JP6463471B2 - バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法 - Google Patents

バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6463471B2
JP6463471B2 JP2017520195A JP2017520195A JP6463471B2 JP 6463471 B2 JP6463471 B2 JP 6463471B2 JP 2017520195 A JP2017520195 A JP 2017520195A JP 2017520195 A JP2017520195 A JP 2017520195A JP 6463471 B2 JP6463471 B2 JP 6463471B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery cell
main surface
battery
plate
chassis
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.)
Active
Application number
JP2017520195A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016189745A1 (ja
Inventor
庸介 大迫
庸介 大迫
寿久 岡
寿久 岡
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2016189745A1 publication Critical patent/JPWO2016189745A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6463471B2 publication Critical patent/JP6463471B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • 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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本発明は、バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法に係り、特に電池セルの支持構造に関する。
従来、複数の電池セルを備えた組電池をケース内に収納したバッテリーモジュール技術が開示されている。組電池を用いたバッテリーモジュールの一例を特許文献1に示す。特許文献1では、充電時にセルが膨張するのを利用し、弾性体であるSUS製の保持プレートで押さえこむことで、膨張力に対する反発力で、セル本体及びセル内部の電極を固定するという方法をとっている。
ところで、電池セルの中でも、次世代のリチウムイオンセルは、従来のリチウムイオンセルと比較して、充電時におけるセルの膨張力が20%から30%程度低下していることが検証試験によって確認されている。
特許文献1におけるセル実装方式では、充電時のセルの膨張力に対して、ばね性のあるSUS製の保持プレートで押さえこむことで、セル本体及びセル内部の電極を固定している。そのため、次世代セルにおいてセルの膨張力が低下していることは、セルを押さえこむ力すなわち押圧力が低下することに繋がるため、次世代セルを採用するにあたり、要求される機械環境条件によっては、押圧力を向上させる実装法の構築が必要であった。
特許第3888283号公報
しかしながら、リチウムイオンセルの膨張率が小さくなった次世代型の電池においては、特許文献1のバッテリモジュールケースでは、電池セルを押圧する押圧力を十分に印加することができず、要求される機械環境条件に対して、十分な耐振動性を得ることができない場合がある、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、膨張率の大小に依存することなくバッテリーを確実に固定することができ、耐振動性の高いバッテリーケースを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第1主面と第1主面に対向する第2主面を有する電池セルを収納するバッテリーケースである。バッテリーケースは、電池セルの第1主面に当接されるシャシと、電池セルの第2主面に配置される調整板と、調整板を介して電池セルの第2主面側を覆う、弾性体からなる保持プレートとを、備えたことを特徴とする。前記保持プレートは、前記電池セルの、前記第1および第2主面に直交する高さ方向の中心位置よりも上部で前記シャシの側壁に固定されている。
本発明によれば、膨張率に依存することなくバッテリーを確実に固定することができ、耐振動性の高いバッテリーケースを得ることができるという効果を奏する。
実施の形態1のバッテリーモジュールを示す断面説明図 実施の形態1のバッテリーモジュールを示す斜視図 実施の形態1のバッテリーモジュールの分解斜視図 実施の形態1のバッテリーモジュールを示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図 実施の形態1のバッテリーモジュールの動作時を示す図であり、(a)および(b)は、張力印加前と印加時の要部拡大図 実施の形態2のバッテリーモジュールの調整板を示す断面図 実施の形態3のバッテリーモジュールを示す断面説明図 実施の形態3のバッテリーモジュールを示す分解斜視図 実施の形態4のバッテリーモジュールを示す断面説明図
以下に、本発明の実施の形態に係るバッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1のバッテリーモジュールを示す断面説明図、図2は、実施の形態1のバッテリーモジュールを示す斜視図、図3は、実施の形態1のバッテリーモジュールの分解斜視図、図4は、実施の形態1のバッテリーモジュールを示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。図5は、実施の形態1のバッテリーモジュールの動作時を示す図であり、(a)および(b)は、張力印加前と印加時の要部拡大図である。実施の形態1のバッテリーモジュールは、必要な個数のリチウム電池セルを直列接続して、人工衛星に搭載する組電池モジュールであり、第1主面10Aと第1主面10Aに対向する第2主面10Bを有する断面楕円形の電池セル10をバッテリーケースに収納したものである。実施の形態1のバッテリーケースは、電池セル10の第1主面10Aに当接されるシャシ20と、電池セル10の第2主面10Bに配置される調整板30と、調整板30を介して電池セル10の第2主面10B側を覆うように、保持する保持プレート40とを、備える。保持プレート40は、板厚が1mmのSUS400と指称されるステンレス鋼板で構成されている。そして、接着剤を使用できない宇宙空間で高張力ボルトからなるボルト60を用い、ボルトのみで、確実に固定することのできる電池セルの固定構造を構成する。
電池セル10は、通例の電池セルであり、外装缶と、外装缶内に設けられた2つの極板を含む電極構造体と、極板にそれぞれ接続された集電板と、集電板に接続された端子電極とを有する。ここでは一方の極性を持つ集電板と端子電極のみを図示し、他方は省略する。電極構造体は、2つの極板がセパレータを介して巻回された巻回体であり、外装缶内で図示しない電解液に浸漬されている。そして、外装缶内で電池反応により生成された電荷を集電板を介して端子電極から取り出すように構成されている。
電池セル10を収納するアルミニウム製のシャシ20は、底板20Bと、底板20Bの両側に設けられた側20Sとを有する。調整板30は、電池セル10の集電板13の位置に対応して設けられる。
また、調整板30は、電池セル10の集電板13よりもサイズが大きく、集電板13に対向する領域を覆うように配するのが望ましい。これにより、より確実に集電板13を保持することができる。
また、調整板30には、図1に示したように、電池セル10側が幅広である略台形状断面を用いている。調整板30は、両端部でテーパ面を構成し、端部に行くに従って薄肉となっている。このように、調整板30に、断面台形状の板状体を用いることで、電池が放電を繰り返し、膨張した際、外装缶11が膨れ、保持プレート40に張力がかかる。このとき、図5(a)および(b)に張力印加前と印加時の要部拡大図を示す。図5(a)に示す電池セル10が放電により膨張した場合、電池セル10の外装缶11の膨張により、調整板30が押し上げられ、保持プレート40も押上げられる。これにより、図5(b)に示すように、保持プレート40が伸びる方向に張力がはたらく。この時、保持プレート40は、板厚が大きいため、下地の形状に沿って変形するのではなく、皿ばねとして復元力F2がはたらき、調整板30を押圧する。この場合、調整板30が端部の保持プレート40側でテーパ面となる台形状断面を有しているため、保持プレート40が調整板30に干渉することなく、押圧される。このとき、保持プレート40が伸びることで、電池セル10の第2主面10Bに対する保持プレート40端部の傾斜角θは、大きくなり、40度程度となる。そして、電池セル10の第2主面10Bの方向に向かう分力は大きくなる。その結果、電池セル10の第2主面10B下にある集電板13への押圧力Fは、大きくなり、確実に保持できる構造となっている。なお、電池セル10に対して押圧力Fが印加されると、シャシ20の底板20Bからも反力として同一の押圧力Fが印加される。
調整板30は、保持プレート40が、シャシ20の側壁20Sに固定される位置に近い位置で電池セル10に対向する面の外側がテーパ面となっている。かかる構成により、調整板30がテーパ面を有しているため、保持プレート40が調整板30に干渉することなく、押圧される。
なお、保持プレート40は、電池セル10の、第1主面10Aおよび第2主面10Bに直交する高さ方向の中心位置Oよりも上部すなわち第2主面10B側でシャシ20の側壁20Sに、電池セル10との間に隙間70をもつように固定されている。
また、保持プレート40は、シャシ20の底20Bと側20Sとで囲まれたコーナー部に設けられたサポートブロック50に、固定されている。そして、電池セル10とサポートブロック50との間に間隙70を有し、接触していない。なお、保持プレート40は、各辺5本の高張力ボルトで構成されたボルト60を介してサポートブロック50に固定されている。間隙70の存在により、保持プレート40が電池セル10に干渉することなく、電池セル10は調整板30を介して均一な押圧力Fで押圧される。
また、サポートブロック50は、シャシ20に挟み込まれる構造であるが、ネジ穴51を有しており、ボルト60の外周のネジ溝61を、螺合させることで、サポートブロック50に保持プレート40を固定できるようになっている。
また、この時、ボルト60は、外周にネジ溝61を有し、ワッシャー62を有している。ワッシャー62は、ボルトの5本分に対応する、ワッシャー部62Pが一体化された構成となっている。固定時には、ボルト60と保持プレート40との間にはワッシャー62が介在させられる。
また、ボルト60は、各辺5本で構成したが、固定ボルトの適正本数Nは以下のようにして決定可能である。固定ボルト1本当たりの軸力Ft[N]、電池セル10を保持するために必要な面圧をP[MPa]、電池セル10の接触面積をA[mm]、とすると、N=A×P/Ftで与えられる。そしてボルトの選定は、実装空間、適正トルク、輸送環境などによって発生する加速度による外力、安全率などを考慮して選定する。
次に、バッテリーモジュールの製造方法について説明する。まず、第1主面10Aと第1主面10Aに対向する第2主面10Bを有する外装缶11と、外装缶11内に設けられた2つの極板をセパレータを介して巻回した電極構造体12と、極板のそれぞれに接続された集電板13と、集電板13に接続された端子電極14とを有するリチウム電池からなる電池セル10を用意する。そして放電深度(DOD:Depth OF Discharge)80%程度としておく。
次いで、底板20Bと、底板20Bの両側に設けられた側20Sとを有するアルミニウム製のシャシ20を用意する。そしてシャシ20の底板20Bと側20Sとにまたがるコーナー部に、アルミニウム製のサポートブロック50を載置する。
そして電池セル10をシャシ20に載置し、シャシ20の底板20Bに電池セル10の第1主面10Aを当接させる。
さらに、電池セル10の第1主面10Aをシャシ20に当接させるとともに、電池セル10の第2主面10Bに調整板30を載置し、その上から保持プレート40を装着する。サポートブロック50に形成されたネジ穴51に、ボルト60の外周のネジ溝61を、螺合させることで、サポートブロック50に保持プレート40を固定する。この時、ボルト60と保持プレート40との間にはワッシャー62が介在させられる。ワッシャー62は、ボルト60に対して、5本分のワッシャー部62Pが一体化された構成となっている。
電池セル10の第2主面10Bに調整板30を介して電池セル10の第2主面側10Bを覆うように、保持プレート40を配する。そして、電池セル10の第1主面10Aおよび第2主面10B間の中心Oよりも上方で、かつ電池セル10との間に間隙70を持つように保持プレート40をシャシ20に固定する。この時、図1に示すように、保持プレート40は中心部で凸状部41をもつように、凸形状に成形されている。
以上のようにして、バッテリーモジュールが形成される。
なお、通常時、つまり電池セル10が膨張していないときは、図5(a)に示したように、保持プレート40は中心部で凸状部41をもつことで、調整板30との間に空隙部Vを有している。保持プレート40はボルト60によるネジの軸力でサポートブロック50に固定されている。そして、人工衛星の打ち上げ時には、100%充電により、電池セル10が膨張する。このとき、図5(b)に示すように電池セル10が調整板30を介して保持プレート40を押し上げるときの押上げ力F1に対する反発力つまり復元力F2により、調整板30を介して電池セル10の第2主面10Bを均一な力で押圧する。調整板30の下には、電池セル10の集電板13が位置しており、調整板30が、保持プレート40の復元力F2を均一な押圧力Fとして電池セル10の集電板13に伝達する。従って電池セル10、ひいては集電板13を確実に均一な押圧力Fで保持し、電池セル10が膨張した状態となり、打ち上げ時の振動に備えることとなる。このように、最も振動を受け易い、人工衛星打ち上げ時には、100%充電がなされ、膨張により押圧力を受ける状態となっているため、確実な保持が可能となる。
以上のようにして得られたバッテリーモジュールは、第1に保持プレート40の厚みを通常0.3mm程度とされていたものを、1mmに変更し、弾性力を高め、保持プレート40による押さえ力を向上したものである。また、保持プレート40とサポートブロック50との締結部分をセルZ方向すなわち、電池セル10の第1主面10Aおよび第2主面10B間の中心Oよりも上方すなわち第2主面10B側にシフトさせ、保持プレート40が、曲率半径の小さい湾曲部を持たないようにすることで、保持プレート40と、電池セル10との接触領域を極力削減する形状にしている。従って、電池セル10の押圧に寄与しない荷重パスを削減し、全ての荷重が電池セル10の押圧に作用する。
また、第2に、電池セル10の位置決めの役割をしていたサポートブロック50を、電池セル10と接触しないように間隙70を持たせた形状に変更することで、電池セル10の押圧に寄与しない荷重パスを削減し、全ての荷重が電池セル10の押圧に作用するようにしている。
また、第3に、調整板30を用い、電池セル10に印加される押圧力は全て、調整板30を介して印加されるため、電池セル10の押圧力の均一化をはかることができる。また、調整板30を挿入することで、保持プレート0の上方向への張力は増大し、その反力である押圧力が増大する。
従って、セルの種類によって膨張力の大小が見られるが、膨張力が小さい種類の電池セル10を用いた場合であっても、電池セル10をバッテリーケース内に保持するのに十分な押圧力を維持することが可能となった。
なお、保持プレート40は、SUS400などのステンス鋼板で形成したが、このほか、鉄または鉄含有合金あるいはチタンなどの弾性体を用いることができる。
また、実施の形態1のバッテリーモジュールは、保持プレート40と電池セル10とが互いに接触しておらず、調整板30を介して電池セル10が押圧される構造であるため、ボルト60の締め込み量を変化させることによって、電池セル10における厚み公差、すなわち電池セル10とシャシ20の接触面および電池セル10と保持プレート40の接触面によって形成されるはずであった平行度公差を、調整板30で吸収することができる。例えば図1に示すように、電池セル10が上方に突出した形状を有している場合にも、調整板30の第1主面30Aで、均一な押圧力を持って電池セル10の第2主面10Bを押圧する。またボルト60をそれぞれの位置で、締め込み量を変化させることにより、軸力を調整し、電池セル10と、シャシ20、調整板30および保持プレート40の各々の幾何公差およびそのばらつきによらず、接触面においてより確実な接触状態を得ることができる。
また、実施の形態1のバッテリーモジュールでは、電池セル10の最も広い面積を有する第1主面10Aと、これに対向する第2主面10Bだけが、それぞれシャシ20、および調整板30と接触しており、シャシ20と保持プレート40同士は直接接触していない。従って、バッテリーモジュールの構造的な強度はシャシ20の構造が受け持っており、電池セル10および保持プレート40には、電池セル10を保持するための機構による外力以外は作用しない。従って振動あるいは衝撃など、環境においてシャシ20に加わった外力が、保持プレート40を変形させたり、その最も重要な機能である電池セル10に面圧を与えて保持する作用が損なわれたりすることがない、したがって、バッテリーモジュールの強度および放熱特性を維持することができる。
また、保持プレート0が、電池セル10の上部側すなわち、第1および第2主面10A,10Bに直交する高さ方向の中心位置Oよりも上部すなわち第2主面10B側でシャシ20の側壁に固定されている。固定位置をとることで、電池セル10が膨らんでも、保持プレート0に干渉しないように、調整板30の第1主面30A側で調整板30を介して電池セル10の第2主面10Bを効率よく押圧することができる。
さらに、保持プレート40が厚さ1mm以上の厚い弾性体で構成されているため、電池セル10と保持プレート40の接触面において、保持プレート40の接触面が電池セル10の接触面形状に沿って変形し、あるいはねじれることによって、電池セル10と接触することなく、弾性力により、調整板30のみを押圧することで、均一で良好な保持状態を得ることができる。従って、調整板30によって集電板13は確実に保持される。なお、保持プレートの厚さの上限については,実験結果から厚みと押圧力の関係を確認し、厚み1mm以上では押圧力の増加効果は殆ど得られなくなることから、厚みは1mmを上限としている。
従って、電池セル10の発熱を効率よく放熱する性能を得ることができるだけでなく、電池セル10内部の電極構造体12、特に集電13を確実に保持することができ、その結果、バッテリーモジュールの衝撃に対する信頼性を向上することができる。なお、更に放熱性能を向上させるために、シャシ20と電池セル10の接触面、および保持プレート40と調整板30との間、調整板30と電池セル10との接触面の間に熱伝導性の良い薄肉のシートを挟み込むようにしても良い。
また、保持プレート40において、取付け後の変形の状態を考慮して、事前に保持プレート40の形状を凸形状に成形しておくことによって、電池セル10と保持プレート40の接触面内における圧力分布を変化させることができる。
なお、保持プレート40は、ステンレス鋼板で構成したが、調整板30を押圧し得る範囲であれば、中間部に空洞あるいは凹部を形成したり、梁のみで構造体を構成したりするなど、軽量化のために適宜変形可能である。
また、シャシ20についても、不要部を削除し、軽量化を図る構成とすることも可能である。
さらにまた、前記実施の形態では、断面楕円形の電池セル10を用いたが、電池セル10の形状については断面矩形あるいは断面円形とするなど、適宜変更可能である。
また、サポートブロック50については、適宜変形可能であり、シャシ20と一体化されていてもよい。
また、実施の形態1では、5本分のワッシャー部62Pが一体化された構成としたが、個別にワッシャーを配しても良いことはいうまでもない。
さらにまた、必要な個数のバッテリーは、必要とされる出力によって決まるが、バッテリーの個数の増減だけでなく、実施の形態1のバッテリーモジュールを単位として複数のバッテリーモジュールを連結した構造も有効である。
なお、実施の形態1では、保持プレート40としては、凸状部41をもち、内側に向けて復元力を持つような弾性体を用いたが、必ずしも、中央部に凸状部を形成する必要はなく、周縁部に複数個の折り曲げ部を形成しても良く、形状を限定するものではない。また保持プレート40を構成する板状体自体が、電池セル10の方向に復元力をもつものであればよい。また、空隙部Vを必ずしも形成しなくてもよい。
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係るバッテリーモジュールで用いられる調整板を示す断面説明図である。実施の形態1では調整板30を断面台形状としたが、本実施の形態では、テーパ面に代えて、保持プレート40との干渉を防ぐための肉薄部32を形成したものである。この構成によっても、保持プレート40と調整板30の干渉を防ぎ、電池セル10を均一な押圧力で押圧できるようにすることが可能となる。
実施の形態3.
図7は、本発明の実施の形態3に係るバッテリーモジュールを示す断面説明図、図8は、実施の形態3のバッテリーモジュールを示す分解斜視図である。
実施の形態3のバッテリーモジュールは、実施の形態1のバッテリーモジュールを背中合わせに2列、重ね合わせた構成であり、シャシ20は、第1シャシ20−1と第2シャシ20−2とが背面で一体的に形成された構造となっている点が異なるだけで、他部については実施の形態1のバッテリーモジュールと同様である。すなわち、実施の形態1のバッテリーモジュールが背中合わせに2列配列されている。
構成については同じであるが、両面に印加される応力が、互いに相殺する方向に作用することで、より信頼性の高い保持が可能となる。
実施の形態4.
図9は、本発明の実施の形態4に係るバッテリーモジュールを示す断面説明図である。本実施の形態では、実施の形態1のバッテリーモジュールに比べて調整板30を持たない点が異なるのみで、他部については実施の形態1のバッテリーモジュールと同様である。同一部位には同一符号を付した。つまり、サポートブロック50に近い、電池セル10の周縁部で、保持プレート0が電池セル10に干渉しない形状であれば、調整板がなくてもよい。
実施の形態4のバッテリーモジュールは、電池セル10の第1主面10Aに当接されるシャシ20と、電池セル10の第2主面側10Bを覆う、板厚1mm以上の弾性体からなる保持プレート0とを、備える。保持プレート0は、電池セル10の、第1および第2主面10A,10Bに直交する高さ方向の中心位置Oよりも上部すなわち第2主面10B側でシャシの側壁に固定されている。
つまり、保持プレート0が、電池セル10の上部側すなわち、第1および第2主面10A,10Bに直交する高さ方向の中心位置Oよりも上部すなわち第2主面10B側でシャシの側壁に固定されている。この固定位置をとることで、電池セル10が膨らんでも、保持プレート0に干渉しないように、調整板30の第1主面30A側で電池セル10の第2主面10Bを効率よく押圧することができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
10 電池セル、10A 第1主面、10B 第2主面、11 外装缶、12 電極構造体、13 集電板、14 端子電極、20 シャシ、20B 底板、20S 側、30 調整板、32 肉薄部、40 保持プレート、41 凸状部、50 サポートブロック、60 ボルト、61 ネジ溝、62 ワッシャー、62P ワッシャー部、70 間隙、F1 押上げ力、F2 復元力、F 押圧力。

Claims (13)

  1. 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面を有する電池セルを収納するバッテリーケースであって、
    前記電池セルの第1主面に当接されるシャシと、
    前記電池セルの前記第2主面に配置される調整板と、
    前記調整板を介して前記電池セルの前記第2主面側を覆う、弾性体からなる保持プレートとを、備え、
    前記保持プレートは、前記電池セルの、前記第1および第2主面に直交する高さ方向の中心位置よりも上部で前記シャシの側壁に固定されていることを特徴とするバッテリーケース。
  2. 前記電池セルは、外装缶と、前記外装缶内に設けられた2つの極板と、前記極板に接続された集電板と、前記集電板に接続された端子電極とを有しており、
    前記調整板は、前記電池セルの集電板の位置に対応して設けられたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリーケース。
  3. 前記調整板は、前記電池セルの集電板よりもサイズが大きく、前記集電板に対向する領域を覆うことを特徴とする請求項2に記載のバッテリーケース。
  4. 前記保持プレートは、板厚が1mm以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  5. 前記保持プレートは、前記シャシの底と側とで囲まれたコーナー部に設けられたサポートブロックに固定され、
    前記電池セルと前記サポートブロックの間に間隙を有することを特徴とする請求項に記載のバッテリーケース。
  6. 前記保持プレートは、複数のボルトを介して前記サポートブロックに固定されたことを特徴とする請求項に記載のバッテリーケース。
  7. 前記保持プレートは、鉄または鉄含有合金あるいはチタンで構成された弾性体であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  8. 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面を有する電池セルを収納するバッテリーケースであって、
    前記電池セルの第1主面に当接されるシャシと、
    前記電池セルの前記第2主面に配置される調整板と、
    前記調整板を介して前記電池セルの前記第2主面側を覆う、弾性体からなる保持プレートとを、備え、
    前記調整板は、前記電池セル側が幅広である台形状断面を有することを特徴とするバッテリーケース。
  9. 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面を有する電池セルを収納するバッテリーケースであって、
    前記電池セルの第1主面に当接されるシャシと、
    前記電池セルの前記第2主面に配置される調整板と、
    前記調整板を介して前記電池セルの前記第2主面側を覆う、弾性体からなる保持プレートとを、備え、
    前記調整板は、前記保持プレートが、前記シャシの側壁に固定される位置に近い位置で電池セルに対向する面の外側にテーパ面が形成されたことを特徴とするバッテリーケース。
  10. 請求項1からのいずれか1項に記載のバッテリーケースと、
    前記シャシに、第1主面が当接するように配された電池セルと、
    を備えたことを特徴とするバッテリーモジュール。
  11. 前記電池セルの前記第1主面が当接される面が外側にくるように、2つの前記シャシが一体的に形成されており、前記電池セルの前記第1主面同士が平行となるように、前記電池セルが前記シャシに装着されていることを特徴とする請求項10に記載のバッテリーモジュール。
  12. 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面を有する電池セルを収納するバッテリーケースであって、
    前記電池セルの第1主面に当接されるシャシと、
    前記電池セルの前記第2主面側を覆う、弾性体からなる保持プレートとを、備え、
    前記保持プレートは、前記電池セルの、前記第1および第2主面に直交する高さ方向の中心位置よりも上部で前記シャシの側壁に固定されていることを特徴とするバッテリーケース。
  13. 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面を有する外装缶と、前記外装缶内に設けられた2つの極板と、前記極板に接続された集電板と、前記集電板に接続された端子電極とを有する電池セルを、
    シャシに載置し、前記電池セルの第1主面を前記シャシに当接させるとともに、
    前記電池セルの前記第2主面に調整板を介して前記電池セルの前記第2主面側を覆うように、弾性体からなる保持プレートを配し、前記電池セルの前記第1主面および前記第2主面間の中心よりも上方で、かつ前記電池セルとの間に隙間を持つように前記保持プレートを前記シャシに固定する工程とを含むことを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
JP2017520195A 2015-05-28 2015-05-28 バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法 Active JP6463471B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/065457 WO2016189745A1 (ja) 2015-05-28 2015-05-28 バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016189745A1 JPWO2016189745A1 (ja) 2017-10-19
JP6463471B2 true JP6463471B2 (ja) 2019-02-06

Family

ID=57392672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017520195A Active JP6463471B2 (ja) 2015-05-28 2015-05-28 バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10553839B2 (ja)
EP (1) EP3306700A4 (ja)
JP (1) JP6463471B2 (ja)
WO (1) WO2016189745A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6537730B2 (ja) 2016-07-07 2019-07-03 三菱電機株式会社 バッテリーケース、電池セル、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法
US11450917B2 (en) * 2018-01-17 2022-09-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage device
JP7310096B2 (ja) * 2018-04-10 2023-07-19 ソニーグループ株式会社 電池パック及び電子機器
KR20220049414A (ko) * 2020-10-14 2022-04-21 삼성전자주식회사 배터리 및 그를 포함하는 전자 장치
CN113682230B (zh) * 2021-10-25 2022-01-18 汶上县郭楼镇为民服务中心(汶上县郭楼镇退役军人服务站) 社区清洁作业车辆追踪定位器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0752658A (ja) * 1993-08-16 1995-02-28 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ固定構造
JP3888283B2 (ja) * 2002-10-21 2007-02-28 三菱電機株式会社 バッテリーモジュール
US7862958B2 (en) 2004-05-06 2011-01-04 Bathium Canada Inc. Retaining apparatus for electrochemical generator
JP4251204B2 (ja) * 2006-08-31 2009-04-08 日産自動車株式会社 電池モジュール
DE102008061755A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Behr Gmbh & Co. Kg Halte- und Kühlungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halte- und Kühlungsvorrichtung
JP2011165565A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 溶融塩電池
JP2012160347A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及び電源装置を備える車両
JP5966314B2 (ja) * 2011-10-28 2016-08-10 三洋電機株式会社 電源装置
DE102012214443A1 (de) 2012-08-14 2014-02-20 Robert Bosch Gmbh Verspannen von Batteriezellen durch eine bombierte Ausgestaltung des Batteriegehäuses
JP6149670B2 (ja) * 2013-10-07 2017-06-21 株式会社デンソー 電池モジュール
JP6255970B2 (ja) * 2013-12-16 2018-01-10 日産自動車株式会社 電池システム
JP6252776B2 (ja) * 2014-05-07 2017-12-27 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
TWI493771B (zh) * 2014-05-28 2015-07-21 威剛科技股份有限公司 電子裝置的警示結構

Also Published As

Publication number Publication date
US20180175338A1 (en) 2018-06-21
EP3306700A4 (en) 2019-01-23
US10553839B2 (en) 2020-02-04
JPWO2016189745A1 (ja) 2017-10-19
WO2016189745A1 (ja) 2016-12-01
EP3306700A1 (en) 2018-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6463471B2 (ja) バッテリーケース、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法
JP6258272B2 (ja) バッテリーモジュール
US10535857B2 (en) End plate assembly of battery module and battery module
JP4639583B2 (ja) 燃料電池
WO2015162996A1 (ja) 電池モジュール
JP5542558B2 (ja) 二次電池装置
JP2008535175A (ja) 密閉型バッテリー用ケーシング
JP6379692B2 (ja) 電池モジュール
JP2018530890A (ja) エンドプレートの構造が改善したバッテリーモジュール及びこのためのエンドプレート部材
EP3800689B1 (en) Secondary battery, battery module and electric vehicle
JP5521442B2 (ja) 組電池
JP2010040295A (ja) 蓄電装置
JP6606896B2 (ja) 電池モジュール
US9742025B2 (en) Battery pack
JP6627291B2 (ja) 電池パック
JP2018018629A (ja) 電池モジュール
JP6696398B2 (ja) 車載用電池モジュール
JP2017152338A (ja) 電池モジュール
US8623535B2 (en) Battery module
JP2018026244A (ja) 電池モジュール
JPWO2018008135A1 (ja) バッテリーケース、電池セル、バッテリーモジュールおよびバッテリーモジュールの製造方法
WO2014103746A1 (ja) 電池モジュール
CN210403830U (zh) 端板、电池模组及电池包
JP6390722B2 (ja) 電池パック
KR20170062181A (ko) 쿨링 핀의 배치구조가 개선된 배터리 모듈 및 이를 위한 쿨링 핀 어셈블리

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170710

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180522

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180720

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: 20181204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6463471

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250