專利名稱：電池模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池模塊，特別是涉及具有連接著多個單體電池的電池組的電池模塊。
背景技術：
一般地，為了得到高輸出，電源裝置是通過將多個單體電池連結作為電池模塊，進而與需要相應地將多個電池模塊組合而構成的。例如，在車輛用的電源裝置中，采用了將多個電池模塊組合安裝到車輛上的方式。
作為這樣的例子，已公開了將連結了多個單體電池的電池模塊安裝在已內包了通電用的母線的端板上，將端板安裝在保持器殼體上，進而將保持器殼體固定在外裝殼體上，將外裝殼體向車輛固定的技術(例如，參照專利文獻I)。另ー方面，作為構成電池模塊的單體電池，例如使用了鋰離子二次電池。鋰離子ニ次電池若達到過充電等電池異常狀態(tài)，則從活性物質、電解液等發(fā)電要素產生氣體。在為密閉型的情況下，若產生氣體，則單體電池的內部壓カ上升。因為若內部壓カ持續(xù)上升，則最終會達到破裂，所以，采用了如下的構造設有排出氣體的氣體排出機構，若達到規(guī)定的內部壓力，則氣體排出機構動作，將產生的氣體排出。因為由發(fā)電要素產生的氣體壓力上升，成為高溫，所以，就這樣地從電池模塊排出是不理想的。因此，需要用于安全地向車輛外部排出的機構。作為這樣的例子，已公開了通過做成將單體電池收容在殼體,單體電池的氣體開ロ部和向殼體外排出的貫通ロ不相對的配置，來擴散氣體，降低溫度和壓カ的技術(例如，參照專利文獻2)。專利文獻I :日本特開平10-270095號公報專利文獻2 日本特開2005-322434號公報

發(fā)明內容
但是，在上述專利文獻I的構造中，還需要在作為將單體電池和母線連接的部分的電池端子部上設置罩，將其覆蓋，對相對于高電壓的作業(yè)者進行保護。因此，電池模塊的構成部件增多，導致成本高、重量増加。另外，因為在電池模塊向車輛的固定中使用了兼具冷卻空間和強度的保持器殼體，所以，若以作為電源裝置的輸出增加為目標，欲増加電池模塊的數量，則成本、重量進ー步増加。另外，在專利文獻2的構造中，因為若謀求收容單體電池的殼體的小型化，則將從單體電池排出的氣體擴散的空間減小，所以，需要殼體具有相對于高溫高壓的氣體的承受性能。因此，為了確保安全性，對于殼體的材質需要具有強度、耐熱性能，導致成本増加。
本發(fā)明借鑒上述情況，以提供一種確保安全性，并且能夠小型化的電池模塊為課題。為了解決上述課題，本發(fā)明的電池模塊具有連接著多個單體電池的電池組，其特征在于，具有內包著連接在上述単體電池間的母線的母線板和覆蓋該母線板的端蓋，使用上述端蓋進行固定。在本發(fā)明中，因為能夠將覆蓋已內包了連接在単體電池間的母線的母線板并相對于高電壓作為保護罩發(fā)揮功能的端蓋和用于固定電池模塊的固定部做成一體部件，所以能夠維持安全性，同時，降低構成部件數量。在本發(fā)明中，最好是端蓋以經母線板夾著單體電池的方式被配設在單體電池的兩側端部上。另外，也可以是單體電池在安裝了母線的面上具有氣體排出機構，母線以及母線板在與氣體排出機構相向的面上形成氣體排出用的貫通孔。進而，更好的是端蓋是金屬制或者樹脂制的。也可以是母線板在貫通孔的周邊設有凸部或凹部。另外，最好是端蓋形成 有相對于母線板向外側突出的鼓起部。進而最好是在母線板和單體電池之間以及母線板和端蓋之間配置了防止氣體泄漏用的密封部件。也可以是母線板具有將從單體電池排出的氣體引導到外部的氣體引導部件。進而，最好是具有用于使氣體引導部件間連通，將從單體電池排出的氣體排出到電池模塊外的排出部件。另外，更好的是在母線板和端蓋之間形成了由兩者劃定的空間，在電池異常時，從單體電池排出的氣體與端蓋碰撞，經此空間被氣體引導部件引導。對于它們的作用效果，是在用于實施發(fā)明的具體實施方式
中進行詳細闡述。發(fā)明效果根據本發(fā)明，因為能夠將覆蓋已內包了連接在単體電池間的母線的母線板并相對于高電壓作為保護罩發(fā)揮功能的端蓋和用于固定電池模塊的固定部做成一體部件，所以能夠得到在維持安全性的同時減少構成部件數量的效果。


圖I是能夠適用本發(fā)明的實施方式的電池模塊的外觀立體圖。圖2是實施方式的電池模塊的分解立體圖。圖3是模式地表示構成電池組的單體電池的剖視圖。圖4是構成電池模塊的母線板的分解立體圖。圖5是構成母線板的樹脂板的端蓋安裝側的立體圖。圖6是樹脂板的單體電池安裝側的立體圖。圖7是安裝端蓋密封部件前的母線板的局部剖立體圖。圖8是構成電池模塊的端蓋的立體圖。圖9是模式地表示電池異常時，從氣體排出機構排出的氣體的行進方向的電池模塊的局部剖視圖。符號說明100 電池模塊110:電池組111 :單體電池
115:氣體排出機構120 :母線板121 :母線121b :貫通孔122a :貫通孔122c :凹凸槽(凸部或凹部)122j :引導部件(氣體引導部件)
123 :端蓋密封部件(密封部件的一部分)124 :單體電池密封部件(密封部件的一部分)130 :端蓋130c :鼓起部140 :氣體排出管(排出部件)150 :氣體積存空間(空間)
具體實施例方式下面，參照附圖，對將本發(fā)明適用于搭載在車輛上的電池模塊的實施方式進行說明。(構成)如圖I以及圖2所示，本實施方式的電池模塊100，若大體劃分，則是由多個單體電池構成的電池組110、內包著連接在構成電池組110的單體電池間的母線的母線板120、固定在母線板120上并安裝(固定)在車輛上的端蓋130、以及氣體排出管140構成的。電池組110是通過將多個(在本實施方式中為八個)単體電池極性不同的端子部交替并列設置構成的，這些單體電池由母線串聯(lián)連接著。單體電池，例如可以使用以作為電動車、混合式車、燃料電池機動車的電源使用的錳酸鋰等為主要構成材料的圓柱狀鋰ニ次電池。如圖3所示，單體電池111，在本實施方式中，是將經隔離板卷繞了正極以及負極的發(fā)電要素112收容在電池殼體(電池罐)113內，負極與電池殼體113連接，正極與將電池殼體113封閉而成為蓋的電池端子部114連接著的。發(fā)電要素112被浸入在未圖示的電解液中。電池端子部114經絕緣體(墊片)116，鉚接固定在電池殼體113上。另外，在電池殼體113的底部113a以及電池端子部114的底部，設置了在電池異常時開裂，將氣體排出到電池外的氣體排出機構115。單體電池111的長度方向一端的電池端子部114側具有正極的極性，另ー端的電池殼體113的底部113a側具有負極的極性，這兩極部是露出的。另外，單體電池111的側周面由熱伸縮性的收縮管(未圖示)覆蓋著。如圖4所示，母線板120由電固定連接在單體電池111間的四個母線121、內包(收容)母線121的樹脂板122、大致矩形框狀的端蓋密封部件123、環(huán)狀的八個單體電池密封部件124構成。母線121，例如由鐵、鋁、銅等板狀的金屬構成，在兩端部以及中央部間，具有比這兩端部以及中央部低ー階的階梯部121a。在階梯部121a的中央形成了圓形的貫通孔121b。母線121通過插入成型或嵌入等機械性地固定在樹脂板122上。
單體電池密封部件124由EPDM等橡膠構成，通過追加成型或者組裝等安裝在樹脂板122的ー側(底側)。因此，若在規(guī)定的位置將單體電池111和母線121固定連接，則能夠通過壓縮變形產生反作用力，來發(fā)揮必要的氣密性。端蓋密封部件123由EPDM等橡膠構成，通過追加成型或者組裝等安裝在樹脂板122上。因此，若在規(guī)定的位置將端蓋130和母線板120固定連接，則能夠通過壓縮變形產生反作用力，來發(fā)揮必要的氣密性。如圖5所示，樹脂板122在與內包的母線 121的階梯部121a (貫通孔121b)對應的位置形成了數量與單體電池數相同的矩形狀的貫通孔122a (同時參照圖6、7)。另外，如圖6所示，在貫通孔122a周邊的固定單體電池111的面?zhèn)?底側)以圓環(huán)狀形成了用于安裝電池單元密封部件124的(定位以及防止錯位用的)凹凸槽122c。另ー方面，在安裝端蓋130的面?zhèn)?，如圖5以及圖7所示，以矩形狀形成了用于安裝端蓋密封部件123的(定位、防止錯位用的)凹凸槽122d。另外，在安裝端蓋130的面?zhèn)鹊闹醒胍约芭c之交叉的方向，以分隔各單體電池111的端部間的方式，突出地設置了直線狀的突起122e，在中央的突起122e的兩側形成了直線狀的凹槽122f。進而，在樹脂板122的周緣部，形成了多個用于固定端蓋130的安裝孔122g。另外，如圖5 圖7所示，在樹脂板121的長度方向的中央部，在凹凸槽122c和凹凸槽122d之間，一體形成了具有用于在電池異常時將從單體電池111排出的氣體引導到電池模塊100的外部的引導孔112h的引導部件122j，引導部件122j在其端側具有用于安裝氣體排出管140的管嘴(ferrule) 122 (參照圖7)。作為端蓋130，可以使用將鐵、鋁等金屬板沖壓成型的端蓋、或者由PBT等樹脂成型的端蓋。如圖8所示，端蓋130在中央部形成了相對于母線板120向外側突出的鼓起部130c，在底部具有被折彎成直角，用于將電池模塊100固定在車輛或電源裝置上的法蘭部130a。在中央部的周緣形成了用于固定在母線板120上的固定孔130b，在法蘭部130a上形成了用于固定在車輛或電源裝置上的固定孔130d。端蓋130由鉚釘或者螺栓等連接部件131固定在連接了電池組110和母線板120的部件上(參照圖2)。另外，如圖9所示，端蓋130與母線板120 (嚴謹地說是還有單體電池111、端蓋密封部件123、單體電池密封部件124)共同劃定了氣體積存空間150。氣體積存空間150被密閉著，與形成在引導部件122j上的引導孔122h連通著。氣體排出管140由橡膠或樹脂等成型，如圖I所示，從ー個管分支，被進行了分支的端部由卡箍(未圖示)固定在引導部件122j的管嘴122i上。因此，端蓋130以經母線板120夾著單體電池111的方式被配設在單體電池111的兩側端部上，氣體排出管140與引導部件122j的引導孔122h (氣體積存空間150)連通著。(動作)接著，對本實施方式的電池模塊100的電池異常時的動作進行說明。根據上述結構，本實施方式的電池模塊100能夠作為二次電源進行電カ的蓄電、供給。此時,例如若由于構成電池組110的單體電池111的過充電、壓壞、刺穿等而使內部短路，即在電池異常時，則發(fā)電要素112異常發(fā)熱，從電解液、活性物質等產生氣體。若產生氣體，則電池殼體113內部的溫度、壓カ上升。若電池殼體113內部壓カ達到規(guī)定的壓カ值，則氣體排出機構115動作，電池殼體113內部和氣體積存空間150連通。氣體排出機構115的氣體排出方向是與母線121、樹脂板122、端蓋130的各面交叉的方向，從氣體排出機構115排出的高溫高壓的氣體經過在母線121上形成的貫通孔121b、樹脂板122的貫通孔122a，經氣體積存空間150，向端蓋130的鼓起部130c噴出。圖9是模式地表示電池異常時，從氣體排出機構115排出的氣體的行進方向的圖。從氣體排出機構115排出的氣體與端蓋130的鼓起部130c碰撞(沖突)，在氣體積存空間150擴散。擴散的氣體在氣體積存空間150內對流，不久，被設置在樹脂板122上的引導孔122h引導，經氣體排出管140向電池模塊100外排出。(效果等)接著，對本實施方式的電池模塊100的作用、效果等進行說明。本實施方式的電池模塊100是具有連接著多個單體電池111的電池組110的電池模塊100，具有內包著連接在單體電池111間的母線121的母線板120、和覆蓋母線板120的端蓋130，是使用端蓋130而被搭載著固定在車輛或電源裝置上的電池模塊。即，將覆蓋已內包了連接在單體電池111間的母線121的母線板120并相對于高電壓而作為保護罩發(fā)揮功能的端蓋130和用于將電池模塊固定在車輛或電源裝置上的法蘭部130a做成一體部件。因此，根據電池模塊100，能夠維持安全性(模塊整體的強度、耐熱性、降低對配置在電池模塊100的周圍的裝置等的影響)，同時，減少構成部件數量，謀求小型化。另外，在本實施方式的電池模塊100中，單體電池111在安裝著母線121的面?zhèn)染哂袣怏w排出機構115，母線121以及樹脂板122在與單體電池111的氣體排出機構115相向的面上分別形成了貫通孔121b、貫通孔122a。因此，樹脂板122不會直接接受從單體電池111排出的氣體，能夠降低樹脂板122的成本、強度、耐熱性。進而，在本實施方式的電池模塊100中，端蓋130是由金屬制或者樹脂制成的。在為金屬制的情況下，因為由用于保持電池的強度高的部件直接接受剛剛從單體電池111排出后的高溫高壓的氣體的熱和壓力，能夠使功能重復，所以能夠降低成本、重量。另外，在為樹脂制的情況下，能夠進一歩降低重量。另外，在本實施方式的電池模塊100中，在樹脂板122的貫通孔122a的周邊形成了凹凸槽122c。因此，能夠防止由于與氣體同時從單體電池111排出的電解液在單體電池111的端子部間成為導電體而產生的單體電池111間的短路。進而，在本實施方式的電池模塊100中，在端蓋130上形成了相對于母線板120向外側突出的鼓起部130c。因此，能夠形成與使從單體電池111排出的高溫高壓的氣體擴散相應的氣體積存空間150，能夠降低相對于端蓋密封部件123、單體電池密封部件124等密封部件的負荷。再有，在本實施方式的電池模塊100中，在樹脂板122和單體電池111之間配置了防止氣體用(以及防止液體泄漏用)的單體電池密封部件124。因此，能夠產生使從單體電池111排出的高溫高壓氣體以及電解液停留在氣體積存空間150中。另外，在本實施方式的電池模塊100中，母線板120具有將從單體電池111排出的氣體引導到電池模塊外的引導部件122j。因此，能夠將從單體電池111排出的高溫高壓的氣體(以及電解液)迅速地從電池模塊排出，能夠降低所需要的密封部件的強度、耐熱性，同吋，能夠減小氣體積存空間150，能夠謀求電池模塊的小型化。進而，在本實施方式的電池模塊100中，端蓋130經母線板120，以夾著單體電池Ill的方式被配設在單體電池111的兩側端部上，具有用于使引導部件122j的引導孔122i之間連通，將從單體電池111排出的氣體排出到電池模塊外的氣體排出管140。因此，在電池異常時，能夠從適當的方向將從單體電池111排出的高溫高壓的氣體(以及電解液)排出到電池模塊外。另外，在本實施方式中，例示了車輛用的電池模塊100，但本發(fā)明是不限定于此的，能夠廣泛地適用于需要大電流充放電的電源系統(tǒng)。另外，在本實施方式中，例示了將八個單體電池111串聯(lián)連接的電池模塊100，但本發(fā)明是不被限制于電池模塊100的構成、連接(串聯(lián)、并聯(lián))的。例如，當然也可以改變單體電池111的數量，可以對構成電池組Iio的單體電池的數量、配置排列、方向進行適當的變更。另外，在本實施方式中，對單體電池111例示了圓筒型鋰二次電池，但本發(fā)明是不限定于此的。例如，也可以將單體電池的形狀作為方形、多邊形，也可以使用由復合薄膜外包裝的二次電池。另外，除鋰二次電池以外，也可以使用鎳氫電池等其它的二次電池。進而，在本實施方式中，對端蓋130的向車輛或電源裝置安裝用的法蘭部130a，例 示了最簡單的折彎成直角的法蘭部(端蓋整體為截面L字狀的結構)，但本發(fā)明是不限制于此的，例如，對法蘭部130a也可以使用通道狀的法蘭部。另外，例示了用于固定在車輛或電源裝置上，進而與需要相應地固定在電池箱、混合単元等上的固定孔130d，但是，并不限于此，例如，也可以使用與螺母等安裝用部件成為一體的法蘭部。另外，在本實施方式中，表示了在電池模塊100的側面設置一個氣體排出管140的例子，但本發(fā)明當然不限制于此。例如，也可以在本實施方式的配置了氣體排出管140的電池模塊100的側面的相反側再設置一個氣體排出管，也可以不限于ー個排出ロ地設置多個排出ロ。另外，也可以與電池模塊100的用途相應地，適當變更排出方向、氣體排出管140的位置。產業(yè)上的利用可能性本發(fā)明因為是提供一種能夠在確保安全性的同時能夠小型化的電池模塊，所以有助于電池模塊的制造、銷售，因此具有產業(yè)上的利用可能性。
權利要求
1.一種電池模塊，其特征在于，所述電池模塊具有 將在兩端形成了端子的圓柱狀的多個單體電池以上述端子的極性交替地不同的方式并列配置而成的電池組； 以將上述并列配置的多個單體電池從兩端夾入的方式配置在上述電池組上的樹脂板； 以電氣性地串聯(lián)連接上述多個單體電池的方式，在上述多個單體電池的兩端連接在極性不同的端子之間的多個母線； 對上述樹脂板的與上述電池組側相反的一側進行覆蓋的金屬制的端蓋； 形成在上述樹脂板與上述端蓋之間，將從上述單體電池經上述樹脂板及上述母線排出的氣體排出的氣體積存部； 一體地形成在上述樹脂板上，具有用于將積存在上述氣體積存部的氣體引導到上述樹脂板的外部的引導孔的引導部件； 安裝在上述導向部件上，將由上述引導孔引導的氣體排出到電池模塊的外部的氣體排出管。
2.如權利要求I所述的電池模塊，其特征在于， 上述單體電池與上述端子對應地設有氣體排出機構， 在上述樹脂板及上述多個母線上，設置了使從上述單體電池排出的氣體通過的貫通孔。
3.如權利要求2所述的電池模塊，其特征在于，在上述樹脂板的貫通孔的周邊的上述單體電池側的面上，形成了用于安裝密封部件的圓環(huán)狀的凹凸槽。
4.如權利要求I所述的電池模塊，其特征在于，在上述端蓋上，形成了向與上述樹脂板側相反側突出的鼓起部。
5.如權利要求I所述的電池模塊，其特征在于，在上述端蓋與上述樹脂板之間設置了密封部件。
6.如權利要求I所述的電池模塊，其特征在于，在上述引導部件的端部，設置了用于安裝上述氣體排出管的管嘴。
7.如權利要求I所述的電池模塊，其特征在于，氣體排出管從一個管進行分支，進行了分支的端部安裝在上述樹脂板的各個引導部件上。
全文摘要
提供一種確保安全性，并且能夠小型化的電池模塊。電池模塊(100)具有連接著八個單體電池(111)的電池組(110)、內包了連接在單體電池間的母線的母線板(120)、和覆蓋母線板(120)的端蓋(130)，通過使用端蓋(130)被搭載和固定在車輛或電源裝置上。將覆蓋已內包了母線的母線板(120)并相對于高電壓作為保護罩發(fā)揮功能的端蓋(130)、和將電池模塊固定在車輛或電源裝置上的法蘭部做成一體部件。
文檔編號H01M2/12GK102683627SQ20121014962
公開日2012年9月19日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權日2008年1月10日
發(fā)明者佐藤誠一 申請人:日立車輛能源株式會社