JP2018092797A - Battery module - Google Patents
Battery module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018092797A JP2018092797A JP2016235303A JP2016235303A JP2018092797A JP 2018092797 A JP2018092797 A JP 2018092797A JP 2016235303 A JP2016235303 A JP 2016235303A JP 2016235303 A JP2016235303 A JP 2016235303A JP 2018092797 A JP2018092797 A JP 2018092797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pair
- battery module
- axis direction
- connecting portion
- bolt
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module.
従来、リチウムイオン二次電池などの電池セルの配列体を備えた電池モジュールが知られている。かかる電池モジュールにおいて、配列体の両端に配置され、配列体を挟持する挟持部と、挟持部の配列体と反対側の面に立設され、配列体を筐体などの被固定部に固定する固定部と、を有するブラケットが用いられる場合がある。この場合、挟持部を連結部材により連結し、配列体に所定の拘束荷重を付加することで、電池セルにおいて内部抵抗等の特性が変動することを抑制している。 Conventionally, a battery module including an array of battery cells such as a lithium ion secondary battery is known. In such a battery module, the battery pack is disposed at both ends of the array body, is sandwiched between the sandwiching section that sandwiches the array body, and the surface opposite to the array body of the sandwiching section, and fixes the array body to a fixed portion such as a housing. A bracket having a fixing portion may be used. In this case, the clamping portion is connected by the connecting member, and a predetermined restraining load is applied to the array body, thereby suppressing fluctuations in characteristics such as internal resistance in the battery cell.
例えば特許文献１に記載のバッテリ固定装置では、バッテリ電槽において相対する一対の側面に補強用ブラケットがそれぞれ嵌め込まれている。補強用ブラケットは、連結ボルト及びナットにより互いに連結される側面押さえ部と、締結ボルトによりレール状の固定部材に固定される固定用片とを有している。
For example, in the battery fixing device described in
一般に電池セルは、その使用期間が長くなると膨張する。電池セルが膨張すると、配列体の両端に配置されたブラケットの挟持部に電池セルの配列方向の応力が加わる。一方、ブラケットの固定部は被固定部に固定されている。このため、挟持部が固定部との接続部分を支点として倒れ込むように変形する場合がある。この場合、挟持部の変形量は、固定部から遠ざかるほど大きくなる。したがって、挟持部の変形量は、固定部からの距離によって変化する。これにより、挟持部において、固定部からの距離によっては、配列体に所定の拘束荷重を付加することができない領域が生じ、電池性能が確保できなくなるおそれがある。 In general, a battery cell expands when its use period is long. When the battery cell expands, stress in the arrangement direction of the battery cells is applied to the holding portions of the brackets arranged at both ends of the array body. On the other hand, the fixed part of the bracket is fixed to the fixed part. For this reason, the clamping part may be deformed so as to fall down with the connection part with the fixed part as a fulcrum. In this case, the amount of deformation of the clamping portion increases as the distance from the fixing portion increases. Therefore, the deformation amount of the sandwiching portion varies depending on the distance from the fixed portion. Thereby, depending on the distance from the fixed part, there is a possibility that a region where a predetermined restraining load cannot be applied to the array is generated in the clamping part, and battery performance may not be ensured.
そこで、本発明は、電池性能の確保が可能な電池モジュールを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the battery module which can ensure battery performance.
本発明の一側面に係る電池モジュールは、筐体に固定される電池モジュールであって、一方向に沿って配列された複数の電池セルを含む配列体と、配列体の一方向の両端に配置され配列体を挟持する一対の挟持部と、一対の挟持部の配列体と反対側の面に立設され配列体を筐体に固定する一対の固定部と、を有する一対のブラケットと、一対の挟持部を互いに連結し、一対の挟持部を介して配列体に拘束荷重を付加する第１連結部及び第２連結部と、を備え、第１連結部と固定部との距離は、第２連結部と固定部との距離よりも長く、第１連結部の一方向の引張強度は、第２連結部の一方向の引張強度よりも高い。 A battery module according to an aspect of the present invention is a battery module fixed to a housing, and includes an array including a plurality of battery cells arrayed along one direction and both ends of the array in one direction. A pair of brackets having a pair of sandwiching portions that sandwich the array body, and a pair of fixing portions that are erected on a surface opposite to the array body of the pair of sandwiching portions and that secure the array body to the housing; The first connecting part and the second connecting part for connecting the holding parts to each other and applying a restraining load to the array body via the pair of holding parts, and the distance between the first connecting part and the fixing part is It is longer than the distance between the two connecting portions and the fixed portion, and the tensile strength in one direction of the first connecting portion is higher than the tensile strength in one direction of the second connecting portion.
この電池モジュールでは、一対の挟持部は、第１連結部及び第２連結部により連結され、第１連結部及び第２連結部には、一対の挟持部を介して一方向の引張応力が付加されている。電池セルが膨張すると、一対の挟持部には一方向において互いに離間する向きの応力が加わる。一方、固定部は筐体に固定されている。このため、挟持部が固定部との接続部分を支点として倒れ込むように変形する場合がある。挟持部が倒れ込むように変形すると、第１連結部及び第２連結部に加わる一方向の引張応力は、固定部との距離が長いほど大きくなる。第１連結部と固定部との距離は、第２連結部と固定部との距離よりも長い。このため、第１連結部に加わる一方向の引張応力は、第２連結部に加わる一方向の引張応力よりも大きくなる。ここで、第１連結部の一方向の引張強度は、第２連結部の一方向の引張強度よりも高くなっているので、第１連結部は、第２連結部よりも一方向に変形し難い。したがって、挟持部の倒れ込むような変形が抑制される。この結果、挟持部において、配列体に所定の拘束荷重を付加することができない領域の発生が抑制されるので、電池性能の確保が可能となる。 In this battery module, the pair of sandwiching portions are connected by the first connecting portion and the second connecting portion, and a unidirectional tensile stress is applied to the first connecting portion and the second connecting portion via the pair of sandwiching portions. Has been. When the battery cell expands, stress in a direction away from each other in one direction is applied to the pair of sandwiching portions. On the other hand, the fixed part is fixed to the housing. For this reason, the clamping part may be deformed so as to fall down with the connection part with the fixed part as a fulcrum. When the sandwiching portion is deformed so as to fall, the tensile stress in one direction applied to the first connecting portion and the second connecting portion increases as the distance from the fixed portion increases. The distance between the first connecting part and the fixed part is longer than the distance between the second connecting part and the fixed part. For this reason, the unidirectional tensile stress applied to the first connecting portion is larger than the unidirectional tensile stress applied to the second connecting portion. Here, since the tensile strength in one direction of the first connecting portion is higher than the tensile strength in one direction of the second connecting portion, the first connecting portion is deformed in one direction more than the second connecting portion. hard. Therefore, the deformation | transformation which falls in the clamping part is suppressed. As a result, since the occurrence of a region where a predetermined restraining load cannot be applied to the array is suppressed in the sandwiching portion, battery performance can be ensured.
本発明の一側面に係る電池モジュールにおいては、第１連結部の一方向に交差する面における断面積は、第２連結部の一方向に交差する面における断面積よりも大きくてもよい。この場合、第１連結部の一方向の引張強度を第２連結部の一方向の引張強度よりも高くすることができる。したがって、上述のように電池セルの特性のばらつきが抑制可能となる。 In the battery module according to one aspect of the present invention, the cross-sectional area of the surface that intersects in one direction of the first connecting portion may be larger than the cross-sectional area of the surface that intersects in one direction of the second connecting portion. In this case, the tensile strength in one direction of the first connecting portion can be made higher than the tensile strength in one direction of the second connecting portion. Therefore, it is possible to suppress variations in battery cell characteristics as described above.
本発明の一側面に係る電池モジュールにおいては、第１連結部のヤング率は、第２連結部のヤング率よりも大きくてもよい。この場合、第１連結部の一方向の引張強度を第２連結部の一方向の引張強度よりも高くすることができる。したがって、上述のように電池セルの特性のばらつきが抑制可能となる。 In the battery module according to one aspect of the present invention, the Young's modulus of the first connecting portion may be larger than the Young's modulus of the second connecting portion. In this case, the tensile strength in one direction of the first connecting portion can be made higher than the tensile strength in one direction of the second connecting portion. Therefore, it is possible to suppress variations in battery cell characteristics as described above.
本発明の一側面に係る電池モジュールにおいては、第１連結部は、一対の挟持部を互いに連結する第１ボルトを有し、第２連結部は、一対の挟持部を互いに連結する第２ボルトを有してもよい。この場合、第１ボルト及び第２ボルトの先端部に螺合される各ナットの位置により、一対の挟持部間の一方向における長さを容易に調整することができる。したがって、被挟持部である配列体の一方向における長さのばらつき等に対応し易い。 In the battery module according to one aspect of the present invention, the first connecting portion includes a first bolt that connects the pair of holding portions to each other, and the second connecting portion includes a second bolt that connects the pair of holding portions to each other. You may have. In this case, the length in one direction between a pair of clamping parts can be easily adjusted by the position of each nut screwed to the front-end | tip part of a 1st volt | bolt and a 2nd volt | bolt. Therefore, it is easy to cope with variations in length in one direction of the arrayed body that is the sandwiched portion.
本発明の一側面に係る電池モジュールにおいては、第１連結部は、一対の挟持部を互いに連結する第１バンドを有し、第２連結部は、一対の挟持部を互いに連結する第２バンドを有してもよい。この場合、例えば、第１バンドの幅を第２バンドの幅よりも広くすることにより、第１連結部の一方向の引張強度を第２連結部の一方向の引張強度よりも容易に高くすることができる。 In the battery module according to one aspect of the present invention, the first connecting portion includes a first band that connects the pair of holding portions to each other, and the second connecting portion includes a second band that connects the pair of holding portions to each other. You may have. In this case, for example, by making the width of the first band wider than the width of the second band, the tensile strength in one direction of the first connecting portion is easily made higher than the tensile strength in one direction of the second connecting portion. be able to.
本発明の一側面に係る電池モジュールにおいては、第１連結部は、一対の挟持部を互いに連結する複数の第１連結部材を有し、第２連結部は、一対の挟持部を互いに連結する１又は複数の第２連結部材を有し、第１連結部材の数は、第２連結部材の数よりも多くてもよい。この場合、連結部の一方向の引張強度は、連結部材の数が多いほど高くなることから、第１連結部の一方向の引張強度を第２連結部の一方向の引張強度よりも高くすることができる。したがって、上述のように電池セルの特性のばらつきが抑制可能となる。 In the battery module according to one aspect of the present invention, the first connecting portion includes a plurality of first connecting members that connect the pair of holding portions to each other, and the second connecting portion connects the pair of holding portions to each other. One or a plurality of second connecting members may be provided, and the number of first connecting members may be greater than the number of second connecting members. In this case, since the tensile strength in one direction of the connecting portion increases as the number of connecting members increases, the tensile strength in one direction of the first connecting portion is made higher than the tensile strength in one direction of the second connecting portion. be able to. Therefore, it is possible to suppress variations in battery cell characteristics as described above.
本発明によれば、電池セルの特性のばらつきを抑制可能な電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery module which can suppress the dispersion | variation in the characteristic of a battery cell can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and redundant descriptions are omitted.
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電池モジュールを備える電池パックを示す斜視図である。図１に示されるように、電池パック１０は、電池モジュール１と、筐体２と、ボルト３と、を備えている。電池パック１０は、例えばフォークリフト等の車両のバッテリーとして用いられる装置である。電池パック１０は、所定のバッテリー収容部に収容される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a battery pack including the battery module according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
筐体２は、鉄等の金属で形成されている。筐体２は、矩形箱状を呈しており、電池モジュール１を収容する。筐体２は、底壁部２ａと、上壁部２ｂと、側壁部２ｃと、側壁部２ｄと、前壁部２ｅと、後壁部２ｆと、を含んでいる。底壁部２ａ、上壁部２ｂ、側壁部２ｃ、側壁部２ｄ、前壁部２ｅ、及び後壁部２ｆは、溶接又はボルト（不図示）による締結により一体化されている。
The housing | casing 2 is formed with metals, such as iron. The
電池モジュール１は、筐体２に収容されている。電池モジュール１は、複数のボルト３によって筐体２の側壁部２ｃに固定されている。この例では、Ｘ軸方向（一方向）に２つの電池モジュール１が配置され、各電池モジュール１の上に更に電池モジュール１が積み上げられている。電池モジュール１の数及び配置はこれに限られない。ボルト３は、電池モジュール１を側壁部２ｃに固定するための締結部材である。本実施形態では、１つの電池モジュール１を固定するために用いられるボルト３の本数は、８本であるが、これに限られない。
The
図２は、図１に示される電池モジュールを示す斜視図である。図２に示されるように、電池モジュール１は、配列体５と、一対のブラケット６と、複数の連結部１１〜１４と、を備えている。
FIG. 2 is a perspective view showing the battery module shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
図３は、図２に示される電池セル、セルホルダ及び伝熱プレートの分解斜視図である。図２及び図３に示されるように、配列体５は、Ｘ軸方向に配列された複数の電池セル７と、複数のセルホルダ８と、複数の伝熱プレート９と、を備えている。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the battery cell, the cell holder, and the heat transfer plate shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the
電池セル７は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。電池セル７は、ケース２０と、ケース２０内に収容された電極組立体２１と、ケース２０に設けられた一対の電極端子２２と、を有している。ケース２０は、有底角筒状のケース本体２３と、ケース本体２３の開口を覆う蓋板２４と、を有している。ケース２０は、導電材料（例えばアルミニウム）からなっている。ケース本体２３は、矩形平板状の底板２３ａと、一対の側板２３ｂと、一対の側板２３ｃと、を有している。一対の側板２３ｂは、底板２３ａのＸ軸方向の端部に立設され、Ｘ軸方向において互いに対向している。一対の側板２３ｃは、底板２３ａのＹ軸方向の端部に立設され、Ｙ軸方向において互いに対向している。
The
図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。図４に示されるように、ケース２０の内部には、電極組立体２１が収容される。電極組立体２１は、正極２１ａと、負極２１ｂと、正極２１ａと負極２１ｂとの間に配置されたセパレータ２１ｃと、を有している。正極２１ａ、負極２１ｂ及びセパレータ２１ｃは、それぞれ矩形シート状を呈している。本実施形態では、電極組立体２１は、複数の正極２１ａと、複数の負極２１ｂと、複数のセパレータ２１ｃと、を有している。正極２１ａ及び負極２１ｂは、セパレータ２１ｃを介して交互に積層されている。セパレータ２１ｃは、袋状であってもよい。
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, an
図３に示される一対の電極端子２２は、電池セル７の電力を外部に取り出すための端子である。一対の電極端子２２の一方は、電極組立体２１の正極２１ａに電気的に接続され、正極端子として機能している。一対の電極端子２２の他方は、負極２１ｂに電気的に接続されており、負極端子として機能している。各電極端子２２は、その一端部が蓋板２４から外側に突出するように、蓋板２４と絶縁された状態で蓋板２４に固定されている。複数の電池セル７は、隣り合う電池セル７において、極性の異なる電極端子２２同士が隣り合うように配列されている。複数の電池セル７は、このように隣り合う極性の異なる電極端子２２同士がバスバー２６（図１参照）を介して接続されることで、電気的に直列接続されている。複数の電池セル７は、電気的に並列接続されていてもよい。
The pair of
セルホルダ８は、樹脂によって一体成型された枠体であって、ケース本体２３の底板２３ａと対向する底面部３１と、ケース本体２３の一対の側板２３ｃと対向する一対の側面部３２と、ケース本体２３の蓋板２４上に配置される上面部３３と、を有している。底面部３１は、一対の脚部３４を有している。一対の脚部３４は、底面部３１のＹ軸方向の端部において、電池セル７と反対側に突出している。一対の脚部３４には、後述のボルト１１ａ，１２ａを案内するガイド孔３４ａが形成されている。ガイド孔３４ａは、Ｘ軸方向に沿って脚部３４を貫通している。上面部３３は、一対のボルトガイド３５を有している。一対のボルトガイド３５には、後述のボルト１３ａ，１４ａを案内するガイド孔３５ａが形成されている。ガイド孔３５ａは、Ｘ軸方向に沿ってボルトガイド３５を貫通している。
The
伝熱プレート９は、Ｌ字状の金属プレートであり、ケース本体２３の一対の側板２３ｂのうち一方の側板２３ｂと、セルホルダ８の一対の側面部３２のうち一方の側面部３２とを覆うように配置されている。伝熱プレート９の材料は、例えばアルミニウムである。伝熱プレート９は、一方の側板２３ｂを覆う部分において電池セル７の熱を受け入れて、一方の側面部３２を覆う部分から放熱する。
The
図５は、図２に示される電池モジュールを筐体に取り付けた状態を示す図面である。図２及び図５に示されるように、一対のブラケット６は、配列体５のＸ軸方向の両端に配置される。一対のブラケット６のそれぞれは、Ｌ字状の金属プレートである。一対のブラケット６は、矩形板状の一対の挟持部６ａと、矩形板状の一対の固定部６ｂと、を有している。一対の挟持部６ａは、配列体５のＸ軸方向の両端に配置され、配列体５を挟持する。挟持部６ａには、後述のボルト１１ａ〜１４ａを挿通させるための複数の挿通孔６ｃが設けられている。挿通孔６ｃは、Ｘ軸方向に沿って挟持部６ａを貫通している。複数の挿通孔６ｃは、Ｘ軸方向から見て、図３に示される各セルホルダ８のガイド孔３４ａ及びガイド孔３５ａのそれぞれと重なる位置に設けられている。
FIG. 5 is a view showing a state in which the battery module shown in FIG. 2 is attached to the housing. As shown in FIGS. 2 and 5, the pair of
一対の固定部６ｂは、一対の挟持部６ａの配列体５と反対側の面における筐体２側の端部に立設され、配列体５を筐体２における側壁部２ｃに固定する。固定部６ｂには、ボルト３を挿通させるための複数の挿通孔６ｄが設けられる。複数の挿通孔６ｄは、Ｚ軸方向に沿って配列され、Ｙ軸方向に沿って固定部６ｂを貫通している。本実施形態では、１つの固定部６ｂにおける挿通孔６ｄの数は、４つであるが、これに限られない。
The pair of fixing
連結部１１は、連結部材として、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）するボルト１１ａ及びナット１１ｂを有している。連結部１２は、連結部材として、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）するボルト１２ａ及びナット１２ｂを有している。連結部１３は、連結部材として、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）するボルト１３ａ及びナット１３ｂを有している。連結部１４は、連結部材として、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）するボルト１４ａ及びナット１４ｂを有している。
The
各ボルト１１ａ〜１４ａは、鉄又はアルミニウム等の金属から構成されている。ボルト１１ａ，１２ａは、一方のブラケット６の挿通孔６ｃ、各セルホルダ８のガイド孔３４ａ（図３参照）、及び他方のブラケット６の挿通孔６ｃに順次挿通される。ボルト１３ａ，１４ａは、一方のブラケット６の挿通孔６ｃ、各セルホルダ８のガイド孔３５ａ（図３参照）、及び他方のブラケット６の挿通孔６ｃに順次挿通される。
Each
他方のブラケット６の挿通孔６ｃから突出した各ボルト１１ａ〜１４ａの先端部には、各ナット１１ｂ〜１４ｂが螺合されている。これにより、各連結部１１〜１４は、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）し、一対の挟持部６ａを介して配列体５に拘束荷重を付加する。この結果、図４に示される各電池セル７の正極２１ａ及び負極２１ｂが適度に密着するので、各電池セル７に所望の特性を発揮させることができる。
The nuts 11b to 14b are screwed into the tip portions of the
図６は、図５に示した白抜き矢印方向から電池モジュールを見た場合の図面である。図６に示されるように、ボルト１１ａと固定部６ｂとの距離Ｌ１、ボルト１２ａと固定部６ｂとの距離Ｌ２、ボルト１３ａと固定部６ｂとの距離Ｌ３、及び、ボルト１４ａと固定部６ｂとの距離Ｌ４は、「Ｌ２＜Ｌ４＜Ｌ３＜Ｌ１」という関係を満足している。各距離Ｌ１〜Ｌ４は、具体的には、各ボルト１１ａ〜１４ａの中心軸（Ｘ軸方向）と、固定部６ｂの側壁部２ｃと反対側の面とのＹ軸方向における距離である。
6 is a drawing when the battery module is viewed from the direction of the white arrow shown in FIG. As shown in FIG. 6, the distance L1 between the
各ボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度は、距離Ｌ１〜Ｌ４が長いほど高くなるように設定されている。すなわち、各ボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度は、ボルト１２ａ、ボルト１４ａ、ボルト１３ａ、及びボルト１１ａの順で高くなっている。ボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度は、ボルト１１ａ〜１４ａの断面積（Ｘ軸方向に交差（ここでは、直交）する面における断面積）が大きくなるほど高くなり、ボルト１１ａ〜１４ａのヤング率が大きくなるほど高くなる。
The tensile strength in the X-axis direction of each of the
ここでは、各ボルト１１ａ〜１４ａは、同じ材料から形成されて互いに同等のヤング率を有している。各ボルト１１ａ〜１４ａの断面積は、距離Ｌ１〜Ｌ４が長いほど大きくなるように設定されている。すなわち、各ボルト１１ａ〜１４ａの断面積は、ボルト１２ａ、ボルト１４ａ、ボルト１３ａ、及びボルト１１ａの順で大きくなっている。各ボルト１１ａ〜１４ａの中心軸に直交する面における断面は円形を呈しているので、各ボルト１１ａ〜１４ａの軸径は、ボルト１２ａ、ボルト１４ａ、ボルト１３ａ、及びボルト１１ａの順で大きくなっているとも言える。
Here, each
図７は、比較例に係る電池モジュールの変形を説明するための図面である。図７に示される比較例に係る電池モジュール１００では、ボルト１１ａ〜１４ａ（図７ではボルト１３ａ，１４ａの図示省略）のＸ軸方向の引張強度は互いに同等である。具体的には、ボルト１１ａ〜１４ａは、同じ材料から形成されて互いに同等のヤング率を有すると共に、互いに同等の断面積を有する。このように電池モジュール１００は、ボルト１１ａ〜１４ａの点で、第１実施形態に係る電池モジュール１と相違し、その他の点で一致している。
FIG. 7 is a view for explaining a modification of the battery module according to the comparative example. In the
一対の挟持部６ａは、連結部１１〜１４により連結されている。連結部１１〜１４のボルト１１ａ〜１４ａには、一対の挟持部６ａを介してＸ軸方向の引張応力が付加されている。電池セル７が膨張すると、一対の挟持部６ａにはＸ軸方向において互いに離間する向きの応力が加わる。一方、固定部６ｂは側壁部２ｃに固定されている。このため、挟持部６ａが固定部６ｂとの接続部分を支点として倒れ込むように変形する場合がある。挟持部６ａが倒れ込むように変形すると、挟持部６ａを介してボルト１１ａ〜１４ａに加わるＸ軸方向の引張応力は、固定部６ｂとの距離が長いほど大きくなる。ここで、ボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度は互いに同等である。したがって、電池モジュール１００では、挟持部６ａの倒れ込むような変形が抑制され難い。この結果、挟持部６ａが倒れ込むように変形すると共に、配列体５は、配列体５の側壁部２ｃ側の部分が湾曲内側となり、配列体５の側壁部２ｃと反対側の部分が湾曲外側となるようにアーチ状に変形する。これにより、挟持部６ａにおいて、配列体５に所定の拘束荷重を付加することができない領域が生じ、電池性能が確保できなくなるおそれがある。
A pair of clamping
図８は、第１実施形態に係る電池モジュールの変形を説明するための図面である。図８に示される第１実施形態に係る電池モジュール１においても、電池モジュール１００（図７参照）と同様に、挟持部６ａが固定部６ｂとの接続部分を支点として倒れ込むように変形すると、挟持部６ａを介してボルト１１ａ〜１４ａに加わるＸ軸方向の引張応力は、固定部６ｂとの距離が長いほど大きくなる。電池モジュール１では、各ボルト１１ａ〜１４ａ（図８ではボルト１３ａ，１４ａの図示省略）のＸ軸方向の引張強度は、固定部６ｂとの距離が長いほど高く、変形し難いように設定されている。これにより、挟持部６ａの倒れ込むような変形が抑制される。したがって、挟持部６ａにおいて、配列体５に所定の拘束荷重を付加することができない領域の発生が抑制され、電池性能の確保が可能となる。
FIG. 8 is a view for explaining a modification of the battery module according to the first embodiment. Also in the
電池モジュール１では、各連結部１１〜１４は、連結部材として、各ボルト１１ａ〜１４ａを有している。このため、各ボルト１１ａ〜１４ａの先端部に螺合させる各ナット１１ｂ〜１４ｂの位置により、一対の挟持部６ａ間のＸ軸方向における長さを容易に調整することができる。したがって、電池モジュール１によれば、被挟持部である配列体５のＸ軸方向における長さのばらつき等に対応し易い。また、各ボルト１１ａ〜１４ａを、各ボルト１１ａ〜１４ａに対応する挿通孔６ｃ等に挿通した後、各ボルト１１ａ〜１４ａの先端部に各ナット１１ｂ〜１４ｂを螺合させることにより、電池モジュール１を容易に組み立てることができる。また、電池モジュール１を分解することも容易であるため、電池モジュール１の製造時において、一度組み立てた電池モジュール１を分解して手直しすることが容易となる。
In the
［第２実施形態］
図９は、第２実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。図９に示されるように、第２実施形態に係る電池モジュール１Ａは、連結部１１〜１４の代わりに、連結部１５，１６を備える点で、第１実施形態に係る電池モジュール１と主に相違している。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a perspective view showing the battery module according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, the
連結部１５は、連結部材として、一対の挟持部６ａを互いに連結する一対のバンド１５ａ及び一対のボルト１５ｂを有している。バンド１５ａは、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺の板状部材により構成されている。一対のバンド１５ａは、配列体５及び一対の挟持部６ａをＺ軸方向において挟むように配置されている。バンド１５ａのＸ軸方向の両端部は直角に曲がっており、挟持部６ａの配列体５と反対側の面に沿って配置されている。バンド１５ａのＸ軸方向の両端部には、ボルト１５ｂが挿通される挿通孔（不図示）がそれぞれ設けられている。
The connecting
挟持部６ａには、Ｘ軸方向から見て、バンド１５ａの挿通孔（不図示）と重なる位置にボルト１５ｂと螺合するためのネジ孔（不図示）が設けられている。バンド１５ａは、挿通孔とネジ孔とを位置合わせして、ボルト１５ｂを挿通孔に挿通し、ネジ孔に螺合することによって、挟持部６ａに固定されている。
The clamping
連結部１６は、連結部材として、一対の挟持部６ａを互いに連結する一対のバンド１６ａ及び一対のボルト１６ｂを有している。バンド１６ａは、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺の板状部材により構成されている。一対のバンド１６ａは、配列体５及び一対の挟持部６ａをＺ軸方向において挟むように配置されている。バンド１６ａのＸ軸方向の両端部は直角に曲がっており、挟持部６ａの配列体５と反対側の面に沿って配置されている。バンド１６ａのＸ軸方向の両端部には、ボルト１６ｂが挿通される挿通孔（不図示）がそれぞれ設けられている。
The
挟持部６ａには、Ｘ軸方向から見て、バンド１６ａの挿通孔（不図示）と重なる位置にボルト１６ｂと螺合するためのネジ孔（不図示）が設けられている。バンド１６ａは、挿通孔とネジ孔とを位置合わせして、ボルト１６ｂを挿通孔に挿通し、ネジ孔に螺合することによって、挟持部６ａに固定されている。
The clamping
バンド１５ａと固定部６ｂとの距離Ｌ５は、バンド１６ａと固定部６ｂとの距離Ｌ６よりも長い。距離Ｌ５は、具体的には、バンド１５ａのＹ軸方向の中央と、固定部６ｂの挟持部６ａ側の面とのＹ軸方向における距離である。距離Ｌ６は、具体的には、バンド１６ａのＹ軸方向の中央と、固定部６ｂの挟持部６ａ側の面とのＹ軸方向における距離である。
A distance L5 between the
バンド１５ａ及びバンド１６ａは、鉄又はアルミニウム等の金属から構成されている。バンド１５ａ及びバンド１６ａのＸ軸方向の引張強度は、距離Ｌ５，Ｌ６が長いほど高くなるように設定されている。すなわち、バンド１５ａのＸ軸方向の引張強度は、バンド１６ａのＸ軸方向の引張強度よりも高くなるように設定されている。ここでは、バンド１５ａ及びバンド１６ａは、同じ材料から形成されて互いに同等のヤング率を有している。バンド１５ａ及びバンド１６ａの断面積（Ｘ軸方向に交差（ここでは、直交）する面における断面積）は、距離Ｌ５，Ｌ６が長いほど大きくなるように設定されている。バンド１５ａ及びバンド１６ａは、同じ厚さの板状部材により構成され、バンド１５ａのＹ軸方向の幅Ｗ１は、バンド１６ａのＹ軸方向の幅Ｗ２よりも広く設定されている。
The
以上のように構成された電池モジュール１Ａにおいても、バンド１５ａ及びバンド１６ａのＸ軸方向の引張強度は、固定部６ｂとの距離が長いほど高くなるように設定されているので、挟持部６ａの倒れ込むような変形が抑制される。この結果、電池モジュール１と同様に、電池性能の確保が可能となる。
Also in the
電池モジュール１Ａでは、各連結部１５，１６は、連結部材として、バンド１５ａ，１６ａを有している。したがって、例えば、上述のように、バンド１５ａのＹ軸方向の幅Ｗ１をバンド１６ａのＹ軸方向の幅Ｗ２よりも広く設定することにより、バンド１５ａのＸ軸方向の引張強度をバンド１６ａのＸ軸方向の引張強度よりも容易に高くすることができる。また、バンド１５ａ，１６ａによれば、ボルトに比べて、占有スペースが小さいので、電池モジュール１Ａの小型化が可能となる。
In the
［第３実施形態］
図１０は、第３実施形態に係る電池モジュールを示す図面である。図１１は、図１０の電池モジュールに含まれる電池セルを示す分解斜視図である。図１０及び図１１に示される第３実施形態に係る電池モジュール１Ｂは、連結部１７を更に備える点、及びボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度が互いに同等である点で、第１実施形態に係る電池モジュール１Ａと主に相違している。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is a diagram illustrating a battery module according to a third embodiment. 11 is an exploded perspective view showing battery cells included in the battery module of FIG. The
連結部１７は、連結部材１８及び連結部材１９を有している。連結部材１８は、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）するボルト１８ａ及びナット（不図示）を有している。連結部材１９は、一対の挟持部６ａを互いに連結（締結）するボルト１９ａ及びナット（不図示）を有している。セルホルダ８の一対の側面部３２のうち他方の側面部３２は、直方体状のボルトガイド３６を有している。ボルトガイド３６は、他方の側面部３２のＺ軸方向の中央部における電池セル７と反対側に立設されている。ボルトガイド３６には、ボルト１８ａ及びボルト１９ａを案内する一対のガイド孔３６ａがＺ軸方向に並んで形成されている。ガイド孔３６ａは、Ｘ軸方向に沿ってボルトガイド３６を貫通している。
The connecting
ボルト１８ａ及びボルト１９ａは、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。ボルト１８ａ及びボルト１９ａと固定部６ｂとの距離Ｌ７は、距離Ｌ１〜Ｌ４よりも長い。距離Ｌ７は、具体的には、ボルト１８ａ及びボルト１９ａの中心軸（Ｘ軸方向）と、固定部６ｂの挟持部６ａ側の面とのＹ軸方向における距離である。
The
ボルト１１ａ〜１４ａ、ボルト１８ａ、及びボルト１９ａには、共通の部品が採用され、Ｘ軸方向の各引張強度は互いに同等である。連結部１１〜１４はそれぞれ連結部材としてのボルト１１ａ〜１４ａを１つずつ有する。これに対し、連結部１７は、ボルト１８ａを含む連結部材１８、及びボルト１９ａを含む連結部材１９を有する。つまり、連結部１７のボルトの数は２であり、連結部１１〜１４のボルトの数よりも多い。したがって、連結部１７のＸ軸方向の引張強度は、連結部１１〜１４のＸ軸方向の引張強度よりも高いと言える。
Common parts are adopted for the
以上のように構成された電池モジュール１Ｂおいて、連結部１１〜１４及び連結部１７のうち、固定部６ｂからの距離が最も長い連結部１７では、ボルトの数が他の連結部１１〜１４よりも多いことによって、Ｘ軸方向の引張強度が他の連結部１１〜１４よりも高く設定されている。したがって、連結部１７において、ボルトの数が他の連結部１１〜１４と同等で、Ｘ軸方向の引張強度が同等である場合に比べて、電池モジュール１Ｂでは挟持部６ａの倒れ込むような変形が抑制される。この結果、電池モジュール１と同様に、電池性能の確保が可能となる。またこの場合、連結部のＸ軸方向の引張強度をボルトの数により設定するので、ボルトとして共通の部品を採用することができる。
In the
本発明は上記実施形態に限定されず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形してもよい。 This invention is not limited to the said embodiment, You may deform | transform in the range which does not change the summary described in each claim.
電池モジュール１では、各ボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度は、距離Ｌ１〜Ｌ４が長いほど高くなるように設定されているが、複数のボルト１１ａ〜１４ａのうち少なくとも２つのボルトにおいて、固定部６ｂとの距離が長くなるほどＸ軸方向の引張強度が高くなるように設定されていればよい。例えば、ボルト１１ａのＸ軸方向の引張強度は他のボルト１２ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度よりも高く、他のボルト１２ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度は互いに等しくてもよい。また、ボルト１１ａ及びボルト１３ａのＸ軸方向の引張強度が互いに等しく、ボルト１４ａ及びボルト１２ａのＸ軸方向の引張強度が互いに等しく、ボルト１１ａ及びボルト１３ａのＸ軸方向の引張強度がボルト１４ａ及びボルト１２ａのＸ軸方向の引張強度よりも高くてもよい。
In the
電池モジュール１では、各ボルト１１ａ〜１４ａは、同じ材料から形成されて互いに同等のヤング率を有しているが、各ボルト１１ａ〜１４ａが互いに異なる材料から形成されて、互いに異なるヤング率を有していてもよい。つまり、各ボルト１１ａ〜１４ａのヤング率は、固定部６ｂとの距離が長いほど高くなるように設定されていてもよい。この場合、ヤング率の違いにより、各ボルト１１ａ〜１４ａのＸ軸方向の引張強度において、固定部６ｂとの距離が長いほど高くなる関係が満足されるので、各ボルト１１ａ〜１４ａの断面積は互いに同等であってもよい。
In the
電池モジュール１Ａでは、バンド１５ａ及びバンド１６ａは、同じ材料から形成されて互いに同等のヤング率を有しているが、バンド１５ａ及びバンド１６ａが互いに異なる材料から形成されて、互いに異なるヤング率を有していてもよい。つまり、バンド１５ａのヤング率は、バンド１６ａのヤング率よりも高くなるように設定されていてもよい。この場合、ヤング率の違いにより、バンド１５ａ及びバンド１６ａのＸ軸方向の引張強度において、固定部６ｂとの距離が長いほど高くなる関係が満足されるので、バンド１５ａ及びバンド１６ａの断面積、具体的には幅Ｗ１及び幅Ｗ２は互いに同等であってもよい。
In the
電池モジュール１Ａでは、幅Ｗ１及び幅Ｗ２を互いに同等とする代わりに、バンド１５ａの厚さをバンド１６ａの厚さよりも厚くしてもよい。
In the
電池モジュール１Ｂでは、連結部１７が３以上のボルトを有していてもよい。
In the
１，１Ａ，１Ｂ…電池モジュール、２…筐体、５…配列体、６…ブラケット、６ａ…挟持部、６ｂ…固定部、７…電池セル、１１〜１７…連結部、１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１８ａ，１９ａ…ボルト、１５ａ，１６ａ…バンド、１８，１９…連結部材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
一方向に沿って配列された複数の電池セルを含む配列体と、
前記配列体の前記一方向の両端に配置され前記配列体を挟持する一対の挟持部と、前記一対の挟持部の前記配列体と反対側の面に立設され前記配列体を前記筐体に固定する一対の固定部と、を有する一対のブラケットと、
前記一対の挟持部を互いに連結し、前記一対の挟持部を介して前記配列体に拘束荷重を付加する第１連結部及び第２連結部と、を備え、
前記第１連結部と前記固定部との距離は、前記第２連結部と前記固定部との距離よりも長く、
前記第１連結部の前記一方向の引張強度は、前記第２連結部の前記一方向の引張強度よりも高い、電池モジュール。 A battery module fixed to a housing,
An array including a plurality of battery cells arranged along one direction;
A pair of sandwiching portions that are disposed at both ends of the array body in the one direction and sandwich the array body, and the pair of sandwiching portions are erected on a surface opposite to the array body, and the array body is mounted on the housing A pair of brackets having a pair of fixing portions to be fixed;
A first connecting portion and a second connecting portion that connect the pair of sandwiching portions to each other and apply a restraining load to the array through the pair of sandwiching portions;
The distance between the first connecting part and the fixing part is longer than the distance between the second connecting part and the fixing part,
The battery module in which the one-way tensile strength of the first connecting portion is higher than the one-way tensile strength of the second connecting portion.
前記第２連結部は、前記一対の挟持部を互いに連結する第２ボルトを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。 The first connecting portion includes a first bolt that connects the pair of sandwiching portions to each other,
The battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the second connecting portion includes a second bolt that connects the pair of sandwiching portions to each other.
前記第２連結部は、前記一対の挟持部を互いに連結する第２バンドを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。 The first connecting portion has a first band for connecting the pair of sandwiching portions to each other,
The battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the second connecting portion includes a second band that connects the pair of sandwiching portions to each other.
前記第２連結部は、前記一対の挟持部を互いに連結する１又は複数の第２連結部材を有し、
前記第１連結部材の数は、前記第２連結部材の数よりも多い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。 The first connecting portion has a plurality of first connecting members that connect the pair of sandwiching portions to each other,
The second connecting part has one or a plurality of second connecting members that connect the pair of clamping parts to each other.
4. The battery module according to claim 1, wherein the number of the first connecting members is greater than the number of the second connecting members.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016235303A JP6834426B2 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Battery module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016235303A JP6834426B2 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Battery module |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018092797A true JP2018092797A (en) | 2018-06-14 |
| JP6834426B2 JP6834426B2 (en) | 2021-02-24 |
Family
ID=62565709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016235303A Active JP6834426B2 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Battery module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6834426B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023145246A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | 株式会社小松製作所 | Battery device and work machine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013069657A (en) * | 2011-08-02 | 2013-04-18 | Toyota Motor Corp | Electrical storage device |
| JP2015158976A (en) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 日立建機株式会社 | Hybrid type construction machine |
| JP2015191836A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社豊田自動織機 | battery module unit |
| WO2016002178A1 (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-07 | 三洋電機株式会社 | Power source device |
| JP2016012456A (en) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 株式会社豊田自動織機 | Battery module |
| JP2016035906A (en) * | 2014-07-31 | 2016-03-17 | 株式会社Ｇｓユアサ | Power source module |
-
2016
- 2016-12-02 JP JP2016235303A patent/JP6834426B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013069657A (en) * | 2011-08-02 | 2013-04-18 | Toyota Motor Corp | Electrical storage device |
| JP2015158976A (en) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 日立建機株式会社 | Hybrid type construction machine |
| JP2015191836A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社豊田自動織機 | battery module unit |
| JP2016012456A (en) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 株式会社豊田自動織機 | Battery module |
| WO2016002178A1 (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-07 | 三洋電機株式会社 | Power source device |
| JP2016035906A (en) * | 2014-07-31 | 2016-03-17 | 株式会社Ｇｓユアサ | Power source module |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023145246A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | 株式会社小松製作所 | Battery device and work machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6834426B2 (en) | 2021-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6110336B2 (en) | Power storage module | |
| JP5553163B2 (en) | Battery unit | |
| JP6650674B2 (en) | Power storage module | |
| JP5657273B2 (en) | Multilayer battery, battery module, and method of manufacturing multilayer battery | |
| JP6194300B2 (en) | Power storage device | |
| CN107710449B (en) | Clamping member and battery module using the same | |
| JP6096714B2 (en) | Power storage device | |
| JP2011198660A (en) | Battery pack | |
| JP6171314B2 (en) | Power storage device | |
| JP6609989B2 (en) | Battery module | |
| JP6390721B2 (en) | Battery pack | |
| WO2018012349A1 (en) | Battery module | |
| WO2019065152A1 (en) | Binding member, and battery module | |
| JP6613791B2 (en) | Battery pack | |
| CN111712940B (en) | Battery module | |
| JP6065738B2 (en) | Battery pack | |
| JP2018041653A (en) | Battery module | |
| JP6026961B2 (en) | Battery cell, battery unit and battery stack | |
| JP7307069B2 (en) | Fixing structure of battery module | |
| JP2018092797A (en) | Battery module | |
| JP6565585B2 (en) | Battery pack | |
| JP2016031806A (en) | Power storage module and inter-terminal joint member | |
| JP7174345B2 (en) | power storage device | |
| JP6233076B2 (en) | Battery module | |
| JP6252765B2 (en) | Battery body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190909 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200624 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200721 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200923 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201013 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201208 |
|
| 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: 20210105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210118 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6834426 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |