JP7664718B2 - Battery device - Google Patents
Battery device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7664718B2 JP7664718B2 JP2021040313A JP2021040313A JP7664718B2 JP 7664718 B2 JP7664718 B2 JP 7664718B2 JP 2021040313 A JP2021040313 A JP 2021040313A JP 2021040313 A JP2021040313 A JP 2021040313A JP 7664718 B2 JP7664718 B2 JP 7664718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- battery cell
- clamping members
- cell groups
- cell group
- 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
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明の実施形態は、電池モジュールおよび電池装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to battery modules and battery devices.
従来、複数の電池セルを二つの挟み部材で挟み、二つの挟み部材を雄ネジ部材で結合した構成の電池モジュールが知られている。 Conventionally, a battery module is known in which multiple battery cells are sandwiched between two clamping members, and the two clamping members are joined by a male screw member.
この種の電池モジュールでは、例えば、複数の電池セル間に隙間が生じると複数の電池セルの保持が安定しないという問題がある。そこで、この種の電池モジュールでは、複数の電池セルを安定して保持することができれば、有益である。 This type of battery module has the problem that, for example, if gaps occur between the multiple battery cells, the multiple battery cells cannot be held stably. Therefore, it would be beneficial for this type of battery module if it could hold the multiple battery cells stably.
実施形態の電池装置は、電池モジュールと、冷却部と、を備える。前記電池モジュールは、複数の電池セル群と、二つの挟み部材と、複数の結合部と、第1雌ネジ部と、第1雄ネジ部材と、亘部材と、第2雌ネジ部と、第2雄ネジ部材と、を備える。前記複数の電池セル群は、第1方向に並べられた複数の電池セルをそれぞれが含み、前記第1方向と交差する第2方向に並べられている。前記二つの挟み部材は、前記第1方向に間隔を空けて位置されるとともに互いの間に前記複数の電池セル群が位置されている。前記複数の結合部は、前記複数の電池セル群に対して前記第2方向側と前記第2方向の反対方向側とに位置され、前記二つの挟み部材が前記複数の電池セルを挟むように前記二つの挟み部材を結合している。前記第1雌ネジ部は、前記二つの挟み部材のうち一方の前記挟み部材に設けられている。前記第1雄ネジ部材は、前記第1雌ネジ部と結合し、前記二つの挟み部材のうち他方の前記挟み部材に向けて前記電池セル群を押す。前記亘部材は、前記電池セル群に対して前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向の反対方向側に位置し、前記二つの挟み部材に亘って設けられている。前記第2雌ネジ部は、前記亘部材に設けられている。前記第2雄ネジ部材は、前記第2雌ネジ部と結合し、前記冷却部に向けて前記電池セル群を押す。前記冷却部は、前記複数の電池セル群に対して前記第3方向側に位置され、前記複数の電池セル群と重ねられ、前記複数の電池セル群を冷却する。 A battery device according to an embodiment includes a battery module and a cooling unit. The battery module includes a plurality of battery cell groups, two clamping members, a plurality of coupling parts, a first female screw part, a first male screw member, a cross member, a second female screw part, and a second male screw member . The plurality of battery cell groups each include a plurality of battery cells arranged in a first direction, and are arranged in a second direction intersecting the first direction. The two clamping members are positioned at intervals in the first direction, and the plurality of battery cell groups are positioned between each other. The plurality of coupling parts are positioned on the second direction side and the opposite side of the second direction with respect to the plurality of battery cell groups, and couple the two clamping members together so that the two clamping members sandwich the plurality of battery cells. The first female screw part is provided on one of the two clamping members. The first male screw member couples with the first female screw part and presses the battery cell group toward the other of the two clamping members. The spanning member is located on the opposite side of the battery cell group in a third direction intersecting the first direction and the second direction, and is provided across the two clamping members. The second female screw portion is provided on the spanning member. The second male screw member engages with the second female screw portion and presses the battery cell group toward the cooling portion. The cooling portion is located on the third direction side of the multiple battery cell groups, overlaps with the multiple battery cell groups, and cools the multiple battery cell groups.
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。 The following describes exemplary embodiments of the present invention. The configuration of the embodiment described below, as well as the actions and results (effects) brought about by the configuration, are merely examples.
また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。 Furthermore, the multiple embodiments disclosed below include similar components. Therefore, in the following, the similar components are given the same reference numerals and duplicated descriptions are omitted.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の電池装置1の例示的かつ模式的な斜視図である。
First Embodiment
FIG. 1 is an exemplary schematic perspective view of a
図1に示されるように、電池装置1は、電池モジュール2と、冷却部3と、を備える。電池装置1は、電池パックとも称され、電池モジュール2は、組電池とも称される。
As shown in FIG. 1, the
図2は、第1実施形態の複数の電池セル10を含む電池セット13の例示的かつ模式的な分解斜視図である。図3は、図1のIII-III断面図である。
Figure 2 is an exemplary and schematic exploded perspective view of a
図1~3に示されるように、電池モジュール2は、複数の電池セル10(図2,3)と、フレーム11と、を備える。複数の電池セル10は、行列状に並べられた状態でフレーム11によって支持されている。また、複数の電池セル10は、バスバー80によって直列または並列に接続されている。
As shown in Figs. 1 to 3, the
なお、以下の各図では、便宜上、方向が定義されている。X方向は、電池セル10の厚さ方向に沿い、Y方向は、電池セル10の幅方向に沿い、Z方向は、電池セル10の高さ方向に沿う。X方向、Y方向、およびZ方向は、互いに直交している。 In the following figures, directions are defined for convenience. The X direction is along the thickness direction of the battery cell 10, the Y direction is along the width direction of the battery cell 10, and the Z direction is along the height direction of the battery cell 10. The X direction, Y direction, and Z direction are mutually perpendicular.
電池セル10は、例えば、リチウムイオン二次電池である。なお、電池セル10は、ニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等、他の二次電池であってもよい。 The battery cell 10 is, for example, a lithium ion secondary battery. Note that the battery cell 10 may also be another type of secondary battery, such as a nickel-metal hydride battery, a nickel-cadmium battery, or a lead-acid battery.
図2に示されるように、電池セル10は、筐体20と、正極端子23および負極端子24と、を有する。筐体20は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって構成されている。電池セル10は、所謂角型缶タイプのものであり、缶セル等とも称されうる。
As shown in FIG. 2, the battery cell 10 has a housing 20, a
筐体20は、例えば、ケース21と、蓋22と、を有する。ケース21は、一端側(上端側)が開放された直方体状の箱型に構成されている。蓋22は、長方形状の板状に構成され、ケース21の開放された部分を塞いでいる。ケース21と蓋22とは、例えば、溶接等によって互いに結合され、結合された部分から液体や気体等が漏れるのが抑制されている。ケース21は、第一筐体部材や、下ケース等とも称され、蓋22は、第二筐体部材や、上ケース、カバー等とも称されうる。
The housing 20 has, for example, a
また、筐体20の内部には、例えば、電極体や、電解液等が収容されている。電極体は、例えば、正極シートと、負極シートと、絶縁層(セパレータ)と、を有する。電極体は、正極シート、負極シート、および絶縁層が巻回されて、扁平形状に構成されうる。電極体は、電極群であって発電要素として機能する。 The inside of the housing 20 contains, for example, an electrode body, an electrolyte, etc. The electrode body has, for example, a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and an insulating layer (separator). The electrode body can be configured in a flat shape by winding the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the insulating layer. The electrode body is an electrode group and functions as a power generation element.
正極端子23は、筐体20内で電極体の正極シートと電気的に接続され、負極端子24は、筐体20内で電極体の負極シートと電気的に接続されている。なお、蓋22の正極端子23と負極端子24との間には、弁部が設けられうる。弁部は、筐体20内の圧力が閾値よりも高くなった場合に開放され、当該筐体20内の圧力を低下させる。
The
また、筐体20は、互いに別の方向を向いた複数の面20a~20f(外面)を有する。面20aは、筐体20のうち蓋22に設けられ、Z方向を向いている。面20aには、正極端子23および負極端子24が露出している。面20aは、端子面や上面等と称されうる。
The housing 20 also has
面20bは、筐体20のうちケース21に設けられ、Z方向の反対方向を向いている。面20bは、面20aとは反対側の面であり、底面や下面等と称されうる。
面20c~20fは、筐体20のうちケース21に設けられている。面20e,20cは、X方向およびその反対方向を向き、面20f,20dは、Y方向およびその反対方向を向いている。面20c~20fは、面20a,20bと交差した面であり、側面等と称されうる。また、面20c,20eは、長側面等とも称され、面20d,20fは、短側面等とも称されうる。
図2に示されるように、複数(一例として四つ)の電池セル10は、ケース12に収容されており、これらの複数の電池セル10とケース12とによって電池セット13が構成されている。
As shown in FIG. 2, multiple (four in one example) battery cells 10 are housed in a case 12, and the multiple battery cells 10 and the case 12 form a
電池セット13の複数の電池セル10は、それぞれの面20aが同じ方向(一例としてZ方向)を向きかつそれぞれの面20eが同じ方向(X方向)を向いた姿勢で、Y方向すなわち電池セル10の幅方向(長手方向)に並べられている。
The multiple battery cells 10 of the battery set 13 are arranged in the Y direction, i.e., the width direction (longitudinal direction) of the battery cells 10, with each
ケース12は、ベース壁12aと、一対の側壁12bと、上壁12cと、複数の挿通部12dと、を有する。ケース12は、X方向の反対方向およびZ方向の反対方向に開放されている。ベース壁12aは、電池セル10の面20eと面する。上壁12cは、電池セル10の面20aと面する。上壁12cには、切欠12eが設けられており、切欠12eから電池セル10の正極端子23、負極端子24、および弁部が露出する。一対の側壁12bのうち一方は、電池セル10の面20eと面し、一対の側壁12bのうち他方は、電池セル10の面20dと面する。各側壁12bには、上下二つの挿通部12dが接続されている。挿通部12dには、貫通孔12fが設けられている。貫通孔12fは、X方向に挿通部12gを貫通している。
The case 12 has a
また、ケース12は、樹脂部14と、複数(一例として四つ)の金属カラー15と、を有する。樹脂部14は、ベース壁12aと、一対の側壁12bと、上壁12cと、各挿通部12dの一部と、を含む。樹脂部14は、絶縁性の合成樹脂材料によって構成されている。金属カラー15は、挿通部12dの一部を含み、貫通孔12fが設けられている。金属カラー15は、金属材料によって構成されている。金属カラー15は、樹脂部14に対してインサート成形または圧入されている。
The case 12 also has a resin portion 14 and a plurality of (four, for example)
図1,3に示されるように、本実施形態では、複数の電池セット13がX方向に積層されて一体化されている。これにより、複数の電池セル10は、X方向およびY方向に行列状に並べられている。X方向に並べられた複数の電池セル10の群を電池セル群9と称する。本実施形態では、複数(一例として四つ)の電池セル群9が、X方向と交差するY方向に並べられている。電池セル群9において隣り合う二つの電池セル10の間には、ケース12における樹脂部14のベース壁12aが介在している。これにより、当該二つの電池セル10の筐体20間の絶縁されている。X方向は、第1方向の一例であり、Y方向は第2方向の一例である。
As shown in Figs. 1 and 3, in this embodiment, multiple battery sets 13 are stacked and integrated in the X direction. As a result, multiple battery cells 10 are arranged in a matrix in the X and Y directions. A group of multiple battery cells 10 arranged in the X direction is called a
図1~3に示されるように、フレーム11は、ケース12と、二つの挟み部材30A,30Bと、複数の結合部31と、複数の梁34と、を有する。以後、二つの挟み部材30A,30Bの総称として挟み部材30を用いる。挟み部材30は、プレートとも称される。
As shown in Figures 1 to 3, the
図1,3に示されるに、二つの挟み部材30は、X方向に間隔を空けて並べられている。一方の挟み部材30AのX方向側に他方の挟み部材30Bが位置している。二つの挟み部材30の間に複数の電池セット13すなわち複数の電池セル群9が位置している。
As shown in Figures 1 and 3, the two clamping members 30 are arranged with a gap between them in the X direction. One clamping member 30A is located on the X direction side of the other clamping member 30B. A plurality of battery sets 13, i.e., a plurality of
挟み部材30は、ベース壁30aと、複数(一例として二つ)の固定部30bと、を有する。ベース壁30aは、電池セット13と対向する。固定部30bは、ベース壁30aから二つの挟み部材30の外側(X方向またはX方向の反対方向)に突出している。複数の固定部30bは、Y方向に間隔を空けて並べられている。固定部30bは、ボルト等の結合具81によって冷却部3に固定されている。挟み部材30は、例えば、金属材料によって構成されている。
The clamping member 30 has a base wall 30a and multiple (for example, two) fixing
複数の結合部31は、複数の電池セル群9に対してY方向側とY方向の反対方向側とに位置されている。具体的には、複数(一例として二つ)の結合部31が複数の電池セル群9に対してY方向側に設けられ、複数(一例として二つ)の結合部31が複数の電池セル群9に対してY方向の反対方向側に設けられている。複数の結合部31は、二つの挟み部材30A,30Bが複数の電池セル群9すなわち複数の電池セル10を挟むように、二つの挟み部材30A,30Bを結合している。これにより、二つの挟み部材30A,30Bが複数の電池セル群9すなわち複数の電池セル10を挟む。
The multiple connecting
結合部31は、ボルト32と、ナット33と、を有する。ボルト32は、二つの挟み部材30に亘っている。ボルト32は、各挟み部材30のベース壁30aに設けられた貫通孔(不図示)と、電池セット13における金属カラー15の貫通孔12fとに挿通されて、ナット33と結合している。結合部31は、ボルト32とナット33とによって、二つの挟み部材30にそれらが近づく方向に力を付与している。このとき、電池セット13は、金属カラー15によってボルト32の軸力を受けるので、変形しにくい。
The connecting
複数の梁34は、電池セル群9に対してZ方向側に位置し、二つの挟み部材30に亘って設けられている。梁34は、挟み部材30に固定されている。梁34は、例えば金属材料によって構成されている。梁34は、亘部材の一例である。
The
また、図1,3に示されるように、電池モジュール2は、X方向に電池セル群9を押すボルト41を有する。すなわち、ボルト41は、二つの挟み部材30A,30Bの一方から他方に向けて電池セル群9を押す。一例として、ボルト41は、Y方向に並べられた複数の電池セル群9のうち両端以外の中間の二つの電池セル群9に対してそれぞれ設けられている。ボルト41は、第1雄ネジ部材の一例である。ボルト41は、積層方向面圧負荷ボルトとも称される。
As shown in Figs. 1 and 3, the
図4は、図3におけるボルト41を含む部分の拡大図である。図4に示されるように、ボルト41は、挟み部材30Aのベース壁30aに設けられた雌ネジ部30dと結合している。ベース壁30aには、貫通孔30cが設けられ、雌ネジ部30dは、ベース壁30aにおける貫通孔30cを形成する周面に形成されている。なお、雌ネジ部30dは、インサートナットであってもよい。また、ボルト41は、回り止め用ナット82によって回り止めがされている。雌ネジ部30dは、第1雌ネジ部の一例である。
Figure 4 is an enlarged view of a portion including the
また、ボルト41は、弾性部材43およびプレート44を介して電池セル群9をX方向に押している。弾性部材43は、ボルト41の軸部の先端部に固定されている。弾性部材43は、ボルト41よりもヤング率が低く、ボルト41に押圧されることにより弾性変形する。弾性部材43は、ポリプロピレン(PP)やエラストマーなどの比較的柔らかい材料によって構成されうる。プレート44は、弾性部材43と電池セル群9との間に介在している。プレート44は、弾性部材43よりもヤング率が高く、弾性部材43によって押圧されることにより電池セル群9の端部に位置する電池セル10の面20cを押圧する。プレート44は、合成樹脂材料や金属材料によって構成されうる。このように、ボルト41がプレート44を介して電池セル群9を押圧するので、電池セル10の局所的な変形が抑制されやすい。また、ボルト41と電池セル群9との間に弾性部材43が介在しているので、電池セル10の膨張等によって電池セル10が変形や変位しても、電池セル10の面20c,20eに作用するボルト41の押圧力の変動を低減することができる。
The
以上のように、ボルト4は、二つの挟み部材30A,30Bのうち一方の挟み部材30A,30B(一例として挟み部材30A)に設けられた雌ネジ部30dと結合し、二つの挟み部材30A,30Bのうち他方(一例として挟み部材30B)に向けて電池セル群9を押す。
As described above, the bolt 4 engages with the
また、図1,3に示されるよう、電池モジュール2は、Z方向の反対方向すなわち冷却部3に向けて電池セル群9を押すボルト51を有する。一例として、ボルト51は、電池セル10ごとに一つずつ設けられている。ボルト51は、第2雄ネジ部材の一例である。
As shown in Figs. 1 and 3, the
図5は、図1のV-V断面図である。図5に示されるように、ボルト51は、梁34に設けられた雌ネジ部34bと結合している。梁34には、貫通孔34aが設けられ、雌ネジ部34bは、梁34における貫通孔34aを形成する周面に形成されている。なお、雌ネジ部34bは、インサートナットであってもよい。雌ネジ部34bは、第2雌ネジ部の一例である。ボルト51は、鉛直方向面圧負荷ボルトとも称される。
Figure 5 is a V-V cross-sectional view of Figure 1. As shown in Figure 5, the
ボルト51は、雌ネジ部34bと結合し、電池セル群9の電池セル10の面20aを冷却部3に向けて押す。なお、ボルト51は、弾性部材(不図示)を介して電池セル10を押してもよい。
The
図1,5に示されるように、冷却部3は、複数の電池セル群9に対してX方向およびY方向と交差するZ方向の反対方向側に位置されて、複数の電池セル群9と重ねられている。冷却部3は、複数の電池セル群9を冷却する。Z方向の反対方向は、第3の方向の一例である。
As shown in Figs. 1 and 5, the
冷却部3は、プレート61と、複数のパイプ62と、シート63と、を有する。プレート61は、Z方向と交差する方向に広がっている。プレート61は、例えば金属材料によって構成されている。パイプ62は、プレート61の厚さ方向と直交する方向(X方向)にプレート61を貫通している。シート63は、プレート61におけるZ方向側の面に重ねられている。シート63は、プレート61に固定されている。シート63は、絶縁性および弾性を有する。シート63は、例えば、絶縁シートや、絶縁フィルム等であり、Z方向と直交する方向(YZ平面)に沿って延びた四角形状の薄板状に構成されている。シート63は、例えば、無機熱伝導フィラーが含有された合成樹脂材料等によって構成されうる。無機熱伝導フィラーとしては、例えば、シリカ(SiO2)やアルミナ(Al2O3)等が用いられる。なお、シート63が絶縁性を有さない場合には、プレート61の表面に絶縁加工をしてもよい。シート63は、プレート61と電池セル10の面20bとの間に介在し、プレート61と電池セル10の面20bと接触している。このとき、電池セル10は、ボルト51によってシート63に対して押し付けられ、シート63と密着する。すなわち、シート63と電池セル10との間に気泡等が介在するのが抑制される。これにより、シート63と電池セル10との間の接触熱抵抗が小さくなり、電池セル10の冷却効率が向上する。プレート61は、冷却プレートとも称され、シート63は、熱伝導シートとも称される。
The
冷却部3は、パイプ62を流れる流体(冷却媒体)とプレート61との間の熱交換によって、プレート61およびシート63を介して電池セル10を冷却する。
The
以上の構成の電池装置1では、複数の結合部31が二つの挟み部材30A,30Bを結合している。これにより、二つの挟み部材30A,30Bが複数の電池セル群9すなわち複数の電池セル10を挟んで保持する。このとき、複数の結合部31が複数の電池セル群9に対してY方向側とY方向の反対方向側とに位置されている。このため、二つの挟み部材30A,30Bによる電池セル10に対する拘束力(挟み力)は、下記のようになる。すなわち、複数の電池セル群9のうちY方向の端に位置する電池セル群9とY方向の反対方向の端に位置する電池セル群9に対して作用する拘束力が、それら両端の電池セル群9の間(中間)に位置する電池セル群9に対して作用する拘束力よりも大きい。換言すると、複数の電池セル群9のうちY方向の端に位置する電池セル群9とY方向の反対方向の端に位置する電池セル群9に対して作用するも拘束力よりも、それら両端の電池セル群9の間(中間)に位置する電池セル群9に対して作用する拘束力の方が小さい。そこで、本実施形態では、上述のように、ボルト41によって、Y方向に並べられた複数の電池セル群9のうち両端以外の中間の二つの電池セル群9を押している。これにより、当該中間の電池セル群9に作用する力が大きくなり、当該中間の電池セル群9において隣り合う電池セル10に隙間が生じるのが抑制される。以上により、複数の電池セル10の面20c,20eに作用する圧力(面圧)にばらつきが生じるのが抑制されやすい。また、隣り合う電池セル10を保持する摩擦力が確保できるため、電池装置1に振動や衝撃が加わっても電池セル10の位置ずれ等の発生が抑制される。
In the
以上のように、本実施形態では、電池装置1の電池モジュール2は、複数の電池セル群9と、二つの挟み部材30と、複数の結合部31と、雌ネジ部30d(第1雌ネジ部)と、ボルト41(第1雄ネジ部材)と、を備える。複数の電池セル群9は、X方向(第1方向)に並べられた複数の電池セル10をそれぞれが含む。複数の電池セル群9は、X方向と交差するY方向(第2方向)に並べられている。二つの挟み部材30は、X方向に間隔を空けて位置されている。二つの挟み部材30の間に複数の電池セル群9が位置されている。複数の結合部31は、複数の電池セル群9に対してY方向側とY方向の反対方向側とに位置されている。複数の結合部31は、二つの挟み部材30が複数の電池セル10を挟むように二つの挟み部材30を結合している。雌ネジ部30dは、二つの挟み部材30のうち一方(一例として挟み部材30A)に設けられている。ボルト41は、雌ネジ部30d部と結合し、二つの挟み部材30のうち他方(一例として挟み部材30B)に向けて電池セル群9を押す。
As described above, in this embodiment, the
このような構成によれば、ボルト41が二つの挟み部材30のうち他方(挟み部材30B)に向けて電池セル群9を押すので、電池セル群9において隣り合う電池セル10間に隙間が生じるのが抑制される。よって、複数の電池セル10を安定して保持することができる。
With this configuration, the
ここで、電池セル群9をばね等の弾性部材(不図示)によって押圧する場合には、その押圧力を調整することができない。これに対して、本実施形態では、ボルト41によって電池セル群9を押すので、雌ネジ部30dに対するボルト41の位置(ねじ込み量)を調整することにより、電池セル群9に対するボルト41の押圧力を調整することができる。
Here, when the
また、本実施形態では、電池装置1は、冷却部3を備える。冷却部3は、複数の電池セル群9に対してX方向およびY方向と交差するZ方向の反対方向(第3方向)側に位置され、複数の電池セル群9と重ねられ、複数の電池セル群9を冷却する。
In addition, in this embodiment, the
このような構成によれば、複数の電池セル10を冷却部3によって冷却することができる。
With this configuration, multiple battery cells 10 can be cooled by the
また、本実施形態では、電池モジュール2は、梁34(亘部材)と、雌ネジ部34b(第2雌ネジ部)と、ボルト51(第2雄ネジ部材)と、を備える。梁34は、電池セル群9に対してZ方向側に位置し、二つの挟み部材30に亘って設けられている。雌ネジ部34bは、梁34に設けられている。ボルト51は、雌ネジ部34bと結合し、冷却部3に向けて電池セル群9を押す。
In this embodiment, the
このような構成によれば、電池セル群9が冷却部3に向けてボルト51によって押されるので、電池セル群9の電池セル10が冷却部3に密着する。よって、電池セル10と冷却部3とのそれぞれの接触面の面圧を均等にしやすい。これにより、電池セル10の冷却効果が大きくなりやすい。
With this configuration, the
ここで、ボルト51が設けられていない構成では、電池セル群9のうち中央部に位置する電池セル10は、電池セル群9の両端に位置する電池セル10に比べて、冷却部3に密着しにくい。これに対して、本実実施形態では、電池セル群9のうち中央部に位置する電池セル10を含む全ての電池セル10をボルト51によって冷却部3に向けて押すので、電池セル群9のうち中央部に位置する電池セル10を含む全ての電池セル10が冷却部3に密着しやすい。
Here, in a configuration in which the
また、電池セル群9をばね等の弾性部材(不図示)によって押圧する場合には、その押圧力を調整することができない。これに対して、本実施形態では、ボルト51によって電池セル群9を押すので、雌ネジ部34bに対するボルト51の位置(ねじ込み量)を調整することにより、電池セル群9に対するボルト41の押圧力を調整することができる。
In addition, when the
また、本実施形態では、梁34が設けられている。このような構成によれば、梁34によって、ボルト41の力による挟み部材30の変形が抑制されやすい。
In addition, in this embodiment, a
<第2実施形態>
図6は、第2実施形態の電池装置1Aの例示的かつ模式的な断面図である。
Second Embodiment
FIG. 6 is an illustrative and schematic cross-sectional view of a
本実施形態の電池装置1Aは、第1実施形態の電池装置1と同様の構成を備える。よって、本実施形態によっても、第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。
The
ただし、本実施形態では、図6に示されるように、所定の複数(一例として3つ)の電池セル10に対して一つのボルト51が設けられている。ボルト51と複数の電池セル10との間にはプレート65が介在している。すなわち、ボルト51は、プレート65を介して複数の電池セル10を冷却部3に向けて押す。一つのボルト51で押す電池セル10の個数は、電池セル10の面圧のばらつきが許容できる範囲で任意に決められる。
However, in this embodiment, as shown in FIG. 6, one
また、本実施形態では、電池セル群9のうち両端の電池セル10に対しては、ボルト51が設けられていない。これは、電池セル群9のうち両端の電池セル10は、挟み部材30を固定する荷重で十分な面圧が確保されるためである。
In addition, in this embodiment,
このような構成によれば、各電池セル10に対してボルト51が一つずつ設けられている構成に比べて、ボルト51の数を少なくすることができる。
This configuration allows for a smaller number of
<第3実施形態>
図7は、第3実施形態の電池装置1Bの例示的かつ模式的な断面図である。図8は、図7のVIII部の拡大図である。
Third Embodiment
Fig. 7 is an exemplary schematic cross-sectional view of a
本実施形態の電池装置1Bは、第1実施形態の電池装置1と同様の構成を備える。よって、本実施形態によっても、第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。
The
ただし、本実施形態では、図7に示されるように、電池モジュール2が、複数の伝熱部材71を備える。伝熱部材71は、ボルト51と電池セル10との間に介在している。伝熱部材71は、Z方向に延びる柱部71aと、柱部71aのZ方向の端部からZ方向と交差する方向に突出したフランジ71bと、を有する。ベース例えば金属材料によって構成されている。伝熱部材71は、支持部材や介在部材とも称される。
However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the
また、図8に示されるよう、本実施形態では、電池モジュール2は、基板72および温度センサ73を備える。なお、図8には、電池セット13のケース12の向きが図2の例と逆の例が示されている。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the
基板72は、電池セル10のZ方向側に位置され、伝熱部材71に固定されている。すなわち、基板72は、伝熱部材71によって位置決めされている。詳細には、基板72には、伝熱部材71の柱部71aが挿通された貫通孔73aが設けられている。基板72のZ方向側の面73bに伝熱部材71のフランジ71bが重ねられている。基板72は、少なくともフランジ71bと固定されている。
The
温度センサ73は、基板72の面73bに実装されている。温度センサ73は、伝熱部のフランジ71bの近傍(周囲)に配置されている。温度センサ73は、基板72および伝熱部材71を介して電池セル10と熱的に接続されている。すなわち、温度センサ73には、基板72および伝熱部材71を介して電池セル10の熱が伝わる。これにより、温度センサ73は、電池セル10の温度を計測することができる。温度センサ73は、サーミスタによって構成されうる。
The
上記構成では、伝熱部材71は、電池セル10の面20aと基板72上の温度センサ73との間の温度差を小さくする効果を有している。ボルト51は、伝熱部材71を押すことで伝熱部材71を介して電池セル10の面20bに面圧をかけることができる。さらには、伝熱部材71を電池セル10に押し付けることにより、電池セル10から温度センサ73側への熱伝導を促す効果が得られる。これにより、温度測定精度が高くなる。ここで、電池セル10の温度と温度センサ73の温度の差を小さくするために、電池セル10からの熱がボルト51からボルト51の反力を受ける梁34へ逃げないように、ボルト51や梁34の材料を熱伝導率の小さい樹脂材料を用いてよい。
In the above configuration, the
以上のように、本実施形態では、電池モジュール2は、伝熱部材71と、基板72と、温度センサ73と、を備える。伝熱部材71は、ボルト51と電池セル10との間に介在している。基板72は、電池セル群9に対してZ方向側(第3方向の反対側)に位置し伝熱部材71に固定されている。温度センサ73は、基板72に実装され電池セル10の温度を計測する。
As described above, in this embodiment, the
このような構成によれば、ボルト51の押圧力が伝熱部材71を介して電池セル10に伝達されるとともに、電池セル10の熱が伝熱部材71を介して温度センサ73に伝達される。すなわち、伝熱部材71は、押圧力を伝達する部材と熱を伝達する部材とを兼ねる。よって、押圧力を伝達する部材と熱を伝達する部材とが別個に設けられた構成に比べて、電池モジュール2の構成を簡素化しやすい。
With this configuration, the pressing force of the
<第4実施形態>
図9は、第4実施形態の電池装置1Cの例示的かつ模式的な斜視図である。図10は、第4実施形態の電池装置1Cの例示的かつ模式的な平面図である。
Fourth Embodiment
Fig. 9 is an exemplary schematic perspective view of the
本実施形態の電池装置1Cは、第1実施形態の電池装置1と同様の構成を備える。よって、本実施形態によっても、第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。
The
ただし、本実施形態では、図9,10に示されるように、電池装置1Cは、複数(一例として、二つ)の電池モジュール2を備える。複数の電池モジュール2は、冷却部3上にX方向に並べられている。
However, in this embodiment, as shown in Figs. 9 and 10, the
図10に示されるように、X方向で隣り合う二つの電池モジュール2の固定部30bは、Y方向(第2方向)に並べられている。
As shown in FIG. 10, the fixing
以上のように、本実施形態では、電池装置1Cは、X方向(第1方向)に並べられた複数の電池モジュール2を備える。電池モジュール2は、冷却部3に固定された固定部30bを備える。X方向で隣り合う二つの電池モジュール2の固定部30bは、Y方向(第2方向)に並べられている。
As described above, in this embodiment, the
このような構成によれば、X方向で隣り合う二つの電池モジュール2の固定部30bがX方向に並べられた構成に比べて、電池装置1をX方向に小型化しやすい。よって、電池装置1の体積エネルギー密度を高くすることができる。
This configuration makes it easier to miniaturize the
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1…電池装置、2…電池モジュール、3…冷却部、9…電池セル群、10…電池セル、30,30A,30B…挟み部材、30b…固定部、30d…雌ネジ部(第1雌ネジ部)、31…結合部、34…梁(亘部材)、34b…雌ネジ部(第2雌ネジ部)、41…ボルト(第1雄ネジ部材)、51…ボルト(第2雄ネジ部材)、71…伝熱部材、72…基板、73…温度センサ。 1...battery device, 2...battery module, 3...cooling section, 9...battery cell group, 10...battery cell, 30, 30A, 30B...clamping member, 30b...fixing section, 30d...female threaded section (first female threaded section), 31...connecting section, 34...beam (crossing member), 34b...female threaded section (second female threaded section), 41...bolt (first male threaded member), 51...bolt (second male threaded member), 71...heat transfer member, 72...substrate, 73...temperature sensor.
Claims (4)
冷却部と、
を備え、
前記電池モジュールは、
第1方向に並べられた複数の電池セルをそれぞれが含み、前記第1方向と交差する第2方向に並べられた複数の電池セル群と、
前記第1方向に間隔を空けて位置されるとともに互いの間に前記複数の電池セル群が位置された二つの挟み部材と、
前記複数の電池セル群に対して前記第2方向側と前記第2方向の反対方向側とに位置され、前記二つの挟み部材が前記複数の電池セルを挟むように前記二つの挟み部材を結合した複数の結合部と、
前記二つの挟み部材のうち一方の前記挟み部材に設けられた第1雌ネジ部と、
前記第1雌ネジ部と結合し、前記二つの挟み部材のうち他方の前記挟み部材に向けて前記電池セル群を押す第1雄ネジ部材と、
前記電池セル群に対して前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向の反対方向側に位置し、前記二つの挟み部材に亘って設けられた亘部材と、
前記亘部材に設けられた第2雌ネジ部と、
前記第2雌ネジ部と結合し、前記冷却部に向けて前記電池セル群を押す第2雄ネジ部材と、
を備え、
前記冷却部は、前記複数の電池セル群に対して前記第3方向側に位置され、前記複数の電池セル群と重ねられ、前記複数の電池セル群を冷却する、
電池装置。 A battery module;
A cooling section;
Equipped with
The battery module includes:
a plurality of battery cell groups each including a plurality of battery cells arranged in a first direction and arranged in a second direction intersecting the first direction;
two clamping members spaced apart in the first direction and between which the battery cell groups are positioned;
a plurality of coupling portions that are positioned on the second direction side and on the opposite direction side to the second direction with respect to the plurality of battery cell groups, and that couple the two clamping members together such that the two clamping members sandwich the plurality of battery cells;
A first female screw portion provided on one of the two clamping members;
a first male screw member that is coupled with the first female screw portion and presses the battery cell group toward the other of the two clamping members;
a spanning member located on a side of the battery cell group opposite a third direction intersecting the first direction and the second direction, the spanning member being provided across the two sandwiching members;
A second female screw portion provided on the connecting member;
a second male screw member that is coupled to the second female screw portion and presses the battery cell group toward the cooling portion;
Equipped with
the cooling unit is positioned on the third direction side with respect to the plurality of battery cell groups, overlaps with the plurality of battery cell groups, and cools the plurality of battery cell groups.
Battery device .
前記第2雄ネジ部材と前記電池セルとの間に介在した伝熱部材と、
前記電池セル群に対して前記第3方向の反対方向側に位置し前記伝熱部材に固定された基板と、
前記基板に実装され前記電池セルの温度を計測する温度センサと、
を備えた請求項1に記載の電池装置。 The battery module includes:
a heat transfer member interposed between the second male screw member and the battery cell;
a substrate located on an opposite side of the battery cell group in the third direction and fixed to the heat transfer member;
a temperature sensor mounted on the board for measuring a temperature of the battery cell;
The battery device according to claim 1 .
冷却部と、
を備え、
前記電池モジュールは、
前記第1方向に並べられた複数の電池セルをそれぞれが含み、前記第1方向と交差する第2方向に並べられた複数の電池セル群と、
前記第1方向に間隔を空けて位置されるとともに互いの間に前記複数の電池セル群が位置された二つの挟み部材と、
前記複数の電池セル群に対して前記第2方向側と前記第2方向の反対方向側とに位置され、前記二つの挟み部材が前記複数の電池セルを挟むように前記二つの挟み部材を結合した複数の結合部と、
前記二つの挟み部材のうち一方の前記挟み部材に設けられた第1雌ネジ部と、
前記第1雌ネジ部と結合し、前記二つの挟み部材のうち他方の前記挟み部材に向けて前記電池セル群を押す第1雄ネジ部材と、
前記冷却部に固定された固定部と、
を備え、
前記第1方向で隣り合う二つの前記電池モジュールの前記固定部は、前記第2方向に並べられ、
前記冷却部は、前記複数の電池セル群に対して前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向側に位置され、前記複数の電池セル群と重ねられ、前記複数の電池セル群を冷却する、
電池装置。 A plurality of battery modules arranged in a first direction;
A cooling section;
Equipped with
The battery module includes:
a plurality of battery cell groups each including a plurality of battery cells arranged in the first direction and arranged in a second direction intersecting the first direction;
two clamping members spaced apart in the first direction and between which the battery cell groups are positioned;
a plurality of coupling portions that are positioned on the second direction side and on the opposite direction side to the second direction with respect to the plurality of battery cell groups, and that couple the two clamping members together such that the two clamping members sandwich the plurality of battery cells;
A first female screw portion provided on one of the two clamping members;
a first male screw member that is coupled with the first female screw portion and presses the battery cell group toward the other of the two clamping members;
A fixing part fixed to the cooling part;
Equipped with
the fixing portions of the two battery modules adjacent to each other in the first direction are aligned in the second direction,
the cooling unit is positioned on a third direction side intersecting the first direction and the second direction with respect to the plurality of battery cell groups, and overlaps the plurality of battery cell groups to cool the plurality of battery cell groups.
Battery device .
前記電池モジュールは、前記冷却部に固定された固定部を備え、
前記第1方向で隣り合う二つの前記電池モジュールの前記固定部は、前記第2方向に並べられた、請求項1または2に記載の電池装置。 a plurality of the battery modules arranged in the first direction;
the battery module includes a fixing portion fixed to the cooling portion,
The battery device according to claim 1 , wherein the fixing portions of two of the battery modules adjacent to each other in the first direction are aligned in the second direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021040313A JP7664718B2 (en) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | Battery device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021040313A JP7664718B2 (en) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | Battery device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022139783A JP2022139783A (en) | 2022-09-26 |
| JP7664718B2 true JP7664718B2 (en) | 2025-04-18 |
Family
ID=83399686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021040313A Active JP7664718B2 (en) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | Battery device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7664718B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011171029A (en) | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery module |
| WO2019031175A1 (en) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Battery pack and production method therefor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018037385A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 株式会社Gsユアサ | Power storage device and method of manufacturing power storage device |
-
2021
- 2021-03-12 JP JP2021040313A patent/JP7664718B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011171029A (en) | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery module |
| WO2019031175A1 (en) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Battery pack and production method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022139783A (en) | 2022-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102500561B1 (en) | Battery module and its manufacturing method | |
| JP7438147B2 (en) | battery module | |
| JP7194916B2 (en) | battery pack | |
| JP4892788B2 (en) | Battery module | |
| JP6920660B2 (en) | Battery module | |
| US11283100B2 (en) | Battery device with heat exchange housing configuration | |
| JP7660302B2 (en) | Energy Storage Module | |
| WO2019058937A1 (en) | Battery module | |
| CN115428232B (en) | Battery pack and device including the battery pack | |
| JP7203318B2 (en) | battery pack | |
| US11233267B2 (en) | Separator, battery module and battery module production method | |
| JP7489630B2 (en) | Energy storage pack | |
| JP2023525237A (en) | Battery pack with improved battery cell life and device including the same | |
| JP2020013750A (en) | Battery device and manufacturing method of battery device | |
| JPWO2018061738A1 (en) | Battery module | |
| WO2020110447A1 (en) | Battery module | |
| JP7664718B2 (en) | Battery device | |
| KR102958052B1 (en) | Battery pack | |
| JP7706079B2 (en) | Energy Storage Module | |
| US20240291065A1 (en) | Battery module | |
| US20240297390A1 (en) | Battery pack | |
| JP2025120662A (en) | Power storage device | |
| WO2025079179A1 (en) | Battery module | |
| JP2025057936A (en) | Battery pack |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231108 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241016 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241022 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241220 |
|
| 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: 20250311 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250408 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7664718 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |