电池组、电池模块以及电池包的制作方法

本申请是申请人“株式会社丰田自动织机”于2013年9月20日提交(进入国家阶段的日期为2015年3月25日)的、申请号为201380050066.5(pct/jp2013/075543)、名称为“电池模块以及电池包”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及具备电池组、电池模块以及电池包。

背景技术：

作为具备多个电池组的电池模块，例如公知有专利文献1所记载的电池模块。

专利文献1所记载的电池模块搭载于电动汽车、混合动力汽车。电池模块包括收纳在包装壳体内的多个电池组。电池组在包装壳体内以呈矩阵状的方式沿行方向以及列方向排列。电池组是将多个单电池整齐排列配置并箱型化而成的。

专利文献1：日本特开2012-79511号公报

然而，在电池模块中，期望能够抑制收纳于包装壳体内的电池组的位置偏移。另外，电池模块存在搭载于受限的收纳空间的情况，因而期望小型化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供能够抑制电池组的位置偏移、并且小型化的电池组、电池模块以及电池包。

本发明的一个方式的电池组具备：多个电池，它们沿第一方向排列；第一托架，其设置于上述电池组的两端部中的一方；以及第二托架，其设置于上述电池组的上述两端部中的另一方，上述第一托架和上述第二托架分别具有与上述第一方向实际上正交的第二方向上的一端部，并且在该一端部具有以远离上述电池的方式突出的凸部，上述第一托架的凸部与上述第二托架的凸部沿着上述第一方向相互朝向相反侧延伸，上述第一托架的凸部与上述第二托架的凸部在与上述第一方向和上述第二方向实际上正交的第三方向上配置于相互不同的位置。

本发明的另一个方式的电池组具备：多个电池，它们沿第一方向排列；第一托架，其设置于上述电池组的两端部中的一方；以及第二托架，其设置于上述电池组的上述两端部中的另一方，上述第一托架和上述第二托架分别具有从上述第一方向观察形成为矩形形状的固定部、以及从该固定部的与上述第一方向实际上正交的第二方向上的一端部沿固定部的厚度方向延伸的紧固部，该紧固部包括以远离上述电池的方式突出的凸部，上述第一托架的凸部与上述第二托架的凸部相互朝向相反侧延伸，上述第一托架的凸部与上述第二托架的凸部在与上述第一方向和上述第二方向实际上正交的第三方向上配置于相互不同的位置。

本发明的一个方式的电池模块具备相互相邻地配置的第一电池组和第二电池组，上述第一电池组和上述第二电池组分别为权利要求1～11中任一项上述的电池组，上述第一电池组中的设置有上述第一托架的端部与上述第二电池组中的设置有上述第二托架的端部相邻，上述第一电池组中的上述第一托架的凸部与上述第二电池组中的上述第二托架的凸部沿上述第三方向交替地配置。

附图说明

图1是表示实施方式的电池包的立体图。

图2是表示图1的电池包的第一托架和第二托架的立体图。

图3是表示图1的电池包的第一托架和第二托架的放大图。

图4是表示比较例的第一托架和第二托架的放大图。

图5是表示其他例子的第一托架和第二托架的放大图。

图6是表示其他例子的第一托架和第二托架的放大图。

具体实施方式

以下，按照图1对一个实施方式的电池包进行说明。

如图1所示，电池包10具有：作为被连结部件的框体11、和连结于框体11的内表面11a的电池模块16。电池模块16具有并排设置成一列的第一电池组21和第二电池组31。第一电池组21和第二电池组31分别是将作为二次电池(例如，锂离子二次电池、镍氢蓄电池)的多个方型电池12保持于电池架13的状态下，沿其厚度方向并排设置而构成的。在方型电池12的并排设置方向上的第一电池组21以及第二电池组31各自的两端部，设置有托架15。本实施方式的托架15全部为相同的形状。

如图2所示，托架15具有：呈矩形平板状的固定部41、和从固定部41的长度方向第一端部42向固定部41的厚度方向延伸的呈板状的紧固部43。在紧固部43处，将沿固定部41的厚度方向延伸的方向设为宽度方向，将与宽度方向正交的方向设为长度方向。紧固部43具有在宽度方向上位于固定部41的相反侧的宽度方向第一端部43c。在宽度方向第一端部43c以交替地配置的方式形成有：沿宽度方向延伸的多个(在本实施方式中为四个)凸部即第一凸部44～第四凸部47、和沿宽度方向凹入的多个(在本实施方式中为四个)凹部即第一凹部48～第四凹部51。详细而言，第一凸部44、第一凹部48、第二凸部45、第二凹部49、第三凸部46、第三凹部50、第四凸部47、第四凹部51按照该顺序沿紧固部43的长度方向并排设置。在紧固部43的长度方向上，从第一凸部44的与第一凹部48相反的一侧的端部至第二凸部45的第二凹部49侧的端部的尺寸d1，与第四凹部51的尺寸d2大致相同。另外，在紧固部43的长度方向上，从第三凸部46的第二凹部49侧的端部至第四凸部47的第四凹部51侧的端部的尺寸d3，与第二凹部49的尺寸d4大致相同。另外，固定部41的宽度方向以及长度方向与紧固部43的宽度方向以及长度方向不同。

如图3所示，将设置在与第二电池组31相邻的第一电池组21的端部的托架15称为第一托架22。另外，将设置在与第一电池组21相邻的第二电池组31的端部的托架15称为第二托架32。另外，对第一托架22的各部位标注如下的附图标记，即：在图2的托架15的各部位所标注的附图标记的末尾增加“a”，对第二托架32的各部位标注如下的附图标记，即：在图2的托架15的各部位所标注的附图标记的末尾增加“b”。

第一托架22和第二托架32以将固定部41(41a、41b)的长度方向两端边的中点连结的中心轴c(参照图2)为旋转轴，并在相对于彼此旋转180的状态下被固定。由此，第一托架22与第二托架32在相同方向上的凸部与凹部的顺序相反。例如，在第一托架22中，从图3中的上侧开始按照第四凹部51a、第四凸部47a、第三凹部50a、第三凸部46a、第二凹部49a、第二凸部45a、第一凹部48a以及第一凸部44a的顺序排列，先配置凹部。与此相对，在第二托架32中，从图3中的上侧开始按照第一凸部44b、第一凹部48b、第二凸部45b、第二凹部49b、第三凸部46b、第三凹部50b、第四凸部47b以及第四凹部51b的顺序排列，先配置凸部。

第一托架22的紧固部43a具有：长度方向第一端部221(另一方的端部)以及长度方向第二端部222(一方的端部)。在长度方向第一端部221形成有第四凹部51a，在长度方向第二端部222形成有第一凸部44a。第二托架32的紧固部43b具有：长度方向第一端部321(一方的端部)以及第二端部322(另一方的端部)。在长度方向第一端部321形成有第一凸部44b，在长度方向第二端部322形成有第四凹部51b。

第一托架22具有固定于第一电池组21的固定部41a。另外，第二托架32具有固定于第二电池组31的固定部41b。另外，第一托架22的紧固部43a与第二托架32的紧固部43b相邻配置。

而且，第一托架22的第一凸部44a和第二凸部45a插入到第二托架32的第四凹部51b。第一托架22的第一凸部44a和第二凸部45a的组，作为一个插入凸部而发挥功能，第二托架32的第四凹部51b构成为供上述一个插入凸部插入的容纳凹部而发挥功能。第一托架22的第三凸部46a和第四凸部47a插入到第二托架32的第二凹部49b。第一托架22的第三凸部46a和第四凸部47a的组，作为一个插入凸部而发挥功能，第二托架32的第二凹部49b作为供上述一个插入凸部插入的容纳凹部而发挥功能。

同样，第二托架32的第一凸部44b和第二凸部45b插入到第一托架22的第四凹部51a。第二托架32的第一凸部44b以及第二凸部45b的组，作为一个插入凸部而发挥功能，第一托架22的第四凹部51a作为供上述一个插入凸部插入的容纳凹部而发挥功能。第二托架32的第三凸部46b和第四凸部47b插入到第一托架22的第二凹部49a。第二托架32的第三凸部46b以及第四凸部47b的组，作为一个插入凸部而发挥功能，第一托架22的第二凹部49a作为供上述一个插入凸部插入的容纳凹部而发挥功能。

第一凸部44b～第四凸部47b均不插入第一托架22的第一凹部48a以及第三凹部50a，第一凸部44a～第四凸部47a均不插入第二托架32的第一凹部48b以及第三凹部50b。第一凹部48a、48b以及第三凹部50a、50b分别作为紧固用凹部而发挥功能。在第一凹部48a、48b以及第三凹部50a、50b插入有作为紧固部件的螺栓b，通过使该螺栓b螺纹接合于框体11，从而第一电池组21以及第二电池组31固定于框体11。

如上所述，作为一个插入凸部而发挥功能的第一托架22的第一凸部44a以及第二凸部45a的组，插入到第二托架32的第四凹部51b。作为一个插入凸部而发挥功能的第一托架22的第三凸部46a以及第四凸部47a的组，插入到第二托架32的第二凹部49b。即，第一托架22的第一凸部44a以及第二凸部45a插入到同一凹部(第二托架32的第四凹部51b)，第一托架22的第三凸部46a以及第四凸部47a插入到同一凹部(第二托架32的第二凹部49b)。在第一托架22中，在第一凸部44a与第二凸部45a之间形成有第一凹部48a，在第三凸部46a与第四凸部47a之间形成有第三凹部50a。第一托架22的第一凹部48a以及第三凹部50a分别作为供螺栓b插入的紧固用凹部而发挥功能。第一托架22的第一凸部44a以及第二凸部45a分别作为在它们之间形成紧固用凹部的第一插入凸片以及第二插入凸片而发挥功能。同样，第一托架22的第三凸部46a以及第四凸部47a分别作为在它们之间形成紧固用凹部的第一插入凸片以及第二插入凸片而发挥功能。

作为一个插入凸部而发挥功能的第二托架32的第一凸部44b以及第二凸部45b的组，插入到第一托架22的第四凹部51a。作为一个插入凸部而发挥功能的第二托架32的第三凸部46b以及第四凸部47b的组，插入到第一托架22的第二凹部49a。即，第二托架32的第一凸部44b以及第二凸部45b插入到同一凹部(第一托架22的第四凹部51a)，第二托架32的第三凸部46b以及第四凸部47b插入到同一凹部(第一托架22的第二凹部49a)。在第二托架32中，在第一凸部44b与第二凸部45b之间形成有第一凹部48b，在第三凸部46b与第四凸部47b之间形成有第三凹部50b。第二托架32的第一凹部48b以及第三凹部50b分别作为供螺栓b插入的紧固用凹部而发挥功能。第二托架32的第一凸部44b以及第二凸部45b分别作为在它们之间形成紧固用凹部的第一插入凸片以及第二插入凸片而发挥功能。同样，第二托架32的第三凸部46b以及第四凸部47b分别作为在它们之间形成紧固用凹部的第一插入凸片以及第二插入凸片而发挥功能。

接下来，对比较例的托架100进行说明。

如图4所示，比较例的托架100具有矩形平板状的紧固部101。在紧固部101未形成图2所示的凸部44～47以及凹部48～51。紧固部101的宽度方向的尺寸d11，与实施方式的第一托架22以及第二托架32的紧固部43a、43b的宽度方向的尺寸d10(从与固定部41a、41b连接的紧固部43a、43b的基端至凸部44a～47a、44b～47b的前端的尺寸)相同。因此在电池模块16中，比较例的托架100在第一电池组21以及第二电池组31的并排设置方向上所占的尺寸为尺寸d10(尺寸d11)的2倍的长度。另外，在紧固部101形成有供螺栓插通的插通孔101a。

接下来，对本实施方式的电池包10的作用进行说明。

如图3所示，第一托架22的第一凸部44a以及第二凸部45a插入到第二托架32的第四凹部51b，第三凸部46a以及第四凸部47a插入到第二托架32的第二凹部49b。另外，第二托架32的第一凸部44b以及第二凸部45b插入到第一托架22的第四凹部51a，第三凸部46b以及第四凸部47b插入到第一托架22的第二凹部49a。因此，第一托架22以及第二托架32具有在其紧固部43a、43b的宽度方向上相互重合的部分。详细而言，第一托架22的第一凸部44a以及第二凸部45a与第二托架32的第四凹部51b重叠，第一托架22的第三凸部46a以及第四凸部47a与第二托架32的第二凹部49b重叠。同样，第二托架32的第一凸部44b以及第二凸部45b与第一托架22的第四凹部51a重叠，第二托架32的第三凸部46b以及第四凸部47b与第一托架22的第二凹部49a重叠。因此与使用比较例的托架100的情况相比，电池模块16在方型电池12的并排设置方向上的长度短了两个托架22、32的紧固部43a、43b重合的部分的尺寸d20的长度，即，短了插入第四凹部51a、51b的第一凸部44a、44b以及第二凸部45a、45b的尺寸(或插入第二凹部49a、49b的第三凸部46a、46b以及第四凸部47a、47b的尺寸)d20的长度。即，在电池模块16中，第一托架22以及第二托架32在第一电池组21与第二电池组31的并排设置方向上所占的长度，是从尺寸d10的2倍的长度减去尺寸d20所得到的长度。

另外，第一托架22的第二凸部45a与第二托架32的第四凹部51b相互卡止，第一托架22的第三凸部46a以及第四凸部47a与第二托架32的第二凹部49b相互卡止。而且，第二托架32的第二凸部45b与第一托架22的第四凹部51a相互卡止，第二托架32的第三凸部46b以及第四凸部47b与第一托架22的第二凹部49a相互卡止。由此，例如即便螺栓b松动，也会限制第一电池组21以及第二电池组31沿紧固部43的长度方向移动。

因此根据上述实施方式，能够获得如下效果。

(1)在第一电池组21的第一托架22的紧固部43a，交替地形成有第一凸部44a～第四凸部47a以及第一凹部48a～第四凹部51a。在第二电池组31的第二托架32的紧固部43b，交替地形成有第一凸部44b～第四凸部47b以及第一凹部48b～第四凹部51b。第一托架22的第一凸部44a～第四凸部47a插入到第二托架32的第二凹部49b或第四凹部51b。第二托架32的第一凸部44b～第四凸部47b插入到第一托架22的第二凹部49a或第四凹部51a。因此与比较例的托架100相比，能够缩短第一电池组21以及第二电池组31的并排设置方向的长度，进而能够使电池模块16小型化。

(2)第一凸部44a～第四凸部47a与第二凹部49b或第四凹部51a相互卡止，第一凸部44b～第四凸部47b与第二凹部49a或第四凹部51a卡止，从而限制第一电池组21以及第二电池组31向紧固部43a、43b的长度方向移动。因此能够抑制第一电池组21与第二电池组31的位置偏移。

(3)另外，作为第一托架22以及第二托架32，使用相同的托架15。因此能够使第一托架22以及第二托架32的部件通用化，减少部件件数。

(4)在第一托架22的紧固部43a中，在长度方向第一端部221形成有第四凹部51a，在长度方向第二端部222形成有第一凸部44a。在第二托架32的紧固部43b中，在长度方向第一端部321形成有第一凸部44b，在长度方向第二端部322形成有第四凹部51b。因此第一托架22与第二托架32配置为：使得第一托架22的凸部44a～47a以及凹部48a～51a、与第二托架32的凸部44b～47b以及凹部48b～51b的顺序相互相反。因此能够将第一托架22的第一凸部44a～第四凸部47a插入到对置的第二托架32的第二凹部49b或第四凹部51b，将第二托架32的第一凸部44b～第四凸部47b插入到对置的第一托架22的第二凹部49a或第四凹部51b。

(5)供螺栓b插通的第一凹部48a、48b以及第三凹部50a、50b形成为：从紧固部43的宽度方向的一端朝向另一端延伸。因此，即便第一电池组21以及第二电池组31的尺寸存在误差等，也容易将螺栓b紧固于框体11。

另外，实施方式也可以变更如下。

如图5所示，作为第一托架以及第二托架，也可以使用不具有紧固用凹部且交替地形成有容纳凹部61和插入凸部62的托架60。在该情况下，也可以取代紧固用凹部，而在插入凸部62形成贯通孔62a，从而将螺栓b插入于该贯通孔62a并且将螺栓b螺纹接合于框体11。

如图6所示，作为第一托架以及第二托架，也可以使用托架70，该托架70具有多个插入凸部71和多个容纳凹部72、73，且容纳凹部73在紧固部43的长度方向上的尺寸比插入凸部71在紧固部43的长度方向上的尺寸大。容纳凹部73具有紧固部43的长度方向上的第一端部以及第二端部，第一端部与插入到容纳凹部73的插入凸部71的端部抵接，第二端部不与插入凸部71抵接。

作为二次电池也可以使用圆柱型电池、层压型电池。

在实施方式中，在第一托架22的紧固部43a的长度方向第一端部221(另一方的端部)形成有第四凹部51a，在长度方向第二端部222(一方的端部)形成有第一凸部44a，但不局限于此。例如，也可以在第一托架22的紧固部43a的长度方向第一端部221以及长度方向第二端部222的双方形成凸部。在该情况下，在第二托架32的紧固部43b的长度方向第一端部321以及长度方向第二端部322的双方形成凹部。另外，也可以在第一托架22的紧固部43a的长度方向第一端部221以及长度方向第二端部222的双方形成凹部。在该情况下，在第二托架32的紧固部43b的长度方向第一端部321以及长度方向第二端部322的双方形成凸部。

也可以并排设置三个以上的电池组。在该情况下，通过在电池组的相互相邻的端部设置第一托架22和第二托架32，由此能够使电池包10小型化。

第一电池组21的不与第二电池组31对置的一侧的端部以及第二电池组31的不与第一电池组21对置的一侧的端部的托架15，可以是任何形状，例如可以不具有紧固部43，也可以不具有固定部41。另外，在第一电池组21的不与第二电池组31对置的一侧的端部或第二电池组31的不与第一电池组21对置的一侧的端部，也可以不设置托架15。