CN102460813A - 工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由电池单元复合连接网构成的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒、以及电连接多个电池单元盒来由单元复合连接网构成的盒组合型蓄电装置。上述的本发明的单元组组合型电池单元盒使用工具(汇流线)连接多个电池单元来构成单元组之后使用工具(中间导体板)连接多个单元组来构成为一体的盒，本发明的盒组合型蓄电装置是将多个单元组组合型盒收纳在外部壳体内并以串、并联复合连接结构连接盒相互之间来构成为一体的系统。在这样的本发明中，使用连接以及分离容易的工具来连接电池单元、单元组以及盒，因此组装性能以及生产率大幅提高，另外能够调节以及变更放入单元组内的电池单元的个数、用于盒的单元组的个数、用于蓄电装置的盒的个数来容易地变更电流以及电压容量。

Description

工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒
技术领域
本发明涉及一种电池单元盒，更详细地涉及将多个单位电池单元(cell)组装在壳体内来进行模块化的电池单元盒。
背景技术
作为储存电能并提供给需要它的负载的蓄电池(2次电池)的一个例子，当观察以往的锂离子电池单元组(Lithium-ion cell pack)的结构时，经过如下工序来制作所需容量的电池单元组：首先将能够充放电的多个锂离子电池单元(cell)捆成一体来制作单位捆之后，组合多个单位捆来重新制作大的捆，再次集合它们来制作更大的捆。
在这种情况下，以往是用如玻璃带那样的材质来捆圆形截面的单位电池单元(圆筒形电池单元)或者方形截面的单位电池单元来制作一个单位捆，并以相同的方法制作多个单位捆之后，用玻璃带适当组合单位捆来制作一个电池单元组。
例如，在制作串联7个的基础上并联14个的电池单元组的情况下，首先将用玻璃带捆扎7个单位电池单元的作业执行14次之后(14个单位捆)，将其再次每2个地使用玻璃带来制作成7个捆，将其再次每2个地使用玻璃带来制作成3个捆之后，将该3个捆与7个捆中剩余的一个捆构成整体，将由共计98个单位电池单元构成的电池单元组制作为一个捆。
但是，这种制作过程需要很多时间，不仅是制造上的时间损失，而且还有可能产生很多不合格品，存在手工作业造成的电池单元组制作标准的不准确性等很多问题。
特别是，在用玻璃带捆扎的相邻的电池单元之间相互以密接状态直接接触，因此缺少电池单元间的缓冲作用，放电时热量在电池单元之间相互传导而引起相互作用，因此动作上的效率可能显著下降，由此能够导致电池的寿命大幅缩短。
另外在利用玻璃带来简单地捆扎电池单元的方式的情况下，由于之后用玻璃带结合的电池单元间的位置误差而可能产生电池单元端子(电极)与外部端子间的接触不良(接触面积减少)，存在两侧端子间过大地产生接触电阻的问题。
并且，为了单元相互间的串、并联复合连接结构的应用，如图1和图2所示，在焊接电池单元(10)的端子(电极)和连接板(电连接电池单元和电池单元，通常使用作为导体的镍板)(13)来进行连接的方式中，由于用玻璃带(12)结合的电池单元间的位置误差而可能产生很多与连接板的焊接不良，存在由于焊接作业的不方便、焊接引起的组装时间增多(作业速度低下)、组装率以及生产率低下等很多问题。
另外在由于如以往那样焊接镍板时焊接错误或者个别电池单元产生问题而需要修理、更换的情况下，需要对全部的电池单元进行焊接的镍板来解开捆绑。其结果是：需要将解开的电池单元和镍板全部废弃因此产生费用问题，需要再次捆绑电池单元来焊接镍板的作业。特别是，不可能个别地更换具有电池单元不良或者损伤、焊接不良等的问题的特定电池单元，在生产阶段中和在AS阶段中费用以及时间方面具有大的损失。
除此之外在制作后不可能进行减少或者追加电池单元等的电池单元个数变更，在扩展性方面具有很多限制。另外通过在全部的电池单元的端子(电极)将镍板(连接板)以点焊接的方式进行连接，因此接触点(焊接点)的面积不固定，因而在电池单元之间存在接触电阻的差异，因此产生电流、电压的差异。因此，在连接多个电池单元组来进行扩展的情况等下每个电池单元组都有电流、电压的差异，需要进行利用了电路等的电池单元平衡性调节。
另外在如上述那样扩展电池单元组的情况下当连接电池单元组时需要电缆，因此存在如下问题：电缆引起的繁杂、电缆的空间占有引起的空间使用的非有效性、空间狭小等。
并且，在电连接电池单元的连接板上焊接电池单元的端子的方式中由于与连接板的接触面积(焊接点的面积)小而产生很多热量(特别是放电时)，由此对于稳定性方面不利。
另外在电池单元的端子和连接板在焊接点中连接的结构中接触面积小，因此具有无法加大电池单元的电流容量等的电流容量方面的限制。无法加大作为接触点的焊接点来进行焊接，因此无法超出一定的电流容量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够解决如上述那样的全部问题点的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒、以及电池单元单元相互间以串、并联复合结构来连接的盒组合型蓄电装置。
为了达成上述目的，本发明作为优选实施例提供一种工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，包括：单元组，在两端子上设置端子板的电池单元与上述端子板通过设置在单元壳体内的汇流线来相互连接，形成在上述汇流线的端部的连接部向上述单元壳体的外部突出；盒壳体，插入上述单元组；以及PCB，连接上述单元组的连接部，其中，插入在上述盒壳体内的单元组的连接部通过中间导体板来相互连接，以上述中间导体板为媒介电连接在上述PCB的端子、或者直接电连接在上述PCB的端子。
这里，其特征在于，上述电池单元的端子板与板状的上述汇流线重叠而以与汇流线的面接触状态进行连接。
另外特征在于，在各个上述单元组内以上述端子板以及汇流线为媒介并联连接电池单元。
在优选实施例中，在各个上述单元组内电池单元整齐地配置在单元壳体内，设置在上述电池单元的(+)端子的端子板连接在形成得较长的(+)极性的汇流线，设置在上述电池单元的(-)端子的端子板连接在形成得较长的(-)极性的汇流线。
另外特征在于，上述单元组通过连接在连接部的中间导体板来相互串联或者并联连接。
另外特征在于，上述中间导体板与连接部以面接触状态进行连接来缔结。
另外特征在于，在上述盒壳体中形成用于实现将从单元组产生的热量向外部排出并阻止单元组的温度上升的通风效果的通风口。
另外特征在于，在上述单元壳体的内侧面形成安置部，该安置部在安置电池单元的状态下固定其位置并且将安置的电池单元维持为隔开的状态来实现散热。
另外优选是，在上述单元壳体中形成用于实现阻止温度上升的通风效果的通风口而具备。
由此，根据上述的问题解决方案来实现如下效果。
1)本发明的单元组组合型电池单元盒使用连接以及分离容易的工具来连接电池单元和单元组，因此组装性能以及生产率大幅提高，另外能够(在本发明的蓄电装置中)调节以及变更放入单元组内的电池单元的个数、用于盒的单元组的个数、用于蓄电装置的盒的个数来容易地变更电流以及电压容量。
2)在单元壳体内电池单元通过安置部以规定间隔隔开而配置，与此同时通过单元壳体自身的通风口来释放热量以及通风，因此能够防止电池单元温度上升到大于等于规定，能够解决热量导致的电池单元损伤以及稳定性低下的问题。另外构成为在电池单元与单元壳体内侧面之间存在间隔，能够使热量排出以及通风极大化。
3)为了并联连接内置在单元组的电池单元，将电池单元的端子板和板状的汇流线以大面积的面接触状态进行连接，因此具有接触电阻最小化的优点。由此具有由于接触电阻产生的热量的最小化、电池单元损伤防止以及寿命提高、稳定性提高等诸多优点，通过大面积的接触能够克服电流容量的限制。另外能够使全部的电池单元的端子板与汇流线以固定的面积接触，由此能够消除电池单元之间电流/电压的不均衡问题。另外不良电池单元的更换或者AS容易。
4)另外单元组全部都简单地通过工具来缔结、连接，因此不需要电缆等的布线，用工具来串、并联连接电池单元与电池单元、单元组与单元组、盒与盒来实现电池单元平衡性，因此不需要其它用于实现平衡性调节电路结构。
附图说明
图1和图2是以往技术的电池组的立体图，图1是俯视图，图2是仰视图。
图3是本发明的优选实施例的电池单元盒的整体立体图。
图4是图3所示的电池单元盒的分解立体图。
图5是表示在图3所示的电池单元盒中将单元组的连接部用中间导体板连接的状态的立体图。
图6是表示在图5所示的电池单元盒中追加组装PCB的状态的立体图。
图7是在本发明的优选实施例中表示单元组的立体图。
图8是图7所示的单元组的分解立体图。
图9以及图10是在本发明的单元组组合型电池单元盒中与图8的单元组一起使用的另外其它单元组的分解立体图。
图11是在图7所示的单元组中在下部壳体结合汇流线的状态的立体图。
图12是在图11所示的单元组中追加组装电池单元的立体图。
图13是表示在图11所示的单元组中双重地组装汇流线的状态的立体图。
图14和图15是表示本发明的蓄电装置的图，图14是表示蓄电装置的外形的图，图15是表示向蓄电装置的外部壳体插入多个电池单元盒的状态的概要图。
附图标记说明
100：电池单元盒；110：盒壳体；120a、120b、120c：单元组；140：电池单元；141：端子板；151、152、153、154、155、156、157、158：汇流线；160：PCB。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本发明的优选实施例。
本发明的单元组组合型电池单元盒的特征在于，在将多个电池单元(cell)使用工具(汇流线)进行连接来构成单元组(unit pack)之后将多个单元组利用工具(中间导体板)进行连接来构成，在单元组组合型电池单元盒中没有电缆以及连接器而只通过工具来缔结以及连接整体单元组。
这种本发明的单元组组合型电池单元盒使用连接以及分离容易的工具来连接电池单元和单元组，因此大幅提高组装性能以及生产率，另外能够(在本发明的蓄电装置中)调节以及变更放入单元组内的电池单元的个数、用于盒的单元组的个数、放入外部壳体的盒的个数来容易地调节电流以及电压容量。
下面，在本发明中作为电池单元可以是锂离子(Li-ion)、锂离子聚合物(Li-ion Polymer)、镍-镉(Ni-Cd)，镍-金属氢化物(Ni-MH)、铅酸电池(Lead-Acid)等电池单元。
首先，图3是本发明的优选实施例的单元组组合型电池单元盒(100)的整体立体图，图4是图3所示的单元组组合型电池单元盒(100)的分解立体图。
另外图5是表示在图3所示的单元组组合型电池单元盒(100)中将单元组(120a、120b、120c)的连接部(152a、153a、154a、155a)通过中间导体板(150)连接的状态的立体图，图6是PCB(160)的安装状态的立体图，图5以及图6是为了明确表示内部结构而将盒壳体(110)全部分离而图示的图。
另外图7是表示本发明的优选实施例中单元组(120a)的立体图，图8是图7所示的单元组(120a)的分解立体图，图9以及图10是在图6所示的单元组组合型电池单元盒(100)中与图8的单元组(120a)一起使用的另外其它单元组(120b，120c)的分解立体图。
如图6所示，本发明的电池单元盒(100)是组合了(+)、(-)的汇流线(151、152、153、154、155、156)以及按照作为外部突出端子的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)来区分的3种类型的单元组(120a、120b、120c)而构成的，将各类型的单元组以附图标记120a、120b、120c进行区分来表示。
由此，图8表示附图标记120a的单元组，图9表示附图标记120b的单元组，图10表示附图标记120c的单元组。
另外图11是在图7所示的单元组(120a)中在下部壳体(123)结合了汇流线(151、152)的状态的立体图，图12是追加组装了电池单元(140)的立体图，图13是表示将汇流线(151、152、157、158)双重地进行组装的状态的立体图。在图11、图12以及图13中省略上部壳体。
在本发明中在各单元组(120a、120b、120c)的壳体(单元壳体)(121)内配置电池单元(140)并将其全部通过工具来缔结以及连接，另外将组装的单元组(120a、120b、120c)插入外部壳体(盒壳体)(110)内来将其全部通过工具来缔结以及连接之后，最终连接在PCB(160)的端子(162)而构成一个模块化的一体型电池单元盒(100)。
此时，在各单元组(120a、120b、120c)内通过工具(汇流线)来并联连接电池单元(140)，在电池单元盒(100)内通过工具(中间导体板)来串、并联连接单元组(120a、120b、120c)。
首先，如示例所示，单元组组合型电池单元盒(100)的外部壳体、即盒壳体(110)由前面板(111a)、后面板(111b)、上面板(112)、左右侧面板(113a、113b)构成，组装这些板来构成具有设置单元组(120a、120b、120c)的内部空间的长方体的盒壳体(110)。
作为将上述各板组装为一个盒壳体(110)的方式，能够采用将重叠的部位使用螺丝(114)或铆钉等的缔结单元来缔结的方式、在金属板的情况通过焊接来进行固定的方式、在相对应部位准备凹槽和突起来将它们相互插接来进行固定的插接方式、使用其它钳位单元来进行固定的钳位方式等通常应用于壳体组装的公知的多种方式。当然，也能够实施复合应用上述的方式。
上述上面板(112)是在安装了PCB(160)的状态中覆盖PCB(160)上面的一种盖部件，在包围内置的单元组(120a、120b、120c)的剩余前面板(111a)、后面板(111b)、左右侧面板(113a、113b)中为了实现通过将从单元组(120a、120b、120c)产生的热量向外部排出来阻止单元组(120a、120b、120c)的温度上升的通风效果而形成多个通风口(115)。
另一方面，在盒壳体(110)内以规定的间隔插入多个单元组(120a、120b、120c)而设置，上述单元组的结构的说明如下。
本发明的单元组组合型电池单元盒(100)是多个单元组(120a、120b、120c)插入盒壳体(110)内而设置，各单元组(120a、120b、120c)具有长方体的形状，插入这种单元组(120a、120b、120c)使得以层叠方式配置在盒壳体(110)内。
这里，各个单元组(120a、120b、120c)包含如下而构成：单元壳体(121)；多个电池单元(140)，在(+)/(-)两端子(电极)分别焊接设置于端子板(141)而整齐地放置在单元壳体(121)的内部空间；以及汇流线(booth bar)(151、152、153、154、155、156)，是连接上述电池单元(140)的端子板(141)的工具，组装并固定在单元壳体(121)内。
上述单元壳体(121)由上部壳体(122)和下部壳体(123)构成，该上部壳体(122)和下部壳体(123)形成放置电池单元(140)的内部空间。
上述上部壳体(122)和下部壳体(123)能够以作为绝缘材料的塑料为原材料来制作，能够以将相对应部位通过螺丝(124)缔结的螺丝缔结方式来进行组装，也能够采用其它凹槽/突起的插接方式、凸起和凸起之间的挂接方式、使用其它钳位单元来进行固定的钳位方式等通常用于壳体组装的公知的多种方式。当然，也能够复合应用上述的方式来实施。
作为利用螺丝(124)来缔结的类型的例子，在上部壳体(122)形成将能够贯通螺丝(124)的螺丝孔(122a)，在下部壳体(123)中形成能够插入螺丝(124)来螺丝缔结的缔结孔(123b)，此时在下部壳体(123)上覆盖上部壳体(122)使得螺丝孔(122a)与缔结孔(123b)一致之后使螺丝(124)通过上部壳体(122)的螺丝孔(122a)来螺丝缔结孔在下部壳体(123)的缔结孔(123b)。
上述下部壳体(123)的缔结孔(123b)优选形成在作为从壳体内侧面突出的工具的缔结部(123a)，上述缔结部(123a)是圆筒形的突起，插在后述的汇流线(151、152、153、154、155、156)的插接孔(159a)。
如上述那样连接上部壳体(122)和下部壳体(123)，因此优选形成多个下部壳体(123)的缔结部(123a)以及缔结孔(123b)、上部壳体(122)的螺丝孔(122a)来设置多个缔结点。
并且，在由上部壳体(122)和下部壳体(123)构成的单元壳体(121)的两侧面部中为了与作为外部壳体的盒壳体(110)的螺丝缔结而形成缔结孔(125b)，这是为了将单元组(120a、120b、120c)固定在盒壳体(110)的内部空间。
即，在单元组(120a、120b、120c)放入盒壳体(110)的内部空间的状态下，通过形成在盒壳体(110)的对应部位的缔结孔(116)从外部向插入内部螺丝(117)来螺丝缔结在单元组(120a、120b、120c)(单元壳体)的缔结孔(125b)，因此，单元组(120a、120b、120c)完全固定在盒壳体(110)的内部空间。
并且，在单元壳体(121)的内侧面形成固定放入内部空间的电池单元(140)的位置并且将安置在正确位置的电池单元(140)以隔开的状态来维持的安置部(126)。
在上述单元壳体(121)内放入多个电池单元(140)，因此用于由它们产生的热量的释放以及壳体内通风的结构(即，壳体的电池单元冷却结构)非常重要。因此，在各单元组(120a、120b、120c)的单元壳体(121)设置安置电池单元(140)来支撑并且将电池单元(140)以隔开的状态固定的安置部(126)。
上述安置部(126)是通过能够在单元壳体(121)的内侧面接触电池单元(140)的侧面来进行支撑的部分，优选以从单元壳体(121)的内侧面以规定高度突出的凸缘方式形成使得能够在单元壳体(121)的内侧面与电池单元(140)的侧面之间也产生间隔。
参照图8、图9、图10可知，在单元壳体(121)的内侧面形成了多个支撑电池单元(140)的侧面的凸缘方式的安置部(126)。通过这样形成凸缘方式的安置部(126)，电池单元(140)与电池单元之间、电池单元(140)与单元壳体(121)的内侧面之间全都存在间隔，由此能够期待基于从电池单元(140)释放的热量的有效排出以及通风的电池单元冷却等效果。
上述安置部(126)能够全都设置在构成单元壳体(121)的上部壳体(122)和下部壳体(123)的内侧面、或者能够设置在上部壳体(122)以及下部壳体(123)中的某一侧，在设置在某一侧的情况下，从电池单元组装性能方面考虑优选是设置在上、下部壳体(122、123)中的结合汇流线(151、152、153、154、155、156)的壳体(例如下部壳体)侧。
在优选实施例中，通过上述安置部(126)维持的电池单元(140)与电池单元的间隔至少大于等于1.5mm。
此外，在单元壳体(121)、即上部壳体(122)和下部壳体(123)中形成多个通风口(127)，此时各通风口(127)能够如图所示那样形成为在与电池单元(140)的长度方向平行的方向上长。
或者在电池单元(140)中特别是放电时热量产生得最多的部位是以电池单元长度方向基准位于电池单元(140)的中央部，能够沿着电池单元(140)的中央部在单元壳体(121)形成通风口(未图示)。即，在上部壳体(122)和下部壳体(123)中向电池单元(140)的中央部正外侧部分形成通风口，此时从电池单元(140)的横向较长地形成通风口来暴露使得能够从壳体外部看到电池单元(140)的中央部。
如上述那样在单元壳体(121)内电池单元(140)通过上述安置部(126)以规定间隔隔开配置，与此同时通过单元壳体(121)自身的通风口(127)来实现热量释放以及通风，因此，能够防止电池单元温度上升到大于等于规定，能够解决热量导致的电池单元损伤以及稳定性低下的问题。这在产生相对多热量的电池单元放电时具有大的优点。
另一方面，在本发明的单元组(120a、120b、120c)中电池单元(140)不是通过板状的汇流线(151、152、153、154、155、156)来点接触而是以相对大面积的接触方式来进行连接，下面对其详细说明。
首先，如图8、图9、图10所示，全部的电池单元(140)中在(+)/(-)两端子(电极)设置端子板(141)来进行连接，端子板(141)将电池单元(140)在单元壳体(121)内使用由导体形成的板状的汇流线(151、152、153、154、155、156)来并联连接。
即，在将电池单元(140)在单元壳体(121)内安置在安置部(126)上来整齐地配置之后，将电池单元(140)的端子板(141)连接在作为导体板的汇流线(151、152、153、154、155、156)来并联连接电池单元(140)。
上述端子板(141)和汇流线(151、152、153、154、155、156)是电连接部件，因此应该由导体来制作，例如在端子板(141)的情况下能够以镍或者银、铜、金、铝、镁、钠等原材料来制作，上述汇流线(151、152、153、154、155、156)能够以镍板或者铜板等导体板来制作。
上述汇流线(151、152、153、154、155、156)是横向连接放入单元壳体(121)内的电池单元(140)的端子板(141)的导体单元，以形成得长的板状的结构制作，在单元壳体(121)的内侧面横向较长地固定设置。
放入单元壳体(121)内的电池单元(140)通过上述汇流线(151、152、153、154、155、156)来并联连接，在单元壳体(121)内电池单元(140)以规定间隔整齐地配置的状态下电池单元的(+)端子板之间、以及(-)端子板之间分别通过汇流线(151、152、153、154、155、156)进行连接来接触。
为此向电池单元(140)的端部侧设置(+)极以及(-)极的汇流线(151、152、153、154、155、156)，形成在各汇流线(151、152、153、154、155、156)插入下部壳体(123)的缔结部(123a)的插接孔(159a)。
另外作为在各汇流线(151、152、153、154、155、156)缔结以及连接电池单元(140)的端子板(141)的方式，能够应用螺丝缔结方式或者铆钉缔结方式。
即，在将电池单元(140)的端子板(141)接触到汇流线(151、152、153、154、155、156)使得端子板(141)的缔结孔(141a)对于汇流线(151、152、153、154、155、156)的缔结孔(159b)一致的状态下，将螺丝(图11中为附图标记142)贯通汇流线(151、152、153、154、155、156)和端子板(141)的缔结孔(159b，141a)来对单元壳体(121)(下部壳体)内侧面的缔结孔(123c)进行螺丝缔结，因此，将汇流线(151、152、153、154、155、156)和端子板(141)以面接触状态与单元壳体(121)一起进行固定。
在单元壳体(121)形成缔结部(123a)并在汇流线(151、152、153、154、155、156)形成插接孔(159a)的情况下，能够在将电池单元(140)的端子板(141)与汇流线(151、152、153、154、155、156)进行缔结之前，在汇流线(151、152、153、154、155、156)的插接孔(159a)插入单元壳体(121)的缔结部(123a)来预先固定单元壳体(121)(下部壳体)内的汇流线(151、152、153、154、155、156)的位置，因此组装变得容易。
即，组装汇流线(151、152、153、154、155、156)时能够向插接孔(159a)插入下部壳体(123)的缔结部(123a)来正确地找到汇流线(151、152、153、154、155、156)的位置，当在该状态下将放在安置部(126)上的电池单元(140)的端子板(141)与汇流线(151、152、153、154、155、156)进行缔结时进行位置固定使得汇流线不移动，因此比螺丝连接作业变得容易。
参照图8、图9、图10可知，在焊接在电池单元(140)的端子板(141)形成螺丝(图11中为附图标记142)缔结的缔结孔(141a)。另外参照图8、图9、图10可知，在汇流线(151、152、153、154、155、156)形成插入单元壳体(121)的缔结部(123a)的多个插接孔(159a)、以及螺丝(端子板连接用)(142)缔结的多个缔结孔(159b)。
另外在汇流线(151、152、153、154、155、156)的端部形成在汇流线设置在正确位置的状态下通过单元壳体(121)的孔(129)向单元组(120a、120b、120c)外部突出而延长的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)，该连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)是为了实现汇流线(151、152、153、154、155、156)的外部连接，能够形成以“”字方式弯曲的结构。
说明如上述那样构成的单元组(120a、120b、120c)的组装顺序如下：首先在下部壳体(123)内分别设置(+)极以及(-)极的汇流线(151、152、153、154、155、156)，此时以下部壳体(123)的缔结部(123a)插入到插接孔(159a)的方式设置。
之后将电池单元(140)安置在下部壳体(123)内侧面的安置部(126)上，此时将电池单元(140)的端子板(141)重叠在汇流线(151、152、153、154、155、156)使得端子板(141)的缔结孔(141a)和汇流线(151、152、153、154、155、156)的缔结孔(159b)能够一致。
由此将电池单元(140)的端子板(141)和汇流线(151、152、153、154、155、156)各使用螺丝(图11中为附图标记142)来一个个地连接在下部壳体(123)，此时在端子板(141)和汇流线(151、152、153、154、155、156)的缔结孔(159b，141a)通过螺丝(142)来螺丝缔结在下部壳体(123)内侧面的缔结孔。
之后将上部壳体(122)盖在下部壳体(123)上后用螺丝(124)缔结来完成组装，在组装完成的状态下各汇流线(151、152、153、154、155、156)的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)向单元组(120a、120b、120c)外部突出而露出。
此时，在单元组(120a、120b、120c)的内部通过各个汇流线(151、152、153、154、155、156)来并联连接焊接在电池单元(140)的(+)端子的端子板(141)和焊接在(-)端子的端子板(141)，向各单元组(120a、120b、120c)的外部分别伸出两个分别具有(+)和(-)极性的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)。
即，2个连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)中的1个成为与焊接在电池单元(140)的(+)端子的端子板(141)连接的连接部，剩余另一个成为与设置在电池单元(140)的(-)端子的端子板(141)连接的连接部。
对于将电池单元(140)通过汇流线(151、152、153、154、155、156)并联连接，说明了如上述那样在汇流线(151、152、153、154、155、156)上放置电池单元的端子板(141)并用螺丝(142)来缔结的情况，但是如图所示，能够在电池单元(140)的端子板(141)上通过螺丝或者铆钉再追加缔结一个汇流线(157、158)。即，在电池单元(140)的端子板(141)上、下缔结汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)。
在这种情况下在上、下汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)之间存在电池单元(140)的端子板(141)从而端子板的两面都接触到汇流线，因此能够进一步加大接触面积，上侧的汇流线(157、158)均匀地压住端子板(141)，因此能够使对于整体电池单元的端子板的接触面积最大限度地变得固定。
其结果是具有如下很多优点：随着接触面积的增加而接触电阻的减少、稳定的连接状态维持、热量产生的最小化、电池单元之间电压、电流不均衡的最小化等。
在上述上侧的汇流线(157、158)的情况下也与下侧的汇流线(151、152、153、154、155、156)相同地形成相同用途的插接孔(159c)以及缔结孔(159d)而具备。
与此相同，在为了并联连接内置在单元组(120a、120b、120c)的电池单元(140)而缔结焊接在电池单元的端子板(141)和汇流线(151、152、153、154、155、156)的方式中，能够将端子板(141)与板状的汇流线(151、152、153、154、155、156)不是以点接触而是以面与面之间的接触、即相对大面积的面接触状态来进行连接，因此具有能够最小化接触电阻的优点。由此具有接触电阻引起的热量产生的最小化、电池单元损伤防止以及寿命提高，稳定性提高等各种优点，通过大面积的接触能够克服电流容量的限制。
另外在将电池单元(140)在单元壳体(121)内安置在正确位置的状态下将端子板(141)和板状的汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)以面接触状态进行缔结，能够使全部的电池单元(140)的端子板(141)与汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)以固定的面积接触，由此能够解决电池单元之间电流/电压的不均衡问题。
与此相同，在上述的结构的单元组(120a、120b、120c)中根据需要来调节电池单元(140)的个数，因此能够容易地调节整体单元组的电流容量(缩减或者增多电池单元的个数的变更容易)，特别是电池单元(140)全部都通过工具来缔结以及连接，因此在需要的情况下不良电池单元的更换或者AS容易。
另一方面，如图4所示，在本发明的单元组组合型电池单元盒(100)中在盒壳体(110)内插入多个单元组(120a、120b、120c)之后单元组通过工具(中间导体板)来电连接的状态下在其上安装PCB(160)。
此时，将向外部露出的单元组(120a、120b、120c)的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)直接连接在PCB(160)的端子(162)、或者将单元组(120a、120b、120c)的连接部(152a、153a、154a、155a)使用中间导体板(150)来相互连接，因此构成插入在盒壳体(110)内的整体单元组(120a、120b、120c)电连接的一个单元组组合型电池单元盒(100)。
在本发明中，单元组(120a、120b、120c)内部的电池单元(140)如前所述那样并联连接的同时插入在盒壳体(110)的单元组(120a、120b、120c)相互串、并联连接，能够构成整体电池单元(140)以串、并联复合连接方式连接的电池单元盒(100)，由此能够构成大容量、高电压、大电流的单元组组合型电池单元盒。
在盒壳体内中设定单元组的位置而进行固定，使得插入在盒壳体(110)内的多个单元组(120a、120b、120c)不相互接触而分开配置地。
单元组(120a、120b、120c)的固定是如前所述那样在形成于盒壳体(110)和单元组(120a、120b、120c)两侧面部的缔结孔(125b)缔结螺丝(117)来构成，此时单元组(120a、120b、120c)的缔结孔(125b)优选形成在从单元组(120a、120b、120c)外部表面、即上述侧面部表面以规定高度突出的缔结部(125a)使得在单元组(120a、120b、120c)的侧面部与盒壳体(110)的内侧面之间也能够相互分开。
另外如果以从单元壳体(121)的侧面部突出的缔结部(125a)接触在盒壳体(110)的内侧面的状态在单元壳体(121)的缔结孔(125b)与盒壳体(110)的缔结孔(116)缔结螺丝(117)，则能够成为单元壳体(121)(单元组)的剩余外部表面与盒壳体(110)的内侧面隔开了相当于缔结部高度的状态。
并且，在优选实施例中，能够在盒壳体(110)内形成多个隔开部(118)使得内置在电池单元盒(100)的单元组(120a、120b、120c)能够全部隔开而配置。
上述隔开部(118)在盒壳体(110)内侧面以规定间隔形成，突出形成使得放入插入在盒壳体(110)内的单元组(120a、120b、120c)之间。
其结果是：上述隔开部(118)维持插入在盒壳体(110)内的单元组(120a、120b、120c)的间隔，如果在盒壳体(110)内将单元组(120a、120b、120c)插入各隔开部(118)之间，则能够以规定间隔隔开配置整体单元组(120a、120b、120c)。
并且，在各单元组(120a、120b、120c)中与汇流线(151、153、155)一体的(+)极性的连接部(151a，153a，155a)(与电池单元的(+)端子板电连接)和(-)极性的连接部(152a，154a，156a)(与电池单元的(-)端子板电连接)向外部突出，在将相邻的单元组(120a、120b、120c)的连接部(152a、153a、154a、155a)通过中间导体板(150)进行连接之后将该中间导体板(150)连接在PCB(160)的端子(162)来电连接。
上述中间导体板(150)是串联或者并联连接单元组的导体部件，当相互串联连接上述单元组(120a、120b、120c)时，上述中间导体板(150)连接在相邻的单元组(120a、120b、120c)之间具有相反极性的(+)、(-)连接部(152a、153a、154a、155a)彼此之间。
另外当相互并联连接上述单元组(120a、120b、120c)时，上述中间导体板(150)连接在相邻的单元组(120a、120b、120c)之间具有相同极性的连接部(152a、153a、154a、155a)彼此之间。
图4和图5表示串联连接的例子。
更详细说明的话，在全部串联连接放入盒壳体(110)内的单元组(120a、120b、120c)的情况下，在向盒壳体(110)内插入单元组(120a、120b、120c)时应注意各单元组(120a、120b、120c)的方向不相反地插入。
此时，插入后相邻的单元组(120a、120b、120c)的连接部(152a、153a、154a、155a)应通过中间导体板(150)串联连接，因此在盒壳体(110)内的单元组(120a、120b、120c)的排列中相反极性的连接部在相同方向中交替。即，相反极性的连接部应该在相同方向中以(+)、(-)，(+)、(-)…的顺序相邻地交替。
当插入单元组(120a、120b、120c)使得成为如上述那样的排列，具有相邻的两个单元组的相反极性的连接部(152a、153a、154a、155a)之间使用中间导体板(150)来连接，接着安装PCB(160)，位于两端的两个单元组(120a，120c)的连接部(151a、156a)直接连接在PCB(160)的端子(162)来进行电连接，使各中间导体板(150)连接在PCB(160)的确定的端子。
直接连接在上述PCB(160)的端子(162)的两端两个单元组(120a，120c)的连接部(151a、156a)中的一个成为(+)极性的连接部，剩余另一个成为(-)极性的连接部。
上述连接部(152a、153a、154a、155a)和中间导体板(150)能够通过缔结孔以面接触状态用螺栓(未图示)或者铆钉进行缔结来电连接，PCB(160)的端子(162)和连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)、PCB(160)的端子(162)和中间导体板(150)的连接也能够以面接触状态用螺栓(151b、156b，163a)进行缔结来电连接。
如上述那样安装PCB(160)使得单元组(120a、120b、120c)的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)通过中间导体板(150)等最终连接，在上述PCB(160)上组装上面板(112)来完成一个单元组组合型电池单元盒(100)。
在上述PCB(160)中构成用于监视电池单元(140)和单元组(120a、120b、120c)的电流以及电压的电路、用于阻断过电流、过电压、过充电、过放电的安全电路等。
在图4中附图标记128是用于防止误组装的引导板(128)，在各单元组(120a、120b、120c)的端部中在确定的位置用螺丝(128a)等进行缔结来组装，在单元组(120a、120b、120c)插入盒壳体(110)内的状态下引导板(128)形成从单元组(120a、120b、120c)的端部向上方突出的工具。
另外在PCB(160)的预先确定的位置中形成能够插入各单元组(120a、120b、120c)的引导板(128)的多个引导狭缝(161)，在单元组(120a、120b、120c)插入盒壳体(110)的状态下向其上侧组装PCB(160)时形成在PCB(160)的各位置的引导狭缝(161)中分别插入单元组(120a、120b、120c)的引导板(128)。
在插入单元组(120a、120b、120c)的情况下如果其前后方向相反(翻过来插入单元组时)则不仅无法连接中间导体板(150)而且难以构成确定的串、并联连接，设置上述引导板(128)使得单元组(120a、120b、120c)的插入时组装人员能够容易知道正确的前后方向，在确认了向PCB(160)的对应的引导狭缝(161)插入引导板(128)之后进行组装。
在任一个单元组(120a、120b、120c)前后方向相反地插入的情况下，PCB(160)安装时前后方向相反地误组装的单元组(120a、120b、120c)的引导板(128)无法插入在PCB(160)的引导狭缝(161)，组装人员能知道该情况来正确地对准单元组(120a、120b、120c)的前后方向之后插入。
如上述那样具备引导板(128)和引导狭缝(161)，则不仅能够防止误组装而且组装变得更容易，具有作业时间缩短、作业速度提高的优点。
另一方面，本发明将上述的多个单元组组合型电池单元盒(100)收纳在外部壳体(2)来以盒相互间串、并联复合连接结构来连接，因此包含由一个系统构成的盒组合型蓄电装置(1)。
图14和图15是本发明的蓄电装置的图，图14是表示本发明的蓄电装置(1)的外形的图，图15是表示在蓄电装置(1)的外部壳体(2)插入多个电池单元盒(100)的状态的概要图。
如图所示，在外部壳体(2)收纳多个电池单元盒(100)来电连接在盒间，因此构成一体的系统、即上述蓄电装置(1)，在各电池单元盒(100)安置在外部壳体(2)的状态中，连接部(151a、156a)之间能够以电缆连接方式、汇流线连接方式或者连接器连接方式来电连接。此时，在连接部位，在各连接部(151a、156a)能够使用一体地设置的螺栓(151b、156b)。
上述电池单元盒(100)能够在外部壳体(2)内侧中全部串联连接或者全部并联连接或者串、并联混合连接。
例如，能够如下：设置向外部壳体(2)内侧连接电池单元盒(100)的连接部(151a、156a)的连接器(未图示)，在在外部壳体(2)设置将上述连接器之间串联连接或者并联连接或者串、并联混合连接的电路之后，电池单元盒(100)安置在外部壳体(2)的同时自动连接在连接器。
此时，在需要的情况下，能够实施将在电池单元盒(100)的安置时自动连接在外部壳体(2)的连接器的单独的连接器插入到各电池单元盒的连接部(151a、156a)。
另外优选为在上述外部壳体(2)中形成多个通风口(3)。
其结果是：如上述那样在本发明的电池单元盒(100)中根据需要适当地调节单元组(120a、120b、120c)的个数，因此能够容易地调节整体电池单元盒(100)的电压和电流容量(缩减或者增多单元组的个数的变更容易)，特别是单元组(120a、120b、120c)之间全部通过工具来缔结以及连接，因此能够提高组装性能以及生产率。另外个别单元组(120a、120b、120c)的更换或者AS容易。
另外单元组(120a、120b、120c)全都简单地通过工具来缔结、连接，因此不需要电缆等布线，通过工具来串、并联连接电池单元(140)与电池单元、单元组(120a、120b、120c)与单元组、盒(100)与盒来实现电池单元平衡性，因此不需要其它用于平衡性调节的电路结构。

Claims (30)

1.一种工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，包括：
单元组(120a、120b、120c)，在两端子上设置端子板(141)的电池单元(140)与上述端子板(141)通过设置在单元壳体(121)内的汇流线(151、152、153、154、155、156)来相互连接，形成在上述汇流线(151、152、153、154、155、156)的端部的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)向上述单元壳体(121)的外部突出；
盒壳体(110)，插入上述单元组(120a、120b、120c)；以及
PCB(160)，连接上述单元组(120a、120b、120c)的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)，
其中，插入在上述盒壳体(110)内的单元组(120a、120b、120c)的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)通过中间导体板(150)来相互连接，以上述中间导体板(150)为媒介电连接在上述PCB(160)的端子(162)、或者直接电连接在上述PCB(160)的端子。
2.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述电池单元(140)的端子板(141)与板状的上述汇流线(151、152、153、154、155、156)重叠而以与汇流线的面接触状态进行连接。
3.根据权利要求2所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述电池单元(140)的端子板(141)与以面接触状态连接的上述汇流线(151、152、153、154、155、156)一起缔结在单元壳体(121)内侧面而固定。
4.根据权利要求2所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
追加设置与上述电池单元(140)的端子板(141)重叠而以面接触状态连接的板状的汇流线(157、158)，使得上述电池单元(140)的端子板(141)存在于上、下汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)之间，上述电池单元(140)的端子板(141)与上述上、下汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)一起缔结在单元壳体(121)内侧面而固定。
5.根据权利要求1或者4所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在各个上述单元组(120a、120b、120c)内，电池单元(140)以上述端子板(141)以及汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)为媒介并联连接。
6.根据权利要求5所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在各个上述单元组(120a、120b、120c)内，电池单元(140)整齐地配置在单元壳体(121)内，设置在上述电池单元(140)的+端子的端子板(141)连接在形成得较长的+极性的汇流线(151、153、155、157)，设置在上述电池单元(140)的-端子的端子板(141)连接在形成得较长的-极性的汇流线(152、154、156、158)。
7.根据权利要求6所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述+极性的汇流线(151、153、155)和-极性的汇流线(152、154、156)中分别形成为一体的连接部(151a、152a、153a、154a、155a、156a)向上述单元壳体(121)的外部突出，使得各个单元组(120a、120b、120c)具备具有+、-极性的共2个连接部。
8.根据权利要求6所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述单元组(120a、120b、120c)通过连接在连接部(152a、153a、154a、155a)的中间导体板(150)来相互串联或者并联连接。
9.根据权利要求8所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
当上述单元组(120a、120b、120c)相互串联连接时，上述中间导体板(150)将在相邻的单元组(120a、120b、120c)之间具有相反极性的+、-连接部(152a、153a、154a、155a)彼此之间进行连接。
10.根据权利要求8所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
当上述单元组(120a、120b、120c)相互并联连接时，上述中间导体板(150)将在相邻的单元组(120a、120b、120c)之间具有相同极性的连接部(152a、153a、154a、155a)彼此之间进行连接。
11.根据权利要求1或者8所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述中间导体板(150)与连接部(152a、153a、154a、155a)以面接触状态进行连接来缔结。
12.根据权利要求1或者4所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
通过在上述汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)形成插接孔(159a、159c)并在上述插接孔(159a、159c)中插入形成在上述单元壳体(121)的内侧面的突出的结构，来与单元壳体(121)进行结合的同时固定位置。
13.根据权利要求12所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述单元壳体(121)由通过螺丝(124)来进行缔结的上部壳体(122)和下部壳体(123)构成，上述螺丝(124)进行缔结的下部壳体(123)的缔结孔(123b)形成在作为上述突出的结构的缔结部(123a)，上述汇流线(151、152、153、154、155、156、157、158)通过上述缔结部(123a)来与单元壳体(121)进行结合的同时固定位置。
14.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述盒壳体(110)中形成通风口(115)，该通风口(115)用于实现将从单元组(120a、120b、120c)产生的热量向外部排出并阻止单元组(120a、120b、120c)的温度上升的通风效果。
15.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述单元组(120a、120b、120c)具有长方体的形状，以层叠方式插入到上述盒壳体(110)内。
16.根据权利要求1或者15所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述单元组(120a、120b、120c)通过螺丝(117)与盒壳体(110)进行缔结来固定位置，缔结上述螺丝(117)的单元组(120a、120b、120c)的缔结孔(125b)形成在从单元组(120a、120b、120c)外部表面突出形成的缔结部(125a)，使得在除了上述缔结部(125a)的单元组(120a、120b、120c)外部表面与盒壳体内侧面之间存在间隔。
17.根据权利要求1或者15所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述盒壳体(110)内侧面突出形成隔开部(118)，该隔开部(118)放入在单元组(120a、120b、120c)之间使得单元组(120a、120b、120c)在盒壳体(110)内隔开配置。
18.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述单元壳体(121)的内侧面形成安置部(126)，该安置部(126)在安置电池单元(140)的状态下固定其位置，并且将安置的电池单元(140)维持为隔开的状态来实现散热。
19.根据权利要求18所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述安置部(126)以从上述单元壳体(121)的内侧面突出的凸缘形状形成，使得单元壳体(121)的内侧面与电池单元(140)的侧面之间能够隔开。
20.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述单元壳体(121)中形成用于实现阻止温度上升的通风效果的通风口而具备。
21.根据权利要求20所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述单元壳体(121)内整齐地配置电池单元(140)，上述单元壳体(121)作为上述通风口具备沿与电池单元(140)的长度方向平行的方向形成得较长的多个通风口(127)。
22.根据权利要求20所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在上述单元壳体(121)内整齐地配置电池单元(140)，上述通风口沿着电池单元(140)的中央部沿电池单元(140)的横向形成得较长。
23.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述端子板(141)是由从镍、银、铜、金、铝、镁、钠中选择的一个原材料来制作的。
24.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
在各个上述单元组(120a、120b、120c)的确定的位置设置误组装防止用引导板(128)，在上述PCB(160)的确定的位置形成插入上述单元组(120a、120b、120c)的误组装防止用引导板(128)的多个引导狭缝(161)。
25.根据权利要求1所述的工具缔结方式的单元组组合型电池单元盒，其特征在于，
上述电池单元(140)从锂离子(Li-ion)、锂离子聚合物(Li-ionPolymer)、镍-镉(Ni-Cd)、镍-金属氢化物(Ni-MH)、以及铅酸蓄电池(Lead-Acid)电池单元中选择。
26.一种盒组合型蓄电装置，其特征在于，
通过将多个根据权利要求1～25中任一项所述的单元组组合型电池单元盒(100)收纳在外部壳体(2)，并对盒相互间进行连接来构成一个系统。
27.根据权利要求26所述的盒组合型蓄电装置，其特征在于，
上述单元组组合型电池单元盒(100)在上述外部壳体(2)内侧通过电缆连接方式、汇流线连接方式或者连接器连接方式来电连接连接部(151a、156a)，使得对相互之间进行连接来构成一个系统。
28.根据权利要求26或者27所述的盒组合型蓄电装置，其特征在于，
上述单元组组合型电池单元盒(100)在上述外部壳体(2)内侧中相互间全部串联连接、全部并联连接或者串、并联混合连接而进行连接来构成一个系统。
29.根据权利要求27所述的盒组合型蓄电装置，其特征在于，
在上述连接器连接方式中，设置向上述外部壳体(2)内侧连接单元组组合型电池单元盒(100)的连接部(151a、156a)的连接器，当上述单元组组合型电池单元盒(100)向上述外部壳体(2)内侧安置时，上述连接部(151a、156a)自动连接在上述连接器来构成一个系统。
30.根据权利要求26所述的盒组合型蓄电装置，其特征在于，
在上述外部壳体(2)中形成用于实现阻止温度上升的通风效果的通风口(3)。
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