蓄电模块及搭载有该蓄电模块的电动车辆的制作方法

文档序号:13717617阅读:131来源:国知局
技术领域本发明涉及一种蓄电模块及搭载有该蓄电模块的电动车辆,该蓄电模块具备层叠有多个蓄电池的蓄电池组,且在所述蓄电池组的层叠方向两端配置有一对端板,并且所述一对端板由限制带连结。

背景技术:
通常,已知有一种蓄电模块,其具备层叠有多个蓄电池(蓄电池单体)的蓄电池组(蓄电池模块)。该蓄电模块例如搭载于混合动力车辆、EV等电动车辆,因此通过层叠多个蓄电池而将输出电压设定得较高。在蓄电模块中,在蓄电池的层叠方向两端配置有一对端板,并且所述一对端板由沿着所述蓄电池的侧面而在层叠方向上配置的一对梯形框架紧固连结。例如,专利文献1的蓄电池模块中公开了此种技术。梯形框架通过对金属板进行冲压加工而构成,且为了使冷却风流通而形成有多个狭缝。在梯形框架的上缘及下缘形成有在此处向宽度方向内侧折弯的上部凸缘及下部凸缘。在下部凸缘的上表面上,与各蓄电池对应而设有截面U字状的板簧。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-256466号公报发明要解决的课题然而,梯形框架沿蓄电池的层叠方向延伸而与一对端板紧固连结。因此,当蓄电池的层叠个数变多时,梯形框架在层叠方向上尺寸相当长。因此,由金属板构成的梯形框架存在因振动等而容易向与层叠方向交叉的方向变形这样的问题。由此,例如为了确保所希望的刚性,考虑将梯形框架的厚度设定得较大,但存在蓄电模块整体成为重物且大型化这样的问题。另外,还考虑采用刚性高的分体的框体,不仅在蓄电模块的两端,在中央附近也进行支承来防止上述的变形,但存在部件件数及重量增加这样的问题。

技术实现要素:
本发明用于解决此种问题,其目的在于提供一种能够使用薄壁且轻量的限制带对多个层叠的蓄电池进行可靠地限制,并且能够对所述限制带的变形进行良好地抑制的蓄电模块及搭载有该蓄电模块的电动车辆。用于解决课题的方案本发明的蓄电模块具备层叠有多个矩形形状蓄电池的蓄电池组和在所述蓄电池组的层叠方向两端设置的一对端板。沿着蓄电池组的相互平行的侧面延伸的一对限制带与一对端板连结来限制所述蓄电池组。一对限制带具备:平坦面,其与蓄电池组的侧面平行地延伸;以及折弯部,其从所述平坦面的宽度方向两端弯曲,且沿着所述蓄电池组的角部的形状而向相互接近的方向延伸。并且,在蓄电池组的层叠方向内侧配置有一个以上的中间板,一对限制带中,向相互接近的方向延伸的折弯部彼此或所述折弯部附近的部分与所述中间板连结。另外,优选的是,矩形形状蓄电池具备设有电极端子的第一端面及与所述第一端面相反的一侧的第二端面,一对限制带的折弯部为沿着所述第一端面配置的第一折弯部及沿着所述第二端面配置的第二折弯部。此时,优选的是,第一折弯部构成为比第二折弯部宽度窄,并且,所述第一折弯部与中间板连接。并且,本发明涉及一种搭载有蓄电模块的电动车辆。该电动车辆具备车架,且一对限制带经由托架而固定于所述车架。发明效果根据本发明,一对限制带中,向相互接近的方向延伸的折弯部彼此与在蓄电池组的层叠方向内侧配置的中间板连结。例如,中间板配置在蓄电池组的层叠方向中央附近,从而所述蓄电池组实质上被分割成两部分。因此,限制带的层叠方向的中央附近固定于中间板,所以与所述层叠方向交叉的方向的刚性提高。由此,能够使用薄壁且轻量的限制带对多个层叠的蓄电池进行可靠地限制,并且能够对限制带的变形进行良好地抑制。另外,不需要通过刚性高的分体的框体对蓄电模块的两端及中央附近进行支承,从而能够抑制包含所述蓄电模块的蓄電装置整体的部件件数及重量增加的情况。附图说明图1是本发明的第一实施方式的电动车辆的主要部分立体说明图。图2是装入到所述电动车辆中的蓄电模块的分解立体说明图。图3是构成所述蓄电模块的限制带、端板及中间板的立体说明图。图4是图3的IV-IV线剖视图。图5是具备所述蓄电模块的电池封装体的局部立体说明图。图6是本发明的第二实施方式的电动车辆的主要部分立体说明图。图7是本发明的第三实施方式的电动车辆的主要部分立体说明图。图8是构成本发明的第四实施方式的电动车辆的限制带、端板及中间板的立体说明图。符号说明:10、60、80、100…电动车辆;12、62、82…车架;14a、14b、84a、84b…横梁;16…电池封装体;18、68、86…安装结构;20A、20B…蓄电模块;22…蓄电池;22d、22u…端面;22M…蓄电池组;24…隔板;28a、28b…端板;30a、30b、102a、102b…限制带;32a、32b…电极端子;40、104…中间板;44a…平坦面;44b、44c…折弯部;46…突起部;56、70a、70b、88a、88b…托架;58a、58b…通道构件;64a、64b…侧梁。具体实施方式如图1所示,本发明的第一实施方式的电动车辆(例如混合动力车辆或EV)10通过由电力驱动的电动机(未图示)来行驶。在构成电动车辆10的车架12的一对横梁14a、14b上,经由安装结构18而搭载有电池封装体16。电池封装体16具备多组、例如上下配置的两组蓄电模块20A及蓄电模块20B,所述蓄电模块20A与所述蓄电模块20B串联地电连接。蓄电模块20A与蓄电模块20B同样地构成,以下,仅对所述蓄电模块20A进行详细地说明,对同一构成要素标注同一参照符号,并省略其详细的说明。需要说明的是,箭头A方向表示电动车辆10的车宽方向,箭头B方向表示所述电动车辆10的车长方向,箭头C方向表示所述电动车辆10的车高方向。如图2所示,蓄电模块20A具备将多个蓄电池(蓄电池单体)22沿水平方向(箭头A方向)层叠而成的蓄电池组22M。蓄电池22具有矩形形状,并且在配置成立位姿态的状态下,与具有绝缘性的隔板(支架)24交替地沿箭头A方向层叠。在蓄电池组22M的层叠方向两端,夹设具有隔热功能及绝缘功能的端部支架(或者也可以是隔板24)26a、26b而配置有长方形形状(或正方形形状)的端板28a、28b。端板28a、28b彼此由配置在箭头B方向两侧并沿箭头A方向延伸的一对限制带30a、30b连结,来将蓄电池组22M沿箭头A方向一体地紧固保持。蓄电池22由锂离子蓄电池构成,具有矩形形状、例如长方形(或正方形)。在各蓄电池22的上表面即第一端面22u上,设有正极(或负极)的电极端子32a和负极(或正极)的电极端子32b。各蓄电池22在与第一端面22u相反的一侧具有作为下表面的第二端面22d。彼此相邻的一方的蓄电池22的电极端子32a与另一方的蓄电池22的电极端子32b由母线34电连接。母线34通过对导电性金属、例如铜制的板材进行冲压成形或导电性构件的铸造而一体地构成。如图2及图3所示,端板28a构成为大致平板状,并且在水平方向(箭头B方向)两端形成有向层叠方向外侧折弯的凸缘部36a、36b。在端板28a的重力方向(箭头C方向)两端形成有向层叠方向外侧折弯的凸缘部36c、36d。在凸缘部36a上,沿箭头C方向排列而形成有多个、例如三个孔部38a。在凸缘部36b上,沿箭头C方向排列而形成有多个、例如三个孔部38b。需要说明的是,端板28b与上述的端板28a同样地构成,对同一构成要素标注同一参照符号,并省略其详细的说明。在蓄电池组22M的层叠方向内侧配置有一个以上的中间板40。在第一实施方式中,在蓄电池组22M的层叠方向中央附近配置有单一的中间板40。需要说明的是,例如,为了将蓄电池组22M分割成3部分,可以在所述蓄电池组22M的层叠方向内侧配置两片中间板40。中间板40由金属制板形成,但例如也可以由树脂构件或将该树脂构件与金属构件组合而成的材料形成。如图2所示,中间板40具有与蓄电池22同样的形状,且在上表面形成有两个螺纹孔42a。在中间板40的两侧面上,分别形成有螺纹孔42b和一对螺纹孔42c,这一对螺纹孔42c沿上下夹着所述螺纹孔42b。如图2~图4所示,限制带30a由具有横长形状的板金(金属板)形成。在从蓄电池组22M的层叠方向(箭头A方向)一端观察的正面观察下,限制带30a的截面形状具有“コ”形状。限制带30a具有与蓄电池组22M的侧面平行而沿层叠方向延伸的平坦面44a。在平坦面44a的宽度方向(箭头C方向)两端,设有沿着蓄电池组22M的上下两角部的形状而向所述蓄电池组22M侧延伸的第一折弯部44b及第二折弯部44c。第一折弯部44b沿着各蓄电池22的第一端面22u而配置,另一方面,第二折弯部44c沿着各蓄电池22的第二端面22d而配置。第一折弯部44b的宽度尺寸h1构成为比第二折弯部44c的宽度尺寸h2短(宽度窄)(参照图3及图4)。第一折弯部44b在层叠方向中央附近具有沿着中间板40的上表面向内侧突出的突起部46。在突起部46上形成有与螺纹孔42a同轴的孔部46a。根据需要,例如为了轻量化或蓄电池22的冷却用而导入制冷剂,在平坦面44a上形成有开口部48。在开口部48的边缘部例如设置有内缘翻边(burring)48a。在平坦面44a的层叠方向一端,沿上下形成有三个螺纹孔50a,这三个螺纹孔50a与在端板28a的凸缘部36a上形成的孔部38a位于同轴上。在平坦面44a的层叠方向另一端,沿上下形成有三个螺纹孔50a,这三个螺纹孔50a与在端板28b的凸缘部36a上形成的孔部38a位于同轴上。在平坦面44a的层叠方向中央附近形成有孔部52a和一对孔部52b,所述孔部52a与在中间板40的一方的侧面上形成的螺纹孔42b位于同轴上,所述一对孔部52b与一对螺纹孔42c位于同轴上。需要说明的是,限制带30b与上述的限制带30a同样地构成,对同一构成要素标注同一参考符号,并省略其详细的说明。如图3所示,向在端板28a、28b的凸缘部36a上形成的三个孔部38a中的、上下两个所述孔部38a插入螺栓54a。两个螺栓54a与在限制带30a的层叠方向两端部形成的三个螺纹孔50a中的、上下两个所述螺纹孔50a螺合。同样,向在端板28a、28b的凸缘部36b上形成的三个孔部38b中的、上下两个所述孔部38b插入螺栓54a。两个螺栓54a与在限制带30b的层叠方向两端部形成的三个螺纹孔50a中的、上下两个所述螺纹孔50a螺合。向限制带30a、30b的各孔部52a插入螺栓54b,并且各螺栓54b与在中间板40的两侧面上形成的螺纹孔42b螺合。向在限制带30a、30b的各第一折弯部44b上设置的突起部46的孔部46a插入螺栓54c,且所述螺栓54c与中间板40的螺纹孔42a螺合。如图5所示,蓄电模块20A与蓄电模块20B沿上下相互连接而配置。在蓄电模块20A、20B的一方的侧部上,夹设构成安装结构18的一对托架56而固定有第一通道构件58a。在蓄电模块20A、20B的另一方的侧部上,夹设构成安装结构18的一对托架56而固定有第二通道构件58b。托架56的截面具有大致L字状,且托架56具有螺纹紧固于第一通道构件58a或第二通道构件58b的长条的固定部56a、从所述固定部56a的端部以大致90度弯曲形成的较短的连结部56b。在连结部56b上形成有孔部57。如图1所示,在横梁14a、14b上形成有螺纹孔59。通过将向孔部57插入的螺栓54d与螺纹孔59螺合,从而将托架56固定于横梁14a或横梁14b。在电池封装体16中,蓄电模块20A与蓄电模块20B以沿上下(箭头C方向)配置的状态固定于横梁14a、14b。第一通道构件58a及第二通道构件58b例如为冷却通道。第一通道构件58a及第二通道构件58b借助向在蓄电模块20A、20B的各限制带30a、30b上形成的孔部52b和在中间板40上形成的螺纹孔42c插入的未图示的螺栓等而固定。在第一通道构件58a及第二通道构件58b或托架56上,设有对未图示的配电部件、控制系统部件进行固定的固定机构、例如螺栓和螺母等。在这样构成的蓄电模块20A中,一对限制带30a、30b与一对端板28a、28b连结来限制蓄电池组22M。一对限制带30a、30b中,沿相互接近的方向延伸的第一折弯部44b彼此与在蓄电池组22M的层叠方向内侧配置的中间板40连结。在该情况下,在第一实施方式中,中间板40配置在蓄电池组22M的层叠方向中央附近,将所述蓄电池组22M实质上分割成两部分。而且,通过将螺栓54c插入孔部46a及螺纹孔42a,从而将在第一折弯部44b的层叠方向中央附近设置的突起部46固定于中间板40(参照图3)。需要说明的是,第一折弯部44b与中间板40的固定通过螺纹紧固来进行,但并不限定于此,例如也可以通过焊接来固定。因此,一对限制带30a、30b的层叠方向的中央附近固定于中间板40,所以与层叠方向交叉的方向的刚性提高。由此,能够得到以下这样的效果:能够使用薄壁且轻量的一对限制带30a、30b对多个层叠的蓄电池22进行可靠地限制,并且能够对所述一对限制带30a、30b的变形进行良好地抑制。并且,能够通过一对限制带30a、30b来承受载荷,从而能够分担所述载荷。因此,在一对限制带30a、30b中,能够大幅地提高弯曲刚性。并且,在一对限制带30a、30b中,在设有电极端子32a、32b的第一端面22u上配置具有比较短的宽度尺寸h1的第一折弯部44b,并且一对所述第一折弯部44b固定于中间板40。因此,能够抑制宽度窄的第一折弯部44b的变形,另一方面,能够使第二端面22d侧的第二折弯部44c的宽度尺寸h2有效地缩小。而且,由于能够提高一对限制带30a、30b的刚性,因此如图1及图5所示,能够仅使用托架56就将电池封装体16固定于构成车架12的一对横梁14a、14b。由此,能够得到使安装结构18一举简化且紧凑化这样的效果。另外,第一通道构件58a及第二通道构件58b夹设着托架56而直接固定于蓄电模块20A、20B。因此,不需要通道固定用的专用托架,容易实现结构的简化及成本降低。并且,能够在第一通道构件58a及第二通道构件58b或托架56上设置对未图示的配电部件、控制系统部件进行固定的固定机构。因此,存在也不需要各种部件固定用的托架这样的优点。需要说明的是,在第一实施方式中,通过一对托架56对蓄电模块20A、20B进行一体地支承,但并不限定于此。例如,也可以分别通过单独的托架(将托架56分割为两部分的结构)对各蓄电模块20A、20B进行支承。图6是本发明的第二实施方式的电动车辆(例如,混合动力车辆或EV)60的主要部分立体说明图。需要说明的是,对与第一实施方式的电动车辆10相同的构成要素标注同一参照符号,并省略其详细的说明。另外,在以下说明的第三以后的实施方式中,也同样省略其详细的说明。在构成电动车辆60的车架62的一对侧梁64a、64b上经由安装结构68而搭载有电池封装体16。安装结构68在蓄电模块20A、20B的一方的侧部上具有位于箭头A方向两端而固定的托架70a、70b。托架70a、70b例如经由螺栓54e而固定于侧梁64a、64b。在电池封装体16中,蓄电模块20A与蓄电模块20B以沿水平方向(箭头B方向)配置的状态固定于侧梁64a、64b。蓄电模块20A、20B设定成从第一实施方式的安装姿态(铅垂姿态)旋转了90度的姿态(水平姿态)。在这样构成的第二实施方式中,能够得到与上述的第一实施方式同样的效果。图7是本发明的第三实施方式的电动车辆(例如,混合动力车辆或EV)80的主要部分立体说明图。在构成电动车辆80的车架82的一对横梁84a、84b上经由安装结构86而搭载有电池封装体16。蓄电模块20A、20B设定成长边侧沿水平方向配置的扁平配置,且各自的短边彼此对置而并列。安装结构86具有位于蓄电模块20A的箭头A方向两端而固定的托架88a、位于蓄电模块20B的箭头A方向两端而固定的托架88b。托架88a、88b的截面具有大致L字状,且在上部沿水平方向延伸的连结部90a、90b分别经由两根螺栓54f而固定于横梁84a、84b。在这样构成的第三实施方式中,能够得到与上述的第一及第二实施方式同样的效果。图8是构成本发明的第四实施方式的电动车辆(例如,混合动力车辆或EV)100的限制带102a、102b、端板28a、28b及中间板104的立体说明图。中间板104通过在金属板或树脂板上设置镶嵌螺母而构成。限制带102a、102b未设置第一实施方式的突起部46。向在限制带102a、102b的长度方向中央附近(折弯部附近)设置的孔部52b插入的螺栓(未图示)与中间板104的嵌入螺母(未图示)螺合。在这样构成的第四实施方式中,能够得到与上述的第一实施方式同样的效果。需要说明的是,第四实施方式也能够适用于第二及第三实施方式。
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