CN100382382C - 蓄电池 - Google Patents
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Abstract
一个蓄电池包括至少四个电池,每个电池包括一个宽度方向尺寸大于厚度方向尺寸的长方体形的浴槽和一个发电组件,该发电组件被装在该浴槽内,这些电池的厚度方向侧面彼此面对,这些电池的宽度方向侧面并排排列。冷却这些电池的冷却剂可以沿这些电池的各宽度方向侧面流动。
Description
发明领域
本发明涉及一个蓄电池,更特别的是涉及一个由一组电池相连以便获得所需功率容量的蓄电池。
背景技术
包括一组相连电池(譬如镍镉电池、镍氢电池或氢电池等等)的大容量蓄电池被用于各种电器、电动车辆等等。在这种大容量蓄电池中,通常一组具有薄长方体形状的电池彼此靠近排列并固定到一起。在每个电池中,一组正电极板和一组负电极板经由含有电解液的隔板交替层叠到一起。对这样的电池,当环境温度高或放电电流大时,热量不能充分地从每个电池中的电极板发散,从而引起该电池温度上升,并可能导致该蓄电池寿命的下降。为了避免这样的问题,提出了下面描述的结构以便冷却由一组相连电池构成的一个大容量蓄电池。
《日本公开公报》(Japanese Laid-Open Publication)序列号2000-164186公布了一种蓄电池。在该蓄电池中,一组电池(每个电池为长方体形,其一个宽度方向尺寸大于其一个厚度方向尺寸)串联连接,使得沿该电池宽度方向的各侧面(宽度方向侧面)位于同一平面。在每个电池的宽度方向侧面上,有一组在垂直方向的加强肋。在该电池垂直方向的每根加强肋之间有一条可以强制冷却剂流通的冷却剂通道。所以每个电池都得到冷却。
《日本公开公报》序列号6-215804公布了一个单块蓄电池。该蓄电池为长方体形状。沿该蓄电池宽度方向上的每个壁面有一个侧板。在该壁面与该侧板之间有一条冷却剂通道(流体循环空间),一种冷却剂被供应到该冷却剂通道。
《日本公开公报》序列号2000-251950公布了另一种蓄电池。在该蓄电池中,一组电池相连排列,使得这些电池的宽度方向侧面彼此面对。在每个电池之间有一条冷却剂通道。在该电池的厚度方向提供另一条冷却剂通道,以便这些冷却剂通道彼此相连。冷却液可以流过该冷却剂通道。
然而,上述《日本公开公报》序列号2000-164186公布的结构需要额外的设备将该冷却液分配到这些电池的各冷却剂通道。因此整个蓄电池的结构复杂,组装步骤增加,从而使成本上升。
在上述《日本公开公报》序列号6-215804公布的结构中,只冷却由一组相连电池构成的蓄电池的各侧面。所以当该蓄电池负荷大,从而产生的热量多时,很难获得充分的冷却效果。所以,为了获得充分的冷却效果,该蓄电池需要一个附加的设备将该冷却剂分配到这组电池的各冷却剂通道。与《日本公开公报》序列号2000-164186一样,整个蓄电池的结构复杂,所以组装步骤增加,从而导致成本上升。
在上述《日本公开公报》序列号2000-251950的结构中,该冷却剂被允许主要在该电池的厚度方向侧面流动,流过每个电池之间冷却剂通道的冷却剂量很小。在每个电池中,一组电极板交替层叠在一起,这些电极板沿电池的宽度方向侧面排列。另外,在厚度方向侧面与该电极之间也提供空间以便于该蓄电池的制造。为了获得更高的冷却效率,必须允许该冷却剂沿该宽度方向侧面流动。但是在这种结构中,冷却剂被允许主要沿该厚度方向侧面流动,所以不能获得足够程度的冷却效率。
如同这一技报中所述,一组电池被排列得使该宽度方向侧面彼此面对,并被整体固定。该蓄电池端部的电池受到一个较低的压力。所以在这些电池中,电解液很容易干涸,从而这些电池的寿命明显低于其他电池。下面将特别说明这一情况。
图40是一幅表示传统蓄电池的一种结构的示意图。图41是一幅解释该传统蓄电池中电池膨胀的示意图。参看图40,传统蓄电池400包括6个电池401、402、403、404、405和406,每个电池为长方体形状,其宽度方向尺寸大于厚度及高度方向尺寸。这些电池的排列使得它们的宽度方向侧面彼此面对,并被整体固定。在每个电池中,一组电极板(正电极板与负电极板)层叠放置,并沿该电池的宽度方向侧面排列。在具有上述结构的蓄电池400中,当放电循环在每个电池401至406中重复进行时,每块电极板都要膨胀。所以如图41所示,电池410至406从安装在中央的电池403与404向外侧方向膨胀。在这种情况下,对电池410至406而言,该电池的位置越靠外,施加到该电池的约束力就越小,所以该电池的膨胀也越大。
当电池401至406按这样的方式膨胀时,外侧电池膨胀程度较大。所以该电池越靠外,作用在该电极板上的压力就越小。如果作用在该电极板上的压力变小,那么相邻电极板之间的距离变大,从而引起该电解液溅洒,所以该电解液很容易干涸。
图42是一幅表示传统蓄电池中电池寿命特性的曲线图。如上所述,该电池越靠外,施加到该电池的压力就越小。所以,与作用在其他电池402至405上的压力相比,作用在位于该蓄电池两端的电池401与406上的压力小,从而该电解液也容易干涸。结果,如图42所示,该蓄电池两端的电池401与406的寿命要明显低于其他电池402至405的寿命,从而造成了该蓄电池中各电池寿命的差异。
为了抑制电池401至406的膨胀,提出了如图43所示的一种结构,在该蓄电池的两端提供膨胀抑制板411和412。膨胀抑制板411和412将所有电池401至406整体固定。尽管具有这一结构,该蓄电池两端电池401和406的膨胀仍不能被充分抑制。
图44是一幅表示图40所示蓄电池用于一部EV(电动车辆)时各电池的一个温度分布的曲线图。当图40的蓄电池被用于一部可能有大量输入输出电流的电动车辆时,电池401至406之间每个电池之间的温度差异很大,如图44所示。点401B至406B分别代表电池401至406的温度。蓄电池中部电池403和404的温度高。电池位置越靠近该蓄电池相反的两端,该电池温度就越低。所以,电池401至406间有大的温度差异,在中部的电池温度较高。在这一情况下,加速了网格形式电极板的腐蚀和该电极板内所提供的活性物质的退化,从而造成该电池的输出电压提前下降,所以该蓄电池寿命下降。
在每一种上述传统蓄电池中,都采用一种液体冷却剂(譬如水)作为在预定部位冷却该相连电池的冷却剂。由正电极、负电极和隔板组成的发电组件与该冷却剂通道完全隔离以防该液体冷却剂渗透进入该发电组件。
举例来说,在上述《日本公开公报》序列号6-215804中,一个塑料材料的外壳包括一个容纳电极板这类发电组件的敞顶浴槽(bath),一个附装到该浴槽顶部的盖板对该发电组件密封以使该发电组件与该冷却剂通道隔离。
在上述《日本公开公报》序列号2000-251950中,一组电池被整体串联相连以便构成一个密封的二级蓄电池。一个盖板部件被附装到该密封的二级蓄电池的一个顶部,从而使这些电池中的发电组件被密封,并与冷却剂通道隔离。
然而在这些技报中,尽管该盖板被附装到容纳这些电池的浴槽,却没有提供将该盖板附装到合适位置的定位手段。所以恰当地使该盖板对该浴槽定位并不容易。如果该盖板不能相对该浴槽正确定位,那么该电池也就不能被该冷却剂充分冷却。而且,当该蓄电池被用于可能产生晃动或类似情况的场合时,该盖板可能脱离该浴槽,从而该冷却剂很容易渗透进入该发电组件。
该蓄电池中发热的部件并不限于该电极板。特别是,当一个对外连接的接线端部件过分发热时,容纳该电池的浴槽的接线端周围的部件就可能被熔化。然而在上述技报中,该电极板主要由该冷却剂冷却,而该蓄电池并没有提供防止该接线端部件发热的装置。
接着,将在下面说明与由正电极板及负电极板经由隔板层叠构成的传统蓄电池的内部结构有关的一个问题,。
图45是表示传统蓄电池1的示例性内部结构的一幅透视图。
一个蓄电池501具有一个外壳本体502,其形状为一个具有顶部开口的空心长方体。外壳本体502的内部空间被一个隔板分割,在长度方向分成为3块、宽度方向分成为2块,即6个电池502a至502f。电池502a至502f中每一个都具有一个沿外壳本体502的长度方向延伸的长方形截面。
电池502a至502f的每一个都包括一个具有一组正电极板(譬如PbO2板)和一组负电极板(譬如Pb板)的单元发电组件,每块电极板均具有类似的平面形状。在该单元发电组件中,正电极板与负电极板经由隔板交替层叠,该隔板由多孔的、极细的玻璃纤维制造,内含稀硫酸或类似物质。
在外壳本体502的一端,第一电池502a与第六电池502f沿外壳本体502的宽度方向并排放置。第一电池502a、第二电池502b与第三电池502c在外壳本体502的一个长度方向并排放置。第三电池502c与第四电池502d在外壳本体502的宽度方向并排放置。第五电池502e放在第四电池502d与第六电池502g之间。每个电池502a至502f的单元发电组件的正电极板与负电极板均沿外壳本体502的长度方向延伸。
第二电池502b至第五电池502e(即不包括第一电池502a与第六电池502f)的每个单元发电组件的所有正电极板都被连接到该正电极板一侧的一个第一连接片(strap)504。每个单元发电组件的所有负电极板都被连接到与该正电极板一侧提供的连接片504反方向放置的、该负电极板一侧的一个第二连接片504。第一连接片504与这些正电极板电气导通,而第二连接片与这些负电极板电气导通。
第一电池502a所含单元发电组件的所有正电极板被连接到连接片504,而所有负电极板被连接到一个接线端部件505。包含在第六电池502f中的单元发电组件的所有负电极板被连接到连接片504,而所有正电极板被连接到该接线端部件505。
连接到第一电池502a所含单元发电组件负电极的连接片504与连接到第二电池502b所含单元发电组件正电极的连接片504通过隔板503上提供的一个通孔互相连接。如图45所示,连接到第二电池502b中单元发电组件负电极的连接片504与连接到第三电池502c所含单元发电组件正电极的连接片504通过隔板503上提供的一个通孔互相连接。连接到第三个电池502c中单元发电组件负电极的连接片504与连接到第四电池502d中单元发电组件正电极的连接片504通过隔板503上提供的一个通孔互相连接,该第四电池502d沿外壳本体502的宽度方向与第三电池502c相邻。
连接到第四电池502d中单元发电组件负电极的连接片504与连接到第五电池502e中单元发电组件正电极的连接片504通过隔板503上提供的一个通孔互相连接。连接到第五电池502e中单元发电组件负电极的连接片504与连接到第六电池502f中单元发电组件正电极的连接片504通过隔板503上提供的一个通孔互相连接。这样,包含在电池502a至502f中的单元发电组件就被串联连接。连接到第一电池502a中单元发电组件的接线端部件505是一个正接线端,而连接到第六电池502f中单元发电组件的接线端部件505是一个负接线端。
图45是一块电极板510的正面视图,它构成传统蓄电池501中电池502a至502f所包含的正电极板或负电极板。电极板510具有一个长方形电极板本体513和一个位于电极板本体513一侧、从电极板本体513向上突出的长方形集流器(collector)511。集流器511位于电极板本体513该侧边缘,相对于电极板本体513该侧的一边有一个合适的间隔,相对与电极板本体513该侧的中心也有一个合适的间隔。
如此构造的电极板510按图46A所示的一种方法使用。具体地讲,一对电极板510通过一块隔板附装到一起,其中集流器511位于相反的两侧,即一块电极板510转过一个面(转过180°),然后再与另一块电极板附装来获得一块正电极板和一块负电极板。
在第二电池502b至第五电池502e所包含的单元发电组件中,如图46B所示,一个连接片504被焊接连接到构成正电极板的所有电极板510的集流器511,而另一个连接片504被连接到构成负电极板的所有电极板510的集流器511。
如图47所示,连接片504有一个平板形状的、被焊接到电极板510上集流器511顶部边缘的电极板接头504a和一个从电极板接头504a的一侧向上弯曲延伸的电池间接头504b。电极板接头504a被焊接到构成一块正电极板或一块负电极板的电极板510的集流器511,其中电池间接头504b沿相邻电池之间的隔板503排列。
电极板510上提供的集流器511用与电极板510相同的材料(譬如铅(Pb)或氧化铅(PbO2))制造。所以集流器511具有相当大的重量。为了减轻集流器511的重量,希望减少集流器511的宽度方向长度。
然而,集流器511顶部提供的连接片504的宽度方向长度必须大于集流器511的宽度方向长度。但如果集流器511的宽度方向长度比连接片504宽度方向长度小很多,那么在集流器511周围就会由于摇晃或其他原因而造成损坏,譬如断裂。所以,为了避免类似断裂这样的损坏并减轻该蓄电池的重量,连接片504的宽度方向长度与集流器511的宽度方向长度有一个合适的比例十分重要。
当集流器511顶端的连接片504的宽度方向长度与电极板510宽度方向长度相比过小时,连接片504的电阻很高,在以大电流放电时的电压降也很大。所以,为了防止电压降,连接片504的宽度方向长度与电极板510的宽度方向长度有一个合适的比例也很重要。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种蓄电池,包括:冷却箱;以及包含在所述冷却箱中的至少四个电池单元,每个电池单元包括一个宽度方向尺寸大于厚度方向尺寸的长方体形浴槽和一个发电组件,该发电组件安装在该浴槽之内,这些电池单元的厚度方向侧面彼此面对并且垂直于该蓄电池的长度方向,以及这些电池单元的宽度方向侧面并排排列并且平行于该蓄电池的长度方向,其中冷却这些电池单元的冷却剂可以沿这些电池单元的宽度方向侧面流动;以及其中在所述冷却箱的内壁表面以及所述电池单元的所述宽度方向侧面之间,以及在所述电池单元的彼此面对的宽度方向侧面之间形成冷却剂通道。
在本发明的一个实施例中,该冷却剂流被分路流入该相邻电池单元之间的各厚度方向侧面。
在本发明的一个实施例中,在这些电池单元彼此面对的厚度方向侧面之间形成一条冷却剂通道。
在本发明的一个实施例中,在这些浴槽的外侧底面与该冷却箱的内侧底面之间形成一条冷却剂通道。
在本发明的一个实施例中,每个浴槽的外侧底面有一个第一凹陷或第一凸起,该冷却箱的内侧底面有一个能和该第一凹陷或第一凸起结合的第二凸起或第二凹陷。
在本发明的一个实施例中,该冷却箱的面向该电池单元宽度方向侧面的内壁表面有能形成一条冷却剂通道的若干第一加强肋。这些电池单元的面向该冷却箱内壁表面的宽度方向侧面有能形成一条冷却剂通道的若干第二加强肋。该第一加强肋与该第二加强肋毗邻。
在本发明的一个实施例中,该第一加强肋用声处理(sonication)方法焊接到该第二加强肋。
在本发明的一个实施例中,每个第二加强肋是一个凸起,在每个电池单元的整个宽度方向侧面有若干这种凸起。
在本发明的一个实施例中,该第二加强肋排列得可以形成一条通道,使得该冷却剂可以均匀地流过每个电池单元的整个宽度方向侧面。
在本发明的一个实施例中,该第二加强肋为直线形状,它们将每个电池单元的宽度方向侧面划分为一组区域,这组区域彼此连通。
在本发明的一个实施例中,每个第二加强肋的截面形状可以是一个长方形、一个三角形和一条曲线中的任何一种。
在本发明的一个实施例中,该冷却剂是液体。
在本发明的一个实施例中,该发电组件包括与该电池单元宽度方向侧面平行的层叠电极板。
在本发明的一个实施例中,该蓄电池还包括一个蓄电池壳套(case)和一块盖板。这些电池单元与该蓄电池壳套整体固定,并被装在该冷却箱内。该冷却箱用该盖板密封。
在本发明的一个实施例中,该浴槽、该蓄电池壳套、该盖板和该冷却箱用合成树脂制造。该浴槽用焊接或粘结方法附装到该蓄电池壳套。
根据本发明的另一个方面,一个蓄电池包括一组包括一个发电组件的电池单元,其中一组正电极板和一组负电极板经由隔板在该发电组件中交替层叠;一个整体固定这些电池单元顶部的蓄电池壳套,其中这些电池单元彼此电气连接;一个容纳这些电池单元及该蓄电池壳套的冷却箱,其中在这些电池单元的各侧面形成一条冷却剂通道;一个附接到该冷却箱的顶部、对装在该冷却箱内的电池单元及蓄电池壳套进行密封的盖板,其中该盖板设置有蓄电池接线端,它们分别连接到这些电池单元的一个正接线端及一个负接线端,而且该蓄电池壳套具有凹陷,该盖板具有凸起,这些凹陷能与这些相应的凸起结合。
在本发明的一个实施例中,该蓄电池壳套用焊接方法被整体附装到该盖板。
在本发明的一个实施例中,该蓄电池壳套用粘结方法被整体附装到该盖板。
在本发明的一个实施例中,在盖板上用夹物模压(insert molding)的方法提供该蓄电池接线端,该接线端由该冷却箱中的冷却剂冷却。
根据本发明的另一个方面,一个蓄电池包括正电极板、负电极板和隔板。该正电极板与该负电极板经由该隔板交替层叠。这些正电极板与这些负电极板每块都包括一个电极板本体和一个该电极板本体上的集流器,正电极板上的集流器被连接到一个第一连接片,而负电极板上的集流器被连接到一个第二连接片。每块电极板的集流器的一个长度A、该第一与第二连接片的一个宽度W以及该电极板本体的一个长度X满足:
A>W/2,以及
X/5≤W<X/2。
因此,这里描述的发明所能具有的优点是提供如下蓄电池:(1)一个由一组相连电池构成的蓄电池,其中每个电池具有高水平的冷却效率,冷却每个电池的成本较低,而且每个电池的寿命基本没有差异;(2)一个蓄电池,其中一个容纳电池的蓄电池壳套可以相对于一个盖板定位,并能防止接线端周围发热;和(3)一个蓄电池,其中该蓄电池的重量可以在防止集流器被损坏(譬如断裂)的同时得以减轻,而且一个连接片与一个集流器的宽度方向长度能够被适当调整以便防止由于该连接片中增大的高电阻而引起的电压降。
那些熟悉技术的人员一旦阅读和理解了下面参考所附例图而作的详细说明就会明白本发明的这些以及其他优点。
附图说明
图1是一幅表示符合本发明示例1蓄电池的、从正面沿一个倾斜方向观察的透视图。
图2是一幅说明示例1蓄电池的、从背面沿一个倾斜方向观察的透视图。
图3是一幅说明示例1蓄电池的透视图,其中一块盖板已从一个冷却箱上卸走。
图4是一幅说明示例1蓄电池的、可用来整体固定一组电池的一个蓄电池壳套的透视图。
图5是一幅说明示例1蓄电池中一组相连电池外观的透视图。
图6是一幅说明示例1蓄电池中一个冷却箱外观的透视图。
图7是一幅说明示例1蓄电池中一块盖板外观的透视图。
图8是一幅表示符合示例1、可以容纳该蓄电池壳套而且可以附装该盖板的冷却箱的一个纵向截面透视图。
图9是符合示例1、可以容纳该蓄电池壳套而且可以附装该盖板的冷却箱的一个纵向截面。
图10是一幅说明示例1蓄电池一端的、包括一个入口孔41的一个纵向截面的透视图。
图11是说明示例1蓄电池该端的、包括该入口孔的一个纵向截面。
图12是一幅说明示例1蓄电池该入口孔及周围部件的一个放大截面的透视图。
图13是一幅说明示例1蓄电池该端一个纵截面和一个横截面的透视图,包括一个入口孔。
图14是一幅表示符合示例1的、容纳在该冷却箱中的蓄电池壳套的透视图。
图15是一幅说明符合示例1的蓄电池壳套中的凹陷的透视图。
图16是一幅说明示例1蓄电池中蓄电池壳套的一个放大的实际部分的透视图。
图17是一幅解释示例1蓄电池中蓄电池壳套上的凹陷的正视图。
图18是一幅解释示例1蓄电池中盖板上的凸起的透视图。
图19是一幅说明示例1蓄电池中盖板上的凸起的正视图。
图20是一幅说明示例1蓄电池的剖面图,这是沿该冷却箱的一个蓄电池接线端所取的剖面图。
图21是一幅剖面图,它说明示例1蓄电池中带有一个蓄电池接线端的一端的长度方向截面。
图22是一幅长度方向剖面,它说明示例1蓄电池中带有一个蓄电池接线端的那一端。
图23是一幅说明示例1蓄电池中一个电池的、从底部观察的透视图。
图24是一幅说明示例1蓄电池中冷却箱的一个内侧底面及一个内壁表面的透视图。
图25是一幅说明示例1蓄电池的冷却剂通道的示意顶视图。
图26是一幅说明示例1蓄电池中一条电流通路的示意图。
图27是一幅说明比较示例中蓄电池的一条电流通路的示意图。
图28是一幅说明示例1蓄电池中各电池膨胀的示意图。
图29是一幅说明示例1蓄电池中各电池膨胀的曲线图。
图30是一幅说明示例1蓄电池中各电池寿命特性的曲线图。
图31是一幅说明示例1蓄电池中各电池温度分布的曲线图。
图32是一幅表示符合示例1的另一个浴槽的透视图。
图33是一幅表示符合示例1的浴槽的一个侧面上提供的其他加强肋剖面的透视图。
图34是一幅表示符合示例1的浴槽的一个侧面上提供的其他加强肋剖面的示意图。
图35是一幅表示符合示例1的浴槽的一个侧面上提供的另一些加强肋剖面的示意图。
图36是一幅表示符合本发明示例2的蓄电池的一个示意结构的透视图。
图37是一幅图36中蓄电池所用的某块电极板的正视图。
图38A是一幅说明示例2蓄电池中单元发电组件所用的一块电极板的一种结构的正视图。
图38B是一幅表示带有一个连接片的电极板的一种结构的正视图。
图39是一幅说明示例2蓄电池的电池中一个单元发电组件的剖面图。
图40是一幅表示传统蓄电池的一种结构的示意图。
图41是一幅表示传统蓄电池中电池膨胀的示意图。
图42是一幅表示传统蓄电池中电池寿命特性的曲线图。
图43是一幅表示另一个传统蓄电池的一种结构的示意图。
图44是一幅表示传统蓄电池中一种电池温度分布的曲线图。
图45是一幅表示传统蓄电池中所用的一块电极板的正面视图。
图46A是一幅表示传统蓄电池中所用的一块电极板的示意图。
图46B是一幅表示带有一个连接片的一块电极板的示意图。
图47是一幅表示传统蓄电池中电池的一个单元发电组件的剖面图。
具体实施例
下文将参考所附例图描述一个符合本发明的蓄电池。
(示例1)
图1是一幅从正面的倾斜方向观察的、表示符合本发明示例1的蓄电池100的透视图。图2是一幅从背面的倾斜方向观察的、蓄电池100的透视图。蓄电池100包括一组电池。这些电池的冷却具有高冷却效率。蓄电池100包括一个冷却这些电池的冷却箱10和一个密封冷却箱10的盖板20。冷却箱10与盖板20用合成树脂制造。
图3是一幅表示一个蓄电池100的透视图(注意,盖板10已从冷却箱10上卸走)。在冷却箱10中,6个按一个3行×2列矩阵形式排列并串联连接的电池30被整体安装在一个框架形的蓄电池壳套40内。蓄电池壳套40用合成树脂制造。蓄电池壳套40有一个入口孔41和一个出口孔42,作为冷却各电池30的冷却剂的冷却水通过它们从它们相应的端头部分注入和排出。每个孔41和42为圆筒形,并向上伸出。
图4是一幅表示该蓄电池壳套40的透视图,其中各电池30按一个3行×2列的矩阵形式排列并整体固定。图5是一幅表示3行×2列矩阵形式的电池30在拆除蓄电池壳套40后的透视图。
如图5所示,每个电池30包括一个浴槽31,其中容纳一个由若干正电极板、负电极板和隔板构成的发电组件。每个浴槽31为薄长方体形,其一个宽度方向尺寸大于其一个厚度方向尺寸,而且具有一个厚度方向侧面32和一个宽度大于厚度方向侧面32尺寸的宽度方向侧面33。浴槽31用合成树脂制造。浴槽31容纳一个发电组件,其中一组正电极板与一组负电极板经由内含稀硫酸或类似物质的网格状隔板交替层叠在一起。该正电极板和该负电极板与宽度方向侧面33平行。浴槽31的宽度方向侧面33具有一组凸起34,它们具有圆柱形状并按预定的间隔均匀分布。
如图4所示,蓄电池壳套40包括一对宽度方向侧面支撑部分43和一对厚度方向侧面支撑部分44,它们形成一个长方形框架形状,使得构成3行×2列矩阵形式的电池30的顶部被整体固定。长方形框架式蓄电池壳套40的内部空间在长度方向被一对厚度方向侧面支撑部分44等分为3部分,并在宽度方向被一个宽度方向侧面支撑部分43等分成2部分,从而提供3×2个空心部分。电池30的顶部被安装到相应的空心部分。蓄电池壳套40用焊接或粘结方法被附装到电池30的浴槽31。
参看图4和图5,构成一行的三个电池30被排列得使厚度方向侧面32面对,构成一列的两个电池30被排列得使宽度方向侧面33面对。
除了形成该蓄电池一端一行的一对电池30外,其他四个电池30每个都有一个附接到浴槽31内所有正电极板的正电极板侧面连接片35和一个附接到浴槽31内所有负电极板的负电极板侧面连接片35。每个连接片具有L形截面。四个电池30中在该列方向彼此相邻的两个电池30被串联连接,其中两个电池30之一的正电极板侧面连接片35通过电池30之间厚度方向侧面支撑部分44中的一个通孔电气连接到另一个电池30的负电极板侧面连接片35。
在这四个电池30中,形成该蓄电池另一端一行的一对电池30被串联连接,其中电池30之一的正电极板侧面连接片35通过电池之间宽度方向侧面支撑部分43中的通孔电气连接到另一个电池30的负电极板侧面连接片35。
形成该蓄电池该端一行的一对电池30中有一个连接到浴槽31中所有正电极板的正电极板侧面连接片35和一个连接到浴槽31中所有负电极板的、位于其顶部的负电极板侧面接线端36。另一个电池30有一个连接到浴槽31中所有负电极板的负电极板侧面连接片35和一个连接到浴槽31中所有正电极板的、位于其顶部的正电极板侧面接线端36。
这些电池30串联连接,其中一个电池30的正电极板侧面连接片35通过电池之间厚度方向侧面支撑部分44上的一个通孔电气连接到该列方向上与这个电池30相邻的另一个电池30的负电极板侧面连接片35,而且其中该另一个电池30的负电极板侧面连接片35通过电池之间厚度方向侧面支撑部分44上的一个通孔电气连接到该列方向上与该另一个电池30相邻的一个电池30的正电极板侧面连接片35。这样,排列成一个3行×2列矩阵形式的这6个电池30沿一个U形串联连接。
从蓄电池壳套40两端的各个厚度方向侧面支撑部分44的中央向外有入口孔41和出口孔42。
图6是表示冷却箱10的一幅透视图。冷却箱10的形状实际为一个空心长方体,它有一个敞口的顶部。整体固定在蓄电池壳套40内的3×2矩阵形式的电池30从冷却箱10的敞口顶部插入冷却箱10。在插入的电池30与冷却箱10的内壁表面11之间有适当的间隔。在冷却箱10的内壁表面11上,有一组垂直延伸的并以适当间隔平行排列的加强肋12。在冷却箱10内的电池30的浴槽31外,其宽度方向侧面33上的凸起34紧靠冷却箱10内壁表面11上垂直延伸的加强肋12,并用声处理方法焊接到一起。所以,借助冷却箱10内壁表面11上的加强肋12和电池30的凸起34,在冷却箱10内壁表面11与每个电池之间形成了垂直延伸的空间。
图7是一幅从与图2同样方向观察的、表示盖板20的透视图。在盖板20的一端,有两个用来将以3×2矩阵形式串联连接的电池30连接到蓄电池100外部的、向上凸出的蓄电池接线端21。蓄电池接线端21还电气连接到冷却箱10该端的一对电池30的各自接线端36。盖板20还具有出、入口固定孔22与23,蓄电池壳套40上凸出的入口孔41与出口孔42在各自一端分别穿过它们。
当容纳这整体固定的6个电池30的蓄电池壳套40被从顶部插入冷却箱10后,将盖板20附装到冷却箱10中蓄电池壳套40的顶部。在这种情况下,如图2所示,入口孔41与出口孔42穿过盖板20上提供的各自的出、入口固定孔22与23。盖板20通过焊接或粘结被附装到蓄电池壳套40和冷却箱10。
图8是一幅表示冷却箱10一个长度方向截面的透视图,箱中插入了包含该6个被整体固定电池30的蓄电池壳套40,而且附装了盖板20。图9表示该长度方向剖面。图10是一幅表示该蓄电池一端的一个长度方向截面的透视图,包括入口孔41。图11表示该长度方向截面。图12是一幅表示入口孔41及其周围部件的一个放大截面的透视图。图13是一幅透视图,它表示包括入口孔41的这一端的一个纵向截面和一个横向截面。
在冷却箱10的长度方向,一端的顶部外侧部分有一个沿厚度方向的空心注入总箱13。注入总箱13有一个敞顶。当蓄电池壳套40被插入冷却箱10时,蓄电池壳套40的入口孔41位于注入总箱13的中部。注入总箱13由入口孔41供应冷却剂。注入总箱13和位于冷却箱10内的电池30与冷却箱10内壁表面11之间的空间连通。
在冷却箱10的长度方向,另一端的顶部外侧部分有一个沿厚度方向的空心排出总箱(drain header)14。排出总箱14有一个敞顶。当蓄电池壳套40被插入冷却箱10时,蓄电池壳套40的出口孔42位于排出总箱14的中部。排出总箱14也和位于冷却箱10内的电池30与冷却箱10内壁表面11之间的空间连通。来自冷却箱10的、已经用过的冷却电池30的冷却剂流入排出总箱14,该冷却剂从出口孔42排出。
下面说明蓄电池壳套40的一个凹进45与盖板20上的一个凸起24之间的关系。图14是一幅表示符合本发明示例1的、装在冷却箱10中的蓄电池壳套40的透视图。图15是一幅说明蓄电池壳套40上的凹陷45的透视图。图16是一幅表示蓄电池壳套40的实际部分的透视图。图17是蓄电池壳套40的一幅正面视图。在蓄电池壳套40的四个厚度方向侧面支撑部分44中最靠近入口孔41的厚度方向侧面支撑部分44上有两个梯形凹陷45。两个凹陷45位于厚度方向侧面支撑部分44的面向盖板20的部分,它们与在入口孔41一侧提供的两个电池30相对应。
图18是一幅透视图,它说明符合本发明示例1的蓄电池100的盖板20上提供的凸起24。图19是一幅表示凸起24的正面视图。盖板20有两个与蓄电池壳套40中厚度方向侧面支撑部分44的凹陷45配合的凸起24。凸起24的一个侧面为梯形形状,该梯形的底边与盖板20相接。
当盖板20被附装到内含蓄电池壳套40的冷却箱10时,盖板20上提供的两个凸起24分别与厚度方向侧面支撑部分44的两个凹陷45结合。蓄电池壳套40上提供的入口孔41和出口孔42穿过盖板20上提供的各自的出、入口固定孔22与23。
如上所述,根据示例1,盖板20上提供的两个凸起23分别与蓄电池壳套40的厚度方向侧面支撑部分44的凹陷45结合,从而使得装有蓄电池壳套40的冷却箱10可以相对于盖板20定位。所以装有蓄电池壳套40的冷却箱10能够可靠地由盖板20密封。
另外,在盖板20的凸起24与蓄电池壳套40的相应凹陷45结合从而使盖板20对蓄电池壳套40密封之后,蓄电池壳套40与盖板20可以用焊接或粘结方法彼此整体附接到一起。焊接或粘结可以保证将电池30密封到冷却箱10。
用简单结构使得盖板20上提供的凸起24与蓄电池外壳40上提供的相应凹陷45结合就可以实现冷却箱10与盖板20的密封。这样,由于实际上不存在多余的结构,所以装在冷却箱10中的电池30的冷却效果可以得到改善。
而且,采用上述结构,盖板20会被正确地相对于冷却箱10定位,从而使盖板20能够可靠地密封冷却箱10。所以,即使在蓄电池经受一辆汽车或类似设备内的强烈振动的应用场合中,盖板20也不大可能脱离冷却箱10,因而能够防止冷却剂从该冷却剂通道进入该发电组件。
图20是一幅剖面图,它表示沿两个电池接线端21中的一个所取的蓄电池100长度方向的截面,其中蓄电池壳套40包含6个电池30,而且盖板20已被附接到冷却箱10。图21是一幅表示蓄电池100一端的一个长度方向截面的透视图,图中画出了两个蓄电池接线端21中的一个。图22表示该长度方向截面。
当盖板20被附装到冷却箱10时,两个蓄电池接线端21位于注入总箱13的上方。每个蓄电池接线端21具有螺栓形状,可以用夹物模压的方法组装到盖板20。在这种情况下,两个蓄电池接线端21通过盖板20中提供的连接元件电气连接到位于3×2电池30矩阵一端的一对电池30上的各自接线端36,这一对电池30构成该矩阵的一行。这样,两个蓄电池接线端21可以使3×2矩阵形式的电池30被连接到外部。
图23是一幅表示从底部观察的、符合示例1的电池30的浴槽31的透视图。图24是图6冷却箱10沿图6中AOA′垂直切取的、从顶部观察的一幅透视图,它表示冷却箱10的内侧底面和内壁表面。参看图23,在浴槽31底面37上有一组凹陷38。凹陷38为圆形。底面37四个角的每一角、两个长边和两个短边的每一边的中部以及底面37的中心都有一个凹陷38。就是说共有九个凹陷38排成一个3行×3列的矩阵。底面37中心凹陷38的直径大于其他凹陷38的直径。参看图24,在冷却箱10的内侧底面15上有9个凸起16,它们与浴槽31底面37上的9个凹陷38相对应。9个凸起16与相应的凹陷38配合并互相结合。利用凹陷38与凸起16,浴槽31与冷却箱10被相互定位,所以装在冷却箱10中的电池30得以密封。
图25是示例1蓄电池100的一幅顶视图,它示意性地表示冷却剂通道。如上所述,冷却箱10包含以3×2矩阵形式排列的电池30的6个浴槽31。
如图25所示,在冷却箱10的相对两侧有一条由冷却箱10内壁表面11与电池30的与之相对的宽度方向侧面33之间的间隔构成的冷却剂通道51。冷却剂通道51被宽度方向侧面33、内壁表面11、宽度方向侧面33上的凸起34(见图4)和内壁表面11上提供的加强肋12(见图6)所包围。在浴槽31的面向内侧的宽度方向侧面33上有一条冷却剂通道52。冷却剂通道52被宽度方向侧面33和宽度方向侧面33上的凸起34(见图4)所包围。彼此面对的厚度方向侧面32之间有四条冷却剂通道53。冷却剂通道53与冷却剂通道51及52连通。冷却剂通道51及52与注入总箱13(图5)及排出总箱14(图8)连通。
在具有冷却剂通道51、52和53的蓄电池100中,从入口孔41注入的冷却剂的一部分可以流过注入总箱13,然后沿箭头55所示方向流过中央冷却剂通道52,从而强制冷却构成冷却剂通道52的宽度方向侧面33。从注入总箱13(图8)注入的冷却剂的其余部分可以沿箭头54所示的方向流过冷却箱10相对两侧面上的冷却剂通道51,从而强制冷却构成冷却剂通道51的宽度方向侧面33。流过中央冷却剂通道52的一部分冷却剂沿箭头56所示方向被分流进入四个冷却剂通道53。流经冷却剂通道53的冷却剂与流经冷却剂通道51的冷却剂会合。流经冷却剂通道51及52的冷却剂经过排出总箱14(图8)从出口孔42排出。
流经冷却剂通道51及52的冷却剂构成一个主流,而由冷却通道52分流经过冷却剂通道53的冷却剂构成一个支流。这样就提供了冷却剂通道51及52,以使主流冷却剂在沿宽度方向侧面33并垂直于厚度方向侧面32的一个方向上流动。
回头再参看图22,蓄电池接线端21位于各个注入总箱13的上方。蓄电池接线端21通过与流经下方注入总箱13的冷却剂进行热交换来冷却。这样,冷却剂通过蓄电池接线端21下方的注入总箱13注入,然后流经各冷却剂通道,并最终从排出总箱14排出。所以,即使当蓄电池100放电时有大量电流流过蓄电池接线端21,蓄电池接线端21也能够得到有效冷却,从而可以避免损坏,譬如防止蓄电池接线端21的周围元件因蓄电池接线端21的过度发热而熔化。
根据本发明的示例1,冷却剂通道51及52中的主冷却剂流沿电池30的宽度方向侧面33流动。所以主冷却剂流在一个与浴槽31中电极板平行的方向上流动。因此,该电极板被该冷却剂有效地强制冷却。结果,可以获得更高水平的冷却效率。
而且,根据本发明的示例1,主冷却剂流在一个垂直于厚度方向侧面32的方向流动。所以,浴槽31可以用具有一个单一入口孔41和一个单一出口孔42的简单结构冷却。因此,与上述需要一个装置来将冷却剂分配到一组冷却剂通道的传统结构相比,本发明的蓄电池具有一种更简单的冷却电池30的结构,从而使得组装步骤减少,成本下降。
图26是表示本发明示例1的蓄电池100中一条电流通路的一幅示意图。图27是说明用作一个比较示例的蓄电池200的一条电流通路的一幅示意图。参看图26,6个电池30如图4和图5所述被排列成一个3行×2列的矩阵。两个中央电池30通过连接片35分别电气连接到蓄电池100相对两侧的与之相邻的电池30。两列电池30通过蓄电池100一端的两个电池30提供的连接片35彼此电气连接。这样,6个电池30实际按一个U形彼此串联连接。所以,示例1蓄电池100的电流通路实际上是箭头B所示的U形。
参看图27,在比较示例的蓄电池200中,6个电池230并排排列,其宽度方向侧面彼此面对,而且连接片235交错放置,先靠近一个厚度方向侧面,再靠近另一个厚度方向侧面,从而使得排列成一个1行×6列矩阵的6个电池230串联连接。所以该比较示例中蓄电池200的电流通路在沿箭头C所示的宽度方向侧面方向上迂回走过一个很长的路程。
这样,示例1中电池30按3×2矩阵排列,彼此串联成U形。所以该电流通路短于比较示例的通路。由于这一理由,电池30之间连接部件产生的损耗下降,从而降低了发热。结果获得更高的功率。
图28是一幅说明示例1蓄电池100中电池30膨胀的示意图。参看图28,在垂直于宽度方向侧面的方向上膨胀的电池30排列成一个3行×2列的矩阵,其中每列三个电池的厚度方向侧面彼此面对,每行两个电池的宽度方向侧面彼此面对。这样,在示例1的蓄电池100中,只有两个电池排列在一个垂直于宽度方向侧面的方向上,即电池30膨胀的方向上。所以,与图40所示的、6个电池排列在一个垂直于宽度方向侧面的方向上的传统结构相比,示例1中该电池的膨胀对其他电池的影响小,从而各电池的总体膨胀下降。
图29是一幅说明示例1蓄电池100中电池30膨胀的曲线图。水平轴表示图28中电池的参照号码,而垂直轴表示每个电池的膨胀量。如图29所示,在示例1的蓄电池100中,由于一个电池的膨胀对其他电池的影响小,所以每个电池的膨胀量均匀。与此相反,在图40与图41所示的传统结构中,电池位置越靠外,电池的膨胀量也越大。
图30是一幅说明示例1蓄电池100中电池30寿命特性的曲线图。水平轴表示每个电池的放电循环数,而垂直轴表示每个电池的电压。由于如图29所示,电池30的膨胀量均匀,所以每个电池之间的电压差异减小。由于电压差异小,所以电解液实际上并不干涸。这样,如图30所示,构成一个蓄电池的一组电池的寿命实际上没有差异。
图31是一幅说明示例1蓄电池100中电池30的温度分布的曲线图。水平轴表示图28中电池的参照号码,而垂直轴表示各电池的温度。示例1的结构具有一个比传统结构更高水平的冷却效率,而且所有电池具有相同的与该冷却剂接触的面积。所以如图31所示,与传统结构不同,即使蓄电池100被用于一个具有大输入、输出电流量的电动车辆,每个电池之间的温度实际上也没有差异。
图4的圆柱凸起34具有长方形截面。凸起34的截面可以为一个锥形,还可以有三角形或曲线截面。而且,凸起34可以为多角棱柱、多角棱锥等形状。
图32是一幅表示符合本发明示例1的另一个浴槽131的透视图。浴槽131的宽度方向侧面133有一组构成一条冷却剂通道的加强肋134A与134B。加强肋134A与134B的形状为一条在垂直方向延伸的直线,并以适当间隔彼此平行排列。加强肋134A从宽度方向侧面133的下边向上延伸,但不达到它的上边。加强肋134B从宽度方向侧面133的上边向下延伸,但不达到它的下边。冷却剂可以沿加强肋134A与134B按箭头A所示的一个方向在宽度方向侧面133上顺垂直方向迂回流动。这样,加强肋134A与134B可以使该冷却剂均匀流过整个宽度方向侧面133。如上所述,当浴槽131被用于示例1蓄电池100时,从入口孔41注入的冷却剂在浴槽131的宽度方向侧面133上以垂直方向迂回流动,并均匀流过整个宽度方向侧面133,从而进一步改善了冷却效率。
图33是一幅表示浴槽131的宽度方向侧面133上其他加强肋截面的透视图。图34表示该截面。在宽度方向侧面133上有彼此平行排列的垂直线形状的加强肋134C、134D、134E和134F。加强肋134C具有从与加强肋134C延伸方向垂直的方向所取的长方形截面。加强肋134C的截面可以为长方形,或者,如加强肋134D那样为三角形,也可以如加强肋134E和加强肋134F那样为曲线形状。
图35是一幅浴槽131的宽度方向侧面133上提供的其他加强肋的剖面图。宽度方向侧面133上有水平延伸的加强肋134G、134H、134I和134J。加强肋134G具有从与加强肋134G延伸方向垂直的方向所取的长方形截面。加强肋134G的截面可以为长方形,或者,如加强肋134H那样为三角形,也可以如加强肋134I那样为曲线形状,或者如加强肋134J那样为梯形。
(示例2)
图36是一幅表示符合本发明示例2的一个蓄电池的透视图。
符合本发明示例2的一个蓄电池301有一个空心长方体形状的、敞顶的外壳本体302。外壳本体302的内部空间被一个隔板303分割成第一至第六电池302a至302f。具体地说,外壳本体302在长度方向被分成3个部分,在宽度方向上被分成2个部分,从而构成6个电池302a至302f。电池302a至302f中每个都有一个沿外壳本体302的长度方向伸长的长方形截面。
电池302a至302f每个都包括一个单元发电组件,该组件包括一组具有相似平面形状的正电极板(譬如PbO2板)与一组具有相似平面形状的负电极板(譬如Pb板)。在该单元发电组件中,该正电极板与该负电极板经由隔板交替层叠,该隔板由多孔的极细的玻璃纤维制造,并含有稀硫酸等。
在外壳本体302的一端,第一电池302a与第六电池302f在外壳本体302的一个宽度方向上并排排列。第一电池302a、第二电池302b和第三电池302c在外壳本体302的一个长度方向上并排排列。第三电池302c和第四电池302d在外壳本体302的一个宽度方向上并排排列。第五电池302e排列在第四电池302d与第六电池302f之间。每个电池302a至302f的单元发电组件的正电极板及负电极板均在外壳本体302的长度方向上延伸。
第二电池302b至第五电池302e(即不包括第一电池302a与第六电池302f)的每个单元发电组件的所有正电极板都连接到该正电极板一侧提供的第一连接片304。每个单元发电组件的所有负电极板都连接到位于正电极板一侧提供的第一连接片304相反一侧的、负电极板一侧提供的第二连接片304。第一连接片304与所有正电极板电气导通,而第二连接片304与所有负电极板电气导通。
第一电池302a所含的单元发电组件的所有正电极板被连接到该第一连接片304,而所有负电极板被连接到一个接线端元件305。第六电池302f所含的单元发电组件的所有负电极板被连接到该第二连接片304,而所有正电极板被连接到该接线端元件305。
连接到第一电池302a所含单元发电组件各负电极板的第二连接片304通过隔板303上的一个通孔与连接到第二电池302b所含单元发电组件各正电极板的第一连接片304互相连接。如图39所示,连接到第二电池302b中单元发电组件各负电极板的第二连接片304通过隔板303上的一个通孔与连接到第三电池302c中单元发电组件各正电极板的第一连接片304互相连接。连接到第三电池302c中单元发电组件各负电极板的第二连接片304通过隔板303上的一个通孔与连接到在外壳本体302宽度方向上紧靠第三电池302c的第四电池302d中单元发电组件各正电极板的第一连接片304互相连接。
连接到第四电池302d中单元发电组件各负电极板的第二连接片304通过隔板303上的一个通孔与连接到第五电池302e中单元发电组件各正电极板的第一连接片304互相连接。连接到第五电池302e中单元发电组件各负电极板的第二连接片304通过隔板303上的一个通孔与连接到第六电池302f中单元发电组件各正电极板的第一连接片304互相连接。这样,电池302a至302f所含单元发电组件就被串联连接。连接到第一电池302a中单元发电组件的终端元件305是一个正接线端,而连接到第六电池302f中单元发电组件的终端元件305是一个负接线端。
图37是一幅构成示例2蓄电池301中电池302a至302f所含正电极板或负电极板的一块电极板310的正视图。电极板310具有一个长方形电极板本体313和一个位于电极板本体313一侧、从电极板本体313向上伸出的长方形集流器311。集流器311在电极板本体313的侧面边缘,与电极板本体313该侧的一边有一个适当间隔,与电极板本体313该侧的中心也有一个适当的间隔。集流器311具有一个预定长度A。
如此构造的电极板310的使用方法如图38A所示。具体地说,一对电极板310通过一块隔板附装到一起,集流器311位于相对的两侧,即电极板310中一块转过一面再附装到另一块电极板310上以便获得一块正电极板与一块负电极板。
在第二电池302b至第五电池302e所含的单元发电组件中,如图38B所示,一个连接片304通过焊接被连接到构成正电极板的所有电极板310的集流器311,而另一个连接片304被连接到构成负电极板的所有电极板310的集流器311。
在这种情况下,连接片304的内侧端面与集流器311的内侧端面实际连续相接。
连接片304包括一个平板状的电极板接头304a,它用焊接方法被附接到电极板310上集流器311的顶端边缘,还包括一个从电极板接头304a的一侧向上弯曲延伸的电池间接头304b。电极板接头304a用焊接方法被附接到构成一块正电极板或一块负电极板的电极板310的集流器311,其中电池间接头304b沿相邻电池间的隔板303放置。
电极板310上集流器311的长度A与电极板310沿集流器311方向的长度W之间的关系如下:
A>W/2。
而且,电极板310上集流器311的长度A与电极板本体310沿集流器311方向的长度(宽度)X之间的关系如下:
X/5≤W<X/2。
下面将说明一个和该单元发电组件与该连接片之间连接强度有关的示例。
蓄电池301中所用电极板的构造是,一块具有一个电极板本体313、高度为115mm、宽度为100mm的电极板310被用来作为一块正电极板或者一块负电极板。制备15块电极板作为负电极板,并排列得使它们的集流器311位于同一侧,同时制备14块电极板作为正电极板,并排列得使它们的集流器311位于相反的一侧。该负电极板与正电极板经由隔板交替层叠以便获得一个单元发电组件。一侧连接片304的电极板接头304a用焊接方法附接到作为正电极板的电极板310顶端的集流器311的顶部边缘,而另一侧连接片304的电极板接头304a用焊接方法附接到作为负电极板的电极板310顶端的集流器311的顶部边缘。假定该单元发电组件的电容量为60Ah(安时)。
注意,沿集流器311的电极板本体313宽度方向长度用X表示,集流器311的长度用A表示,沿集流器311的连接片304长度用W表示。
电极板310具有长方形的电极板本体313,其一个固定的宽度方向长度(X)为115mm,一个固定的高度为100mm。集流器311的宽度方向长度A及连接片304的长度W可以有各种变化。已附接一对连接片304的单元发电组件接受跌落试验和电压下降试验。在该跌落试验中,该单元发电组件从一个预定的高度跌落,然后研究连接片304的变形量。经过跌落试验后,在电压下降试验中让该单元发电组件在一段预定时间内从完全充电状态放电,然后测量电压下降的值。
在跌落试验中,将已附接连接片304的单元发电组件上下翻转,再从1m高处落下,然后测量每个连接片304的变形量。结果如表1所示。
表1
N/A:该蓄电池实际无法制造。
参考表1,当集流器311的长度A大于连接片304长度W的1/2时(即A>W/2),连接片304实际不会有跌落试验变形。相反,当集流器311的长度A小于连接片304长度W的1/2时(即A<W/2),连接片304有时会由于跌落试验而变形。集流器311的长度A越小,连接片304的变形量越大。
所以希望集流器311的长度A大于连接片304长度W的1/2(即A>W/2)。
注意,在表1中,当连接片304的长度W等于电极板本体313的宽度方向长度X的1/2时,单元发电组件上一对连接片304的总长度(W×2)等于电极板本体313的宽度方向长度X。在这种情况下,具有这样一个长度的连接片304需要在该单元发电组件上彼此隔离,从而产生浪费的空间。所以在这次试验中没有制造这样的连接片。
当连接片304的长度W等于电极板本体313的宽度方向长度X的1/10,且集流器311的长度A等于连接片304长度W的1/10至3/10时,集流器311的长度A则等于电极板本体313的宽度方向长度X的1/10×1/10至3/10×1/10时,也就是说在电极板本体313尺寸为115mm×100mm时,A为大约1mm至大约3mm。很难制造这样短的集流器311。在这一试验中没有准备这样的集流器311。
而且,当连接片304的长度W是电极板本体313的宽度方向长度X的1/5或3/10,且集流器311的长度A是连接片304的长度W的1/10时,集流器311的长度A就非常小。在这种情况下,同样很难制造长度这样短的集流器311。在这一试验中没有准备这样的集流器311。
接着,在跌落试验后以240A放电10秒钟来测量该单元发电组件的电压下降。结果如表2所示。注意,在表2中,当连接片304长度W为电极板本体313宽度方向长度X的2/5且集流器311长度A等于连接片304长度W时,电压下降已经被定义为一个参考值(1.00)。
表2
N/A:该蓄电池实际无法制造。
参看表2,连接片304的长度W越小,电压下降量越大。
具体地讲,当连接片304长度W小于电极板本体313宽度方向长度X的1/5至1/10时,电压下降特别显著。
所以根据表2,就防止电压下降而言,希望连接片304长度W至少应为电极板本体313宽度方向长度X的1/5。
根据试验结果,要做到减少连接片304等的重量并同时避免损坏(譬如变形),只需要满足下列条件:
A>W/2以及
X/5≤W<X/2
其中A代表集流器311的长度,W代表连接片304沿集流器311方向的长度,X代表电极板本体313的宽度方向长度。在这种情况下,可以防止连接片304具有高电阻,即可以防止它因这种高电阻而产生的电压下降。
示例2的蓄电池301可以是敞口型也可以是密封型。当蓄电池301被用作一部电动车辆等的一个电源时,最好采用可以抵抗强烈摇晃的密封型蓄电池。
根据本发明可以提供一种由一组相连电池构成的蓄电池,它具有高水平的、冷却该电池的冷却效率。
而且,根据本发明可以提供一种由一组相连电池构成的蓄电池,它能够以低成本来冷却该电池。
再者,根据本发明可以提供一种由一组相连电池构成的蓄电池,其中各电池的寿命基本没有差异。
在本发明的蓄电池中,一个浴槽具有一个凹陷,一块盖板具有一个要与该凹陷结合的凸起。所以,只要使该盖板的凸起与该浴槽的凹陷配合并互相结合,该盖板就可以相对于冷却箱正确定位,从而很容易密封装在该冷却箱内的电池。
在本发明的蓄电池中,一个集流器的长度A、一个连接片沿该集流器的长度W以及一个电极板本体的宽度方向长度X满足关系A>W/2和X/5≤W<X/2。所以,可以避免损坏(譬如该连接片的变形)并减轻该蓄电池的重量。而且还可以防止该连接片具有高电阻,就是说,避免由于这样一个高电阻而产生的电压下降。该蓄电池更适宜于应用在蓄电池经受强烈摇晃的场合,譬如用于一辆汽车。
熟悉技术的人员很容易理解并完成各种变化而不偏离本发明的范围和精神。因此,并不打算将所附权利要求的范围限定于这里提出的说明,而是要使该权利要求得到全面的解释。
Claims (15)
1.一种蓄电池,包括:
冷却箱;以及
包含在所述冷却箱中的至少四个电池单元,每个电池单元包括一个宽度方向尺寸大于厚度方向尺寸的长方体形浴槽和一个发电组件,该发电组件安装在该浴槽之内,这些电池单元的厚度方向侧面彼此面对并且垂直于该蓄电池的长度方向,以及这些电池单元的宽度方向侧面并排排列并且平行于该蓄电池的长度方向,
其中冷却这些电池单元的冷却剂沿这些电池单元的宽度方向侧面流动;以及
其中在所述冷却箱的内壁表面以及所述电池单元的所述宽度方向侧面之间,以及在所述电池单元的彼此面对的宽度方向侧面之间形成冷却剂通道。
2.如权利要求1的蓄电池,其中该冷却剂的流动被分路流入相邻电池单元之间的厚度方向侧面。
3.如权利要求1的蓄电池,其中在这些电池单元面对的厚度方向侧面之间形成一条冷却剂通道。
4.如权利要求1的蓄电池,其中在这些浴槽的各外侧底面与该冷却箱的一个内侧底面之间形成一条冷却剂通道。
5.如权利要求1的蓄电池,其中:
每个浴槽的外侧底面有一个第一凹陷或一个第一凸起;而且
该冷却箱的内侧底面有一个能与所述第一凹陷或第一凸起结合的第二凸起或第二凹陷。
6.如权利要求1的蓄电池,其中:
该冷却箱的面对这些电池单元的宽度方向侧面的内壁表面设置有能形成一条冷却剂通道的第一加强肋;
这些电池单元的面对该冷却箱内壁表面的各宽度方向侧面设置有能形成一条冷却剂通道的第二加强肋;而且
这些第一加强肋紧靠这些第二加强肋。
7.如权利要求6的蓄电池,其中这些第一加强肋用声处理焊接方法被附接到这些第二加强肋。
8.如权利要求6的蓄电池,其中每个第二加强肋是一个凸起,这些凸起位于每个电池单元的整个宽度方向侧面。
9.如权利要求6的蓄电池,其中这些第二加强肋排列成能形成一条通道,从而使得该冷却剂在每个电池单元的整个宽度方向侧面上均匀流动。
10.如权利要求6的蓄电池,其中:
这些第二加强肋为直线形状,它将每个电池单元的宽度方向侧面划分为一组区域;而且
这组区域彼此连通。
11.如权利要求6的蓄电池,其中每个第二加强肋的截面形状为长方形、三角形或其它任何一种形状。
12.如权利要求1的蓄电池,其中该冷却剂是液体。
13.如权利要求1的蓄电池,其中该发电组件包括若干与该电池单元宽度方向侧面平行的、层叠的电极板。
14.如权利要求1的蓄电池,还包括一个蓄电池壳套和一块盖板,其中:
这些电池单元与该蓄电池壳套整体固定,并被装在该冷却箱内;而且
该冷却箱用该盖板密封。
15.如权利要求14的蓄电池,其中:
该浴槽、该蓄电池壳套、该盖板和该冷却箱用合成树脂制造;
该浴槽通过焊接或粘结被附接到该蓄电池壳套;而且
该盖板通过焊接或粘结被附接到该蓄电池壳套与该冷却箱。
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