JP7841116B2 - 電池モジュールおよび電池パック - Google Patents

Description

本開示は、２０２３年８月２日に中国特許局に提出され、出願番号が２０２３２２０６９０４３．２である中国特許出願の優先権を主張し、以上の出願のすべての内容は、引用により本開示に取り込まれる。

本開示は電池技術に関し、特に電池モジュールおよび電池パックに関する。

円筒形動力電池モジュールのＣＣＳ（セルコンタクトシステム：Ｃｅｌｌｓ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｙｓｔｅｍ）アセンブリは、プラスチック製ブラケットと、プラスチック製ブラケットに配列されるバスバーとで構成されることが多い。実際の使用過程において、電池パックの構造安定性の向上と熱拡散の可能性の低減のために、セル同士の間に発泡接着剤が注入されることがよくあるが、電池パックの組み立て過程において、通常、先ずプラスチック製ブラケットをセルの先端に組み立て、次に、プラスチック製ブラケットに組み立てられるバスバーとセルとを対応させて溶接し、最後に発泡接着剤をセル同士間の隙間に注入する。

関連技術において、ＣＣＳアセンブリはブラケットと複数のバスバーとを含み、バスバーは複数のバスバー単体を含み、隣接する２つのバスバー単体が基材によって接続されて１つのバスバーを構成し、バスバー単体は互いに接続される正極接続部と負極接続部とを含み、ブラケットはエンドプレートを含み、エンドプレートの第１の面には複数のバスバー取付部が設けられ、エンドプレートの第２面には複数のセル取付部が設けられ、各セル取付部には、正極連通孔と負極連通孔とが設けられ、セルの正極は、正極連通孔によって１つのバスバー単体の正極接続部に電気的に接続され、且つ該セルの負極は負極連通孔によって別のバスバーの負極接続部に電気的に接続され、正極連通孔と負極連通孔との間はリブにより絶縁的に隔離されている。各セルの上方にはいずれも２つの接着剤通過孔が設けられ、２つの接着剤通過孔は、第１の方向に関して対称に設けられている。ＣＣＳアセンブリとセルを組み立てた後、セルの先端は、対応する接着剤通過孔を下から上に閉塞し、発泡接着剤を注入する場合、バスバーとリブとの間の隙間から発泡接着剤体を上から下に注入すればよい。しかしながら、ＣＣＳアセンブリの構造のコンパクト性を高めるために、バスバーとリブとの間の隙間は通常小さく、これにより、発泡接着剤の注入が困難になり、電池パックの組み立て効率が低くなる。

上記技術的課題を解決するために、本開示は電池モジュールと電池パックを提供する。

第１の態様では、本開示の実施例は、セルとＣＣＳアセンブリとを含む電池モジュールを提供し、前記ＣＣＳアセンブリはプラスチック製ブラケットを含み、前記プラスチック製ブラケットの上面に、バー単体を組み立てるためのバー取付部が設けられ、プラスチック製ブラケットの下面に、前記セルを組み立てるためのセル取付部が設けられ、ここで、前記セル取付部の領域内に、正極連通孔と負極連通孔とが設けられており、前記正極連通孔の少なくとも一側には接着剤注入孔が設けられており、前記セルは前記正極連通孔に対応して設けられ、いずれか一つのセルとそれに隣接する他のセルとの間の隙間を接着剤注入キャビティとして定義し、前記接着剤注入キャビティの少なくとも一部はそれに対応する前記接着剤注入孔によって前記プラスチック製ブラケットの上面に向かって露出する。

第２の態様では、本開示の実施例は、上記電池モジュールを含む電池パックを提供する。

本開示の有益な効果は、以下のとおりである。

（１）本開示の電池モジュールにおけるプラスチック製ブラケットに配置される接着剤注入孔は隣接する２つのセル同士間の隙間を露出させることが可能であり、隣接する２つのセル同士間の隙間への接着剤の注入難易度を低減するのに有利である。

（２）本開示が提供される電池パックは、上記の電池モジュールを採用し、電池モジュールにおけるプラスチック製ブラケットに配置される接着剤注入孔は隣接する２つのセル同士間の隙間を露出させることが可能であり、隣接する２つのセル同士間の隙間への接着剤の注入難易度を低減するのに有利である。

本開示の実施例による電池パックのモジュールの一部の斜視構造概略図である。 本開示の実施例による電池パックのモジュールの一部の平面構造概略図である。 本開示の実施例による電池パックのモジュールの一部の、一部のセルとバスバーを取り外した後の斜視構造概略図である。 本開示の実施例による電池パックのモジュールの一部の、一部のセルとバスバーを取り外した後の平面構造概略図である。 本開示の実施例によるプラスチック製ブラケットの底面構造概略図である。 本開示の実施例によるバスバーの斜視構造概略図である。

図１から図６を参照し、電池モジュール１０、具体的には、円筒形動力電池モジュールは、セル１００とＣＣＳアセンブリ２０とを含み、ＣＣＳアセンブリ２０はプラスチック製ブラケット３００とプラスチック製ブラケット３００に設けられるバスバー２００とを含む。図２と図６に示すように、本実施例において、バスバー２００は接続部２０２により接続される四つのバー単体２０１を含み、ここでのバスバー２００が電池モジュール１０においてセル１００に直列および並列に接続される動作原理については、公開番号ＣＮ２１８０３９７０５Ｕの中国特許を参照されたく、従来技術であるため、ここでは詳しく説明しない。

具体的には、本実施例において、図４と図５に示すように、プラスチック製ブラケット３００の上面に、バー単体２０１を組み立てるためのバー取付部３０５が設けられ、プラスチック製ブラケット３００の下面に、セル１００を組み立てるためのセル取付部３０８が設けられ、ここで、セル取付部３０８の領域内に、正極連通孔３０２と負極連通孔３０３とが設けられており、正極連通孔３０２の少なくとも一側には接着剤注入孔３０４が設けられており、セル１００は正極連通孔３０２に対応して設けられ、何れか一つのセル１００とそれに隣接する他のセル１００との間の隙間を接着剤注入キャビティ１０１として定義し、接着剤注入キャビティ１０１の少なくとも一部はそれに対応する接着剤注入孔３０４によってプラスチック製ブラケット３００の上面に向かって露出する。本実施例において、正極連通孔３０２の周囲には正極連通孔３０２を囲うように複数の位置制限突起３０１が設けられており、位置制限突起３０１はプラスチック製ブラケット３００の下面に設けられる。同一の正極連通孔３０２の周囲にある複数の位置制限突起３０１で囲まれる領域は、上述したセル取付部３０８を構成し、即ち、セル１００はセル取付部３０８に組み立てられた後、正極連通孔３０２の周囲に囲まれるように設けられた位置制限突起３０１によって位置決めされる。バー取付部３０５はバスバー２００のバー単体２０１と一対一に対応して設けられ、バー取付部３０５とバー取付部３０５との間に、接続部２０２を収容するための接続溝３０６が設けられる。バー取付部３０５は接続溝３０６に連通し、且つバー取付部３０５と接続溝３０６とはいずれもリブ３０７によって囲まれるものである。図２と図４に示すように、バー取付部３０５にバスバー２００が組み立てられた後、正極連通孔３０２と負極連通孔３０３はいずれもバスバー２００によって遮蔽されており、接着剤注入キャビティ１０１の少なくとも一部がそれに対応する接着剤注入孔３０４によってプラスチック製ブラケット３００の上面に向かって露出するため、接着剤注入の時、発泡接着剤は接着剤注入孔３０４によって接着剤注入キャビティ１０１（セル１００とセル１００との間の隙間）内に容易かつ迅速に注入でき、接着剤の注入難易度が低い。

本実施例において、接着剤注入孔３０４の少なくとも一部はそれに対応するセル１００の半径方向に沿ってセル１００から離れる方向に向かって延伸している。ここでの接着剤注入孔３０４はプラスチック製ブラケット３００の上面に向かって接着剤注入キャビティ１０１を露出させることが可能であればよく、その外形はバー取付部３０５とセル取付部３０８のレイアウトに応じて任意に設けられてもよく、ここで具体的に限定しない。なお、プラスチック製ブラケット３００の構造強度を確保する前提で、発泡接着剤の注入効率の向上と接着剤の注入難易度の低減のために、接着剤注入孔３０４の面積は接着剤注入キャビティ１０１をできるだけより多く露出させるべきである。

図４に示すように、好ましくは、電池モジュール１０の幅方向において、正極連通孔３０２の両側にはいずれも接着剤注入孔３０４が設けられる。このようにして、該正極連通孔３０２に対応するセル１００の周囲の接着剤注入キャビティ１０１の領域をより多く露出させることが可能であり、これにより、接着剤の注入効率をさらに向上させる。

さらに、同一のバスバー２００では、隣接する２つのバー単体２０１に対応する隣接する２つの正極連通孔３０２の間の接着剤注入孔３０４は互いに貫通している。このように設置すると、同一のバスバー２００によって並列接続される４つのセル１００において、隣接する２つのセル１００の間の隙間は貫通している接着剤注入孔３０４によって十分に露出することができ、接着剤の注入効率をさらに向上することができる。

本実施例において、隣接する２つの正極連通孔３０２の間の、互いに貫通している接着剤注入孔３０４は接着剤注入領域Ｉを構成し、接着剤注入領域Ｉの面積と単一の正極連通孔３０２の面積との比は０．８～１．４であり、好ましくは、接着剤注入領域Ｉの面積と単一の正極連通孔３０２の面積との比は約１．１３である。具体的には、本実施例において、接着剤注入領域Ｉの面積は４５０ｍｍ^２であり、単一の正極連通孔３０２の面積は３９７ｍｍ^２である。このように設置することで、プラスチック製ブラケット３００が良好な構造強度を有することを保証することができるとともに、接着剤の注入効率を保証することができる。

本実施例において、位置制限突起３０１の、それに隣接するセル１００に向かう側には、位置制限凹面３０１２が設けられ、位置制限凹面３０１２はセル１００から離れる方向に向かって凹設される。セル１００をより良く位置制限するために、好ましくは、位置制限凹面３０１２は円弧面であり、対応するセル１００の周囲の側面に合わせる。

図５に示すように、本実施例において、６つの位置制限突起３０１は囲んでセル取付部３０８を形成する。６つの位置制限突起３０１の取り付け点の輪郭は、対応する正極連通孔３０２と同軸のように設けられる。

位置制限突起３０１の下面には重量軽減孔３０１１が設けられ、重量軽減孔３０１１はそれに隣接する負極連通孔３０３まで連通する。重量軽減孔３０１１は、プラスチック製ブラケット３００の重量を軽減し、プラスチック製ブラケット３００の材料コストを低減することができるとともに、発泡接着剤がバスバー２００の方向に向かって発泡している時、過剰な発泡接着剤は、重量軽減孔３０１１によって、バー単体２０１と、バー取付部３０５が囲まれて形成されるリブ３０７との間の隙間を容易に流れて、外に溢れることを実現でき、発泡接着剤がバー単体２０１またはバスバー２００を突き上げることによって、バスバー２００とセル１００との溶接構造への損傷の発生率を低減する。具体的には、負極連通孔３０３はプラスチック製ブラケット３００を貫通し、且つそれに対応するバー取付部３０５内まで連通し、好ましくは、リブ３０７の内壁は、該バー取付部３０５に対応する負極連通孔３０３の内壁を少なくとも部分的に構成する。本実施例はさらに、上述した電池モジュール１０を含む電池パックを提供する。図２に示すように、該電池パックは順に直列接続される三つの電池モジュール１０を含む。該電池パックの電池モジュール１０は、接着剤の注入難易度が低く、効率が高く、電池パックの組み立て効率は高い。

好ましくは、本実施例における三つの電池モジュール１０に対応する三つのプラスチック製ブラケット３００は一体的に形成される。

１０－電池モジュール、１００－セル、１０１－接着剤注入キャビティ、２００－バスバー、２０１－バー単体、２０２－接続部、３００－プラスチック製ブラケット、３０１－位置制限突起、３０１１－重量軽減孔、３０１２－位置制限凹面、３０２－正極連通孔、３０３－負極連通孔、３０４－接着剤注入孔、３０５－バー取付部、３０６－接続溝、３０７－リブ、３０８－セル取付部、Ｉ－接着剤注入領域、２０－ＣＣＳアセンブリ。

Claims (10)

1. 電池モジュール（１０）であって、セル（１００）とＣＣＳアセンブリ（２０）とを含み、前記ＣＣＳアセンブリ（２０）は、
   プラスチック製ブラケット（３００）を含み、前記プラスチック製ブラケット（３００）の上面に、バー単体（２０１）を組み立てるためのバー取付部（３０５）が設けられ、前記プラスチック製ブラケット（３００）の下面に、前記セル（１００）を組み立てるためのセル取付部（３０８）が設けられ、
   前記セル取付部（３０８）の領域内には、正極連通孔（３０２）と負極連通孔（３０３）とが設けられており、前記正極連通孔（３０２）の少なくとも一側には接着剤注入孔（３０４）が設けられており、
   前記セル（１００）は前記正極連通孔（３０２）に対応して設けられ、いずれか一つの前記セル（１００）とそれに隣接する他のセル（１００）との間の隙間を接着剤注入キャビティ（１０１）として定義し、前記接着剤注入キャビティ（１０１）の少なくとも一部は、それに対応する前記接着剤注入孔（３０４）により前記プラスチック製ブラケット（３００）の上面に向かって露出し、
   前記電池モジュール（１０）はバスバー（２００）をさらに含み、前記バスバー（２００）は複数の前記バー単体（２０１）を含み、同一の前記バスバー（２００）では、隣接する２つの前記バー単体（２０１）に対応する隣接する２つの前記正極連通孔（３０２）の間の前記接着剤注入孔（３０４）は互いに貫通している、電池モジュール（１０）。
2. 前記接着剤注入孔（３０４）の少なくとも一部はそれに対応する前記セル（１００）の半径方向に沿って前記セル（１００）から離れる方向に向かって延伸している、請求項１に記載の電池モジュール（１０）。
3. 隣接する２つの前記正極連通孔（３０２）の間に位置する、互いに貫通している前記接着剤注入孔（３０４）は接着剤注入領域（Ｉ）を構成し、前記接着剤注入領域（Ｉ）の断面積と単一の前記正極連通孔（３０２）の断面積との比は０．８～１．４である、請求項１に記載の電池モジュール（１０）。
4. 前記電池モジュール（１０）の幅方向において、前記正極連通孔（３０２）の両側には前記接着剤注入孔（３０４）が設けられる、請求項１または２に記載の電池モジュール（１０）。
5. 前記正極連通孔（３０２）の周囲には前記正極連通孔（３０２）を囲むように複数の位置制限突起（３０１）が設けられ、前記位置制限突起（３０１）は前記プラスチック製ブラケット（３００）の下面に設けられており、
   同一の前記正極連通孔（３０２）の周囲に位置する複数の位置制限突起（３０１）によって囲まれる領域は、前記セル取付部（３０８）を構成する、請求項１に記載の電池モジュール（１０）。
6. 前記位置制限突起（３０１）の、それに隣接する前記セル（１００）に向かう側には、位置制限凹面（３０１２）が設けられ、前記位置制限凹面（３０１２）は前記セル（１００）から離れる方向に向かって凹設される、請求項５に記載の電池モジュール（１０）。
7. 前記位置制限凹面（３０１２）は円弧面である、請求項６に記載の電池モジュール（１０）。
8. 前記位置制限突起（３０１）の下面には重量軽減孔（３０１１）が設けられる、請求項５～７のいずれか一項に記載の電池モジュール（１０）。
9. 前記負極連通孔（３０３）は前記プラスチック製ブラケット（３００）を貫通し、且つそれに対応する前記バー取付部（３０５）内まで連通し、
   前記バー取付部（３０５）はリブ３０７によって囲まれて形成され、前記リブ（３０７）の内壁は、該バー取付部（３０５）に対応する前記負極連通孔（３０３）の内壁を少なくとも部分的に構成し、
   前記重量軽減孔（３０１１）がそれに隣接する前記負極連通孔（３０３）まで連通する、請求項８に記載の電池モジュール（１０）。
10. 請求項１または２に記載の電池モジュール（１０）を含む、電池パック。