CN104659316A - 蓄电模块及蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蓄电模块，其中，当通过汇流条使蓄电池的由异种金属构成的正端子和负端子电连接时，不仅可以将螺纹连接部的数量控制到最少，还能确保连接部的可靠性。该蓄电模块(M)具备层叠的多个蓄电池(11)，通过汇流条(20)使相邻的一对蓄电池(11)中的一方蓄电池(11)的正端子(22)与另一方蓄电池(11)的负端子(11f)电连接。正端子(22)和负端子(11f)由异种金属构成，负端子(11f)和汇流条(20)由同种金属构成并以焊接方式进行连接，同时，正端子(22)和汇流条(20)以螺纹连接方式进行连接。因此，通过以焊接方式牢固连接由同种金属构成的负端子(11f)和汇流条(20)，同时以螺纹连接方式牢固连接由异种金属构成的正端子(22)和汇流条(20)，不仅可以将螺纹连接的数量控制到最少，还能确保可靠性。

Description

蓄电模块及蓄电池
技术领域
本发明涉及一种蓄电模块，其具备层叠的多个蓄电池，通过汇流条(bus bar)使相邻的一对蓄电池中的一方蓄电池的正端子与另一方蓄电池的负端子电连接。另外，本发明还涉及一种蓄电池，该蓄电池主体具备由异种金属构成的正端子和负端子。
背景技术
下述专利文献1中公开了一种蓄电模块，在其彼此相邻的一对蓄电池的正端子和负端子上形成外螺纹，将形成在由金属板构成的汇流条上的2个孔嵌合在正端子和负端子上，在此状态下，将螺母分别螺纹配合于所述外螺纹，据此，正端子和负端子介由汇流条电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-176997号公开公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述传统技术中，为了使正端子和负端子介由汇流条电连接，需要2个螺栓(端子的外螺纹)和2个螺母，随之出现了由于部件数量增加所导致的成本上升问题。
因此，可以考虑不使用螺栓和螺母而将汇流条的两端部焊接在正端子和负端子上。但是由于例如锂离子电池的正端子为铝合金制，负端子为铜合金制，若汇流条由铜合金构成，则作为异种金属的正端子和汇流条不能顺利焊接，可能降低焊接部的可靠性。反之，假使汇流条由铝合金构成，则作为异种金属的负端子和汇流条不能顺利焊接，可能降低焊接部的可靠性。
本发明即鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种蓄电模块，当蓄电池的由异种金属构成的正端子和负端子介由汇流条电连接时，不仅可以将螺纹连接的数量控制到最少，还能确保连接部的可靠性。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，根据技术方案1所述的发明，提供一种蓄电模块，该蓄电模块具备层叠的多个蓄电池，通过汇流条使相邻的一对蓄电池中的一方蓄电池的正端子与另一方蓄电池的负端子电连接，其特征在于，所述正端子和所述负端子由异种金属构成，所述正端子及所述负端子中的一方端子和所述汇流条由同种金属构成并以焊接方式进行连接，同时，另一方端子和所述汇流条以螺纹连接方式进行连接。
另外，根据技术方案2所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案1的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，所述另一方端子由从所述蓄电池表面突出的主端子、以及一端被焊接在所述主端子上的金属制辅助端子构成，用螺母将所述汇流条紧固在设置于所述辅助端子另一端的螺栓上。
另外，根据技术方案3所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案2的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，用所述螺栓和所述螺母将电压检测用端子和所述汇流条一起固定。
另外，根据技术方案4所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案2或3的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，所述正端子的所述主端子和所述辅助端子为铝合金制，所述负端子和所述汇流条为铜合金制。
另外，根据技术方案5所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案1～4中的任一项的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，在所述汇流条的中间部形成有窄幅部。
另外，根据技术方案6所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案1～5中的任一项的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，在所述汇流条的中间部形成有高度在上下方向变化的台阶部。
另外，根据技术方案7所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案5或6的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，从上下方向观察所述汇流条时，其在中间部弯曲成“L”形。
另外，根据技术方案8所述的发明，提供一种蓄电模块，在技术方案1～7中的任一项的构造基础上，所述蓄电模块的特征在于，所述一方端子为圆柱形，形成于所述汇流条上的圆形焊接孔被嵌合、焊接在所述圆柱形端子上，所述螺纹连接的方向与所述圆柱形的轴方向一致。
另外，根据技术方案9所述的发明，提供一种蓄电池，该蓄电池的主体具备由异种金属构成的正端子和负端子，其特征在于，所述正端子和所述负端子中的一方由从所述蓄电池主体的表面突出的主端子、以及一端被焊接在所述主端子上而另一端具有螺栓的辅助端子构成。
另，实施方式中的正极侧电池端子11e与本发明的主端子对应，实施方式中的负极侧电池端子11f与本发明的负端子对应。
发明的效果
根据技术方案1的构造，蓄电模块具备层叠的多个蓄电池，通过汇流条使相邻的一对蓄电池中的一方蓄电池的正端子与另一方蓄电池的负端子电连接。正端子和负端子由异种金属构成，正端子及负端子中的一方端子和汇流条由同种金属构成且以焊接方式进行连接，同时，另一方端子和汇流条以螺纹连接方式进行连接。因此，通过以焊接方式牢固连接由同种金属构成的一方端子和汇流条，同时以螺纹连接方式牢固连接由异种金属构成的另一方端子和汇流条，从而不仅可以将螺纹连接的数量控制到最少，还能确保可靠性。
另外，根据技术方案2的构造，另一方端子由从蓄电池表面突出的主端子、以及一端被焊接在所述主端子上的金属制辅助端子构成，用螺母将汇流条紧固在设置于辅助端子另一端的螺栓上。因此，可以介由辅助端子将汇流条螺纹连接在没有螺栓的主端子上。
另外，根据技术方案3的构造，用螺栓和螺母将电压检测用端子和所述汇流条一起固定。因此，无需用于连接电压检测用端子的特殊部件或进行焊接，从而可以降低成本。
另外，根据技术方案4的构造，正端子的主端子和辅助端子为铝合金制，负端子和汇流条为铜合金制。因此，正端子的主端子和辅助端子由于材料相同可以容易地焊接，而且负端子和汇流条由于材料相同可以容易地焊接。
另外，根据技术方案5的构造，在汇流条的中间部形成有窄幅部。因此，即使由汇流条连接的正端子和负端子的相对位置存在误差，由于汇流条的窄幅部可以容易地挠曲，故可抵消所述相对位置的误差。
另外，根据技术方案6的构造，在汇流条的中间部形成有高度在上下方向变化的台阶部。因此，即使由汇流条连接的正端子和负端子的相对位置存在误差，由于汇流条的台阶部可以容易地挠曲，故可抵消所述相对位置的误差。
另外，根据技术方案7的构造，从上下方向观察汇流条时，其在中间部弯曲成“L”形。因此，可以扩大汇流条的全长而进一步提高可挠曲性。
另外，根据技术方案8的构造，一方端子为圆柱形，形成于汇流条上的圆形焊接孔被嵌合、焊接在圆柱形端子上。因此，可以通过缩小圆柱形端子和圆形焊接孔之间的间隙来确保焊接的可靠性。而且，将汇流条的两端焊接在正端子和负端子上时，由于蓄电池的位置误差等原因，难以缩小所述间隙，但通过对汇流条另一端施以螺纹连接，即能以较小间隙使圆柱形端子和圆形焊接孔嵌合、焊接。而且，由于螺纹连接的方向与圆柱形的轴方向一致，故可防止在螺纹连接时有过大负荷作用于焊接部，从而进一步提高焊接部的可靠性。
另外，根据技术方案9的构造，蓄电池在蓄电池主体具备由异种金属构成的正端子和负端子，正端子和负端子中的一方由从蓄电池主体的表面突出的主端子、以及一端被焊接在主端子上而另一端具有螺栓的辅助端子构成。因此，当通过汇流条使相邻的一对蓄电池中的一方蓄电池的正端子与另一方蓄电池的负端子电连接时，通过以螺纹连接方式牢固连接由异种金属构成的一方端子和汇流条，同时以焊接方式牢固连接由同种金属构成的另一方端子和汇流条，不仅可以将螺纹连接的数量控制到最少，还能确保可靠性。
附图说明
图1为蓄电模块的分解立体图。
图2为蓄电模块的部分立体图。
图3为正端子和负端子的连接部的分解立体图。
图4为图2中4-4线的放大剖面图及其B-B线所示的向视图。
符号说明
11      蓄电池
11e     正极侧电池端子(主端子)
11f     负极侧电池端子(负端子)
20      汇流条
20a     焊接孔
20c     窄幅部
20d     台阶部
21      辅助端子
22      正端子
23      螺栓
24      螺母
25      电压检测用端子
具体实施方式
以下，根据图1～4，对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，蓄电模块M作为电动汽车或混合动力汽车的电源，具备沿层叠方向层叠的一定数量(本实施方式为12个)的蓄电池11。本实施方式中的蓄电池11为锂离子电池。各个蓄电池11形成为长方体形状，具备一对主面11a、11a，一对侧面11b、11b，顶面11c，以及底面11d，所述一对主面11a、11a彼此相对，所述一对侧面11b、11b垂直于所述主面11a、11a且彼此相对，所述顶面11c和所述底面11d垂直于主面11a、11a和侧面11b、11b且彼此相对。其中，在顶面11c上设置有正极侧电池端子11e及负极侧电池端子11f。12个蓄电池11的正极侧电池端子11e及负极侧电池端子11f以串联方式电连接。
而且，在本说明书中，将垂直于层叠方向且连接蓄电池11的顶面11c和底面11d的方向定义为上下方向，将垂直于层叠方向且连接蓄电池11的一对侧面11b、11b的方向定义为宽度方向。
12个蓄电池11的主面11a和由合成树脂构成的11个呈四边形板状的中间蓄电池保持器12沿层叠方向交互叠合，在层叠方向两端的2个蓄电池11、11的层叠方向外侧叠合有由合成树脂构成的一对呈四边形板状的端部蓄电池保持器13、13，进而在该层叠方向外侧叠合有一对金属制端板14、14。
沿层叠方向层叠蓄电池11，中间蓄电池保持器12，端部蓄电池保持器13、13，以及端板14、14。在此层叠状态下，用螺栓17将由一对金属制板状部件构成的侧部固定架15、15的层叠方向两端部，固定在一对端板14、14的宽度方向两端部。据此，组装成具有12个蓄电池11的蓄电模块M。此时，在蓄电池11、中间蓄电池保持器12及端部蓄电池保持器13、13和侧部固定架15、15之间，配置有合成树脂制绝缘层19、19。该绝缘层19、19用于防止因凝结水而使蓄电池11和侧部固定架15、15发生液接(liquid junction)。
如图2～4所示，彼此相邻的一对蓄电池11、11交互着逆向层叠，以使正极侧电池端子11e和负极侧电池端子11f靠近。正极侧电池端子11e和负极侧电池端子11f通过汇流条20及辅助端子21电连接。由锂离子电池构成的蓄电池11的正极侧电池端子11e为铝合金制，负极侧电池端子11f为铜合金制。另一方面，汇流条20为铜合金制，辅助端子21为铝合金制。
汇流条20是形成为“L”形的板状部件，在其一端形成有圆形焊接孔20a，在另一端形成有圆形螺栓孔20b。而且，在汇流条20弯曲成“L”形的中间部，形成有其截面面积变小的窄幅部20c，同时形成有以焊接孔20a一侧变低而螺栓孔20b一侧变高的方式向上下方向弯曲的台阶部20d。负极侧电池端子11f单独构成蓄电池11的负端子。与负极侧电池端子11f具有相同直径的汇流条20的焊接孔20a，被嵌合在负极侧电池端子11f上并通过焊接固定于其上。
辅助端子21与作为主端子的正极侧电池端子11e共同构成蓄电池11的正端子22。在由铝合金制矩形板状部件构成的辅助端子21的一端形成有圆形焊接孔21a，在另一端通过铆接固定有铁制螺栓23。焊接孔21a与蓄电池11的正极侧电池端子11e具有相同直径，焊接孔21a嵌合在正极侧电池端子11e上并通过焊接固定于其上。而且，汇流条20的螺栓孔20b的半径被设定为比辅助端子21的螺栓23的半径大α(参见图4)，在将螺栓孔20b嵌合于螺栓23的状态下将螺母24拧在该螺栓23上，据此实现汇流条20与辅助端子21的连接。此时，用螺栓23和螺母24将与未图示的电压传感器连接的电压检测用端子25和汇流条20一起固定。
接下来，对具备上述构造的本发明的实施方式的作用进行说明。
用侧部固定架15、15将12个蓄电池11紧固成一体后，介由汇流条20串联蓄电池11的正极侧电池端子11e和负极侧电池端子11f。首先，为组装正端子22，将铝合金制辅助端子21的焊接孔21a嵌合、焊接在铝合金制正极侧电池端子11e上。由于该焊接是铝合金同种金属之间的焊接，故可容易地进行，也可确保焊接部的可靠性。
然后，将铜合金制汇流条20的焊接孔20a嵌合、焊接在蓄电池11的铜合金制负极侧电池端子11f上。由于该焊接是铜合金同种金属之间的焊接，故可容易地进行，也可确保焊接部的可靠性。此时，汇流条20的螺栓孔20b嵌合于辅助端子21的螺栓23，由于螺栓孔20b的半径被设定为比螺栓23的半径大α(参见图4)，因此即使蓄电池11的相对位置存在误差，仍可容易地进行螺栓孔20b和螺栓23的嵌合作业。最后，将电压检测用端子25嵌合于螺栓23，将螺母24拧在螺栓23，将汇流条20和电压检测用端子25一起固定在補助端子21上即可。
如上所述，根据本实施方式，负极侧电池端子11f和汇流条20均由铜合金构成并以焊接方式进行连接，同时，正极侧电池端子11e和辅助端子21均由铝合金构成并以焊接方式进行连接，再用螺栓23和螺母24紧固由异种金属构成的汇流条20和辅助端子21。据此，不仅可以将螺纹连接的数量控制到最少，还能排除异种金属间的焊接部分来确保可靠性。
特别是，正端子22由正极侧电池端子11e、以及一端被焊接在该正极侧电池端子11e上的辅助端子21构成，用螺母24将汇流条20紧固在设置于辅助端子21另一端的螺栓23上。因此，可以介由辅助端子21将汇流条20螺纹连接在没有螺栓23的正极侧电池端子11e上。
进而，用螺栓23和螺母24将电压检测用端子25与汇流条一起固定。因此，无需用于连接电压检测用端子25的特殊部件或进行焊接，从而可进一步降低成本。
另外，如果在相邻的一对蓄电池11、11之间存在位置误差，可能因为汇流条20变形而发生应力集中的现象，从而对其耐久性产生不良影响。由于汇流条20弯曲成“L”形且总长度变长以使其容易挠曲，加之通过窄幅部20c和台阶部20d使汇流条20的中间部变得更易挠曲，据此可以防止因过大负荷作用于汇流条20而导致其耐久性降低。
另外，负极侧电池端子11f为圆柱形，嵌合、焊接于其上的汇流条20的焊接孔20a为圆形。因此，通过缩小负极侧电池端子11f和汇流条20的焊接孔20a之间的间隙即可确保焊接的可靠性。假设将汇流条20的两端部焊接在负极侧电池端子11f和正极侧电池端子11e上时，由于蓄电池11、11之间的位置误差等原因，难以缩小所述间隙。但通过将汇流条20的螺栓孔20b螺纹连接在辅助端子21上，即可以较小间隙嵌合、焊接负极侧电池端子11f和汇流条20的焊接孔20a。而且，由于螺栓23和螺母24的螺纹连接方向与负极侧电池端子11f的轴方向一致，故可防止在螺纹连接时有过大扭转负荷作用于电池端子11f和焊接孔20a的焊接部，从而可进一步提高焊接部的可靠性。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。其实，本发明在不超出其要旨的范围内可以进行各种设计变更。
例如，本发明的蓄电池11不必局限于本实施方式的锂离子电池。
另外，正极侧电池端子11e和辅助端子21不必局限于本实施方式的铝合金制，负极侧电池端子11f和汇流条20不必局限于本实施方式的铜合金制。
另外，在本实施方式中，在正端子侧设置有辅助端子21，在负端子(负极侧电池端子11f)侧设置有汇流条20。其实，也可在负端子侧设置辅助端子21，在正端子侧设置汇流条20。

Claims (9)

1.一种蓄电模块，其具备层叠的多个蓄电池(11)，通过汇流条(20)使相邻的一对蓄电池(11)中的一方蓄电池(11)的正端子(22)与另一方蓄电池(11)的负端子(11f)电连接，其特征在于，
所述正端子(22)和所述负端子(11f)由异种金属构成，所述正端子(22)及所述负端子(11f)中的一方端子(11f)和所述汇流条(20)由同种金属构成并以焊接方式进行连接，同时，另一方端子(22)和所述汇流条(20)以螺纹连接方式进行连接。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其特征在于，所述另一方端子(22)由从所述蓄电池(11)表面突出的主端子(11e)、以及一端被焊接在所述主端子(11e)上的金属制辅助端子(21)构成，用螺母(24)将所述汇流条(20)紧固在设置于所述辅助端子(21)另一端的螺栓(23)上。
3.根据权利要求2所述的蓄电模块，其特征在于，用所述螺栓(23)和所述螺母(24)将电压检测用端子(25)与汇流条(20)一起固定。
4.根据权利要求2或3所述的蓄电模块，其特征在于，所述正端子(22)的所述主端子(11e)和所述辅助端子(21)为铝合金制，所述负端子(11f)和所述汇流条(20)为铜合金制。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的蓄电模块，其特征在于，在所述汇流条(20)的中间部形成有窄幅部(20c)。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的蓄电模块，其特征在于，在所述汇流条(20)的中间部形成有高度在上下方向变化的台阶部(20d)。
7.根据权利要求5或6所述的蓄电模块，其特征在于，从上下方向观察所述汇流条(20)时，其在中间部弯曲成“L”形。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的蓄电模块，其特征在于，所述一方端子(11f)为圆柱形，形成于所述汇流条(20)上的圆形焊接孔(20a)被嵌合、焊接在所述圆柱形端子(11f)上，所述螺纹连接的方向与所述圆柱形的轴方向一致。
9.一种蓄电池，其主体具备由异种金属构成的正端子(22)和负端子(11f)，其特征在于，
所述正端子(22)和所述负端子(11f)中的一方由从所述蓄电池主体的表面突出的主端子(11e)、以及一端被焊接在所述主端子(11e)上而另一端具有螺栓(23)的辅助端子(21)构成。
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