JP6663902B2 - バッテリモジュール - Google Patents
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Description
複数のバッテリセルが積層されたセル積層体と、
該セル積層体を保持するモジュールケースと、を備えるバッテリモジュールであって、
前記モジュールケースは、
前記セル積層体の側面を保持する一対のサイドプレートと、
前記セル積層体が載置されるボトムプレートと、
前記サイドプレートの上端部に設けられ、前記セル積層体の上面の少なくとも一部を覆うプレート部材と、を備え、
前記プレート部材と前記セル積層体の前記上面との間に形成される第1空間、及び前記サイドプレートと前記セル積層体の前記側面との間に形成される第2空間には、充填剤が充填されており、
前記プレート部材は、前記充填剤が注入される注入孔を有し、
前記注入孔は、前記セル積層体の前記上面とオーバーラップする位置に配置され、
前記プレート部材と前記セル積層体の前記上面との間には、前記注入孔から注入された充填剤を前記第2空間に向かって斜め下方に案内するガイド流路部材が設けられる。
先ず、本発明の第1実施形態のバッテリモジュール1について図1〜図5を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、バッテリモジュール1は、複数のセル21が積層されたセル積層体2と、セル積層体2を保持するモジュールケース3と、を備える。モジュールケース3は、セル積層体2の前面及び後面を保持する一対のエンドプレート4と、セル積層体2の側面を保持する少なくとも一対のサイドプレート5と、セル積層体2が載置されるボトムプレート6と、サイドプレート5の上端部に設けられ、セル積層体2の上面の少なくとも一部を覆う一対のプレート部材7と、を備える。
セル積層体2は、複数のセル21を前後方向に積層して構成される。セル21は、図示しない蓄電要素と、蓄電要素を収容するセルケース211と、蓄電要素のプラス電極又はマイナス電極に接続され、セル21の上面から突出する一対の内部端子212と、セル21の上面に配置され、接続部材213を介して内部端子212に電気的に接続される一対の外部端子214と、セル21の上面に沿って配置され、接続部材213及び外部端子214とセルケース211との間を絶縁する端子絶縁プレート215と、を備える。
一対のエンドプレート4は、セル積層体2の前面及び後面に沿って配置され、セル積層体2のセル積層方向の荷重を受け止める。セル積層体2のセル積層方向の荷重は、外部からの衝撃の他、セル積層体2の温度変化や経年劣化によるセル21の膨張に起因するものである。
一対のサイドプレート5は、セル積層体2の左側面又は右側面に沿うとともに、ボトムプレート6を介して連結されることにより、セル積層体2の側面を保持する。なお、本実施形態では、サイドプレート5とボトムプレート6とを一体成形しているが、サイドプレート5とボトムプレート6は別部材であってもよい。
図2に示すように、ボトムプレート6は、セル積層体2の下面を保持する。ボトムプレート6は、アルミ押出材(アルミ合金材)を用いて形成され、且つセル積層体2の下面と密着することで、セル積層体2の熱を伝熱して放熱する放熱部材としても機能している。また、ボトムプレート6は、冷却機構を構成する複数のウォータージャケット61を備えており、これらのウォータージャケット61に冷却水を流すことで、セル積層体2の温度管理が可能になる。
図2及び図3に示すように、プレート部材7は、サイドプレート5の上端面に沿って配置されるとともに、複数のボルトBを介してサイドプレート5に締結されている。プレート部材7は、図5に示すように、サイドプレート5の上端面に締結される締結部71と、締結部71からセル積層体2の上面上方に延出し、セル積層体2の上面の端部(角部)を覆う延出部72と、を備え、延出部72とセル積層体2の上面との間には、隙間S1(第1空間)が確保される。また、延出部72には、上下方向に貫通する複数の注入孔73が前後方向に所定の間隔で形成されている。これらの注入孔73は、図2及び図3に示すように、左右方向においてセル積層体2の上面とオーバーラップする位置に形成され、隙間S1と連通している。
また、バッテリモジュール1には、図3に示すように、プレート部材7とセル積層体2の上面との間に、注入孔73から注入された充填剤8を隙間S2に向かって斜め下方に案内するガイド流路部材9が設けられる。ガイド流路部材9は、注入孔73から注入された充填剤8の前後方向への流出を規制する一対の第1仕切壁91と、注入孔73から注入された充填剤8の外部端子214側への流出を規制する第2仕切壁92と、注入孔73から注入された充填剤8を隙間S2に向かって斜め下方に案内する傾斜ガイド部93と、を備え、すべての注入孔73の対応位置に設けられる。このようなガイド流路部材9によれば、隙間S2に対する充填剤8の充填を容易且つ確実に行うことができるだけでなく、充填剤8の不要な箇所への流出を規制できる。
続いて、本発明の第2実施形態のバッテリモジュール1Aについて図6を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態のバッテリモジュール1と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。第1実施形態のバッテリモジュール1では、ガイド流路部材9がバスバープレート23の一部として形成されているのに対し、第2実施形態のバッテリモジュール1Aでは、ガイド流路部材9Aが端子絶縁プレート215Aの一部として形成されている。
該セル積層体を保持するモジュールケース(モジュールケース3)と、を備えるバッテリモジュール(バッテリモジュール1)であって、
前記モジュールケースは、
前記セル積層体の側面を保持する一対のサイドプレート(サイドプレート5)と、
前記セル積層体が載置されるボトムプレート(ボトムプレート6)と、
前記サイドプレートの上端部に設けられ、前記セル積層体の上面の少なくとも一部を覆うプレート部材(プレート部材7)と、を備え、
前記プレート部材と前記セル積層体の前記上面との間に形成される第1空間(隙間S1)、及び前記サイドプレートと前記セル積層体の前記側面との間に形成される第2空間(隙間S2)には、充填剤(充填剤8)が充填されている、バッテリモジュール。
前記プレート部材は、前記充填剤が注入される注入孔(注入孔73)を有し、
前記注入孔は、前記セル積層体の前記上面とオーバーラップする位置に配置されている、バッテリモジュール。
前記プレート部材と前記セル積層体の前記上面との間には、前記注入孔から注入された充填剤を前記第2空間に向かって斜め下方に案内するガイド流路部材(ガイド流路部材9、9A)が設けられる、バッテリモジュール。
前記ガイド流路部材は、前記プレート部材に対し上下方向に移動可能である、バッテリモジュール。
前記セル積層体の前記上面には、複数のバスバー(バスバー22)を保持するバスバープレート(バスバープレート23)が設けられ、
前記ガイド流路部材は、前記バスバープレートの一部である、バッテリモジュール。
前記セル積層体の前記上面には、前記セル積層体の端子(外部端子214)とセルケース(セルケース211)とを絶縁する端子絶縁プレート(端子絶縁プレート215A)が設けられ、
前記ガイド流路部材は、前記端子絶縁プレートの一部である、バッテリモジュール。
前記モジュールケースは、冷却機構(ウォータージャケット61)を有する、バッテリモジュール。
前記第2空間は、前記セル積層体の下面から前記セル積層体の前記上面に向かって広くなる、バッテリモジュール。
2 セル積層体
21 セル
211 セルケース
214 外部端子
215,215A 端子絶縁プレート
22 バスバー
23 バスバープレート
3 モジュールケース
5 サイドプレート
6 ボトムプレート
61 ウォータージャケット(冷却機構)
7 プレート部材
73 注入孔
8 充填剤
9,9A ガイド流路部材
S1 隙間(第1空間)
S2 隙間(第2空間)
Claims (6)
- 複数のバッテリセルが積層されたセル積層体と、
該セル積層体を保持するモジュールケースと、を備えるバッテリモジュールであって、
前記モジュールケースは、
前記セル積層体の側面を保持する一対のサイドプレートと、
前記セル積層体が載置されるボトムプレートと、
前記サイドプレートの上端部に設けられ、前記セル積層体の上面の少なくとも一部を覆うプレート部材と、を備え、
前記プレート部材と前記セル積層体の前記上面との間に形成される第1空間、及び前記サイドプレートと前記セル積層体の前記側面との間に形成される第2空間には、充填剤が充填されており、
前記プレート部材は、前記充填剤が注入される注入孔を有し、
前記注入孔は、前記セル積層体の前記上面とオーバーラップする位置に配置され、
前記プレート部材と前記セル積層体の前記上面との間には、前記注入孔から注入された充填剤を前記第2空間に向かって斜め下方に案内するガイド流路部材が設けられる、バッテリモジュール。 - 請求項1に記載のバッテリモジュールであって、
前記ガイド流路部材は、前記プレート部材に対し上下方向に移動可能である、バッテリモジュール。 - 請求項1又は2に記載のバッテリモジュールであって、
前記セル積層体の前記上面には、複数のバスバーを保持するバスバープレートが設けられ、
前記ガイド流路部材は、前記バスバープレートの一部である、バッテリモジュール。 - 請求項1又は2に記載のバッテリモジュールであって、
前記セル積層体の前記上面には、前記セル積層体を構成する各セルの端子とセルケースとを絶縁する端子絶縁プレートが設けられ、
前記ガイド流路部材は、前記端子絶縁プレートの一部である、バッテリモジュール。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記モジュールケースは、冷却機構を有する、バッテリモジュール。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記第2空間は、前記セル積層体の下面から前記セル積層体の前記上面に向かって広くなる、バッテリモジュール。
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