CN101662035A - 电源单元 - Google Patents

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Abstract

一种电源单元(1)包括：多个电池(4)，每个电池都具有位于其一端的正极(8)和位于另一端的负极(7)；以及汇流条模块(3)，其将各个电池串联起来。汇流条模块(3)包括：多个汇流条(9)，每个汇流条都具有一对连接部件(91、92)，它们分别被连接到相邻电池(4)相互靠近的电极(7、8)上，汇流条具有联接部件(90)，其将两连接部件(91、92)相互连接起来；多个接线端(16、17)，其用于对电极(7、8)和连接部件(91、92)进行夹紧，从而使电极(7、8)与连接部件(91、92)实现电连接；以及板件(10)，汇流条(9)和接线端(16、17)被附接到该板件上。电极(7、8)被制成平板的形状，且被汇流条(9)相互连接起来的各个电极(7、8)的厚度方向是相互垂直的。

Description

电源单元
与相关申请的交叉引用
本申请是基于No.2008-218429号日本专利申请作出的，该日本申请的内容被结合到本申请中作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆或电动车辆的电源单元。
背景技术
例如，在由电动马达驱动的电动车辆、或由发动机和电动马达推进的混合动力车辆上，安装了如图13所示的电源单元200(例如参见专利文件1)，以此作为电动机的驱动能源。
图13所示的电源单元200包括：多个电池202，每个电池都具有位于其一侧的正极203和位于另一侧的负极204；一对端板205(图中只表示出了其中的一个端板)，两端板将多个电池202夹紧在它们之间；以及汇流条模块210，其将各个电池202串联起来。
电池202被布置成一列，从而使得相邻电池的正极203和负极204是相互邻接的。另外，每个电极203、204都被制成阳凸螺钉的形状，从而允许图13中所示的螺母217与其旋接到一起。
汇流条模块210包括：多个汇流条，每个汇流条都与两相邻电池的正极203和负极204实现电连接；多个螺母，它们将汇流条216与电极203、204固定起来；以及由合成树脂制成的板件211，其将汇流条216定位在预定的位置处。另外，汇流条216是由平面金属板制成的，其具有一对通孔。两相邻电池的正极203和负极204被插入到所述的两通孔中。
当组装电源单元200时，首先将各个电池202布置成一列，然后，两端板205将这些电池夹紧起来，用图中未示出的条带或类似部件将电池202与两端板固定起来。然后，将板件211和汇流条216叠置到电池202的电极203、204上。在此情况下，电极203、204分别被插入到汇流条216的两通孔中。然后，将螺母217与从通孔中穿出的电极203、204旋拧到一起，从而将汇流条216固定到电极203、204上。也就是说，使汇流条216与电极203、204实现电连接。这样就完成了电源单元200的组装。
[专利文件1]第2004-31049号日本专利公报。
但是，在这种常规的电源单元200中，通过将螺母217与穿过汇流条216上通孔的电极203、204旋拧到一起而将汇流条216固定到电极203、204上。因而，存在着这样的问题：螺母与电极203、204进行螺纹连接的位置点数目很大，从而增加了组装工作的工时。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电源单元，该电源单元可用较少的组装工时组装完成。
为了实现上述目的，根据本发明，本申请提供了一种电源单元，其包括：多个电池，每个电池都具有位于其一端的正极和位于另一端的负极；以及汇流条模块，其将各个电池串联起来，
其中，汇流条模块包括：多个汇流条，每个汇流条都具有一对连接部件，它们分别被连接到两相邻电池相互靠近的电极上，并具有联接部件，其将两连接部件相互连接起来；多个夹紧构件，其用于对电极和连接部件进行夹紧，从而使电极与连接部件实现电连接；以及板件，汇流条和夹紧构件被附接到该板件上。
优选地，夹紧构件是夹扣，从而按照使得电极和连接部件相互叠置起来的方式对电极和连接部件施加弹性夹紧作用。
优选地，夹紧构件是导电的接线端，其具有接纳着电极和连接部件的管状部件、以及加压构件，其中的加压构件用于使电极和连接部件朝向管状部件的内表面挤压。
优选地，汇流条模块可与连接到电压测量电路上的电线进行连接，其中，电压测量电路用于对电池的电压进行测量，汇流条模块还包括与夹紧构件制成一体的电线连接构件。
优选地，汇流条模块可与连接到电压测量电路上的电线进行连接，其中的电压测量电路用于对电池的电压进行测量，汇流条模块还包括电线连接构件，其将与电极和连接部件一起被夹紧构件夹置起来。
优选地，电极被制成平板的形状，且被汇流条相互连接起来的各个电极的厚度方向是相互垂直的。
附图说明
在参照下文结合附图所作的详细描述之后，能更加清楚地了解本发明的上述内容以及其它的目的、特征、和优点，在附图中：
图1中的透视图表示了根据本发明第一实施方式的电源单元；
图2是图1所示电源单元的分解视图；
图3中的示意图表示了图1所示电源单元中多个电池的连接顺序；
图4是图1所示电源单元中的汇流条模块主要部分的放大视图；
图5是图4所示汇流条模块的透视图，图中，汇流条的附接部分被局部遮挡住了；
图6中的局部透视图表示了图5中所示的汇流条、夹紧构件、电线连接部件、以及电极；
图7a中的解释性视图表示了一对处于正常位置的电极，这一对电极被布置成在它们的宽度方向上是平行的；
图7b中的解释性视图表示了图7a所示的两电极，图中，两电极被移位而定位在离正常位置最远的位置上；
图7c中的解释性视图表示了一对处于正常位置的电极，这对电极将要由本发明的汇流条进行连接；
图7d中的解释性视图表示了图7c所示电极在容差范围内移位时的情形；
图8中的透视图表示了根据本发明第二实施方式的电源单元中的夹紧构件和电线连接部件；
图9a中的解释性视图表示了根据本发明第二实施方式的电极、连接部件、以及夹紧构件相互分离开时的情形；
图9b中的解释性视图表示了在根据本发明的第二实施方式中、图9a所示的连接部件被夹紧构件夹紧时的情形；
图9c中的解释性视图表示了在本发明第二实施方式中、图9b所示的电极和连接部件相互叠置且被夹紧构件夹紧时的情形；
图10中的透视图表示了根据本发明第三实施方式的电源单元的夹紧构件和电线连接部件；
图11中的透视图表示了图10所示电线连接部件与电极和连接部件被夹紧构件夹置在一起时的情形，在图中，板件被遮挡住了；
图12a中的解释性视图表示了根据本发明第三实施方式的电极、连接部件、电线连接构件、以及夹紧构件在相互分离开时的情形；
图12b中的解释性视图表示了在本发明第三实施方式中、图12a所示的连接部件和电线连接部件被夹紧构件夹紧时的情形；
图12c中的解释性视图表示了如下的状态：在本发明第三实施方式中，图12b的电极、连接部件、以及电线连接部件相互叠置起来，且由夹紧构件进行夹紧；以及
图13中的透视图表示了现有的常规电源单元。
具体实施方式
下面将参照图1到图7对根据本发明第一实施方式的电源单元进行介绍。
图1所示的电源单元1例如被安装到由电动机驱动的电动车辆、或者由发动机和电动机共同推进的混合动力车辆上，其向电动机输送电能。该电源单元1包括：电池组件2；以及汇流条模块3。
电池组件2包括：多个电池4，这些电池被布置在两个行列中；一对端板5，两端板5将布置成两列的电池4夹置在它们之间；多个条带形的板条构件6，它们被连接到两端板5上，用于将两端板5、以及布置成两列的电池固定起来。在图1中，箭头X指代电池4在各个行列中的布置方向，并指代各个电池4的厚度方向。箭头Z指代电池4两个行列的布置方向，并指代各个电池的宽度方向。箭头Y指代各个电池的高度方向。
另外，各个电池4都包括：箱形的电池主体40；以及从电池主体40上壁40a突伸出的一对电极7、8。上壁40a是平面，其位于箭头Y方向上的一端处。另外，两电极被排列在箭头Z方向上，并沿箭头Y方向突伸。电极7是负极，电极8是正极。另外，如图3所示，相邻电池4的正极8和负极被布置成相互靠近。顺便提及，图3中的长-短划交替线指代的是电流的流动方向。
电极7、8是由导电金属制成的，且被制成平板的形状。另外，电极7、8的厚度方向是相互垂直的。
汇流条模块3将各个电池4串联起来。如图2所示，汇流条模块3包括：多个汇流条9；作为夹紧构件的多个接线端16、17；电线连接部件19，其与接线端16制成一体；由合成树脂制成的板件10；连接器15，其与电压测量电路(图中未示出)相连接；多条电线14，每条电线的一端都通过连接器15与电压测量电路相连接，另一端则与电线连接部件19相连接。电压测量电路例如测量电池组件2中各个电池4的电压、串联起来的全部电池4的总电压、以及其它的类似参数。电线14是常见的包皮导电线，其具有芯线和包裹着芯线的绝缘包皮。
汇流条9例如是通过对导电金属板进行轧压而制成的。如图4到图6所示，每个汇流条9都包括：一对平面连接部件91、92，它们分别将与两相邻电池4上相互靠近的电极7、8进行连接；以及平面的联接部件90，其将两连接部件91、92相互连接起来。两连接部件91、92从联接部件90的边缘突伸出。连接部件91、92的厚度方向是相互垂直的。
接线端17包括夹紧部件18，其用于对电极7和连接部件91、或对电极8和连接部件92进行夹紧，从而使得电极7与连接部件91、或电极8与连接部件92实现电路连接。该夹紧部件18例如是通过对导电金属板进行轧压而制成的。夹紧部件18上一体地包括：方管形状的管件18a，其用于接纳电极7和连接部件91、或电极8和连接部件92；以及弹簧型加压构件18b，其用于对电极7和连接部件91、或电极8和连接部件92进行加压，以使它们朝向管件18a的内壁面挤压。
如图6所示，夹紧部件18利用管件18a上的一个开口沿箭头B方向接纳连接部件91或92，并利用管件18a的另一个开口沿箭头C方向接纳电极7或8。箭头B与箭头C的方向是相反的，且这两个方向都平行于管件18a的轴向方向。
如图6所示，接线端16上一体地包括：夹紧部件18、电线连接部件19、以及将夹紧部件18与电线连接部件19联接起来的联接板20。
如图4和图6所示，电线连接部件19被制成具有狭缝19a的音叉形状。当电线14被插入到狭缝19a中时，电线连接部件19切入到电线14的绝缘外包皮中，并与电线14的芯线实现电路连接。
因而，汇流条模块3包括：只具有夹紧部件18的接线端17；以及既具有夹紧部件18也具有电线连接部件19的接线端16。
板件10上一体地包括：多个第一附接部件11；多个第二附接部件12；以及多个第三附接部件13。在第一附接部件11上附接了一个汇流条9、以及一对接线端16和17，每个接线端都夹压着一对连接部件91、92。接线端16的电线连接部件19和联接板20被附接到第二附接部件12上。多条电线14和连接器15被附接到第三附接部件13上。
按照如下的方式来组装电源单元1：首先将电池组件2和汇流条模块3分别单独地组装好。然后，将组装好的汇流条模块3叠置到组装好的电池组件2的上壁面上，其中，此时电池组件被布置成其一端位于箭头Y方向上。
另外，当对汇流条模块3进行组装时，首先，将一对接线端16、17附接到板件10的第一附接部件11，并将电线连接部件19与联接板20附接到第二附接部件19上。然后，将汇流条9的一对连接部件91、92插入到两接线端16、17的夹紧部件18中，从而将汇流条9附接到第一附接部件11上。然后，将连接器15和电线14附接到第三附接部件13上，且将电线14插入到电线连接部件19的狭缝19a中，从而实现了电线14与电线连接部件19的电路连接。这样就组装完成了汇流条模块3。
另外，通过将组装好的汇流条模块3与电池组件2的上壁面叠置到一起，可将电极7、8插入到夹紧部件18中，夹紧部件18将电极7、8与连接部件91、92夹紧，从而实现了电极7、8与连接部件91、92的电连接。这样就完成了电池4与汇流条9的电路连接，且各个电池4被串联起来了。
如上所述，当组装好的汇流条模块3与汇流条模块3叠置时，所有汇流条9的连接部件91、92和所有电池4的电极7、8被一起插入到了接线端16、17的夹紧部件18中。也就是说，所有汇流条9的连接部件91、92和电池4的接线端7、8可一起实现电路互连。因而，减少了电源单元1的组装工时。
另外，根据本发明，由于接线端16上一体地包括电线连接部件19，所以，通过将接线端16附接到板件10上，就可将电线连接部件19附接到板件10上。因而，进一步减少了电源单元1的组装工时，并减少了电源单元1的零部件数目。
另外，根据本发明，由于电线连接部件19被制成音叉形状，所以，通过将电线14插入到狭缝19a中，就能容易地完成电线与电线连接部件19之间的电路连接。另外，该插入操作可以是自动完成的。
此外，根据本发明，即使在电极7、8移位的情况下，加压构件18b能弹性变形，从而可容许电极7、8的移位。
顺便提及，如图7a和图7b中的解释性视图所示，平板形的电极308、307容易在其厚度方向上出现移位。图7a和图7b解释性视图中的数字标号309指代作为参考实例的汇流条，其具有一对连接部件392、391，它们分别与相邻的电极308、307进行连接，汇流条还具有联接部件390，其用于将两连接部件392、391相互连接起来。长-短划交替线P1指代中心线，当电极308、309处于正常位置时，该中心线穿过电极308、307厚度方向上的中心。
在图7a的解释性视图中，例如在电极308在箭头D方向上移位、且电极307将在与箭头D相反的箭头E方向上移位的情况下，在两电极308、307之间将产生出最大的间隙d-如图7b所示。在产生了最大间隙d的情况下，即使采用了本发明的接线端16、17，接线端16、17可能也无法将电极308、309夹紧。另外，汇流条309可弹性地变形，但是，当产生出最大间隙d时，连接部件391可能无法与电极307叠置起来，汇流条309可能无法与电极307实现电路连接。
在这一点上，根据本发明，如图7c和图7d中的解释性视图所示，将平板形电极7、8的厚度方向布置成相互垂直。因而，如图7c和图7d所示，可减小电极7、8之间的位移间隙。图7c和图7d之间的长-短划交替线P2指代电极8的中心线，当电极8处于正常位置时，该中心线穿过电极8厚度方向的中心。长-短划交替线P3指代电极7的中心线，当电极7处于正常位置时，该中心线穿过电极7厚度方向的中心。
根据本发明，例如当电极8在图7c中箭头F方向上移位、且电极7在与箭头F方向垂直的箭头G方向上移位的情况下，在箭头F方向上，电极7、8之间的位移间隙主要是由电极8引起的，不会受到电极7的影响。类似地，在箭头G方向上，电极7、8之间的位移间隙主要是由电极7引起的，不会受到电极8的影响。结果就是，接线端16、17可将发生移位的电极8、7夹紧。
第二实施方式
下面将参照图8和图9对根据本发明第二实施方式的电源单元进行描述。在图8和图9中，采用与第一实施方式相同的数字标号来指代相同的部件，并略去对相同部件的介绍。
根据第二实施方式的电源单元1′包括：电池组件2′；以及汇流条模块3′(参见图9)。该汇流条模块3′包括：多个汇流条9′；作为夹紧构件的多个夹扣21、24；电线连接部件23，其与夹扣21制成一体；合成树脂制成的板件10′；图中未示出的连接器；以及多条电线14，每条电线的一端都通过连接器与电压测量电路相连接，另一端则与电线连接部件23相连接。
除了在一对连接部件91、92上分别制有突出部件91a、92a之外，汇流条9′的结构与汇流条9完全相同。突出部件91a、92a是半球形的突出部，这些突出部是通过对连接部件91、92进行模压而制成的。由于设置了突出部件91a、92a，所以，由夹扣21、24夹紧的连接部件91、92不易于与夹扣21、24脱离开。
夹扣21是通过对导电金属板进行轧压而制成的。如图8所示，夹扣21上一体地包括：夹扣主体22，其通过将电极7或8与连接部件91或92夹紧到一起，用于将电极7或8与连接部件91或92弹性地连接起来；以及电线连接部件23。
夹扣主体22包括：C形部件22a；以及一对反折部件22b，它们分别从C形部件22a的两端部延伸出，并在相互远离的方向上反折。C形部件22a可弹性地变形，从两端之间间隙小于连接部件91或92厚度的状态变形为该间隙等于连接部件91或92厚度与电极7或8厚度之和的状态。因而，夹扣主体22的C形部件22a的两端将相互叠置起来的电极7或8与连接部件91或92弹性地夹紧。
电线连接部件23包括：板件部分23a，其从C形部件22a延伸出；以及一对卷边片23b，它们从板件部分23a宽度方向上的两边缘处延伸出。通过将卷边片23b向内翻折，可使电线连接部件23卷包着位于板件部分23a表面上的电线14的芯线，从而实现了电线14芯线与电线连接部件23的电路连接。在该实施方式中，电线14端部处的芯线是裸露的，在该端部处，电线14与电线连接部件23连接到一起。
夹扣24只具有夹扣主体22。
板件10′上一体地包括多个附接部件25。夹扣21、24的夹扣主体22可弹性地变形，且被附接到附接部件25上。当夹扣主体22将连接部件91、92夹紧时，汇流条9′被附接到板件10′上。
电源单元1′的组装工作首先是将电池组件2和汇流条模块3′各自单独地组装完成，然后，将组装好的汇流条模块3′叠置在组装好的电池组件2的顶壁上。
在对汇流条模块3′进行预先组装时，将夹扣21的电线连接部件23与电线14连接起来，然后，如图9a所示，将夹扣21、24的夹扣主体22附接到附接部件25上。然后，如图9b所示，将汇流条9′的一对连接部件91、92插入到夹扣主体22中，以将汇流条9′附接到板件10′上。这样就完成了汇流条模块3′的组装工作。
另外，如图9c所示，当组装好的汇流条模块3′被叠置到电池组件2的顶壁上时，电极7、8被插入到夹扣主体22中，且夹扣主体22对相互叠置起来的电极7、8和连接部件91、92施加弹性夹紧作用，以实现电极7、8与连接部件91、92的电路连接。这样，夹扣21、24的夹扣主体22就将电极7、8与连接部件91、92电连接起来，也就是说，电池4与汇流条9′实现了电连接，电池4被串联起来。
因而，根据本发明，即使电极7、8发生位移，夹扣主体22可发生弹性变形，以容许电极7、8的位移。
第三实施方式
下面将参照图10到图12对根据本发明第三实施方式的电源单元进行描述。在图10到图12中，采用与第一、第二实施方式相同的数字标号来指代相同的部件，并略去对相同部件的介绍。
根据第三实施方式的电源单元1″包括：电池组件2；以及汇流条模块3″(参见图12)。该汇流条模块3″包括：多个汇流条9″；作为夹紧构件的多个夹扣22″；电线连接构件23′；合成树脂制成的板件10′；图中未示出的连接器；以及多条电线14，每条电线的一端都通过连接器与电压测量电路相连接，另一端则与电线连接部件23′相连接。
夹扣22′的构造与上述的夹扣主体22相同。
如图10和图11所示，电线连接构件23′包括：板件部分23d，其与电极7或8、以及连接部件91或92一起被夹扣22′夹紧；从板件部分23d的边缘延伸出的延伸部分23c；以及一对卷边片23b，它们从板件部分23c宽度方向上的两边缘处延伸出。另外，在板件部分23d上制有突出部件23e。该突出部件是半球形突出部，该突出部是通过对板件部分23d进行模压而制成的。由于设置了突出部件23e，被夹扣22′夹置着的板件部分23d不易于从夹扣22′中脱出。
电源单元1″的组装工作首先是将电池组件2和汇流条模块3″各自单独地组装完成，然后，将组装好的汇流条模块3″叠置到组装好的电池组件2的顶壁上。
在对汇流条模块3″进行预先组装时，将电线连接构件23′与电线14连接起来，然后，如图12a所示，将夹扣22′附接到板件10′的附接部件25上。然后，如图12b所示，将汇流条9′的一对连接部件91、92插入到夹扣22′中，以将汇流条9″附接到板件10′上。另外，将电线连接构件23′的板件部分23d插入到夹扣22′中，以将电线连接构件23′附接到板件10′上。这样就完成了汇流条模块3″的组装工作。
另外，如图12c所示，当组装好的汇流条模块3″被叠置到电池组件2的顶壁上时，电极7、8被插入到夹扣22′中，且夹扣22′对相互叠置起来的电极7和8、连接部件91和92、以及板件部分23d施加弹性夹紧作用，以实现电极7和8、连接部件91和92、以及板件部分23d的电路连接。这样，夹扣22′就将电极7、8与连接部件91、92电连接起来，也就是说，电池4与汇流条9′实现了电连接，电池4被串联起来。
因而，根据本发明，通过将电线连接构件23′的板件部分23d插入到夹扣22′中，可将电线连接构件23′容易地附接到板件10′上。因而，可用较少的工时完成电源单元1″的组装工作，且电源单元的零部件数目较少。
尽管上文参照附图例示性地对本发明作了全面的描述，但应当认识到：本领域技术人员显然可作出多种改型和变动。因而，除非这样的改动和变型超出了后文限定的本发明范围，否则这些改型和变动应当被认为是处于本发明范围之内。

Claims (6)

1.一种电源单元，其包括：多个电池，每个电池都具有位于其一端的正极和位于另一端的负极；以及汇流条模块，其将各个电池串联起来，
其中，汇流条模块包括：多个汇流条，每个汇流条都具有一对连接部件，所述一对连接部件分别被连接到彼此相邻的电池的相互靠近的电极上，汇流条具有联接部件，该联接部件将所述一对连接部件相互连接起来；多个夹紧构件，其用于对电极和连接部件进行夹紧，从而使电极与连接部件实现电连接；以及板件，汇流条和夹紧构件被附接到该板件上。
2.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于：夹紧构件是夹扣，从而以使得电极和连接部件相互叠置起来的方式对电极和连接部件施加弹性夹紧作用。
3.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于：夹紧构件是导电的接线端，该接线端具有接纳电极和连接部件的管状部件、以及加压构件，该加压构件用于将电极和连接部件朝向管状部件的内表面挤压。
4.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于：汇流条模块能够与连接到电压测量电路上的电线进行连接，其中，电压测量电路用于对电池的电压进行测量，汇流条模块还包括与夹紧构件制成一体的电线连接构件。
5.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于：汇流条模块可与连接到电压测量电路上的电线进行连接，其中的电压测量电路用于对电池的电压进行测量，汇流条模块还包括电线连接构件，该电线连接构件将与电极和连接部件一起被夹紧构件夹置起来。
6.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于：电极被制成平板的形状，且被汇流条相互连接起来的各个电极的厚度方向是相互垂直的。
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