CN112909403A

CN112909403A - 电池模块

Info

Publication number: CN112909403A
Application number: CN202010910712.2A
Authority: CN
Inventors: 永井裕喜; 海田启司
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2021-06-04
Also published as: JP2021089812A; US20210167340A1; US11515592B2; JP7259721B2

Abstract

电池模块具备二次电池、冷却器以及配置于二次电池与冷却器之间的导热构件。二次电池具有至少一个电极体以及盒体。盒体具有与冷却器对置的对置壁。对置壁形成有具有朝向盒体的内侧凹陷的形状的凹槽。导热构件充满包括凹槽内的对置壁以及冷却器间。

Description

电池模块

技术领域

本公开涉及电池模块。

背景技术

例如，在日本特开2011-103249中，公开了如下二次电池，该二次电池具备多个蓄电元件和收容多个蓄电元件的电池盒。电池盒包括底面、侧面以及上盖。底面平坦地形成。蓄电元件通过弹性构件的施力而被按压到侧面以及上盖中的至少一方。

发明内容

在利用冷却器来冷却日本特开2011-103249所记载的二次电池的情况下，例如考虑通过在盒体的底面以及冷却器间设置导热构件来冷却盒体。日本特开2011-103249所记载的电池盒的底面是平坦的，所以盒体与导热构件的接触面积被确保，散热性优良。

然而，在起因于高温下的劣化、振动等而盒体的底面发生变形的情况、或者起因于振动等而盒体相对于冷却器位移的情况下，导热构件从盒体以及冷却器中的至少一方脱落，冷却性能有可能会下降。

本公开的目的在于提供能够实现盒体的变形的抑制和冷却性能的下降的抑制这双方的电池模块。

依照本公开的一个局面的电池模块具备：至少一个二次电池；冷却器，用于冷却所述至少一个二次电池；以及导热构件，以使所述至少一个二次电池与所述冷却器相互热性地相接的方式配置于所述至少一个二次电池与所述冷却器之间，所述至少一个二次电池具有：至少一个电极体；以及盒体，收容所述至少一个电极体，所述盒体具有与所述冷却器对置的对置壁，在所述对置壁形成有凹槽，该凹槽具有朝向所述盒体的内侧凹陷的形状，所述导热构件充满包括所述凹槽内的所述对置壁以及所述冷却器间。

在该电池模块中，在盒体的对置壁形成有凹槽，导热构件充满包括该凹槽内的对置壁以及冷却器间。因此，相比于对置壁的整个区域平坦地形成的情况，对置壁的刚性高，进而导热构件与对置壁的接触面积被确保得大。因而，在该电池模块中，实现盒体的变形的抑制和冷却性能的下降的抑制这双方。

另外，所述导热构件优选具有：冷却器侧接触面，与所述冷却器接触；以及对置壁侧接触面，与包括所述凹槽的所述对置壁相接。

另外，也可以是所述盒体具有：底壁，形成于所述至少一个电极体的下方；周壁，从所述底壁的边缘部立起，并且具有包围所述至少一个电极体的周围的形状；以及上壁，形成于所述至少一个电极体的上方，连接于所述周壁的上端部，所述底壁构成所述对置壁。

另外，所述至少一个电极体也可以具有多个电极体，该多个电极体被配置成沿着第1方向排列。

在该情况下，所述凹槽也可以形成于所述对置壁中的在所述对置壁的厚度方向上与在所述第1方向上相互邻接的电极体间的间隙重叠的位置，且具有在与所述第1方向以及所述对置壁的厚度方向这双方正交的第2方向上延伸的形状。

在该方案中，能够抑制能量密度的下降，并实现盒体的变形的抑制和冷却性能的下降的抑制这双方。

或者，也可以是所述第1方向上的所述对置壁的长度比与所述第1方向以及所述对置壁的厚度方向这双方正交的第2方向上的所述对置壁的长度短，所述凹槽具有在与所述第1方向平行的方向上延伸的形状。

在该方案中，针对如对置壁朝向外侧鼓出那样的变形的该对置壁的刚性增加，所以盒体的变形更可靠地被抑制。

另外，优选的是所述至少一个二次电池包括多个二次电池，所述导热构件还配置于所述多个二次电池中的相互邻接的所述二次电池间的区域与所述冷却器之间。

如以上说明，根据本公开，能够提供能够实现盒体的变形的抑制和冷却性能的下降的抑制这双方的电池模块。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业上的意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是概略地示出本公开的第1实施方式的电池模块的结构的主视图。

图2是图1中的II－II线处的剖视图。

图3是在图2中用实线III示出的范围的放大图。

图4是图2中的IV－IV线处的剖视图。

图5是概略地示出本公开的第2实施方式的电池模块的结构的剖视图。

图6是概略地示出第2实施方式的电池模块的变形例的剖视图。

图7是概略地示出本公开的第3实施方式的电池模块的结构的主视图。

图8是图7中的VIII－VIII线处的剖视图。

图9是图8中的IX－IX线处的剖视图。

图10是概略地示出凹槽以及凸部的变形例的剖视图。

具体实施方式

参照附图，说明本公开的实施方式。此外，在以下参照的附图中，对相同或者与其相当的构件附加相同的编号。

(第1实施方式)

图1是概略地示出本公开的第1实施方式的电池模块的结构的主视图。图2是图1中的II－II线处的剖视图。该电池模块1例如搭载于车辆。如图1以及图2所示，电池模块1具备至少一个二次电池10、隔件(spacer)20、冷却器30以及导热构件40。在本实施方式中，电池模块1具备多个二次电池10。

多个二次电池10被配置成沿着图1中的纸面进深方向排列。各二次电池10具有至少一个电极体110、盒体120以及一对外部端子130。在本实施方式中，至少一个电极体110具有两个电极体110，该两个电极体110被配置成沿着第1方向(图2中的左右方向)排列。

各电极体110具有包括正极、负极以及隔片(separator)的蓄电元件。作为电极体110，可举出层叠蓄电元件的形式、卷绕蓄电元件的形式等。如图2所示，各电极体110的下部具有以朝向下方为凸的方式弯曲的形状。

盒体120收容有至少一个电极体110。盒体120形成为长方体形状。盒体120具有底壁122、周壁126以及上壁128。

底壁122形成于各电极体110的下方。底壁122的外形形成为长方形。具体而言，第1方向上的底壁122的长度比与第1方向以及底壁122的厚度方向这双方正交的第2方向(图1中的左右方向)上的底壁122的长度短。

如图2以及图4所示，底壁122具有平坦地形成的平坦部123和凹槽124。

凹槽124具有从平坦部123朝向盒体120的内侧凹陷的形状。凹槽124形成于底壁122中的在底壁122的厚度方向上与在第1方向上相互邻接的电极体110间的间隙重叠的位置。更详细而言，凹槽124在第1方向上与各电极体110的下部重叠，且在底壁122的厚度方向上与在第1方向上邻接的一对电极体110重叠。如图4所示，凹槽124具有在第2方向上延伸的形状。

如图3所示，凹槽124具有一对倾斜部124a和连结部124b。

一对倾斜部124a具有以随着从平坦部123朝向上方而相互靠近的方式倾斜的形状。各倾斜部124a平坦地形成。

连结部124b将一对倾斜部124a的上端部彼此连结。连结部124b平坦地形成。

凹槽124的高度(平坦部123与连结部124b的距离)优选设定为周壁126的高度的1％～10％左右。另外，凹槽124的表面积相对于底壁122整体的表面积的比例优选设定为5％～50％左右。

周壁126从底壁122的边缘部立起，并且具有包围至少一个电极体110的周围的形状。周壁126形成为四边筒状。

上壁128形成于至少一个电极体110的上方。上壁128连接于周壁126的上端部。

一对外部端子130设置于上壁128。一对外部端子130的一方为正极端子，另一方为负极端子。一对外部端子130配置于在第2方向上相互分离的位置。一对外部端子130具有从上壁128朝向上方突出的形状。多个二次电池10由汇流条(省略图示)串联地电连接。

隔件20配置于相互邻接的二次电池10间。具体而言，隔件20配置于在第1方向上相互邻接的一对周壁126间。隔件20由具有绝缘性的树脂等构成。

冷却器30为冷却至少一个二次电池10的器具。冷却器30配置于各二次电池10的下方。也就是说，在本实施方式中，底壁122构成与冷却器30对置的“对置壁”。此外，例如，也可以是冷却器30配置于各二次电池10的侧方，周壁126构成对置壁。

如图2所示，冷却器30具有沿着多个二次电池10排列的方向延伸的形状。冷却器30由铝等构成，形成为筒状。构成为制冷剂在该冷却器30内流动。

导热构件40以使至少一个二次电池10与冷却器30相互热性地相接的方式配置于至少一个二次电池10与冷却器30之间。在本实施方式中，导热构件40配置于构成对置壁的底壁122与冷却器30之间。作为导热构件40，可举出散热用粘接剂等。

导热构件40充满包括凹槽124内的底壁122以及冷却器30间。也就是说，导热构件40具有配置于凹槽124内的凸部42。导热构件40具有与冷却器30接触的冷却器侧接触面S1和与包括凹槽124的底壁122相接的对置壁侧接触面S2。对置壁侧接触面S2与平坦部123的下表面和凹槽124的下表面接触。在本实施方式中，导热构件40还配置于配置有隔件20的区域(相互邻接的二次电池10间的区域)与冷却器30之间。

以上说明的电池模块1以如下方式制造。即，具有流动性的导热构件40被供给到冷却器30的上表面，在其之上载置各二次电池10。由此，具有流动性的导热构件40进入到底壁122的凹槽124内，在该状态下硬化。

如以上说明，在本实施方式的电池模块1中，在构成对置壁的底壁122形成有凹槽124，导热构件40充满包括该凹槽124内的底壁122以及冷却器30间。因此，相比于底壁122的整个区域平坦地形成的情况，底壁122的刚性高，进而，导热构件40与底壁122的接触面积被确保得大。因而，在该电池模块1中，实现盒体120的变形的抑制和冷却性能的下降的抑制这双方。

另外，在本实施方式中，凹槽124形成于底壁122中的在底壁122的厚度方向上与在第1方向上相互邻接的电极体110间的间隙重叠的位置，且具有在第2方向上延伸的形状。因此，能够抑制能量密度的下降，并实现盒体120的变形的抑制和冷却性能的下降的抑制这双方。

(第2实施方式)

接下来，参照图5，说明本公开的第2实施方式的电池模块1。此外，在第2实施方式中，仅说明与第1实施方式不同的部分，不重复与第1实施方式相同的构造、作用以及效果的说明。

在本实施方式中，凹槽124形成于在底壁122的厚度方向(图5中的上下方向)上与各电极体110重叠的位置。

此外，也可以如图6所示，各二次电池10以具有单一的电极体110的方式构成，凹槽124形成于在底壁122的厚度方向上与电极体110重叠的位置。

(第3实施方式)

接下来，参照图7～图9，说明本公开的第3实施方式的电池模块1。此外，在第3实施方式中，仅说明与第1实施方式不同的部分，不重复与第1实施方式相同的构造、作用以及效果的说明。

在本实施方式中，在底壁122形成有多个凹槽124。如图9所示，多个凹槽124在第2方向(图9中的左右方向)上隔开间隔而形成。如图8所示，各凹槽124具有在与第1方向(图8中的左右方向)平行的方向上延伸的形状。另外，在本实施方式中，在盒体120内配置有4个电极体110。但是，电极体110的数量不限于此。

在该方案中，针对如底壁122朝向外侧(下朝向)鼓出那样的变形的该底壁122的刚性增加，所以盒体120的变形更可靠地被抑制。

此外，本次公开的实施方式应被认为在所有的方面是例示，并非限制性的。本发明的范围不是通过上述实施方式的说明而示出，而是通过权利要求书示出，还包括与权利要求书等同的意义以及范围内的所有的变更。

例如，也可以如图10所示，凹槽124形成为以朝向盒体120的内侧为凸的方式弯曲的形状。

Claims

1.一种电池模块，具备：

至少一个二次电池；

冷却器，用于冷却所述至少一个二次电池；以及

导热构件，以使所述至少一个二次电池与所述冷却器相互热性地相接的方式配置于所述至少一个二次电池与所述冷却器之间，

所述至少一个二次电池具有：

至少一个电极体；以及

盒体，收容所述至少一个电极体，

所述盒体具有与所述冷却器对置的对置壁，

在所述对置壁形成有凹槽，该凹槽具有朝向所述盒体的内侧凹陷的形状，

所述导热构件充满包括所述凹槽内的所述对置壁以及所述冷却器间。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述导热构件具有：

冷却器侧接触面，与所述冷却器接触；以及

对置壁侧接触面，与包括所述凹槽的所述对置壁相接。

3.根据权利要求1或者2所述的电池模块，其中，

所述盒体具有：

底壁，形成于所述至少一个电极体的下方；

周壁，从所述底壁的边缘部立起，并且具有包围所述至少一个电极体的周围的形状；以及

上壁，形成于所述至少一个电极体的上方，与所述周壁的上端部连接，

所述底壁构成所述对置壁。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池模块，其中，

所述至少一个电极体具有多个电极体，该多个电极体被配置成沿着第1方向排列，

所述凹槽形成于所述对置壁中的在所述对置壁的厚度方向上与在所述第1方向上相互邻接的电极体间的间隙重叠的位置，且具有在与所述第1方向以及所述对置壁的厚度方向这双方正交的第2方向上延伸的形状。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池模块，其中，

所述第1方向上的所述对置壁的长度比与所述第1方向以及所述对置壁的厚度方向这双方正交的第2方向上的所述对置壁的长度短，

所述凹槽具有在与所述第1方向平行的方向上延伸的形状。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的电池模块，其中，

所述至少一个二次电池包括多个二次电池，

所述导热构件还配置于所述多个二次电池中的相互邻接的所述二次电池间的区域与所述冷却器之间。