Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7740219B2 - 電池モジュール、および、電池スタック - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7740219B2 - 電池モジュール、および、電池スタック - Google Patents

電池モジュール、および、電池スタック

Info

Publication number
JP7740219B2
JP7740219B2 JP2022195907A JP2022195907A JP7740219B2 JP 7740219 B2 JP7740219 B2 JP 7740219B2 JP 2022195907 A JP2022195907 A JP 2022195907A JP 2022195907 A JP2022195907 A JP 2022195907A JP 7740219 B2 JP7740219 B2 JP 7740219B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wall
battery cell
battery
target
biasing
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
Application number
JP2022195907A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024082152A (ja
JP2024082152A5 (ja
Inventor
晃一 梅田
豪 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2022195907A priority Critical patent/JP7740219B2/ja
Priority to DE112023005096.1T priority patent/DE112023005096T5/de
Priority to PCT/JP2023/041107 priority patent/WO2024122291A1/ja
Publication of JP2024082152A publication Critical patent/JP2024082152A/ja
Publication of JP2024082152A5 publication Critical patent/JP2024082152A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7740219B2 publication Critical patent/JP7740219B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • H01M50/358External gas exhaust passages located on the battery cover or case
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

本明細書に記載の開示は、電池モジュールに関するものである。
特許文献1には複数の電池セルと樹脂枠を備える電池スタックが記載されている。隣り合って配置された電池セル間には、樹脂枠が配置されている。樹脂枠は、本体部と、本端部の長手方向の両端に設けられ本体部の側端から張り出した側壁と、を備える。側壁の一方には、側壁の他方と対向してリップ部が設けられている。リップ部は電池セルを側壁の他方側へ向かって付勢している。
特開2021-93331号公報
側壁は電池セルの長手方向の端部に沿って一方向に延びている。リップ部が設けられている側壁は、リップ部の分、電池セルから長手方向に離れた状態で、電池セルの長手方向の端部に沿って一方向に延びている。リップ部の分、樹脂枠の体格が増大していた。
本開示の目的は、体格の増大が抑制された保持構造を備える電池モジュール、および、電池スタックを提供することである。
本開示の一態様による電池モジュールは、
厚さ方向(TD)に扁平な角型の電池セル(20)と、
電池セルを保持する枠(30)と、を備え、
枠は、
電池セルと厚さ方向で重なる板状の本体壁(31)と、
本体壁における厚さ方向とは異なる方向の両端に設けられ、電池セルに対向するように厚さ方向に延びる一対の対向壁(32、33、34、35)と、
一対の対向壁のうちの少なくとも1つの内面(30A)に設けられ、電池セルに向かって延びて電池セルを付勢する付勢部(41、42、43)と、を備え、
一対の対向壁のうち、付勢部が設けられる対象となる対象壁が、付勢部が設けられている部位において局所的に電池セルから離れるように凹んでいる凹み部(32A、33A、33B、34A)を備え
凹み部の剛性が、対象壁における凹み部から続く延長部(33C、32B、34B)の剛性よりも高い。
付勢部が設けられている部位において局所的に電池セルから離れるように凹んでいるために、枠の体格が増大することが抑制される。体格の増大が抑制された枠を備える電池モジュールを提供可能になった。
本開示の一態様による電池スタックは、
厚さ方向(TD)に扁平な角型の電池セル(20)、および、電池セルを保持する枠(30)を有し、厚さ方向に積層する複数の電池モジュール(10)と、
複数の電池セルに電気的に接続されるバスバー(80)と、
バスバーを保持しているバスバー保持壁(91、92)と、を備え、
枠は、
電池セルと厚さ方向で重なる板状の本体壁(31)と、
本体壁における厚さ方向とは異なる方向の両端に設けられ、電池セルに対向するように厚さ方向に延びる一対の対向壁(32、33、34、35)と、
一対の対向壁のうちの少なくとも1つの内面(30A)に設けられ、電池セルに向かって延びて電池セルを付勢する付勢部(41、42、43)と、を備え、
一対の対向壁のうち、付勢部が設けられる対象となる対象壁が、付勢部が設けられている部位において局所的に電池セルから離れるように凹んでいる凹み部(32A、33A、33B、34A)を備え
凹み部の剛性が、対象壁における凹み部から続く延長部(33C、32B、34B)の剛性よりも高い。
付勢部が設けられている部位において局所的に電池セルから離れるように凹んでいるために、枠の体格が増大することが抑制される。体格の増大が抑制された枠を備える電池スタックを提供可能になった。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
第1実施形態の電池スタックの平面図である。 図1の電池スタックからバスバーケースを除いた平面図である。 第1実施形態の電池スタックの断面図である。 第1実施形態の電池モジュールの斜視図である。 第1実施形態の電池モジュールの断面図である。 付勢部を拡大した模式図である。 図6に示すVII-VII線に沿う電池モジュールの断面図である。 第2実施形態の電池モジュールの斜視図である。 第2実施形態の電池モジュールの断面図である。 第3実施形態の電池モジュールの断面図である。 第3実施形態の電池モジュールの断面図である。 第4実施形態の電池モジュールの断面図である。 第5実施形態の電池モジュールの断面図である。 第6実施形態の電池モジュールの断面図である。 第7実施形態の電池モジュールの断面図である。 凹み部の実施形態の一例を示す模式図である。 凹み部の実施形態の一例を示す模式図である。 凹み部の実施形態の一例を示す模式図である。 凹み部の実施形態の一例を示す模式図である。 凹み部の実施形態の一例を示す模式図である。 付勢部の実施形態の一例を示す模式図である。 付勢部の実施形態の一例を示す模式図である。 付勢部の実施形態の一例を示す模式図である。 付勢部の実施形態の一例を示す模式図である。 付勢部の実施形態の一例を示す模式図である。 付勢部の実施形態の一例を示す模式図である。
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
図1~図7に基づいて、電池モジュール10と、複数の電池モジュール10を有する電池スタック100を説明する。図1~図3においては電池スタック100の各種構成要素を模式的に記載している。図4~図7においては電池モジュール10の各種構成要素を模式的に記載している。実施形態の電池スタック100は電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの電動車両に適用される。なお、以下電動車両を単に車両と称する場合がある。
以下においては電池セル20の幅方向を幅方向WDと称する場合がある。電池セル20の高さ方向を高さ方向HDと称する場合がある。電池セル20の厚さ方向を厚さ方向TDと称する場合がある。幅方向WDと高さ方向HDと厚さ方向TDは互いに直交の関係にある。なお図面においては、幅方向WDを単に「WD」と記載する場合がある。高さ方向HDを単に「HD」と記載する場合がある。厚さ方向TDを単に「TD」と記載する場合がある。
次に図面について説明する。図1は、第1実施形態の電池スタック100の平面図である。図2は、図1の電池スタック100からバスバーケース90を除いた電池スタック100の平面図である。なお、図2においては図1に付した一点鎖線を同じ位置に付している。図3は、第1実施形態の電池スタック100の断面図である。図4は、第1実施形態の電池モジュール10の斜視図である。図5は、第1実施形態の電池モジュール10の断面図である。図6は、付勢部40を拡大した模式図である。図7は、図5に示すVII-VII線に沿う電池モジュール10の断面図である。
<車載電池>
図1に電池スタック100を示す。電池スタック100は車両に複数搭載される。複数の電池スタック100がワイヤハーネスなどによって直列接続若しくは並列接続される。これにより車載電源が構成されている。車載電源は車両の電気負荷に電力供給する機能を果たしている。なお1つの電池スタック100によって車載電源が構成されてもよい。
電池スタック100と車両の排煙ホース110が並んで配置されている。排煙ホース110は、車両の外部まで延在している。この排煙ホース110に複数の電池セル20から発生したガスが流れ込む。そして排煙ホース110から外部にガスが排出される。なお、車載電源の配置場所としては、例えば前部座席下の空間、後部座席下の空間、および、後部座席とトランクルームとの間の空間などを適宜採用することができる。
電池スタック100は、複数の電池モジュール10、バスバーモジュール60、および、電池ケース70を有する。電池モジュール10は電池セル20と樹脂枠30を有する。樹脂枠30によって電池セル20が保持されている。樹脂枠30は樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成されている。樹脂枠30は電池セル20を保持可能な枠構造をしている。樹脂枠30の詳細については後で説明する。電池スタック100においては複数の電池セル20が積層して成る。複数の電池セル20が厚さ方向TDに積層した状態で電池ケース70に収納されている。
電池ケース70はケース底壁71とケース側壁72を有する。ケース底壁71とケース側壁72は一体的に連結されている。ケース底壁71とケース側壁72それぞれは電気絶縁性の樹脂材料によって形成されている。ケース底壁71は高さ方向HDの厚さの薄い扁平形状を成している。ケース底壁71は高さ方向HDに離間して並ぶ内底面71Aとその裏側の外底面とを有している。ケース側壁72は内底面71Aから高さ方向HDに起立している。ケース側壁72は内底面71Aの縁に沿って延び、高さ方向HDまわりの周方向で環状を成している。ケース底壁71とケース側壁72とによって電池ケース70の収納空間が構成されている。
複数の電池モジュール10が電池ケース70の収納空間に収納されている。電池ケース70は高さ方向HDに開口を有する箱形状をしている。開口側に各電池セル20の電極面20Aが対応するように電池ケース70に複数の電池モジュール10が収納されている。各電池セル20は、厚さ方向TDにおいて主面20C同士が重なるように積層されている。電池セル20は、幅方向WDの両端に、高さ方向HDに突出する正極端子24および負極端子25を有している。電池セル20は、幅方向WDにおいて、正極端子24および負極端子25が交互に配置されるように積層されている。
さらに複数の電池セル20の電極面20Aを覆うようにバスバーモジュール60が配置されている。バスバーモジュール60は、正極端子24および負極端子25を電気的に接続する複数のバスバー80と、複数のバスバー80を保持するバスバーケース90を有している。バスバー80は、銅などの導電性が良好な金属を材料とする板材である。バスバー80は、厚さ方向TDにおいて隣り合う電池セル20の正極端子24と負極端子25とを電気的に接続している。これにより複数の電池セル20が電気的に直列に接続されている。
バスバーケース90は、樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成されている。バスバーケース90は複数の電池セル20の電極面20Aを覆うように例えば電池ケース70に取り付けられている。バスバーケース90は、複数のバスバー80を保持するように厚さ方向TDに沿って電池ケース70の端から端まで設けられている。バスバーケース90には、電極端子24、25を高さ方向HDに通すための貫通孔94が設けられている。なお、正極端子24と負極端子25を合わせて電極端子24、25と称する場合がある。貫通孔94に電極端子24、25が通されている。そして貫通孔94から通された電極端子24、25にバスバー80が電気的および機械的に接続されている。
<電池セル>
複数の電池セル20それぞれは二次電池である。電池セル20に採用することのできる二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などがある。これら二次電池は化学反応によって起電圧を生成する。
電池セル20は、発電要素と、この発電要素を収納する金属ケースと、を有する。電池セル20は、厚さ方向TDに扁平な角型形状をしている。金属ケースは、高さ方向HDに並ぶ電極面20Aおよび下面20Bと、厚さ方向TDに並ぶ2つの主面20Cと、幅方向WDに並ぶ2つの側面20Dを有する。なお、電極面20Aは上面と称される場合がある。これら金属ケースの備える6面のうち、2つの主面20Cは他の4面と比べて面積が広い。
なお、金属ケースは電池セル20が有するものであることから電池セル20がこれら6面を備えるとも言える。すなわち、電池セル20は、高さ方向HDに並ぶ電極面20Aおよび下面20Bと、厚さ方向TDに並ぶ2つの主面20Cと、幅方向WDに並ぶ2つの側面20Dを有する。電極面20Aに正極端子24と負極端子25が形成されている。正極端子24および負極端子25は幅方向WDで離間して並んでいる。正極端子24が2つの側面20Dのうちの一方側に位置している。負極端子25が2つの側面20Dのうちの他方に位置している。
<樹脂枠>
上記したように複数の電池セル20が厚さ方向TDに積層した状態で電池ケース70に収納されている。積層配置された電池セル20間に、樹脂枠30が配置されている。電池スタック100は、電池セル20と樹脂枠30とが交互に配列されている。樹脂枠30は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂部材によって形成されており、隣接する電池セル20の間に絶縁部材として配置されている。
樹脂枠30は、本体壁31と、高さ方向HDに離間する天壁33および底壁35と、幅方向WDに離間する左方側壁32および右方側壁34と、を備える。天壁33は本体壁31の高さ方向HDに関して天側の端部に設けられている。底壁35は本体壁31の高さ方向HDに関して底側の端部に設けられている。左方側壁32は本体壁31の幅方向WDに関して左側の端部に設けられている。右方側壁34は本体壁31の幅方向WDに関して右側の端部に設けられている。
上記したように樹脂枠30によって電池セル20が保持されている。天壁33および底壁35はそれぞれ高さ方向HDで電池セル20に対向している。左方側壁32および右方側壁34はそれぞれ幅方向WDで電池セル20に対向している。そのために天壁33および底壁35を合わせて第1対向壁と称する場合がある。左方側壁32および右方側壁34を合わせて第2対向壁と称する場合がある。換言すれば、樹脂枠30は、本体壁31と、第1対向壁と、第2対向壁と、を有する。
逆に言えば、第1対向壁は天壁33および底壁35を有する。第2対向壁は左方側壁32および右方側壁34を有する。また天壁33は便宜的に第1側壁と称される場合がある。底壁35は便宜的に第2側壁と称される場合がある。右方側壁34は便宜的に第3側壁と称される場合がある。左方側壁32は便宜的に第4側壁と称される場合がある。樹脂枠30は、本体壁31、第1側壁、第2側壁、第3側壁、および、第4側壁を備えると称される場合がある。
本体壁31は、矩形板状を成す。本体壁31は電池セル20の主面20Cと厚さ方向TDで対向する。電池セル20の主面20Cは、扁平状の電池セル20の最も面積が大きい面である。本体壁31は、厚さ方向TDに隣接する電池セル20に挟み込まれるように配置される。
側壁32、34は、電池セル20の側面20Dの外側に位置する。なお、左方側壁32および右方側壁34を合わせて側壁32、34と称する場合がある。側壁32、34は、本体壁31の縁から厚さ方向TDに両側に延びている。側壁32、34は側面20Dと幅方向WDに対向する。換言すると、側壁32、34は、本体壁31の幅方向WDの両端部から、厚さ方向TDの両側に突出するように設けられる。樹脂枠30は高さ方向HDから見て、断面がI字状をしている。側壁32、34は、電池セル20の幅方向WDへの変位を規制する。
天壁33は、電池セル20の電極面20Aよりも高い位置にある。天壁33は、幅方向WDに左方側壁32と右方側壁34を繋ぐように延びている。また天壁33は、本体壁31の幅方向WDの縁から厚さ方向TDに両側に延び、電池セル20の電極面20Aの一部と対向する。換言すると、天壁33は、本体壁31の幅方向WDの端部から、厚さ方向TDの両側に突出するように設けられている。天壁33は、隣接する電池セル20の各電極面20Aと対向する。天壁33は、電池セル20の上方への変位を規制する。
底壁35は、電池セル20の下面20Bよりも低い位置にある。底壁35は、本体壁31の縁から厚さ方向TDに両側に延び、下面20Bの一部と対向する。換言すると、底壁35は、本体壁31の下方の端部から、厚さ方向TDの両側に突出するように設けられる。底壁35は、隣接する電池セル20の各下面20Bと対向する。底壁35は、電池セル20の下方への変位を規制する。
このように樹脂枠30は、電極面20A、側面20D、および、下面20Bを取り囲むように、隣接する電池セル20を収納する。樹脂枠30によって電池セル20が保持されている。電池セル20が樹脂枠30に保持されて電池モジュール10が形成されている。樹脂枠30は、電池セル20が幅方向WDおよび高さ方向HDに位置ずれすることを抑制している。また樹脂枠30は厚さ方向TDに積層する電池セル20を支持している。
<付勢部>
樹脂枠30は、これまでに説明した構成要素の他に、付勢部40を備える。付勢部40は、第1付勢部41、第2付勢部42、および、第3付勢部43を備える。第1付勢部41および第2付勢部42は天壁33の内面30Aに設けられている。第1付勢部41および第2付勢部42は幅方向WDに離れて天壁33の内面30Aに設けられている。第1付勢部41および第2付勢部42は電池セル20の幅方向WDの中心に対して対称になるように配置されている。第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aに設けられている。なお、付勢部40の配置に関する他の実施形態については後で説明する。また天壁33および右方側壁34は付勢部40が設けられる対象となる壁であることから対象壁と称される場合がある。第1付勢部41および第2付勢部42は対象壁の1つである天壁33に設けられることから第1対象付勢部と称される場合がある。第3付勢部43は対象壁の別の1つである右方側壁34に設けられることから第2対象付勢部と称される場合がある。
<第1付勢部および第2付勢部>
第1付勢部41および第2付勢部42は、天壁33の内面30Aから遠ざかるように高さ方向HDに底壁35に向かって延びている。換言すれば、第1付勢部41および第2付勢部42は、天壁33の内面30Aから遠ざかるように高さ方向HDに電極面20Aに向かって延びている。第1付勢部41および第2付勢部42は、天壁33の内面30Aから遠ざかるにつれて、幅方向WDに関して互いに遠ざかるように延びている。第1付勢部41および第2付勢部42は図6に示す矢印方向から見て略台形をしている。なお、第1付勢部41および第2付勢部42の形状はこれに限定されない。なお第1付勢部41および第2付勢部42の形状に関する別の実施形態については後で説明する。
第1付勢部41の先端部および第2付勢部42の先端部が電極面20Aに接触している。第1付勢部41および第2付勢部42は、電池セル20を底壁35側へ付勢している。それに伴い電池セル20の下面20Bが底壁35の内面30Aに押し当てられている。下面20Bが底壁35の内面30Aに当接して、電池セル20の高さ方向HDの位置が規定されることから、底壁35の内面30Aは高さ方向HDに関する基準面と称される場合がある。
これまでに説明した天壁33は幅方向WDに離れて並ぶ左方側壁32と右方側壁34とをつなぐ部位である。天壁33は左方側壁32から右方側壁34に向かって延びる途中において、第1付勢部41および第2付勢部42の形成部位で、局所的に高さ方向HDに底壁35から遠ざかる態様でオフセットされている。換言すれば、天壁33は左方側壁32から右方側壁34に向かって延びる途中において、第1付勢部41および第2付勢部42の形成部位が局所的に高さ方向HDに底壁35から遠ざかるように凹んで延びている。
そのために、第1付勢部41の根元部および第2付勢部42の根元部がそれぞれ天壁33の一部によって包囲されている。天壁33における第1付勢部41の形成部位である局所的に凹んだ部位を第1凹み部33Aと称する場合がある。天壁33における第2付勢部42の形成部位である局所的に凹んだ部位を第2凹み部33Bと称する場合がある。天壁33における、第1凹み部33A、または/および、第2凹み部33Bに続く部位を天壁延長部33Cと称する場合がある。
天壁33は、第1凹み部33A、第2凹み部33B、および、天壁延長部33Cを有する。左方側壁32と第1凹み部33Aの一端が天壁延長部33Cによって接続されている。第1凹み部33Aの他端と第2凹み部33Bの一端が天壁延長部33Cによって接続されている。第2凹み部33Bの他端が右方側壁34と天壁延長部33Cによって接続されている。本実施形態においては、第1凹み部33Aと第2凹み部33Bは一例として同一形状をしている。ただし、第1凹み部33Aと第2凹み部33Bの形状は同一形状に限定されない。
また第1凹み部33Aは、第1付勢部41の根元部を包囲するように屈曲していることから、第1凹み部33Aの断面係数は、天壁延長部33Cの断面係数よりも高い。第1凹み部33Aの剛性が、天壁延長部33Cの剛性よりも高い。第1凹み部33Aが、天壁延長部33Cよりも高さ方向HDに関して変形しにくい。
同様に、第2凹み部33Bは、第2付勢部42の根元部を包囲するように屈曲していることから、第2凹み部33Bの断面係数は、天壁延長部33Cの断面係数よりも高い。第2凹み部33Bの剛性が、天壁延長部33Cの剛性よりも高い。第2凹み部33Bが、天壁延長部33Cよりも高さ方向HDに関して変形しにくい。
<第3付勢部>
第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aから遠ざかるように幅方向WDに左方側壁32に向かって延びている。換言すれば、第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aから遠ざかるように幅方向WDに側面20Dに向かって延びている第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aから幅方向WDに遠ざかるにつれて電極面20Aに近付くように延びている。図示を省略するが第3付勢部43もまた第1付勢部41および第2付勢部42と同様の略台形をしている。なお、第3付勢部43の形状はこれに限定されない。第3付勢部43の形状に関する別の実施形態については後で説明する。
第3付勢部43の先端部が電池セル20の側面20Dに接触している。第3付勢部43は、電池セル20を左方側壁32側へ付勢している。側面20Dが左方側壁32の内面30Aに押し当てられている。側面20Dが左方側壁32の内面30Aに接触している。側面20Dが左方側壁32の内面30Aに当接して、電池セル20の幅方向WDの位置が規定されることから、左方側壁32の内面30Aは幅方向WDに関する基準面と称される場合がある。
<天壁と上面>
電池セル20の電極面20Aに、高さ方向HDに関して電極面20Aから突出する正極端子24と負極端子25が設けられている。正極端子24および負極端子25は、電極面20Aにおける2つの主面20Cのうちの一方側の近くに設けられている。天壁33は、正極端子24および負極端子25を避けるように、2つの主面20Cのうちの一方側の部位の一部が切り欠かれている。天壁33から切り欠かれた切り欠き36に正極端子24および負極端子25が設けられている。天壁33における、切り欠き36と並ぶ他方の主面20C側の部位に第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが設けられている。
天壁33の切り欠き36から正極端子24および負極端子25が露出されている。正極端子24および負極端子25の電極面20Aからの距離は等しい。また上記したように第1凹み部33Aと第2凹み部33Bは同一形状をしている。第1凹み部33Aと第2凹み部33Bの天壁延長部33Cからの距離は等しい。正極端子24および負極端子25の突出先端部は、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bの突出先端部よりも電極面20Aから離れて設けられている。
なお、第1凹み部33Aと第2凹み部33Bは幅方向WDに関して正極端子24と負極端子25の間に設けられている。第1凹み部33Aと第2凹み部33Bが幅方向WDに関して電極端子24、25の外側の端部付近に設けられる場合、金属ケースは一般的に絞り加工で製造されることから端部に湾曲部が生じる。湾曲部に第1凹み部33A、および/または、第2凹み部33Bが設けられると、第1付勢部41、および/または、第2付勢部42から電池セル20に対して所望の付勢力を与えることが難しくなる。所望の付勢力を第1付勢部41、および、第2付勢部42から電池セル20に与えるために、第1凹み部33Aと第2凹み部33Bは幅方向WDに関して正極端子24と負極端子25の間に設けられることが望ましい。
<安全弁と排煙ダクト>
また電池セル20は、内部圧力が異常な圧力になるときに破断するように設定された安全弁27を有している。安全弁27は、電極面20Aにおいて、正極端子24と負極端子25の間に設けられている。安全弁27は、例えば、電池セル20の金属ケースの端面に開口した孔に薄い金属膜を貼り付けて塞いで構成されている。この場合には、電池セル20の内部圧力が異常な圧力になったときに、この金属膜が破断する。そして金属ケースの孔が開放されて、電池セル20の内部のガスが金属ケースの外部に放出される。それによりセル内圧が低下し、電池セル20の破裂を抑制することができる。
また天壁33は、これまでに説明した構成要素の他に、排煙ダクト50を備える。排煙ダクト50は天壁33の外面30Bに設けられている。排煙ダクト50は天壁33から遠ざかるようにU字状に延びている。排煙ダクト50の一端と他端が天壁33の外面30Bに接続されている。排煙ダクト50における天壁33から遠ざかった端部は、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bの突出先端部よりも天壁33から離れて設けられている。
電池モジュール10において、排煙ダクト50は厚さ方向TDに関して安全弁27と並んで配置されている。電池モジュール10において、排煙ダクト50は厚さ方向TDに関して電池セル20の主面20Cのから遠ざかるように延びている。排煙ダクト50の厚さ方向TDの長さは、天壁33における排煙ダクト50が設けられている部位の厚さ方向TDの長さよりも長い。排煙ダクト50が厚さ方向TDに本体壁31から離れるように延びている。
また電池スタック100において、排煙ダクト50は隣接する電池モジュール10の安全弁27と高さ方向HDで重なっている。電池スタック100において、電池モジュール10が厚さ方向TDに積層されることで、排煙ダクト50が厚さ方向TDにトンネル状に連なって延びている。電池スタック100において、厚さ方向TDに積層された排煙ダクト50が各電池セル20の安全弁27を覆っている。
電池スタック100においては、厚さ方向TDにトンネル状に連なる複数の排煙ダクト50の内部空間に電池セル20から発生したガスが通される。また厚さ方向TDの端に設けられた電池モジュール10の有する排煙ダクト50の内部空間に、排煙ホース110の内部空間が繋がっている。これによれば安全弁27からガスが排出されたとしても、排煙ダクト50の内部空間と排煙ホース110の内部空間を通ってガスが外部に排出される。
また排煙ダクト50は天壁延長部33Cにおける第1凹み部33Aと第2凹み部33Bの間の部位に設けられている。排煙ダクト50と第1凹み部33Aとが幅方向WDに関して天壁延長部33Cの一部を介して接続されている。排煙ダクト50と第2凹み部33Bとが幅方向WDに関して天壁延長部33Cの一部を介して接続されている。排煙ダクト50と第1凹み部33Aの間の天壁延長部33Cと電極面20Aとの間にわずかに隙間が生じている。この隙間を第1隙間51と称する場合がある。排煙ダクト50と第2凹み部33Bの間の天壁延長部33Cと電極面20Aとの間にわずかに隙間が生じている。この隙間を第2隙間52と称する場合がある。第1隙間51および第2隙間52は安全弁27から排出されるガスの通過を抑制し得る程度に狭い。
<バスバーケースと凹み部>
上記したように、バスバーケース90は複数の電池セル20の電極面20Aを覆うように例えば電池ケース70に取り付けられている。バスバーケース90は、複数のバスバー80を保持するように厚さ方向TDに沿って電池ケース70の端から端まで設けられている。バスバーケース90は、第1バスバー保持壁91、第2バスバー保持壁92、および、第1バスバー保持壁91と第2バスバー保持壁92を連結するバスバー保持連結壁93を有する。第1バスバー保持壁91は、幅方向WDの一端に設けられる電極端子24、25に電気的に接続されるバスバー80を保持する。第2バスバー保持壁92は、幅方向WDの他端に設けられる電極端子24、25に電気的に接続されるバスバー80を保持する。第1バスバー保持壁91と第2バスバー保持壁92それぞれに電極端子24、25が通される貫通孔94が設けられている。
第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92は、バスバー保持連結壁93よりも高さ方向HDに関して天壁33側に設けられている。バスバー保持連結壁93は、第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92から高さ方向HDに関して遠ざかるようにU字状に延びている。バスバー保持連結壁93は、高さ方向HDに関して、第1凹み部33A、第2凹み部33B、天壁延長部33Cおよび、排煙ダクト50よりも天壁33から離れて設けられている。
高さ方向HDに関して、第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92は、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bよりも天壁33よりも離れて設けられている。第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92がバスバー80を電極面20A側から固定した状態で、バスバー80が電極端子24、25に接続されている。また幅方向WDに関して第1バスバー保持壁91は第1凹み部33Aよりも左方側壁32側に設けられている。高さ方向HDに関して第1バスバー保持壁91と第1凹み部33Aは非重複である。幅方向WDに関して第2バスバー保持壁92は第2凹み部33Bよりも右方側壁34側に設けられている。高さ方向HDに関して、第2バスバー保持壁92と第1凹み部33Aは非重複である。
<作用効果>
電池モジュール10は電池セル20と樹脂枠30を有する。樹脂枠30によって電池セル20が保持されている。樹脂枠30は、本体壁31と、幅方向WDに離間する左方側壁32および右方側壁34と、高さ方向HDに離間する天壁33および底壁35と、付勢部40と、を備える。天壁33は電極面20Aよりも高い位置にある。天壁33は、幅方向WDに左方側壁32と右方側壁34を繋ぐように延びている。付勢部40は、第1付勢部41、第2付勢部42、および、第3付勢部43を備える。第1付勢部41および第2付勢部42は天壁33の内面30Aに設けられている。第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aに設けられている。
第1付勢部41、および、第2付勢部42は、天壁33の内面30Aから遠ざかるように高さ方向HDに電極面20Aに向かって延びている。第1付勢部41、および、第2付勢部42の先端部が電極面20Aに接触している。第1付勢部41、および、第2付勢部42は、電池セル20を底壁35側へ付勢している。天壁33は左方側壁32から右方側壁34に向かって延びる途中において、第1付勢部41、および、第2付勢部42の形成部位が局所的に高さ方向HDに底壁35から遠ざかるように凹んで延びている。第1付勢部41、および、第2付勢部42の根元部がそれぞれ天壁33の一部によって局所的に包囲されている。
第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aから遠ざかるように幅方向WDに側面20Dに向かって延びている。第3付勢部43の先端部が電池セル20の側面20Dに接触している。第3付勢部43は、電池セル20を左方側壁32側へ付勢している。右方側壁34は天壁33から底壁35に向かって延びる途中において、第3付勢部43の形成部位が局所的に幅方向WDに右方側壁34から遠ざかるように凹んで延びている。第3付勢部43の根元部が右方側壁34の一部によって局所的に包囲されている。
これによれば、樹脂枠30の全体が、樹脂枠30における付勢部40の形成部位に合わせてオフセットされる形態よりも、樹脂枠30全体の体格が増大することが抑制される。体格の増大が抑制された樹脂枠30を備える電池モジュール10を提供可能になった。
また第1付勢部41の根元部を包囲する第1凹み部33Aの断面係数、および、第2付勢部42の根元部を包囲する第2凹み部33B断面係数は、天壁延長部33Cの断面係数よりも高い。第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bの剛性が、天壁延長部33Cの剛性よりも高い。第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが、天壁延長部33Cよりも高さ方向HDに関して変形しにくい。
上記したように第1付勢部41および第2付勢部42は、電池セル20を底壁35側へ付勢している。第1付勢部41および第2付勢部42から電池セル20に付勢力が付勢されることに伴って、電池セル20から第1付勢部41および第2付勢部42に反力が生じる。この反力によって第1凹み部33Aと第2凹み部33Bが電池セル20から遠ざかるように変形することが懸念される。
しかしながら本実施形態においては、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bの剛性が、天壁延長部33Cの剛性よりも高いために、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが電池セル20から離れるように変形することが抑制される。それに伴う樹脂枠30の体格増大が抑制される。
電極面20Aに正極端子24と負極端子25が設けられている。天壁33は、正極端子24および負極端子25を避けるように一部が切り欠かれている。切り欠き36に正極端子24および負極端子25が設けられている。天壁33における切り欠き36と並ぶ部位に第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが設けられている。第1凹み部33Aと第2凹み部33Bは天壁延長部33Cから離れるように突出している。
また正極端子24および負極端子25の突出先端部は、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bの突出先端部よりも電極面20Aから離れて設けられている。これによれば、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが反力によって電極面20Aから離れるように変形したとしても、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが正極端子24および負極端子25を超えて変形することが抑制されやすくなる。樹脂枠30の体格が必要以上に増大することが抑制される。
幅方向WDに関して第1凹み部33Aと第2凹み部33Bの間に排煙ダクト50が設けられている。天壁延長部33Cにおける第1凹み部33Aと第2凹み部33Bを結ぶ部位に排煙ダクト50が設けられている。第1凹み部33Aと第2凹み部33Bは天壁延長部33Cから離れるように突出している。排煙ダクト50は天壁33から遠ざかるようにU字状に延びている。排煙ダクト50における天壁33から遠ざかった先端は、第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bの突出先端部よりも天壁33から離れて設けられている。これによれば、反力によって第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが排煙ダクト50を超えて変形することが抑制されやすくなる。樹脂枠30の体格が必要以上に増大することが抑制される。
電池スタック100において、電池モジュール10が厚さ方向TDに積層されることで、排煙ダクト50が厚さ方向TDにトンネル状に連なって延びている。厚さ方向TDに積層された排煙ダクト50が各電池セル20の安全弁27を覆っている。天壁延長部33Cにおける第1凹み部33Aと排煙ダクト50の間の部位と電極面20Aとの間の隙間を第1隙間51と称する場合がある。天壁延長部33Cにおける第2凹み部33Bと排煙ダクト50の間の部位と電極面20Aとの間の隙間を第2隙間52と称する場合がある。第1隙間51と第2隙間52は、安全弁27から排出されるガスの通過を抑制し得る程度に狭い。これによれば、天壁延長部33Cと電極面20Aとの間の隙間を通って、ガスが排煙ダクト50の内部空間以外の部位に流れ込むことが抑制される。
第1付勢部41の先端部および第2付勢部42の先端部が電池セル20の電極面20Aに接触している。第1付勢部41および第2付勢部42は、電池セル20を底壁35側へ付勢している。電池セル20の下面20Bが底壁35の内面30Aに押し当てられている。下面20Bが底壁35の内面30Aに当接して、電池セル20の高さ方向HDの位置が規定されている。第3付勢部43の先端部が電池セル20の側面20Dに接触している。
第3付勢部43は、電池セル20を左方側壁32側へ付勢している。側面20Dが左方側壁32の内面30Aに押し当てられている。側面20Dが左方側壁32の内面30Aに接触している。側面20Dが左方側壁32の内面30Aに当接して、電池セル20の幅方向WDの位置が規定されている。これによれば、電池セル20の幅方向WDと高さ方向HDの位置が規定される。
第1付勢部41および第2付勢部42は、天壁33の内面30Aから遠ざかるように高さ方向HDに電極面20Aに向かって延びている。第1付勢部41および第2付勢部42は、幅方向WDに関して互いに遠ざかるように延びている。第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aから遠ざかるように幅方向WDに側面20Dに向かって延びている。第3付勢部43は右方側壁34の内面30Aから幅方向WDに遠ざかるにつれて電極面20Aに近付くように延びている。これによれば、電池セル20が高さ方向HDおよび幅方向WDに位置がずれることが抑制されやすい。電池セル20の位置が規定される。
バスバーケース90は、第1バスバー保持壁91、第2バスバー保持壁92、および、バスバー保持連結壁93を有する。第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92は、バスバー保持連結壁93よりも高さ方向HDに関して天壁33側に設けられている。高さ方向HDに関して、第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92は、第1凹み部33A、および、第2凹み部33Bよりも天壁33よりも離れて設けられている。幅方向WDに関して第1バスバー保持壁91は第1凹み部33Aよりも左方側壁32側に設けられている。高さ方向HDに関して、第1バスバー保持壁91と第1凹み部33Aは非重複である。
幅方向WDに関して第2バスバー保持壁92は第2凹み部33Bよりも右方側壁34側に設けられている。高さ方向HDに関して、第2バスバー保持壁92と第2凹み部33Bは非重複である。これによれば、反力によって第1凹み部33Aおよび第2凹み部33Bが天壁33から遠ざかるように変形しても、第1バスバー保持壁91および第2バスバー保持壁92に接触して押し上げることが抑制されやすくなる。電池スタック100の体格が必要以上に増大することが抑制される。
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態の電池モジュール10の斜視図である。図9および図10は、第2実施形態の電池モジュール10の断面図である。第1実施形態の電池モジュール10においては、排煙ダクト50が厚さ方向TDに関して電池セル20の主面20Cの1つから遠ざかるように延びている形態について説明した。第1実施形態の電池スタック100においては、排煙ダクト50が隣接する電池モジュール10の安全弁27と高さ方向HDで重なっている形態について説明した。しかしながら電池モジュール10と電池スタック100の形態はこれに限定されない。
第2実施形態の電池モジュール10においては、排煙ダクト50が厚さ方向TDに関して電池セル20における主面20Cの別の1つから遠ざかるように延びている。第2実施形態の電池モジュール10および電池スタック100においては、1つの電池モジュール10において、排煙ダクト50が安全弁27と高さ方向HDで重なっている。これによっても第1実施形態と同様の効果を奏する。
(第3実施形態)
図10および図11は、第3実施形態の電池モジュール10の断面図である。第3実施形態の電池モジュール10においては、樹脂枠30は、側壁32,34を備えていない。言い換えれば、第3実施形態における樹脂枠30は、本体壁31、天壁33、底壁35、第1付勢部41、第2付勢部42、および、排煙ダクト50を備えている。第1付勢部41と第2付勢部42が天壁33に設けられている。第1凹み部33Aと第2凹み部33Bが天壁33に設けられている。なお、第3実施形態においては、天壁33は電極面20Aに沿って延びている。底壁35は下面20Bの少なくとも一部に沿って延びている。
(第4実施形態)
図12は、第4実施形態の電池モジュール10の断面図である。第4実施形態の電池モジュール10においても、樹脂枠30は、側壁32,34を備えていない。言い換えれば、第4実施形態における樹脂枠30は、本体壁31、天壁33、底壁35、第1付勢部41、第2付勢部42、および、排煙ダクト50を備えている。第4実施形態においては、第1付勢部41が天壁33に設けられている。第2付勢部42が底壁35に設けられている。第1付勢部41の根元部を包囲するように第1凹み部33Aが天壁33に設けられている。第2付勢部42の根元部を包囲するように第2凹み部33Bが底壁35に設けられている。第4実施形態においては、第2凹み部33Bが局所的に高さ方向HDに天壁33から遠ざかるように凹んで延びている。
(第5実施形態)
図13は、第5実施形態の電池モジュール10の断面図である。第5実施形態の電池モジュール10においては、樹脂枠30は、天壁33および底壁35を備えていない。言い換えれば、第5実施形態における樹脂枠30は、本体壁31、左方側壁32、右方側壁34、第3付勢部43、および、第4付勢部44を備えている。第3付勢部43が右方側壁34に設けられている。第4付勢部44が対向壁32に設けられている。
右方側壁34は天壁33から底壁35に向かって延びる途中において、第3付勢部43の形成部位で、局所的に幅方向WDに左方側壁32から遠ざかる態様でオフセットされている。換言すれば、右方側壁34は天壁33から底壁35に向かって延びる途中において、第3付勢部43の形成部位が局所的に幅方向WDに左方側壁32から遠ざかるように凹んで延びている。
そのために、第3付勢部43の根元部が右方側壁34の一部によって包囲されている。右方側壁34における第3付勢部43の根元部を包囲している部位を第3凹み部34Aと称する場合がある。右方側壁34における第3凹み部34Aに繋がる部位を右方側延長部34Bと称する場合がある。右方側壁34は、第3凹み部34A、および、右方側延長部34Bを有する。天壁33と第3凹み部34Aの一端が右方側延長部34Bの一部によって接続されている。第3凹み部34Aの他端と底壁35が右方側延長部34Bの一部によって接続されている
また第3凹み部34Aは、第3付勢部43の根元部を包囲するように屈曲していることから、第3凹み部34Aの断面係数は、右方側延長部34Bの断面係数よりも高い。第3凹み部34Aの剛性が、右方側延長部34Bの剛性よりも高い。第3凹み部34Aが、右方側延長部34Bよりも幅方向WDに関して変形しにくい。これによっても第1実施形態と同様の効果を奏する。
同様に左方側壁32は天壁33から底壁35に向かって延びる途中において、第4付勢部44の形成部位で、局所的に幅方向WDに右方側壁34から遠ざかる態様でオフセットされている。換言すれば、左方側壁32は天壁33から底壁35に向かって延びる途中において、第4付勢部44の形成部位が局所的に幅方向WDに右方側壁34から遠ざかるように凹んで延びている。
そのために、第4付勢部44の根元部が左方側壁32の一部によって包囲されている。左方側壁32における第4付勢部44の形成部位である局所的に凹んだ部位を第4凹み部32Aと称する場合がある。左方側壁32における第4凹み部32Aに繋がる部位を左方側延長部32Bと称する場合がある。左方側壁32は、第4凹み部32A、および、左方側延長部32Bを有する。天壁33と第4凹み部32Aの一端が左方側延長部32Bの一部によって接続されている。第4凹み部32Aの他端と底壁35が左方側延長部32Bの一部によって接続されている。
また第4凹み部32Aは、第4付勢部44の根元部を包囲するように屈曲していることから、第4凹み部32Aの断面係数は、左方側延長部32Bの断面係数よりも高い。第4凹み部32Aの剛性が、左方側延長部32Bの剛性よりも高い。第4凹み部32Aが、左方側延長部32Bよりも幅方向WDに関して変形しにくい。これによっても第1実施形態と同様の効果を奏する。
(第6実施形態)
図14は、第6実施形態の電池モジュール10の断面図である。第6実施形態における樹脂枠30は、本体壁31、左方側壁32、天壁33,右方側壁34、底壁35,第1付勢部41,第2付勢部42,および、第4付勢部44を備えている。第6実施形態の電池モジュール10においては第3付勢部43を有していない。第1付勢部41が天壁33に設けられている。第2付勢部42が底壁35に設けられている。第4付勢部44が左方側壁32に設けられている。各付勢部40に対応する凹み部が対向する壁から局所的に遠ざかるように凹んで延びている。これによっても第1実施形態と同様の効果を奏する。
(第7実施形態)
図15は、第7実施形態の電池モジュール10の断面図である。第7実施形態における樹脂枠30は、本体壁31、左方側壁32、天壁33,右方側壁34、底壁35,第1付勢部41,第2付勢部42,第3付勢部43、および、第4付勢部44を備えている。第1付勢部41と第2付勢部42が天壁33に設けられている。第3付勢部43が右方側壁34に設けられている。第4付勢部44が左方側壁32に設けられている。各付勢部40に対応する凹み部が対向する壁から局所的に遠ざかるように凹んで延びている。これによっても同様の効果を奏する。
(その他の実施形態)
以下説明を簡便とするために第1凹み部33A、第2凹み部33B、第3凹み部34A、第4凹み部32Aを総称して凹み部30Cと称する場合がある。図16~図20に凹み部30Cの別の実施例を示す。図16に示すように凹み部30Cは略直角にU字状を成していてもよい。図17に示すように凹み部30Cにおける付勢部40が形成される部位の厚さが局所的に厚くなっていてもよい。図18に示すように凹み部30Cは曲線状にU字状を成していてもよい。図19に示すように凹み部30Cは略直角の角部を一端に備えつつ曲線状に曲がるU字状を成していてもよい。図20に示すように凹み部30Cは略V字状を成していてもよい。
図21~図26に付勢部40の別の実施例を示す。図21に示すように付勢部40は一方向に延びるリブ形状を成していても良い。図22に示すように付勢部40は先端が尖ったリブ形状を成していても良い。先端が尖った付勢部40は電池セル20に押し当てられることで図23のように先端がつぶれても良い。図24に示すように付勢部40は屈曲しながら一方向に延びるリブ形状を成していても良い。図25に示すように付勢部40は一方向の延びるリブ形状を複数有していてもよい。図26に示すように複数のリブ形状の長さがそれぞれ異なっていても良い。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
(技術的思想の開示)
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式(a multiple dependent form)により記載されている場合がある。いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式(a multiple dependent form referring to another multiple dependent form)により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
(技術的思想1)
厚さ方向(TD)に扁平な角型の電池セル(20)と、
前記電池セルを保持する枠(30)と、を備え、
前記枠は、
前記電池セルと前記厚さ方向で重なる板状の本体壁(31)と、
前記本体壁における前記厚さ方向とは異なる方向の両端に設けられ、前記電池セルに対向するように前記厚さ方向に延びる一対の対向壁(32、33、34、35)と、
一対の前記対向壁のうちの少なくとも1つの内面(30A)に設けられ、前記電池セルに向かって延びて前記電池セルを付勢する付勢部(41、42、43)と、を備え、
一対の前記対向壁のうち、前記付勢部が設けられる対象となる対象壁が、前記付勢部が設けられている部位において局所的に前記電池セルから離れるように凹んでいる凹み部(32A、33A、33B、34A)を備える電池モジュール。
(技術的思想2)
前記凹み部の剛性が、前記対象壁における前記凹み部から続く延長部(33C、32B、34B)の剛性よりも高い技術的思想1に記載の電池モジュール。
(技術的思想3)
前記電池セルは、電極端子(24、25)、および、前記電極端子が設けられている電極面(20A)を備え、
前記対象壁は高さ方向(HD)に関して前記電極面に対向するように設けられ、
前記対象壁には前記電極端子を露出させるための切り欠き(36)が形成されており、
前記電極端子が前記切り欠きから露出して、前記凹み部よりも前記電極面から離れて延びている技術的思想1または2に記載の電池モジュール。
(技術的思想4)
前記対象壁は、前記電池セルから排出されるガスを排出するように前記電極面から離れて延びて前記厚さ方向に貫通するトンネル状の排煙ダクト(50)をさらに備え、
前記高さ方向に関して、前記排煙ダクトの端部が前記凹み部よりも前記電極面から離れて設けられている技術的思想3に記載の電池モジュール。
(技術的思想5)
前記凹み部と前記排煙ダクトとの間に前記延長部の一部が設けられ、
前記延長部における前記凹み部と前記排煙ダクトとの間の部位と前記電極面との間の隙間が、前記ガスが流れることを抑制できる程度に狭い形状である技術的思想4に記載の電池モジュール。
(技術的思想6)
前記枠は、一対の前記対向壁を2組有し、
2組の前記対向壁の1組である第1対向壁(33、35)が、前記本体壁における前記高さ方向の両端に設けられ、
2組の前記対向壁のうちの別の1組である第2対向壁(32、34)が、前記本体壁における前記電池セルの幅方向(WD)の両端に設けられ、
前記第1対向壁は、前記対象壁の1つとして前記電極面に前記高さ方向で対向する第1側壁(33)と、前記第1側壁から前記電極面に向かって延びて前記高さ方向に前記第1側壁から離れる向きに前記電池セルを付勢する第1対象付勢部(41、42)と、前記第1対象付勢部によって前記電池セルが押し付けられる第2側壁(35)と、を備え、
前記第2対向壁は、前記対象壁の別の1つとして前記電池セルの側面(20D)に前記幅方向で対向する第3側壁(34)と、前記第3側壁から前記電池セルに向かって延びて前記幅方向に前記第3側壁から離れる向きに前記電池セルを付勢する第2対象付勢部(43)と、前記第2対象付勢部によって前記電池セルが押し付けられる第4側壁(32)と、を備える技術的思想3~5のいずれか1項に記載の電池モジュール。
(技術的思想7)
前記第1対象付勢部を2つ備え、
前記第1側壁の前記内面に、2つの前記第1対象付勢部が前記幅方向に離れて設けられ、
2つの前記第1対象付勢部が前記電極面に近付くにつれて、互いに離れるように延びている技術的思想6に記載の電池モジュール。
(技術的思想8)
前記第2対象付勢部を1つ備え、
前記第3側壁の前記内面に、前記第2対象付勢部が設けられ、
前記第2対象付勢部が前記側面に近付くにつれて、前記電極面に向かうように延びている技術的思想6または7に記載の電池モジュール。
(技術的思想9)
厚さ方向(TD)に扁平な角型の電池セル(20)、および、前記電池セルを保持する枠(30)を有し、前記厚さ方向に積層する複数の電池モジュール(10)と、
複数の前記電池セルに電気的に接続されるバスバー(80)と、
前記バスバーを保持しているバスバー保持壁(91、92)と、を備え、
前記枠は、
前記電池セルと前記厚さ方向で重なる板状の本体壁(31)と、
前記本体壁における前記厚さ方向とは異なる方向の両端に設けられ、前記電池セルに対向するように前記厚さ方向に延びる一対の対向壁(32、33、34、35)と、
一対の前記対向壁のうちの少なくとも1つの内面(30A)に設けられ、前記電池セルに向かって延びて前記電池セルを付勢する付勢部(41、42、43)と、を備え、
一対の前記対向壁のうち、前記付勢部が設けられる対象となる対象壁が、前記付勢部が設けられている部位において局所的に前記電池セルから離れるように凹んでいる凹み部(32A、33A、33B、34A)を備える電池スタック。
(技術的思想10)
前記電池セルは、電極端子(24、25)、および、前記電極端子が設けられている電極面(20A)を備え、
前記対象壁は高さ方向(HD)に関して前記電極面に対向するように設けられ、
前記対象壁には前記電極端子を露出させるための切り欠き(36)が形成されており、
前記電極端子が前記切り欠きから露出して、前記凹み部よりも前記電極面から離れて延び、
前記凹み部と前記電極端子が前記電池セルの幅方向(WD)に離れて設けられ、
前記バスバーが、前記バスバー保持壁によって前記電極面側から固定された状態で前記電極端子に接続されており、
前記バスバー保持壁と前記凹み部とが、前記高さ方向に関して非重複である技術的思想9に記載の電池スタック。
10 電池モジュール、 20 電池セル、 20A 電極面、 20D 側面、 24、25 電極端子、 30 枠、 30A 内面、 31 本体壁、 32 第2対向壁、 32 第4側壁、 32A 凹み部、 32B 延長部、 33 第1対向壁、 33 第1側壁、 33A、33B 凹み部、 33C 延長部、 34 第2対向壁、 34 第3側壁、 34A 凹み部、 34B 延長部、 35 第1対向壁、 35 第2側壁、 36 切り欠き、 41 第1対象付勢部、 41、42 付勢部、 42 第1対象付勢部、 42、43 付勢部、 43 第2対象付勢部、 50 排煙ダクト、 80 バスバー、 91、92 バスバー保持壁、 HD 高さ方向、 TD 厚さ方向、 WD 幅方向。

Claims (9)

  1. 厚さ方向(TD)に扁平な角型の電池セル(20)と、
    前記電池セルを保持する枠(30)と、を備え、
    前記枠は、
    前記電池セルと前記厚さ方向で重なる板状の本体壁(31)と、
    前記本体壁における前記厚さ方向とは異なる方向の両端に設けられ、前記電池セルに対向するように前記厚さ方向に延びる一対の対向壁(32、33、34、35)と、
    一対の前記対向壁のうちの少なくとも1つの内面(30A)に設けられ、前記電池セルに向かって延びて前記電池セルを付勢する付勢部(41、42、43)と、を備え、
    一対の前記対向壁のうち、前記付勢部が設けられる対象となる対象壁が、前記付勢部が設けられている部位において局所的に前記電池セルから離れるように凹んでいる凹み部(32A、33A、33B、34A)を備え
    前記凹み部の剛性が、前記対象壁における前記凹み部から続く延長部(33C、32B、34B)の剛性よりも高い電池モジュール。
  2. 前記電池セルは、電極端子(24、25)、および、前記電極端子が設けられている電極面(20A)を備え、
    前記対象壁は高さ方向(HD)に関して前記電極面に対向するように設けられ、
    前記対象壁には前記電極端子を露出させるための切り欠き(36)が形成されており、
    前記電極端子が前記切り欠きから露出して、前記凹み部よりも前記電極面から離れて延びている請求項に記載の電池モジュール。
  3. 前記対象壁は、前記電池セルから排出されるガスを排出するように前記電極面から離れて延びて前記厚さ方向に貫通するトンネル状の排煙ダクト(50)をさらに備え、
    前記高さ方向に関して、前記排煙ダクトの端部が前記凹み部よりも前記電極面から離れて設けられている請求項に記載の電池モジュール。
  4. 前記凹み部と前記排煙ダクトとの間に前記延長部の一部が設けられ、
    前記延長部における前記凹み部と前記排煙ダクトとの間の部位と前記電極面との間の隙間が、前記ガスが流れることを抑制できる程度に狭い形状である請求項に記載の電池モジュール。
  5. 前記枠は、一対の前記対向壁を2組有し、
    2組の前記対向壁の1組である第1対向壁(33、35)が、前記本体壁における前記高さ方向の両端に設けられ、
    2組の前記対向壁のうちの別の1組である第2対向壁(32、34)が、前記本体壁における前記電池セルの幅方向(WD)の両端に設けられ、
    前記第1対向壁は、前記対象壁の1つとして前記電極面に前記高さ方向で対向する第1側壁(33)と、前記第1側壁から前記電極面に向かって延びて前記高さ方向に前記第1側壁から離れる向きに前記電池セルを付勢する第1対象付勢部(41、42)と、前記第1対象付勢部によって前記電池セルが押し付けられる第2側壁(35)と、を備え、
    前記第2対向壁は、前記対象壁の別の1つとして前記電池セルの側面(20D)に前記幅方向で対向する第3側壁(34)と、前記第3側壁から前記電池セルに向かって延びて前記幅方向に前記第3側壁から離れる向きに前記電池セルを付勢する第2対象付勢部(43)と、前記第2対象付勢部によって前記電池セルが押し付けられる第4側壁(32)と、を備える請求項のいずれか1項に記載の電池モジュール。
  6. 前記第1対象付勢部を2つ備え、
    前記第1側壁の前記内面に、2つの前記第1対象付勢部が前記幅方向に離れて設けられ、
    2つの前記第1対象付勢部が前記電極面に近付くにつれて、互いに離れるように延びている請求項に記載の電池モジュール。
  7. 前記第2対象付勢部を1つ備え、
    前記第3側壁の前記内面に、前記第2対象付勢部が設けられ、
    前記第2対象付勢部が前記側面に近付くにつれて、前記電極面に向かうように延びている請求項に記載の電池モジュール。
  8. 厚さ方向(TD)に扁平な角型の電池セル(20)、および、前記電池セルを保持する枠(30)を有し、前記厚さ方向に積層する複数の電池モジュール(10)と、
    複数の前記電池セルに電気的に接続されるバスバー(80)と、
    前記バスバーを保持しているバスバー保持壁(91、92)と、を備え、
    前記枠は、
    前記電池セルと前記厚さ方向で重なる板状の本体壁(31)と、
    前記本体壁における前記厚さ方向とは異なる方向の両端に設けられ、前記電池セルに対向するように前記厚さ方向に延びる一対の対向壁(32、33、34、35)と、
    一対の前記対向壁のうちの少なくとも1つの内面(30A)に設けられ、前記電池セルに向かって延びて前記電池セルを付勢する付勢部(41、42、43)と、を備え、
    一対の前記対向壁のうち、前記付勢部が設けられる対象となる対象壁が、前記付勢部が設けられている部位において局所的に前記電池セルから離れるように凹んでいる凹み部(32A、33A、33B、34A)を備え、
    前記凹み部の剛性が、前記対象壁における前記凹み部から続く延長部(33C、32B、34B)の剛性よりも高い電池スタック。
  9. 前記電池セルは、電極端子(24、25)、および、前記電極端子が設けられている電極面(20A)を備え、
    前記対象壁は高さ方向(HD)に関して前記電極面に対向するように設けられ、
    前記対象壁には前記電極端子を露出させるための切り欠き(36)が形成されており、
    前記電極端子が前記切り欠きから露出して、前記凹み部よりも前記電極面から離れて延び、
    前記凹み部と前記電極端子が前記電池セルの幅方向(WD)に離れて設けられ、
    前記バスバーが、前記バスバー保持壁によって前記電極面側から固定された状態で前記電極端子に接続されており、
    前記バスバー保持壁と前記凹み部とが、前記高さ方向に関して非重複である請求項に記載の電池スタック。
JP2022195907A 2022-12-07 2022-12-07 電池モジュール、および、電池スタック Active JP7740219B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022195907A JP7740219B2 (ja) 2022-12-07 2022-12-07 電池モジュール、および、電池スタック
DE112023005096.1T DE112023005096T5 (de) 2022-12-07 2023-11-15 Batteriemodul und Batteriestapel
PCT/JP2023/041107 WO2024122291A1 (ja) 2022-12-07 2023-11-15 電池モジュール、および、電池スタック

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022195907A JP7740219B2 (ja) 2022-12-07 2022-12-07 電池モジュール、および、電池スタック

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2024082152A JP2024082152A (ja) 2024-06-19
JP2024082152A5 JP2024082152A5 (ja) 2024-10-29
JP7740219B2 true JP7740219B2 (ja) 2025-09-17

Family

ID=91379121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022195907A Active JP7740219B2 (ja) 2022-12-07 2022-12-07 電池モジュール、および、電池スタック

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7740219B2 (ja)
DE (1) DE112023005096T5 (ja)
WO (1) WO2024122291A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2026043644A (ja) * 2024-08-29 2026-03-12 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 組電池および電池パック

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012248482A (ja) 2011-05-30 2012-12-13 Toshiba Corp 二次電池装置
JP2013242967A (ja) 2012-05-17 2013-12-05 Denso Corp 組電池
JP2015201289A (ja) 2014-04-07 2015-11-12 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
JP2018185924A (ja) 2017-04-25 2018-11-22 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
JP2019145459A (ja) 2018-02-23 2019-08-29 株式会社東芝 組電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012248482A (ja) 2011-05-30 2012-12-13 Toshiba Corp 二次電池装置
JP2013242967A (ja) 2012-05-17 2013-12-05 Denso Corp 組電池
JP2015201289A (ja) 2014-04-07 2015-11-12 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
JP2018185924A (ja) 2017-04-25 2018-11-22 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
JP2019145459A (ja) 2018-02-23 2019-08-29 株式会社東芝 組電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024082152A (ja) 2024-06-19
WO2024122291A1 (ja) 2024-06-13
DE112023005096T5 (de) 2025-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5096038B2 (ja) バッテリパック構造
JP6602348B2 (ja) 電線配索構造及びバスバモジュール
JP7852633B2 (ja) 蓄電装置
CN103703586A (zh) 汇流条壳体、蓄电装置和车辆
JP6715942B2 (ja) 電池モジュール、及び電池パック
JP7740219B2 (ja) 電池モジュール、および、電池スタック
KR20210052999A (ko) 배터리모듈
US10938014B2 (en) Battery wiring module
JP7800430B2 (ja) 蓄電装置
JP7725827B2 (ja) 蓄電装置
US20230138950A1 (en) Energy storage apparatus
JP7484126B2 (ja) 蓄電装置
WO2021187114A1 (ja) 蓄電装置
WO2025018322A1 (ja) 蓄電装置
KR20240033651A (ko) 전지 모듈
WO2023048040A1 (ja) 蓄電装置
JP2023100001A (ja) 蓄電装置
JP7780413B2 (ja) 電池モジュール
JP2018006249A (ja) 電池パック
JP7748424B2 (ja) 電池パック
JP7659530B2 (ja) 電池モジュール
JP7516809B2 (ja) 蓄電装置
JP5380217B2 (ja) 燃料電池車両
US20240372204A1 (en) Energy storage apparatus
JP2025127694A (ja) 電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241021

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241021

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: 20250805

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7740219

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150