CN102916144A - 电源装置及具备电源装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在不使热熔接部从底面突出的情况下由绝缘膜覆盖方形电池单体的电源装置及具备电源装置的车辆。该电源装置中,将由绝缘膜覆盖了方形的外装罐的多个方形电池单体固定成层叠状态。绝缘膜是在一对主面覆盖部之间设置底面覆盖部且使侧面覆盖部从主面覆盖部和底面覆盖部的两侧突出的绝缘性的膜。侧面覆盖部中,从主面覆盖部的侧缘突出的第一侧面覆盖部和从底面覆盖部向外侧突出的第二侧面覆盖部不断开而通过连结部连续。绝缘膜中将第一侧面覆盖部和第二侧面覆盖部在外装罐的侧面上折叠并将层叠部熔接成水密结构来覆盖外装罐的侧面。电源装置的多个方形电池单体以底面在同一平面上排列的姿态紧固成层叠状态。

Description

电源装置及具备电源装置的车辆
技术领域
本发明涉及将多个电池单体层叠而成的电源装置,尤其涉及向使车辆行驶的电动机供给电力的电源装置、利用太阳能电池等自然能源或深夜电力来充电的电源装置、或者最适于停电的备用电源等的电源装置及具备电源装置的车辆。
背景技术
要求大输出的电源装置通过将多个电池串联或并联连接来增大输出。例如,通过电动机而行驶的电动机动车或者通过电动机和发动机这两方而行驶的混合动力机动车等机动车、利用自然能源充电的电源装置、使用于停电的备用电源的电源装置等中,将多个方形电池单体层叠而收纳于外装壳体(参照专利文献1)。如图34所示,该电源装置通过将多个方形电池单体101层叠而形成为电池块110。如图35所示,方形电池单体101在方形的外装罐111的上表面设有正负的电极端子113。电池块110能够通过将方形电池单体101的电极端子113串联连接来提高输出电压。
方形电池单体101通过使外装罐111为铝等金属制而形成为薄且强韧的结构。方形电池单体使用锂离子电池或镍氢电池。锂离子电池中外装罐不与电极连接,因此外装罐成为正负的电极端子的中间的电位。外装罐与正负中一方的电极连接的镍氢电池成为与连接外装罐的电极相同的电位。从而,当将该方形电池单体层叠来将相邻的电池串联连接时,相邻的电池的外装罐产生电位差。该方形电池单体需要使串联层叠的电池绝缘,来防止短路电流经由相邻的电池的外装罐流动的情况。并且,需要使层叠的各方形电池单体与大地绝缘来防止漏电。为了实现该目的,层叠方形电池单体而成的电池块使外装罐以绝缘的状态层叠。为了使外装罐绝缘,在方形电池单体之间夹设绝缘分隔件,并利用绝缘片覆盖外装罐的表面。利用绝缘片覆盖外装罐的表面的方形电池单体能够防止因附着在外装罐的表面上的结露水引起的漏电。
电源装置在各种外部环境中使用,因此存在结露水附着于表面的情况。附着在外装罐的表面上的结露水成为漏电或短路电流的原因。这是由于,电流经由结露水向相邻的外装罐流动,并且,电流经由结露水向地线流动而成为漏电的原因。该弊病可以通过利用绝缘片覆盖外装罐来防止。尤其是附着在外装罐上的结露水会沿着外装罐的表面流下,因此外装罐利用绝缘片将底部更可靠地覆盖成防水结构是尤为重要的。
而且,电池块载置固定在通过对金属板进行加工而成的外装壳体的底板上,或者载置固定在金属制的冷却板上。因此,当方形电池单体的外装罐的底面与外装壳体或冷却板接触时,会产生流过短路电流或漏电这样的弊病。
为了使方形电池单体的外装罐绝缘,如图36所示,现有的电源装置通过放入底部闭塞的袋状的热收缩片102来覆盖外装罐111的底面111B和周围。具体而言,将上下开口成筒状的热收缩片102以适当的长度裁断,如图37所示那样将方形电池单体101插入,并如图38的(a)、(b)所示,在方形电池单体101的底面111B处将热收缩片102彼此热熔接来闭塞开口部分,且使热收缩片102热收缩,从而如图36所示那样使热收缩片102与外装罐111的表面密接。
在该方法中,如图36的(c)的剖视图所示,热熔接部102X从方形电池单体101的底面111B突出。在底面111B突出的热熔接部102X使方形电池单体101与冷却板(未图示)的热阻增大,从而使热结合状态恶化,且使方形电池单体101的底面111B不均匀,存在难以将各方形电池单体101固定在同一平面上的弊病。而且,从方形电池单体的底面突出的热熔接部容易因电池块的重量或振动而破损,在将电池块载置固定于外装壳体的底板或冷却板的结构中,会因热收缩管的破损而成为短路或漏电的原因。
虽然未图示,但可以将从底面突出的热熔接部配置于在相邻的分隔件之间设置的间隙中。然而,该结构的电池块无法使外装罐直接与冷却板热结合而冷却效果显著降低。并且,由于利用分隔件来支承外装罐的底部的局部,因此存在与分隔件的接触部分容易损伤的缺点。这是由于与分隔件接触的部分的每单位面积的重量变大而导致的。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009-170258号公报
发明内容
本发明为了解决现有这样的问题而提出,其主要目的在于提供一种电源装置及具备电源装置的车辆,该电源装置中不会使热熔接部从方形电池单体的底面突出,能够将方形电池单体稳定且以正确的位置载置固定到外装壳体或冷却板上,并且利用绝缘膜可靠地覆盖方形电池单体的底面,由此能够有效地防止相邻的方形电池单体的外装罐的短路或漏电。
本发明的电源装置具备多个方形电池单体1和将多个方形电池单体1固定成层叠状态的紧固机构6。方形电池单体1具备由顶面11A、底面11B、一对主面11C和一对侧面11D构成的方形的外装罐11;覆盖外装罐11的主面11C、侧面11D、底面11B的绝缘膜2。绝缘膜2由连续设有主面覆盖部21、底面覆盖部22和侧面覆盖部23的一张绝缘性的膜构成,其中所述主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C,所述底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,所述侧面覆盖部23覆盖外装罐11的侧面11D。该绝缘膜2形成为在一对主面覆盖部21之间设置底面覆盖部22,且使侧面覆盖部23从连续的主面覆盖部21和底面覆盖部22的两侧突出的形状。侧面覆盖部23由从主面覆盖部21的侧缘突出的第一侧面覆盖部23A和从底面覆盖部22向外侧突出的第二侧面覆盖部23B构成。第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在主面覆盖部21和底面覆盖部22的两侧缘部不断开而通过连结部24连续。并且,绝缘膜2中,将底面覆盖部22与主面覆盖部21的交界线L1内折,从而由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,并由主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C,并且,将第二侧面覆盖部23B与底面覆盖部22的交界线L2内折,且将第一侧面覆盖部23A与主面覆盖部21的交界线L3内折,并且将第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24的附近折弯,从而将第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在外装罐11的侧面11D上折叠,并将层叠部25熔接成水密结构,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D。并且,电源装置中,多个方形电池单体1以底面11B在同一平面上排列的姿态由紧固机构6紧固成层叠状态。
以上的电源装置的特征在于,没有使热熔接部从层叠的方形电池单体的底面突出,能够将方形电池单体稳定且以正确的位置载置固定在外装壳体或冷却板上,并且通过利用绝缘膜可靠地覆盖方形电池单体的底面,由此能够有效地防止相邻的方形电池单体的外装罐的短路或漏电。这是由于,以上的电源装置通过将绝缘膜在方形电池单体的底面处折回而覆盖底面和主面,且将折回了的绝缘膜的两侧在方形电池单体的两侧的侧面折弯而层叠,并将层叠部熔接成水密结构,由此在不像现有技术那样使热熔接部从方形电池单体的底面突出的情况下由绝缘膜覆盖主面、侧面和底面。
本发明的电源装置可以构成为,在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24的附近折弯的折弯线路27成为从外装罐11的底面11B朝向上方的方向。
以上的电源装置的特征在于,折弯线路成为朝向上方的姿态,因此能够更可靠地阻止水沿着折弯线路而从绝缘膜的外部向内部侵入的情况。
本发明的电源装置可以构成为,第一侧面覆盖部23A由从主面覆盖部21的突出宽度宽的宽幅的侧面覆盖部23a和突出宽度窄的窄幅的侧面覆盖部23b构成,将宽幅的侧面覆盖部23a的一部分层叠在窄幅的侧面覆盖部23b和第二侧面覆盖部23B上,且将层叠部25熔接成水密结构,由宽幅的侧面覆盖部23a、窄幅的侧面覆盖部23b和底面覆盖部22覆盖外装罐11的侧面11D。
以上的电源装置的特征在于,能够不浪费地有效利用绝缘膜,并利用绝缘膜将方形电池单体覆盖成水密结构。这是由于,没有使覆盖方形电池单体的侧面的第一侧面覆盖部从底面覆盖部较长地突出,而能够由突出宽度小的细长的第一侧面覆盖部覆盖外装罐的侧面。
本发明的电源装置可以构成为,窄幅的侧面覆盖部23b的突出宽度W4与底面覆盖部22的突出宽度W5相等,且宽幅的侧面覆盖部23a的突出宽度W3与外装罐11的侧面11D的横向宽度D大致相等,窄幅的侧面覆盖部23b与底面覆盖部22以相同的突出宽度连续。
以上的电源装置的特征在于,将覆盖方形电池单体的绝缘膜裁断成简单的形状,从而能够不浪费地使用绝缘膜来覆盖外装罐。这是由于,能够将窄幅的侧面覆盖部和第二侧面覆盖部裁断成直线状来覆盖外装罐的侧面。
本发明的电源装置可以构成为,将窄幅的侧面覆盖部23b和第二侧面覆盖部23B在它们的交界部分折弯而在外装罐11的表面上层叠,而且,将宽幅的侧面覆盖部23a和第二侧面覆盖部23B在它们的交界部分折弯而在外装罐11的表面上层叠,从而将层叠部25熔接成水密结构。
本发明的电源装置可以构成为,第二侧面覆盖部23B的突出宽度W5与第一侧面覆盖部23A的长度L相等,第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在外装罐11的侧面11D上层叠成水密结构。
本发明的电源装置可以构成为,第一侧面覆盖部23A由从主面覆盖部21的侧缘突出的主面侧的覆盖部23x、在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处从第二侧面覆盖部23B的侧缘突出的侧面侧的覆盖部23y构成,主面侧的覆盖部23x的突出宽度W6和侧面侧的覆盖部23y的突出宽度W7比外装罐11的侧面11D的横向宽度D窄,将主面侧的覆盖部23x和侧面侧的覆盖部23y在它们的交界部分折弯而相互重叠。
以上的电源装置的特征在于,折叠而层叠的绝缘膜的层叠部的最大层叠数为三层,从而能够更稳定且可靠地将层叠部熔接成水密结构。
本发明的电源装置可以构成为,主面侧的覆盖部23x的突出宽度W6与侧面侧的覆盖部23y的突出宽度W7相等。
本发明的电源装置可以构成为,绝缘膜2为热收缩膜。
以上的电源装置的特征在于,将绝缘膜密接于外装罐的表面,从而能够减少在外装罐与绝缘膜之间产生的结露。这是由于,通过减少向绝缘膜与外装罐之间侵入的空气量,从而能够减少该空气层中含有的水分量。
本发明的电源装置可以构成为,具备在各方形电池单体1的底面11B上固定成热结合状态的冷却板7,通过冷却板7对方形电池单体1进行强制冷却。
以上的电源装置的特征在于,能够将方形电池单体覆盖成防水结构,同时通过冷却板有效地冷却各方形电池单体。这是由于,能够将各方形电池单体的外装罐的底面以热阻更小的状态与冷却板热结合。
本发明的电源装置可以为车辆用的电源装置。
本发明的电源装置可以为蓄电用的电源装置。
本发明的车辆可以具备上述任一项所述的电源装置。
附图说明
图1是本发明的一实施例涉及的电源装置的立体图。
图2是图1所示的电源装置的分解立体图。
图3是本发明的另一实施例涉及的电源装置的立体图。
图4是图3所示的电源装置的分解立体图。
图5是方形电池单体的放大立体图。
图6是表示绝缘膜的一例的展开图。
图7是表示利用图6所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的分解立体图。
图8是表示利用图6所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图9是表示利用图6所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的另一例的放大立体图。
图10是表示利用图6所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的另一例的放大立体图。
图11是表示利用另一例的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图12是表示利用图11所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的放大立体图。
图13是表示绝缘膜的再一例的展开图。
图14是表示利用图13所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的分解立体图。
图15是表示利用图13所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图16是表示利用图13所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图17是表示绝缘膜的再一例的展开图。
图18是表示利用图17所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的分解立体图。
图19是表示利用图17所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图20是表示利用图17所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图21是表示绝缘膜的再一例的展开图。
图22是表示利用图21所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的分解立体图。
图23是表示利用图21所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图24是表示利用图21所示的绝缘膜覆盖方形电池单体的工序的立体图。
图25是表示绝缘膜的再一例的展开图。
图26是表示将图25所示的绝缘膜成形为袋状的工序的立体图。
图27是表示将图25所示的绝缘膜成形为袋状的工序的立体图。
图28是表示将图25所示的绝缘膜成形为袋状的工序的立体图。
图29是表示将图25所示的绝缘膜成形为袋状的工序的立体图。
图30是表示将图25所示的绝缘膜成形为袋状的另一例的立体图。
图31是表示在通过发动机和电动机而行驶的混合动力机动车中搭载电源装置的例子的框图。
图32是表示在仅通过电动机而行驶的电动机动车中搭载电源装置的例子的框图。
图33是表示适用于蓄电用的电源装置的例子的框图。
图34是表示层叠方形电池单体而成的现有的电源装置的俯视图。
图35是图34所示的方形电池单体的立体图。
图36是表示利用现有的绝缘膜覆盖图35的方形电池单体的状态的三视图。
图37是表示利用现有的绝缘膜覆盖图35的方形电池单体的工序的立体图。
图38是表示从图37的状态使热收缩片热收缩的状态的立体图。
图39是表示利用现有的绝缘膜覆盖方形电池单体的另一例的立体图。
图40是表示利用绝缘膜覆盖图39的方形电池单体的状态的主视图。
【符号说明】
1…方形电池单体
2…绝缘膜
3…分隔件
4…端板
5…连接杆
5A…折弯部
6…紧固机构
7…冷却板
8…冷却机构
9…电池层叠体
10…电池块
11…外装罐
11A…顶面
11B…底面
11C…主面
11D…侧面
13…电极端子
15…安全阀
16…开口部
17…母线
19…止动螺钉
21…主面覆盖部
22…底面覆盖部
23…侧面覆盖部
23A…第一侧面覆盖部
23B…第二侧面覆盖部
23a…宽幅的侧面覆盖部
23b…窄幅的侧面覆盖部
23m…主侧面覆盖部
23s…副侧面覆盖部
23x…主面侧的覆盖部
23y…侧面侧的覆盖部
24…连结部
25…层叠部
25A…层叠部
26…折回部
27…折弯线路
28…层叠连结部
31…制冷剂路
32…压缩机
33…冷却热交换器
34…膨胀阀
35…绝缘性导热片
50…电池块
53…分隔件
53A…鼓风槽
56…鼓风通道
57…鼓风间隙
58…冷却机构
58A…强制鼓风机构
59…电池层叠体
80…电源装置
81…负载
82…DC/AC逆变器
83…电气设备
84…放电开关
85…充电用电源
86…充电开关
87…控制电路
90…电源装置
93…电动机
94…发电机
95…DC/AC逆变器
96…发动机
101…方形电池单体
102…热收缩片
102X…热熔接部
110…电池块
111…外装罐
111B…底面
113…电极端子
201…方形电池单体
211…外装罐
211B…底面
211D…侧面
202…热收缩膜
202X…热熔接部
EV…车辆
HV…车辆
L1…交界线
L2…交界线
L3…交界线
L4…交界线
S1…折弯线
S2…折弯线
S3…折弯线
S4…折弯线
K…交点
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。其中,以下所示的实施方式例示出用于将本发明的技术思想具体化的电源装置及具备电源装置的车辆,而本发明的电源装置及具备电源装置的车辆没有特定为以下的实施方式。需要说明的是,技术方案所示的构件决不局限于实施方式的构件。尤其是实施方式所记载的构成构件的尺寸、材质、形状及它们的相对配置等只要没有特别特定的记载,就不意味着将本发明的范围局限于此,而仅为说明例。需要说明的是,为了明确说明而存在将各图所示的构件的大小或位置关系等夸张示出的情况。并且,在以下的说明中,同一名称、符号表示同一或同种的构件,并适当省略详细说明。而且,构成本发明的各要素可以为由同一构件构成多个要素而由一个构件兼用作多个要素的形态,反之也可以将一个构件的功能由多个构件分担来实现。并且,在一部分的实施例、实施方式中说明的内容也可以利用于其它实施例、实施方式等。
本发明的电源装置作为将多个方形电池单体连接来增大输出的电源来使用,尤其是作为搭载于混合动力车或电动机动车等电动车辆而向车辆的行驶电动机供给电力来使车辆行驶的电源装置、利用太阳能电池等自然能源或深夜电力来充电的电源装置、或者停电的备用电源等电源装置来使用。
图1和图2所示的电源装置中,通过将外形为厚度比宽度薄的多个方形电池单体1层叠而构成为电池层叠体9,并利用紧固机构6将该电池层叠体9固定成层叠状态而将其载置到冷却板7上,从而构成为电池块10。该电源装置利用冷却板7对方形电池单体1进行强制冷却。
紧固机构6具备从两端面夹着电池层叠体9的一对端板4、连结该端板4的连接杆5。如图2的分解立体图所示,电池层叠体9中,将多个方形电池单体1隔着分隔件3层叠。在图2的电池块10的例子中,层叠有18个方形电池单体1。连接杆5通过将金属板的两端折弯来设置折弯片5A,且整体呈コ状。并且,在端板4上的接受连接杆5的折弯片5A的位置处设有凹陷部。在折弯片5A上设有贯通孔,在端板4上设有螺纹孔,通过拧入止动螺钉19而将连接杆5固定在端板4上。
(电池层叠体9)
图1和图2的电池层叠体9中,利用母线17来连接相邻的方形电池单体1的电极端子13。电池层叠体9通过将方形电池单体1串联连接来提高输出电压,通过将形电池单体1并联连接来增大输出电流。层叠金属制的外装罐的方形电池单体1而成的电池层叠体9中,夹着塑料等绝缘材料的分隔件3而层叠成绝缘状态。层叠塑料等绝缘材料的外装罐的方形电池单体而成的电池层叠体中,可以将分隔件形成为金属板。另外,也可以不夹着分隔件地层叠方形电池单体。
(分隔件3)
电池层叠体9中,在层叠的方形电池单体1之间夹着分隔件3。该电池层叠体9中,方形电池单体1的外装罐为金属制,利用塑料制的分隔件3来绝缘。分隔件3形成为两面能够与方形电池单体1嵌合的形状,能够阻止相邻的方形电池单体1的位置错动而进行层叠。需要说明的是,电池层叠体中,也可以使方形电池单体的外装罐为塑料等绝缘材料,从而不夹着分隔件而固定成层叠状态。
(冷却板7)
图1和图2的电源装置利用冷却板7对各方形电池单体1进行冷却。图中的电源装置中,将冷却板7配置在电池层叠体9的底面,从底面对各方形电池单体1进行冷却。冷却板7由冷却机构8冷却,从而对各方形电池单体1进行强制冷却。而且,图2所示的电池块10中,为了将冷却板7与各方形电池单体1连结成热结合状态,而在方形电池单体1的底面与冷却板7之间配设绝缘性导热片35。该绝缘性导热片35在方形电池单体1与冷却板7之间被压缩而发生变形,以面接触状态与方形电池单体1的底面和冷却板7的表面密接。
冷却板7在内部设有使制冷剂循环的制冷剂路31。制冷剂路31将氟利昂或二氧化碳等制冷剂以液状供给,在内部使制冷剂气化而利用气化热对冷却板7进行冷却。该冷却板7的制冷剂路31与冷却机构8连结。
冷却机构8具备:对在制冷剂路31中气化后的气体状的制冷剂进行加压的压缩机32;对由该压缩机32压缩后的制冷剂进行冷却而使其液化的冷却热交换器33;将由该冷却热交换器33液化后的制冷剂向制冷剂路31供给的膨胀阀34。经由膨胀阀34供给的液状的制冷剂在冷却板7内的制冷剂路31中被气化,利用气化热对冷却板7进行冷却而该制冷剂被向冷却机构8排出。因此,制冷剂在冷却板7的制冷剂路31和冷却机构8中循环,来对冷却板7进行冷却。该冷却机构8利用制冷剂的气化热将冷却板7冷却成低温,但冷却板也可以不依靠气化热来冷却。向该冷却板的制冷剂路供给冷却成低温的盐水等制冷剂,从而不利用制冷剂的气化热,而利用低温的制冷剂直接对冷却板进行冷却。
冷却机构8利用对方形电池单体1的温度进行检测的温度传感器(未图示)来控制冷却板7的冷却状态。即,当方形电池单体1的温度高于预先设定的冷却开始温度时,向冷却板7供给制冷剂来进行冷却,当方形电池单体1低于冷却停止温度时,停止向冷却板7供给制冷剂,从而将方形电池单体1控制在预先设定的温度范围内。
而且,电源装置未必需要经由冷却板来冷却方形电池单体,如图3和图4所示,在相互层叠的方形电池单体1之间设置鼓风间隙57,向该鼓风间隙57强制输送冷却气体,从而也能够对电池块50的方形电池单体1进行冷却。图4所示的电池层叠体59中,在夹在方形电池单体1之间的分隔件53的两面上设有鼓风槽53A,通过该鼓风槽53A在方形电池单体1与分隔件53之间设置出鼓风间隙57。分隔件53以水平方向、换言之以与电池单体1的两侧连结的方式设置鼓风槽53A。这样,在分隔件53上设置的鼓风间隙57将冷却气体沿水平方向输送来冷却方形电池单体1。而且,在图中的分隔件53的两面上以嵌合结构连结方形电池单体1,从而在阻止相邻的方形电池单体1的位置错动的同时进行层叠。
而且,图3的电源装置具备向电池层叠体59的鼓风间隙57强制输送冷却气体来冷却方形电池单体1的冷却机构58。图中的电源装置具备强制鼓风机构58A作为强制输送冷却气体的冷却机构58。而且,图3的电源装置中,为了从强制鼓风机构58A向鼓风间隙57强制鼓风,而在电池块50的两侧的对置位置设置鼓风通道56。该电源装置中,将从强制鼓风机构58A强制输送的冷却气体经由鼓风通道56向鼓风间隙57输送,使该冷却气体通过鼓风间隙57来冷却方形电池单体1。
(方形电池单体1)
方形电池单体1为锂离子二次电池的方形电池。但是,方形电池单体也可以为镍氢电池或镍镉电池等能够充电的所有的二次电池。图5的方形电池单体1具有规定的厚度,且主面11C呈四方形。该方形电池单体1在顶面11A的两端部突出设有正负的电极端子13,在顶面11A的中央部设有安全阀15的开口部16。层叠的方形电池单体1通过利用母线17将相邻的正负的电极端子13连结而彼此串联连接。相邻的方形电池单体1彼此串联连接而成的蓄电池系统能够提高输出电压而增大输出。然而,蓄电池系统中也可以将相邻的方形电池单体并联连接。
(绝缘膜2)
方形电池单体1的除顶面11A以外的面由绝缘膜2覆盖而绝缘。具体而言,利用绝缘膜2覆盖方形电池单体1的除顶面11A以外的面。绝缘膜2优选覆盖主面11C、侧面11D和底面11B的整面。但是,绝缘膜也可以覆盖底面的整面、主面及侧面的除上部以外的部分,或者覆盖底面的整面、主面及侧面的仅底部。这是由于,通过利用绝缘膜将方形电池单体1的底部覆盖,能够防止因附着在外装罐的表面而流下的结露水引起的短路或漏电。顶面11A需要露出以便于对电极端子13进行电连接,因此不利用绝缘膜2覆盖顶面11A。绝缘膜2为将热收缩膜裁断成规定外形的片状而成的物质。作为热收缩膜的绝缘膜2在覆盖外装罐11的表面的状态下被进行加热处理,从而发生热收缩而与外装罐11的表面密接。
在利用这样的绝缘膜2覆盖表面而使方形电池单体1的表面具有绝缘性时,使方形电池单体1的底面11B平坦是尤为重要的。在将方形电池单体插入现有的上下开口成筒状的热收缩片冰对底面进行热熔接的结构中,如图36所示,热熔接部102X从外装罐111的底面111B突出。如图39和图40所示,可以通过将片状的热收缩膜202呈U形弯曲而在内侧收纳方形电池单体201,并对热收缩膜202的两侧进行热熔接来防止热熔接部从外装罐的底面突出这样的缺点。然而,如图40所示,该结构存在热熔接部202X从外装罐211的两侧面211D向外侧突出的缺点。该突出部成为使方形电池单体201的底面211B不均匀的原因,且存在增大方形电池单体201与冷却板的热阻的弊病。
本发明的电源装置的方形电池单体1为了防止该弊病,并使外装罐11的底面11B平坦,如图6至图24所示,将绝缘膜2在外装罐11的侧面11D处折叠,将在外装罐11的侧面11D形成的层叠部25热熔接成水密结构。
图6、图13、图17、及图21的展开图所示的绝缘膜2是连续设有覆盖外装罐11的主面11C的主面覆盖部21、覆盖外装罐11的底面11B的底面覆盖部22和覆盖外装罐11的侧面11D的侧面覆盖部23的一张绝缘性的膜。该绝缘膜2形成为如下形状,即,在一对主面覆盖部21之间设置底面覆盖部22,使侧面覆盖部23从连续的主面覆盖部21和底面覆盖部22的两侧突出。侧面覆盖部23包括:在主面覆盖部21的两侧设置,从主面覆盖部21的侧缘向外侧突出的第一侧面覆盖部23A;在底面覆盖部22的两侧设置,从底面覆盖部22的侧缘向外侧突出的第二侧面覆盖部23B。
如图6、图13、图17、及图21的展开图所示,第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B在交界处不断开而通过连结部24连续。这是由于,若在第一侧面覆盖部与第二侧面覆盖部的交界处切断,而该切断线延伸至第一侧面覆盖部、第二侧面覆盖部、主面覆盖部、底面覆盖部的交点,则容易在该交点处产生针孔,针孔会成为漏水的原因。具有连结部24的绝缘膜2在沿着外装罐11折叠的状态下,不会在前述的交点K处产生针孔。这是由于,连结部24沿着外装罐11的侧面11D的两侧缘立起而成为立起部,来覆盖外装罐11的侧面11D的两侧缘。
图6的绝缘膜2如图7和图8所示,将底面覆盖部22与主面覆盖部21的交界线L1内折,利用底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,利用主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C,而且,将第二侧面覆盖部23B与底面覆盖部22的交界线L2内折,并且,将第一侧面覆盖部23A与主面覆盖部21的交界线L3内折,进而在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24的附近将第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的交界线L4及第一侧面覆盖部23A上的折弯线S1折弯,将第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在外装罐11的侧面11D上折叠。对将第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在外装罐11的侧面11D上折叠而形成的层叠部25以加压状态进行加热,将绝缘膜2熔接成水密结构,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D的整面。
绝缘膜2中,将主面覆盖部21和底面覆盖部22呈直角内折,来覆盖外装罐11的主面11C和底面11B。而且,图示的绝缘膜2中,在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的交界部分、即连结部24处形成以交界线L4和折弯线S1为折弯线路27的直角三角形的折回部26。该折回部26通过将由交界线L4和折弯线S1构成的折弯线路27中的一方内折且将另一方外折,由此层叠在第一侧面覆盖部23A的背面或表面。换言之,折回部26以层叠在第一侧面覆盖部23A的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间的方式折叠,或者以层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间的方式折叠。折回部26与层叠的第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B熔接成水密结构。
图6和图7所示的绝缘膜2中,在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处,在第一侧面覆盖部23A上形成直角三角形的折回部26。该绝缘膜2通过从交界线L1与交界线L3的交点K使折弯线S1在第一侧面覆盖部23A上延长来形成直角三角形的折回部26。图示的绝缘膜2中,将交界线L3与交界线L4所成的角的二等分线作为折弯线S1,从而交界线L4与折弯线S1所成的角α约为45度。由此,夹着折回部26而相互层叠的第一侧面覆盖部23A及第二侧面覆盖部23B、主面覆盖部21、底面覆盖部22成为彼此正交的姿态,从而覆盖外装罐11的一个角部。
图5所示的方形电池单体1的绝缘膜2如图7和图8所示,通过以下的工序覆盖外装罐11的表面。
(1)如图7所示,在使外装罐11的底面11B与绝缘膜的底面覆盖部22对置的状态下,将主面覆盖部21与底面覆盖部22的交界线L1内折,从而由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,由主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C。
(2)如图8的(1)所示,将第二侧面覆盖部23B在与底面覆盖部22的交界线L2处内折,由第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D的底部。
(3)如图8的(2)所示,在连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S1内折,将折回部26层叠在第一侧面覆盖部23A的背面。
(4)如图8的(3)及(4)所示,将第一侧面覆盖部23A在与主面覆盖部21的交界线L3处内折,且将作为折回部26的一边的交界线L4外折,从而由第一侧面覆盖部23A覆盖外装罐11的侧面11D。
(5)将折叠到外装罐11的侧面11D上的第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B的层叠部25熔接成水密结构,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D。
第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B的层叠部25例如通过按压加热器(未图示)的熔接板来熔接。
这里,图5和图8的方形电池单体1中,将在第二侧面覆盖部23B的两侧设置的两方的折回部26在折弯线S1处内折且在交界线L4处外折来进行折叠。由此,绝缘膜2中,将两方的折回部26层叠在第一侧面覆盖部23A的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D的整面。
而且,图9示出将在第二侧面覆盖部23B的两侧设置的两方的折回部26在折弯线S1处外折且在交界线L4处内折来进行折叠的状态。该绝缘膜2中,将两方的折回部26层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D的整面。
并且,图10示出如下这样的状态,即,将在第二侧面覆盖部23B的两侧设置的折回部26中的一方(在图中为右侧)在折弯线S1处外折且在交界线L4处内折,从而将其折叠成层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间,将另一方(在图中为左侧)在折弯线S1处内折且在交界线L4处外折,从而将其折叠成层叠在第二侧面覆盖部23B的表面与第一侧面覆盖部23A的背面之间。
如上所述,折回部26优选设置于第一侧面覆盖部23A,并以与第一侧面覆盖部23A的表面或背面层叠的方式折叠。这是由于,通过折叠成该状态,由此使全部的折弯线路27如图5、图9、及图10所示那样成为从外装罐11的底面11B朝向上方的方向,从而能够在将层叠部25熔接的状态下更可靠地防止水的侵入。
然而,折回部26也可以如图11和图12所示那样设置在第二侧面覆盖部23B上,并以与第二侧面覆盖部23B的表面或背面层叠的方式进行折叠。这是由于,折回部26与第二侧面覆盖部23B的表面或背面熔接而能够防止水的侵入。图11和图12的绝缘膜2如以下方式折叠,即,将在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处设置的折回部26中的一方(在图中为右侧)设置于第二侧面覆盖部23B,并将其层叠在第二侧面覆盖部23B的表面与第一侧面覆盖部23A的背面之间,且将另一方(在图中为左侧)设置于第一侧面覆盖部23A,并将其层叠在第一侧面覆盖部23A的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间。
以上的绝缘膜2在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处形成以第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的交界线L4为折弯线路27的直角三角形的折回部26,但绝缘膜未必需要将第一侧面覆盖部与第二侧面覆盖部的交界线L4作为折弯线路来设置折回部。
图13和图14的绝缘膜2在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处形成以在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的交界线L4的附近设置的折弯线S1和折弯线S2为折弯线路27的三角形的折回部26。图示的绝缘膜2通过从交界线L1与交界线L3的交点K使折弯线S1在第一侧面覆盖部23A上延长且使折弯线S2在第二侧面覆盖部23B上延长,来形成三角形的折回部26。该绝缘膜2中,折弯线S1与折弯线S2所成的角α约为45度。该折回部26也通过将折弯线S1和折弯线S2中的一方内折且将另一方外折而层叠在第一侧面覆盖部23A的背面或表面。即,折回部26以层叠在第一侧面覆盖部23A的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间的方式折叠,或者以层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间的方式折叠。折回部26与层叠的第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B熔接成水密结构。
图15和图16示出如下这样的状态,即,对于在第二侧面覆盖部23B的两侧的连结部24设置的折回部26中的一方(在图中为右侧)的折回部26而言,将折弯线S2内折且将折弯线S1外折,从而将这一方的折回部26折叠成层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间,对于另一方(在图中为左侧)的折回部26而言,将折弯线S2外折且将折弯线S1内折,从而将该另一方的折回部26折叠成层叠在第一侧面覆盖部23A的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间。以上的方形电池单体1通过将折回部26折叠成该状态,也能够使连结部24的折弯线路27成为从外装罐11的底面11B朝向上方的方向,从而能够在将层叠部熔接25的状态下更可靠地防止水的侵入。其中,虽未图示,但绝缘膜中,也可以将在第二侧面覆盖部的两侧的连结部设置的两方的折回部折叠成层叠在第一侧面覆盖部的背面与第二侧面覆盖部的表面之间,还可以将两方的折回部折叠成层叠在第一侧面覆盖部的表面与第二侧面覆盖部的背面之间。
图15和图16的绝缘膜2中,夹着折回部26相互层叠的第一侧面覆盖部23A及第二侧面覆盖部23B、主面覆盖部21、底面覆盖部22也成为彼此正交的姿态,来覆盖方形电池单体的一个角部。尤其是该绝缘膜2如图所示,在外装罐11的侧面11D上层叠第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B的状态下,能够使层叠在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B之间的三角形的折回部26的折弯线路27从交界线L2及交界线L3分离配置。从而,能够减少层叠于外装罐11的侧面11D上的第一侧面覆盖部23A及第二侧面覆盖部23B的与主面覆盖部21或底面覆盖部22的交界线L2、L3附近处的重叠,换言之,能够减薄交界线L2、L3附近的厚度,使层叠部25可靠地熔接。
如图14至图16所示,图13的绝缘膜2通过以下的工序来覆盖外装罐11的表面。
(1)如图14所示,在使外装罐11的底面11B与绝缘膜2的底面覆盖部22对置的状态下,将主面覆盖部21与底面覆盖部22的交界线L1内折,从而由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,且由主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C。
(2)如图15所示,将一方(在图中为右侧)的第一侧面覆盖部23A在与主面覆盖部21的交界线L3处内折来覆盖外装罐11的侧面。
(3)将第二侧面覆盖部23B在与底面覆盖部22的交界线L2处内折,而由第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D的底部。此时,在一方(在图中为右侧)的连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S1外折,且将作为折回部26的另一边的折弯线S2内折,从而将折回部26层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间。
(4)然后,如图16所示,将另一方(在图中为左侧)的第一侧面覆盖部23A在与主面覆盖部21的交界线L3处内折来覆盖外装罐11的侧面。此时,在另一方(在图中为左侧)的连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S1内折,且将作为折回部26的另一边的折弯线S2外折,从而将折回部26层叠在第二侧面覆盖部23B的表面与第一侧面覆盖部23A的背面之间。
(5)将折叠到外装罐11的侧面11D上的第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的层叠部25熔接成水密结构,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D。
第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的层叠部25例如通过按压加热器(未图示)的熔接板来熔接。
图6至图16的绝缘膜中,第一侧面覆盖部23A的突出宽度W1与第二侧面覆盖部23B的突出宽度W2相等,且第一侧面覆盖部23A的前端缘和第二侧面覆盖部23B的前端缘形成为直线状。而且,以上的绝缘膜2中,第一侧面覆盖部23A的突出宽度W1和第二侧面覆盖部23B的突出宽度W2大于外装罐11的侧面11D的横向宽度D的1/2,且小于外装罐11的侧面11D的横向宽度D。由此,能够将第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在外装罐11的侧面11D上可靠地层叠,从而能够无间隙地覆盖侧面11D。该结构的绝缘膜形成为整体的外形为长方形这样简单的外形,从而能够不浪费地有效利用绝缘性的膜来将方形电池单体覆盖成水密结构。
进而,图17的展开图所示的绝缘膜2在第一侧面覆盖部23A上设有从主面覆盖部21的突出宽度宽的宽幅的侧面覆盖部23a和突出宽度窄的窄幅的侧面覆盖部23b,从而能够由第一侧面覆盖部23A覆盖外装罐11的侧面11D的大致整面。该绝缘膜2中,使宽幅的侧面覆盖部23a的突出宽度W3大致等于外装罐11的侧面11D的横向宽度D,由此能够覆盖外装罐11侧面11D的大致整面。窄幅的侧面覆盖部23b的突出宽度W4与底面覆盖部22的突出宽度W5相等。而且,在窄幅的侧面覆盖部23b与底面覆盖部22的交界处设置连结部24,从而形成为将两者以相同的突出宽度连续的形状。图中的绝缘膜由于底面覆盖部22的突出宽度W5与窄幅的侧面覆盖部23b的突出宽度W4相等,因此能够不浪费地有效利用绝缘膜来将方形电池单体覆盖成水密结构。但是,绝缘膜中,底面覆盖部的突出宽度W5也可以与宽幅的侧面覆盖部的突出宽度W3相等。该绝缘膜通过扩大层叠部而能够提高水密结构的可靠性。
图17的绝缘膜2也在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处设置三角形的折回部26,按照作为该折回部26的两边的折弯线路27折弯而将第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B在外装罐11的侧面11D上层叠。图17和图18的绝缘膜2中,在窄幅的侧面覆盖部23b与第二侧面覆盖部23B的连结部24处,在窄幅的侧面覆盖部23b上设置直角三角形的折回部26,且在宽幅的侧面覆盖部23a与第二侧面覆盖部23B的连结部24处,在第二侧面覆盖部23B上设置直角三角形的折回部26。该折回部26通过将由交界线L4和折弯线S1构成的折弯线路27中的一方内折且将另一方外折,而层叠在第一侧面覆盖部23A的表面或背面。
如图18至图20所示,图17的绝缘膜2通过以下的工序来覆盖外装罐11的表面。
(1)如图18所示,在使外装罐11的底面11B与绝缘膜2的底面覆盖部22对置的状态下,将主面覆盖部21与底面覆盖部22的交界线L1内折,从而由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,由主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C。
(2)如图19所示,将窄幅的侧面覆盖部23b在与主面覆盖部21的交界线L3处内折来覆盖外装罐11的侧面11D的侧缘部。
(3)将第二侧面覆盖部23B在与底面覆盖部22的交界线L2处内折,而由第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D的底部。此时,在第二侧面覆盖部23B与窄幅的侧面覆盖部23b的连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S1内折,且将作为折回部26的另一边的交界线L4外折,从而将折回部26层叠在第一侧面覆盖部23A的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间。
(4)然后,如图20所示,将宽幅的侧面覆盖部23a在与主面覆盖部21的交界线L3处内折来覆盖外装罐11的侧面11D。此时,在侧面覆盖部23a与宽幅的侧面覆盖部23a的连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S1外折,且将作为折回部26的另一边的交界线L4内折,从而将折回部26层叠在第二侧面覆盖部23B的表面与第一侧面覆盖部23A的背面之间。
(5)将折叠到外装罐11的侧面11D上的窄幅的侧面覆盖部23b、第二侧面覆盖部23B和宽幅的侧面覆盖部23a的层叠部25熔接成水密结构,从而由窄幅的侧面覆盖部23b、第二侧面覆盖部23B和宽幅的侧面覆盖部23a来覆盖外装罐11的侧面11D。
窄幅的侧面覆盖部23b、第二侧面覆盖部23B和宽幅的侧面覆盖部23a的层叠部25例如通过按压加热器(未图示)的熔接板来熔接。
图20的方形电池单体1中,在外装罐11的侧面11D上层叠的窄幅的侧面覆盖部23b、第二侧面覆盖部23B和宽幅的侧面覆盖部23a中,以宽幅的侧面覆盖部23a成为最表面侧的方式进行层叠。该方形电池单体1由于通过突出宽度W3与外装罐11的侧面11D的横向宽度D大致相等的宽幅的侧面覆盖部23a来覆盖外装罐11的侧面11D的表面侧的大致整面,因此形成为侧面11D的覆盖部流畅的整洁的外观。但是,绝缘膜未必一定要以宽幅的侧面覆盖部成为最表面侧的方式层叠,也可以将窄幅的侧面覆盖部和第二侧面覆盖部层叠在宽幅的侧面覆盖部的表面侧。
图6至图20的绝缘膜2通过第一侧面覆盖部23A来覆盖外装罐11的侧面11D的大致整体。以上的绝缘膜2中,不使第二侧面覆盖部23B从底面覆盖部22较大地突出,而由突出宽度小的细长的第二侧面覆盖部23B和第一侧面覆盖部23A来覆盖外装罐11的侧面11D。
进而,图21的展开图所示的绝缘膜2通过第二侧面覆盖部23B来覆盖外装罐11的侧面11D的大致整体。图21的绝缘膜2中,使第二侧面覆盖部23B的突出宽度W5等于第一侧面覆盖部23A的长度L,从而能够由第二侧面覆盖部23B来覆盖外装罐11的侧面11D的大致整面。该绝缘膜2如图22至图24所示,将底面覆盖部22与主面覆盖部21的交界线L1内折,而由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,且由主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C,然后,将第二侧面覆盖部23B与底面覆盖部22的交界线L2内折,而由第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D。该图中的绝缘膜2由于覆盖外装罐11的主面11C和侧面11D的大致整面,因此使第二侧面覆盖部23B的突出宽度W5大致等于外装罐11的侧面11D的高度。
而且,该绝缘膜2中,第一侧面覆盖部23A由从主面覆盖部21的侧缘突出的主面侧的覆盖部23x和在第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的连结部24处从第二侧面覆盖部23B的侧缘突出的侧面侧的覆盖部23y构成。该绝缘膜2在由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,由主面覆盖部21覆盖主面11C且由第二侧面覆盖部23B覆盖侧面11D的状态下,将从主面覆盖部21的侧缘突出的主面侧的覆盖部23x与第二侧面覆盖部23B的侧缘突出的侧面侧的覆盖部23y层叠,且将该层叠部25A熔接来阻止水的侵入。图21的绝缘膜2中,主面侧的覆盖部23x的突出宽度W6与侧面侧的覆盖部23y的突出宽度W7相等,在它们的交界部分的折弯线S1处折弯而相互层叠。而且,第一侧面覆盖部23A中,主面侧的覆盖部23x的突出宽度W6和侧面侧的覆盖部23y的突出宽度W7比外装罐11的侧面11D的横向宽度D窄。主面侧的覆盖部23x的突出宽度W6和侧面侧的覆盖部23y的突出宽度W7等于或小于外装罐11的侧面11D的横向宽度D的1/2。该绝缘膜2中,折叠而层叠的层叠部25的最大层叠数为三层,从而能够更稳定且可靠地将层叠部25熔接成水密结构。以上的绝缘膜2中,相互层叠的主面侧的覆盖部23x和侧面侧的覆盖部23y被折叠到覆盖外装罐11的侧面11D的第二侧面覆盖部23B的表面上,并将第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的层叠部25熔接成水密结构。
如图22至图24所示,图21的绝缘膜2通过以下的工序来覆盖外装罐11的表面。
(1)如图22所示,在使外装罐11的底面11B与绝缘膜的底面覆盖部22对置的状态下,将主面覆盖部21与底面覆盖部22的交界线L1内折,从而由底面覆盖部22覆盖外装罐11的底面11B,且由主面覆盖部21覆盖外装罐11的主面11C。
(2)将第二侧面覆盖部23B在与底面覆盖部22的交界线L2处内折,而由第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D。
(3)如图23所示,将第一侧面覆盖部23A在主面侧的覆盖部23x与侧面侧的覆盖部23y的交界线即折弯线S1处内折,使主面侧的覆盖部23x与侧面侧的覆盖部23y相互层叠。
(4)如图24所示,将主面侧的覆盖部23x在与主面覆盖部21的交界线L3处内折,且将侧面侧的覆盖部23y在与第二侧面覆盖部23B的交界线L4处外折,从而将相互层叠的主面侧的覆盖部23x和侧面侧的覆盖部23y折叠到第二侧面覆盖部23B的表面上。
(5)将折叠到外装罐11的侧面11D上的第二侧面覆盖部23B、主面侧的覆盖部23x和侧面侧的覆盖部23y的层叠部25熔接成水密结构,从而由第一侧面覆盖部23A和第二侧面覆盖部23B覆盖外装罐11的侧面11D。
第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的层叠部25例如通过按压加热器(未图示)的熔接板来熔接。
以上的绝缘膜2具有如下特征:在第一侧面覆盖部23A中设置从第二侧面覆盖部23B的侧缘突出的侧面侧的覆盖部23y,并将该侧面侧的覆盖部23y与第一侧面覆盖部23A的主面侧的覆盖部23x层叠,因此能够更可靠地将主面覆盖部21与第二侧面覆盖部23B的交界部分水密性地覆盖。然而,虽未图示,但绝缘膜中,也可以在第一侧面覆盖部中不设置从第二侧面覆盖部的侧缘突出的侧面侧的覆盖部,而由第二侧面覆盖部覆盖外装罐的侧面的大致整面,且在该第二侧面覆盖部上层叠从主面覆盖部突出的第一侧面覆盖部,从而将主面覆盖部与第二侧面覆盖部的交界部分水密性地覆盖。
而且,图7至图12、图14至图16、图18至图20、及图22至图24示出如下状态:在利用绝缘膜2覆盖外装罐11的工序中,在将外装罐11配置于绝缘膜2的内侧的状态下,将绝缘膜2在规定的位置处折弯来覆盖外装罐11的底面11B、主面11C及侧面11D。上述方形电池单体1通过将加热器(未图示)的熔接板沿着外装罐11的侧面11D按压而将第一侧面覆盖部23A与第二侧面覆盖部23B的层叠部25热熔接。然而,对方形电池单体而言,也可以不在绝缘膜的内侧配置外装罐,而将绝缘膜在规定的位置处朝向规定的方向折弯,且将层叠部熔接而使整体的形状成为袋状,之后将方形电池单体向该成形为袋状的绝缘膜的内部插入,从而由绝缘膜覆盖方形电池单体的外装罐的底面、主面及侧面。将该绝缘膜在规定的位置处朝向规定的方向折弯,并利用加热器(未图示)的熔接板夹着在与外装罐的侧面对置的位置处形成的层叠部的两面而进行热熔接。该方法能够极力减少在将绝缘膜热熔接的工序中热量对外装罐的影响。如上所述,由绝缘膜2覆盖了外装罐11的方形电池单体1中,使绝缘膜2热收缩,进而使其与外装罐11的表面密接。
而且,图21所示的绝缘膜2在图23所示的上述(3)的工序中,也可以利用加热器(未图示)的熔接板从两面夹着在外装罐11的侧缘层叠的主面侧的覆盖部23x与侧面侧的覆盖部23y的层叠部25A而进行热熔接。该结构能够极力减少热量对外装罐11的影响,同时能够将主面侧的覆盖部23x与侧面侧的覆盖部23y的层叠部25A更可靠地熔接而形成为水密结构。熔接后的层叠部25A被折叠到第二侧面覆盖部23B的表面上,从而与外装罐11的侧面11D层叠。折叠到外装罐11的侧面11D上的层叠部25A与第二侧面覆盖部23B的表面熔接或粘接。
进而,图25的展开图所示的绝缘膜2中,由在第二侧面覆盖部23B的两侧设置的第一侧面覆盖部23A中的一方覆盖外装罐的侧面的大致整面,且将该第一侧面覆盖部23A的前端部与另一方的第一侧面覆盖部23A熔接,从而覆盖外装罐的表面。图25所示的绝缘膜2中,在第二侧面覆盖部23B的两侧设置的第一侧面覆盖部23A由覆盖外装罐11的侧面11D的大致整面的主侧面覆盖部23m和与该主侧面覆盖部23m的前端部熔接的副侧面覆盖部23s构成。图示的绝缘膜2中,主侧面覆盖部23m的突出宽度W8、副侧面覆盖部23s的突出宽度W9及第二侧面覆盖部23B的突出宽度W10大于外装罐11的侧面11D的横向宽度D,且主侧面覆盖部23m的前端缘、第二侧面覆盖部23B的前端缘和副侧面覆盖部23s的前端缘形成为直线状。该绝缘膜的整体外形形成为长方形而能够简单地制造。
主侧面覆盖部23m的突出宽度W8大于外装罐11的侧面11D的横向宽度D是为了,在由主侧面覆盖部23m覆盖了外装罐11的侧面11D的状态下,将主侧面覆盖部23m的前端部与副侧面覆盖部23s层叠。图中的主侧面覆盖部23m在从与主面覆盖部21的交界线L3突出的突出宽度等于侧面11D的横向宽度D的位置处设有折弯线S4,将该折弯线S4的前端部分作为向副侧面覆盖部23s层叠的层叠连结部28。这里,副侧面覆盖部23s的突出宽度W9只要具有与副侧面覆盖部23s的层叠连结部28层叠的突出宽度即可,因此也可以小于外装罐11的侧面11D的横向宽度D。
而且,图中的绝缘膜2在主侧面覆盖部23m与第二侧面覆盖部23B的连结部24处形成有以折弯线S1和折弯线S2为折弯线路27的三角形的折回部26。图中的绝缘膜2中,从交界线L1与交界线L3的交点K使折弯线S1在主侧面覆盖部23m上延长,且使折弯线S2在第二侧面覆盖部23B上延长,从而形成三角形的折回部26。该绝缘膜2中,折弯线S1与折弯线S2所成的角α约为45度。该折回部26通过将折弯线S1和折弯线S2中的一方内折且将另一方外折而层叠在主侧面覆盖部23m的背面或表面。即,折回部26以层叠在主侧面覆盖部23m的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间的方式折叠,或者以层叠在主侧面覆盖部23m的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间的方式层叠。该绝缘膜2中设有不以主侧面覆盖部23m与第二侧面覆盖部23B的交界线L4为折弯线路27的折回部26,因此在将主侧面覆盖部23m与第二侧面覆盖部23B层叠的状态下,能够使层叠在主侧面覆盖部23m与第二侧面覆盖部23B之间的三角形的折回部26的折弯线路27从交界线L2及交界线L3分离配置。因此,能够减少层叠于外装罐11的侧面11D上的主侧面覆盖部23m及第二侧面覆盖部23B的交界线L2、L3附近处的重叠,从而能够将层叠部25可靠地熔接。然而,绝缘膜中也可以将以主侧面覆盖部与第二侧面覆盖部的交界线L4为折弯线路的折回部设置在主侧面覆盖部与第二侧面覆盖部的连结部上。
进而,图中的绝缘膜2在副侧面覆盖部23s与第二侧面覆盖部23B的连结部24处形成有以副侧面覆盖部23s与第二侧面覆盖部23B的交界线L4及副侧面覆盖部23s上的折弯线S3为折弯线路27的直角三角形的折回部26。该折回部26通过将折弯线S3内折且将交界线L4外折而与副侧面覆盖部23s的背面层叠。
如图26至图29所示,图25的绝缘膜2通过以下的工序成形为袋状。
(1)如图26所示,将设有主侧面覆盖部23m的主面覆盖部21与底面覆盖部22的交界线L1内折,且将主侧面覆盖部23m与主面覆盖部21的交界线L3内折。
(2)如图27所示,在主侧面覆盖部23m与第二侧面覆盖部23B的连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S1外折,且将作为折回部26的另一边的折弯线S2内折,从而将折回部26层叠在主侧面覆盖部23m的表面与第二侧面覆盖部23B的背面之间。
(3)如图27的箭头所示,利用加热器(未图示)的熔接板从两面夹着隔着折回部26层叠的主侧面覆盖部23m与第二侧面覆盖部23B的层叠部25而进行热熔接。
(4)如图28所示,将设有副侧面覆盖部23s的主面覆盖部21与底面覆盖部22的交界线L1内折,且在副侧面覆盖部23s与第二侧面覆盖部23B的连结部24处,将作为折回部26的一边的折弯线S3内折,并将作为折回部26的另一边的交界线L4外折,且将主侧面覆盖部23m的折弯线S4外折,从而将主侧面覆盖部23m的层叠连结部28与副侧面覆盖部23s层叠。此时,以使主侧面覆盖部23m的折弯线S4与副侧面覆盖部23s和主面覆盖部21的交界线L3重叠的方式进行层叠。
(5)如图28的箭头所示,利用加热器(未图示)的熔接板从两面夹着主侧面覆盖部23m的层叠连结部28与副侧面覆盖部23s的层叠部25而进行热熔接。
(6)如图29的虚线所示,将副侧面覆盖部23s的前端部沿着热熔接后的层叠部25的侧缘剪切除去。
(7)如图29的箭头所示,将剪切了副侧面覆盖部23s的前端部的层叠部25折叠而层叠在主侧面覆盖部23m的表面上。折叠后的层叠部25与主侧面覆盖部23m的表面熔接或粘接。
并且,图25的绝缘膜2在上述的(2)工序中,也可以如图30所示,将作为折回部26的一边的折弯线S1内折,且将作为折回部26的另一边的折弯线S2外折,从而将折回部26层叠在主侧面覆盖部23m的背面与第二侧面覆盖部23B的表面之间。该绝缘膜2也与上述的(3)至(7)的工序同样而成形为袋状。
向如上那样成形为袋状的绝缘膜2的内部插入方形电池单体的外装罐,从而由绝缘膜覆盖外装罐的底面、主面及侧面。而且,使插入有外装罐的绝缘膜热收缩而与外装罐的表面密接。
以上的电源装置可以作为车载用的电源来利用。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而行驶的混合动力机动车或插电式混合动力机动车、或者仅通过电动机而行驶的电动机动车等电动车辆,以上的电源装置可以作为上述车辆的电源来使用。
(混合动力车用电源装置)
图31示出在通过发动机和电动机这两方而行驶的混合动力机动车中搭载电源装置的例子。该图所示的搭载有电源装置90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;向电动机93供给电力的电源装置90;对电源装置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与电动机93和发电机94连接。车辆HV在对电源装置90的电池进行充放电的同时通过电动机93和发动机96这两方而行驶。电动机93在发动机效率差的区域、例如加速时或低速行驶时被驱动而使车辆行驶。电动机93由电源装置90供给电力来驱动。发电机94由发动机96驱动,或者由对车辆施加制动时的再生制动驱动,来对电源装置90的电池进行充电。
(电动机动车用电源装置)
另外,图32示出在仅通过电动机而行驶的电动机动车中搭载电源装置的例子。该图所示的搭载有电源装置90的车辆EV具备:使车辆EV行驶的行驶用的电动机93;向该电动机93供给电力的电源装置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与电动机93和发电机94连接。电动机93由电源装置90供给电力来驱动。发电机94由对车辆EV进行再生制动时的能量来驱动,而对电源装置90的电池进行充电。
(蓄电用电源装置)
另外,本发明的电源装置的用途没有特定为使车辆行驶的电动机的电源。本发明的电源装置可以作为利用太阳光发电或风力发电等发出的电力来对电池进行充电而蓄电的蓄电装置用的电源使用,或者也可以作为利用夜间的深夜电力来对电池进行充电而蓄电的蓄电装置用的电源使用。利用深夜电力充电的电源装置利用发电站的剩余电力即深夜电力来充电,而在电力负载变大的白天输出电力,从而能够将白天的峰值电力限制得小。而且,电源装置也能够作为利用太阳能电池的输出和深夜电力这两方来充电的电源使用。该电源装置有效地利用太阳能电池发出的电力和深夜电力这两方,从而能够在考虑天气或消耗电力的同时效率良好地蓄电。
图33所示的蓄电装置利用商用电源的深夜电力或太阳能电池等充电用电源85来对电源装置80的电池进行充电,并使电源装置80的电池放电而向负载81的DC/AC逆变器82供给电力。因此,图中的蓄电装置具备充电模式和放电模式。充电用电源85经由充电开关86与电源装置80连接,DC/AC逆变器82经由放电开关84与电源装置80连接。放电开关84及充电开关86的接通/断开由电源装置80的控制电路87来切换。在充电模式下,控制电路87将充电开关86切换为接通,且将放电开关84切换为断开,从而利用从充电用电源85供给的电力对电源装置80的电池进行充电。当电源装置80充电完成而成为满充电,或者充入了规定值以上的容量时,控制电路87将充电开关86切换为断开而停止充电。另外,在放电模式下,控制电路87将放电开关84切换为接通,且将充电开关86切换为断开,从而从电源装置80向负载81供给电力。由电源装置80供给电力的负载81经由DC/AC逆变器82而将来自电源装置80的电力向电气设备83供给。在电源装置80的电池的剩余容量降低至规定的容量时,控制电路87将放电开关84切换为断开而停止放电。而且,蓄电装置可以根据需要将充电开关86和放电开关84这两方接通,而同时进行对负载81的电力供给和向电源装置80的充电。
【工业实用性】
本发明涉及的电源装置能够适用利用作为可切换EV行驶模式与HEV行驶模式的插电式混合动力电动机动车或混合动力式电动机动车、电动机动车等的电源装置。并且,也能够适合利用于可搭载在计算机服务器的机架上的备用电源装置、便携式电话等的无线电台用的备用电源装置、家庭内用、工厂用的蓄电用电源、路灯的电源等与太阳能电池组合的蓄电装置、信号机等的备用电源用等用途。

Claims (13)

1.一种电源装置,其具备:
多个方形电池单体(1);
将多个方形电池单体(1)固定成层叠状态的紧固机构(6),
所述电源装置的特征在于,
方形电池单体(1)具备:
由顶面(11A)、底面(11B)、一对主面(11C)和一对侧面(11D)构成的方形的外装罐(11);
覆盖外装罐(11)的主面(11C)、侧面(11D)和底面(11B)的绝缘膜(2),
绝缘膜(2)由连续设有主面覆盖部(21)、底面覆盖部(22)和侧面覆盖部(23)的一张绝缘性的膜构成,其中,所述主面覆盖部(21)覆盖外装罐(11)的主面(11C),所述底面覆盖部(22)覆盖外装罐(11)的底面(11B),所述侧面覆盖部(23)覆盖外装罐(11)的侧面(11D),
该绝缘膜(2)形成为在一对主面覆盖部(21)之间设置底面覆盖部(22),且使侧面覆盖部(23)从连续的主面覆盖部(21)和底面覆盖部(22)的两侧突出的形状,
并且,侧面覆盖部(23)由从主面覆盖部(21)的侧缘突出的第一侧面覆盖部(23A)和从底面覆盖部(22)向外侧突出的第二侧面覆盖部(23B)构成,
第一侧面覆盖部(23A)和第二侧面覆盖部(23B)在主面覆盖部(21)和底面覆盖部(22)的两侧缘部不断开而通过连结部(24)连续,
将底面覆盖部(22)与主面覆盖部(21)的交界线(L1)内折,从而由底面覆盖部(22)覆盖外装罐(11)的底面(11B),并由主面覆盖部(21)覆盖外装罐(11)的主面(11C),
并且,将第二侧面覆盖部(23B)与底面覆盖部(22)的交界线(L2)内折,且将第一侧面覆盖部(23A)与主面覆盖部(21)的交界线(L3)内折,并且将第一侧面覆盖部(23A)与第二侧面覆盖部(23B)的连结部(24)的附近折弯,从而将第一侧面覆盖部(23A)和第二侧面覆盖部(23B)在外装罐(11)的侧面(11D)上折叠,并将层叠部(25)熔接成水密结构,从而由第一侧面覆盖部(23A)和第二侧面覆盖部(23B)覆盖外装罐(11)的侧面(11D),
多个方形电池单体(1)以底面(11B)在同一平面上排列的姿态由紧固机构(6)紧固成层叠状态。
2.根据权利要求1所述的电源装置,其中,
在所述第一侧面覆盖部(23A)与第二侧面覆盖部(23B)的连结部(24)的附近折弯的折弯线路(27)成为从外装罐(11)的底面(11B)朝向上方的方向。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置,其中,
所述第一侧面覆盖部(23A)由从所述主面覆盖部(21)的突出宽度宽的宽幅的侧面覆盖部(23a)和突出宽度窄的窄幅的侧面覆盖部(23b)构成,将所述宽幅的侧面覆盖部(23a)的一部分层叠在所述窄幅的侧面覆盖部(23b)和所述第二侧面覆盖部(23B)上,并将层叠部(25)熔接成水密结构,
由所述宽幅的侧面覆盖部(23a)、所述窄幅的侧面覆盖部(23b)和所述底面覆盖部(22)覆盖所述外装罐(11)的侧面(11D)。
4.根据权利要求3所述的电源装置,其中,
所述窄幅的侧面覆盖部(23b)的突出宽度(W4)与所述底面覆盖部(22)的突出宽度(W5)相等,且所述宽幅的侧面覆盖部(23a)的突出宽度(W3)与所述外装罐(11)的侧面(11D)的横向宽度(D)大致相等,
所述窄幅的侧面覆盖部(23b)与所述底面覆盖部(22)以相同的突出宽度连续。
5.根据权利要求4所述的电源装置,其中,
将所述窄幅的侧面覆盖部(23b)和所述第二侧面覆盖部(23B)在它们的交界部分折弯而在所述外装罐(11)的表面上层叠,并且将所述宽幅的侧面覆盖部(23a)和所述第二侧面覆盖部(23B)在它们的交界部分折弯而在所述外装罐(11)的表面上层叠,且将所述层叠部(25)熔接成水密结构。
6.根据权利要求1所述的电源装置,其中,
所述第二侧面覆盖部(23B)的突出宽度(W5)与所述第一侧面覆盖部(23A)的长度(L)相等,
所述第一侧面覆盖部(23A)和所述第二侧面覆盖部(23B)在所述外装罐(11)的侧面(11D)上层叠成水密结构。
7.根据权利要求6所述的电源装置,其中,
所述第一侧面覆盖部(23A)具备:从所述主面覆盖部(21)的侧缘突出的主面侧的覆盖部(23x);在所述第一侧面覆盖部(23A)与所述第二侧面覆盖部(23B)的连结部(24)处从所述第二侧面覆盖部(23B)的侧缘突出的侧面侧的覆盖部(23y),
所述主面侧的覆盖部(23x)的突出宽度(W6)和所述侧面侧的覆盖部(23y)的突出宽度(W7)比外装罐(11)的侧面(11D)的横向宽度(D)窄,
将所述主面侧的覆盖部(23x)和所述侧面侧的覆盖部(23y)在它们的交界部分折弯而相互层叠。
8.根据权利要求7所述的电源装置,其中,
所述主面侧的覆盖部(23x)的突出宽度(W6)与所述侧面侧的覆盖部(23y)的突出宽度(W7)相等。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的电源装置,其中,
所述绝缘膜(2)为热收缩膜。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的电源装置,其中,
所述电源装置具备在各方形电池单体(1)的底面(11B)上固定成热结合状态的冷却板(7),通过冷却板(7)对方形电池单体(1)进行强制冷却。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的电源装置,其中,
所述电源装置为车辆用的电源装置。
12.根据权利要求1~10中任一项所述的电源装置,其中,
所述电源装置为蓄电用的电源装置。
13.一种车辆,其具备权利要求1~11中任一项所述的电源装置。
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