专利名称：电池组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种排列组装有多个例如方形电池元件的电池组件。
背景技术：
以往，已知有如下的电池组件，在该电池组件中，排列组装多个电池元件而形成电池组，在设于该电池组的一个端面的冷却面上配置冷却板，使制冷剂在该冷却板的内部流动，从而对电池组进行冷却。这种电池组件大多设置在车辆等中，用于使车辆行驶。由于在车辆行驶时受到振动，因此需要向冷却板施加适当的保持力以便将其安装在电池组上。因此，为了使冷却板即使在车辆行驶时受到振动等的情况下也能够可靠地抵接于电池组，需要通过板簧等对冷却板朝向电池组侧施力以便将冷却板安装在电池组上(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2008-181734号公报另外，冷却板构成为将导热系数高的金属形成为薄板状，通过使制冷剂在其内部流动来对电池组件进行冷却。由于冷却板因温度变化而变形，因而需要避免其歪斜，从而不能以覆盖冷却板的一整面的方式安装固定部件。因此，在通过板簧等弹性部件对冷却板朝向电池组侧施力时，也需要采用在冷却板的一处或多处配置并保持板簧的结构。但是，在冷却板被固定在电池组件上的状态下，当形成为薄板状的冷却板受到来自外部的作用力时，应力局部性集中在施加有作用力的部分，导致冷却板产生变形。另外， 已知电池元件在通常的使用环境中会老化且变形。于是，在冷却板或电池元件产生变形的情况下存在以下问题，即，由于不能使冷却板均勻地接触电池组的冷却面而导致冷却板和冷却面之间的热阻增大，因此不能高效地对电池组件进行冷却。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能够高效地进行冷却的电池组件。为了实现上述目的，本发明的电池组件的特征在于，以彼此之间隔着具有绝缘性的隔板的方式组装多个电池元件而形成电池组，并将使制冷剂在内部流动的冷却板抵接于所述电池组的冷却面，所述电池组件具有从与所述冷却面相反的面推压所述电池组以使所述电池组压接在所述冷却板上的推压装置。在该结构中，所述推压装置可以构成为对所述多个电池元件的各个电池元件分别进行推压。并且，所述推压装置可以构成为具有多个板簧而形成。另外，所述隔板可以构成为具有顶面保持部，其保持所述电池元件的顶面；侧面保持部，其保持一对侧面；底面保持部，其保持底面；绝缘部，其介于互相邻接的电池元件之间。位于所述冷却面的保持部以留有一对拐角部并使所述电池元件的冷却面露出的方式被切掉而形成有切口部。而且，可以构成为使具有绝缘性及导热性的导热片抵接于所述电池元件的冷却面，并使所述冷却板抵接于所述导热片。此外，可以构成为通过所述电池组隔着所述导热片从两侧夹持所述冷却板。根据本发明，由于以彼此之间隔着具有绝缘性的隔板的方式组装多个电池元件而形成电池组，并将使制冷剂在内部流动的冷却板抵接于所述电池组的冷却面，并且所述电池组件具有从与所述冷却面相反的面推压所述电池组以使所述电池组压接在所述冷却板上的推压装置，因此，即使在冷却板或电池元件产生变形的情况下，也能够使电池组的冷却面压接在冷却板上，从而使电池组的冷却面均勻地抵接于冷却板。另外，由于采用了以下结构，即，不对冷却板施力而是通过推压装置对电池组朝向冷却板施力，因此能够减小冷却板的变形。因此，可以起到以下作用能够减小电池组的冷却面和冷却板之间的热阻，从而能够提高传热性，高效地冷却电池组件。
图1是本实施方式的电池组的立体图。图2是电池组件的立体分解图。图3是隔板的立体图。图4是表示电池组件的组装状态的分解图。图5是推压装置的立体图。图6是电池组件的俯视图。图7是第二实施方式的电池组件的立体分解图。图8是第三实施方式的电池组件的立体分解图。图9是推压装置的立体图。图10是隔板的立体图。附图标记说明1、1A、1B 电池组件10电池元件11、101 电池组10A、11A、10IA 冷却面12、1 冷却板14导热片15、32推压装置17板簧(弹性部件)18、18a支承部件20、40 隔板21、41顶面保持部22、42底面保持部23、43 绝缘部24、25、44、45 侧面保持部26、46 拐角部27、47 切口部
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示本实施方式的电池组件1。电池组件1是车载用电池组件，其安装于以电动机为驱动源的混合动力汽车或电动汽车中。电池组件1具有形成为大致长方体的框状的组件外壳60，在该组件外壳60的内部收纳有电池组11，其通过将多个电池元件10排列并组装而成；冷却板12，其沿电池组11的左右侧面中的一个侧面(冷却面)11A朝向电池元件10的排列方向配置，用于冷却电池组11 ；导热片14，其介于电池组11与冷却板12之间；推压装置15，其沿与冷却面IlA相反的侧面配置，朝向冷却板12对电池组11施力。尽管省略了图示，但冷却板12能够适用扁平多孔管(微通道型)的板，冷却板12的两个表面作为热交换面而形成。电池组件1的组件外壳60具有侧部构件加，其以与推压装置15大致平行的方式配置在推压装置15的外侧，并形成为比电池组11的高度以及排列方向上的长度稍大的板状；一对侧部构件2b、2c，其以与冷却板12大致平行的方式配置在冷却板12的外侧，并形成为长度与侧部构件加大致相同且截面呈大致“ 二 ”形。相对于电池元件10的排列方向而言，在电池组11的前后，配置有后面叙述的端部构件3、3。侧部构件h、2b、2c分别通过螺栓5拧合固定在端部构件3、3的侧面上。另外，组件外壳60具有载置电池组11的底板4，底板4通过多个螺栓5从下侧拧合在侧部构件h、2c上。尽管省略了图示，但电池元件10构成为，在其内部将非水电解质二次电池收纳在铝或铝合金制方形平板形状的外壳IOc中，所述非水电解质二次电池包括隔着隔板卷绕正极以及负极的发电要素。作为非水电解质二次电池，能够适用例如锂离子二次电池等。另外，如图2所示，在电池元件10的顶面IOb上，设有从外壳IOc突出设置的一对输出端子16。电池组11构成为将多个方形平板形状的电池元件10以沿电池元件10的短尺寸宽度的方向排列并在互相邻接的电池元件10之间隔着隔板20的方式排列组装。另外， 在以下的说明中，侧面是指相对于电池元件10的排列方向而设置于左右的面。隔板20是用于使电池组11中互相邻接的电池元件10电气绝缘的部件，由具有绝缘性的材料形成。如图3所示，隔板20具有以下部件，即，在将电池元件10和隔板20组合而构成电池组11的情况下，对电池元件10的顶面IOb进行保持的顶面保持部21、对底面进行保持的底面保持部22、介于互相邻接的电池元件10之间的平板形状的绝缘部23、对电池元件10的侧面进行保持的侧面保持部对、25。侧面保持部M以留有一对拐角部沈、26的方式沿上下方向被切掉而形成有切口部27，以使电池元件10的冷却面IOA从该切口部27 露出。根据该结构，能够通过隔板20来覆盖被形成为方形平板形状的电池元件10的所有拐角部，即使在电池元件10受到来自外部的冲击时，也能够保持电池元件10的绝缘性。如图4所示，在电池元件10的冷却面IOA上，配置有从隔板20的切口部27穿过并抵接于该冷却面IOA的导热片14。导热片14由绝缘性以及导热性好的材料形成，并具有弹性，其厚度T2比形成于隔板20的侧面保持部M的一对拐角部沈、26的厚度Tl大。另外，已知导热片14会因伴随车辆的行驶而产生的振动或老化而失去弹性力。一旦导热片14 失去弹性力，则将成为冷却板12和冷却面IOA之间的热阻增大的主要原因，因此导热片14 形成为，即使失去弹性力，也不会比隔板20的厚度Tl薄。根据该结构，即使在例如导热片14失去弹性力的情况下，也能够使导热性好的导热片14从隔板20的切口部27穿过并直接且均勻地抵接于露出的电池元件10的冷却面 IOA和冷却板12，因此能够减小冷却板12和冷却面IOA之间的热阻。
并且，虽然在本结构中采用了以下结构，即，导热片14的厚度T2形成为比形成于隔板20的侧面保持部M的一对拐角部沈、26的厚度Tl大，并在冷却板12与电池组11的冷却面IOA之间挤压导热片14而使其变形，以使导热片14均勻地抵接在冷却板12和电池组11的冷却面IlA上，但也可以采用下述结构，例如，以与隔板20的切口部27嵌合并与电池组11的冷却面IlA相抵接的方式将冷却板12形成为凸起状，并对冷却板12的表面实施绝缘处理，使冷却板12与电池元件10的冷却面IOA相抵接。根据该结构，与导热片14的厚度T2无关(与隔板20的拐角部沈、沈的厚度Tl相同的情况、或者T2比Tl薄的情况)，能够在保持各个电池元件10之间的绝缘性的同时，使冷却板12与电池元件10的冷却面IOA 隔着导热片14均勻地相抵接。或者，也可以采用以下结构，即，不隔着导热片14而使冷却板12与电池元件10的冷却面IOA直接相抵接。在与抵接有导热片14的电池元件10的冷却面IOA相反的面上，配置有推压装置 15，在通过侧部构件h、2b、2c从两侧面侧压住电池组11时，电池组11被推压装置15朝向冷却板12推压，由此，导热片14在冷却板12与电池组11的冷却面IlA之间被挤压而变形， 从而使导热片14均勻地抵接于冷却板12以及电池组11的冷却面11A。如图5所示，推压装置15具有支承部件18，其形成为大致矩形的平板形状；多个板簧(弹性部件)17，其配置于该支承部件18的宽度方向上的两边缘，并且朝向支承部件 18的长度方向隔着规定间隔而配置。推压装置15的高度Hl形成为与电池元件10的侧面的高度大致相同的高度，推压装置15的长度Ll形成为与电池组11的排列方向上的长度大致相同的长度。根据该结构，推压装置15能够沿电池组11的侧面均勻地施加压力，以便对电池组11朝向冷却板12施力。各个板簧17的宽度方向上的长度L2形成为与各个电池元件10在短尺寸宽度的方向上的长度大致相同的长度。另外，朝向支承部件18的长度方向而配置的邻接的各个板簧17之间的间隔，形成为与隔板20的绝缘部23的厚度大致相同的尺寸。如图6所示，推压装置15从与具有冷却板12的电池组11的冷却面IlA相反的面， 对电池组11朝向冷却板12施力，推压装置15的各个板簧17能够从侧面对各个电池元件 10朝向冷却板12分别施力。根据该结构，即使在各个电池元件10的因热膨胀等而产生的变形量存在个体差异的情况下，各个板簧17也能够对各个电池元件10朝向冷却板12分别进行推压，从而能够使电池组11的冷却面IlA与冷却板12均勻地抵接于导热片14。电池组件1的端部构件3、3形成为截面呈大致“ 二 ”形，该端部构件3、3的对置的侧面之间的距离形成为，在通过螺栓5使侧部构件h、2b、2c拧合在端部构件3、3的侧面上时，推压装置15能够在被压入规定量的状态下，对电池组11朝向冷却板12施力。推压装置15的压入量包含各个电池元件10的因老化而产生的变形量的个体差异和因导热片14 的弹性力降低而产生的厚度的变化。根据该结构，推压装置15的各个板簧17通过其储能使压入各个电池元件10的压入量对应各个电池元件10的因膨胀等而产生的变形量的个体差异而变化，由此，能够使电池组11的冷却面IlA和冷却板12均勻地抵接于导热片14。另外，根据这些结构，利用推压装置15所具有的多个板簧17的储能而将电池组11 夹持在侧部构件加与侧部构件2b、2c之间。因此，即使在车辆行驶时受到振动等，通过由推压装置15施加的来自横向的作用力，也能够保持使电池组11的冷却面IlA抵接于冷却板12的状态。下面，对第二实施方式进行说明。并且，在以下的说明中，对与上述第一实施方式相同的结构要素标注同一附图标记，并省略其说明。图7表示第二实施方式的电池组件1A。如图7所示，本实施方式的电池组件IA具有组件外壳60A ；两组电池组11、11，其被收纳在该组件外壳60A内，并朝向电池元件10的排列方向左右排列配置。在互相邻接的电池组11之间的对置的侧面上，形成有各自的冷却面11A，该冷却面IlA分别隔着导热片14抵接于冷却板12。冷却板12被配置在冷却板12 两侧的电池组11、11夹持。推压装置15配置在与朝向电池元件10的排列方向左右排列配置的两组电池组 11、11各自的冷却面IlAUlA相反的面上。推压装置15、15能够对电池组11、11朝向冷却板12施力，并且推压装置15的各个板簧17能够从侧面对各个电池元件10朝向冷却板12 分别施力。由此，能够使各个电池元件10的冷却面IOA隔着导热片14抵接于冷却板12。 因此，能够使电池组11的冷却面IlA隔着导热片14均勻地抵接于冷却板12，从而能够减小冷却面IlA与冷却板12之间的热阻。组件外壳60A在推压装置15、15的外侧具有侧部构件h、2a，所述侧部构件h、2a 与各个推压装置15大致平行地配置并形成为大致矩形的板状。并且，在电池组11、11的朝向电池元件10的排列方向的前后，具有端部构件3、3。侧部构件2aja通过螺栓5拧合在端部构件3、3的侧面上。另外，组件外壳60A具有载置电池组11的底板4。根据该结构，推压装置15、15通过侧部构件加、加对电池组11、11进行推压，介于电池组11、11的冷却面IlAUlA和冷却板12之间的导热片14因该推压被挤压而变形。导热片14、14吸收冷却板12以及电池组11、11的各自的表面形状而变形，从而分别均勻地抵接于冷却板12以及电池组11、11。由此，能够减小冷却板12和冷却面IlAUlA之间的热阻，从而高效地冷却电池组件1A。并且，由于朝向电池元件10的排列方向左右排列配置的两组电池组11、11，通过配置在其两侧的推压装置15、15所具有的多个板簧17的储能而被夹持，因此即使在车辆行驶时受到振动等，也能够利用推压装置15、15的作用力保持使冷却面IlAUlA与冷却板12 均勻地相抵接的状态。下面，对第三实施方式进行说明。并且，在以下的说明中，对与上述第一实施方式以及第二实施方式相同的结构要素标注同一附图标记，并省略其说明。图8表示第三实施方式的电池组件IB。如图8所示，电池组件IB具有组件外壳 60B，在该组件外壳60B的内部收纳有两组电池组101、101，其分别将多个电池元件10排列组装并朝向电池元件10的排列方向左右排列配置；冷却板12a，其沿电池组101、101的底面(冷却面)101A、101A配置，用于冷却电池组101、101 ；导热片14、14，其介于电池组 101、101与冷却板1 之间。在组件外壳60B的上部，与冷却面IOlA相反的面即电池组101 的顶面101b，具有对电池组101、101朝向冷却板12a施力的多个推压装置32。另外，在多个推压装置32的上侧，具有以大致平行于推压装置32的方式配置的推压框架31。电池组件IB的组件外壳60B具有侧部构件h、2a，其以沿电池组101、101的两侧面大致平行的方式配置在朝向电池元件10的排列方向左右排列配置的电池组101、101 的外侧；端部构件3a、3a，其朝向电池元件10的排列方向而配置在电池组101、101的前后。侧部构件加、加通过螺栓5拧合在端部构件3a、3a的侧面上，组件外壳60B形成为大致长方体的框状。配置在电池组件IB上部的推压框架31通过螺栓5拧合在侧部构件2a、加的顶面， 冷却板1 通过螺栓5从冷却板12a的下侧拧合在侧部构件h、2a的底面。多个推压装置32能够分别从电池组101、101的顶面侧推压电池组101、101的左右两端，从而分别推压各个电池元件10。推压框架31具有推压部31b，其从上侧压住被配置在左右邻接的电池组101、101的相邻端部的一对推压装置32、32 ；推压部31a、31a，其从上侧按压被配置在位于电池组101、101外侧的端部的推压装置32、32。由此，电池组101、101不受通过侧部构件h、2a或端部构件3a、3a从横向施加的力，而是从上部将多个推压装置32压在各个电池元件10上，从而使电池组101、101压接并固定在冷却板1 上。如图9所示，推压装置32由形成为大致矩形的平板形状的支承部件18a、朝向该支承部件18a的长度方向隔着规定间隔而配置的多个板簧(弹性部件)17构成，各个板簧17 能够分别推压电池元件10的各电池元件。电池组101构成为将多个电池元件10沿规定的方向排列并以在互相邻接的电池元件10之间隔着隔板40的方式排列组装而成。隔板40是用于使电池组101中互相邻接的电池元件10电气绝缘的部件，由具有绝缘性的材料形成。如图10所示，隔板40具有对电池元件10的顶面IOb进行保持的顶面保持部41 ；对底面进行保持的底面保持部42 ；介于互相邻接的电池元件10之间的平板形状的绝缘部43 ；侧面保持部44、45。底面保持部42 以留有一对拐角部46、46的方式沿左右方向被切掉而形成有切口部47，以使电池组101的冷却面IOlA从该切口部47露出。如图8所示，在切口部47配置有导热片14，该导热片14 抵接于电池组101、101的冷却面101A、101A。根据该结构，利用推压装置32所具有的多个板簧17的储能对电池元件10的各电池元件朝向冷却板12a分别施力来保持电池组101、101。并且，通过推压装置32的作用力来挤压配置于电池组101、101的冷却面101A、IOlA和冷却板12之间的导热片14使其变形， 从而使该导热片14吸收冷却面101A、101A和冷却板12的表面形状，以便能够使导热片14 均勻地抵接于冷却面101A、101A和冷却板12a。如以上说明所述，根据本实施方式，将多个电池元件10沿规定的方向排列并以在互相邻接的电池元件10之间隔着隔板40的方式组装而形成电池组11，使冷却板12抵接于电池组11的冷却面11A，并使制冷剂在该冷却板12的内部流动，并且具有以从与冷却面 IlA相反的面沿该整个面对电池组11进行推压的方式对电池组11朝向冷却板12施力的推压装置15，因此能够使电池组11的冷却面IlA压接并均勻地抵接在冷却板12上。并且，由于采用不对冷却板施力而通过推压装置对电池组朝向冷却板施力的结构，因此不存在像在对冷却板12朝向电池组11施力时那样，在局部出现应力集中的不良情况。因此，能够防止冷却板12在通常的使用环境中受到来自外部的力而变形，由此能够保持使冷却面IlA与冷却板12均勻相抵接的状态，从而能够减小冷却面IlA和冷却板12之间的热阻，高效地冷却电池组件1。另外，根据本实施方式，由于推压装置15采用能够对构成电池组11的多个电池元件10的各电池元件分别进行推压的结构，因此即使在各个电池元件10的因热膨胀等而产生的变形量存在个体差异的情况下，也能够以使电池组11的冷却面IlA与冷却板12隔着导热片14均勻地相抵接的方式，对各个电池元件10进行推压。因此，能够进一步减小电池组11的冷却面IlA和冷却板12之间的热阻，从而能够高效地冷却电池组件1。并且，根据本实施方式，推压装置15具有支承部件18，其形成为大致矩形的平板形状；多个板簧(弹性部件)17，其朝向支承部件18的长度方向隔着规定间隔而配置。因此利用各个板簧17的储能，能够对应各个电池元件10的因膨胀等而产生的变形量的个体差异，以使电池组11的冷却面IlA与冷却板12隔着导热片14均勻地相抵接的方式，对各个电池元件10朝向冷却板12施力。因此，通过隔着规定间隔地排列配置板簧17的简单结构来形成用于分别推压各个电池元件10的推压装置15，并对各个电池元件10施加作用力， 以使电池组11的冷却面IlA与冷却板12均勻地相抵接，由此能够减小热阻，提高电池组件 1的冷却效率。另外，根据本实施方式，隔板20具有在将电池元件10和隔板20组合而构成电池组11时，对电池元件10的顶面IOa进行保持的顶面保持部21、对底面进行保持的底面保持部22、介于互相邻接的电池元件10之间的平板形状的绝缘部23、对电池元件10的左右侧面进行保持的侧面保持部对、25，形成有冷却面13的面的保持部以留有一对拐角部沈、 26并使冷却面13露出的方式被切掉而形成有切口部27，以使电池组11的冷却面13从该切口部27露出。根据该结构，以不使隔板20介于各个电池元件10的冷却面IOA和冷却板 12之间的方式使冷却面IOA与冷却板12相抵接，因此能够高效地在冷却面IOA与冷却板 12之间进行热交换，从而能够提高电池组件1的冷却效率。另外，根据本实施方式，由于在电池元件10的冷却面IOA与冷却板12之间存在导热性以及绝缘性好的导热片14，因此在保持各个电池元件之间的绝缘性的同时，使冷却面 IOA和冷却板12均勻地相抵接，从而能够高效地进行热交换，提高电池组件1的冷却效率。另外，根据本实施方式，在冷却板12的两表面存在比隔板20的拐角部沈、沈厚的导热片14，通过电池组11、11从两侧夹持冷却板12，而且通过推压装置15、15从左右排列配置的电池组11、11的两侧施加压力，从而将电池组11、11固定，形成电池组件1A。因此， 导热片14被冷却板12以及电池组11推压，导热片14均勻地抵接于电池组11、11的冷却面 IlAUlA以及冷却板12。由此，即使在固定冷却板12时板产生了变形的情况下、各个电池元件10的因热膨胀等而产生的变形量存在个体差异的情况下、或者导热片14因伴随车辆的行驶而产生的振动或老化而丧失弹性的情况下，也能够减小电池组11、11的冷却面11A、 IlA和冷却板12之间的热损耗，高效地进行热交换。因此，即使采用将电池组11、11左右排列配置以便排列更多的电池元件10而形成一个大容量的电池组件IA的结构，也能够提高电池组件1的冷却效率。
权利要求
1.一种电池组件，其特征在于，以彼此之间隔着具有绝缘性的隔板的方式组装多个电池元件而形成电池组，并将使制冷剂在内部流动的冷却板抵接于所述电池组的冷却面，所述电池组件具有从与所述冷却面相反的面推压所述电池组以使所述电池组压接在所述冷却板上的推压装置。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述推压装置对所述多个电池元件中的各电池元件分别进行推压。
3.根据权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，所述推压装置具有多个板簧而形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组件，其特征在于，所述隔板具有对所述电池元件的顶面进行保持的顶面保持部、对一对侧面进行保持的侧面保持部、对底面进行保持的底面保持部、介于互相邻接的电池元件之间的绝缘部，其中，位于所述冷却面的保持部以留有一对拐角部并使所述电池元件的冷却面露出的方式被切掉而形成有切口部。
5.如权利要求4所述的电池组件，其特征在于，使具有绝缘性及导热性的导热片抵接于所述电池元件的冷却面，并使所述冷却板抵接于所述导热片。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电池组件，其特征在于，通过所述电池组隔着所述导热片从两侧夹持所述冷却板。
全文摘要
本发明提供一种能够高效地进行冷却的电池组件。该电池组件以在彼此之间隔着具有绝缘性的隔板(20)的方式组装多个电池元件(10)而形成电池组(11)，并将使制冷剂在内部流动的冷却板(12)抵接于电池组(11)的冷却面(13)，所述电池组件具有从与冷却面(13)相反的面推压电池组(11)以使电池组(11)压接在冷却板(12)上的推压装置(15)。
文档编号H01M10/04GK102163734SQ20111002485
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月24日 优先权日2010年2月17日
发明者黑泽美晓 申请人:三洋电机株式会社