CN103534834A - 电池组及车辆 - Google Patents

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Abstract

（课题）目的是抑制构成电池组的多个圆筒形状的单电池的位置偏移。（技术方案）电池组的特征在于，具有：多个圆筒形状的单电池，其在包含径向的面内排列且分别具备在周向上延伸的槽部；和固定板，其具备卡合部，该卡合部通过与所述各单电池的各所述槽部卡合而固定所述多个单电池。这里，也可以在所述固定板上固定将相邻的所述单电池的端子电极电连接的总线。

Description

电池组及车辆
技术领域
本发明涉及将多个圆筒形状的单电池连接起来而成的电池组等。
背景技术
作为电动车、混合动力车等的驱动电源或辅助电源，已知将多个单电池电连接而成的电池。专利文献1公开了以下固定结构：在形成有电池收置部的模块壳体上形成有多个端子开口和与该端子开口相对应的粘接剂填充孔和粘接剂流出部，从粘接剂填充孔填充的粘接剂经粘接剂流出部流出到端子开口，并将收置于电池收置部的圆筒形电池的端部与开口周壁接合固定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－306564号公报；
专利文献2：日本特开2009－146692号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的是抑制构成电池组的多个圆筒形状的单电池的位置偏移。
用于解决问题的技术方案
为解决上述问题，本发明涉及的电池组，（1）其特征在于，具有：多个圆筒形状的单电池，其在包含径向的面内排列且分别具备在周向上延伸的槽部；和固定板，其具备卡合部，该卡合部通过与所述各单电池的各所述槽部卡合而固定所述多个单电池。
（2）在上述（1）的构成中，能够在所述固定板上固定有将相邻的所述单电池的端子电极电连接的总线。根据（2）的构成，通过相对于固定多个单电池的固定板固定总线，而抑制端子电极与总线的连接不良。
（3）在上述（2）的构成中，所述总线形成为平板状，且具备分别焊接所述多个单电池的所述各端子电极的多个焊接部。根据（3）的构成，由于在一个平板状的总线上连接各端子电极，因此与在相邻的端子电极上连接独立的总线的方法相比，使总线的连接作业简化。
（4）在上述（1）～（3）的构成中，所述单电池包括圆筒形状的壳体和设置于所述壳体的内部的发电元件，所述槽部是向所述壳体的内侧方向突出的突出部，使一个端子电极与另一个端子电极之间绝缘的衬垫位于所述壳体内的所述突出部。根据（4）的构成，能使槽部兼具备作为用于固定单电池的固定部的作用和作为用于设置衬垫的设置部的作用。
（5）在上述（1）～（3）的构成中，所述槽部能够形成于所述端子电极。
（6）在上述（1）～（5）的构成中，所述固定板具备分别插入所述多个单电池的多个固定板开口部，通过在所述各固定板开口部中插入所述各单电池而使所述卡合部和所述槽部卡合。根据（6）的构成，仅通过向固定板开口部插入单电池，便能简单地将单电池相对于固定板固定。
（7）在上述（6）的构成中，所述卡合部是从所述固定板的配置所述多个单电池侧的面突出的能弹性变形的爪部。根据（7）的构成，通过爪部与槽部卡合，而抑制单电池的长度方向的位置偏移。再有，通过作用于爪部和槽部之间的摩擦力，而能抑制单电池绕轴旋转。
（8）在上述（7）的构成中，所述爪部沿所述固定板开口部的周向至少设置有三个，且在所述周向上相邻的所述爪部的间隔为大体相等的间隔。根据（8）的构成，能更有效地抑制单电池的位置偏移。
（9）在上述（6）的构成中，所述卡合部形成也可以是在所述固定板开口部的内表面形成并沿该固定板开口部的周向延伸的能弹性变形的爪部。根据（9）的构成，通过爪部与槽部卡合，而抑制单电池的长度方向的位置偏移。再有，通过作用于爪部和槽部之间的摩擦力，而能抑制单电池绕轴旋转。
（10）上述（1）～（9）的电池组能搭载于车辆上。在车辆行驶时对电池组施加振动的情况下，能抑制单电池的位置偏移。
发明效果
根据本发明，能抑制构成电池组的多个圆筒形状的单电池的位置偏移。
附图说明
图1是电池组的分解立体图。
图2是表示爪部在单电池的突出部卡合的状态的单电池的一部分的剖视图。
图3是将在图1中由虚线表示的固定板的一部分的区域放大的放大图。
图4是电池组的组装完成图。
图5是将单电池固定于固定板时的爪部的动作说明图。
图6是实施方式2的电池组的分解立体图。
图7是将在图6中由虚线表示的固定板的一部分的区域放大的放大图。
图8是表示实施方式3涉及的单电池的固定方法的图。
图9是变形例1涉及的单电池的剖视图。
图10是变形例3涉及的电池组的分解立体图。
具体实施方式
（实施方式1）
参照附图来说明本实施方式涉及的电池组。图1是电池组的分解立体图。图2是表示爪部在单电池的外周面向内侧突出而形成的突出部卡合的状态的单电池的一部分的剖视图。再有，该突出部在从单电池的外侧观察的情况下视觉识别为槽部。电池组1包括多个单电池2、固定板3及总线（busbar）4。单电池2是圆筒形状的电池。多个单电池2在包括单电池2的径向的面内排列。单电池2包括电池壳体21、正极端子22、负极端子23及发电元件27。在电池盒21的内部，收置有发电元件25。发电元件25包括正极体、负极体和配置于正极体与负极体之间的分隔体。在分隔体中含浸有电解液。单电池2也可以是镍氢电池、锂离子电池等二次电池。电池组1能对于混合动力车、电动车等车辆作为驱动电源或辅助电源来搭载。
阀板24由正极端子22及封口板25夹持。封口板25的外缘夹持正极端子22的外缘及阀板24的外缘。封口板25设置成用于封闭电池壳体21的开口部，在封口板25与电池壳体21之间，配置有衬垫26。由此，单电池2的内部成为密闭状态。
衬垫26由绝缘材料形成，使正极端子22与电池壳体21成为绝缘状态。绝缘材料也可以是树脂。在电池壳体21的外周面，形成有向径向内侧突出的突出部21A。突出部21A在电池壳体21的全周延伸。衬垫26的一部分位于处于电池壳体21内的突出部21A之上。在沿Z轴方向观察时，封孔板25的端部（X轴方向的端部）设置于与突出部21A重叠的位置。由此，能在突出部21A支撑正极板22、阀板24及封孔板25。
电池壳体21用作负极端子23。封口板25具有贯穿封口板25的气体通路25a，正极端子22具有贯穿正极端子22的排出口22a。封口板25及发电元件27经导线28连接。由此，能将在发电元件27得到的电力经正极端子22输出。
若从发电元件27产生气体，则气体通过气体通路25a进入在封口板25与阀板24之间形成的空间S1。若单电池2的内压达到阀板24的工作压，则阀板24破裂，气体移动到在正极端子22与阀板24之间形成的空间S2。移动到空间S2的气体通过形成于正极端子22的排出口22a而排出到单电池2的外部。
接下来，参照图1至图3来说明爪部的详情。图3是将在图1中由虚线表示的固定板的一部分的区域放大的放大图。固定板3在与各单电池2相对的位置具备固定板开口部31。在沿固定板3的板厚方向观察时，固定板开口部31形成为大体圆形。在固定板3的一个面，设有向单电池2所在的一侧突出的爪部32。在爪部32的顶端部，形成有在沿单电池2的长度方向观察时向固定板开口部31所在的一侧突出的突出部32A。
在固定板3中的避开固定板开口部31及爪部32的位置，形成有多个紧固孔部33。该紧固孔部33在固定板3的两端部各设有两个。紧固孔部33形成为在固定板3的板厚方向上比固定板3厚。固定板3也可以是绝缘性的树脂。在用树脂构成固定板3的情况下，可用注射模塑成型法来形成爪部32、固定板开口部31等。由此，能简单地制造呈复杂形状的固定板3。
总线4形成为平板状，在与各单电池2相对的区域，形成有分别焊接各正极端子22的多个焊接部41A。焊接部41A是包含总线4的面内方向上的一个端部被悬臂支撑的结构。在总线4，形成有用于插穿紧固螺栓110的插穿开口部42。插穿开口部42与固定板3的紧固孔部33相对。通过将紧固螺栓110从插穿开口部42插穿，并紧固于紧固孔部33，从而将多个单电池2、固定板3及总线4一体化。在总线4的上端部，形成有总正极端子43。
接下来，参照图2、图4及图5来说明电池组的组装方法。图4是电池组的组装完成图。图5是与图2相对应的图，也是将单电池固定于固定板时的爪部的动作说明图。若将单电池2向固定板3的固定板开口部31压入，则如图5所示，爪部32抵接于单电池2的径向的端部，而向从固定板开口部31远离侧弹性变形。若将电池组2进一步压入，则爪部32沿电池壳体21的外表面滑动，并与突出部21A卡合。这样，根据本实施方式的构成，仅通过向固定板开口部31插入单电池2，便能简单地使爪部32相对于突出部21A卡合。由此，能简单地固定单电池2。这里，在向单电池2施加长度方向的振动时，由于爪部32与突出部21A的壁面抵接，从而限制单电池2的位置偏移。此外，在对单电池2施加围绕轴的力的情况下，摩擦力作用于突出部21A与爪部32之间，因此抑制单电池2绕轴旋转。由此，可抑制单电池2和总线4的连接不良。
此外，对于突出部21A，能使其兼具作为用于将单电池2固定的固定部的作用和作为用于设置衬垫26的设置部的作用。由此，可简化固定结构，并降低成本。
这里，爪部32，可沿固定板开口部31的周向设置至少三个，并且将相邻的爪部32的间隔设定为等间隔（包括误差）。由此，可更有效地抑制单电池2的位置偏移。在本实施方式中，在固定板开口部31的周围形成有六个爪部32，相邻的爪部32的间隔设定为等间隔。
回到电池组的制造方法的说明。将总线4定位于固定板3的安装位置，并将紧固螺栓110插穿插穿开口部42及紧固孔部33并紧固。由此，多个单电池2、固定板3及总线4一体化，各单电池2的各正极端子22与各焊接部41A抵接。接着，将各正极端子22及焊接部41A通过焊接来接合。由此，由于多个单电池2电并联地连接，因此能获得蓄电容量高的电池组。用于连接多个单电池2的总线4由一个板材构成，因此能使总线4的安装作业容易化。再有，在已将多个单电池2在固定板开口部31定位的状态下焊接总线4，因此能抑制单电池2与总线4的连接不良。
这里，焊接部41A为悬臂支撑结构，且能在单电池2的长度方向上变形。由此，能吸收单电池2的尺寸误差等。
再有，在负极端子23，连接与正极端子22的连接所使用的总线4相同形状的总线。由此，能使总线4的安装作业容易化。
（实施方式2）
本实施方式的爪部的形状与实施方式1的构成不同。图6是本实施方式涉及的电池组的分解立体图。图7是将图6的电池组中由虚线包围的区域放大的放大图。爪部35形成于固定板开口部31的内表面。爪部35在固定板开口部31的周向上形成有多个，且相邻的爪部35的间隔设定为等间隔。其他构成与实施方式1相同，因此省略说明。
若将单电池2向固定板3的固定板开口部31压入，则爪部35与单电池2的径向边缘抵接，而向从固定板开口部31远离侧弹性变形。若将电池组2进一步压入，则爪部35沿电池壳体21的外表面滑动，并与突出部21A卡合。这样，根据本实施方式的构成，仅通过向固定板开口部31插入单电池2，便能简单地将爪部35相对于突出部21A卡合。由此，能简单地固定单电池2。这里，在向单电池2施加长度方向的振动时，爪部35与突出部21A的壁面抵接，从而限制单电池2的位置偏移。此外，在对单电池2施加围绕轴的力的情况下，摩擦力作用于突出部21A与爪部35之间，因此能抑制单电池2绕轴旋转。由此，可抑制单电池2与总线4的连接不良。
此外，对于突出部21A，能使其兼具作为用于将单电池2固定的固定部的作用和作为用于设置衬垫26的设置部的作用。由此，可简化固定结构，并降低成本。
这里，爪部35，可沿固定板开口部31的周向设置至少三个，并且将相邻的爪部35的间隔设定为等间隔（包括误差）。由此，可更有效地抑制单电池2的位置偏移。在本实施方式中，在固定板开口部31的周围形成有六个爪部35，相邻的爪部35的间隔设定为等间隔。
（实施方式3）
在本实施方式中，在固定板开口部卡合于壳体的突出部这一点上，与上述实施方式1和2不同。图8表示实施方式3涉及的单电池的固定方法。分割固定板30形成为矩形形状，在侧壁部301形成有一对形成为半圆状的固定板开口部310。通过将相邻的分割固定板30的侧壁部301互相连接，而将固定板开口部310及突出部21A卡合。再有，通过将分割固定板30接合，而构成固体板3。根据本实施方式的构成，能获得与上述实施方式1及2相同的效果。此外，与实施方式1及2相比，不需要设置爪部，因此能简化结构。再有，固定板开口部310的形状可以是半圆以外的其他形状。该其他形状也可以是矩形、梯形等。
（变形例1）
在上述实施方式中，在壳体的外表面设置突出部，但是，本发明并不限于此，也可采用在其他部位设置的构成。如图9所示，该其他部位也可以是单电池2的正极端子22。通过在形成于正极端子22的突出部（槽部）22A卡合实施方式1的爪部32、实施方式2的爪部35或实施方式3的固定板开口部31，而能得到与上述各实施方式相同的效果。该其他部位也可以是电池壳体21中的负极端子23侧的部位。该其他部位也可以是电池壳体21中的正极端子22侧及负极端子23侧的部位两者。
（变形例2）
在上述实施方式中，使突出部21A在电池壳体21的全周延伸，但是，本发明并不限于此。例如，也可以是仅在爪部32或爪部35卡合的位置设置突出部21A的构成。由此，能得到与上述各实施方式相同的效果。此外，在变形例1中，也可以是仅在爪部32或爪部35卡合的位置设置突出部22A的构成。
（变形例3）
在上述实施方式中，将多个单电池2通过并联来连接，但是，本发明并不限于此，也可适用于通过串联来连接的情况。图10是变形例3涉及的电池组的分解立体图。通过对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记，而省略详细说明。
多个单电池2排列成正极端子22和负极端子23交替相对。固定板300在与各单电池2相对的位置具备固定板开口部310。固定板开口部310形成为大体圆形。在将正极端子22插入的固定板开口部310周围形成有爪部320，在将负极端子23插入的固定板开口部310周围没有形成爪部320。爪部320的构成与实施方式1的爪部32相同，因此省略说明。
在固定板300中的避开固定板开口部310及爪部320的位置，形成有多个紧固孔部330。该紧固孔部330在固定板300的两端部各设有两个。紧固孔部330的固定板300的板厚方向上的尺寸设定地比固定板300大。固定板300可以是绝缘性的树脂。在用树脂构成固定板300的情况下，可用注射模塑成型法来形成爪部320、固定板开口部310等。由此，能简单地制造呈复杂形状的固定板300。
总线8形成为矩形形状，并被保持于总线保持部件9。总线保持部件9由绝缘性树脂构成，且在相邻的总线9之间存在该绝缘性的树脂。由此，防止单电池2短路。总线8将相邻的单电池2的正极端子22及负极端子23连接。连接方法可以是焊接。在总线保持部件9，形成有用于使紧固螺栓210插穿的插穿开口部142。
插穿开口部142与固定板300的紧固孔部330相对。通过将紧固螺栓210从插穿开口部142插穿并且紧固于紧固孔部330，从而将多个单电池2、固定板300及总线8一体化。再有，在图10中，仅图示了在各单电池2的一个端子侧配置的固定板300、总线8及总线保持部件9，但是，在另一端子侧也配置相同构成的固定板300、总线8及总线保持部件9。然而，爪部320仅配置于将正极端子22插入的固定板开口部330的周围。根据本变形例，可得到与上述实施方式同样的效果。
变形例3的爪部320也可以与实施方式2的爪部35相同。变形例3的固定板300也可以与实施方式3的分割固定板30相同。在变形例3中，也可以与变形例1同样地在单电池2的正极端子22形成突出部22A。
（变形例4）
在上述实施方式中，将固定板3及总线4用紧固部件110固定，但是，本发明并不限于此，也可以是利用树脂实现的固定或利用粘接剂实现的固定。通过将总线固定于固定板3，而抑制单电池2和总线4的相对移动，因此抑制连接不良。
附图标记说明：
1、100电池组；    2单电池；     3、30、300固定板；
4、8总线；    21电池壳体；     21A突出部；     22正极端子；
22A突出部；     23负极端子；     31、310固定板开口部；
32、35、320爪部；    32A突出部

Claims (10)

1.一种电池组，其特征在于，
具有：
多个圆筒形状的单电池，其在包含径向的面内排列且分别具备在周向上延伸的槽部；和
固定板，其具备卡合部，该卡合部通过与所述各单电池的各所述槽部卡合而固定所述多个单电池。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
在所述固定板上固定有将相邻的所述单电池的端子电极电连接的总线。
3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，
所述总线形成为平板状，且具备分别焊接所述多个单电池的所述各端子电极的多个焊接部。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电池组，其特征在于，
所述单电池包括圆筒形状的壳体和设置于所述壳体的内部的发电元件，
所述槽部是向所述壳体的内侧方向突出的突出部，使一个端子电极和另一个端子电极之间绝缘的衬垫位于所述壳体内的所述突出部。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电池组，其特征在于，
所述槽部形成于所述端子电极。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电池组，其特征在于，
所述固定板具备分别插入所述多个单电池的多个固定板开口部，通过在所述各固定板开口部中插入所述各单电池而使所述卡合部和所述槽部卡合。
7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，
所述卡合部是从所述固定板的配置所述多个单电池侧的面突出的能弹性变形的爪部。
8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，
所述爪部沿所述固定板开口部的周向至少设置有三个，且在所述周向上相邻的所述爪部的间隔为大体相等的间隔。
9.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，
所述卡合部是在所述固定板开口部的内表面形成并沿该固定板开口部的周向延伸的能弹性变形的爪部。
10.一种车辆，其特征在于，
搭载有权利要求1至9中的任一个所述的电池组。
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