JP6412904B2 - バッテリモジュール - Google Patents

Description

本発明は、電動車両などに搭載されるバッテリモジュールに関する。

従来より電動車両などに搭載されるバッテリモジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のバッテリモジュールは、前後方向に複数のセルを積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有するセル積層体と、該セル積層体の前面及び後面に配置されるエンドプレートと、該セル積層体の左面及び右面に配置される金属製のサイドプレートと、を備える。

特開２０１６−１４９２４４号公報

特許文献１に記載のサイドプレートは、サイドプレート本体の下縁からセル積層体の下面に沿って支持部が延設されるが、サイドプレート本体と支持部との間に形成される角部や、その内側に配置されるセル積層体の角部には、それぞれ所定の曲率半径を持つＲ部が存在するので、Ｒ部の曲率半径や加工誤差によっては、サイドプレート側のＲ部内周面とセル積層体側のＲ部外周面とが接触する可能性がある。その結果、セル積層体の表面（絶縁フィルム）が傷付いて絶縁性が低下したり、異音の発生原因になる虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイドプレート側のＲ部内周面とセル積層体側のＲ部外周面との接触を回避し、接触に起因する絶縁性の低下や異音の発生を防止できるバッテリモジュールを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
前後方向に複数のセル（例えば、後述の実施形態のセル２１）を積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有するセル積層体（例えば、後述の実施形態のセル積層体２）と、
該セル積層体の前記前面及び前記後面に配置されるエンドプレート（例えば、後述の実施形態のエンドプレート４）と、
該セル積層体の前記左面及び前記右面に配置される金属製のサイドプレート（例えば、後述の実施形態のサイドプレート５）と、を備えるバッテリモジュール（例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール１）であって、
前記サイドプレートは、前記エンドプレートに締結される締結部（例えば、後述の実施形態の締結部５２、５３）と、前記セル積層体の前記下面に延設される支持部（例えば、後述の実施形態の支持部５５）と、を備え、
前記サイドプレートの前記支持部と前記セル積層体の前記下面との間には、樹脂製又はゴム製のスペーサ（例えば、後述の実施形態のスペーサ７）が配置され、
前記スペーサは、
前記支持部の先端部よりも突出する突出部（例えば、後述の実施形態の突出部７２）と、
前記支持部を収容する凹部（例えば、後述の実施形態の凹部７３）と、
前記支持部の先端部と当接する段差部（例えば、後述の実施形態の段差部７４）と、を有する。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のバッテリモジュールであって、
前記スペーサは、前記突出部の上面に先端側に向かうに従って前記セル積層体の前記下面と離間する傾斜面（例えば、後述の実施形態の傾斜面７５）を有する。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載のバッテリモジュールであって、
前記スペーサは、それぞれの前記セルの前後方向中央部と対応する位置に左右方向に延びる溝部（例えば、後述の実施形態の溝部７６）を有する。

請求項１の発明によれば、サイドプレートの支持部とセル積層体の下面との間には、樹脂製又はゴム製のスペーサが配置されているので、サイドプレート側のＲ部内周面とセル積層体側のＲ部外周面との接触を回避し、接触に起因する絶縁性の低下や異音の発生を防止できる。
また、スペーサは、支持部の先端部よりも突出する突出部を有するので、支持部の先端エッジ部でセル積層体の下面（又はセル積層体の下面に設けた絶縁フィルム）が傷付くことを防止できる。
さらに、スペーサは、支持部を収容する凹部を有するので、バッテリモジュールの高さ寸法の低減できる。

請求項２の発明によれば、スペーサは、突出部の上面に先端側に向かうに従ってセル積層体の下面と離間する傾斜面を有するので、経年劣化によるセルの下面の左右方向中央部の膨張を吸収し、膨張によるバッテリモジュールの歪みやバスバーの位置ズレを抑制できる。

請求項３の発明によれば、スペーサは、それぞれのセルの前後方向中央部と対応する位置に左右方向に延びる溝部を有するので、経年劣化によるセルの前後方向中央部の膨張を吸収し、膨張によるバッテリモジュールの歪みやバスバーの位置ズレを抑制できる。

本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールを斜め上方から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールを斜め下方から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールのサイドプレート及びスペーサを示す要部分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールのスペーサを斜め上方から見た斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明のバッテリモジュールの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係るバッテリモジュール１は、セル積層体２と、トップカバー３と、エンドプレート４と、サイドプレート５と、絶縁シート６と、スペーサ７と、を備える。

セル積層体２は、前後方向に複数のセル２１を積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有する。なお、「前後方向」とは、セル２１の積層方向を前後方向と定義したものであり、バッテリモジュール１が搭載される製品の前後方向とは無関係である。即ち、バッテリモジュール１が車両に搭載される場合、セル積層体２の積層方向は、車両の前後方向に一致してもよく、車両の上下方向、左右方向であってもよく、これらの方向から傾斜した方向であってもよい。

セル積層体２又はセル２１の表面には、絶縁フィルムが設けられており、この絶縁フィルムが傷付くと、セル積層体２又はセル２１の絶縁性が損なわれる虞がある。

セル２１は、経年劣化によって膨張することが知られている。セル２１の前面及び後面では、その左右方向中央部及び上下方向中央部が膨張しやすく、セル２１の左面及び右面では、その前後方向中央部及び上下方向中央部が膨張しやすく、セル２１の上面及び下面では、その左右方向中央部及び前後方向中央部が膨張しやすい。

セル積層体２の上面には、複数のセル２１を電気的に接続するバスバー（図示せず）や、該バスバーなどを上方から覆うトップカバー３が配置される。また、セル積層体２の前面及び後面には、樹脂製のエンドプレート４が配置され、セル積層体２の左面及び右面には、金属製のサイドプレート５が配置される。

サイドプレート５は、セル積層体２の左面又は右面に沿い、絶縁シート６を介してセル積層体２の左面又は右面を支持するサイドプレート本体５１と、サイドプレート本体５１の前端及び後端から前側のエンドプレート４の前面又は後側のエンドプレート４の後面に沿って延設され、前側のエンドプレート４又は後側のエンドプレート４に締結される前後の締結部５２、５３と、サイドプレート本体５１の上端及び下端からセル積層体２の上面又は下面に沿って延設され、セル積層体２の上下方向の位置を規定する上下の支持部５４、５５と、を備える。

図６に示すように、下側の支持部５５（以下、単に支持部５５という）とサイドプレート本体５１との間に形成される角部５６や、その内側に沿うセル積層体２の角部２２には、それぞれ所定の曲率半径ｒ１、ｒ２を持つＲ部５６ａ、２２ａが存在する。Ｒ部５６ａ、２２ａの曲率半径ｒ１、ｒ２や加工誤差によっては、サイドプレート５側のＲ部内周面５６ｂとセル積層体２側のＲ部外周面２２ｂとが接触し、セル積層体２の表面（絶縁フィルム）が傷付いて絶縁性が低下したり、異音の発生原因になる可能性がある。また、バッテリモジュール１の組み立てに際しては、支持部５５の先端エッジ部５５ａでセル積層体２の下面（絶縁フィルム）が傷付いて絶縁性が低下する可能性もある。

図２〜図７に示すように、本実施形態に係るバッテリモジュール１では、サイドプレート５側のＲ部内周面５６ｂとセル積層体２側のＲ部外周面２２ｂとの接触を回避するために、サイドプレート５の支持部５５とセル積層体２の下面との間に樹脂製又はゴム製のスペーサ７が配置される。このようなスペーサ７によれば、サイドプレート５の支持部５５とセル積層体２の下面との間に所定の間隔が確保されるので、サイドプレート５側のＲ部内周面５６ｂとセル積層体２側のＲ部外周面２２ｂとの接触を回避し、接触に起因する絶縁性の低下や異音の発生が防止される。さらに、サイドプレート５の角部５６の曲率半径ｒ１がセル積層体２の角部２２の曲率半径ｒ２よりも大きい場合、スペーサ７がなければバッテリモジュール１を組み立てることができないが、スペーサ７を設けることで曲率半径ｒ１、ｒ２によらずバッテリモジュール１を組み立てることができる。

図６に示すように、本実施形態のスペーサ７は、サイドプレート５の支持部５５とセル積層体２の下面との間に挟まれるスペーサ本体７１と、スペーサ本体７１から支持部５５の先端エッジ部５５ａを越えて左右方向に突出する突出部７２と、を備える。このような突出部７２によれば、バッテリモジュール１の組み立てに際し、支持部５５の先端エッジ部５５ａがセル積層体２の下面に接触することが防止される。

スペーサ７の下面には、支持部５５を収容する凹部７３が形成されている。このような凹部７３によれば、スペーサ本体７１の厚さが薄くなるので、バッテリモジュール１の高さ寸法が抑制される。また、スペーサ７の下面には、凹部７３の一端部として段差部７４が形成され、この段差部７４が、支持部５５の先端部と当接してスペーサ７の支持部５５に対する左右方向の取付位置を規定する位置決め部として機能するので、バッテリモジュール１の組立作業性が向上する。

スペーサ７の突出部７２の上面には、先端側に向かうに従ってセル積層体２の下面と離間する傾斜面７５が形成されている。このような傾斜面７５によれば、経年劣化によるセル２１の下面の左右方向中央部の膨張を吸収し、膨張によるバッテリモジュール１の歪みやバスバーの位置ズレが抑制される。

図６及び図７に示すように、スペーサ７の上面には、それぞれのセル２１の下面前後方向中央部と対応する位置に左右方向に延びる溝部７６が形成されている。このような溝部７６によれば、経年劣化によるセル２１の下面の前後方向中央部の膨張を吸収し、膨張によるバッテリモジュール１の歪みやバスバーの位置ズレが抑制される。なお、本実施形態の溝部７６は、セル２１の下面の膨張曲線に可及的に沿う形状とするために、溝部７６の前後方向中央部に形成される深溝部７６ａと、深溝部７６ａの前後に隣接して形成される浅溝部７６ｂと、を備えるが、前後方向中央部が曲線的に深くなる溝形状や、深さが一定の溝形状としてもよい。

以上説明したように、本実施形態のバッテリモジュール１によれば、サイドプレート５の支持部５５とセル積層体２の下面との間には、樹脂製又はゴム製のスペーサ７が配置されているので、サイドプレート５側のＲ部内周面５６ｂとセル積層体２側のＲ部外周面２２ｂとの接触を回避し、接触に起因する絶縁性の低下や異音の発生を防止できる。

また、スペーサ７は、支持部５５の先端部よりも突出する突出部７２を有するので、支持部５５の先端エッジ部５５ａでセル積層体２の下面が傷付くことを防止できる。

また、スペーサ７は、支持部５５を収容する凹部７３を有するので、バッテリモジュール１の高さ寸法の低減できる。

また、スペーサ７は、突出部７２の上面に先端側に向かうに従ってセル積層体２の下面と離間する傾斜面７５を有するので、経年劣化によるセル２１の下面の左右方向中央部の膨張を吸収し、膨張によるバッテリモジュール１の歪みやバスバーの位置ズレを抑制できる。

また、スペーサ７は、それぞれのセル２１の前後方向中央部と対応する位置に左右方向に延びる溝部７６を有するので、経年劣化によるセル２１の下面の前後方向中央部の膨張を吸収し、膨張によるバッテリモジュール１の歪みやバスバーの位置ズレを抑制できる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１ バッテリモジュール
２ セル積層体
４ エンドプレート
５ サイドプレート
７ スペーサ
２１ セル
５２、５３ 締結部
５５ 支持部
７２ 突出部
７３ 凹部
７５ 傾斜面
７６ 溝部

Claims (3)

1. 前後方向に複数のセルを積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有するセル積層体と、
   該セル積層体の前記前面及び前記後面に配置されるエンドプレートと、
   該セル積層体の前記左面及び前記右面に配置される金属製のサイドプレートと、を備えるバッテリモジュールであって、
   前記サイドプレートは、前記エンドプレートに締結される締結部と、前記セル積層体の前記下面に延設される支持部と、を備え、
   前記サイドプレートの前記支持部と前記セル積層体の前記下面との間には、樹脂製又はゴム製のスペーサが配置され、
   前記スペーサは、
   前記支持部の先端部よりも突出する突出部と、
   前記支持部を収容する凹部と、
   前記支持部の先端部と当接する段差部と、を有する、バッテリモジュール。
2. 請求項１に記載のバッテリモジュールであって、
   前記スペーサは、前記突出部の上面に先端側に向かうに従って前記セル積層体の前記下面と離間する傾斜面を有する、バッテリモジュール。
3. 請求項１又は２に記載のバッテリモジュールであって、
   前記スペーサは、それぞれの前記セルの前後方向中央部と対応する位置に左右方向に延びる溝部を有する、バッテリモジュール。

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