの電極間を導電部材で所定に接続することでひとつの電池モジュールが得られる。   As a result, as shown in the figure, the round hole with the H-shaped longitudinal section of the casing member 10B and the round hole with the rectangular longitudinal section of the casing member 10A can be connected by the fastening screws 33 and 34. In this manner, more battery cells and casing members can be stacked and integrated. After the integration, one battery module is obtained by connecting the electrodes of each battery cell with a conductive member.

このような構成の電池モジュールは、バッテリセルの経時的な変形にかかわらず、安定的にバッテリセルを集合、一体化している状態を保てる。また、ケーシング部材の上記説明したような機能的なまとまりによって、電池モジュールとして簡素な構成になる。さらに、必要なバッテリセルの数に応じて、その数を可変することが容易であるとともに、多くのケーシング部材を一度に連結、固定するよりもケーシング部材どうしの位置合わせに難がなく、締結ねじによる組み立ては容易である。   The battery module having such a configuration can maintain a state in which the battery cells are stably assembled and integrated regardless of the deformation of the battery cells over time. In addition, the battery module has a simple configuration due to the functional group as described above of the casing member. Furthermore, it is easy to vary the number of battery cells according to the number of battery cells required, and there is no difficulty in aligning the casing members as compared to connecting and fixing many casing members at a time. The assembly by is easy.

以上、本発明の一実施形態である電池モジュールについて説明したが、以下いくつか補足する。まず、ケーシング部材としては、壁状部の厚み中心を通る仮想面を対称面とする面対称立体とはせずに、縦断面H字状の丸穴の位置と縦断面矩形状の丸穴の位置とが互いに逆に位置している2種のものを用意するようにしてもよい。この場合には、起立部19の壁状部11からの両方向の高さを互いに変えるようにしてもよい。極端には、片側の起立部はなくすこともできる。また、段状部12は、壁状部11の片面のみの形成とすることができる。   As described above, the battery module according to the embodiment of the present invention has been described. First, as the casing member, the position of the round hole with the H-shaped vertical section and the round hole with the rectangular vertical section are not used as a plane-symmetrical solid with the virtual plane passing through the center of thickness of the wall-shaped part as the symmetric plane. You may make it prepare 2 types of things which are located in the position opposite to each other. In this case, you may make it mutually change the height of the upright part 19 from the wall-shaped part 11 in both directions. In the extreme, the standing part on one side can be eliminated. Further, the stepped portion 12 can be formed only on one side of the wall-shaped portion 11.

また、ケーシング部材のそれぞれが、その壁状部の厚み中心を通る仮想面を対称面とする面対称立体である場合であっても、起立部の高さとしては、次のように設定することができる。すなわち、バッテリセルのもっとも広い一方の面に対向するケーシング部材の段状部と、このバッテリセルのもっとも広い他方の面に対向する別のケーシング部材の段状部との距離を、このバッテリセルのもっとも広い2面間の距離より長くするように、起立部の高さを設定する。この場合、起立部どうしがその端面で当接することになり、その当接面を例えば接着剤で固定することができる。接着剤を用いることで、電池モジュールとしてさらに強固で信頼性の高い一体化を図ることができる。   Further, even when each casing member is a plane-symmetric solid whose symmetric plane is a virtual plane passing through the center of thickness of the wall-shaped portion, the height of the standing portion is set as follows. Can do. That is, the distance between the stepped portion of the casing member facing the widest surface of the battery cell and the stepped portion of another casing member facing the widest other surface of the battery cell The height of the upright portion is set so as to be longer than the distance between the widest two surfaces. In this case, the upright portions are brought into contact with each other at their end surfaces, and the contact surfaces can be fixed with, for example, an adhesive. By using the adhesive, it is possible to achieve a stronger and more reliable integration as a battery module.

また、バッテリセルとケーシング部材とは、ケーシング部材の段状部において接着剤によって互いに固定するようにしてもよい。ケーシング部材とバッテリセルとをこのように接着剤で固定することにより、電池モジュールとしてさらに強固で信頼性の高い一体化が実現する。このようなバッテリセルとケーシング部材との接着剤による固定は、バッテリセルに対向位置する片方のケーシング部材でのみ行うのでもよい。または、起立部どうしがその端面で当接しないようにそれらの高さが設定されている場合には、バッテリセルに対向位置する両方のケーシング部材に対してバッテリセルを接着剤で固定することもできる。   Further, the battery cell and the casing member may be fixed to each other with an adhesive at the stepped portion of the casing member. By fixing the casing member and the battery cell with the adhesive in this way, a stronger and more reliable integration as a battery module is realized. Such fixing of the battery cell and the casing member with an adhesive may be performed only by one casing member positioned opposite to the battery cell. Alternatively, when their heights are set so that the upright portions do not come into contact with each other at their end faces, the battery cells may be fixed to both casing members facing the battery cells with an adhesive. it can.

なお、起立部の端面どうしを固定する接着剤としては、固着の強固性に鑑みて、例えば熱硬化性の接着剤を使用することができる。また、バッテリセルとケーシング部材とを固定する接着剤としては、例えば、2液系の常温硬化型エポキシ樹脂を使用することができる。常温硬化型とするのは、バッテリセルに直接接触する接着剤であるため、固着時にバッテリセルに高温が伝わる恐れが生じる熱硬化型とするのがあまり適当でないためである。   In addition, as an adhesive which fixes the end surfaces of an upright part, in view of the firmness of fixation, a thermosetting adhesive can be used, for example. Moreover, as an adhesive agent that fixes the battery cell and the casing member, for example, a two-component room temperature curing type epoxy resin can be used. The reason why the room temperature curable type is used is that the adhesive is in direct contact with the battery cell, so that it is not very appropriate to use the thermosetting type which may cause high temperature to be transmitted to the battery cell at the time of fixing.

本発明の一実施形態に係る電池モジュールを構成するためのケーシング部材およびバッテリセルを示す斜視図。The perspective view which shows the casing member and battery cell for comprising the battery module which concerns on one Embodiment of this invention. 図1(a)中に示したケーシング部材における締結ねじ穴の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the fastening screw hole in the casing member shown in Fig.1 (a). 図1に示したケーシング部材およびバッテリセルを用いて、ケーシング部材に別のケーシング部材を連結する態様を示す斜視図。The perspective view which shows the aspect which connects another casing member to a casing member using the casing member and battery cell which were shown in FIG. 図3に示したようにして連結されたケーシング部材における締結ねじ穴の部分を示す断面図。Sectional drawing which shows the part of the fastening screw hole in the casing member connected as shown in FIG. 図3に示すようにして連結されたケーシング部材およびバッテリセルを用いて、別のバッテリセルおよびさらに別のケーシング部材を連結する態様を示す斜視図。The perspective view which shows the aspect which connects another battery cell and another casing member using the casing member and battery cell which were connected as shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10,10A,10B…ケーシング部材、11,11A…壁状部、12,12A…段状部、13,13A,15,15A…H字状縦断面丸穴、14,14A,16,16A…矩形状縦断面丸穴、17,17A…通気孔部、18,18A…スリット、19,19A…起立部、20,20A…バッテリセル、21…電極、22…電極、23…ガス排気面部、31,32,33,34…締結ねじ。   10, 10A, 10B ... casing member, 11, 11A ... wall-like part, 12, 12A ... stepped part, 13, 13A, 15, 15A ... H-shaped vertical cross-section round hole, 14, 14A, 16, 16A ... rectangular Shape vertical section round hole, 17, 17A ... vent hole portion, 18, 18A ... slit, 19, 19A ... standing portion, 20, 20A ... battery cell, 21 ... electrode, 22 ... electrode, 23 ... gas exhaust surface portion, 31, 32, 33, 34 ... fastening screws.

Claims (5)

ほぼ直方体状の形状を有するバッテリセルと;
前記バッテリセルの前記直方体状の形状のもっとも広い2面のうちの一方の面に離間して対向する壁状部と、前記壁状部の前記バッテリセルと対向する一部領域から前記バッテリセル側に突き出した段状部と、前記壁状部の四隅に前記バッテリセルと対向する領域から張り出して設けられた、前記壁状部の厚み方向に延びる丸穴とを有するケーシング部材と;を具備し、
前記バッテリセルと前記ケーシング部材との組が、前記ケーシング部材をひとつずつ介して前記バッテリセルが積層的に位置するように、複数設けられ、
前記ケーシング部材の前記丸穴のうちの対角に向かい合う位置の2つの丸穴が、それぞれ、両端に段部を有して縦断面形状がH字状をなし、
前記ケーシング部材の前記丸穴のうちの対角に向かい合う位置の残りの2つの丸穴が、それぞれ、全長にわたり同径で縦断面形状が矩形状をなし、
さらに、前記ケーシング部材の前記縦断面H字状の丸穴から該ケーシング部材の隣に位置するケーシング部材の前記縦断面矩形状の丸穴に抜け、かつ、頭部が前記縦断面H字状の丸穴の内側に収まる、隣り合うケーシング部材どうしを互いに連結する締結ねじを具備すること
を特徴とする電池モジュール。
A battery cell having a substantially rectangular parallelepiped shape;
A wall-like portion facing away from one of the two widest surfaces of the rectangular parallelepiped shape of the battery cell, and a part of the wall-like portion facing the battery cell from the region facing the battery cell A casing member having a stepped portion protruding into the wall portion, and a round hole extending in a thickness direction of the wall-shaped portion provided to protrude from a region facing the battery cell at four corners of the wall-shaped portion. ,
A plurality of sets of the battery cell and the casing member are provided so that the battery cells are stacked in a stack through the casing members one by one,
Two round holes at positions opposite to the diagonal of the round holes of the casing member each have stepped portions at both ends, and the vertical cross-sectional shape is H-shaped,
The remaining two round holes at positions facing diagonally of the round holes of the casing member are respectively the same diameter over the entire length, and the longitudinal sectional shape is rectangular,
Furthermore, the vertical cross-section of the casing member that passes through the round hole with the H-shaped vertical section of the casing member passes through the round hole with the rectangular cross-section of the casing member positioned next to the casing member, and the head has the H-shaped vertical cross-section A battery module comprising a fastening screw for connecting adjacent casing members, which fit inside a round hole, to each other.
前記ケーシング部材のそれぞれが、前記壁状部の厚み中心を通る仮想面を対称面とする面対称立体であることを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。   2. The battery module according to claim 1, wherein each of the casing members is a plane-symmetric solid having a virtual plane passing through the center of thickness of the wall-shaped portion as a plane of symmetry. 前記ケーシング部材のそれぞれが、前記壁状部の端部から該壁状部に直交する両方向に起立した起立部を有し、該起立部の端面が、隣に位置するケーシング部材の前記起立部の端面に対向して互いに固定され、
前記バッテリセルの前記一方の面に対向する前記ケーシング部材の前記段状部と、該バッテリセルの前記もっとも広い2面のうちの他方の面に対向する別の前記ケーシング部材の前記段状部との距離が、該バッテリセルの前記もっとも広い2面間の距離より長いこと
を特徴とする請求項2記載の電池モジュール。
Each of the casing members has an upright portion standing in both directions orthogonal to the wall-shaped portion from an end portion of the wall-shaped portion, and an end surface of the upright portion is adjacent to the upright portion of the casing member positioned next to the wall-shaped portion. Fixed to each other facing the end face,
The stepped portion of the casing member facing the one surface of the battery cell, and the stepped portion of another casing member facing the other of the two widest surfaces of the battery cell; The battery module according to claim 2, wherein the distance is longer than the distance between the widest two surfaces of the battery cell.
前記ケーシング部材の前記起立部の端面が、前記隣に位置するケーシング部材の前記起立部の端面に対向して接着剤により互いに固定されていることを特徴とする請求項3記載の電池モジュール。   4. The battery module according to claim 3, wherein the end surfaces of the upright portions of the casing member are fixed to each other with an adhesive so as to face the end surfaces of the upright portions of the adjacent casing members. 前記組を構成する前記バッテリセルと前記ケーシング部材とが、該ケーシング部材の前記段状部において接着剤により固定されていることを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。   The battery module according to claim 1, wherein the battery cell and the casing member constituting the set are fixed by an adhesive at the stepped portion of the casing member.
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