JP2015057759A - 電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック - Google Patents

電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP2015057759A
JP2015057759A JP2013272879A JP2013272879A JP2015057759A JP 2015057759 A JP2015057759 A JP 2015057759A JP 2013272879 A JP2013272879 A JP 2013272879A JP 2013272879 A JP2013272879 A JP 2013272879A JP 2015057759 A JP2015057759 A JP 2015057759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
casing
battery module
heater unit
bottom wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013272879A
Other languages
English (en)
Inventor
暁光 鄭
Akimitsu Tei
暁光 鄭
洋平 山口
Yohei Yamaguchi
洋平 山口
泉 目々澤
Izumi Memezawa
泉 目々澤
小林 英一
Eiichi Kobayashi
英一 小林
藤川 裕之
Hiroyuki Fujikawa
裕之 藤川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2013272879A priority Critical patent/JP2015057759A/ja
Publication of JP2015057759A publication Critical patent/JP2015057759A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

【課題】 ヒータユニットの破損を防止できる電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パックを提供する。【解決手段】 電池モジュールは、少なくとも1つの電池セルと、前記電池セルを収納するケーシングと、薄板状に形成され前記電池セルを温めるヒータユニットと、を備え、前記ケーシングは、外面の少なくとも一部に凹部を有し、前記ヒータユニットは、前記凹部の底面に設けられ、前記外面における前記凹部の外周部から前記凹部の底面までの深さは、前記ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きい。【選択図】図1

Description

本発明は、電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パックに関し、特に、電池モジュールの構造に関する。
従来、複数の電池と、当該複数の電池を覆うように配置されたシートヒータとを備える電池パックが提案されている(特許文献1参照)。
特許第4925680号
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、複数の電池の荷重がシートヒータに加わってしまい、シートヒータが破損してしまう虞がある。
そこで、本発明は、ヒータユニットの破損を防止できる電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パックを提供することを目的とする。
本発明に係る電池モジュールは、少なくとも1つの電池セルと、電池セルを収納するケーシングと、薄板状に形成され電池セルを温めるヒータユニットと、を備え、ケーシングが、外面の少なくとも一部に凹部を有し、ヒータユニットが、凹部の底面に設けられ、外面における凹部の外周部から凹部の底面までの深さは、ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きい。
また、他の観点から見た本発明に係る電池モジュールユニットは、少なくとも1つの電池セルと、電池セルを収納するケーシングと、薄板状に形成され電池セルを温めるヒータユニットと、を備える電池モジュールを2N個(Nは正の整数)備える電池モジュールユニットであって、ケーシングが、矩形箱状の形状を有し、長手方向に沿った一面全体が開放された本体部と、本体部の一面を覆うように配置された蓋部と、から構成され、本体部の長手方向における一端側の端壁と、底壁とに凹部が設けられ、長手方向における他端側の端壁に、電池セルに電気的に接続された配線が導出可能な配線板導出部が形成され、ヒータユニットが、凹部の底面に設けられ、外面における凹部の外周部から凹部の底面までの深さは、ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きく、ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールが、導出部付端壁同士が対向した状態で配置されている。
なお、本発明は、このような特徴的な電池モジュールや電池モジュールユニットとして実現することができるだけでなく、かかる電池モジュールや電池モジュールユニットを用いたシステムとして実現することができる。
本発明によれば、ヒータユニットの破損を防止できる。
実施形態1に係る電池モジュールを示し、(a)は一部破断した斜視図、(b)は一部断面図である。 実施形態1に係る電池モジュールを示し、(a)は断面図、(b)は蓋部32を外した状態における平面図である。 実施形態1に係る電池モジュールの分解斜視図である。 実施形態2に係る電池モジュールユニットを示し、(a)は一部破断した側面図であり、(b)は蓋部32を省略した平面図である。 実施形態2に係る電池モジュールユニットの斜視図である。 実施形態2に係る電池モジュールユニットについて蓋部を省略した平面図である。 実施形態2に係る電池モジュールユニットの斜視図である。 実施形態2に係る電池モジュールユニットの分解斜視図である。 実施形態3に係る電池パックの一部を示す分解斜視図である。 実施形態3に係る電池パックを示し、(a)は分解斜視図、(b)は斜視図である。 実施形態4に係るヒータユニットの概略平面図である。 実施形態4に係るヒータユニットの性能評価の結果を示す図である。 変形例に係る電池モジュールユニットの分解斜視図である。 変形例に係る電池モジュールユニットの斜視図である。 変形例に係るヒータユニットの概略平面図である。 変形例に係るヒータユニットの概略平面図である。
[1.実施形態の要旨]
近年、二次電池として、高エネルギ密度で大容量の溶融塩電池が注目されている。この溶融塩電池は、溶融塩を電解質として用いており、溶融塩の基となる塩を溶融させるためのヒータユニットを備えるのが一般的である。
そして、このヒータユニットを備える電池パックの構造として、例えば、複数の電池が収納されたケースの外側を覆うようにシート状のヒータユニット(シートヒータ)を配置した構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、例えば、上記ケースにおけるシートヒータが配置される側が設置面に対向した状態で、設置面に設置された場合、シートヒータに複数の電池およびケースの荷重が加わる虞がある。この場合、シートヒータは、複数の電池およびケースに荷重が加わることにより、変形したり破損したりする虞がある。特に、電池パックが、電気自動車等のバッテリ用途のものである場合、電池の重量が大きくなるため、シートヒータが破損する可能性が高まる。
実施形態は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その要旨としては、少なくとも以下(1)〜(20)に示す構成が含まれる。
(1)ある観点から見た実施形態に係る電池モジュールは、少なくとも1つの電池セルと、電池セルを収納するケーシングと、薄板状に形成され電池セルを温めるヒータユニットと、を備え、ケーシングが、外面の少なくとも一部に凹部を有し、ヒータユニットが、凹部の底面に設けられ、外面における凹部の外周部から凹部の底面までの深さが、ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きい。
本構成によれば、ヒータユニットが、ケーシングの外面の少なくとも一部に設けられた凹部の底面に設けられ、外面における凹部の外周部から凹部の底面までの深さが、ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きい。ここにおいて、例えば電池モジュールを、ケーシングにおける凹部側を設置面に対向させた状態で、設置面に設置したとする。この場合、ケーシングの外面における凹部の外周部が設置面に当接した状態となり、ヒータユニットは、設置面から離間した状態となる。これにより、電池モジュールの荷重は、ケーシングの外面における凹部の外周部に加わり、ヒータユニットには加わらない。従って、ヒータユニットに電池モジュールの荷重が加わることにより、ヒータユニットが破損してしまうことを防止できる。
(2)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記ケーシングが、矩形箱状の形状を有し、長手方向に沿った一面全体が開放された本体部と、本体部の一面を覆うように配置された蓋部と、から構成され、上記凹部が、本体部の長手方向における両側の2つの端壁と、底壁とに設けられているものであってもよい。
本構成によれば、ヒータユニットを端壁と底壁に取り付けてケーシングの端壁および底壁のいずれか一方を設置面に当接させた状態で電池モジュールを使用する場合、ヒータユニットに電池モジュールの荷重が加わるのを防止できる。従って、ヒータユニットに電池モジュールの荷重が加わることによるヒータユニットの破損を防止することができる。
(3)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記凹部が、上記本体部の短手方向に平行であり且つ上記端壁および上記底壁の厚み方向に直交する方向における両側が開放されているものであってもよい。
本構成によれば、本体部の短手方向に平行であり且つ端壁および底壁の厚み方向に直交する方向に、複数個並べて配置される場合、凹部の内部が、本体部の短手方向に平行であり且つ端壁および底壁の厚み方向に直交する方向における両側に位置する凹部の内部に連続した状態となる。これにより、複数の電池モジュールの個数よりも少ない数のヒータユニットを、本体部の短手方向に平行であり且つ端壁および底壁の厚み方向に直交する方向で隣り合う複数の電池モジュールの底壁または端壁の凹部全ての底面を覆うように配置できる。従って、ヒータユニットの数を減らすことができる分、ヒータユニットへの電力供給装置等の周辺装置の簡素化を図ることができる。
(4)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記ケーシングの上記2つの端壁および上記底壁における上記凹部の底面に対応する部位に、螺子孔が穿設され、上記ヒータユニットが、少なくとも一部に厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、2つ端壁および底壁の厚み方向において螺子孔が貫通孔の内側に位置した状態で、軸部に平行な方向から見た頭部の面積が前記貫通孔の面積よりも大きいヒータユニット固定用螺子を、螺子孔に螺合させることにより、ヒータユニットがケーシングの2つの端壁および底壁それぞれに固定されているものであってもよい。
本構成によれば、ヒータユニットがヒータユニット固定用螺子によりケーシングに固定されているので、ヒータユニットのケーシングに対する着脱が容易になる。従って、ケーシング内部の電池セルの配置や電池セルの性能等に応じて、ケーシングにおけるヒータユニットの取り付け位置の変更が容易になる。
(5)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記電池セルが、複数個存在し、各電池セルが、扁平な矩形箱状の電池容器と、電池容器の1つの端面から当該端面に直交する方向に突出する正極端子および負極端子と、を有し、正極端子および負極端子の並び方向が、電池容器の厚み方向に直交しており、上記ケーシングが、その長手方向が電池容器の厚み方向に一致し且つ長手方向で隣り合う電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とが長手方向で対向した状態で、各電池セルを収納し、ケーシングの長手方向で隣り合う2つの電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とは、電池接続用配線板により連結されているものであってもよい。
本構成によれば、ケーシングの長手方向で隣り合う2つの電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とは、電池接続用配線板により連結されているので、2つの電池モジュール同士を電気的に接続する構造をコンパクトにすることができる。また、ケーシングは、その長手方向で隣り合う電池セルについて、長手方向において一方の正極端子と他方の負極端子とが対向した状態で、各電池セルを収納している。従って、長手方向で隣り合う電池セルの正極端子と負極端子との間の距離を短くすることができるので、正極端子と負極端子とを連結する電池接続用配線板の長さを短くすることができる。従って、電池接続用配線板の軽量化を図ることができ、ひいては電池モジュールの軽量化を図ることができる。
(6)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記2つの端壁の少なくとも一方が、上記ケーシングの短手方向における両側の2つの側壁および上記底壁に対して着脱自在に取着されているものであってもよい。
本構成によれば、端壁を取り外して電池セルをケーシング内部に配置することができるので、電池モジュールの組み立て作業の容易化を図ることができる。
(7)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記2つの端壁のうち上記2つの側壁および上記底壁に対して着脱自在である一方が、上記電池セルを他の電池モジュールの電池セルに電気的に接続するモジュール接続用配線板が導出可能な配線板導出部が設けられた導出部付端壁に付け替えることができるものであってもよい。
本構成によれば、2つの電池モジュールを使用する場合、2つの電池モジュールについてケーシングの2つの端壁の一方を導出部付端壁に付け替え、当該導出部付端壁同士が対向するように、2つの電池モジュールをケーシングの長手方向に並べて配置すれば、2つの電池モジュールが有する電池セルを全て直列に接続することができる。従って、2つの電池モジュールから、1つの電池モジュールから得られる電圧の2倍の電圧を得ることができる。
(8)また、実施形態に係る電池モジュールは、上記ヒータユニットと上記電池セルとの間に介在する伝熱部材を更に備え、伝熱部材が、上記ケーシングの内側に配置されているものであってもよい。
本構成によれば、伝熱部材が、ヒータユニットと電池セルとの間に介在することにより、ヒータユニットで発生した熱を電池セルに効率よく伝達させることができるので、ヒータユニットでの消費電力低減を図ることができる。また、伝熱部材が、ケーシングの内側に配置されていることにより、伝熱部材が外部からの衝撃を受けにくくなっているので、伝熱部材の損耗を抑制することができる。
(9)他の観点から見た実施形態に係る電池モジュールユニットは、少なくとも1つの電池セルと、電池セルを収納するケーシングと、薄板状に形成され電池セルを温めるヒータユニットと、を備える長尺の電池モジュールを2N個(Nは正の整数)備える電池モジュールユニットであって、ケーシングが、矩形箱状の形状を有し、長手方向に沿った一面全体が開放された本体部と、本体部の一面を覆うように配置された蓋部と、から構成され、本体部の長手方向における一端側の端壁と、底壁とに凹部が設けられ、長手方向における他端側に、その長手方向において隣接する2つの電池モジュールそれぞれが有する電池セルを電気的に接続するモジュール接続用配線板の一部が導出可能な配線板導出部が形成された導出部付端壁を有し、ヒータユニットが、凹部の底面に設けられ、端壁および底壁の外面における凹部の外周部から凹部の底面までの深さは、ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きく、ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールが、導出部付端壁同士が対向した状態で配置されている。
本構成によれば、ヒータユニットが、凹部の底面に設けられ、端壁および底壁の外面における凹部の外周部から凹部の底面までの深さが、ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きい。ここにおいて、例えば電池モジュールを、ケーシングにおける凹部側を設置面に対向させた状態で、設置面に設置したとする。この場合、ケーシングの外面における凹部の外周部が設置面に当接した状態となり、ヒータユニットは、設置面から離間した状態となる。これにより、電池モジュールの荷重は、ケーシングの外面における凹部の外周部に加わり、ヒータユニットには加わらない。従って、ヒータユニットに電池モジュールの荷重が加わることにより、ヒータユニットが破損してしまうことを防止できる。
また、ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールは、ケーシングの導出部付端壁同士が対向した状態で配置されている。これにより、当該2つの電池モジュールが有する電池セルを全て直列に接続することができる。従って、2つの電池モジュールから、1つの電池モジュールから得られる電圧の2倍の電圧を得ることができる。
(10)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記ケーシングの短手方向に平行であり且つ上記端壁および上記底壁の厚み方向に直交する方向で並列する複数の上記電池モジュールの上記ケーシングの上記端壁および上記底壁に設けられた凹部それぞれが、連続一体となって1つのヒータユニット設置部を構成しているものであってもよい。
本構成によれば、複数の電池モジュールのケーシングの端壁および底壁に設けられた凹部それぞれが、連続一体となって1つのヒータユニット設置部を構成している。これにより、複数の電池モジュールの個数よりも少ない数のヒータユニットを、隣り合う複数の電池モジュールの底壁または端壁の凹部全ての底面を覆うように配置できる。従って、ヒータユニットの数を減らすことができる分、ヒータユニットへの電力供給装置等の周辺装置の簡素化を図ることができる。
(11)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記ヒータユニット設置部に、1つのヒータユニットが設けられているものであってもよい。
本構成によれば、複数の電池モジュールのケーシングの端壁および底壁に設けられた凹部それぞれが、連続一体となって1つのヒータユニット設置部を構成している。これにより、1つのヒータユニットを、隣り合う複数の電池モジュールの底壁または端壁の凹部全ての底面を覆うように配置できる。従って、ヒータユニットの数を1つにすることができる分、ヒータユニットへの電力供給装置等の周辺装置の簡素化を図ることができる。
(12)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記ヒータユニットの中央部における発熱密度が、ヒータユニットの外縁部における発熱密度よりも小さいものであってもよい。
本構成によれば、ヒータユニットが上記ヒータユニット設置部に配置された状態において、ヒータユニット設置部の外縁部の放熱性が、ヒータユニット設置部の中央部の放熱性に比べて高い場合でも、電池モジュールユニット内部の温度の均一性を向上させることができる。
(13)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記ヒータユニットが、基板と、基板に設けられた発熱線材よりなるパターンと、を有し、上記パターンが、上記基板の中央部に位置する第1部位と、基板の外縁部に位置し且つ第1部位よりも線材幅が幅狭の第2部位と、から構成されるものであってもよい。
本構成によれば、パターンにおける第2部位を第1部位よりも幅狭とすることにより、第2部位の発熱量を第1部位の発熱量に比べて大きくすることができるので、基板の中央部における発熱密度を比較的容易に基板の外縁部における発熱密度よりも小さくすることができる。
(14)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記ケーシングの上記2つの端壁および上記底壁における上記ヒータユニット設置部に対応する部位に、複数の螺子孔が穿設され、上記ヒータユニットが、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、2つ端壁および底壁の厚み方向において螺子孔が貫通孔の内側に位置した状態で、軸部に平行な方向から見た頭部の面積が貫通孔の面積よりも大きいヒータユニット固定用螺子を、複数の貫通孔の一部を挿通させて複数の螺子孔の一部に螺合させることにより、ヒータユニットがケーシングの2つの端壁および底壁それぞれに固定され、複数の貫通孔のうち、ヒータユニット固定用螺子が挿通された一部以外の残りの貫通孔の内側に、ヒータユニットの温度を検出する温度検出器が設けられているものであってもよい。
本構成によれば、温度検出器が貫通孔の内側に設けられる。これにより、ヒータユニットの温度管理が可能となるので、電池セルの温度を適正に維持することができる。
(15)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記電池セルが、複数個存在し、各電池セルが、扁平な矩形箱状の電池容器と、電池容器の1つの端面から当該端面に直交する方向に突出する正極端子および負極端子と、を有し、正極端子および負極端子の並び方向が、電池容器の厚み方向に直交しており、ケーシングが、その長手方向が電池容器の厚み方向に一致し且つ長手方向で隣り合う電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とが長手方向で対向した状態で、各電池セルを収納し、ケーシングの長手方向で隣り合う2つの電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とは、電池接続用配線板により連結され、上記モジュール接続用配線板が、ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールのうち、一方の電池セルの正極端子と他方の電池セルの負極端子、および、前記一方の電池セルの負極端子と前記他方の電池セルの正極端子の少なくとも一方を電気的に接続するものであってもよい。
本構成によれば、モジュール接続用配線板が、ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールのうち、一方の電池セルの正極端子と他方の電池セルの負極端子、および、前記一方の電池セルの負極端子と前記他方の電池セルの正極端子の少なくとも一方を連結する。これにより、2つの電池モジュール同士を電気的に接続する構造をコンパクトにすることができる。
(16)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記配線板導出部が、上記導出部付端壁における前記蓋部側に形成された切欠部から構成され、上記底壁の外面から切欠部の底部までの底壁の外面に直交する方向における長さは、底壁の外面から電池容器における正極端子および負極端子が突出する端面までの底壁の外面に直交する方向における長さ以下に設定されている。
本構成によれば、2つの電池モジュールのうちの一方の正極端子と他方の負極端子との間に、導出部付端壁の一部が障壁として介在しない。これにより、上記正極端子と上記負極端子とを、平板状のモジュール接続用配線板により連結することができる。従って、モジュール接続用連結板の構造を簡素化することができる。
(17)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、互いに隣接する2つの電池モジュールについて、各電池モジュールのケーシング同士を固定する固定金具を備えるものであってもよい。
本構成によれば、2つのケーシング同士が固定金具により固定されているので、電池モジュールユニットに衝撃が加わったときにおける2つの電池モジュール同士の位置関係のずれの発生を抑制することができる。
(18)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記固定金具が、板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通孔を有し、上記ケーシングの上記2つの側壁が、上記底壁側とは反対側の端面における、上記導出部付端壁側の端部に、螺子孔が穿設され、長手方向において隣接する2つのケーシングが、固定金具の貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子が2つのケーシングそれぞれの螺子孔に螺合した状態で、連結されているものであってもよい。
本構成によれば、固定用螺子をケーシングから外せば、電池モジュール単体に分割することができるので、電池モジュールユニットを構成する電池モジュールの個数を比較的容易に変更することができる。
(19)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記固定金具が、板状に形成され、厚み方向に貫通する2つの貫通孔を有し、上記ケーシングの上記2つの側壁が、上記底壁側とは反対側の端面における中央部に、螺子孔が穿設され、ケーシングの短手方向において隣接する2つのケーシングが、固定金具の貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子が2つのケーシングそれぞれの螺子孔に螺合した状態で、固定されるものであってもよい。
本構成によれば、固定用螺子をケーシングから外せば、電池モジュール単体に分割することができるので、電池モジュールユニットを構成する電池モジュールの個数を比較的容易に変更することができる。
(20)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、互いに隣接する4つの電池モジュールについて、各電池モジュールのケーシング同士を固定する固定金具を備えるものであってもよい。
本構成によれば、4つのケーシング同士が固定金具により固定されているので、電池モジュールユニットに衝撃が加わったときにおける4つの電池モジュール同士の位置関係のずれの発生を抑制することができる。そして、上記ヒータユニット設置部それぞれの底面に上記ヒータユニットが1つずつ設けられている場合、当該ヒータユニットに加わる応力を低減できる。従って、ヒータユニットに電池モジュール同士の位置関係のずれに起因した応力が加わることによるヒータユニットの破損を抑制することができる。
(21)また、実施形態に係る電池モジュールユニットは、上記固定金具が、矩形板状に形成され、4つの角部それぞれに厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、上記ケーシングの上記2つの側壁が、上記底壁側とは反対側の端面における、上記導出部付端壁側の端部に、螺子孔が穿設され、上記ケーシングの長手方向および短手方向において隣接する4つのケーシングが、固定金具の貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子が4つのケーシングそれぞれの螺子孔に螺合した状態で、固定されるものであってもよい。
本構成によれば、4つのケーシングが1つの固定金具により固定されているので、2つのケーシングを1つの固定金具で固定する構成に比べて、固定金具の個数の低減を図ることができる。
(22)他の観点から見た実施形態に係る電池パックは、上記(9)〜(16)に記載の電池モジュールユニットと、電池モジュールユニットの外面を覆うように配置された断熱部材と、断熱部材の外面を覆うように配置された外装ケースと、を備える。
本構成によれば、電池モジュールユニットの外面を覆うように配置された断熱部材を備えることにより、ヒータユニットから電池セルに伝達した熱の外部への放出を抑制することができる。従って、ヒータユニットでの発熱量を抑えても電池セルの温度を適正に維持しやすくなるので、ヒータユニットにおける消費電力の低減を図ることができる。
また、断熱部材の外面を覆うように配置された外装ケースを備えることにより、外装ケースが、電池モジュールユニットおよび断熱部材を外部の衝撃から保護するので、電池モジュールユニットおよび断熱部材の損耗を抑制することができる。
[2.実施形態の詳細]
<実施形態1>
<1>構成
<全体構成>
図1は、本実施形態に係る電池モジュール1を示し、(a)は一部破断した斜視図、(b)は一部断面図である。また、図2は、本実施形態に係る電池モジュールを示し、(a)は断面図、(b)は蓋部32を外した状態における平面図である。また、図3は、本実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。
電池モジュール1は、複数の電池セル20と、ケーシング30と、バスバー(電池接続用配線板)41と、スペーサ51と、ヒータユニット60,65と、伝熱部材71,72と、を備える。
<電池セル>
電池セル20は、電池容器21と、発電体24と、正極端子22と、負極端子23と、を有する。
電池容器21は、扁平な矩形箱状であり、例えば一端面側(図2(a)の上端面側)の一部が絶縁体からなる絶縁部材25で覆われており、他の部分がアルミニウム合金等の金属材料から形成されている。これにより、バスバー41と電池容器21における金属材料から形成された部分との電気的な絶縁性が保たれている。また、電池容器21の内部には、発電体24(図1の拡大図参照)が収納されている。ここで、ここで、「矩形箱状」とは、外形が厳密な直方体であるものに限らず、例えば角部等が丸みを帯びた形状をも含む意味である。
発電体24は、板状の正極体24aおよび負極体24bが、セパレータ24cを介して交互に積層された構造を有する溶融塩電池から構成されている。
ここで、正極体24aは、例えばアルミニウム不織布(例えば線径100μm、気孔率80%)に正極活性物質を付加することにより形成されている。この正極活性物質は、例えばNaCrO2と、アセチレンブラックと、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)と、N−メチル−2−ピロリドンとを混練したものから構成される。正極体24aは、例えば厚みが約0.1mmとなるように形成される。負極体24bは、例えばアルミニウム金属板の表面に負極活性物質をメッキ等によりコーティングすることにより形成される。この負極活性物質は、例えば錫を含むSn−Na合金から構成される。
セパレータ24cは、ガラスの不織布(例えば厚み200μm)またはポリオレフィンシート(例えば厚み50μm)に電解質である溶融塩を含浸されることにより形成される。溶融塩としては、例えば、NaFSA(ナトリウム・ビスフルオロスルフォニアアミド)と、KFSA(カリウム・ビスフルオロスルフォニアアミド)との混合物から構成される。この混合物の融点は、57℃である。
正極端子22および負極端子23は、電池容器21の1つの端面(長手方向における一端面)から当該端面に直交する方向に突出している。そして、正極端子22および負極端子23の並び方向は、電池容器21の厚み方向に直交している。また、正極端子22および負極端子23は、電池容器21の短手方向における中央部から上記短手方向において互いに離れる方向に略等しい距離だけ離間した位置に設けられている。
正極端子22は、発電体24の各正極体24aに電気的に接続されている。負極端子23は、発電体24の各負極体24bに電気的に接続されている。この正極端子22および負極端子23は、電池容器21との間において電気的に絶縁されている。
また、正極端子22および負極端子23の基端部には、ナット42が螺合可能な雄螺子部(図示せず)が設けられている。
<ヒータユニット>
ヒータユニット60,65は、複数の電池セル20を温めることにより、複数の電池セル20それぞれの発電体24の一部を構成する溶融塩の基となる塩を溶融させる。ヒータユニット60,65は、薄板状に形成されたいわゆる薄型ヒータから構成されている。具体的には、ヒータユニット60,65は、例えばポリイミド等の樹脂材料から形成された基板と、ステンレス等の金属箔から形成され基板に埋設されたパターンと、から構成される。ここでいう「パターン」とは、言い換えれば、例えば電熱線として機能する発熱線材である。また、ヒータユニット60は、略中央部に平面視略円形であり、厚み方向に貫通する貫通孔61を有している。
<ケーシング>
ケーシング30は、本体部31と、蓋部32と、を備える。ケーシング30は、例えば、鉄やアルミニウム合金等の金属材料から形成されている。
本体部31は、矩形箱状の形状を有し、長手方向(ケーシング30の長手方向、以下、「Y方向」と称する)に沿った一面全体が開放されている。ここで、「矩形箱状」とは、外形が厳密な直方体であるものに限らず、例えば角部等が丸みを帯びた形状をも含む意味である。本体部31の短手方向において対向する一対の側壁314,315と、各側壁314,315の一端側に配置された端壁312と、上記一面とは反対側の底壁313とは、連続一体に形成されている。側壁314,315および底壁313は、平面視略長方形状に形成され、端壁311,312は、平面視略正方形状に形成されている。
端壁312に対向する端壁311は、ケーシング30の側壁314,315および底壁313に対して着脱自在に取着されている。具体的には、端壁311は、6つの取付螺子316により、側壁314,315における端壁312に連続する側とは反対側の端部に着脱自在に取着されている。
このように、電池モジュール1では、端壁312を取り外して電池セル20およびスペーサ51をケーシング30内部に配置することができるので、電池モジュール1の組み立て作業の容易化を図ることができる。また、端壁312の取付螺子316を締め付けることにより、電池セル20およびスペーサ51を2つの端壁311,312で挟持された状態で固定することができる。従って、電池モジュール1に外部から衝撃が加わった場合でも、ケーシング30内での電池セル20の揺動を抑制することができる。
側壁314,315における底壁313に対向する側とは反対側の端面(蓋部32の周部に対向する端面)それぞれには、蓋部32を側壁314,315に固定する固定用螺子33が螺合可能な4つの螺子孔314d,315dが穿設されている。端壁311,312における底壁313に対向する側とは反対側の端面には、螺子孔が設けられていない。これにより、側壁314,315に蓋部32を取着した状態で、端壁311の着脱が可能となっている。
蓋部32は、平面視略矩形状であり、長手方向における略中央部に互いに近づく方向に切り欠かれた2つの切欠部32cが形成されている。
ここで、ケーシング30は、Y方向が電池容器21の厚み方向に一致し、長手方向で隣り合う電池セル20について、長手方向において一方の正極端子22と他方の負極端子23とが対向した状態で、各電池セル20を収納している。つまり、複数の電池セル20は、電池容器21の厚み方向が本体部31の長手方向に略一致した状態で本体部31の長手方向に沿って並置されている。なお、電池セル20は、電池容器21における正極端子22および負極端子23側とは反対側の端面が底壁313に対向した状態でケーシング30内に収納されている。
また、複数の電池セル20それぞれの正極端子22および負極端子23の並び方向は、隣り合う電池セル20の正極端子22および負極端子23の並び方向とは逆となるように配置されている。
図2(b)に示すように、各電池セル20の正極端子22の本体部31の短手方向における位置は、隣り合う電池セル20の負極端子23の上記短手方向における位置に略等しくなっている。また、各電池セル20の負極端子23の本体部31の短手方向における位置は、隣り合う電池セル20の正極端子22の上記短手方向における位置に略等しくなっている。そして、各電池セル20の正極端子22は、隣り合う2つの電池セル20のいずれか一方の負極端子23にバスバー41を介して電気的に接続されている。また、各電池セル20の負極端子23も、隣り合う2つの電池セル20のいずれか一方の正極端子22にバスバー41を介して電気的に接続されている。
端壁311,312それぞれは、平面視略矩形状の凹部311a,312aを有している。また、底壁313も、平面視略矩形状の凹部313aを有している。
そして、凹部311a,312aそれぞれの底面には、ヒータユニット60が設けられている。また、凹部313aの底面にも、ヒータユニット65が設けられている。
また、端壁311,312外面における凹部311a,312aの外周部から凹部311a,312aの底面までの深さは、ヒータユニット60,65の厚みの最大値W11,W21に比べて大きい。例えば、ヒータユニット60の厚みの最大値W21が、1mmであれば、凹部311a,312aの深さW22は、2mmに設定される。また、ヒータユニット65の厚みの最大値W11が、1mmであれば、凹部313aの深さW12は、2mmに設定される。
なお、凹部311a,312a,313aの平面視形状は、矩形状に限定されるものではなく、例えば、円形や多角形状であってもよい。また、ヒータユニットの平面視形状に合わせて適宜変更してもよい。
また、凹部311a,312aが、本体部31の長手方向における両側の2つの端壁311,312と底壁313とに設けられていることにより、ヒータユニット60,65を端壁311,312と底壁313に取り付けた場合、当該ヒータユニットの破損を防止することができる。
また、凹部311a,312aは、本体部31の短手方向に平行であり且つ端壁311,312および底壁313の厚み方向に直交する方向(以下、「X方向」と称する。)における両側が開放されている。
そして、電池モジュール1が、X方向に、複数個並べて配置されるとする。この場合、凹部311a,312aの内部が、X方向における両側に位置する凹部の内部に連続した状態となる。これにより、1つのヒータユニットを、X方向で隣り合う複数の電池モジュールの底壁313または端壁311,312の凹部313a,311a,312a全ての底面を覆うように配置できる。従って、1つのヒータユニットで複数の電池モジュール1の電池セル20を温めることができるので、ヒータユニットへの電力供給装置等の周辺装置の簡素化を図ることができる。
バスバー41は、ケーシング30の長手方向で隣り合う2つの電池セルの一方の正極端子22および他方の負極端子23に固定されており、2つの電池セル20を電気的に接続している。バスバー41は、平面視で細長の矩形板状に形成され、長手方向における両端部に正極端子22または負極端子23が挿通可能な貫通孔41aが形成されている。そして、バスバー41は、正極端子22および負極端子23が貫通孔41aに挿通された状態で、ナット42が基端部に設けられた雄螺子部に螺合されることにより、電池容器21の絶縁部材25とナット42とで挟持された状態で固定されている。
このように、電池モジュール1では、Y方向で隣り合う2つの電池セル20の一方の正極端子22と他方の負極端子23とが、バスバー41により連結されている。これにより、2つの電池モジュール10同士を電気的に接続する構造をコンパクトにすることができる。
また、ケーシング30が、Y方向で隣り合う電池セル20について、Y方向において一方の正極端子22と他方の負極端子23とが対向した状態で、各電池セル20を収納している。これにより、Y方向で隣り合う電池セル20の正極端子22と負極端子23との間の距離を短くすることができる。従って、正極端子22と負極端子23とを連結するバスバー41の長さを短くすることができるので、バスバー41の軽量化を図ることができ、ひいては電池モジュール1の軽量化を図ることができる。
スペーサ51は、複数の電池セル20の間それぞれに介在している。各スペーサ51は、電池容器21の厚み方向における側面の一部に当接した状態で配置されている。このスペーサ51は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料や合成樹脂等から形成される。
図3に示すように、スペーサ51は、一部に隙間51aが形成された平面視略矩形枠状の形状を有する。ここで、隙間51aは、スペーサ51に加わる応力を緩和するためのものである。
伝熱部材71は、端壁311,312と、複数の電池セル20のうち端壁311,312に最も近い位置に存在する電池セル20との間に介在し、端壁311,312の内面と電池セル20の電池容器21の外面に接触している。また、伝熱部材71は、スペーサ51を厚み方向から見た場合における、スペーサ51の内側の領域に位置している。
また、伝熱部材72は、底壁313と複数の電池セル20との間に介在している。つまり、伝熱部材71,72は、ヒータユニット60,65と電池セル20との間に介在している。そして、伝熱部材71,72は、いずれもケーシング30の内側に配置されている。この伝熱部材71,72は、例えばシリコーン樹脂等の熱伝導率の高い樹脂材料から形成されている。なお、伝熱部材71,72は、例えばアクリル樹脂等を用いて形成されるものであってもよい。
このように、伝熱部材71,72が、ヒータユニット60,65と電池セル20との間に介在することにより、ヒータユニット60,65で発生した熱を電池セル20に効率よく伝達させることができる。従って、ヒータユニット60,65での消費電力低減を図ることができる。また、伝熱部材71,72が、ケーシング30の内側に配置されていることにより、伝熱部材71,72が外部からの衝撃を受けにくくなっているので、伝熱部材71,72の損耗を抑制することができる。
ここで、伝熱部材71,72がシリコーン樹脂等からなる弾力性のある樹脂材料から形成されていれば、伝熱部材71,72を端壁311,312の内面や底壁313の内面と、電池セル20の電池容器21に密着させることができる。この場合、ヒータユニット60,65と電池セル20との間に空気層が介在しない熱伝達経路が形成されるので、ヒータユニット60,65から電池セル20への熱伝熱効率を向上させることができる。
ところで、電池モジュール1では、ケーシング30の端壁311における凹部311aの底面に対応する部位に、螺子孔311bが穿設されている。そして、端壁311の厚み方向(Y方向)において螺子孔311bがヒータユニット60の貫通孔61の内側に位置した状態で、ヒータユニット固定用螺子81を、螺子孔311bに螺合させる。これにより、ヒータユニット60が、ケーシング30の端壁311に固定される。
ここで、ヒータユニット固定用螺子81は、円盤状の頭部81bと、軸部81cと、頭部81bの厚み方向における軸部81c側とは反対側の面の略中央部に穿設された六角孔81aとを備える。そして、ヒータユニット固定用螺子81は、軸部81cに平行な方向から見た頭部81bの面積(頭部81bの外径)が貫通孔61の面積(貫通孔61の内径)よりも大きい。また、六角孔81aは、例えば六角レンチの先端部が挿入される孔である。
例えば、ヒータユニット固定用螺子81の頭部の外径φ42が、30mmに設定されているとする。この場合、ヒータユニット60の貫通孔61の内径φ41は、25mm程度に設定される。
なお、ケーシングの端壁312および底壁313における凹部312a,313aについても同様に螺子孔(図示せず)が穿設されている。そして、凹部312a,313aの底面にも、ヒータユニット60,65がヒータユニット固定用螺子81により固定されている。
このように、ヒータユニット60,65がヒータユニット固定用螺子81によりケーシング30に固定されているので、ヒータユニット60,65のケーシング30に対する着脱が容易になる。従って、ケーシング30内部の電池セル20の配置や電池セル20の性能等に応じて、ケーシング30におけるヒータユニット60,65の取り付け位置の変更が容易になる。
また、端壁311は、導出部付端壁317に付け替えることができる(図3の矢印参照)。ここで、導出部付端壁317は、矩形板状部材の一部に、電池セル20を他の電池モジュールの電池セルに電気的に接続するモジュール接続用配線板が導出可能な切欠部(配線板導出部)317aが設けられたものである。
また、2つの電池モジュール1を使用する場合、まず、2つの電池モジュール1についてケーシング30の端壁311を導出部付端壁317に付け替える。これにより、導出部付端壁317を有する電池モジュール10が2つ準備される。そして、導出部付端壁317同士が対向するように、2つの電池モジュール10をY方向に並べて配置すれば、2つの電池モジュール10が有する電池セル20を全て直列に接続することができる。従って、2つの電池モジュール10から、1つの電池モジュール1から得られる電圧の2倍の電圧を得ることができる。
<2>まとめ
結局、本実施形態に係る電池モジュールによれば、ヒータユニット60,65が、ケーシング30の本体部31の端壁311,312や底壁313の外面に設けられた凹部311aの底面に設けられている。そして、端壁311,312や底壁313の外面における凹部311a,313aの外周部から凹部311a,313aの底面までの深さW12,W22が、ヒータユニット60,65の厚みの最大値W11,W21に比べて大きい。
ここにおいて、例えば電池モジュール1,10を、ケーシング30における凹部313a側を設置面Fに対向させた状態で、設置面Fに設置したとする。この場合、ケーシング30の外面における凹部313aの外周部が設置面Fに当接した状態となり、ヒータユニット65は、設置面Fから離間した状態となる。これにより、電池モジュール1,10の荷重は、底壁313の外面における凹部313aの外周部に加わり、ヒータユニット65には加わらない。従って、ヒータユニット65に電池モジュール1,10の荷重が加わることにより、ヒータユニット65が破損してしまうことを防止できる。なお、ケーシング30における凹部311a側を設置面Fに対向させた状態で、設置面Fに設置する場合も同様にしてヒータユニット60の破損を防止することができる。
<実施形態2>
次に、複数の電池モジュールから構成される電池モジュールユニットについて説明する。ここでは、2つの電池モジュールから構成される電池モジュールユニット111と、6つの電池モジュールから構成される電池モジュールユニット101とに分けて説明する。これらの電池モジュールユニットは、電池モジュール10を2N個(Nは正の整数)備えるものである。
<2つの電池モジュールから構成される電池モジュールユニット>
図4(a)は、本実施形態に係る電池モジュールユニット111を示し、(a)は一部破断した側面図であり、(b)は蓋部32を省略した平面図である。
電池モジュールユニット111を構成する電池モジュール10は、実施形態1と同様に複数の電池セル20と、ケーシング230と、ヒータユニット60,65とを備える。
ケーシング230は、本体部231と、蓋部32と、から構成され、本体部231の端壁312と、底壁313とに凹部312aが設けられている。また、ケーシング230は、その長手方向において隣接する2つの電池モジュール10それぞれが有する電池セル20同士を電気的に接続するバスバー(モジュール接続用配線板)241の一部が導出可能な切欠部(配線板導出部)が形成された導出部付端壁317を有している。
ヒータユニット60,65は、各電池モジュール10が有するケーシング230の端壁312および底壁313の凹部312a,313aの底面に設けられている。
また、ケーシング230の長手方向において隣接する2つの電池モジュール10が、導出部付端壁317同士が対向した状態で配置されている。そして、各電池モジュール10が有する複数の電池セル20のうち、導出部付端壁317に最も近い位置に存在する電池セル20の正極端子22と負極端子23とが、バスバー(モジュール接続用配線板)241により接続されている。
ここにおいて、バスバー241は、細長の板状の形状を有し、長手方向における両端部に正極端子22および負極端子23の挿通が可能な貫通孔が形成されている。そして、バスバー241の2つの貫通孔それぞれに正極端子22および負極端子23を挿通した状態で、正極端子22および負極端子23それぞれの雄螺子部にナット42を螺合させる。これにより、正極端子22と負極端子23とがバスバー241を介して電気的に接続される。
このように、バスバー241は、ケーシン230グの長手方向において隣接する2つの電池モジュール10のうち、一方の電池セル20の正極端子22と他方の電池セル20の負極端子23を連結している。
これにより、2つの電池モジュール10同士を電気的に接続する構造をコンパクトにすることができる。
また、電池モジュールユニット111では、図3を用いて説明したように、導出部付端壁317における蓋部32側に切欠部317aが形成されている。
そして、導出部付端壁317が、側壁314,315の端面に取着されたとする。この状態では、底壁313の外面から切欠部317aの底部までの底壁313の外面に直交する方向(以下、「Z方向」と称する)における長さW31は、底壁313の外面から電池容器21の端面までのZ方向における長さ以下に設定されている。ここで、電池容器21の端面とは、電池容器21における正極端子22および負極端子23が突出する端面に相当する。
この場合、2つの電池モジュール10のうちの一方の正極端子22と他方の負極端子23との間に、導出部付端壁317の一部が障壁として介在しない。これにより、正極端子22と負極端子23とを、平板状のバスバー241により連結することができる。従って、バスバー241の構造を簡素化することができる。
また、電池モジュールユニット111では、互いに隣接する2つの電池モジュール10について、各電池モジュール10のケーシング230同士を固定する固定金具232を備える。具体的には、2つの電池モジュール10それぞれのケーシング230が、固定金具232および固定用螺子233により連結されている。
ここで、固定金具232は、細長の板状であり、長手方向における両端部に、厚み方向に貫通し固定用螺子233が挿通可能な貫通孔232aが形成されている。また、ケーシング230の側壁314,315には、底壁313側とは反対側の端面における、導出部付端壁317側の端部に、螺子孔314a,315aが穿設されている。そして、蓋部32における側壁314,315の螺子孔314a,315aに対応する位置には、固定用螺子233が挿通可能な貫通孔32aが形成されている。
ここにおいて、ケーシング230に被せられた2つの蓋部32の境目を跨ぐように固定金具232が配置されている。そして、固定金具232の貫通孔232aおよび蓋部32の貫通孔32aに挿通させた固定用螺子233が、側壁314,315の螺子孔314a,315aに螺着している。こうして、固定金具232の貫通孔232aそれぞれに挿通された固定用螺子233が2つのケーシング230それぞれの螺子孔に螺合した状態で、2つのケーシング230同士が連結される。
このように、電池モジュールユニット111では、2つのケーシング230同士が固定金具232により固定されているので、電池モジュールユニット111に衝撃が加わったときにおける2つの電池モジュール10同士の位置関係のずれの発生を抑制することができる。
また、固定用螺子233をケーシング230から外せば、電池モジュール10単体に分割することができるので、電池モジュールユニット111を構成する電池モジュール10の個数を比較的容易に変更することができる。
<6つの電池モジュールから構成される電池モジュールユニット>
図5は、本実施形態に係る電池モジュールユニット101の斜視図であり、図6は、本実施形態に係る電池モジュールユニット101について蓋部32を省略した平面図である。
電池モジュールユニット101では、導出部付端壁317が対向した状態で配置された2つの電池モジュール10からなる組が、電池モジュール10の並び方向とは直交する方向に3組並べて配置されている。
そして、互いに隣り合う4つの電池モジュールのケーシング230が、固定金具332および4つの固定用螺子233により固定されている。また、各ケーシング230は、その短手方向において隣り合うケーシング230に固定金具432および2つの固定用螺子233により固定されている。
ここで、固定金具332は、矩形板状の形状を有し、4つの角部近傍それぞれに固定用螺子233が挿通可能な貫通孔(図示せず)が形成されている。また、固定金具432は、平面視略長方形の板状の形状を有し、長手方向における両端部に固定用螺子233が挿通可能な貫通孔(図示せず)が形成されている。
図7は、本実施形態に係る電池モジュールユニット101の斜視図である。
電池モジュールユニット101では、複数の電池モジュール10が、ケーシング230の短手方向に平行であり且つ端壁312および底壁313の厚み方向に直交する方向(以下、「X方向」と称する。)に並列している。そして、3つの電池モジュール10のケーシング230の端壁312および底壁313に設けられた凹部312a,313aそれぞれが、連続一体となって1つの凹部(ヒータユニット設置部)413aを構成している。そして、凹部412aの内側には、平面視略長方形状の1つのヒータユニット360が設けられている。また、凹部413aにも、平面視略長方形状の1つのヒータユニット365が設けられている。
このように、電池モジュールユニット101では、3つの電池モジュール10のケーシング230の端壁312および底壁313に設けられた凹部312a,313aそれぞれが、連続一体となって1つの凹部412a,413aを構成している。これにより、電池モジュール10の個数よりも少ない数(例えば1個)のヒータユニット360,365を、隣り合う3つの電池モジュール10の底壁313または端壁312の凹部313a,312a全ての底面を覆うように配置できる。従って、ヒータユニットの数を減らすことができる分(ヒータユニットの数を1つにできる分)、ヒータユニットへの電力供給装置等の周辺装置の簡素化を図ることができる。
ヒータユニット360には、平面視略円形の3つの貫通孔361が長手方向に沿って並設されている。そして、3つの貫通孔361のうち並び方向における両端の2つの貫通孔361には、ヒータユニット固定用螺子81が挿通されている。ここで、ヒータユニット360のヒータユニット固定用螺子81を用いたケーシング230への取り付け方法は、実施形態1と同様である。また、ヒータユニット360の3つの貫通孔361のうち、ヒータユニット固定用螺子81が挿通された一部以外の残りの貫通孔361の内側には、ヒータユニット360の温度を検出する温度センサ(温度検出器)が設けられている。
また、ヒータユニット365には、平面視略円形の9つの貫通孔366が格子状に並設されている。そして、9つの貫通孔366のうちヒータユニット365の4つの角部それぞれに最も近い位置に設けられた4つの貫通孔366には、ヒータユニット固定用螺子81が挿通されている。また、ヒータユニット365の9つの貫通孔366のうち、ヒータユニット固定用螺子81が挿通された一部以外の残りの貫通孔366の内側には、温度センサが設けられている。
ところで、ヒータユニット360,365について、貫通孔361,366が貫設されている部分とその他の部分とでは、発熱量に差異が生じる。しかし、ケーシング230が、金属材料から形成されており、熱伝導率が高い。従って、ヒータユニット360,365において、発熱量の場所的な差異があったとしても、ケーシング230の温度は比較的均一になる。
このように、電池モジュールユニット101では、温度センサがヒータユニット360,365の貫通孔361,366の内側に設けられている。これにより、ヒータユニット360,365の温度管理が可能となるので、電池セル20の温度を適正に維持することができる。そして、ヒータユニット360,365の温度管理が可能となることにより、ヒータユニット360,365の故障を検知しやすくなるという利点もある。
図8は、本実施形態に係る電池モジュールユニットの分解斜視図である。
図8に示すように、各ケーシング230の端壁312におけるヒータユニット360の貫通孔361に対応する部位には、ヒータユニット固定用螺子81が螺合可能な螺子孔312bが穿設されている。そして、ヒータユニット360を凹部412aの内側に配置した状態で、ヒータユニット固定用螺子81の軸部81c先端部の雄螺子部を、端壁312の螺子孔312bに螺合させることにより、ヒータユニット360が端壁312に固定される。
また、ヒータユニット365も、ヒータ360と同様にして、ヒータユニット固定用螺子81により底壁313に固定される。
電池モジュールユニット101では、互いに隣接する4つの電池モジュール10について、各電池モジュール10のケーシン230同士を固定する固定金具332を備える。ここで、固定金具332は、矩形板状に形成され、4つの角部それぞれに厚み方向に貫通し固定用螺子233が挿通可能な貫通孔(図示せず)が貫設されている。
ここにおいて、互いに隣接する4つのケーシング230に被せられた4つの蓋部32の境目を跨ぐように固定金具332が配置されている。そして、固定金具332の貫通孔および蓋部32の貫通孔32aに挿通させた固定用螺子233が、側壁314,315の螺子孔314a,315aに螺着している。こうして、固定金具332の貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子233が4つのケーシング230それぞれの螺子孔314a,315aに螺合した状態で、互いに隣接する4つのケーシング230同士が連結されている。
このように、4つのケーシング230同士が固定金具332により固定されているので、電池モジュールユニット101に衝撃が加わったときにおける4つの電池モジュール10同士の位置関係のずれの発生を抑制することができる。そして、凹部412a,413aそれぞれの底面にヒータユニット360,365が1つずつ設けられている場合、電池モジュール10同士の位置関係のずれの発生を抑制することにより、ヒータユニット360,365に加わる応力を低減することができる。従って、ヒータユニット360,365に電池モジュール10同士の位置関係のずれに起因した応力が加わることによるヒータユニット360,365の破損を抑制することができる。
また、4つのケーシング230が1つの固定金具332により固定されているので、2つのケーシング230を1つの固定金具で固定する構成に比べて、固定金具の個数の低減を図ることができる。
また、電池モジュールユニット101では、固定金具432が、板状に形成され、厚み方向に貫通し固定用螺子233が挿通される2つの貫通孔(図示せず)を有する。また、ケーシング230の2つの側壁314,315が、底壁313側とは反対側の端面における、長手方向における中央部に、螺子孔が穿設されている。
ここにおいて、短手方向において隣接するケーシング230に被せられた2つの蓋部32の境目を跨ぐように固定金具432が配置されている。そして、固定金具232の貫通孔および蓋部32の切欠部32cに挿通させた固定用螺子233が、側壁314,315の螺子孔314c,315cに螺着している。こうして、固定金具432の貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子233が2つのケーシング230それぞれの螺子孔314c,315cに螺合した状態で、短手方向において隣接する2つのケーシング230同士が連結されている。
また、固定用螺子233をケーシング230から外せば、電池モジュール10単体に分割することができるので、電池モジュールユニットを構成する電池モジュール10の個数を比較的容易に変更することができる。
結局、本実施形態に係る電池モジュールユニット111,101では、ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールは、ケーシングの導出部付端壁同士が対向した状態で配置されている。これにより、当該2つの電池モジュールが有する電池セルを全て直列に接続することができる。従って、2つの電池モジュールから、1つの電池モジュールから得られる電圧の2倍の電圧を得ることができる。
<実施形態3>
次に、本実施形態に係る電池パックについて説明する。
図9は、本実施形態に係る電池パックの一部を示す分解斜視図であり、図10は、本実施形態に係る電池パックを示し、(a)は分解斜視図、(b)は斜視図である。
電池パックは、電池モジュールユニット101と、6つの断熱部材102と、外装ケース103と、を備える。
電池モジュールユニット101は、8つの電池モジュール10から構成されている。
6つの断熱部材102は、矩形板状に形成されており、電池モジュールユニット101の各面それぞれを覆うように配置されている。ここにおいて、電池モジュールユニット101を構成する各電池モジュール10のケーシング230の端壁312の一部は、断熱部材102に覆われていない。
外装ケース103は、電池モジュールユニット101を覆うように配置された断熱部材102の外側を覆うように配置されている。外装ケース103は、2枚の第1側板104と、2枚の第2側板105と、底板106と、天板107と、から構成される。
第1側板104は、矩形板状の主片104aと、主片104aに直交する一方向に延出し且つ主片104aの周縁を囲繞するように形成された枠片104bとから構成される。そして、第1側板104は、主片104aと枠片104bとで囲まれた領域に断熱部材102の大部分が嵌り込む形で、電池モジュールユニット101の側方を覆うように配置される。
第2側板105は、主片105aと、枠片105bと、フランジ部105cとから構成される。主片105aは、矩形板状に形成されている。枠片105bは、主片105aに直交する一方向に延出し且つ主片105aの周縁全体において主片105aに連続している。フランジ部105cは、枠片105bのうち主片105aの長手方向における両端に位置する部位の主片105aに連続する側とは反対側の端縁から、主片105aに平行に外側へ延出している。そして、第2側板105は、主片105aと枠片105bとで囲まれた領域に断熱部材102の大部分が嵌り込む形で、電池モジュールユニット101の側方を覆うように配置される。そして、第2側板105は、フランジ部105cが第1側板104の枠片104bに螺子等により固定されている。
底板106は、主片106aと、枠片106bと、フランジ部106cとから構成される。主片106aは、矩形板状に形成されている。枠片106bは、主片106aに直交する一方向に延出し且つ主片106aの周縁全体において主片106aに連続している。フランジ部106cは、枠片106bのうち主片106aの短手方向における両端に位置する部位の主片106aに連続する側とは反対側の端縁から、主片106aに平行に外側へ延出している。そして、底板106は、主片106aと枠片106bとで囲まれた領域に断熱部材102の大部分が嵌り込む形で、電池モジュールユニット101の厚み方向における一方(図10(a)では下方)を覆うように配置される。そして、底板106は、フランジ部106cが第1側板104の枠片104bに螺子等により固定されている。
天板107は、底板106と同様の形状を有し、主片107aと、枠片107bと、フランジ部107cとから構成される。そして、天板107は、主片107aと枠片107bとで囲まれた領域に断熱部材102の大部分が嵌り込む形で、電池モジュールユニット101の厚み方向における他方(図10(a)では上方)を覆うように配置される。そして、天板107は、フランジ部107cが第1側板104の枠片104bに螺子等により固定されている。
ここにおいて、電池モジュールユニット101を構成する各電池モジュール10のケーシング230の端壁312の一部は、外装ケース103に覆われていない。
結局、本実施形態に係る電池パックでは、電池モジュールユニット101の外面を覆うように配置された断熱部材102を備えることにより、ヒータユニット360,365から電池セル20に伝達した熱の外部への放出を抑制することができる。従って、ヒータユニット360,365での発熱量を抑えても電池セル20の温度を適正に維持しやすくなるので、ヒータユニット360,365おける消費電力の低減を図ることができる。
また、断熱部材102の外面を覆うように配置された外装ケース103を備えることにより、外装ケース103が電池モジュールユニット101および断熱部材102を外部の衝撃から保護するので、電池モジュールユニット101および断熱部材102の損耗を抑制することができる。
更に、天板107は、主片107aと枠片107bとで囲まれた領域に断熱部材102の大部分が嵌り込む形で配置される。これにより、電池パック全体の小型化を図ることができる。
<実施形態4>
本実施形態に係る電池モジュールユニットは、ヒータユニットの構造が、実施形態2に係るヒータユニット365と相違する。また、本実施形態に係るヒータユニットは、実施形態2に係るヒータユニット365と同様に、短手方向に並ぶ複数(図7では3つ)の電池モジュール10の底側に設けられた凹部(ヒータユニット設置部)413aに配置される。この凹部413aは、前述のように、複数の電池モジュール10のケーシング230の底壁313それぞれに設けられた凹部313aが連続一体となって構成されている。
図11(a)は、本実施形態に係るヒータユニット565の概略平面図であり、図11(b)は、実施形態2に係るヒータユニット365の概略平面図である。
図11(a)に示すように、本実施形態に係るヒータユニット565は、基板365bと、基板365bに埋設されたパターン565aとから構成される。ここで、基板365bは、ポリイミド等の絶縁性材料から形成されている。そして、パターン565aが基板365bに埋設されていることにより、ヒータユニット565がケーシング230に取着された状態において、パターン565aとケーシング230との間の電気的絶縁性が保たれている。また、ヒータユニット565は、基板365bの中央部における発熱密度が、基板365bの外縁部における発熱密度よりも小さい。ここで「発熱密度」とは、単位面積あたりにおける発熱量に相当する。また、「中央部」とは、領域AR1の内側に相当し、「外縁部」とは、領域AR1の外側に相当する。
パターン565aは、基板365bを蛇行するように設けられており、線材幅が広めの幅広部(第1部位)566aと、線材幅が狭めの幅狭部(第2部位)566bとから構成されている。
幅広部566aは、基板365bの略中央部に位置する矩形状の領域AR1の内側に位置している。また、幅狭部566bは、基板365bにおける領域AR1の外側に位置している。ここにおいて、幅広部566aの幅をWbとし、幅狭部566bの幅をWaとすると、幅Wbは、幅Waの約75 %程度 に設定されている。
ところで、パターン565aは、その幅が狭い部位ほど発熱量が増加する。従って、図11(a)に示すように、パターン565aの幅が、領域AR1の内側に比べて領域AR1の外側のほうが狭くなっていることにより、領域AR1の外側の発熱密度が、領域AR1の内側の発熱密度に比べて大きくなっている。
以上のように、パターン565aにおける幅狭部(第2部位)566bを幅広部(第1部位)566aよりも幅狭とすることにより、幅狭部566bの発熱量を幅広部566aの発熱量に比べて大きくすることができる。幅狭部566bを基板365bの中央部に配置し、幅広部566aを基板365bの外縁部に配置することにより、基板365bの中央部における発熱密度を比較的容易に基板365bの外縁部における発熱密度よりも小さくすることができる。
一方、図11(b)に示すように、実施形態2に係るヒータユニット365では、領域AR1の内側および外側全てにおいて、パターン365aの幅が幅Waで統一されている。即ち、ヒータユニット365全体において、発熱密度が略均一となっている。
図12(a)は、実施形態2に係るヒータユニット365を採用した電池モジュールユニット601内の温度分布解析の結果を示す。また、図12(b)は、本実施形態に係るヒータユニット565を採用した電池モジュールユニット701内の温度分布解析の結果を示す。なお、図12(b)では、色の濃い部分ほど温度が高く、色の薄い部分ほど温度が低くなっている。
ここでは、いずれの電池モジュールユニット601,701も8つの電池モジュールが並べて配置されたものとなっている。そして、ヒータユニット565,365は、いずれも短手方向に4つ並べて配置された電池モジュールの底側に1つずつ配置されている。
図12(a)に示すように、実施形態2に係る電池モジュールユニットでは、端壁312近傍や側壁314,315近傍と中央部とで温度差が大きくなっている。
これに対して、図12(b)に示すように、本実施形態に係る電池モジュールユニットでは、図12(a)に示す結果に比べて、側壁近傍と中央部との温度差が緩和されている。これは、ヒータユニット565が、中央部の発熱密度に比べて外縁部の発熱密度が大きく、電池モジュールユニットにおける内側に比べて端壁312近傍や側壁314,315近傍へより多くの熱を供給できるため、電池モジュールユニット内における温度の均一化が図れたためと考えられる。
ところで、本実施形態に係るヒータユニット565は、凹部(ヒータユニット設置部)413aに配置された状態において、凹部413aの縁部の放熱性が、凹部413aの中央部の放熱性に比べて高い。これは、凹部413aの縁部近傍から、底壁313における凹部側413aとは反対側に連続する端壁312や側壁314,315を経由して外部に至る放熱経路が形成されているからである。
この場合、本実施形態に係るヒータユニット565では、基板365bの中央部の領域AR1の外側に設けられたパターン365a(幅狭部366b)の線材幅が、領域AR1の内側に設けられたパターン366a(幅広部366a)の線材幅に比べて狭くなっている。これにより、電池モジュールユニットにおける内側に比べて端壁312近傍や側壁314,315近傍へより多くの熱を供給できるので、電池モジュールユニット内における温度の均一化を図ることができる。
[3.変形例]
(1)実施形態1では、単体で使用することができる電池モジュール1について、端壁311を導出部付端壁317に付け替えることにより、電池モジュール1を連結可能なケーシング230を有する電池モジュール10とすることができる例について説明した。但し、電池モジュールが複数個連結して使用する場合に限定されるのであれば、ケーシングが複数個連結して使用する用途に限定される形状であってもよい。
図13は、本変形例に係る電池モジュール501の分解斜視図である。
電池モジュール501は、ケーシング530の本体部531の構造が、実施形態1と相違する。具体的には、本体部531の側壁514,515および導出部付端壁517の形状が実施形態1とは相違する。また、本体部531の端壁512が、側壁514,515に対して着脱自在である点も実施形態1と相違する。
導出部付端壁517は、6つの貫通孔517cに挿通された取付螺子316を、本体部531の側壁514,515における端壁512側とは反対側の端面に穿設された螺子孔315bそれぞれに螺合させることにより、側壁514,515に取着される。ここで、導出部付端壁517の厚みは、側壁514,515における蓋部32側の端部から本体部531の長手方向に突出した突出部314e,315eの突出量と略同じである。従って、導出部付端壁517が側壁514,515に取着された状態では、導出部付端壁517の外面と突出部314e,315eの先端面とは、段差なく滑らかに連続している。
図14は、本変形例に係る電池モジュールユニット511の斜視図である。
電池モジュールユニット511は、6つの電池モジュール501から構成されている。
ここで、ケーシング530の長手方向において隣接する2つの電池モジュール501は、導出部付端壁517同士が対向した状態で配置されている。ここにおいて、2つの電池モジュール501の導出部付端壁517同士および突出部314e,315eの先端面同士とは、面接触した状態となっている。
(2)実施形態1では、ケーシング30が矩形箱状に形成されるものについて説明したが、ケーシング30の形状はこれに限定されるものではない。例えば、平面視多角形状(例えば正六角形状)や円形であってもよい。
そして、ケーシングの形状が例えば平面視正六角形状であれば、1つのケーシングに対して6つのケーシングが隣接するように、複数の電池モジュールが配置されるようにすればよい。
(3)実施形態1では、ケーシング30の端壁311,312および底壁313に凹部311a,312a,313aが設けられる例について説明したが、凹部が設けられる壁は、これに限定されるものではなく、側壁314,315の一部に凹部を設けてもよい。
本構成によれば、ヒータユニットを側壁314,315に取り付けて、ケーシング30の側壁314,315のいずれか一方を設置面に当接させた状態で電池モジュール10を使用する場合、ヒータユニットに電池モジュール10の荷重が加わるのを防止できる。従って、ヒータユニットに電池モジュール10の荷重が加わることによるヒータユニットの破損を防止できる。
(4)実施形態2では、略矩形板状に形成され2つの貫通孔を有する固定金具232,432や、略矩形板状に形成され4つの貫通孔が貫設された固定金具432を用いる例について説明したが、固定金具の形状はこれに限定されるものではない。
例えば、固定金具として、細長の板状の主片と、当該主片の長手方向における両端部から主片の短手方向における両側に延出する脚片とを備えるものを用い、側壁314,315における導出部付端壁317の近傍に厚み方向に貫通する貫通孔を設けてもよい。そして、2つの電池モジュールのケーシングを、導出部付端壁317同士が対向した状態で配置し、固定金具の主片を2つのケーシングの側壁を跨ぐように側壁の端面に載置する。その後、固定金具の主片の一端部から延出する2つの脚片を折曲して2つの脚片の先端部を側壁に設けられた貫通孔に係合させる。また、固定金具の主片の他端部から延出する2つの脚片の先端部も同様にして側壁に設けられて貫通孔に係合させる。このようにして、2つの電池モジュールのケーシングが固定金具により連結される。
本構成によれば、固定用螺子233を用いずに2つの電池モジュールそれぞれのケーシングを連結することができるので、部品点数を削減することができる。
(5)各実施形態では、導出部付端壁317の配線板導出部が、切欠部317aから構成される例について説明したが、配線板導出部の形状はこれに限定されるものではない。例えば、配線板導出部が、導出部付端壁317を厚み方向に貫通する貫通孔から構成されるものであってもよい。
(6)各実施形態では、電池セル20の発電体24が溶融塩電池から構成される例について説明したが。発電体24の種類は溶融塩電池に限定されるものではなく、例えば、リチウムイオン電池等から構成されるものであってもよい。
(7)実施形態4では、ヒータユニット565におけるパターン565aが、幅広部566aと、幅狭部566bとから構成され、パターン565aの線材幅を異ならせることによりヒータユニット565に発熱密度の分布を発生させる例について説明した。但し、パターンの形状はこれに限定されるものではない。
図15および図16は、本変形例に係るヒータユニットの概略平面図である。
図15に示すように、一変形例に係るヒータユニット665は、直線部666a(第1部位)と、蛇行部666b(第2部位)とから構成されるパターン665aを備える。ここで、直線部666aの線材幅と、蛇行部666bの線材幅とは等しくなっている。
直線部666aは、基板365bの中央部の領域AR1の内側に位置している。一方、蛇行部666bは、基板365bにおける領域AR1の外側に位置している。ここで、蛇行部666bは、等間隔で配置されている。また、直線部666aも、等間隔で配置されている。そして、蛇行部666b同士の間隔と直線部666a同士の間隔とは、等しくなっている。これにより、基板365bにおいて、領域AR1の外側のパターン665aの単位面積当たり密度(パターン665aが存在する割合)が、領域AR1の内側のパターン665aの単位面積当たり密度に比べて大きくなっている。こうして、ヒータユニット665は、基板365bにおける領域AR1の外側での発熱密度が、領域AR1の内側での発熱密度に比べて大きくなっている。
図16に示すように、他の変形例に係るヒータユニット765は、第1部位766aと、第2部位766bとから構成されるパターン765aを備える。
第1部位766aは、基板365bの中央部の領域AR1内に位置している。一方、第2部位766bは、基板365bにおける領域AR1の外側に位置している。第1部位766aの線材幅と、第2部位766bの線材幅とは等しくなっている。
ここで、第1部位766aにおける、その延伸方向に直交する方向において隣り合う2つの間隔をWAとし、第2部位766bにおける、その延伸方向に直交する方向において隣り合う2つの間隔をWBとする。この場合、間隔WBは、間隔WAの約3/4 に設定されている。これにより、領域AR1の外側のパターン665aの単位面積当たりの密度(パターン665aが存在する割合)が、領域AR1の内側のパターン665aの単位面積当たりの密度に比べて大きくなっている。こうして、ヒータユニット665は、基板365bにおける領域AR1の外側での発熱密度が、領域AR1の内側での発熱密度に比べて大きくなっている。
本構成によれば、例えば、ヒータユニット665,765が、電池モジュールユニットを構成する複数の電池モジュールの底壁を覆うように配置されたとする。この場合、ヒータユニット665,765の周部が、電池モジュールユニットの底面における周部近傍に配置される。ところで、電池モジュールユニットの底面における周部近傍は、その内側に比べて熱が放出され易い。これに対して、ヒータユニット665,765は、基板365bの周部が内側に比べて発熱密度が高くなっている。これにより、電池モジュールユニットの底面における周部近傍では、内側に比べてより多くの熱を供給することができるので、電池モジュールユニット内における温度の均一化を図ることができる。
[4.付記]
上記実施の形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,10,501 電池モジュール
20 電池セル
21 電池容器
22 正極端子
23 負極端子
24 発電体
24a 正極体
24b 負極体
24c セパレータ
25 絶縁部材
30,230,530 ケーシング
31,231,531 本体部
32 蓋部
32c,317a 切欠部
32a,41a,61,232a,361,366,517c 貫通孔
33,233 固定用螺子
41,241 バスバー
42 ナット
51 スペーサ
51a 隙間
60,65,360,365,565,665,765 ヒータユニット
71,72 伝熱部材
81 ヒータユニット固定用螺子
81a 六角孔
81b 頭部
81c 軸部
101,111,511 電池モジュールユニット
102 断熱部材
103 外装ケース
104 第1側板
104a,105a,106a,107a 主片
104b,105b,106b,107b 枠片
105 第2側板
105c,106c,107c フランジ部
106 底板
107 天板
232,332,432 固定金具
311,312,512 端壁
311a,312a,313a,412a,413a 凹部
311b,312b,314d,315b,315d,314a,315a,314c,315c 螺子孔
313 底壁
314,315,514,515 側壁
314e,315e 突出部
316 取付螺子
317,517 導出部付端壁
365a パターン
365b 基板
366a 幅広部(第1部位)
366b 幅狭部(第2部位)

Claims (22)

  1. 少なくとも1つの電池セルと、
    前記電池セルを収納するケーシングと、
    薄板状に形成され前記電池セルを温めるヒータユニットと、
    を備え、
    前記ケーシングは、外面の少なくとも一部に凹部を有し、
    前記ヒータユニットは、前記凹部の底面に設けられ、
    前記外面における前記凹部の外周部から前記凹部の底面までの深さは、前記ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きい
    電池モジュール。
  2. 前記ケーシングは、
    矩形箱状の形状を有し、長手方向に沿った一面全体が開放された本体部と、
    前記本体部の前記一面を覆うように配置された蓋部と、から構成され、
    前記凹部は、前記本体部の長手方向における両側の2つの端壁と、底壁とに設けられている
    請求項1記載の電池モジュール。
  3. 前記凹部は、前記本体部の短手方向に平行であり且つ前記端壁および前記底壁の厚み方向に直交する方向における両側が開放されている
    請求項2記載の電池モジュール。
  4. 前記ケーシングの前記2つの端壁および前記底壁における前記凹部の底面に対応する部位には、螺子孔が穿設され、
    前記ヒータユニットは、少なくとも一部に厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、
    前記2つ端壁および前記底壁の厚み方向において前記螺子孔が前記貫通孔の内側に位置した状態で、軸部に平行な方向から見た頭部の面積が前記貫通孔の面積よりも大きいヒータユニット固定用螺子を、前記螺子孔に螺合させることにより、前記ヒータユニットが前記ケーシングの前記2つの端壁および前記底壁それぞれに固定されている
    請求項3記載の電池モジュール。
  5. 前記電池セルは、複数個存在し、
    各電池セルは、扁平な矩形箱状の電池容器と、前記電池容器の1つの端面から当該端面に直交する方向に突出する正極端子および負極端子と、を有し、前記正極端子および前記負極端子の並び方向が、前記電池容器の厚み方向に直交しており、
    前記ケーシングは、その長手方向が電池容器の厚み方向に一致し且つ前記長手方向で隣り合う電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とが長手方向で対向した状態で、各電池セルを収納し、
    前記ケーシングの前記長手方向で隣り合う2つの電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とは、電池接続用配線板により連結されている
    請求項2〜請求項4いずれか1項に記載の電池モジュール。
  6. 前記2つの端壁の少なくとも一方は、前記ケーシングの短手方向における両側の2つの側壁および前記底壁に対して着脱自在に取着されている
    請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載の電池モジュール。
  7. 前記2つの端壁のうち前記2つの側壁および前記底壁に対して着脱自在である一方は、
    前記電池セルを他の電池モジュールの電池セルに電気的に接続するモジュール接続用配線板が導出可能な配線板導出部が設けられた導出部付端壁に付け替えることができる
    請求項6記載の電池モジュール。
  8. 前記ヒータユニットと前記電池セルとの間に介在する伝熱部材を更に備え、
    前記伝熱部材は、前記ケーシングの内側に配置されている
    請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の電池モジュール。
  9. 少なくとも1つの電池セルと、前記電池セルを収納するケーシングと、薄板状に形成され前記電池セルを温めるヒータユニットと、を備える長尺の電池モジュールを2N個(Nは正の整数)備える電池モジュールユニットであって、
    前記ケーシングは、
    矩形箱状の形状を有し、長手方向に沿った一面全体が開放された本体部と、前記本体部の前記一面を覆うように配置された蓋部と、から構成され、前記本体部の長手方向における一端側の端壁と、底壁とに凹部が設けられ、前記長手方向における他端側に、その長手方向において隣接する2つの電池モジュールが有する電池セルを電気的に接続するモジュール接続用配線板の一部が導出可能な配線板導出部が形成された導出部付端壁を有し、
    前記ヒータユニットは、前記凹部の底面に設けられ、
    前記外面における前記凹部の外周部から前記凹部の底面までの深さは、前記ヒータユニットの厚みの最大値に比べて大きく、
    前記ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールは、前記連結用端壁同士が対向した状態で配置されている
    電池モジュールユニット。
  10. 前記ケーシングの短手方向に平行であり且つ前記端壁および前記底壁の厚み方向に直交する方向で並列する複数の前記電池モジュールの前記端壁および前記底壁に設けられた凹部が、連続一体となって1つのヒータユニット設置部を構成している
    請求項9記載の電池モジュールユニット。
  11. 前記ヒータユニット設置部には、1つのヒータユニットが設けられている
    請求項10記載の電池モジュールユニット。
  12. 前記ヒータユニットの中央部における発熱密度が、前記ヒータユニットの外縁部における発熱密度よりも小さい
    請求項9〜請求項11のいずれか1項に記載の電池モジュールユニット。
  13. 前記ヒータユニットは、
    基板と、
    前記基板に埋設された発熱線材よりなるパターンと、を有し、
    前記パターンは、前記基板の中央部に位置する第1部位と、前記基板の外縁部に位置し且つ前記第1部位よりも線材幅が幅狭の第2部位と、から構成される
    請求項12記載の電池モジュールユニット。
  14. 前記ケーシングの2つの端壁および前記底壁における前記ヒータユニット設置部に対応する部位には、複数の螺子孔が穿設され、
    前記ヒータユニットは、厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、
    前記2つ端壁および前記底壁の厚み方向において前記螺子孔が前記貫通孔の内側に位置した状態で、軸部に平行な方向から見た頭部の面積が前記貫通孔の面積よりも大きいヒータユニット固定用螺子を、前記複数の貫通孔の一部を挿通させて前記複数の螺子孔の一部に螺合させることにより、前記ヒータユニットが前記ケーシングの前記2つの端壁および前記底壁それぞれに固定され、
    前記複数の貫通孔のうち、前記ヒータユニット固定用螺子が挿通された一部以外の残りの貫通孔の内側に、前記ヒータユニットの温度を検出する温度検出器が設けられている
    請求項11記載の電池モジュールユニット。
  15. 前記電池セルは、複数個存在し、
    各電池セルは、扁平な矩形箱状の電池容器と、前記電池容器の1つの端面から当該端面に直交する方向に突出する正極端子および負極端子と、を有し、前記正極端子および前記負極端子の並び方向が、前記電池容器の厚み方向に直交しており、
    前記ケーシングは、その長手方向が電池容器の厚み方向に一致し且つ前記長手方向で隣り合う電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とが長手方向で対向した状態で、各電池セルを収納し、
    前記ケーシングの前記長手方向で隣り合う2つの電池セルの一方の正極端子と他方の負極端子とは、電池接続用配線板により連結され、
    前記モジュール接続用配線板は、前記ケーシングの長手方向において隣接する2つの電池モジュールのうち、一方の電池セルの正極端子と他方の電池セルの負極端子、および、前記一方の電池セルの負極端子と前記他方の電池セルの正極端子の少なくとも一方を電気的に接続する
    請求項9〜請求項14のいずれか1項に記載の電池モジュールユニット。
  16. 前記配線板導出部は、前記端壁における前記蓋部側に形成された切欠部から構成され、
    前記底壁の外面から前記切欠部の底部までの前記底壁の外面に直交する方向における長さは、前記底壁の外面から前記電池容器における前記正極端子および前記負極端子が突出する端面までの前記底壁の外面に直交する方向における長さ以下に設定されている
    請求項15記載の電池モジュールユニット。
  17. 互いに隣接する2つの電池モジュールについて、各電池モジュールのケーシング同士を固定する固定金具を備える
    請求項9〜請求項16記載のいずれか1項に記載の電池モジュールユニット。
  18. 前記固定金具は、板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通孔を有し、
    前記ケーシングの前記2つの側壁は、前記底壁側とは反対側の端面における、前記導出部付端壁側の端部に、螺子孔が穿設され、
    長手方向において隣接する2つのケーシングは、前記固定金具の前記貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子が前記2つのケーシングそれぞれの前記螺子孔に螺合した状態で、連結されている
    請求項17記載の電池モジュールユニット。
  19. 前記固定金具は、板状に形成され、厚み方向に貫通する2つの貫通孔を有し、
    前記ケーシングの前記2つの側壁は、前記底壁側とは反対側の端面における中央部に、螺子孔が穿設され、
    短手方向において隣接する2つのケーシングは、前記固定金具の前記貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子が前記2つのケーシングそれぞれの前記螺子孔に螺合した状態で、連結されている
    請求項18記載の電池モジュールユニット。
  20. 互いに隣接する4つの電池モジュールについて、各電池モジュールのケーシング同士を固定する固定金具を備える
    請求項9〜請求項16記載のいずれか1項に記載の電池モジュールユニット。
  21. 前記固定金具は、矩形板状に形成され、4つの角部それぞれに厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、
    前記ケーシングの前記2つの側壁は、前記底壁側とは反対側の端面における、前記導出部付端壁側の端部に、螺子孔が穿設され、
    前記ケーシングの長手方向および短手方向において隣接する4つのケーシングは、前記固定金具の前記貫通孔それぞれに挿通された固定用螺子が前記4つのケーシングそれぞれの前記螺子孔に螺合した状態で、固定される
    請求項20記載の電池モジュールユニット。
  22. 請求項9〜請求項21のいずれか1項に記載の電池モジュールユニットと、
    前記電池モジュールユニットの外面を覆うように配置された断熱部材と、
    前記断熱部材の外面を覆うように配置された外装ケースと、を備える
    電池パック。
JP2013272879A 2013-08-09 2013-12-27 電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック Pending JP2015057759A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013272879A JP2015057759A (ja) 2013-08-09 2013-12-27 電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013166944 2013-08-09
JP2013166944 2013-08-09
JP2013272879A JP2015057759A (ja) 2013-08-09 2013-12-27 電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015057759A true JP2015057759A (ja) 2015-03-26

Family

ID=52815783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013272879A Pending JP2015057759A (ja) 2013-08-09 2013-12-27 電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015057759A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018049779A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用蓄電部の制御装置及び車載用蓄電装置
JP2018085235A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 トヨタ自動車株式会社 車載電池パック
CN109921058A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 丰田自动车株式会社 电池组制造方法
CN110323385A (zh) * 2019-07-08 2019-10-11 北京新能源汽车股份有限公司 电池模组、电池包以及车辆
EP3723158A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-14 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery module
KR20210058110A (ko) * 2019-11-13 2021-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN113853710A (zh) * 2020-01-06 2021-12-28 株式会社Lg新能源 具有提高的安全性的电池组
CN114256553A (zh) * 2019-01-09 2022-03-29 比亚迪股份有限公司 无模组框架的电池包、车辆和储能装置
JP2022522628A (ja) * 2019-03-07 2022-04-20 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 バッテリーモジュールとバッテリーパック
CN115051097A (zh) * 2021-03-09 2022-09-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模块、电池、用电装置、制造方法及制造设备
WO2023211161A3 (ko) * 2022-04-29 2024-01-11 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 스택 조립체 및 상기 셀 스택 조립체를 포함하는 배터리 팩

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018049779A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用蓄電部の制御装置及び車載用蓄電装置
JP2018085235A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 トヨタ自動車株式会社 車載電池パック
CN109921058A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 丰田自动车株式会社 电池组制造方法
KR20190070846A (ko) * 2017-12-13 2019-06-21 도요타지도샤가부시키가이샤 전지 팩의 제조 방법
KR102198474B1 (ko) * 2017-12-13 2021-01-06 도요타지도샤가부시키가이샤 전지 팩의 제조 방법
CN114256553A (zh) * 2019-01-09 2022-03-29 比亚迪股份有限公司 无模组框架的电池包、车辆和储能装置
US11955651B2 (en) 2019-01-09 2024-04-09 Byd Company Limited Power battery pack and electric vehicle
CN114256553B (zh) * 2019-01-09 2023-12-12 比亚迪股份有限公司 无模组框架的电池包、车辆和储能装置
JP2022522628A (ja) * 2019-03-07 2022-04-20 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 バッテリーモジュールとバッテリーパック
JP7322159B2 (ja) 2019-03-07 2023-08-07 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 バッテリーモジュールの製造方法とバッテリーパックの製造方法
US11056747B2 (en) 2019-04-12 2021-07-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery module
EP3723158A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-14 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery module
CN110323385A (zh) * 2019-07-08 2019-10-11 北京新能源汽车股份有限公司 电池模组、电池包以及车辆
KR20210058110A (ko) * 2019-11-13 2021-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR102514497B1 (ko) * 2019-11-13 2023-03-24 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
JP7266935B2 (ja) 2019-11-13 2023-05-01 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
JP2022523221A (ja) * 2019-11-13 2022-04-21 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
CN113906621B (zh) * 2019-11-13 2024-02-23 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
CN113906621A (zh) * 2019-11-13 2022-01-07 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
CN113853710B (zh) * 2020-01-06 2023-05-30 株式会社Lg新能源 具有提高的安全性的电池组
CN113853710A (zh) * 2020-01-06 2021-12-28 株式会社Lg新能源 具有提高的安全性的电池组
CN115051097A (zh) * 2021-03-09 2022-09-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模块、电池、用电装置、制造方法及制造设备
CN115051097B (zh) * 2021-03-09 2024-04-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模块、电池、用电装置、制造方法及制造设备
WO2023211161A3 (ko) * 2022-04-29 2024-01-11 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 스택 조립체 및 상기 셀 스택 조립체를 포함하는 배터리 팩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015057759A (ja) 電池モジュール、電池モジュールユニットおよび電池パック
EP2927989B1 (en) Energy storage apparatus
JP4858726B2 (ja) 二次電池の保持構造
JP6148202B2 (ja) 蓄電装置の冷却構造
EP2889932B1 (en) Power storage device
JP5618356B2 (ja) 電池ユニットおよび電源装置
JPWO2018025567A1 (ja) 電池モジュール
JP6206308B2 (ja) 電池パック
WO2018037860A1 (ja) 電池モジュール
US10573937B2 (en) Battery arrangement
WO2011145547A1 (ja) 電源装置
JP6295784B2 (ja) 蓄電装置
JPWO2018003467A1 (ja) 電池ブロック及び電池モジュール
US20150263320A1 (en) Battery module
JP6003838B2 (ja) 電池モジュールおよび電池モジュールを備えた電池パック
JP5748190B2 (ja) 電池ユニットおよびこれを用いた電源装置
JP7183811B2 (ja) 電池パック
WO2019123930A1 (ja) 電池モジュール
TW201513432A (zh) 具有多個電池模組的電池電源
JP6569649B2 (ja) 電源装置
JP2015022843A (ja) 蓄電装置モジュール
KR20210046342A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP2015088243A (ja) 蓄電パックの製造方法
JP6164119B2 (ja) 電池モジュール
JP6665886B2 (ja) 蓄電装置