CN110729423B - 电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池装置，可兼顾层叠的电池单元的有效热交换与容易定位。电池装置(1)包括：外装体(30)，具有两个外侧壁(33)；电池单元群(6)，将具有电极端子(602)的电池单元(60)层叠而构成；调温介质流路(36)，设于外侧壁(33)的内部；保持机构(7)，使朝外侧壁(33)按压的方向的压力作用于电池单元群(6)，以将其保持于外装体(30)。电池单元(60)在上部具有电极端子(602)，电池单元群(6)在下部具有朝外侧壁(33)突出的凸部(617)，外侧壁(33)的内面(33a)在较调温介质流路(36)低的位置沿着外装体(30)的长度方向具有凹部(37)，电池单元群(6)通过凸部(617)与凹部(37)的卡合由保持机构(7)保持。

Description

电池装置
技术领域
本发明涉及一种电池(battery)装置。
背景技术
在混合动力汽车(hybrid car)或电动汽车中，搭载有电池装置，所述电池装置具有多个锂离子(lithium ion)二次电池等电池单元(battery cell)。一般而言，这些车辆需要比通常的汽油(gasoline)车更多的电力，因此要求在有限的空间(space)内高密度地搭载数量尽可能多的电池单元。
以往，已知有一种电池装置，其在具有底板、一对侧板及端板的壳体(case)本体中，层叠收容有多个电池单元，且所述电池装置在侧板内面的上部，形成彼此相向的一对引导(guide)槽，在所述引导槽中收容电池单元的朝上部两侧面突出设置的电极端子，并与引导槽内的连接端子电连接(例如参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2006-286357号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
电池装置中，必须：将多个层叠的电池单元定位于固定位置以使其不会因车辆的振动等而晃动；以及有效地冷却多个电池单元。尤其，电池单元的温度在电极端子附近达到最大，因此必须以下述方式来定位，即，使突出设置电极端子的电池单元的上部侧相对于热交换面而可热交换地接触，并保持此接触状态。
但是，在专利文献1中，无论是使电池单元的电极端子附近相对于热交换面而可热交换地接触，还是以保持此接触状态的方式予以定位均未揭示。
本发明的目的在于提供一种电池装置，可兼顾多个层叠的电池单元的有效的热交换与容易的定位。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的电池装置(例如后述的电池装置1)包括：外装体(例如后述的外装体30)，具有两个外侧壁(例如后述的外侧壁33)；至少一个电池单元群(例如后述的电池单元群6)，被收容在所述外装体的所述两个外侧壁之间，且是将在上部具有电极端子(例如后述的电极端子602)的电池单元(例如后述的电池单元60)多个层叠而构成；调温介质流路(例如后述的调温介质流路36)，设于所述两个外侧壁(例如后述的外侧壁33)中的至少其中一个所述外侧壁的内部，供可与所述电池单元进行热交换的调温介质流动；以及保持机构(例如后述的保持机构7)，使朝向具有所述调温介质流路的所述外侧壁按压的方向的压力作用于所述电池单元群，以将所述电池单元群保持于所述外装体内，其中，所述电池单元群在下部具有朝向具有所述调温介质流路的所述外侧壁突出的凸部(例如后述的凸部617)，具有所述调温介质流路的所述外侧壁的内面(例如后述的内面33a)在较所述调温介质流路为低的位置，沿着所述外装体的长度方向而具有可插入所述凸部的凹部(例如后述的凹部37)，所述电池单元群通过所述凸部与所述凹部的卡合，在所述外装体内以受到定位的状态而由所述保持机构予以保持。
根据所述(1)所述的电池装置，在上部具有电极端子的电池单元的下部，能够借助凸部与凹部的卡合来进行定位。而且，调温介质流路是较凹部而配置于高的位置，因此接近电池单元上部的电极端子而配置，从而可实现电池单元与调温介质的有效的热交换。因此，能够兼顾多个层叠的电池单元的有效的热交换与容易的定位。
(2)在(1)所述的电池装置中，也可为：所述调温介质流路是分别设于所述两个外侧壁，多个所述电池单元群被并列收容在所述外装体的所述两个外侧壁之间，所述保持机构是配置在所述多个电池单元群之间，将使所述电池单元群彼此疏远地朝向相反的所述两个外侧壁按压的方向的压力作用于所述多个电池单元群，以将所述多个电池单元群保持于所述外装体内。
根据所述(2)所述的电池装置，能够在一个外装体内并列收容电池单元群，因此能够更高密度地配置电池单元，并且能够使各电池单元群分别容易地接触及保持至作为热交换面的外侧壁。
(3)在(1)或(2)所述的电池装置中，优选的是，所述外装体是将沿着所述电池单元的层叠方向的方向作为挤出方向的挤出成形品。
根据所述(3)所述的电池装置，能够使外装体容易地成形。而且，由于外装体不具有板材彼此的接合部，因此无发生组装偏差或热变形之虞，也无发生因保持机构造成的按压压力引起的接合部的变形之虞。
(4)在(1)至(3)中任一项所述的电池装置中，也可为：在按压所述电池单元群的所述外侧壁与所述电池单元群之间且较所述凸部为高的位置，配置有可挤压的导热片材(例如后述的导热片材39)，所述电池单元群在较所述导热片材为高的位置，具有对与按压所述电池单元群的所述外侧壁之间的间隙(例如后述的间隙S)进行设定的挡止(stopper)突部(例如后述的挡止突部616)，所述导热片材在按压所述电池单元群的所述外侧壁与所述电池单元群之间被挤压，被夹在由所述挡止突部所设定的所述间隙内。
根据所述(4)所述的电池装置，能够通过挡止突部来容易地限制导热片材的挤压量，因此能够容易地调整所期望的导热量。
(5)在(4)所述的电池装置中，也可为：所述电池单元群具有对在层叠方向上相邻的所述电池单元之间进行绝缘的间隔片(例如后述的间隔片61)，所述凸部及所述挡止突部被设于所述间隔片。
根据所述(5)所述的电池装置，无须在电池单元的单元壳体上形成凸部及挡止突部，能够容易地构成具备绝缘性的凸部及挡止突部的电池单元。
(6)在(5)所述的电池装置中，也可为：所述间隔片具有配置在所述电池单元的侧面(例如后述的侧面60d)的上部的上部侧板部(例如后述的上部侧板部613)、及配置在下部的下部侧板部(例如后述的下部侧板部614)，所述挡止突部被设于所述间隔片的所述上部侧板部，所述凸部被设于所述间隔片的所述下部侧板部。
根据所述(6)所述的电池装置，由于凸部及挡止突部被配置于电池单元的侧面，因此能够稳定地进行电池单元的定位与导热片材的挤压。
(7)在(1)至(6)中任一项所述的电池装置中，也可为：所述凸部是具有上下配置的两个倾斜外表面(例如后述的倾斜外表面617a、617b)、及所述两个倾斜外表面之间的前端面(例如后述的前端面617c)的梯形形状，所述凹部具有与所述凸部的所述两个倾斜外表面分别抵接的两个倾斜内面(例如后述的倾斜内面37a、37b)。
根据所述(7)所述的电池装置，通过凸部的两个倾斜外表面与凹部的两个倾斜内面的抵接，能够实现电池单元的上下方向的定位，与此同时，通过调整凸部前端面的宽度，能够调整凸部向凹部内的插入量，从而可实现相对于外侧壁的按压方向的定位。
[发明的效果]
根据本发明，可提供一种电池装置，能够兼顾多个层叠的电池单元的有效的热交换与容易的定位。
附图说明
图1是表示本发明的电池装置的一实施方式的立体图。
图2是图1所示的电池装置的分解立体图。
图3是由图2中的矩形框所示的区域A的放大图。
图4是仅表示电池装置中的接口(Interface，I/F)盒(box)的平面图。
图5是表示将电池装置的I/F盒彼此连结的状态的平面图。
图6是表示在电池装置的外装体中收容电池单元群的情况的主要部分放大立体图。
图7是展示表示保持机构的一实施方式的电池装置的外装体内部的图。
图8是对电池单元群的概要进行说明的主要部分放大立体图。
图9是对电池单元与间隔片进行说明的分解立体图。
图10是安装有间隔片的电池单元的正面图。
图11是由图10中的圆形框所示的区域B的放大图。
图12是由图10中的圆形框所示的区域C的放大图。
图13A是表示按压方向的压力作用之前的电池单元群的挡止突部与外侧壁的关系的主要部分放大图。
图13B是表示按压方向的压力作用之后的电池单元群的挡止突部与外侧壁的关系的主要部分放大图。
图14A是表示按压方向的压力作用之前的电池单元群的凸部与外侧壁的关系的主要部分放大图。
图14B是表示按压方向的压力作用之后的电池单元群的凸部与外侧壁的关系的主要部分放大图。
图15是展示表示保持机构的另一实施方式的电池装置的外装体内部的图。
图16是俯视表示保持机构的另一实施方式的电池装置的外装体内部的示意图。
图17是展示表示保持机构的另一实施方式的电池装置的主要部分的示意图。
图18是展示表示保持机构的另一实施方式的电池装置的外装体内部的示意图。
图19A是俯视保持机构的另一实施方式的电池装置的主要部分的示意图，表示产生按压方向的压力之前的保持机构的状态。
图19B是俯视保持机构的另一实施方式的电池装置的主要部分的示意图，表示产生按压压力的保持机构的状态。
图20是表示保持机构的另一实施方式的电池装置的外装体内部的图。
图21是表示保持机构的另一实施方式的电池装置的外装体内部的图。
图22是表示图21所示的保持机构的主要部分的立体图。
[符号的说明]
1：电池装置
30：外装体
33：外侧壁
33a：(外侧壁的)内面
36：调温介质流路
37：凹部
37a、37b：(凹部的)倾斜内面
39：导热片材
6：电池单元群
60：电池单元
60d：(电池单元的)侧面
602：电极端子
61：间隔片
613：上部侧板部
614：下部侧板部
616：挡止突部
617：凸部
617a、617b：(凸部的)倾斜外表面
617c：(凸部的)前端面
7：保持机构
S：间隙
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的电池装置的实施方式。
[电池装置的整体结构]
本实施方式所示的电池装置1如图1及图2所示，包括一个I/F(接口)盒2以及两个电池单元搭载部3、3。另外，在本说明书的各图中的箭头所示的方向上，沿着D1方向的方向表示电池装置1的长度方向。沿着D2方向的方向表示电池装置1的宽度方向。沿着D3方向的方向表示电池装置1的高度方向。D3方向表示电池装置1的“上”，其相反方向表示电池装置1的“下”。
电池装置1在中央部配置有I/F盒2，在所述I/F盒2的沿着D1方向的两端分别配置有电池单元搭载部3、3。电池单元搭载部3、3分别包括电池单元群6。详细将后述，但电池单元搭载部3的电池单元群6通过保持机构而可热交换地接触至热交换面，并且保持此接触状态而受到定位。
在各电池单元搭载部3、3中的远离I/F盒2一侧的端面3a上，分别配置有端板(endplate)4、4。两个电池单元搭载部3、3通过经由I/F盒2而跨及电池单元搭载部3、3间插通的多根(本实施方式中为六根)长条的连结螺栓(bolt)5而连结。本实施方式所示的端板4、4通过由连结螺栓5形成的紧固力而将两个电池单元搭载部3、3朝彼此接近的方向紧固，从两侧夹着I/F盒2。另外，电池单元搭载部3与I/F盒2的连结方法并不限于采用连结螺栓5，也可采用熔接或其他适当的公知的接合方法。
[I/F盒]
I/F盒2收容向电池单元搭载部3、3供给调温介质的供给流路零件、配电零件、发动机控制单元(Engine Control Unit，ECU)等构成零件22。具体而言，如图2及图3所示，I/F盒2具有盒本体20、及覆盖盒本体20上表面的盖体21，在盒本体20的内部收容有构成零件22。构成零件22在盒本体20内由罩23予以保护。
盒本体20是包含铝、铝合金等刚体的容器，俯视形成为矩形状。在D1方向上面对的盒本体20的两个平行的侧壁部201、201分别配置在与电池单元搭载部3、3连接的一侧。本实施方式所示的电池装置1中，所述侧壁部201也作为用于与端板4一同从两侧夹着电池单元搭载部3中收容的后述电池单元群6而紧固的另一个端板发挥功能。因此，侧壁部201具有能够耐受大的紧固负荷的充分板厚。在侧壁部201上，分别设有多个配线插通孔201a，所述配线插通孔201a使从电池单元搭载部3内的电池单元群6延伸的配线类(未图示)插通，以使其与构成零件22的集配电部电连接。
如图4所示，在D2方向上面对的盒本体20的两个侧壁部202、203上，分别沿着D1方向而在一直线上排列地突出设置有低电压用连接器24、高电压用连接器25与调温介质供给用连接器26。低电压用连接器24及高电压用连接器25与构成零件22的集配电部分别电连接。而且，调温介质供给用连接器26与电池单元搭载部3、3的后述的调温介质流路36分别连通。调温介质供给用连接器26被配置在低电压用连接器24与高电压用连接器25之间。
在两个侧壁部202、203中的其中一个侧壁部202上配置的低电压用连接器24为公型连接器241，在另一个侧壁部203上配置的低电压用连接器24为母型连接器242。而且，同样地，在其中一个侧壁部202上配置的高电压用连接器25为公型连接器251，在另一个侧壁部203上配置的高电压用连接器25为母型连接器252。进而，同样，在其中一个侧壁部202上配置的调温介质供给用连接器26为公型连接器261，在另一个侧壁部203上配置的调温介质供给用连接器26为母型连接器262。
这些公型连接器241、251、261与母型连接器242、252、262具有可互补地连接的结构。而且，两侧壁部202、203上的低电压用连接器24、24彼此、高电压用连接器25、25彼此及调温介质供给用连接器26、26彼此分别配置在沿着D2方向的同一直线上。因此，如图5所示，电池装置1通过在与具有相同结构的另一电池装置1之间，将低电压用连接器24、24彼此、高电压用连接器25、25彼此及调温介质供给用连接器26、26彼此分别连接，从而可沿着D2方向而连结。通过连接各连接器24、25、26，电池装置1、1彼此电连接，并且可经由调温介质供给用连接器26、26而相互进行调温介质的流通。由此，能够使多个电池装置1、1在功能上一体化，通过使电池装置1的连结数增加，能够简单地构成大容量的电池装置。
在盒本体20中，侧壁部202、203中的其中一个侧壁部202是配置在较与电池单元搭载部3、3连接的两个侧壁部201、201的端部(图4中的下侧端部)201b、201b稍稍深向内侧(侧壁部203侧)的位置。因此，当将多个电池装置1、1彼此连结时，各连接器24、25、26的连接部位被收容在两个侧壁部201、201的端部201b、201b之间以及邻接的I/F盒2、2的侧壁部202、203之间。由此，能够使在连结方向上邻接的电池单元搭载部3、3彼此尽可能地接近或抵接，从而能够减轻连接部位所承受的负担。
[电池单元搭载部]
两个电池单元搭载部3、3夹着I/F盒2而配置在其两侧。两个电池单元搭载部3、3为相同结构，因此，此处对一个电池单元搭载部3的概要进行说明。
电池单元搭载部3如图7所示，具有外装体30、收容在外装体30内的电池单元群6、及将电池单元群6保持在外装体30内的保持机构7。本实施方式所示的电池单元搭载部3具有并列配置在外装体30内的两个电池单元群6、6。由此，电池装置1能够高密度地配置后述的电池单元60。但是，配置在一个外装体30内的电池单元群6也可仅为一个。
(外装体)
本实施方式所示的外装体30是由铝、铝合金等刚体形成为四方筒状。外装体30的长度方向(沿着D1方向的方向)的两端分别呈横长矩形状开口。所述外装体30如图7所示，具有上侧壁31、下侧壁32、左右对置的两个外侧壁33、33以及配置在两个外侧壁33、33之间的中间壁34。如图7所示，外装体30具有使连结螺栓5(图7中未图示)插通的适当数量的螺栓插通孔35。螺栓插通孔35沿外装体30的长度方向而贯穿外装体30。
在两个外侧壁33、33的内部，分别设有供调温介质流通的调温介质流路(第1调温介质流路)36、36。调温介质流路36是尽可能接近外侧壁33的内面33a而配置。由此，外侧壁33的内面33a构成与调温介质流路36内的调温介质的热交换面，从而可实现与调温介质的更有效的热交换。各外侧壁33上的调温介质流路36被分别划分为配置在高的位置的上侧流路361、与配置在低的位置的下侧流路362这两个流路。上侧流路361及下侧流路362遍及外装体30的长度方向(D1方向)的全长而延伸，且在外装体30的两端面30a、30a分别开口。虽未图示，但调温介质流路36的I/F盒2侧的端部经由I/F盒2的侧壁部201及I/F盒2的内部而与调温介质供给用连接器26连通。
调温介质一般可使用用于对构成电池单元群6的后述的电池单元60进行冷却的冷却空气或冷却液，但也可根据需要而使用用于对电池单元60进行加热的被加热至规定温度的空气或液体。而且，本实施方式所示的调温介质流路36是完全埋设在外侧壁33的内部，但调温介质流路36例如也可包含从外侧壁33的外侧凹设的槽。此时，通过板材(plate)等从外侧壁33的外侧覆盖槽，由此，在外侧壁33的内部构成调温介质可流通的流路。无论哪种情况下，调温介质流路36均是在外侧壁33的厚度范围内，尽可能接近外侧壁33的内面33a而配置。
中间壁34在D2方向上将外装体30的内部二等分。中间壁34具有：薄壁部341，从电池单元群6的高度方向的中央部遍及与上侧壁31的连结部位而形成为薄壁状；以及厚壁部342，从所述薄壁部341的下端遍及与下侧壁32的连结部位而形成为厚壁状。由所述中间壁34所划分的外装体30内的两个空间构成电池单元群收容部301、301。在各电池单元群收容部301、301内，分别各收容有一个电池单元群6、6。由此，在外装体30内并列配置有两个电池单元群6、6。但是，中间壁34对于外装体30并非必需者，可根据需要来设置。
在外装体30的外侧壁33的内面33a，设有可与从电池单元群6突出的后述的凸部617卡合的凹部37。凹部37如图14A详细所示，具有上下配置的两个倾斜内面37a、37b以及配置在这些倾斜内面37a、37b之间的一个槽底面37c，形成为随着从外侧壁33的内面33a朝向槽底面37c而宽度变窄的梯形形状。本实施方式所示的凹部37遍布外装体30的长度方向的全长。所述凹部37如图7所示，在外侧壁33的内面33a，较调温介质流路36而配置于低的位置。因此，调温介质流路36可接近电池单元60上部的电极端子62a、62b而配置。
另一方面，在中间壁34的厚壁部342的两面，设有可与从电池单元群6突出的后述的凸部618卡合的凹部38。本实施方式所示的凹部38的具体结构与凹部37相同，遍布外装体30的长度方向的全长。但是，凹部38的具体结构只要可与后述的凸部618卡合，则并无特别限制。所述凹部38是在外装体30的高度方向上，配置于与外侧壁33的凹部37相同的高度。
本实施方式中的外装体30通过将螺栓插通孔35、调温介质流路36、凹部37、38、电池单元群收容部301沿着D1方向而形成为相同形状，从而能够由沿着D1方向挤出成形的挤出成形品而构成。由此，能够容易地形成外装体30。而且，由于包含挤出成形品的外装体30不具有将板材彼此接合而形成的接合部，因此无产生因接合部引起的组装偏差或热变形之虞。并且，也不会出现下述问题，即，电池单元群6被后述的保持机构7朝向外侧壁33按压时的应力集中于接合部而产生变形。因此，能够构成具有形状稳定的外装体30的电池装置1。
(电池单元群)
电池单元群6如图8所示，例如是通过将包含锂离子二次电池的多个电池单元60夹着由绝缘性树脂材料所形成的间隔片61沿着D1方向予以层叠而构成。电池单元60是通过在包含铝、铝合金等的长方体形状的单元壳体601内收容电极体(未图示)，并覆盖单元壳体601的上表面而构成。在电池单元60的上表面60a，突出设置有正负一对电极端子602、602。
在层叠方向上相邻的电池单元60、60的电极端子602、602彼此通过包含金属板的母线(bus bar)62而电连接。电池单元60既可通过利用母线62来将在层叠方向上相邻的正的电极端子602与负的电极端子602电连接而串联连接，也可通过利用母线来将在层叠方向上相邻的正的电极端子602彼此及负的电极端子602彼此电连接而并联连接。
如图6所示，在电池单元群6的上表面，配置有进行电池单元60的电压检测的单元电压传感器(Cell Voltage Sensor，CVS)等用于检测电池状态的状态检测部63。在状态检测部63的周围，配置有遍布电池单元群6的所有电池单元60的罩64，以保护电极端子602等。
如图7所示，在外装体30内的电池单元群6、6与具有调温介质流路36的外侧壁33、33之间，分别介隔有导热片材39、39。导热片材39是由硅酮(silicone)等具有导热性的树脂片材所形成。导热片材39既可沿着电池单元60的层叠方向而形成为长条，也可对应于每个电池单元60而分割为多个。而且，电池单元群6收容于外装体30之前的导热片材39既可预先粘贴于电池单元60，也可预先粘贴于外侧壁33的内面33a。所述导热片材39在电池单元群6被后述的保持机构7朝向外侧壁33按压时，在电池单元群6与外侧壁33之间受到挤压，从而两者密接。由此，电池单元群6的各电池单元60经由导热片材39而可热交换地接触至外侧壁33的内面33a，从而良好地进行与调温介质流路36内的调温介质的热交换。
间隔片61被配置于在层叠方向上相邻的电池单元60、60之间。间隔片61如图9所示，具有间隔片本体611、底板部612、一对上部侧板部613及一对下部侧板部614。
间隔片本体611包含矩形状平板，所述矩形状平板具有与面向电池单元60的层叠方向的外表面60b大致相同的面积。底板部612是一体地设于间隔片本体611的下端。底板部612包含具有与电池单元60的底面60c大致相同的面积的矩形状平板，且沿着电池单元60的层叠方向而相对于间隔片本体611正交。
上部侧板部613是一体地设于间隔片本体611上部的左右两端部。上部侧板部613从间隔片本体611朝与底板部612相同的方向延伸。上部侧板部613的高度方向(D3方向)的尺寸与电池单元60的高度相比而充分短。上部侧板部613的长度方向(D1方向)的尺寸与电池单元60的厚度方向(D1方向)的尺寸大致相同。在上部侧板部613与间隔片本体611之间，分别设有将它们的上端缘彼此连结的三角形状的角(corner)板部615。角板部615是与底板部612平行地配置。
下部侧板部614是一体地设于间隔片本体611下部的左右两端部。下部侧板部614是与上部侧板部613同样地，从间隔片本体611朝与底板部612相同的方向延伸。下部侧板部614是遍及间隔片本体611的下部侧端缘与底板部612的侧端缘而设。因此，下部侧板部614具有从底板部612的两端部朝上方竖立的形状。下部侧板部614的高度方向(D3方向)的尺寸与电池单元60的高度相比充分短。下部侧板部614的长度方向(D1方向)的尺寸与电池单元60的厚度方向(D1方向)的尺寸大致相同。
间隔片61是在由间隔片本体611、底板部612、一对上部侧板部613、一对下部侧板部614及两个角板部615所围成的空间内，收容电池单元60。电池单元60的底面60c被载置于间隔片61的底板部612上。上部侧板部613与下部侧板部614被分开配置于电池单元60的两个侧面60d、60d的上端部与下端部，从宽度方向的两侧夹着电池单元60。角板部615是以覆盖电池单元60的上表面60a的隅角部的方式而配置。进而，间隔片本体611是以覆盖电池单元60的其中一个外表面60b的整体的方式而配置。由此，间隔片61不会发生位置偏离而安装于电池单元60，对电池单元群6中的相邻的电池单元60、60之间以及电池单元60与外装体30的下侧壁32之间进行绝缘。
由于间隔片61的间隔片本体611为平板，因此在夹着间隔片61来层叠多个电池单元60时，能够使相邻的电池单元60、60的间隔尽可能窄。因此，电池单元群6的D1方向的长大化得到抑制，电池装置1得以小型化。而且，如图8所示，电池单元60的侧面60d在安装有间隔片61的状态下，在上部侧板部613与下部侧板部614之间大大地开放。因此，可利用电池单元60的侧面60d，来进行与在外侧壁33内的调温介质流路36中流动的调温介质的热交换。
如图8～图11所示，在间隔片61的上部侧板部613，设有挡止突部616。本实施方式所示的挡止突部616是沿着上部侧板部613的下端部而配置，且沿电池单元60的层叠方向延伸。挡止突部616从电池单元群6(电池单元60的侧面60d)朝向外侧壁33而以规定的突出高度H1突出，以使得当电池单元群6被后述的保持机构7朝向外侧壁33按压时，较电池单元60的侧面60d先与外侧壁33的内面33a直接接触。导热片材39较所述挡止突部616而配置于低的位置，不与挡止突部616发生干涉。
通过所述挡止突部616，在电池单元群6的上部与外装体30的外侧壁33的内面33a之间，如图13B所示，形成相当于突出高度H1的间隙S。受到挤压之前的导热片材39的厚度大于所述挡止突部616的突出高度H1。因此，通过挡止突部616与外侧壁33的抵接，在电池单元群6与外侧壁33之间受到挤压之后的导热片材39的厚度被限制为由突出高度H1所规定的间隙S的宽度。
如图8～图10及图12所示，在间隔片61的一对下部侧板部614、614中的配置于外侧壁33侧的下部侧板部614，设有凸部617。凸部617是在下部侧板部614的上端部，朝与挡止突部616的突出方向相同的方向突出而设。所述凸部617沿着电池单元60的层叠方向而延伸。凸部617从电池单元60的侧面60d的突出高度H2大于挡止突部616的突出高度H1。导热片材39较所述凸部617而配置于高的位置，不与凸部617发生干涉。
凸部617是对应于外侧壁33的凹部37的位置而配置。凸部617如图12所示，具有上下配置的两个倾斜外表面617a、617b以及配置在两个倾斜外表面617a、617b之间的一个前端面617c，形成为随着从电池单元60的侧面60d朝向前端面617c而变细的梯形形状。两个倾斜外表面617a、617b的倾斜角度与凹部37的两个倾斜内面37a、37b的倾斜角度大致相等。凸部617的前端面617c的沿着上下方向的宽度W1小于凹部37的槽宽(凹部37的入口的沿着上下方向的宽度)，且大于槽底面37c的沿着上下方向的宽度。由此，如图7、图14B所示，当电池单元群6被收容于外装体30中且被后述的保持机构7朝向外侧壁33按压时，凸部617进入外侧壁33上所设的凹部37内并卡合。
如图7、图8及图10所示，在间隔片61的一对下部侧板部614、614中的配置于中间壁34侧的下部侧板部614，也设有凸部618。本实施方式所示的凸部618与凸部617除了左右对称地配置以外，具有相同的结构。凸部618是对应于中间壁34的凹部38的位置而配置。但是，凸部618的具体结构只要可与中间壁34的凹部38卡合，则并无特别限制。
另外，间隔片61的挡止突部616只要设于一对上部侧板部613、613中的与外侧壁33相向一侧的上部侧板部613即可。而且，挡止突部616及凸部617、618也可未必设于电池单元群6的所有间隔片61。
通过将电池单元60与间隔片61的组多个层叠而构成电池单元群6。收容于外装体30内的电池单元群6通过连结螺栓5而在端板4与I/F盒2的侧壁部201之间受到紧固。由此，电池单元60的膨胀得以抑制。本实施方式中，如图6所示，相对于并列配置在外装体30内的两个电池单元群6、6而使用一片端板4，夹着I/F盒2而配置的两个电池单元搭载部3、3的各电池单元60通过连结螺栓5而在端板4、4之间一体地紧固。
端板4是由铝、铝合金等金属，工程塑料(engineering plastic)等树脂，或者这些金属与树脂的复合体等刚体所形成。端板4也可在内部具有与调温介质流路36连通的连通流路(未图示)。例如，连通流路是以将两个外侧壁33、33的各调温介质流路36、36彼此连通的方式而设。而且，连通流路例如也可在与外装体30的端面30a接触的面上，以连通一个外侧壁33的调温介质流路36的上侧流路361与下侧流路362的方式而设。由此，可利用端板4来使外装体30内的调温介质效率良好地流动。
(保持机构)
保持机构7使朝向具有调温介质流路36的外侧壁33的内面33a按压的方向的压力作用于外装体30内的电池单元群6。由此，保持机构7使电池单元群6的所有电池单元60的侧面60d经由导热片材39而可热交换地接触至外侧壁33的内面33a，并且在维持此接触状态的状态下，将电池单元60保持于外装体30内。被保持机构7按压向外侧壁33的内面33a的电池单元60经由导热片材39及外侧壁33的内面33a，来与调温介质流路36内的调温介质进行热交换。保持机构7无须将电池单元60逐个地保持于热交换面，而能够统一保持电池单元群6整体。因此，用于使电池单元60可热交换地接触及保持于热交换面的作业性良好，并且，可容易地保持电池单元60。
保持机构7只要能够使朝向外侧壁33的内面33a按压的方向的压力作用于外装体30内的电池单元群6，则并无特别限制。图7所示的保持机构7包含树脂710。作为树脂710，例如能够使用通过化学反应而膨胀的树脂。作为通过化学反应而膨胀的具体树脂，可例示通过二液化学反应而膨胀的氨基甲酸酯(urethane)树脂。树脂710是在并列配置的两个电池单元群6、6与中间壁34的薄壁部341的两面之间的间隙内，沿着电池单元60的层叠方向而填充。当树脂710通过填充后的化学反应而膨胀时，树脂710将使电池单元群6、6彼此疏远地朝向相反的两个外侧壁33、33按压的方向的压力(膨胀压力)夹着中间壁34而分别作用于各电池单元群6、6。树脂710在借助化学反应的膨胀后，维持此膨胀状态，因此各电池单元群6、6的电池单元60分别经由导热片材331而可热交换地接触至外侧壁33的内面33a，并保持此接触状态。因此，电池单元60可效率良好地进行与调温介质流路36内的调温介质的热交换。
而且，树脂710也可通过向外装体30内填充时的高压的填充压力，来使朝向外侧壁33按压的方向的压力(填充压力)作用于电池单元群6。以规定的填充压力填充至外装体30内之后的树脂710在外装体30内固化而维持规定的硬度，以维持对电池单元群6的按压压力。由此，电池单元60分别经由导热片材331而可热交换地接触至外侧壁33的内面33a，并维持此接触状态。因此，电池单元60可效率良好地进行与调温介质流路36内的调温介质的热交换。此时所用的树脂710并无特别限定，例如可包含热塑性树脂、热固性树脂、弹性体(elastomer)、橡胶(rubber)或它们的组合。
树脂710能够通过膨胀或者通过填充，而容易地追随于电池单元群6、6侧面的凹凸。因此，即使电池单元群6的各个电池单元60具有宽度尺寸的偏差，也能够允许所述偏差而使压力均等地作用于各电池单元60。而且，填充树脂710的空间为极狭窄的空间足以，因此能够使外装体30进一步小型化。进而，树脂710也能够使电池单元群6与中间壁34之间、或者使并列的电池单元群6、6间绝缘。另外，在外装体30中未设中间壁34的情况下，树脂710也可共同地设于两个电池单元群6、6之间。
(电池单元群的收容方法)
接下来，对在外装体30内收容电池单元群6的具体方法的一例进行说明。
首先，夹着具有挡止突部616及凸部617的间隔片61来层叠多个电池单元60，由此来构成电池单元群6。此方法中，将导热片材39预先粘贴于电池单元群6的电池单元60。
继而，将所述电池单元群6收容至外装体30的电池单元群收容部301中。此时，电池单元群6是从外装体30的其中一个端面3a(远离I/F盒2侧的端面3a)侧，一边沿着D1方向滑动一边插入电池单元群收容部301内。此时，电池单元群6是偏靠中间壁34侧而插入。这是为了在电池单元群6的插入时，避免导热片材39与外侧壁33的内面33a发生干涉。因此，如图13A所示，朝向外侧壁33突出的挡止突部616尚未抵接于外侧壁33，且如图14A所示，朝向外侧壁33突出的凸部617未完全插入凹部37内。另一方面，配置于中间壁34侧的凸部618插入至中间壁34的凹部38而卡合。因此，在外装体30内滑动的电池单元群6一边受凹部38引导一边顺畅地插入。另外，为了维持插入时的各电池单元60的层叠状态而便于进行插入作业，虽未图示，但电池单元群6也可通过扎带等来简易地捆扎而一体化。
在将两个电池单元群6、6插入电池单元群收容部301、301之后，在中间壁34与电池单元群6、6之间配置保持机构7、7。保持机构7使朝向外侧壁33按压的方向的压力作用于电池单元群6。由此，电池单元群6朝向外侧壁33受到按压，且如图13A、图14A所示，与外侧壁33之间夹着导热片材39。伴随进一步朝向按压方向移动，电池单元群6逐渐挤压导热片材39。
随后，如图13B所示，在电池单元群6的上部，当挡止突部616抵接于外侧壁33的内面33a时，电池单元群6朝向外侧壁33的移动结束。由此，在电池单元群6与外侧壁33之间，形成相当于挡止突部616的突出高度H1的宽度的间隙S。导热片材39受到挤压，以成为与此间隙S的宽度相同的厚度，分别密接于电池单元群6与外侧壁33。
另一方面，在电池单元群6的下部，凸部617伴随电池单元群6朝向外侧壁33的移动，而插入至外侧壁33的凹部37内。继而，如图14B所示，当凸部617的倾斜外表面617a、617b抵接于凹部37的倾斜内面37a、37b时，电池单元群6朝向外侧壁33的移动结束。此时，通过凸部617与凹部37的倾斜面彼此抵接，电池单元群6在外装体30内，上下方向的移动被阻止而受到定位。与此同时，电池单元群6朝向外侧壁33的移动也被阻止而得以定位。进而，电池单元群6通过保持机构7所形成的持续性的保持力，在朝向外侧壁33受到按压而定位的状态下，保持于外装体30内。
这样，电池单元群6通过凸部617与凹部37的卡合，在外装体30内受到定位。调温介质流路36是较凹部37而配置于高的位置，因此接近外侧壁33的内面33a及电池单元60上部的电极端子602而配置。因此，可实现电池单元60与调温介质的有效的热交换。因而，所述电池装置1能够兼顾多个层叠的电池单元60的有效的热交换与容易的定位。
在凸部617的突出高度H2及倾斜外表面617a、617b的倾斜角度为固定的情况下，当凸部617的前端面617c的宽度W1受到调整时，凸部617向凹部37内的插入量将得到调整。所述前端面617c的宽度W1经调整，以使凸部617插入凹部37内时的电池单元群6的下部与外侧壁33之间的间隙，跟由挡止突部616所规定的电池单元群6的上部与外侧壁33的间隙S相同。由此，凸部617能够容易地将导热片材39的挤压量限制为与挡止突部616相同的挤压量。由于导热片材39的厚度在电池单元群6的上部与下部变得均匀，因此可避免电池单元60与调温介质流路36内的调温介质的热交换在电池单元60的上部与下部变得不均匀。
而且，当通过挡止突部616的突出高度H1、及凸部617向凹部37内的插入量的设定，来设定电池单元群6与外侧壁33之间的间隙S时，受到挤压后的导热片材39的厚度得到限制。导热片材39的导热量是由厚度决定，因此，通过间隙S的设定，可容易地管理导热片材39的导热量。
挡止突部616及凸部617、618是形成于间隔片61，因此不需要对电池单元60的单元壳体601实施加工。因此，能够容易地构成具有挡止突部616及凸部617、618的电池单元群6。尤其，挡止突部616及凸部617是通过上部侧板部613及下部侧板部614而配置于电池单元60的侧面60d侧，因此能够稳定地限制电池单元60的侧面60d与外侧壁33的内面33a的间隙S。
而且，由于挡止突部616及凸部617、618是设于上部侧板部613及下部侧板部614，因此即使间隔片本体611薄，也可沿着电池单元60的层叠方向而形成为长条。因此，能够稳定地进行电池单元60的定位与导热片材39的挤压。
(保持机构的其他实施方式)
本发明中的保持机构7并不限于包含树脂710者，可使各种保持机构发挥作用。
图15所示的保持机构7包含板簧720。板簧720遍及外装体30及电池单元群6的长度方向的全长而分别插入至并列配置的两个电池单元群6、6之间的间隙，具体而言，插入至外装体30的中间壁34的薄壁部341的两面与各电池单元群6、6之间的间隙。板簧720使中间壁34与各电池单元群6、6之间产生弹性反作用力，由此，使朝向相反的两个外侧壁33、33按压的方向的压力(弹性反作用力)夹着中间壁34而分别作用于各电池单元群6、6。
图16所示的保持机构7包含具有弹性的线圈(coil)730。线圈730是在两个电池单元群6、6之间，以线圈730的轴线方向沿着电池单元60的层叠方向的方式而配置。线圈730的间距与两个电池单元群6、6的各电池单元60的层叠方向的间距大致一致。另外，此处，未设外装体30的中间壁34。而且，省略了在层叠方向上相邻的电池单元60、60间的间隔片61的图示。
线圈730在配置于两个电池单元群6、6之间后，将线圈730的一端固定，使另一端朝与线圈730的卷绕方向相反的方向旋转位移，由此来使其弹性地扩径。由此，线圈730能够使朝向相反的两个外侧壁33、33按压的方向的压力分别作用于电池单元群6、6。此时，线圈730与各电池单元群6、6的电池单元60分别抵接，从而各别地使压力作用于电池单元60。
图17所示的保持机构7包含凸轮(cam)构件740。凸轮构件740包含铝、铝合金等刚体。凸轮构件740的轴线方向(旋转中心)沿着外装体30的长度方向而延伸。凸轮构件740具有从旋转中心相对于旋转方向而半径连续地变化(增大)的剖面形状。在两个电池单元群6、6之间，沿着高度方向而配置有两个凸轮构件740、740。此时的外装体30也不具有中间壁34。在凸轮构件740、740与电池单元群6、6之间，介隔有绝缘性的按压板材741，防止因凸轮构件740的滑动造成的电池单元60的损伤，并且使凸轮构件740与电池单元60之间绝缘。
凸轮构件740在使电池单元群6、6的沿着按压方向(沿着D2方向的方向)的半径缩小的状态下，插入至电池单元群6、6之间。当从此状态使各凸轮构件740、740旋转时，如图17所示，电池单元群6、6的沿着按压方向的凸轮构件740、740的半径逐渐增加。由此，各电池单元群6、6被凸轮构件740、740的外周面推着而朝向相反的方向受到按压。凸轮构件740的旋转位移位置例如是通过在外装体30的端面30a等上设置适当的凸轮构件740的固定构件(未图示)而维持。
图18所示的保持机构7包含按压构件750，所述按压构件750包含铝、铝合金等可塑性变形的金属。按压构件750例如形成为六方筒状而沿着外装体30的长度方向延伸，且配置在外装体30内的两个电池单元群6、6之间。在按压构件750与电池单元群6、6之间，介隔有接触构件751，所述接触构件751用于防止因与按压构件750的接触造成的变形等。此时的外装体30也不具有中间壁34。
被插入电池单元群6、6之间的按压构件750通过使用未图示的适当的敛缝夹具来从上下方向进行敛缝，由此，如图18中的箭头所示，受到挤压而塑性变形。其结果，按压构件750被展宽，经由接触构件751、751来使朝外侧壁33、33按压的方向的压力作用于各电池单元群6、6。塑性变形后的按压构件750的展宽状态得以维持，因此按压构件750能够容易地对电池单元群6、6赋予稳定的按压压力。
图19A、图19B所示的保持机构7包含连杆(link)机构760。连杆机构760具有：两片平行的支撑板761、761，沿着电池单元60的层叠方向而配置；以及多个平行的连结构件762，连结这两片支撑板761、761之间。连结构件762的两端部相对于各支撑板761、761可转动地连结。此时的外装体30也不具有中间壁34。
连杆机构760如图19A所示，在使两片支撑板761、761彼此的间隔接近，而使连杆机构760的宽度尺寸缩小的状态下，插入至电池单元群6、6之间。随后，如箭头所示，当两片支撑板761、761被侧壁部201与端板4夹着而朝向电池单元60的层叠方向的相反方向相对移动时，支撑板761、761彼此的间隔放大，如图19B所示，连杆机构760使朝向外侧壁33、33按压的方向的压力作用于电池单元群6、6。
图20所示的保持机构7包含楔机构770，所述楔机构770具有贯穿外装体30的贯穿孔771、及插入所述贯穿孔771内的楔构件772。贯穿孔771是配置在外装体30中的与两个电池单元群6、6之间对应的上侧壁31。另外，此时的外装体30也不具有中间壁34。楔构件772的圆柱状的轴部772a的前端形成为尖细状，由此，具有斜面772b。所述楔构件772在轴部772a的外周面具有公螺纹，以相对于贯穿孔771中形成的母螺纹螺合的方式而构成。
当楔构件772螺合于贯穿孔771时，轴部772a前端的斜面772b抵接于电池单元群6、6的角部6a、6a。当楔构件772进一步旋转而被按入时，斜面772b按压电池单元群6、6的角部6a、6a，沿着此倾斜面，将两个电池单元群6、6按压至配置于相反方向的外侧壁33、33。因此，只要从外装体30的外侧将楔构件772插入贯穿孔771，便能够容易地对外装体30内的电池单元群6、6赋予按压压力。而且，由于楔构件772螺合于贯穿孔771，因此通过调整楔构件772的旋转量，从而能够容易地调整对电池单元群6、6的按压量。
图21所示的保持机构7包含填充构件780。填充构件780具有大致长方体形状，遍及电池单元60的层叠方向的全长而延伸，且配置于外装体30内的两个电池单元群6、6之间。另外，此时的外装体30也不具有中间壁34。填充构件780如图22所示，具有：气体填充层781，填充空气等气体；以及树脂填充层782，填充环氧(epoxy)系树脂等固化性树脂。树脂填充层782配置在气体填充层781的外周，包围此气体填充层781。与配置在中央的气体填充层781相比，其外周的树脂填充层782形成为薄的层状。气体填充层781及树脂填充层782例如包含双重结构的袋状且柔软的层合薄膜(laminate film)783。
在填充构件780的一端，具有由金属或硬质树脂等硬质材所形成的末端部784。在末端部784中，具有：气体填充用的第1接头(joint)部785，与气体填充层781内连通；以及树脂填充用的第2接头部786，与树脂填充层782内连通。第1接头部785及第2接头部786从末端部784突出，但也可为不从末端部784突出的母型接头部。
填充构件780是在对于气体填充层781及树脂填充层782均未实质上填充气体及固化性树脂的收缩状态下，插入外装体30内的电池单元群6、6之间。由于填充构件780为收缩状态，因此可轻松地进行插入作业。随后，首先，从第1接头部785向气体填充层781内注入气体以使其充满。由此，气体填充层781膨胀，使朝向外侧壁33、33的按压方向的压力作用于电池单元群6、6。但是，由于此时的压力是具有压缩性的气体填充层781内的气体所产生的压力，因此并不足以使电池单元群6、6稳定地保持于外侧壁33、33。
继而，从第2接头部786向树脂填充层782内注入固化性树脂以使其充满。由此，树脂填充层782膨胀，使进一步朝向外侧壁33、33的按压方向的压力作用于电池单元群6、6。随后，当使树脂填充层782内的固化性树脂固化时，填充构件780维持对电池单元群6、6所赋予的按压方向的压力。由此，填充构件780能够将电池单元群6、6稳定地保持于外侧壁33、33。
[电池装置的其他实施方式]
以上的实施方式所示的电池装置1中，夹着I/F盒2而设有两个电池单元搭载部3、3，但电池单元搭载部3也可仅设在I/F盒2的其中任一侧。
而且，以上的各实施方式例示了具有筒状外装体30的电池装置1，但外装体30并不限定于筒状者。收容电池单元群6的外装体例如也可为上部具有可装卸的盖体的箱状(浴槽(bath tub)状)。此时，通过从拆除了盖体的开放状态的外装体的上方将电池单元60个别地收容至外装体内，从而能够在外装体内构成电池单元群6。中间壁34的凹部38可设置成，可从上方卡合电池单元群6的凸部618。
在使用箱状(浴槽状)外装体的情况下，也能够使用所述保持机构7而朝向箱状外装体的外侧壁来按压电池单元群6。通过电池单元群6朝向外侧壁移动，从而能够与所述实施方式同样地，使凸部617从横方向卡合于外侧壁的凹部37。此时的保持机构7例如既可从箱状外装体的上方配置，也可在电池单元60的层叠方向两端部所配置的箱状外装体的周壁部的一部分设置开口部，利用所述开口部来配置于外装体内。

Claims (7)

1.一种电池装置，其包括：
外装体，具有两个外侧壁；
至少一个电池单元群，被收容在所述外装体的所述两个外侧壁之间，且是将在上部具有电极端子的电池单元多个层叠而构成；
调温介质流路，设于所述两个外侧壁中的至少其中一个所述外侧壁的内部，供可与所述电池单元进行热交换的调温介质流动；以及
保持机构，使朝向具有所述调温介质流路的所述外侧壁按压的方向的压力作用于所述电池单元群，以将所述电池单元群保持于所述外装体内，
所述电池装置的特征在于，
所述电池单元群在下部具有朝向具有所述调温介质流路的所述外侧壁突出的凸部，所述电池单元群具有间隔片，所述间隔片配置于在层叠方向上相邻的所述电池单元之间，所述间隔片具有间隔片本体、底板部、一对上部侧板部及一对下部侧板部，在所述间隔片的所述一对下部侧板部中的配置于所述外侧壁侧的所述下部侧板部设有所述凸部，
具有所述调温介质流路的所述外侧壁的内面在较所述调温介质流路为低的位置，具有可与所述凸部卡合的凹部，
所述电池单元群通过所述凸部与所述凹部的卡合，在所述外装体内以受到定位的状态而由所述保持机构予以保持。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述调温介质流路是分别设于所述两个外侧壁，
多个所述电池单元群被并列收容在所述外装体的所述两个外侧壁之间，
所述保持机构是配置在所述多个电池单元群之间，将使所述电池单元群彼此疏远地朝向相反的所述两个外侧壁按压的方向的压力作用于所述多个电池单元群，以将所述多个电池单元群保持于所述外装体内。
3.根据权利要求1或2所述的电池装置，其特征在于，
所述外装体是将沿着所述电池单元的层叠方向的方向作为挤出方向的挤出成形品。
4.根据权利要求1或2所述的电池装置，其特征在于，
在按压所述电池单元群的所述外侧壁与所述电池单元群之间且较所述凸部为高的位置，配置有可挤压的导热片材，
所述电池单元群在较所述导热片材为高的位置，具有挡止突部，按压所述电池单元群的所述外侧壁与所述电池单元群之间具有间隙，所述挡止突部对所述间隙进行设定，
所述导热片材在按压所述电池单元群的所述外侧壁与所述电池单元群之间被挤压，被夹在由所述挡止突部所设定的所述间隙内。
5.根据权利要求4所述的电池装置，其特征在于，
所述间隔片对在层叠方向上相邻的所述电池单元之间进行绝缘，
所述挡止突部被设于所述间隔片。
6.根据权利要求5所述的电池装置，其特征在于，
所述挡止突部被设于所述间隔片的所述上部侧板部。
7.根据权利要求1或2所述的电池装置，其特征在于，
所述凸部是具有上下配置的两个倾斜外表面、及所述两个倾斜外表面之间的一个前端面的梯形形状，
所述凹部具有与所述凸部的所述两个倾斜外表面分别抵接的两个倾斜内面。
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