電池組的製作方法
2023-12-10 22:35:52 1
電池組的製作方法
【專利摘要】本發明的課題在於，防止排氣管道對構成電池組的單電池的端子的接觸和該接觸所引起的端子間的短路。為此，本發明的電池組，單電池(3)具備若內壓成為規定值以上則開閥從而放出氣體的氣體排出閥(3f)。氣體排出閥(3f)和端子(3d、3e)設置於蓋體(3b)。用於將從氣體排出閥(3f)放出的氣體排出到外部的排氣管道(13)沿著單電池(3)的蓋體(3b)而配置。管道罩(16)具有介於排氣管道(13)與單電池(3)的蓋體(3b)之間的主部(16a)、和從主部(16a)沿著端子(3d、3e)的突出方向延伸的上側以及下側輔助(16c、16d)。
【專利說明】電池組
【技術領域】
[0001]本發明涉及將多個單電池(電池單元)電連接來進行模塊化而得到的電池組(電池模塊)。
【背景技術】
[0002]專利文獻I中公開的車載用的電池組，按照每個單電池具備若內壓成為規定壓力以上則開閥的氣體排出閥、和將從氣體排出閥排出的氣體排出到外部的排氣管道。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2011—100699號公報
【發明內容】
[0006]發明要解決的課題
[0007]金屬制的排氣管道對單電池的端子的接觸成為短路的原因。尤其在電池組為搭載於電動汽車等的車輛等的車載用的情況下，需要可靠地避免振動或撞擊等所引起的排氣管道對單電池的端子的接觸。但是，包括專利文獻I中記載的技術在內，現有的電池組關於排氣管道和對單電池的端子的接觸防止，未作充分的考慮。關於排氣管道以外的金屬制的構件(例如，用於對構成電池組的殼體的一對側板(端板:end plate)進行連結的金屬制的梁狀構件)，也沒有充分考慮對單電池的端子的接觸防止。
[0008]本發明的課題在於，防止至少一部分為金屬的構件對構成電池組的單電池的端子的接觸所引起的短路。
[0009]解決課題的手段
[0010]本發明提供一種電池組，其具備:多個單電池；沿著所述單電池的設置有端子的側部而配置的、至少一部分為金屬的被覆蓋構件；和具有介於所述金屬構件與所述單電池的所述側部之間的主部、和從該主部沿著所述端子的突出方向延伸的輔助部的絕緣罩。
[0011]通過沿著單電池的端子的突出方向延伸的絕緣罩的輔助部，能夠可靠地防止被覆蓋構件對單電池的端子的接觸，因此能夠可靠地防止與被覆蓋構件的接觸所引起的單電池的端子間的短路。例如，即使在由于振動或撞擊等，被覆蓋構件向單電池的端子接近的情況下，絕緣罩的輔助部也介於被覆蓋構件與端子之間。由於輔助部的存在，避免了被覆蓋構件對端子的接觸。此外，即使在由於電池組的破損乃至破壞，將單電池的端子電連接的匯流條從端子脫落而向被覆蓋構件接近的情況下，絕緣罩的輔助部也介於被覆蓋構件與脫落的匯流條之間。由於輔助部的存在，避免了脫落的匯流條對被覆蓋構件的接觸(被覆蓋構件經由匯流條對端子的間接接觸)。
[0012]具體來說，所述多個單電池，以所述單電池的設置有端子的側部在上下方向上延伸的姿勢被排列，所述被覆蓋構件以及所述絕緣罩，配置為沿著所述單電池的側部在所述單電池的排列方向上延伸。進而，具體來說，所述被覆蓋構件以及所述絕緣罩的上下方向的位置，設定於各個所述單電池所具備的一對所述端子的中間位置。
[0013]在被覆蓋構件相對於單電池配置為這些姿勢以及位置的情況下，容易發生振動或撞擊等所導致的、被覆蓋構件向端子的接近和從端子脫落的匯流條向被覆蓋構件的接近。因此，在此情況下，通過設置絕緣罩而產生的被覆蓋構件對端子的接觸防止功能尤其有效。
[0014]優選為，以所述單電池的所述側部為基準的所述絕緣罩的所述輔助部的高度，在以所述單電池的所述側部為基準的所述端子的高度以上。
[0015]通過將絕緣罩的輔助部的高度設定為相對於端子的高度足夠高，能夠更可靠地防止被覆蓋構件對單電池的端子的接觸和該接觸所引起的短路。
[0016]也可以還具備框狀構件，該框狀構件介於所述單電池的所述側部與所述絕緣罩之間，具有包圍所述端子的圍繞壁部。
[0017]除了絕緣罩的輔助部之外，框狀構件的圍繞壁部也介於端子與被覆蓋構件之間。因此，能夠更可靠地防止被覆蓋構件對端子的接觸和該接觸所引起的短路。
[0018]優選為，以所述單電池的所述側部為基準的所述框狀構件的所述圍繞壁部的高度，在以所述單電池的所述側部為基準的所述端子的高度以上。
[0019]具體來說，所述絕緣罩由具有絕緣性的材料構成。
[0020]所述被覆蓋構件，例如，是用於將從所述單電池排出的氣體排出到外部的排氣管道。具體來說，所述單電池，在設置有所述端子的所述側部具備若內壓成為規定值以上則開閥從而放出氣體的氣體排出部，所述排氣管道具備在所述主部的與所述單電池的所述氣體排出部對置的位置設置的氣體入口，用於具有氣密性地連接所述氣體排出部和所述氣體入口的密封(seal)構件介於所述排氣管道的所述主部與所述單電池之間。
[0021]發明效果
[0022]通過沿著單電池的端子的突出方向延伸的絕緣罩的輔助部，能夠防止被覆蓋構件(例如排氣管道)對單電池的端子的接觸和該接觸所引起的端子間的接觸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的實施方式所涉及的電池組的分解立體圖。
[0024]圖2是本發明的實施方式所涉及的電池組的立體圖。
[0025]圖3是本發明的實施方式所涉及的電池組的分解立體圖。
[0026]圖4是管道的分解立體圖。
[0027]圖5是從圖4的相反側觀察到的管道的分解立體圖。
[0028]圖6是圖2的VI—VI線上的示意性的剖面圖。
[0029]圖7是管道罩的變形例的與圖6同樣的示意性的剖面圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1至圖3表示本發明的實施方式所涉及的車載用的電池組I。在圖中，為了容易理解，與本發明無關的要素儘可能省略了圖示。
[0031]電池組I具備由主體2a和擰在主體2a上而被固定的蓋體2b構成的樹脂制的外殼2(僅在圖1中進行圖示)。在外殼2內，收納有多個(在本實施方式中為4個)單電池
3、和它們的支撐構造體4 (在本實施方式中為金屬制)。[0032]單電池3具備由一端開口的容器3a、和對容器3a的開口進行封鎖的蓋體3b構成的殼體3c。在殼體3c的內部,收納有電極體,並填充有電解液。一方為正極而另一方為負極的一對端子3d、3e從殼體3c的一個側部突出、具體而言從蓋體3b的長邊方向的兩端附近突出。在本實施方式中，端子3d、3e是在外周形成了外螺紋部的短圓柱狀。在蓋體3b的長邊方向的中央附近(端子3d、3e間的中間位置附近)，設置有若內壓成為規定壓力以上則開閥的氣體排出閥(氣體排出部)3f。
[0033]4個單電池3，被支撐構造體4保持為以蓋體3b的長邊方向成為上下方向的姿勢被排列配置的狀態。所有的單電池3的蓋體3b朝向同一方向(在圖中為前側)，端子3d、3e被排列配置在單電池3的排列方向上。
[0034]支撐構造體4具備放置單電池3的底板4a、和在底板4a的兩端用螺栓固定的一對側板4b、4c。被排列配置的單電池3被側板4b、4c夾住。側板4b、4c的上端由連結條4d連結，並且圖中後方側由未圖示的另外的連結條連結。在一方的側板4b上安裝有包括CPU在內的控制單元5,在另一方的側板4c上安裝有繼電器單元(relay unit)6。控制單元5和繼電器單元6通過未圖示的線束(harness)與單電池3電連接。
[0035]單電池3的端子3d、3e使用螺母20通過匯流條(bus bar) 8與相鄰的單電池3的端子3d、3e電連接。從圖中前側來看最右側的單電池3的上側的端子3d經由匯流條組9與作為電池組整體的負極端子部10電連接。從圖中前側來看最左側的單電池3的上側的端子3d，經由未圖示的匯流條組與作為電池組整體的正極端子11電連接。負極以及正極端子10、11貫通蓋體2b而向外殼2的外側突出
[0036]在所排列配置的單電池3的圖中前側(蓋體3b側)，配置有作為具有絕緣性的材料的一例的樹脂所構成的框狀構件12。框狀構件12在前述的匯流條8對端子3d、3e的連接前配置在單電池3的蓋體3b上，並通過匯流條8保持在蓋體3b上。單電池3的端子3d、3e貫通框狀構件12而向圖中前側突出。如圖6中最清楚地所示那樣，框狀構件12具備由多個肋材(rib)包圍端子3d、3e的圍繞壁部12a、12b。
[0037]在支撐構造體4的圖中前側安裝有在本實施方式中為金屬制的排氣管道13(被覆蓋構件)。該排氣管道13具有在氣體排出閥3f開閥而從單電池3的殼體3c內放出氣體時，將被放出的氣體排出到外部的功能。因為也存在從單電池3放出的氣體為高溫的情況，所以排氣管道13優選高耐熱性。若排氣管道13為樹脂制則有可能從由單電池3放出的氣體受到化學影響。從這些點出發，排氣管道13優選如本實施方式這樣為金屬制。從氣體排出閥3f排出的氣體，從氣體入口 13c流入到排氣管道13內，並向從圖中前側來看設置在排氣管道13的左端部的氣體出口 13j前進。在氣體出口 13c上連接有連結管14的一端。連結管14的另一端與連接器15連結。連接器15貫通蓋體2b而突出到外殼2的外側，並連接於未圖示的下遊側的流路。在排氣管道13上安裝有作為具有絕緣性的材料的一例的樹脂所構成的管道罩(絕緣罩)16。
[0038]同時參照圖4以及圖6，對排氣管道13和管道罩16以及它們周邊的構造進行說明。
[0039]本實施方式中的排氣管道13，作為整體為在圖中橫方向上較長的剖面矩形且兩端封鎖的中空箱狀。排氣管道13配置為在圖中橫方向上橫穿被排列配置的4個單電池3的蓋體3b。此外，排氣管道13的高度方向的位置(上下方向的位置)，被設定在單電池3的一對端子3d、3e的中間位置，使得在圖中前後方向上與被排列配置的所有的單電池3的氣體排出閥3f相對。
[0040]排氣管道13的管道主體13a具備與單電池3的蓋體3b對置的長方形板狀的主側板部13b。在主側板部13b上，在與各個單電池3的氣體排出閥3f相對應的位置，按照在厚度方向上貫通的方式分別設置有在本實施方式中為圓形的4個氣體入口 13c。
[0041]設置有沿著主側板部13b的上端緣在遠離單電池3的方向上延伸的長方形狀的頂板部13d。此外，設置有沿著主側板部13b的下端緣在遠離單電池3的方向上延伸的長方形狀的底板部13e。此外，管道主體13a在圖中左右兩端具備端板部13f、13g。在一方的端板部13f形成有2個插入用於與支撐構造體4的側板4b結合的螺栓21的螺栓孔13h。在另一方的側板部13g形成有I個用於與支撐構造體4的側板4b結合的螺栓孔13i，在圖中其上方形成有前述的氣體出口 13 j。在管道主體13a的主側板部13b和底板部13e的前端接合有封鎖板部13k。
[0042]管道罩16具備與管道主體13a的主側板部13b重疊地配置的長方形板狀的主部16a。在主部16a上，在與主側板部13b的氣體入口 13c對應的位置，按照在厚度方向上貫通的方式設置有在本實施方式中為圓形的4個氣體通過孔16b。
[0043]在管道罩16的主部16a和單電池3的蓋體3b之間，在與各個單電池3的氣體排出閥3f對應的位置分別插裝有墊圈(gasket) 17。在墊圈17上分別設置有在本實施方式中為圓形的氣體通過孔17a。在框狀構件12上設置有在厚度方向上貫通的4個開口部12c，在這些開口部12c分別配置有墊圈17。
[0044]如圖6中最清楚地所示那樣，墊圈17的圖中後側的面與單電池3的蓋體3b密接，使得由氣體通過孔17a包圍氣體排出閥3f。此外，管道罩16的主部16a的圖中後側的面與墊圈17的圖中前側的面密接。進而，管道主體13a的主側板部13b的圖中後側的面與管道罩16的主部16a的圖中前側的面密接。因此，形成了經由墊圈17的氣體通過孔17a和管道罩16的氣體通過孔16b，從氣體排氣閥3f到達排氣管道13的氣體入口 13c的密閉的流路。
[0045]設置有沿著管道罩16的主部16a的上端緣在遠離單電池3的方向上延伸的長方形狀的上側輔助部16c。此外，設置有沿著主部16a的下端緣在遠離單電池3的方向上延伸的長方形狀的下側輔助部16d。上側輔助部16c與管道主體13a的頂板部13d重疊地配置，下側輔助部16d與管道主體13a的底板部13e重疊地配置。
[0046]如圖6中最清楚地所示那樣，沿著端子3d的突出方向(圖中前側)延伸的管道罩16的上側輔助部16c介於單電池3的一方的端子3d與排氣管道13之間。此外，沿著端子3e的突出方向延伸的管道罩16的下側輔助部16d介於單電池3的另一方的端子3e與排氣管道13之間。通過沿著單電池3的端子3d、3e的突出方向延伸的管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d，能夠可靠地防止排氣管道13對單電池3的端子3d、3e的接觸，能夠可靠地防止與排氣管道13的接觸所引起的單電池3的端子3d、3e間的短路。
[0047]例如，即使在由于振動或撞擊等原因，排氣管道13在圖中上下方向上移動從而向端子3d、3e接近的情況下，也由於管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d介於排氣管道13與端子3d、3e之間，從而能夠避免排氣管道13對端子3d、3e的接觸。此外，即使在由於電池組I的破損乃至破壞，匯流條8從端子3d、3e脫落而向排氣管道13接近的情況下，管道罩16的上側輔助部16c或下側輔助部16d也介於排氣管道13和脫落的匯流條8之間。由於上側輔助部16c或下側輔助部16d的存在，避免了脫落的匯流條8對排氣管道13的接觸。
[0048]如圖6所示，從單電池3的蓋體3b到管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d的前端為止的高度H1，設定為從單電池3的蓋體3b到端子3d、3e的前端為止的高度H2以上。通過像這樣將管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d的高度Hl設定為相對於端子3d、3e的高度H2足夠高，能夠更可靠地防止破損乃至破壞等所導致的排氣管道13的移動時等的原因所引起的排氣管道13對單電池3的端子3d、3e的接觸和該接觸所引起的短路。
[0049]框狀構件12的圍繞壁部12a、12b分別介於單電池3的端子3d、3e與管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d之間。像這樣，通過不僅使管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d介於排氣管道13與端子3d、3e之間，而且使框狀構件12的圍繞壁部12a、12b介於排氣管道13與端子3d、3e之間，也能夠防止破損乃至破壞所導致的排氣管道13的移動等原因所引起的排氣管道13對單電池3的端子3d、3e的接觸。
[0050]尤其是，如圖6所示，將從單電池3的蓋體3b到管道罩16的圍繞壁部12a、12b的前端為止的高度H3，設定為從單電池3的蓋體3b到端子3d、3e的前端為止的高度H2以上。像這樣，通過將圍繞壁部12a、12b的高度H2設定為相對於端子3d、3e的高度H2足夠高，也能夠提高排氣管道13對單電池3的端子3d、3e的接觸防止效果。
[0051]圖7示出管道罩16的上側以及下側輔助部16c、16d的變形例。在該變形例中，上側輔助部16c相對於管道罩16的管道主體13a的頂壁部13d隔開間隔地位於圖中上方。此外，下側輔助部16d相對於管道主體13a的底壁部13e隔開間隔地位於圖中下方。像這樣，管道罩16的上側輔助部16c和下側輔助部16d相對於排氣管道13隔開間隔地配置，也能夠獲得排氣管道13對單電池3的端子3d、3e的接觸防止功能。
[0052]本發明不限定於實施方式，能夠進行各種變形。例如，雖然以車載用的電池組I為例對本發明進行了說明，但本發明也能夠應用於車載用以外的電池組。在實施方式中以金屬制的排氣管道和管道罩的組合為例對本發明進行了說明。但是，本發明也能夠應用於以與實施方式的排氣管道同樣的姿勢以及位置相對於單電池而配置的構件(至少一部分為金屬)和用於該構件的絕緣罩的組合。作為這樣的構件(被覆蓋構件)，例如，存在用於對構成電池組的殼體的一對側板(端板)進行連結的金屬制的梁狀構件。進而，絕緣罩(在實施方式中為管道罩)，既可以僅由具有絕緣性的樹脂之類的絕緣材料構成，也可以用絕緣材料包覆例如金屬構件之類的具有導電性的材料所構成的構件而得到。
[0053]符號說明
[0054]I電池組
[0055]2外殼
[0056]2a 主體
[0057]2b 蓋體
[0058]3單電池
[0059]3a 容器
[0060]3b 蓋體
[0061]3c 殼體[0062]3d、3e端子
[0063]3f氣體排出閥
[0064]4支撐構造體
[0065]4a底板
[0066]4b、4c側板
[0067]4d連結條
[0068]5控制單元
[0069]6繼電器單元
[0070]8匯流條
[0071]9匯流條組
[0072]10 負極端子
[0073]11正極端子
[0074]12框狀構件
[0075]12a、12b 圍繞壁部
[0076]12c開口部
[0077]13排氣管道
[0078]13a管道主體
[0079]13b主側板部
[0080]13c氣體入口
[0081]13d頂板部
[0082]13e底板部
[0083]13f、13g 端板部
[0084]13h,13i 螺栓孔
[0085]13 j氣體出口
[0086]13k封鎖板部
[0087]14連結管
[0088]15連接器
[0089]16管道罩
[0090]16a主部
[0091]16b氣體通過孔
[0092]16c上側輔助部
[0093]16d下側輔助部
[0094]17墊圈
[0095]17a氣體通過孔
【權利要求】
1.一種電池組,其具備: 多個單電池； 被覆蓋構件，其沿著所述單電池的設置有端子的側部而配置，且至少一部分為金屬；和絕緣罩，其具有介於所述金屬構件與所述單電池的所述側部之間的主部、和從該主部沿著所述端子的突出方向延伸的輔助部。
2.根據權利要求1所述的電池組，其中， 所述多個單電池，以所述單電池的設置有端子的側部在上下方向上延伸的姿勢被排列， 所述被覆蓋構件以及所述絕緣罩，配置為沿著所述單電池的側部在所述單電池的排列方向上延伸。
3.根據權利要求2所述的電池組，其中， 所述被覆蓋構件以及所述絕緣罩的上下方向的位置，設定於每個所述單電池所具備的一對所述端子的中間位置。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的電池組，其中， 以所述單電池的所述側部為基準的所述絕緣罩的所述輔助部的高度，在以所述單電池的所述側部為基準的所述端子的高度以上。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的電池組，其中， 還具備框狀構件，所述框狀構件介於所述單電池的所述側部與所述絕緣罩之間，具有包圍所述端子的圍繞壁部。
6.根據權利要求5所述的電池組，其中， 以所述單電池的所述側部為基準的所述框狀構件的所述圍繞壁部的高度，在以所述單電池的所述側部為基準的所述端子的高度以上。
7.根據權利要求1?6中任一項所述的電池組，其中， 所述絕緣罩由具有絕緣性的材料構成。
8.根據權利要求1?7中任一項所述的電池組，其中， 所述被覆蓋構件是用於將從所述單電池排出的氣體排出到外部的排氣管道。
9.根據權利要求8所述的電池組，其中， 所述單電池，在設置有所述端子的所述側部具備若內壓成為規定值以上則開閥從而放出氣體的氣體排出部， 所述排氣管道，具備在所述主部的與所述單電池的所述氣體排出部對置的位置設置的氣體入口， 用於具有氣密性地連接所述氣體排出部和所述氣體入口的密封構件介於所述排氣管道的所述主部與所述單電池之間。
【文檔編號】H01M2/12GK103715385SQ201310421433
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】根本聖治, 楠壽樹 申請人:鋰能源日本有限公司