電池組和電動自行車的製作方法
2023-11-07 19:06:42
電池組和電動自行車的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種更少受到振動、震動等影響的且具有穩定特性的電池組和一種使用了所述電池組的電動自行車。一種電池組，所述電池組包括：電池保護構件，所述電池保護構件具有第一護板部段和第二護板部段，所述第二護板部段被一體連接至所述第一護板部段的寬度方向的兩個邊緣部分且大體上沿與所述第一護板部段的兩個表面都垂直的方向進行延伸；其中所述扁形電池被放置在所述第一護板部段上；和保護電路板。使用粘度、硬度和觸變性質不同的多種膜成形材料形成用於所述保護電路板的防潮膜。
【專利說明】電池組和電動自行車
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過將多個二次電池連接在一起而形成的電池組，且本發明涉及一種其中安裝有所述電池組的電動自行車。
【背景技術】
[0002]在電動自行車中，多種二次電池被用作驅動裝置或輔助驅動裝置的動力源。在上述二次電池中，由於鋰離子二次電池具有能量密度較高且輸出功率較高的電池特性，因此被優選用作驅動動力源的電池，所述鋰離子二次電池隨著鋰離子在負極與正極之間的移動而進行充電和放電。
[0003]已公知的鋰離子電池包括:圓柱形鋰離子電池，所述圓柱形鋰離子電池所包括的正極和負極經由被插在它們之間的隔件而被卷繞在圓柱體形狀的物體上；和扁形鋰離子電池，其中正極和負極經由隔件被疊置。
[0004]在上述鋰離子電池中，扁形鋰離子電池優選被用作裝置驅動馬達或類似部件的動力源的電池，這是因為對於這種扁形電池來說，易於通過增加疊置的正極和負極的數量或通過增加正極和負極的面積的方式來提高每個單體電池的容量。
[0005]對於扁形鋰離子電池的單體電池而言，有可能通過用膜外殼材料覆蓋電池元件的方式有效地利用鋰離子電池的高能量密度。
[0006]覆膜電池以多種方式被使用。例如，專利文獻I (JP-A-2007-257901)提出了一種用於電動自行車的使用覆膜電池的電池組。
【發明內容】
[0007]以下電動自行車是已公知的:被設計以便在自行車藉助於附接的馬達行進時降低騎行者負擔的電動自行車；和即使在騎行者未踩踏板時也可自力推進的電動自行車；馬達、驅動裝置和馬達驅動的電池增加了電動自行車的質量。因此，這種裝置需要具有更小的質量。這種電動自行車在行進較長距離或較長時間時需要大容量電池才能利用馬達的操作。
[0008]在多種電池中，電動自行車優選使用具有較大的重量比能量密度和體積比能量密度的鋰離子電池。在上述電池中，被膜外殼材料覆蓋的覆膜電池的特徵在於:其與將金屬罐用作外殼材料的電池相比具有較高的能量效率。
[0009]當在雨天條件下使用電動自行車時，水可能會進入到所述電池組中。另外，由於溫度變化，可能會在所述電池組內部發生水凝結等情況。
[0010]雖然電池上覆蓋有密封性較好的材料，但是在所述電池組中所使用的保護電路板由於液體的存在很可能會發生故障或者被損壞。
[0011 ] 在所述保護電路板上面安裝有用於對信號進行處理的尺寸相對較小的電子元器件和用於主電流進行控制的尺寸相對較大的電子元器件。常規地，為了用防潮膜覆蓋所有這些電子元器件，成形有其高度超過較高的電子元器件的高度的障礙構件，然後將膜成形材料澆到所述障礙構件內。這樣就會涉及成形障礙構件等附加工藝和不必要地使用膜成形材料。
[0012]有這樣一種電動自行車，其車輪被安裝在軸承上，所述軸承經由懸架被附接到自行車的本體上。然而，被施加在自行車本體上的衝擊遠不同於被施加在汽車上的衝擊。因此，被附接到自行車本體上的電池組受到來自道路表面的震動和振動的嚴重影響，且在這方面需要採取措施。
[0013]為解決以上問題，根據本發明的一個方面，提供一種電池組，所述電池組包括:電池連接結構，多個扁形電池被放置於所述電池連接結構中；和在所述扁形電池的充電和放電過程中保護扁形電池的保護電路板，以及使用粘度、硬度和觸變性質不同的多種膜成形材料製成的用於所述保護電路板的膜成形結構。
[0014]在所述電池組中，使用具有高固化前粘度的膜成形材料製成具有自所述保護電路板的表面的較大長度的用於電路部件的膜成形結構。
[0015]在所述電池組中，使用具有高粘度、高硬度和高觸變性質的膜成形材料製成具有自所述保護電路板的表面的較大長度的用於電路部件的膜成形結構。
[0016]在所述電池組中，所述電池連接結構包括電池保護構件，所述電池保護構件具有第一護板部段和第二護板部段，所述第二護板部段被一體連接至所述第一護板部段的寬度方向的兩個邊緣部分且大體上沿與所述第一護板部段的兩個表面都垂直的方向進行延伸；且所述扁形電池被放置在所述第一護板部段上。
[0017]根據本發明，被稱作「大體上垂直」包括有效地可能獲得垂直以及可能獲得所需操作和效應的情況，例如包括80至100度的角度。
[0018]在所述電池組中，在所述第一護板部段的兩個表面上都形成了其上放置扁形電池的表面。
[0019]在所述電池組中，所述扁形電池的扁平護板表面被置於所述第一護板部段上。
[0020]在所述電池組中，所述扁形電池是覆膜電池。
[0021]在所述電池組中，所述扁形電池的拉出突片沿所述保護構件的所述第一護板部段的較長方向被取出。
[0022]在所述電池組中，雙面膠帶的一個膠粘側被附接到所述扁形電池上，所述扁形電池隨後被粘附到所述第一護板部段或鄰接的扁形電池表面上。
[0023]根據本發明的另一個方面，提供一種包括上述電池組的電動自行車。
[0024]本發明的有益效果
根據本發明的電池組，僅通過施加具有不同物理性質的膜成形材料來允許安裝在所述保護電路板上面的部件上塗覆有防潮膜，由此確保具有優秀的生產率。
[0025]通過本發明的輕質電池保護構件，具有高能效的覆蓋有膜外殼材料的鋰離子電池等一定能夠免受震動等的影響，從而使得即便是在所述電池組在電動自行車中恆定地受到振動和震動的影響作用時，也有可能期待保持較長時間的穩定工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1示出了單體電池100，所述單體電池構成了根據本發明的一個實施例的電池組，圖1A示出了單體電池100，所述單體電池的開口被在四側上形成的熱密封部段密封，圖IB示出了單體電池100，所述單體電池的開口被在三側上形成的熱密封部段密封；
圖2示出了連接突片125如何被連接至單體電池100的正極拉出突片120 ；
圖3示出了在用於將單體電池100串聯連接在一起的正極拉出突片和負極拉出突片上設置孔的情況；
圖4示出了保持器構件200，所述保持器構件構成了根據本發明的該實施例的電池組；圖5是板300的透視圖，所述板用於在根據本發明的該實施例的電池組中將單體電池100串聯連接在一起；
圖6示出了電池保護構件400，所述電池保護構件構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖7示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖8示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖9示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖10示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖11示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖12示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖13示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖14示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖15示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖16示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖17示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了根據本發明的該實施例的電池組；
圖18示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖19示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖20示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖21示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖22示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖23示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖24示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；
圖25示出了生產根據本發明的該實施例的電池組的過程；和 圖26示出了根據本發明的該實施例的電動自行車。
【具體實施方式】
[0027]下文結合附圖對本發明的實施例進行描述。圖1示出了單體電池100，所述單體電池構成了根據本發明的一個實施例的電池組。單體電池100所使用的是鋰離子二次電池，該二次電池隨著鋰離子在正極與負極之間的移動而進行充電和放電。
[0028]本發明的單體電池100具有扁平形狀且因此也被稱作扁形電池。
[0029]單體電池的電池主單元110具有這樣的結構，其中以下部件被貯存在膜外殼材料中(所述膜外殼材料在平面圖中具有矩形形狀):層壓電極組件，在所述層壓電極組件中，多個板片狀正極和多個板片狀負極經由隔件被疊置；和電解溶液(二者均未被示出)。正極拉出突片120和負極拉出突片130從單體電池主單元110的上端部分111被拉出。
[0030]正極拉出突片120和負極拉出突片130都具有護板的形狀，且被分別直接連接至或經由導線本體或類似物被連接至膜外殼材料中的板片狀正極和板片狀負極。膜外殼材料包括在面向電池內部的平面上設置的熱密封樹脂層。此外，在面向電池外部的平面上使用膜外殼材料:該膜外殼材料是通過在層壓金屬箔上疊置保護膜而製成的，所述層壓金屬箔由鋁箔或類似物製成。
[0031]更特別地，具有強度和耐熱性的構件，如尼龍構件或聚對苯二甲酸乙二酯構件，被疊置在被定位在所述鋁箔的外表面側上的平面上；具有優良的熱密封性能的材料如聚丙烯或聚乙烯被疊置在內表面側上。
[0032]對於被貯存在膜外殼材料中的電池元件和電解溶液而言，膜外殼材料的周部，SP上端部分111、下端部分112和兩個側端部分113被熱密封，在所述電池元件中，正極和負極經由隔件被疊置。因此，其內部實現了氣密密封。
[0033]在上述單體電池100中，鋁或鋁合金被用作正極拉出突片120的材料；鎳、鍍鎳銅或者鎳-銅包覆材料通常被用作負極拉出突片130的材料。根據本實施例，使用由鋁製成的正極拉出突片120和由鎳製成的負極拉出突片130。
[0034]為了製造本發明的電池組，與上述單體電池100相鄰的單體電池100的正極拉出突片和單體電池100的負極拉出突片通過螺栓和螺母以機械方式被捆束在一起，且因此被電連接在一起。在這種情況下，對於單體電池100的鋁製正極拉出突片120和鎳制負極拉出突片以機械方式被捆束在一起的這種結構而言，導電率在經過預定時間之後會由於涉及電位差的問題而降低。因此，在本發明的電池組中，在與上述單體電池100相鄰的單體電池100的正極拉出突片和負極拉出突片通過機械方式被捆束在一起的點處，拉出突片被連接以使得由鎳製成的構件彼此接觸。
[0035]下面將對為了實現上述目的的構型進行描述。如圖1所示，在製造電池組的過程中，假設單體電池100的鋁製正極拉出突片120具有從上端部分111算起的長度a，鎳制負極拉出突片130具有從上端部分111算起的長度b (b>a)。則由鎳製成的突片構件125通過超聲波被連接和附加至長度為a的鋁製正極拉出突片120，從而使得從上端部分111算起的該長度變為b (參見圖2和圖3)。為了使得單體電池100可被串聯連接在一起，在被用作正極拉出突片的突片構件125上形成孔127 ;在負極拉出突片上形成孔137。此外，在下文中，通過連接突片構件125而形成的整個拉出突片還可被稱作正極拉出突片120。[0036]如下文所述，在本發明的電池組中，在將多個單體電池100電連接在一起的過程中，具有不同極性的拉出突片被連接在一起，從而使得鎳制構件(突片構件125和負極拉出突片130)彼此接觸。因此，鄰接單體電池的電連接部分變成了由相同類型的金屬材料製成且被電連接的部分。因此，不會出現涉及電位差的問題，且有可能基本上防止導電率隨時間降低。
[0037]下文描述了保持器構件200，所述保持器構件用於將本發明的實施例的電池組中的多個單體電池100的正極拉出突片與負極拉出突片電連接在一起。圖4示出了保持器構件200。圖4A示出了從第一主表面側觀察到的保持器構件200。圖4B示出了從第二主表面側觀察到的保持器構件200。圖4C是沿X-X』截取的圖4A的剖視圖。圖4D是保持器構件200的側視圖。
[0038]在保持器構件200上，形成了第一表面210和第二表面250，所述第二表面位於保持器構件200的與第一表面210相對的側面上；保持器構件200是由合成樹脂如ABS樹脂製成的構件。在保持器構件200的第一表面210的第一排211中，從頂部向底部形成了並排排列的拉出突片插入孔215，如圖4A所示。相似地，在第一表面210的第二排212中，從頂部向底部形成了並排排列的拉出突片插入孔215。當單體電池100被附接到保持器構件200上時，使用被設置在第一表面210上的拉出突片插入孔215。拉出突片插入孔215是從第一表面210穿過該保持器構件到達第二表面250的孔；和可供單體電池100的拉出突片插入的孔。
[0039]如圖4A所示，在第一排211和第二排212的上側和下側上，設置了拉出突片導引肋部203。拉出突片導引部段213被設置，以使得拉出突片導引部段213被夾在第一排211的拉出突片導引肋部203之間。此外，拉出突片導引凹進部段214被設置，以使得拉出突片導引凹進部段214被夾在第二排212的拉出突片導引肋部203之間。
[0040]在第一排211中，在串聯連接的多個單體電池100中，基於拉出突片導引肋部203的調節，邊緣側的單體電池100的拉出突片從第一表面210經由拉出突片導引部段213被導引至第二表面250。
[0041]在第二排212中，在串聯連接的多個單體電池100中，基於拉出突片導引肋部203的調節，邊緣側單體電池100的拉出突片從第一表面210經由拉出突片導引凹進部段214被導引至第二表面250。
[0042]在串聯連接的多個單體電池100中，並未處於邊緣側上的單體電池100的拉出突片穿過拉出突片插入孔215並被附接到保持器構件200上。在拉出突片插入孔215的上部區域和下部區域中(如圖4A所示)，拉出突片導引伸出部段220被設置，以使得拉出突片插入孔215被夾在拉出突片導引伸出部段220之間，所述拉出突片導引伸出部段被定位在拉出突片插入孔215的上側和下側上。拉出突片導引伸出部段220主要由頂部部段221和兩個漸縮(錐形)側222構成，所述漸縮側被無縫連接至頂部部段221。當單體電池100的拉出突片被插入拉出突片插入孔215內時，兩個漸縮側222之間的空間逐漸縮窄，這使得易於將單體電池100附接到保持器構件200上。因此，這使得有可能提高串聯連接多個單體電池100的效率並提高生產率。
[0043]板300可被附接到保持器構件200的第二表面250上。在板300上，相鄰單體電池100的拉出突片被彎曲、被置於彼此上並被連接，從而產生電連接。當相鄰單體電池100的拉出突片被連接時，拉出突片以機械方式被螺栓和螺母捆束在一起。因此，用於罩住螺母256的六個螺母封罩部段255被設置在第二表面250的第一排211中，且五個螺母封罩部段被設置在第二排212中。此外，在第二表面250上，在第一排211中的三個位置處且在第二排212中的兩個位置處設置了分隔件260，所述分隔件被設計以便確保在被形成於板300上的單體電池100的拉出突片連接部段之間或者在拉出突片連接部段與拉出突片之間實現絕緣。
[0044]定位伸出部段263是在板300被附接到保持器構件200上時幫助對板300進行定位的伸出部；一個定位伸出部段263被定位在第一排211中，且另一伸出部段被定位在第二排212中。此外，在使用上述定位伸出部段263將板300附接到保持器構件200上之後用於將板300與保持器構件200捆束在一起的一個螺紋孔270被設置在第一排211中，且另一螺紋孔被設置在第二排212中。
[0045]下文描述了板300的構型，在本發明的實施例的電池組中，在所述板上形成了用於多個單體電池100的拉出突片的連接部段。
[0046]圖5是用於在本發明的實施例的電池組中將單體電池串聯連接在一起的板300的透視圖。
[0047]板300是通過主要將玻璃樹脂或類似物用作基材而製成的，在使用保持器構件200前，所述板被附接到保持器構件200的第二表面250上。板300的周部形狀與保持器構件200的第二表面250的周部形狀大體上匹配。在板300的周部上的兩個位置處，形成了拉出突片導引切口部段314以便與保持器構件200的拉出突片導引凹進部段214相對應。
[0048]此外，在板300上，設置了拉出突片抽出孔315以便對應於保持器構件200的拉出突片插入孔215。此外，在板300上，設置了分隔件抽出孔317以便對應於保持器構件200的分隔件260。此外，在板300上，設置了拉出突片/分隔件抽出孔316以便支承保持器構件200的拉出突片插入孔215和分隔件260。上述孔都是從一個主表面穿過該板300到達另一主表面的通孔；且被成形以使得單體電池100的拉出突片、分隔件260和類似件可被插置在其中。
[0049]在單體電池100的拉出突片通過螺栓和螺母被固定到板300上的區域中，設置了以下部段:薄膜電極部段320a、320b和320c。
[0050]在薄膜電極部段320a與被固定到板300上的金屬正極端子墊圈321之間存在電連接。在薄膜電極部段320c與被固定到板300上的金屬負極端子墊圈322之間存在電連接。串聯連接的單體電池100的邊緣部分的拉出突片被連接至正極端子墊圈321和負極端子墊圈322。因此，正極端子墊圈321和負極端子墊圈322被用作用於對電池組進行電力充電和放電的端子。
[0051]此外，在薄膜電極部段320b與連接器340的端子部段(未示出)之間存在電連接，從而使得可通過連接器340測量用於監控每個單體電池100的電位。此外，連接器340可被成形，以使得可從溫度測量傳感器(未示出)取出信號，所述溫度測量傳感器測量單體電池100的溫度。
[0052]對於薄膜電極部段320a、320b、320c中的每個薄膜電極部段而言，都設置了拉出突片連接螺紋孔325:用於固定單體電池100的拉出突片的拉出突片連接螺栓257被插入拉出突片連接螺紋孔325內。在串聯連接的單體電池100中，邊緣部分單體電池100的一個拉出突片被固定到薄膜電極部段320a和薄膜電極部段230c上。同時，兩個薄膜電極部段320b被固定，以使得鄰接單體電池100的拉出突片被彎曲並被置於彼此上。
[0053]在板300上，形成了兩個定位孔328以便對應於被設置在保持器構件200的第二表面250上的定位伸出部段263。當兩個定位伸出部段263穿過定位孔328時，保持器構件200和板300在被捆束在一起時易於被定位，這有助於提高生產率。此外，在板300上形成的板固定螺紋孔329是這樣的孔，用於將保持器構件200固定到板300上的板固定螺釘271被插入所述孔內。
[0054]下文對電池保護構件400進行描述，所述電池保護構件在單體電池100被串聯連接且變成本發明的實施例的電池組中的電池連接結構500時對該多個單體電池100進行保護。
[0055]圖6示出了電池保護構件400，所述電池保護構件構成了本發明的實施例的電池組。圖6A從面向第一護板部段410的角度示出了電池保護構件400，單體電池100的主表面被連結到所述第一護板部段410上。圖6B示出了從圖6A的上端觀察到的電池保護構件400。
[0056]當單體電池100被放置時，本發明的電池保護構件400在使用之前被插置在放置的單體電池100之間。
[0057]電池保護構件400可由合成樹脂，如ABS樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂或聚碳酸酯樹脂，製成。使用這種材料使得能夠實現輕質且廉價的電池保護構件400。
[0058]此外，電池保護構件400還可由金屬構件製成，和以下構件製成，所述構件由合成樹脂製成，所述合成樹脂具有被分散的高導熱性材料顆粒。使用這種材料使得能夠實現高導熱性且輕質的電池保護構件400。
[0059]更特別地，金屬構件是鋁、鋁合金或銅。高導熱性材料顆粒是氮化鋁、氮化矽或氧化招。
[0060]對於合成樹脂材料而言，可列舉出以下材料:ABS樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂或聚碳酸酯樹脂。還可使用被分散在上述樹脂中的具有高導熱性材料顆粒的材料。
[0061]在上述物質中，鋁或鋁合金是適當的。
[0062]對於鋁、鋁合金或類似物而言，優選在表面上形成耐熱鋁(alumite)處理膜或絕緣膜。上述膜使得即使當電壓施加部段與保護構件接觸時也不會出現問題。
[0063]電池保護構件400的第一護板部段410是被夾在單體電池100與被串聯連接至上述單體電池100的單體電池100之間的構件。同時，還設置了第二護板部段440以使其沿垂直於第一護板部段410的方向從第一護板部段410的兩個邊緣部分都延伸出來。因此，如圖6B所示，電池保護構件400的剖面表面呈「H」的形狀。
[0064]此外，在第一護板部段410上形成了切口部段420，所述切口部段由以下結構構成:第一切口部段421，所述第一切口部段是最深的切口部段；第二切口部段422，所述第二切口部段被設置在第一切口部段421的兩側上且是即第一切口部段421之後第二最深的切口部段；和第三切口部段423，所述第三切口部段被設置在第二切口部段422的兩側上且是最淺的切口部段。
[0065]下文結合圖7至圖17對由上述構件中的每個構件生產電池連接結構500的過程進行描述，在所述電池連接結構中單體電池100被連接。圖7至圖17示出了生產電池連接結構500的過程，所述電池連接結構構成了本發明的實施例的電池組。
[0066]首先，在圖7所示的過程中，螺母256被安裝在所有螺母封罩部段255中，所述螺母封罩部段被設置在保持器構件200的第二表面250上。螺母封罩部段255的內周的尺寸被設置，以使得一旦螺母256被置於螺母封罩部段255中，則螺母256不易於被移除。
[0067]在圖8所示的隨後的過程中，保持器構件200的定位伸出部段263被插入板300的定位孔328內，從而使得保持器構件200和板300被定位。隨後，兩個板固定螺釘271被插入板固定螺紋孔329內並被螺合進入螺紋孔270內。結果是，保持器構件200被固定到板300上。此外,對於板固定螺紋孔329而言，可使用多種螺釘。然而,使用自攻螺釘有助於在生產過程中提高工作效率。
[0068]在圖9所示的隨後的過程中，單體電池100被設置在保持器構件200的第一表面210上。單體電池100的負極拉出突片130被彎曲以便藉助於拉出突片導引凹進部段214與板300的薄膜電極部段320b接觸。此外，單體電池100的正極拉出突片120被彎曲以便藉助於拉出突片導引部段213與板300的薄膜電極部段320a接觸。拉出突片連接螺栓257被插入正極拉出突片120的孔127和拉出突片連接螺紋孔325內；拉出突片連接螺栓257被螺合進入被罩在螺母封罩部段255中的螺母256內。通過這種方式，就完成了安裝第一單體電池100的過程。
[0069]圖10示出了隨後在保持器構件200的第一表面210上發生的過程。在該過程中，如圖所示，雙面膠帶460的兩個條帶被附接到單體電池100的上部主表面上。雙面膠帶460用於將被附接到保持器構件200上的第一單體電池100固定到將要被附接到保持器構件200上的第二單體電池100上。雙面膠帶460的兩個條帶被設置在如圖所示的單體電池100的主表面上的原因在於允許間隔件(稍後將對其進行描述)被設置在雙面膠帶460的兩個條帶之間從而提高生產率。
[0070]在圖11所示的隨後的過程中，比雙面膠帶460更厚的間隔件(未示出)被置於所附接的第一單體電池100上。此外，當第二單體電池100在間隔件上滑動時，第二單體電池100的兩個拉出突片被插入拉出突片插入孔215內。如上所述，拉出突片導引伸出部段220被設置在兩個拉出突片插入孔215的上側和下側上。此外，漸縮側222被設置在拉出突片導引伸出部段220上。因此，介於上部拉出突片導引伸出部段220與下部拉出突片導引伸出部段220之間的空間逐漸變窄，從而使得單體電池的拉出突片能夠易於被導引至保持器構件200的拉出突片插入孔215。
[0071]在這種情況下，被附接到保持器構件200上的第一單體電池100的正極拉出突片120被設置在第一排211中，且負極拉出突片130被設置在第二排212中。另一方面，被附接到保持器構件200上的第二單體電池100的正極拉出突片120被設置在第二排212中，且負極拉出突片130被設置在第一排211中。在下文中，在順序放置單體電池100的過程中，被附接的奇數單體電池100的正極拉出突片120被設置在第一排211中，且負極拉出突片130被設置在第二排212中。被附接的偶數單體電池100的正極拉出突片120被設置在第二排212中，且負極拉出突片130被設置在第一排211中。通過這種方式，沿單體電池100被放置或被疊置的方向，單體電池100被設置，以使得相鄰單體電池100的拉出突片面向不同方向。因此，在板300上，並不一定沿相對於放置或疊置方向的對角線方向進行連接。
[0072]在確證了第二單體電池100的上端部分111被推入直至上端部分111撞擊到保持器構件200的第一表面210上之後,就在板300上開始隨後的工作。
[0073]在圖12所示的隨後的過程中，被附接的第二單體電池100的正極拉出突片120被向下彎曲，如圖所示，且被置於被附接的第一單體電池100的負極130上。隨後，拉出突片連接螺栓257被插入每個拉出突片的孔或者拉出突片連接螺紋孔325內且被螺合進入螺母256內，由此對於被附接在薄膜電極部段320b上的第一單體電池100的負極拉出突片130和被附接的第二單體電池100的正極拉出突片120而言形成用於它們的連接部分。通過這種方式就完成了電連接。
[0074]同時，被附接的第二單體電池100的負極拉出突片130被向上彎曲，如圖所示，由此為與被附接的第三單體電池100的正極拉出突片120進行的連接做好準備。
[0075]在圖13所示的隨後過程中，通過與附接第二單體電池100的情況相似的方式，通過使用間隔件來附接電池保護構件400。第二單體電池100的上部表面和電池保護構件400的下部表面通過雙面膠帶460的兩個條帶被連結在一起。此外，如圖所示，雙面膠帶460的兩個條帶被附接到電池保護構件400的上部表面上。通過使用雙面膠帶460，電池保護構件400被固定到被附接到保持器構件200上的第三單體電池100上。
[0076]圖14示出了第三至第八單體電池100以與上述方式相似的方式被順序附接到保持器構件200和板300上的情況。在板300上，每次附接一個單體電池100時，拉出突片都被彎曲並被置於彼此上，且相鄰單體電池100的拉出突片通過拉出突片連接螺栓257被連接。通過這種方式就實現了電連接。
[0077]在圖15所示的隨後過程中，圖中示出了在附接了八個單體電池100之後附接又一電池保護構件400的情況。通過這種方式，在本實施例的電池連接結構500中，兩個電池保護構件400被設置以便形成兩個電池保護構件塊450，所述電池保護構件塊受到電池保護構件的保護。通過這種方式，為每個單體電池100提供了防止外部震動和類似情況的保護。
[0078]此外，單體電池100 被放置以便高於介於第一護板部段420與第二護板部段440之間的高度方向的上端部分。通過這種方式，由於單體電池被放置而高於第二護板部段440的上端部分，因此改進了從單體電池的周部釋放熱量的性能。
[0079]在該圖的實例中，被放置以便高於上述第二護板部段的上端部分的電池可被置於上部電池保護構件400或者下部電池保護構件400上,或者可被置於二者上。
[0080]圖16示出了這樣的情況，其中在電池保護構件400的第一護板部段420上，第九單體電池100和第十單體電池100被進一步附接到保持器構件200和板300上。
[0081]第十單體電池100的負極拉出突片130通過使用拉出突片導引部段213而被固定到板300的薄膜電極部段(未示出)上。結果是，第一至第十單體電池100的拉出突片被分別連接在板300上，且串聯連接十個單體電池100的過程被完成。通過這種方式，完成了包括兩個電池保護構件塊450的電池連接結構500。
[0082]此外，在如圖所示的電池連接結構500中，單體電池100被放置以便高於從電池保護構件的側面的第二護板部段440的第一護板部段420的表面算起的高度方向的上端部分。其中一些單體電池的側面並未被第二護板部段440【400 — 440】覆蓋。
[0083]因此，周圍區域中的空氣從介於上部和下部電池保護構件400的第二護板部段440之間的空間流入所述單體電池100內，從而有助於改進單體電池100的熱釋放性能。
[0084]被膜外殼材料覆蓋的單體電池100具有位於周部上的熱密封部段。側邊緣部分113並未被彎曲；側邊緣部分113具有較大的尺寸以使得側邊緣部分113與電池保護構件400的第二護板部段440的內表面接觸。因此，單體電池100可被精確定位在電池保護構件400上並被平滑地放置在第一護板部段上。
[0085]膜外殼材料是柔性的。然而，在熱密封部段上，一部分的剛性高於其他部分。因此，熱密封部段可充分抵抗從側邊緣部分133施加的力且因此可承受振動、震動和其他作用力。
[0086]圖17示出了從板的方向觀察到的圖16所示的電池連接結構。
[0087]電池連接結構包括兩個電池保護構件塊450。對串聯連接的十個單體電池100進行充電和放電的過程通過使用被附接到板300上的正極端子墊圈321和負極端子墊圈322的方式被實施。端子構件331被附接到正極端子墊圈321上，且端子構件332被附接到負極端子墊圈322上。
[0088]如上所述，本發明的電池組以如下方式被製造:多個單體電池100的正極拉出突片和負極拉出突片被插入保持器構件200的拉出突片插入孔215內，且多個單體電池100的具有不同極性的拉出突片在板300上被連接在一起。因此使得可以高效地生產電池組，由此提聞生廣率。
[0089]此外，多個單體電池100的具有不同極性的拉出突片通過拉出突片連接螺栓257和螺母256而在板300上被連接在一起。因此，易於將多個單體電池電連接在一起。因此使得可以高效地生產電池組，由此提高生產率。
[0090]下文將結合圖18至圖25描述使用以上述方式形成的電極連接結構500製造本發明的電池組的過程。
[0091]在圖18所示的過程中，放電端子613和充電端子614通過螺釘並藉助於放電端子附接凹進部段611和充電端子附接凹進部段612被固定到罩住電池連接結構500的第一外殼本體600上，所述放電端子附接凹進部段和充電端子附接凹進部段被設置在第一外殼本體600上。
[0092]在圖19所示的過程中，第一減震構件621通過粘結劑或類似物被附接到第一外殼本體600的第二封罩部段602上，且第二減震構件622被附接到電路封罩部段603上。
[0093]在本發明的電池組中，如圖18和圖19所示，排洩孔682被設置在電池組的底部部分中，且排洩孔681被設置在上部隔室部段680中。
[0094]所述電池組是在戶外使用的。因此，雨水或類似物會進入電池內。在液體從外部進入之後，隨著電池組中的單體電池和保護電路板部段的加熱和冷卻，會出現水冷凝物或類似物。
[0095]根據本發明，除了位於底部部分上的排洩孔682以外，另一排洩孔被設置在上部隔室部段680上，所述上部隔室部段是其中安裝有保護電路板的隔室，由此所述液體能夠快速從所述電池組的內部排出，所述保護電路板會受到液體的影響。因此，這使得有可能防止與液體相關的負面效應。
[0096]在圖20所示的過程中，第三減震構件663通過粘結劑或類似物被附接到第二外殼本體660的第二封罩部段662上。
[0097]在圖21和圖22所示的過程中，減震材料被附接到電池連接結構500上。在本發明的電池組中，兩個結構，即第一電池連接結構500和第二電池連接結構500，被貯存在該電池組中。
[0098]在圖21所示的過程中，對於第一電池連接結構500而言，厚度較大的第四減震構件504被附接到邊緣部分單體電池100上；比第四減震構件504更薄的第五減震構件505被附接到所有電池保護構件的第二護板部段上。粘結劑或類似物被用於將第四減震構件504和第五減震構件505附接到零部件上。
[0099]同時，在圖22所示的過程中，對於第二電池連接結構500而言，第四減震構件504被附接到邊緣部分單體電池100上；第五減震構件505僅被附接到一側的電池保護構件的第二護板部段上。如同在上述情況中那樣，粘結劑或類似物被用於將第四減震構件504和第五減震構件505附接到零部件上。
[0100]在圖23所示的過程中，放電端子613、充電端子614和保護電路板700通過金屬線被連接。此外，保護電路板700通過螺釘被固定到第一外殼本體600的電路封罩部段603上。
[0101]在圖24所示的過程中，第一電池連接結構500A被貯存在第一外殼本體600的第一封罩部段601中，且第二電池連接結構500B被忙存在第二封罩部段602中。
[0102]在保護電路板700中，對於較高的電路部件FETs而言，使用的是具有高粘度、高硬度和高觸變性質且因此在保護電路板的表面上不會逐漸劣化(running down)但會形成具有預定厚度的膜層的塗層材料。
[0103]另一方面，對於較短的電路部件FETs而言，使用具有低粘度、低硬度和低觸變性質的塗層材料來成膜。
[0104]對於用於較高的電路部件和較短的電路部件的塗層材料而言，可以使用基於矽氧烷的粘結劑材料。使用基於矽氧烷的材料作為用於較高的電路部件和較短的電路部件的塗層材料允許形成在具有不同物理性質的材料之間具有更緊密的界面的膜。例如，對於較高的電路部件而言，可以使用主要由丙烯酸改性的矽樹脂構成的Cemedine SX720W (粘度:45Pa.s 23攝氏度)；對於較短的電路部件而言，可以使用由香港新威化學品有限公司(Xinwei Chemical C0.Ltd.)生產的 SINWE 500 (粘度:0.6Pa.s 25 攝氏度)。
[0105]在本發明的保護電路板700中，電路板上的所有部分都有必要設置塗層，具有較高的固化前粘度的可固化樹脂可被用於塗覆較高的電路部件例如FETs的部分；具有較低的固化前粘度的可固化樹脂可被用於塗覆剩餘部分。這樣就能夠減少模成形材料在有必要施加塗層的部分處的不必要的使用。使用具有較高的固化前粘度的可固化樹脂的部分可被設定為包括電路板表面上的最聞電路部件的部分。
[0106]特別是在電動自行車中用於待使用的保護電路板700的可固化樹脂優選為分別與兩種類型的水進行反應以便固化的基於矽氧烷的粘結劑材料，所述兩種類型的水在室溫(例如大約25攝氏度)條件下的固化前粘度為20Pa.s_90Pa.s和0.3Pa*s-l.0Pa.S。使用這樣的粘結劑材料使得在電動自行車的電池組中的保護電路板700中所使用的電路板能夠令人滿意地得到塗覆。
[0107]其上已附接了減震構件的第一電池連接結構500A被貯存在第一封罩部段601中，從而使得間隙為正間隙的方向CP平行於第一封罩部段601的底面，並且間隙為負間隙的方向CM垂直於第一封罩部段601的底面。
[0108]此外，其上已附接了減震構件的第二電池連接結構500B同樣被貯存在第二封罩部段602中，從而使得間隙為正間隙的方向CP平行於第一封罩部段601的底面601U，並且間隙為負間隙的方向CM垂直於第二封罩部段602的底面602U。
[0109]順便提及，正間隙意味著減震構件之間的外表面距離比封罩部段的尺寸小1.5mm至2mm。負間隙意味著減震構件之間的外表面距離比封罩部段的尺寸大3mm至4mm。
[0110]已經附接了減震構件的第一電池連接結構500A和已經附接了減震構件的第二電池結構500B分別通過導線金屬線被連接至保護電路板700，所述導線金屬線的長度大體上相同。因此，有可能使金屬線縮短，且有可能使保護電路板與一個電池連接結構之間的阻抗等於保護電路板與另一電池連接結構之間的阻抗。
[0111]結果是，當兩個電池連接結構被並聯連接時，有可能以高效的方式從電池中吸收能量。
[0112]此外，其上放置有扁形電池的要被罩在第一封罩部段601中的第一電池連接結構的表面平行於第一封罩部段的底面601U。同時,其上放置了扁形電池的第二電池連接結構的表面垂直於第二封罩部段的底面602U。由於第一封罩部段的底面601U與第二封罩部段的底面602U彼此平行，其上放置了扁形電池的第一電池連接結構的表面垂直於其上放置了扁形電池的第二電池連接結構的表面。
[0113]這也就是說，當電池組被安裝在自行車上時，在被定位在下部區域中的第二封罩部段602中，對於由電池連接結構的可見輪廓形成且大體上呈長方體形狀的部分而言，其間隔距離最短的表面，即如圖所示的與其上放置了扁形電池的電池連接結構的表面呈直角的表面，被放置以便與第二封罩部段602的底面平行地進行延伸。
[0114]在第一封罩部段601的底面上，其上放置了扁形電池的電池連接結構的表面被放置以便平行於底面。其上放置 了扁形電池的第一電池連接結構的表面和其上放置了扁形電池的第二電池連接結構的表面被設置以便彼此以直角相交。通過這種方式，具有相同的形狀和結構的電池連接結構被安裝在較厚的第一封罩部段601中且被安裝在較薄的第二封罩部段602中。
[0115]在圖25所示的過程中，第一外殼本體600通過螺釘被固定到第二外殼本體660上。
[0116]在該過程中，第二外殼本體被放置在第一外殼本體600上。當第二外殼本體沿著使得電池連接結構的間隙為負間隙的方向被推動時，第二外殼本體通過螺釘被固定到第一外殼本體600上，所述減震構件已經被附接在所述電池連接結構上。結果是完成了本發明的電池組；在該電池組中，即使施加了振動或震動，電池連接結構也不會移動。
[0117]圖26示出了其上安裝了本發明的電池組的電動自行車。
[0118]電動自行車I具有框架2，本發明的電池組4被安裝在所述框架上。電池組4將動力供應至電動自行車的驅動機構3。
[0119]正如上文結合圖24所述，電池組4包括兩個封罩部段，所述兩個封罩部段的結構不同，但容納的電池連接結構具有相同形狀。電池組上部部段41較厚且對應於圖24所示的第一封罩部段601，所述電池組上部部段被定位在介於鞍座5與後輪之間的空間中。因此，當騎行者騎自行車時，電池組上部部段41不與腿或類似部位接觸。
[0120]此外，較薄且對應於圖24所示的第二封罩部段602【第一一第二】的電池組下部部分42被定位在介於座管6與後輪之間的空間中。然而，由於第二封罩部段，所述電池連接結構500是較薄的，因此，即使當騎行者轉動踏板7時，第二封罩部段不會與踏板或腿接觸。
[0121]本發明的電池組4被直接安裝在框架2上，所述框架受到來自道路表面的振動和震動。在電池組4中，以前採取了防止振動和震動的措施。因此，電池組4以穩定方式運行。
[0122]工業實用性
根據本發明的電池組，通過輕質電池保護構件，具有高能效的覆蓋有膜外殼材料的鋰離子電池等一定能夠免受震動等的影響，也有可能期待保持較長時間的穩定工作。此外，根據電路部件的高度將具有不同物理性質的塗層材料施加到所述電池組內的保護電路板上，從而使得有可能在較高的電路部件和較短的電路部件上面形成可靠的保護膜，由此使得設有高度可靠的保護電路板的電池組不受液體的負面影響。
[0123]附圖標記列表
1: 電動自行車
2: 框架
3: 驅動機構
4: 電池組
41: 電池組上部部段
42: 電池組下部部段
5: 鞍座
6: 座管
7: 踏板
100: 單體電池
110: 單體電池主單元
111: 上端部分
112: 下端部分 120: 正極拉出突片 125: 突片構件 127: 孔
130: 負極拉出突片
137: 孔
200: 保持器構件
203: 拉出突片導引肋部
210: 第一表面
211: 第一排
212: 第二排
213: 拉出突片導引部段 214: 拉出突片導引凹進部段 215: 拉出突片插入孔
220: 拉出突片導引伸出部段
221: 頂部部段222:漸縮側
250:第二表面
255:螺母封罩部段
256:螺母
257:拉出突片連接螺栓260:分隔件
263:定位伸出部段
270:螺紋孔
271:板固定螺釘300:板
314:拉出突片導引切口部段
315:拉出突片抽出孔
316:拉出突片/分隔件抽出孔
317:分隔件抽出孔
320a, 320b, 320c: 薄膜電極部段
321:金屬正極端子墊圈
322:金屬負極端子墊圈325:拉出突片連接螺紋孔
328:定位孔
329:板固定螺紋孔331，332: 端子構件340:連接器
400:電池保護構件
410:第一護板部段
420:切口部段
421:第一切口部段
422:第二切口部段
423:第三切口部段440:第二護板部段450:電池保護構件塊460:雙面膠帶
500:電池連接結構
504:第四減震構件(厚)
505:第五減震構件(薄)
600:第一外殼本體
601:第一封罩部段601U:底面
602:第二封罩部段602U:底面603:電路封罩部段
611:放電端子附接凹進部段
612:充電端子附接凹進部段
613:放電端子
614:充電端子
621:第一減震構件
622:第二減震構件
660:第二外殼本體
661:第一封罩部段
662:第二封罩部段
663:第三減震構件673:電路封罩部段680:上部隔室部段681,682:排洩孔700:保護電路板
【權利要求】
1.一種電池組,所述電池組包括: 電池連接結構，多個扁形電池被放置於所述電池連接結構上；和 在所述扁形電池的充電和放電過程中保護扁形電池的保護電路板， 使用粘度、硬度或觸變性質不同的多種膜成形材料製成的用於所述保護電路板的膜成形結構。
2.根據權利要求1所述的電池組，其中: 使用具有高固化前粘度的膜成形材料製成具有自所述保護電路板的表面的較大長度的用於電路部件的膜成形結構。
3.根據權利要求1或2所述的電池組，其中 使用具有高粘度、高硬度或高觸變性質的膜成形材料製成具有自所述保護電路板的表面的較大長度的用於電路部件的膜成形結構。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電池組，其中 所述電池連接結構包括電池保護構件，所述電池保護構件具有第一護板部段和第二護板部段，所述第二護板部段被一體連接至所述第一護板部段的寬度方向的兩個邊緣部分且大體上沿與所述第一護板部段的兩個表面都垂直的方向進行延伸，其中所述扁形電池被放置在所述第一護板部段上。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的電池組，其中 在所述第一護板部段的兩個表面上都形成了其上放置扁形電池的表面。
6.根據權利要求5所述的電池組，其中 所述扁形電池的扁平護板表面被置於所述第一護板部段上。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的電池組，其中 所述扁形電池是覆膜電池。
8.一種電動自行車，所述電動自行車包括根據權利要求1至7中任一項所述的電池組。
【文檔編號】H01M2/10GK103443960SQ201180069815
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年9月7日 優先權日:2011年3月31日
【發明者】鈴木亨 申請人:Nec 能源元器件株式會社