CN112673521B - 电池模块 - Google Patents
电池模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112673521B CN112673521B CN201980058763.2A CN201980058763A CN112673521B CN 112673521 B CN112673521 B CN 112673521B CN 201980058763 A CN201980058763 A CN 201980058763A CN 112673521 B CN112673521 B CN 112673521B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cells
- cell
- battery module
- battery
- conductive member
- 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
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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
-
- 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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
-
- 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
- H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
- H01M50/51—Connection only in series
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/583—Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本发明的电池模块在一个端部配置有正极端子以及负极端子的多个单电池的一个端部在相同侧排列,并且配置成交错状,并联连接了相邻的m个单电池的电池块被串联连接有n个,在1个电池块内中,在与串联电流方向垂直的方向上存在2列以上单电池排列的列,各列的单电池的数量为m‑1以下,在被排列的多个单电池的一个端部的上方配置有电绝缘性的板,在板设置有各单电池的正极端子以及负极端子露出的孔,在和与单电池对置的面相反侧的面上设置有多个导电性构件,导电性构件具备端子连接部,该端子连接部沿着电池块中的单电池排列的列延伸,并且针对1个电池块配置有2个,穿过孔而与在1个电池块所包括的各单电池的相同的极的端子连接。
Description
技术领域
本发明涉及具备多个单电池的电池模块。
背景技术
近年来,从节约资源、节能的观点出发,能够重复使用的镍氢、镍镉、锂离子等二次电池的需求正在提高。其中,锂离子二次电池重量轻且电动势高,具有高能量密度这样的特征。因此,作为便携式电话、数码相机,摄像机、笔记本型计算机等各种便携式型电子设备、移动体通信设备的驱动用电源的需求正在扩大。
另一方面,为了使化石燃料的使用量降低、为了削减CO2的排出量,作为汽车等的电机驱动用的电源,或者作为家庭用、工业用的电源,对电池模块的期待正在变大。作为这样的电池模块的一个例子,为了获得希望的电压、电容,能够举出搭载多个包括多个单电池并将它们并联连接以及串联连接得到的组电池而构成的电池模块。专利文献1中公开了这样的电池模块(电池组),该电池模块包括多个电池单元,该多个电池单元在该多个电池单元的第1端部处具有所述电池单元的第1端子,并且在该多个电池单元的所述第1端部处具有所述电池单元的第2端子的多个部分,所述多个电池单元的所述第1端部处于配置在相同平面上的状态,并且包括多个汇流条,该多个汇流条设置在所述多个电池单元的所述第1端部的附近,并且与所述多个电池单元的所述第1端子以及所述第2端子的所述部分耦合,以使得将所述多个电池单元配置为串联连接、并联连接或串联以及并联连接中的1种连接状态。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2016-516273号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1所公开的电池模块中,由于通过丝焊来进行电池单元的端子和汇流条的连接,因而连接工序中的连接加工的时间变长且成本也增大,并且由于该结合部分的电流密度变为最高,因而虽然发挥作为保险丝的功能,但由于在电池模块内使接合线的长度、粗细全部为相同的长度、粗细较困难,因而有缺乏保险丝特性的稳定性这样的问题。
本发明是鉴于相关方面而完成的,其目的在于,提供能够低成本地进行单元彼此的连接加工,也能够提高单元的配置的自由度的电池模块。
用于解决课题的手段
本发明的电池模块是具备多个单电池的电池模块,并且具有如下的结构:所述单电池在一个端部配置有正极端子以及负极端子,所述多个单电池排列为所述一个端部在相同侧排列且被最密填充地配置,电并联连接了相邻的m个(m为自然数)所述单电池的电池块被串联连接有n个(n为自然数),在1个所述电池块内,在相对于串联的电流方向而垂直的方向上,存在2列以上所述单电池排列的列,并且1个所述列中的所述单电池的数量为(m-1)以下,在被排列的所述多个单电池的所述一个端部的上方配置有电绝缘性的板,在所述板设置有各个所述单电池的所述正极端子以及所述负极端子露出的孔,并且在和与所述单电池对置的面相反侧的面上设置有多个导电性构件,所述导电性构件具备端子连接部,所述端子连接部沿着所述电池块中的所述单电池排列的所述列延伸,针对1个所述电池块配置有2个,并且穿过所述孔而与所述1个所述电池块所包括的各所述单电池的相同的极的端子连接。
在电池模块整体中,也可以是至少1个所述列所包括的所述单电池的数量与其他所述列不同的结构。
所述导电性构件也可以包括板状的金属材料,所述导电性构件优选包括金属箔。
所述端子连接部也可以具备将电流的流路截面积设为给定面积以下所实现的保险丝功能。
也可以是,所述电池块排列有3个以上,配置在端以外的位置的所述导电性构件与一个所述电池块中的多个所述单电池的所述正极端子连接,并且与另外的所述电池块中的多个所述单电池的所述负极端子连接。
也可以是如下的结构:通过将上述的电池模块分割成多个且互相分离,从而具有设置多个所述单电池的多个设置区域,并且具有在相邻的2个所述设置区域间不设置所述单电池的非设置区域,所述导电性构件具有隔着所述非设置区域而将相邻的2个所述设置区域间电连结的连接区域。
发明效果
在本发明中,在电绝缘性的板的面上设置有多个导电性构件,该多个导电性构件穿过设置在电绝缘性的板的孔而与电池块内的各个单电池的相同的极的端子连接,因而是简单的构造且能够将多个单电池彼此的相同的极彼此容易地连接。此外,单电池的配置的自由度变大。
附图说明
图1是单电池的示意性的剖视图。
图2是将电池模块的一部分放大了的图。
图3是将实施方式涉及的电池模块的1个单元的一个端部侧放大了的图。
图4是实施方式1涉及的电池模块的示意性的立体图。
图5是示出实施方式1涉及的电池模块中的单电池的排列方式的图。
图6是示出实施方式1涉及的导电性构件的俯视图。
图7是实施方式2涉及的电池模块的示意性的立体图。
图8是示出实施方式2涉及的电池模块中的单电池的排列方式的图。
图9是示出实施方式2涉及的导电性构件的俯视图。
图10是实施方式3涉及的电池模块的示意性的立体图。
图11是示出实施方式3涉及的电池模块中的单电池的排列方式的图。
图12是示出实施方式3涉及的导电性构件的俯视图。
具体实施方式
以下,基于附图详细地说明本发明的实施方式。以下的优选的实施方式的说明在本质上只是例示,并不旨在限制本发明、其应用物或者其用途。在以下的附图中,为了说明的简练化,将具有实质上相同的功能的构成要素示为相同的参照附图标记。
(实施方式1)
<单电池>
图1是示意性地示出本发明的实施方式1中的电池模块所使用的单电池10的结构的剖视图。另外,本发明的电池模块所使用的电池也可以能够作为笔记本型计算机等便携式用电子设备的电源,还以单体使用的电池(以下,将电池模块所使用的电池称为“单电池”)。在该情况下,能够使用高性能的通用电池作为电池模块的单电池,因而能够更容易地实现电池模块的高性能化、低成本化。
本发明的电池模块所使用的单电池10例如能够采用如图1所示的那样的圆筒形的锂离子二次电池。该锂离子二次电池为形成通常的结构的二次电池,具备在由于内部短路等的产生从而电池内的压力上升时,将气体排出到电池外的安全机构。以下,一边参照图1,一边说明单电池10的具体的结构。
如图1所示,正极2和负极1经由隔离件3卷绕得到的电极组4和水解电解液一起被收容于电池壳体7。在电极组4的上下配置有绝缘板9、110,正极2经由正极导线5与过滤器112接合,负极1经由负极导线6与兼作负极端子的电池壳体7的底部接合。
过滤器112与内盖113连接,内盖113的突起部与金属制的阀板114接合。进一步地,阀板114与兼作正极端子8的端子板连接。于是,端子板、阀板114、内盖113以及过滤器112成为一体,并经由垫圈111将电池壳体7的开口部封口。另外,电池壳体7放置到垫圈111的上端为止,并且将垫圈111压入,由此将电池壳体7的开口部牢固地封口。放置在该垫圈111的上端的电池壳体7的上端部分(负极端子7a)处于和端子板(正极端子8)相邻的位置处,在圆筒的一侧的端部(图中为上侧)存在正极端子8和负极端子7a。
如果在单电池10产生内部短路等,单电池10内的压力上升,则阀体114朝向端子板而膨胀,如果内盖113和阀体114的接合脱落,则电流路径被阻断。进而,如果单电池10内的压力上升,则阀体114破裂。由此,在单电池10内产生的气体经由过滤器112的贯通孔112a、内盖113的贯通孔113a、阀体114的裂缝以及端子板的开放部8a向外部排出。
另外,将在单电池10内产生的气体排出到外部的安全机构不限定于图1所示的构造,也可以是其他构造。
<参考方式的电池模块>
图2是为了对作为参考方式的电池模块100的构造进行说明而将电池模块100的一部分放大了的示意性的立体图。另外,该图为了说明而示出了除去盖体等的内部构造,并且导电性构件40的形状具有与以下说明的实施方式1的导电性构件的形状不同的形状。单电池10、10、……的配置与实施方式1相同。图3是将电池模块100中的1个单电池10的正极端子8以及负极端子7a的部分放大了的附图。
在电池模块100中,多个单电池10、10、……将配置有正极端子8以及负极端子7a的一个端部在图2中朝向上侧而排列。单电池10、10、……的另一端部嵌入电池固定器120而被固定。单电池10、10、……在电池模块100内配置为交错状,在考虑到安全性的前提下被最密地填充,因而相邻之间几乎接近地排列。即,在图示的方式中,如果从上方观察,在正六边形的各顶点以及中心排列有单电池10、10、……,但单电池10、10、……的排列从上观察不限定于正六边形,只要交错配置即可。例如,可考虑在从上方观察使正六边形为偏平的六边形的各顶点以及其中心排列单电池10、10、……。
该电池模块100通过相邻的单电池10、10、……而形成,作为这些单电池10、10、……,多个排列成一条直线状的列相邻而平行地配置。在电池模块100的两侧端各自处,配置有与这些列平行地延伸的正极侧集电构件和负极侧集电构件,在它们的端部分别设置有正极侧外部端子连接部130和负极侧外部端子连接部140。
在单电池10、10、……的一个端部的上方配置有绝缘板(电绝缘性的板)30。在绝缘板30,分别开有对应于一个一个单电池10的孔31。孔31使各个单电池10的正极端子8和负极端子7a露出。在绝缘板30的与和单电池10对置的面相反侧的面上,设置有板状的包含金属材料的导电性构件40。导电性构件40在绝缘板30上存在多个,各导电性构件40被狭缝44、44a、44b隔开而分别电性独立。
作为绝缘板30的材料,例如能够举出用环氧树脂对玻璃纤维进行了固化而得到的薄板、丙烯酸酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等树脂制的板。作为导电性构件40的材料,例如能够举出铝、铜等。
作为导电性构件40,除去与孔31对置的部分的大半而同样地留有孔。不过,与正极端子8连接的正极端子连接部41和与负极端子7a连接的负极端子连接部43成为向导电性构件40的孔突出的形状。进一步地,在绝缘板30的孔31的边缘部分中,导电性构件40相对于孔31而成为稍微悬伸(オ一バ一ハング,Overhang)的形状。通过像这样设为悬伸的形状,能够使导电性构件40的面积增大,由此能够使在1个导电性构件40流动的电流量增大。此外,能够使导电性构件40的表面积增大,由此能够使散热量增大。
此外,设计为:负极端子连接部43中的与导电性构件40的主体部分相连的连结部分42成为宽度窄的长方形形状,通过该连结部分42的每单位截面积的电流密度在导电性构件40中变得最高。即,使在连结部分42流动的电流的流路截面积为给定面积以下,由此在过电流流过时,连结部分42被烧断,因而变为连结部分42承担保险丝的功能。
导电性构件40能够通过利用激光器的切断加工、蚀刻等形成。通过进行这样的加工,能够使各个正极端子连接部41以及负极端子连接部43的形状、尺寸以及截面积的偏差缩小。因此,能够在所有的连结部分42处无偏差地使烧断负极端子连接部43的连结部分42的电流量为固定的量。
<实施方式1的电池模块>
接下来,使用图4到图6对实施方式1涉及的电池模块110的单电池10、10、……的配置和电连接以及用于进行该电连接的导电性构件的结构进行说明。
图4是为了使实施方式1涉及的电池模块110容易说明而仅示出了单电池10、10、……和多个导电性构件200a、200b、200c、……的立体图。
在本实施方式中,排列有10列8个单电池10、10、……排列而得到的列(A、B、C、……),单电池10、10、……有80个。
图5是基于图4的平面结构,示出了单电池10、10、……的电连接的顺序的图。在图5中,内部写有数字的圆或矩形彼此用线连结,这表示用该圆或矩形表示的单电池彼此被并联连接。将该被并联连接的单电池10、10、……的1个集合体称为电池块51、52、53、……。即,在本实施方式中,存在8个将10个单电池10、10、……并联连接得到的电池块51、52、53、……,相邻的电池块彼此被串联地连接。各电池块51、52、53、……所包括的单电池10、10、……的数量在所有电池块中是相同的数量。这样的并联以及串联的连接通过导电性构件200a、200b、200c、……的构造、结构而形成。另外,电池模块110整体的正极包括沿着配置在图4的最左侧的导电性构件200a的列A的边61整体而构成,负极包括沿着配置在最右侧的导电性构件的列A的边62整体而构成。
图6是仅示出了多个导电性构件200a、200b、200c、……的俯视图。
作为第1电池块51,第一个单电池10位于列B,第二个单电池10位于列A,并且处于第一个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第三至第五个单电池10、10、10分别位于列A,并且处于前一个单电池10之下邻近的位置。第六个单电池10位于列B,并且处于第五个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。第七个单电池10位于列A,并且处于第六个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第八至第十个单电池10、10、10分别位于列A,并且处于前一个单电池10之下的邻近的位置。
因此,在第1电池块51中,8个单电池10、10、……位于列A,2个单电池10、10位于列B。
作为第2电池块52,第一个单电池10位于列C,第二个单电池10位于列B,并且处于第一个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第三、第四个单电池10、10分别位于列B,并且处于前一个单电池10之下的邻近的位置。第五个单电池10位于列C,并且处于第四个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。第六个单电池10位于列C,并且处于第五个单电池10之下的邻近的位置。第七个单电池10位于列B,并且处于第六个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第八、第九个单电池10、10分别位于列B,并且处于前一个单电池10之下的邻近的位置。第十个单电池10位于列C,并且处于第九个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。
因此,在第2电池块52中,6个单电池10、10、……位于列B,4个单电池10、10、……位于列C。
像这样,本实施方式的电池模块110所包括的8个电池块51、52、53、……均遍及2个列而配置单电池10,在各电池块中配置在1个列的单电池10的数量为9个以下。
而且,在第1电池块51中,通过左端的导电性构件200a将所有单电池10、10、……的正极端子连接,并通过其相邻的导电性构件200b将所有单电池10、10、……的负极端子连接。该导电性构件200b将第2电池块52的所有单电池10、10、……的正极端子连接,并且将第1电池块51和第2电池块52串联地连接。同样地,在第2电池块52中,通过第三个导电性构件200c将所有单电池10、10、……的负极端子连接,该导电性构件200c将第3电池块53的所有单电池10、10、……的正极端子连接,并且将第2电池块52和第3电池块53串联地连接。
另外,多个导电性构件中,作为配置在两端的导电性构件,一端的导电性构件仅将一端侧的电池块的正极端子并联连接,另一端的导电性构件仅将另一端侧的电池块的负极端子并联连接。
此外,针对各电池块51、52、53、……,配置有将所包括的单电池10、10、……的所有正极端子连接的导电性构件、和将所包括的单电池10、10、……的所有负极端子连接的另外的导电性构件这2个导电性构件。
因此,图4所示的电池模块110成为将10个单电池10、10、……被并联地连接而构成的电池块串联连接8个而得到的结构。而且,分别配置在电池模块的两侧端的一端以及另一端的导电性构件,分别与分别配置在电池模块的两侧端的正极侧集电构件以及负极侧集电构件电连接。因此,能够将单电池的10个并联8个串联的量的功率从分别设置在电池模块的两侧端的正极侧外部端子连接部和负极侧外部端子连接部输出。
在此,本实施方式的电池模块110构成为电流从边61朝向边62流动,因而8个单电池10、10、……排列成一条直线的列A、B、C、……具有单电池10、10、……在相对于串联的电流方向垂直的方向上排列的结构。
在本实施方式中,通过与包括开有孔的绝缘板和金属箔的导电性构件的组合,能够进行来自各单电池的集电,因而构造简单且能够使制造成本降低。此外由于导电性构件包括金属箔,因而能够通过蚀刻等而精度优良且低成本地进行加工,作为与各单电池连接的具有保险丝功能的部分的每一个,也能够在1个电池模块内将断开电流量的偏差抑制得较小。
能够将比构成电池模块的各列的单电池的个数多的个数并联地连接,从而能够提高电池模块的设计的自由度。
此外,由于用1个金属箔进行与单电池的端子的连接和集电,因而能够将集电的损耗抑制得较小。另外,如果作为单电池使用18650,作为导电性构件使用厚度150μm的Al箔,并且如果将连结部的宽度设为1mm,将正极端子连接部的宽度设为3mm,将邻近的导电性构件的孔间的最小尺寸设为8mm,则能够使2A/单元的电流流动。
进一步地,关于在单电池内产生的气体,如果单电池内的压力上升而向单电池的外部排出,则由于其排出口仅堵塞作为金属箔的导电性构件,因而气体断开金属箔而被容易地排出,从而单电池内的压力不会过度上升。
由于能够比较自由地设计正极端子连接部以及负极端子的连接部的形成的位置、形状等,因而正极端子连接部以及负极端子的连接部能够设为难以产生内部短路的设计,能够提高安全性。
由于正极端子连接部以及负极端子连接部包括金属箔,因而正极端子连接部和正极端子、以及负极端子连接部和负极端子的连接能够通过焊接等而比较容易且可靠地进行,能够使制造成本降低。
(实施方式2)
实施方式2与实施方式1相比,单电池的配置不同,电池模块的外形不同,进一步使用了不同的形状的导电性构件,但单电池自身、所述的差异点以外的部分几乎与实施方式1相同,因而以下说明与实施方式1不同的部分。
使用图7至图9对实施方式2涉及的与电池模块120的单电池10、10、……的配置和电连接以及用于进行该电连接的导电性构件的结构进行说明。
图7是为了使实施方式2涉及的电池模块120容易说明而仅示出了单电池10、10、……和多个导电性构件210a、210b、210c、……的立体图。
在本实施方式中,单电池10如1个的列A1、4个的列B1、6个的列C1、8个的列D1、F1和7个的列E1那样由列构成的单电池的个数不同。整体上,单电池10排列有1个的列、3个的列、4个的列各1列、2列6个的列、4列7个的列、4列8个的列、共计13列,单电池10、10、……合计有80个。
图8是基于图7的平面结构,示出了单电池10、10、……的电连接的顺序的图。在图8中用线连结,这表示被并联连接。将该被并联连接的单电池10、10、……的1个集合体称为电池块71、72、73、……。即,在本实施方式中,存在8个将10个单电池10、10、……并联连接得到的电池块71、72、73、……,相邻的电池块彼此被串联地连接。各电池块71、72、73、……所包括的单电池10、10、……的数量在所有电池块中是相同的数量。这样的并联以及串联的连接通过导电性构件210a、210b、210c、……的构造、结构而形成。另外,电池模块120整体的正极包括配置在图7的最左侧的导电性构件210a的左侧的边的集合体63整体而构成,负极包括配置在右侧的导电性构件的右侧的边的集合体64整体而构成。
图9是仅示出了多个导电性构件210a、210b、210c……的俯视图。
作为第1电池块71,第一、第二个单电池10、10位于列D1,第二个位于第一个之下。第三个单电池10位于列C1,并且处于第二个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第四、第五个单电池10、10分别位于列C1,并且处于前一个单电池10之下的邻近的位置。第六个单电池10位于列B1,并且处于第五个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第七、第八个单电池10、10分别位于列B1,并且处于前一个单电池10之下的邻近的位置。第九个单电池10位于列A1,并且处于第八个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第十个单电池10位于列B1,并且处于第九个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。
因此,在第1电池块71中,1个单电池10位于列A1,4个单电池10、10、……位于列B1,3个单电池10、10、……位于列C1,2个单电池10、10位于列D1,10个单电池10、10、……被配置在合计4个列A1、B1、C1、D1。
作为第2电池块72,第一、第二个单电池10、10位于列E1,并且第二个位于第一个之下。第三个单电池10位于列D1,并且处于第二个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第四、第五个单电池10、10分别位于列D1,并且处于前一个单电池10之下的邻近的位置。第六个单电池10位于列C1,并且处于第五个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第七个单电池10位于列D1,并且处于第六个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。第八个单电池10位于列C1,并且处于第七个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第九个单电池10位于列C1,并且处于第八个单电池10之下的邻近的位置。第十个单电池10位于列D1,并且处于第九个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。
因此,在第2电池块72中,3个单电池10、10、10位于列C1,5个单电池10、10、……位于列D1,2个单电池10、10位于列E1而10个单电池10、10、……被配置在合计3个列C1、D1、E1。
像这样,本实施方式的电池模块120所包括的8个电池块71、72、73、……均遍及多个列(2列至4列)而配置单电池10,在各电池块中配置在1个列的单电池10的数量为9个以下。
而且,在第1电池块71中,通过左端的导电性构件210a将所有单电池10、10、……的正极端子连接,并通过其相邻的导电性构件210b将所有单电池10、10、……的负极端子连接。该导电性构件210b将第2电池块72的所有单电池10、10、……的正极端子连接,并且将第1电池块71和第2电池块72串联地连接。同样地,在第2电池块72中,通过第三个导电性构件210c将所有单电池10、10、……的负极端子连接,该导电性构件210c将第3电池块73的所有单电池10、10、……的正极端子连接,并且将第2电池块72和第3电池块73串联地连接。
另外,作为多个导电性构件中的配置在两端的导电性构件,一端的导电性构件仅将一个端侧的电池块的正极端子并联连接,另一端的导电性构件仅将另一端侧的电池块的负极端子并联连接。
此外,针对各电池块71、72、73、……,配置有将所包括的单电池10、10、……的所有正极端子连接的导电性构件、和将所包括的单电池10、10、……的所有负极端子连接的另外的导电性构件这2个导电性构件。
因此,图7所示的电池模块120成为串联连接有8个电池块的结构,该电池块将10个单电池10、10、……并联地连接而构成。
在此,本实施方式的电池模块120构成为电流从左侧的边的集合体63朝向右侧的边的集合体62流动,各列B1、C1、D1、E1、……具有单电池10、10、……在相对于串联的电流方向垂直的方向上排列的结构。
在本实施方式中,也实现与实施方式1相同的效果,并且具有能够将电池模块的整体的形状设计成矩形以外的形状这样的较高的设计的自由度。
(实施方式3)
实施方式3与实施方式1相比,单电池的配置不同,电池模块的外形不同,进一步使用了不同的形状的导电性构件,但单电池自身、所述的差异点以外的部分几乎与实施方式1相同,因而以下说明与实施方式1不同的部分。
使用图10至图12对实施方式3涉及的电池模块130的单电池10、10、……的配置和电连接、以及用于进行该电连接的导电性构件的结构进行说明。
图10是为了使实施方式3涉及的电池模块130容易说明而仅示出了单电池10、10、……和多个导电性构件220a、220b、220c……的立体图。
图11是基于图10的平面结构,示出了单电池10、10、……的电连接的顺序的图。在图11中用线连结的情况表示被并联连接。将该被并联连接的单电池10、10、……的1个集合体称为电池块81、82、83、84、……。在本实施方式中与实施方式1同样地,存在8个电池块81、82、……,在各电池块中包括10个单电池10、10、……。
图12是仅示出多个导电性构件220a、220b、220c、220d、220e、……的俯视图。
在本实施方式中,基于实施方式1中的单电池10、10、……的配置,在各电池块81、82、……中,使第五个和第六个单电池10之间隔开,并使列D2和列E2之间隔开,从而形成了4个设置区域91、92、……。在左侧的2个设置区域91、92分别设置有16个单电池10、10、……,在左侧的2个设置区域93、94分别设置有24个单电池10、10、……。相邻的设置区域91、92、……之间成为未设置单电池10、10、……的非设置区域191、192。即,实施方式3涉及的电池模块130将实施方式1涉及的电池模块110的单电池的10、10、……的集合体分割成4个并隔开间距,单电池10的排列以及单电池10彼此的电气的连接与实施方式1相同。另外,非设置区域191、192例如为了避免对于单电池10的设置成为障碍的障碍物而被设置,在将电池模块130设置于车辆的情况下根据电池模块130的设置部位的形状而设置。
换言之,在实施方式1涉及的电池模块110中,使80个单电池10、10、……通过交错状配置而集合为矩形状,而在实施方式3涉及的电池模块130中,具有使16个和24个单电池10、10、……分别在交错配置状态下集合为矩形状的4个设置区域91、92、……,设置区域91、92、……彼此之间成为作为未配置单电池10的空间的非设置区域191、192,如果通过去除非设置区域191、192而使相邻的设置区域91、92、……彼此耦合,则变得与实施方式1涉及的电池模块110相同。导电性构件220a、220b、220c、……在实施方式1的导电性构件200a、200b、200c、……中,配置在非设置区域191、192上的部分成为直接被拉伸的形状。配置在该非设置区域191、192上的部分是连接区域221、222、223、224、225、226、227、228、……,并且是将隔着非设置区域191、192而相邻的设置区域91、92、……彼此电连结的部分。
接下来,对电池块83、84中的单电池10、10、……的配置进行说明。
在第3电池块83中,第一至第五个单电池10、10、……设置在设置区域91,第六至第十个单电池10、10、……设置在设置区域92。其中,第一、第二个单电池10、10位于列D2,第二个位于第一个之下。第三个单电池10位于列C2,并且处于第二个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第四个单电池10位于列C2,并且处于第三个单电池10的下侧的邻近的位置。第五个单电池10位于列D2,并且处于第四个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。第六个单电池10位于列D2,并且处于作为第五个单电池10的下侧且隔着非设置区域191而相邻的位置。第七个单电池10位于列D2,并且处于第六个单电池10的下侧的邻近的位置。第八个单电池10位于列C2,并且处于第七个单电池10的左斜下侧的邻近的位置。第九个单电池10位于列C2,并且处于第八个单电池10的下侧的邻近的位置。第十个单电池10位于列D2,并且处于第九个单电池10的右斜下侧的邻近的位置。
在第4电池块84中,第一、第二、第四、第五个单电池10设置在设置区域94,第三个单电池10设置在设置区域91,第六、第七、第九、第十个单电池10设置在设置区域93,第八个单电池10设置在设置区域92。其中,第一、第二个单电池10、10位于列E2,并且第二个位于第一个之下。第三个单电池10位于列D2,处于作为第二个单电池10的左斜下侧且隔着非设置区域192而相邻的位置。第四个单电池10位于列E2,并且处于作为第三个单电池10的右斜下侧且隔着非设置区域192而相邻的位置。第五个单电池10位于列E2,并且处于第四个单电池10的下侧的邻近的位置。第六个单电池10位于列E2,并且处于作为第五个单电池10的下侧且隔着非设置区域191而相邻的位置。第七个单电池10位于列E2,并且处于第六个单电池10的下侧的邻近的位置。第八个单电池10位于列D2,并且处于作为第七个单电池10的左斜下侧且隔着非设置区域192而相邻的位置。第九个单电池10位于列E2,并且处于作为第八个单电池10的右斜下侧且隔着非设置区域192而相邻的位置。第十个单电池10位于列E2,并且处于第九个单电池10的下侧的邻近的位置。
在此,本实施方式的电池模块130构成为电流从边65朝向边66而流动,因而单电池10、10、……排列成一条直线的列A2、B2、C2、……具有单电池10、10、……在相对于串联的电流方向而垂直的方向上排列的结构。
因此,本实施方式的电池模块130实质上是与实施方式1的电池模块110相同的单电池的配置。因此,实现与实施方式1相同的效果。进一步地,能够在任意的位置处将电池模块分割,设计的自由度提高。
(其他实施方式)
上述的实施方式是本申请发明的例示,本申请发明不限定于这些例子,也可以向这些例子组合周知技术、惯用技术、公知技术,或对这些例子进行一部分置换。此外,只要是本领域技术人员就可容易地想到的改变发明也包括于本申请发明。
一个电池模块以及电池块所包括的单电池的数量没有特别地被限定。此外,电池模块、电池块的平面上的形状在电池模块(单电池的设置区域)中只要单电池被交错配置就也不特别地被限定。
绝缘板和导电性构件优选用粘接剂等固定。例如,在制造成本、精度方面优选将金属箔与开有孔的绝缘板粘合,并通过蚀刻等对该金属箔进行加工,由此形成导电性构件的方法。
关于绝缘板的孔的形状,只要正极端子和负极端子露出,怎样的形状均可。
导电性构件的坯料以及厚度只要根据电池模块的电容、充放电率的设定等设计值而适当设定即可。既可以使用金属箔,也可以使用金属板。
承担保险丝的功能的部分也可以是正极侧的端子连接部。此外,关于为了发挥保险丝功能而将电流的流路截面积设为给定面积以下这一点,由于该给定面积根据各个电池模块而不同,因而只要考虑每1列的单电池的根数、构成电池块的列的数量、导电构件的坯料和厚度、面积、电池模块的充放电率的设定等来设定给定面积即可。
电池模块的分割不限定于实施方式3的分割状态,分割的数量既可以多也可以少,分割出的设置区域所包括的单电池的数量既可以相同也可以不同。此外,非设置区域的形状在实施方式3中也是矩形,但形状并不被特别限定。
附图标记说明
7a:负极端子;
8:正极端子;
10:单电池;
30:绝缘板(电绝缘性的板);
31:孔;
40:导电性构件;
91、92、93、94:设置区域;
100、110、120、130:电池模块;
191、192:非设置区域;
200a、200b、200c:导电性构件;
210a、210b、210c:导电性构件;
220a、220b、220c:导电性构件;
220d、220e:导电性构件;
221、222、223、224:连接区域;
225、226、227、228:连接区域;
A、B、C:列;
A1、B1、C1、D1、E1、F1:列;
A2、B2、C2、D2、E2:列。
Claims (5)
1.一种电池模块,具备多个单电池,
所述单电池在一个端部配置有正极端子以及负极端子,
所述多个单电池配置为所述一个端部在相同侧排列并且配置为交错状,
电并联连接了相邻的m个所述单电池的电池块,被串联连接有n个,其中m为自然数,n为自然数,
在1个所述电池块内,在相对于串联的电流方向垂直的方向上,存在2列以上所述单电池排列的列,并且1个所述列中的所述单电池的数量为m-1以下,
在被排列的所述多个单电池的所述一个端部的上方配置有电绝缘性的板,
在所述板,设置多个孔,
所述多个孔分别露出所述多个单电池的各个所述单电池的所述正极端子以及所述负极端子的一部分,并且互相相邻的一对孔隔开间隔配置,
在所述板中,在和与所述单电池对置的面相反侧的面上设置有板状或者箔状的多个导电性构件,
所述多个导电性构件分别具备端子连接部,所述端子连接部沿着所述电池块中的所述单电池排列的所述列延伸,针对1个所述电池块配置有2个,并且穿过所述孔而与所述1个所述电池块所包括的各所述单电池的相同的极的端子连接,
包括所述多个导电性构件中互相相邻的第1导电性构件和第2导电性构件,
所述第1导电性构件的端子连接部经过所述孔与所述电池块中的一个单电池的所述正极端子连接,
所述第2导电性构件的端子连接部经过所述孔与所述电池块中的一个单电池的所述负极端子连接。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
在电池模块整体中,至少1个所述列所包括的所述单电池的数量与其他所述列不同。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块,其中,
所述端子连接部具备通过将电流的流路截面积设为给定面积以下所实现的保险丝功能。
4.根据权利要求1或2所述的电池模块,其中,
所述电池块排列有3个以上,
配置在端以外的位置的所述导电性构件与一个所述电池块中的多个所述单电池的所述正极端子连接,并且与另外的所述电池块中的多个所述单电池的所述负极端子连接。
5.一种电池模块,其中,
通过将权利要求1至4中任一项所述的电池模块分割成多个且互相分离,从而具有设置多个所述单电池的多个设置区域,并且在相邻的2个所述设置区域间具有未设置所述单电池的非设置区域,
所述导电性构件具有隔着所述非设置区域而将相邻的2个所述设置区域间电连结的连接区域。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-180513 | 2018-09-26 | ||
JP2018180513 | 2018-09-26 | ||
PCT/JP2019/005068 WO2020066055A1 (ja) | 2018-09-26 | 2019-02-13 | 電池モジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112673521A CN112673521A (zh) | 2021-04-16 |
CN112673521B true CN112673521B (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=69951237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980058763.2A Active CN112673521B (zh) | 2018-09-26 | 2019-02-13 | 电池模块 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11824226B2 (zh) |
JP (1) | JP7320792B2 (zh) |
CN (1) | CN112673521B (zh) |
WO (1) | WO2020066055A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE2150506A1 (en) * | 2021-04-22 | 2022-10-23 | Northvolt Ab | A cylindrical secondary cell |
SE2150505A1 (en) * | 2021-04-22 | 2022-10-23 | Northvolt Ab | A cylindrical secondary cell and a method of its manufacture |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102272980A (zh) * | 2009-07-17 | 2011-12-07 | 松下电器产业株式会社 | 电池连接构件和使用该电池连接构件的电池模块 |
CN103682479A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 江苏海四达电源股份有限公司 | 一种通用电池模块单元 |
CN104078636A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 丰田合成株式会社 | 电池装置 |
CN104995758A (zh) * | 2013-02-19 | 2015-10-21 | 极速公司 | 电池壳体 |
JP2016066455A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置 |
CN106663761A (zh) * | 2014-09-25 | 2017-05-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 电池组件 |
CN107425161A (zh) * | 2016-05-24 | 2017-12-01 | 丰田自动车株式会社 | 电池盒 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8361646B2 (en) * | 2010-03-15 | 2013-01-29 | Electronvault, Inc. | Modular interconnection system |
JP6184987B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2017-08-23 | 三洋電機株式会社 | 電池モジュール |
US20140212695A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-07-31 | Tesla Motors, Inc. | Flexible printed circuit as high voltage interconnect in battery modules |
US9966584B2 (en) | 2013-03-11 | 2018-05-08 | Atieva, Inc. | Bus bar for battery packs |
US10347894B2 (en) * | 2017-01-20 | 2019-07-09 | Tesla, Inc. | Energy storage system |
JP6229903B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2017-11-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電池モジュール |
US9397375B2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-07-19 | Atieva, Inc. | Battery pack with segmented, electrically isolated heat sink |
US9793530B2 (en) * | 2015-07-17 | 2017-10-17 | Atieva, Inc. | Battery assembly with linear bus bar configuration |
US10847775B2 (en) * | 2016-10-14 | 2020-11-24 | Tiveni Mergeco, Inc. | Multi-layer contact plate configured to establish electrical bonds to battery cells in a battery module |
-
2019
- 2019-02-13 CN CN201980058763.2A patent/CN112673521B/zh active Active
- 2019-02-13 WO PCT/JP2019/005068 patent/WO2020066055A1/ja active Application Filing
- 2019-02-13 JP JP2020547911A patent/JP7320792B2/ja active Active
- 2019-02-13 US US17/267,527 patent/US11824226B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102272980A (zh) * | 2009-07-17 | 2011-12-07 | 松下电器产业株式会社 | 电池连接构件和使用该电池连接构件的电池模块 |
CN103682479A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 江苏海四达电源股份有限公司 | 一种通用电池模块单元 |
CN104995758A (zh) * | 2013-02-19 | 2015-10-21 | 极速公司 | 电池壳体 |
CN104078636A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 丰田合成株式会社 | 电池装置 |
JP2016066455A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置 |
CN106663761A (zh) * | 2014-09-25 | 2017-05-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 电池组件 |
CN107425161A (zh) * | 2016-05-24 | 2017-12-01 | 丰田自动车株式会社 | 电池盒 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020066055A1 (ja) | 2021-08-30 |
US11824226B2 (en) | 2023-11-21 |
WO2020066055A1 (ja) | 2020-04-02 |
US20210234240A1 (en) | 2021-07-29 |
JP7320792B2 (ja) | 2023-08-04 |
CN112673521A (zh) | 2021-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7162193B2 (ja) | 電池モジュール | |
EP3540817B1 (en) | Battery pack | |
EP3671945A1 (en) | Battery pack | |
EP2509134A1 (en) | Battery module and battery pack | |
CN104716378A (zh) | 电池模块及制造电池模块的方法 | |
CN111033807A (zh) | 电池块以及具备该电池块的电池模块 | |
KR101526457B1 (ko) | 라운드 코너를 포함하는 전극조립체 | |
CN103503199A (zh) | 包括过电流防止装置的电池组 | |
KR20150066077A (ko) | 배터리 모듈 | |
US20160211499A1 (en) | Battery module | |
JPWO2011007508A1 (ja) | 組電池及び電池モジュール | |
EP3579306A1 (en) | Battery module | |
CN112673521B (zh) | 电池模块 | |
CN112335117B (zh) | 电池模块 | |
EP2662911A1 (en) | Cell module | |
EP2797138A1 (en) | Battery pack | |
CN111033806A (zh) | 电池模块 | |
US20140308552A1 (en) | Battery pack | |
KR20190143407A (ko) | 복수의 전극을 갖는 배터리전지 및 이를 이용한 배터리모듈 | |
KR20060090464A (ko) | 퓨즈 장착 전지 카트리지와 그것을 포함하는 전지 모듈 | |
KR20210066516A (ko) | 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 | |
EP4053988A1 (en) | Battery module provided with rail-type socket and battery pack comprising same | |
EP4030515A1 (en) | Battery module | |
CN111668434B (zh) | 电池模组和具有其的车辆 | |
US20150162579A1 (en) | Battery module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |