JP5932536B2 - Battery device - Google Patents

Battery device Download PDF

Info

Publication number
JP5932536B2
JP5932536B2 JP2012159200A JP2012159200A JP5932536B2 JP 5932536 B2 JP5932536 B2 JP 5932536B2 JP 2012159200 A JP2012159200 A JP 2012159200A JP 2012159200 A JP2012159200 A JP 2012159200A JP 5932536 B2 JP5932536 B2 JP 5932536B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
battery cell
metal plate
cell group
side surfaces
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012159200A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014022166A (en
Inventor
中濱 敬文
敬文 中濱
黒川 健也
健也 黒川
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2012159200A priority Critical patent/JP5932536B2/en
Publication of JP2014022166A publication Critical patent/JP2014022166A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5932536B2 publication Critical patent/JP5932536B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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)

Description

本発明の実施形態は、バッテリ装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a battery device.

一般に、電気自動車や家庭用の電源には、例えばリチウムイオン電池などのバッテリセルを複数繋げたバッテリ装置が用いられている。   Generally, a battery device in which a plurality of battery cells such as lithium ion batteries are connected is used for an electric vehicle or a household power source.

従来のバッテリ装置は、複数のバッテリセルを並べたバッテリセルの集合体(バッテリセル群またはバッテリユニット)を樹脂ケース等の容器に収容して大容量化および高出力化を図っている。   In the conventional battery device, a battery cell group (battery cell group or battery unit) in which a plurality of battery cells are arranged is housed in a container such as a resin case to increase the capacity and output.

特開平07−320794号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-320794

ところで、電気自動車等に用いるバッテリ装置は、振動対策および発熱対策が必要であり、複数のバッテリセルを並べて一体化する構造であるため、従来のように樹脂ケースなどの容器に複数のバッテリセルを並べて収めた場合は一旦上がった温度がなかなか下がらないという問題がある。   By the way, a battery device used for an electric vehicle or the like needs countermeasures against vibration and heat, and has a structure in which a plurality of battery cells are arranged side by side. When they are placed side by side, there is a problem that the temperature once raised does not fall easily.

本発明が解決しようとする課題は、複数のバッテリセルを並べる構造をとる場合に冷却性能を向上することができるバッテリ装置を提供することにある。   Problem to be solved by the invention is providing the battery apparatus which can improve cooling performance, when taking the structure which puts in order a some battery cell.

実施形態のバッテリ装置は、バッテリセル群、スペーサおよびバインド部材を有する。前記バッテリセル群は電極を有する上面と、前記上面と対向する下面と、前記上面と前記下面の縁を結んで外壁を構成する側面とを有する複数のバッテリセルを、前記側面どうしを対向させるように並べて配置している。前記スペーサは前記側面どうしの間に配置されている。前記スペーサは前記側面に平行な方向に開口した通気孔を有する。前記バインド部材は平らな金属板を屈曲させて前記バッテリセル群の周囲に巻き付けて角環状にし、オーバーラップした部分を溶接して前記バッテリセル群を拘束する。 The battery device according to the embodiment includes a battery cell group, a spacer, and a binding member. The battery cell group has a plurality of battery cells each having a top surface having electrodes, a bottom surface facing the top surface, and a side surface connecting an edge of the top surface and the bottom surface to form an outer wall, the side surfaces facing each other. Are arranged side by side. The spacer is disposed between the side surfaces. The spacer has a vent hole opened in a direction parallel to the side surface. The binding member bends a flat metal plate and winds it around the battery cell group to form a square ring, and welds the overlapped portion to restrain the battery cell group.

第1実施形態のバッテリ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the battery apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のバッテリ装置の上面図である。It is a top view of the battery device of the first embodiment. 図2のバッテリ装置を矢印Aの方向から見た図である。FIG. 3 is a view of the battery device of FIG. 第2実施形態のバッテリ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the battery apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態のバッテリ装置の上面図である。It is a top view of the battery device of the second embodiment. 図5のバッテリ装置を矢印Bの方向から見た図である。FIG. 6 is a view of the battery device of FIG. 第3実施形態のバッテリ装置の上面図である。It is a top view of the battery apparatus of 3rd Embodiment. 図7のバッテリ装置を矢印Bの方向から見た図である。It is the figure which looked at the battery apparatus of FIG. 7 from the direction of arrow B. 第4実施形態のバッテリ装置の側面図である。It is a side view of the battery apparatus of 4th Embodiment. 図9のバッテリ装置を矢印Bの方向から見た図である。It is the figure which looked at the battery apparatus of FIG. 9 from the direction of arrow B.

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は実施形態のバッテリ装置の構成を示す分解斜視図である。
図1乃至図3に示すように、この第1実施形態のバッテリ装置は、複数のバッテリセル1を並べて直列および/または並列に電気的に接続したバッテリセル群2、幅方向間隔保持部材としてのスペーサ9a、拘束部材またはバインド部材としての金属プレート4,6などを有している。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery device of the embodiment.
As shown in FIGS. 1 to 3, the battery device according to the first embodiment includes a battery cell group 2 in which a plurality of battery cells 1 are arranged and electrically connected in series and / or in parallel, as a width direction interval holding member. It has a spacer 9a, metal plates 4, 6 as a restraining member or a binding member.

バッテリセル1は、例えばリチウムイオン電池などであり、上部に端子8およびガス放出安全弁10などが設けられている。端子8はバッテリセル1毎に2つあり、2つのうち一つがプラス電極、他の1つがマイナス電極である。   The battery cell 1 is, for example, a lithium ion battery, and is provided with a terminal 8 and a gas discharge safety valve 10 on the upper part. There are two terminals 8 for each battery cell 1, one of the two being a positive electrode and the other one being a negative electrode.

個々のバッテリセル1は、厚さ、幅、高さを有するほぼ直方体の形状のものであり、それぞれの方向を厚さ方向T、幅方向W、高さ方向Hとする。   Each battery cell 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape having a thickness, a width, and a height. The respective directions are a thickness direction T, a width direction W, and a height direction H.

個々のバッテリセル1は、電極8が突設された矩形の上面1aと、この上面1aと対向する矩形の下面1bと、上面1aと下面1bの間に矩形の上面1aおよび下面1bの対向する2辺から垂直に設けられた一対の第1側面1cと、上記2辺とは異なる他の2辺から垂直に設けられた一対の第2側面1dと、上面1aに設けられたガス放出安全弁10とを有している。   Each battery cell 1 has a rectangular upper surface 1a on which an electrode 8 is projected, a rectangular lower surface 1b facing the upper surface 1a, and a rectangular upper surface 1a and a lower surface 1b facing each other between the upper surface 1a and the lower surface 1b. A pair of first side surfaces 1c provided vertically from two sides, a pair of second side surfaces 1d provided vertically from the other two sides different from the two sides, and a gas release safety valve 10 provided on the upper surface 1a. And have.

換言すると、個々のバッテリセル1は、電極を有する上面1aと、上面1aと対向する下面1bと、上面1aと下面1bの縁を結んで外壁を構成する側面1c,1dとを有する。
なお、側面1cはバッテリセル1の幅方向Wに平行に配置された一対の側面であり第1側面という。側面1dはバッテリセル1の厚さ方向Tに平行に配置された一対の側面であり第2側面という。
In other words, each battery cell 1 has an upper surface 1a having electrodes, a lower surface 1b opposite to the upper surface 1a, and side surfaces 1c and 1d constituting the outer wall connecting the edges of the upper surface 1a and the lower surface 1b.
The side surface 1c is a pair of side surfaces arranged in parallel with the width direction W of the battery cell 1 and is referred to as a first side surface. The side surface 1d is a pair of side surfaces arranged in parallel with the thickness direction T of the battery cell 1 and is referred to as a second side surface.

バッテリセル群2は、複数のバッテリセル1の隣り合う側面1cどうしを対向させるようにして複数のバッテリセル1を並べて配置したものである。すなわちバッテリセル群2は、複数のバッテリセル1をその幅方向Wおよび厚さ方向Tに列設したものである。   The battery cell group 2 includes a plurality of battery cells 1 arranged side by side so that adjacent side surfaces 1c of the plurality of battery cells 1 face each other. That is, the battery cell group 2 includes a plurality of battery cells 1 arranged in the width direction W and the thickness direction T.

この例では、9個のバッテリセル1を1つのユニットとし、そのうち3個を幅方向Wに並べて配置し、その3個の組を厚さ方向Tに3列配置しバッテリセル群2としている。   In this example, nine battery cells 1 are used as one unit, three of which are arranged in the width direction W, and three sets of them are arranged in three rows in the thickness direction T to form a battery cell group 2.

スペーサ9aは、複数のバッテリセル1の隣り合う側面1cどうしの間に介挿されている。スペーサ9aは、側面1cに平行な方向に開口した複数の通気孔11を有している。   The spacer 9a is interposed between adjacent side surfaces 1c of the plurality of battery cells 1. The spacer 9a has a plurality of vent holes 11 opened in a direction parallel to the side surface 1c.

この例では、通気孔11として、小径の角孔を縦に複数(4つ)並べて設けているが、縦長の孔を1つか2つか3つ設けてもよい。スペーサ9aの素材は、不燃性で硬質の断熱材および/または例えばセラミックス系絶縁材などの絶縁材料が用いられる。   In this example, a plurality of (four) small-diameter square holes are arranged side by side as the vent hole 11, but one, two, or three long holes may be provided. As the material of the spacer 9a, a nonflammable and hard heat insulating material and / or an insulating material such as a ceramic insulating material is used.

またこの例では、通気孔11は、バッテリセル1の上面1aと下面1bを垂直に結ぶ高さ方向Hの軸と直交する方向、つまり厚さ方向Tに開口(通気経路を形成)するように配置されている。   Further, in this example, the vent hole 11 is opened in the direction perpendicular to the axis in the height direction H that connects the upper surface 1a and the lower surface 1b of the battery cell 1 vertically, that is, in the thickness direction T (forms a vent path). Has been placed.

金属プレート4,6は、平な金属板をバッテリセル群2の外形に合わせて横長の矩形枠環状(または角環状)に屈曲させてバッテリセル群2の周囲に巻き付けて角環状にし、オーバーラップした部分を溶接して拘束する。つまり金属プレート4,6は、バッテリセル群2を外側から付勢するように拘束(バインド)するバインド部材である。金属プレート4,6には、通気孔11の開口方向にスロット12が設けられている。   The metal plates 4 and 6 are formed by bending a flat metal plate into a horizontally long rectangular frame ring (or square ring) according to the outer shape of the battery cell group 2 and winding it around the battery cell group 2 to form a square ring. The welded part is welded and restrained. That is, the metal plates 4 and 6 are binding members that restrain (bind) the battery cell group 2 so as to urge it from the outside. Slots 12 are provided in the metal plates 4 and 6 in the opening direction of the air holes 11.

列設されたバッテリセル1の、スペーサ9aが未挿入のカ所(側面1dどうしの間、金属プレート6とバッテリセル1との間、バッテリセル群2の両端縁など)には絶縁フィルムなどの絶縁部材7が介挿されている。   Insulations such as an insulating film are provided in the battery cells 1 in which the spacers 9a are not inserted (between the side surfaces 1d, between the metal plate 6 and the battery cell 1, both ends of the battery cell group 2, etc.). The member 7 is inserted.

絶縁部材7は、介挿部位に合わせて厚さの異なるものを配置する。絶縁部材7は、各バッテリセル1の間に配置する他、バッテリセル1の上方、バッテリセル1の底などに比較的厚みが薄いものを配置しているが、フィルムの厚みについては、セラミックス系絶縁材などの材料を適切に選択して使用することでその効果は変わらないため、他の素材のものも利用可能である。   The insulating member 7 has a different thickness according to the insertion site. The insulating member 7 is disposed between the battery cells 1 and a relatively thin member is disposed above the battery cell 1 and at the bottom of the battery cell 1. Since the effect is not changed by appropriately selecting and using a material such as an insulating material, other materials can also be used.

バッテリセル群2は、個々のバッテリセル1の端子8をバスバー(図示せず)にて直列または並列に接続して高出力化および大容量化を図ったものである。バッテリセル群2の両端(先端と後端)には、絶縁部材7が配設されている。この絶縁部材7は十分な曲げ剛性を有するものであり、バッテリセル群2を外力(外圧)から保護するものである。   In the battery cell group 2, the terminals 8 of the individual battery cells 1 are connected in series or in parallel by a bus bar (not shown) to achieve high output and large capacity. Insulating members 7 are disposed at both ends (front end and rear end) of the battery cell group 2. This insulating member 7 has sufficient bending rigidity, and protects the battery cell group 2 from external force (external pressure).

金属プレート4,6は、例えば薄鋼板(例えばSPHC:熱間圧延軟鋼板(JIS G 3131)、SPCC:冷間圧延軟鋼板(JIS G 3141))などの板状の部材である。金属プレート4,6は、バッテリセル群2の厚さ方向T(第1方向)、幅方向W(第2方向)、高さ方向H(第3方向)の軸のうち少なくとも2つの軸周りを、それぞれのプレートを屈曲させてバッテリセル群2を包むように拘束(バインド)している。   The metal plates 4 and 6 are plate-like members such as thin steel plates (for example, SPHC: hot rolled mild steel plate (JIS G 3131), SPCC: cold rolled mild steel plate (JIS G 3141)). The metal plates 4 and 6 are arranged around at least two axes among the thickness direction T (first direction), the width direction W (second direction), and the height direction H (third direction) of the battery cell group 2. The respective plates are bent (bound) so as to wrap the battery cell group 2.

各金属プレート4,6は、バッテリセル群2のそれぞれ方向の周囲よりも長く形成されており、バッテリセル群2をバインドしたときに重なり部分(オーバーラップ部分4c、6a)ができる。この重なり部分(オーバーラップ部分4c、6a)を溶接して固着(固定、結合)している。金属プレート4,6を溶接する際には、治具などで拘束力が強く(高く)なる方向に圧力を加えて、つまり付勢して重なり部分(オーバーラップ部分4c、6a)を溶接している。   Each metal plate 4 and 6 is formed longer than the circumference | surroundings of each direction of the battery cell group 2, and when the battery cell group 2 is bound, an overlap part (overlap part 4c, 6a) is made. These overlapping portions (overlapping portions 4c and 6a) are welded and fixed (fixed or coupled). When welding the metal plates 4 and 6, pressure is applied in a direction in which the restraining force is strong (high) with a jig or the like, that is, energizing to weld the overlapping portions (overlap portions 4 c and 6 a). Yes.

この他、拘束力を高める方法としては、例えば金属プレート4,6の重なる部分の一端を引っ張る(張力を加える)ようにしてもよい。   In addition, as a method for increasing the restraining force, for example, one end of the overlapping portion of the metal plates 4 and 6 may be pulled (tension applied).

なお、図1乃至3では、構造を簡素化するために、幅方向Wの軸周りをバインドするための金属プレート5をバインドしていないが、さらに剛性を高める必要がある場合はバインドしてもよい。   In FIGS. 1 to 3, the metal plate 5 for binding around the axis in the width direction W is not bound to simplify the structure. However, if the rigidity needs to be further increased, the metal plate 5 may be bound. Good.

金属プレート4は、個々のバッテリセル1の端子8、ガス放出安全弁10等の突出部の上に絶縁部材7を介して巻き付ける。   The metal plate 4 is wound around the protruding portions such as the terminals 8 of the individual battery cells 1 and the gas discharge safety valve 10 via the insulating member 7.

金属プレート6は、板状の部材を屈曲させてバッテリセル群2を高さ方向Hの軸周りに包むようにバインドする第2のバインド部材である。   The metal plate 6 is a second binding member that binds the battery cell group 2 so as to wrap around the axis in the height direction H by bending a plate-like member.

これら金属プレート4,6は、樹脂などの可燃性材料で構成されたバッテリケースとは異なり、バッテリセル1を金属プレートで包み込むことで、ケースと同等の筐体機能としており、金属であることから燃えないため、過充電時などの影響で、あるバッテリセル1から発火しても近接するバッテリセル群2への延焼を抑えることができる。   Since the metal plates 4 and 6 are different from battery cases made of flammable materials such as resin, the battery cells 1 are encased in metal plates to provide a casing function equivalent to the case, and are metal. Since it does not burn, it is possible to suppress the spread of fire to the adjacent battery cell group 2 even if a certain battery cell 1 ignites due to the influence of overcharge or the like.

この他、図示はしていないが、バッテリセル群2の上部には、各バッテリセル1を充放電制御するための回路基板を収容した基板ユニットが配置されている。   In addition, although not shown, a board unit that accommodates a circuit board for charge / discharge control of each battery cell 1 is disposed above the battery cell group 2.

この第1実施形態のバッテリ装置の製造方法を説明する。
この第1実施形態の場合、複数のバッテリセル1をその幅方向Wに3個並べて配置し、それぞれのバッテリセル1の間にスペーサ9aを介挿し、そのバッテリセル1の組を厚さ方向Tに3列並べ、バッテリセル群2とする。
A method for manufacturing the battery device according to the first embodiment will be described.
In the case of the first embodiment, three battery cells 1 are arranged side by side in the width direction W, spacers 9a are interposed between the battery cells 1, and the set of battery cells 1 is arranged in the thickness direction T. The battery cell group 2 is arranged in three rows.

そして、そのバッテリセル群2を、まず金属プレート6で高さ方向Hの軸周りに包んで拘束(バインド)し、オーバーラップ部分6aを溶接して固着(固定、結合)する。   The battery cell group 2 is first wrapped around the axis in the height direction H by the metal plate 6 and bound (bound), and the overlap portion 6a is welded and fixed (fixed or coupled).

この際、スペーサ9aの通気孔11が開口する方向に金属プレート6のスロット12が位置するようにする。   At this time, the slot 12 of the metal plate 6 is positioned in the direction in which the vent hole 11 of the spacer 9a opens.

続いて、バッテリセル群2の上部に絶縁部材7をあてがった上で、個々のバッテリセル1の端子8をバスバーなどで接続し、その上に基板ユニットを取り付ける。   Subsequently, after the insulating member 7 is applied to the upper part of the battery cell group 2, the terminals 8 of the individual battery cells 1 are connected by a bus bar or the like, and the board unit is attached thereon.

最後に、基板ユニットを取り付けたバッテリセル群2を金属プレート4で厚さ方向Tの軸周りに包んで拘束(バインド)し、オーバーラップ部分4cを溶接して固着(固定、結合)する。   Finally, the battery cell group 2 to which the board unit is attached is wrapped around the axis in the thickness direction T by the metal plate 4 and bound (bound), and the overlap portion 4c is welded and fixed (fixed and bonded).

このようにこの第1実施形態によれば、複数のバッテリセル1を幅方向Wに並べて隣り合うそれぞれの側面1cの間にスペーサ9aを介挿したことで、隣接するバッテリセル1間で熱が伝わり難くなり、バッテリ装置の冷却性能を向上することができる。   As described above, according to the first embodiment, the plurality of battery cells 1 are arranged in the width direction W and the spacers 9a are interposed between the adjacent side surfaces 1c, so that heat is generated between the adjacent battery cells 1. It becomes difficult to transmit, and the cooling performance of the battery device can be improved.

また、スペーサ9aの通気孔11が開口する方向の金属プレート6にスロット12(通気窓)を設けたことで、バッテリ装置内部の熱が外部へ放熱されるようになり、バッテリ装置の冷却性能を向上することができる。   Further, by providing the slot 12 (ventilation window) in the metal plate 6 in the direction in which the vent hole 11 of the spacer 9a opens, the heat inside the battery device is radiated to the outside, and the cooling performance of the battery device is improved. Can be improved.

さらに、バッテリセル群2を、バッテリセル1の厚さ方向Tおよび高さ方向Hの2軸周りに金属プレート4,6で包むようにバインドして溶接する構造としたことで、バッテリセル群2を収容する容器の収容場所の確保が不要になり、またバッテリセル1どうしを固着するための接着剤とその塗布作業および乾燥時間などが不要になる。   Furthermore, the battery cell group 2 is structured to be bound and welded so as to be wrapped with the metal plates 4 and 6 around the two axes in the thickness direction T and the height direction H of the battery cell 1. It is not necessary to secure a storage location for the container to be stored, and an adhesive for fixing the battery cells 1 to each other, an application operation thereof, and a drying time are not required.

この結果、隣接するバッテリセル1の側面どうしを対向させて複数のバッテリセル1を並べる構造をとる場合に冷却性能を向上することができるバッテリ装置を提供することができる。   As a result, it is possible to provide a battery device capable of improving the cooling performance when a structure in which a plurality of battery cells 1 are arranged with the side surfaces of adjacent battery cells 1 facing each other is provided.

なお、この第1実施形態の例ではバッテリセル群2の周囲には、金属プレート4,6をバインドしたが、金属プレート5に通気口11へ対向するスロットを設ければ、さらに幅方向Wの軸周りに金属プレート5(図4参照)をバインドすることにより、バッテリ厚さ方向Tへの倒れに対する剛性を向上することができる。これにより加振されてバッテリ装置が倒れたときのがたつきや個々のバッテリセル1の並びのズレなどを抑えることができる。   In the example of the first embodiment, the metal plates 4 and 6 are bound around the battery cell group 2. However, if the metal plate 5 is provided with a slot facing the vent hole 11, the metal plate 5 is further provided in the width direction W. By binding the metal plate 5 (see FIG. 4) around the axis, the rigidity against the fall in the battery thickness direction T can be improved. As a result, it is possible to suppress the rattling when the battery device falls due to vibration and the alignment of the individual battery cells 1.

この他、例えば温度によるバッテリ厚さ方向Tの伸び縮み、経年によるバッテリ膨張、過充電時などの発火に対応できる。   In addition, for example, it is possible to cope with expansion and contraction in the battery thickness direction T due to temperature, battery expansion due to aging, and ignition during overcharging.

なお、この第1実施形態では、金属プレート4,6にてバッテリセル1の2つの方向(厚さ方向T、高さ方向H)それぞれの軸周りでバッテリセル群2を拘束したが、金属プレート5に通気口11へ対向するスロットを設ければ、金属プレート5,6または金属プレート4,5でバインドしてもよく、少なくとも2つの方向の軸周りでバッテリセル群2を拘束すればよい。   In the first embodiment, the battery cell group 2 is constrained around the respective axes of the two directions (thickness direction T and height direction H) of the battery cell 1 by the metal plates 4 and 6. 5 may be bound by the metal plates 5 and 6 or the metal plates 4 and 5, and the battery cell group 2 may be constrained around at least two axes.

(第2実施形態)
次に、図4〜図6を参照して第2実施形態を説明する。
上記第1実施形態では、複数のバッテリセル1を厚さ方向Tと幅方向Wに並べて、幅方向Wの隣り合うそれぞれの側面1cの間にスペーサ9aを介挿したが、この第2実施形態では、複数のバッテリセル1の厚さ方向Tの隣り合う側面1dの間にスペーサ9bを介挿した例を示す。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, the plurality of battery cells 1 are arranged in the thickness direction T and the width direction W, and the spacers 9a are interposed between the adjacent side surfaces 1c in the width direction W. This second embodiment Then, the example which inserted the spacer 9b between the adjacent side surfaces 1d of the thickness direction T of the some battery cell 1 is shown.

また、上記第1実施形態では、厚さ、幅、高さ方向などといった3軸周りにバインドする金属プレート4,5,6のうち、金属プレート4,6を用いてバッテリセル群2をバインドする例を説明したが、この第2実施形態では、金属プレート5,6を用いてバッテリセル群2をバインドした例を説明する。   In the first embodiment, the battery cell group 2 is bound using the metal plates 4, 6 among the metal plates 4, 5, 6 bound around the three axes such as thickness, width, height direction, and the like. In the second embodiment, an example in which the battery cell group 2 is bound using the metal plates 5 and 6 will be described.

すなわち、図4〜図6に示すように、この第2実施形態の場合、複数のバッテリセル1の厚さ方向Tの隣り合う側面1dの間にスペーサ9bが介挿されている。スペーサ9bには通気孔11が設けられているが、通気孔11は、側面1dと平行でかつ幅方向Wに向けて開口されている。通気孔11は、バッテリセル1の上面1aと下面1bを垂直に結ぶ軸と直交する方向に開口されている。   That is, as shown in FIGS. 4 to 6, in the case of the second embodiment, the spacer 9 b is interposed between the side surfaces 1 d adjacent to each other in the thickness direction T of the plurality of battery cells 1. The spacer 9b is provided with a vent hole 11. The vent hole 11 is opened in the width direction W in parallel with the side surface 1d. The vent hole 11 is opened in a direction perpendicular to an axis that vertically connects the upper surface 1a and the lower surface 1b of the battery cell 1.

そして、この例では、厚さ方向Tおよび幅方向Wにそれぞれ列設した複数のバッテリセル1から構成されるバッテリセル群2に対して、バッテリセル1の高さ方向Hの軸周りに金属プレート6がバインドされ、端部どうしの重なったオーバーラップ部分6aが溶接により結合されて、角環状(角枠状)とされている。   In this example, a metal plate around the axis in the height direction H of the battery cell 1 with respect to the battery cell group 2 composed of the plurality of battery cells 1 arranged in the thickness direction T and the width direction W, respectively. 6 is bound, and the overlapping portion 6a where the end portions overlap each other is joined by welding to form an angular ring shape (square frame shape).

また、この例では、バッテリセル群2に対して、バッテリセル1の幅方向Wの軸周りに金属プレート5がバインドされている。ここで、金属プレート5は金属プレート5a,5bの2ピース構造であり、金属プレート5a,5bどうしが重なったオーバーラップ部分5cに溶接が施されて、角環状(角枠状)とされている。   In this example, the metal plate 5 is bound to the battery cell group 2 around the axis in the width direction W of the battery cell 1. Here, the metal plate 5 has a two-piece structure of metal plates 5a and 5b. The overlap portion 5c where the metal plates 5a and 5b overlap each other is welded to form a square ring (square frame shape). .

なお、列設されたバッテリセル1の、スペーサ9bが未挿入のカ所(側面1cどうしの間、金属プレート6とバッテリセル1との間、バッテリセル群2の両端縁など)には絶縁フィルムなどの絶縁部材7が介挿されている。   It should be noted that an insulating film or the like is provided in the battery cells 1 arranged in a row where the spacers 9b are not inserted (between the side surfaces 1c, between the metal plate 6 and the battery cell 1, and both edges of the battery cell group 2). Insulating member 7 is inserted.

このようにこの第2実施形態によれば、複数のバッテリセル1を幅方向Wおよび厚さ方向Tに並べて、厚さ方向Tの隣り合うそれぞれの側面1dの間にスペーサ9bを介挿したことと、スペーサ9bの通気孔11が開口する方向の金属プレート6の側面にスロット12(通気窓)を設けたことで、通気孔11が設けられているスペーサ9bを介してバッテリセル1から放熱し、バッテリ装置の冷却性能を向上することができる。   As described above, according to the second embodiment, the plurality of battery cells 1 are arranged in the width direction W and the thickness direction T, and the spacers 9b are interposed between the side surfaces 1d adjacent to each other in the thickness direction T. Since the slots 12 (ventilation windows) are provided on the side surface of the metal plate 6 in the direction in which the vent holes 11 of the spacer 9b open, heat is radiated from the battery cell 1 through the spacers 9b provided with the vent holes 11. The cooling performance of the battery device can be improved.

また、バッテリセル群2の周囲最直近の位置にバッテリ高さ方向Hの軸周りに金属プレート6をバインドすることにより、低温から高温まで広い温度レンジでの動作が求められ、低温でバッテリセル1が厚さ方向に縮んだ場合でも、圧力(張力)を加えつつ金属プレート6をバインドしておけばバッテリセル1の相互間、バッテリセル1と金属プレート6との間に空間(隙間)ができることがなく、加振時にガタガタするようなことなく振動値を低く抑えることができる。   In addition, by binding the metal plate 6 around the axis in the battery height direction H to the closest position around the battery cell group 2, operation in a wide temperature range from low temperature to high temperature is required. If the metal plate 6 is bound while applying pressure (tension) even if the metal plate shrinks in the thickness direction, a space (gap) can be created between the battery cells 1 and between the battery cell 1 and the metal plate 6. The vibration value can be kept low without rattling during vibration.

また、経年変化によって個々のバッテリセル1が厚み方向Tに膨張したとしても、バインドするにあたり十分な断面積を有する金属プレート6を用いること、また十分な曲げ剛性を有した絶縁部材7をバッテリセル群2の端部(先端と後端)と金属プレート6との間に配置すること、などにより、バッテリのケースの機能としての剛性が高まり、外形の変形を抑えることができる。   Further, even if each battery cell 1 expands in the thickness direction T due to aging, the metal plate 6 having a sufficient cross-sectional area is used for binding, and the insulating member 7 having sufficient bending rigidity is attached to the battery cell. Arrangement between the end portions (the front end and the rear end) of the group 2 and the metal plate 6 increases the rigidity as a function of the battery case and suppresses deformation of the outer shape.

(第3実施形態)
次に、図7,図8を参照して第3実施形態を説明する。
上記第2実施形態では、複数のバッテリセル1を厚さ方向Tと幅方向Wに並べて、厚さ幅方向Tの隣り合うそれぞれの側面1dの間にスペーサ9bを介挿したが、この第3実施形態では、高さ方向Hに開口した通気孔11を有するスペーサ9cを側面1dの間に介挿した例を示す。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the plurality of battery cells 1 are arranged in the thickness direction T and the width direction W, and the spacers 9b are interposed between the side surfaces 1d adjacent to each other in the thickness width direction T. In the embodiment, an example in which a spacer 9c having a vent hole 11 opened in the height direction H is interposed between the side surfaces 1d is shown.

また上記第2実施形態では、厚さ、幅、高さ方向などといった3軸周りにバインドする金属プレート4,5,6のうち、金属プレート5,6を用いてバッテリセル群2をバインドする例を説明したが、この第3実施形態についても第2実施形態と同様とする。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, the battery cell group 2 is bound using the metal plates 5 and 6 among the metal plates 4, 5 and 6 bound around three axes such as thickness, width, and height direction. However, the third embodiment is the same as the second embodiment.

すなわち、図7,図8に示すように、この第3実施形態は、複数のバッテリセル1の厚さ方向Tの隣り合う側面1dの間にスペーサ9cが介挿されている。スペーサ9cには通気孔11が設けられているが、通気孔11は、側面1dと平行でかつ高さ方向Hに向けて開口されている。通気孔11は、バッテリセル1の上面1aと下面1bを垂直に結ぶ軸の方向に開口されている。   That is, as shown in FIGS. 7 and 8, in the third embodiment, the spacer 9 c is interposed between the side surfaces 1 d adjacent to each other in the thickness direction T of the plurality of battery cells 1. The spacer 9c is provided with a vent hole 11. The vent hole 11 is opened in parallel with the side surface 1d and in the height direction H. The vent hole 11 is opened in the direction of an axis that vertically connects the upper surface 1a and the lower surface 1b of the battery cell 1.

なお、この例の場合、金属プレート6ではなく、金属プレート5の上面および下面にスロット12を設ける。スロット12は、通気孔11の開口方向に設けられている。   In this example, slots 12 are provided on the upper and lower surfaces of the metal plate 5 instead of the metal plate 6. The slot 12 is provided in the opening direction of the vent hole 11.

そして、この例では、バッテリセル群2に対して、第2実施形態と同様に、バッテリセル1の高さ方向Hの軸周りに金属プレート6がバインドされ、バッテリセル1の幅方向Wの軸周りに金属プレート5がバインドされる。   In this example, the metal plate 6 is bound around the axis in the height direction H of the battery cell 1 with respect to the battery cell group 2 and the axis in the width direction W of the battery cell 1 as in the second embodiment. A metal plate 5 is bound around.

なお、列設されたバッテリセル1の、スペーサ9cが未挿入のカ所(側面1cどうしの間、金属プレート6とバッテリセル1との間、バッテリセル群2の両端縁など)には絶縁フィルムなどの絶縁部材7が介挿されている。   It should be noted that an insulating film or the like is provided in the battery cells 1 arranged in a row where the spacers 9c are not inserted (between the side surfaces 1c, between the metal plate 6 and the battery cell 1, and both edges of the battery cell group 2). Insulating member 7 is inserted.

このようにこの第3実施形態によれば、複数のバッテリセル1を幅方向Wおよび厚さ方向Tに並べて、厚さ方向Tの隣り合うそれぞれの側面1dの間に、スペーサ9cを介挿したことと、スペーサ9cの通気孔11が開口する方向の金属プレート5の側面にスロット12(通気窓)を設けたことで、通気孔11が設けられているスペーサ9cを介してバッテリセル1から放熱し、バッテリ装置の冷却性能を向上することができる。   As described above, according to the third embodiment, the plurality of battery cells 1 are arranged in the width direction W and the thickness direction T, and the spacers 9c are interposed between the adjacent side surfaces 1d in the thickness direction T. In addition, by providing a slot 12 (ventilation window) on the side surface of the metal plate 5 in the direction in which the vent hole 11 of the spacer 9c opens, heat is radiated from the battery cell 1 through the spacer 9c provided with the vent hole 11. In addition, the cooling performance of the battery device can be improved.

(第4実施形態)
次に、図9,図10を参照して第4実施形態を説明する。
この第4実施形態は、第2実施形態(図4の例)と第3実施形態の応用例であり、同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
The fourth embodiment is an application example of the second embodiment (example of FIG. 4) and the third embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図9,図10に示すように、この第4実施形態は、第2実施形態(図4の例)のように金属プレート6の側面にスロット12を設ける以外に、第3実施形態のように、金属プレート5の下面にもスロット12を設け、バッテリセル1の側面1d間には円柱状の細いスペーサ9dを点在配置する。なお、この場合、金属プレート5の上面にはスロット12は設けない。   As shown in FIGS. 9 and 10, the fourth embodiment is similar to the third embodiment except that the slot 12 is provided on the side surface of the metal plate 6 as in the second embodiment (example of FIG. 4). Slots 12 are also provided on the lower surface of the metal plate 5, and thin cylindrical spacers 9 d are arranged between the side surfaces 1 d of the battery cell 1. In this case, the slot 12 is not provided on the upper surface of the metal plate 5.

すなわち、この第4実施形態の場合、複数のバッテリセル1の厚さ方向Tの隣り合う側面1dの間に複数のスペーサ9dが介挿されている。これらのスペーサ9dは円柱状をなす細いものである。したがって側面1d間にできた隙間では側面1dと平行な方向であれば、さまざまな方向へ通気できる。   That is, in the case of the fourth embodiment, a plurality of spacers 9d are interposed between the side surfaces 1d adjacent to each other in the thickness direction T of the plurality of battery cells 1. These spacers 9d are thin and cylindrical. Therefore, the gap formed between the side surfaces 1d can be ventilated in various directions as long as the direction is parallel to the side surface 1d.

また、この例では、バッテリセル1の高さ方向Hの軸周りにバインドした金属プレート6の前面(矢印Bの位置)と背面の、スペーサ9dの介挿により生じた隙間に対応する位置にスロット12(図4参照)を設けると共に、バッテリセル1の幅方向Wの軸周りにバインドした金属プレート5の下面(バッテリ底部)にもスロット12を設けている。   Further, in this example, the slot is formed at the position corresponding to the gap generated by the insertion of the spacer 9d between the front surface (position of arrow B) and the rear surface of the metal plate 6 bound around the axis in the height direction H of the battery cell 1. 12 (see FIG. 4), and a slot 12 is also provided on the lower surface (battery bottom) of the metal plate 5 bound around the axis in the width direction W of the battery cell 1.

この他、列設されたバッテリセル1の、スペーサ9dが未挿入のカ所(側面1cどうしの間、金属プレート6とバッテリセル1との間、バッテリセル群2の両端縁など)には絶縁フィルムなどの絶縁部材7が介挿されている。   In addition, an insulating film is provided on the battery cells 1 arranged in a row where the spacers 9d are not inserted (between the side surfaces 1c, between the metal plate 6 and the battery cell 1, both ends of the battery cell group 2, etc.). An insulating member 7 such as is inserted.

このようにこの第4実施形態によれば、バッテリセル1の側面1dに円柱状のスペーサ9dを複数点在させるように配置し、金属プレート5の底面(バッテリ底部)と金属プレート6の側面にそれぞれスロット12を設けたことで、気流がバッテリ底部から高さH方向に通風し、幅方向Wに流出するようになるので、バッテリセル1の側面1dの表面から直接、気流へ放熱できるようになり、冷却性能を向上することができ、バッテリ装置の温度を下げることができる。   As described above, according to the fourth embodiment, a plurality of columnar spacers 9 d are arranged on the side surface 1 d of the battery cell 1, and the bottom surface (battery bottom portion) of the metal plate 5 and the side surface of the metal plate 6 are disposed. Since each slot 12 is provided, the airflow flows in the height H direction from the bottom of the battery and flows out in the width direction W, so that heat can be radiated directly from the surface of the side surface 1d of the battery cell 1 to the airflow. Thus, the cooling performance can be improved, and the temperature of the battery device can be lowered.

なお、金属プレート5と金属プレート6とが交差する部分を溶接することでプレート間の相対的な動きを封じることができ、バッテリセル群2がソリッドのようになり、曲げ剛性などをさらに向上することができる。これにより加振時に曲がりを含めたさまざまな状況での振動によるがたつきや並びのズレなどを抑えることができる。   It should be noted that by welding the portion where the metal plate 5 and the metal plate 6 intersect, the relative movement between the plates can be sealed, and the battery cell group 2 becomes solid, further improving the bending rigidity and the like. be able to. As a result, it is possible to suppress rattling or misalignment due to vibration in various situations including bending at the time of vibration.

以上のように本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…バッテリセル、2…バッテリセル群、4,5,6…金属プレート、7…絶縁部材、8…端子、9a,9b,9c,9d…スペーサ、10…ガス放出安全弁、11…通気孔、12…スロット(通気窓)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery cell, 2 ... Battery cell group, 4, 5, 6 ... Metal plate, 7 ... Insulating member, 8 ... Terminal, 9a, 9b, 9c, 9d ... Spacer, 10 ... Gas discharge safety valve, 11 ... Vent hole, 12 ... Slot (ventilation window).

Claims (5)

電極を有する上面と、前記上面と対向する下面と、前記上面と前記下面の縁を結んで外壁を構成する側面とを有する複数のバッテリセルを、前記側面どうしを対向させるように並べて配置したバッテリセル群と、
前記側面どうしの間に配置され、前記側面に平行な方向に開口した通気孔を有するスペーサと、
平らな金属板を屈曲させて前記バッテリセル群の周囲に巻き付けて角環状にし、オーバーラップした部分を溶接して前記バッテリセル群を拘束するバインド部材と
を具備するバッテリ装置。
A battery in which a plurality of battery cells having an upper surface having electrodes, a lower surface facing the upper surface, and a side surface forming an outer wall connecting the edges of the upper surface and the lower surface are arranged side by side so that the side surfaces face each other. A group of cells;
A spacer having a vent hole disposed between the side surfaces and opened in a direction parallel to the side surfaces;
A battery device comprising: a flat metal plate that is bent and wound around the battery cell group to form an angular ring shape, and a binding member that restrains the battery cell group by welding an overlapped portion .
前記バインド部材は、
前記通気孔の開口方向に設けられた通気窓を備える請求項1記載のバッテリ装置。
The binding member is
The battery device according to claim 1, further comprising a ventilation window provided in an opening direction of the ventilation hole.
前記通気孔が、前記バッテリセルの前記上面と前記下面を垂直に結ぶ軸の方向に開口されている請求項1記載のバッテリ装置。   The battery device according to claim 1, wherein the vent hole is opened in a direction of an axis that vertically connects the upper surface and the lower surface of the battery cell. 前記通気孔が、前記バッテリセルの前記上面と前記下面を垂直に結ぶ軸と直交する方向に開口されている請求項1記載のバッテリ装置。   The battery device according to claim 1, wherein the air hole is opened in a direction orthogonal to an axis that vertically connects the upper surface and the lower surface of the battery cell. 前記スペーサが、断熱性および/または絶縁性の部材である請求項1記載のバッテリ装置。   The battery device according to claim 1, wherein the spacer is a heat insulating and / or insulating member.
JP2012159200A 2012-07-18 2012-07-18 Battery device Expired - Fee Related JP5932536B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012159200A JP5932536B2 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Battery device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012159200A JP5932536B2 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Battery device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014022166A JP2014022166A (en) 2014-02-03
JP5932536B2 true JP5932536B2 (en) 2016-06-08

Family

ID=50196837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012159200A Expired - Fee Related JP5932536B2 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Battery device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5932536B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110268548B (en) * 2017-02-03 2022-09-06 株式会社杰士汤浅国际 Electricity storage device
JP7175590B2 (en) * 2017-05-22 2022-11-21 株式会社東芝 Battery pack and battery board
JP7033730B2 (en) * 2018-07-11 2022-03-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Cooling device, battery temperature control system and vehicle
CN113519083B (en) * 2019-03-12 2024-06-18 株式会社东芝 Restraint fixture and manufacturing method of battery

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4127060B2 (en) * 2003-01-20 2008-07-30 トヨタ自動車株式会社 Lithium ion batteries for vehicles
JP4415570B2 (en) * 2003-06-03 2010-02-17 トヨタ自動車株式会社 Battery
JP4701652B2 (en) * 2004-08-02 2011-06-15 トヨタ自動車株式会社 Assembled battery
JP2008277085A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
JP4807595B2 (en) * 2008-12-12 2011-11-02 本田技研工業株式会社 Battery holding device
JP5535794B2 (en) * 2010-06-30 2014-07-02 三洋電機株式会社 Assembled battery
JP2012084297A (en) * 2010-10-08 2012-04-26 Toshiba Corp Battery pack device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014022166A (en) 2014-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6258272B2 (en) Battery module
JP5674936B2 (en) Secondary battery pouch with improved safety, pouch-type secondary battery and medium-sized battery pack using the same
JP5234126B2 (en) Battery pack using exterior film and battery pack manufacturing method
JP6245142B2 (en) Secondary battery manufacturing method and secondary battery
JP6650674B2 (en) Power storage module
JP6090711B2 (en) Secondary battery and battery module
JP6172037B2 (en) Power storage device
JP4701652B2 (en) Assembled battery
JP2020513141A (en) Cylindrical secondary battery module and method for producing the same
JP5932536B2 (en) Battery device
JP6225734B2 (en) Power storage device
EP2993716B1 (en) Battery having cap plate coupled to electrode lead
WO2018159275A1 (en) Battery module
WO2013124889A1 (en) Electrical storage device
JP2008235149A (en) Spacer member for battery pack and battery pack
JP5585482B2 (en) Power storage device
US20210320363A1 (en) Method of Manufacturing Battery Module and Battery Module Manufactured Thereby
JP5838837B2 (en) Electrode storage separator, power storage device, and vehicle
JP6031388B2 (en) Assembled battery
JP6290665B2 (en) Assembled battery
JP5682371B2 (en) Electric storage device, method for manufacturing electric storage cell, and method for manufacturing electric storage device
JP6464958B2 (en) Battery pack
JP7538626B2 (en) Battery cells and battery modules
JP2014022058A (en) Battery device
KR20200064737A (en) Secondary battery with improved electrode tap and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160428

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5932536

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees