JP2013235727A - Battery module - Google Patents

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Koichi Hasegawa
孝一 長谷川
Masao Kawada
政夫 川田
Makoto Ishiguro
誠 石黒
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Honda Motor Co Ltd
GS Yuasa Corp
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Honda Motor Co Ltd
GS Yuasa Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent unsteadiness in a lamination direction of a battery cell and in a direction orthogonal to the direction with certainty, by a simple structure.SOLUTION: A pair of end plates 13A and 13B are overlapped with both ends in a lamination direction of a plurality of battery cells 11, and both end parts of a restraining member 14 are fastened to side walls 13a of the pair of end plates 13A and 13B by means of bolts 15. At this time, because an end part of the restraining member 14 and at least one of the side walls 13a of the end plates 13A and 13B, that contact with each other, have first inclined planes 13c and 14c inclined in the fastening direction, a load F1 moving in a direction that the pair of restraining members 14 approach each other by the fastening force of the bolt 15 is converted into a load F2 moving in a direction that the pair of end plates 13A and 13B approach each other by the first inclined planes 13c and 14c, and thereby, the plurality of battery cells 11 are sandwiched between the pair of end plates 13A and 13B to prevent unsteadiness in the lamination direction, and the vibration resistance of the battery module M can be enhanced.

Description

本発明は、積層される複数のバッテリセルと、前記バッテリセルの積層方向両端に重ね合わされる一対のエンドプレートと、一方の前記エンドプレートの一対の側壁と他方の前記エンドプレートの一対の側壁とに両端部が接続されて前記バッテリセルの側面に対向する複数の拘束部材と、前記拘束部材の両端部を前記側壁に積層方向に対して交差する締結方向に締結する締結部材とを備えるバッテリモジュールに関する。   The present invention provides a plurality of battery cells to be stacked, a pair of end plates stacked at both ends in the stacking direction of the battery cells, a pair of side walls of one end plate, and a pair of side walls of the other end plate A battery module comprising: a plurality of restraining members that are connected to each other to face the side surfaces of the battery cell; and a fastening member that fastens the both ends of the restraining member to the side wall in a fastening direction that intersects the stacking direction. About.

複数のセパレータ(ホルダ)を相互に嵌合するように積層し、隣接する2個のセパレータ間に形成される収納空間のそれぞれに電池セルを収納し、それらのセパレータおよび電池セルの積層方向両端に重ね合わせた一対のエンドプレートを車体に固定することで、セパレータ、電池セルおよびエンドプレートを一体化して電池パックを構成するものが、下記特許文献1により公知である。   A plurality of separators (holders) are stacked so as to be fitted to each other, battery cells are stored in storage spaces formed between two adjacent separators, and the separators and battery cells are stacked at both ends in the stacking direction. Patent Document 1 below discloses a battery pack in which a pair of stacked end plates are fixed to a vehicle body to integrate a separator, battery cells, and end plates.

特開2008−166191号公報JP 2008-166191 A

ところで、上記特許文献1に記載されたものは、一対のエンドプレートがそれぞれ車体に固定されているだけであり、積層された複数のセパレータおよび複数の電池セルを積層方向に締めつける荷重が作用しないため、セパレータおよび電池セル間に積層方向のガタが発生する可能性があるだけでなく、電池セルが隣接する2個のセパレータ間に形成される収納空間に収納されるだけなので、セパレータに対して電池セルが上下方向や左右方向にガタつく可能性があった。   By the way, what was described in the said patent document 1 is because only a pair of end plates are each fixed to the vehicle body, and the load which fastens the laminated | stacked several separator and several battery cell in a lamination direction does not act. In addition to the possibility of play in the stacking direction between the separator and the battery cell, the battery cell is only housed in a housing space formed between two adjacent separators, so the battery There was a possibility that the cell would rattle in the vertical and horizontal directions.

また一対のエンドプレートを通しボルト等で相互に接近する方向に締めつけることで、ホルダおよびバッテリセルの積層方向のガタを防止するものも知られているが、このような構造を採用してバッテリセルの積層方向のガタを防止しても、バッテリセルの上下方向や左右方向にガタを確実に防止することは困難であった。   In addition, it is also known to prevent backlash in the stacking direction of the holder and the battery cell by tightening a pair of end plates in a direction approaching each other with a bolt or the like. Even if the backlash in the stacking direction is prevented, it is difficult to reliably prevent backlash in the up-down direction and the left-right direction of the battery cell.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でバッテリセルの積層方向およびそれに直交する方向のガタを確実に防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reliably prevent backlash in the stacking direction of the battery cells and the direction orthogonal thereto with a simple structure.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、一対の主面と、前記一対の主面に直交する一対の側面と、前記一対の主面および前記一対の側面に直交する頂面および底面とを有し、前記主面どうしを相互に対向させて積層される複数のバッテリセルと;前記バッテリセルの積層方向両端に重ね合わされる一対のエンドプレートと;一方の前記エンドプレートの一対の側壁と他方の前記エンドプレートの一対の側壁とに両端部が接続されて前記バッテリセルの側面に対向する複数の拘束部材と;前記拘束部材の両端部を前記側壁に積層方向に対して交差する締結方向に締結する締結部材と;を備えるバッテリモジュールにおいて、相互に当接する前記拘束部材の端部および前記エンドプレートの前記側壁の少なくとも一方は前記締結方向に対して傾斜する第1傾斜面を備え、前記締結部材により前記一対の拘束部材が相互に接近する方向に移動する荷重を、前記第1傾斜面により前記一対のエンドプレートが相互に接近する方向に移動する荷重に変換することを特徴とするバッテリモジュールが提案される。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a pair of main surfaces, a pair of side surfaces orthogonal to the pair of main surfaces, the pair of main surfaces, and the pair of side surfaces are provided. A plurality of battery cells having a top surface and a bottom surface orthogonal to each other and stacked with the main surfaces facing each other; a pair of end plates stacked at both ends in the stacking direction of the battery cells; A plurality of restraining members having opposite ends connected to the pair of side walls of the end plate and the pair of side walls of the other end plate and facing the side surfaces of the battery cell; A fastening member that fastens in a fastening direction that intersects with at least one of an end portion of the restraining member that abuts each other and the side wall of the end plate A first inclined surface that is inclined with respect to the fastening direction, and a load that moves the pair of restraining members toward each other by the fastening member, and the pair of end plates are mutually connected by the first inclined surface. A battery module is proposed which is characterized in that it is converted into a load that moves in an approaching direction.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記拘束部材は積層方向に長いボルト孔を備え、前記締結部材は前記ボルト孔を貫通するボルトであることを特徴とするバッテリモジュールが提案される。   According to the invention described in claim 2, in addition to the structure of claim 1, the restraining member includes a bolt hole that is long in the stacking direction, and the fastening member is a bolt that penetrates the bolt hole. A featured battery module is proposed.

また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記拘束部材は、前記バッテリセルの前記側面および前記頂面間の角部と、前記バッテリセルの前記側面および前記底面間の角部とに直接あるいは間接に当接する第2傾斜面を備え、前記締結部材により前記一対の拘束部材が相互に接近する方向に移動する荷重を、前記バッテリセルの前記角部を積層方向に直交する方向に押さえつける荷重に変換することを特徴とするバッテリモジュールが提案される。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the restraining member includes a corner between the side surface and the top surface of the battery cell, and the battery cell. A second inclined surface that directly or indirectly abuts against a corner portion between the side surface and the bottom surface of the battery, and a load that moves the pair of restraining members toward each other by the fastening member. A battery module is proposed that converts the corner portion into a load that presses the corner portion in a direction orthogonal to the stacking direction.

また請求項4に記載された発明によれば、請求項3の構成に加えて、前記複数のバッテリセルはホルダを挟んで積層され、前記第2傾斜面と前記バッテリセルの角部との間に前記ホルダが介在することを特徴とするバッテリモジュールが提案される。   According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect, the plurality of battery cells are stacked with a holder interposed therebetween, and between the second inclined surface and a corner of the battery cell. A battery module is proposed in which the holder is interposed.

また請求項5に記載された発明によれば、請求項4の構成に加えて、前記一方のエンドプレートの側壁は、それに隣接するホルダに向かって相互の間隔が狭まるように傾斜する一対の第3傾斜面を備えるとともに、前記他方のエンドプレートの側壁は、それに隣接するホルダに向かって相互の間隔が広がるように傾斜する一対の第4傾斜面を備え、前記ホルダは、前記一方のエンドプレートに向かって相互の間隔が広がるように傾斜する一対の第4傾斜面を備えるとともに、前記他方のエンドプレートに向かって相互の間隔が狭まるように傾斜する一対の第3傾斜面を備え、一つの前記ホルダの第3傾斜面は、他の前記ホルダの第4傾斜面あるいは前記他方のエンドプレートの第4傾斜面に当接し、一つの前記ホルダの第4傾斜面は、他の前記ホルダの第3傾斜面あるいは前記一方のエンドプレートの第3傾斜面に当接することを特徴とするバッテリモジュールが提案される。   According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the side walls of the one end plate are inclined in such a way that the distance between the side plates decreases toward the holder adjacent thereto. And a side wall of the other end plate is provided with a pair of fourth inclined surfaces that are inclined so as to increase a distance from each other toward the holder adjacent thereto, and the holder includes the one end plate. A pair of fourth inclined surfaces that incline so that the distance between them increases toward each other, and a pair of third inclined surfaces that incline so that the distance between them decreases toward the other end plate, The third inclined surface of the holder abuts on the fourth inclined surface of the other holder or the fourth inclined surface of the other end plate, and the fourth inclined surface of one of the holders Battery module characterized in that it abuts against the third inclined surface of the third inclined surface or the one end plate of the holder is suggested.

尚、実施の形態のサイドプレート14は本発明の拘束部材に対応し、実施の形態のボルト15は本発明の締結部材に対応する。   The side plate 14 of the embodiment corresponds to the restraining member of the present invention, and the bolt 15 of the embodiment corresponds to the fastening member of the present invention.

請求項1の構成によれば、積層された複数のバッテリセルの積層方向両端に一対のエンドプレートを重ね合わせ、一方のエンドプレートの一対の側壁と他方のエンドプレートの一対の側壁とを複数の拘束部材で接続すべく、拘束部材の両端部を締結部材でエンドプレートの側壁に積層方向に対して交差する締結方向に締結する。このとき、相互に当接する拘束部材の端部およびエンドプレートの側壁の少なくとも一方は締結方向に対して傾斜する第1傾斜面を備えるので、締結部材により一対の拘束部材が相互に接近する方向に移動する荷重を、第1傾斜面により一対のエンドプレートが相互に接近する方向に移動する荷重に変換することで、一対のエンドプレート間に複数のバッテリセルを挟みつけて積層方向のガタの発生を防止し、バッテリモジュールの耐振性を高めることができる。   According to the configuration of the first aspect, the pair of end plates are superposed on both ends of the stacked battery cells in the stacking direction, and the pair of side walls of the one end plate and the pair of side walls of the other end plate are connected to the plurality of end plates. In order to connect with the restraining member, both ends of the restraining member are fastened with the fastening member to the side wall of the end plate in the fastening direction intersecting the stacking direction. At this time, since at least one of the end portion of the restraining member that abuts against each other and the side wall of the end plate includes a first inclined surface that slopes with respect to the fastening direction, the fastening member causes the pair of restraining members to approach each other. By converting the moving load into a load that moves in a direction in which the pair of end plates approach each other by the first inclined surface, a plurality of battery cells are sandwiched between the pair of end plates, and play in the stacking direction is generated. And the vibration resistance of the battery module can be improved.

また請求項2の構成によれば、拘束部材は積層方向に長いボルト孔を備えるので、締結部材としてのボルトがボルト孔を貫通してエンドプレートの側壁に螺合するとき、一対のエンドプレートが相互に接近する方向に移動しても、ボルトを支障なくエンドプレートの側壁に螺合することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the restraining member has a bolt hole that is long in the stacking direction, when the bolt as the fastening member passes through the bolt hole and is screwed into the side wall of the end plate, the pair of end plates is The bolts can be screwed onto the side walls of the end plate without hindrance even if they move in directions approaching each other.

また請求項3の構成によれば、拘束部材は、バッテリセルの側面および頂面間の角部と、バッテリセルの側面および底面間の角部とに直接あるいは間接に当接する第2傾斜面を備えるので、締結部材により一対の拘束部材が相互に接近する方向に移動する荷重を、バッテリセルの角部を積層方向に直交する方向に押さえつける荷重に変換し、バッテリセルが積層方向に対して直交する上下方向および左右方向にガタつくのを防止することができる。   According to the configuration of claim 3, the restraining member includes the second inclined surface that directly or indirectly contacts the corner portion between the side surface and the top surface of the battery cell and the corner portion between the side surface and the bottom surface of the battery cell. Therefore, the load that moves in the direction in which the pair of restraining members approach each other by the fastening member is converted into a load that presses the corner of the battery cell in the direction orthogonal to the stacking direction, and the battery cell is orthogonal to the stacking direction. It is possible to prevent rattling in the vertical direction and the horizontal direction.

また請求項4の構成によれば、複数のバッテリセルはホルダを挟んで積層され、拘束部材の第2傾斜面とバッテリセルの角部との間にホルダが介在するので、バッテリモジュールがバッテリセル間に挟まれたホルダを備える場合であっても、ホルダおよびバッテリセルの両方が上下方向および左右方向にガタつくのを防止することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the plurality of battery cells are stacked with the holder interposed therebetween, and the holder is interposed between the second inclined surface of the restraining member and the corner of the battery cell. Even in the case where a holder sandwiched between them is provided, both the holder and the battery cell can be prevented from rattling in the vertical direction and the horizontal direction.

また請求項5の構成によれば、一方のエンドプレートの側壁は隣接するホルダに向かって相互の間隔が狭まるように傾斜する一対の第3傾斜面を備えるとともに、他方のエンドプレートの側壁は隣接するホルダに向かって相互の間隔が広がるように傾斜する一対の第4傾斜面を備え、ホルダは、一方のエンドプレートに向かって相互の間隔が広がるように傾斜する一対の第4傾斜面と、他方のエンドプレートに向かって相互の間隔が狭まるように傾斜する一対の第3傾斜面を備え、一つのホルダの第3傾斜面が、他のホルダの第4傾斜面あるいは他方のエンドプレートの第4傾斜面に当接し、一つのホルダの第4傾斜面が、他のホルダの第3傾斜面あるいは一方のエンドプレートの第3傾斜面に当接するので、各ホルダが他方のエンドプレート側から順番に左右方向に締めつけられることで、ホルダおよびバッテリセルが左右方向にガタつくのを一層確実に防止することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the side wall of one end plate is provided with a pair of third inclined surfaces that are inclined so as to narrow the mutual distance toward the adjacent holder, and the side wall of the other end plate is adjacent. A pair of fourth inclined surfaces that incline so that a mutual interval widens toward the holder, and the holder has a pair of fourth inclined surfaces that incline so that the mutual interval widens toward one end plate; A pair of third inclined surfaces that are inclined toward the other end plate so as to be spaced apart from each other; the third inclined surface of one holder is the fourth inclined surface of the other holder or the second inclined surface of the other end plate; The four inclined surfaces of one holder abut the third inclined surface of the other holder or the third inclined surface of one end plate, so that each holder is in contact with the other end plate. By tightening the lateral direction in order from the side, the holder and the battery cells rattling of the lateral direction can be prevented more reliably.

バッテリモジュールの斜視図。(第1の実施の形態)The perspective view of a battery module. (First embodiment) バッテリモジュールの分解斜視図。(第1の実施の形態)The exploded perspective view of a battery module. (First embodiment) 図1の3方向矢視図。(第1の実施の形態)FIG. 3 is a three-direction arrow view of FIG. 1. (First embodiment) 図3に対応する作用説明図。第1の実施の形態)Action explanatory drawing corresponding to FIG. First embodiment) 図3の5−5線断面図。(第1の実施の形態)FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. (First embodiment) 図4の要部に対応する図。(第2および第3の実施の形態)The figure corresponding to the principal part of FIG. (Second and third embodiments)

第1の実施の形態First embodiment

以下、図1〜図5に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1および図2に示すように、電気自動車やハイブリッド自動車の電源装置として使用されるバッテリモジュールMは、積層方向に積層された所定個数(実施の形態では12個)のバッテリセル11…を備える。各バッテリセル11は直方体状に形成され、相互に対向する一対の主面11a,11aと、主面11a,11aに対して直交して相互に対向する一対の側面11b,11bと、主面11a,11aおよび側面11b,11bに対して直交して相互に対向する頂面11cおよび底面11dとを備えており、頂面11cには正負の電極11e,11eが設けられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a battery module M used as a power supply device for an electric vehicle or a hybrid vehicle includes a predetermined number (12 in the embodiment) of battery cells 11 stacked in the stacking direction. . Each battery cell 11 is formed in a rectangular parallelepiped shape, a pair of main surfaces 11a, 11a facing each other, a pair of side surfaces 11b, 11b facing each other orthogonal to the main surfaces 11a, 11a, and a main surface 11a. , 11a and side surfaces 11b, 11b, and a top surface 11c and a bottom surface 11d that are opposed to each other perpendicularly, and positive and negative electrodes 11e, 11e are provided on the top surface 11c.

尚、本明細書において、積層方向に直交してバッテリセル11の頂面11cおよび底面11dを結ぶ方向を上下方向と定義し、積層方向に直交してバッテリセル11の一対の側面11b,11bを結ぶ方向を左右方向と定義する。   In this specification, the direction connecting the top surface 11c and the bottom surface 11d of the battery cell 11 perpendicular to the stacking direction is defined as the vertical direction, and the pair of side surfaces 11b, 11b of the battery cell 11 is defined orthogonally to the stacking direction. The connecting direction is defined as the left-right direction.

12個のバッテリセル11…の主面11a…と、合成樹脂で構成された11個の四角い板状のホルダ12…とが交互に重ね合わされ、積層方向両端の2個のバッテリセル11,11の外面に一対の金属製のエンドプレート13A,13Bが重ね合わされる。この状態で、一対の金属製の板材よりなるサイドプレート14,14をバッテリセル11…の一対の側面11b…に沿うように装着し、一対のサイドプレート14,14の両端部をそれぞれ2本のボルト15,15で一対のエンドプレート13A,13Bの側壁13a…に締結することで、バッテリセル11…、ホルダ12…、エンドプレート13A,13Bおよびサイドプレート14,14が一体に組み立てられる。   The main surfaces 11a of the twelve battery cells 11 and eleven square plate-shaped holders 12 made of synthetic resin are alternately stacked, and the two battery cells 11 and 11 at both ends in the stacking direction are stacked. A pair of metal end plates 13A and 13B are superimposed on the outer surface. In this state, the side plates 14, 14 made of a pair of metal plates are mounted along the pair of side surfaces 11 b of the battery cells 11, and the two end portions of the pair of side plates 14, 14 are respectively attached to the two side plates 11, 14. The battery cells 11..., The holders 12..., The end plates 13 A and 13 B and the side plates 14 and 14 are assembled together by fastening them to the side walls 13 a of the pair of end plates 13 A and 13 B with bolts 15 and 15.

各エンドプレート13A,13Bは、左右一対の側壁13a,13aを備えており、各側壁13aは積層方向および上下方向に延びる締結面13bと、締結面13bの積層方向外端から左右方向内側に傾斜する第1傾斜面13cとを備える。各締結面13bには、上下一対のねじ孔13d,13dが形成される。一対のエンドプレート13A,13Bの形状は僅かに異なっており、一方のエンドプレート13Aは、左右の締結壁13b,13bの積層方向内側の端部に、バッテリセル11…に向かって相互に接近する方向に傾斜する第3傾斜面13e,13e(図3参照)が形成され、他方のエンドプレート13Bは、左右の締結壁13b,13bの積層方向内側の端部に、バッテリセル11…に向かって相互に離反する方向に傾斜する第4傾斜面13f,13f(図3参照)が形成される。   Each end plate 13A, 13B is provided with a pair of left and right side walls 13a, 13a. Each side wall 13a is inclined inward in the left-right direction from the fastening surface 13b extending in the stacking direction and the up-down direction, and the outer end in the stacking direction of the fastening surface 13b. And a first inclined surface 13c. Each fastening surface 13b is formed with a pair of upper and lower screw holes 13d, 13d. The shape of the pair of end plates 13A and 13B is slightly different, and one end plate 13A approaches the end of the left and right fastening walls 13b and 13b in the stacking direction toward the battery cells 11. The third inclined surfaces 13e and 13e (see FIG. 3) that are inclined in the direction are formed, and the other end plate 13B is directed to the battery cells 11 at the inner end in the stacking direction of the left and right fastening walls 13b and 13b. Fourth inclined surfaces 13f and 13f (see FIG. 3) inclined in directions away from each other are formed.

一対のサイドプレート14,14は同一形状の部材であり、平坦な本体部14aには多数の肉抜き孔14b…が上下方向に延びるスリット状に形成される。本体部14aの積層方向両端部には、エンドプレート13A,13Bの第1傾斜面13c,13cと平行に延びる第1傾斜面14c,14cが形成される。第1傾斜面14c,14cに隣接する本体部14aには、2本のボルト15,15が貫通するボルト孔14d,14dが積層方向に細長く形成される。また本体部14aの上縁および下縁には、左右方向内向きに傾斜する上下一対の第2傾斜面14e,14eが形成される。   The pair of side plates 14 and 14 are members having the same shape, and a plurality of lightening holes 14b are formed in a slit shape extending in the vertical direction in the flat main body portion 14a. First inclined surfaces 14c and 14c extending in parallel with the first inclined surfaces 13c and 13c of the end plates 13A and 13B are formed at both ends in the stacking direction of the main body portion 14a. Bolt holes 14d and 14d through which the two bolts 15 and 15 pass are formed in the main body portion 14a adjacent to the first inclined surfaces 14c and 14c so as to be elongated in the stacking direction. A pair of upper and lower second inclined surfaces 14e and 14e that are inclined inward in the left-right direction are formed on the upper edge and the lower edge of the main body portion 14a.

ホルダ12は波板状の本体部12aの四隅から突出する4個のバッテリセル支持部12b…を備えており、これらのバッテリセル支持部12a…がバッテリセル11の四隅に係合することで、ホルダ12の内部にバッテリセル11が支持される。ホルダ12の各バッテリセル支持部12bには、サイドプレート14の第2傾斜面14eと平行に傾斜して該第2傾斜面14eに当接可能な第2傾斜面12c(図5参照)が形成される。   The holder 12 includes four battery cell support portions 12b protruding from the four corners of the corrugated body portion 12a, and these battery cell support portions 12a are engaged with the four corners of the battery cell 11, The battery cell 11 is supported inside the holder 12. Each battery cell support portion 12b of the holder 12 is formed with a second inclined surface 12c (see FIG. 5) that is inclined in parallel with the second inclined surface 14e of the side plate 14 and can contact the second inclined surface 14e. Is done.

またバッテリセル支持部12bは、一方のエンドプレート13A側の端部に、このエンドプレート13Aの第3傾斜面13eと平行な第4傾斜面12e(図3参照)が形成されるとともに、他方のエンドプレート13B側の端部に、このエンドプレート13Bの第3傾斜面13dと平行な第4傾斜面12e(図3参照)が形成される。   Further, the battery cell support portion 12b is formed with a fourth inclined surface 12e (see FIG. 3) parallel to the third inclined surface 13e of the end plate 13A at the end on the one end plate 13A side, A fourth inclined surface 12e (see FIG. 3) parallel to the third inclined surface 13d of the end plate 13B is formed at the end on the end plate 13B side.

次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。   Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

図3および図4に示すように、一対のエンドプレート13A,13Bの間に12個のバッテリセル11…および11個のホルダ12…を交互に配置した状態で、それらの左右両側から一対のサイドプレート14,14を当てがい、それらのボルト孔14d…を貫通する合計8本のボルト15…をエンドプレート13A,13Bの側壁13a…の締結面13b…のねじ孔13d…に螺合する。   As shown in FIGS. 3 and 4, in a state where twelve battery cells 11... And eleven holders 12... Are alternately arranged between a pair of end plates 13A and 13B, The plates 14 and 14 are applied, and a total of eight bolts 15 penetrating through the bolt holes 14d are screwed into the screw holes 13d of the fastening surfaces 13b of the side walls 13a of the end plates 13A and 13B.

ボルト15…を締め込むと一対のサイドプレート14,14が相互に接近する方向に移動し、やがてサイドプレート14,14の第1傾斜面14c…が一対のエンドプレート13A,13Bの第1傾斜面13c…に当接する。これらのサイドプレート14,14の第1傾斜面14c…およびエンドプレート13A,13Bの第1傾斜面13c…は積層方向および左右方向に対して傾斜しているため、ボルト15…による左右方向の締結荷重F1は、これらの第1傾斜面14c…,13c…に直交する方向の締めつけ荷重F2に変換され、この締めつけ荷重F2の積層方向の分力によって一対のエンドプレート13A,13Bが相互に接近する方向に付勢され、バッテリセル11…およびホルダ12…を一対のエンドプレート13A,13B間に挟み付けて積層方向のガタの発生を防止することができる。   When the bolts 15 are tightened, the pair of side plates 14 and 14 move toward each other, and the first inclined surfaces 14c of the side plates 14 and 14 eventually become the first inclined surfaces of the pair of end plates 13A and 13B. Abut against 13c. Since the first inclined surfaces 14c of the side plates 14 and 14 and the first inclined surfaces 13c of the end plates 13A and 13B are inclined with respect to the stacking direction and the left and right direction, the bolts 15 are fastened in the left and right direction. The load F1 is converted into a tightening load F2 in a direction perpendicular to the first inclined surfaces 14c, 13c, and the pair of end plates 13A, 13B approach each other by a component force in the stacking direction of the tightening load F2. The battery cells 11 and the holders 12 are sandwiched between the pair of end plates 13A and 13B to prevent play in the stacking direction.

このとき、一対のエンドプレート13A,13Bはボルト15…と共に相互に接近する方向に移動するが、ボルト15…が貫通するサイドプレート14,14のボルト孔14d…は積層方向の長い長孔であるため、エンドプレート13A,13Bの移動を吸収してサイドプレート14,14の撓み変形を防止することができる。   At this time, the pair of end plates 13A and 13B move together with the bolts 15 in a direction approaching each other, but the bolt holes 14d of the side plates 14 and 14 through which the bolts 15 pass are long holes in the stacking direction. Therefore, the movement of the end plates 13A and 13B can be absorbed to prevent the side plates 14 and 14 from being bent and deformed.

また、図5に示すように、一対のサイドプレート14,14が相互に接近する方向に移動すると、それらの上下縁に形成した第2傾斜面14e…は、ホルダ12…のバッテリセル支持部12b…の四隅に形成した第2傾斜面12c…に当接する。これらの第2傾斜面14e…,12c…は左右方向および上下方向に対して傾斜しているため、ボルト15…による左右方向の締結荷重F1は、これらの第2傾斜面14e…,12c…に直交する方向の締めつけ荷重F3に変換され、この締めつけ荷重F3によってホルダ12…のバッテリセル支持部12b…は相互に接近する方向に付勢され、上下方向間隔および左右方向間隔が狭まるように圧縮される。これにより、ホルダ12…およびその内部に支持されたバッテリセル11…を締めつけて上下方向および左右方向のガタの発生を防止することができる。   As shown in FIG. 5, when the pair of side plates 14 and 14 move in a direction in which they approach each other, the second inclined surfaces 14e formed on the upper and lower edges of the side plates 14 and 14 are connected to the battery cell support portion 12b of the holder 12. Are in contact with the second inclined surfaces 12c formed at the four corners. Since these second inclined surfaces 14e ..., 12c ... are inclined with respect to the left-right direction and the up-down direction, the fastening load F1 in the left-right direction by the bolts 15 ... is applied to these second inclined surfaces 14e ..., 12c ... It is converted into a tightening load F3 in an orthogonal direction, and by this tightening load F3, the battery cell support portions 12b of the holders 12 are urged in a direction approaching each other and compressed so that the vertical interval and the horizontal interval are narrowed. The Thereby, the holders 12 and the battery cells 11 supported in the holders 12 can be tightened to prevent vertical and horizontal play.

更に、図3に示すように、一対のエンドプレート13A,13Bが前記締めつけ荷重F2により相互に接近する方向に付勢されるとき、その積層方向の成分である締めつけ荷重F4によって、他方のエンドプレート13Bに対して、それに隣接する1番目のホルダ12が押し付けられる。その結果、ホルダ12のバッテリセル支持部12b,12bの第3傾斜面12d,12dが他方のエンドプレート13Bの第4傾斜面13f,13fに当接し、その反力F5でホルダ12の左右のバッテリセル支持部12b,12bが相互に接近する方向に締めつけられる。   Further, as shown in FIG. 3, when the pair of end plates 13A and 13B are urged toward each other by the tightening load F2, the other end plate is applied by the tightening load F4 which is a component in the stacking direction. The first holder 12 adjacent to 13B is pressed against 13B. As a result, the third inclined surfaces 12d and 12d of the battery cell support portions 12b and 12b of the holder 12 come into contact with the fourth inclined surfaces 13f and 13f of the other end plate 13B, and the reaction force F5 causes the left and right batteries of the holder 12 to The cell support portions 12b and 12b are tightened in a direction approaching each other.

また他方のエンドプレート13Bから2番目のホルダ12の一対の第3傾斜面12d,12dは、1番目のホルダ12の一対の第4傾斜面12e,12eに押し付けられ、その反力で2番目のホルダ12の一対のバッテリセル支持部12b,12bは相互に接近する方向に締めつけられ、この繰り返しで全てのホルダ12…の一対のバッテリセル支持部12b,12bは相互に接近する方向に締めつけられる。その結果、ホルダ12…と、その内部に収納されたバッテリセル11…との間の左右方向のガタの発生を一層確実に防止することができる。   The pair of third inclined surfaces 12d, 12d of the second holder 12 from the other end plate 13B is pressed against the pair of fourth inclined surfaces 12e, 12e of the first holder 12, and the reaction force causes the second The pair of battery cell support portions 12b, 12b of the holder 12 are tightened in a direction approaching each other, and by this repetition, the pair of battery cell support portions 12b, 12b of all the holders 12 ... are tightened in a direction approaching each other. As a result, it is possible to more reliably prevent the backlash in the left-right direction between the holders 12 and the battery cells 11 housed therein.

以上のように、本実施の形態によれば、一対のエンドプレート13A,13Bを特別の通しボルト等を用いて相互に接近する方向に締めつけることなく、サイドプレート14,14をエンドプレート13A,13Bに固定するボルト15…の締結力を利用して一対のエンドプレート13A,13Bを相互に接近する方向に締めつけ、部品点数を削減してコストダウンに寄与しながら、バッテリセル11…およびホルダ12…の積層方向のガタを防止してバッテリモジュールMの耐振性を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, the side plates 14 and 14 are secured to the end plates 13A and 13B without tightening the pair of end plates 13A and 13B in a direction approaching each other using a special through bolt or the like. A pair of end plates 13A and 13B are tightened in a direction approaching each other using a fastening force of bolts 15 fixed to the battery 15 while reducing the number of parts and contributing to cost reduction, while the battery cells 11 and the holders 12. Thus, the vibration resistance of the battery module M can be improved.

しかも、ボルト15…の締結力を利用してホルダ12…の四隅のバッテリセル支持部12b…を内向きに締めつけ、バッテリセル11…およびホルダ12…を左右方向および上下方向のガタを防止することが可能となり、バッテリモジュールMの耐振性を高めることができる。   In addition, the battery cell support portions 12b at the four corners of the holder 12 are tightened inward by using the fastening force of the bolts 15 to prevent the battery cells 11 and the holder 12 from rattling in the left-right direction and the up-down direction. The vibration resistance of the battery module M can be improved.

第2および第3の実施の形態Second and third embodiments

次に、図6に基づいて本発明の第2および第3の実施の形態を説明する。   Next, second and third embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.

第1の実施の形態では、エンドプレート13A,13Bの第1傾斜面13c,13cと、サイドプレート14の第1傾斜面14c,14cとを当接させているが、図6(A)に示す第2の実施の形態では、サイドプレート14の第1傾斜面14c,14cを廃止し、その代わりに傾斜していない当接部14c′,14c′を設けている。また図6(B)に示す第3の実施の形態では、エンドプレート13A,13Bの第1傾斜面13c,13cを廃止し、その代わりに傾斜していない当接部13c′,13c′を設けている。即ち、エンドプレート13A,13Bおよびサイドプレート14,14の少なくとも一方に第1傾斜面13c,13c,14c,14cを設ければ、ボルト15…による左右方向の締結力F1を積層方向の締めつけ力F2に変換することができる。   In the first embodiment, the first inclined surfaces 13c and 13c of the end plates 13A and 13B and the first inclined surfaces 14c and 14c of the side plate 14 are brought into contact with each other, as shown in FIG. In the second embodiment, the first inclined surfaces 14c and 14c of the side plate 14 are eliminated, and contact portions 14c 'and 14c' that are not inclined are provided instead. Further, in the third embodiment shown in FIG. 6B, the first inclined surfaces 13c and 13c of the end plates 13A and 13B are abolished, and non-inclined contact portions 13c 'and 13c' are provided instead. ing. That is, if the first inclined surfaces 13c, 13c, 14c, 14c are provided on at least one of the end plates 13A, 13B and the side plates 14, 14, the fastening force F1 in the left-right direction by the bolts 15 ... is tightened in the stacking direction F2. Can be converted to

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、実施の形態ではサイドプレート14の第2傾斜面14e,14eがホルダ12を介してバッテリセル11を締めつけているが、サイドプレート14の第2傾斜面14e,14eでバッテリセル11を直接締めつけても良い。   For example, in the embodiment, the second inclined surfaces 14e and 14e of the side plate 14 tighten the battery cell 11 via the holder 12, but the battery cell 11 is directly tightened by the second inclined surfaces 14e and 14e of the side plate 14. May be.

また本発明の拘束部材は、実施の形態のサイドプレート14,14のような板状の部材に限定されず、棒状の部材であっても良い。また拘束部材の数は左右各1個に限定されず、左右各複数個であっても良い。   Further, the restraining member of the present invention is not limited to a plate-like member such as the side plates 14 and 14 of the embodiment, and may be a rod-like member. The number of restraining members is not limited to one each on the left and right, and may be a plurality on the left and right.

11 バッテリセル
11a 主面
11b 側面
11c 頂面
11d 底面
12 ホルダ
12d 第3傾斜面
12e 第4傾斜面
13A エンドプレート
13B エンドプレート
13a 側壁
13c 第1傾斜面
13e 第3傾斜面
13f 第4傾斜面
14 サイドプレート(拘束部材)
14c 第1傾斜面
14d ボルト孔
14e 第2傾斜面
15 ボルト(締結部材)
11 Battery cell 11a Main surface 11b Side surface 11c Top surface 11d Bottom surface 12 Holder 12d Third inclined surface 12e Fourth inclined surface 13A End plate 13B End plate 13a Side wall 13c First inclined surface 13e Third inclined surface 13f Fourth inclined surface 14 Side Plate (restraint member)
14c 1st inclined surface 14d Bolt hole 14e 2nd inclined surface 15 Bolt (fastening member)

Claims (5)

一対の主面(11a)と、前記一対の主面(11a)に直交する一対の側面(11b)と、前記一対の主面(11a)および前記一対の側面(11b)に直交する頂面(11c)および底面(11d)とを有し、前記主面(11a)どうしを相互に対向させて積層される複数のバッテリセル(11)と;
前記バッテリセル(11)の積層方向両端に重ね合わされる一対のエンドプレート(13A,13B)と;
一方の前記エンドプレート(13A)の一対の側壁(13a)と他方の前記エンドプレート(13B)の一対の側壁(13a)とに両端部が接続されて前記バッテリセル(11)の側面(11b)に対向する複数の拘束部材(14)と;
前記拘束部材(14)の両端部を前記側壁(13a)に積層方向に対して交差する締結方向に締結する締結部材(15)と;
を備えるバッテリモジュールにおいて、
相互に当接する前記拘束部材(14)の端部および前記エンドプレート(13A,13B)の前記側壁(13a)の少なくとも一方は前記締結方向に対して傾斜する第1傾斜面(13c,14c)を備え、前記締結部材(15)により前記一対の拘束部材(14)が相互に接近する方向に移動する荷重を、前記第1傾斜面(13c,14c)により前記一対のエンドプレート(13A,13B)が相互に接近する方向に移動する荷重に変換することを特徴とするバッテリモジュール。
A pair of main surfaces (11a), a pair of side surfaces (11b) orthogonal to the pair of main surfaces (11a), a top surface orthogonal to the pair of main surfaces (11a) and the pair of side surfaces (11b) ( 11c) and a plurality of battery cells (11) having a bottom surface (11d) and stacked with the main surfaces (11a) facing each other;
A pair of end plates (13A, 13B) superimposed on both ends of the battery cell (11) in the stacking direction;
Both end portions are connected to a pair of side walls (13a) of one end plate (13A) and a pair of side walls (13a) of the other end plate (13B), and the side surface (11b) of the battery cell (11). A plurality of restraining members (14) opposite to
A fastening member (15) for fastening both end portions of the restraining member (14) to the side wall (13a) in a fastening direction intersecting the stacking direction;
A battery module comprising:
At least one of the end portions of the restraining members (14) that contact each other and the side walls (13a) of the end plates (13A, 13B) has first inclined surfaces (13c, 14c) that are inclined with respect to the fastening direction. And the pair of end plates (13A, 13B) are loaded by the first inclined surfaces (13c, 14c) with a load that moves the pair of restraining members (14) toward each other by the fastening members (15). The battery module is converted to a load that moves in a direction approaching each other.
前記拘束部材(14)は積層方向に長いボルト孔(14d)を備え、前記締結部材(15)は前記ボルト孔(14d)を貫通するボルト(15)であることを特徴とする、請求項1に記載のバッテリモジュール。   The said restraining member (14) is provided with the bolt hole (14d) long in a lamination direction, The said fastening member (15) is a volt | bolt (15) which penetrates the said bolt hole (14d), It is characterized by the above-mentioned. The battery module as described in. 前記拘束部材(14)は、前記バッテリセル(11)の前記側面(11b)および前記頂面(11c)間の角部と、前記バッテリセル(11)の前記側面(11b)および前記底面(11d)間の角部とに直接あるいは間接に当接する第2傾斜面(14e)を備え、前記締結部材(15)により前記一対の拘束部材(14)が相互に接近する方向に移動する荷重を、前記バッテリセル(11)の前記角部を積層方向に直交する方向に押さえつける荷重に変換することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のバッテリモジュール。   The restraining member (14) includes a corner between the side surface (11b) and the top surface (11c) of the battery cell (11), and the side surface (11b) and the bottom surface (11d) of the battery cell (11). ) Including a second inclined surface (14e) that directly or indirectly abuts against the corner between the two, and a load that moves the pair of restraining members (14) toward each other by the fastening member (15), The battery module according to claim 1, wherein the battery module is converted into a load that presses the corner of the battery cell in a direction orthogonal to the stacking direction. 前記複数のバッテリセル(11)はホルダ(12)を挟んで積層され、前記第2傾斜面(14e)と前記バッテリセル(11)の角部との間に前記ホルダ(12)が介在することを特徴とする、請求項3に記載のバッテリモジュール。   The plurality of battery cells (11) are stacked with a holder (12) in between, and the holder (12) is interposed between the second inclined surface (14e) and a corner of the battery cell (11). The battery module according to claim 3, wherein: 前記一方のエンドプレート(13A)の側壁(13a)は、それに隣接するホルダ(12)に向かって相互の間隔が狭まるように傾斜する一対の第3傾斜面(13e)を備えるとともに、前記他方のエンドプレート(13B)の側壁(13a)は、それに隣接するホルダ(12)に向かって相互の間隔が広がるように傾斜する一対の第4傾斜面(13f)を備え、
前記ホルダ(12)は、前記一方のエンドプレート(13A)に向かって相互の間隔が広がるように傾斜する一対の第4傾斜面(12e)を備えるとともに、前記他方のエンドプレート(13B)に向かって相互の間隔が狭まるように傾斜する一対の第3傾斜面(12d)を備え、
一つの前記ホルダ(12)の第3傾斜面(12d)は、他の前記ホルダ(12)の第4傾斜面(12e)あるいは前記他方のエンドプレート(13B)の第4傾斜面(13f)に当接し、一つの前記ホルダ(12)の第4傾斜面(12e)は、他の前記ホルダ(12)の第3傾斜面(12d)あるいは前記一方のエンドプレート(13A)の第3傾斜面(13e)に当接することを特徴とする、請求項4に記載のバッテリモジュール。
The side wall (13a) of the one end plate (13A) includes a pair of third inclined surfaces (13e) that are inclined toward the holder (12) adjacent to the end plate (13A), and the other end plate (13A). The side wall (13a) of the end plate (13B) includes a pair of fourth inclined surfaces (13f) that are inclined so as to increase the distance from each other toward the holder (12) adjacent thereto.
The holder (12) is provided with a pair of fourth inclined surfaces (12e) that are inclined so as to increase the mutual distance toward the one end plate (13A), and toward the other end plate (13B). And a pair of third inclined surfaces (12d) that are inclined so that the distance between them is reduced,
The third inclined surface (12d) of one holder (12) is the fourth inclined surface (12e) of the other holder (12) or the fourth inclined surface (13f) of the other end plate (13B). The fourth inclined surface (12e) of one holder (12) is in contact with the third inclined surface (12d) of the other holder (12) or the third inclined surface (13A) of the one end plate (13A). The battery module according to claim 4, wherein the battery module abuts on 13 e).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017021996A (en) * 2015-07-10 2017-01-26 株式会社豊田自動織機 Positioning member, battery pack equipped with the same, and positioning method
CN109649416A (en) * 2019-01-09 2019-04-19 中车株洲电力机车有限公司 A kind of rail traffic vehicles and its battery group pressing plate retention mechanism

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