结合电池模块以及结合电池组的制作方法

本公开涉及具有结合的多个电池模块的结合电池模块。另外，本公开涉及具有结合的多个电池组的结合电池组。

背景技术：

过去，作为电池组，有专利文献1记载的方案。该电池组具备多个电池模块和外壳。各电池模块具有以相同姿势在厚度方向上以重叠成一列的方式层叠的多个电池单元。各电池模块与其他电池模块无关地独立用螺钉1个1个地安装在外壳的底板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2017-59299号公报

技术实现要素：

在上述电池组中，由于多个电池模块相互独立地1个1个用螺钉紧固在外壳的底板，因此在电池模块相对于外壳的安装中需要大量工时。另外，各电池模块具有很大重量。在此，在上述电池组中，由于多个电池模块相互独立地用螺钉紧固在外壳的底板，因此需要外壳的底板支承各电池模块的重量。因而，需要外壳具有强度，外壳的尺寸以及质量易于变大。

另外，特别在将电池组搭载于车辆并由电池组供给高电力的情况下，必须在产生车辆的碰撞等而对电池组施加冲击的情况下也可靠地防止高电压布线短路。其结果，由于该理由，外壳的刚性也易于变大，外壳的尺寸以及质量也易于增大。

因此，本公开的目的在于，提供电池模块的设置容易且还易于实现轻量化和尺寸降低的结合电池模块以及结合电池组。

本公开所涉及的结合电池模块将第1电池模块和第2电池模块用结合部件结合而成，第1电池模块以及第2电池模块各自具有：电池层叠体，包含在厚度方向上以重叠成一列的方式层叠的多个大致长方体状的方形电池；一侧约束构件，对电池层叠体的与层叠方向正交的正交方向的一侧进行约束，以使得各方形电池的正交方向的一侧侧面大致位于同一平面上；另一侧约束构件，对电池层叠体的正交方向的另一侧进行约束，以使得各方形电池的正交方向的另一侧侧面大致位于同一平面上；一侧端板，通过与电池层叠体的层叠方向的一侧的端面抵接来对电池层叠体的层叠方向的一侧进行约束；和另一侧端板，通过与电池层叠体的层叠方向的另一侧的端面抵接来对电池层叠体的层叠方向的另一侧进行约束，结合部件将第1电池模块的一侧端板和第2电池模块的另一侧端板结合。

另外，本公开所涉及的结合电池组将第1电池组和第2电池组用结合部件结合而成，第1电池组以及第2电池组各自具有：多个电池层叠体，该多个电池层叠体配置成多列，各电池层叠体包含在厚度方向上以重叠成一列的方式层叠的多个大致长方体状的方形电池；共有约束构件，设置于在与层叠方向正交的正交方向上相邻的各2个电池层叠体之间，对2个电池层叠体当中的一个电池层叠体的另一个电池层叠体侧的侧面和另一个电池层叠体的一个电池层叠体侧的侧面进行约束；外侧约束构件，对多个电池层叠体当中位于正交方向的两端的电池层叠体的正交方向的外侧进行约束；一体的一侧端板，对多个电池层叠体的层叠方向的一侧进行约束；和一体的另一侧端板，对多个电池层叠体的层叠方向的另一侧进行约束，结合部件将第1电池组的一侧端板和第2电池组的另一侧端板结合。

根据本公开所涉及的结合电池模块以及组，电池模块的设置容易，还易于实现轻量化和尺寸降低。

附图说明

图1是本公开的一个实施方式所涉及的结合电池组的立体图。

图2是结合电池组的一部分的立体图，是结合电池组中所含的结合电池模块的一部分的立体图。

图3是从侧方观察结合电池模块的一部分时的图。

图4是表示变形例的电池组的接合部周边的结构的示意图。

图5的其他变形例的电池模块的一部分的立体图。

图6是进一步的变形例的结合电池组的一部分的截面图。

图7是图6所示的结合电池组的一部分的俯视图。

具体实施方式

以下，参考附图来详细说明本公开所涉及的实施方式。另外，在以下包含多个实施方式、变形例等的情况下，最初就设想可适当组合这些特征部分来构建新的实施方式。另外，在以下的实施例的说明以及附图中，x方向表征方形电池的层叠方向，与方形电池的厚度方向一致。另外，y方向表征与层叠方向正交的正交方向。另外，z方向表征方形电池的高度方向，与电池模块的高度方向一致，也与电池组的高度方向一致。x方向、y方向以及z方向相互正交。

图1是本公开的一个实施方式所涉及的结合电池组1的立体图。如图1所示那样，该结合电池组1具备2个相同的第1以及第2电池组20、40和结合部件53。第1电池组20的x方向的一侧的端部和第2电池组40的x方向的另一侧的端部相互接合，构成结合电池组1。关于结合电池组1的结合结构，以下详细进行说明。另外，根据第1电池组20的说明而省略第2电池组40的说明。

另外，本公开的结合电池组可以不具备外壳，也可以具备外壳。在结合电池组具备外壳的情况下，图1所示的结构成为收容在外壳内的结合电池组主体。外壳例如包含底板和盖构件，底板在俯视下具有大致矩形的形状，盖构件仅z方向的一侧开口，且划定大致长方体状的凹部。结合电池组主体载置于底板的上表面，盖构件将结合电池组主体收容在其凹部而将结合电池组主体罩上。在该状态下，将盖构件用紧固构件、粘接剂等固定手段固定于底板。如此地，将结合电池组主体配置于壳体内。结合电池组主体也可以不固定于底板，但若将结合电池组主体的几个部位优选4个角部紧固在底板，就能提高结合电池组的刚性，并且能正确地执行结合电池组主体的定位，因而优选。或者，若将结合电池组主体紧固在车辆框架，就能提高车辆框架的刚性，因而优选。

第1电池组20具有多个电池层叠体22、多个共有约束构件23、2个外侧约束构件24、一侧端板25以及另一侧端板26。多个电池层叠体22配置成多列，各电池层叠体22包含以相同姿势没有间隙地在x方向上以重叠成一列的方式层叠的多个大致长方体状的方形电池18。各方形电池18例如是锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等能充电的二次电池，主表面被收缩管等绝缘片被覆。另外，在图1中，第1电池组20具有配置成3列的电池层叠体22，但电池组也可以具有配置成2列的电池层叠体，还可以具有配置成4列以上的电池层叠体。另外，电池层叠体22可以包含与多个方形电池18交替层叠的树脂制的多个隔板(未图示)，可以通过隔板将相邻的方形电池18间绝缘。

各共有约束构件23设置于y方向上相邻的各2个电池层叠体22之间。共有约束构件23是长条的平板状的板构件，在x方向上延伸。共有约束构件23的长边方向与x方向一致，共有约束构件23的宽度方向与z方向一致。各共有约束构件23对y方向上相邻的2个电池层叠体22当中的一个电池层叠体22的另一个电池层叠体22侧的侧面和另一个电池层叠体22的一个电池层叠体22侧的侧面进行约束。

各外侧约束构件24对多列电池层叠体22当中位于y方向的两端的电池层叠体22的y方向的外侧进行约束。外侧约束构件24是长条的平板状的板构件，在x方向上延伸。外侧约束构件24的长边方向与x方向一致，外侧约束构件24的宽度方向与z方向一致。

一侧端板25对多列电池层叠体22的x方向的一侧进行约束。一侧端板25是俯视下大致矩形的平板状的板构件，在y方向上延伸。一侧端板25的长边方向与y方向一致，一侧端板25的宽度方向与z方向一致。一侧端板25由在z方向上空开间隔配置的多个螺钉30固定在外侧约束构件24的x方向的一侧的端面，由在z方向上空开间隔配置的多个螺钉31固定在各共有约束构件23的x方向的一侧的端面。

另一侧端板26对多列的电池层叠体22的x方向的另一侧进行约束。另一侧端板26是俯视下大致矩形的平板状的板构件，在y方向上延伸。另一侧端板26的长边方向与y方向一致，另一侧端板25的宽度方向与z方向一致。另一侧端板26由在z方向上空开间隔配置的多个螺钉33固定在外侧约束构件24的x方向的另一侧的端面，由在z方向上空开间隔配置的多个螺钉34固定在各共有约束构件23的x方向的另一侧的端面。

通过全部共有约束构件23和2个外侧约束构件24相对于一侧以及另一侧端板25、26进行固定，来将配置成多列的多个电池层叠体22、全部共有约束构件23、2个外侧约束构件24、一侧端板25以及另一侧端板26一体接合而合并。位于y方向的端的电池层叠体22由共有约束构件23、外侧约束构件24、一侧端板25以及另一侧端板26没有间隙地将周围包围，将x方向的给定的夹紧压力赋予给电池层叠体22。因而，电池层叠体22的变形、膨胀通过该夹紧压力而得到抑制。另外，位于y方向的端以外的电池层叠体22由2个共有约束构件23、一侧端板25以及另一侧端板26没有间隙地将周围包围，将x方向的给定的夹紧压力赋予给电池层叠体22。因而，在该情况下，电池层叠体22的变形、膨胀也通过该夹紧压力而得到抑制。

然而，电池层叠体22也可以包含配置于x方向的一端的方形电池18与一侧端板25之间来将一端的方形电池18与一侧端板25的间隙填埋的间隔物(未图示)。另外，电池层叠体22也可以包含配置于x方向的另一端的方形电池18与另一侧端板26之间来将另一端的方形电池18与另一侧端板26的间隙填埋的间隔物(未图示)。由此，能在层叠方向上可靠地固定电池层叠体22，并且能使一侧以及另一侧端板25、26紧贴固定在全部共有约束构件23和2个外侧约束构件24的各端面。优选地，间隔物具有弹性。在该情况下，即使x方向的端的方形电池18与一侧以及另一侧端板25、26当中的至少一方的间隙的尺寸有变化，也能通过间隔物容易地将x方向的端的方形电池18与一侧以及另一侧端板25、26当中的至少一方的间隙填埋而可靠地固定各电池层叠体22，并且能使一侧以及另一侧端板25、26紧贴固定在全部共有约束构件23和2个外侧约束构件24的端面。

第1电池组20和第2电池组40配设成第1电池组20的一侧端板25与第2电池组40的另一侧端板95对置。第1电池组20的一侧端板25的结构与第2电池组40的另一侧端板95的结构相同，第1电池组20和第2电池组40关于x方向相互反向配置。

各端板25、95具有向x方向外侧突出并且在y方向上延伸的2个板状的突出部25a、95a，2个板状的突出部25a、95a在z方向上空开间隔配置。一侧端板25的一个突出部25a配置在与另一侧端板95的一个突出部95a相同的高度，一侧端板25的另一个突出部25a配置在与另一侧端板95的另一个突出部95a相同的高度。一侧端板25的一个突出部25a构成第1一侧突出部，一侧端板25的另一个突出部25a构成第1另一侧突出部。另外，另一侧端板95的一个突出部95a构成第2一侧突出部，另一侧端板95的另一个突出部95a构成第2另一侧突出部。一侧端板25的一个突出部25a的前端面与另一侧端板95的一个突出部95a的前端面对顶，一侧端板25的另一个突出部25a的前端面与另一侧端板95的另一个突出部95a的前端面对顶。通过该突出部25a、95a彼此的对顶，能精密地执行一侧以及另一侧端板25、95的x方向的定位。

结合部件53由板件83、螺钉84以及螺钉85构成。板件83横跨2个突出部25a、95a地配置在对顶的各2个突出部25a、95a的z方向外侧。一个板件83构成一侧板件，另一个板件83构成另一侧板件。螺钉84将一个板件83固定在一个突出部25a，螺钉85将一个板件83固定在一个突出部95a。螺钉84构成第1一侧紧固构件，螺钉85构成第2一侧紧固构件。另外，虽未图示，但另一个板件83通过第1另一侧紧固构件而固定在另一个突出部25a，另一个板件83通过第2另一侧紧固构件而固定在另一个突出部95a。其结果，将第1电池组20的一侧端板25和第2电池组40的另一侧端板95接合，将第1电池组20和第2电池组40一体地合并。

通过该合并，在第1电池组20与第2电池组40的接合部，在2对对顶的2个突出部25a、95a的z方向之间构成具有大致矩形的截面的室98。另外，说明了使一侧端板25的一对突出部25a和另一侧端板95的一对突出部95a对顶的情况。但是，一侧端板的突出部和另一侧端板的突出部也可以以在x方向上空开间隔的状态对置。

在图1所示的示例中，各方形电池18的正极以及负极双方设置于z方向上侧的端部。电池层叠体22中所含的多个方形电池18例如经由未图示的汇流条而串联地电连接，结合电池组1中所含的多个电池层叠体22经由未图示的汇流条而并联地电连接。在室98内收容用于从结合电池组1对电动发电机等供给电力的高压线缆(未图示)，即所谓的线束。另外，电池层叠体中所含的多个方形电池也可以并联地电连接，结合电池组中所含的多个电池层叠体也可以串联地电连接。另外，第1电池组和第2电池组可以串联地电连接，也可以并联地电连接。

图2是结合电池组1的一部分的立体图，是结合电池组1中所含的结合电池模块50的一部分的立体图。另外，图3是从侧方观察结合电池模块50的一部分时的图。

如图2所示那样，结合电池模块50具备第1电池模块70、第2电池模块80以及结合部件53。第1电池模块70与第2电池模块80相同。另外，如上述那样，结合部件由板件83、螺钉84以及螺钉85构成，将第1电池模块70的一侧端板25和第2电池模块80的另一侧端板95结合。根据第1电池模块70的说明而省略第2电池模块80的说明。另外，第1电池模块70与第2电池模块80的结合结构的说明也根据上述的第1电池组20与第2电池组40的结合结构的说明而省略。

第1电池模块70具备上述的电池层叠体22、一侧约束构件23a、另一侧约束构件23b、一侧端板25以及另一侧端板26(参考图1)。一侧约束构件23a对电池层叠体22的y方向的一侧进行约束，使得各方形电池18的y方向的一侧侧面大致位于同一平面上。另外，另一侧约束构件23b对电池层叠体22的y方向的另一侧进行约束，使得各方形电池18的y方向的另一侧侧面大致位于同一平面上。一侧端板25通过与电池层叠体22的x方向的一侧的端面抵接来约束电池层叠体22的x方向的一侧，另一侧端板26通过与电池层叠体22的x方向的另一侧的端面抵接来约束电池层叠体22的x方向的另一侧。

在存在于y方向的端以外的第1电池模块70中，一侧以及另一侧约束构件23a、23b各自与设置于y方向上相邻的各2个电池层叠体22之间的共有约束构件23(参考图1)一致。另外，在位于y方向的端的第1电池模块70中，一侧约束构件和另一侧约束构件的一方与共有约束构件23一致，一侧约束构件和另一侧约束构件的另一方与外侧约束构件24(参考图1)一致。在y方向上重叠地配设的全部第1电池模块70共有同一一侧端板25和同一另一侧端板26(参考图1)。

根据上述实施方式，将第1电池模块70和第2电池模块80合并。因此，能进行多个电池模块70、80的一体的处理，施工性提升，电池模块的设置变得容易。

另外，将第1电池模块70的一侧端板25和第2电池模块80的另一侧端板95接合。因此，能通过第1以及第2电池模块70、80的刚性高的结合部97将图2以及图3中箭头a、b所示的第1以及第2电池模块70、80想要膨胀的力吸收而封锁。因此，不管是结合电池组1不需要外壳的情况，还是结合电池组具备外壳的情况，外壳都不需要承担电池模块70、80间的刚性，能减小外壳的刚性，能降低外壳的板厚。因而，能实现结合电池模块50的轻量化和尺寸降低，进而能实现结合电池组1的轻量化和尺寸降低。

另外，在结合电池组具备外壳的情况下，图1中参考编号1所示的结构成为收容于外壳内的结合电池组主体，但该结合电池组主体不需要固定在外壳。其中，若将结合电池组主体的2个以上的部位优选4角、结合电池组主体的各边的多个部位固定在外壳的底板，则结合电池组的刚性就会变高，因而优选。或者，若将结合电池组主体紧固在车辆框架，就能提高车辆框架的刚性，因而优选。

另外，第1电池组20的一侧端板25和第2电池组40的另一侧端板95各自具有在x方向上突出的一对突出部25a、95a，2对对顶的2个突出部25a、95a经由板件83用螺钉84、85接合。因此，能用板件83对第1电池组20与第2电池组40的结合结构进行加固，能进一步加大接合结构的强度以及刚性。因而，能实现结合电池组1的进一步的轻量化和尺寸降低。

另外，在2对对顶的2个突出部25a、95a的z方向之间构成具有大致矩形的截面的室98，在上述室98内收容用于从结合电池组1对电动发电机等供给电力的高压线缆。因此，通过该收容，能保护高压线缆。因而，即使对结合电池组1施加冲击而使结合电池组1变形，也能可靠地防止高压线缆的断线、短路，因此能降低结合电池组1的刚性。其结果，由于该理由，也能降低各构件、外壳的尺寸、质量，能实现进一步的结合电池组1的轻量化和尺寸降低。

进而，各共有约束构件23设置于y方向上相邻的各2个电池层叠体22之间，由y方向上相邻的各2个电池层叠体22共有。因此，与按每个电池层叠体独立地用一对专用的束缚条来约束各电池层叠体的两侧方部的情况相比，能削减构件件数，还能降低y方向的尺寸。因而，由于该理由，也能实现结合电池组1的轻量化和尺寸降低。

另外，本公开并不限定于上述实施方式及其变形例，能在本申请的权利要求书记载的事项及其均等的范围内进行各种改良、变更。

例如，在上述实施方式中，将2个电池组即第1电池组20和第2电池组40结合来构成结合电池组1。但是，也可以通过将各电池组具有在y方向上重叠的多个电池层叠体这样的3个以上的电池组结合来构成结合电池组。

另外，说明了在第1电池组20与第2电池组40的接合部构成具有大致矩形的截面的室98的情况。但是，也可以如图4即表示变形例的电池组101的接合部周边的结构的示意图所示的那样，第1电池组120的一侧端板125具有向x方向的一侧突出并且在y方向上延伸的1个突出部125a，第2电池组140的另一侧端板195具有向x方向的另一侧突出并且在y方向上延伸的1个突出部195a。

并且，突出部125a和突出部195a可以具有在z方向上相互不同地配置且从z方向观察时重叠的部分。并且，可以通过用作为突出部间紧固构件的螺钉183将从z方向观察时重叠的部分进行紧固，来将一侧端板125和另一侧端板195接合，将第1电池组120和第2电池组140结合。

另外，在该情况下，可以如图4所示那样，一侧端板125的突出部125a具有向z方向的一侧突出并且与另一侧端板195的突出部195a的前端接触从而限制突出部195a的x方向的移动的z方向突出部175。另外，另一侧端板195的突出部195a可以具有向z方向的另一侧突出并且与一侧端板125的突出部125a的前端接触从而限制突出部125a的x方向的移动的z方向突出部176。如此一来，能正确地执行一侧以及另一侧端板125、195的x方向的定位，因而优选。

另外，可以如图5即其他变形例的电池模块250的一部分的立体图所示那样，一侧以及另一侧约束构件223a、223b各自包含从z方向观察时与方形电池288的长边方向的端部重叠的长条的板状的z方向移动限制部225a、225b。如此地，能可靠地防止各方形电池288在z方向上从电池模块250脱离。

另外，也可以如图6即进一步的变形例的结合电池组301的一部分的截面图所示那样，在结合电池组301中，还在配设于x方向的外侧的另一侧端板326设置向x方向外侧突出的1个以上的肋328。如此地，可以提高结合电池组301的刚性。另外，如图6所示那样，在变形例的结合电池组301中，也是第1电池组320的一侧端板330的1对突出部345与第2电池组340的另一侧端板331的1对突出部385对顶。并且，由4个突出部345、345、385、385和与yz平面大致平行扩展的两侧面来划定xz切断面中的截面形状为矩形的室389。结合电池组301包含将其电力供给到外部设备的高压线缆388，高压线缆388收容在室389。

另外，也可以如图7即图6所示的结合电池组301的一部分的俯视图所示那样，通过在y方向上延伸的板件380将第1电池组320的一侧端板330的突出部345和第2电池组340的另一侧端板331的突出部385接合。并且，可以如图7所示那样，在将一侧以及另一侧端板330、331固定在约束构件390、391的螺钉381、382所存在的y方向的位置上，使板件380的宽度比该位置以外的部位的宽度窄，可以在从z方向上侧观察时，使板件380不与螺钉381、382重叠。螺钉381构成一侧端板用紧固构件，螺钉382构成另一侧端板用紧固构件。如此一来，能在用螺钉381、382将约束构件390、391固定在一侧以及另一侧端板330、331后，用板件380将2个突出部345以及突出部385固定，结合电池组301的形成就会很容易，因而优选。另外，优选地，对每个接合电池模块，用2个以上的螺钉383将板件380与突出部345接合，并且用2个以上的螺钉384将板件380与突出部385接合。但是，将板件380的2角用2个螺钉383与突出部385接合并且将板件380剩下的2角用2个螺钉384与突出部385接合即可。

附图标记说明

1、301结合电池组

18、228方形电池

20、120、320第1电池组

22电池层叠体

23共有约束构件

24外侧约束构件

23a、223a一侧约束构件

23b、223b另一侧约束构件

25、330一侧端板

25a第1突出部

26、326另一侧端板

40、140、340第2电池组

50、250结合电池模块

70第1电池模块

80第2电池模块

83、380板件

84螺钉(第1一侧紧固构件)

85螺钉(第2一侧紧固构件)

95、331第2电池组的另一侧端板

95a第2突出部

98室

183螺钉(突出部间紧固构件)

381螺钉(一侧端板用紧固构件)

382螺钉(另一侧端板用紧固构件)

x方向层叠方向(厚度方向)

y方向正交方向

z方向高度方向