JP5473558B2 - Battery module - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂枠と電池が交互に積層された積層体と、積層体の積層方向両外側に配置されるエンドプレートと、を有する電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module having a laminated body in which resin frames and batteries are alternately laminated, and end plates arranged on both outer sides in the laminating direction of the laminated body.
従来、樹脂枠と電池が交互に積層された積層体と、該積層体の積層方向両外側に配置されるエンドプレートと、を有する電池モジュールは、図8〜図10に示す構造であった。
具体的には、隣接する樹脂枠2の一方2aに設けられる断面矩形状のボス部7を、隣接する樹脂枠2の他方2bに設けられる断面矩形状の凹部8に嵌めることで、隣接する樹脂枠2どうしの、積層体の積層方向と直交する方向の相対位置を決定している。
また、積層体の積層方向両外側に配置されるエンドプレートと該エンドプレートに隣接する樹脂枠2も、隣接するエンドプレートと樹脂枠2の一方に設けられる断面矩形状のボス部7を、隣接するエンドプレートと樹脂枠2の他方に設けられる断面矩形状の凹部8に嵌めることで、積層体の積層方向と直交する方向の相対位置を決定している。
Conventionally, a battery module having a laminated body in which resin frames and batteries are alternately laminated and end plates disposed on both outer sides in the laminating direction of the laminated body has a structure shown in FIGS.
Specifically, the
Further, the end plate disposed on both outer sides in the stacking direction of the laminate and the
しかし、従来の電池モジュールには、つぎの問題点がある。
ボス部7を凹部8に嵌めるため、図11に示すように、ボス部7と凹部8との間には、積層体の積層方向と直交する方向である上下左右方向にそれぞれ若干(たとえば0.05mm程度)の隙がある。そのため、互いに隣接する樹脂枠2どうしが相対的に動くことができてしまい、エンドプレートと該エンドプレートに隣接する樹脂枠2とが相対的に動くことができてしまう。そのため、電池モジュールへの力のかかり方によっては、電池モジュール全体がねじれてしまう。電池モジュールがねじれてしまうと、電池モジュールを車両に搭載されるフレームにボルト締結した際にボルトに常に外れる方向の力が働き、車両走行振動等によりボルトが緩んでしまい外れてしまうおそれがある。
However, the conventional battery module has the following problems.
In order to fit the
本発明の目的は、電池モジュールのねじれを従来に比べて抑制できる電池モジュールを提供することにある。 The objective of this invention is providing the battery module which can suppress the twist of a battery module compared with the past.
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 樹脂枠と電池が交互に積層された積層体と、前記積層体の積層方向の一側に配置される第1のエンドプレートと、前記積層体の積層方向の他側に配置される第2のエンドプレートと、を有し、
前記樹脂枠と前記第2のエンドプレートの、前記積層体の積層方向の一側面に、前記積層体の積層方向に延びる断面矩形状のボス部が設けられており、前記樹脂枠と前記第1のエンドプレートの、前記積層体の積層方向の他側面に、前記積層体の積層方向に凹む断面矩形状の凹部が設けられており、隣接する前記樹脂枠どうし、前記第1のエンドプレートと該第1のエンドプレートに隣接する樹脂枠、前記第2のエンドプレートと該第2のエンドプレートに隣接する樹脂枠が、それぞれ、前記ボス部を前記凹部に嵌めることで相対位置決めされる、電池モジュールであって、
前記ボス部の表面と前記凹部を形成する壁面の一方に、前記ボス部を前記凹部の下面に押し付ける凸リブが設けられており、
前記凸リブにより、前記樹脂枠の全部と前記第2のエンドプレートの各前記ボス部が、前記樹脂枠の全部と前記第1のエンドプレートの各前記凹部の前記下面に、それぞれ、押し付けられている、電池モジュール。
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) A laminated body in which resin frames and batteries are alternately laminated, a first end plate arranged on one side in the lamination direction of the laminated body, and arranged on the other side in the lamination direction of the laminated body. A second end plate;
A boss portion having a rectangular cross section extending in the stacking direction of the stacked body is provided on one side surface of the stacked body of the resin frame and the second end plate, and the resin frame and the first end plate are provided. A recess having a rectangular cross section that is recessed in the stacking direction of the laminate is provided on the other side surface of the end plate in the stacking direction of the stack, and the adjacent resin frames, the first end plate and the first end plate A battery module adjacent to the first end plate, and the second end plate and the resin frame adjacent to the second end plate are relatively positioned by fitting the boss portion into the recess, respectively. Because
One of the surface of the boss portion and the wall surface forming the recess is provided with a convex rib that presses the boss portion against the lower surface of the recess,
The convex ribs press the entire resin frame and the boss portions of the second end plate against the entire bottom surface of the resin frame and the concave portions of the first end plate, respectively. The battery module.
上記(1)の電池モジュールによれば、ボス部の表面と凹部を形成する壁面の一方に、ボス部を凹部の一面に押し付ける凸リブが設けられているため、ボス部と凹部との間にボス部を凹部に嵌めるための隙があっても、ボス部が凹部内で動いてしまうことを抑制でき、凹部に嵌まっているボス部が凸リブにより常に凹部の一面に押し付けられた状態になる。そのため、電池モジュールがねじれてしまうことを抑制できる。 According to the battery module of (1) above, since the convex rib that presses the boss portion against one surface of the concave portion is provided on one of the surface of the boss portion and the wall surface forming the concave portion, the gap between the boss portion and the concave portion is provided. Even if there is a gap for fitting the boss into the recess, the boss can be prevented from moving in the recess, and the boss fitted in the recess is always pressed against one surface of the recess by the convex rib. Become. Therefore, it can suppress that a battery module will be twisted.
以下に、本発明の電池モジュールを、図1〜図7を参照して説明する。
本発明実施例の電池モジュール10は、図7に示すように、樹脂枠(樹脂プレート)20と発熱体である電池30が交互に積層された積層体40と、エンドプレート50と、拘束バンド60と、ボス部70と、凹部80と、図4に示すように、凸リブ90と、を有する。
Below, the battery module of this invention is demonstrated with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, the
樹脂枠20は、絶縁材(たとえばポリプロピレン製)からなる。樹脂枠20は、射出成形品であり一部品構成である。樹脂枠20は、図1に示すように、ほぼ正面視矩形の板状である。樹脂枠20は、本体部21と、突出部22と、を備える。
The
本体部21は、表裏面(積層体40の積層方向両側面)に、電池30と接触する接触部21aを備える。接触部21aは、樹脂枠20の正面視で(積層体40の積層方向から見たとき)、樹脂枠20の中央部とその近傍にある。接触部21aの表裏一側面は、図7に示すように、凹凸面とされており該面と対向する位置にある電池30との間に冷媒流路を形成している。接触部21aの表裏他側面は、図1に示すように、平面とされており該面と対向する位置にある電池30と面接触する。ただし、接触部21aの表裏他側面も、接触部21aの表裏一側面と同様に凹凸面とされていてもよい。
The
突出部22は、本体部21の側面下端部またはその近傍に設けられる。突出部22は、上下方向および積層体40の積層方向と直交する方向(左右方向)に、本体部21から突出している。突出部22は、本体部21の両側に設けられる。突出部22は、剛性を有し、弾性変形しないかまたは弾性変形しても無視できる程度とされている。
The
電池30は、図7に示すように、上部に設けられる端子を除いて、ほぼ正面視矩形の板状である。電池30は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池である。各電池30は直列接続されている。
As shown in FIG. 7, the
エンドプレート50は、積層体40の積層方向の両外側に配置されている。エンドプレート50は、積層体40の積層方向の一側に配置される第1のエンドプレート51と、積層体40の積層方向の他側に配置される第2のエンドプレート52と、を有する。第1のエンドプレート51と第2のエンドプレート52とで、積層体40を積層体40の積層方向両側から挟んでいる。
The
拘束バンド60は、積層体40の積層方向に延びている。拘束バンド60の延び方向各端部は、第1のエンドプレート51と第2のエンドプレート52とに、それぞれ、ビス、ボルト61等を用いて結合されている。拘束バンド60は、たとえば金属製である。拘束バンド60は、拘束バンド60を絶縁材(たとえばポリプロピレン製)からなる樹脂部材62で覆う、拘束バンド60と電池30との間に絶縁材(たとえばポリプロピレン製)からなる樹脂トレイ63を配置する、等により、電池30と絶縁されている。
The
ボス部70は、樹脂枠20と第2のエンドプレート52の、積層体40の積層方向の一側面に、該面から積層体40の積層方向一側に突出して設けられる。ボス部70のうち樹脂枠20に設けられるボス部は、突出部22の突出方向中間部に設けられる。
ボス部70の、積層体40の積層方向と直交する面で切断したときの断面形状(ボス部70の突出方向と直交する面で切断したときの断面形状、横断面形状)は、断面矩形状(四隅がR形状とされたものを含む)である。ボス部70は、剛性を有し、弾性変形しないかまたは弾性変形しても無視できる程度とされている。
The
The cross-sectional shape when the
凹部80は、樹脂枠20と第1のエンドプレート51の、積層体40の積層方向の他側面に、該他側面から積層体40の積層方向に凹んで設けられる。凹部80のうち樹脂枠20に設けられる凹部は、突出部22の突出方向中間部に設けられており、樹脂枠20に設けられるボス部70の背面側に設けられている。凹部80の、積層体40の積層方向と直交する面で切断したときの断面形状(横断面形状)は、断面矩形状(四隅がR形状とされたものを含む)である。凹部80の深さは、図2、図3に示すように、ボス部70の突出量より大とされており、凹部80に嵌まるボス部70が凹部80に底付きしないようになっている。
The
図7に示すように、隣接する樹脂枠20,20どうしは、隣接する樹脂枠20の一方に設けられるボス部70を、隣接する樹脂枠20の他方に設けられる凹部80に嵌めることで、積層体40の積層方向と直交する方向(上下および左右方向)に相対位置決めされる。
第1のエンドプレート51と、樹脂枠20のうち第1のエンドプレート51に隣接する樹脂枠20aとは、樹脂枠20aに設けられるボス部70を第1のエンドプレート51に設けられる凹部80に嵌めることで、積層体40の積層方向と直交する方向に相対位置決めされる。
第2のエンドプレート52と、樹脂枠20のうち第2のエンドプレート52に隣接する樹脂枠20bとは、第2のエンドプレート52に設けられるボス部70を樹脂枠20bの凹部80に嵌めることで、積層体40の積層方向と直交する方向に相対位置決めされる。
As shown in FIG. 7, the adjacent resin frames 20 and 20 are laminated by fitting a
The
The
ボス部70が凹部80に嵌まるため、ボス部70と凹部80との間には、積層体40の積層方向と直交する方向である上下左右にそれぞれ若干(たとえば0.05mm程度)の隙がある。そのため、互いに隣接する樹脂枠20どうしが相対的に動くことができてしまい、第1のエンドプレート51と該第1のエンドプレート51に隣接する樹脂枠20aとが相対的に動くことができてしまい、第2のエンドプレート52と該第2のエンドプレート52に隣接する樹脂枠20bとが相対的に動くことができてしまう。
これらの相対動を抑制するために、凸リブ90が設けられている。
Since the
In order to suppress these relative movements, a
凸リブ90は、図4または図6に示すように、ボス部70と凹部80のいずれか一方の上面に一体に設けられる。凸リブ90は、自身がつぶれることで、凹部80に嵌まっているボス部70を凹部80の下面に押し付けてボス部70を常に凹部80の下面に面接触させる。
As shown in FIG. 4 or FIG. 6, the
凸リブ90は、凸リブ90が設けられる面に1個のみ設けられる。凸リブ90は、図5に示すように、凸リブ90が設けられる面の、積層体40の積層方向の全体にわたって設けられている。凸リブ90は、凸リブ90が設けられる面の、上下方向および積層体40の積層方向と直交する方向である幅方向中央部に、設けられている。
凸リブ90は、凸リブ90が設けられる面から上下方向に突出して設けられている。凸リブ90の、凸リブ90が設けられる面からの上下方向の突出量は、たとえば0.2mmとされており、ボス部70と凹部80との間の上下方向隙間(0.05×2=0.1mm)よりも大とされている。凸リブ90は、凸リブ90が設けられる面からの突出方向先端にいくにしたがって先細りする、横断面先細り形状とされている。凸リブ90の横断面形状は、特に限定するものではないが、三角形、弾丸形状などである。
Only one
The
次に、本発明実施例の作用を説明する。
本発明実施例では、ボス部70の上面と凹部80の上面の一方に、ボス部70をボス部70が嵌まっている凹部80の下面に押し付ける凸リブ90が設けられているため、ボス部70と凹部80との間にボス部70を凹部80に嵌めるための隙があっても、ボス部70が凹部80内で動いてしまうことを抑制でき、凹部80に嵌まっているボス部70が凸リブ90により常に凹部80の下面に押し付けられた状態になる。そのため、電池モジュール10がねじれてしまうことを従来に比べて抑制できる。
また、凸リブ90によりボス部70が凹部80の下面に押し付けられた状態になるため、凹部80の下面を基準面と考えたとき、全樹脂枠20と第2のエンドプレート52の各ボス部70を、全樹脂枠20と第1のエンドプレート51の各凹部80の基準面にそれぞれ押し当てることができる。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
In the embodiment of the present invention, a
Further, since the
凸リブ90が、ボス部70と凹部80のいずれか一方の上面に設けられるため、凸リブ90がボス部70と凹部80のいずれか一方の側面(上下方向に延びる面)に設けられる場合に比べて、電池モジュール10がねじれてしまうことを効果的に抑制できる。
Since the
凸リブ90が凸リブ90が設けられる面に1個のみ設けられるため、凸リブ90が凸リブ90が設けられる面に複数設けられる場合に比べて、ボス部70の凹部80への挿入荷重を低くすることができ、ボス部70を凹部80に容易に挿入する(嵌める)ことができる。
Since only one
凸リブ90が、凸リブ90が設けられる面の、積層体40の積層方向の全体にわたって設けられているため、ボス部70の全体を確実に凹部80の下面に押し付け面接触させることができる。
Since the
凸リブ90が、凸リブ90が設けられる面の、上下方向および積層体40の積層方向と直交する方向である幅方向中央部に設けられているため、ボス部70が凹部80内で傾いてしまうことを抑制できる。
Since the
凸リブ90の、凸リブ90が設けられる面からの上下方向の突出量が、ボス部70と凹部80との間の上下方向隙間よりも大とされているため、確実に凸リブ90がつぶれ、凸リブ90で確実にボス部70を凹部80の下面に押し付け面接触させることができる。
Since the protruding amount of the
凸リブ90が、凸リブ90が設けられる面からの突出方向先端にいくにしたがって先細りする、横断面先細り形状とされているため、凸リブ90の横断面形状が、四角形以上の多角形形状、半円形、半楕円形等である場合に比べて、軽い力で凸リブ90をつぶすことができる。
Since the
本発明実施例及び図示例では、ボス部70の上面と凹部80の上面の一方に凸リブ90が設けられている場合を示したが、凸リブ90は、ボス部70の下面と凹部80の下面の一方に設けられてボス部70を凹部80の上面に押し付けるようになっていてもよく、ボス部70の左右一側面と凹部80の左右一側面の一方に設けられてボス部70を凹部80の左右他側面に押し付けるようになっていてもよい。すなわち、凸リブ90は、ボス部70の表面と凹部80を形成する壁面の一方に設けられて、ボス部70を凹部80の一面に押し付けるようになっていればよい。
In the embodiment of the present invention and the illustrated example, the case where the
10 電池モジュール
20,20a、20b 樹脂枠
30 電池
40 積層体
50 エンドプレート
51 第1のエンドプレート
52 第2のエンドプレート
60 拘束バンド
70 ボス部
80 凹部
90 凸リブ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記樹脂枠と前記第2のエンドプレートの、前記積層体の積層方向の一側面に、前記積層体の積層方向に延びる断面矩形状のボス部が設けられており、前記樹脂枠と前記第1のエンドプレートの、前記積層体の積層方向の他側面に、前記積層体の積層方向に凹む断面矩形状の凹部が設けられており、隣接する前記樹脂枠どうし、前記第1のエンドプレートと該第1のエンドプレートに隣接する樹脂枠、前記第2のエンドプレートと該第2のエンドプレートに隣接する樹脂枠が、それぞれ、前記ボス部を前記凹部に嵌めることで相対位置決めされる、電池モジュールであって、
前記ボス部の表面と前記凹部を形成する壁面の一方に、前記ボス部を前記凹部の下面に押し付ける凸リブが設けられており、
前記凸リブにより、前記樹脂枠の全部と前記第2のエンドプレートの各前記ボス部が、前記樹脂枠の全部と前記第1のエンドプレートの各前記凹部の前記下面に、それぞれ、押し付けられている、電池モジュール。 A laminated body in which resin frames and batteries are alternately laminated, a first end plate arranged on one side in the lamination direction of the laminated body, and a second arranged on the other side in the lamination direction of the laminated body An end plate, and
A boss portion having a rectangular cross section extending in the stacking direction of the stacked body is provided on one side surface of the stacked body of the resin frame and the second end plate, and the resin frame and the first end plate are provided. A recess having a rectangular cross section that is recessed in the stacking direction of the laminate is provided on the other side surface of the end plate in the stacking direction of the stack, and the adjacent resin frames, the first end plate and the first end plate A battery module adjacent to the first end plate, and the second end plate and the resin frame adjacent to the second end plate are relatively positioned by fitting the boss portion into the recess, respectively. Because
One of the surface of the boss portion and the wall surface forming the recess is provided with a convex rib that presses the boss portion against the lower surface of the recess,
The convex ribs press the entire resin frame and the boss portions of the second end plate against the entire bottom surface of the resin frame and the concave portions of the first end plate, respectively. The battery module.
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