專利名稱：電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成二次電池的電池模塊，其中，該二次電池主要作為混合動力機(jī)動車、電動機(jī)動車的電動機(jī)驅(qū)動用電源而使用。
背景技術(shù)：
以往，作為所述電池模塊，公知有一種電池集合體(電池模塊)，其包括并列的多個方形的單位電池11 (單電池(cell))、將所述單位電池的間隔維持成固定的隔壁、緊貼在最外側(cè)的單位電池11的外側(cè)面的端板、以及將它們結(jié)合成一體的連結(jié)桿30 (參照后述專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1日本特開2006-310309號公報然而，在上述電池集合體的單位電池中，由于過充電一電解液的分解一電池的內(nèi)壓上升，而強(qiáng)度比較弱的單位電池的中央部發(fā)生鼓出變形，從而存在導(dǎo)致其性能劣化、壽命縮短等不良情況的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這種實際情況而提出，其目的在于提供一種抑制構(gòu)成電池模塊的多個單位電池(單電池)的鼓出變形而能夠解決上述問題的新的電池模塊。為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的第一方面涉及一種電池模塊，其具備隔開間隔并列的多個方型的單電池；分別配置在相鄰的所述單電池之間的支架；配置在所述單電池及支架的并列方向外側(cè)，而將它們一體夾持的一對端板；將所述一對端板彼此連結(jié)，而將多個所述單電池及支架緊固成一體的連結(jié)構(gòu)件，所述電池模塊的特征在于，所述連結(jié)構(gòu)件沿多個所述單電池及支架的并列方向延伸，其兩端分別緊固于在所述一對端板上設(shè)置的第一固定部及第二固定部，所述第一固定部及第二固定部設(shè)置在中心線的兩側(cè)，所述中心線通過多個單電池、支架及一對端板的中心并沿它們的并列方向延伸，這些固定部與所述中心線之間的距離小于這些固定部與端板的最外側(cè)面之間的距離。為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的第二方面以第一方面為基礎(chǔ)，其特征在于，在所述第一固定部及第二固定部上穿設(shè)有連結(jié)孔，該連結(jié)孔與所述單電池及支架的并列方向大致正交，且朝向端板的內(nèi)方而將所述連結(jié)構(gòu)件連結(jié)。為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的第三方面以第一或第二方面為基礎(chǔ)，其特征在于，在所述支架的至少與所述單電池對置的對置面上沿著與單電池及支架的并列方向交叉的方向并列設(shè)置有多條肋，所述肋的高度中，與單電池的中央部對應(yīng)的部分比其它部分高。為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的第四方面以第三方面為基礎(chǔ)，其特征在于，所述多條肋從所述支架的中央部分朝向外側(cè)逐漸降低。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的各方面，能夠有效地抑制過充電一電解液的分解一氣化一內(nèi)壓的上升引起的多個單電池的鼓出變形，尤其是抑制其中央部的最鼓出變形的部分，從而防止電池模塊的劣化。另外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在端板的第一固定部及第二固定部上穿設(shè)有連結(jié)孔，該連結(jié)孔與所述單電池及支架的并列方向正交，且朝向端板的內(nèi)方而將連結(jié)構(gòu)件連結(jié)， 因此連結(jié)構(gòu)件的連結(jié)部不會比端板的外表面向外方突出，能夠?qū)崿F(xiàn)電池模塊的緊湊化。而且，由于連結(jié)孔朝向端板的內(nèi)方，因此即使將一對端板和連結(jié)構(gòu)件緊固的螺栓等緊固機(jī)構(gòu)由于振動等而稍產(chǎn)生松弛的情況下，也能夠維持單電池及支架的緊固狀態(tài)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第三、四方面，通過支架的肋能夠更可靠地抑制單電池的中央部的鼓出變形。


圖1是本發(fā)明電池模塊的整體分解立體圖。圖2是圖1的從箭頭2方向觀察到的電池模塊側(cè)視圖。圖3是圖2的從箭頭3的方向觀察到的電池模塊的俯視圖。圖4是圖2的從箭頭4的方向觀察到的電池模塊的仰視圖。圖5是圖1的從箭頭5的方向觀察到的由虛線包圍的部分的放大圖。圖6是圖5的從箭頭6的方向觀察到的支架的立體圖。圖7是圖3的沿7-7線的放大剖視圖。圖8是圖7的沿8-8線的放大剖視圖。圖9是圖1的從箭頭9的方向觀察到的放大立體圖。圖10是圖9的沿10-10線的放大剖視圖。符號說明10方型的單電池20 支架26 肋27 肋50 端板51 端板52u、52d 第一固定部53u、53d 第二固定部Mu、Md第一固定部55u、55d 第二固定部60連結(jié)構(gòu)件(上連結(jié)框架)70連結(jié)構(gòu)件(下連結(jié)框架)C-C 中心線D1、D2 距離h連結(jié)孔
具體實施例方式以下，基于附圖所例示的本發(fā)明的實施例，對發(fā)明的實施方式進(jìn)行具體地說明。
如圖1所示，本發(fā)明的電池模塊具備隔開間隔并列配置的多個方型的單電池10、 分別配設(shè)在所述單電池10之間及最外側(cè)的單電池10的外側(cè)的多個支架20、設(shè)置在一方的最外側(cè)的支架20的外側(cè)的方型的一方的端板50、設(shè)置在另一方的最外側(cè)的支架20的外側(cè)的方型的另一方的端板(基體端板)51，相互緊貼層疊的多個單電池10及支架20被成對的一方及另一方的端板50、51夾持，所述端板50、51通過作為連結(jié)構(gòu)件的上連結(jié)框架60及下連結(jié)框架70而連結(jié)成一體。而且，在所述一方的端板50的外側(cè)結(jié)合有電壓傳感器組裝體 90 (電壓傳感器)。所述方型的單電池10是以往公知的結(jié)構(gòu)的單電池，形成為扁平的長方體，在其上表面左右突出設(shè)置有正、負(fù)電極端子11、12，而且，在其中央部設(shè)有通過防爆閥13關(guān)閉的閥口 14(圖 7)。所述支架20分別并列夾裝在相鄰的單電池10之間，在單電池10之間隔開規(guī)定位置來保持該單電池10，用于在它們之間保持一定間隔的隔熱空間，以下，主要參照圖1、5及圖6、7，對該支架20的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。支架20的主體部分21通過合成樹脂板形成為與單電池10大致相同尺寸的四方的板狀。在該支架20的主體部分21上，沿橫向相互平行延伸的縱截面二形的多個第一突條部22和多個第二突條部23在上下方向交替地彎曲形成為波紋狀，在所述第一突條部22 及第二突條部23的內(nèi)側(cè)分別形成有在左右兩端打開的截面凹狀的橫向的冷卻通路M。而且，在所述主體部分21上穿設(shè)有用于使冷卻風(fēng)等制冷劑在其整個面上均勻地流通的多個圓形的通風(fēng)口 25，具體而言，如圖5、6所示，所述通風(fēng)口 25分別形成在主體部分21的上、下部及所述第一、二突條部22、23上，所述通風(fēng)口 25使在支架20的前后面上流動的制冷劑發(fā)生紊流，來提高支架20的冷卻效果。如圖5、6所示，在位于支架20的主體部分21中間的多條第一突條部22及第二突條部23的外表面的上下方向的中間部上一體地突出形成有沿著它們的長度方向延伸的肋沈、27。所述肋沈、27用于對支架20自身進(jìn)行加強(qiáng)，并且在電池模塊的組裝時，用于將隔著該支架20相鄰的單電池10之間保持成規(guī)定的間隔，所述肋沈、27之間的高度中，如圖 7、8所示，與主體部分的中央部對應(yīng)的肋27的高度最高(a)，隨著朝向它們的并列方向的外方而肋沈、27的高度(b、c)順次降低(a>b>c)，并且，各肋沈、27自身沿著長度的高度中，其中央部分最高(b、c)，隨著朝向其前端即主體部分21的端緣而逐漸降低，其前端最低 (a'、b')，通過如此設(shè)定肋沈、27的高度，在電池模塊的組裝時，通過支架20能夠抑制單電池10、尤其是抑制其中央部的鼓出變形。另外，如圖5、6明確所示，在支架20的主體部分21的四個角部分別固定有保持構(gòu)件30。各保持構(gòu)件30由角材構(gòu)成，從支架20的主體部分21的前后面向外方突出，在電池模塊的組裝時，在單電池10或端板50、51的四個角部上分別形成的通用的被保持部10A、 IOA ；10A、50A ；10A、51A與各保持構(gòu)件30的角凹部31卡合，從而多個單電池10及端板50、 51不會相互錯動，能夠?qū)⑺鼈冋{(diào)整成標(biāo)準(zhǔn)的組裝位置。而且，在支架20的主體部21的一側(cè)的中間部彎曲形成有抑制片32，該抑制片32對單電池10的側(cè)面進(jìn)行抑制。如圖5、7所示，在支架20的上表面的寬度方向的中央部一體形成有支架舌片33。 該支架舌片33相對于支架20的前后面彎曲形成為大致直角、即彎曲形成為大致水平且具有向單電池10方向延伸的立壁37而形成為截面門型，并相對于支架20向該支架20的前后方向的一方延伸成懸臂狀，在電池模塊的組裝時，該支架舌片33存在間隙34而覆蓋相鄰的單電池10的上表面中央部的關(guān)閉閥口 14的防爆閥13的上表面。另外，在閥口 14的周緣形成有從該周緣朝向單電池10的上表面傾斜成上坡坡度的漏斗狀傾斜面15。并且，在防爆閥13的開閥時放出的氣化后的電解液等噴出體由支架舌片33首次擋住后，液化后的電解液等噴出體沿著閥口 14周圍的傾斜面15返回單電池10內(nèi)，而且，將噴出的噴出體阻止到間隙34內(nèi)，從而能夠防止該噴出體向外部的飛散(參照圖7)。另外，在該支架舌片33的上表面上一體地突出設(shè)置有后述的定位突起35，該定位突起35能嵌入到作為連結(jié)構(gòu)件的上連結(jié)框架60的定位孔61中。而且在支架舌片33的基部一體地設(shè)有卡合片36，該卡合片36能與相鄰的單電池10的上表面卡合。如圖6所示，在支架20的下表面的寬度方向的中央部一體地形成有后述的熱敏電阻T的安裝框架38。該安裝框架38向與所述支架舌片33相同的方向彎曲形成為大致直角，即彎曲形成為大致水平，并向支架20的前后方向的一方延伸成懸臂狀。接下來，主要參照圖6、9及圖10，對該安裝框架38的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，在該安裝框架 38上設(shè)有熱敏電阻安裝部39，該熱敏電阻安裝部39用于選擇性地以可拆裝的方式安裝測定單電池10的溫度用的熱敏電阻T。在安裝框架38的外表面上一體平行地設(shè)有對熱敏電阻T進(jìn)行引導(dǎo)的一對引導(dǎo)件40，而且，與所述引導(dǎo)件40相鄰地設(shè)有抑制熱敏電阻T的一對抑制片41。此外，一對卡合片42在安裝框架38的基部上向所述抑制片41的相反側(cè)延伸， 所述一對卡合片42與和支架20相鄰的單電池10的下表面卡合，防止熱敏電阻T的脫落。 另外，在一對弓I導(dǎo)件40上一體地形成有一對定位突起43，所述一對定位突起43能嵌入到后述的作為連結(jié)構(gòu)件的下連結(jié)框架70的定位孔71中。如圖9所示，熱敏電阻T插入到一對引導(dǎo)件40之間，由一對抑制片41保持在規(guī)定位置，其感溫部與單電池10的下表面接觸來測定單電池10的溫度。熱敏電阻T的位置可以通過目視容易從外部確認(rèn)。與熱敏電阻τ連接的引線95與后述的電壓傳感器組裝體(電壓傳感器)90連接。如圖1所示，從外側(cè)對并列層疊的多個單電池10和支架20進(jìn)行緊固夾持的一對端板50、51形成為與單電池10及支架20大致同型的扁平的長方體，并隔著所述支架20而與最外側(cè)的單電池10的兩外表面分別重合配置。一對端板50、51都是金屬制(例如鎂合金制)，其內(nèi)表面、即與支架20對置的對置面形成為格子狀，因此傳熱面積小且散熱性高。在一對端板50、51的內(nèi)表面與單電池10之間分別夾設(shè)有作為隔熱構(gòu)件起作用的所述支架20，來防止單電池10的過度的冷卻。成對的一方及另一方的端板50、51通過后述的作為連結(jié)構(gòu)件的上連結(jié)框架60及下連結(jié)框架70而連結(jié)成一體。如圖1及3、4所示，在一對端板50及51的上表面分別一體地設(shè)有用于連結(jié)上連結(jié)框架60的第一、第二固定部52u、5;3u及第一、第二固定部Mu、55u， 而且，在一對端板50及51的下表面分別一體地設(shè)有用于連結(jié)下連結(jié)框架70的第一、第二固定部52d、53d及第一、第二固定部Md、55d。所述第一固定部52u、Mu(52d、Md)及第二固定部53u、55u(53d、55d)都由四方的塊體構(gòu)成，隔開間隔配置在端板50、51的寬度方向的中央部，在這些固定部的中央分別穿設(shè)有連結(jié)孔h。各連結(jié)孔h與中心線C-C大致直交，且朝向端板50、51的上下方向的內(nèi)方，所述中心線C-C通過多個單電池10、支架20及一對端板50、51的中心并沿它們的并列方向延伸。如圖3所示，從第一固定部52u、Mu(52cU4d)
6及第二固定部53u、55u(53d、55d)的中心到所述中心線C-C的距離Dl小于從所述固定部的中心到端板50,51的最外側(cè)面的距離D2(D1 < D2)。如圖1、3所示，所述上連結(jié)框架60通過平坦部63和凸緣片64形成為橫截面U字狀而具有高剛性，該平坦部63由金屬板形成為細(xì)長狀，排列設(shè)有多個定位孔61，且在其長度方向上凸起有多個肋62，該凸緣片64—體地立起在所述平坦部63的兩側(cè)，分別穿設(shè)有一對螺栓孔67的連結(jié)耳片65、66分別沿橫向一體地突出形成在所述上連結(jié)框架60的兩端。如圖3所示，所述上連結(jié)框架60沿著所述中心線C-C配置在相互并列層疊的多個單電池10及支架20的上表面，所述中心線C-C通過多個單電池10及支架20的中心并沿它們的并列方向延伸，將多個支架20上表面的定位突起35嵌入到上連結(jié)框架60的多個定位孔61中，從而將該上連結(jié)框架60相對于多個單電池10及支架20定位。若使上連結(jié)框架60的兩端的連結(jié)耳片65、66位于一對端板50、51的上表面的第一固定部52u、5^及第二固定部53u、55u上，并使連結(jié)螺栓68通過連結(jié)耳片65、66的螺栓孔67而與第一固定部 52u、5^及第二固定部53u、55u的連結(jié)孔h分別螺紋緊固，則上連結(jié)框架60將一對端板50、 51的上部緊固連接成一體。另外，如圖3所示，上連結(jié)框架60的平坦部63的橫向?qū)挾?I1形成得比所述支架舌片33的橫向?qū)挾萪2寬，所述平坦部63覆蓋支架舌片33的上表面的整面。由此，通過支架舌片33如上所述首次防止對防爆閥13進(jìn)行開閥時放出的氣化的電解液等噴出體的飛散， 而且，通過上連結(jié)框架60能夠再次防止對防爆閥13進(jìn)行開閥時釋放的氣化的電解液等噴出體的飛散。另一方面，如圖1、4所示，所述下連結(jié)框架70形成為與所述上連結(jié)框架60大致相同形狀，通過將多個定位孔71排列設(shè)置成兩列的平坦部72和在平坦部72的兩側(cè)一體立起的凸緣片73而形成為橫截面倒U字狀，從而具有高剛性，穿設(shè)有螺栓孔74的成對的連結(jié)耳片75、76沿橫向一體地突出形成在所述下連結(jié)框架70的兩端。如圖1、4所示，在交替地并列層疊的多個單電池10及支架20的下表面上重合有板狀的罩板78，而且，在該罩板78的下表面上層疊有形成為肋骨狀的板簧80，隔著該罩板 78和板簧80在多個單電池10及支架20的下表面上重合所述下連結(jié)框架70，通過該下連結(jié)框架70將一對端板50、51的下表面連結(jié)成一體。如圖4所示，所述下連結(jié)框架70隔著所述罩板78及板簧80，沿著所述中心線C-C配置在相互并列層疊的多個單電池10及支架 20的下表面，所述中心線C-C通過單電池10及支架20的中心并沿它們的并列方向延伸。 使所述安裝框架38的定位突起43通過所述罩板78的通孔79及板簧80 (參照圖幻后，嵌入到定位孔71中。由此，將多個單電池10及支架20與下連結(jié)框架70定位。若使下連結(jié)框架70的兩端的連結(jié)耳片75、76位于一對端板50、51下表面的第一固定部52d、54d及第二固定部53d、55d上，并使連結(jié)螺栓77通過連結(jié)耳片75、76的螺栓孔74而與第一固定部 52d、54d及第二固定部53d、55d的連結(jié)孔h分別螺紋緊固，則下連結(jié)框架70能夠?qū)⒁粚Χ税?0、51的下部緊固連結(jié)成一體。如此，對相互并列層疊的多個單電池10及支架20進(jìn)行夾持的一對端板50、51通過作為連結(jié)構(gòu)件的上連結(jié)框架60及下連結(jié)框架70被一體的緊固。并且，在該狀態(tài)下，如圖 3所示，一對端板50、51的從第一固定部52u、Mu(52d、Md)及第二固定部53u、55u(53d、 55d)的中心到多個單電池10及支架20的所述中心線C-C的距離Dl小于從所述固定部的中心到一對端板50、51的最外側(cè)面的距離D2(D1 < D2)，因此通過上連結(jié)框架60及下連結(jié)框架70，能夠有效地抑制因多個單電池10的內(nèi)壓上升引起的所述單電池的鼓出變形(其中央部最大的鼓出變形)，能夠防止電池模塊的劣化。另外，在一對端板50、51的第一固定部52u、Mu(52d、Md)及第二固定部53u、 55u (53d、55d)上穿設(shè)有連結(jié)孔h，該連結(jié)孔h與單電池10及支架20的并列方向正交，且朝向端板50、51的內(nèi)方而將連結(jié)構(gòu)件連結(jié)，因此，作為連結(jié)構(gòu)件的上連結(jié)框架60及下連結(jié)框架70的連結(jié)部不會比端板的外表面向外方突出，而能夠?qū)崿F(xiàn)電池模塊的緊湊化。而且，由于連結(jié)孔h朝向端板50、51的內(nèi)方，因此即使將端板50、51和連結(jié)構(gòu)件60、70緊固的螺栓等緊固機(jī)構(gòu)由于振動等而稍產(chǎn)生松弛的情況下，也能夠維持單電池10及支架20的緊固狀態(tài)。此外，通過支架20的肋沈、27能夠更可靠地抑制單電池10的中央部的鼓出變形。如圖1所示，在一方的端板50的外表面上重合固定有電壓傳感器組裝體90。該電壓傳感器組裝體90由比端板50稍小的扁平的長方體形成，且導(dǎo)熱率及體積小于端板50。 并且，在其對角位置突出設(shè)置有安裝片91、92。而且，在一方的端板50的對角位置上突出設(shè)置有與所述安裝片91、92對應(yīng)的安裝凸臺81、82，通過連結(jié)螺栓93將安裝片91、92和安裝凸臺81、82連結(jié)，在一方的端板50的外表面上存在間隙而固定電壓傳感器組裝體90。端板50兼用作電壓傳感器組裝體90的殼體的剛性構(gòu)件，起到提高電壓傳感器組裝體90的剛性的作用。而且，電壓傳感器組裝體90雖然在充放電時發(fā)熱，但該熱量能夠向端板50傳遞，從而促進(jìn)不耐熱的電壓傳感器組裝體90的散熱。如圖1所示，在多個支架20上選擇性地安裝有熱敏電阻T。在該實施例中，在最外側(cè)的支架20、即在單電池10與一方的端板50之間及單電池10與另一方的端板51之間的支架20的安裝框架38上分別安裝有熱敏電阻T，與所述熱敏電阻T連接的引線95粘結(jié)于電壓傳感器組裝體90，來計測電池模塊的溫度。以上，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并未限定為該實施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以存在各種實施例。
權(quán)利要求
1.一種電池模塊，其具備隔開間隔并列的多個方型的單電池(10)；分別配置在相鄰的單電池(10)之間的支架00)；配置在所述單電池(10)及支架00)的并列方向外側(cè)，而將它們一體夾持的一對端板(50、51)；將所述一對端板(50、51)彼此連結(jié)，而將多個所述單電池(10)及支架00)緊固成一體的連結(jié)構(gòu)件(60、70)，所述電池模塊的特征在于，所述連結(jié)構(gòu)件(60、70)沿多個所述單電池(10)及支架00)的并列方向延伸，其兩端分別緊固于在所述一對端板(50、51)上設(shè)置的第一固定部(52u、52d;Mu、Md)及第二固定部(53u、53d ;55u、55d)，所述第一固定部(52u、52d ;54u、54d)及第二固定部(53u、53d ； 55u、55d)設(shè)置在中心線(C-C)的兩側(cè)，所述中心線(C-C)通過多個單電池(10)、支架(20) 及一對端板(50、51)的中心并沿它們的并列方向延伸，這些固定部與所述中心線(C-C)之間的距離(Dl)小于這些固定部與端板(50、51)的最外側(cè)面之間的距離(D2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，在所述第一固定部(52u、52d ;5如、54d)及第二固定部(53u、53d ;55u、55d)上穿設(shè)有連結(jié)孔(h)，該連結(jié)孔(h)與所述單電池(10)及支架00)的并列方向大致正交，且朝向端板(50、51)的內(nèi)方而將所述連結(jié)構(gòu)件(60、70)連結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池模塊，其特征在于，在所述支架00)的至少與所述單電池(10)對置的對置面上沿著與單電池(10)及支架00)的并列方向交叉的方向并列設(shè)置有多條肋06、27)，所述肋(沈、27)的高度中，與單電池(10)的中央部對應(yīng)的部分比其它部分高。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池模塊，其特征在于，所述多條肋(26、27)從所述支架00)的中央部分朝向外側(cè)逐漸降低。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池模塊。在將多個方型的單電池及支架交替并列層疊并通過連結(jié)構(gòu)件將分別設(shè)置在它們的并列方向外側(cè)的端板連結(jié)而成的電池模塊中，抑制多個單電池的鼓出變形。連結(jié)構(gòu)件(60、70)沿多個單電池(10)及支架(20)的并列方向延伸，其兩端分別與在一對端板(50、51)上設(shè)置的第一固定部(52u、54u)及第二固定部(53u、55u)連結(jié)，所述固定部與中心線(C-C)之間的距離(D1)小于所述固定部與端板(50、51)的最外側(cè)面之間的距離(D2)，其中，所述中心線(C-C)通過單電池(10)、支架(20)及端板(50、51)的中心而沿它們的并列方向延伸。
文檔編號H01M2/10GK102403480SQ201110229538
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者夏梅征彥, 小栗浩輔, 川田政夫 申請人:本田技研工業(yè)株式會社