CN103545467A

CN103545467A - 电池组

Info

Publication number: CN103545467A
Application number: CN201310295025.4A
Authority: CN
Inventors: 中森洋治; 柳健次
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-15
Also published as: US20140017538A1; EP2685518A1; JP5967477B2; CN103545467B; EP2685518B1; US9419263B2; JP2014022098A

Abstract

一种电池组，该电池组包括电池模块。所述电池模块以使每个电池模块的纵向对应于车辆宽度方向的方式在车辆前后方向上布置成彼此邻接。用于串联电连接邻接的电池模块的正电极和负电极端子的汇流排包括在车辆宽度方向上的外部中的外汇流排，和在车辆宽度方向上的中部中的内汇流排。外汇流排设置成不从电池模块的上面凸出，从而使邻接的电池模块的电极端子互相连接，并且内汇流排设置成在电池模块的上面上方通过，从而使邻接的电池模块的电极端子互相连接。

Description

电池组

现有申请的交叉引用

本申请基于并且要求了2012年7月13日提交的日本专利申请No.2012-157494的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入此处。技术领域

本发明涉及一种电池组，该电池组用于将电池安装在诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆上，并且更具体地，涉及一种布置于车体地板下并且容纳多个电池模块的电池组。

背景技术

在使用电动机作为驱动电源的电动车辆，或使用电动机和发动机作为驱动源的混合动力车辆中，安装了包含将电力供应给电机的电池的电池组。

电池组包含位于诸如电池组托盘的电池容纳部件中的多个电池模块。

作为现有技术的实例，JP-A-2009-4323公开了包括容纳在电池组中的多个电池模块的供电装置。

在JP-A-2009-4323中，公开了使用汇流排（电连接部件）串联电连接多个电池元件而形成第一电池组B1，并且以相同方式连接多个电池元件而形成第二电池组B2，并且通过汇流排进一步连接这些电池组，从而形成供电装置。

在JP-A-2011-86634中，公开了使用汇流排串联连接多个电池元件，以形成电池模块。

为了使用汇流排串联电连接多个电池元件以形成电池模块，并此外，使用汇流排连接这些电池模块以形成供电装置，如JP-A-2009-4323和JP-A-2011086634所述，这些汇流排需要凸出在电池模块上方、或通过在电池模块外部绕行而连接到邻接的电池模块的端子。因此，在用于容纳多个电池模块的电池组中需要用来安装用于串联连接的汇流排的空间，所以，难以以紧凑方式容纳电池模块。

图8示出了通过将汇流排布置在电池模块上方和邻接的电池模块之间的电池模块的串联连接的实例。在图8中，将通过使用单元间汇流排（未示出）串联连接多个电池元件而形成的电池模块01a至电池模块01e布置在要安装到车辆上的电池组的托盘02中。

电池模块01a至01e以它们的电极在车辆的前后方向上定位在相同方向上的方式布置。由于该原因，为了串联连接所有的电池模块01a至01e，它们的正电极和负电极必须通过安装汇流排03以绕行电池模块01a至01e、并且穿过邻接的电池模块之间的空间来连接。

在利用电池模块01a至01e之间的空间和周围空间的情况下，汇流排不需要凸出在电池模块上方以穿过这些电池模块。然而，在这种情况中，产生了因为需要确保周围空间而使容纳电池模块的电池组扩大的问题。

而且，为了确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度，要求设置在车体地板下的电池组在垂直方向上具有尽可能小的高度。

发明内容

通过重新考虑用于在电池组内串联连接电池模块的汇流排的形状和装配结构，目前所公开的主旨可以提供设置在车体地板下并且容纳多个电池模块的紧凑的电池组，并且在限制电池组在车辆宽度方向和在车辆前后方向二者上扩大的同时能够确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度二者。

安装在车体地板下并且容纳多个电池模块的电池组可以包括：托盘，该托盘在平面视图中具有大致矩形形状，并且容纳所述电池模块；以及外罩，该外罩液密装接于所述托盘的上面，其中，在所述托盘内的所述电池模块以每个电池模块的纵向对应于车辆宽度方向的方式在车辆前后方向上布置成彼此邻接，在所述车辆宽度方向上，每个电池模块都在其两个端部中设置有包括正电极端子和负电极端子的电极端子，所述邻接的电池模块的所述正电极端子和所述负电极端子彼此邻接，汇流排，该汇流排用于串联电连接所述邻接的电池模块的所述正电极端子和所述负电极端子，该汇流排包括：外汇流排，该外汇流排用于使在外部的所述电极端子在所述车辆宽度方向上互相连接；以及内汇流排，该内汇流排使用于使在中部的所述电极端子在所述车辆宽度方向上互相连接，并且，所述外汇流排设置成不从所述电池模块的上面凸出，从而使所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接，并且所述内汇流排设置成在所述电池模块的所述上面的上方通过，从而使所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接。

所述托盘在所述车辆宽度方向上的中心可以大致与所述车体在所述车辆宽度方向上的中心对准，并且在所述车辆宽度方向上的所述托盘中心的两侧处，所述托盘内的所述电池模块在所述车辆前后方向上布置成多行。

在每个所述电池模块中，在该电池模块的横向上偏向一侧的位置处，所述正电极端子和所述负电极端子可以设置在该电池模块的纵向上的两个端部，并且每个所述外汇流排都设置成使所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接。

每个所述内汇流排都可以设置成使所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接，跨过在所述车辆前后方向上彼此对置的所述邻接的电池模块的面，并且在所述车辆前后方向上，所述内汇流排形成为比所述外汇流排的长度更长。

每个所述内汇流排都可以形成为大致C形或U形，具有在该内汇流排的两端处的要连接到所述邻接的电池模块的所述电极端子的连接部；以及连结部，该连结部连结所述连接部，并且由位于所述邻接的电池模块上方、且与所述邻接的电池模块的所述上面平行的板状部件形成。

附图说明

图1是电池组要安装在其上的车辆的示意图。

图2是示出电池组的整体的透视图。

图3是示出电池模块和汇流排的布置的外罩被移除的电池组的平面视图。

图4是在图3中圈出的部分P1的放大透视图。

图5是在图3中圈出的部分P2的放大透视图。

图6是示出内汇流排的整体的透视图。

图7是沿图3的线A-A截取的截面图，其示出处于将电池组安装在车辆上的状态下的部分。

图8是示出在参考实例中的电池模块和汇流排的布置的透视图。

具体实施方式

现在，将参考附图详细描述本发明的实施例。需要注意的是，在实施例中描述的构成组件的尺寸、材料、形状，以及构成组件的对置布置不限于本发明的范围，而只是例示出本发明，除非特别说明。

图1是示出车辆，例如，设置有根据本发明的电池组的电动车辆1的外观的透视图。电动车辆1具有在车体3的下部的地板面板5（参见图7），并且电池组9在前轮6与后轮7之间的位置处从车体3的下面可拆卸地装接于地板面板5的下面。地板面板5的上面构成车室的一部分。

如图7所示，地板面板5具有地板通道11，该地板通道11沿车体3的车辆前后方向向上凸出，并且设置在车辆宽度方向上的中部。向上凸出在电池组9上方的凸部23布置在地板通道11内。

而且，控制器15连接到电池组9，从而通过将来自电池的电力经由逆变器供应到驱动电机来进行用于控制驱动电力的电力供给控制、通过恢复减速能量来进行用于对电池充电的电力充电控制，等等。

如图2所示，在平面图中，电池组9具有在车辆前后方向上较长的大致矩形形状。电池组9包括电池组托盘（托盘）19，电池模块17放置在该电池组托盘19上；外罩构件（外罩）21，该外罩部件21被装配到电池组托盘19的上面，使用于液密密封内部的密封部件插入，使得水和灰尘无法侵入电池组托盘19中；以及，连接电路装置，该连接电路装置用于使电池组托盘19内的各个电池模块17互相连接。

该电池组托盘19由钢板材料模制，并且外罩构件21由树脂材料模制。

而且，呈凸形的凸部23在车辆前后方向上形成在外罩构件21的中部。该凸部23在靠近车辆后部的一侧设置有维修窗25，并且地板面板5在对应于维修窗25的位置处设置有维修用的开口。因此，可以从车室确认电池组9的内部，并且可以监视电池的输出，并此外，可以通过中途中断电路来进行所需的维修工作。

而且，在车辆宽度方向上的每个相反的侧的四个位置处，电池组托盘19设置有用于将电池组9安装到车体的安装支架27。如图7所示，安装支架27通过螺栓30分别装配到构成车体的侧框架29的下面。

安装到车体的电池组9的中心线L大致与在车辆宽度方向上的车体的中心对齐。

然后，将参考图3描述电池组托盘9的内部。

为了便于理解，图3示意性地示出处于将电池组9的外罩构件21移除的状态下的电池模块17、电池模块17的电极端子和电线的布置，并此外，冷却通道31，以及用于引导电池的从车辆前方向后方输出的输出电缆33已被移除。

通过在中心线L的各个相反的侧处的五个片，电池模块17、18安装在电池组托盘19中，以在车辆前后方向上彼此邻接。

电池模块17、电池模块18布置成使其纵向位于车辆宽度方向上，并将共十片的电池模块17a至17e、电池模块18a至18e按顺序布置在右侧和左侧。

每个电池模块17、18都是通过将例如八块电池元件35a至35h平行布置（参见图7），并且通过单元间汇流排（未示出）串联连接电池元件的电极端子的方式形成。这样形成为大致立方体形状的单体被称为电池模块17、18。

将四个分隔部件在车辆宽度方向上设置在电池组托盘19内。分隔部件的两端通过焊接而结合到电池组托盘19的壁面，从而确保电池组托盘19的强度和硬度。

将在第一行前方的、位于右侧和左侧的电池模块17a、18a放置在下保持器39上，并且利用上保持器41从上面覆盖，从而组装在一个单元内。每个单元的电池模块17、电池模块18被固定于电池组托盘19的底面。

通过另一个下保持器和另一个上保持器将在第二和第三行中的前和后、右和左电池模块17b、17c、18b、18c保持成一个单元，并且固定于电池组托盘19的底面。

以相同的方式，将作为定位在右和左、前和后的四个电池模块的，在第四行中的电池模块17d、18d和在第五行中的电池模块17e、18e也容纳成一个单元。

而且，在不设置电池模块17、18的前空间S1中，设置了用于循环在电池组9内的冷却空气（未示出）的风扇，和用于产生冷却空气的蒸发器。在车辆宽度方向上的中部沿中心线L设置用于将通过风扇鼓吹的冷却空气供应到后面的空气流动导管31（参见图7）。此外，在前空间S1和后空间S2中设置作为电缆的连接部的诸如接触器、熔丝的电子组件。

将电池模块17a至17e、电池模块18a至18e的在车辆前后方向上彼此邻接的两个布置在彼此相反的方向，使得它们的电极端子位于内侧与外侧之间的相反侧，如图3所示。在车辆前后方向上邻接的所有的电池模块17a至17e及所有的电池模块18a至18e通过汇流排43、汇流排45分别串联连接。

汇流排43、汇流排45主要包括：外汇流排43，该外汇流排43用于在车辆宽度方向上连接在外部的电池模块；和内汇流排45，该内汇流排45用于在车辆宽度方向上连接在中部的电池模块。还设置了输出汇流排47、要连接到维修断路器49的汇流排51等等。

内汇流排45连接在对应于外罩21的与地板通道11一致地凸出的凸部23的区域中的电池模块。

现在将参考图4描述外汇流排43及其连接部的结构。图4是在图3中圈出的部分P1的放大视图。虽然将参考部分P1的放大视图来描述，但其它外汇流排具有大致相同的结构。

图4示出外汇流排43连接第一行中的电池模块17a的负电极端子53和第二行中的电池模块17b的正电极端子55的情况。负电极端子53和正电极端子55彼此邻接地定位。同时，负电极端子53设置在低于电池模块17a的上面的位置。以相同的方式，正电极端子55设置在低于电池模块17b的上面的位置。

包括正电极端子55和负电极端子53的电极端子设置在电池模块的纵向上的两端，在电池模块的横向上偏离到一侧的位置。此外，在车辆前后方向上邻接的两个电池模块中，正电极端子55和负电极端子53布置在彼此相反的侧，在沿车辆宽度方向外侧与内侧之间，如上所述。结果，正电极端子55和负电极端子53布置成彼此邻接，如图3所示。

另一方面，电池模块17b和电池模块17c在它们的面之间的正电极端子55和负电极端子53未布置成彼此邻接处布置成彼此接触。

由板状材料形成的外汇流排43具有要利用在两端的螺母57紧固于电极端子的连接部59，和形成在连接部59之间且中间部分向上弯曲的连结部61。由于该连结部61向上弯曲，所以板状弯曲形状能够吸收电池模块17a、17b的移位，即使电池模块17a、17b由于车辆在行驶期间的振动而纵向和垂直地移位。因此，可防止外汇流排43发生损坏或断裂。

而且，负电极端子53和正电极端子55的各个尖端不从电池模块17a、17b的上面凸出，并此外，外汇流排43的弯曲部的顶部不从电池模块17a、17b的上面凸出。因此，可压低外罩21的高度。

此外，由于负电极端子53和正电极端子55处于彼此对置的位置，所以能够轻易地执行装配外汇流排43的工作。

然后，将参考图5描述内汇流排45及其连接部的结构。图5是图3中圈出的部分P2的放大视图。虽然将参考部分P2的放大视图进行叙述，但是其它内汇流排具有大致相同的结构。

图5示出位于包含在第二行中的电池模块18b的正电极端子65和在第二行中的电池模块17b的负电极端子67的区域中的内汇流排45。

这些负电极端子67和正电极端子65在右侧行和左侧行中彼此邻接地定位，并且以与上述的正电极端子55和负电极端子53相同的方式设置在低于电池模块17b、18b的上面的位置。汇流排45不意在使这些电池模块17b、18b互相连接，而是使在前和后行中的电池模块互相连接，如下所述。

如图3所示，内汇流排45A使在第二行中的电池模块17b的负电极端子67和在第三行中的电池模块17c的正电极端子69互相连接。而且，与内汇流排45A对置的内汇流排45B使电池模块18b的正电极端子65和电池模块18c的负电极端子71互相连接。

内汇流排45A和内汇流排45B是相同的组件。如图6所示，每个内汇流排45A、45B都设置有要利用在两端的螺母73而固定于电极端子的连接部75，并且具有从连接部75分别立起以定位得高于电池模块的上面的竖立部分77，以及由平行于电池模块的上面且定位得高于电池模块的上面的板状部件形成的连结部79。在如图6所示的平面视图中，内汇流排45A、45B的外形为大致C形或U形，并且在侧视图中，也为大致C形或U形。

如上所述，内汇流排45A设置得高于电池模块17b、17c的上面，并且使其电极端子互相连接，以在车辆前后方向上跨过彼此对置的电池模块17b、17c的面17F（参见图3）。因此，在车辆前后方向上的电池模块17b和17c之间的空间被大致消除，并且电池模块能够布置成彼此平行和接触。结果，可以减小在车辆前后方向上的电池组9的长度，并且能够使电池组小型化。

内汇流排45B也设置成跨过彼此对置的电池模块18b、18c的面。其它电池模块17d和17c，以及电池模块18d和18e之间也是如此。

而且，内汇流排45A、45B中的任意一个都在平面视图和侧视图二者中具有大致C形或U形，并且具有由平行于电池模块17b和17c的板状部件形成的连结部79。因此，虽然电池模块由于在车辆行驶时的振动而在纵向、横向和垂直方向上振动，但是仍能够获得可观的振动吸收效果。

具体来说，能够通过由板状部件形成的连结部79的垂直移位来吸收电池模块的垂直振动。而且，由于连结部79具有与两片电池模块17b、17c的宽度一样长的长度，所以也能够通过连结部79的横向移位吸收在横向（车辆宽度方向）上的电池模块振动。

此外，由于内汇流排45A、45B在平面视图中具有大致C形或U形，所以也能够通过C形开口部分的变形来吸收电池模块在纵向上的振动。

图7是沿图3的A-A线截取的处于将电池组9安装在车体上的状态的示意性截面图。用于车辆的管道81和电缆83设置在地板通道11内，并且形成在电池组9的上面上的凸部23布置在管道81和电缆83下方。

如上已经所述，当将电池组9安装在车体上时，通过螺栓30将电池组9的两端固定于沿着车辆前后方向形成在地板面板5的下面上的右侧和左侧框架29的下面。因此，电池组9仅被保持在车辆地板下的在车辆宽度方向上的两侧处。

空气流动导管31设置在电池组9的凸部23内，并且输出电缆33布置在空气流动导管31与外罩21的内面之间。而且，内汇流排45A、45B穿过空气流动导管31与电池模块17b、18b的上面之间的空间。利用流经空气流动导管31的冷却气体获得对于内汇流排45A、45B的冷却效果。

内汇流排45A、45B位于与电池组9的凸部23的内部对应的区域内。

由于在车辆宽度方向上的中心部中的地板结构形成为地板通道11，所以可以利用被地板通道11放大的区域将内汇流排45A、45B布置在电池模块上方。结果，在限制电池组整体的高度增大的同时，可以同时确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度，而且可以将电池模块布置成彼此靠近。

如上所述，在该实施例中，出于串联连接容纳在电池组9的电池组托盘中的电池模块的目的，将邻接的电池模块的正电极端子和负电极端子布置成彼此邻接、并通过在车辆宽度方向上的外部中的较短的外汇流排43来连接。在车辆宽度方向上的中心部，通过比外汇流排43长的内汇流排45，以穿过在电池模块上方的空间、以在车辆前后方向上跨过彼此对置的电池模块17b和17c的面17F的方式连接电极端子。因此，可以获得在限制电池组沿车辆宽度方向和在车辆前后方向上扩大的同时，能够同时确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度的紧凑电池组9。

根据本发明的一方面，在车辆宽度方向上的外部中的外汇流排设置成不从电池模块的上面凸出，从而使邻接的电池模块的电极端子互相连接。另一方面，内汇流排设置成在电池模块的上面上方通过，从而以跨过电池模块的方式使邻接的电池模块的电极端子互相连接。

通常地，在车辆宽度方向上的中心部中的地板结构形成为地板通道结构，因此，可利用在地板下的放大空间布置内汇流排。结果，抑制了整个电池组的高度的增大，而且可以确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度。

而且，内汇流排被设置成在电池模块的上面上方通过，从而以跨过电池模块的方式使邻接的电池模块的电极端子互相连接。因此，可布置内汇流排而无需在电池模块之间形成大空间，并从而，能够实现电池组的小型化。

根据本发明的一个方面，电池模块以使电池模块的纵向对应于车辆宽度方向的方式在车辆前后方向上的多个行中布置成彼此邻接，并此外，电池模块被布置在车辆宽度方向上的中部的两侧处。因此，可以将紧凑空间中容纳许多电池组。

根据本发明的一个方面，由于邻接的电池模块的正电极端子和负电极端子布置成彼此邻接，所以外汇流排仅需要连接它们之间的直线短距离。因此，促进了在组装步骤期间的连接工作。

而且，由于外汇流排设置成不从电池模块的上面凸出，所以能够限制电池组的高度的增大，并且因此，能够有利地确保车辆距离地面的高度。

根据本发明的一个方面，在车辆前后方向上，内汇流排比外汇流排的长度要长。因此，在将电池组仅安装到车体上的在车辆宽度方向上的托盘两侧的这样的结构中，能够有效地吸收电池组在车辆行驶时的振动，并因此，能够限制诸如内汇流排受损的问题发生。

具体地，由于将电池组以车体支撑电池组两侧的方式安装在车体上，所以定位在靠近安装位置的外汇流排由于在车辆行驶时的振动而发生的移位量小。另一方面，在远离安装位置的车辆宽度方向上中部，振动增大且移位量倾向于增大。由于内汇流排在车辆前后方向上形成得较长并且容易变形，所以可获得以对抗在车辆宽度方向上的中部的振动的振动吸收效果。

根据本发明的一个方面，内汇流排形成为大致C形或U形，具有连接部和连结部，并且连结部由位于电池模块上方、平行于电池模块的上面的板状部件形成。因此，能够通过板状部件的变形或大致C形或U-型的变形而更有利地获得在车辆行驶时的上述振动吸收效果。

根据本发明的一个方面，在车辆宽度方向上的外部中的外汇流排设置成不从电池模块的上面凸出，从而使邻接的电池模块的电极端子互相连接。另一方面，内汇流排设置成在电池模块的上面通过，从而使邻接的电池模块的电极端子互相连接。结果，整个电池组在车辆前后方向上和在车辆宽度方向二者上的大型化得到限制，并且能够获得能够确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度二者的紧凑电池组。

而且，内汇流排在车辆前后方向上的长度比外汇流排要长，并此外，内汇流排形成为大致C形或U形。因此，在采用将电池组仅安装在车体的在车辆宽度方向上的托盘两侧处的结构的情况中，将产生抵抗振动吸收效果以抵抗在车辆行驶期间在沿车辆宽度方向的中部的振动的增大，并且因此，能够限制诸如内汇流排受损、断裂的问题发生。

根据本发明的一个方面，已重新考虑电池模块的布置、汇流排的形状和装配结构，并且限制了电池组在车辆宽度方向和车辆前后方向上的大型化。此外，可以同时确保给乘客的空间和车辆距离地面的高度，并且因此，本发明能够有利地应用于要安装在车辆上的电池组。

Claims

1.一种安装在车体的地板下并且容纳多个电池模块的电池组，该电池组包括：

托盘，该托盘在平面视图中具有大致矩形形状，并且容纳所述电池模块；以及

外罩，该外罩液密装接于所述托盘的上面，其中

以每个所述电池模块的纵向对应于车辆宽度方向的方式，在所述托盘内的所述电池模块在车辆前后方向上布置成彼此邻接，

在所述车辆宽度方向上，每个所述电池模块都在其两个端部中设置有包括正电极端子和负电极端子的电极端子，所述邻接的电池模块的所述正电极端子和所述负电极端子彼此邻接，

汇流排，该汇流排用于串联电连接所述邻接的电池模块的所述正电极端子和所述负电极端子；该汇流排包括：外汇流排，该外汇流排用于使在外部的所述电极端子在所述车辆宽度方向上互相连接；以及内汇流排，该内汇流排使用于使在中央部的所述电极端子在所述车辆宽度方向上互相连接，并且

所述外汇流排设置成不从所述电池模块的上面凸出，从而使所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接，并且，所述内汇流排设置成在所述电池模块的所述上面的上方通过，从而使所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述托盘在所述车辆宽度方向上的中心大致与所述车体在所述车辆宽度方向上的中心对准，并且，在所述托盘在所述车辆宽度方向上的中心的两侧处，所述托盘内的所述电池模块在所述车辆前后方向上布置成多行。

3.根据权利要求1所述的电池组，其中，在每个所述电池模块中，在该电池模块的横向上偏向一侧的位置处，所述正电极端子和所述负电极端子设置在该电池模块的纵向上的两个端部，并且，每个所述外汇流排都设置成使得所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接。

4.根据权利要求3所述的电池组，其中，每个所述内汇流排都设置成使得所述邻接的电池模块的所述电极端子互相连接，以跨过在所述车辆前后方向上彼此对置的所述邻接的电池模块的面；并且，在所述车辆前后方向上，所述内汇流排形成为比所述外汇流排的长度更长。

5.根据权利要求1所述的电池组，其中，每个所述内汇流排都形成为大致C形或U形；在该内汇流排的两端处，具有待连接到所述邻接的电池模块的所述电极端子的连接部；并且，每个所述内汇流排具有连结部，该连结部连结所述连接部，并且由位于所述邻接的电池模块上方、且与所述邻接的电池模块的所述上面平行的板状部件形成。