JP7063744B2 - 電池モジュール用緩衝シート - Google Patents
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Description
前記電池セルの対象面と前記拘束部材との間、または、隣接する前記電池セルの対象面の間に介在される、電池モジュール用緩衝シートであって、
前記電池セルの前記対象面から距離を隔てた第一面を有する板状のベース部と、
弾性材料により形成され、前記ベース部の前記第一面から前記電池セルの前記対象面に向かって突出形成され、前記電池セルの充電に伴う湾曲状の膨張時に前記電池セルを弾性支持し、且つ、前記電池セルの放電に伴う収縮時に前記電池セルに対して反力を付与する弾性突部と、
を備え、
前記弾性突部は、
前記ベース部の面方向のうち第一方向および前記第一方向に交差する第二方向のそれぞれに凸要素が延在する格子状に形成され、
前記格子状の各枠の中央部に凹所が形成され、
前記凹所を通る前記第一方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第一方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が台形形状に形成されており、
前記凹所を通る前記第二方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第二方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が前記台形形状に形成されており、
前記台形形状は、
前記電池セルの前記対象面に当接する台形頂辺と、
前記台形頂辺と前記ベース部とを接続する辺であって複数の前記凸要素の配列方向の外側を向く外側台形斜辺と、
を備え、
前記電池セルの満充電時に対応する所定の前記凸要素が最大負荷状態である場合において、前記所定の前記凸要素において、前記凸要素の突出方向を弾性基準とした場合に前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φaと定義し、
前記対象面のうち前記所定の前記凸要素が当接する部位において、前記電池セルの満充電時において、前記電池セルの積層方向を積層基準とした場合に前記積層基準に対する前記電池セルの前記対象面の法線の傾斜鋭角度を、θと定義し、
式(1)の関係を満たすように設定されており、
前記弾性突部において前記格子状の外周壁の外面は、周方向に連続する前記外側台形斜辺に形成されている、電池モジュール用緩衝シートにある。
φa ≧ θ ・・・ (1)
前記電池セルの対象面と前記拘束部材との間、または、隣接する前記電池セルの対象面の間に介在される、電池モジュール用緩衝シートであって、
前記電池セルの前記対象面から距離を隔てた第一面を有する板状のベース部と、
弾性材料により形成され、前記ベース部の前記第一面から前記電池セルの前記対象面に向かって突出形成され、前記電池セルの充電に伴う湾曲状の膨張時に前記電池セルを弾性支持し、且つ、前記電池セルの放電に伴う収縮時に前記電池セルに対して反力を付与する弾性突部と、
を備え、
前記弾性突部は、
前記ベース部の面方向のうち第一方向および前記第一方向に交差する第二方向のそれぞれに凸要素が延在する格子状に形成され、
前記格子状の各枠の中央部に凹所が形成され、
前記凹所を通る前記第一方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第一方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が台形形状に形成されており、
前記台形形状は、
前記電池セルの前記対象面に当接する台形頂辺と、
前記台形頂辺と前記ベース部とを接続する辺であって複数の前記凸要素の配列方向の外側を向く外側台形斜辺と、
を備え、
前記電池セルの満充電時に対応する所定の前記凸要素が最大負荷状態である場合において、前記所定の前記凸要素において、前記凸要素の突出方向を弾性基準とした場合に前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φaと定義し、
前記対象面のうち前記所定の前記凸要素が当接する部位において、前記電池セルの満充電時において、前記電池セルの積層方向を積層基準とした場合に前記積層基準に対する前記電池セルの前記対象面の法線の傾斜鋭角度を、θと定義し、
式(1)の関係を満たすように設定されており、
前記弾性突部は、隣り合う前記凹所同士を連通する空気連通溝を有する、電池モジュール用緩衝シートにある。
φa ≧ θ ・・・ (1)
前記電池セルの対象面と前記拘束部材との間、または、隣接する前記電池セルの対象面の間に介在される、電池モジュール用緩衝シートであって、
前記電池セルの前記対象面から距離を隔てた第一面を有する板状のベース部と、
弾性材料により形成され、前記ベース部の前記第一面から前記電池セルの前記対象面に向かって突出形成され、前記電池セルの充電に伴う湾曲状の膨張時に前記電池セルを弾性支持し、且つ、前記電池セルの放電に伴う収縮時に前記電池セルに対して反力を付与する弾性突部と、
を備え、
前記弾性突部は、
前記ベース部の面方向のうち第一方向および前記第一方向に交差する第二方向のそれぞれに凸要素が延在する格子状に形成され、
前記格子状の各枠の中央部に凹所が形成され、
前記凹所を通る前記第一方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第一方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が台形形状に形成されており、
前記台形形状は、
前記電池セルの前記対象面に当接する台形頂辺と、
前記台形頂辺と前記ベース部とを接続する辺であって複数の前記凸要素の配列方向の外側を向く外側台形斜辺と、
を備え、
前記電池セルの満充電時に対応する所定の前記凸要素が最大負荷状態である場合において、前記所定の前記凸要素において、前記凸要素の突出方向を弾性基準とした場合に前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φaと定義し、
前記対象面のうち前記所定の前記凸要素が当接する部位において、前記電池セルの満充電時において、前記電池セルの積層方向を積層基準とした場合に前記積層基準に対する前記電池セルの前記対象面の法線の傾斜鋭角度を、θと定義し、
式(1)の関係を満たすように設定されており、
前記弾性突部は、隣り合う前記凹所同士を連通する空気連通孔を有する、電池モジュール用緩衝シートにある。
φa ≧ θ ・・・ (1)
(1-1.第一例の電池モジュール1)
第一例の電池モジュール1について、図1および図2を参照して説明する。図1に示すように、電池モジュール1は、例えば、自動車のバッテリ等として用いられる。電池モジュール1は、複数の電池セル11を積層された積層体12と、拘束部材13と、第一緩衝シート14とを備える。
第二例の電池モジュール2について、図3を参照して説明する。電池モジュール2は、複数の電池セル11を積層された積層体12と、拘束部材13と、第一緩衝シート14と、第二緩衝シート15とを備える。第二例の電池モジュール2において、第二緩衝シート15以外の構成は、第一例の電池モジュール1と同一構成であるため、説明を省略する。
(2-1.第一例の第一緩衝シート40の構成)
第一緩衝シート14の一例としての第一例の第一緩衝シート40について図4および図5を参照して説明する。図4は、第一緩衝シート40の斜視図を示し、図5は、第一緩衝シート40の断面図であって、電池モジュール1,2に適用していない状態、すなわち無負荷状態の図である。
次に、全ての電池セル11が満充電時における電池セル11と第一緩衝シート40の形状について、図6A、図6B、図6Cを参照して説明する。図6Aは、電池セル11と第一緩衝シート40の両者を示し、図6Bは、図6Aにおける電池セル11のみを示し、図6Cは、図6Aにおける第一緩衝シート40のみを示す。
φb ≧ θ ・・・ (1)
θ1 > θ2 ・・・ (2)
φb ≧ θ1 ・・・ (3)
φb ≧ θ2 ・・・ (4)
φa > φb ・・・ (5)
φa1 > θ1 ・・・ (6)
φa2 > θ2 ・・・ (7)
第一例の第一緩衝シート40において、複数の弾性突部42の当該断面形状は、同一形状に形成した。これに限られず、弾性突部42が無負荷状態である場合において、弾性突部42に関する傾斜鋭角度φbは、対象面11a1の部位P1,P2に応じて異なる角度に設定されるようにしてもよい。
φb1 > φb2 ・・・ (8)
第一緩衝シート14の一例としての第二例の第一緩衝シート50について図7および図5を参照して説明する。図7は、第一緩衝シート50の斜視図を示し、電池モジュール1,2に適用していない状態、すなわち無負荷状態の図である。図5は、図7における凹所53を通る断面形状に相当する。
第一緩衝シート14の一例としての第三例の第一緩衝シート60について図8および図5を参照して説明する。図8は、第一緩衝シート60の斜視図を示し、電池モジュール1,2に適用していない状態、すなわち無負荷状態の図である。図5は、図8における凹所63を通り、且つ、第二方向に平行な断面形状に相当する。
第一緩衝シート14の一例としての第四例の第一緩衝シート70について図9および図5を参照して説明する。図9は、第一緩衝シート70の斜視図を示し、電池モジュール1,2に適用していない状態、すなわち無負荷状態の図である。図5は、図9における凹所73を通り、且つ、第二方向に平行な断面形状に相当する。
第一緩衝シート14の一例としての第五例の第一緩衝シート80について図10および図5を参照して説明する。図10は、第一緩衝シート80の斜視図を示し、電池モジュール1,2に適用していない状態、すなわち無負荷状態の図である。図5は、図10における弾性突部82を通る断面形状に相当する。
第二緩衝シート15の一例としての第一例の第二緩衝シート90について図11を参照して説明する。第一例の第二緩衝シート90は、ベース部31と、複数の第一弾性突部32と、複数の第二弾性突部33とを備える。ここで、第一例の第二緩衝シート90は、第一例の第一緩衝シート40に対して、ベース部41の第一面41a側に加えて第二面41b側にも、複数の弾性突部42を備える構成に相当する。
Claims (10)
- 複数の電池セルの積層体と前記積層体の積層方向の両端から前記積層体を拘束する拘束部材とを備える電池モジュールに適用され、
前記電池セルの対象面と前記拘束部材との間、または、隣接する前記電池セルの対象面の間に介在される、電池モジュール用緩衝シートであって、
前記電池セルの前記対象面から距離を隔てた第一面を有する板状のベース部と、
弾性材料により形成され、前記ベース部の前記第一面から前記電池セルの前記対象面に向かって突出形成され、前記電池セルの充電に伴う湾曲状の膨張時に前記電池セルを弾性支持し、且つ、前記電池セルの放電に伴う収縮時に前記電池セルに対して反力を付与する弾性突部と、
を備え、
前記弾性突部は、
前記ベース部の面方向のうち第一方向および前記第一方向に交差する第二方向のそれぞれに凸要素が延在する格子状に形成され、
前記格子状の各枠の中央部に凹所が形成され、
前記凹所を通る前記第一方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第一方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が台形形状に形成されており、
前記凹所を通る前記第二方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第二方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が前記台形形状に形成されており、
前記台形形状は、
前記電池セルの前記対象面に当接する台形頂辺と、
前記台形頂辺と前記ベース部とを接続する辺であって複数の前記凸要素の配列方向の外側を向く外側台形斜辺と、
を備え、
前記電池セルの満充電時に対応する所定の前記凸要素が最大負荷状態である場合において、前記所定の前記凸要素において、前記凸要素の突出方向を弾性基準とした場合に前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φaと定義し、
前記対象面のうち前記所定の前記凸要素が当接する部位において、前記電池セルの満充電時において、前記電池セルの積層方向を積層基準とした場合に前記積層基準に対する前記電池セルの前記対象面の法線の傾斜鋭角度を、θと定義し、
式(1)の関係を満たすように設定されており、
前記弾性突部において前記格子状の外周壁の外面は、周方向に連続する前記外側台形斜辺に形成されている、電池モジュール用緩衝シート。
φa ≧ θ ・・・ (1) - 複数の電池セルの積層体と前記積層体の積層方向の両端から前記積層体を拘束する拘束部材とを備える電池モジュールに適用され、
前記電池セルの対象面と前記拘束部材との間、または、隣接する前記電池セルの対象面の間に介在される、電池モジュール用緩衝シートであって、
前記電池セルの前記対象面から距離を隔てた第一面を有する板状のベース部と、
弾性材料により形成され、前記ベース部の前記第一面から前記電池セルの前記対象面に向かって突出形成され、前記電池セルの充電に伴う湾曲状の膨張時に前記電池セルを弾性支持し、且つ、前記電池セルの放電に伴う収縮時に前記電池セルに対して反力を付与する弾性突部と、
を備え、
前記弾性突部は、
前記ベース部の面方向のうち第一方向および前記第一方向に交差する第二方向のそれぞれに凸要素が延在する格子状に形成され、
前記格子状の各枠の中央部に凹所が形成され、
前記凹所を通る前記第二方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第二方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が台形形状に形成されており、
前記台形形状は、
前記電池セルの前記対象面に当接する台形頂辺と、
前記台形頂辺と前記ベース部とを接続する辺であって複数の前記凸要素の配列方向の外側を向く外側台形斜辺と、
を備え、
前記電池セルの満充電時に対応する所定の前記凸要素が最大負荷状態である場合において、前記所定の前記凸要素において、前記凸要素の突出方向を弾性基準とした場合に前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φaと定義し、
前記対象面のうち前記所定の前記凸要素が当接する部位において、前記電池セルの満充電時において、前記電池セルの積層方向を積層基準とした場合に前記積層基準に対する前記電池セルの前記対象面の法線の傾斜鋭角度を、θと定義し、
式(1)の関係を満たすように設定されており、
前記弾性突部は、隣り合う前記凹所同士を連通する空気連通溝を有する、電池モジュール用緩衝シート。
φa ≧ θ ・・・ (1) - 前記空気連通溝は、前記第一方向に隣り合う前記凹所同士を連通し、
前記弾性突部は、前記第一方向のうち前記凹所を通り且つ前記空気連通溝を通らない方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第一方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が前記台形形状に形成されている、請求項2に記載の電池モジュール用緩衝シート。 - 前記空気連通溝は、前記格子状の外周壁の少なくとも一部に形成されており、
前記弾性突部において前記格子状の外周壁の外面は、前記空気連通溝以外の部分において、前記外側台形斜辺に形成されている、請求項2または3に記載の電池モジュール用緩衝シート。 - 複数の電池セルの積層体と前記積層体の積層方向の両端から前記積層体を拘束する拘束部材とを備える電池モジュールに適用され、
前記電池セルの対象面と前記拘束部材との間、または、隣接する前記電池セルの対象面の間に介在される、電池モジュール用緩衝シートであって、
前記電池セルの前記対象面から距離を隔てた第一面を有する板状のベース部と、
弾性材料により形成され、前記ベース部の前記第一面から前記電池セルの前記対象面に向かって突出形成され、前記電池セルの充電に伴う湾曲状の膨張時に前記電池セルを弾性支持し、且つ、前記電池セルの放電に伴う収縮時に前記電池セルに対して反力を付与する弾性突部と、
を備え、
前記弾性突部は、
前記ベース部の面方向のうち第一方向および前記第一方向に交差する第二方向のそれぞれに凸要素が延在する格子状に形成され、
前記格子状の各枠の中央部に凹所が形成され、
前記凹所を通る前記第二方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第二方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が台形形状に形成されており、
前記台形形状は、
前記電池セルの前記対象面に当接する台形頂辺と、
前記台形頂辺と前記ベース部とを接続する辺であって複数の前記凸要素の配列方向の外側を向く外側台形斜辺と、
を備え、
前記電池セルの満充電時に対応する所定の前記凸要素が最大負荷状態である場合において、前記所定の前記凸要素において、前記凸要素の突出方向を弾性基準とした場合に前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φaと定義し、
前記対象面のうち前記所定の前記凸要素が当接する部位において、前記電池セルの満充電時において、前記電池セルの積層方向を積層基準とした場合に前記積層基準に対する前記電池セルの前記対象面の法線の傾斜鋭角度を、θと定義し、
式(1)の関係を満たすように設定されており、
前記弾性突部は、隣り合う前記凹所同士を連通する空気連通孔を有する、電池モジュール用緩衝シート。
φa ≧ θ ・・・ (1) - 前記空気連通孔は、前記第一方向に隣り合う前記凹所同士を連通し、
前記弾性突部は、前記第一方向のうち前記凹所を通り且つ前記空気連通孔を通らない方向において前記電池セルの前記対象面に直交する断面において複数の前記凸要素が配列され、前記第一方向の複数の前記凸要素のそれぞれの断面形状が前記台形形状に形成されている、請求項5に記載の電池モジュール用緩衝シート。 - 前記空気連通孔は、前記格子状の外周壁の少なくとも一部に形成されており、
前記弾性突部において前記格子状の外周壁の外面は、前記空気連通孔以外の部分において、前記外側台形斜辺に形成されている、請求項5または6に記載の電池モジュール用緩衝シート。 - 前記所定の前記弾性突部が無負荷状態である場合において、前記弾性基準に対する前記外側台形斜辺の傾斜鋭角度を、φbとし、
式(2)の関係を満たすように設定されている、請求項1~7の何れか一項に記載の電池モジュール用緩衝シート。
φb ≧ θ ・・・ (2) - 前記電池セルは、電極巻回体と、前記電極巻回体を収容し前記対象面を有する筐体と、を備え、
前記対象面は、充電時に湾曲凸状に膨張変形する、請求項1~8の何れか一項に記載の電池モジュール用緩衝シート。 - 前記所定の前記弾性突部が無負荷状態である場合において、前記弾性突部に関する前記傾斜鋭角度φbは、前記対象面の位置に応じて異なる角度に設定されている、請求項8に記載の電池モジュール用緩衝シート。
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