JP7065445B2 - 電池パック及びその製造方法 - Google Patents

電池パック及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7065445B2
JP7065445B2 JP2019535056A JP2019535056A JP7065445B2 JP 7065445 B2 JP7065445 B2 JP 7065445B2 JP 2019535056 A JP2019535056 A JP 2019535056A JP 2019535056 A JP2019535056 A JP 2019535056A JP 7065445 B2 JP7065445 B2 JP 7065445B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
wall portions
pack
adjacent
side frame
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
JP2019535056A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019031175A1 (ja
Inventor
顕啓 米山
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2019031175A1 publication Critical patent/JPWO2019031175A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7065445B2 publication Critical patent/JP7065445B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本開示は、電池パック及びその製造方法に関する。
従来から、複数の電池モジュールを含む電池パックが知られている。このとき、複数の電池モジュールは、互いに独立してそれぞれで一体化されている。例えば、特許文献１、２には、複数の角型電池をスペーサ（特許文献１の場合）またはセパレータ（特許文献１の場合）を介して並んで配置し、複数の電池の幅方向両側に長尺なバインドバーを配置した構成が記載されている。これらの各構成では、電池モジュールにおいて、複数の電池の配列方向両端に配置される２つのエンドプレートに対しバインドバーの両端部を固定している。また、特許文献１に記載された構成では、複数の電池の底部と対向する位置に底部プレートが配置され、底部プレートがエンドプレートに固定されている。
特許第５９６０２８９号公報 特開２０１６－１８９２４８号公報
上記のように一体化された電池モジュールを複数配置した電池パックでは、単電池である電池セルの位置決めが、複数の電池モジュールのそれぞれで独立して設けられた底部プレート、バインドバーなどの電池モジュールの構成部品により行われる。これにより、部品点数が多くなり、重量及びコストの低減の面から改良が望まれる。また、電池モジュールの構造により電池セルの配置が決まってしまうので、電池パック内における電池セルの配置の自由度が低くなる。
本開示の目的は、電池セルの位置決めを図れるとともに、電池パックの部品点数の低減を図れ、かつ、電池パック内における電池セルの配置の自由度を向上させることが可能な電池パック及びその製造方法を提供することである。
本開示の一態様である電池パックは、パックケースと、パックケースに第１方向に隣り合って収容された複数の電池モジュールであって、複数の電池モジュールのそれぞれは、複数の電池セルが第１方向と直交する第２方向に並んで配置された複数の電池モジュールと、パックケース内において、第１方向に隣り合う電池モジュールの間に配置されたサイドフレームと、を備え、サイドフレームは、隣り合う電池モジュールの第１方向における側面の側に弾性的に押し付けられる２つの側壁部と、２つの側壁部の一端どうしを連結する連結部とを含む断面Ｕ字形で長尺状に形成され、サイドフレームが隣り合う電池モジュールの間から分離された状態で、サイドフレームは、２つの側壁部の間隔が連結部と反対側に向かって広がるように構成される、電池パックである。
本開示の一態様である電池パックの製造方法は、パックケースと、パックケースに第１方向に隣り合って収容された複数の電池モジュールであって、複数の電池モジュールのそれぞれは、複数の電池セルが第１方向と直交する第２方向に並んで配置された複数の電池モジュールと、パックケース内において、第１方向に隣り合う電池モジュールの間に配置されたサイドフレームとを備え、サイドフレームは、隣り合う電池モジュールの第１方向における側面の側に弾性的に押し付けられる２つの側壁部と、２つの側壁部の一端どうしを連結する連結部とを含む断面Ｕ字形で長尺状に形成される電池パックの製造方法であって、パックケース内に隣り合う電池パックを配置した状態で、２つの側壁部の間隔が連結部と反対側に向かって広がるように構成したサイドフレームを、２つの側壁部の他端の間隔が狭くなるように弾性変形させながら、連結部を先にして隣り合う電池パックの間に押し込んで配置する。
本開示に係る電池パック及びその製造方法によれば、サイドフレームにより電池セルの第１方向における位置決めを図れるとともに、電池パックの部品点数の低減を図れ、かつ、電池パック内における電池セルの配置の自由度を向上させることができる。
実施形態の１例における電池パックにおいて、一部を取り除いて示す分解斜視図である。 図１に示す電池パックにおいて、電池モジュール及びサイドバインドバーを省略して示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面を拡大して示す斜視図である。 隣り合う電池モジュールの間にサイドフレームを押し込む状態を示している図３の矢印Ｂ方向に見た状態に相当する図である。 図４からサイドフレームを取り出して示している斜視図である。 実施形態の別例の電池パックにおいて、図４の左側部分に相当する図である。 実施形態の別例の電池パックにおいて、一部を省略して示している分解斜視図である。 実施形態の別例の電池パックを示している、図３の矢印Ｂ方向に見た状態に相当する図である。
以下、実施形態の１例である電池パックについて詳細に説明する。実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略～」との記載は、略同一を例に挙げて説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「端部」の用語は対象物の端及びその近傍を意味するものとする。また、以下で説明する形状、材料、個数などは説明のための例示であって、電池パックの仕様により変更が可能である。以下では同様の構成には同一の符号を付して説明する。
図１は、電池パック１０において、一部を取り除いて示す分解斜視図である。図２は、電池パック１０において、電池モジュール１２及びサイドバインドバー４０を省略して示す斜視図である。図３は、図１のＡ－Ａ断面を拡大して示す斜視図である。電池パック１０には、複数の電池モジュール１２が第１方向である横方向Ｘと、横方向Ｘに直交する第２方向である縦方向Ｙとに隣り合って収容される。図１、図３では、１例として、横方向Ｘに３つの電池モジュール１２が隣り合い、縦方向Ｙに２つの電池モジュール１２が隣り合う場合を示している。図１～図３及び後述する図４では、横方向をＸで示し、縦方向をＹで示し、Ｘ及びＹに直交する高さ方向をＺで示している。
電池パック１０は、パックケース２０と、複数のサイドフレーム３０と、複数の電池モジュール１２と、複数のサイドバインドバー４０とを含んで構成される。パックケース２０は、ケース本体２１と、蓋部２４とを有する。ケース本体２１は、矩形状の底板部２２の周縁部から全周にわたって周壁部２３が立設される。ケース本体２１は上端が開口する。なお、以下では、ケース本体２１の開口側を上、ケース本体２１の底板部２２側を下として説明する。上、下は、説明の便宜上用いる用語である。
蓋部２４は、矩形の平板状である。蓋部２４がケース本体２１の上端に、上端開口を塞ぐようにボルト等により結合されることにより、パックケース２０が構成される。
ケース本体２１の底板部２２の上面において、縦方向Ｙ中央部には、横方向Ｘに伸びる仕切り板２１ａが固定される。図２に示すように、複数のサイドフレーム３０は、ケース本体２１の内側において仕切り板２１ａで仕切られた２つの内側空間内で、横方向Ｘに離れて２個ずつ、合計４個が配置される。各サイドフレーム３０は下端部で底板部２２にネジ３８（図４）により固定される。サイドフレーム３０の構成は後で詳しく説明する。
図１、図３に示すように、複数の電池モジュール１２は、ケース本体２１内で、仕切り板２１ａとサイドフレーム３０とにより仕切られた複数の空間にそれぞれ配置される。なお、実際には、後述のようにケース本体２１内に複数の電池モジュール１２を配置した状態で、隣り合う電池モジュール１２の間にサイドフレーム３０を押し込んで、その後、サイドフレーム３０の下端部をケース本体２１の底板部２２に固定する。図２は、サイドフレーム３０の配置位置を分かりやすくするための図である。
図３に示すように、複数の電池モジュール１２のそれぞれは、複数の単電池である電池セル１３が絶縁部材である平板状の縦方向間スペーサ（図示せず）を介して縦方向Ｙに並んで配置されて構成される。縦方向間スペーサは、例えば樹脂等の絶縁材料により形成される。なお、縦方向間スペーサの代わりに、絶縁部材として樹脂製のセパレータが用いられてもよい。セパレータは、平板以外の所定形状を有する。
電池セル１３は、充放電可能な角形の二次電池である。二次電池として、例えばリチウムイオン電池が用いられる。二次電池は、これ以外に、ニッケル水素電池等が用いられてもよい。電池セル１３は、直方体形状のセルケース１４と、セルケース１４の内側に電解質とともに収容された電極体（図示せず）とを含む。セルケース１４は、上端が開口する角形のセルケース本体１５の開口を封口板１６により塞いで構成される。電極体は、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層される。封口板１６の長手方向両端部には正極端子１７と負極端子１８とが突出する。正極端子１７は正極板に接続され、負極端子１８は負極板に接続される。
電池モジュール１２は、上記のように複数の電池セル１３が縦方向間スペーサ等の絶縁部材を介して縦方向Ｙに並んで配置される。このとき、隣り合う電池セル１３では、正極端子１７と負極端子１８との封口板１６における長手方向の位置が逆になる。そして、隣り合う電池セル１３において縦方向Ｙに隣り合う正極端子と負極端子とがバスバー（図示せず）で接続されることにより、複数の電池セル１３が電気的に直列に接続される。
なお、複数の電池セル１３において、正極端子を封口板１６における長手方向で同じ一方側に配置し、負極端子を封口板１６における長手方向で同じ他方側に配置してもよい。このとき、縦方向Ｙに並んだ複数の正極端子及び複数の負極端子のそれぞれを異なるバスバーで接続することにより、複数の電池セルを電気的に並列に接続してもよい。また、複数の電池セルの一部を電気的に並列接続することにより電池セル群を形成し、複数の電池セル群を電気的に直列に接続してもよい。
複数の電池モジュール１２は、パックケース２０内で横方向Ｘに並んで配置される。また、パックケース２０の底板部２２は、電池モジュール１２を冷却する冷却プレートの機能も備える。例えば、底板部２２の複数位置に冷媒としての空気または水を流す冷媒通路２２ａが形成される。冷媒通路２２ａは、電池パック１０の外部の冷媒流路（図示せず）に接続される。図１では、底板部２２に設ける冷媒通路の図を省略している。なお、底板部の冷媒通路を省略して、底板部を放熱性がよい形状、材料等により形成してもよい。
複数のサイドフレーム３０は、ケース本体２１内において、横方向Ｘに隣り合う電池モジュール１２の間に配置される。図４は、隣り合う電池モジュール１２の間にサイドフレーム３０を押し込む状態を示している図３の矢印Ｂ方向に見た状態に相当する図である。図５は、図４からサイドフレーム３０を取り出して示している斜視図である。
図４、図５に示すように、各サイドフレーム３０は、２つの側壁部３１と、２つの側壁部３１の一端どうしを連結する連結部３２とを含む断面Ｕ字形で縦方向Ｙに長い長尺状に形成される。２つの側壁部３１及び連結部３２は、それぞれ平板状である。これにより、サイドフレーム３０の形状が単純であり、コスト低減を図れる。また、サイドフレーム３０は、隣り合う電池モジュール１２の間に配置する前の状態と、隣り合う電池モジュール１２の間から分離された状態とのそれぞれで、２つの側壁部３１の間隔が連結部３２と反対側である上側に向かって広がるように構成される。
サイドフレーム３０は、鉄、鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属により構成される。サイドフレーム３０は、鋼のうち、高張力鋼により形成されてもよい。例えば、サイドフレーム３０は、金属板の曲げ成形、金属の押し出し成形等により形成することができる。また、サイドフレーム３０をポリカーボネート樹脂等の樹脂材料により形成してもよい。
また、サイドフレーム３０において連結部３２の長手方向である縦方向Ｙの一部または複数位置には、厚み方向である高さ方向Ｚに貫通する貫通孔が形成される。この貫通孔には、ケース本体２１にサイドフレーム３０を固定するための締結部材である後述のネジ３８が挿通される。
サイドフレーム３０は、横方向Ｘに隣り合う電池モジュール１２の間に配置され、かつ、２つの側壁部３１のそれぞれが、電池モジュール１２の横方向Ｘにおける側面の側に弾性的に押し付けられる。このとき、電池モジュール１２の横方向Ｘ側面には平板状の横方向間セパレータであるセパレータ５０が配置されており、サイドフレーム３０の側壁部３１がセパレータ５０を介して電池モジュール１２を弾性的に押圧する。上記のようにサイドフレーム３０は、隣り合う電池モジュール１２の間に配置する前の状態で側壁部３１が上側に向かって広がっている。また、隣り合う電池モジュール１２の間の２つのセパレータ５０の間隔ｄ１（図４）は、サイドフレーム３０の連結部３２の横方向Ｘ長さｄ２以上（図４）であり、かつ、広がった側壁部３１の上端の間隔ｄ３よりも小さい。これにより、２つのセパレータ５０の間に図４に矢印αで示すようにサイドフレーム３０を、連結部３２を先にして上側から押し込んだ状態で、２つの側壁部３１の上側での間隔が小さくなるようにサイドフレーム３０が弾性変形する。これに伴って、サイドフレーム３０の反発力が側壁部３１から隣り合う電池モジュール１２に加わるので、電池モジュール１２は側壁部３１によって弾性的に押圧される。また、サイドフレーム３０の連結部３２を上側から貫通したネジ３８（図４）がケース本体２１の底板部２２に形成されたネジ孔２２ｂに結合される。これにより、サイドフレーム３０がパックケース２０の底部に固定される。このため、電池モジュール１２の横方向Ｘにおける位置決めが行われる。また、サイドフレーム３０の上端が開口しているので、サイドフレーム３０の上側からドライバー等の工具を用いてネジ３８を回す作業を容易に行える。
また、サイドフレーム３０の長手方向である縦方向Ｙの一端は、ケース本体２１に固定された仕切り板２１ａの側面に突き当てられる。サイドフレーム３０の縦方向Ｙの他端が、ケース本体２１の壁面に突き当てられてもよい。
電池パック１０の製造方法は、まず、ケース本体２１内に、横方向Ｘに隣り合う電池モジュール１２を配置する。また、２つの側壁部３１の間隔が連結部３２と反対側に向かって広がるように構成したサイドフレーム３０を用意する。この状態で、サイドフレーム３０を、２つの側壁部３１の他端である上端の間隔が狭くなるように弾性変形させながら、連結部３２を先にして隣り合う電池モジュール１２の間に押し込んで配置する。そして、上記のように連結部３２をケース本体２１の底板部２２にネジ３８により固定する。このように隣り合う電池モジュール１２の間にサイドフレーム３０が配置された状態で、図３に示すように、サイドフレーム３０の２つの側壁部３１は略平行に配置される。以上のように、先にケース本体２１内に複数の電池モジュール１２を配置し、その後、サイドフレーム３０を隣り合う電池モジュール１２の間に押し込んで配置する製造方法が好ましいが、先にケース本体２１内に複数のサイドフレーム３０を配置し、隣り合うサイドフレーム３０の間に電池モジュール１２を押し込んで配置する製造方法でもよい。この場合、ケース本体２１の底板部２２に複数のサイドフレーム３０をネジ３８により固定した状態にし、サイドフレーム３０を上端の間隔が狭くなるように弾性変形させながら電池モジュール１２を構成する各電池セル１３を設置すればよい。
また、図３に示すように、複数のサイドバインドバー４０は、上記のように配置したサイドフレーム３０の上端開口部の間に押し込んで固定する。サイドバインドバー４０は、挿入部４１と、２つのフランジ４４とを含み縦方向Ｙに長い長尺状に形成される。挿入部４１は、互いに平行な２つの開口側壁部４２と、２つの開口側壁部４２の一端どうしを連結する開口側連結部４３とを有する。各開口側壁部４２及び開口側連結部４３は、それぞれ平板状である。２つのフランジ４４は、２つの開口側壁部４２の他端である上端から幅方向外側に伸びている。サイドバインドバー４０は、例えば金属または樹脂により形成される。例えばサイドバインドバー４０は、鉄、鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属により構成される。サイドバインドバー４０は、鋼のうち、高張力鋼により形成されてもよい。
各サイドバインドバー４０は、サイドフレーム３０の２つの側壁部３１の他端部である上端部の間に挿入部４１が押し込まれるように配置された状態で、サイドフレーム３０に固定される。そして、２つのフランジ４４のそれぞれが、横方向Ｘに隣り合う電池セル１３の一端である上端に押し付けられる。これにより、電池セル１３の浮き上がりが防止される。なお、隣り合う電池モジュール１２の間にサイドフレーム３０が配置された状態で、サイドフレーム３０の２つの側壁部３１の間隔が上端に向かって広がり、かつ、組み付け前の間隔よりも狭くなるように構成されてもよい。
図１に戻って、ケース本体２１内には、複数の電池モジュール１２、サイドフレーム３０（図２、図３）及びサイドバインドバー４０が収容される。そしてこの状態で、仕切り板２１ａで分けられた２つの空間の上側に対応する複数の電池モジュール１２の上側には、柔軟性のある回路基板５１が上側絶縁紙（図示せず）を介して配置される。回路基板５１には、ＣＰＵ、メモリ等が搭載される。回路基板５１は、対応する各電池セル１３の正極端子１７（図３）に接続されることにより、各電池セル１３の電圧を監視する。また、回路基板５１に温度計測部を接続し、その温度計測部を、正極または負極の端子、またはこの端子に接続したバスバーに接触させることにより、電池セル１３の温度を検出可能としてもよい。蓋部２４は、回路基板５１を上から覆うようにケース本体２１に結合される。回路基板は、パックケース２０の外側に配置されてもよい。
上記の電池パック１０及びその製造方法によれば、サイドフレーム３０で横方向Ｘに押圧することにより複数の電池セル１３の横方向Ｘにおける位置決めを図れる。これとともに、各電池モジュール１２で独立して、バインドバーと２つのエンドプレートとを用いて複数の電池セル１３を一体化させる必要がないので、電池パック１０の部品点数の低減を図れる。これにより、電池パック１０のコスト低減と軽量化とを図れる。また、横方向Ｘにおいて隣り合う電池モジュールの間のフレームを、閉断面形状のブロック状とする必要がない。これによっても電池パック１０の軽量化を図れる。軽量化によって、電池パック１０を車両に搭載する場合に、車両のエネルギー消費を低減できる。また、電池モジュール１２内での電池セル１３の数及び配置を任意に変更しやすいので、電池パック１０内における電池セル１３の配置の自由度を向上させることができる。
また、サイドフレーム３０において上端の開き角度を調整することにより、電池セル１３の横方向Ｘの位置決めを行う際におけるサイドフレーム３０から電池セル１３に加わる押圧力を調整できる。これにより、横方向Ｘに隣り合う電池モジュール１２のそれぞれにおいて不均一に並んだ電池セル１３の横方向Ｘの位置決めを行え、かつ、電池セル１３に過度に高い押圧力が加わることを防止できる。
また、サイドフレーム３０の長手方向の一端がパックケース２０に固定された仕切り板２１ａの側面に突き当てられるので、サイドフレーム３０にパックケース２０の補強材としての機能を持たせることができる。これにより、パックケース２０の剛性を高くできる。なお、パックケースに仕切り板がない場合に、サイドフレーム３０の長手方向の一端または両端をパックケースの内側の壁面に突き当ててもよい。この場合にもパックケースの剛性を高くできる。
図６は、実施形態の別例の電池パック１０ａにおいて、図４の左側部分に相当する図である。本例の構成の場合には、サイドフレーム３０は、断面Ｌ字形で縦方向Ｙに長尺な絶縁シート５２を介して横方向Ｘに隣り合う電池モジュール１２の側面に押し付けられる。絶縁シート５２は、樹脂等の絶縁材料により形成される。絶縁シート５２は、サイドフレーム３０と電池モジュール１２との間に配置される平板状のシート本体５３の上端に、電池モジュール１２側に略直角に折れ曲がって連結された折り曲げ片５４を有する。折り曲げ片５４は、電池モジュール１２の上端に押し付けられる。
また、図３を参照して、サイドバインドバー４０の挿入部４１が、図６に示すサイドフレーム３０の２つの側壁部３１の上端部の間に押し込まれるように配置される。この状態でサイドバインドバー４０の２つのフランジ４４のそれぞれが隣り合う電池セル１３の上端に、絶縁シート５２の折り曲げ片５４を介して押し付けられる。その他の構成及び作用は、図１から図５に示した構成と同様である。
図７は、実施形態の別例の電池パック１０ｂにおいて、一部を省略して示している分解斜視図である。本例の構成では、ケース本体２１の底板部２２の上側に固定板５５を配置し、その固定板５５の上側に仕切り板２１ａとサイドフレーム３０とを固定している。なお、図７では、電池モジュール１２（図３）の図を省略しているが、実際には、複数の電池モジュール１２を配置した状態で隣り合う電池モジュール１２の間にサイドフレーム３０を配置し、固定板５５に固定する。サイドフレームの長手方向の一端は仕切り板２１ａの側面に突き当てているが、長手方向の他端は、ケース本体２１の周壁部２３の壁面から離れている。
そして、電池モジュール１２の長手方向一端である仕切り板２１ａと反対側端には、バネ付エンドプレート５６を配置している。バネ付エンドプレート５６は、略平板状の本体部５７と、本体部５７における電池モジュール１２とは反対側の側面に一端が結合されたバネ５８とを含む。バネ５８の他端は、ケース本体２１の周壁部２３の壁面に突き当てられる。バネ５８は、コイルバネであるが、これ以外に例えば板バネまたは弾性のある材料から形成された板部材でもよい。これにより、電池モジュール１２が横方向Ｘ両側のサイドフレームにより横方向Ｘに挟まれた状態で、電池モジュール１２の長手方向一端にバネ付エンドプレート５６によってバネ５８の弾力が加わる。このため、電池モジュール１２の長手方向他端が、仕切り板２１ａの側面に弾性的に押し付けられて、各電池セル１３（図３）の位置決めが図られる。なお、図７では、バネ付エンドプレート５６を１つのみ示しているが、実際には、複数の電池モジュールにおける仕切り板２１ａとは反対側端に１つずつ配置される。また、図示は省略するが、固定板５５には冷媒を流すための冷媒通路が形成されてもよい。このとき、冷媒通路の入口及び出口が、ケース本体２１の周壁部２３に形成されたポート（図示せず）を通じて、外部の冷媒流路に接続されるようにしてもよい。その他の構成及び作用は、図１から図５に示した構成と同様である。
図８は、実施形態の別例の電池パック１０ｃを示している、図３の矢印Ｂ方向に見た状態に相当する図である。本例の構成では、サイドフレーム３０の内側に円筒状の柱部材６０を配置している。柱部材６０は、内周面の全長にわたって、または軸方向両端部のみにネジ孔が形成されている。そしてケース本体２１の底板部２２に形成された溝部２２ｃに、頭部が配置されたネジ６１を、下側から底板部２２とサイドフレーム３０の連結部３２とを貫通させている。また、ネジ６１のうち、連結部３２より上側に突出させた先端部を柱部材６０のネジ孔の下端部に結合している。これにより、柱部材６０がサイドフレーム３０の内側において上側に立設して固定される。
横方向Ｘに隣り合う電池モジュール１２の上端は、柱部材６０に固定したサイドバインドバー６２により抑え付けている。具体的には、サイドバインドバー６２は断面形状が波形で縦方向Ｙに長尺な形状としている。サイドバインドバー６２の横方向Ｘ中間部には平板状の板部６３が形成される。そして、板部６３を上側から貫通したネジ６４の先端部を、柱部材６０のネジ孔の上端部に結合するとともに、サイドバインドバー６２の横方向Ｘ両端部を電池モジュール１２の上端に押し付けている。本例の構成によれば、柱部材６０の上側に結合するネジ６４の上端をサイドフレーム３０の上端開口の近くに配置できるので、ネジ６４の結合作業を容易に行える。なお、柱部材６０は、サイドフレーム３０の内側の長手方向一部のみに配置してもよいが、長手方向複数位置に配置してもよい。その他の構成及び作用は、図１から図５の構成と同様である。
１０，１０ａ，１０ｂ 電池パック
１２ 電池モジュール
１３ 電池セル
１４ セルケース
１５ セルケース本体
１６ 封口板
１７ 正極端子
１８ 負極端子
２０ パックケース
２１ ケース本体
２２ 底板部
２２ａ 冷媒通路
２２ｂ ネジ孔
２２ｃ 溝部
２３ 周壁部
２４ 蓋部
３０ サイドフレーム
３１ 側壁部
３２ 連結部
３８ ネジ
４０ サイドバインドバー
４１ 挿入部
４２ 開口側壁部
４３ 開口側連結部
４４ フランジ
５０ セパレータ
５１ 回路基板
５２ 絶縁シート
５３ シート本体
５４ 折り曲げ片
５５ 固定板
５６ バネ付エンドプレート
５７ 本体部
５８ バネ
６０ 柱部材
６１ ネジ
６２ サイドバインドバー
６３ 板部
６４ ネジ

Claims (6)

  1. パックケースと、
    前記パックケースに第１方向に隣り合って収容された複数の電池モジュールであって、複数の電池モジュールのそれぞれは、複数の電池セルが前記第１方向と直交する第２方向に並んで配置された複数の電池モジュールと、
    前記パックケース内において、前記第１方向に隣り合う前記電池モジュールの間に配置されたサイドフレームと、を備え、
    前記サイドフレームは、隣り合う前記電池モジュールの前記第１方向における側面の側に弾性的に押し付けられる２つの側壁部と、前記２つの側壁部の一端どうしを連結する連結部とを含む断面Ｕ字形で長尺状に形成され、
    前記サイドフレームが隣り合う前記電池モジュールの間から分離された状態で、前記サイドフレームは、前記２つの側壁部の間隔が前記連結部と反対側に向かって広がるように構成される、電池パック。
  2. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
    前記２つの側壁部及び前記連結部は、それぞれ平板状である、電池パック。
  3. 請求項１または請求項２に記載の電池パックにおいて、
    前記連結部には貫通孔が形成され、
    前記貫通孔を貫通した締結部材によって前記サイドフレームが前記パックケースの底部に固定される、電池パック。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池パックにおいて、
    互いに平行な２つの開口側壁部と、前記２つの開口側壁部の一端どうしを連結する開口側連結部とを有する挿入部と、前記２つの開口側壁部の他端から幅方向外側に伸びる２つのフランジとを含み長尺状に形成されるサイドバインドバーを備え、
    前記サイドバインドバーは、前記サイドフレームの前記２つの側壁部の他端部の間に前記挿入部が配置された状態で前記サイドフレームに固定され、前記２つのフランジのそれぞれが隣り合う前記電池セルの一端に押し付けられる、電池パック。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池パックにおいて、
    前記サイドフレームの長手方向の少なくとも一端が、前記パックケースの壁面または前記パックケースに固定された仕切り板の側面に突き当てられる、電池パック。
  6. パックケースと、
    前記パックケースに第１方向に隣り合って収容された複数の電池モジュールであって、複数の電池モジュールのそれぞれは、複数の電池セルが前記第１方向と直交する第２方向に並んで配置された複数の電池モジュールと、
    前記パックケース内において、前記第１方向に隣り合う前記電池モジュールの間に配置されたサイドフレームとを備え、
    前記サイドフレームは、隣り合う前記電池モジュールの前記第１方向における側面の側に弾性的に押し付けられる２つの側壁部と、前記２つの側壁部の一端どうしを連結する連結部とを含む断面Ｕ字形で長尺状に形成される電池パックの製造方法であって、
    前記パックケース内に隣り合う前記電池パックを配置した状態で、前記２つの側壁部の間隔が前記連結部と反対側に向かって広がるように構成した前記サイドフレームを、前記２つの側壁部の他端の間隔が狭くなるように弾性変形させながら、前記連結部を先にして隣り合う前記電池パックの間に押し込んで配置する、電池パックの製造方法。
JP2019535056A 2017-08-10 2018-07-18 電池パック及びその製造方法 Active JP7065445B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017155138 2017-08-10
JP2017155138 2017-08-10
PCT/JP2018/026967 WO2019031175A1 (ja) 2017-08-10 2018-07-18 電池パック及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019031175A1 JPWO2019031175A1 (ja) 2020-07-02
JP7065445B2 true JP7065445B2 (ja) 2022-05-12

Family

ID=65272025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019535056A Active JP7065445B2 (ja) 2017-08-10 2018-07-18 電池パック及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11437676B2 (ja)
JP (1) JP7065445B2 (ja)
CN (1) CN110959203B (ja)
WO (1) WO2019031175A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107203B4 (de) * 2017-04-04 2021-04-22 Hoppecke Batterien Gmbh & Co. Kg Traktionsbatterie
JP6856519B2 (ja) * 2017-12-05 2021-04-07 本田技研工業株式会社 バッテリモジュール
JP7199303B2 (ja) * 2019-05-17 2023-01-05 株式会社東芝 電池モジュール、電池パック及び車両
JP7149232B2 (ja) * 2019-07-18 2022-10-06 本田技研工業株式会社 バッテリパック
JP7048545B2 (ja) * 2019-07-24 2022-04-05 本田技研工業株式会社 セル固定機構、バッテリパック及びセル固定方法
AT522358B1 (de) * 2019-09-05 2020-10-15 Kreisel Electric Gmbh & Co Kg Vorrichtung mit mehreren, in einer Fügerichtung hintereinander angeordneten Batteriemodulen
US11588199B2 (en) * 2020-03-10 2023-02-21 Karma Automotive Llc Vehicle battery system
DE102020203873A1 (de) * 2020-03-25 2021-09-30 Elringklinger Ag Batteriemodule, Batterievorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls
CN111509158B (zh) * 2020-04-24 2023-02-21 京东方科技集团股份有限公司 电池模组、柔性显示装置及移动终端
JP7298550B2 (ja) * 2020-06-02 2023-06-27 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
DE102020117191A1 (de) * 2020-06-30 2021-12-30 Audi Aktiengesellschaft Batterie für Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug und Herstellverfahren hierzu
KR20220055139A (ko) * 2020-10-26 2022-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2023135546A1 (en) * 2022-01-12 2023-07-20 C.R.F. Societa' Consortile Per Azioni Battery pack, and assembling process for manufacturing a battery pack
CN117321842A (zh) * 2022-03-11 2023-12-29 株式会社Lg新能源 电池组和包括该电池组的车辆
CN117096518B (zh) * 2023-10-17 2024-01-26 厦门海辰储能科技股份有限公司 电池模组、电池包及用电设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3560371B2 (ja) * 1994-10-17 2004-09-02 本田技研工業株式会社 バッテリ保持構造
JP4639583B2 (ja) * 2003-03-06 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP4791612B2 (ja) * 2009-07-08 2011-10-12 愛鋼株式会社 非線形バネ構造体及びこれを用いた加圧スペーサ
JP5474426B2 (ja) 2009-07-10 2014-04-16 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
JP5960289B2 (ja) 2013-01-10 2016-08-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池モジュール
US9484562B2 (en) * 2014-03-27 2016-11-01 Ford Global Technologies, Llc Traction battery assembly
JP6110336B2 (ja) * 2014-05-19 2017-04-05 本田技研工業株式会社 蓄電モジュール
JP6210335B2 (ja) * 2015-03-11 2017-10-11 トヨタ自動車株式会社 組電池用スペーサおよび組電池
JP6686286B2 (ja) 2015-03-30 2020-04-22 三洋電機株式会社 角形二次電池及びそれを用いた組電池
CN204732459U (zh) 2015-06-04 2015-10-28 湖南猎豹汽车股份有限公司 电池模块弹性补偿板
JP6608653B2 (ja) * 2015-09-02 2019-11-20 株式会社東芝 電池モジュール
JP6751570B2 (ja) * 2016-02-29 2020-09-09 ビークルエナジージャパン株式会社 リチウムイオン電池モジュール
JP2018055814A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
KR101799537B1 (ko) * 2017-01-23 2017-11-20 (주)알씨디에이치 내진 성능이 높은 원전 dc비상전원 공급 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
CN110959203A (zh) 2020-04-03
CN110959203B (zh) 2022-09-13
JPWO2019031175A1 (ja) 2020-07-02
WO2019031175A1 (ja) 2019-02-14
US11437676B2 (en) 2022-09-06
US20200411816A1 (en) 2020-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7065445B2 (ja) 電池パック及びその製造方法
EP2782161B1 (en) Secondary cell module
US10468646B2 (en) Energy storage apparatus and manufacturing method of energy storage apparatus
KR101749191B1 (ko) 배터리 모듈
JP5553163B2 (ja) バッテリユニット
US20160126514A1 (en) Battery module
US20110104545A1 (en) Battery, Particularly for a Hybrid Drive
US20160006006A1 (en) Battery module
EP3300136B1 (en) Clamping member and battery module using same
US11217851B2 (en) Battery module
JP2010015949A (ja) 車両用の組電池
US20170084885A1 (en) Energy storage apparatus
CN103378319A (zh) 电池模块
CN105322109B (zh) 蓄电装置
CN209843807U (zh) 电池组
JP6629140B2 (ja) 蓄電モジュール
WO2019065152A1 (ja) 拘束部材および電池モジュール
US10411231B2 (en) Energy storage apparatus
CN110998908B (zh) 约束部件以及电池模块
WO2020026966A1 (ja) 電池モジュールの固定構造
CN113795976A (zh) 汇流条板
WO2021241419A1 (ja) 蓄電モジュール
CN111868958B (zh) 电池组
JP7493365B2 (ja) 蓄電装置
JP2022148373A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210402

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: 20220322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220408

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7065445

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151