CN112290144A - 蓄电模块及蓄电模块封装体 - Google Patents

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Abstract

提供能够在确保充分的刚性和车载性的同时、提高组装性而且提高来自下方的耐冲击性的蓄电模块及蓄电模块封装体。蓄电模块(10A)具有:框体(11A);多个蓄电单元(12),它们收容于框体(11A);2个桥接部(13、13),它们设置于框体(11A)的内部,用于将框体(11A)的上部与下部连结;以及2个凸缘部(14Aa、14Ab),它们设置于框体(11A)的外部,且彼此向相反方向伸出。2个凸缘部(14Aa、14Ab)位于比框体(11A)的高度方向(D3)中央部靠上侧的位置。

Description

蓄电模块及蓄电模块封装体
技术领域
本发明涉及蓄电模块及蓄电模块封装体。
背景技术
以往,在混合动力车、电力机动车等车辆上搭载有蓄电模块,该蓄电模块用于向作为动力源的马达供给电力,或者蓄积由马达(发电机)再生的电力。
蓄电模块具有层叠的多个蓄电单元。作为蓄电单元,已知有将包括正极及负极在内的电池要素收容于金属制的单元罐的内部而构成的蓄电单元、将电池要素封入树脂制的层压膜内而构成的蓄电单元。蓄电单元例如在外部具有正负一对电极端子,相邻的蓄电单元的电极端子由母线串联或并联电连接。
近年来,伴随混合动力车、电力机动车等的高输出化,存在为了确保容量而蓄电模块大型化的倾向。然而,在车辆中,装备的设置空间受到制约,因此当使蓄电模块大型化时,有时不能良好地搭载蓄电模块。于是,例如提出了具备层叠多个蓄电池的蓄电池组、设置于蓄电池组的层叠方向两端的端板、以及将端板彼此连结的连结带的蓄电模块(专利文献1)。在该蓄电模块中,紧固连结构件收容部收容有一对紧固连结构件,该一对紧固连结构件位于连结带的内侧而直接设置于端板或与端板相邻地设置,用于将蓄电模块固定于设置部位。另外,连结带的安装部在比紧固连结构件收容部靠端板的板面的中央部侧处固定于端板。根据该结构,能够良好地确保配置于一对紧固连结构件的散热器的面积,并且能够容易使设备整体小型化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6254904号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述专利文献1的技术中,在将蓄电模块收容于外装壳体的状态下搭载于车辆的情况下,将穿过蓄电模块的端板后的螺栓螺合于外装壳体的内螺纹部,将端板紧固连结于外装壳体。然而,端板的下表面与外装壳体接近,因此外装壳体的形状受到制约,难以确保外装壳体的刚性。另一方面,在为了提高外装壳体的刚性而追加了加强构件的情况下,外装壳体的高度方向的尺寸变大,车载性可能降低。
另外,由于是使螺栓贯通端板的构造,因此端板的贯通孔与外装壳体的内螺纹部的对位困难,蓄电模块与外装壳体的组装性低。
而且,例如在车辆的下表面意外地接地了的情况下,来自外装壳体的下方的冲击传递到内螺纹部,并经由该内螺纹部而直接传递到蓄电模块,从而可能招致蓄电模块的不良状况。因此,需要采取也能够耐受来自下方的冲击的构造上的对策。
本发明的目的提供能够在确保充分的刚性和车载性的同时、提高组装性、而且提高针对来自下方的冲击的耐冲击性的蓄电模块及蓄电模块封装体。
用于解决课题的方案
[1]蓄电模块具有:框体;多个蓄电单元,它们收容于所述框体;桥接部,其设置于所述框体的内部,用于将所述框体的上部与下部连结;以及2个凸缘部,它们设置于所述框体的外部,且彼此向相反方向伸出,所述2个凸缘部位于比所述框体的高度方向中央部靠上侧的位置。
[2]以上述[1]所记载的蓄电模块为基础,所述框体具有底板部、顶板部、以及将所述底板部及所述顶板部连结的2个侧板部,所述2个凸缘部从所述侧板部沿着所述框体的横向伸出,且在所述侧板部的长度方向的大致整体延伸。
[3]以上述[1]所记载的蓄电模块为基础,在所述框体的上部及下部中的至少一方,安装有片状的调温器件。
[4]以上述[3]所记载的蓄电模块为基础,所述调温器件的冷却介质出入口配置于与所述多个蓄电单元的正负极端子相反一侧。
[5]一种蓄电模块封装体,其具备多个蓄电模块和***述多个蓄电模块的箱体,所述蓄电模块具有:框体;多个蓄电单元,它们收容于所述框体的内部;桥接部,其设置于所述框体的内部,用于将所述框体的上部与下部连结;以及2个凸缘部,它们设置于所述框体的外部,且彼此向相反方向伸出,所述2个凸缘部位于比所述框体的高度方向中央部靠上侧的位置,所述箱体具有:底壁部;多个第一纵壁部,它们从所述底壁部延伸,且空开间隔地排列设置,所述框体的所述2个凸缘部分别固定于相邻的2个所述第一纵壁部的上端部。
[6]以上述[5]所记载的蓄电模块封装体为基础,在所述蓄电模块的所述框体与所述箱体的所述底壁部之间设置有空间部。
[7]以上述[6]所记载的蓄电模块封装体为基础,在所述空间部配置有绝热构件。
[8]以上述[5]~[7]中任一项记载的蓄电模块封装体为基础,在所述蓄电模块的所述框体的上部及下部中的至少一方,安装有片状的调温器件。
[9]以上述[8]所记载的蓄电模块封装体为基础,所述调温器件的冷却介质出入口配置于与所述多个蓄电单元的电极端子相反一侧。
[10]以上述[5]所记载的蓄电模块封装体为基础,所述多个第一纵壁部由在俯视下配置于所述箱体的中央部的厚壁纵壁部、以及与所述厚壁纵壁部相邻配置的薄壁纵壁部构成。
[11]以上述[10]所记载的蓄电模块封装体为基础,在所述厚壁纵壁部的上端部上,具有在相邻的2个蓄电模块中的一方设置的所述凸缘部与在所述2个蓄电模块中的另一方设置的所述凸缘部不重叠的非重叠部,在所述薄壁纵壁部的上端部上,具有在相邻的2个蓄电模块中的一方设置的凸缘部与在所述2个蓄电模块中的另一方设置的所述凸缘部重叠的重叠部。
[12]以上述[5]~[11]中任一项记载的蓄电模块封装体为基础,所述箱体还具有与所述多个第一纵壁部垂直设置的至少1个第二纵壁部。
[13]以上述[5]~[12]中任一项记载的蓄电模块封装体为基础,所述蓄电模块封装体还具备以覆盖所述箱体的上部的方式可装卸地设置的盖体。
发明效果
根据本发明,能够在确保充分的刚性和车载性的同时,提高组装性,而且提高针对来自下方的冲击的耐冲击性。
附图说明
图1是简要地表示本发明的实施方式的蓄电模块封装体的整体结构的立体图。
图2的(a)是简要地表示图1中的箱体的结构的俯视图,图2的(b)是沿着图2的(a)的线II-II的箱体的剖视图。
图3是表示图1中的蓄电模块的结构的立体图。
图4是图3的蓄电模块的分解立体图。
图5的(a)是表示图1的一个蓄电模块的结构的剖视图,图5的(b)是表示图1的另一蓄电模块的结构的剖视图。
图6的(a)是沿着图1的线I-I的蓄电模块封装体的剖视图,图6的(b)是虚线P所示的部分的放大局部剖视图。
图7的(a)是表示图5的(a)中的2个凸缘部的变形例的剖视图,图7的(b)是表示另一变形例的剖视图。
图8的(a)及图8的(b)分别是表示图5的(a)中的2个凸缘部的另一变形例的剖视图。
图9的(a)是表示图1的蓄电模块封装体的变形例的剖视图,图9的(b)是表示图1的蓄电模块封装体的另一变形例的剖视图。
图10是表示图6的(b)的蓄电模块封装体的变形例的剖视图。
图11的(a)及图11的(b)是表示图2的(a)中的箱体的变形例的俯视图。
图12是表示图2的(a)中的箱体的另一变形例的俯视图。
附图标记说明:
1 蓄电模块封装体
2 箱体
3 盖体
4 螺栓
5 箱体
6 箱体
7 箱体
10A 蓄电模块
10B 蓄电模块
11 框体
11A 框体
11B 框体
12 蓄电单元
12a 一端
13 桥接部
13a 壁面
14Aa 凸缘部
14Ab 凸缘部
14Ba 凸缘部
14Bb 凸缘部
15a 开口部
15b 开口部
16 单元收纳空间
17 单元收纳空间
18 按压构件
19 调温器件
19a 一端
19A 调温器件
19B 调温器件
21 底壁部
22 第一纵壁部
22A 厚壁纵壁部
22Aa 上端部
22B 薄壁纵壁部
22Ba 上端部
23 第二纵壁部
23A 厚壁纵壁部
23B 薄壁纵壁部
24A 空间部
24B 空间部
31 非重叠部
32 重叠部
40 弹性体
41Aa 凸缘部
41Ab 凸缘部
42Aa 凸缘部
42Ab 凸缘部
43Aa 凸缘部
43Ab 凸缘部
44Aa 凸缘部
44Ab 凸缘部
51 绝热构件
111 底板部
111a 壁面
111b 壁面
112 顶板部
112a 壁面
112b 壁面
113 侧板部
113a 壁面
119 冷却介质出入口
119A 导入部
119B 排出部
121A 正极端子
121B 负极端子
121 电极端子。
具体实施方式
以下,参照附图来详细地说明本发明的实施方式。
图1是简要地表示本发明的实施方式的蓄电模块封装体的整体结构的立体图。需要说明的是,在以下的说明中使用的附图为了使特征易懂,有时为了方便起见将成为特征的部分放大示出,各构成要素的形状、尺寸比率等不限定于图示。
在各图中,D1方向表示蓄电模块封装体1的长度方向。D2方向表示蓄电模块封装体1的宽度方向。D3方向表示蓄电模块封装体1的高度方向。D3方向所示的方向例如是铅垂方向。
如图1所示,蓄电模块封装体1具备:多个蓄电模块10A、10B;对多个蓄电模块10A、10B进行收容的箱体2;以及以覆盖箱体2的上部的方式可装卸地设置的盖体3。该蓄电模块封装体1是低身高型的壳体,例如载置于车辆的地板与前方座位之间。
箱体2在俯视下具有多边形形状,在本实施方式中在俯视下具有八边形形状。箱体2由金属或树脂等材料成形得到,例如由钢板形成。在箱体2中,多个蓄电模块10A、10B呈矩阵状配置,在本实施方式中8个蓄电模块按2行4列配置。
盖体3与箱体同样,在俯视下具有多边形形状,在本实施方式中在俯视下具有八边形形状。盖体3由金属或树脂等材料成形得到,例如由玻璃纤维强化塑料(GFRP)形成。盖体3可以由与箱体2同一材料形成,也可以由与箱体2异种材料形成。另外,盖体3以能够装卸的方式设置于箱体2即可,可以与箱体2分体设置,也可以与箱体2一体设置。通过向箱体2装配盖体3,从而能够将箱体2的内部空间以密闭状态保持。
图2的(a)是简要地表示图1中的箱体2的结构的俯视图,图2的(b)是沿着图2的(a)的线II-II的箱体2的剖视图。
如图2的(a)及图2的(b)所示,箱体2具有:底壁部21;多个第一纵壁部22,它们从底壁部21延伸,且空开间隔排列设置;以及第二纵壁部23,其与多个第一纵壁部22垂直设置。多个第一纵壁部22及第二纵壁部23形成由主框架和横梁构成的框构造,由此箱体2的长度方向及宽度方向(D1方向,D2方向)的刚性提高。另外,在箱体2的剖视下,第一纵壁部22及第二纵壁部23沿着箱体2的高度方向(D3方向)延伸,因此箱体2的高度方向(D3方向)的刚性提高。
另外,本实施方式的第一纵壁部22配置于相邻的蓄电模块10A、10A之间(或者蓄电模块10A、10B之间),第二纵壁部23也配置于相邻的蓄电模块10A、10B之间。这样,第一纵壁部22及第二纵壁部23配置于相邻的两个蓄电模块之间,因此箱体2的空间效率良好。
多个第一纵壁部22由在俯视下配置于箱体2的中央部的厚壁纵壁部22A和与厚壁纵壁部22A相邻配置的薄壁纵壁部22B构成。另外,在本实施方式中,厚壁纵壁部22A的高度方向(D3方向)的尺寸比薄壁纵壁部22B的高度方向(D3方向)的尺寸大。
厚壁纵壁部22A例如与底壁部21一体成形,在与底壁部21相反一侧具有上端部22Aa。在上端部22Aa载置后述的凸缘部,该凸缘部设置于多个蓄电模块10A、10A。另外,在厚壁纵壁部22A的上端部22Aa形成有多个螺孔,多个蓄电模块10A、10A通过螺栓等紧固连结构件而固定于厚壁纵壁部22A。
薄壁纵壁部22B例如与底壁部21一体成形,在与底壁部21相反一侧具有上端部22Ba。在上端部22Ba载置后述的凸缘部,该凸缘部设置于多个蓄电模块10A、10B。另外,在薄壁纵壁部22B的上端部22Ba形成有多个螺孔,多个蓄电模块10A、10B通过螺栓等紧固连结构件而固定于薄壁纵壁部22B。
在本实施方式中,多个第一纵壁部22由厚度不同的厚壁纵壁部22A和薄壁纵壁部22B构成,但不限定于此,也可以由具有相同的厚度的多个第一纵壁部构成。另外,厚壁纵壁部22A的高度方向(D3方向)的尺寸比薄壁纵壁部22B的高度方向的尺寸大,但不限定于此,厚壁纵壁部22A的高度方向(D3方向)的尺寸也可以与薄壁纵壁部22B的高度方向的尺寸相同。
图3是表示图1中的蓄电模块10A的结构的立体图,图4是图3的蓄电模块10A的分解立体图。图5的(a)是表示图1的蓄电模块10A的结构的剖视图,图5的(b)是表示图1的蓄电模块10B的结构的剖视图。
在各图中,D1方向表示蓄电模块10A的宽度方向。D2方向表示蓄电模块10A的长度方向。D3方向表示蓄电模块10A的高度方向。D3方向所示的方向例如是铅垂方向。
如图3及图4所示,蓄电模块10A具有:框体11A;多个蓄电单元12,它们收容于框体11A;2个桥接部13、13,它们设置于框体11A的内部,用于将框体11A的上部与下部连结;以及2个凸缘部14Aa、14Ab,它们设置于框体11A的外部,且彼此向相反方向伸出。
框体11A具有底板部111、顶板部112、以及将底板部111及顶板部112连结的2个侧板部113、113。另外,框体11A具有在其长度方向(D2方向)的两端设置的开口部15a、15b。在本实施方式中,框体11A在长度方向侧视下具有大致矩形形状,底板部111及顶板部112彼此平行配置,2个侧板部113、113彼此平行配置、且分别与底板部111及顶板部112垂直配置。
2个桥接部13、13如图5的(a)所示,以均等间隔配置于2个侧板部113、113之间,从底板部111的内侧的壁面111a到顶板部112的内侧的壁面112a而一体设置。全部的桥接部13的壁面13a彼此平行。另外,桥接部13的壁面13a与侧板部113的内侧的壁面113a彼此平行。由此,在框体11A的内部,在相邻的2个桥接部13、13的平行的壁面13a、13a之间、以及侧板部113的内侧的壁面113a与桥接部13的壁面13a之间分别隔成能够收纳多个蓄电单元12的单元收纳空间16、17。这样,2个桥接部13、13将框体11A的上部与下部连结,因此框体11A的高度方向(D3方向)的刚性提高。因而,即便在蓄电模块10A从下方受到冲击的情况下,也能够抑制向框体11A内的蓄电单元12的冲击传递,提高针对来自框体11的下方的冲击的耐冲击性。
另外,2个桥接部13、13分别构成在框体11A的宽度方向(D1方向)上对框体11A的内部空间进行分隔的分隔板。因此,例如,在对搭载于车辆(未图示)的蓄电模块10A沿着蓄电单元12的排列方向(D1方向)输入了碰撞载荷F的情况下,该碰撞载荷F以使框体11A内的全部的蓄电单元12沿着碰撞载荷F的输入方向(D1方向)移动的方式进行作用。此时,框体11A内的各蓄电单元的移动被2片桥接部13、13限制,因此与不在框体11A设置2个桥接部13、13的情况相比,蓄电单元12的最大移动量(在碰撞载荷F的输入侧配置的蓄电单元的移动量)大幅减少。其结果是,在由碰撞载荷F引起的加速度的输入时设置于蓄电单元12、12之间的电连接部位、蓄电单元12与外部之间的电连接部位的负荷减少,能够提高蓄电单元12的电连接的可靠性。
需要说明的是,本实施方式的蓄电模块10A具有2个桥接部13、13,但不限定于此,可以具有1个桥接部13,也可以具有3个以上的桥接部13、13···。
本实施方式的框体11A具有由2个桥接部13隔成的3个单元收纳空间16、17、16。3个单元收纳空间16、17、16沿着桥接部13的壁面13a及侧板部113的壁面113a的排列方向(D1方向)呈直线状排列。另外,桥接部13在框体11的D2方向的全长范围延伸。因此,框体11A的两侧面的开口部15a、15b也是单元收纳空间16(或者单元收纳空间17)的两侧面的开口部。
框体11A例如可以采用沿着其长度方向(D2方向)为同一形状、且沿着该D2方向进行冲击成形或挤压成形得到的一体成形件。例如,构成框体11A的底板部111、顶板部112、2个侧板部113、113、以及2个桥接部13、13全部由铝、铝合金等传热性良好的金属材料形成。由此,能够提高框体11的强度及传热性能。另外,无需组装分别形成的各部件,因此能够削减部件个数而能够实现低成本化。
如图5的(a)所示,2个凸缘部14Aa、14Ab位于比框体11A的高度方向(D3方向)中央部靠上侧的位置。本实施方式的2个凸缘部14Aa、14Ab设置于比框体11A的高度方向的中心线C1靠上侧的位置H1。因此,在2个凸缘部14Aa、14Ab分别载置于2个第一纵壁部22时,框体11A的大部分收容于箱体2的内部。另外,本实施方式的2个凸缘部14Aa、14Ab从侧板部113沿着框体11A的宽度方向(D1方向)伸出,且在侧板部113的长度方向(D2方向)的大致整体延伸。在此,“大致整体”是指,不仅包括凸缘部14Aa、14Ab在侧板部113的长度方向(D2方向)的整体延伸的状态,还包括例如因切削加工等加工而凸缘部14Aa、14Ab的一部分缺损,凸缘部14Aa、14Ab大体上在侧板部113的长度方向(D2方向)的整体延伸的状态。
如图5的(b)所示,蓄电模块10B具有:框体11B;多个蓄电单元12,它们收容于框体11B;2个桥接部13、13,它们设置于框体11B的内部,用于将框体11B的上部与下部连结;以及2个凸缘部14Ba、14Bb,它们设置于框体11B的外部,且彼此向相反方向伸出。蓄电模块10B的结构除了设置2个凸缘部14Ba、14Bb的高度方向的位置不同以外,其他与蓄电模块10A的结构同样。
2个凸缘部14Ba、14Bb位于比框体11B的高度方向(D3方向)中央部靠上侧的位置。本实施方式的2个凸缘部14Ba、14Bb设置于比框体11B的高度方向的中心线C2靠上侧的位置H2。并且,设置2个凸缘部14Ba、14Bb的位置H2比设置2个凸缘部14Aa、14Ab的H1小(H2<H1)。由此,在将蓄电模块10A的凸缘部14Ab重叠于蓄电模块10B的凸缘部14Ba的状态下,能够使蓄电模块10A中的顶板部112的高度方向位置与蓄电模块10B中的顶板部112的高度方向位置相同。
另外,蓄电模块10B在蓄电模块封装体1的长度方向(D1方向)上配置于蓄电模块10A的外侧(图2),因此存在在振动时产生蓄电模块10A、10B的温度差的情况。于是,也可以使蓄电模块10B的框体11B的形状(例如轮廓形状)与蓄电模块10A的框体11A的形状不同而使框体11A的散热性比框体11B高。由此,蓄电模块10A、10B的温度差减少,能够实现均热化。
蓄电单元12在内部收容具有正极板及负极板的电池要素(未图示)。蓄电单元12如图4所示那样具有横长矩形形状,该横长矩形形状是如下形状:在D1方向上扁平,具有比单元收纳空间16、17的高度稍低的高度,并且具有比单元收纳空间16、17的宽度稍宽的宽度。在蓄电单元12的长度方向(D2方向)的一端12a突出设置有与电池要素的正极板电连接的正极端子121A,并且突出设置有与电池要素的负极板电连接的负极端子121B。正极端子121A及负极端子121B构成蓄电单元12的电极端子121。
本实施方式的蓄电单元12具有将电池要素封入层压膜内的层压封装形状,但本发明中的蓄电单元不限于此,也可以是将电池要素收容于金属制的单元罐内的蓄电单元。另外,蓄电单元12可以是将电池要素与电解液一起收容的蓄电单元,也可以收容由不具有电解液的全固态电池构成的电池要素。
蓄电单元12以正极端子121A及负极端子121B成为纵向(D3方向)的方式配置,并从开口部15a(或开口部15b)***,由此对每个单元收纳空间分别收纳4个蓄电单元12。由此,在框体11A内,合计12个蓄电单元12分散收纳于3个单元收纳空间16、17、16。
蓄电单元12的正极端子121A配置于两侧面的开口部15a、15b中的开口部15a侧,负极端子121B也同样配置于两侧面的开口部15a、15b中的开口部15a侧。全部的蓄电单元12的正极端子121A及负极端子121B从开口部15a向框体11A的侧方突出。由此,蓄电单元12的电取出方向成为D2方向,如后所述,与按压构件18对蓄电单元12的按压方向(D1方向)不同。因此,能够实现框体11A的小型化、轻量化,并且蓄电模块10A的组装作业性也提高。另外,蓄电单元12的正极端子121A及负极端子121B这双方与后述的调温器件的冷却介质出入口分离开配置,因此能够抑制由冷却介质泄漏等引起的短路。
在本实施方式中,相邻的蓄电单元12、12的正极端子121A及负极端子121B在框体11A的高度方向(D3方向)上相反地配置(图4)。即,在一方的蓄电单元12的正极端子121A位于框体11的上侧的情况下,另一方的蓄电单元12的正极端子121A位于框体11A的下侧。因此,在多个蓄电单元12中,从框体11A的侧面的开口部15a突出的多个正极端子121A及多个负极端子121B沿着框体11A的宽度方向(D1方向)交替排列。相邻的蓄电单元12、12中的一方的正极端子121A与另一方的负极端子121B由未图示的母线电连接,由此框体11A内的全部的蓄电单元12串联连接。另外,在蓄电模块10A的宽度方向(D1方向)两端配置的蓄电单元12、12的正极端子121A及负极端子121B通过未图示的线束而与外部装备电连接。
在本实施方式中,框体11A内的全部的蓄电单元12由母线串联连接,但不限定于此,相邻的蓄电单元12、12的正极端子121A及负极端子121B也可以在高度方向(D3方向)上使朝向一致配置。即,也可以是,在一方的蓄电单元12的正极端子121A位于框体11A的上侧的情况下,另一方的蓄电单元12的正极端子121A也位于框体11A的上侧。在该情况下,相邻的蓄电单元12、12中的一方的正极端子121A与另一方的正极端子121A由未图示的母线电连接,另外,相邻的蓄电单元12、12中的一方的负极端子121B与另一方的负极端子121B由未图示的其他的母线电连接。由此,框体11A内的全部的蓄电单元12并联连接。
蓄电模块10A也可以具有与多个蓄电单元12一起收容于框体11A的按压构件18(图4)。按压构件18形成为与蓄电单元12同样的矩形的片状,在各单元收纳空间16、17、16内各收纳1片按压构件18。按压构件18在与蓄电单元12层叠的状态下,从开口部15a***单元收纳空间16(或者单元收纳空间17)内,由此收纳于各单元收纳空间内。在本实施方式中,按压构件18以将各单元收纳空间内的4个蓄电单元12各2个地进行分隔的方式,夹于中央的2个蓄电单元12、12之间。
按压构件18对与按压构件18收纳于相同的单元收纳空间16(或者单元收纳空间17)内的4个蓄电单元12赋予朝向桥接部13的壁面13a或侧板部113的壁面113a的按压力(图5的(a)及图5的(b))。即,按压构件18将在其两面侧配置的各2个的蓄电单元12朝向在与按压构件18相反一侧配置的桥接部13的壁面13a或侧板部113的壁面113a以规定的按压力进行按压。由此,各单元收纳空间内的各4个蓄电单元12稳固地保持于各单元收纳空间内。另外,蓄电单元12被片状的按压构件18向桥接部13的壁面13a、侧板部113的壁面113a均匀地按压,由此蓄电单元12与壁面13a、113a之间的接触热阻也减少,蓄电单元12的温度上升得到抑制。
作为具体的按压构件18,只要是能够容易压缩、且能够发挥可将单元收纳空间16、17内的蓄电单元12稳固地保持的程度的按压力、并且能够形成为片状的构件即可,没有特别限制,优选包括弹性体、具有溶胀性的构造体。包括弹性体、具有溶胀性的构造体的按压构件18能够在各单元收纳空间内的蓄电单元12通过充放电而膨胀了时,通过压缩而吸收其膨胀力。因此,能够减少蓄电单元12的膨胀时的向桥接部13的壁面13a、侧板部113的壁面113a的负荷、向框体11A的负荷。另外,在蓄电单元12膨胀时按压载荷被抵消,也能够将桥接部13的壁面13a、侧板部113的壁面113a的强度、刚性设定为较小,因此能够实现蓄电模块10A的轻量化、低成本化。
作为上述弹性体,可以使用橡胶、树脂的发泡体。发泡体通过适当设定发泡倍率,能够容易地调整对蓄电单元12的按压力及蓄电单元12的膨胀力的吸收程度。另外,通过使用发泡体,能够实现蓄电模块10A、10B的进一步的轻量化、低成本化。
作为具有上述溶胀性的构造体,可以使用通过含浸液体而溶胀的溶胀性树脂、树脂纤维集合体。作为具体的溶胀性树脂,可例示PVDF(聚偏氟乙烯)、硅酮树脂。另外,作为具体的树脂纤维集合体,可例示聚烯烃系树脂纤维、酚醛树脂纤维的无纺布的层叠体。具有溶胀性的构造体通过适当调整树脂、树脂纤维的密度、种类、直径、长度、形状,能够容易地调整对蓄电单元12的按压力及蓄电单元12的膨胀力的吸收程度。另外,使用具有溶胀性的构造体的情况也与发泡体同样,能够实现蓄电模块10A、10B的进一步的轻量化、低成本化。
按压构件18也可以在与蓄电单元12层叠而收纳于单元收纳空间16(或者单元收纳空间17)内之后,在各单元收纳空间的内部沿着按压构件18的厚度方向(D1方向)膨胀,由此将蓄电单元12向桥接部13的壁面13a或侧板部113的壁面113a按压来保持蓄电单元12。由此,能够稳固且可靠地保持各单元收纳空间内的蓄电单元12。按压构件18并非通过使用粘接剂而粘接蓄电单元12来进行保持,因此容易拆解,再循环性提高。
另外,本实施方式的按压构件18夹于2个蓄电单元12、12之间,因此能够使将各单元收纳空间隔成的2个平行的壁面13a和壁面13a、或者壁面13a和壁面113a分别用作传热面。由此,能够进一步抑制蓄电单元12的温度上升。
在将按压构件18与蓄电单元12层叠而收纳于单元收纳空间16(或者单元收纳空间17)内时,也可以将按压构件18以压缩了的状态收纳于各单元收纳空间内,利用从压缩状态复原的复原力来使按压构件18在各单元收纳空间内膨胀。由此,能够将蓄电单元12容易***各单元收纳空间内,因此蓄电模块10A的组装变得容易。
按压构件18也可以由未图示的树脂膜覆盖。即,在按压构件18例如包括弹性体的情况下,利用树脂膜来覆盖弹性体40,由此弹性体被封入树脂膜内。上述树脂膜可以使用一般的聚丙烯等的软质树脂膜。在按压构件18包括具有溶胀性的构造体的情况下,无需在各单元收纳空间内使按压构件18含浸液体,能够在树脂膜内与液体进行含浸。
通过使用像这样由树脂膜覆盖的按压构件18,能够将按压构件18用作绝缘体。尤其是,在蓄电单元12为使用了金属制的单元罐的蓄电单元的情况下,能够代替绝缘隔板而使用按压构件18,因此能够削减绝缘隔板的数量。另外,这样的按压构件18也能够用作隔着按压构件18而相邻的蓄电单元12、12彼此的电连接时的绝缘体。
另外,在蓄电模块10A中,也可以在框体11A的上部及下部中的至少一方安装有片状的调温器件19(图4)。在本实施方式中,例如,在框体11A中的底板部111的外侧的壁面111b,固定有作为调温器件19的水套(参照图6)。另外,在蓄电模块10A设置调温器件19的情况下,也可以在框体11A的上部、下部及侧部中的任意处安装对框体11A的温度进行测定的测温器件。
框体11A通过由金属材料一体成形而传热性能提高,因此各单元收纳空间内的壁面13a、113a与框体11A的外侧面的温度均匀化。因此,调温部件、测温部件的实际安装容易,能够容易实现组装性提高和低成本化。
调温器件19在其长度方向(D2方向)的一端19a具有与外部的冷却介质回路连接的冷却介质出入口119。并且,调温器件19的冷却介质出入口119配置于与多个蓄电单元12的电极端子121相反一侧。
冷却介质出入口119具有:导入部119A,其用于将从上方供给的冷却介质向调温器件19导入;以及排出部119B,其用于将调温器件19内的冷却介质向上方排出。冷却介质出入口119的导入部119A配置于框体11A的开口部15a、15b中的开口部15b侧,排出部119B也同样,配置于两侧面的开口部15a、15b中的开口部15b侧。调温器件19的导入部119A及排出部119B位于比开口部15b靠侧方的位置,且朝向上方突出设置。
这样,调温器件19的导入部119A及排出部119B这双方在框体11A的长度方向(D1方向)上配置于与正极端子121A及负极端子121B相反一侧,因此调温器件19的组装性、取下作业性提高。另外,能够抑制由调温器件19的冷却介质泄漏等引起的短路。
另外,也可以是,在多个蓄电单元12以2行N列(N为自然数)的方式配置的情况下,使第1行的全部的蓄电单元12的冷却介质出入口119在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)上配置于蓄电模块封装体1的内侧,且第2行的全部的蓄电单元12的冷却介质出入口119也在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)上配置于蓄电模块封装体1的内侧。在该情况下,全部的蓄电单元12中的多个电极端子121在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)上配置于蓄电模块封装体1的外侧。根据本结构,在蓄电模块封装体1中,能够在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)中央部布设冷却介质回路,并且在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)两端部分别布设电路。由此,能够在确保电路与冷却介质回路之间的距离而抑制电气不良状况的同时,简化回路设计而实现轻量化、低成本化。
或者也可以是,将第1行的全部的蓄电单元12的冷却介质出入口119在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)上配置于蓄电模块封装体1的外侧,且也将第2行的全部的蓄电单元12的冷却介质出入口119在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)上配置于蓄电模块封装体1的外侧。在该情况下,全部的蓄电单元12中的多个电极端子121在蓄电模块封装体1的宽度方向(D2方向)上配置于蓄电模块封装体1的内侧。根据本结构,也能够在确保电路与冷却介质回路之间的距离而抑制电气不良状况的同时,简化回路设计而实现轻量化、低成本化。
图6的(a)是沿着图1的线I-I的蓄电模块封装体1的剖视图,图6的(b)是虚线P所示的部分的放大局部剖视图。
如图6的(a)所示,在蓄电模块10A中,框体11A的2个凸缘部14Aa、14Ab分别固定于相邻的厚壁纵壁部22A、薄壁纵壁部22B的上端部22Aa、22Ba。另外,在蓄电模块10B中,框体11B的2个凸缘部14Ba、14Bb分别固定于相邻的薄壁纵壁部22B、22B的上端部22Ba、22Ba。对凸缘部14Aa、14Ab、14Ba、14Bb进行固定的形态没有特别限制,但例如经由带垫圈的螺栓4而将各凸缘部固定于各第一纵壁部。这样,采用将框体11A的凸缘部14Aa、14Ab固定于上端部22Aa、22Ba,另外,将框体11B的2个凸缘部14Ba、14Bb固定于上端部22Ba、22Ba的构造,由此在将多个蓄电模块10A、10B组装于箱体2时,能够从箱体2的上方将各蓄电模块容易地固定于箱体2,蓄电模块10A、10B的组装性提高。
在厚壁纵壁部22A的上端部22Aa上,具有在相邻的2个蓄电模块10A、10A中的一方设置的凸缘部14Ab与在2个蓄电模块10A、10A中的另一方设置的凸缘部14Aa不重叠的非重叠部31。另外,在薄壁纵壁部22B的上端部22Ba上,具有在相邻的2个蓄电模块10A、10B中的一方设置的凸缘部14Aa与在2个蓄电模块10A、10B中的另一方设置的凸缘部14Bb重叠的重叠部32。在非重叠部31,凸缘部14Ab、14Aa分别经由螺栓4、4而固定于厚壁纵壁部22A。另一方面,在重叠部32,凸缘部14Ab、14Aa通过1个螺栓4而以共同紧固的方式固定于薄壁纵壁部22B。这样,通过在厚壁纵壁部22A的上端部22Aa上设置非重叠部31,能够将2个蓄电模块10A、10A这双方牢固地固定于厚壁纵壁部22A。另外,通过在薄壁纵壁部22B的上端部22Ba上设置重叠部32,能够减小蓄电模块封装体1的长度方向(D1方向)的尺寸,能够实现蓄电模块封装体1的小型化、省空间化。
在本实施方式中,在蓄电模块10A的框体11A与箱体2的底壁部21之间设置有空间部24A(图6的(b))。空间部24A例如由箱体2的底壁部21、厚壁纵壁部22A、薄壁纵壁部22B、以及蓄电模块10A的框体11A划定。空间部24A沿着框体11A的长度方向(D2方向)在框体11A的长度的整体形成。并且,在空间部24A配置有调温器件19。
另外,在蓄电模块10B的框体11B与箱体2的底壁部21之间,也设置有空间部24B(图6的(a))。空间部24B例如由箱体2的底壁部21、2个薄壁纵壁部22B、22B、以及蓄电模块10A的框体11B划定。空间部24B沿着框体11B的长度方向(D2方向)在框体11B的长度的整体形成。
这样,在蓄电模块10A的框体11A与箱体2的底壁部21之间设置有空间部24A,另外,在蓄电模块10B的框体11B与箱体2的底壁部21之间设置有空间部24B,由此在蓄电模块封装体1的底壁部21受到冲击的情况下,由空间部24A、24B吸收冲击,可防止或抑制向蓄电模块10A、10B传递冲击。
另外,空间部24A、24B分别构成将空气作为绝热材料的绝热部。因而,蓄电模块封装体1与蓄电模块10A、10B之间的绝热性提高,能够使用调温器件19来实现蓄电模块10A、10B的优异的冷却/加温。另外,在寒冷地等进行使用时,可抑制蓄电模块10A、10B的过度的冷却,容易将蓄电模块10A、10B保持于适当的温度。
如上所述,根据本实施方式,设置于框体11A的2个凸缘部14Aa、14Ab位于比框体11A的高度方向中央部C1靠上侧的位置,另外,设置于框体11B的2个凸缘部14Ba、14Bb位于比框体11B的高度方向中央部C2靠上侧的位置,因此能够确保蓄电模块封装体1的第一纵壁部22及第二纵壁部23的高度方向(D3方向)长度,能够提高蓄电模块封装体1的高度方向的刚性。另外,在框体11A、11B的内部分别设置桥接部13,因此框体11A、11B的高度方向的刚性提高,能够提高针对来自框体11的下方的冲击的耐冲击性。另外,桥接部13与蓄电单元12抵接或压接,由此桥接部13的壁面13a形成传热面,能够提高蓄电单元12的冷却效率。
另外,箱体2具有从底壁部21延伸且隔开间隔排列设置的多个第一纵壁部22、22和与第一纵壁部22垂直设置的第二纵壁部23,因此能够确保蓄电模块封装体1的长度方向及宽度方向的刚性。另外,框体11A的2个凸缘部14Aa、14Ab分别固定于相邻的厚壁纵壁部22A、薄壁纵壁部22B的上端部22Ba、22Aa,框体11B的2个凸缘部14Ba、14Bb分别固定于相邻的薄壁纵壁部22B、22B的上端部22Ba、22Ba,因此无需增大蓄电模块封装体1的高度方向的尺寸,就能够确保第一纵壁部22及第二纵壁部23的高度方向(D3方向)的尺寸。由此,能够提高蓄电模块封装体1的高度方向的刚性,而且能够提高蓄电模块10A、10B向箱体2的组装性。
因此,能够在确保蓄电模块10A、10B及蓄电模块封装体1的充分的刚性和车载性的同时,提高蓄电模块10A、10B的组装性,而且提高蓄电模块10A、10B及蓄电模块封装体1的针对来自下方的冲击的耐冲击性。
图7的(a)是表示图5的(a)中的2个凸缘部14Aa、14Ab的变形例的剖视图,图7的(b)是表示另一变形例的剖视图。
如图7的(a)所示,2个凸缘部41Aa、41Ab也可以位于与框体11A的顶板部112相同的高度。由此,能够将蓄电模块10A配置为不从箱体2的上表面冒出,能够实现蓄电模块封装体1的低身高化,另外,也能够在蓄电模块10A与盖体3之间容易设置空间部。
另外,如图7的(b)所示,2个凸缘部42Aa、42Ab的高度也可以不同。在该情况下,能够将蓄电模块10B的2个凸缘部的结构设置为与蓄电模块10A的2个凸缘部42Aa、42Ab的结构相同。由此,能够实现制造工序的简化及低成本化。
图8的(a)及图8的(b)分别是表示图5的(a)中的2个凸缘部14Aa、14Ab的另一变形例的剖视图。
在上述实施方式中,2个凸缘部14Aa、14Ab在侧板部113的长度方向(D2方向)的大致整体延伸,但不限定于此,如图8的(a)所示,2个凸缘部43Aa、43Ab也可以在侧板部113的长度方向(D2方向)上在侧板部113的一部分延伸。另外,如图8的(b)所示,也可以是,凸缘部44Aa在侧板部113的长度方向(D2方向)上间断性地延伸,且凸缘部44Ab在侧板部113的长度方向(D2方向)上间断性地延伸。由此,能够实现蓄电模块10A、10B及蓄电模块封装体1的轻量化。
图9的(a)是表示图1的蓄电模块封装体1的变形例的剖视图,图9的(b)是表示图1的蓄电模块封装体1的另一变形例的剖视图。
在上述实施方式中,在框体11A中的底板部111的外侧的壁面111b固定有调温器件19,但不限定于此,如图9的(a)所示,也可以在框体11A中的顶板部112的上侧的壁面112b固定有调温器件19。由此,即便在从蓄电模块封装体1的下方受到了冲击的情况下,也能够防止调温器件19的变形、破损,能够进一步提高耐冲击性。
另外,如图9的(b)所示,也可以是,在框体11A中的底板部111的外侧的壁面111b固定有调温器件19A,且在顶板部112的外侧的壁面112b固定有调温器件19B。另外,在向蓄电模块10A设置调温器件19A、19B的情况下,也可以在框体11A的上部、下部及侧部中的2个部位安装对框体11A的温度进行测定的2个测温器件。由此,能够使用调温器件19A、19B来实现蓄电模块10A的更优异的冷却/加温。另外,也能够使用调温器件19A、19B来实现蓄电模块10B的更优异的冷却/加温。
图10是表示图6的(b)的蓄电模块封装体1的变形例的剖视图。
如图10所示,也可以在蓄电模块封装体1的空间部24A配置有绝热构件51。绝热构件51在D3方向上扁平,例如配置于蓄电模块封装体1的底壁部21与调温器件19之间。另外,绝热构件51也可以在蓄电模块10A的宽度方向(D1方向)的整体配置、且在蓄电模块10A的长度方向(D2方向)的整体配置。构成绝热构件51的材料只要是能够对蓄电模块封装体1的底壁部21与调温器件19之间进行绝热即可,没有特别限制,例如是无纺布,优选为微纤维无纺布。
另外,绝热构件51也可以构成夹装于蓄电模块封装体1的底壁部21与调温器件19之间的缓冲构件。在该情况下,绝热构件51例如由发泡塑料构成。通过绝热构件51构成缓冲构件,能够在提高绝热性的同时,进一步提高针对来自蓄电模块封装体1的下方的冲击的耐冲击性。
图11的(a)及图11的(b)是表示图2的(a)中的箱体2的变形例的俯视图,图12是表示图2的(a)中的箱体2的另一变形例的俯视图。
在上述实施方式中,箱体2具有多个第一纵壁部22和第二纵壁部23,但不限定于此,在利用底壁部21和多个第一纵壁部22能够确保充分的刚性的情况下,也可以不设置第二纵壁部23。即,如图11的(a)所示,箱体5也可以具有底壁部21和从底壁部21延伸且空开间隔排列设置的多个第一纵壁部22,但不具有第二纵壁部。由此,能够在提高针对来自蓄电模块封装体1的下方的冲击的耐冲击性的同时,实现箱体5的轻量化。
另外,在上述实施方式中,在箱体2中,多个蓄电模块10A、10B呈矩阵状配置(2行4列),但不限定于此,多个蓄电模块10A、10B也可以配置为1行4列。即,如图11的(b)所示,在箱体6中,也可以将多个蓄电模块10A、10B仅在长度方向(D1方向)上排列。由此,能够在提高针对来自蓄电模块封装体1的下方的冲击的耐冲击性的同时,实现箱体6的省空间化。
而且,多个蓄电模块10A、10B也可以配置为X行Y列(X、Y为1以上的自然数)。例如,如图12所示,在箱体7中,多个蓄电模块10A、10B也可以配置为4行4列。
在图12中,箱体7具有:底壁部21;多个第一纵壁部22,它们从底壁部21延伸,且空开间隔排列设置;以及多个第二纵壁部23,它们与多个第一纵壁部22垂直且空开间隔排列设置。多个第二纵壁部23例如由在俯视下配置于箱体2的长度方向(D2方向)中央部的厚壁纵壁部23A、以及与厚壁纵壁部23A相邻配置的薄壁纵壁部23B构成。多个第二纵壁部23也可以由具有相同的厚度的多个第二纵壁部构成。
根据本结构,多个第一纵壁部22和多个第二纵壁部23构成井字形构造,因此能够进一步提高针对来自蓄电模块封装体1的下方的冲击的耐冲击性。另外,能够增加搭载于1个蓄电模块封装体的蓄电模块的数量,能够增大蓄电模块封装体1的容量。
以上,详细叙述了本发明的实施方式,但本发明并不限定于上述实施方式,在技术方案的范围内所记载的本发明的主旨的范围内,能够进行各种变形·变更。

Claims (13)

1.一种蓄电模块,其中,
所述蓄电模块具有:
框体;
多个蓄电单元,它们收容于所述框体;
桥接部,其设置于所述框体的内部,用于将所述框体的上部与下部连结;以及
2个凸缘部,它们设置于所述框体的外部,且彼此向相反方向伸出,
所述2个凸缘部位于比所述框体的高度方向中央部靠上侧的位置。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
所述框体具有底板部、顶板部、以及将所述底板部及所述顶板部连结的2个侧板部,
所述2个凸缘部从所述侧板部沿着所述框体的宽度方向伸出,且在所述侧板部的长度方向的大致整体延伸。
3.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
在所述框体的上部及下部中的至少一方,安装有片状的调温器件。
4.根据权利要求3所述的蓄电模块,其中,
所述调温器件的冷却介质出入口配置于与所述多个蓄电单元的正负极端子相反一侧。
5.一种蓄电模块封装体,其中,
所述蓄电模块封装体具备多个蓄电模块和***述多个蓄电模块的箱体,
所述蓄电模块具有:
框体;
多个蓄电单元,它们收容于所述框体的内部;
桥接部,其设置于所述框体的内部,用于将所述框体的上部与下部连结;以及
2个凸缘部,它们设置于所述框体的外部,且彼此向相反方向伸出,
所述2个凸缘部位于比所述框体的高度方向中央部靠上侧的位置,
所述箱体具有:
底壁部;
多个第一纵壁部,它们从所述底壁部延伸,且空开间隔地排列设置,
所述框体的所述2个凸缘部分别固定于相邻的2个所述第一纵壁部的上端部。
6.根据权利要求5所述的蓄电模块封装体,其中,
在所述蓄电模块的所述框体与所述箱体的所述底壁部之间设置有空间部。
7.根据权利要求6所述的蓄电模块封装体,其中,
在所述空间部配置有绝热构件。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的蓄电模块封装体,其中,
在所述蓄电模块的所述框体的上部及下部中的至少一方,安装有片状的调温器件。
9.根据权利要求8所述的蓄电模块封装体,其中,
所述调温器件的冷却介质出入口配置于与所述多个蓄电单元的电极端子相反一侧。
10.根据权利要求5所述的蓄电模块封装体,其中,
所述多个第一纵壁部由在俯视下配置于所述箱体的中央部的厚壁纵壁部、以及与所述厚壁纵壁部相邻配置的薄壁纵壁部构成。
11.根据权利要求10所述的蓄电模块封装体,其中,
在所述厚壁纵壁部的上端部上,具有在相邻的2个蓄电模块中的一方设置的所述凸缘部与在所述2个蓄电模块中的另一方设置的所述凸缘部不重叠的非重叠部,
在所述薄壁纵壁部的上端部上,具有在相邻的2个蓄电模块中的一方设置的凸缘部与在所述2个蓄电模块中的另一方设置的所述凸缘部重叠的重叠部。
12.根据权利要求5所述的蓄电模块封装体,其中,
所述箱体还具有与所述多个第一纵壁部垂直设置的至少1个第二纵壁部。
13.根据权利要求5所述的蓄电模块封装体,其中,
所述蓄电模块封装体还具备以覆盖所述箱体的上部的方式可装卸地设置的盖体。
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