CN110337736B - 电池包、托架 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池包具备：电池组，其是将具备端子面及一对层叠面的多个电池单元以端子面朝向同一方向且正极端子与负极端子交替排列地使层叠面彼此相对的方式层叠而成，所述端子面在长度方向的一方具备正极端子，在长度方向的另一方具备负极端子，所述一对层叠面与端子面相邻；以及托架，其收纳与电池组电性连接在一起的两种以上的电气部件，以与电池组的正极端子及负极端子进行排列的那一面相对向的方式配置，托架具备供负载连接的负载侧正极端子及负载侧负极端子。

Description

电池包、托架
技术领域
本发明涉及一种电池包及托架。
背景技术
以往，在可再充电的二次电池的领域内，主流是铅电池、镍-镉电池、镍-氢电池等水溶液系电池。但随着电气设备的小型化、轻量化的发展，具有高能量密度的锂二次电池受到关注，其研究、开发及商品化得到了迅速发展。另一方面，由于全球变暖、燃料枯竭的问题，各汽车制造商开发了电动汽车(EV)和利用电动马达来辅助驱动的一部分的混合动力汽车(HEV)，且一直在寻求高容量、高功率的二次电池作为其电源。作为符合这种要求的电源，具有高电压的非水溶液系锂二次电池受到关注。尤其是方形锂二次电池，由于打包化化时的体积效率优异，因此，业界对于方形锂二次电池在HEV用或EV用方面的开发有着很高期待。
专利文献1揭示了一种电池包，其特征在于，具备：电池模块，其在内部具备多个电池单元；电池包盒，其将所述电池模块配置在经密闭的内部空间；单元连接主电导体，其将所述电池单元相互之间连接；外部主电导体，其将所述电池包盒的外部与所述电池包盒的内部电连接；以及电控制部件，其经由副电导体连接在所述单元连接主电导体与所述外部主电导体之间，所述副电导体以露出的方式设置在所述电池包盒内。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2015-062153号公报
发明内容
发明要解决的问题
业界渴望降低电池包的制造成本。
解决问题的技术手段
本发明的第1形态的电池包具备：电池组，它是将具备端子面及一对层叠面的多个电池单元以所述端子面朝向同一方向且所述正极端子与所述负极端子交替排列地使所述层叠面彼此相对的方式层叠而成，所述端子面在长度方向的一方具备正极端子，在所述长度方向的另一方具备负极端子，所述一对层叠面与所述端子面相邻；以及托架，其收纳与所述电池组电连接的两种以上的电气部件，以与所述电池组的所述正极端子及所述负极端子进行排列的那一面相对向的方式配置，所述托架具备供负载连接的负载侧正极端子及负载侧负极端子。
本发明的第2形态的托架是构成上述电池包的托架。
发明的效果
根据本发明，能够降低电池包的制造成本。
附图说明
图1为电池包的外观立体图。
图2为电池包的分解立体图。
图3为电池模块的立体图。
图4为表示装入至汇流条包壳的汇流条的构成的图。
图5为表示从图3所示的电池模块上去掉汇流条包壳之后的构成的图。
图6为表示汇流条、第一电池组及第二电池组的连接关系的图。
图7为从与图2大致一致的角度斜视托架41的图。
图8为从与图2相反那一侧斜视托架41的图。
具体实施方式
-实施方式-
下面，参考图1～图8，对本发明的电池包的第1实施方式进行说明。
图1为电池包1的外观立体图。电池包1具备盒主体2和上盖3。在电池包1的上表面的长度方向的一端设置有负载侧负极端子61，在另一端设置有负载侧正极端子62。以下，将负载侧负极端子61和负载侧正极端子62统称为负载侧端子6。负载侧端子6为电池包1的外部端子，供负载连接。通过在负载侧端子6上连接HV电缆，电池包1经由HV电缆对电动汽车、混合动力汽车或电气设备供电。
在电池包1的侧面配置信号用连接器4。信号用连接器4为电池包1的控制器信号用连接器，例如与搭载电池包1的车辆的控制器连接，进行与后文叙述的基板的信息的交换、对基板的供电。
图2为图1所示的电池包1的分解立体图。盒主体2是具有底部2a且上方开口的盒状的构件。在盒主体2内收纳电池模块11以及收纳有电气部件的托架41。参考图3～图6，对电池模块11的详情进行说明，参考图7～图8，对托架41的详情进行说明。
图3为图2所示的电池模块11的立体图。电池模块11中，沿电池模块11的长度方向并设将多个后文叙述的电池单元层叠而成的第一电池组21和第二电池组22，在图示近前侧的电池模块11的宽幅面配置汇流条包壳23。汇流条包壳23为非导电性构件，下面说明的导电性的各种汇流条装入至汇流条包壳23。
图4为表示装入至汇流条包壳23的汇流条的构成的图。在汇流条包壳23上装入组间汇流条24、第一单元间汇流条25、第二单元间汇流条26、连接负极汇流条27及连接正极汇流条28。组间汇流条24连接第一电池组21与第二电池组22。第一单元间汇流条25将构成第一电池组21的电池单元彼此串联。第二单元间汇流条26将构成第二电池组22的电池单元彼此串联。连接负极汇流条27将第一电池组21的后文叙述的负极端子与托架41连接。连接正极汇流条28将第二电池组22的后文叙述的正极端子与托架41连接。连接负极汇流条27及连接正极汇流条28配置在汇流条包壳23的中央上部，组间汇流条24配置在汇流条包壳23的中央下部。使用图6，对各种汇流条、第一电池组21及第二电池组22的连接关系再次进行说明。
图5为表示从图3所示的电池模块11上去掉汇流条包壳23之后的构成的图。第一电池组21具备以符号211至符号216表示的6个电池单元，第二电池组22具备以符号221至符号226表示的6个电池单元。电池单元例如为锂离子二次电池。各电池单元中，图示近前侧这一面为端子面，在长度方向的一方具备正极端子，在长度方向的另一方具备负极端子。再者，虽然图5中没有展示，但在电池单元的端子面的背侧(图示里侧)设置有与端子面成对的端子相对面。并且，这些电池单元使图示上下方向的层叠面彼此相对而层叠在一起，层叠时，每1层的上下都是颠倒的。因此，正极端子与负极端子在图示上下方向上相邻。在各电池单元之间配设分隔构件32。在上表面侧的电池单元的上侧以及底面侧的电池单元的底面也配设有该分隔构件32。分隔构件32为板形状，例如由PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)等树脂形成。
在第一电池组21与第二电池组22之间配置中心板35。并且，以将第一电池组21和第二电池组22夹住的方式在两侧配置侧板36。在分别构成第一电池组21和第二电池组22的各电池单元的长度方向的两端侧，也就是分别与中心板35和侧板36接触的部分设置有与端子面、端子相对面及一对层叠面相邻的一对窄幅面。进而，电池模块11具备从图示上下方向保持第一电池组21及第二电池组22的上部端板33及下部端板34。上部端板33及下部端板34和中心板35及侧板36通过紧固螺栓37加以紧固。
图6为表示汇流条、第一电池组21及第二电池组22的连接关系的图。其中，由于图示的原因，图6中省略了分隔构件32的记载，并以相比实际较宽的方式记载电池单元彼此的间隔。此外，在各电池单元中，正极端子是以圆圈围绕正号而成的记号表示，负极端子是以圆圈围绕负号而成的记号表示。如前文所述，构成第一电池组21及第二电池组22的各电池单元以每1层都将上下颠倒的方式层叠在一起。因此，在图6的上下方向上，相邻的电池单元的正极端子与负极端子相邻。
相邻的正极端子与负极端子通过第一单元间汇流条25及第二单元间汇流条26加以连接。即，通过第一单元间汇流条25将以符号211～符号216表示的6个电池单元电性串联，通过第二单元间汇流条26将以符号221～符号226表示的6个电池单元电性串联。并且，组间汇流条24将第一电池组21与第二电池组22电性串联。图6中，组间汇流条24将属于第一电池组21的电池单元216的正极与属于第二电池组22的电池单元226的负极连接。
此外，第一电池组21及第二电池组22中的正极端子及负极端子的排列相同。例如，如图6所示，仅着眼于第一电池组21及第二电池组22的正极端子及负极端子，若平行移动一方，则与另一方一致。由于具有这种关系，因此第一电池组21与第二电池组22的相邻的端子彼此具有不同极性。因此，能够缩短组间汇流条24而将电池包1内的电阻、电力的损耗以及热的产生抑制得较低。
连接负极汇流条27连接至第一电池组21中与第一单元间汇流条25及组间汇流条24都未连接的端子即电池单元211的负极端子。连接正极汇流条28连接至第二电池组22中与第二单元间汇流条26及组间汇流条24都未连接的端子即电池单元221的正极端子。电池单元211的负极端子是电性串联在一起的第一电池组21及第二电池组22中具有最低电位的端子。电池单元221的正极端子是电性串联在一起的第一电池组21及第二电池组22中具有最高电位的端子。
图7及图8为托架41的立体图。图7为从与图2大致一致的角度斜视托架41的图，图8为从与图2相反一侧斜视托架41的图。即，在图7的视点下，电池模块11配置在图示里侧，在图8的视点下，电池模块11配置在图示近前侧。托架41例如由PBT等树脂形成。图7及图8所示的托架41具备电压检测用基板42、继电器43、保险丝44、电池侧负极端子51、电池侧正极端子52、固定部53、负载侧负极端子61及负载侧正极端子62。
如图7所示，参考图1而说明过的负载侧端子6设置在托架41的长度方向的两端。图7的下侧所示的3个固定部53将托架41固定在盒主体2中。图7的中央上部所示的电池侧负极端子51及电池侧正极端子52是与电池模块11的电性接点。电池侧负极端子51与图4所示的连接负极汇流条27连接，电池侧正极端子52与连接正极汇流条28连接。
如图8所示，在托架41上安装电压检测用基板42、继电器43、保险丝44、分流电阻45。在托架41的长度方向的一方即图8的左半部分配置保险丝44、负载侧正极端子62及电池侧正极端子52。在托架41的长度方向的另一方即图8的右半部分配置电压检测用基板42、负载侧负极端子61及电池侧负极端子51。此外，从托架41的端部即图8的右端朝中心部依序配置负载侧负极端子61、分流电阻45、电池侧负极端子51。
在电压检测用基板42上安装使用分流电阻45来测定电池模块11的电压、进行电池包1整体的监视、控制用的电路。分流电阻45是电压检测用基板42的一部分，配置在托架41的上部而且是电池侧负极端子51与负载侧负极端子61之间。继电器43及保险丝44通过螺钉固定在托架41上，将负载侧正极端子62与电池侧正极端子52电连接。
构成托架41的构件按电位从高到低的顺序为负载侧正极端子62、保险丝44、继电器43、电池侧正极端子52，进而是电池侧负极端子51、分流电阻45、负载侧负极端子61。如此，构成托架41的构件的配置位置与电位的高低是一致的，电路径较短。
根据上述第1实施方式，获得以下作用效果。
(1)电池模块1具备：第一电池组21及第二电池组22，它们是将具备端子面及一对层叠面的多个电池单元以端子面朝向同一方向且正极端子与负极端子交替排列地使层叠面彼此相对的方式层叠而成，所述端子面在长度方向的一方具备正极端子，在长度方向的另一方具备负极端子，所述一对层叠面与端子面相邻；以及托架41，其收纳与第一电池组21及第二电池组22电性连接的两种以上的电气部件，以与电池组的正极端子及负极端子进行排列的那一面即图3及图5的近前面对立的方式配置。
由于构成电池模块11的第一电池组21及第二电池组22的正极端子及负极端子排列在同一面，因此电气部件的配置的自由度较高，从而能将多个电气部件装入至托架41。因此，能够削减零件的安装工时以及用以安装零件的构件例如螺钉，降低电池包1的制造成本。
(2)托架41上配备的电气部件为接触器、保险丝及电压检测用基板中的两种以上的部件。通常，在使用二次电池时，会与接触器、保险丝及电压检测用基板组合使用。因此，通过托架41具备选自接触器、保险丝及电压检测用基板中的部件，能够削减与电池包1进一步组合的电气部件、降低包含电池包1的产品的制造成本。
(3)电池组由第一电池组21及第二电池组22构成。如图5及图6所示，第一电池组21及第二电池组22中的正极端子及负极端子的排列相同，构成第一电池组21及第二电池组22的各电池单元的数量为偶数。电池包1具备组间汇流条24，所述组间汇流条24连接第一电池组21及第二电池组22中的层叠方向的一端的电池单元彼此的相邻的正极端子与负极端子，由此将第一电池组21及第二电池组22电性串联。电池包1具备第一单元间汇流条25，所述第一单元间汇流条25将第一电池组21中相邻的电池单元的正极端子及负极端子连接，将构成第一电池组21的电池单元电性串联。电池包1具备第二单元间汇流条26，所述第二单元间汇流条26将第二电池组22中相邻的电池单元的正极端子及负极端子连接，将构成第二电池组22的电池单元电性串联。电池包1具备连接正极汇流条28和连接负极汇流条27，所述连接正极汇流条28与电性串联在一起的第一电池组21及第二电池组22中具有最高电位的正极端子连接，所述连接负极汇流条27与串联在一起的第一电池组21及第二电池组22中具有最低电位的负极端子连接。连接正极汇流条28及连接负极汇流条27连接至托架41。
由于第一电池组21及第二电池组22中的正极端子及负极端子的排列相同，因此能够缩短组间汇流条24的长度。此外，由于构成第一电池组21及第二电池组22的各电池单元的数量为偶数，因此，在层叠方向的一端连接有组间汇流条24的情况下，层叠方向的另一端的距离较近的端子彼此没有通过第一单元间汇流条25或第二单元间汇流条26与相邻的电池单元连接在一起。因此，可以在电池模块11的长度方向的中央设置连接负极汇流条27及连接正极汇流条28而不用绕设导电路径。
(4)电压检测用基板42包含分流电阻45。托架41进而具备与连接正极汇流条28电连接的电池侧正极端子52、和与连接负极汇流条27电连接的电池侧负极端子51。电池侧负极端子51、分流电阻45及负载侧负极端子61从托架41的端部朝中心部按照负载侧负极端子61、分流电阻45、电池侧负极端子51的顺序配置。因此，能够缩短托架41的内部的连接负载侧负极端子61与电池侧负极端子51的导电路径而降低电阻，从而降低耗电及发热。
(5)托架41上配备的电气部件包含电压检测用基板42及保险丝44。在托架41的长度方向的一方配置保险丝44及负载侧正极端子62，在托架41的长度方向的另一方配置电压检测用基板42及负载侧负极端子61。
(变形例1)
构成第一电池组21及第二电池组22的电池单元的数量也可为奇数。在该情况下，组间汇流条24的长度变长，只有这一点不同于上述实施方式。该情况下的组间汇流条24的长度例如是连接电池单元215的正极端子与电池单元225的负极端子的长度。
(变形例2)
也可在托架41上配备电压检测用基板42、继电器43及保险丝44中的任意两种而不是全部3种。此外，托架41上也可进而配备预充电继电器。
上文中，对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内思索的其他形态也包含在本发明的范围内。
下述优先权基础申请的公开内容作为引用文被纳入此文。
日本国专利申请2017年第019870号(2017年2月6日申请)。
符号说明
1 电池包
2 盒主体
6 负载侧端子
11 电池模块
21 第一电池组
22 第二电池组
23 汇流条包壳
24 组间汇流条
25 第一单元间汇流条
26 第二单元间汇流条
27 连接负极汇流条
28 连接正极汇流条
41 托架
42 电压检测用基板
43 继电器
44 保险丝
45 分流电阻
51 电池侧负极端子
52 电池侧正极端子
53 固定部
61 负载侧负极端子
62 负载侧正极端子
211～216、221～226 电池单元。

Claims (3)

1.一种电池包，其特征在于，具备：
电池组，其是将具备端子面及一对层叠面的多个电池单元以所述端子面朝向同一方向且正极端子与负极端子交替排列地使所述层叠面彼此相对的方式层叠而成，所述端子面在长度方向的一方具备所述正极端子，在所述长度方向的另一方具备所述负极端子，所述一对层叠面与所述端子面相邻；以及
托架，其至少收纳与所述电池组电连接的电压检测用基板以及继电器，以与所述电池组的所述正极端子及所述负极端子进行排列的那一面相对向的方式配置，
所述托架具备供负载连接的负载侧正极端子及负载侧负极端子，
所述电压检测用基板包含分流电阻，
所述托架还具备与所述连接正极汇流条电连接的电池侧正极端子、和与所述连接负极汇流条电连接的电池侧负极端子，
所述托架内的电路径从高电位侧起沿所述托架的长度方向依次排列所述负载侧正极端子、所述继电器、所述电池侧正极端子、所述电池侧负极端子、所述分流电阻、所述负载侧负极端子，
所述电池组由第一电池组及第二电池组构成，
所述第一电池组及所述第二电池组中的所述正极端子及所述负极端子的排列相同，
构成所述第一电池组及所述第二电池组的各所述电池单元的数量为偶数，
该电池包还具备：
组间汇流条，其将所述第一电池组及所述第二电池组中的层叠方向的一端的所述电池单元彼此的相邻的所述正极端子与所述负极端子连接，由此将所述第一电池组及所述第二电池组电性串联；
第一单元间汇流条，其将所述第一电池组中相邻的所述电池单元的所述正极端子及所述负极端子连接，将构成所述第一电池组的所述电池单元电性串联；
第二单元间汇流条，其将所述第二电池组中相邻的所述电池单元的所述正极端子及所述负极端子连接，将构成所述第二电池组的所述电池单元电性串联；
连接正极汇流条，其与电性串联在一起的所述第一电池组及所述第二电池组中具有最高电位的所述正极端子连接；以及
连接负极汇流条，其与电性串联在一起的所述第一电池组及所述第二电池组中具有最低电位的所述负极端子连接，
所述连接正极汇流条及所述连接负极汇流条与所述托架连接。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，
所述托架还收容保险丝，在所述托架的所述长度方向的一方配置所述保险丝及所述负载侧正极端子，在所述托架的所述长度方向的另一方配置所述电压检测用基板及所述负载侧负极端子。
3.一种托架，其特征在于，其收容于根据权利要求1所述的电池包。
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