CN114616714B - 电池组 - Google Patents

Abstract

提供一种阻止了可燃物从在外装壳体开设的排水孔向电池组的外部泄漏的情形的电池组。电池组具备：外装壳体(10)；以及一个以上的电池单体，被收纳在外装壳体(10)的内部且具备安全阀。外装壳体(10)在其一部分设置与该外装壳体(10)的内部连通的排水孔，形成排水孔的沿外装壳体(10)内部侧延长的筒体，筒体将一个开口端作为排水孔，将另一开口端作为在外装壳体(10)的内部侧开设的内部连通口，在从排水孔向内部连通口的延长方向上，与内部连通口分离而形成壁部。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及电池组。

背景技术

作为辅助自行车、电动摩托车、电动工具或电动清洁器等的电源，使用的是电池组。电池组排列多个能充放电的电池单体，串联、并联地连接并收纳于外装壳体。这样的电池组不仅在室内使用，也会在室外使用。此外，在这种电池组中，作为用于将意外侵入到外装壳体内的水向外部排出的排水孔，或者作为用于将外装壳体内的空气、从电池排出的气体向外部进行排气的排气孔，有时会在外装壳体开设贯通孔(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-196277号公报

发明内容

-发明所要解决的课题-

另一方面，被收纳于外装壳体的各电池单体由于来自外部的压力、电气短路等原因，除了高温的气体之外，还存在可燃性的金属片等可燃物被释放的可能性。在产生了这样的现象的情况下，若从电池单体释放的可燃物从电池组的内部向外部流出，则存在起火的可能性，不优选。

然而，在电池组如上述那样开设用于将积存于外装壳体内的水向壳体外排出的排水孔的情况下，存在从该排水孔将释放物向外装壳体外释放的可能性。

本发明的目的之一在于，提供一种阻止了可燃物从开设于外装壳体的排水孔向电池组的外部泄漏的情形的电池组。

-用于解决课题的手段-

本发明的一方案所涉及的电池组，具备：外装壳体；以及一个以上的电池单体，被收纳在所述外装壳体的内部且具备安全阀，所述外装壳体在其一部分设置与该外装壳体的内部连通的排水孔，所述外装壳体形成所述排水孔的沿所述外装壳体内部侧延长的筒体，所述筒体将一个开口端作为所述排水孔，将另一开口端作为在所述外装壳体的内部侧开设的内部连通口，在从所述排水孔向所述内部连通口的延长方向上，与所述内部连通口分离而形成壁部。

-发明效果-

根据上述结构，即使具有外装壳体的排水孔，也维持能将积存于内部的水向外部排出的结构，同时即使万一电池单体的安全阀被开阀而变成释放高温高压的气体或可燃物的情形，也能利用筒体与壁部来遮挡路径，由此阻止可燃物从排水孔直接向电池组外部释放的情形，能提高安全性。

附图说明

图1是表示一实施方式所涉及的电池组的立体图。

图2是图1的电池组的分解立体图。

图3是图2的电池组的进一步的分解立体图。

图4是表示图1的电池组的排水孔的附近的透明立体图。

图5是表示图2的外装壳体的内面侧的立体图。

图6是从底面侧观察图5的外装壳体的立体图。

图7是在VII-VII线处观察图6的外装壳体的剖面立体图。

图8是图1的电池组的VIII-VIII线处的剖视图。

图9是现有的电池组的剖视图。

图10是比较例所涉及的电池组的剖视图。

图11是一实施方式所涉及的电池组的剖视图。

具体实施方式

本发明的某方式的电池组除了上述结构以外，还可以如以下那样构成。

所述筒体形成为方筒状。

所述筒体及壁部与所述外装壳体一体地形成。

所述排水孔在所述外装壳体的下部侧面开设。

所述排水孔分别设置于所述外装壳体的左右的侧面，各排水孔分别具备所述筒体及壁部。

电池组还具备：电池保持架，以给定的姿态保持所述一个以上的电池单体；以及多个引线板，在所述电池保持架的侧面中，与所述一个以上的电池单体各自所具有正极以及负极的电极端子分别电连接。

所述一个以上的电池单体在各自的电极端子的正极侧设置所述安全阀。

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。其中，以下所示的实施方式是例示了用于将本发明的技术思想具体化的结构的实施方式，本发明并不限定于以下的结构。此外，绝非将权利要求书所示出的构件确定为实施方式的构件。特别是，实施方式所记载的构成构件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等，只要没有特别的确定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意思，只不过是说明例。另外，各附图所示的构件的大小、位置关系等有时为了使说明明确而进行了夸张。进而，在以下的说明中，关于相同的名称、符号表示相同或同质的构件，适当省略详细说明。进而，构成本发明的各要素既可以是由相同的构件构成多个要素并由一个构件兼作多个要素的方式，相反，也能用多个构件分担一个构件的功能来实现。此外，一部分的实施例、实施方式中说明的内容能用于其他实施例、实施方式等。

以下所示的电池组主要对作为向辅助自行车用的马达供给驱动电力的电源装置来利用的示例进行说明。另外，电池组也能应用于其他的电源装置、例如电动工具、电动清洁器的驱动电源、或者电动踏板车、电动推车、电动汽车等电动车辆的驱动用电源。

[实施方式1]

将实施方式1所涉及的电池组示于图1～图3。在这些图中分别示出如下，图1表示本发明的一实施方式所涉及的电池组100的立体图，图2表示图1的电池组100的分解立体图，图3表示图2的进一步的分解立体图。这些图所示的电池组100在外装壳体10中内置电池集合体20。电池集合体20由一个以上的电池单体1和保持该电池单体1的电池保持架21来构成。电池保持架21是用于将一个以上的电池单体1把持在固定位置的构件。在该示例中，由电池保持架21保持多个电池单体1。此外，各电池单体1形成为将外装罐沿一个方向延长的筒状。在筒状的外装罐的一个端面设置在内压上升时将气体排出的安全阀。

(外装壳体10)

外装壳体10是收纳电池保持架21的构件。图1～图2所示的外装壳体10设为以下构造：将前后两分割的箱形的第一壳体11和第二壳体12在开口端缘连结，在内部收纳电池保持架21。外装壳体10由作为绝缘材料的树脂、例如PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)等来成型。外装壳体10除了形成为图示那样的箱形以外，还能形成为圆筒型等任意的形状。

(电池集合体20)

在外装壳体10中收纳有电池集合体20。电池集合体20由一个以上的电池单体1和保持该电池单体1的电池保持架21来构成。如图2～图3所示那样，电池保持架21将多个电池单体1排列成平行姿态，将两端配置于相同平面，并将引线板24与电池单体1的两端的电极端子连接。引线板24是由金属板等构成的集电端子。

(电池单体1)

电池单体1是圆筒形的锂离子电池。锂离子电池的相对于大小、重量的容量大，能增大电池组的总容量。其中，本发明的电池组并未将电池单体确定为锂离子电池。电池单体能使用能充电的其他二次电池。此外，图3的电池组100将电池单体1设为圆筒形电池，但在电池单体中也能使用方形电池。各个电池单体1将引线板24焊接于其两端的电极端子，并将相邻的电池单体1串联或者并联地连接。

电池单体1在端面设置以设定压力进行开阀的安全阀的排出口1b。安全阀是用于在电池单体1的外装罐的内部因某种原因而成为高压时，开阀而将内部的高压气体、金属片等排出物向外部排出的排出阀。

此外，电池单体1在两端设置电极端子。该电池单体1用封口板将铝等金属制的外装罐的开口部气密地密闭，在封口板设置凸部电极而作为第一电极端子，将外装罐的底面作为第二电极端子。安全阀的排出口1b设置于凸部电极侧，或者设置于外装罐的底面。在该示例中，如图3所示那样，在电池单体1的电极端子内，在正极1a侧设置安全阀。

(电池保持架21)

电池保持架21将多个电池单体1保持为相互平行的姿态，并将各电极端子排列成相同平面状，同时从电池保持架21的侧面观察，各电池单体1保持为锯齿状或者矩阵状排列。电池保持架21进行两分割而成为一对子保持架22，用一对子保持架22将电池单体1从左右夹入地进行保持。各子保持架22形成收纳圆筒形的电池单体1的收纳筒。该电池保持架21设为绝缘性优异的材质、例如塑料等树脂制。此外，在电池集合体20的一面配置有安装了对电池单体1的充放电进行控制的充放电电路、保护电路等的电路基板27。

(引线板24)

引线板24以给定的排列连接多级多列地配置的多个圆筒型的电池单体1。引线板24将多个圆筒型的电池单体1并联地连接，或者串联地连接，或者串联及并联地连接。在将多个电池单体1的端面排列到相同平面上的各侧面中，将这些连接的引线板24既可以由一片构成，也可以分割为多片。引线板24通过金属板进行超声波熔接，或者进行电阻焊接，或者还进行激光焊接，由此与圆筒型电池的端面电极电连接。尤其是，在将引线板24设为铝或者铝合金，将圆筒型电池的外装罐设为铝或者铝合金的情况下，由于铝的电阻较低，因此基于电阻焊接的连接变得困难。因此，在这样的情况下，优选通过超声波熔接，将引线板24熔接于端面电极。

进而，在安全阀开阀的情况下，引线板24也可以设置通过从排出口1b喷射的排出气体的热而被熔融的保险丝环。该引线板24通过利用细长的连结部将与凸部电极连接的连接部与引线板24的主体部之间连结，从而能构成保险丝环。该构造通过在排出气体被排出时设置将引线板24熔断的保险丝环，从而能避免意外的导通等而提高安全性。

(隔热材料26)

此外，也可以在引线板24的上部配置隔热材料26。隔热材料26作为逆流抑制层发挥功能，该逆流抑制层在任意的电池单体1的内部成为高压而安全阀开阀时，抑制从安全阀的排出口1b排出的高温高压的气体、可燃物飞散而附着于其他电池单体1而发生延烧。这样的隔热材料26优选利用氯丁二烯等橡胶、发泡体。

(排水孔14)

外装壳体10开设有用于将积存于内部的水排出到外部的排水孔14。在将外装壳体10设为使用状态的姿态、例如将电池组100设置于电力供给设备的姿态下，在面向下表面的侧面开设排水孔14。在图1的示例中，在外装壳体10的下表面，形成有呈块状突出的部分，由于该块状部分在外装壳体10中位于最下方，因此在该块状部分的侧面开设排水孔14。

此外，在图1的示例中，排水孔14在左右开设，能从左右的排水孔14a、14b分别将水向外装壳体10的外部高效地排出。其中，本发明并未将排水孔的位置及数量限定于该结构，例如既可以在前后的侧面开设，也可以在左右的侧面分别开设多个部位，或者也可以仅在任一个侧面开设。

进而，本实施方式所涉及的电池组100在外装壳体10的内部与排水孔14连通而形成有筒体15。进而，在与作为筒体15的另一个开口端的内部连通口对置的位置形成有壁部16。将这样的外装壳体10示于图4～图8。在这些图中分别示出如下，图4表示表示图1的电池组100的排水孔14的附近的透明立体图，图5表示图2的外装壳体10的内面侧的立体图，图6表示从底面侧观察图5的外装壳体10的立体图，图7表示在VII-VII线处观察图6的外装壳体10的剖面立体图，图8表示图1的电池组100的VIII-VIII线处的剖视图。

在现有的电池组中，在万一电池单体的内压上升而安全阀开阀，与高温高压的气体一起释放可燃物的情况下，如图9所示那样，有可能会从排水孔914直接将可燃物释放到电池组900的外部，获得氧并通过火花等起火而成为火焰。相对于此，虽然也考虑将设置有可能释放可燃物的电池单体的位置、姿态限制为不朝向排水孔914的方向，但在该方法中，设置保持电池单体的电池保持架等的位置、姿态受到制约，设计上的自由度受损，因此不优选。根据所要求的电池组的规格，也有可能预先决定电池单体、电池保持架的配置方向，也考虑无法配置成不与排水孔914对置的情况。

因而，本发明人等研究了图10所示的电池组800的结构。在该电池组800中，在外装罐的内部将筒体815延长，以使得与排水孔814连通。由此，排水孔814成为仅在水平方向(在图10中为横向)开放的姿态，因此即使从上方飞来可燃物，也会被筒体815遮挡，从排水孔814直接向外部释放的情形得以消除(在图10中用虚线表示的箭头)。特别是，由于可燃物是具有微细的金属片等质量的固体，因此与没有质量的气体相比，直进性较强，因此通过用筒体815覆盖开口端的周围，从而能有效地阻止直接飞来的可燃物，而存留于外装壳体内部。另一方面，高温高压的气体与具有质量的可燃物相比，易于使行进方向变化，能从排水孔814向电池组800的外部释放。由此，能避免高压的气体在外装壳体内积存而膨胀的情形。此外，由于排水孔814开口，因此积存在外装壳体内的水也依然能从该排水孔814排出。

其中，在图10的状态下，由筒体815覆盖的排水孔814仅在水平方向上开放，因此如果存在沿水平方向前进的可燃物，则依然存在向外部释放的可能性(在图10中用实线表示的箭头表示可燃物的飞行方向。)。因而，在本实施方式所涉及的电池组100中，如图11所示那样，在作为筒体15的内表面侧的开口端的内部连通口的延长方向上，在与该内部连通口分离的位置设置壁部16a。由此，内部连通口的向延长方向的行进被壁部16a阻碍，因此即使假设存在沿水平方向前进的可燃物，也能避免从排水孔14直接向外部释放的情形。这样，利用筒体15和被配置成与筒体15的开口方向的轴线交叉的壁部16a，即使从电池单体释放可燃物，也能阻止从排水孔14直接向电池组100的外部释放的情形，能避免在外装罐的内部由筒体15的表面、壁部16a、或者其他构件反射而停止在电池组100内部、或者在势头减弱的状态下向外部排出，从而从电池组100的排水孔14释放火焰的情形。特别是，与气体不同，可燃物是具有质量的金属物，因此直进性较强，因碰撞而阻碍行进，还能抑制势头。另一方面，能维持将积存在电池组100内部的水穿过排水孔14排出到外部的功能，能兼顾即使排出水，也不会排出可燃物的相反的特性。

(筒体15)

如图4所示那样，筒体15从排水孔14向外装壳体10内部侧延长而形成。该筒体15将一个开口端作为排水孔14，将另一个开口端作为内部连通口。内部连通口在外装壳体10的内部侧开设。在该示例中，将筒体15形成为方筒状。其中，筒体15也可以形成为八边形管状、三角形管状等多边形管状，或者形成为圆筒状、椭圆筒状等管状。

(壁部16)

进而，外装壳体10在筒体15的延长方向、具体地说从排水孔14朝向内部连通口的延长方向上与内部连通口分离而形成有壁部16。这些筒体15和壁部16由耐热性优异的材质构成。优选的是，筒体15和壁部16与外装壳体10一体地形成。此外，在图4～图8所示的示例中，将筒体15和壁部16设置于第一壳体11，但也可以设置于第二壳体侧。

此外，在图8的示例中，在外装壳体10的左右的侧面分别设置排水孔14a、14b，并且在各排水孔14a、14b分别设置筒体15a、15b和壁部16a、16b。由此，即使在维持能将从各排水孔14a、14b积存于外装壳体10的内部的水排出到外部的结构同时，万一电池单体的安全阀开阀而成为释放高温高压的气体、可燃物的情形，电能通过由筒体15a、15b和壁部16a、16b遮挡路径来阻止可燃物从排水孔14a、14b直接释放到电池组100的外部的情形，从而能提高安全性。

另外，在以上的结构中，说明了将一个电池集合体20收纳于外装壳体10的示例，本发明并不局限于该结构，也可以是将多个电池集合体收纳于外装壳体的结构。

-产业上的可利用性-

本发明的电池组能适合用作辅助自行车、电动工具、电动清洁器、电动踏板车、电动推车、电动汽车等驱动用电源。此外，也可以用于家庭用、工厂用的蓄电装置等。

-符号说明-

100、800、900...电池组

1...电池单体；1a...正极；1b...安全阀的排出口

10...外装壳体

11...第一壳体

12...第二壳体

14、14a、14b、814、914...排水孔

15、15a、15b、815...筒体

16、16a、16b...壁部

20...电池集合体

21...电池保持架

22...子保持架

24...引线板

26...隔热材料

27...电路基板。

Claims (7)

1.一种电池组，具备：

外装壳体；以及

一个以上的电池单体，被收纳在所述外装壳体的内部且具备安全阀，

所述外装壳体在其一部分设置与该外装壳体的内部连通的排水孔，

所述外装壳体形成所述排水孔的沿所述外装壳体内部侧延长的筒体，

所述筒体将一个开口端作为所述排水孔，将另一开口端作为在所述外装壳体的内部侧开设的内部连通口，

所述外装壳体在从所述排水孔至所述内部连通口的延长方向上，在与所述内部连通口对置的位置形成壁部。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中，

所述筒体形成为方筒状。

3.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，

所述筒体及壁部与所述外装壳体一体地形成。

4.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，

所述排水孔在所述外装壳体的下部侧面开设。

5.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，

在所述外装壳体的左右的侧面分别设置所述排水孔，

各排水孔分别具备所述筒体及壁部。

6.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，

所述电池组还具备：

电池保持架，以给定的姿态保持所述一个以上的电池单体；以及

多个引线板，在所述电池保持架的侧面，与所述一个以上的电池单体各自所具有正极以及负极的电极端子分别电连接。

7.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，

所述一个以上的电池单体在各自的电极端子的正极侧设置所述安全阀。