CN102844907B - 电池模组及其制造方法 - Google Patents

Abstract

电池模组（10）具备在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池（14）和具有分别收纳多个单电池（14）的多个筒状的收纳部（16）的支架（18），在单电池（14）的槽部中分别设置与收纳部（16）抵接的弹性部件（12），单电池（14）经由弹性部件（12）固定在支架（18）的收纳部（16）中。

Description

电池模组及其制造方法

技术领域

本发明涉及具备多个单电池的电池模组（module）及其制造方法。

背景技术

近年来，随着电子设备的多样化，需求将高容量、高电压、高输出且安全性高的电池或多个单电池收纳到一个框体中而成的电池模组。

电池模组大多作为混合动力车（hybrid electric vehicle：HEV）等移动体用的电源使用。在电池模组中包含的单电池的保持固定仅依赖于各单电池与连接端子的焊接的情况下，若对该部分施加移动体的行驶中的强振动及冲击，则有可能产生连接端子的变形，或者单电池与连接端子的焊接部脱落。

因此，在以往的电池模组中，在构成保持板（电池支架）的2个以上的保持框上设置保持单电池的端部的电池保持部，在电池保持部中配置吸收振动及冲击的振动冲击吸收部。并且，将单电池组装入保持框中后，将上述保持框彼此结合，从而在单电池的上端部与电池保持部之间、及单电池的下端部与电池保持部之间配置振动冲击吸收部，使电池模组的耐振性提高（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-040243号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，就专利文献1中公开的技术而言，当在单电池的上端部与电池保持部之间、及单电池的下端部与电池保持部之间配置振动冲击吸收部时，需要使2个以上的保持框结合。因此，需要很多部件，妨碍电池模组的小型化，制造工序也变得繁杂，产生生产率恶化的问题。

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其主要目的在于，提供能够通过更少的部件容易地提高耐振性的电池模组及其制造方法。

用于解决问题的手段

为了达成上述的目的，本发明将电池模组设计成在单电池的侧面的槽部安装弹性部件的构成。

具体而言，本发明所述的电池模组具备：在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池、和具有分别收纳多个单电池的多个筒状的收纳部的支架，在单电池的槽部设置分别与收纳部抵接的弹性部件，单电池经由弹性部件被固定在支架的收纳部中。

根据本发明所述的电池模组，由于在单电池的侧面形成槽部，在该槽部设置弹性部件，所以能够将单电池经由弹性部件固定在支架的收纳部中，能够通过弹性部件降低对单电池的振动及冲击，所以能够提高耐震性。进而，由于不需要特别的部件，所以非常容易，能够提高生产率。

本发明所述的第1电池模组的制造方法具备以下工序：准备在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池、及具有分别收纳多个单电池的多个筒状的收纳部的支架的工序；在多个单电池的各自的槽部设置弹性部件的工序；边将弹性部件压接到支架的收纳部的内壁上，边将多个单电池压入收纳部中的工序。

根据本发明所述的第1电池模组的制造方法，由于在单电池的侧面的槽部设置弹性部件，边将弹性部件压接到支架的收纳部的内壁上，边将多个单电池压入收纳部中，所以能够将单电池经由弹性部件固定到支架的收纳部中。由此，能够通过弹性部件降低对单电池的振动及冲击，所以能够提高电池模组的耐震性。进而，由于不需要特别的部件，所以非常容易，能够提高生产率。

本发明所述的第2电池模组的制造方法具备以下工序：准备在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池、及具有分别收纳多个单电池的多个筒状的收纳部的支架的工序；在多个单电池的各自的槽部设置弹性部件的工序；将多个单电池插入支架的收纳部中的工序；通过将多个单电池沿轴向按压而缩小槽部的轴向的宽度，从而使弹性部件按照在槽部内被夹压而向单电池的径向外侧展开的方式发生变形，将单电池固定在支架的收纳部中的工序。

根据本发明所述的第2电池模组的制造方法，由于在单电池的侧面的槽部设置弹性部件，将多个单电池插入支架的收纳部中，使弹性部件按照在槽部内被夹压而向单电池的径向外侧展开的方式发生变形，所以能够将单电池经由弹性部件固定在支架的收纳部中。由此，能够通过弹性部件降低对单电池的振动及冲击，所以能够提高耐震性。进而，由于不需要特别的部件，所以非常容易，能够提高生产率。进而，由于在将单电池收纳到支架中后，使弹性部件按照向单电池的径向外侧展开的方式发生变形，所以将单电池收纳到支架中的工序变得更加容易。

发明的效果

根据本发明所述的电池模组及其制造方法，能够容易地将单电池固定在支架的收纳部中，能够降低对单电池的振动及冲击，能够得到耐震性高的电池模组。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所述的电池模组的单电池的剖视图。

图2是表示本发明的一个实施方式所述的电池模组的构成的分解立体图。

图3是表示本发明的一个实施方式所述的电池模组的剖视图。

图4是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的电池模组的单电池的剖视图。

图5是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的电池模组的制造方法的一个工序的剖视图。

图6是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的电池模组的制造方法的一个工序的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，在不脱离发挥本发明的效果的范围的范围内，可以进行适当变更。

首先，参照图1对本发明的一个实施方式所述的电池模组中使用的单电池进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式所述的电池模组的单电池的剖视图。

如图1所示那样，单电池14的筒状的电池壳20的开口部经由垫圈22被封口板24密封。另外，本实施方式中，所谓“筒状”是指在轴向具备中空部的形状，其剖面形状没有特别限定，例如包括圆形、椭圆形及四方形等。即，单电池14除了可以是圆筒形电池以外，也可以是方形电池等。

正极板26和负极板28隔着隔膜30卷绕而构成的电极组32与非水电解质一起被收纳在电池壳20内。这里，使用非水电解质，但并不限定于此，例如也可以使用水溶液系的电解质等。正极板26经由正极引线34与兼作正极端子的封口板24连接。此外，负极板28经由负极引线与兼作负极端子的电池壳20的底部连接。另外，在封口板24上形成开放部24a，当单电池14中产生异常气体时，异常气体从开放部24a向电池壳20外排出。

单电池14中，通过电池壳20的一部分向内侧弯曲，从而在侧面形成环状的槽部36。在槽部36安装环状的弹性部件12。环状的弹性部件12例如可以使用O环等。另外，槽部36及弹性部件12并不限定于上述的形状，例如，槽部36也可以不是环状而是沿周向延伸的槽部，弹性部件12只要是能够设置在槽部36中的形状即可。此外，弹性部件12的材料没有特别限制，优选由树脂构成，例如可以使用聚苯乙烯、聚丙烯、聚苯醚、四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯-二烯橡胶、尼龙、聚甲醛及硅酮等。

接着，参照图2对本实施方式所述的电池模组的构成进行说明。图2是表示本发明的一个实施方式所述的电池模组的构成的分解立体图。

如图2所示那样，本实施方式所述的电池模组10具备：在侧面安装有弹性部件12的筒状的多个单电池14、和具有分别收纳多个单电池14的筒状的多个收纳部16的支架18。多个单电池14分别被收纳在支架18的收纳部16中，从而形成本实施方式的电池模组10。这里，收纳部16的形状可以根据所收纳的单电池14的形状适当决定，本实施方式中由于使用圆筒状的单电池14，所以使用圆筒状的收纳部16，但并不限定于此，只要是能够收纳单电池14的形状即可。

图2所示的支架18例如一体形成。这样形成的话，由于在1个部件中固定单电池，所以能够容易地进行制造工序，且能够提高支架的耐久性。此外，支架18例如通过铝（Al）或铝合金形成。作为铝合金，只要轻量且具有良好的导热性，则没有特别限定，例如可以使用Al-镁（Mg）系合金、Al-Mg-硅（Si）系合金、Al-锌（Zn）-Mg系合金、Al-Zn-Mg-铜（Cu）系合金等。这样的话，当单电池14产生异常而发热时，能够将该热放出，能够防止电池模组10的燃烧等。

接着，参照图3对本发明的一个实施方式所述的电池模组中的收纳部内的单电池的固定进行说明。图3是表示本发明的一个实施方式所述的电池模组的剖视图。

如图3所示那样，在本实施方式所述的电池模组10中，支架18的收纳部16具有比单电池14的直径大的直径，具有比设置在单电池14的槽部36中的弹性部件12的外径小的直径。因此，若将安装有弹性部件12的单电池14收纳到收纳部16中，则在收纳部16的内壁与单电池14之间产生间隙，但弹性部件12发生变形而与收纳部16的内壁抵接。由此，单电池14被固定在支架18的收纳部16中。另外，对于单电池14的发热，为了提高放热性，收纳部16与单电池14之间的间隙优选较小。

另外，图3中，以正极为上侧将单电池14收纳在收纳部16中，但并不限定于此，也可以以负极为上侧将单电池14收纳在收纳部16中。

根据本发明的一个实施方式所述的电池模组10，由于在单电池14的槽部36形成弹性部件12，所以能够容易地将单电池14固定在支架18中，并且能够降低对单电池14的振动及冲击。

接下来，对本发明的一个实施方式所述的电池模组的制造方法进行说明。

首先，准备在侧面具有槽部36的筒状的多个单电池14、和具有筒状的多个收纳部16的支架18。如上所述，槽部36例如为环状的槽部，但并不限定于此。此外，支架18例如由铝等具有导热性的材料构成，可以使用一体形成的支架。

接着，在多个单电池14的各槽部36中设置例如为环状的弹性部件12。此时，弹性部件12从单电池14的侧面向径向外侧突出。这里，按照单电池14的外径比支架18的收纳部16的直径小、设置在单电池14的槽部36中的弹性部件12的外径比收纳部16的直径大的方式形成各部件。

接着，边将弹性部件12压接到支架18的收纳部16的内壁上，边将多个单电池14压入收纳部16中。另外，如上所述，以正极为上侧将各单电池14收纳到收纳部16中，也可以以负极为上侧。由于设置在单电池14的槽部36中的弹性部件12的外径比收纳部16的直径大，所以在弹性部件12与收纳部16之间产生弹性应力，由此，单电池14被固定在支架18的收纳部16中。

根据本实施方式所述的电池模组及其制造方法，能够容易地将单电池固定在支架的收纳部中，能够降低对单电池的振动及冲击，所以能够得到耐震性高的电池模组。

在本发明的一个实施方式中，由于设置在单电池14的槽部36中的弹性部件12的外径比收纳部16的直径大，所以需要将单电池14压入收纳部16中，参照图4～图6对能够在不进行压入的情况下将单电池14插入收纳部16中的本发明的一个实施方式的变形例进行说明。另外，本变形例中，对与上述的一个实施方式相同的部件附上相同的符号，省略其说明。图4是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的电池模组的单电池的剖视图。图5及图6分别是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的电池模组的制造方法的一个工序的剖视图。

首先，如图4所示那样，准备弹性部件12被安装在槽部36中的单电池14。这里，本变形例中，由于未如上所述将单电池14压入收纳部16中，所以没有必要像图1所示的一个实施方式的单电池14那样，在槽部36中牢固地安装弹性部件12。

接着，如图5所示那样，在以平板状形成的第1模具38上载置支架18。然后，在载置的支架18的各收纳部16中收纳弹性部件12被安装在槽部36中的各单电池14。这里，本变形例中，按照单电池14的设置有弹性部件12的部分的外径比收纳部16的直径小的方式构成。因此，将单电池14插入收纳部16中时，弹性部件12与收纳部16的接触很少，能够将安装有弹性部件12的单电池14容易地收纳到收纳部16中。另外，此时按照收纳到支架18的收纳部16中的单电池14的上表面的高度比支架18的上表面的高度高的方式构成。另外，本变形例中，由于以正极为上侧将单电池14插入收纳部16中，所以单电池14的上表面具体而言为正极端子的上表面。但是，如上所述，也可以以负极端子为上侧，将单电池14插入收纳部16中。

然后，将单电池14及收纳有单电池14的支架18通过由第1模具38和第2模具40构成的按压部件50沿单电池14的轴向同时按压。这里，第2模具40由以平板状形成的平板部42和形成于平板部的下表面的圆筒部44构成。按照圆筒部44与单电池14的电池壳20的上表面接触、在圆筒部44彼此之间的空洞部嵌入正极端子的方式设计。此外，按照第2模具40的平板部42的下表面与单电池14的正极端子的上表面及支架18的上表面接触的方式构成。

将按压单电池14的状态示于图6中。如图6所示那样，若通过按压部件50按压单电池14及收纳单电池14的支架18，则单电池14沿轴向被压缩。具体而言，槽部36的轴向的宽度缩小，由此，设置在槽部36中的弹性部件12按照在槽部36内被夹压而向单电池14的径向外侧展开的方式发生变形。其结果是，弹性部件12与收纳部16的内壁抵接，通过弹性部件12将单电池14固定在支架18的收纳部16中。

此外，第2模具40由于按照平板部42的下表面与单电池14的正极端子的上表面及支架18的上表面接触的方式构成，所以若以第1模具38和第2模具40按压收纳有单电池14的支架18，则即使设置在支架18上的多个收纳部16的深度有不均，收纳在各收纳部16中的各单电池14的正极端子的上表面的高度与支架18的上表面的高度也变得相同。这样的话，在后面将单电池14的正极端子彼此用汇流条等连接时能够降低连接不良。另外，本变形例中，使用上述那样构成的按压部件50，使得各单电池14的正极端子的上表面的高度与支架18的上表面的高度相同，但并不特别地限于此，例如使用平板状的按压部件，按照仅各单电池14的上表面彼此的高度相同的方式，将各单电池14按压至规定的高度为止也可得到同样的效果。此外，当没有必要使各单电池14的上表面的高度相同时，如果通过缩小单电池14的槽部36的轴向的宽度，按照使弹性部件12向单电池14的径向外侧展开的方式发生变形，从而能够将单电池14固定在支架18的收纳部16中，则没有必要使用上述那样的按压部件。

根据本发明的一个实施方式的变形例所述的电池模组的制造方法，由于将单电池14插入收纳部16中后，使设置在单电池14的槽部36中的弹性部件12发生变形，能够将支架18和单电池14固定，能够降低对单电池14的振动及冲击，所以能够得到耐震性高的电池模组。此外，由于收纳部16的直径比变形前的弹性部件12的外径大，所以能够容易地在收纳部16中插入安装有弹性部件12的单电池14，因此能够提高生产率。进而，即使设置在支架18上的多个收纳部16的深度有不均，由于利用按压部件50将单电池14及支架18沿轴向按压，所以也能够使收纳在各收纳部16中的单电池14的正极端子的上表面的高度与支架18的上表面的高度相同。

以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但这样的记述并非限定事项，当然可以进行各种改变。

产业上的可利用性

本发明所述的电池模组能够容易地将单电池固定在支架的收纳部，能够降低对单电池的振动及冲击，对于便携型电子设备、移动体通信设备或车辆的电源等是有用的。

符号说明

10电池模组

12弹性部件

14单电池

16收纳部

18支架

36槽部

38第1模具

40第2模具

42平板部

44圆筒部

50按压部件

Claims (9)

1.一种电池模组，其具备：在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池、和具有分别收纳所述多个单电池的多个筒状的收纳部的支架，

在所述单电池的所述槽部中，分别设置与所述收纳部抵接的弹性部件，

所述单电池经由所述弹性部件固定在所述支架的收纳部中。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其中，所述槽部以环状形成于所述单电池的侧面，所述弹性部件为环状。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其中，所述支架一体形成。

4.一种电池模组的制造方法，其具备以下工序：

准备在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池、及具有分别收纳所述多个单电池的多个筒状的收纳部的支架的工序；

在所述多个单电池的各自的槽部中设置弹性部件的工序；

边将所述弹性部件压接到所述支架的收纳部的内壁上，边将所述多个单电池压入所述收纳部中的工序。

5.一种电池模组的制造方法，其具备以下工序：

准备在侧面分别具有槽部的筒状的多个单电池、及具有分别收纳所述多个单电池的多个筒状的收纳部的支架的工序；

在所述多个单电池的各自的槽部中设置弹性部件的工序；

将所述多个单电池插入所述支架的收纳部中的工序；

通过将所述多个单电池沿轴向按压来缩小所述槽部的轴向的宽度，从而使所述弹性部件按照在所述槽部内被夹压而向所述单电池的径向外侧展开的方式发生变形，将所述单电池固定在所述支架的收纳部中的工序。

6.根据权利要求5所述的电池模组的制造方法，通过按压部件同时对所述多个单电池各自进行所述多个单电池的按压。

7.根据权利要求6所述的电池模组的制造方法，其中，按照所述多个单电池的上表面的高度分别相同的方式进行所述多个单电池的按压。

8.根据权利要求4或5所述的电池模组的制造方法，其中，在所述多个单电池的各自的槽部中设置弹性部件的工序中，在以环状形成于所述单电池的侧面的槽部中设置环状的弹性部件。

9.根据权利要求4或5所述的电池模组的制造方法，其中，在准备所述支架的工序中，准备一体形成的支架。