CN101803064A - 电池保持装置、电池组以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池保持装置、电池组以及车辆。在一种电池保持装置中，接合部件(224)设置在供各电池(400)的端部插入的插入腔(222)中，使得该接合部件(224)可沿电池(400)的插入方向移动。此电池保持装置还具有随着接合部件(224)沿插入方向移动而将该接合部件(224)推向插入腔(222)的内径侧的引导件(225)。利用此布置，当电池(400)的端部插入该插入腔(222)时，夹在引导件(225)与电池(400)的侧周面(403)之间的接合部件(224)保持该电池(400)的端部。

Description

电池保持装置、电池组以及车辆
技术领域
本发明涉及用于保持电池的电池保持装置，例如，电池组(或组电池)内使用的电池保持装置。
背景技术
电池组(组电池)内保持多个电池。日本实用新型申请公开文献No.7-27052(JP-U-7-27052)和日本专利申请公开文献No.2003-77440(JP-A-2003-77440)公开了用于保持电池的结构的示例。
如JP-U-7-27052中公开的用在电池组中的间隔件具有形成在其相对圆弧形凹面内以容纳筒形单元电池的卷边肩部的槽口或凹进。JP-A-2003-77440公开了一种具有多个相互平行设置在由金属制成的外壳内部的筒形单元电池的电池组，其中，限定在单元电池的外周面与外壳的内表面之间的空间被填充以传热水泥。
多个电池被组装到一起的电池组装载在诸如混合动力车一类的车辆上以作为车辆的电源。当电池用作车辆的车载电源时，希望防止电池由于车辆行驶过程中的振动而卡嗒卡嗒响。另外，由于电池在充电和放电时产生热量，所以要求电池支承结构易于消散电池的热量。还希望减轻电池支承结构的重量，以提高车辆的燃油经济性。
发明内容
本发明提出一种在保持电池的同时防止电池卡嗒卡嗒响的全新电池保持结构。
根据本发明第一方面的电池保持装置包括：供每个电池的端部插入的插入腔；接合部件，该接合部件设置在插入腔中，使得该接合部件可沿电池的端部插入的插入方向移动；以及引导件，该引导件随着接合部件沿插入方向移动而将该接合部件推向插入腔的内径侧。在此电池保持装置中，当电池的端部插入该插入腔时，夹在引导件与电池的侧周面之间的接合部件保持电池的端部。由此构成的电池保持装置可保持被插入该插入腔的电池的端部，以便在振动作用于电池时防止该电池卡嗒卡嗒响。
引导件可形成在插入腔的内周壁上，并且具有沿电池的端部的插入方向向着该插入腔的内径侧倾斜的斜面。此情况下，接合部件可沿引导件的斜面滑动。另外，此情况下，接合部件可具有滑动面，该接合部件在滑动面上沿斜面滑动，并且该滑动面沿插入方向向着插入腔的内径侧倾斜，同时该滑动面的倾斜角基本等于斜面的倾斜角。另外，在接合部件安装于电池的端部的侧周面上的状态下，该电池的端部被插入该插入腔，以使接合部件设置在该插入腔中。另外，接合部件包括与电池的端面邻接的邻接部。此情况下，当电池的端部插入该插入腔时，电池的端面与接合部件的邻接部邻接，以使该接合部件能够确实地或者可靠地沿电池插入方向移动。
接合部件的与电池的端部的侧周面邻接的部分具有向插入腔的内径方向突出的突起。此情况下，当接合部件被夹在引导件与电池的侧周面之间时，突起由于接合部件的变形而塌陷，所导致的反作用力使其可以保持电池的端部。接合部件可具有允许该接合部件的与电池的端部的侧周面邻接的部分变形的中空部。此情况下，当接合部件被夹在引导件与电池的侧周面之间时，该接合部件变形且具有已塌陷或者已消除的中空部，所导致的反作用力使其可以保持电池的端部。可在沿插入腔的周向相互分隔开的位置处设置多个引导件和多个接合部件。此情况下，可提供环状件以连接设置在沿插入腔的周向相互分隔开的位置处的多个接合部件。
附图说明
由以下参照附图对示范实施例的说明，本发明的前述及其它特征和优点将变得明显，图中，相同的数字用于代表相同的部件，且其中，
图1是示出电池组搭载于其上的车辆的示图；
图2是示出根据本发明一种实施例的电池组的透视图；
图3是示出电池组的盖的俯视图；
图4是示出根据本发明一种实施例的电池保持装置的插入腔的截面图；
图5是示出形成在根据本发明的上述一种实施例的电池保持装置的插入腔内的槽部(凹槽)的断面形状的截面图；
图6是示出电池的端部被插入根据本发明的上述一种实施例的电池保持装置的插入腔内的状态的示图；
图7是示出电池的端部被保持在根据本发明的上述一种实施例的电池保持装置的插入腔内的状态的示图；
图8是示出根据本发明的上述一种实施例的电池保持装置的环状件的示图；
图9是示出电池被组装到根据本发明的上述一种实施例的电池组内的状态的示图；
图10是示出根据本发明另一实施例的电池保持装置的插入腔的示图；
图11是示出根据本发明再一实施例的电池保持装置的接合部件的示图；
图12是示出根据本发明又一实施例的电池保持装置的接合部件的示图；以及
图13是示出根据本发明另一实施例的电池保持装置的接合部件的示图。
具体实施方式
参照附图说明根据本发明一种实施例的电池保持装置。图中，相同的参考数字被赋予执行相同功能的部件和部位。此实施例中，将说明如图1所示搭载在例如所谓混合动力车1上的电池组1000。
此实施例中，如图2所示，多个筒形电池400组装于其内的电池组1000具有盖201，202，该盖201，202具有用于保持电池400的结构。
此实施例中，盖201，202相互相对地配设在电池组1000中。筒形电池400的端部由盖201，202保持，且该筒形电池400相互平行地设置在盖201，202之间。如图3所示，供筒形电池400的端部插入的插入腔222形成在盖201，202的相对面内。此实施例中，插入该插入腔222内的各电池400均具有圆筒形状，且各插入腔222均为尺寸略大于筒形电池400的端部的圆形孔形式。电极401从筒形电池400的端面突出，供电极401穿过的通孔232被形成为贯穿各插入腔222的底部。本说明书中，插入腔222的形成有通孔232的后壁侧将称为“插入腔222的底侧”，与电池插入侧相反的一侧将称为“插入腔222的入口侧”。
如图4所示，接合部件224和引导件225设置在各插入腔222内。接合部件224可沿相应电池400的端部的插入方向移动地配设在插入腔222内。图4示出电池400的端部未被完全推入插入腔222内的状态。图6示出电池400的端部已被推入插入腔222内且接合部件224已移动至该插入腔222的底侧的状态。随着接合部件224沿电池400的插入方向移动，该接合部件224受引导件225引导被推向插入腔222的径向内部即内径侧(径向向内)，如图6所示。此实施例中，引导件225形成在插入腔222的内周壁中，且具有从入口侧至底侧倾斜即向插入腔222的内径侧倾斜的斜面226。接合部件224可沿着斜面226滑动。
更详细地，此实施例中，沿筒形电池400的插入方向延伸的槽部233形成在沿插入腔222的周向相互等距隔开的三个位置处，如图3所示。此实施例中，接合部件224装配在相应槽部233中。防止接合部件224脱落的阻挡件234设在插入腔222的入口侧。如图4所示，如上所述的引导件225的斜面226形成在相应槽部233的底部处，且沿筒形电池400的端部的插入方向向着内径侧倾斜。换句话说，此实施例中，槽部233随着其靠近插入腔222的底部而变窄。
接合部件224被设置成可在斜面226(槽部233的底部)上滑动。此实施例中，接合部件224装配在插入腔222的上述槽部233中，且具有沿着斜面226滑动的滑动面241。接合部件224的滑动面241沿电池400插入该插入腔222的方向向着该插入腔222的内径侧倾斜。此实施例中，接合部件224的滑动面241被形成为与设在插入腔222内的斜面226倾斜相同角度的斜面。利用此设置，接合部件224在斜面226上平稳地滑动。斜面226的倾斜角可被设定为考虑到接合部件224的滑动程度等的适当角度。接合部件224如上所述装配在插入腔222的相应槽部233中。尽管图中未示出，但槽部233的底部226略宽于其开口，且接合部件224被这样安装或装配在该槽部233中，使其可沿着槽部233滑动，同时保持不滑出该槽部233。
接合部件224从槽部233中突出。当接合部件224移动至插入腔222的底侧时，该接合部件224的滑动面241沿着斜面226(槽部233的底部)滑动，且该接合部件224被推向插入腔222的内径侧。接合部件224具有适于与电池400的端部402邻接的邻接部242。邻接部242向插入腔222的内径侧突出。
接合部件224优选由具有适当柔软性的易滑动材料形成，以实现与斜面226的良好滑动并吸收筒形电池400的直径和提供斜面226的内壁的尺寸误差。作为此材料，可采用树脂材料例如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)和PTFE(聚四氟乙烯)。
此实施例中，如图3所示，三个引导件225和三个接合部件224设在沿插入腔222的周向相互分隔开的位置处。如图8所示，环状件228提供用于连接设置在沿插入腔222的周向相互分隔开的位置处的三个接合部件224。
当各电池400的端部插入相应插入腔222时，如图6所示，接合部件224沿着引导件225(斜面226)向着插入腔222的底部移动。如图8所示，设在各插入腔222内的三个接合部件224经由环状件228连接。环状件228用作在安装(或保持)电池前当接合部件224位于引导件225上时防止该接合部件224脱落或脱离的脱落防止装置(脱落防止装置不限于如图8所示的环状件，而是可以从各种形式的部件中选择)。环状件228还用于在安装电池前保持各接合部件224于预定位置(插入腔222的入口侧处)。利用此设置，防止接合部件224在安装电池前进入插入腔222的底部，以及在其被插入该插入腔222内时阻碍电池400进入。由此，当电池400的端部插入该插入腔222时(当电池安装在适当位置上时)，各接合部件224的邻接部242被电池400的端面402推动，以使该接合部件224移动至插入腔222的底部且被夹在引导件225(斜面226)与电池400的侧周面403之间。结果，电池400的端部被接合部件224保持。当接合部件224沿着斜面226移动时，力沿着减小环状件228直径的方向施加给该环形件228。由于环状件228被设置成在受力时自由变形，所以该环状件228不会成为保持电池的障碍。图5示出图6中的V-V截面，更具体地，在电池400的端部插入该插入腔222内的状态下沿宽度方向取的槽部233的截面。图7是图6中的VII-VII截面，更具体地，电池400的端部被接合部件224保持的状态。
作为一种制造电池组1000的示范方法，如图9所示，将两盖中的一个盖201放置成使插入腔222的开口面向上，并将筒形电池400的一个端部插入该盖201的插入腔222内。然后，将筒形电池400的另一端部插入另一盖202的插入腔222内，使得该筒型电池400被安装在盖201，202之间。尽管图中未示出，但可通过将电池400如上所述安装在盖201，201上，然后固定该盖201，202之间的间隔或距离来制造电池组1000。此情况下，作为固定盖201，202之间的间隔的方法，可将例如间隔件设在盖201，202之间，然后利用适当的紧固装置例如螺栓将间隔件分别紧固在盖201，202上。
此实施例中，如图6所示，作为电池保持装置的盖201，202被构造成使接合部件224位于电池400的端部将插入其内的插入腔中，以可沿着电池400的插入方向移动。各插入腔222中，引导件225被提供用于随着接合部件224沿插入方向移动而将该接合部件224推向插入腔222的内径侧。当电池400的端部插入该插入腔222时，盖201，202利用被夹在引导件225与电池400的侧周面之间的接合部件224保持该电池400的端部。
对于由此构造的电池组1000，电池400的两端插入盖201，202的插入腔222中并被接合部件224牢固地保持。因此，当电池组1000如图1所示安装在车辆上时，可防止电池400由于车辆行驶过程中的振动而卡嗒卡嗒响。另外，由于盖201，202被设置成保持电池400的端部，该电池400的周围有空隙或间隙；因此，即便电池400在充电或放电时产生热量，此热量也可能被消散，电池的性能不太可能或者不可能由于此热量而下降。另外，除了被接合部件224保持的那些部分以外，电池400的端部周围提供有空隙，在电池400被保持于适当位置的情况下，此空隙能够避免热量积聚在电池400的端部内。另外，通过将电池400的端部插入该插入腔222内来保持该电池400于适当位置，从而确保电池400的组装过程的容易性。另外，电池保持结构的尺寸可以不太大，此结构的整体重量得以减轻。
尽管已经以用于保持电池组1000的电池400的结构为例说明了根据本发明一种实施例的电池保持装置，但根据本发明的电池保持装置不限于上述实施例。
尽管在上述实施例中筒形电池400被例示为所要保持的电池400，但电池400的形状不限于圆筒形状。例如，本发明可应用于被容纳在矩形容器内的电池的保持结构或保持装置。此情况下，电池保持装置可被构造用于保持矩形容器的端部，且插入腔被成形为使矩形容器的端部可插入该腔内。
上述实施例中，如图3所示，用于每个电池400的接合部件224安装在沿插入腔222的周向相互分隔开的多个(所示例中为三个)位置处。然而，只要接合部件224可保持被插入该插入腔222内的电池400的端部，安装在各插入腔222中的接合部件224的安装位置和该接合部件224的数量不限于所示实施例的那些位置和数量。在一种极端例中，接合部件224可设在沿插入腔222的周向看的一个位置处。此情况下，插入该插入腔222内的电池400的端部被接合部件224推动朝向一个方向移动，且电池400的内周面403被沿上述一个方向压向插入腔222的内周面，以使该电池400的端部保持在接合部件224与插入腔222的内周面之间。此情况下，如图10所示，一个或多个缓冲材料251可设在插入腔222的内周面上与电池400接触的部分处。缓冲材料251可由例如具有适当柔软性的树脂材料形成，且可由与接合部件224相同的材料形成。
在另一变形例中，如图11所示，各接合部件224具有朝向插入腔222的内径侧突出的突起261，以使该突起261邻接电池400的端部的侧周面403。此情况下，当接合部件224被推向内径侧并压向电池400的侧周面403时，该接合部件224的突起261适当地压缩和变形。结果，弹性接合部件224(突起261)的反作用力作用于电池400的端部，以利用适当的约束力保持该电池400的端部。
上述情况下，如图11所示，接合部件224的突起261在与电池400的插入方向相垂直的平面内具有三角形断面。这样成形的突起261包括提供三角形顶点的周向中央部262，突起261在该顶点处最先邻接电池400的侧周面403。在另一例中，如图12所示，两个突起261可设置在接合部件224的周向相对端部处。此例中，各突起261在与电池400的插入方向相垂直的平面内具有半圆形断面。
在又一变形例中，如图13所示，接合部件224具有允许该接合部件224的与电池400的端部的侧周面403邻接的那部分变形的中空部263。利用由此形成的中空部263，接合部件224在其被推向内径侧并压向电池400的侧周面403时适当地压缩和变形，从而由于弹性接合部件224作用于电池400的反作用力，利用适当的约束力保持该电池400的端部。
尽管在上述实施例中接合部件224位于形成在插入腔222内的槽部233中，但本发明不限于此布置。例如，接合部件可安装在各电池的端部的侧周面上。此情况下，电池的端部可插入提供有引导件的插入腔内，该引导件适于随着接合部件沿着电池的端部被插入该插入腔内的方向移动而将该接合部件推向插入腔的内径侧。即便在接合部件按照这种方式位于插入腔内的情况下，该接合部件也在电池的端部插入该插入腔时被引导件推向插入腔的内径侧。由此，可以利用被夹在引导件与电池的侧周面之间的接合部件保持电池的端部。因此，电池可保持在适当位置而不由于车辆行驶过程中的振动而卡嗒卡嗒响。
电池组的结构不限于如上所述的结构。利用本发明的电池保持装置保持的电池可以是例如锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池等。
采用本发明的电池保持装置来保持电池的电池组优选用作安装在诸如汽车一类车辆1上的电机(电动机)用电源，如图1示意示出的。更具体地，电池组适用作诸如混合动力车、电动车或燃料电池车一类汽车的电动机用电源(二次电池)。

Claims (15)

1.一种用于保持电池的端部的电池保持装置，其特征在于包括：
供每个所述电池的所述端部插入的插入腔；
接合部件，所述接合部件设置在所述插入腔中，使得所述接合部件可沿所述电池的所述端部插入的插入方向移动；以及
引导件，所述引导件随着所述接合部件沿所述插入方向移动而将所述接合部件推向所述插入腔的内径侧，其中
当所述电池的所述端部插入所述插入腔时，夹在所述引导件与所述电池的侧周面之间的所述接合部件保持所述电池的所述端部。
2.根据权利要求1所述的电池保持装置，其中：
所述引导件形成在所述插入腔的内周壁上，并且具有沿所述电池的所述端部的插入方向向着所述插入腔的所述内径侧倾斜的斜面；以及
所述接合部件可沿所述引导件的所述斜面滑动。
3.根据权利要求2所述的电池保持装置，其中，所述接合部件具有滑动面，所述接合部件在所述滑动面上沿所述斜面滑动，并且所述滑动面沿所述插入方向向着所述插入腔的所述内径侧倾斜，同时所述滑动面的倾斜角基本等于所述斜面的倾斜角。
4.根据权利要求1所述的电池保持装置，其中，在所述接合部件安装于所述电池的所述端部的侧周面上的状态下，所述电池的所述端部被插入所述插入腔，以使所述接合部件设置在所述插入腔中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池保持装置，其中，所述接合部件包括与所述电池的端面邻接的邻接部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池保持装置，其中，所述接合部件的与所述电池的所述端部的所述侧周面邻接的部分具有向所述插入腔的内径方向突出的突起。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池保持装置，其中，所述接合部件具有允许所述接合部件的与所述电池的所述端部的所述侧周面邻接的部分变形的中空部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池保持装置，其中，在沿所述插入腔的周向相互分隔开的位置处设置多个引导件和多个接合部件，所述多个引导件每个均包括所述引导件，所述多个接合部件每个均包括所述接合部件。
9.根据权利要求8所述的电池保持装置，还包括用于连接设置在沿所述插入腔的所述周向相互分隔开的位置处的所述多个接合部件的环状件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池保持装置，其中，随着所述接合部件沿所述插入方向移动，施加给所述接合部件的力增大。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电池保持装置，其中，所述接合部件由树脂材料形成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池保持装置，还包括设置在所述插入腔的内周壁的未形成所述引导件的部分上的缓冲材料。
13.一种电池组，其中，多个电池由根据权利要求1至12中任一项所述的电池保持装置来保持。
14.根据权利要求13所述的电池组，其中，设置有一对均包括所述电池保持装置的电池保持装置，并且所述多个电池的两端分别由所述一对电池保持装置保持。
15.一种搭载有根据权利要求13或权利要求14所述的电池组作为电源的车辆。
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