蓄電池裝置的製作方法

2023-04-25 08:20:12 4

本發明涉及一種包括多個電池模塊的蓄電池裝置。具體地，本發明涉及一種具有堆疊有電池模塊的、設置在外殼中的電池堆疊的蓄電池裝置，該蓄電池裝置是相對簡單的配置並且具有對電池模塊的優異的冷卻性能。

背景技術：

蓄電池裝置具有多個可再充電電池模塊，並且在必要時使在電池模塊中充電的電力放電。關於這種蓄電池裝置的使用，例如，其在白天放電在夜間以較便宜的費用充電的電力，或者例如，其在夜間放電在白天通過太陽能充的電力。此外，蓄電池裝置還可以在斷電期間用作應急電源。這種蓄電池裝置按照慣例通常被安裝在工廠、辦公室和商業設施中。近年來，這種蓄電池裝置被安裝在一般住宅等中。

存在用於容納蓄電池裝置中的電池模塊的外殼(也稱為「殼體」)的各種配置。例如，專利文件1公開了一種蓄電池裝置，該蓄電池裝置具有：具有上開口和底部的外殼；設置在該外殼中的多個電池；以及附接至外殼的上表面的板狀蓋。該文獻進一步公開了可以通過使用諸如擠壓、澆鑄、衝壓、焊接連接、緊固件組裝等方法來形成具有底部的外殼。

專利文件2公開了一種蓄電池設備，具有在高度方向上堆疊並且設置在外殼中的多個電池模塊，其中，該設備被配置為經由外殼的側表面來對來自每個電池模塊的熱量進行散熱。

現有技術文獻

專利文件1：日本特開2013-140790號

專利文件2：日本特開2012-248374號

技術實現要素：

技術問題

關於蓄電池裝置，電池中的溫度可能根據電池的使用狀態而變高。這可能縮短電池壽命或者使得充電和放電性能不均勻。因此，提供散熱結構以避免極高溫度是重要的。

接下來，當製造蓄電池設備時，其配置明顯取決於，例如，其用於車輛還是用於固定的，或者取決於要容納的電池的數目和大小。在文件2中，使來自電池模塊的熱量耗散至外殼的側表面。其被配置為使具有複雜形狀(例如，波形部分)的彈簧構件連接相應的電池模塊和殼體的側表面，從而可以使熱量耗散至殼體。在散熱性能和保持長期電池性能方面，這種配置似乎是優越的。然而，由於連接電池模塊和殼體的側表面的彈簧構件的形狀是複雜的，所以在組裝和製造成本方面，其可能不是優選的。

本發明的目的在於提供一種具有堆疊有電池模塊的、設置在外殼中的電池堆疊的蓄電池裝置，該蓄電池裝置是相對簡單的配置並且具有對電池模塊的優異的冷卻性能。

解決問題的手段

根據本發明的用於實現上述目的的實施例的蓄電池裝置如下：

一種蓄電池裝置，包括：

蓄電池單元，該蓄電池單元包括堆疊有多個電池模塊的電池堆疊和用於容納電池堆疊的金屬外殼；以及

保持構件，該保持構件用於保持蓄電池單元；

其中，在由保持構件保持蓄電池單元的定向中，(i)電池模塊沿水平方向被堆疊，並且(ii)電池堆疊的至少一個側表面直接地或經由片狀導熱體與金屬外殼的一部分熱接觸。

根據該結構，由於熱接觸部位於側面部分，所以可以獲得良好的散熱效果，在側面部分中，與熱接觸部位於在蓄電池單元的上表面和/或下表面上的配置相比，可以容易地生成氣流置。此外，因為沒有設置複雜形狀的導熱構件，所以能夠簡化配置。此外，由於電池模塊被設置在橫向方向上，所以在堆積配置的上電池與下電池之間的大溫差的問題不會發生。

(術語)

在本說明書中的「電池單體(battery cell)」指電化學單體，諸如用作電池的一個單元的覆膜電池。

「電池模塊」指用於輸出預定電力的模塊，該模塊具有一個或多個電池單體和用於容納其的殼體。

「蓄電池單元」指具有多個上述電池模塊的單元。

「蓄電池裝置」指包括至少一個蓄電池單元(電池部)及其控制電路等的整個裝置。

「片狀導熱體」不僅指以片狀預先形成的導熱體，而且指通過在一些構件之間沉積具有流動性的材料並且使該材料固化所形成的片狀導熱體。「片狀」包括具有平坦表面的片和具有凹凸表面的片。

「密封的」——在以密封方式容納外殼的描述中，術語「密封的」指在電池單體被點燃時確保電池單體自熄的密封。因此，其包括完全密封和實質性密封。

本發明的效果

根據本發明，可以提供一種具有堆疊有電池模塊的、設置在外殼中的電池堆疊的蓄電池裝置，該蓄電池裝置是相對簡單的配置並且具有對電池模塊的優異的冷卻性能。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個實施例的蓄電池單元的分解立體圖。

圖2是示例性蓄電池裝置的立體圖。

圖3是蓄電池裝置的外觀示例的立體圖。

圖4是用於闡釋電池模塊和導熱板等的立體圖。

圖5是蓄電池單元的橫截面視圖。

圖6是示出了設置在電池蓋的凸緣部與其外圍結構之間的密封構件的放大截面視圖。

圖7是電池蓋的平面圖。

圖8是示出了在組裝狀態下的電池模塊的側表面附近的截面視圖。

圖9是在垂直方向上堆疊的蓄電池單元的示意性橫截面視圖。

圖10是框架的示例的立體圖。

圖11是用於闡釋蓄電池單元的安裝狀態的視圖。

圖12是根據另一實施例的蓄電池單元的分解立體圖。

圖13是示意地示出了圖12的蓄電池單元的配置的截面視圖。

圖14是示意地示出了具有導熱片的蓄電池單元的示例的截面視圖。

圖15是示意地示出了可用於本發明的一個實施例的電池蓋的示例的立體圖。

圖16A是示出了蓄電池單元和PCS單元等的各種布置的視圖。

圖16B是示出了蓄電池單元和PCS單元等的各種布置的視圖。

具體實施方式

下面將參照附圖描述本發明的實施例。附圖中所表示的配置僅僅是本發明的實施例。本發明不限於具體配置，而是可以在不脫離本發明的範圍的情況下適當地進行改變。在以下描述中，在單獨的實施例中描述了根據本發明的一些方面的發明；然而，可以適當地組合在每個實施例中公開的技術問題。

圖2中所示的本發明的蓄電池裝置1是固定型電源裝置，該固定型電源裝置具有兩個蓄電池單元10、接線盒91、PCS(電力調節系統)單元92以及用於保持它們的框架80。例如，在圖3中示出了蓄電池設備1的外觀(外殼110)。稍後將描述對蓄電池裝置1和外殼110的具體描述。

(蓄電池單元)

蓄電池單元10具有堆疊有多個電池模塊20的電池堆疊30和用於容納電池堆疊30的密封外殼50，如圖1中所示。在該示例中，密封外殼50由設置為彼此面對的一對電池蓋51、56組成。

關於電池堆疊30，在該示例中，8個電池模塊20與彼此串聯地電連接。注意，電池模塊20的數量不限於8個，而可以是7個或更少或者9個或更多。如圖4所示，電池模塊20可以以平坦的形狀作為整體被形成。

具體地，電池模塊20具有薄的長方體外殼殼體21，其中設置了一個或多個電化學單體(未示出)。此處，限定了外殼殼體21的外表面(換言之，電池模塊20的外表面)。如圖4所示，附圖標記22指示主表面(指示僅一個)，附圖標記23指示短的側表面，並且附圖標記24指示長的側表面。正電極端子和負電極端子25a、25b被設置在上側表面23上。端子25a、25b從側表面23突出。

可以為外殼殼體21選擇各種材料。例如，可以使用附接至表面的塑料殼體27和金屬蓋28、28。金屬蓋28可以覆蓋幾乎全部主表面22和側表面23、24的一部分。通過將這種蓋28分別附接至主表面22、22，可以利用金屬蓋28來覆蓋幾乎所有電池模塊20。替代地，可以使用由塑料或者金屬作為整體製成的外殼殼體。

從電池模塊20的散熱的角度來看，優選地使內部熱量被有效地耗散至電池模塊的外部。上述配置允許經由金屬蓋28將熱量有效地傳遞至設置在外部的散熱構件。

再次參照圖4，外殼殼體21的角部(在側表面23、24之間的連接部)是圓形形狀。在外殼殼體21的每個角部附近形成在其厚度方向上穿過殼體的通孔22h。通過緊固插入到通孔22h內的固定杆(未示出)來使電池模塊20彼此固定。注意，可以省略外殼殼體的圓形角部。關於通孔22h，可以在任何位置形成一個或者兩個或更多個通孔。

設置在外殼殼體21中的電化學單體可以是作為鋰離子二次電池的覆膜電池。覆膜電池通常具有電池元件，其中，正電極和負電極經由分隔件交替地堆疊。將電池元件與在諸如層壓膜等的外部膜中的電介質密封在一起。電化學單體的電壓可以在3.0V至5.0V或者3.0V至4.0V的範圍內。在外殼殼體21中的電池模塊可以全部串聯地或者以並聯和串聯的組合被連接。具體的布置不限於，但是例如，可以將兩個至四個電池單體在其厚度方向上以堆疊的方式容納在殼體中。更具體地，鑑於針對保護設備的理論上的親和性，可以設置2的冪個(例如，兩個或者四個)電化學單體。

注意，家用蓄電池具有串聯連接的電池單元單體，因為有必要輸出與從電力公司供應到家庭的單相三線AC 200V類似的AC電力。因為層壓型鋰離子電池(覆膜電池)是薄的並且重量輕，所以利用多串行化和鋰離子電池對家用蓄電池而言是有利的。為了輸出單相三線AC 200V，優選的是通過在設備內串聯連接電池以便於最大化電力調節器(下文稱為PCS)的效率，來獲得近似DC 200V。因此，對於具有平均電壓4V的電池，可以使用設置有具有串聯連接的64個電池單元的單個模塊模塊或者具有串聯連接的32個蓄電池單元的兩個模塊模塊的配置。當使用4個串聯的電池模塊時，可以被配置為將該模塊模塊連接至在電池區域內串聯連接的16個或者8個模塊。

(電池堆疊)

電池堆疊30是堆疊有多個電池模塊20的子組件。在該示例中，使8個電池模塊20在厚度方向上對齊(堆疊)。端板31、31被設置在電池堆疊的兩端。隔板32被設置在中間部分處。在一些情況下，可以省略這些板。

例如，端板31和隔板32可以是片狀金屬。在該示例中，端板31和隔板32具有支撐電池模塊20並且將電池模塊20固定到稍後描述的支撐構件45、46的作用。對於後一種作用，端板31和隔板32中的每一個具有在其一部分中的延伸部31a、32a。固定部被設置在延伸部31a、32a的尖端處，其中形成有用於使固定螺絲被插入的孔，並且該部分配置為被固定到稍後描述的支撐部件46。

雖然省略了詳細說明，但是固定部還被設置在延伸部31a、32a的另一側(圖1中是左側)的尖端處，其中，形成有供固定螺絲被插入的孔，並且該部分配置為被固定到稍後描述的支撐部件45。

端板31和隔板32的大小可以例如與電池模塊20相同或者實質相同，或者可以比圖1所示的電池模塊稍大。雖然省略了詳細說明，但是用於固定所有電池模塊20的杆(例如，4個)可以被配置為按順序穿過端板31、4個電池模塊20、隔板32、其它4個電池模塊20和其它端板31。通過將螺母緊固到杆的尖端來執行固定。

在電池堆疊30中的電池模塊20的電連接可以是串聯連接或者可以是並聯連接和串聯連接的組合。對於電連接，可以使用匯流條(未示出)、電纜等。

電池堆疊30還可以具有用於測量電池模塊20的溫度的一個或多個傳感器(未示出)。

圖1的電池堆疊30具有用於輸出電力的電力連接部37和用於將溫度傳感器的檢測信號等輸出至外部的信號連接部38。為了提供與連接部37、38的電連接，可以在連接器與之附接的電池蓋56上形成開口。可以使用防水連接器。

(電池蓋)

詳細描述用於構成密封外殼50的電池蓋51、56。如圖1和圖5所示，電池蓋51、56的整體形狀可以是相同的或者對稱的，但是具體形狀可以彼此略有不同。以示例的方式闡釋電池蓋51，可以通過衝壓金屬板(例如，深拉)來製造該電池蓋51。電池蓋51作為整體具有浴缸狀的形狀，換言之，具有無縫形成的杯部的形狀，該杯部具有特定深度。

雖然示出為使得杯部向上突出，但是電池蓋51具有與杯部的底表面對應的蓋表面51a、從蓋表面51a的外圍延伸的四個側表面51b-1至51b-4(下文簡稱為「側表面51b」)、以及形成在側表面51b的端部處的凸緣部51f。

在蓋表面51a與側表面51b之間的角部和相鄰的側表面51b之間的角部是漸圓形的(gently rounded)。為了適當地形成這種形狀，角部的曲率半徑可以是25mm或者更大(例如，材料的厚度是1.5mm或更大和2.5mm或更小)，更具體地是30mm或更大。

電池蓋51、56的材料可以是，例如，軋制鋼板、不鏽鋼板等。根據所需要的模塊大小等，電池蓋51、56的材料的厚度可以例如在1.2mm至2.0mm的範圍內。

蓋表面51a可以是沒有被特別加工的平坦表面或者凹凸表面。可以根據多種觀點來設計這種凹凸表面，然而，可以根據提高剛度和散熱性能來設計這種凹凸表面。側表面51b可以實質上垂直於蓋表面51a，或者以1至3度錐形化。

凸緣部51f具有平坦的形狀，以在虛擬基準平面(未示出)內延伸，並且其整體外部形狀是方形的。通過將電池蓋51的凸緣部51f固定到另一電池蓋56的凸緣部56f，在蓋51、56之間形成封閉空間。可以使用固定螺絲、焊接、鉚接等來固定凸緣部51f、56f。可以在凸緣部51f、56f上形成用於固定螺絲等的多個通孔(未示出)。

可以使用衝壓操作或者諸如鑽孔的二次加工來形成通孔。

在本實施例中的封閉外殼50可以產生以下效果。具體地，即使電池單體由於某種原因而點燃，也能夠在密封外殼50的內部使其自動熄滅。因此，能夠防止蓄電池裝置1中的點燃並且防止火勢蔓延。為了確保足夠的密封性能，電池蓋51、56的凸緣部51f、56f可以具有凹槽51d、56d，該凹槽51d、56d具有預定深度，如圖6所示，並且密封構件Sa可以被設置在該凹槽51d、56d之間形成的空間中。優選地，沿如圖7所示的凸緣部的整個外圍形成凹槽51d、56d(僅示出凹槽56d)。凹槽(未示出)的輪廓形狀可以是方形。雖然在該示例中僅形成了一個凹槽，但是可以形成內部和外部的兩個凹槽。

可以對凹槽51d、56d的尺寸進行各種修改。例如，假設凸緣部51f、56f的厚度是1.6mm，深度可以在0.8mm至1.0mm的範圍內(因此，內部空間的高度是約1.6mm至2.0mm)，並且寬度可以在6mm至12mm的範圍內。凸緣部51f、56f二者的形狀可以是相同的。替代地，深度和/或寬度可以彼此不同。可以使用如下配置：一個凸緣部具有凹槽，而另一凸緣部不具有凹槽。衝壓有利於根據可工作性形成凹槽並且減少製造成本，然而，本發明不限於此，可以使用其它工藝。

密封構件Sa是例如彈性構件。密封構件Sa在凸緣部51f、56f之間被壓縮以確保氣密性。衝壓工作可能難以確保凸緣部51f、56f的平坦度，然而，可以實現良好的氣密性，並且通過使用在本發明中所示的彈性密封構件Sa來獲得自熄性能，即使凸緣部51f、56f不具有足夠的平坦度。

密封構件Sa可以以凹槽51d、56d的形狀被預先形成，但是不限於此。例如，可以使用可發泡材料。例如，在沿凹槽沉積具有一些流動性的材料之後，然後該材料發泡，從而填充在凹槽51d、56d之間的空間。例如，在發泡之後為約4mm的密封構件可以在2mm高的空間中被壓縮(換言之，發泡的密封構件的壓縮比率是約50％)。

替代地，可以使用密封構件，諸如密封圈或者墊圈。根據密封構件的類型或者形狀，密封構件不一定被設置在凹槽中。密封構件可以被插入在不具有凹槽的凸緣部51f、56f之間。注意，如果不需要自熄性能，則外殼50可以不具有密封性能。

(電池堆疊的固定)

參照圖1和圖5，將描述電池堆疊30在密封外殼50中的固定。在本實施例中，電池堆疊30被配置為經由支撐構件45、46被固定到封閉外殼50，如圖1中所示。

支撐構件45、46中的每一個是以階梯形狀彎曲的金屬板。例如，將描述支撐構件45。其具有沿電池蓋56的側表面56b-3延伸的固定表面45a、形成有多個螺絲孔並且從固定表面45a的下端彎曲的安裝表面45b、從安裝表面45b的端部彎曲的連接表面45c、以及從連接表面45c的下端彎曲並且沿蓋底表面延伸的固定表面45d。類似地，另一支撐構件46具有階梯形狀，但是在開口45h等的數目和位置方面是不同的。上述電池堆疊30的連接部37、38被配置為被插入到開口45h中。

支撐構件45、46可以被焊接到電池蓋56的內表面。圖5示意地示出了固定狀態。通過用螺絲B1將電池堆疊30的一部分固定到支撐構件45並且通過用螺絲B2將其他部分固定到另一支撐部件46來將電池堆疊30固定到外殼50。

根據本實施例，通過使用支撐構件45、46，電池堆疊30的固定位置(換言之，圖5所示的安裝表面45b、46b的位置)更接近外殼50的中心線CL。這產生了如下結果。

假設蓄電池單元10不僅在圖5所示的橫向方向上，而且在垂直方向(換言之，電池蓋51、56在橫向上而不是在縱向上對齊的定向)上。在這種情況下，如果電池堆疊的固定位置接近蓋構件的底表面，則電池堆疊30將以懸臂狀狀態被支撐。這可能影響支撐的穩定性。然而，本實施例可以實現穩定支撐，因為電池堆疊30的固定位置定位為更接近中心線CL，並且電池堆疊30的重心平衡中心的偏差不明顯。

已經根據附圖中所示的具體配置描述了具體形狀等，然而，可以產生類似結果的配置不限於上述結構。支撐構件可以是具有固定部和安裝部的任何構件，固定部被附接至電池蓋，電池堆疊的一部分被連接至安裝部。在圖5的示例中，安裝表面45b、46b被定為在電池蓋56的底表面與中心線CL之間的中間附近，然而，其可以自由地改變。其可以被定位在更接近中心線CL的位置處(包括在線CL上)，或者可以被定位在遠離中心線CL的位置處。支撐構件不一定與其它構件相同。

(散熱結構)

將描述蓄電池單元10的散熱。在本實施例中，如圖1和圖5中所示，電池堆疊30的電池模塊20的一側與電池蓋51的內表面熱接觸，並且另一側與電池蓋56的內表面熱接觸。具體地，電池模塊20和電池蓋51、56經由導熱片61、62彼此熱接觸。注意，可以省略導熱片中的一個或二者。

進一步參照圖4，在本實施例中，導熱片61被設置在電池模塊20的較長的側表面24上。一個導熱片61可以被設置在電池模塊20的側表面24上。替代地，可以設置兩個、三個或更多個導熱片。

只要導熱片可以將熱量從電池模塊20有效地傳遞至外部的其它構件，導熱片就不限於具體材料。例如，熱導率可以是1.0(W·m-1·K-1)或更大、或者10(W·m-1·K-1)或者更大。關於形狀，可以使用具有特定厚度(例如，0.5mm至3.0mm的範圍)的彈性片材。一個或兩個表面可以是粘性的。導熱片可以是阻燃劑。導熱片可以粘附到電池模塊的側表面和外殼的內側中的一個或二者。導熱片可以以壓縮狀態被設置。

導熱片與電池組件的側表面的比率可以是50％或更大、60％或更大、70％或更大、80％或更大、90％或更大、或者95％或更大。導熱片與電池組模塊的側表面(如果角部不是圓形的，則不包括圓形部分的平坦部分)的比率可以是50％或更大、60％或更大、70％或更大、80％或更大、90％或更大、或者95％或更大。

導熱片61可以被直接附接到電池模塊20，但是在該示例中，附接到圖4中的導熱板70。導熱板70由金屬板製成。導熱板70具有接觸表面71，該接觸表面71被插入在相鄰電池模塊20(圖4中所示的電池模塊20中的僅一個)的主表面22與從接觸表面71的一個邊緣彎曲的一個或多個延伸部72之間。在該實施例中，設置兩個延伸部72並且兩個延伸部72關於接觸表面71彎曲。

通孔71h在平坦部71的四個角部處形成。導熱板70被配置為通過固定插入到通孔71h中的固定杆而被支撐在電池模塊20之間。

如圖8示意性所示，在組裝時，導熱板70的接觸表面71與兩個電池模塊20的主表面接觸，而延伸部72與電池模塊20的側表面接觸。然後，將導熱片61插入在延伸部72的外表面與電池蓋51之間。

只要導熱片61可以將熱量從電池模塊20有效地傳遞至另一外部構件，導熱片61就不限於具體材料。例如，可以使用具有特定導熱性和厚度的彈性片。

根據上述配置，經由導熱板70和導熱片61將在電池模塊20中生成的熱量傳遞至電池蓋51，並且然後使其輻射。圖1並沒有示出細節，然而，導熱片優選地被設置在電池模塊20的另一側(圖1中的下側表面)。在圖5中，示意地示出了導熱片62。

導熱片61分別被設置在電池模塊20的側表面上。然而，導熱片62可以被設置在多個電池模塊20的側表面(例如，一個薄片用於四個電池模塊或者八個電池模塊)上。在這種情況下，在不使用圖4的導熱板70的情況下，導熱片可以與電池模塊20的側表面直接接觸。替代地，可以使用與導熱片61相似的分離的導熱片61。

上述蓄電池單元10設置有電池蓋51、56，該電池蓋51、56具有通過衝壓操作(例如，深拉衝壓操作)分別形成的無縫杯部。因此，獲得以下優點。即，對於密封外殼的組件，可以使用由摺疊和焊接的金屬板形成的盒形蓋，然而這樣的工作需要很多時間。相反，因為上述電池蓋51、56可以通過衝壓操作來形成，所以上述電池蓋51、56有利於容易地組裝並且降低製造成本。

此外，與焊接不同，因為電池蓋51、56沒有縫隙，所以可以提高導熱性能和散熱性能的均衡性，並且因此獲得良好的散熱性能。可以通過衝壓操作容易地形成電池蓋51、56的圓形角部。此外，更有利於提高散熱性能，因為空氣可以在蓋構件的內部或外部(換言之，外殼的內部和外部)平滑地流動。具體地，例如，25mm或者更大，優選為大於30mm的曲率半徑可以有效地防止在角部處發生紊流。

(蓄電池單元的安裝)

沒有具體限制使用中的蓄電池單元10的定向，但是可以在任何定向上使用蓄電池單元10。如圖2所示，在本實施例中，蓄電池單元在垂直方向(電池蓋51、56以橫向方向而不是垂直方向上被布置的定向)上被支撐在框架80上。

在這種情況下，如圖9示意性所示，電池模塊20的側表面與電池蓋51、56熱接觸。換言之，在電池模塊20與電池蓋51、56之間的熱接觸區域在使用定向上位於蓄電池單元10的右側和左側。與熱接觸位置位於上側和/或下側的配置相比，上述配置根據在蓄電池單元10周圍的設施的位置關係來使得空氣能夠平滑地流動，產生良好的輻射效果。

導熱片61、62中的任何一個僅被設置在電池模塊20的一側而非兩側的配置還可以產生與上述情況類似的效果。另外，電池模塊20可以在不使用導熱片61、62的情況下與電池蓋51或者電池蓋56直接接觸。當通過熱接觸部的側面布置而集中於散熱效果時，注意，本領域的技術人員可以理解，只要在蓄電池單元的這種位置處設置熱接觸位置，封閉外殼的形狀就不限於具體形狀。因此，不僅可以使用圖1所示的通過深拉形成的電池蓋，還可以使用通過焊接等形成的電池蓋。

對於通過使用焊接等形成的電池蓋，可以使用例如在圖15中所示的電池蓋51。該蓋由具有通過焊接形成的焊縫51a』的摺疊金屬片製成。

(框架和模塊的安裝)

將描述用於支撐蓄電池單元10和接線盒91等的框架80(參見圖2和圖10)。圖2和圖10示出了部分不同的框架80，然而，這不是本質上的差異，並且每個配置都可以被使用。構成框架80的所有構件可以由金屬製成。

如圖10所示，框架80具有基板88、垂直設置在基板88的兩端的支撐柱81L、81R、以及橫跨支撐柱81L、81R之間的橫向框架構件82、83。框架80提供上安裝空間和下安裝空間。

腿部89L、89R被設置在基板88的下表面的左側和右側。每個腿部89L、89R可以是橫截面以L形摺疊的金屬板。腿部89L、89R可以具有供固定螺絲被插入其中的一個或多個通孔。

分隔構件87被垂直設置在兩個支撐柱81L、81R之間以提供空間A1、A2，蓄電池單元10(參見圖1和圖2)分別被設置在該空間A1、A2中。在該配置中，空間A1、A2並排布置。

例如，可以通過使用諸如緊固螺釘或者鉚釘等機械夾具來將蓄電池單元10固定到框架80，但是不限於此。可以將蓄電池單元10的凸緣部51f固定到框架80的一部分(例如，固定到立柱81L、81R中的一個和中心分隔構件87)。

優選的是，夾具被配置為對模塊10進行固定，使得其可以被拆卸。例如，可以使用安裝構件95，該安裝構件95具有與分隔構件87的側表面遠離預定距離的安裝表面。在這種情況下，即使電池蓋51的凸緣部51f的外邊緣不是直的，而是圖5所示的彎曲部51e，也可以將蓄電池單元10的凸緣部適當地附接至框架80。用於固定一個蓄電池單元10的安裝構件95的數目可以是但不限於該示例中的4個。

除了諸如固定螺釘和鉚釘等夾具之外，可以使用諸如滑入配合夾具的固定設備，其不需要工具並且例如在模塊10已經相對於框架80移動到預定位置時將對模塊10進行固定。

圖11是示意地示出了蓄電池單元10被附接至框架80的狀態的橫向截面視圖。根據本實施例的配置，如圖5所示，蓄電池單元10被配置為密封外殼50，該密封外殼50通過相對於中心線CL實質上對稱的形狀製成。因此，在蓄電池單元10的凸緣部51f等被安裝到框架80的狀態下，如圖11所示，安裝基準表面RS和蓄電池單元10的重心的位移(參照圖11中的垂直方向)被減小，結果，蓄電池單元10可以在良好的重心平衡下被支撐。

如圖11示意性所示，還優選的是將一個蓄電池單元10和另一蓄電池單元10的兩個凸緣部二者固定到中心分隔構件87。在這種情況下，因為分隔部件87用作用於兩個模塊的公共保持構件，所以有利地能夠簡化配置並且降低製造成本。

在框架80的左上空間中，兩個支架構件84L和84R沿垂直方向橫跨上下橫向框架構件82、83。各個支架構件84L和84R以實質上U形形狀作為整體被形成。接線盒91將被安裝到其上。

在框架80的右上空間中，保持板85-1、85-2被固定到橫向框架構件82、83中的每一個。兩個保持板85-1、85-2分別具有在相反的方向上延伸的水平表面85a，具體地在一個示例中，保持板85-1的水平表面85a朝向前側延伸，而底部的保持板85-2的水平表面85a朝向後側延伸。PCS單元92將被安裝在上下保持板85-1、85-2之間。

結果，如圖2所示，在本實施例中，蓄電池單元10被並排安裝在框架的下部位置，並且接線盒91和PCS單元92被並排安裝在框架的上部位置。

如果蓄電池單元10位於PCS單元92等的上方，則當PCS單元92的熱量大時，蓄電池單元可能會受熱。然而，根據圖2的配置，因為蓄電池單元10位於下部位置，有利地，這種問題不太可能發生。

另外，如圖3所示，配置為覆蓋整個框架80的包括外殼主體111以及每一個是可拆卸的、設置在前側的蓋112、113的殼體110可以產生以下優點。即，例如，如果上PCS單元92需要維修或修改，則能夠僅僅通過打開上蓋112來接入PCS單元92等。或者，如果下部蓄電池單元10需要維修或修改，則僅能夠通過直接打開下蓋113等來直接接入模塊10。

在蓄電池單元10沿前後方向被設置的配置存儲中，如果用戶希望接入後模塊10，則前模塊10可能妨礙如上所述從前側訪問或者可能使模塊被拆卸。然而，根據圖2中所示的橫向配置，用戶可以直接接入相應的模塊10，這是方便的。

(蓄電池單元的其它實施例)

雖然已經描述了本發明的實施例，但是本發明的蓄電池單元可以是圖12和圖13中所示的配置。

蓄電池單元110包括其上設置有電池堆疊30的基板158以及具有用於覆蓋整個電池堆疊158的形狀的電池蓋151。示意性地描繪了電池堆疊30，但是其可以與圖1的電池堆疊實質相同。

然而，如果使用圖1中所示的電池堆疊30，則可以將端板31和32的延伸部31a、32a(固定螺絲所附接的部分)移動至下部位置，使得這些部分可以被固定到基板158。

類似於上述實施例，電池蓋151通過衝壓操作由金屬板來形成。該電池蓋151具有蓋表面151a、從蓋表面151a的外圍向下延伸的四個側表面、以及在側表面的端部處形成的凸緣部151f。電池蓋151可以具有例如在約1:0.3至1:4(例如，2:3)的範圍內的高寬比(dw:dh)。

例如，可以使用固定螺絲、鉚釘、焊接等來將電池蓋151的凸緣部151f固定到基板158。如圖13示意性所示，密封構件158可以被設置在凸緣部151f與基板158之間。各種密封可以用於密封構件158。在一個示例中，其可以是與凸緣部151f的形狀對應的、圍繞電池堆疊30的墊圈。

例如，基板158可以是金屬板。基板158和電池蓋的材料可以是相同的或者不同的。基板158的外部形狀可以是與凸緣部151f的形狀相同的方形形狀。或者，其可以比凸緣部158略大。

在該配置中，優選的是，電池堆疊30的一部分與金屬蓋151的一部分熱接觸，以便於提供圖14中所示的散熱機制。在該示例中，電池堆疊30的一個表面(上表面)經由導熱片61與電池蓋151的上表面的內部熱接觸。電池堆疊30的另一表面(下表面)經由導熱片62與基板158熱接觸。雖然導熱片61、62可以具有任何形狀，但是在該示例中，如圖13所示，導熱片61被分別設置在電池模塊20的表面(上表面)上。雖然省略了詳細說明，但是在這種情況下，可以將圖4中所示的導熱板70設置在電池模塊20之間。關於導熱片62，其可以具有與上表面的導熱片61相同的結構。替代地，可以使用用於多個電池模塊20的共用的一個較大導熱片、或者兩個或更多個導熱片。

(不具有導熱片的配置)

如上所述，在本發明的一個實施例中，導熱片不是必要組件。然而，如圖13所示，電池堆疊30的側表面或者電池模塊20的側表面可以在不使用導熱片的情況下與蓋的內表面熱接觸。在上述實施例中，已經描述了使用用於提高散熱性能的導熱片的配置，但是只要滿足對散輻射性能的需求，就能夠省略導熱片中的一部分或全部。此外，在不具有導熱片的配置中，電池堆疊或電池模塊可以與金屬蓋物理接觸，或者可以與金屬蓋分離，只要熱接觸即可。這種配置可以通過由單個構件形成的金屬蓋來產生熱輻射性能。

(蓄電池單元和PCS單元的布置)

在根據本發明的一個方面的蓄電池裝置中，如圖16A和圖16B所示，蓄電池單元和PCS單元可以被設置在各種位置中。

在圖16A(a)和圖16A(b)中，兩個蓄電池單元被並排設置在下部空間中，並且接線盒91和PCS單元92被並排設置在上部空間中。

在圖16A(c)中，兩個蓄電池單元10被垂直地設置，並且接線盒91和PCS單元92被設置在其側面。在圖16A(d)中，接線盒91設置在電池單元10上方，並且PCS單元92設置在另一單元10的側面。

在圖16B(e)至圖16B(h)中，使用與兩個蓄電池單元10對應的大的單元10』。在圖16B(e)中，接線盒91和PCS單元92被並排設置在電池單元10』上方。在圖16B(f)中，接線盒91和PCS單元92被垂直設置在蓄電池單元10』上方。在圖16B(g)中，接線盒91被設置在蓄電池單元10』上方，並且PCS單元92被設置在蓄電池單元10』的側面。在圖16B(h)中，接線盒91和PCS單元92被垂直設置在蓄電池單元10』的側面。

已經參照附圖描述了本發明的實施例。本發明不限於上述實施例，但是各種修改都是可用的：

(a)關於電池蓋51、56等，已經描述了具有底部形狀實質上上是矩形的杯部，但是底部表面的形狀可以是圓形、橢圓形、多邊形或者其中兩個或更多個的組合。

(b)在上文中，凹部的底表面可以是平坦的或者凹凸的電池蓋形成在其上，然而，底表面可以具有分別具有不同高度的兩個或更多個表面。

(C)關於電池堆疊30，在電池堆疊中，8個電池模塊由一個隔板32以四個被分隔。然而，例如，12個電池模塊20可以通過兩個隔板以四個被分隔。

(補充說明)

本申請公開了以下發明：

1、一種蓄電池裝置，其包括：

蓄電池單元(10)，該蓄電池單元(10)包括堆疊有多個電池模塊(20)的電池堆疊(30)和用於容納電池堆疊的金屬外殼(50)；以及

保持構件(80)，該保持構件(80)用於保持蓄電池單元(10)；

其中，在由保持構件保持蓄電池單元的定向上，(i)沿水平方向堆疊電池模塊(20)，並且(ii)電池堆疊(30)的至少一個側表面直接地或者經由導熱體(片狀導熱體)與金屬外殼的一部分熱接觸。

根據該結構，因為熱接觸部位於與熱接觸部位於蓄電池單元的上表面和/或下表面的配置相比可以容易地生成氣流的側面位置處，所以可以獲得良好的散熱效果。此外，因為電池堆疊和外殼可以在不插入具有複雜形狀的導熱構件的情況下與彼此熱接觸，所以能夠簡化配置。此外，因為電池模塊在橫向方向上被布置(而不是在垂直方向上堆積)，所以可以獲得以下優點。即，在垂直堆疊的情況下，上電池模塊可能由於來自在其下方的下電池模塊的熱量而變熱，並且在上電池與下電池之間存在大的溫差。然而，橫向布置不會產生這種問題。

2、如上蓄電池裝置，其中，金屬外殼封閉地容納電池堆疊。根據這種配置，即使電池點燃，火也可以自動熄滅。

3、如上蓄電池裝置，其中，電池模塊具有平坦的大體上長方體的外部形狀，該外部形狀具有兩個主表面(22)和連接主表面的側表面(23、24)，並且其中，電池模塊的側表面與金屬外殼熱接觸。根據這種配置，可以經由電池模塊的側表面而不是主表面將熱量耗散至金屬外殼。

4、如上蓄電池裝置，其中，電池模塊的側表面(24)的至少一部分由金屬形成，並且金屬部分與金屬外殼熱接觸。根據這種配置，因為側表面由金屬製成，所以熱導率比樹脂等高，並且熱量經由該金屬部分釋放，可以改善散熱。

5、如上蓄電池裝置，其中，電池堆疊的兩個側表面分別與金屬外殼的一部分熱接觸。根據這種配置，可以經由兩個側表面使熱量有效地耗散。

附圖標記列表

1 蓄電池裝置

10、110 蓄電池單元

20 電池模塊

21 外殼殼體

22 主表面

23、24 側表面

25a、25b 端子

27 塑料殼體

28 蓋

30 電池堆疊

31 端板

32 隔板

37、38

45、46 支撐構件

50 密封外殼

51、56 電池蓋

51a 蓋表面

51b 側表面

51f 凸緣部

61、62 導熱片

70 導熱板

71 接觸表面

72 延伸部

80 框架

81L、81R 支撐杆

82、83 橫向框架構件

87 分隔構件

88 基板

89L、89R 腿部

91 接線盒

92 PCS單元

110 外殼

111 外殼主體

112 上蓋

113 下蓋

158 基板

SA 密封構件