本發(fā)明涉及一種具備將多個電池單元集成化而成的電池模塊的電源裝置。

背景技術(shù)：

近年來，混合動力車、電動汽車正在普及。在這些車輛中搭載有行駛用電動機，并且搭載有向行駛用電動機供給電力的電源裝置。一般在車載用的電源裝置中使用鋰離子電池、鎳氫電池。

這種電源裝置大多通過組合多個電池模塊而構(gòu)成。在設(shè)計高輸出的電源裝置的情況下，使用包括串聯(lián)連接的多個電池單元的電池模塊。另外，在設(shè)計高容量的電源裝置的情況下，使用包括并聯(lián)連接的多個電池單元的電池模塊。這樣，根據(jù)所要求的電源裝置的性能，將串聯(lián)連接和并聯(lián)連接相組合地連接多個電池單元來構(gòu)成電池模塊。

電池單元與充放電、劣化相應(yīng)地膨脹或收縮，因此對多個電池單元進(jìn)行限制、集成化來形成電池模塊。作為具備這種電池模塊的電源裝置，提出了如下一種電源裝置的結(jié)構(gòu)：具備沿一個方向?qū)盈B的多個電池單元、配置在兩端的一對端板以及固定于端板來限制電池單元的限制構(gòu)件(專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1的電源裝置具備配置在電池模塊的兩個側(cè)面的板狀的限制構(gòu)件，限制構(gòu)件與端板連結(jié)。通過該結(jié)構(gòu)，能夠通過限制構(gòu)件和端板來抑制電池單元的膨脹。

在上述的結(jié)構(gòu)中，限制構(gòu)件經(jīng)由端板來按壓電池單元，另一方面，限制構(gòu)件被施加其反作用力。具體地說，沿電池單元的層疊方向?qū)ο拗茦?gòu)件施加拉伸力。因此，針對每個電池模塊預(yù)先進(jìn)行實驗等，來估算由于電池單元的膨脹而施加在限制構(gòu)件上的外力(拉伸力)。而且，針對所預(yù)想的外力來設(shè)計限制構(gòu)件的材質(zhì)、厚度、形狀等，以使限制構(gòu)件不會斷裂。

另一方面，在將電源裝置搭載于車輛的情況下，能夠采用各種各樣的結(jié)構(gòu)。一般來說，車輛的組裝和電源裝置的組裝是通過相分開的工序來進(jìn)行的，因此在將電源裝置搭載于車輛的情況下，大多采用將電池模塊固定于板、外殼等框架的結(jié)構(gòu)。例如，在專利文獻(xiàn)1的電源裝置的情況下，能夠采用將電池模塊載置于外殼上并將端板固定于外殼的結(jié)構(gòu)。具體地說，在端板上設(shè)置固定用的貫通孔，來通過螺栓等固定構(gòu)件將端板固定于外殼。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠通過將板、外殼等框架固定于車體來將電源裝置搭載于車輛，因此能夠容易地將組裝后的狀態(tài)的電源裝置固定于車輛。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-175743號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

如上所述，限制構(gòu)件被設(shè)計為具有相對于電池單元的層疊方向的拉伸力的剛性，但本發(fā)明人查明了：在將電池模塊固定于框架的狀態(tài)下，當(dāng)電池單元膨脹時，在限制構(gòu)件中產(chǎn)生伴隨歪曲變形的應(yīng)力。

具體地說，了解到：不同于電池模塊不固定于框架的情況，在將電池模塊固定于框架的狀態(tài)下，當(dāng)電池單元膨脹時，相對于沿電池單元的層疊方向延伸的電池層疊體的中心軸，端板非對稱地發(fā)生移位。在端板相對于電池層疊體的中心軸非對稱地發(fā)生移位的情況下，限制構(gòu)件產(chǎn)生歪曲，由于歪曲變形而引起應(yīng)力集中。在以往的結(jié)構(gòu)中，只考慮了由于電池單元的膨脹而產(chǎn)生的拉伸力，因此在產(chǎn)生強烈的歪曲的情況下也存在限制構(gòu)件發(fā)生斷裂的擔(dān)憂。

本發(fā)明是為了解決該問題而完成的發(fā)明，其主要目的在于提供一種抑制限制構(gòu)件的歪曲變形來防止限制構(gòu)件的斷裂、破損的技術(shù)。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方式的電源裝置具備長方體形狀的電池模塊，該電池模塊包括：電池層疊體，其包括沿一個方向?qū)盈B的多個電池單元；一對端板，該一對端板配置于位于所述電池層疊體的兩端的第一端面和第二端面；以及限制構(gòu)件，其與所述一對端板連結(jié)，所述電源裝置還具備：框架，其具有固定面；以及固定構(gòu)件，其用于將所述電池模塊以如下狀態(tài)固定：使所述電池模塊的與所述第一端面和所述第二端面相鄰的一面與所述框架的固定面相對。所述限制構(gòu)件形成為：隨著遠(yuǎn)離所述固定面，相對于作用在所述多個電池單元所層疊的層疊方向上的外力的剛性變強。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地抑制端板的移位，從而能夠防止限制構(gòu)件的斷裂、破損。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式中的電池模塊的立體圖。

圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式中的電池層疊體的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。

圖3是本發(fā)明的實施方式中的隔離物的主視圖。

圖4是第一比較例中的電池模塊的側(cè)視圖。

圖5是第二比較例中的電池模塊的側(cè)視圖。

圖6是本發(fā)明的實施方式中的電池模塊的側(cè)視圖。

圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式中的加強構(gòu)件的延伸方向的電池模塊的側(cè)視圖。

圖8是表現(xiàn)圖5的限制構(gòu)件的模型圖。

圖9是表示在圖8中對限制構(gòu)件的兩端施加了外力P的狀態(tài)的模型圖。

圖10是表現(xiàn)圖6的限制構(gòu)件的模型圖。

圖11是表示在圖10中對限制構(gòu)件的兩端施加了外力P的狀態(tài)的模型圖。

圖12是用于說明基于加固構(gòu)造的歪曲變形的抑制效果的模型圖。

圖13是在本發(fā)明的變形例中從端板側(cè)觀察的電池模塊的側(cè)視圖。

圖14是在本發(fā)明的實施方式中從端板側(cè)觀察的電池模塊的側(cè)視圖。

圖15是在本發(fā)明的實施方式中還具備冷卻構(gòu)造的電池模塊的側(cè)視圖。

圖16是圖15的電池模塊的截面圖。

圖17是圖15的電池模塊的仰視圖。

圖18是本發(fā)明的其它實施方式中的電池模塊的側(cè)視圖。

圖19是表示在圖18的電池模塊中電池膨脹時的情形的側(cè)視圖。

具體實施方式

本發(fā)明的一個方式的電源裝置具備至少一個電池模塊100，搭載于混合動力車、電動汽車等車輛上。另外，雖未圖示，但電源裝置中包括安裝有監(jiān)視電池模塊100的狀態(tài)的監(jiān)視部的電路基板等電氣部件。如圖1所示，電池模塊100通過螺栓等固定構(gòu)件300而固定于外殼、板等框架200。電源裝置經(jīng)由該框架200而固定于車輛。此外，框架200也可以是構(gòu)成車輛的一部分的構(gòu)件。

圖1和圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式中的電池模塊100的結(jié)構(gòu)的圖。電池模塊100包括具有多個電池單元11的電池層疊體10、配置在電池層疊體10的兩端的一對端板20、以及與一對端板20連結(jié)來將電池層疊體10集成化的限制構(gòu)件30。

如圖2所示，電池單元11是具有扁平的長方體形狀的外裝罐的方形電池。外裝罐由金屬形成，在內(nèi)部封入有極板、電解液等發(fā)電要素。在外裝罐的上表面設(shè)置有正負(fù)的電極端子11a。能夠從電池單元11的正負(fù)的電極端子11a取出電池單元11所蓄積的電力。

電池單元11以使電極端子11a朝向上方的狀態(tài)沿一個方向?qū)盈B地配置而構(gòu)成電池層疊體10。正負(fù)的電極端子11a設(shè)置在外裝罐的上表面的兩端，通過使電池單元11反轉(zhuǎn)地配置，能夠使相鄰的電池單元11的正負(fù)的電極端子11a靠近?？拷恼?fù)的電極端子11a通過匯流條(busbar)12相連接，從而相鄰的電池單元11被串聯(lián)連接。此外，也能夠通過以將同極的電極端子11a靠近的方式層疊電池單元11而經(jīng)由匯流條12將相鄰的電池單元11并聯(lián)連接。在圖2所例示的電池模塊中，一個匯流條12連接了六個電池單元11的電極端子11a，通過該匯流條12，將三個電池單元11并聯(lián)連接，并且將并聯(lián)連接得到的構(gòu)造體之間串聯(lián)連接。

在構(gòu)成電池層疊體10的多個電池單元11中的相鄰的電池單元11之間，分別配設(shè)有間隔件(spacer)13。間隔件13由絕緣性的樹脂形成，來使相鄰的電池單元11絕緣。電池單元11的外裝罐是金屬制的，因此具有電位，需要使用間隔件13等來使相鄰的電池單元11彼此絕緣。作為用于使相鄰的電池單元11絕緣的結(jié)構(gòu)，除了間隔件13以外，還已知在電池單元的外裝罐上卷繞絕緣性的片的結(jié)構(gòu)等。作為這種結(jié)構(gòu)的一例，存在具有熱收縮性的收縮管(shrink tube)。收縮管是通過加熱而收縮的絕緣性的片，生產(chǎn)率優(yōu)異。另一方面，收縮管的強度比較弱。因此，以確保絕緣的可靠性為目的，也能夠采用具備間隔件13和收縮管這兩者的結(jié)構(gòu)。

如圖2、圖3所示，間隔件13包括位于各電池單元11的相向的面之間的絕緣部13a以及以覆蓋電池單元11的上表面、側(cè)面、底面等的一部分的表面的方式從絕緣部13a向電池單元11突出的肋13b。設(shè)置有多個肋13b的間隔件13能夠在肋13b之間嵌合電池單元11，從而能夠在層疊電池單元11時抑制電池單元11的位置偏離。另外，雖未圖示，但間隔件13也能夠根據(jù)需要而設(shè)為在絕緣部13a的與電池單元11相向的面上形成槽的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在電池單元11與絕緣部13a之間形成間隙，能夠通過向間隙輸送冷卻風(fēng)來對電池單元11進(jìn)行冷卻。

如上所述，一對端板20配置在電池層疊體10的兩端，而具體地說，一對端板20分別配置在位于電池層疊體10的電池單元11的層疊方向上的兩端的一對端面上。在一對端板20上固定有沿電池單元11的層疊方向延伸的限制構(gòu)件30。限制構(gòu)件30以如下方式限制沿電池單元11的層疊方向被壓縮的狀態(tài)的電池層疊體10：在作為電源裝置使用的充電率的范圍和環(huán)境溫度中的任意的狀態(tài)下，都能夠始終以對電池層疊體10加壓的狀態(tài)進(jìn)行限制。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如，雖然電池單元11由于環(huán)境溫度變低或者進(jìn)行了放電而收縮，但是即使在電池單元11的尺寸收縮的狀態(tài)下限制構(gòu)件30也能夠限制電池層疊體10。

另外，在端板20上形成有構(gòu)成為能夠供螺栓等固定構(gòu)件300插通的固定用的貫通孔21。電池模塊100經(jīng)由插通到在端板20上形成的貫通孔21的固定構(gòu)件300而被固定于框架200。此外，在圖1中，圖示了電池模塊100載置在框架200上的結(jié)構(gòu)，但無需一定將電池模塊100載置于框架200。還能夠采用電池模塊100從框架200懸吊的結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)。

限制構(gòu)件30包括沿電池層疊體10的相向的兩面配置的板狀的主體部31以及固定于端板20的連結(jié)部32。此外，配置限制構(gòu)件30的主體部31的電池層疊體10的相對的兩面是與配置端板20的一對端面及固定電池模塊100的固定面200a相鄰的面。限制構(gòu)件30需要以均等的力來限制電池層疊體10，因此需要配置于電池層疊體10的相向的兩面，但是也需要避免同框架200與電池模塊100間的固定構(gòu)造之間的物理性的干擾，因此限制構(gòu)件30的主體部31沿電池層疊體10的與固定面200a相鄰的兩側(cè)面配置。

限制構(gòu)件30的主體部31和連結(jié)部32是通過將板材彎曲而形成的，在連結(jié)部32上形成有供螺絲、鉚釘?shù)冗B結(jié)構(gòu)件33插通的貫通孔。限制構(gòu)件30通過插通到連結(jié)部32的貫通孔中的連結(jié)構(gòu)件33而被固定于端板20。固定于端板20的限制構(gòu)件30能夠抑制端板20的移位。具有扁平的長方體形狀的外裝罐的電池單元11由于充電或者劣化而尤其是外裝罐的寬面以相對于電池單元11的中心向外側(cè)擴(kuò)展的方式膨脹，但是通過該結(jié)構(gòu)，能夠抑制構(gòu)成電池層疊體10的電池單元11的膨脹。

此外，如上所述，限制構(gòu)件30構(gòu)成為：在作為電源裝置使用的充電率的范圍和環(huán)境溫度中的任意的狀態(tài)下，都能夠始終以對電池層疊體10加壓的狀態(tài)進(jìn)行限制。也就是說，在限制構(gòu)件30上始終作用有向?qū)盈B方向的拉伸力。限制構(gòu)件30通過具有相對于該拉伸力的強度而能夠抑制限制構(gòu)件30的變形和端板20的移位，從而能夠抑制電池單元11的膨脹。

如圖1所示，在限制構(gòu)件30的主體部31上形成有多個開口。形成于主體部31的開口有助于限制構(gòu)件30的輕量化。限制構(gòu)件30需要具有能夠抑制電池單元11的膨脹的一定程度的強度，但是另一方面，不希望電池模塊100的重量增加。因而，限制構(gòu)件30需要在保持一定程度的強度的同時進(jìn)行輕量化。為了在保持強度的同時進(jìn)行輕量化，在板狀的限制構(gòu)件30上設(shè)置開口的結(jié)構(gòu)是有效的。通過像這樣設(shè)置開口，能夠?qū)姸鹊南陆当３譃樽钚∠薅?，并且實現(xiàn)限制構(gòu)件的輕量化。

此外，在采用在電池單元11與間隔件13之間設(shè)置間隙的結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選使形成于主體部31的開口形成為同設(shè)置在間隔件13與電池單元11之間的間隙相對應(yīng)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠構(gòu)成為使從限制構(gòu)件30的開口輸送的冷卻風(fēng)穿過形成在間隔件13與電池單元11之間的間隙。

接著，說明設(shè)置在主體部31上的開口的形狀和限制構(gòu)件的強度。將具有包括本發(fā)明的實施方式在內(nèi)的三個樣式的形狀的開口的限制構(gòu)件分別圖示為圖4、圖5、圖6。其中，圖4、圖5圖示了本發(fā)明的比較例中的限制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，圖6圖示了本發(fā)明的實施方式中的限制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。

圖4是第一比較例中的電池模塊100A的側(cè)視圖。電池模塊100A具備在主體部31A上形成大的開口的形狀的限制構(gòu)件30A。限制構(gòu)件30A為以下形狀：具備在主體部31A上形成的開口的兩側(cè)延伸的兩條桿(bar)。限制構(gòu)件30A的沿電池單元11的層疊方向延伸的兩條桿抑制電池單元11的膨脹。

對于向延伸方向的拉伸力而言，沿一個方向延伸的桿形狀的構(gòu)件具有比較高的強度。另一方面，對于向延伸方向的壓縮力而言，該桿形狀的構(gòu)件會發(fā)生彎曲，因此與相對于拉伸力的強度相比，強度變?nèi)?。另外，對于與延伸方向垂直的方向的力而言，是沿剪切方向施加力，因此與相對于向延伸方向的力的強度相比，強度顯著變?nèi)?。限制?gòu)件30A為以下結(jié)構(gòu)：限制構(gòu)件30A的兩條桿沿電池單元的層疊方向延伸。

如上所述，限制構(gòu)件30構(gòu)成為：在作為電源裝置使用的充電率的范圍和環(huán)境溫度中的任意的狀態(tài)下，都能夠始終以對電池層疊體10加壓的狀態(tài)進(jìn)行限制，因此即使電池單元收縮，也只是施加于限制構(gòu)件30的拉伸力變?nèi)酢；旧希粫ο拗茦?gòu)件作用向電池單元的層疊方向的壓縮力，因此限制構(gòu)件30A的相對于向延伸方向的壓縮力的強度不會成為問題。另外，對于由于電池單元的膨脹而引起的向?qū)盈B方向的拉伸力而言，由于桿的延伸方向與該拉伸力的方向一致，因此具有足夠的強度。

然而，在將電源裝置搭載于車輛的情況下，可能由于車輛的震動而對電池模塊施加上下方向的外力。在這種沿上下方向施加的外力大的情況下，不僅需要考慮限制構(gòu)件的延伸方向的強度，還需要考慮限制構(gòu)件的與延伸方向垂直的方向的強度。

圖5是第二比較例中的電池模塊100B的側(cè)視圖，圖示了具有相對于沿垂直方向作用的力的強度的限制構(gòu)件30B。在限制構(gòu)件30B的主體部31B上形成有多個開口。在多個開口中的各開口之間設(shè)置有沿與電池單元11的層疊方向垂直的方向延伸的加強部34B。相比于圖4的限制構(gòu)件30A，通過具有沿與電池單元的層疊方向垂直的方向延伸的加強部34B，能夠提高相對于垂直方向的力的強度。因而，例如在電源裝置搭載于在車輛的行駛時震動比較大的車輛等的情況下，優(yōu)選設(shè)為具備圖5的限制構(gòu)件30B的結(jié)構(gòu)。

圖6是上述的具備本發(fā)明的實施方式中的限制構(gòu)件30的電池模塊100的側(cè)視圖。在限制構(gòu)件30上形成有多個開口，在各開口之間設(shè)置有加強部。如圖6所示，多個加強部在平視時沿與層疊方向交叉的方向延伸。具體地說，多個加強部包括沿不同方向延伸的三種加強部。

在此，使用電池層疊體的一對端面和固定電池模塊的固定面200a來說明加強部的延伸方向。如圖7所示，設(shè)電池層疊體10的一對端面中的一個端面為第一端面10L、另一個端面為第二端面10R，設(shè)與固定面200a相向的面為底面10B。在平視時，相對于限制構(gòu)件30的中心軸A1-A2，在第一端面10L側(cè)設(shè)置第一加強部34L，在第二端面10R側(cè)設(shè)置第二加強部34R。另外，從第一端面10L到第二端面10R均勻地設(shè)置第三加強部34V。第一加強部34L沿從第一端面10L到底面10B地交叉的第一方向延伸。具體地說，第一方向是同將第一端面10L上的任意點與底面10B上的任意點連結(jié)的線段平行的方向。第二加強部34R沿從第二端面10R到底面10B地交叉的第二方向延伸。具體地說，第二方向是同將第二端面10R上的任意點與底面10B上的任意點連結(jié)的線段平行的方向。也就是說，為以下結(jié)構(gòu)：第一加強部34L沿隨著遠(yuǎn)離固定面200a而越靠近第一端面10L的方向延伸，第二加強部34R沿隨著遠(yuǎn)離固定面200a而越靠近第二端面10R的方向延伸。此外，第三加強部34V沿與電池單元11的層疊方向垂直的方向延伸。

接著，說明在上述的結(jié)構(gòu)的電源裝置中電池單元11膨脹的情況下的端板20的移位。限制構(gòu)件30具有將一對端板20之間的距離保持為固定的功能，但是嚴(yán)格地說，限制構(gòu)件30會些許變形，端板20會發(fā)生移位。另一方面，如上所述，端板20也相對于框架200固定?？蚣?00是車體的框架、收納多個電池模塊100的外殼，因此相對于電池模塊100的限制構(gòu)件30而言是比較大的構(gòu)造體。因此，相比于限制構(gòu)件30的變形量，框架200實質(zhì)上幾乎不變形。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在固定于框架200的狀態(tài)的電池模塊100中，當(dāng)電池單元11膨脹時，端板20的上端與下端(底面10B側(cè)的端部)相比發(fā)生較大的移位。這樣，在將電池模塊固定于框架的狀態(tài)下，當(dāng)構(gòu)成電池層疊體10的電池單元11膨脹時，端板非對稱地移位，固定于端板20的限制構(gòu)件30產(chǎn)生歪曲變形。

圖8和圖9是再現(xiàn)將具備圖5的限制構(gòu)件30B的電池模塊固定于框架的狀態(tài)的簡易的模型。在該模型中，限制構(gòu)件30B如圖8所示那樣以節(jié)點、支點(固定端)以及連結(jié)節(jié)點或支點的框架要素來表現(xiàn)。圖8、圖9的模型再現(xiàn)了具有沿與電池單元11的層疊方向垂直的方向延伸的三個加強部34B的限制構(gòu)件30B。具體地說，該模型由八個節(jié)點n1～n8、兩個支點c1、c2以及十三個框架要素構(gòu)成。如上所述，限制構(gòu)件所連結(jié)的一對端板固定于車體的框架，實質(zhì)上不發(fā)生移位，因此，在圖8的模型中，兩端的支點也被圖示為固定端。在該模型中，如圖9所示，當(dāng)對限制構(gòu)件施加與電池單元的膨脹相伴的外力P時，與限制構(gòu)件30B的上端對應(yīng)的節(jié)點大幅移位。支點、節(jié)點與限制構(gòu)件30B的形狀對應(yīng)，因此圖9示出了與節(jié)點的移位相應(yīng)地、限制構(gòu)件30B產(chǎn)生歪曲變形的情況。

圖10和圖11是再現(xiàn)將具備圖6所示的本發(fā)明的實施方式中的限制構(gòu)件30的電池模塊固定于框架的狀態(tài)的簡易的模型。在該模型中，限制構(gòu)件30如圖10所示那樣以節(jié)點、支點(固定端)以及連結(jié)節(jié)點、支點的框架要素來表現(xiàn)。圖10、圖11的模型再現(xiàn)了具有兩個第一加強部34L、兩個第二加強部34R以及三個第三加強部34V的限制構(gòu)件30。具體地說，該模型由八個節(jié)點n1～n8、兩個支點c1、c2以及十七個框架要素構(gòu)成。如上所述，限制構(gòu)件所連結(jié)的一對端板固定于車體的框架，實質(zhì)上不發(fā)生移位，因此，在圖10的模型中，兩端的支點也被圖示為固定端。在圖10、圖11中，連結(jié)節(jié)點n1與節(jié)點n3的框架要素以及連結(jié)節(jié)點n2與節(jié)點n4的框架要素與第一加強部34L對應(yīng)，連結(jié)節(jié)點n5與節(jié)點n6的框架要素以及連結(jié)節(jié)點n7與節(jié)點n8的框架要素與第二加強部34R對應(yīng)。在該模型中，如圖11所示，即使對限制構(gòu)件施加與電池單元的膨脹相伴的外力P，也能夠抑制與限制構(gòu)件30的上端對應(yīng)的節(jié)點的移位。具體地說，在施加了相同外力的情況下，圖11的模型的位移量比圖9的模型的位移量小。

本發(fā)明的實施方式的限制構(gòu)件30的各個加強部34(34L、34V、34R)分擔(dān)與加強部的延伸方向?qū)?yīng)的外力，并且第一加強部34L和第二加強部34R構(gòu)成加固(brace)構(gòu)造，因此限制構(gòu)件30也具有相對于主體部31的歪曲變形的強度。此外，圖10中表示加固構(gòu)造與外力之間的關(guān)系。在以形成方形的框形狀的方式連結(jié)框架要素的結(jié)構(gòu)中，沿對角延伸的框架要素為加固構(gòu)造，而如圖12所示，通過設(shè)置加固構(gòu)造，能夠減小上端的位移量(d2-d1>0)。

另外，如上所述，在本發(fā)明的實施方式的限制構(gòu)件30中，相對于限制構(gòu)件30的中心軸A1-A2，在第一端面10L側(cè)設(shè)置第一加強部34L，在第二端面10R側(cè)設(shè)置第二加強部34R。根據(jù)圖11的各節(jié)點的移位可以明確，對第一加強部34L和第二加強部34R施加有拉伸力。因此，通過如本發(fā)明的實施方式那樣設(shè)為以下結(jié)構(gòu)，能夠有效地防止限制構(gòu)件30的變形：相對于限制構(gòu)件30的中心軸A1-A2，在第一端面10L側(cè)設(shè)置第一加強部34L，在第二端面10R側(cè)設(shè)置第二加強部34R。

如上所述，在將電池模塊100固定于框架200的結(jié)構(gòu)中，端板20的下端幾乎不發(fā)生移位，但是端板20的上端僅由限制構(gòu)件30固定，當(dāng)限制構(gòu)件30變形時端板20的上端發(fā)生移位。本發(fā)明的實施方式的電源裝置通過在限制構(gòu)件30上設(shè)置第一加強部34L和第二加強部34R，能夠抑制該端板的上端的移位。因此，通過采用上述的結(jié)構(gòu)的電源裝置的結(jié)構(gòu)，能夠抑制限制構(gòu)件30的歪曲變形。

圖13是表示本發(fā)明的實施方式的變形例的從端板20側(cè)觀察的電池模塊100的側(cè)視圖。如上所述，限制構(gòu)件30的連結(jié)部32經(jīng)由連結(jié)構(gòu)件33而固定于端板20。如圖13所示，在變形例中，連結(jié)構(gòu)件33以沿遠(yuǎn)離固定面的方向密集地存在連結(jié)構(gòu)件33的方式相對于端板20不均勻地設(shè)置。具體地說，相對于端板20的水平方向的中心軸B1-B2，連結(jié)構(gòu)件33配置為偏向端板20的上端側(cè)。通過該結(jié)構(gòu)，能夠提高限制構(gòu)件30的上端側(cè)的剛性，從而能夠抑制端板20的上端的移位。

另一方面，如圖9、圖11所示，在端板的下端為固定端的模型中，在由于電池單元11的膨脹而產(chǎn)生的外力P作用于限制構(gòu)件的情況下，不僅是端板發(fā)生移位，與電池模塊的中央部分對應(yīng)的部位也向上方移位。特別是，與端板20對應(yīng)的位置為固定端，因此只有限制構(gòu)件30的中央部分向上方移位，從而限制構(gòu)件30產(chǎn)生彎曲變形。當(dāng)產(chǎn)生這種變形時，應(yīng)力集中在彎曲方向的內(nèi)側(cè)。在上述的結(jié)構(gòu)中，通過抑制端板20的移位而抑制了限制構(gòu)件30的歪曲變形，但是并非能夠完全阻止變形。因而，在將電池模塊100固定于框架200的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)由于電池單元11的膨脹而產(chǎn)生的外力的大小，應(yīng)力集中在限制構(gòu)件的下端側(cè)(固定面200a側(cè))。

圖14是從端板20側(cè)觀察的電池模塊100的側(cè)視圖。如圖14所示，限制構(gòu)件30還具備從主體部31突出并且沿與固定面200a平行的面延伸的多個彎曲部。多個彎曲部包括設(shè)置于固定面200a側(cè)的端部的第一彎曲部35a以及設(shè)置于遠(yuǎn)離固定面200a的一側(cè)的端部的第二彎曲部35b。在本發(fā)明的實施方式中，第一彎曲部35a位于電池單元11的底面(底面10B)側(cè)，第二彎曲部35b位于電池單元11的電極端子11a側(cè)。電池層疊體10配置在第一彎曲部35a與第二彎曲部35b之間。構(gòu)成電池層疊體10的電池單元11通過第一彎曲部35a和第二彎曲部35b而被限制上下方向的移動。在本發(fā)明的實施方式中，形成為第一彎曲部35a從主體部31突出的長度比第二彎曲部35b從主體部31突出的長度短。第一彎曲部35a設(shè)置在限制構(gòu)件的下端側(cè)，但是通過縮短第二彎曲部35b突出的長度，限制構(gòu)件30的下端側(cè)的剛性降低，從而能夠緩和應(yīng)力。

此外，在上述的結(jié)構(gòu)中，通過使第一彎曲部35a從主體部31突出的長度與第二彎曲部35b從主體部31突出的長度不同，來構(gòu)成為限制構(gòu)件30的下端側(cè)的剛性降低，但是也能夠通過第一彎曲部35a和第二彎曲部35b的材料厚度、加強用的肋的有無等來構(gòu)成為限制構(gòu)件30的下端側(cè)的剛性降低。

如圖15所示，本發(fā)明的實施方式中的電池模塊100也能夠設(shè)為具備冷卻裝置的結(jié)構(gòu)。冷卻裝置包括導(dǎo)熱性高的冷卻套40、在冷卻套40內(nèi)流動的制冷劑以及配置在冷卻套40的表面的絕緣性的導(dǎo)熱構(gòu)件41。冷卻套40為金屬制的板材，具有配管，制冷劑在該配管內(nèi)部流動。冷卻套40配置在電池層疊體10與框架200之間。

圖16是電池模塊100的截面圖，圖17是電池模塊100的仰視圖。如圖16所示，在冷卻套40與電池層疊體10之間配置有絕緣性的導(dǎo)熱構(gòu)件41。關(guān)于導(dǎo)熱構(gòu)件41，能夠使用絕緣性的導(dǎo)熱片、絕緣性的有機硅凝膠、粘接劑等。限制構(gòu)件30的第一彎曲部35a具有形成有多個貫通孔的安裝部，設(shè)置有插通到貫通孔中的螺栓42。冷卻套40經(jīng)由插通到該貫通孔中的螺栓42而固定于限制構(gòu)件30。

另外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，螺栓42的頭部分位于電池層疊體10與限制構(gòu)件30的第一彎曲部35a之間。如圖3、圖16所示，在本發(fā)明的實施方式中，在間隔件13的下部形成臺階部13c，臺階部13c在其與第一彎曲部35a之間形成螺栓收納空間。通過該結(jié)構(gòu)，插通到第一彎曲部35a的貫通孔中的螺栓42與電池層疊體10不發(fā)生干擾。

另一方面，在經(jīng)由限制構(gòu)件30的第一彎曲部35a來固定冷卻套40的結(jié)構(gòu)的情況下，第一彎曲部35a需要以一定程度的長度從主體部31突出，以使用于使螺栓42插通的貫通孔能夠形成。然而，如上所述，為了緩和限制構(gòu)件30的下端部處的應(yīng)力集中，需要縮短第一彎曲部35a從主體部31突出的長度。因此，在本發(fā)明的實施方式中，如圖17所示，在第一彎曲部35a中設(shè)置從主體部31突出的長度不同的第一區(qū)域36和第二區(qū)域37，將形成有供螺栓42插通的貫通孔的多個安裝部形成于第二區(qū)域37。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在使電池模塊具備冷卻裝置的同時，使第一彎曲部35a的突出量的増加為最小限度，從而能夠防止由于應(yīng)力集中導(dǎo)致的限制構(gòu)件30的破損。

在上述的實施方式中，主要說明了板狀的限制構(gòu)件，但是也能夠采用其它結(jié)構(gòu)的限制構(gòu)件。圖18是表示本發(fā)明的其它實施方式的電池模塊100d的側(cè)視圖。即使限制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)不同，在將電池模塊固定于框架200的結(jié)構(gòu)中，也是端板20的下端幾乎不發(fā)生移位，而端板20的上端只被限制構(gòu)件30固定，當(dāng)限制構(gòu)件30變形時，端板20的上端發(fā)生移位。圖19示出了在圖18的電池模塊100d中電池單元11膨脹時的電池單元的移位。

如圖18所示，在電池模塊100d中，作為限制構(gòu)件，在電池模塊100d的上端和下端分別設(shè)置有一對束縛桿(bind bar)30d。束縛桿30d是桿形狀的限制構(gòu)件，與配置在兩端的一對端板20連結(jié)。束縛桿30d既能夠配置在電池模塊100d的上下表面，也能夠沿電池模塊的側(cè)面配置。無論在哪個結(jié)構(gòu)中，都能夠通過提高位于上端側(cè)的束縛桿的剛性來抑制端板20的上端的移位。在具備束縛桿30d作為限制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的情況下，具體地說，能夠通過對配置在上端側(cè)的束縛桿30d進(jìn)行材料增厚、彎曲加工等來提高位于上端側(cè)的束縛桿30d的剛性。另外，在該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件是分離的，因此也能夠通過以不同的材質(zhì)構(gòu)成上下的束縛桿30d來提高位于上端側(cè)的束縛桿30d的剛性。

此外，在上表面和下表面分別設(shè)置一對束縛桿30d來作為限制構(gòu)件的上述的結(jié)構(gòu)的電池模塊100d的情況下，由于端板20的移位而產(chǎn)生的束縛桿30d的變形具有與本發(fā)明的實施方式些許不同的部分。下面基于圖19來說明在上表面和下表面分別設(shè)置一對束縛桿30d的上述的結(jié)構(gòu)的電池模塊100d中的端板20的移位和束縛桿30d的變形。

如上所述，在端板20的下端為固定端的結(jié)構(gòu)中，在對限制構(gòu)件作用有由于電池單元11的膨脹而產(chǎn)生的外力P的情況下，不僅是端板20發(fā)生移位，與電池模塊100d的中央部分對應(yīng)的部位也向上方移位。因而，電池模塊100d也發(fā)生如圖19所示的移位。此外，為了有助于現(xiàn)象的理解，圖19夸張地進(jìn)行了表現(xiàn)。當(dāng)發(fā)生如圖19所示的移位時，配置在下表面?zhèn)鹊氖`桿30d實質(zhì)上不變形，但是配置在上表面的束縛桿30d由于位于中央部分的電池單元而被向上方頂起。在該狀態(tài)下，對位于上表面的束縛桿30d施加有剪切方向的外力，因此存在束縛桿斷裂的擔(dān)憂。能夠通過抑制端板20的移位來抑制這樣的移位，因此在圖18所示的電池模塊中，也能夠通過提高位于上端側(cè)的束縛桿30d的剛性來防止限制構(gòu)件的斷裂、破損。

以上，基于實施方式說明了本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠理解，這些實施方式是例示，對它們的各結(jié)構(gòu)要素的組合能夠做出各種變形例，另外這樣做出的變形例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

附圖標(biāo)記說明

100：電池模塊；200：框架；200a：固定面；10：電池層疊體；11：電池單元；13：間隔件；13c：臺階部；20：端板；30：限制構(gòu)件；31：主體部；32：連結(jié)部；33：連結(jié)構(gòu)件；34L：第一加強部；34R：第二加強部；34V：第三加強部；35a：第一彎曲部；35b：第二彎曲部；36：第一區(qū)域；37：第二區(qū)域；40：冷卻套；42：螺栓。