CN115380429A - 电池组及电动车辆 - Google Patents
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Abstract
电池组具备:电池单元;一个或多个台阶螺钉,台阶螺钉具有头部、螺纹部以及中间部,中间部位于头部与螺纹部之间,并比螺纹部的外径大且比头部的外径小;以及外装壳体,具有上壳体和下壳体,上壳体和下壳体通过一个或多个台阶螺钉相互紧固。在上壳体与下壳体的接触部处压缩配置有第一弹性部件,在头部与上壳体之间压缩配置有第二弹性部件。
Description
技术领域
本发明涉及电池组及电动车辆。
背景技术
将锂离子二次电池等电池单元多个连接而得的电池单元组收纳于外装壳体的电池组被广泛利用于电动车辆、电动工具等。若水分侵入电池组的内部,则会引起电池单元的电极端子部破损,因而对电池组实施提高防水性的技术。
专利文献1中提议了如下技术:在利用配置于壳体与盖之间的密封材料进行密闭的电池组中,壳体与盖的紧固使用台阶螺钉,抑制因为密封材料的疲劳而导致壳体与盖的紧固松动。在该技术中,在随着电池单元的异常而从电池单元喷出气体的情况下从电池组向外部释放气体来防止电池组爆炸这一点上存在改善的余地。
专利文献2中提议了利用在因从电池排出的可燃性气体而升高的电池组内的温度下熔解这样的封闭部件将预先形成于电池组壳体的狭缝开口封闭的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-226518号公报
专利文献2:日本特开2016-119155号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献2所提议的技术中,在从电池单元的气体喷出速度快的情况下也从电池组向外部释放气体而防止电池组爆炸这一点、以及防止由于释放气体时外部空气流入电池组内而导致起火这一点上存在改善的余地。
本发明的目的之一在于,提供在从电池单元的气体喷出速度快的情况下也能够防止电池组爆炸、并能够抑制由于释放气体时外部空气流入电池组内而导致起火的电池组。
用于解决技术问题的技术方案
本发明涉及一种电池组,其具备:电路基板;电池单元;一个或多个台阶螺钉,所述台阶螺钉具有头部、螺纹部以及中间部,所述中间部位于所述头部与所述螺纹部之间,并比所述螺纹部的外径大且比所述头部的外径小;以及外装壳体,具有上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体通过所述一个或多个台阶螺钉相互紧固,在所述上壳体与所述下壳体的接触部处压缩配置有第一弹性部件,在所述头部与所述上壳体之间压缩配置有第二弹性部件。
另外,本发明的电池组可以配备于电动车辆。
发明效果
根据本发明的至少实施方式,能够提供在从电池单元的气体喷出速度快的情况下也能够防止电池组爆炸、并能够抑制由于释放气体时外部空气流入电池组内而导致起火的电池组。
附图说明
图1是示出第一实施方式涉及的电池组的构成的一例的分解立体图。
图2的A是示出第一实施方式涉及的电池组的一例的立体图。图2的B是示出第一实施方式涉及的电池组的一例的俯视图。
图3是示出收纳于电池组的电池保持架的一例的分解立体图。
图4的A是用于说明图2的B的IVA-IVA线剖面中的主要部分的剖视图。图4的B是用于说明图2的B的IVB-IVB线剖面中的主要部分的剖视图。
图5是示出台阶螺钉与第二弹性部件的组合的例子的分解立体图。
图6的A至图6的C是示出将台阶螺钉与第二弹性部件组合后的状态的一例的图。
图7的A是示出电池组的外装壳体的内压升高时的台阶螺钉的安装位置的状态的一例的剖视图。图7的B是示出电池组的外装壳体的内压升高时的台阶螺钉的安装位置以外的状态的一例的剖视图。
图8的A是示出第二实施方式涉及的电池组的一例的俯视图。图8的B是用于说明图8的A的VIIIB-VIIIB线剖面中的主要部分的剖视图。
图9是用于说明第三实施方式至第五实施方式的立体图。
图10是示出具备电池组的电动自行车的构成的另一例的图。
具体实施方式
按照以下的顺序对本发明的实施方式进行说明。
1第一实施方式
2第二实施方式
3第三实施方式
4第四实施方式
5第五实施方式
6应用例
7变形例
需要注意的是,本发明并不限定于以下说明的实施方式等。在以下的说明中,考虑到说明的方便而示出前后、左右、上下等方向,但本公开的内容并不限定于这些方向。
[1第一实施方式]
参照图1至图3等,对第一实施方式涉及的电池组(电池组1)进行说明。图1是用于说明电池组1的构成例的分解立体图。图2的A是用于说明电池组1的外观的图。图2的B是电池组1的概略俯视图。图3是容纳于图1的电池组1的外装壳体2内的电池保持架12的分解立体图。例如,如图1、图2的A、图2的B等所示,电池组1具备通过台阶螺钉14而使上壳体2a和下壳体2b紧固的外装壳体2。在外装壳体2内收纳电路基板3、放入电池保持架12的电池单元4以及与电池单元4的电极端子部15接合的金属板。
(电池保持架)
在外装壳体2的内部空间Sp中收纳电池保持架12。如图1、图3等所示,在电池保持架12上形成有多个电池单元收纳部13。电池单元收纳部13呈筒型形状地形成于图1、图3的例子中的电池保持架12。电池单元收纳部13的轴线方向在使电池保持架12容纳于了外装壳体2的状态下为左右方向(+Y方向、-Y方向)。在电池保持架12中,各电池单元收纳部13在上下方向(+Z方向、-Z方向)及前后方向(+X方向、-X方向)上排列形成。在图1、图3的例子中,电池单元收纳部13在前后方向上排列有三列,在上下方向上排列有两列,各个电池单元4收纳于电池单元收纳部13。需要注意的是,此处示出的是一个例子。电池单元收纳部13可以形成为筒型形状以外的形状。关于电池单元收纳部13,前后方向的列数和上下方向的列数并不限定于图1等的例子。另外,收纳于一个电池单元收纳部13的电池单元的数量也不限定于一个。
电池单元收纳部13的沿轴线方向(+Y方向、-Y方向)相对的端部例如呈大致圆形形状地开口。于是,后述的电池单元4的电极端子部15(正极端子部15a、负极端子部15b)从形成于各个端部的开口露出。
作为电池保持架12的材料,例如适合使用具有绝缘性的材料,具体可以使用塑料等。
(电池单元)
电池单元4并无特别限定,例如能够采用锂离子二次电池、锂离子聚合物二次电池等。不过,这并不限制电池单元4为其他的电池。
在电池单元4的两端面形成有电极端子部15。在电池单元4的一端面形成有作为电极端子部15的正极端子部15a,在电池单元4的另一端面形成有作为电极端子部15的负极端子部15b。在图1中,为了说明的方便,使用附图标记15表示电池单元4的电极端子部,在图3中,使用附图标记15a、15b表示作为电池单元4的电池端子部的正极端子部、负极端子部。
在图1等的例子中,多个电池单元4被收纳于电池保持架12。关于上下相邻的电池单元4的配置,从电池保持架12的一面侧露出的电极端子部15的极性一致。例如配置成,在电池保持架12的一面侧,上下相邻的电池单元4的负极端子部15b露出,在另一面侧,上下相邻的电池单元4的正极端子部15a露出(参照图3)。另外,电池单元4被配置成:在将从电池单元4的一端面侧朝向另一端面侧的方向(Y方向)作为视线方向来观察收纳于电池保持架12的多个电池单元4的电极端子部15的排列的情况下,正极端子部15a和负极端子部15b在前后方向上交替排列。需要注意的是,此处描述的电池单元4的配置成一例,并不限于所例示的配置。
(基板连接用金属板、两极连结用金属板)
从电池保持架12的各电池单元收纳部13的开口露出的电极端子部15(正极端子部、负极端子部)与金属板接合。在图1、图3等的例子所示的电池组1中,作为金属板而设置有两个基板连接用金属板5a、两个两极连结用金属板5b。基板连接用金属板5a是具备与电路基板连接的端子的金属板。两极连结用金属板5b是将极性不同的电极端子部15之间电连结的金属板。露出于电池保持架12的左右方向的一侧面(+Y方向侧的面)的电池单元的电极端子部15与基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b中的任一者接合,露出于电池保持架12的左右方向的另一侧面(-Y方向侧的面)的电池单元的电极端子部15同样与基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b中的任一者接合。
关于电池保持架12的左右方向的一侧面(+Y方向侧的面),基板连接用金属板5a位于比两极连结用金属板5b更靠前方侧(在前后方向上来看时靠近外部连接端子36的方向侧(+X方向侧))的位置。在电池保持架12的+Y方向侧的端面,基板连接用金属板5a与从上下方向上相邻的各电池单元收纳部13的开口露出的电极端子部15(图3的例子中为两个正极端子部15a)接合。
关于电池保持架12的左右方向的一侧面(+Y方向侧的面),两极连结用金属板5b位于基板连接用金属板5a的后方侧(在前后方向上来看时远离外部连接端子36的方向侧(-X方向))。在电池保持架12的+Y方向侧的端面,该两极连结用金属板5b与从前后方向和上下方向上相邻的四个各电池单元收纳部13的开口露出的电极端子部15(图3的例子中为两个正极端子部15a和两个负极端子部15b)接合。
关于电池保持架12的左右方向的另一侧面(-Y方向侧的面),两极连结用金属板5b位于比基板连接用金属板5a更靠前方侧(在前后方向上来看时靠近外部连接端子36的方向侧(+X方向侧))的位置。在电池保持架12的-Y方向侧的端面,该两极连结用金属板5b与从前后方向和上下方向上相邻的四个各电池单元收纳部13的开口露出的电极端子部15(图3的例子中为两个正极端子部15a和两个负极端子部15b)接合。
关于电池保持架12的左右方向的另一侧面(-Y方向侧的面),基板连接用金属板5a位于比两极连结用金属板5b更靠后方侧(在前后方向上来看时远离外部连接端子36的方向侧(-X方向侧))的位置。在电池保持架12的-Y方向侧的端面,基板连接用金属板5a与从上下方向上相邻的各电池单元收纳部13的开口露出的电极端子部15(图3的例子中为两个负极端子部15b)接合。
与收纳于电池保持架12的电池单元4接合的基板连接用金属板5a、5a的上端侧形成有钩型形状部,该钩型形状部在电池保持架12的上表面上朝向电池保持架12的中央侧延伸设置。各个钩型形状部分别构成基板连接端子18、18。在后述的电路基板3上形成有连接基板连接端子18、18的接收端子部19、19,基板连接用金属板5a、5a各自的基板连接端子18、18通过与接收端子部19、19连接而与电路基板3电连接。
基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b优选由铜合金或与其类似的材料构成。由此,可以以低电阻进行配电。基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b例如由镍或镍合金构成。由此,基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b与电极端子部的焊接性变得良好。基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b的表面也可以用锡或镍进行镀覆。由此,能够防止基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b的表面氧化生锈。
收纳于电池保持架12的电池单元4通过基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b而相互电连接。在图1、图3等的例子中,通过基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b,上下排列的两个电池单元4的组合并联连接,三组该组合串联地电连接。
需要注意的是,与电池单元4的电极端子部15接合的上述金属板(基板连接用金属板5a和两极连结用金属板5b)的例子为一例,金属板的数量及配置、各个金属板的形状、材质等可以根据电极端子部15的配置、电池单元4等适当地设定。
(电路基板)
电路基板3与电池组1的外部连接端子36电连接。在图1的例子中,电路基板3和外部连接端子36经由布线(未图示)而电连接。电路基板3与基板连接用金属板5a的基板连接端子18电连接,并搭载有电路。电路形成为能够将来自电池单元4的电力从外部连接端子36向外部供给。
(外装壳体)
如图1、图2的A、图2的B所示,外装壳体2具有上壳体2a及下壳体2b,在将上壳体2a和下壳体2b合在一块的状态下形成内部空间Sp。在图1、图2的A的例子中,上壳体2a具有大致矩形形状的上表面部6。从上表面部6的外缘整周朝向下方(-Z方向)立设有上侧周壁部7。上壳体2a的深度(从上侧周壁部7的基端到前端的距离)并无特别限定,在图1、图2的A的例子中,形成为比下壳体2b的深度浅。
下壳体2b具有大致矩形形状的底面部8。从底面部8的外缘整周朝向上方(+Z方向)立设有下侧周壁部9。
上壳体2a及下壳体2b的材质适合为具有绝缘性和刚性的材料。通过使上壳体2a及下壳体2b具有绝缘性,从而抑制电流从电池单元4向外装壳体2外流出。另外,通过使上壳体2a及下壳体2b具有刚性,从而外装壳体2变得富有牢固性,即使将电池组1置于严酷的状况下,也容易维持能够发挥电池单元4的作为电池的功能的状态。
(外部连接端子)
在外装壳体2的规定位置设置有将电池单元4与外部连接的外部连接端子36。如图1的例子所示,在下壳体2b的前端侧(+X方向)形成有用于安装外部连接端子36的接收口17,在使外部连接端子36嵌入接收口17的状态下将外部连接端子36固定于下壳体2b。固定方法并无特别限定,在图1的例子中,使用在外部连接端子36的外周缘位置用固定螺钉20进行紧固的方法。
(接触部)
在外装壳体2中,上壳体2a的上侧周壁部7的前端面22与下壳体2b的下侧周壁部9的前端面23接触的部分构成接触部21。在下壳体2b的下侧周壁部9的前端面23上的规定位置形成有槽部24。槽部24沿前端面23形成为环状。在图1、图2的A、图2的B的例子中,槽部24形成为大致四边形的环状。另外,在上壳体2a上,在与槽部24相对的位置形成有突出部25。突出部25以与槽部24的环状形状匹配的方式沿上壳体2a的上侧周壁部7的前端面22形成为环状。另外,从在将后述的第一弹性部件26配置于了槽部24的状态下使外装壳体2成为密闭状态的角度出发,突出部25的高度优选比槽部24的深度小。
(第一弹性部件)
在外装壳体2中,第一弹性部件26压缩配置于上壳体2a与下壳体2b的接触部21。在图1、图2的A、图2的B的例子中,第一弹性部件26配置于接触部21中的槽部24的位置。第一弹性部件26并无特别限定,从设置于槽部24的容易度等角度出发,适合使用环状的弹性部件,具体适合使用O型环。
在通过紧固上壳体2a和下壳体2b而形成外装壳体2时,利用突出部25和槽部24按压第一弹性部件26。第一弹性部件26由于被嵌入在槽部24,因而一边在槽部24内被压扁一边在槽部24内扩展。于是,第一弹性部件26因恢复力的作用在槽部24与突出部25之间的位置逐渐会填埋上壳体2a与下壳体2b之间的间隙,形成将外装壳体2的内部空间密闭的状态。
(插入孔和螺纹固定孔)
如图1、图2的B、图4的A等所示,在上壳体2a上形成有供后述的台阶螺钉14插入穿过的插入孔10。图4的A是将图2的B的IVA-IVA线剖面中的台阶螺钉及其周围的部分提取出的图。插入孔10为贯通孔。在下壳体2b上形成有螺纹固定孔11。在使上壳体2a与下壳体2b处于位置对准的状态来紧固上壳体2a与下壳体2b的情况下,以使螺纹固定孔11与插入孔10的位置相对的方式确定螺纹固定孔11的位置。在图1的例子中,插入孔10和螺纹固定孔11形成于外装壳体2的四角。
(台阶部)
插入孔10的形状、直径并无特别限定,优选在插入孔10的内周面形成有与后述的台阶螺钉14的头部28(外径R1)和中间部29(外径R2)的外径差相应的台阶部27。该情况下,优选台阶部27的大小W为台阶螺钉14的头部28的外径R1与中间部29的外径R2之差以上。
另外,优选插入孔10中比台阶部27更靠内侧的部分(更靠近接触部21侧的部分)的直径U2小于头部28的直径R1且在中间部29的直径R2以上。直径U2越接近与中间部29的直径R2相同的直径,越容易使插入孔10与中间部29面接触,能够更有效地提高外装壳体2的防水性。
在上述W、U2的值满足上述那样的条件的情况下,如图4的A所示,台阶部27的上表面34成为第二弹性部件33的承接面。于是,该情况下,一面使头部28和中间部29位于插入孔10的内部,一面利用头部28和下壳体2b夹住上壳体2a而容易抑制上壳体2a容易从下壳体2b分离。
另外,若上述W、U2的值满足上述那样的条件,则插入孔10中比台阶部27更靠外侧的部分(上方侧的部分)的直径U1成为头部28的直径R1以上。
需要注意的是,在插入孔10中未形成台阶部27的情况下,插入孔10的直径与上述直径U2同样地确定。该情况下,上表面部6中插入孔10的上端缘周围的区域成为第二弹性部件33的承接面。
螺纹固定孔11的形状、直径只要被确定为能够使台阶螺钉14的螺纹部30与螺纹固定孔11拧接,则无特别限定。
(台阶螺钉)
在外装壳体2中,如图4的A所示,台阶螺钉14通过插入孔10而插入至螺纹固定孔11。如图4的A、图5等所示,台阶螺钉14具有头部28、中间部29以及螺纹部30。头部28具有比中间部29及螺纹部30大的直径。中间部29形成于头部28与螺纹部30之间,比螺纹部30的外径大且比头部28的外径小。中间部29是形成为柱状的部分且是未形成螺纹切削结构的部分。在图5的例子中,中间部29形成为圆柱状。螺纹部30是在周面形成有螺纹切削结构的部分。
头部28、中间部29以及螺纹部30的外径及长度(沿着螺旋轴方向的长度)根据插入孔10和螺纹固定孔11而确定。
(第二弹性部件)
在电池组1中,如图4的A、图6的B所示,第二弹性部件33压缩配置于台阶螺钉14的头部28与上壳体2a之间。需要注意的是,关于图6,图6的A、图6的B、图6的C是用于说明第二弹性部件的状态的图。图6的A是第二弹性部件为非压缩状态的情况的例子,图6的B是将第二弹性部件与台阶螺钉一起安装于了外装壳体的情况下第二弹性部件的状态的例子,图6的C示出在图6的B的状态下外装壳体内的压力升高时第二弹性部件的状态的例子。
作为第二弹性部件33,在图4的A、图5、图6的A、图6的B、图6的C的例子中,使用中空圆柱状的树脂制弹性体。作为中空圆柱状的树脂制弹性体,例如能够例示出高弹体(elastomer)等弹性树脂成型体、树脂制的独立发泡体、橡胶等。从防水性及随时间老化的角度出发,更优选使用橡胶。作为橡胶,能够例示出硅橡胶、乙丙橡胶(EPDM)、氟橡胶。该情况下,在使台阶螺钉14的中间部29穿过树脂制弹性体的中空部分的状态下将第二弹性部件33配置于外装壳体。
第二弹性部件33优选其内表面与台阶螺钉14的中间部29的外表面接触。这例如在第二弹性部件33为中空圆筒状的弹性树脂的情况下,能够通过使第二弹性部件33的内径P与台阶螺钉14的中间部29的直径R2一致等而具体实现(图4的A、图5、图6)。通过使台阶螺钉14的中间部29的外表面与第二弹性部件33的内表面接触,从而在紧固上壳体2a和下壳体2b时,能够形成使第二弹性部件33牢固地嵌合于台阶螺钉14的中间部29的状态,变得能够抑制第二弹性部件33相对于台阶螺钉14晃动。
(第二弹性部件的其他例1)
作为第二弹性部件33,也可以使用弹性粘接剂。弹性粘接剂可以从台阶螺钉14的头部28的下表面31涂敷至中间部29的规定区域,也可以涂敷于插入孔10内的规定区域。作为弹性粘接剂,能够例示出丙烯酸改性有机硅类树脂、环氧-改性有机硅类(二液混合固化)树脂等弹性树脂。
(第二弹性部件的其他例2)
第二弹性部件33并不限定于像中空圆筒状的树脂制弹性体这样与上壳体2a及台阶螺钉14分体地形成。第二弹性部件33例如也可以与上壳体2a一体地设置。作为使第二弹性部件33与上壳体2a一体地设置的方法,例如能够通过使用弹性树脂作为第二弹性部件33并利用双色成型法(double molding:双模制)成型上壳体2a而实现。即,在成型上壳体2a时,能够通过对于插入孔10的形成部分使用弹性树脂,对于插入孔10的其他部分使用与弹性树脂不同的树脂来实施双色成型法而实现。
(上壳体与下壳体的紧固)
上壳体2a和下壳体2b例如能够如下进行紧固。在形成于下壳体2b中的下侧周壁部9的前端面23的槽部24中配置第一弹性部件26。将上壳体2a和下壳体2b定位。此时,上侧周壁部7的前端面22与下侧周壁部9的前端面23面对面,上壳体2a的插入孔10与下壳体2b的螺纹固定孔11相对。
从插入孔10侧朝向螺纹固定孔11将台阶螺钉14和第二弹性部件33插入插入孔10。台阶螺钉14的螺纹部30贯通插入孔10并到达螺纹固定孔11。此时,第二弹性部件33被配置成从台阶螺钉14的头部28的下表面31的位置起覆盖中间部29的外周面规定区域。如图4的A所示,第二弹性部件33从形成于上壳体2a的台阶部27的上表面34配置至头部28的下表面31。台阶螺钉14的螺纹部30在螺纹固定孔11处被拧接。随着螺纹部30深入螺纹固定孔11内,第二弹性部件33被压缩。将台阶螺钉拧接到螺纹固定孔11内直到中间部29的前端到达下壳体2b的前端面23为止。此时,如图6的A、图6的B所示,第二弹性部件33从非压缩时的长度T1被压缩至安装于螺纹固定孔11时的长度T2(T2<T1)。在图1的例子中,关于外装壳体2的四角的插入孔10与螺纹固定孔11的全部组合,台阶螺钉14的螺纹部30进入螺纹固定孔11的内部。这样,将上壳体2a和下壳体2b紧固。
需要注意的是,随着台阶螺钉14的螺纹部30进入螺纹固定孔11的内部,上壳体2a的突出部25进入槽部24内,第一弹性部件26被压缩,如图4的A、图4的B所示,形成上壳体2a与下壳体2b的密闭状态。
(槽部相对于插入孔和螺纹固定孔的相对位置)
如图2的B所示,在俯视观察外装壳体2时,插入孔10和螺纹固定孔11的位置形成为比槽部24更靠内侧。即,在俯视观察外装壳体2时,用台阶螺钉14进行紧固的位置比配置第一弹性部件26的位置更靠内侧。在使用上述那样的树脂制弹性体等树脂作为第二弹性部件33的情况下,用台阶螺钉14进行紧固的位置也可以比配置第一弹性部件26的位置更靠外侧。用台阶螺钉14进行紧固的位置可以比配置第一弹性部件26的位置更靠内侧也可以比配置第一弹性部件26的位置更靠外侧是因为,即使台阶螺钉14与插入孔10之间存在间隙,也能够利用第二弹性部件33使该间隙成为密闭状态。因此,插入孔10和螺纹固定孔11的位置也可以在俯视观察外装壳体2时比槽部24更靠外侧。需要注意的是,俯视观察外装壳体2时表示将从上壳体2a沿上下方向(-Z方向)朝向下壳体2b的方向作为视线方向的情况。
(第二弹性部件与第一弹性部件的关系)
优选第二弹性部件33的压扁载荷为第一弹性部件26的压扁载荷的2倍以上。该情况下,能够利用从台阶螺钉14的头部28施加于第二弹性部件33的按压力更高效地通过第一弹性部件26形成密闭状态。需要注意的是,压扁载荷表示为使作为测量对象的弹性部件压缩变形单位距离所需的载荷(N)。
(功能和效果)
在电池组1中,由于在台阶螺钉14的头部28与上壳体2a之间存在第二弹性部件33,因而在电池组1内部从电池单元4喷出气体的情况下外装壳体2内的压力升高时,如图6的B、图6的C所示,第二弹性部件33进一步被压缩。第二弹性部件33从安装于螺纹固定孔11时的长度T2进一步被压缩至长度T3(T3<T2)。若第二弹性部件33继续被压缩,则如图7的A、图7的B所示,上侧周壁部7的前端面22与下侧周壁部9的前端面23分离,在上壳体2a与下壳体2b之间产生间隙,第一弹性部件26的压缩状态松动,外装壳体2的密闭状态被解除。于是,从上壳体2a与下壳体2b的间隙向外部(在F方向上)快速排出气体。
在从电池单元4的气体喷出速度快的情况下,第二弹性部件33的压缩也快速进行,因而气体从上壳体2a与下壳体2b的间隙快速向外部排出。因此,即使在从电池单元的气体喷出速度快的情况下,也能够防止电池组爆炸。
另外,当排出气体而使外装壳体内的压力降低时,第二弹性部件33的压缩状态恢复。此时,第一弹性部件26的压缩状态恢复,上壳体2a与下壳体2b再次成为紧贴状态。于是,当像这样地上壳体2a与下壳体2b成为紧贴状态时,限制外部空气大量进入外装壳体2内。因此,能够抑制由于向外部释放气体时外部空气流入电池组1内而导致起火。
[2第二实施方式]
在上述第一实施方式涉及的电池组中,使用树脂制弹性体等树脂作为第二弹性部件33。电池组的第二弹性部件33并不限定于此,也可以为压缩螺旋弹簧(第二实施方式)。
如图8的A、图8的B所示,第二实施方式涉及的电池组使第二弹性部件33为压缩螺旋弹簧35,并在俯视观察外装壳体2时,用台阶螺钉14进行紧固的位置比配置第一弹性部件26的位置更靠外侧,除此以外与第一实施方式涉及的电池组具有相同的构成。
(压缩螺旋弹簧)
用作第二弹性部件33的压缩螺旋弹簧35只要能够充分地密闭外装壳体2的内部空间,则无特别限定。作为压缩螺旋弹簧35的材质,能够举出金属等。在第二弹性部件33是由金属等形成的压缩螺旋弹簧的情况下,不易产生紫外线劣化等,能够得到耐久性优异的电池组。
(用台阶螺钉进行紧固的位置)
在第二实施方式涉及的电池组1中,用台阶螺钉14进行紧固的位置比第一弹性部件26的配置位置更靠外侧。这例如如图8的A所示能够通过将在第一实施方式涉及的电池组1中说明过的插入孔10和螺纹固定孔11的位置形成为比槽部24更靠外侧而实现。由此,即使外部空气、水分欲穿过与台阶螺钉14之间的间隙而进入外装壳体2内,由于利用配置于槽部24与突出部25之间的第一弹性部件26将外装壳体2的内部空间密闭,因而能够限制外部空气、水分侵入外装壳体2内。
[3第三实施方式]
在上述第一实施方式涉及的电池组1中,在上壳体2a和下壳体2b利用多个台阶螺钉14进行紧固的情况下,至少一个所述台阶螺钉14的中间部29的长度也可以与其他的台阶螺钉14的中间部29的长度不同(第三实施方式)。
在第三实施方式涉及的电池组1中,可以是一个台阶螺钉14的中间部29的长度与其他的台阶螺钉14的中间部29的长度不同,也可以是两个以上的台阶螺钉14的中间部29的长度与其他的台阶螺钉14的中间部29的长度不同,还可以是全部台阶螺钉14的中间部29的长度互不相同。
如图9所示,在外装壳体的四角设置有台阶螺钉14a、14b、14c、14d作为台阶螺钉14的情况下,当在电池组1内部从电池单元4喷出气体时,从容易使气体自外装壳体2向一方向排出的角度出发,优选沿外周缘相邻的两个台阶螺钉14、14的中间部29、29的长度与其他台阶螺钉14、14的中间部29、29的长度不同。需要注意的是,在图9中,与台阶螺钉14a、14b、14c、14d相对应地设置第二弹性部件33a、33b、33c、33d作为第二弹性部件33。
例如,如图9的例子所示,在将台阶螺钉14a、14b、14c、14d的中间部29的长度分别设为N1、N2、N3、N4的情况下,在第三实施方式中,台阶螺钉14c、14d的中间部的长度比台阶螺钉14a、14b的中间部的长度长,N3和N4的值比N1和N2的值大。该情况下,在利用多个台阶螺钉14对上壳体2a和下壳体2b进行了紧固的状态(通常状态)下,配置于远离外部连接端子36的一侧的两个第二弹性部件33c、33d的压缩程度容易变得比配置于靠近外部连接端子36的一侧的两个第二弹性部件33a、33b的压缩程度小。即,容易成为第二弹性部件33c、33d比第二弹性部件33a、33b更容易被压缩的状态。因此,安装有台阶螺钉14c、14d的部分变得能够用比安装有台阶螺钉14a、14b的部分小的力在上壳体2a与下壳体2b之间形成间隙。因此,该情况下,当在电池组1内部从电池单元4喷出气体而使外装壳体2内的压力升高时(异常状态时),容易在下壳体2b中的下侧周壁部9中与配置有外部连接端子36的部分相反一侧的部分和与该部分对应的上侧周壁部7的部分之间形成间隙,容易向箭头Fx方向排出气体。通过从外部连接端子的相反侧排出气体,能够避免外部连接端子侧的外部设备阻碍气体的排出,另外,能够避免因为排出气体而使电池组飞出等,能够提高安全性。
[4第四实施方式]
在上述第一实施方式涉及的电池组1中,在利用多个台阶螺钉14紧固上壳体2a和下壳体2b、并在各个台阶螺钉14上配置有第二弹性部件33的情况下(具有多个第二弹性部件33的情况下),也可以使至少一个第二弹性部件33的非压缩时的长度与其他的第二弹性部件33的非压缩时的长度不同(第四实施方式)。
在第四实施方式涉及的电池组1中,可以是一个第二弹性部件33的非压缩时的长度与其他的第二弹性部件33的非压缩时的长度不同,也可以是两个以上的第二弹性部件33的非压缩时的长度与其他的第二弹性部件33的非压缩时的长度不同,还可以是全部的第二弹性部件33的非压缩时的长度互不相同。
如图9所示,在外装壳体的四角设置台阶螺钉14a、14b、14c、14d作为台阶螺钉14、并与台阶螺钉14a、14b、14c、14d对应地设置有第二弹性部件33a、33b、33c、33d作为第二弹性部件33的情况下,优选沿外周缘相邻的两个第二弹性部件33的非压缩时的长度与其他的第二弹性部件33的非压缩时的长度不同。
例如,如图9的例子所示,在将第二弹性部件33a、33b、33c、33d的长度(沿上下方向的长度)分别设为L1、L2、L3、L4的情况下,在第四实施方式中,第二弹性部件33a、33b的长度比第二弹性部件33c、33d的长度长,L1和L2的值比L3和L4的值大。该情况下,在利用多个台阶螺钉14对上壳体2a和下壳体2b进行了紧固的通常状态下,第二弹性部件33c、33d的压缩程度容易变得比第二弹性部件33a、33b的压缩程度小。即,容易成为第二弹性部件33c、33d比第二弹性部件33a、33b更容易被压缩的状态。因此,该情况下,与第三实施方式同样地,当在电池组1内部从电池单元4喷出气体而使外装壳体内的压力升高时,在下壳体2b中的下侧周壁部9中与配置有外部连接端子36的部分相反一侧的部分和与该部分对应的上侧周壁部7的部分之间形成间隙,容易向箭头Fx方向排出气体。
[5第五实施方式]
在上述第一实施方式涉及的电池组中,在利用多个台阶螺钉14紧固上壳体2a和下壳体2b、并在各个台阶螺钉14上配置有第二弹性部件33的情况下(具有多个第二弹性部件33的情况下),也可以使至少一个第二弹性部件33的硬度与其他的第二弹性部件33的硬度不同(第五实施方式)。在此,硬度表示肖氏A硬度。
在第五实施方式涉及的电池组1中,可以是一个第二弹性部件33的硬度与其他的第二弹性部件33的硬度不同,也可以是两个以上的第二弹性部件33的硬度与其他的第二弹性部件33的硬度不同,还可以是全部的第二弹性部件33的硬度互不相同。
如图9所示,在外装壳体的四角设置台阶螺钉14a、14b、14c、14d作为台阶螺钉14、并与台阶螺钉14a、14b、14c、14d对应地设置有第二弹性部件33a、33b、33c、33d作为第二弹性部件33的情况下,优选沿外周缘相邻的两个第二弹性部件33的硬度与其他的第二弹性部件33的硬度不同。
例如,如图9的例子所示,在将第二弹性部件33a、33b、33c、33d的硬度分别设为C1、C2、C3、C4的情况下,在第五实施方式中,第二弹性部件33a、33b的硬度比第二弹性部件33c、33d的硬度大,C1和C2的值比C3和C4的值大。该情况下,容易成为第二弹性部件33c、33d比第二弹性部件33a、33b更容易被压缩的状态。因此,该情况下,与第三实施方式同样地,当在电池组1内部从电池单元4喷出气体而使外装壳体内的压力升高时,在下壳体2b中的下侧周壁部9中与配置有外部连接端子36的部分相反一侧的部分和与该部分对应的上侧周壁部7的部分之间形成间隙,容易向箭头Fx方向排出气体。
[6应用例]
接着,作为应用例,对具备上述电池组的电动车辆进行说明。特别是,作为电动车辆的一例,以下对电动自行车进行说明。
图10是概略地示出电动自行车具备电池组时的电动自行车的构成的一例的图。
电动自行车200具有供给辅助驱动力fa的辅助驱动装置207。辅助驱动装置207具有产生辅助驱动力fa的电机214、减速器215、将辅助驱动力fa向链条212输出的驱动部216、检测作用于踏板209的踏力fh的转矩传感器217以及控制部218。转矩传感器217根据施加于曲柄轴206的转矩检测踏力fh,例如使用磁致伸缩传感器等。
在曲柄轴206的两端安装有被施加踏力fh的左右的踏板209。另外,后轮205经由链条212与曲柄轴206联动连结,踏力fh及辅助驱动力fa经由链条212传递至后轮205。
控制部218由包括微型计算机的电路等构成,具备由非易失性存储器构成的存储部等。控制部218基于从转矩传感器217随时输入的检测信号控制电机214。控制部218相当于外部控制部。
蓄电装置219拆装自如地设置于电动自行车200的车体。蓄电装置219在已安装于电动自行车200的状态下向辅助驱动装置207供电。应用上述第一实施方式至第五实施方式中说明过的电池组作为该蓄电装置219。
蓄电装置219向电机214供给第一电力。进而,蓄电装置219对控制部218供给第二电力。需要注意的是,在辅助驱动装置207的控制部218与蓄电装置219中的控制部(内部控制部)219a之间进行通信。
通过使蓄电装置219为上述第一实施方式至第五实施方式中说明过的电池组,从而在收纳于构成蓄电装置的电池组的电池单元发生异常而从电池单元向外装壳体的内部空间喷出气体的情况下,能够快速从电池组排出气体,能够抑制由于电池组破裂(蓄电装置破裂)而使电动自行车发生事故。
[7变形例]
以上,对本发明的实施方式(第一实施方式至第五实施方式)以及实施例进行了具体说明,但本发明并不限定于上述实施方式及实施例,可以基于本发明的技术构思进行各种变形。
例如,上述实施方式及应用例中列举出的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等说到底只不过是例子,也可以根据需要使用与之不同的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等。另外,上述实施方式及应用例的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等只要不脱离本发明的主旨便可以相互进行组合。
附图标记说明
1 电池组
2 外装壳体
2a 上壳体
2b 下壳体
4 电池单元
14 台阶螺钉
26 第一弹性部件
27 台阶部
28 头部
29 中间部
30 螺纹部
33 第二弹性部件
35 压缩螺旋弹簧。
Claims (11)
1.一种电池组,具备:
电池单元;
一个或多个台阶螺钉,所述台阶螺钉具有头部、螺纹部以及中间部,所述中间部位于所述头部与所述螺纹部之间,并比所述螺纹部的外径大且比所述头部的外径小;以及
外装壳体,具有上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体通过所述一个或多个台阶螺钉相互紧固,
在所述上壳体与所述下壳体的接触部处压缩配置有第一弹性部件,
在所述头部与所述上壳体之间压缩配置有第二弹性部件。
2.根据权利要求1所述的电池组,其中,
所述第一弹性部件为O型环。
3.根据权利要求1或2所述的电池组,其中,
所述第二弹性部件为中空圆柱状的弹性树脂。
4.根据权利要求3所述的电池组,其中,
所述第二弹性部件的内表面与所述台阶螺钉的中间部的外表面接触。
5.根据权利要求1或2所述的电池组,其中,
所述第二弹性部件为弹性树脂,并与所述上壳体一体地设置。
6.根据权利要求1或2所述的电池组,其中,
所述第二弹性部件为压缩螺旋弹簧,
在俯视观察所述外装壳体时,用所述台阶螺钉进行紧固的位置比配置所述第一弹性部件的位置更靠外侧。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池组,其中,
在所述上壳体设置有所述台阶螺钉的插入孔,
在该插入孔形成有与所述台阶螺钉的所述头部和所述中间部的外径差相应的台阶部,
所述台阶部的上表面成为所述第二弹性部件的承接面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池组,其中,
所述电池组具有多个所述台阶螺钉,
至少一个所述台阶螺钉的中间部的长度与其他的所述台阶螺钉的中间部的长度不同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池组,其中,
所述电池组具有多个所述第二弹性部件,
至少一个所述第二弹性部件的非压缩时的长度与其他的所述第二弹性部件的非压缩时的长度不同。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池组,其中,
所述电池组具有多个所述第二弹性部件,
至少一个所述第二弹性部件的硬度与其他的所述第二弹性部件的硬度不同。
11.一种电动车辆,具备权利要求1至10中任一项所述的电池组。
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