CN110277531B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将多个电池单元合理地连接的电池组。电池组(1)中，模块用汇流条(30)设置在多个电池模块(20)的高度方向的一侧，将多个电池模块(20)中的相邻的电池模块(20)彼此之间串联连接。而且，模块用汇流条(30)被构成为具有：第1汇流条片(31)，设置在相邻的电池模块(20)中的一侧的电池模块(20)；第2汇流条片(32)，设置在另一侧的电池模块(20)，并且与第1汇流条片(31)不同；以及连结部(33)，将第1汇流条片(31)和第2汇流条片(32)连结。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及一种电池组。
背景技术
现有技术中，作为电池组，例如，在专利文献1中公开了一种电池模块，该电池模块具有：多个电池单元以及将多个电池单元彼此之间电连接的第1和第2连接端子。在电池模块中，第1连接端子被焊接(标准焊接)到电池单元的电极，在该标准焊接发生焊接不良的情况下，通过将第2连接端子焊接到电池单元的电极，从而能够抑制电池单元的废弃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第6229903号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，上述的专利文献1中记载的电池模块例如在标准焊接发生焊接不良的情况下，电池单元的电极有可能损伤，在这一点上有进一步改善的余地。
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种能够将多个电池单元合理地连接的电池组。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述课题，并达成目的，本发明涉及的电池组的特征在于，包括：多个电池模块，所述电池模块被构成为具有多个电池组件和电池组件用汇流条，所述电池组件被构成为具有分别被并联连接的多个电池单元且沿着正极和负极对置的高度方向竖立设置，并且沿着与所述高度方向正交的第1方向排列偶数个所述电池组件，所述电池组件用汇流条将沿着所述第1方向相邻的所述电池组件彼此之间串联连接；以及模块用汇流条，所述模块用汇流条设置在所述多个电池模块的所述高度方向的一侧，将所述多个电池模块中的相邻的所述电池模块彼此之间串联连接，所述模块用汇流条被构成为具有：第1模块用汇流条，设置在相邻的所述电池模块中的一侧的所述电池模块；第2模块用汇流条，设置在另一侧的所述电池模块，并且与所述第1模块用汇流条不同；以及连结部，将所述第1模块用汇流条和所述第2模块用汇流条连结。
在上述电池组中，优选地，所述多个电池模块沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列。
在上述电池组中，优选地，所述第1模块用汇流条被构成为具有第1连结对置面，所述第2模块用汇流条被构成为具有第2连结对置面，所述连结部在所述第1连结对置面和所述第2连结对置面对置的状态下将所述第1模块用汇流条和所述第2模块用汇流条连结。
在上述电池组中，优选地，所述连结部被构成为具有由熔融体凝固而成的凝固部。
发明效果
本发明涉及的电池组的模块用汇流条被构成为具有将第1模块用汇流条和第2模块用汇流条连结的连结部，因此，能够抑制由于电池单元彼此之间的焊接不良而造成的制造损失，并且能够将多个电池单元合理地连接。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的电池组的配置例的立体图。
图2是示出实施方式涉及的电池组的配置例的分解立体图。
图3是示出实施方式涉及的电池组的配置例的俯视图。
图4是示出实施方式涉及的电池组的配置例的仰视图。
图5是示出实施方式涉及的连结前的电池模块的配置例的示意图。
图6是示出实施方式涉及的连结后的电池模块的配置例的示意图。
图7是示出比较例涉及的电池组的大小的示意图。
图8是示出实施方式涉及的电池组的大小的示意图。
符号说明
1 电池组
21 电池组件
21a 电池单元
20 电池模块
22 电池组件用汇流条
30 模块用汇流条
31 第1汇流条片(第1模块用汇流条)
31c 第1连结对置面
32 第2汇流条片(第2模块用汇流条)
32c 第2连结对置面
33 连结部
33a 凝固部
具体实施方式
参照附图，针对本发明的具体实施方式(实施方式)进行详细说明。本发明不限于以下实施方式中记载的内容。另外，在以下记载的构成要素中包括本领域技术人员能够想到的要素或者实质上相同的要素。进一步地，以下记载的结构能够适当地组合。另外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够对结构进行各种省略、置换或者变更。
〔实施方式〕
针对实施方式涉及的电池组1进行说明。电池组1例如被搭载于电动汽车(EV)、混合动力车(HEV)、插入式混合动力车(PHEV)等车辆。电池组1例如是向这些车辆的电动机等驱动源供给电力的电源。电池组1如图1、图2、图3、图4、图6所示，具有：箱体10、多个电池模块20和多个模块用汇流条30。
此处，深度方向(第1方向)是排列有多个构成电池模块20的电池组件21的方向。宽度方向(第2方向)是排列多个电池模块20的方向。高度方向是电池单元21a的正极与负极对置的方向。深度方向、宽度方向和高度方向互相交叉。在本实施方式中，深度方向、宽度方向和高度方向互相正交。将电池组1的搭载于车辆的搭载面侧称为高度方向的下侧，将搭载面的相反侧称为高度方向的上侧。
箱体10收容各电池模块20和模块用汇流条30(参照图6)。箱体10由导热性比天然树脂高的材料构成，例如由铁、铜、铝等构成。箱体10被形成为具有内部空间部11的箱状。箱体10例如被构成为具有：被形成为长方体或正方体的形状的箱主体12。箱主体12被构成为具有：底面部12a，位于高度方向的下侧；一对第1侧面部12b，在深度方向对置(省略图示)；以及一对第2侧面部12c，在宽度方向对置。箱体10进一步地被构成为具有：开口部13，在箱主体12的高度方向的上侧开口而成；以及盖部(省略图示)，封闭该开口部13。需要说明的是，箱体10在电池组1要求防水性的情况下，在箱体10的开口部13与盖部之间形成防水结构，将内部空间部11密闭。箱体10作为散热部而发挥作用，并且被设置在该箱体10的热量容易逃散的位置。箱体10例如设置在能够使该箱体10的外表面与从车辆外进入的外部气体等外部热介质接触的位置。
各电池模块20例如被构成为具有：多个电池组件21以及电池组件用汇流条22(参照图2等)。各电池组件21被构成为具有多个电池单元21a(例如4个电池单元21a)。各电池单元21a分别由能够充放电的二次电池构成，例如由在高度方向延伸的圆筒形的锂离子电池构成。例如，电池组件21的各电池单元21a沿着深度方向排列成2列。电池组件21的各电池单元21a被以并联方式电连接。电池组件21的各电池单元21a沿着高度方向竖立设置，并且各电池单元21a彼此相邻地配置。
各电池组件用汇流条22将电池组件21彼此之间电连接。电池组件用汇流条22将沿着深度方向相邻的电池组件21中的一侧的电池组件21A的正极与另一侧的电池组件21B的负极电连接，将各电池组件21A、21B串联连接。电池组件用汇流条22由具有导电性的金属原材料形成。电池组件用汇流条22被构成为具有：被形成为平板状的汇流条主体22a以及设置在该汇流条主体22a的多个端子22b。多个端子22b例如设置8个，分别位于与相邻的电池组件21的各电池单元21a的电极对置的部位。也就是说，各端子22b位于与相邻的电池组件21A、21B中的一侧的电池组件21A的各电池单元21a的正极以及另一侧的电池组件21B的各电池单元21a的负极对置的部位。各端子22b从汇流条主体22a朝向各电池单元21a的电极侧突出。各端子22b例如利用电阻焊接而与相邻的电池组件21中的各电池单元21a的电极电连接。基于此，电池组件用汇流条22能够将相邻的电池组件21彼此之间串联连接。一个电池模块20中，沿着深度方向相邻地排列有偶数个(例如4个)电池组件21。一个电池模块20中，串联连接有4个电池组件21，并且被构成为具有合计16个电池单元21a。
各模块用汇流条30将电池模块20彼此之间电连接(参照图1、图2等)。模块用汇流条30将沿着宽度方向相邻的电池模块20中的一侧的电池模块20A的正极与另一侧的电池模块20B的负极电连接，并且将各电池模块20A、20B串联连接。所有模块用汇流条30被设置在各电池模块20的高度方向的上侧(参照图3)。这是因为，各电池模块20通过排列偶数个电池组件21而构成。也就是说，由于各电池模块20排列偶数个电池组件21，因此将相邻的电池模块20彼此连接的电池组件21的电极必然位于各电池模块20的高度方向的一侧(例如上侧)。模块用汇流条30被构成为具有：作为第1模块用汇流条的第1汇流条片31、作为第2模块用汇流条的第2汇流条片32以及连结部33。
第1汇流条片31由具有导电性的金属原材料形成。第1汇流条片31被构成为具有：被形成为平板状的汇流条主体31a以及设置在该汇流条主体31a的多个端子31b。汇流条主体31a被构成为具有第1连结对置面31c(参照图2、图5)。第1接合面31c是在相邻的电池模块20侧设置的端面。第1连结对置面31c与后述的第2汇流条片32的第2连结对置面32c接合。多个端子31b例如设置4个，并且分别位于与相邻的电池模块20的电池组件21中的各电池单元21a的电极对置的部位。也就是说，各端子31b位于与相邻的电池模块20中的一侧的电池模块20A的电池组件21的各电池单元21a的正极或负极的一者对置的部位。各端子31b从汇流条主体31a朝向各电池单元21a的电极突出。各端子31b分别利用电阻焊接而与一侧的电池模块20A中的电池组件21的各电池单元21a的电极电连接。
第2汇流条片32是与第1汇流条片31不同的汇流条。也就是说，第1汇流条片31和第2汇流条片32通过利用连结部33将在由连结部33连结之前各自分别为分体形式的汇流条片连结，从而形成模块用汇流条30。第2汇流条片32由具有导电性的金属原材料形成。第2汇流条片32被构成为具有被形成为平板状的汇流条主体32a以及设置在该汇流条主体32a的多个端子32b。汇流条主体32a被构成为具有第2连结对置面32c(参照图2、图5)。第2连结对置面32c是在相邻的电池模块20侧设置的端面。第2连结对置面32c与第1汇流条片31的第1连结对置面31c连结。多个端子32b例如设置4个，并且分别位于与相邻的电池模块20的电池组件21中的各电池单元21a的电极对置的部位。也就是说，各端子32b位于与相邻的电池模块20中的另一侧的电池模块20B的电池组件21的各电池单元21a的正极或负极的另一者对置的部位。各端子32b从汇流条主体32a朝向各电池单元21a的电极突出。各端子32b分别利用电阻焊接而与另一侧的电池模块20B中的电池组件21的各电池单元21a的电极电连接。
连结部33将第1汇流条片31和第2汇流条片32连结。连结部33例如被构成为具有由熔融体凝固而成的凝固部33a。熔融体例如是第1和第2汇流条片31、32的一部分，但不限于此。凝固部33a在第1汇流条片31的第1连结对置面31c和第2汇流条片32的第2连结对置面32c对置的状态下，将激光作为热源而将第1和第2汇流条片31、32的一部分熔融并凝固从而形成。典型地，如图5和图6所示，凝固部33a例如对将第1连结对置面31c和第2连结对置面32c接合后的接合部位照射激光，利用该激光将该接合部位熔融，并且凝固，从而形成。基于此，连结部33能够将第1汇流条片31和第2汇流条片32连结。其结果，模块用汇流条30能够将相邻的电池模块20彼此之间串联连接。
各电池模块20构成电池模块组40，其中，利用电池组件用汇流条22使电池组件21彼此串联连接，并且利用模块用汇流条30使电池模块20彼此串联连接(参照图8等)。电池模块组40被收容在箱体10的内部空间部11。而且，电池模块组40被构成为具有保持部件41，并且利用该保持部件41而保持在箱体10。电池模块组40例如被构成为将12个电池模块20串联连接，合计具有192个电池单元21a。电池组1以电池模块组40被保持在箱体10的状态搭载于车辆等。
如上所述，实施方式涉及的电池组1具有：多个电池模块20和模块用汇流条30。多个电池模块20被构成为具有多个电池组件21和电池组件用汇流条22。多个电池组件21被构成为分别被并联连接的多个电池单元21a，并且沿着正极与负极对置的高度方向竖立设置，沿着与高度方向正交的深度方向排列偶数个。电池组件用汇流条22将沿着深度方向相邻的电池组件21彼此之间串联连接。模块用汇流条30设置在多个电池模块20的高度方向一侧，并且将多个电池模块20中相邻的电池模块20彼此之间串联连接。而且，模块用汇流条30被构成为具有：第1汇流条片31，设置在相邻的电池模块20中的一侧的电池模块20；第2汇流条片32，设置在另一侧的电池模块20，并且与第1汇流条片31不同；以及连结部33，将第1汇流条片31和第2汇流条片32连结。
根据该结构，电池组1能够利用电池组件用汇流条22将各电池组件21连接，形成将整体(电池模块组40)细分后的各个电池模块20。现有的电池组由于利用电阻焊接将所有电池组件21连接，因此，在中途发生了焊接不良的情况下，需要将在那之前已焊接的电池单元21a(例如最多192个)废弃，制造时的损失较大。与此相对，实施方式的电池组1由于利用电阻焊接而将电池组件21以电池模块20单位进行连接，因此即使在中途电阻焊接发生了焊接不良，只要将最多一个电池模块20的电池单元21a(例如16个)废弃即可，因此，与现有的电池组相比，能够抑制制造时的损失。另外，实施方式的电池组1例如将第1汇流条片31和第2汇流条片32激光焊接，从而将电池模块20彼此之间连接，因此，即使在激光焊接发生焊接不良的情况下，也可以再次尝试激光焊接，因此能够进一步抑制电池模块20的废弃。另外，电池组1由于所有的模块用汇流条30设置在各电池模块20的高度方向的上侧，因此，能够从高度方向的上侧对所有第1汇流条片31和第2汇流条片32进行激光焊接，能够提高作业效率。另外，电池组1能够使与供给电力的负荷部(省略图示)连接的总正极P和总负极N位于高度方向的一侧(例如上侧)，并且能够提高向该负荷部的配线连接的作业效率。
另外，电池组1由于利用电池组件用汇流条22和模块用汇流条30将所有的电池组件21串联连接，因此能够提高能量密度。如图7所示，现有的电池组100例如被构成为具有用于将各电池模块101组装在电池组100的箱体102的保持部件103。因此，现有的电池组100具有大型化的倾向，能量密度相对变低。与此相对，实施方式的电池组1利用汇流条(电池组件用汇流条22和模块用汇流条30)将所有的电池组件21串联连接，因此，能够不需要现有的电池组100这样多的保持部件103。基于此，如图8所示，实施方式的电池组1与现有的电池组100相比，例如能够抑制大型化，并且能够使能量密度比现有技术高。其结果，电池组1能够将多个电池单元21a合理地连接。需要说明的是，电池组1由于所有的模块用汇流条30设置在各电池模块20的高度方向的上侧，因此，在高度方向的下侧不存在跨越各电池模块20之间的模块用汇流条30。因此，电池组1例如能够容易地将用于对各电池模块20的热量进行散热的导热片(省略图示)从高度方向的下侧插入到各电池模块20之间。
在上述电池组1中，多个电池模块20沿着与深度方向交叉的宽度方向排列。根据该结构，电池组1能够将各电池单元21a排列成方格状，能够抑制该电池组1的大型化。
在上述电池组1中，第1汇流条片31被构成为具有第1连结对置面31c，第2汇流条片32被构成为具有第2连结对置面32c。而且，连结部33在第1连结对置面31c和第2连结对置面32c对置的状态下，将第1汇流条片31和第2汇流条片32连结。根据该结构，电池组1例如利用激光焊接将第1和第2连结对置面31c、32c的接合部位熔融，并且凝固，从而能够将第1汇流条片31和第2汇流条片32连结。
在上述电池组1中，连结部33被构成为具有由熔融体凝固而成的凝固部33a。根据该结构，电池组1能够将第1汇流条片31和第2汇流条片32牢固地连结并电连接。
〔变形例〕
接下来，针对实施方式的变形例进行说明。虽然针对被构成为具有由熔融体凝固而成的凝固部33a的例子，说明了连结部33，但不限于此。连结部33例如也可以构成为具有螺钉紧固部，该螺钉紧固部包括：具有紧固用的开口部的螺母以及被插入并紧固在该开口部的螺栓。另外，连结部33也可以被构成为具有连接器连结部，该连接器连结部包括：公连接器，具有第1端子；以及母连接器，与该公连接器嵌合，并且具有与第1端子电连接的第2端子。
另外，构成各电池组件21的电池单元21a的数量不限于4个，只要是2个以上即可。
另外，电池组件用汇流条22的端子22b的数量可以根据构成电池组件21的电池单元21a的数量而适当改变。另外，模块用汇流条30的端子31b、32b的数量可以根据构成电池组件21的电池单元21a的数量而适当改变。
另外，构成各电池模块20的电池组件21的数量不限于4个，只要是2个以上的偶数个即可。
〔参考例〕
针对实施方式涉及的电池组1的参考例进行说明。参考例涉及的电池组(省略图示)在使用以下的电池体这点上与实施方式的电池组1不同，该电池体具有1个电池单元1a，来代替被构成为具有多个电池单元21a的电池组件21。参考例中，对与实施方式相同的构成要素标注相同符合，并且省略其详细说明。
参考例涉及的电池组具有多个电池模块和模块用汇流条。多个电池模块被构成为具有多个电池体和电池体用汇流条。多个电池体被构成为具有1个电池单元21a，并且沿着正极和负极对置的高度方向竖立设置，沿着与高度方向正交的深度方向排列偶数个。电池体用汇流条将沿着深度方向相邻的电池体彼此串联连接。模块用汇流条被设置在多个电池模块的高度方向的一侧，将多个电池模块中的相邻的电池模块彼此串联连接。而且，模块用汇流条被构成为具有：第1汇流条片，设置在相邻的电池模块中的一侧的电池模块；第2汇流条片，设置在另一侧的电池模块，并且与第1汇流条片不同；以及连结部，将第1汇流条片和第2汇流条片连结。根据该结构，参考例的电池组能够获得与实施方式的电池组同等的效果。
在参考例的电池组中，多个电池模块沿着与深度方向交叉的宽度方向排列。根据该结构，电池组能够将各电池单元21a排列成方格状，能够抑制该电池组的大型化。
在参考例的电池组中，第1汇流条片被构成为具有第1连结对置面，第2汇流条片被构成为具有第2连结对置面。而且，连结部在第1连结对置面和第2连结对置面对置的状态下将第1汇流条片和第2汇流条片连结。根据该结构，电池组例如利用激光焊接将第1和第2连结对置面的接合部位焊接，并且凝固，从而能够将第1汇流条片和第2汇流条片连结。
在参考例的电池组中，连结部是熔融体凝固而成的凝固部。根据该结构，电池组能够将第1汇流条片和第2汇流条片牢固地连结并电连接。

Claims (5)

1.一种电池组，其特征在于，包括：
多个电池模块，所述电池模块被构成为具有多个电池组件和电池组件用汇流条，所述电池组件被构成为具有分别被并联连接的多个电池单元且沿着正极和负极对置的高度方向竖立设置，并且沿着与所述高度方向正交的第1方向排列偶数个所述电池组件，所述电池组件用汇流条将沿着所述第1方向相邻的所述电池组件彼此之间串联连接；以及
模块用汇流条，所述模块用汇流条设置在所述多个电池模块的所述高度方向的一侧，将所述多个电池模块中的相邻的所述电池模块彼此之间串联连接，
所述模块用汇流条被构成为具有：第1模块用汇流条，设置在相邻的所述电池模块中的一侧的所述电池模块，并且焊接于所述一侧的电池模块中的对应的所述电池组件的各电池单元的正极和负极中的一者；第2模块用汇流条，设置在另一侧的所述电池模块，焊接于所述另一侧的电池模块中的对应的所述电池组件的各电池单元的正极和负极中的另一者，并且与所述第1模块用汇流条不同；以及连结部，将所述第1模块用汇流条和所述第2模块用汇流条连结。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，
所述多个电池模块沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，
所述第1模块用汇流条被构成为具有第1连结对置面，
所述第2模块用汇流条被构成为具有第2连结对置面，
所述连结部在所述第1连结对置面和所述第2连结对置面对置的状态下将所述第1模块用汇流条和所述第2模块用汇流条连结。
4.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，
所述连结部被构成为具有由熔融体凝固而成的凝固部。
5.根据权利要求3所述的电池组，其中，
所述连结部被构成为具有由熔融体凝固而成的凝固部。
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