CN102593388A - 电池组及具备该电池组的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池组及具备该电池组的电动车辆，该电池组以简单的结构抑制电池单元的上下移动，来有效地防止电池单元的上下移动引起的各种弊端，从而使可靠性提高。电池组具备：外形为方形的多个电池单元(1)；在将所述多个电池单元(1)层叠的状态下用于将它们紧固的连接杆(4)，其中，所述电池组中设有限制构件(31)，在将所述电池组(10)固定在水平面上的状态下，该限制构件(31)限制所述电池单元(1)的层叠方向上的位于中间的电池单元(1)向上方的移动。

Description

电池组及具备该电池组的车辆

技术领域

本发明涉及将多个方形电池单元层叠而成的电池组，尤其涉及在对混合动力机动车或电动机动车等机动车进行驱动的电动机的电源用等中使用的电池组及具备该电池组的电动车辆。

背景技术

利用电动机进行行驶的电动机动车、或利用电动机和发动机这两方进行行驶的混合动力机动车等机动车搭载有将电池单元收纳于外装壳体而成的电源装置。该电源装置为了得到用于利用电动机使机动车行驶的输出，而将多个电池单元串联连接来提高输出电压。例如，将外装箱为方形的电池单元层叠而构成电池组，并将该电池组多个连结而构成电源装置(例如，参照专利文献1及2)。

各电池单元中使正负的电极端子在上表面突出。各电极端子固定于封口板。将多个该电池单元以在之间夹设有绝缘性的隔板的方式进行层叠，并在端面配置端板，从而形成电池组。并且，利用金属制的连接杆将端板彼此紧固，而固定成层叠状态。在利用金属的连接杆进行紧固时，为了能够长期稳定地保持电池单元而需要足够的强度。尤其是在车载用途中，由于会受到振动或冲击，因此需要更牢固的紧固。

【专利文献1】日本特开2008-282582号公报

【专利文献2】日本特开2010-110833号公报

以上的电池组难以可靠地阻止被连接杆夹着的电池单元的上下振动。尤其是在车辆等那样受到振动的环境下使用时，无法可靠地阻止电池单元的振动。当将多个电池单元夹着隔板层叠而成的电池组配置在振动环境下时，中央部的电池单元在上下方向上受到力而发生振动。在该状态下，若中央部的电池单元发生振动，则会引起各种弊端。例如，在振动的电池单元的表面设置的绝缘层与未振动的连接杆发生磨擦而破损，从而成为绝缘破坏或漏电的原因。而且，由于振动而电池单元发生物理性的损伤，从而存在电特性恶化或寿命缩短等弊端。尤其是在车载用的电源装置中，受到振动或冲击的结果是，伴随着使用而电池单元可能发生上下错动。当中间的电池单元向上方错动时，在上表面处由于经由汇流条将电极端子彼此连接，因此应力会施加在电极端子与封口板的连接部分，从而可能会发生龟裂或断裂。而且，伴随着电极端子与汇流条的连接部的接触电阻的增加，会产生电特性的恶化或发热，随之可能会产生部件变形、劣化等情况。

发明内容

本发明鉴于这样的背景而提出，其主要目的在于提供一种电池组及具备该电池组的电动车辆，该电池组以简单的结构抑制电池单元的上下移动，来有效地防止电池单元的上下移动引起的各种弊端，从而使可靠性提高。

为了实现以上目的，根据第一方面的电池组，其具备外形为方形的多个电池单元1、在将所述多个电池单元1层叠的状态下用于将它们紧固的连接杆4、74，该电池组设有限制构件31、41、51、61、71、81，在将所述电池组10、70固定在水平面上的状态下，该限制构件31、41、51、61、71、81限制所述电池单元1的层叠方向上的位于中间的电池单元1向上方的移动。

其中，在本说明书中，“将电池组固定在水平面上的状态”以也包括将电池组固定在从水平方向稍倾斜的面上的状态在内的比较广的意思使用。

而且，在本说明书中，“所述电池单元的层叠方向上的位于中间的电池单元”是指彼此层叠的多个电池单元中的除了位于两端的电池单元之外的电池单元。

以上的电池组在固定于水平面上的状态下，能够避免位于中间的电池单元向上方移动的情况，从而能够将多个电池单元彼此维持在同一面上。因此，能够维持电池单元间的连接状态而提高可靠性。

另外，根据第二方面的电池组，所述限制构件31、41、71、81可以为与位于中间的电池单元1对置而抵接于所述电池组10、70的上表面的按压构件。

由此，从上表面侧按压电池组，而能够有效地阻止电池单元的跳起。

此外，根据第三方面的电池组，其可以构成为，所述限制构件31、41为固定于所述连接杆4的托架33、43，在该托架33、43上设置沿着所述电池组10的上表面的水平部33A、43A，使该水平部33A、43A与电池组10的上表面抵接。

以上的电池组中，由于使在连接杆上固定的托架上设置的水平部与电池组的上表面抵接，因此利用该托架来按压电池组的中间，从而能够有效地避免该部分抬起的情况。

而且，根据第四方面的电池组，在所述连接杆4上可以设置多个所述限制构件31、41。

由此，在多个部位对配置于中间的多个电池单元进行保持，从而能够可靠地阻止这些电池单元的移动。尤其是能够得到可选择性地对中间的电池单元中的处于有浮起可能性的位置上的多个电池单元进行保持的优点。

而且，根据第五方面的电池组，其可以构成为，所述连接杆4设置在所述电池组10的两侧面，位于侧面的连接杆4分别具有不同个数的所述限制构件31、41。

由此，不用使连接杆的结构通用化，而能够根据配置状况或可利用空间来进行柔软的连接杆的选择、配置。

而且，根据第六方面的电池组，其可以构成为，所述连接杆74配置在所述电池组70的侧面，并将所述连接杆74的上端部折弯而设置沿着所述电池组70的上表面的水平部74y，将该水平部74y作为所述限制构件71而使其与电池组70的上表面抵接。

以上的电池组中，将连接杆配置在电池组的侧面，将折弯连接杆的上端部而设置的折弯水平部作为限制构件而使其与电池组的上表面抵接，因此能够利用连接杆来可靠地保持中间的电池单元，从而形成不会发生相对振动的结构。而且，还具有如下的特征，即，该结构通过在连接杆上设置折弯水平部，来加强连接杆的上下方向和水平方向的弯曲强度，从而能够利用连接杆将多个电池单元以层叠的状态牢固地紧固。

而且，根据第七方面的电池组，其可以构成为，具备对所述电池组的上表面进行覆盖的顶罩6A和对所述顶罩6A与所述电池组10之间进行闭塞的密封件8，所述限制构件81为使所述密封件8的中间比其它的部分形成得厚而得到的厚壁部8A。

由此，在电池组的中间部分被从上表面强烈地按压，因此能够有效地阻止位于中间的电池单元的抬起。

并且，根据第八方面的电池组，可以利用聚氨酯片来形成所述厚壁部8A。

由此，能够实现高温下的劣化少且可靠性高的限制效果。

此外，根据第九方面的电池组，其可以构成为，具备多个夹在所述多个电池单元1彼此之间的绝缘性的隔板2，所述隔板2以覆盖所述电池单元1的上表面的至少一部分的方式形成罩部23，所述限制构件31、41、71、81与所述罩部23的上表面抵接。

由此，限制构件不是直接按压电池单元，而是按压绝缘性的隔板，由此能够利用金属制的限制构件，从而提高机械强度而提高可靠性。

此外，根据第十方面的电池组，其可以构成为，在所述电池组10的下表面具备固定所述电池组10的底板6X，且所述限制构件51为将所述连接杆4固定于底板6X的固定构件53。

由此，通过将电池组在下表面侧固定在水平面上，能够有效地阻止中间部分的电池单元的跳起。

此外，根据第十一方面的电池组，其可以构成为，在所述电池组10的下表面具备固定所述电池组的底板6X，所述限制构件61为将所述电池组10的中间部分固定于底板6X的固定构件63，所述固定构件63的下端部固定于底板6X，且在所述固定构件63的上端部设置沿着所述电池组10的上表面的水平部63A，并使该水平部63A与电池组10的上表面抵接。

由此，在电池组的中间部分，将电池组的上表面侧与底板连结，从而能够可靠地阻止中间部分的电池单元的跳起。

此外，根据第十二方面的电池组，其可以构成为，具备多个夹在所述多个电池单元1彼此之间的绝缘性的隔板2，所述隔板2具有从所述电池组10、70的两侧面向外侧突出的突出部25，该突出部25沿着所述连接杆4的侧缘配置，从而能够通过所述突出部25抑制隔板2相对于所述连接杆4的上下方向的移动。

由此，能够有效地阻止多个隔板的上下方向的移动。

此外，根据第十三方面的电池组，可以将所述连接杆4在所述电池组10的侧面上下分离地设置。

由此，能够利用上下的连接杆可靠地紧固电池组。

此外，根据第十四方面的电池组，所述上下的连接杆4可以利用加强板18将该连接杆4彼此的中间连结。

由此，能抑制因振动等而连接杆发生挠曲的情况，从而能够稳定地保持连接杆，其结果是还能够抑制由连接杆紧固的电池单元的位置错动。

另外，根据第十五方面的具备电池组的电动车辆，其可以具备上述的电池组。

附图说明

图1是具备本发明的一实施例的电池组的电源装置的垂直横向剖视图。

图2是表示图1所示的电源装置的内部结构的立体图。

图3是本发明的一实施例的电池组的立体图。

图4是图3所示的电池组的分解立体图。

图5是图3所示的电池组的垂直横向剖视图。

图6是表示将电池单元和隔板层叠的状态的分解立体图。

图7是表示图3所示的电池组的限制构件的主要部分放大立体图。

图8是图7所示的电池组的分解立体图。

图9是本发明的另一实施例的电池组的垂直横向剖视图。

图10是表示图9所示的电池组的限制构件的主要部分放大立体图。

图11是本发明的另一实施例的电池组的分解立体图。

图12是本发明的另一实施例的电池组的垂直横向剖视图。

图13是表示图12所示的电池组的限制构件的主要部分放大立体图。

图14是本发明的另一实施例的电池组的垂直横向剖视图。

图15是表示图14所示的电池组的限制构件的主要部分放大立体图。

图16是本发明的另一实施例的电池组的立体图。

图17是本发明的另一实施例的电池组的立体图。

图18是表示本发明的一实施例的电动车辆、即利用发动机和电动机进行行驶的混合动力车的框图。

图19是表示本发明的另一实施例的电动车辆、即仅利用电动机进行行驶的电动机动车的框图。

符号说明：

1电池单元

1A外装箱

1B封口板

1C开口部

2隔板

3端板

4连接杆

4A折弯片

5电池层叠体

6外装壳体

6X底板

6x侧壁部

6Y罩板

6A顶罩

6a侧壁部

6s阶梯部

6B电子部件罩

6b侧壁部

8密封件

8A厚壁部

10电池组

11汇流条

12螺母

13电极端子

13A止动螺钉

14端子座

15鼓风间隙

16鼓风通道

16A供给通道

16B排出通道

17螺栓

18加强板

19强制鼓风机构

20闭塞构件

22周壁

22A纵周壁

22B上周壁

22C底周壁

23罩部

24开口部

25突出部

26连结用具

27插入连结部

28电池收纳部

29电子部件收纳部

31限制构件

33托架

33A水平部

33a延长部

33B固定部

33C插入凹部

41限制构件

43托架

43A水平部

43B固定部

43X垂直部

51限制构件

53固定构件

53B连结部

53C固定部

61限制构件

63固定构件

63A水平部

63B连结部

63C垂直部

70电池组

71限制构件

73端板

74连接杆

74A上杆

74x垂直部

74y水平部

74B下杆

74C连结部

74D折弯部

74E固定部

74F连结加强部

81限制构件

90电源装置

93电动机

94发电机

95逆变器

96发动机

HV车辆

EV车辆

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。但是，以下所示的实施方式是例示用于将本发明的技术思想具体化的电池组及具备该电池组的电动车辆的实施方式，本发明未将电池组及具备该电池组的电动车辆限定为以下的情况。而且本说明书绝没有将权利要求书所示的构件限定为实施方式的构件。此外，在以下的说明中，同一名称、符号表示同一或同种的构件，而适当省略详细说明。另外，构成本发明的各要素既可以通过同一构件构成多个要素而形成为通过一个构件兼用作多个要素的方式，相反也能够通过多个构件分担而实现一个构件的功能。

以下，基于图1至图6，对本发明的实施例的电池组适用于电动车辆用的电源装置的例子进行说明。这些图所示的电池组主要最适合于利用发动机和电动机这两方进行行驶的混合动力车或仅利用电动机进行行驶的电动机动车等电动车辆的电源。但是，本发明也可以使用于混合动力车或电动机动车等电动车辆以外的用途，即，可以使用于要求大输出的用途。

如图3至图6所示，电池组具备：外形为方形的多个电池单元1；在将多个电池单元1层叠的状态下用于将它们紧固的连接杆4。图中的电池组10由电池层叠体5构成，该电池层叠体5通过将多个电池单元1夹着绝缘性的隔板2层叠而成，在该电池层叠体5的两端面配置一对端板3，并利用连接杆4连结一对端板3，从而将多个电池单元1连结成一体。图中的电池组10在隔板2与电池单元1之间设有鼓风间隙15，如图1所示，在电池组10的作为对置位置的两侧设有向鼓风间隙15强制输送风的鼓风通道16。从鼓风通道16向鼓风间隙15强制输送冷却气体，来对电池单元1进行冷却。

如图1和图2所示，电池组10收纳于外装壳体6而形成为电源装置。图1所示的外装壳体6中，在底板6X上固定罩板6Y，来设置对电池组10进行收纳的电池收纳部28和对电子部件(未图示)进行收纳的电子部件收纳部29。罩板6Y由顶罩6A和电子部件罩6B构成。外装壳体6中，在底板6X上固定顶罩6A而在内部设置电池收纳部28。而且，在底板6X和顶罩6A上固定电子部件罩6B而设置电子部件收纳部29。此外，外装壳体6中，在底板6X上固定罩板6Y，并利用端面板(未图示)将其两端的开口部闭塞，从而在内部设置电池收纳部28和电子部件收纳部29。

图1和图2的电源装置中，将多个电池组10排成两列而排列在外装壳体6中，并以能够在这两列之间和两侧形成鼓风通道16的方式利用顶罩6A覆盖电池组10的上表面。在排列成两列的电池组10之间的上表面配置闭塞构件20，并在该闭塞构件20上固定顶罩6A。在顶罩6A与电池组10之间配设将鼓风通道16气密地闭塞的密封件8。图1所示的电池组10沿着上表面的两侧缘配设密封件8，该密封件8在电池单元1的层叠方向上延伸。在排列成两列的电池组10的中间侧的上表面上相互对置配置的两列密封件8被闭塞构件20按压而将中间的鼓风通道16气密地闭塞。在排列成两列的电池组10的两外侧的上表面上配置的密封件8被顶罩6A的阶梯部6s按压而将外侧的鼓风通道16气密地闭塞。

该电源装置在两列电池组10之间设有供给通道16A，且在配置成两列的电池组10的两外侧设有排出通道16B，而在供给通道16A与排出通道16B之间并列地连结多个鼓风间隙15。如图2的箭头所示，该电源装置利用强制鼓风机构19从供给通道16A朝向排出通道16B强制输送冷却气体而对电池单元1进行冷却。从供给通道16A向排出通道16B强制输送的冷却气体从供给通道16A分支，向各个鼓风间隙15输送而对电池单元1进行冷却。对电池单元1进行冷却后的冷却气体向排出通道16B集中而排出。虽然未图示，但是电源装置也可以将供给通道和排出通道相反配置，从外侧朝向内侧送出冷却气体而进行冷却。

(电池单元1)

电池单元1为比宽度薄的薄型的方形电池，其形成为相互平行的姿态并夹着隔板2，由隔板2绝缘而进行层叠。如图5和图6所示，电池单元1中使正负的电极端子13在上表面的两端部突出而固定。使电极端子13突出的位置为正极与负极成为左右对称的位置。由此，将电池单元1以左右反向的方式翻转而重合层叠，将相邻且接近的正极和负极的电极端子13利用金属板的汇流条11连接或直接连接，从而能够形成串联连接。将电池单元1串联连接而成的电池组10能够提高输出电压而增大输出。但是，电池组中也可以将电池单元连接成并联和串联。

电池单元1是锂离子二次电池。但是，方形电池没有特定为锂离子二次电池，可以使用能够充电的全部的电池，例如镍氢电池等。方形电池中，将电极体收纳于外装箱1A，填充电解液并气密地进行密闭，其中该电极体通过将正负的电极板层叠而成。如图6所示，外装箱1A成形为将底部闭塞的方形筒状，且利用封口板1B将上方的开口部气密地闭塞。外装箱1A是对铝或铝合金等金属板进行深拉深加工而成的部件，其表面具有导电性。层叠的电池单元1成形为薄的方形。封口板1B也利用铝或铝合金等金属板来制作。正负的电极端子13经由端子座14而固定在该封口板1B的两端部。

(端子座14)

端子座14形成为具有倾斜面的三角形状，在电池单元1的上表面对除了电极端子13的突出部分之外的周围进行绝缘。该端子座14由塑料等绝缘性构件构成。在端子座14的倾斜面上配置有电极端子13，在使电极端子13以倾斜姿态突出的状态下，将其配置在电池单元1的两端部的固定位置。另一方面，正负的电极端子13与内置的正负的电极板(未图示)连接。

(汇流条11)

而且，电池单元1中将汇流条11与电极端子13连接。将固定于电极端子13的止动螺钉13A穿过汇流条11，并将螺母12旋入该止动螺钉13A，从而将汇流条11固定于电极端子13。汇流条11在金属板的两端部开设有用于供固定在相邻的电池单元1的电极端子13上的止动螺钉13A穿过的贯通孔。汇流条11层叠而固定于电极端子13。汇流条11将相邻的电池单元1的电极端子13彼此电连接。连接方式根据对相邻的电池单元1进行串联连接还是进行并联连接而不同。即，串联连接时将正极和负极连结，并联连接时将正极彼此连结，并将负极彼此连结。图中的电池组10利用汇流条11将相邻的电池单元1的电极端子13连结，从而将相邻的电池单元1相互串联连接。将电池单元1串联连接的电池组10能够提高输出电压。但是，电池组10中也可以将电池单元并联连接来增大电流容量。

(隔板2)

如图6所示，隔板2被夹在彼此相邻的电池单元1之间，将相邻的电池单元1保持固定的间隔而进行绝缘。因此，隔板2由绝缘构件构成，对相邻的电池单元1的外装箱1A进行绝缘。这样的隔板2通过对塑料等绝缘材料进行成形来制作。图6所示的隔板2在其与电池单元1之间设有鼓风间隙15，该鼓风间隙15用于使对电池单元1进行冷却的空气等冷却用的气体流动。具有鼓风间隙15的隔板2在此强制输送空气等冷却用的气体而对电池单元1进行冷却。但是，隔板未必一定要设置鼓风间隙。这是因为可以将未图示的电池单元的底面与被制冷剂等强制冷却的冷却板进行热结合而强制性地进行冷却。

隔板2整体由塑料一体成形。如图5和图6所示，该隔板2沿着电池单元1的外周设有朝向电池单元1的层叠方向突出的周壁22。该隔板2的周壁22的内部形状与电池单元1的外部形状大致相等，从而将电池单元1装入周壁22的内侧，而将周壁22相对于电池单元1配置在固定位置。周壁22包括：位于电池单元1的两侧面的外侧的纵周壁22A；位于电池单元1的上表面的外侧的上周壁22B；位于电池单元1的底面的外侧的底周壁22C。上周壁22B形成对电池单元1的上表面的至少一部分进行覆盖的罩部23。作为罩部23的上周壁22B形成为使在电池单元1的上表面设置的电极端子13和安全阀的开口部1C露出的形状，以免闭塞电极端子13和安全阀的开口部1C。而且，底周壁22C在隔板2的底面侧以朝向电池单元1的层叠方向即水平方向突出的方式设置。

纵周壁22A设置成位于隔板2的上下的端部。在隔板2的上部设置的纵周壁22A形成为上端与上周壁22B连结成直角的形状。在隔板2的下部设置的纵周壁22A形成为在隔板2的底面侧与底周壁22C连结成直角的形状。纵周壁22A形成为在隔板2被电池单元1夹着的状态下对电池单元1的两侧面的整个宽度进行覆盖的宽度。该纵周壁22A在电池单元1的层叠方向上的突出量为电池单元1的厚度的1/2，从而对电池单元1的整个横向宽度进行覆盖。纵周壁22A未从隔板2的上端到下端连续设置，而是设置在上部和下部，在其中间设有向隔板2与电池单元1之间强制输送冷却空气的开口部24。

而且，图示的隔板2具备从电池组10的侧面突出的突出部25。图示的隔板2在上下的两端部的纵周壁22A上一体成形而设有向外侧突出的突出部25。在隔板2的上部设置的纵周壁22A设有从上端向外侧突出的突出部25。在隔板2的下部设置的纵周壁22A设有从下端部向外侧突出的突出部25。向纵周壁22A的外侧突出的突出部25成为沿着在电池组10的侧面配置的连接杆4的侧缘的突出壁。使连接杆4的侧缘与在上下的纵周壁22A设有突出部25的隔板2的突出部25抵接，从而能够利用简单的结构来阻止隔板2相对于连接杆4的上下方向的移动。使连接杆4的下侧的侧缘与在图示的隔板2的下侧的纵周壁22A设置的突出部25的上表面抵接，来阻止隔板2相对于连接杆4向上方移动的情况。而且，使连接杆4的上侧的侧缘与在隔板2的上侧的纵周壁22A上设置的突出部25的下表面抵接，来阻止隔板2相对于连接杆4向下方移动的情况。图中的隔板2在上下的纵周壁22A设有突出部25，但隔板也可以仅在上下中的任一方的纵周壁设置突出部。而且，隔板也可以不必设置突出部，而将其省略。

(端板3)

如图4所示，将电池单元1隔着隔板2交替层叠而成的电池层叠体5在通过端板3来按压位于两侧端面的隔板2的状态下被固定。端板3由硬质的塑料制作，或着由铝、铝合金等金属制作。端板3的外形为与方形电池1大致相同的四边形，从而以大的面积夹着电池单元1。四边形的端板3与电池单元1为相同的尺寸或比电池单元1稍大。塑料制的端板3直接层叠于电池单元1，金属制的端板隔着绝缘材料而层叠于电池单元。如此，以利用端板3从两端面夹持由电池单元1和隔板2构成的电池层叠体5的方式利用连接杆4将侧面紧固。

(连接杆4)

如图3至图6所示，连接杆4在电池层叠体5的两侧面将电池层叠体5紧固。该连接杆4是沿着电池层叠体5的层叠方向延伸且具有沿着电池层叠体5的表面的规定的宽度的金属板。图中的电池组10通过在电池层叠体5的侧面的上下分离设置的两根连接杆4紧固，在左右的侧面通过共计四根连接杆4将电池层叠体5捆扎。并且，连接杆4的两端缘以沿着端板3的外侧面的方式折弯成大致直角而形成为折弯片4A。在折弯片4A上设有贯通孔。将穿过贯通孔的螺栓17被拧入端板3，从而将连接杆4固定在端板3上。

(限制构件31)

而且，图3至图5所示的电池组10设有限制构件31，在电池组10固定于水平面上的状态下，该限制构件31限制电池单元1的层叠方向上的位于中间的电池单元1的向上方的移动。图示的限制构件31是与位于中间的电池单元1对置而抵接于电池组10的上表面的按压构件。作为按压构件的限制构件31从上表面侧按压电池组10，来阻止中间的电池单元1向上方移动的情况。

图5、图7及图8所示的按压构件31为固定在连接杆4上的托架33。图中的托架33的下端部为固定部33B而固定于连接杆4，且在托架33的上端部设有沿着电池组10的上表面的水平部33A，并使该水平部33A与电池组10的上表面抵接。该形状的托架33通过对金属板进行折弯加工来制造。但托架也可以由硬质的塑料来成形。图中的托架33通过将固定部33B固定在上下分离配置的两根连接杆4中的位于上侧的连接杆4上，而固定在连接杆4的固定位置上。如此，在配置于上侧的连接杆4上固定托架33的结构能够最为简单地将托架33的水平部33A配置在电池组10的上表面的固定位置。但托架也可以固定在下侧的连接杆上。金属制的托架33进行熔敷而固定在连接杆4上。但托架也可以通过螺栓和螺母等连结用具而固定在连接杆上。该连结结构能够将托架以拆装自如的方式固定在连接杆上。需要说明的是，作为限制构件的托架没有特定为由与连接杆不同的构件构成而固定于连接杆的结构，也可以与连接杆一体地形成。

此外，图示的托架33的截面形状为コ形，在固定部33B与水平部33A的中间设有对隔板2的突出部25进行引导的插入凹部33C。该形状的托架33能够增加在隔板2上设置的突出部25的突出量，且能够使托架33的水平部33A可靠地与电池组10的上表面抵接。但作为按压构件的限制构件41也可以如图9和图10所示，将托架43的截面形状形成为倒L字状，在垂直部43X的上端设置沿着电池组10的上表面的水平部43A，使该水平部43A与电池组10的上表面抵接，并将垂直部43X的下端部作为固定部43B而固定于连接杆4。该托架43可以通过对金属板进行折弯加工而最为简单地制造。该形状的托架能够适合使用于具备突出量小的突出部的隔板或没有突出部的隔板。

并且，图7和图8所示的托架33在水平部33A设有沿着电池单元1的层叠方向延伸的延长部33a。该托架33中使电池单元1的层叠方向上的水平部33A的全长(L)变长，从而能够使水平部33A跨电池组10的上表面的大的范围与电池组10的上表面抵接。尤其使固定于连接杆4的固定部33B的宽度(D)变窄并使水平部33A的全长(L)变长，从而能够与多个隔板2的上表面抵接。图示的托架33中将设有延长部33a的水平部33A的全长(L)形成为能够跨多个隔板2的上表面而进行抵接的长度。图中的托架33中，固定部33B的宽度(D)与隔板2的横向宽度(W)大致相等，设有延长部33a的水平部33A的全长(L)约为隔板2的横向宽度(W)的3倍。该托架33中使具有延长部33a的水平部33A与三至四个隔板2的上表面抵接，从而能够有效地防止与其对置的多个电池单元1的向上方的移动。但托架中也可以使固定部的宽度(D)为隔板的横向宽度(W)的0.5倍～2倍，使设有延长部的水平部的全长(L)为隔板的横向宽度(W)的2倍～5倍。

以上的托架33在水平部33A上设置延长部33a来使其全长(L)变长，但托架未必一定要在水平部设置延长部，也可以如图10所示，使水平部43A的全长(L)与固定部43B的宽度(D)相等。但这样的话，具备没有延长部的水平部43A的托架43也优选配置成跨多个隔板2的上表面而与这多个隔板2的上表面抵接。图10所示的托架43中使水平部43A的全长(L)比隔板2的横向宽度(W)宽，从而使水平部43A跨彼此相邻的三个隔板2而与这三个隔板2抵接。该托架43也能够防止与水平部43A对置的多个电池单元1的向上方的移动。该托架中例如使水平部的全长(L)为隔板的横向宽度(W)的1倍～3倍，优选为1.2倍至2倍，而该托架跨多个隔板的上表面配置。

以上的限制构件31可以在连接杆4上设置多个。设有多个限制构件31的连接杆4利用多个部位对配置在中间的多个电池单元1进行保持，从而能够可靠地阻止这些电池单元1的移动。尤其是可以选择性地对中间的电池单元1中的处于有浮起可能性的位置上的多个电池单元1进行保持。而且，电池组10也可以在位于两侧面的连接杆4上分别设置不同的个数的限制构件31。图2所示的电源装置中将多个电池组10排列成两列，在位于两列电池组10之间的连接杆4上设置一个限制构件31，在位于外侧的连接杆4上设置三个限制构件31。这样，固定在连接杆4上的限制构件31的个数可以根据配置状况或可利用空间进行各种变更。

(追加附图而移动记载部位)

此外，图11的电池组10利用加强板18将上下的连接杆4的中间连结。图中的电池组10利用加强板18将上下的连接杆4连结而对其进行加强，该加强板18由与连接杆4交叉地固定的交叉片构成。图中的加强板18利用沿着电池组10的侧面的金属板，通过焊接等方法固定于连接杆4。该电池组10利用加强板18将上下的连接杆4连结，来阻止相对的移动或变形而成为强韧的结构，且通过在上侧的连接杆4上固定的托架33，而能够以更不易振动的状态保持中间层叠的电池单元1。但加强板没有特定为以上的形状，也可以为将上下配置的连接杆相互连结的一张至多张板。而且，将上下的连接杆连结的加强构件也可以向下方延伸而固定于底板。

此外，图12和图13所示的限制构件51为将连接杆4固定于底板6X的固定构件53。作为固定构件53的限制构件51将连接杆4与底板6X连结，来阻止中间的电池单元1向上方移动的情况。图12和图13所示的固定构件53为截面形状呈L字状的固定用具，将垂直部分作为固定部53C而固定于连接杆4，将折弯部作为连结部53B而固定于底板6X。该固定构件53通过对金属板进行折弯加工来制造。但固定构件也可以由硬质的塑料来成形。金属制的固定构件53通过对固定部53C进行熔敷而固定于连接杆4。但固定构件也可以通过螺栓和螺母等连结用具而固定在连接杆上。该连结结构能够将固定构件以拆装自如的方式固定于连接杆。并且，连结部53B进行螺合而固定于底板6X。图中的固定构件53固定在上下分离配置的两根连接杆4中的位于下侧的连接杆4上。该结构将位于下侧的连接杆4固定于底板6X，从而利用连接杆4和底板6X夹着沿着连接杆4的下侧的侧缘配置的隔板2的突出部25而将多个隔板2的下表面固定在底板6X的上表面。但固定构件也可以固定在上下配置的双方的连接杆上。

此外，图14和图15所示的限制构件61为将电池组10的中间部分固定于底板6X的固定构件63。该固定构件63中将一端固定于底板6X，并使另一端与电池组10的上表面抵接，来阻止中间的电池单元1向上方移动的情况。该固定构件63为将上下的两端部彼此向相反方向折弯而成的固定用具，将下端的折弯部作为连结部63B而固定于底板6X，并将上端的折弯部作为沿着电池组10的上表面的水平部63A而与电池组10的上表面抵接。图中的固定构件63通过对连结部63B进行螺合而固定于底板6X。该固定构件63通过对金属板进行折弯加工来制造。但固定构件也可以由硬质的塑料成形。而且，图中的固定构件63中将作为中间部分的垂直部63C与上下的连接杆4连结。图中的固定构件63通过对垂直部63C的下部进行熔敷而固定于下侧的连接杆4，并将垂直部63C的上部经由连结用具26而与上侧的连接杆4连结。图示的连结用具26是在其与连接杆4之间设有插通间隙的连结杆，该连结杆的两端部插入到在连接杆4上设置的插入连结部27而固定在固定位置。但固定构件既可以通过对垂直部的上下进行熔敷而固定于连接杆，也可以将垂直部的上下经由连结用具而与连接杆连结。此外，固定构件也可以经由螺栓和螺母等连结用具而固定于连接杆。另外，固定构件还可以与图7和图8所示的托架33同样地在水平部设置延长部。

作为固定构件的限制构件也可以在电池组的侧面设置多个。在侧面具备多个固定构件的电池组中，将配置于中间的多个隔板的下表面固定于底板的上表面，从而能够可靠地阻止中间的电池单元的移动。而且，电池组也可以在两侧面分别设置不同个数的固定构件。在电池组的侧面配设的固定构件的个数可以根据配置状况或可利用空间进行各种变更。

以上的电池组10中将两根连接杆4在电池层叠体5的两侧面的上下配设，并将这两根连接杆4的两端固定于端板3。但电池组也可以如图16所示，将上下配置的连接杆形成为一体结构。图示的连接杆74利用其两端部将在电池层叠体5的侧面的上端部配设的上杆74A和在下端部配设的下杆74B相互连结，并将连结部74C固定于端板73。连接杆74的连结部74C从端板73的外周面以沿着表面地方式向内侧折弯，并将在折弯部74D的上下设置的固定部74E固定于端板73。该连接杆74通过将铁或铁合金的金属板切断并进行冲压加工而制作。而且，图中的连接杆74中将上杆74A的上端部向内侧折弯，而设置沿着电池组70的上表面的水平部74y。图中的连接杆74形成为上杆74A的横截面形状为倒L字状且在垂直部74x上连结水平部74y的形状。

图16的连接杆74以在上杆74A的上缘设置的水平部74y作为限制构件71，使该限制构件71与电池组70的上表面抵接，来阻止中间的电池单元1向上方移动的情况。在图中的连接杆74中，与相互层叠的多个电池单元1中的除两端的电池单元1之外的位于中间的全部的电池单元1对置而设置水平部74y。因此，该连接杆74能够有效地阻止位于中间的全部的电池单元1的移动。但连接杆中也可以设置与相互层叠的全部的电池单元对置的水平部，来阻止构成电池层叠体的全部的电池单元的移动。如上所述，沿着长度方向设有水平部74y的连接杆74能够利用水平部74y对垂直部74x进行加强，因此具有能够增强连接杆74的上下方向和水平方向的弯曲强度，从而将电池层叠体5更牢固地紧固的特征。但连接杆中也可以设置与位于中间的一部分的电池单元对置的一至多个水平部，来阻止这些电池单元的移动。

而且，图16所示的连接杆74利用连结加强部74F将彼此对置的上杆74A和下杆74B的中间部分连结而对它们进行加强。该结构可以将连接杆74形成为更强韧的结构。图中的连接杆74利用连结加强部74F将上杆74A和下杆74B的中央部分的一处连结，但也可以利用多个连结加强部将上杆和下杆的中间连结。

此外，图16所示的连接杆74将上下配置的连接杆形成为一体结构，并在位于上侧的上杆74A上设置水平部74y，但连接杆也可以不将上下形成为一体结构而上下分离设置，并将位于上侧的连接杆的上端部向内侧折弯，来设置沿着电池组的上表面的水平部而作为限制构件。该连接杆也使水平部与电池组的上表面抵接，从而能够有效地阻止位于中间的多个电池单元的移动。而且，将上端部向内侧折弯来设置水平部而形成的上侧的连接杆经由加强构件与下侧的连接杆连结，或经由固定构件而固定于底板，从而能够更可靠地防止在中间层叠的电池单元的振动。

此外，图17所示的电池组10中，使密封件8的中间比其它部分形成得厚而得到厚壁部8A，并将该厚壁部8A作为限制构件81，其中，该密封件8将覆盖上表面的顶罩6A与电池组10之间闭塞。如图1所示，使中间部分比其它部分厚的密封件8在被顶罩6A按压而将顶罩6A与电池组10之间闭塞的该状态下，从上表面侧更强烈地按压电池组10的中间部分。因此，能够有效地阻止电池组10的位于中间的电池单元1的浮起。该密封件8优选使用聚氨酯密封件。这是因为聚氨酯制的密封件8对高温的耐久性优良，能够长期维持优良的弹性。但密封件也可以使用聚氨酯以外的密封件。

图17所示的密封件8中，将密封件以层叠的状态重叠在中间部分上，从而形成比其它部分厚的厚壁部8A。该结构能够最为简单地在密封件8的中间设置厚壁部8A。但密封件也可以使中间部分比其它部分厚的方式成形来设置厚壁部。密封件8的厚壁部8A的厚度为其它部分的厚度的1.2～3倍，优选为1.5～2.5倍，从而能够理想地按压电池组10的中间部分。

(外装壳体6)

如图1和图2所示，以上的电池组10收纳于外装壳体6而形成为电源装置。图1所示的外装壳体6具备在电池组10的下表面配置的底板6X和在该底板6X上固定的罩板6Y。罩板6Y由顶罩6A和电子部件罩6B构成。底板6X、顶罩6A及电子部件罩6B是能耐受收纳的电池块2的重量的强度的金属板。底板6X、顶罩6A及电子部件罩6B通过对金属板进行冲压加工来制作。

底板6X和顶罩6A通过将金属板冲压加工成槽型来制作，电子部件罩6B通过将金属板冲压加工成L字状来制作。底板6X和顶罩6A在两侧设有侧壁部6x、6a，电子部件罩6B在单侧设有侧壁部6b。图1的外装壳体6中，使底板6X的横向宽度比顶罩6A宽，在底板6X的侧壁部6x与顶罩6A的侧壁部6a之间设置电子部件收纳部29，并利用电子部件罩6B来闭塞其上面。底板6X比顶罩6A的横向宽度宽与电子部件收纳部29的宽度相当的横向宽度。即，底板6X的横向宽度为在顶罩6A的横向宽度上加上电子部件收纳部29的横向宽度所得到的宽度。

底板6X中，一方的在图1中的右侧设置的侧壁部6x固定于顶罩6A的侧壁部6a。顶罩6A的左侧的侧壁部6a固定于底板6X的底部，从而对收纳电池组10的电池收纳部28和电子部件收纳部29进行划分。在底部固定的顶罩6A的左侧的侧壁部6a比右侧的侧壁部6a的垂直方向的长度长，而能够将下端缘固定在底板6X的底部。底板6X和顶罩6A在彼此固定的前端缘设有向外侧折弯的规定的宽度的连结部。将连结部以彼此层叠的状态固定，从而将底板6X和顶罩6A连结。而且，底板6X中，另一方的在图1中的左侧设置的侧壁部6x固定于电子部件罩6B的侧壁部6b，其中，该电子部件罩6B固定于顶罩6A。

顶罩6A在上表面的一侧层叠固定电子部件罩6B。该电子部件罩6B通过将金属板加工成L字状，而形成为在顶罩的一侧设有侧壁部6b的形状。该电子部件罩6B的顶板的端缘层叠固定在顶罩6A的上缘，且在侧壁部6b的下端缘设置的折弯的连结部固定在底板6X的左侧的侧壁部6x的上端缘的折弯的连结部上。在图1中，该结构的外装壳体6的在顶罩6A的左侧设置的侧壁部6a对电池收纳部28和电子部件收纳部29进行划分。

图2的电源装置中将多个电池组10纵横排列而固定于外装壳体6。图示的电源装置中，在底板6X上将两个电池组10串联排列，并将这样的串联排列配置成两列，从而在底板6X上收纳四组电池组10。但电源装置也可以由配置成一列而成的一至多个电池组构成。而且，电源装置未必一定要设置电子部件收纳部，也可以仅将电池组收纳在外装壳体中。

以上的电池组能够利用作为车载用的电源装置。作为搭载电源装置的车辆，可以利用通过发动机和电动机这两方来行驶的混合动力车、插入式混合动力车或仅通过电动机来行驶的电动机动车等电动车辆，电源装置被使用作为这些车辆的电源。

图18表示在通过发动机和电动机这两方来行驶的混合动力车上搭载电源装置的例子。搭载有该图所示的电源装置的车辆HV具备：使车辆HV行驶的发动机96及行驶用的电动机93；具备向电动机93供给电力的电池组10的电源装置90；对电池组10的电池进行充电的发电机94。电源装置90经由DC/AC逆变器95与电动机93和发电机94连接。车辆HV对电源装置90的电池进行充放电并通过电动机93和发动机96这两方来行驶。电动机93在发动机效率差的区域、例如在加速时或低速行驶时被驱动而使车辆行驶。电动机93被从电源装置90供给电力而进行驱动。发电机94由发动机96来驱动或向对车辆进行制动时的再生制动来驱动，从而对电源装置90的电池进行充电。

另外，图19表示在仅通过电动机来行驶的电动机动车上搭载电源装置的例子。搭载有该图所示的电源装置的车辆EV具备：使车辆EV行驶的行驶用的电动机93；具备向该电动机93供给电力的电池组10的电源装置90；对该电源装置90的电池进行充电的发电机94。电源装置90经由DC/AC逆变器95而与电动机93和发电机94连接。电动机93被从电源装置90供给电力而进行驱动。发电机94由对车辆EV进行再生制动时的能量驱动，来对电源装置90的电池进行充电。

【工业实用性】

本发明的电池组及具备该电池组的电动车辆能够适合利用作为电动机动车或混合动力机动车的车载用的电源。并且也能够适合利用作为车载用以外的电源。

Claims (15)

1.一种电池组，其具备：

外形为方形的多个电池单元；

在将所述多个电池单元层叠的状态下用于将它们紧固的连接杆，

所述电池组的特征在于，

设有限制构件，在将所述电池组固定在水平面上的状态下，该限制构件限制所述电池单元的层叠方向上的位于中间的电池单元向上方的移动。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述限制构件是与位于中间的电池单元对置而抵接于电池组的上表面的按压构件。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，

所述限制构件是固定于所述连接杆的托架，在所述托架上设置沿着所述电池组的上表面的水平部，使该水平部与电池组的上表面抵接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其特征在于，

在所述连接杆上设有多个所述限制构件。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，

所述连接杆设置在所述电池组的两侧面，

位于侧面的连接杆分别具有不同个数的所述限制构件。

6.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，

所述连接杆配置在所述电池组的侧面，并将所述连接杆的上端部折弯而设置沿着所述电池组的上表面的水平部，将该水平部作为所述限制构件而使其与电池组的上表面抵接。

7.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，还具备：

对所述电池组的上表面进行覆盖的顶罩；

对所述顶罩与电池组之间进行闭塞的密封件，

所述限制构件是使所述密封件的中间比其它部分形成得厚而得到的厚壁部。

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，

所述厚壁部由聚氨酯片形成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池组，其特征在于，

还具备多个夹在所述多个电池单元彼此之间的绝缘性的隔板，

所述隔板以覆盖所述电池单元的上表面的至少一部分的方式形成罩部，

所述限制构件与所述罩部的上表面抵接。

10.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

在所述电池组的下表面还具备固定所述电池组的底板，

所述限制构件是将所述连接杆固定于底板的固定构件。

11.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

在所述电池组的下表面还具备固定所述电池组的底板，

所述限制构件是将所述电池组的中间部分固定于底板的固定构件，所述固定构件的下端部固定于底板，且在所述固定构件的上端部设置沿着所述电池组的上表面的水平部，使该水平部与电池组的上表面抵接。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池组，其特征在于，

具备多个夹在所述多个电池单元彼此之间的绝缘性的隔板，

所述隔板具有从所述电池组的两侧面向外侧突出的突出部，

该突出部沿着所述连接杆的侧缘配置，从而所述突出部抑制隔板相对于连接杆的上下方向的移动。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述连接杆在所述电池组的侧面上下分离地设置。

14.根据权利要求13所述的电池组，其特征在于，

所述上下的连接杆利用加强板将该连接杆彼此的中间连结。

15.一种电动车辆，其具备权利要求1至14中任一项所述的电池组。

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