JP7202205B2 - 拘束部材 - Google Patents
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Description
複数のセルが積層されたセル積層体を拘束する拘束部材であって、
前記拘束部材は、一対の板状の拘束プレートを含み、
前記拘束プレートは、
前記セル積層体の積層方向に直交する直交方向から見て、前記セル積層体と対向するプレート本体部と、
前記プレート本体部とは連続して一体的に形成され、且つ、前記セル積層体の両端に配置される終端部材に対して前記積層方向において対向して該終端部材に固定されるプレート固定部と、を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向における前記セル積層体の両端よりも外側位置に設けられる両端部と、該両端部の間の中央位置に設けられる中央部と、を有し、
前記プレート本体部は前記積層方向において前記中央部の方が前記両端部よりも幅が狭く、
前記プレート本体部は、前記両端部から湾曲し始め、前記両端部から前記中央部にかけて前記幅が狭くなるよう湾曲している。
また、本発明は、
複数のセルが積層されたセル積層体を拘束する拘束部材であって、
前記拘束部材は、一対の板状の拘束プレートを含み、
前記拘束プレートは、
前記セル積層体の積層方向に直交する第1方向から見て、前記セル積層体と対向するプレート本体部と、
前記プレート本体部とは連続して一体的に形成され、且つ、前記セル積層体の両端に配置される終端部材に対して前記積層方向において対向して該終端部材に固定されるプレート固定部と、を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向において中央部の方が両端部よりも前記積層方向及び前記第1方向に直交する第2方向の幅が狭く、
前記両端部には、前記積層方向の中央部に向かって前記幅が狭くなる段差部を有し、
前記セル積層体は、
前記積層方向において対向する前面及び後面と、
前記第2方向において対向する上面及び下面と、
前記第1方向において対向する左面及び右面と、を有し、
前記セルは、六面体の角型形状を有し、有底筒状のセル本体に前記セル積層体の前記上面を構成する蓋部材を溶接することで構成され、
前記終端部材の高さは、前記セルの高さよりも低く、
前記終端部材の上部には、前記積層方向に膨出する膨出部が設けられ、
前記段差部の前記積層方向の長さは、上側が下側よりも狭い。
複数のセルが積層されたセル積層体を拘束する拘束部材であって、
前記拘束部材は、一対の板状の拘束プレートを含み、
前記拘束プレートは、
前記セル積層体の積層方向に直交する直交方向から見て、前記セル積層体と対向するプレート本体部と、
前記プレート本体部とは連続して一体的に形成され、且つ、前記セル積層体の両端に配置される終端部材に対して前記積層方向において対向して該終端部材に固定されるプレート固定部と、を有し、
前記プレート本体部は、複数の肉抜き孔を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向において中央部の方が両端部よりも前記肉抜き孔の数が多い、又は前記肉抜き孔の合計の面積が大きい。
図1~図3に示すように、本発明の第1実施形態のバッテリモジュール1は、前後方向(第1方向)に複数のセル21を積層して構成され、前後方向において対向する前面(第1面)及び後面(第2面)、前後方向に直交する左右方向(第2方向)において対向する左面(第3面)及び右面(第4面)、前後方向及び左右方向に直交する上下方向(第3方向)において対向する上面(第5面)及び下面(第6面)を有するセル積層体2と、セル積層体2の前面及び後面に配置される一対のエンドプレート3と、セル積層体2の下面に配置されるロアフレーム4と、セル積層体2を拘束する拘束部材5と、を備える。
セル積層体2は、複数のセル21と複数の第1絶縁部材22を前後方向に交互に積層して構成される。セル積層体2の前面及び後面には、それぞれ第2絶縁部材23を介した絶縁状態で一対のエンドプレート3が配置され、セル積層体2の下面には、第3絶縁部材24を介した絶縁状態でロアフレーム4が配置され、セル積層体2の左面及び右面には、それぞれ僅かな隙間を介した絶縁状態で拘束部材5が配置され、さらに、セル積層体2の上面には、左端部及び右端部に一対の第4絶縁部材25が配置される。
一対のエンドプレート3は、それぞれ第2絶縁部材23を介してセル積層体2の前面及び後面に当接し、セル積層体2のセル積層方向の荷重(以下、適宜セル厚拘束反力ともいう。)を受け止める。エンドプレート3は、例えばアルミダイカスト材を用いて形成されており、全体として平板形状である。エンドプレート3の上部には、セル21の溶接部より下方、且つ溶接部の近傍にセル21の積層方向において外方に膨出する膨出部31が一体に設けられている。このようなエンドプレート3によれば、セル21の溶接部の膨張を膨出部31によって抑制できるだけでなく、エンドプレート3に作用する負荷を上下方向において均等化させることができる。
ロアフレーム4は、例えばアルミ押出材を用いて形成される板状部材であり、セル積層体2及びエンドプレート3の下面に沿って延びるロアフレーム本体部41と、バッテリモジュール1を支持するモジュール支持構造体(図示せず)に固定される複数の固定部42と、ロアフレーム本体部41の左右両端部から上方に起立し、且つ前後方向に沿って延びる一対のガイド部43と、を備える。ガイド部43は、セル積層体2の左面及び右面に沿うように、ロアフレーム本体部41の左右両端部から上方に起立しており、セル積層体2の振動に際し、セル積層体2の左右方向のずれを規制する。
図4及び図5に示すように、拘束部材5は、セル積層体2の左面及び右面に沿って配置される拘束プレート本体部61を有し、セル積層体2をセル積層方向に拘束する一対の拘束プレート6と、セル積層体2の左面及び右面に沿って配置される挟持プレート本体部71を有し、セル積層体2を上下方向に挟持する一対の挟持プレート7と、を備える。このような拘束部材5によれば、セル21の膨張によってセル積層方向に発生する応力と、セル積層体2を上下方向に抑えることにより生じる応力と、を分離して別々の部品が負担することになるので、一部品で両方の機能を持たせた場合に比べて、応力集中を緩和することができる。
拘束プレート6は、金属板材をプレス加工して形成されており、セル積層体2の左面及び右面に沿って配置される拘束プレート本体部61と、拘束プレート本体部61とは連続して一体的に形成され、且つ、エンドプレート3に対してセル積層方向において対向して一対のエンドプレート3に固定される一対の拘束プレート固定部62と、を有する。
図4及び図5に示すように、挟持プレート7は、金属板材をプレス加工して形成されており、セル積層体2の左面及び右面に沿って配置される挟持プレート本体部71と、挟持プレート本体部71の上端部からセル積層体2の上面に沿って延在する挟持プレート弾性部72と、挟持プレート本体部71の下端部からロアフレーム4の下面に沿って延在する挟持プレート固定部73と、を備える。
つぎに、本発明の他の実施形態のバッテリモジュールについて、図8~図11を参照して説明する。ただし、第1実施形態との相違点のみを説明し、第1実施形態と共通の構成については、第1実施形態と同じ符号を用いることにより、第1実施形態の説明を援用する。
図11に示すように、第3実施形態の拘束部材5は、挟持プレート7の挟持プレート本体部71が、セル積層体2に向かって窪み、且つセル積層方向において挟持プレート本体部71の両端まで連続する凹部71eを有し、拘束プレート6の拘束プレート本体部61が凹部71eに収容される点が前記実施形態と相違している。このような拘束部材5によれば、拘束プレート6の拘束プレート本体部61が挟持プレート7の挟持プレート本体部71の外側に配置されるので、挟持プレート7の左右方向の抜けを拘束プレート6で規制できる。また、拘束プレート6の拘束プレート本体部61が凹部71eに収容されるので、バッテリモジュール1の左右方向の寸法拡大を抑制できる。
前記拘束部材は、一対の板状の拘束プレート(拘束プレート6)を含み、
前記拘束プレートは、
前記セル積層体の積層方向(前後方向)に直交する第1方向(左右方向)から見て、前記セル積層体と対向するプレート本体部(拘束プレート本体部61)と、
前記プレート本体部とは連続して一体的に形成され、且つ、前記セル積層体の両端に配置される終端部材(エンドプレート3)に対して前記積層方向において対向して該終端部材に固定されるプレート固定部(拘束プレート固定部62)と、を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向において中央部の方が両端部よりも前記積層方向及び前記第1方向に直交する第2方向(上下方向)の幅が狭い、拘束部材。
前記プレート本体部は、前記両端部から前記中央部にかけて前記幅が狭くなるよう湾曲している、拘束部材。
前記両端部には、前記積層方向の中央部に向かって前記幅が狭くなる段差部(段差部61a、61b)を有する、拘束部材。
前記セル積層体は、
前記積層方向において対向する前面及び後面と、
前記第1方向において対向する上面及び下面と、
前記第2方向において対向する左面及び右面と、を有し、
前記セルは、六面体の角型形状を有し、有底筒状のセル本体(セル本体213)に前記セル積層体の前記上面を構成する蓋部材(蓋部材214)を溶接することで構成され、
前記終端部材の高さは、前記セルの高さよりも低く、
前記終端部材の上部には、前記積層方向に膨出する膨出部(膨出部31)が設けられ、
前記段差部の前記積層方向の長さは、上側が下側よりも狭い、拘束部材。
前記終端部材の高さは、前記セルの内部に存在する電極体の高さ以上である、拘束部材。
前記セル積層体は、
前記積層方向において対向する前面及び後面と、
前記第1方向において対向する上面及び下面と、
前記第2方向において対向する左面及び右面と、を有し、
前記セルは、六面体の角型形状を有し、有底筒状のセル本体(セル本体213)に前記セル積層体の前記上面を構成する蓋部材(蓋部材214)を溶接することで構成され、
前記プレート本体部は、前記第1方向において、前記中央部の前記幅の中心が、前記両端部の前記幅の中心よりも上方に位置する、拘束部材。
21 セル
213 セル本体
214 蓋部材
3 エンドプレート(終端部材)
31 膨出部
5 拘束部材
6 拘束プレート
61 拘束プレート本体部(プレート本体部)
61a 段差部
61b 段差部
62 拘束プレート固定部(プレート固定部)
Claims (5)
- 複数のセルが積層されたセル積層体を拘束する拘束部材であって、
前記拘束部材は、一対の板状の拘束プレートを含み、
前記拘束プレートは、
前記セル積層体の積層方向に直交する第1方向から見て、前記セル積層体と対向するプレート本体部と、
前記プレート本体部とは連続して一体的に形成され、且つ、前記セル積層体の両端に配置される終端部材に対して前記積層方向において対向して該終端部材に固定されるプレート固定部と、を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向における前記セル積層体の両端よりも外側位置に設けられる両端部と、該両端部の間の中央位置に設けられる中央部と、を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向において前記中央部の方が前記両端部よりも前記積層方向及び前記第1方向に直交する第2方向の幅が狭く、
前記プレート本体部は、前記両端部から湾曲し始め、前記両端部から前記中央部にかけて前記幅が狭くなるよう湾曲している、拘束部材。 - 請求項1に記載の拘束部材であって、
前記両端部には、前記積層方向の前記中央部に向かって前記幅が狭くなる段差部を有する、拘束部材。 - 複数のセルが積層されたセル積層体を拘束する拘束部材であって、
前記拘束部材は、一対の板状の拘束プレートを含み、
前記拘束プレートは、
前記セル積層体の積層方向に直交する第1方向から見て、前記セル積層体と対向するプレート本体部と、
前記プレート本体部とは連続して一体的に形成され、且つ、前記セル積層体の両端に配置される終端部材に対して前記積層方向において対向して該終端部材に固定されるプレート固定部と、を有し、
前記プレート本体部は、前記積層方向において中央部の方が両端部よりも前記積層方向及び前記第1方向に直交する第2方向の幅が狭く、
前記両端部には、前記積層方向の中央部に向かって前記幅が狭くなる段差部を有し、
前記セル積層体は、
前記積層方向において対向する前面及び後面と、
前記第2方向において対向する上面及び下面と、
前記第1方向において対向する左面及び右面と、を有し、
前記セルは、六面体の角型形状を有し、有底筒状のセル本体に前記セル積層体の前記上面を構成する蓋部材を溶接することで構成され、
前記終端部材の高さは、前記セルの高さよりも低く、
前記終端部材の上部には、前記積層方向に膨出する膨出部が設けられ、
前記段差部の前記積層方向の長さは、上側が下側よりも狭い、拘束部材。 - 請求項3に記載の拘束部材であって、
前記終端部材の高さは、前記セルの内部に存在する電極体の高さ以上である、拘束部材。 - 請求項2~4のいずれか1項に記載の拘束部材であって、
前記セル積層体は、
前記積層方向において対向する前面及び後面と、
前記第2方向において対向する上面及び下面と、
前記第1方向において対向する左面及び右面と、を有し、
前記セルは、六面体の角型形状を有し、有底筒状のセル本体に前記セル積層体の前記上面を構成する蓋部材を溶接することで構成され、
前記プレート本体部は、前記第1方向において、前記中央部の前記幅の中心が、前記両端部の前記幅の中心よりも上方に位置する、拘束部材。
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