JP2017174655A - Battery pack and method of manufacturing battery pack - Google Patents

Battery pack and method of manufacturing battery pack Download PDF

Info

Publication number
JP2017174655A
JP2017174655A JP2016059923A JP2016059923A JP2017174655A JP 2017174655 A JP2017174655 A JP 2017174655A JP 2016059923 A JP2016059923 A JP 2016059923A JP 2016059923 A JP2016059923 A JP 2016059923A JP 2017174655 A JP2017174655 A JP 2017174655A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery module
housing
battery
wall portion
battery pack
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.)
Ceased
Application number
JP2016059923A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
賢志 濱岡
Kenji Hamaoka
賢志 濱岡
加藤 崇行
Takayuki Kato
崇行 加藤
浩生 植田
Hiromi Ueda
浩生 植田
加藤 裕久
Hirohisa Kato
裕久 加藤
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.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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 Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2016059923A priority Critical patent/JP2017174655A/en
Publication of JP2017174655A publication Critical patent/JP2017174655A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

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)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of successfully ensuring heat dissipation of a battery module in normal use and capable of preventing a housing from being broken in the occurrence of abnormality, and a method of manufacturing such a battery pack.SOLUTION: In a battery pack 1, a battery module 3 is accommodated in a housing 2. The housing 2 includes a fixed wall part 7 to which one surface side of the battery module 3 is fixed and a functional wall part 12 including a deformable part 13 which is in contact with the other surface side of the battery module 3 and deforms in a direction away from the other surface side of the battery module 3 when the inner pressure of the housing 2 rises.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池パック及び電池パックの製造方法に関する。   The present invention relates to a battery pack and a method for manufacturing the battery pack.

リチウムイオン二次電池といった電池セルでは、通常の使用時に充電及び放電が繰り返される。特に充電が行われる際、電池セルは発熱する。高温状態が続くと電池セルが劣化するため、電池セルの長寿命化の実現には電池セルの放熱性が重要となる。電池パックにおいては、電池セルで発生した熱は、電池セル(或いは電池セルの集合体である電池モジュール)が固定された筐体を介して外部に放出される。   In a battery cell such as a lithium ion secondary battery, charging and discharging are repeated during normal use. In particular, when charging is performed, the battery cell generates heat. Since the battery cell deteriorates when the high temperature state continues, the heat dissipation of the battery cell is important for realizing the long life of the battery cell. In the battery pack, the heat generated in the battery cell is released to the outside through a casing to which the battery cell (or a battery module that is an assembly of battery cells) is fixed.

例えば特許文献1に記載の集合電池では、筐体内に電池ケースが複数段に積層されており、各電池ケースのそれぞれに電池モジュールが収容されている。この集合電池では、最上段の電池ケースの上面又は最下段の電池ケースの底面に換気扇が設けられ、電池モジュールの周囲の換気が促進されるようになっている。また、例えば特許文献2に記載の組電池モジュールは、所定の高温領域で複数の二次電池のそれぞれの表面に接触し、所定の低温領域で複数の二次電池のそれぞれの表面から離間する放熱部材を備えている。この組電池では、放熱部材の接触・離間により、二次電池の温度が適正動作温度となるように調整される。   For example, in the assembled battery described in Patent Document 1, battery cases are stacked in a plurality of stages in a housing, and a battery module is accommodated in each battery case. In this assembled battery, a ventilation fan is provided on the upper surface of the uppermost battery case or the lower surface of the lowermost battery case so as to promote ventilation around the battery module. Further, for example, the assembled battery module described in Patent Document 2 contacts the surfaces of the plurality of secondary batteries in a predetermined high temperature region and dissipates heat from the surfaces of the plurality of secondary batteries in a predetermined low temperature region. A member is provided. In this assembled battery, the temperature of the secondary battery is adjusted to an appropriate operating temperature by the contact / separation of the heat dissipating member.

特開平1−134851号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-134851 特開2015−125930号公報JP2015-125930A

ところで、電池パックにおいては、電池セルに異常が生じた場合に電池モジュール側からガスが発生する場合がある。このようなガスの発生や、筐体内の温度上昇、筐体外部の減圧雰囲気といった異常な状況下では、筐体の内圧が上昇するため、内圧が過剰になった場合に筐体が破損してしまうことが考えられる。このような課題に対し、例えば上述した特許文献2の組電池のような手法では、高温時に放熱部材が二次電池に接触するように筐体の内側に変形するため(特許文献2の図1及び図2参照)、異常が発生した状況下で筐体の内圧が更に高まってしまうおそれがある。したがって、通常使用時において電池モジュールの放熱性を良好に確保でき、異常発生時において筐体の内圧の上昇を抑えることが可能な技術が望まれる。   By the way, in a battery pack, when abnormality arises in a battery cell, gas may be generated from the battery module side. Under such abnormal circumstances as the generation of gas, the temperature inside the housing, or the decompressed atmosphere outside the housing, the internal pressure of the housing will rise, so if the internal pressure becomes excessive, the housing will be damaged. It is possible to end up. In order to deal with such a problem, for example, in the method such as the assembled battery of Patent Document 2 described above, the heat dissipation member is deformed to the inside of the housing so as to contact the secondary battery at a high temperature (FIG. 1 of Patent Document 2). In addition, there is a possibility that the internal pressure of the housing may further increase under the situation where an abnormality has occurred. Therefore, there is a demand for a technique that can ensure good heat dissipation of the battery module during normal use and can suppress an increase in internal pressure of the casing when an abnormality occurs.

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、通常の使用時において電池モジュールの放熱性を良好に確保でき、異常発生時において筐体の破損を防止できる電池パック、及びこのような電池パックの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The battery pack can ensure good heat dissipation of the battery module during normal use and can prevent the casing from being damaged when an abnormality occurs, and such a battery pack. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a battery pack.

本発明の一側面に係る電池パックは、筐体内に電池モジュールを収容してなる電池パックであって、筐体は、電池モジュールの一面側が固定された固定壁部と、電池モジュールの他面側に接触し、筐体の内圧が上昇したときに電池モジュールの他面側から離間する方向に変形する変形部を有する機能壁部と、を有している。   A battery pack according to one aspect of the present invention is a battery pack in which a battery module is accommodated in a housing, and the housing includes a fixed wall portion to which one surface side of the battery module is fixed, and the other surface side of the battery module. And a functional wall portion having a deformation portion that is deformed in a direction away from the other surface side of the battery module when the internal pressure of the housing increases.

この電池パックでは、電池モジュールを収容する筐体において、電池モジュールの一面側が固定された固定壁部と、電池モジュールの他面側に接触する機能壁部とが設けられている。通常使用時では、電池モジュールで発生した熱は、固定壁部及び機能壁部の双方を介して筐体の外部に放出されるため、電池モジュールの放熱性を良好に確保できる。また、機能壁部には、筐体の内圧が上昇したときに電池モジュールの他面側から離間する方向に変形する変形部が設けられている。変形部が電池モジュールの他面側から離間することで、筐体内の容積が増加し、筐体の内圧が過剰になることが抑制される。したがって、異常発生時において筐体の破損を防止できる。   In this battery pack, a housing that accommodates the battery module is provided with a fixed wall portion on which one surface side of the battery module is fixed, and a functional wall portion that contacts the other surface side of the battery module. During normal use, heat generated in the battery module is released to the outside of the housing through both the fixed wall portion and the functional wall portion, so that the heat dissipation of the battery module can be ensured satisfactorily. The functional wall portion is provided with a deforming portion that deforms in a direction away from the other surface side of the battery module when the internal pressure of the housing increases. Since the deforming portion is separated from the other surface side of the battery module, the volume in the housing is increased, and the internal pressure of the housing is suppressed from becoming excessive. Therefore, damage to the housing can be prevented when an abnormality occurs.

また、変形部において、電池モジュールの他面側に接触する接触面には、伝熱部材が設けられていてもよい。伝熱部材を用いて接触面を構成することで、通常使用時において電池モジュールで発生した熱を一層効率的に機能壁部に伝熱させることが可能となる。したがって、電池モジュールの放熱性が一層良好なものとなる。   Moreover, the heat transfer member may be provided in the contact surface which contacts the other surface side of a battery module in a deformation | transformation part. By configuring the contact surface using the heat transfer member, the heat generated in the battery module during normal use can be more efficiently transferred to the functional wall. Therefore, the heat dissipation of the battery module is further improved.

また、変形部は、電池モジュールの他面側の少なくとも中央部分に接触していてもよい。電池モジュールの中央部分は、端部分に比べて発熱が生じ易い部分となっている。したがって、接触面を電池モジュールの他面側の少なくとも中央部分に接触させることで、電池モジュールの放熱性が一層良好なものとなる。   Moreover, the deformation | transformation part may be contacting the at least center part of the other surface side of a battery module. The central portion of the battery module is a portion where heat generation is likely to occur compared to the end portion. Therefore, the heat dissipation of the battery module is further improved by bringing the contact surface into contact with at least the central portion on the other surface side of the battery module.

また、変形部は、電池モジュールの他面側に接触する第1壁部と、第1壁部と機能壁部の本体部分とを繋ぐ第2壁部とによって構成され、第2壁部の厚さが第1壁部の厚さよりも小さくなっていてもよい。この場合、簡単な構成で変形部を実現できる。また、第2壁部の厚さが第1壁部の厚さよりも小さいことで、筐体の内圧が上昇した場合に、接触面を電池モジュールの他面側からより確実に離間させることができる。   The deformable portion is configured by a first wall portion that contacts the other surface side of the battery module, and a second wall portion that connects the first wall portion and the main body portion of the functional wall portion, and the thickness of the second wall portion. May be smaller than the thickness of the first wall. In this case, the deformable portion can be realized with a simple configuration. Moreover, when the internal pressure of a housing | casing rises because the thickness of a 2nd wall part is smaller than the thickness of a 1st wall part, a contact surface can be spaced apart more reliably from the other surface side of a battery module. .

また、変形部は、バイメタルによって構成されていてもよい。この場合、簡単な構成で変形部を実現できる。   Moreover, the deformation | transformation part may be comprised with the bimetal. In this case, the deformable portion can be realized with a simple configuration.

また、筐体内には、電池モジュールが複数収容され、機能壁部には、電池モジュールの配置位置に対応して複数の変形部が設けられていると共に、変形部間には筐体の内圧が上昇した場合でも変形しない非変形部が設けられていてもよい。この場合、非変形部が機能壁部のリブとなり、通常使用時及び異常発生時のいずれにおいても機能壁部の保形性が得られる。   In addition, a plurality of battery modules are accommodated in the housing, and a plurality of deforming portions are provided in the functional wall portion corresponding to the arrangement positions of the battery modules, and the internal pressure of the housing is between the deforming portions. A non-deformable portion that does not deform even when it rises may be provided. In this case, the non-deformed portion becomes a rib of the functional wall portion, and the shape retaining property of the functional wall portion can be obtained both during normal use and when an abnormality occurs.

また、本発明の一側面に係る電池パックの製造方法は、筐体内に電池モジュールを収容してなる電池パックの製造方法であって、筐体の固定壁部に電池モジュールの一面側を固定し、筐体の内圧が上昇したときに変形する変形部が一定の間隔をもって電池モジュールの他面側に対向するように筐体の機能壁部を固定壁部に対して配置し、変形部を電池モジュールに向けて押圧し、変形部を電池モジュールの他面側に接触させる。   A battery pack manufacturing method according to one aspect of the present invention is a battery pack manufacturing method in which a battery module is housed in a housing, and one surface of the battery module is fixed to a fixed wall portion of the housing. The functional wall portion of the housing is arranged with respect to the fixed wall portion so that the deforming portion that deforms when the internal pressure of the housing rises is opposed to the other surface side of the battery module at a constant interval. Pressing toward the module, the deformed portion is brought into contact with the other side of the battery module.

この電池パックの製造方法では、変形部が一定の間隔をもって電池モジュールの他面側に対向するように機能壁部を固定壁部に対して配置し、その後、変形部を押圧して電池モジュールの他面側に接触させる。これにより、上述した電池パックを簡単な工程で得ることができる。また、変形部を押圧したときの圧力を測定しておくことで、筐体の内圧上昇時に変形部が電池モジュールの他面側から離間するときの圧力を予め把握することが可能となる。   In this battery pack manufacturing method, the functional wall portion is arranged with respect to the fixed wall portion so that the deformable portion faces the other surface side of the battery module at a constant interval, and then the deformable portion is pressed to Contact the other side. Thereby, the battery pack mentioned above can be obtained by a simple process. In addition, by measuring the pressure when the deforming portion is pressed, it is possible to grasp in advance the pressure when the deforming portion is separated from the other surface side of the battery module when the internal pressure of the housing increases.

本発明によれば、通常の使用時において電池モジュールの放熱性を良好に確保でき、異常発生時において筐体の破損を防止できる。   According to the present invention, the heat dissipation of the battery module can be secured satisfactorily during normal use, and the casing can be prevented from being damaged when an abnormality occurs.

電池パックの一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of a battery pack. 通常使用時の電池パックの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the battery pack at the time of normal use. 通常使用時の電池パックの横断面図である。It is a cross-sectional view of the battery pack during normal use. 異常発生時の電池パックの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the battery pack at the time of abnormality occurrence. 異常発生時の電池パックの横断面図である。It is a cross-sectional view of the battery pack when an abnormality occurs. 電池パックの製造方法の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the manufacturing method of a battery pack. 図6の後続の工程を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a subsequent process of FIG. 6. 機能壁部の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of a functional wall part.

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る電池パック及び電池パックの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a battery pack and a battery pack manufacturing method according to one aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、電池パックの一実施形態を示す斜視図である。また、図2は、図1に示した電池パックの縦断面図であり、図3は、その横断面図である。図1〜図3に示す電池パック1は、例えばフォークリフトなどの産業車両のバッテリとして構成されている。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a battery pack. 2 is a longitudinal sectional view of the battery pack shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a transverse sectional view thereof. The battery pack 1 shown in FIGS. 1 to 3 is configured as a battery of an industrial vehicle such as a forklift.

電池パック1は、筐体2内に複数の電池モジュール3を収容して構成されている。電池モジュール3は、例えば複数の電池セルが配列された配列体と、配列体に対して電池セルの配列方向に拘束荷重を付加する拘束部材とを含んで構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。   The battery pack 1 is configured by housing a plurality of battery modules 3 in a housing 2. The battery module 3 includes, for example, an array in which a plurality of battery cells are arrayed, and a restraining member that applies a restraining load to the array in the battery cell array direction. The battery cell is a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.

筐体2は、例えば略直方体の箱状をなしている。筐体2を形成する材料は、例えば鉄などの金属材料である。電池パック1がフォークリフトに搭載される場合、筐体2の外側面にウエイト部材を設けることにより、フォークリフトのカウンタウエイトとしての機能が付加される場合もある。   The housing 2 has a substantially rectangular parallelepiped box shape, for example. The material forming the housing 2 is a metal material such as iron, for example. When the battery pack 1 is mounted on a forklift, a function as a counterweight of the forklift may be added by providing a weight member on the outer surface of the housing 2.

筐体2は、ベース部4と、ベース部4に被せられた蓋部5とによって構成されている。ベース部4は、筐体2の底部をなす矩形板状の底壁6と、電池モジュール3が固定される矩形板状の固定壁部7とを有している。底壁6及び固定壁部7は、蓋部5を構成する壁部に比べて肉厚に形成されている。固定壁部7は、底壁6の幅方向の中央部分において底壁6に対して略直角に立設されている。   The housing 2 includes a base portion 4 and a lid portion 5 that covers the base portion 4. The base portion 4 has a rectangular plate-like bottom wall 6 that forms the bottom of the housing 2 and a rectangular plate-like fixed wall portion 7 to which the battery module 3 is fixed. The bottom wall 6 and the fixed wall portion 7 are formed thicker than the wall portion constituting the lid portion 5. The fixed wall portion 7 is erected substantially perpendicularly to the bottom wall 6 at the center portion in the width direction of the bottom wall 6.

本実施形態では、図2及び図3に示すように、固定壁部7の一面7a側において4体の電池モジュール3が2段2列に固定され、固定壁部7の他面7bにおいて4体の電池モジュール3が2段2列に固定されている。固定壁部7への電池モジュール3の固定には、一対のブラケット8,8が用いられている(図3参照)。各電池モジュール3において、ブラケット8,8は、電池セルの配列体の配列端にそれぞれ固定されている。ブラケット8,8が固定壁部7にボルト締結されることにより、電池モジュール3の一面3a側が固定壁部7に対して固定されている。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the four battery modules 3 are fixed in two rows and two rows on the one surface 7 a side of the fixed wall portion 7, and the four battery modules 3 are fixed on the other surface 7 b of the fixed wall portion 7. Battery modules 3 are fixed in two rows and two rows. A pair of brackets 8 and 8 are used to fix the battery module 3 to the fixed wall portion 7 (see FIG. 3). In each battery module 3, the brackets 8 and 8 are respectively fixed to the arrangement end of the battery cell array. The bracket 8, 8 is bolted to the fixed wall portion 7, whereby the one surface 3 a side of the battery module 3 is fixed to the fixed wall portion 7.

蓋部5は、筐体2の頂部をなす矩形板状の頂壁9と、筐体2の長手方向の側部をなす一対の矩形板状の側壁10と、筐体2の幅方向の側部をなす一対の矩形板状の側壁11とを有している。側壁10,11は、頂壁9の縁部にそれぞれ立設されている。側壁10,11の先端を底壁6の縁部に接合することにより、底壁6と頂壁9とが対向するようにベース部4と蓋部5とが固定され、筐体2内に気密な内部空間が形成されている。側壁10,11と底壁6との接合は、シール部材などを介したボルト締結によるものであってもよく、溶接によるものであってもよい。   The lid 5 includes a rectangular plate-shaped top wall 9 that forms the top of the housing 2, a pair of rectangular plate-shaped side walls 10 that form side portions in the longitudinal direction of the housing 2, and the width direction side of the housing 2. And a pair of rectangular plate-like side walls 11. The side walls 10 and 11 are erected on the edge of the top wall 9. By joining the tips of the side walls 10 and 11 to the edge of the bottom wall 6, the base portion 4 and the lid portion 5 are fixed so that the bottom wall 6 and the top wall 9 face each other. An internal space is formed. The joining of the side walls 10 and 11 and the bottom wall 6 may be by bolt fastening via a seal member or the like, or may be by welding.

蓋部5の側壁11は、本発明における機能壁部に相当する部分である。側壁11(機能壁部12)には、電池モジュール3の配置位置に対応して複数の変形部13が設けられている。変形部13は、図2及び図3に示すように、電池モジュール3の他面3bと同形若しくは一回り小さい矩形状をなす第1壁部14と、第1壁部14と側壁11の本体部分とを繋ぐ第2壁部15とによって構成されている。第1壁部14の厚さは、例えば側壁11の本体部分の厚さと等しくなっている。なお、ここでの側壁11の本体部分とは、側壁11における第1壁部14及び第2壁部15以外の部位を指している。   The side wall 11 of the lid part 5 is a part corresponding to the functional wall part in the present invention. A plurality of deforming portions 13 are provided on the side wall 11 (functional wall portion 12) corresponding to the arrangement position of the battery module 3. As shown in FIGS. 2 and 3, the deformable portion 13 includes a first wall portion 14 that has the same shape as the other surface 3 b of the battery module 3 or a slightly smaller rectangular shape, and a main body portion of the first wall portion 14 and the side wall 11. And the second wall portion 15 connecting the two. The thickness of the first wall portion 14 is, for example, equal to the thickness of the main body portion of the side wall 11. Here, the main body portion of the side wall 11 refers to a portion of the side wall 11 other than the first wall portion 14 and the second wall portion 15.

第1壁部14の内壁面は、側壁11の本体部分よりも内側に位置し、電池モジュール3の他面3b側に接触する接触面14aとなっている。接触面14aは、電池モジュール3の他面3bの中央部分を含む略全面に接触している。また、接触面14aには、シート状の伝熱部材16が設けられている。伝熱部材16は、弾性部材であってもよく、銅などの金属材料であってもよい。弾性部材は、液状のTIM(Thermal Interface Material)を塗布・硬化させることによって形成されたものであってもよく、固体状のTIMであってもよい。   The inner wall surface of the first wall portion 14 is located on the inner side of the main body portion of the side wall 11, and serves as a contact surface 14 a that contacts the other surface 3 b side of the battery module 3. The contact surface 14 a is in contact with substantially the entire surface including the central portion of the other surface 3 b of the battery module 3. A sheet-like heat transfer member 16 is provided on the contact surface 14a. The heat transfer member 16 may be an elastic member or a metal material such as copper. The elastic member may be formed by applying and curing a liquid TIM (Thermal Interface Material), or may be a solid TIM.

第2壁部15は、第1壁部14の周囲において第1壁部14に対して斜めに設けられており、第1壁部14の4辺を側壁11の本体部分にそれぞれ連結している。したがって、変形部13は、側壁11を外面側から見た場合に、側壁11の本体部分に対して矩形に窪んだ形状となっている。第1壁部14に対する第2壁部15の傾斜角度は、例えば鈍角となっている。また、第2壁部15の厚さは、第1壁部14の厚さよりも小さくなっている。このため、側壁11の厚さ方向に一定の力が付加された場合に第1壁部14を変形させることなく第2壁部15が変形可能となっている。   The second wall portion 15 is provided obliquely with respect to the first wall portion 14 around the first wall portion 14, and connects the four sides of the first wall portion 14 to the main body portion of the side wall 11. . Therefore, when the side wall 11 is viewed from the outer surface side, the deformed portion 13 has a shape recessed in a rectangular shape with respect to the main body portion of the side wall 11. The inclination angle of the second wall portion 15 with respect to the first wall portion 14 is, for example, an obtuse angle. In addition, the thickness of the second wall portion 15 is smaller than the thickness of the first wall portion 14. For this reason, the second wall portion 15 can be deformed without deforming the first wall portion 14 when a constant force is applied in the thickness direction of the side wall 11.

第2壁部15の厚さは、第1壁部の厚さの0.2倍〜0.7倍であることが好ましく、0.3倍〜0.5倍であることがより好ましい。また、第2壁部15の幅(第1壁部14と側壁11の本体部分とを繋ぐ方向の幅)は、第1壁部14の短辺の長さ(第1壁部14が正方形である場合にはいずれか一辺の長さ)に対して0.3倍〜0.05倍であることが好ましい。この場合、側壁11の厚さ方向に一定の力が付加された場合に、第2壁部15を容易に変形させることができる。なお、第2壁部15の厚さは、異常発生時に筐体2の内圧が上昇した場合であっても破断しない程度に設定されていることが好適である。   The thickness of the second wall portion 15 is preferably 0.2 to 0.7 times the thickness of the first wall portion, and more preferably 0.3 to 0.5 times. The width of the second wall portion 15 (the width in the direction connecting the first wall portion 14 and the body portion of the side wall 11) is the length of the short side of the first wall portion 14 (the first wall portion 14 is square). In some cases, the length is preferably 0.3 to 0.05 times the length of any one side. In this case, the second wall portion 15 can be easily deformed when a certain force is applied in the thickness direction of the side wall 11. It is preferable that the thickness of the second wall portion 15 is set to such an extent that it does not break even when the internal pressure of the housing 2 increases when an abnormality occurs.

第2壁部15の変形により、第1壁部14の位置は、側壁11の本体部分よりも内側で電池モジュール3の他面3b側に接触する接触位置(図2及び図3参照)と、側壁11の本体部分よりも外側で電池モジュール3の他面3b側から離間する離間位置(図4及び図5参照)との間で変位するようになっている。なお、本実施形態では、隣り合う変形部13,13間の第2壁部15,15同士は連続しておらず、変形部13,13間には、側壁11の本体部分が非変形部17として一定の幅をもって延在している。   Due to the deformation of the second wall portion 15, the position of the first wall portion 14 is in contact with the other surface 3 b side of the battery module 3 inside the main body portion of the side wall 11 (see FIGS. 2 and 3), It is displaced between a separation position (see FIG. 4 and FIG. 5) that is separated from the other surface 3 b side of the battery module 3 outside the main body portion of the side wall 11. In the present embodiment, the second wall portions 15, 15 between the adjacent deformable portions 13, 13 are not continuous, and the body portion of the side wall 11 is not deformed portion 17 between the deformable portions 13, 13. As a certain width.

以上のような電池パック1では、通常使用時において、図2及び図3に示すように、電池モジュール3の一面3a側が固定壁部7に固定され、電池モジュール3の他面3b側が変形部13に接触している。このため、電池セルの充放電によって発生した熱は、固定壁部7及び機能壁部12の双方を介して筐体2の外部に放出される。したがって、電池モジュール3の放熱性を良好に確保できる。   In the battery pack 1 as described above, during normal use, as shown in FIGS. 2 and 3, the one surface 3 a side of the battery module 3 is fixed to the fixed wall portion 7, and the other surface 3 b side of the battery module 3 is the deformed portion 13. Touching. For this reason, the heat generated by the charging and discharging of the battery cells is released to the outside of the housing 2 through both the fixed wall portion 7 and the functional wall portion 12. Therefore, the heat dissipation of the battery module 3 can be ensured satisfactorily.

一方、電池パック1では、電池セルに異常が生じた場合のガスの発生、筐体2内の温度上昇、筐体2の外部の減圧雰囲気といった異常発生時に筐体2の内圧が上昇する。かかる異常発生時の筐体2の内圧は、例えば2kPa程度にまで上昇する。筐体2の内圧が上昇すると、変形部13の第2壁部15が変形し、図4及び図5に示すように、第1壁部14が接触位置から離間位置に変位する。この第1壁部14の変位に伴い、筐体2内の容積が増加する。したがって、筐体2の内圧が過剰になることが抑制され、異常発生時において筐体2の破損を防止できる。   On the other hand, in the battery pack 1, the internal pressure of the housing 2 rises when an abnormality occurs such as generation of gas when an abnormality occurs in the battery cell, temperature rise in the housing 2, or a reduced pressure atmosphere outside the housing 2. When the abnormality occurs, the internal pressure of the housing 2 increases to, for example, about 2 kPa. When the internal pressure of the housing 2 rises, the second wall portion 15 of the deformable portion 13 is deformed, and the first wall portion 14 is displaced from the contact position to the separated position as shown in FIGS. As the first wall portion 14 is displaced, the volume in the housing 2 increases. Therefore, excessive internal pressure of the housing 2 is suppressed, and damage to the housing 2 can be prevented when an abnormality occurs.

なお、第1壁部14が接触位置から離間位置に変位した場合であっても、電池パックMの一面3a側と固定壁部7との固定状態は解除されない。したがって、固定壁部7を介した電池モジュール3の放熱は、異常発生時においても一定のレベルで継続される。   Even when the first wall portion 14 is displaced from the contact position to the separated position, the fixed state between the one surface 3a side of the battery pack M and the fixed wall portion 7 is not released. Therefore, heat dissipation of the battery module 3 through the fixed wall portion 7 is continued at a certain level even when an abnormality occurs.

また、電池パック1では、変形部13において、電池モジュール3の他面3b側に接触する接触面14aに伝熱部材16が設けられている。伝熱部材16を用いて接触面14aを構成することで、通常使用時において電池モジュール3で発生した熱を一層効率的に機能壁部12に伝熱させることが可能となる。したがって、電池モジュール3の放熱性が一層良好なものとなる。   In the battery pack 1, the heat transfer member 16 is provided on the contact surface 14 a that contacts the other surface 3 b side of the battery module 3 in the deformable portion 13. By configuring the contact surface 14a using the heat transfer member 16, the heat generated in the battery module 3 during normal use can be more efficiently transferred to the functional wall portion 12. Therefore, the heat dissipation of the battery module 3 is further improved.

また、電池パック1では、変形部13の接触面14aが電池モジュール3の他面3b側の少なくとも中央部分に接触している。電池モジュール3の中央部分は、電池セルの配列方向の端部分に比べて発熱が生じ易い部分となっている。したがって、接触面14aが電池モジュール3の他面3b側の少なくとも中央部分に接触していることで、通常使用時の電池モジュール3の放熱性が一層良好なものとなる。   Further, in the battery pack 1, the contact surface 14 a of the deformable portion 13 is in contact with at least the center portion on the other surface 3 b side of the battery module 3. The central portion of the battery module 3 is a portion where heat generation is likely to occur compared to the end portion in the arrangement direction of the battery cells. Therefore, since the contact surface 14a is in contact with at least the central portion on the other surface 3b side of the battery module 3, the heat dissipation of the battery module 3 during normal use is further improved.

また、電池パック1では、電池モジュール3の他面3bに接触する第1壁部14と、第1壁部14と機能壁部12の本体部分とを繋ぐ第2壁部15とによって変形部13が構成されている。また、第2壁部15の厚さが第1壁部14の厚さよりも小さくなっている。これにより、簡単な構成で変形部13を実現できる。第2壁部15の厚さが第1壁部14の厚さよりも小さいことで、第1壁部14の変位し易さを担保できる。このため、筐体2の内圧が上昇した場合に、接触面14aを電池モジュール3の他面3b側からより確実に離間させることができる。   In the battery pack 1, the deformed portion 13 is formed by the first wall portion 14 that contacts the other surface 3 b of the battery module 3 and the second wall portion 15 that connects the first wall portion 14 and the main body portion of the functional wall portion 12. Is configured. Further, the thickness of the second wall portion 15 is smaller than the thickness of the first wall portion 14. Thereby, the deformation | transformation part 13 is realizable with a simple structure. Since the thickness of the second wall portion 15 is smaller than the thickness of the first wall portion 14, the ease of displacement of the first wall portion 14 can be ensured. For this reason, when the internal pressure of the housing | casing 2 rises, the contact surface 14a can be spaced apart from the other surface 3b side of the battery module 3 more reliably.

さらに、電池パック1では、変形部13,13間に筐体の内圧が上昇した場合でも変形しない非変形部17が設けられている。この非変形部17が機能壁部12のリブとなることで、複数の変形部13が設けられている場合でも機能壁部12の強度を確保できる。したがって、通常使用時及び異常発生時のいずれにおいても機能壁部12の保形性が得られる。   Further, in the battery pack 1, a non-deformable portion 17 that is not deformed even when the internal pressure of the housing increases is provided between the deformable portions 13 and 13. Since the non-deformable portion 17 serves as a rib of the functional wall portion 12, the strength of the functional wall portion 12 can be ensured even when a plurality of deformable portions 13 are provided. Therefore, the shape retaining property of the functional wall portion 12 can be obtained both during normal use and when an abnormality occurs.

続いて、上述した電池パック1の製造方法について説明する。   Then, the manufacturing method of the battery pack 1 mentioned above is demonstrated.

電池パック1を製造する場合、まず、図6に示すように、筐体2のベース部4を準備する。そして、ベース部4における固定壁部7の一面7a及び他面7bの所定の位置にブラケット8,8を介して電池モジュール3を固定する。   When manufacturing the battery pack 1, first, as shown in FIG. 6, the base portion 4 of the housing 2 is prepared. And the battery module 3 is fixed to the predetermined position of the one surface 7a and the other surface 7b of the fixed wall part 7 in the base part 4 via the brackets 8 and 8.

次に、図7に示すように、筐体2の蓋部5を準備する。蓋部5の側壁11には、プレス加工等により予め複数の変形部13が設けられている。この時点では、各変形部13の第1壁部14は、側壁11の本体部分よりも外側で電池モジュール3の他面3b側から離間する離間位置に位置している。蓋部5の側壁10,11の先端をベース部4の底壁6の縁部に接合し、筐体2を形成した後、離間位置にある第1壁部14を筐体2の内部に向けて押圧する。   Next, as shown in FIG. 7, the lid 5 of the housing 2 is prepared. A plurality of deformed portions 13 are provided in advance on the side wall 11 of the lid portion 5 by pressing or the like. At this time, the first wall portion 14 of each deformable portion 13 is located outside the main body portion of the side wall 11 and in a separated position that is separated from the other surface 3b side of the battery module 3. After the tips of the side walls 10 and 11 of the lid part 5 are joined to the edge of the bottom wall 6 of the base part 4 to form the casing 2, the first wall part 14 at the separated position is directed to the inside of the casing 2. And press.

これにより、第2壁部15が変形し、第1壁部14が側壁11の本体部分よりも内側で電池モジュール3の他面3b側に接触する接触位置に変位する。第1壁部14の押圧には、例えばオートグラフを用いることができる。また、この工程において、オートグラフに組み込まれているロードセルを用いて押圧時の圧力を測定しておくことが好ましい。   Thereby, the 2nd wall part 15 deform | transforms and the 1st wall part 14 is displaced to the contact position which contacts the other surface 3b side of the battery module 3 inside the main-body part of the side wall 11. FIG. For example, an autograph can be used to press the first wall portion 14. In this step, it is preferable to measure the pressure at the time of pressing using a load cell incorporated in the autograph.

このような手法によれば、上述した電池パック1を簡単な工程で得ることができる。また、変形部13を押圧したときの圧力を測定しておくことで、筐体2の内圧上昇時に変形部13が電池モジュール3の他面3b側から離間するときの圧力、すなわち、第1壁部14が接触位置から離間位置に変位する閾値を予め把握することが可能となる。蓋部5の強度、電池モジュール3を構成する電池セルの仕様などを考慮して閾値を設定することで、筐体2の内圧上昇をより確実に緩和でき、異常発生時の筐体2の破損を抑止できる。   According to such a method, the above-described battery pack 1 can be obtained by a simple process. Further, by measuring the pressure when the deforming portion 13 is pressed, the pressure when the deforming portion 13 moves away from the other surface 3b side of the battery module 3 when the internal pressure of the housing 2 increases, that is, the first wall. It becomes possible to grasp in advance the threshold value at which the portion 14 is displaced from the contact position to the separated position. By setting the threshold in consideration of the strength of the lid 5 and the specifications of the battery cells constituting the battery module 3, the increase in the internal pressure of the housing 2 can be more reliably mitigated, and the housing 2 is damaged when an abnormality occurs. Can be suppressed.

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、筐体2において固定壁部7と機能壁部12とが互いに対向しているが、機能壁部12は、固定壁部7と交差する壁部に設けられていてもよい。また、上記実施形態では、電池モジュール3の他面3bに接触する第1壁部14と、第1壁部14と機能壁部12の本体部分とを繋ぐ第2壁部15とによって変形部13が構成され、第2壁部15の厚さを第1壁部14の厚さよりも小さくすることで変形部13の変形を実現しているが、図8に示すように、変形部13がバイメタル18によって構成されていてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the fixed wall portion 7 and the functional wall portion 12 face each other in the housing 2, but the functional wall portion 12 may be provided on a wall portion that intersects the fixed wall portion 7. . Moreover, in the said embodiment, the deformation | transformation part 13 is by the 1st wall part 14 which contacts the other surface 3b of the battery module 3, and the 2nd wall part 15 which connects the 1st wall part 14 and the main-body part of the functional wall part 12. FIG. The deformation of the deformable portion 13 is realized by making the thickness of the second wall portion 15 smaller than the thickness of the first wall portion 14, but as shown in FIG. 18 may be comprised.

バイメタル18は、熱膨張率が異なる複数の金属板を貼り合わせてなり、温度の変化に応じて形状が変化する部材である。例えば低膨張側の金属板にはFeとNiとの合金が用いられ、高膨張側の金属板にはCu合金が用いられる。バイメタル18は、高膨張側の金属板が電池モジュール3の他面3b側を向くように配置される。これにより、電池セルの通常使用時の発熱に起因して、電池モジュール3の他面3bに密着する方向(筐体2内の容積が減少する方向)にバイメタル18の形状が凹状に変化する。すなわち、電池セルの通常使用時には、凹状に形成したバイメタル18が電池モジュール3の他面3bに密着した状態が保たれる。   The bimetal 18 is a member formed by bonding a plurality of metal plates having different coefficients of thermal expansion, and the shape changes according to a change in temperature. For example, an alloy of Fe and Ni is used for the metal plate on the low expansion side, and a Cu alloy is used for the metal plate on the high expansion side. The bimetal 18 is disposed so that the metal plate on the high expansion side faces the other surface 3b side of the battery module 3. Thereby, due to heat generation during normal use of the battery cell, the shape of the bimetal 18 changes to a concave shape in a direction in which the battery cell 3 is in close contact with the other surface 3b (a direction in which the volume in the housing 2 decreases). That is, during normal use of the battery cell, the bimetal 18 formed in a concave shape is kept in close contact with the other surface 3b of the battery module 3.

一方、電池セルに異常が発生した場合には、急激な発熱に伴うバイメタル18の形状変化(熱膨張差に起因する形状変化)よりも、ガスの発生による筐体2の内圧の上昇に起因するバイメタル18の形状変化(凹状から凸状への形状変化)の方が顕著に生じる。したがって、通常使用時に凹状をなすバイメタル18が異常発生時の筐体2の内圧の上昇によって凸状に変化することにより、簡単な構成で上述した変形部13と同様の機能を奏させることが可能となる。   On the other hand, when an abnormality occurs in the battery cell, it is caused by an increase in the internal pressure of the housing 2 due to the generation of gas, rather than a change in shape of the bimetal 18 due to rapid heat generation (a change in shape caused by a difference in thermal expansion). A change in shape of the bimetal 18 (a change in shape from a concave shape to a convex shape) is more noticeable. Therefore, the bimetal 18 having a concave shape during normal use changes into a convex shape due to an increase in the internal pressure of the housing 2 when an abnormality occurs, so that the same function as that of the deformed portion 13 described above can be achieved with a simple configuration. It becomes.

1…電池パック、2…筐体、3…電池モジュール、3a…一面、3b…他面、7…固定壁部、11…側壁、12…機能壁部、13…変形部、14…第1壁部、14a…接触面、15…第2壁部、16…伝熱部材、17…非変形部、18…バイメタル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery pack, 2 ... Case, 3 ... Battery module, 3a ... One side, 3b ... Other side, 7 ... Fixed wall part, 11 ... Side wall, 12 ... Functional wall part, 13 ... Deformation part, 14 ... 1st wall Part, 14a ... contact surface, 15 ... second wall part, 16 ... heat transfer member, 17 ... non-deformation part, 18 ... bimetal.

Claims (7)

筐体内に電池モジュールを収容してなる電池パックであって、
前記筐体は、
前記電池モジュールの一面側が固定された固定壁部と、
前記電池モジュールの他面側に接触し、前記筐体の内圧が上昇したときに前記電池モジュールの他面側から離間する方向に変形する変形部を有する機能壁部と、を有している電池パック。
A battery pack that houses a battery module in a housing,
The housing is
A fixed wall portion to which one side of the battery module is fixed;
A battery having a functional wall having a deforming portion that contacts the other surface of the battery module and deforms in a direction away from the other surface of the battery module when an internal pressure of the housing increases. pack.
前記変形部において、前記電池モジュールの他面側に接触する接触面には、伝熱部材が設けられている請求項1記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein a heat transfer member is provided on a contact surface in contact with the other surface side of the battery module in the deformation portion. 前記変形部は、前記電池モジュールの他面側の少なくとも中央部分に接触している請求項1又は2記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein the deformable portion is in contact with at least a central portion on the other surface side of the battery module. 前記変形部は、前記電池モジュールの他面側に対して接触する第1壁部と、前記第1壁部と前記機能壁部の本体部分とを繋ぐ第2壁部とによって構成され、
前記第2壁部の厚さが前記第1壁部の厚さよりも小さくなっている請求項1〜3のいずれか一項記載の電池パック。
The deformation portion is configured by a first wall portion that contacts the other surface side of the battery module, and a second wall portion that connects the first wall portion and a main body portion of the functional wall portion,
The battery pack according to claim 1, wherein a thickness of the second wall portion is smaller than a thickness of the first wall portion.
前記変形部は、バイメタルによって構成されている請求項1〜3のいずれか一項記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein the deformable portion is made of a bimetal. 前記筐体内には、前記電池モジュールが複数収容され、
前記機能壁部には、前記電池モジュールの配置位置に対応して複数の変形部が設けられていると共に、前記変形部間には前記筐体の内圧が上昇した場合でも変形しない非変形部が設けられている請求項1〜5のいずれか一項記載の電池パック。
A plurality of the battery modules are accommodated in the housing,
The functional wall portion is provided with a plurality of deformation portions corresponding to the arrangement positions of the battery modules, and a non-deformation portion that does not deform even when the internal pressure of the housing rises between the deformation portions. The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack is provided.
筐体内に電池モジュールを収容してなる電池パックの製造方法であって、
前記筐体の固定壁部に前記電池モジュールの一面側を固定し、
前記筐体の内圧が上昇したときに変形する変形部が一定の間隔をもって前記電池モジュールの他面側に対向するように前記筐体の機能壁部を前記固定壁部に対して配置し、
前記変形部を前記電池モジュールに向けて押圧し、前記変形部を前記電池モジュールの他面側に接触させる電池パックの製造方法。
A battery pack manufacturing method comprising a battery module housed in a housing,
Fixing one side of the battery module to the fixed wall of the housing;
The functional wall portion of the housing is arranged with respect to the fixed wall portion so that the deforming portion that deforms when the internal pressure of the housing rises is opposed to the other surface side of the battery module at a constant interval.
A method for manufacturing a battery pack, wherein the deforming portion is pressed toward the battery module, and the deforming portion is brought into contact with the other surface side of the battery module.
JP2016059923A 2016-03-24 2016-03-24 Battery pack and method of manufacturing battery pack Ceased JP2017174655A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016059923A JP2017174655A (en) 2016-03-24 2016-03-24 Battery pack and method of manufacturing battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016059923A JP2017174655A (en) 2016-03-24 2016-03-24 Battery pack and method of manufacturing battery pack

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017174655A true JP2017174655A (en) 2017-09-28

Family

ID=59971431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016059923A Ceased JP2017174655A (en) 2016-03-24 2016-03-24 Battery pack and method of manufacturing battery pack

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017174655A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021111503A (en) * 2020-01-09 2021-08-02 株式会社豊田自動織機 Power storage device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014141779A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Necエナジーデバイス株式会社 Power cell module and method for producing same
JP2014179298A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Gs Yuasa Corp Power supply module
JP2014192120A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Toyota Industries Corp Battery pack
JP2015050164A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 三菱重工業株式会社 Battery module
JP2015125930A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社東芝 Battery pack module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014141779A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Necエナジーデバイス株式会社 Power cell module and method for producing same
JP2014179298A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Gs Yuasa Corp Power supply module
JP2014192120A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Toyota Industries Corp Battery pack
JP2015050164A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 三菱重工業株式会社 Battery module
JP2015125930A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社東芝 Battery pack module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021111503A (en) * 2020-01-09 2021-08-02 株式会社豊田自動織機 Power storage device
JP7351227B2 (en) 2020-01-09 2023-09-27 株式会社豊田自動織機 Power storage device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6258272B2 (en) Battery module
JP5862681B2 (en) Battery fixing structure
JP6001547B2 (en) Battery module with enhanced safety
WO2019151037A1 (en) Battery module and battery pack
JP6608653B2 (en) Battery module
JP2020520060A (en) Battery module having an initial pressing force strengthening structure for a cell assembly and method of manufacturing the same
US20180151855A1 (en) Cell module
JP6157813B2 (en) Assembled battery
US10476052B2 (en) Battery pack
EP3361526B1 (en) Pressure release mechanism for battery pack
US11233267B2 (en) Separator, battery module and battery module production method
JP6852412B2 (en) Storage battery
JP6926630B2 (en) Battery module
JP2020501321A (en) Pouch type secondary battery including venting guidance device
KR20180106421A (en) Battery module
JP2017103158A (en) Battery pack
JP5173223B2 (en) Battery pack with pressure holder
KR102028916B1 (en) Battery Pack for Secondary Battery
JP2017174655A (en) Battery pack and method of manufacturing battery pack
JP7243561B2 (en) battery pack
JP6820558B2 (en) Storage battery module
JP7147535B2 (en) battery pack
JP7221344B2 (en) battery pack
US20230170573A1 (en) Battery module
JP7459033B2 (en) Square battery and method for manufacturing square battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191016

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191204

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200519

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20200923