CN104584265B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电池组。电池组具备密闭壳体和被收纳于上述密闭壳体的电池单元。上述密闭壳体包括具有开口的壳体主体、和由多个螺栓固定于上述壳体主体且堵塞上述开口的盖部件。对上述多个螺栓中的相邻的螺栓的离开距离进行比较，特定的相邻的两个螺栓的离开距离比其余的相邻的两个的螺栓的各离开距离长。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及具有被收纳于密闭壳体的电池单元的电池组。
背景技术
在具有被收纳于密闭壳体的电池单元的电池组中，当密闭壳体的内压变高时，需要使密闭壳体的内压降低。例如，专利文献1所记载的密闭式二次电池具备具有连续设置的多个电池槽的方形电池槽。在各电池槽收纳有极板组和电解液。在方形电池槽设置有气体汇集部。在气体汇集部与各电池槽之间，设置有若各电池槽的内部压力变为规定以上则开口的气体排出部。在气体汇集部设置有将气体朝外部导出的气体出口。进而，若在各电池槽产生气体而内压变高，则气体从排出口被朝气体汇集部排出。由此，各电池槽的内压降低。被排出至气体汇集部后的气体从气体出口被朝外部导出。
专利文献1：日本特开2004-178909号公报
然而，专利文献1所记载的密闭式二次电池需要设置与各电池槽的排出口连通的气体汇集部、并在气体汇集部设置气体出口，形状复杂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够以简单的结构使密闭壳体的内压降低的电池组。
用于达成上述目的的第1方式提供一种具备密闭壳体和被收纳于上述密闭壳体的电池单元的电池组。上述密闭壳体包括具有开口的壳体主体、和由多个螺栓固定于上述壳体主体且堵塞上述开口的盖部件。对上述多个螺栓中的相邻的螺栓的离开距离进行比较，特定的相邻的两个的螺栓的离开距离比其余的相邻的两个的螺栓的各离开距离长。
用于达成上述目的的笫2方式提供一种具备密闭壳体和被收纳于上述密闭壳体的电池单元的电池组。上述密闭壳体包括具有开口的壳体主体、和由等间隔地并排设置的多个螺栓固定于上述壳体主体且堵塞上述开口的多角形状的盖部件。在上述盖部件中，从至少一个角部到位于距该角部最近的位置的螺栓为止的距离比从其余的任意的角部到位于距该角部最近的位置的螺栓为止的距离长。
用于达成上述目的的笫3方式提供一种具备密闭壳体、密闭壳体、以及被收纳于上述密闭壳体的电池单元的电池组。上述密闭壳体包括：具有开口的壳体主体；设置在划分该壳体主体的上述开口的开口边缘部上且堵塞上述开口的多角形状的盖部件；以及将上述盖部件紧固于上述开口边缘部的多个螺栓。上述多个螺栓包括：接近上述盖部件的角部的两个接近螺栓；以及设置于相比上述两个接近螺栓更加从上述角部离开的位置的多个离开螺栓。上述盖部件在与上述开口边缘部对置的部分具有：从上述两个接近螺栓分别承受紧固力的第1区域；以及从上述离开螺栓中的相邻的两个螺栓分别承受紧固力的第2区域。上述第1区域中的从上述两个接近螺栓分别承受的紧固力的合力最弱的部分的紧固力，比上述第2区域中的从上述相邻的两个螺栓承受的紧固力的合力最弱的部分的紧固力弱。
附图说明
图1是示出笫1实施方式的电池组的分解立体图。
图2是示出第1实施方式的电池组的主视图。
图3是示出笫1实施方式的电池组的剖视图。
图4是示出第1实施方式的电池单元的剖视图。
图5是示出其他例的电池组的主视图。
图6的(a)以及(b)是用于对第1实施方式的电池组的作用进行说明的侧视图。
图7是示出第2实施方式的电池组的主视图。
具体实施方式
(笫1实施方式)
以下，对电池组的第1实施方式进行说明。
如图1所示，在电池组10中，在密闭壳体11收纳有多个电池模块21。密闭壳体11具有呈有底四方筒状的壳体主体12。详细而言，本实施方式的壳体主体12包括四方形状的底板、和从该底板的四个边立起设置的侧壁。壳体主体12的开口33被由并排设置的多个螺栓B固定于壳体主体12的矩形板状的盖部件14堵塞。多个螺栓B分别为相同的螺栓。在壳体主体12与盖部件14之间设置有密封件15。
在壳体主体12中，在划分开口33的开口边缘部32处的端面，设置有供螺栓B螺合的螺合孔16。开口边缘部32位于与各侧壁的底板相反侧的端部。同样，在盖部件14的周边设置有供螺栓B插通的插通孔17。进而，螺栓B插通于设置在盖部件14的插通孔17，并且螺合于壳体主体12的螺合孔16。由此，盖部件14被固定于壳体主体12。盖部件14设置在开口边缘部32上，由此来堵塞开口边缘部32所划分的开口33。
如图2所示，相邻的插通孔17的离开距离中的位于距角部14a最近的位置的第1插通孔18和与该第1插通孔18相邻的一个第2插通孔19之间的离开距离最长。其余的插通孔17彼此的各离开距离、第1插通孔18与插通孔17之间的离开距离、以及笫2插通孔19与插通孔17之间的离开距离设定成彼此相同。此外，这里所说的“相同”意味着允许制造上的误差的程度。
在本实施方式中，第1插通孔18与第2插通孔19之间的离开距离设定成其余的插通孔17彼此的离开距离的2倍的长度。在各插通孔17插通有螺栓B。因此，插通于第1插通孔18的第1螺栓B1与插通于第2插通孔19的第2螺栓B2之间的离开距离d1(螺栓B的轴部的中心间距离)设定成其余的螺栓B彼此的离开距离d2的2倍的长度。
此外，第1螺栓B1和与第1螺栓B1相邻的螺栓B之间的离开距离、以及第2螺栓B2和与第2螺栓B2相邻的螺栓B之间的离开距离，与其余的螺栓B彼此的离开距离d2相同。即，对相邻的螺栓B的离开距离进行比较，第1螺栓B1和第2螺栓B2之间的离开距离d1比其余的相邻的两个的螺栓B的离开距离d2长。因此，第1螺栓B1和第2螺栓B2相当于特定的相邻的两个的螺栓。
如图3所示，电池模块21具有多个电池单元22。
如图4所示，电池单元22(例如，锂离子二次电池、镍氢蓄电池)在电池壳体23的内部收纳电极组装体24以及电解液25。电池壳体23包括：收纳电极组装体24的有底箱状的主体26；以及堵塞主体26的开口的矩形板状的盖27。盖27具有在盖27的厚度方向贯通盖27的孔28。在该孔28设置有当电池壳体23的内压超过规定压力时打开的阀29。此外，该“规定压力”设定成当电池壳体23的内压升高时在电池壳体23破损之前阀29断裂的压力。
接下来，对本实施方式的电池组10的作用进行说明。
若电池单元22发生异常，则会在电池壳体23内产生气体，电池壳体23的内压上升。若电池壳体23的内压超过规定压力，则设置于电池壳体23的阀29断裂。进而，若设置于电池壳体23的阀29断裂，电池壳体23内的气体、例如氢被放出至密闭壳体11内，密闭壳体11的内压上升。
进而，若从多个电池单元22放出气体而密闭壳体11的内压变高，则施加于盖部件14的压力也逐渐变大。盖部件14欲朝厚度方向、即从开口边缘部32离开的方向变形。然而，盖部件14的变形被螺栓B抑制，因此盖部件14难以变形。在螺栓B的离开距离长的部分，螺栓B将盖部件14按压于壳体主体12的力弱。因此，第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的部分最容易变形。
如图6(a)以及图6(b)所示，若密闭壳体11的内压上升，则盖部件14的第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的部分朝从壳体主体12离开的方向、即盖部件14的厚度方向变形。进而，通过盖部件14变形，在壳体主体12与盖部件14之间形成有间隙S。积存在密闭壳体11内的气体从该间隙S被朝外部排出。当气体被从密闭壳体11排出而密闭壳体11的内压降低时，若盖部件14为不丧失弹性的范围内的变形，则恢复原来的形状(图6(a)所示的形状)。
然而，由于制造上的误差、避开配置在电池组10的周围的部件的螺栓的紧固、密闭壳体11的形状等的因素，存在意料之外地一部分相邻的螺栓B的离开距离变长的情况。在这样的情况下，由于并未想到气体会被从意料之外地相邻的螺栓B的离开距离变长的部分排出，因此，存在配置在意料之外地相邻的螺栓B的离开距离变长的部分的周边的部件因所被排出的气体而受到负面影响的情况。
在本实施方式的电池组10中，通过变更螺栓B的离开距离，有意地设置容易变形的部分，由此，该部分作为气体的排出口发挥功能。因此，能够将因所被排出的气体而受到负面影响的部件以从排出口离开的方式配置。
因此，根据上述实施方式，能够得到如下的效果。
(1)通过使第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的离开距离d1比其余的螺栓B彼此的离开距离d2长，当密闭壳体11的内压升高时，盖部件14的第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的部分容易变形。因此，仅通过变更用于将盖部件14固定于壳体主体12的螺栓B的离开距离就能够规定排出的气体的排出位置。
(2)能够使用断裂式的打开阀将密闭式壳体内的气体朝外部排出。在该情况下，若密闭壳体11的内压变高而打开阀断裂，则为了再次利用电池组10需要更换已断裂的打开阀。但在本实施方式中，若盖部件14弹性变形，则密闭壳体11的内压降低。进而，若盖部件14的变形处于不丧失弹性的范围内，则盖部件14恢复至原来的形状。因此，即便在放出密闭壳体11内的气体后也无需更换盖部件14。
(第2实施方式)
以下，对电池组的笫2实施方式进行说明。
在以下的说明中，对于与第1实施方式同样的结构，省略其说明。
如图7所示，在第2实施方式的电池组30的矩形平板状的盖部件31，在四个端部分别设置有螺栓B。螺栓B彼此的各离开距离d6、详细而言为螺栓B的轴心彼此的各离开距离d6为等间隔。此外，这里所说的“等间隔”意味着允许制造上的误差的程度。
若将多个螺栓B中的接近各角部14a～14d的两个的螺栓B定义为接近螺栓B3，则其余的螺栓B(离开螺栓)与接近螺栓B3相比从角部14a～14d离开。在本实施方式中，从角部14a～14d到两个接近螺栓B3为止的各距离d5彼此相同。并且，从接近螺栓B3到对应的角部14a～14d为止的距离d5与相邻的螺栓B彼此的离开距离d6相同。
盖部件31从螺栓B承受的紧固力以螺栓B的中心、即轴心作为中心而施加于盖部件31。对于该紧固力，越是从螺栓B的轴心离开则越弱。这里，本实施方式的盖部件31在与开口边缘部32对置的部分具有从两个接近螺栓B3分别承受紧固力的第1区域A1。在第1区域A1中，从两个接近螺栓B3承受的紧固力的合力最弱的部分是各角部14a～14d。在以下的说明中，将笫1区域A1的从螺栓B承受的紧固力最弱的部分、即各角部14a～14d定义为第1弱区域W1。
并且，盖部件31在与开口边缘部32对置的部分具有从离开螺栓B中的相邻的两个螺栓B7、B8分别承受紧固力的第2区域A2。在该第2区域A2中，将从连结离开螺栓B中的相邻的两个螺栓B7、B8各自的轴心的假想线L11的中点P1朝盖部件31的最近的边、即与开口33相反侧延伸的垂线L12和盖部件31的边之间的交点定义为第2弱区域W2。第2弱区域W2是在与开口边缘部32对置的部分中来自相邻的两个螺栓B7、B8的紧固力的合力最弱的部分。
进而，对第1弱区域W1和第2弱区域W2进行比较，作用于第1弱区域W1的紧固力比作用于第2弱区域W2的紧固力弱。具体地说，对从第1弱区域W1到两个接近螺栓B3为止的距离、和从第2弱区域W2到两个相邻的螺栓B7、B8为止的距离进行比较，从第1弱区域W1到接近螺栓B3为止的距离比从第2弱区域W2到相邻的两个螺栓B7、B8为止的距离长。因而，难以对第1弱区域W1施加接近螺栓B3的紧固力，第1弱区域W1从两个接近螺栓B3承受的紧固力的合力比第2弱区域W2从相邻的两个螺栓B7、B8承受的紧固力的合力弱。
此外，在本实施方式中，在多个第1区域A1中的各第1区域A1的第1弱区域W1，从两个接近螺栓B3承受的紧固力的合力比第2弱区域W2从相邻的两个螺栓B7、B8承受的紧固力的合力弱。
接下来，对第2实施方式的电池组30的作用进行说明。
若在电池单元22发生异常而电池壳体23内的气体、例如氢被放出至密闭壳体11内，则密闭壳体11的内压上升。盖部件31容易在从螺栓B承受的紧固力弱的部分变形。因而，对第1弱区域W1和第2弱区域W2进行比较，在第1弱区域W1从螺栓B承受的紧固力比在第2弱区域W2从螺栓B承受的紧固力弱。因此，若密闭壳体11的内压上升，则第1区域A1变形。进而，若第1区域A1变形，则笫1区域A1朝从开口边缘部32离开的方向变形，在开口边缘部32与第1区域A1之间形成有间隙。密闭壳体11内的气体被从该间隙放出，由此，密闭壳体11的内压被释放。
因而，即便相邻的螺栓B彼此的离开距离与从角部14a～14d到接近螺栓B3为止的距离相同，也能够使第1区域A1作为阀发挥功能，能够释放密闭壳体11的压力。
此外，实施方式也可以按照如下方式变更。
○如图5所示，相邻的螺栓B彼此的离开距离也可以全部为等间隔。此外，这里所说的“等间隔”意味着允许制造上的误差的程度。从一个角部14a到位于与该角部14a最近的位置的插通孔17为止的距离比从其余的任意的角部14b到设置于与该角部14b最近的位置插通孔17为止的距离长。因而，从一个角部14a到位于与该角部14a最近的位置螺栓B为止的距离d3比从其余的任意的角部14b到位于与该角部14b最近的位置螺栓B为止的距离d4长。
这里，盖部件14的角部与其他的部分相比容易变形。通过使从角部14a到位于与该角部14a最近的位置螺栓B为止的距离d3比从其余的任意的角部14b到位于与该角部14b最近的位置螺栓B为止的距离d4长，角部14a处的朝壳体主体12的按压力变弱。
因此，若密闭壳体11的内压升高，则角部14a的周围最早变形，在盖部件14与壳体主体12之间形成有间隙。密闭壳体11内的气体从该间隙被朝密闭壳体11的外部排出。这样，也可以通过使从角部到距该角部最近的螺栓B为止的距离不同而使盖部件14的一部容易变形，由此能够降低密闭壳体11的内压。在该情况下也能够以简单的结构使密闭壳体11的内压降低。
并且，通过使螺栓B彼此的离开距离为等间隔，能够使在密闭壳体11的内压升高时施加于螺栓B的负载均匀化。因此，能够使螺栓尺寸恒定，盖部件14中的设置有螺栓B的部分的应力集中变少。此外，螺栓B也可以按照使得在角部14a以外的角部朝壳体主体12的按压力也变弱的方式配置。
○在第1实施方式中，第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的离开距离d1设定成其余的螺栓B彼此的离开距离d2的2倍，但是并不限于此，只要离开距离d1比离开距离d2长即可。
○在第1实施方式中，特定的相邻的两个的螺栓(第1螺栓B1和第2螺栓B2)为1组，但特定的相邻的两个的螺栓也可以设有2组以上。
○在实施方式中，多个螺栓B分别为相同的螺栓，但是，在不对盖部件14的变形造成影响的范围内、或者是影响十分低的情况下，也可以使用多个种类的螺栓。
○在第1实施方式中，使除第1螺栓B1和第2螺栓B2之间的离开距离d1之外的螺栓B彼此的各离开距离相互相同，但也可以使之不同。例如，可以使与特定的相邻的两个的螺栓不同的螺栓B中的、两个的螺栓B的离开距离比其余的螺栓B彼此的离开距离长，也可以使其比特定的相邻的两个的螺栓的离开距离短。在该情况下也只要第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的离开距离比其余的螺栓B彼此的离开距离长即可。即，只要特定的相邻的两个的螺栓(笫1螺栓B1和第2螺栓B2)的离开距离最长即可。
○在实施方式中，电池模块21也可以为单个。
○在第1实施方式中，也可以将壳体主体12的形状变更为五边筒状、六边筒状等多边筒状，或者是圆筒状等任意的形状。并且，在第2实施方式中，也可以将壳体主体12的形状形成为五边筒状、六边筒状等其他的多边形状。在该情况下，根据壳体主体12的形状而变更盖部件14的形状。
○在实施方式中，因电池单元22发生异常时产生的气体，密闭壳体11的内压升高。此外，也存在当空运电池组10之际因密闭壳体11的外压变低而导致密闭壳体11的内压相对于外压相对变高、或密闭壳体11的空气因太阳热被加热而内压升高的情况。在这样的情况下，若密闭壳体11的内压升高，则盖部件14的第1螺栓B1与第2螺栓B2之间的部分变形，能够使密闭壳体11的内压降低。
○在第2实施方式中，相邻的两个螺栓B之间的离开距离也可以不同。
○在第2实施方式中，只要至少一个第1区域A1的第1弱区域W1所承受的两个接近螺栓B3的紧固力的合力比第2弱区域W2所承受的相邻的两个的螺栓B7、B8的紧固力的合力弱即可。
○在第2实施方式中，从各角部14a～14d到对应的两个接近螺栓B3为止的距离d5也可以不同。即，两个的接近螺栓B3表示：距各角部14a～14d最近的螺栓B存在两个的情况下，这两个螺栓B。当距各角部14a～14d最近的螺栓B仅有一个的情况下，距各角部14a～14d最近的螺栓B、和该螺栓B的下一位距各角部14a～14d近的螺栓B成为两个接近螺栓B3。
○在第2实施方式中，相邻的两个螺栓B中的任一方也可以朝开口33偏移配置。在该情况下，从相邻的两个螺栓B到第2弱区域W2为止的距离不同。
○在第2实施方式中，螺栓B彼此的离开距离也可以不同。并且，从各角部14a～14d到对应的接近螺栓B3为止的距离、和螺栓B彼此的离开距离也可以不同。

Claims (3)

1.一种电池组，
所述电池组具备：
密闭壳体；以及
电池单元，所述电池单元被收纳于所述密闭壳体，
所述电池组的特征在于，
所述密闭壳体包括：
壳体主体，所述壳体主体具有开口；以及
多边形状的盖部件，所述盖部件由以等间隔并排设置的多个螺栓固定于所述壳体主体，且堵塞所述开口，
在所述盖部件中，从至少一个角部到位于距该角部最近的位置的螺栓为止的距离比从其余的任意的角部到位于距该角部最近的位置的螺栓为止的距离长。
2.一种电池组，
所述电池组具备：
密闭壳体；以及
电池单元，所述电池单元被收纳于所述密闭壳体，
所述电池组的特征在于，
所述密闭壳体包括：
壳体主体，所述壳体主体具有开口；
多边形状的盖部件，所述盖部件设置在划分所述壳体主体的所述开口的开口边缘部上，且堵塞所述开口；以及
多个螺栓，所述多个螺栓将所述盖部件紧固于所述开口边缘部，
所述多个螺栓包括：接近所述盖部件的角部的两个接近螺栓；以及设置在相比所述两个接近螺栓更加从所述角部离开的位置的多个离开螺栓，
所述盖部件在与所述开口边缘部对置的部分具有：从所述两个接近螺栓分别承受紧固力的第1区域；以及从所述离开螺栓中的相邻的两个离开螺栓分别承受紧固力的第2区域，
所述第1区域中的从所述两个接近螺栓分别承受的紧固力的合力最弱的部分的紧固力，比所述第2区域中的从所述相邻的两个离开螺栓分别承受的紧固力的合力最弱的部分的紧固力弱。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，
所述多个螺栓分别为相同的螺栓。
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