CN105280845B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及多个电池包并排配置而成的电池组，提供保护腐蚀的风险较高的部分的技术。本说明书公开的电池组具备多个电池包。各电池包分别具备上部开口的壳体、封口板和安全阀。封口板被焊接于壳体的上部的开口而对壳体进行密封。安全阀被设置于封口板，在壳体的内压上升时打开。电池组具备排气盖和绝缘片。排气盖在多个电池包的并排方向上延伸并且覆盖各电池包的安全阀，将从安全阀喷出的内部气体向电池组外引导。绝缘片覆盖电池包的壳体与封口板的焊接线的一部分即与排气盖相对的一部分。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及多个电池包在预定方向上并排配置并且该多个电池包并联或串联电连接而成的电池组。
背景技术
已知有一种电池组，其中，为了实现大容量或者大输出的二次电池(Rechargeablebattery)，而将电池包(也称为电池单元)在预定方向上并排配置且并联或者串联电连接(例如专利文献1：日本特开2008－262733号公报)。那样的电池组的应用目的地之一为电动汽车。本说明书中的“电动汽车”包括具备电动机和发动机这两方的混合动力车。
电池包多使用锂离子电池等化学电池。在化学电池的内部注入有电解液，其壳体密闭使得电解液不泄漏。另一方面，为了在壳体的内压由于温度上升等而过度升高的情况下防止壳体破裂，而在电池包的框体(body)设置有在预定压力下断裂的(打开)安全阀。
在包括那样的电池包的电池组被搭载于车辆的情况下，可以研讨各种保护对策。例如，在专利文献1的电池组中，并排配置有在上面设置有安全阀的电池包，并安装有覆盖各电池包的安全阀的上方的排气盖。具备排气盖是为了安全地对在安全阀破裂时喷出的高温高压的电解液进行导向使得其不会向周围飞散。
典型的电池包的壳体为具有宽度较宽的侧面的扁平形状。在壳体的上部的开口焊接有封口板(cover plate)，壳体的内部被密封。有时在壳体与封口板之间的焊接线上产生微小的针眼，水分恐会从该针眼进入而使壳体腐蚀。在专利文献2(日本特开平11－260329号公报)所公开的技术中，提出由氟橡胶树脂覆盖焊接线的方案。
另外，专利文献3(日本特开2003－168404号公报)所公开的电池，壳体的开口与封口板的焊接线的整体由绝缘性的保护膜覆盖。另外，在专利文献4(日本特开2012－178333号公报)所公开的电池中，在电池包的上面设置有安全阀，并且在该安全阀上安装有防止灰尘等的附着的盖。
发明内容
发明要解决的课题
本说明书也涉及适于被搭载于车辆的电池组，提供一种特别保护腐蚀风险高的部位的技术。
用于解决课题的技术方案
本说明书公开的电池组也是多个电池包在预定方向上并列配置而成的类型。各电池包分别具备在上部具有开口的壳体、封口板和安全阀。封口板被焊接于壳体的开口而将壳体密封。安全阀被设置于封口板，在壳体的内压上升时打开。安全阀例如由在预定压力下断裂的片或板制成。各电池包典型地为具有宽度较宽的侧面的扁平形状，以扁平面相互相对的方式并排配置。电池组进一步具备排气盖与绝缘材料。排气盖在多个电池包的并排方向上延伸并且覆盖各电池包的安全阀。该排气盖用于将从安全阀喷出的内部气体向电池组之外引导。而且，绝缘材料覆盖电池包的壳体与封口板的焊接线的一部分，该一部分与排气盖相对。另外，也可以用绝缘材料一并覆盖各电池包的焊接线和安全阀。在该情况下，绝缘材料的强度优选限制为在安全阀断裂的同时绝缘材料断裂的强度。
排气盖用于将安全阀打开时喷出的气体或者电解液向外部引导。因此，排气盖的内侧空间与外部(典型地为车辆外部)相通。因此，灰尘和/或水分容易从外部进入到排气盖的内侧空间。即，在电池包的壳体与封口板之间的焊接线上，灰尘和/或水分容易附着于与排气盖相对的部分。如果相邻的电池包通过灰尘等而相连，则有时电流在相邻的电池包的壳体之间流动。如果电流在焊接线中流动则成为腐蚀的原因。本说明书公开的技术，在具有用于将安全阀工作时喷出的气体或者电解液向外部引导的排气盖的电池组中，保护壳体与封口板之间的焊接线中的灰尘等容易附着的部分。
本说明书公开的技术细节与进一步的改良通过以下的“具体实施方式”来说明。
附图说明
图1A是电池包的分解立体图。
图1B是电池包的立体图。
图2是电池组的立体图。
图3A是电池组的俯视图。
图3B是电池组的长边方向的侧视图。
图3C是电池组的短边方向的侧视图。
图4A是变形例的电池组的俯视图。
图4B是变形例的电池组的侧视图。
附图标记说明
2：电池包
3：封口板
4：安全阀
5a、5b：集电部件
6a、6b：端子
7：壳体
10：电极体
12：正极片
13：隔片
14：负极片
20、20a：电池组
21：基板
22：排气盖
23、123：绝缘片(绝缘材料)
Ma：正极标签
Mb：负极标签
Sp：内部空间
W：焊接线
具体实施方式
参照附图对实施例的电池组进行说明。首先，对构成电池组的电池包进行说明。在图1A中表示电池包2的分解立体图，在图1B中表示电池包2的立体图。电池包2为锂离子电池，其主体为电极体10。电极体10是将正极片12与负极片14夹着隔片13卷绕而成的。正极片12为带状的导电性片，除该导电性片的一个侧端外涂布有正极活性物质。负极片14为带状的导电性片，除一个侧端外涂布有负极活性物质。没有涂布活性物质的区域有时被称为未涂布部。正极片12与负极片14在宽度方向上按预定长度错开而层叠，使得涂布了活性物质的区域重叠而未涂布部不重叠。隔片13重叠于正极片12与负极片14重叠的区域。因此，正极片12(该未涂布部)仅集中在电极体10的卷绕轴方向的一个端部，负极片14(该未涂布部)仅集中在另一个端部。将仅正极片12集中的部位称为正极标签Ma，将仅负极片14集中的部位称为负极标签Mb。在正极标签Ma接合有正极集电部件5a，在负极标签Mb接合有负极集电部件5b。集电部件5a、5b为金属导电体，将从正极标签Ma向负极标签Mb流动的电流集中。正极集电部件5a的顶端连接于正极端子6a，负极集电部件5b的顶端连接于负极端子6b。电极体10、集电部件5a、5b与电解液一并被收纳于壳体7，壳体7的上部的开口由封口板3密封。壳体7为有底的筒状。另外，壳体7整体扁平，其中相对的二个侧面最宽。在壳体7的开口的周围焊接有封口板3、壳体7被密闭，该开口设置于壳体7的宽度较窄的上部。在图1B中，用附图标记W表示焊接线。在以后的图中符号W也表示封口板3与壳体7的焊接线。
在封口板3的二个部位设置有孔，正极端子6a、负极端子6b从该孔露出。正极端子(负极端子)与孔之间由树脂密封，壳体的内部空间被密闭，但省略了图示。
在封口板3，除供端子6a、6b经过的孔外还设置有安全阀4。安全阀4被制作成若密闭的壳体的内压超过预定阈值则断裂(打开)。安全阀4例如用若被施加预定的阈值的压力则断裂的片或板制成。有时在壳体的内压超过预定的阈值而安全阀4断裂时，高温高压的电解液与内部的气体一起从安全阀4喷出。
接下来，参照图2与图3对电池组20进行说明。图2是电池组20的立体图，图3A、图3B、图3C分别表示电池组20的俯视图、电池组20的长边方向的侧视图、短边方向的侧视图。电池组20是5个图1A、图1B所示的电池包2平行排列而成的模块。5个电池包2沿着图中的X轴的方向配置。相邻的电池包2的正极端子与负极端子相连接，但省略了图示。即，多个电池包2串联电连接。因此，电池组20的输出电压变为电池包单体的5倍。这样的电池组，将多个电池包串联(或者并联)连接并实现高输出(或者高容量)。
电池包2以端子6a、6b露出并且设有安全阀4的面朝向竖直上方的姿势使用。因此，封口板3相当于电池包2的框体的上面。壳体7与封口板3的套装相当于框体。另外，图中的Z轴的正方向相当于竖直上方。
多个电池包2固定于基板21。多个电池包2配置成各电池包2的扁平面彼此相对。因此，设置于封口板3的安全阀4朝向竖直上方排成一列。在电池组20安装有排气盖22以覆盖该排成一列的多个安全阀4。排气盖22用例如耐热性较高的树脂制成。排气盖22具有将截面的外形状为矩形的管纵向两分切割后的形状，并以切开后的开口朝向下的姿势配置。排气盖22的内部空间Sp与电池组的外部(进一步为车辆的外部)相通，但省略了图示。排气盖22是将在安全阀4打开时从安全阀4喷出的气体或者电解液向电池组20的外部(进一步向车辆的外部)引导的部件。如果改变观点，则排气盖22起到防护效果使得从安全阀4喷出的电解液不会向周围飞散。
电池组20进一步具备绝缘片23。绝缘片23覆盖各电池包2的壳体7与封口板3之间的焊接线W中的一部分。所谓该一部分是与排气盖22相对的范围。绝缘片23与排气盖22相接。同时，绝缘片23覆盖电池包2的角即将排气盖22在短边方向上横截的角。绝缘片23用硅酮橡胶和/或树脂等制成。绝缘片23防止经过排气盖22的内部空间Sp进入的灰尘附着于焊接线W。如果灰尘等附着于焊接线W、堆积的灰尘在相邻的电池包之间相连，则有电流经过堆积的灰尘而在电池包之间流动的情况。那样的电流恐会对焊接线W造成损伤。例如，如果电流在焊接线中流动则成为腐蚀的原因。绝缘片23保护焊接线W远离那样的损伤。
绝缘片23是在单面附着有粘着剂的带，能够简单地进行粘贴。
在图4A中，表示变形例的电池组20a的俯视图，在图4B中，表示长边方向的侧视图。变形例的电池组20a，除绝缘片123外具有与上述电池组20相同的构造。在该变形例中，绝缘片123不仅覆盖焊接线W还覆盖安全阀4。在图4A中，绝缘片123的一部位于排气盖22之下，所以用虚线(隐藏线)描绘。另外，请注意，在图4A中，安全阀4为了表面其位于用虚线描绘的绝缘片123的下侧，所以用点划线来表示。绝缘片123使用其强度为在安全阀4由于壳体的内压上升而断裂时同时断裂的强度以下的材料。
变形例的电池组20a，不仅保护电池包的壳体与封口板的焊接部位，还保护安全阀远离灰尘等。
对与在实施例中说明的电池组有关的注意点进行叙述。实施例的电池组具备排气盖22与绝缘片23。排气盖22将从安全阀4喷出的气体或者电解液向外部引导。绝缘片23保护焊接线W远离经过排气盖22从外部进入的灰尘等。绝缘片23在灰尘等容易附着的部位保护焊接线W远离灰尘等。
本说明书公开的电池组适于在从外部进入的灰尘等恐会附着于电池包的壳体与封口体的焊接部位的环境下使用。即，本说明书公开的技术适于被搭载于电动汽车的电池组。
在实施例的电池组中，在各个电池包上粘贴有独立的绝缘片。也优选用一片绝缘片覆盖多个电池包(或者所有电池包)。这能够缩短用于安装绝缘片的作业时间。另外，也优选用一片绝缘片覆盖各电池包的焊接线的二个部位的部分(与排气盖相对的二个部位的部分)。
实施例的电池组20以及变形例的电池组20a中，电池包的壳体与封口板的焊接线W中的与排气盖相对的一部分用绝缘片覆盖，但不与树脂盖相对的范围不用绝缘片覆盖。因此，实施例的电池组20以及变形例的电池组20a能够以比用绝缘片覆盖焊接线W的整体的电池组低的成本来制造。
实施例的电池组所具有的电池包为锂离子电池，但本说明书公开的技术也可以应用于其他类型的电池。本说明书公开的技术也优选适用于具备多个镍氢型电池包的电池组。
以上，对本发明的具体例进行了详细说明，但这些只不过是例示，并不限定技术方案。在技术方案所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更后的方式。本说明书或附图所说明的技术要素单独或者通过各种组合而发挥技术方面的有用性，并不现定于申请时技术方案所记载的组合。另外，本说明书或附图中例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的一个目的自身就是具有的技术有用性。

Claims (3)

1.一种电池组，是多个电池包在预定方向上并排配置而成的电池组，其特征在于：
各电池包分别具备：
上部开口的壳体；
被焊接于所述壳体的开口从而对所述壳体进行密封的封口板；和
被设置于所述封口板、在所述壳体的内压上升时打开的安全阀；
所述电池组具备：
在多个电池包的并排方向上延伸并且覆盖各电池包的安全阀的排气盖；和
多个绝缘材料，其分别覆盖所述电池组的电池包的各个的特定部位，
所述特定部位仅指跟与所述排气盖相对的焊接线的一部分相对应的部位，所述焊接线为所述电池包的所述壳体与所述封口板的焊接线。
2.一种电池组，是多个电池包在预定方向上并排配置而成的电池组，其特征在于：
各电池包分别具备：
上部开口的壳体；
被焊接于所述壳体的开口从而对所述壳体进行密封的封口板；和
被设置于所述封口板、在所述壳体的内压上升时打开的安全阀；
所述电池组具备：
在多个电池包的并排方向上延伸并且覆盖各电池包的安全阀的排气盖；和
绝缘材料，其覆盖至少一个电池包的所述壳体与所述封口板的焊接线中的一部分，所述一部分与所述排气盖相对，
所述绝缘材料一并覆盖各电池包的所述焊接线的所述一部分和所述安全阀，在安全阀由于壳体的内压的上升而断裂时同时断裂。
3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：
所述绝缘材料覆盖所有电池包的各自的焊接线的一部分，所述一部分与所述排气盖相对。
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