CN104241585A - 电池单元的改进结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池单元，其包括由成叠的多个单电池制成的电池，每个单电池配备有用作正端子和负端子的电极凸片。电极凸片各自具有位于单电池的本体与电极凸片至汇流条的结合部之间的弯曲部。弯曲部几何成形为用作使由电池的振荡或电池上的热冲击引起的机械应力减至最小的应力吸收器。

Description

电池单元的改进结构

技术领域

本发明总体上涉及一种电池单元，其包括配备有成叠的用于诸如汽车之类的车辆的电化学单电池的存储电池。

背景技术

配备有多个电化学单电池的存储电池已经投入了实际应用。每个单电池具有电极凸片(即，正电极凸片和负电极凸片)。每个单电池的电极凸片结合至汇流条。例如使用超声焊接技术制造结合部。例如，在日本专利首次公开No.2004-114136中公开了这种超声焊接。具体地，此申请教示了一种超声焊接机，其将相邻的两个单电池的正电极凸片和负电极凸片保持在砧座的成形表面和超声喇叭的成形表面之间并且使超声喇叭的成形表面平行于砧座的成形表面振动，从而制造正电极凸片和负电极凸片的结合部。

在电池安装在汽车中的情况下，电池通常受到机械重复振荡。电池的振荡在电极凸片和汇流条的结合部上产生物理载荷，这会导致结合部的破裂。特别地，在由多个单电池构成的电池组件和具有多个汇流条的汇流条支架紧固在存储盒中的情况下，电池组件和汇流条支架响应于存储盒的振荡而彼此独立地振动，由此在电极凸片与汇流条的结合部上施加应力并且导致了结合部的不稳定。

发明内容

因此，本公开的目的是提供一种电池单元的改进结构，其设计成确保单电池的电极凸片与汇流条的结合部的稳定性。

根据本公开的一方面，提供了一种可以与汽车使用的电池单元。该电池单元包括：(a)电池，电池包括成叠的多个压层式单电池，每个单电池配备有分别用作正端子和负端子的电极凸片，每个电极凸片具有通向相应的一个单电池的本体的底端；(b)汇流条支架，汇流条支架配备有结合至单电池的电极凸片的多个汇流条；(c)存储盒，电池和汇流条支架安装在存储盒中；(d)第一电极凸片，第一电极凸片为每两个相邻的单电池的电极凸片，第一电极凸片分别具有彼此叠置并且结合至汇流条的部分；以及(e)第二电极凸片，第二电极凸片为单电池的电极凸片。每个第二电极凸片具有结合至一个汇流条的部分并且不连接至任何电极凸片。

第一电极凸片和第二电极凸片中的每个电极凸片包括相反的主表面并且具有弯曲部，弯曲部成形为沿横向于相反的主表面的相反的两个方向中的至少一个方向突出并且位于底端与和汇流条的结合部之间。

具体地，电池配备有牢牢地紧固在存储盒中的成叠的单电池和电池支架。每个单电池的电极凸片结合至汇流条。这种电池通常遇到如下缺点：存储盒的振荡产生施加在电极凸片与汇流条的结合部上的应力，这会导致结合部的破裂。为了避免此问题，电极凸片设计成具有弯曲部，该弯曲部起到应力吸收器的作用从而将作用在结合部上的应力减至最小。这确保了电极凸片与汇流条的结合部的稳定性。

附图说明

根据下文中给定的详细说明和本发明的优选实施方式的附图，将更充分地理解本发明，但是，详细说明和附图不应认为是将本发明限制于具体实施方式，而是仅出于说明和理解的目的。

在附图中：

图1为示出了根据实施方式的电池单元的总体结构的立体图；

图2为沿图1中的线II-II截取的横截面图；

图3为示出了图1中的电池单元的主要部件的分解立体图；

图4为示出了底部的立体图，已组装的电池模块安装在底部上；

图5为图4的平面图；

图6为示出了紧固至图5中的底部的盖部的仰视图；

图7为示出了设置在图4中的底部与图6中的盖部之间的中间盒的立体图；

图8(a)为图7中的中间盒的平面图；

图8(b)为图7中的中间盒的仰视图；

图9为沿图8(a)中的线IX-IX截取的竖直截面图；

图10为水破坏传感器的放大立体图；

图11为存储盒的底部和中间盒的竖直截面图，示出了图10中的水破坏传感器的竖直位置；

图12为示出了安装在图1中的电池单元中的已组装的电池模块的立体图；

图13为示出了已组装的电池模块的分解立体图；

图14为示出了已组装的电池模块的分解立体图；

图15为已组装的电池模块的平面图；

图16为沿图15的线XVI-XVI截取的截面图；

图17为示出了已组装的电池模块的单电池的电极凸片的结合部的侧视图；

图18为图17的局部放大图；

图19为示出了安装在图1中的电池单元的存储盒的底部上的已组装的电池模块的平面图；

图20(a)为示出了如何超声焊接已组装的电池模块的成叠的电极凸片和汇流条的局部侧视图；

图20(b)为示出了如何超声焊接已组装的电池模块的电极凸片和汇流条的局部侧视图；

图21为示出了安装在图1中的电池单元中的控制板的立体图；

图22为示出了图21中的控制板安装在存储盒的底部上的平面图；

图23为示出了供电系统的电气结构的电路图；

图24为示出了图17中的电极凸片的改进形式的侧视图；

图25为图24的分解图；

图26为图17中的电极凸片的第二改进形式；

图27(a)为示出了已组装的电池模块的改进形式的平面图；以及

图27(b)为示出了已组装的电池模块的另一改进形式的平面图。

具体实施方式

参照附图，其中，在各个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，特别是参照图1至图3，示出了电池单元10；例如，电池单元10与安装在汽车中的供电系统一起使用，该汽车配备有内燃发动机、操作成控制发动机或其他电气装置的操作的电子控制单元(ECU)、由发动机驱动以产生电能的发电机(也称作交流电机)以及由通过发电机产生的电能充电的电存储装置。电存储装置包括铅酸电池和锂离子电池。如下文中将描述的，电池单元10设计成锂离子电池。

下文中将参照图1至图3描述电池单元10的总体结构。如下文讨论中所涉及的，电池单元10的竖直方向基于如图1中示出的为了方便的目的而将电池单元10布置在水平面上时的取向。

电池单元10主要由已组装的电池模块11、控制板12以及存储盒13组成。已组装的电池模块11由成叠的层压式单电池构成，每个单电池均覆盖有层压膜。控制板12用作控制已组装的电池模块11的充电或放电的控制器。在存储盒13中安装有已组装的电池模块11和控制板12，并且存储盒13由底部14、盖部15以及中间盒16构成。底部14固定在电池单元10安装的位置处。盖部15布置在底部14上方。中间盒16结合在底部14与盖部15之间，作为限定存储盒13的侧壁的一部分的侧壳体。已组装的电池模块11和控制板12放置成彼此在竖向上重叠。具体地，控制板12设置在已组装的电池模块11上方。已组装的电池模块11和控制板12固定至底部14。盖部15和中间盒16也紧固至底部14。

电池单元10配备有接线块17和电连接器18，接线块17用于与外部铅酸电池或发电机电连接，电连接器18用于与安装在车辆中的ECU电连接。电连接器18还可结合至其他电负载，从电池单元10向这些电负载供电。如能够在图1中看到的，接线块17和连接器18部分地暴露在电池单元10的外面。

下文中将详细描述电池单元10的结构。

存储盒13的底部14

将说明电池单元10的底部14。图4为底部14的立体图。图5为底部14的平面图。

底部14由诸如铝之类的金属材料制成并且包括底板21和从底板21竖直延伸的直立壁22。底板21的形状大致呈方形并且具有周向边缘，直立壁22从该周向边缘延伸。换言之，直立壁22围绕底板21的周向边缘。底板21用作模块底座，已组装的电池模块11保持在该模块底座上。直立壁22成形为完全围绕安装在底板21上的已组装的电池模块11。

如图5中所示，底部14具有模块安装表面23，模块安装表面23由底部14的底壁的一部分限定，并且已组装的电池模块11安装成与模块安装表面23直接接触。模块安装表面23从其底部14的周围区域稍稍突出并且具有通过例如研磨或抛光形成的上部平坦表面。直立壁22呈环形并且包围已组装的电池模块11。

已组装的电池模块11、控制板12、盖部15以及中间盒16紧固至底部14。具体地，底部14具有多个圆柱形固定部24a至24d，圆柱形固定部24a至24d用作用于将已组装的电池模块11、控制板12、盖部15以及中间盒16固设至底部14的紧固件支承件。在下文中，圆柱形固定部24a至24d也将由附图标记24总体表示。圆柱形固定部24a是用于控制板12的紧固件支承件。圆柱形固定部24b是用于盖部15的紧固件支承件。圆柱形固定部24a和24b在直立壁22的内侧从底部14的底部竖直延伸并且具有安装控制板12和盖部15的顶端。底部14还在直立壁22的内角上形成有基块25，圆柱形固定部24a和24b中的一些在基块25上向上延伸。

圆柱形固定部24c为用于已组装的电池模块11的紧固件支承件并且位于直立壁22的内侧。圆柱形固定部24c的高度低于直立壁22的上端。圆柱形固定部24d为用于中间盒16的紧固件支承件并且位于直立壁22外侧。

圆柱形固定部24a至24d中的每一个的顶端具有沿与底板21的底表面的延伸方向相同的方向延伸的平坦表面。在圆柱形固定部24a至24b中的每一个的顶端中形成有螺纹孔。通过将已组装的电池模块11、控制板12、盖部15以及中间盒16安置在圆柱形固定部24a至24d的顶端上并且随后将螺钉N紧固到圆柱形固定部24a至24d的螺纹孔中实现已组装的电池模块11、控制板12、盖部15以及中间盒16在底部14上的安装。

底部14还具有多个圆柱形定位销26(在此实施方式中是两个圆柱形定位销26)，定位销26像圆柱形固定部24a和24b那样向上延伸。每个定位销26具有外肩部并且由小直径部和大直径部构成。小直径部用作定位器以相对于底部14对控制板12进行定位。

底部14配备有散热器，散热器用来将如由已组装的电池模块11和控制板12产生的热量释放到环境中。具体地，如图4和图5中所示，底部14在直立壁22的内侧具有形成为底板21上的散热器的热沉27。热沉27包括面对控制板12的背面的面对控制板的板27a和设置在面对控制板的板27a下方的多个鳍状物(未示出)。热沉27与控制板12的安装有电源装置P的区域相对。如由电源装置P产生的热量传递至面对控制板的板27a并且随后从鳍状物释放到电池单元10的外面。

电源装置P由功率半导体装置实施。具体地，功率晶体管、例如功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为电源装置P安装在通向电池单元10中的已组装的电池模块11的电源路径上。电源装置P打开或者关闭从而控制电能输入到已组装的电池模块11中或从已组装的电池模块11输出。如上所述，电池单元10连接至铅酸电池和发电机。通向已组装的电池模块11的电源路径由此连接至铅酸电池和发电机。

底部14在底板21的下表面上形成有作为散热器的肋片(未示出)。如由已组装的电池模块11或控制电路板12产生的热量通过直立壁22传递至底板21并且随后从肋片释放到电池单元10外。肋片还用作加强件。

在直立壁22中还形成有排气口28，存储盒13中的气体从排气口28排到电池单元10外。底板21还具有从直立壁22向外延伸的凸缘29。每个凸缘29具有孔，螺栓穿过该孔从而安装电池单元10。

盖部15

图6为盖部15的仰视图。盖部15像底部14那样由诸如铝之类的金属材料制成。盖部15的形状大致呈方形并且其在平面图中的尺寸与省略了凸缘29的底部14的尺寸相同。盖部15在其周向边缘或角上形成有固定部31，固定部31用作紧固件支承件从而将盖部15机械连接至底部14。在盖部15中还形成有环形凹槽32，中间盒16的上端(即，如下文中将描述的，中间壁41的上端)配合在环形凹槽32中。固定部31与底部14的圆柱形固定部24b对准地位于盖部15的四个角处。在每个固定部31中形成有螺纹孔。环形凹槽32在固定部31的外侧延伸并且具有与底部14的直立壁22的上端的轮廓相符的轮廓。盖部15在其下表面上形成有加强肋片33。

盖部15在其下表面上形成有设计成推压机构支架的弹簧支架35。弹簧支架35还用作弹簧加压机以将设置在已组装的电池模块11与盖部15之间的螺旋弹簧101保持在压力下。如图2中所示，弹簧支架35从盖部15的下表面向下突出并且在弹簧支架35中形成有多个圆柱形室35a，螺旋弹簧101设置在所述圆柱形室35a中。下文中将详细描述使用螺旋弹簧101的推压机构。

肋片33以从弹簧支架35放射状发散开的方式设置成使由机械负载(即，弹簧101的定向成使盖部15向上升起的反作用力)施加至弹簧支架35引起的盖部15的变形或翘曲减至最小。具体地，弹簧支架35用作保持每个螺旋弹簧101的其中一个端部的弹簧支承件。肋片33用作使盖部15的变形减至最小的变形避免装置。

通过将盖部15的每个固定部31安置在底部14的一个圆柱形固定部24b上并且将螺钉N紧固到固定部31和圆柱形固定部24b中实现盖部15与底部14的附接。如从图2中能够看到的，盖部15位于底部14的直立壁22上方，使得在存储盒13的周向壁中形成未由盖部15和底部14两者占据的大致方形封闭窗。

中间盒16

下文中将描述中间盒16的结构。图7为中间盒16的立体图。图8(a)为中间盒16的平面图。图8(b)为中间盒16的仰视图。图9为沿图8(a)中的线IX-IX截取的截面图。

中间盒16由硬度低于底部14和盖部15的材料的合成树脂制成。中间盒16附连至底部14并且从直立壁22向上连续延伸。盖部15安装在中间盒16上。中间盒16封闭未由盖部15和底部14两者占据的上述方形封闭窗。

如图7、图8(a)以及图8(b)中所示，中间盒16具有呈大致方形封闭形状的中间壁41。中间盒16具有限定其下端的方形闭合框架42。在框架42中形成有方形闭合凹槽43，底部14的直立壁22的上端配合在方形闭合凹槽43中。框架42具有形成在凹槽43外侧的固定部44，固定部44附连至底部14。固定部44定位成与底部14的固定部24d对准并且在固定部44中形成有螺纹孔。螺纹孔分别延伸穿过固定部44的厚度。通过将固定部44安置到底部14的固定部24d上并且随后将螺钉N紧固到固定部24d和44中实现中间盒16与底部14的附接。中间盒16设置在底部14的直立壁22的顶端上。

中间壁41具有形成有孔45的内凸片，底部14的定位销26(即，大直径部)分别穿过孔45。

在中间盒16上一体地设置有连接端子47，连接端子47电连接至接线块17。中间盒16还附连有连接器18。连接端子47和连接器18彼此相邻地布置在中间盒16的四个侧壁中的同一侧壁中或同一侧壁上。

连接器18部分地暴露在中间盒16外并且由连接器壳51和凸塞52构成，线束(未示出)的连接器配合到连接器壳51中，凸塞52具有排列在连接器壳51内侧的多个接线销53。接线销52部分地向上延伸并且电锡焊至控制板12。接线销53包括电源输出端子(例如汇流条)和信号输入/输出端子。

中间盒16配备有设置在中间壁41的内侧的水破坏传感器60。水破坏传感器60靠近凸塞52定位并且用作水下检测传感器以检测水进入到电池单元10中，即，检测电池单元10是否已经浸入在水中。图10为水破坏传感器60的放大立体图。

水破坏传感器60主要由延长板61和传感器基板62组成。延长板61从框架42向下延伸。传感器基板62附连至延长板61。延长板61呈方形并且具有部分地嵌入在延长板61中的多个连接端子(即，导电体)63。连接端子63各自由汇流条制成。每个连接端子63具有从延长板61的上端向上延伸的一端和从延长板61的安装有传感器基板62的侧表面61a(即主表面)水平延伸的另一端。具体地，每个连接端子61在延长板61内以直角弯曲。在延长板61的侧表面61a(下文中也被称作基板安装表面)上形成有两个圆柱形突出部64。每个圆柱形突出部64由两个部段构成：小直径部和大直径部。圆柱形突出部64位于延长板61的基板安装表面61a的拐角处。

在传感器基板62中形成有一排孔65和一对孔66，作为连接端子63的下端的销63a配合在孔65中，延长板61的圆柱形突出部64插入在孔66中。通过将连接端子63的销63a和延长板61的圆柱形突出部64插入到孔65和66中并且通过使用螺钉紧固传感器基板62实现传感器基板62与延长板61的基板安装表面61a的附接。传感器基板62在附连至延长板61之后定向成具有竖直延伸的主表面。传感器基板62在其下端中形成有两个狭槽67。狭槽67彼此平行地竖直延伸。传感器基板62还具有与狭槽67相邻地附连的三个水检测电极68。

图11示出了当中间盒16附接至底部14时水破坏传感器60的位置。图11为当中间盒16和底部14组装在一起时水破坏传感器60的竖直截面图。

当中间盒16结合至底部14时，延长板61设置在底部14的直立壁22的内侧。传感器基板62位于延长板61的内侧。三个水检测电极68布置成低于延长板61的下端(即底部14的直立壁22的上端)且靠近底板21。当水进入存储室13时，水将相对迅速地到达水检测电极68。这使水检测电极68彼此电连接从而将表示电极彼此电连接的信号输出至控制板12。

如图11中所示，传感器基板62位于控制板12下面并且具有横向于(即，大致垂直于)控制板12的主表面(即，电子部件安装表面)的主表面(即，电子部件安装表面)。水检测电极68设置在比图11中的“K”表示的底部14与中间盒16之间的明显边界低的高度处。该明显边界K位于底部14的直立壁22的顶端与配合在中间盒16的凹槽43中的密封构件75的下表面之间。控制板12定位成高于明显边界K。传感器基板62的延伸方向与如图2中清楚地示出的已组装的电池模块11的电化学单电池83彼此叠置地布置的方向相同。

如图7中所示，中间盒16包括从框架42向下延伸的绝缘壁71。在中间盒16和底部14的组装过程中，如图2中清楚地示出的，绝缘壁71从中间盒16朝向底部14的底板21在直立壁22的内侧连续或延伸。换言之，每个绝缘壁71布置成沿水平方向(即，与电池单元10的厚度垂直的方向)与直立壁22重叠。绝缘壁71用来将已组装的电池模块11的电极(即，下文中将详细描述的电极凸片84和85)与直立壁22电绝缘并且绝缘壁71位于已组装的电池模块11的电极与直立壁22之间。如上所述，底部14具有位于直立壁22的内侧的基块25。如图8(a)和图8(b)中清楚地示出的，每个绝缘壁71呈L形，换言之，具有彼此垂直延伸的两个壁部段从而将已组装的电池模块11的电极与基块25电绝缘。

图2示出了紧固至底部14的盖部15和中间盒16。底部14的直立壁22的上端配合在中间盒16的框架42的凹槽43中。具体地，底部14固定至中间盒16，其中，中间盒16的固定部14的下端与底部14的固定部24d接触。在此条件下，中间盒16的凹槽43的底部(即，中间壁41的相反的两端中面对底部14的一端)位于离开直立壁22的上端给定距离处。密封构件75(即，机械密封件)填充中间盒16的凹槽43与直立壁22的上端之间的这种气隙。密封构件75具有如图3中示出的构型。更具体地，密封构件75由环形条带构件制成。密封构件75由直立壁22的上端弹性压缩从而在底部14与中间盒16之间产生不透液体的密封。

中间盒16的中间壁41的上端配合在沿盖部15的周向边缘延伸的凹槽32中。具体地，盖部15固定至底部14，其中，盖部15的固定部31的下端与底部14的固定部24b接触。在此条件下，盖部15的凹槽32的底部(即，盖部15的相反的两端中面对底部14的一端)位于离开中间壁41的上端给定距离处。密封构件76(即，机械密封件)填充盖部15的凹槽32与中间壁41的上端之间的此气隙。密封构件76具有如图3中示出的构型。更具体地，密封构件76由环形条带构件构成。密封构件76由中间壁41的上端弹性压缩从而在盖部15与中间盒16之间产生不透液体的密封。

如根据上文的论述显而易见的，底部14的直立壁22的上端布置成与中间盒16的凹槽43的底部间接接触。类似地，中间盒16的中间壁41的上端布置成与盖部15的凹槽32的底部间接接触。换言之，在底部14与中间盒16之间以及在中间盒16与盖部15之间设置有缓冲器从而避免从上方作用在盖部15上的外力直接传递至中间盒16以及传递至底部14。

已组装的电池模块11

下文中将描述已组装的电池模块11的结构。图12为示出了已组装的电池模块11的总体结构的立体图。图13和图14为已组装的电池模块11的分解立体图。图15为已组装的电池模块11的平面图。图16为如沿图15中的线XVI-XVI截取的截面图。

已组装的电池模块11用作所谓的电池并且主要由多个(在此实施方式中为四个)单电池83的电池组件81和紧固至电池组件81作为汇流条支架的电池支架82构成。电池组件81包括单电池83，每个单电池83均由如本申请的导言部分中描述的层压式单电池实施。具体地，每个单电池83由柔性拉平外壳和方形单电池本体83a构成，柔性拉平外壳由一对层压膜形成，如图16中所示，方形单电池本体83a设置在拉平外壳中。该外壳具有周向边缘，周向边缘被密封从而将单电池本体83a密封地安置在外壳内。单电池83放置成沿其厚度方向彼此重叠。每个单电池83均呈平面形状并且具有从电池本体83a向外延伸的一对电极凸片84和85。电极凸片84和85附连至每个单电池83的四条边中的正相对的两条边。电极凸片84用作正电极。电极凸片85用作负电极。正电极凸片84由铝制成。负电极凸片85由铜制成。

如上所述，单电池83竖直地进行堆叠。如从图12和图13中看出的，竖向相邻的两个单电池83中的一个具有正电极凸片84，该正电极凸片84设置在与另一单电池83的负电极凸片85相同的一侧。换言之，竖向相邻的两个单电池83中的一个的正电极凸片84沿单电池83的厚度方向放置在另一单电池83的负电极凸片85的上方。每个单电池83的正电极凸片84电连接至相邻的一个单电池83的负电极凸片85，使得所有单电池83串联地电连接在一起。

相邻的两个单电池83的正电极凸片84和负电极凸片85物理地弯曲为彼此靠近，从而具有彼此竖直重叠放置的部分。此重叠部分例如通过超声焊接结合在一起。在此实施方式中，电池组件81的正电极凸片84和负电极凸片85以如图17中示出的方式结合。所有单电池83的电极凸片84和85分成两类：一类是第一电极凸片，另一类是第二电极凸片。如下文中详细描述的，第一电极凸片为每两个竖向相邻的单电池83的具有彼此叠置并且通过焊接结合在一起的部分的电极凸片84和85。第二电极凸片为单电池83中的未结合至其他单电池83的电极凸片84和85的电极凸片84和85。更具体地，在电池组件81的右侧，沿水平方向成直线延伸的最上面的正电极凸片84和最下面的负电极凸片85是第二电极凸片，而中间的两个单电池83的弯曲的并且焊接在一起的最上面的正电极凸片84和最下面的负电极凸片85是第一电极凸片。在电池组件81的左侧，上面的两个单电池83的弯曲的并且焊接在一起的正电极凸片84和负电极凸片85是第一电极凸片。类似地，下面的两个单电池83的弯曲的并且焊接在一起的正电极凸片84和负电极凸片85是第一电极凸片。

构成竖向相邻的两个单电池之间的彼此重叠放置并且结合在一起的一些电极凸片84和85的第一电极凸片与构成未彼此结合的其他电极凸片84和85的第二电极凸片在电极凸片84和85的延伸方向上在构型方面彼此有所不同。将参照图18对此进行讨论。图18为示出了如图17中示出的在单电池83的右侧的电极凸片84和85的放大图，并且出于方便的考虑，将结合在一起的电极凸片84和85标为第一电极凸片T1，并且将未结合在一起的电极凸片84和85标为第二电极凸片T2。附图标记94a、94b以及94c表示与第一电极凸片T1和第二电极凸片T2连接的汇流条。下文中将详细描述汇流条94a至94c。

如图13中清楚地示出的，每个第一电极凸片T1由板构件制成，该板材具有沿其厚度方向彼此相反的两个主表面。每个第一电极凸片T1包括两个横向部700和一个竖直部800。横向部700沿第一电极凸片T1的纵向方向、即与单电池83的堆叠方向垂直的方向成直线延伸。单电池83的堆叠方向下文中将被称作堆叠方向。竖直部800沿堆叠方向延伸。横向部700和竖直部800限定呈曲柄形的弯曲部86。弯曲部86的主体(即，竖直部800)从第一电极凸片T1的通向相应的一个单电池83的本体的底端部以大致直角延伸，即靠近相匹配的一个第一电极凸片T1(即竖向相邻的一个电极凸片T1)，从而使每两个相邻的电极凸片84和85之间具有重叠。每个第一电极凸片T1的弯曲部86位于第一电极凸片T1的从相应的一个单电池83的本体直接延续的底端与第一电极凸片T1和相邻的一个电极凸片T1的结合部(或者焊接部)的中间。每个第一电极凸片T1包括沿相反的两个方向凸出从而总体上限定第一电极凸片T1的曲柄形状的两个圆形或弧形拐角300。第一电极凸片T1具有相互放置在一起并且在相邻的两个单电池83之间的沿单电池83的厚度方向的中间位置处结合在一起的顶端部。每个弧形拐角300成形为具有如下曲率半径：该曲率半径将作用在弧形拐角上的不利的应力程度减至最小，这种应力由在超声焊接操作中发生的振动或在电池单元10安装在汽车上的情况下从车身传递的振动引起。弧形拐角300的曲率半径可以彼此相等。

与第一电极凸片T1一样，每个第二电极凸片T2由板构件制成，该板构件具有沿其厚度方向彼此相反的两个主表面。每个第二电极凸片T2包括两个横向部700和两个竖直部800。横向部700沿第二电极凸片T2的纵向方向，即，与堆叠方向垂直的方向成直线延伸。竖直部800沿堆叠方向延伸。每个第二电极凸片T2的横向部700和竖直部800限定呈沿堆叠方向突出的U形的弯曲部87。每个第二电极凸片T2的弯曲部87位于第二电极凸片T2的从单电池83的本体直接延续的底端与至汇流条94a或94c的结合部(或焊接部)之间。

每个第二电极凸片T2包括沿不同方向凸出的三个圆形或弧形拐角400。具体地，外面的两个弧形拐角400沿大致相同的方向(即图17和图18中的向下方向)凸出。中间的一个弧形拐角400沿与外面的弧形拐角400凸起的方向相反的方向(即图17和图18中的向上方向)凸出。每个弧形拐角400形成为具有如下曲率半径：该曲率半径将作用在弧形拐角400上的不利的应力程度减至最小，该应力由在超声焊接操作时发生的振动或在电池单元10安装在汽车上的情况下从车身传递的振动引起。弧形拐角400的曲率半径可以彼此相等。

电池单元10具有对沿单电池83所堆叠的方向、即单电池83的厚度方向(即堆叠方向)的机械振动最敏感的构型。

弯曲部86和87几何成形为使得无论第一电极凸片T1和第二电极凸片T2如何结合在一起或结合至汇流条94a至94c，所有第一电极凸片T1和第二电极凸片T2都具有相同的长度L1。如图18中能够看到的，长度L1为第一电极凸片T1和第二电极凸片T2中的每一个的通向单电池83的底端与尖端之间的线性距离。因此，第一电极凸片T1和第二电极凸片T2的相同的线性长度L1使第一电极凸片T1和第二电极凸片T2的尖端沿单电池83的堆叠方向对准。具体地，在单电池83的同一侧延伸的第一电极凸片T1和第二电极凸片T2具有沿单电池83的堆叠方向对准的尖端。这消除了调节所有用来制造第一电极凸片T1和第二电极凸片T2的条带的长度的需要并且允许第一电极凸片T1和第二电极凸片T2在沿第一电极凸片T1和第二电极凸片T2所延伸的方向的相同位置处结合在一起或结合至汇流条94a至94c。第二电极凸片T2的弯曲部87用作长度调节器以调节第二电极凸片T2的长度从而使第二电极凸片T2的结合部与第一电池凸片T1的结合部在单电池83的堆叠方向上对准。这使第二电极凸片T2到汇流条94的结合部(焊接部)的中心和第一电极凸片T1到彼此(即到汇流条94)的结合部(焊接部)的中心位于在第一电极凸片T1和第二电极凸片T2的延伸方向上距离单电池83的本体相同距离处。

如图14中所示，粘合带88介于每两个单电池83之间以将所有单电池83粘接在一起。电池组件81还具有刚性板89，刚性板89通过粘合带88附连至最上面的一个单电池83的表面。刚性板89例如由铁片制成，该铁片具有与每个单电池83的表面积至少相等的表面积。在此实施方式中，刚性板89的表面积在尺寸上大于单电池83的表面积。刚性板89用作对如由螺旋弹簧101产生的机械负载的弹簧支承件。

电池支架82配备有第一保持器91、第二保持器92以及将第一保持器91和第二保持器92连接在一起的连接器93。第一保持器91在电池组件81的一侧附接至电极凸片84和85，而第二保持器92在电池组件81的相反侧附接至电极凸片84和85。第一保持器91、第二保持器92以及连接器93由合成树脂一体形成。

第一保持器91具有三个汇流条94a、94b以及94c，这三个汇流条94a、94b以及94c在下文中将由附图标记94总体表示。汇流条94a、94b以及94c放置成沿单电池83的堆叠方向彼此重叠并且通过第一保持器91呈悬臂状。汇流条94a、94b以及94c电连接至从电池组件81的相反两侧中的一侧延伸的正电极凸片84和负电极凸片85。汇流条94a、94b以及94c具有沿竖直方向(即，电池组件81的厚度方向)彼此面对的主表面。如图18的右侧所示，每个汇流条94a、94b以及94c的一个主表面结合成与正电极凸片84和负电极凸片85中相应的一个电极凸片的表面直接接触。如在图18中能够看到的，汇流条94a、94b以及94c沿单电池83的堆叠方向彼此对准。换言之，汇流条94a、94b以及94c远离单电池本体83a定位并且安置在沿电极凸片84和85的延伸方向的大致相同位置处。汇流条94a用作电池组件81的正端子(即，由串联连接的单电池83构成的串联电路的正端子)。汇流条94c用作电池组件81的负端子(即，串联电路的负端子)。汇流条94a和94c分别连接至电池组件81的电源端子95。

第二保持器92具有两个汇流条94d和94e，汇流条94d和94e在下文中将由附图标记94总体表示。汇流条94d和94e放置成沿单电池83的堆叠方向彼此重叠并且通过第二保持器92呈悬臂状。汇流条94d和94e电连接至从电池组件81的相反的两侧中的另一侧延伸的正电极凸片84和负电极凸片85。汇流条94d和94e具有沿竖直方向(即电池组件81的厚度方向)彼此面对的主表面。如图16的左侧所示，汇流条94d和94e中的每个汇流条的一个主表面结合成与正电极凸片84和负电极凸片85中相应的一个电极凸片的表面直接接触。如在图16中能够看到的，汇流条94d和94e沿单电池83的堆叠方向彼此对准。换言之，汇流条94d和94e远离单电池本体83a定位并且安置在沿电极凸片84和85的延伸方向的大致相同位置处。

电池组件81设计成测量出现在每个单电池83处的端电压。具体地，第一保持器91具有分别连接至汇流条94a、94b以及94c的三个电压检测端子96。第二保持器92具有连接至汇流条94d和94e的两个电压检测端子96。电源端子95和电压检测端子96均向上延伸并且具有结合至控制板12的顶端。

每个电压检测端子96可以由汇流条94(94a至94e)中的一个汇流条的一部分制成。换言之，每个汇流条94可以用于检测单电池83处的端电压。在此实施方式中，每个汇流条94在一端处连接至电池组件81的正电极凸片84和负电极凸片85中的一个并且在另一端处连接至控制板12作为电压检测端子96。每个汇流条94是弯曲的并且部分地嵌入到第一保持器91和第二保持器92中的一个中。汇流条94用作电连接至作为电池单元10中的一个电气装置的控制板12的连接构件。汇流条94还用作电连接至设置在电池单元10的外部的外部锌单电池或电池的连接构件。

连接器93由上连接杆98和下连接杆98构成。换言之，连接器93具有水平细长开口或狭槽从而具有上连接杆98和下连接杆98。每个连接杆98具有如下宽度：如从图12中能够看到的，该宽度足够小以至于能够设置在竖向相邻的两个单电池83的层压膜的周向边缘之间的空间中。在电池支架82附接至电池组件81的条件下，连接杆98各自均在单电池83的层压膜之间延伸并且不从电池组件81的周边突出。这有利于减小电池单元10的总体尺寸。

第一保持器91和第二保持器92中的每一个均具有如下高度(即，第一保持器91和第二保持器92中的每一个的树脂本体的竖直尺寸)：如在图2中能够看到的，该高度小于电池组件81的总厚度(即电池组件81在单电池93的堆叠方向上的竖直尺寸)。这使已组装的电池模块11能够安装在底部14上并且不使保持器91和92与电池单元10的任何部分由任何干涉。

图19为示出了安装在附接有中间盒16的底部14上的已组装的电池模块11的平面图。

如从中间盒16的连接器18观察到的，已组装的电池模块11安置成使得电极凸片84和85位于已组装的电池模块11的本体的左右两侧。已组装的电池模块11还布置成与底部14上的热沉27相邻。电池支架28配合在已组装的电池模块11的更靠近热沉27的一侧，即连接器18和连接端子47那一侧。已组装的电池模块11固定在底部14上，其中，电池支架82的安装壁97(即，第一保持器91和第二保持器92)通过螺钉N紧固至底部14的固定部24c。

如图3中所示，双面带(也称作双面胶带)111设置在已组装的电池模块11的本体下方。双面带111将已组装的电池模块11的底表面粘接至底部14。绝缘片112安置在电池组件81的电极凸片84和85下方从而将电极凸片84和85与底板21电绝缘。

电极凸片的超声焊接

下文中将描述已组装的电池模块11的电极凸片84和85的超声焊接。图20(a)和图20(b)示出了用于实现电极凸片84和85与汇流条94的焊接的超声焊接机140。超声焊接机140配备有砧座141(即，固定台)和喇叭142(即，超声波发生器)。砧座141和喇叭142分别具有形成有细小的不规则部或凹口的成形表面143和144。通过例如滚花实现凹口的形成。

通过将相邻的两个单电池83的正电极凸片84和负电极凸片85放置成彼此重叠并且超声焊接此重叠部分来完成正电极凸片84和负电极凸片85的结合。如上所述，正电极凸片84由铝制成，而负电极凸片85由铜制成。因此，正电极凸片84在硬度上低于负电极凸片85。这产生了如下忧虑：仅保持在成形表面143与144之间的正电极凸片84和负电极凸片85的超声焊接导致硬度较低的正电极凸片84上的物理损坏。

为了缓解上述问题，汇流条94用作加强板以物理地保护正电极凸片84。汇流条94例如由铜制成。具体地，如图20(a)中清楚地看出的，正电极凸片84和负电极凸片85安置成彼此重叠，使得正电极凸片84位于下侧，即面对砧座141，而将负电极凸片85安放在上侧，即面对喇叭412。汇流条94设置在砧座141与正电极凸片84之间。通过这种布局，硬度较低的正电极凸片84夹在硬度较高的负电极凸片85和汇流条94之间，其中，负电极凸片85和汇流条94安置成分别与超声焊接机140的成形表面143和144接触。超声振动通过超声焊接机140施加至正电极凸片84、负电极凸片85以及汇流条94从而将它们焊接在一起。在超声焊接操作中，防止了硬度较低的正电极凸片84与成形表面143和144物理接触，由此不对正电极凸片84造成损坏。

如已经描述的，用作已组装的电池模块11的电池组件81的电池正端子(也称作总正端子)的一个正电极凸片84结合至汇流条94(即图13和图18中的汇流条94a)而不连接至负电极凸片85。参照图20(b)描述了这个正电极凸片84的超声焊接。如图中清楚地示出的，汇流条94a设置在正电极凸片84下面，即砧座141上方。接触板99放置在正电极凸片84上，即喇叭142下方。接触板99起加强件或保护器的作用，其由硬度高于正电极凸片84的材料制成，例如由铜制成。具体地，硬度较低的正电极凸片84夹在硬度较高的汇流条94a和接触板99之间。超声振动通过超声焊接机140施加至正电极凸片84、汇流条94a以及接触板99从而将它们焊接起来。在超声焊接操作中，防止了硬度较低的正电极凸片84与成形表面143和144物理接触，由此不对正电极凸片84造成损坏。接触板99通常保持焊接至正电极凸片84和汇流条94a，但是接触板99可以替代性地在完成超声焊接操作之后从正电极凸片84和汇流条94a除去。出于简化的目的，图18省去接触板99。

如已经描述的，用作已组装的电池模块11的电池组件81的电池负端子(也称作总负端子)的一个负电极凸片85结合至汇流条94(即图13和图18中的汇流条94c)而不连接至正电极凸片84。负电极凸片85不是由硬度较低的铝制成。因此，在不使用接触板99的情况下实现负电极凸片85与汇流条94c的焊接。换言之，负电极凸片85和汇流条94c直接受到如由超声焊接机140产生的超声振动。

如上所述，电极凸片84和85具有弯曲部86和87。弯曲部86和87用作减振器从而吸收在受到超声焊接机140中的超声焊接时传递至电极凸片84和85的微小或高频振动，由此消除了作用在电极凸片84和85上的不利应力。电极凸片84和85在其位于超声焊接部与通向单电池83的本体的底端之间的材料长度上彼此大致相同，由此导致如在超声焊接操作中在焊接部处产生的热对单电池83的影响的一致性。

电池支架82的汇流条94均安置在距离单电池本体83a大致相同距离处。具体地，所有汇流条94均具有位于距离电池本体83a相同距离处的纵向中心。另外，所有电极凸片84和85具有位于沿电极凸片84和85从单电池本体83a向外延伸的方向距离单电池本体83a相同距离处的尖端。这消除了改变超声焊接机140的砧座141和/或喇叭142的构型并且调节超声焊接的条件的需要，并且还避免了在焊接操作过程中电极凸片84和85的尖端与超声焊接机140的物理干涉。

往回参照图16，三个汇流条94a至94c焊接至电池支架82的第一保持器91中的电极凸片84和85。具体地，如已经描述的，汇流条94a至94c中的每一个设置在电极凸片84和85中相应的一个的下方并结合在一起。更具体地，电极凸片84和85中最上面的一个电极凸片，即，正电极凸片84夹在汇流条94a与接触板99之间并且焊接在一起。电极凸片84和85中的中间的一个电极凸片，即，正电极凸片84夹在负电极凸片85与汇流条94b之间并且焊接在一起。电极凸片84和85中最下面的一个电极凸片，即，负电极凸片85安置在汇流条94c上并且焊接在一起。

两个汇流条94d和94e结合至位于电池支架82的第二保持器92中的电极凸片84和85。具体地，汇流条94d和94e中的每个汇流条安放在电极凸片84和85的组合体下方并且结合在一起。以与正电极凸片84位于负电极凸片85与汇流条94之间相同的方式实现汇流条94d和94e的焊接。

第一保持器91的汇流条94a、94b以及94c中的每一个设定在与匹配部分，即电极凸片84和85中相应的一个或相应的组合体的高度相对应的水平处。因此，当电池支架82附接至电池组件81时，每个汇流条94将被安放且保留在电极凸片84和85中相应的一个或相应的组合体上，由此有利于在汇流条94和电极凸片84和85上的焊接操作的便利性。

用作电池组件81的正端子的汇流条94a和用作电池组件81的负端子的汇流条94c作为主电源路径并且由此设计成比其他汇流条94b、94d以及94e更宽。汇流条94a至94e均具有相同厚度从而使超声焊接条件标准化。

将简要说明已组装的电池模块11的生产方法。首先将讨论如何制造电池组件81。四个单电池83中的每个单电池的电极凸片84和85分别弯曲成预定形状。单电池83堆叠成彼此重叠，其中，竖向相邻的两个单电池83中的一个单电池的正电极凸片84或负电极凸片85安置在另一个单电池83的负电极凸片85或正电极凸片84上。粘合带88设置在每两个单电池83之间从而将所有单电池83粘接在一起。这使除了用作电池组件81的正端子和负端子的电极凸片84和85之外的正电极凸片84和负电极凸片85具有彼此重叠放置的顶部。

接下来，与电池组件81分开生产的电池支架82附接至电池组件81。通过将电池支架82与电池组件81的没有电极凸片84和85的两侧所彼此相对的方向对准并且将电池支架82配合在电池组件81上实现此附接。这使从电池支架82横向延伸的汇流条(94a至94e)刚好安置在电池组件81的电极凸片84和85下方。电池支架82的连接器93(即，连接杆98)插入到竖向相邻的两个单电池83的层压膜之间的气隙中。具体地，每个连接杆98配合在相邻的两个单电池83的层压膜(即周向边缘)之间的气隙中。

在单电池83堆叠并且彼此串联地电连接之后，如上所述，此堆叠包括正电极凸片84和负电极凸片85的一些重叠部。所有重叠部中的每个重叠部具有安置在负电极凸片85下方的正电极凸片84。每个汇流条94放置在一个重叠部下方使得正电极凸片84介于负电极凸片85与汇流条94之间。汇流条94、正电极凸片84以及负电极凸片85的这种每个堆叠随后通过超声焊接机140进行焊接。

控制板12

下文中将描述控制板12的结构。图21为控制板12的立体图。图22为示出了安装在底部14上的控制板12的平面图。在图22中，为了简化起见，虚线表示已组装的电池模块11(即，刚性板87)的位置。

控制板12由如下印刷电路板制成：该印刷电路板具有安装在其主表面上的多个电子装置。控制板12的构造有电子装置的表面在下文中还被称作电子部件安装表面。具体地，控制板12配备有CPU(即，运算装置)，该CPU用作控制器以执行给定控制任务，从而控制已组装的电池模块11和上述电源装置P的充放电操作。控制板12放置成与已组装的电池模块11在竖向上重叠，即，在竖直方向上刚好布置在已组装的电池模块11的上方。换言之，控制板12比已组装的电池模块11更远离底板21。

控制板12具有与构造有电源装置P等的表面相反的下表面。下表面安置在底部14的固定部24a上并且通过螺钉N紧固至底部14。具体地，如从图3和图18能够看到的，控制板12通过螺钉N在多个位置处紧固至底部14。

水破坏传感器60的水检测电极68位于底部14的底板21附近，使得控制板12上的CPU(即控制器)可以分析来自水破坏传感器60的表示电池单元10浸入在水中的输出，从而执行给定任务以例如在电池单元10由于其浸入在水中而损坏之前停止给已组装的电池模块11的充电或放电。

控制板12具有两个区域：重叠区域，重叠区域设置成与已组装的电池模块11在竖向上重叠，即，在竖直方向上刚好布置在已组装的电池模块11的上方；以及非重叠区域，非重叠区域定位成在竖直方向上不与已组装的电池模块11重合。电源装置P构造在非重叠区域上。非重叠区域刚好位于底部14的热沉27上方，换言之，面对底部14的热沉27，如图5中所示，由此有利于将如由电源装置P产生的热量通过热沉27释放到已组装的电池模块11外面。

如图3中所示，绝缘片113介于热沉27的面对控制板的板27a与控制板12之间从而将热沉27与控制板12热绝缘。

通过将中间盒16的接线销53和连接端子63以及已组装的电池模块11的电源端子95和电压检测端子96插入到形成在控制板12中的孔中并且随后将它们锡焊在一起实现控制板12与底部14的结合。

如图22中所示，由热敏电阻制成的温度传感器106通过线105连接至控制板12。温度传感器106安装在已组装的电池模块11上并且操作成测量已组装的电池模块11的温度。具体地，如图12中所示，已组装的电池模块11的电池支架82具有向上延伸的传感器底座107。温度传感器106附连至传感器底座107。

如上所述，电池单元10配备有推压机构从而从上方推压已组装的电池模块11并且将其保持在存储盒13内。具体地，推压机构配备有螺旋弹簧101，如图2中所示，螺旋弹簧101布置在已组装的电池模块11的上表面与盖部15之间，从而将已组装的电池模块11压靠在底部14上。螺旋弹簧101安装在已组装的电池模块11与盖部15之间产生了关于控制板12与螺旋弹簧101之间的物理干涉的忧虑。

为了缓解上述问题，控制板12具有穿过控制板12的厚度的孔102从而限定设置螺旋弹簧101的弹簧室。每个螺旋弹簧101具有伸长或缩短的长度(即，轴线)，并且如图2中清楚地示出的，每个螺旋弹簧101设置在孔102中，其中，上述长度与控制板12的主表面大致垂直地延伸。孔102用作干涉避免装置以消除控制板12与螺旋弹簧101之间的物理干涉。控制板12总体上环圈形。如图21和图22中所示，孔102呈多边形，但可以是圆形。

对上述推压机构进行补充说明，已组装的电池模块11的相反的两个主表面中的一个主表面的中央区域被施加由螺旋弹簧101产生的压力。换言之，螺旋弹簧101设置在已组装的电池模块11的上表面的中央区域上。此中央区域下文中也被称作压力施加区域。压力施加区域占据已组装的电池模块11的在其平面图中的重心。推压机构具有布置成2×2矩阵的四个螺旋弹簧11。控制板12放置成在竖直方向(即，电池单元10的厚度方向)上与已组装的电池模块11的重心重叠。具体地，孔102形成在控制电路板12的沿电池单元10的厚度方向(即，如由螺旋弹簧101产生的压力作用在已组装的电池模块11上的方向)覆盖已组装的电池模块11的重心或与已组装的电池模块11的重心重叠的区域中。换言之，推压机构(即，螺旋弹簧101)定位成通过已组装的电池模块11的上表面将机械压力施加在已组装的电池模块11的重心上。

如上所述，刚性板87附连至已组装的电池模块11的电池组件81的上表面。螺旋弹簧101设置在刚性板87上。如已经描述的，盖部15在其下表面上形成有弹簧支架35，弹簧支架35保持螺旋弹簧101的端部。具体地，弹簧支架35具有分别放置有螺旋弹簧101的室35a，使得螺旋弹簧101在已组装的电池模块11的压力施加区域上设置在位。

盖部15结合至底部14并且压缩螺旋弹簧101的长度从而产生机械压力。该机械压力施加在已组装的电池模块11上。四个螺旋弹簧101的使用使得已组装的电池模块11的施加有由螺旋弹簧101产生的机械压力的区域(即压力施加区域)增大。刚性板87的使用实现了机械压力在已组装的电池模块11的电池组件81的上表面上的均匀分布。

车辆供电系统的电气结构

下文中将参照图23描述车内供电系统的电气结构。如上所述，电池单元10的已组装的电池模块11配备有串联连接的四个单电池83。每个单电池83在其正端子和负端子处通过电气路径121连接至控制器122。控制器122由CPU(即，运算装置)实施，CPU操作成执行给定控制任务以控制已组装的电池模块11的充放电操作。控制器122为安装在控制板12上的电子部件。如图13中所示，汇流条94(94a至94e)连接至单电池83的正端子和负端子。电气路径121由汇流条94和电压检测端子96提供。

电池单元10配备有通过线125耦接在一起的连接端子123和124。已组装的电池模块11连接至从线125分出的线126。在线135中设置有开关127。在线126中设置有开关128。开关127和开关128各自用作例如由功率MOSFET制成的电源控制开关装置。如图17中所示，开关127和128与电源装置P相对应。水破坏传感器60的传感器基板62连接至控制器122。

除了电池单元10外，供电系统还包括铅酸存储电池131。铅酸存储电池131耦接至电池单元10的连接端子123。电池单元10和铅酸存储电池131由安装在车辆中的发电机(也称作交流电机)132进行充电。车辆还配备有作为电负载的起动机133，起动机133由来自铅酸存储电池131的电能供电，从而起动安装在车辆中的内燃发动机。电负载134、例如安装在车辆中的音频系统或导航系统通过连接端子134耦接至电池单元10。电池单元10将电能供给至电负载134。

将简要描述由控制器122控制的开关127的接通/断开操作。开关127根据已组装的电池模块11和铅酸存储电池131中的电荷状态(即，可用电量)而接通或断开。具体地，当已组装的电池模块11中的电荷状态大于或等于给定值K1时，控制器122断开开关127从而将连接端子123与已组装的电池模块11断开连接。替代性地，当已组装的电池模块11中的电荷状态已经降到给定值K1以下时，控制器122接通开关127从而将连接端子123和已组装的电池模块11连接起来以通过使用发电机132给已组装的电池模块11充电。

当需要使用起动机133起动发动机并且铅酸存储电池131中的电荷状态大于或等于给定值K2时，控制器122断开开关127从而将来自铅酸存储电池131的电能供给至起动机133。替代性地，当铅酸存储电池131中的电荷状态小于给定值K2时，控制器122接通开关127以将来自已组装的电池模块11的电能供给至起动机133。

安装有供电系统的车辆配备有自动怠速停止系统(也称作自动发动机起动/重启系统)，自动怠速停止系统操作成在点火开关处于接通状态时自动停止发动机。当满足给定的自动发动机停止条件时，安装在车辆中的ECU(即，怠速停止ECU)自动停止发动机。当在发动机停止后满足给定的自动发动机重启条件时，ECU使用起动机133重启发动机。例如，自动发动机停止条件为车辆的加速踏板已经断开或释放、车辆的制动器已经启用或应用、并且车辆的速度低于给定值的条件。自动发动机重启条件例如为加速踏板已经启用、并且制动器已经断开的条件。

电池单元10的安装

电池单元10安装在车辆的限定乘客室的底板上。更具体地，底部14的底板21水平地设置在车辆的前排座椅的下方。电池单元10位于车辆的乘客室中，使得与电池单元10安装在车辆的发动机室内的情形相比，电池单元10被水或泥溅到的可能性很低。替代性地，除了安置在前排座椅下方之外，电池单元10可以例如安置在位于后排座椅与后行李箱之间的空间中。

上述实施方式提供了以下优势。

如已经描述的，上述实施方式的电池(即，已组装的电池模块11)包括成叠的层压式单电池83，每个单电池83均配备有分别用作正端子和负端子的电极凸片84和85。电极凸片84和85中的每个电极凸片具有通向相应的一个单电池83的本体(即单电池本体83)的底端。如上所述，所有单电池83的电极凸片84和85划分成第一电极凸片T1和第二电极凸片T2。第一电极凸片T1为每两个相邻的单电池83的电极凸片86。第一电极凸片T1分别具有彼此叠置并且结合至汇流条94的部分。第二电极凸片T2为单电池的电极凸片84和85。每个第二电极凸片T2具有结合至一个汇流条94的部分，并且不连接至任何电极凸片94。如上所述，第一电极凸片T1和第二电极凸片T2中的每个电极凸片由如下平板构件制成：该平板构件具有在其厚度方向上彼此相反的主表面。第一电极凸片T1和第二电极凸片T2中的每个电极凸片具有弯曲部(即，第一弯曲部86或第二弯曲部87)，该弯曲部成形为沿横向于相反的两个主表面的相反的两个方向中的至少一个方向突出。具体地，如图17中所示，每个第一弯曲部86沿与单电池83的厚度(即堆叠方向)垂直的相反的两个方向中的任一方向延伸或突出，但是可以成形为具有沿不同方向突出的多个部段。下文中将参照图26描述第一弯曲部86的这种几何构型的一个示例。类似地，每个第二弯曲部87沿与单电池83的厚度(即堆叠方向)垂直的相反的两个方向中的任一方向延伸或突出，但是可以成形为具有沿不同方向突出的多个部段。下文中将参照图26描述第二弯曲部87的这种几何构型的一个示例。

第一电极凸片T1和第二电极凸片T2中的每一个的弯曲部86或87优选地沿使由电池(即，已组装的电池模块11)的振动或电池上的热冲击引起并且作用在第一电极凸片T1和第二电极凸片T2上的机械应力最大化的方向定向。此机械应力通常在已组装的电池模块11安装在汽车上的情况下发生。因此，弯曲部86和87起到使作用在第一电极凸片T1和第二电极凸片T2上的应力最小化的应力吸收器的作用。

例如，在已组装的电池模块11以堆叠方向与车辆的竖直方向平行定向的方式安装在车辆中的情况下，机械应力最大化的方向与单电池83堆叠的堆叠方向重合。第一电极凸片T1和第二电极凸片T2中的每一个成形为包括沿堆叠方向延伸的第一部分(即，图17中的竖直部分800)和沿与堆叠方向垂直的方向延伸的第二部分(即，横向部分700)。此几何构型增强了吸收作用在第一电极凸片T1和第二电极凸片T2上的应力的效率。

例如，在已组装的电池模块11以堆叠方向与车辆的横向方向平行定向的方式安装在车辆中的情况下，机械应力最大化的方向与垂直于堆叠方向的方向重合。在此情况下，第一电极凸片T1和第二电极凸片T2中的每一个成形为包括沿堆叠方向延伸的第一部分(即，图26中的竖直部分800)和沿与堆叠方向垂直的方向延伸的第二部分(即，图26中的横向部分700)。此几何构型增强了吸收作用在第一电极凸片T1和第二电极凸片T2上的应力的效率。

如上所述，每个第一凸片T1的第一弯曲部86从第一电极凸片T1的底端延续并且接近相邻的两个单电池83中的另一个单电池。第一弯曲部位于底端与第一电极凸片T1至汇流条94的结合部之间。类似地，每个第二电极凸片T2的第二弯曲部87从第二电极凸片T2的底端延续并且位于底端与第二电极凸片T2至汇流条94的结合部之间。

例如，如从图17和图18中能够看到的，相邻的两个单电池83的第一电极凸片T1的第一弯曲部86呈相同构型并且沿相反的两个方向(例如，与堆叠方向垂直的相反的两个方向)定向。如下文中参照图24、图25以及图26详细描述的，第二弯曲部87可以与第一弯曲部形状相同。

电极凸片84和85中的用作至少一个单电池83的正端子和负端子的两个电极凸片具有沿与堆叠方向平行的相反的两个方向突出的弯曲部86和/或87。例如，电极凸片84和85的这种布局适用于除了图17中的最下面的单电池83之外的单电池83。

第一电极凸片T1的弯曲部86可以呈曲柄形。第二电极凸片T2的弯曲部87可以呈U形。

如图18中所示，相邻的两个单电池83的第一电极凸片T1的第一弯曲部86可以相对于在第一电极凸片T1的长度的中间延伸的中心线(即，图18中的水平中心线)镜像地定向。

如已经描述的，电极凸片84和85的弯曲部86和87用作在受到超声焊接机140中的超声焊接时吸收传递至电极凸片84和85的振荡的减振器，由此消除了作用在电极凸片84和85上的不利的应力。

已组装的电池模块11具有牢牢地紧固在存储盒13中的电池组件81和电池支架82。每个单电池83的电极凸片84和85焊接至汇流条94。这种已组装的电池模块通常遇到如下缺点：存储盒13的振荡产生施加在电极凸片84和85至汇流条94的焊接部上的应力，这会导致焊接部破裂。为了避免此问题，电极凸片84和85设计成使弯曲部86和87起到应力吸收器的作用从而将作用在焊接部上的应力减至最小。这确保了电极凸片84和85至汇流条94的结合稳定性并且基本上形成了电极凸片84和85对振荡的相同程度的抵抗。

如果电极凸片84和85中的一些电极凸片设计成具有弯曲部86和87而其他的电极凸片84和85未形成为具有弯曲部86和87，则这会导致电极凸片84和85的尖端在焊接操作过程中与超声焊接机140的某部分物理干涉或导致电极凸片84和85的尖端根据存储盒13的构型在存储盒13内彼此物理干涉。弯曲部86和87还促进了电池组件81的任一侧的电极凸片84和85的尖端排列成与电池组件81的堆叠方向(即厚度方向)I对准时的便利性。电极凸片84和85的尖端的这种布局消除了上述问题并且确保了电极凸片84和85与汇流条94的结合稳定性。

如上所述，弯曲部86和87的形成消除了调节电极凸片84和85的材料长度或单电池83的尺寸的需要，从而预先实现了电极凸片84和85的尖端的对准。具体地，弯曲部86和87几何成形为使得所有电极凸片84和85具有相同的长度——该长度为电极凸片84和85中的每个电极凸片的通向单电池83的底端与其尖端之间的线性距离，由此避免了电极凸片84和85的尖端在焊接操作中与超声焊接机140的任何部分的相互干涉。

电极凸片84和85在其材料长度(即电极凸片84和85在弯曲成形成弯曲部86和87之前的长度)方面彼此大致相等，由此产生在超声焊接操作中在焊接部处产生的热对单电池83的影响的一致性。弯曲部86和87的形成造成导热路径的长度(即，电极凸片84和85的总长度)增大，由此将在超声焊接机140的焊接操作中对单电池83的不利的热影响的变化减至最小。

弯曲部86和87均沿同一平面延伸，换言之，均沿相同方向定向，即沿单电池83的堆叠方向定向，单电池83的堆叠方向为使由电池单元10的振荡引起并且作用在电极凸片84和85上的应力最大化的方向，由此产生吸收电池单元10当安装在汽车中时的振荡的增强的效率。弯曲部86和87还操作成吸收单电池83在受热时的变形(即膨胀或收缩)。

汇流条94大致位于距单电池本体83a的任一侧相同的距离处。从单电池本体83a的每侧延伸的电极凸片84和85排列成具有沿单电池83的堆叠方向彼此对准的尖端。换言之，电极凸片84和85的从其焊接部向外延伸的部分的尖端大致位于电极凸片84和85的延伸方向上的相同位置，由此避免了尖端与超声焊接机140或存储盒13的内壁物理干涉。

如上所述，通过将硬度高于正电极凸片84的汇流条94放置在正电极凸片84上并且将它们焊接在一起来实现正电极凸片84和汇流条94的结合。具体地，汇流条94用作使在焊接操作时对正电极凸片84的物理损坏减至最小的加强件或保护板，由此确保正电极凸片84和汇流条94的结合的稳定性。

已组装的电池模块11使用汇流条94来将电能输入到电池组件81中或从电池组件81输出电能或者测量在单电池83处产生的电压。如上所述，汇流条94形成为硬度高于正电极凸片84并且在将汇流条94超声焊接至正电极凸片84时用作加强件或保护器，由此提供焊接部的稳定性。

如上所述，每个正电极凸片84由铝制成，而每个负电极凸片85由铜制成。因此，正电极凸片84在硬度上低于负电极凸片85。通过将正电极凸片84夹在硬度高于正电极凸片84的负电极凸片85和汇流条94之间实现正电极凸片84、负电极凸片85以及汇流条94的焊接，由此消除了在焊接操作中用额外的加强件或保护器避免正电极凸片84的损坏的需要。

如上所述，电池支架82用作汇流条支架以使汇流条94沿单电池82的堆叠方向排列在已组装的电池模块11的任一侧。如上所述，汇流条94在超声焊接操作中用作加强件。汇流条94通过电池支架82呈悬臂状并且在其尖部处焊接至正电极凸片84或负电极凸片85。如上所述，汇流条94由电池支架82牢固地保持。电池支架82设计成使得在电池支架82附接至电池组件81时，正电极凸片84和负电极凸片85将靠近汇流条94定位，由此促进正电极凸片84和/或负电极凸片85焊接至每个汇流条94的便利性。

电池支架82的连接器93(即，连接杆98)插入到位于竖向相邻的两个单电池83的层压膜之间的气隙中，使得在电池支架82附接至电池组件81之后连接器93不突出到电池组件81外面，由此避免了已组装的电池模块11的总体尺寸的增大。

通过将汇流条94从单电池83堆叠的相反的两个方向中的仅一个方向(即，在上述实施方式中为向下方向)刚好安置在正电极凸片84下方并且将它们焊接在一起使所有汇流条94结合至正电极凸片84和/或负电极凸片85。完全仅通过将电池支架82附接至电池组件81实现汇流条94的这种布置。这在硬度较低的正电极凸片84需要设置在负电极凸片85与汇流条94之间时非常有用，并且使正电极凸片84、负电极凸片85以及汇流条94竖直堆叠的误差减至最小。

下文中将描述上述实施方式的改型。

电极凸片84和85中的每个电极凸片可以设计成呈如图24中示出的形状。具体地，电极凸片84和85具有形状均彼此相同的弯曲部151和152。更具体地，焊接在一起的每两个电极凸片84和85(即第一电极凸片T1)具有第一弯曲部151，第一弯曲部151呈同一构型并且相对于在第一电极凸片T1的长度的中间延伸的中心线镜像地定向。电极凸片84和85中的用作电池组件81的电池正端子和电池负电子的两个电极凸片(即第二电极凸片T2)具有第二弯曲部152，第二弯曲部152与第一弯曲部151形状相同并且如图24中能够看到的，相对于在第二电极凸片T2的长度的中间延伸的中心线镜像地定向。每个单电池83具有一对正电极凸片84和负电极凸片85，如附图中清楚地示出的，这对正电极凸片84和负电极凸片85沿相反方向弯曲。因此，如图25中所示，单电池83堆叠成每个单电池83的正电极凸片84和负电极凸片85沿与单电池83的堆叠厚度平行的相反的两个方向(即，如图25中示出的向上方向和向下方向)弯曲或定向，从而有利于电极凸片84和85的串联连接。

如上所述，电极凸片84和85的弯曲部151和152形状均彼此相同，由此允许使用同一模具来形成弯曲部151和152，这提高了弯曲效率，并且还允许电极凸片84和85的材料具有相同长度，并且允许电极凸片84和85在它们成形之后在通向单电池本体83a的底端与其焊接部之间具有相同长度。

弯曲部151和152的相同构型允许所有单电池83以相同方式进行生产，由此改进了单电池83的形成活性。

第二电极凸片T2(即，位于图24中的右侧的电极凸片84和85中的用作电池组件81的电池正端子和电池负端子的最上面的电极凸片和最下面的电极凸片)可以与图24中示出的定向相反地定向。具体地，用作电池组件81的电池正端子的电极凸片84在图24中向下弯曲，而用作电池组件81的电池负端子的电极凸片85在图24中向上弯曲。

电极凸片84和85中的每个电极凸片替代性地可以成形为具有至少两个波状物或突出部：一个波状物或突出部向上定向，而另一个波状物或突出部向下定向，即，两个波状物或突出部沿与电极凸片84和85的平面横向垂直的相反的两个方向定向。此突出部例如可以是呈U形或多边形的滚花。替代性地，如图26中所示，电极凸片84和85中的每个电极凸片可以沿与其长度垂直的方向(即，附图中的竖直方向)多次弯曲(在图中为两次)而使尖部水平延伸(即，沿与单电池83的堆叠方向垂直的方向延伸)。通常，每个单电池83沿图26中的方向A热膨胀或收缩，该方向A与电极凸片84和85的延伸方向相同。热膨胀或收缩将产生作用在电极凸片84和85上的机械应力。电极凸片84和85的如图26中那样成形的弯曲允许电极凸片84和85沿方向A移动或者弹性变形从而吸收应力。

在上述实施方式中，通过将汇流条94安置在成叠的电极凸片84和85和汇流条94的底部(即，安置成最靠近图20(a)中的砧座141)并且将它们焊接在一起来实现电极凸片84和85与已组装的电池模块11的电池组件81的汇流条94的结合。可以改变这种布局。例如，可以通过将汇流条94放置在成叠的电极凸片84和85的顶部(即，放置成靠近图20(a)中的喇叭142)、将电极凸片84和85安置成靠近砧座141、并且将它们焊接在一起来完成此结合。在此焊接操作中，不像图20(a)中那样，正电极凸片84靠近汇流条94布置在负电极凸片85的上方。如论如何，总是通过将硬度较低的正电极凸片84夹在硬度较高的汇流条94和负电极凸片85之间来形成结合。

如上所述，正电极凸片84和负电极凸片85由彼此不同的材料制成。具体地，正电极凸片84由铝制成，而负电极凸片85由铜制成。但是，正电极凸片84和负电极凸片85可以替代性地由相同材料制成。例如，正电极凸片84和负电极凸片85可以由铝制成。在此情况下，优选地通过将汇流条94安置在成叠的正电极凸片84和负电极凸片85的相反的两个表面中的一个表面上、将类似接触板99的加强件安放在该成叠的正电极凸片84和负电极凸片85的另一表面上、并且将它们通过超声焊接机140焊接在一起来实现正电极凸片84和负电极凸片85与汇流条94的结合。

如上所述，正电极84和负电极85从单电池83的四条边中的正相反的两条边向外延伸，但每个单电池83可以替代性地设计成具有布置在单电池的相邻的两条边上的正电极84和负电极85。在此情况下，电池支架82如例如在图27(a)中示出的那样成形。

在图27(a)的示例中，正电极凸片84和负电极凸片85成形为从单电池83的四条边中的相邻的两条边(即相互垂直的两条边)延伸。电池支架82配备有两组汇流条94，每组汇流条94与单电池83的四条边中相邻的两条边中的一条边平行地延伸。在图27(b)的示例中，每个单电池83设计成具有相邻地布置在单电池的四条边中的同一条边上的正电极凸片84和负电极凸片85。电池支架82配备有两组汇流条94，这两组汇流条94均与单电池83的四条边中排列有正电极凸片84和负电极凸片85的一条边大致平行地延伸。

在图27(a)和图27(b)的每个示例中，通过除了用作电池组件81的电池正端子和电池负端子的正电极凸片84和负电极凸片85之外将每两个相邻的单电池83中的一个单电池的正电极凸片84放置在另一单电池83的负电极凸片85上并且将它们焊接在一起实现电池组件81的单电池83的电串联连接。汇流条94如同上述实施方式中那样从同一方向(即，与单电池83的厚度平行延伸的相反的两个方向中的一个方向)放置在正电极凸片84、负电极凸片85以及成叠的正电极凸片84和负电极凸片85上并且将它们焊接在一起。换言之，堆叠在电池组件81中的单电池83的每个电极凸片84和85的两个相反的主表面中的一个主表面面向单电池83堆叠的相反的两个方向中的同一个方向。图27(a)和图27(b)的示例中的其他布置与上述实施方式中的布置相同，并且此处省去对这些布置的详细说明。

如上文在图13中所描述的，电池支架82具有一体形成的第一保持器91和第二保持器92，但是，第一保持器91和第二保持器92可替代性地形成为彼此分开。具体地，第一保持器91和第二保持器92附接至彼此独立的电池组件81。

电池支架82具有均通过第一保持器91和第二保持器呈悬臂状的汇流条94，但是，电池支架82可以设计成在到第一保持器91和第二保持器92中的一个的两个附接点处双重支承每个汇流条94。

如上所述，单电池83的正电极凸片84和负电极凸片85和/或汇流条94超声焊接在一起，但是也可以以另一方式进行结合。例如，它们可以使用振动焊接技术在例如几百赫兹的低频下进行结合或通过利用由热源产生的热能的热焊接技术进行结合。

控制板12安装在存储盒13内，但是也可以设置在存储盒13的外侧。

如图2中清楚地示出的，底部14位于盖部15的竖直下方。电池单元10横向安装。底部14和盖部15可以替代性地彼此水平相邻地布置，而电池单元10竖直地安置。

如上所述，存储盒13由底部14、盖部15以及中间盒16构成，但是也可以仅由底部14和盖部15形成。例如，底部14的直立壁22设计成具有增大的高度从而沿其高度方向提供存储盒13内的所需空间。替代性地，盖部15可以设计成具有竖直侧壁以提供存储盒13的所需总高度。

如上所述，电池单元10安装在车辆的乘客室中的座椅下方，但是也可以设置在车辆的仪表盘或发动机室内。

如上所述，每个单电池83是锂离子存储单电池，但是也可以由诸如镍镉存储单电池或镍氢存储单电池之类的另一种次级单电池实现。

电池单元10可以与配备有内燃发动机和用于驱动车轮的电机的混合动力车辆一起使用，或可以与仅配备有作为驱动源的电机的电动车辆一起使用。

尽管已经关于优选实施方式公开了本发明以便有助于更好地理解本发明，但是应当理解，本发明能够以多种方式来实施而不脱离本发明的原理。因此，本发明应当理解为包含所有可能的实施方式以及对示出的实施方式的改型，这些实施方式和改型能够在不脱离由所附权利要求阐明的本发明的原理的情况下来实施。

Claims (8)

1.一种电池单元，包括：

电池，所述电池包括成叠的多个压层式单电池，每个所述单电池配备有分别用作正端子和负端子的电极凸片，每个所述电极凸片具有通向相应的一个所述单电池的本体的底端；

汇流条支架，所述汇流条支架配备有结合至所述单电池的所述电极凸片的多个汇流条；

存储盒，所述电池和所述汇流条支架安装在所述存储盒中；

第一电极凸片，所述第一电极凸片为每两个相邻的所述单电池的所述电极凸片，所述第一电极凸片分别具有彼此叠置并且结合至所述汇流条的部分；以及

第二电极凸片，所述第二电极凸片为所述单电池的所述电极凸片，每个所述第二电极凸片具有结合至一个所述汇流条的部分并且不连接至任何所述电极凸片，

其中，所述第一电极凸片和所述第二电极凸片中的每个电极凸片包括相反的主表面并且具有弯曲部，所述弯曲部成形为沿横向于所述相反的主表面的相反的方向中的至少一个方向突出并且位于所述底端与至所述汇流条的结合部之间。

2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一电极凸片和所述第二电极凸片中的每个电极凸片的所述弯曲部沿使机械应力最大化的方向定向，所述机械应力由所述电池的振荡或所述电池上的热冲击引起并且作用在所述第一电极凸片和所述第二电极凸片上。

3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，所述机械应力最大化的方向是堆叠方向、即所述层压式单电池堆叠的方向，或者是与所述堆叠方向垂直的方向，并且其中，所述第一电极凸片和所述第二电极凸片中的每个电极凸片包括沿所述堆叠方向延伸的第一部分和沿与所述堆叠方向垂直的方向延伸的第二部分。

4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，每个所述第一电极凸片包括作为所述弯曲部的第一弯曲部，所述第一弯曲部从所述第一电极凸片的所述底端延续并且靠近相邻的两个单电池中的另一个单电池，所述第一弯曲部位于所述底端与所述第一电极凸片的所述结合部之间，并且其中，每个所述第二电极凸片包括作为所述弯曲部的第二弯曲部，所述第二弯曲部从所述第二电极凸片的所述底端延续并且位于所述底端与所述第二电极凸片的所述结合部之间。

5.根据权利要求4所述的电池单元，其中，相邻的两个所述单电池的所述第一电极凸片的所述第一弯曲部呈相同构型并且沿相反的方向定向，并且其中，所述第二弯曲部与所述第一弯曲部形状相同。

6.根据权利要求5所述的电池单元，其中，所述电极凸片中用作至少一个所述单电池的所述正端子和所述负端子的两个电极凸片具有沿与所述单电池堆叠的方向平行的相反的方向突出的所述弯曲部。

7.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一电极凸片的所述弯曲部呈曲柄形，并且其中，所述第二电极凸片的所述弯曲部呈U形。

8.根据权利要求5所述的电池单元，其中，相邻的两个所述单电池的所述第一电极凸片的所述第一弯曲部相对于在所述第一电极凸片的长度的中间延伸的中心线镜像地定向。