CN1666359A - 电池组和电池的保持框 - Google Patents

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Abstract

一种电池组具有多个电池(2)和设置空间(10a、10b)可收容保持各电池(2)、且相对的两侧面被开口的多个保持框(3)，在将收容保持了电池(2)的保持框(3)对准其开口进行配置，并在其两端配置端板(4a、4b)接合成一体，构成由接合后的保持框(3)和端板(4a、4b)在各电池(2)的周围形成冷却空间(6)的外装壳(5)时，在各保持框(3)中设置气体排出通路部(18)，该气体排出通路部(18)密闭地覆盖设置于电池(2)上的气体排出口(8)的周围空间、并在保持框(3)的两侧面开有连接口(19a、19b)。

Description

电池组和电池的保持框
技术领域
本发明涉及电池组，特别涉及在外装壳内并排配置多个电池、并在外装壳内形成冷却空间来冷却电池的电池组。
背景技术
近年来，因地球环境问题，对电动车和混合动力(hybrid)车的期待很高，关于作为其电源的二次电池，除小型、轻型化外，还期望高容量化和高输出化，因而利用串联连接多个由单电池组成的各电池的状态的电池组。另外，通过日本特开平13-319697号公报等，可知有如下技术：为了冷却各电池，将各电池并排地配置在外装壳内，用风扇将来自车内的冷却风引入该外装壳内。
在这样构成的情况下，存在如下问题：如果电池发生异常、从设置在电池上的气体排出口排出气体，则该气体滞留于外装壳内，在风扇停止的状态下，外装壳内的气体会逆流到车内。
作为解决该问题的结构，在日本特开平10-255735号公报中，公开了如下技术：设置多个隔板(bulkhead)，通过与各隔板连接的排气管，将气体排出车外，所述隔板的结构是在电池端面设置的气体排出口面向内部空间内的状态来支撑电池的中空结构。
然而，在上述日本特开平13-319697号公报所公开的电池组的结构中，存在如下问题：配置在外装壳内的电池的数量是预先确定的，为了适应各种输出电压，必须改变外装壳的规格，因而成本相应变高，且如上述那样，有时发生异常时所排出的气体没有被可靠地排出到车外。
另外，在日本特开平10-255735号公报所公开的结构中，存在如下问题：为了冷却电池，需要以由隔板支撑的状态将电池配置在外装壳内，或者，设置送风室或排气室，在隔板之间给电池周围通冷却风，而且为了对应各种输出电压，需要改变隔板、外装壳或风扇的规格，另外，需要对各隔板分别连接排气管，因而结构复杂、部件数多、成本高。
发明内容
因此，本发明鉴于上述以往的问题点，目的在于提供一种能够有效地对各电池进行冷却、能够容易地构成任意输出电压的电池组，且能够组装性好、简单廉价地构成其结构，能够将在电池异常时所排出的气体可靠地分离排出的电池组及该电池组所使用的电池的保持框。
本发明的电池组的特征在于，包括多个电池；多个保持框，设置空间可收容保持各电池，且相对的两侧面被开口；其中，将收容保持了电池的保持框对准其开口进行配置，在其两端配置端板并接合成一体，由被接合的保持框和端板收容多个电池，构成在各电池的周围形成冷却空间的外装壳。使冷却介质流过由保持框和端板构成的外装壳内的冷却空间，从而能够有效地冷却各电池，提高电池的输出特性和寿命特性，且仅改变收容保持了各电池的保持框的数量，就能容易地构成任意输出电压的电池组，而且因为是由所需数量的电池、其保持框、及两端的端板构成的简单的结构，所以能够组装性好且廉价地构成。
另外，如果电池组包括横截面形状为长圆形或长方形的多个电池；以及多个保持框，由至少在电池的长边方向两端的外侧和一个侧面的外侧设置空间来收容保持各电池，且与电池的两侧面相对的侧面被开口的矩形框构成；其中，将收容保持了电池的保持框对准其侧面开口来进行配置，在其两端配置端板接合成一体，由被接合的保持框和端板收容多个电池，构成在各电池的两端的外侧和各电池的侧面之间形成冷却空间的外装壳，则能够用横截面形状为长圆形或长方形的多个电池构成发挥上述作用效果的电池组，且通过使冷却介质从各电池的一端侧向另一端侧沿其两侧面流过，可以有效地冷却各电池，提高电池的输出特性和寿命特性。
另外，如果在各保持框上设置了气体排出通路部，该气体排出通路部密闭地覆盖设置于电池上的气体排出口的周围空间，并在保持框的两侧面开有连接口，则在构成电池组时，顺次连接各保持框的气体排出通路部的连接口，且在外装壳内形成有与冷却通路分离的气体排出通路，因此，能够通过该气体排出通路，将电池异常时从气体排出口排出的气体可靠地分离排出到外部。
另外，如果在各电池上突出设置连接端子，且在各保持框中形成配置连接端子的空间，则能够在保持框内的空间内容易地顺次连接被保持在保持框内的电池的连接端子。
另外，本发明的电池保持框由可收容保持横截面形状为长圆形或长方形的电池、且与电池的两侧面相对的侧面被开口的矩形框构成，在收容保持了电池的状态下，在电池的长边方向两端的外侧和至少一个侧面的外侧设置空间。通过使用该保持框，能构成发挥上述作用效果的电池组。
另外，如果设置有气体排出通路部，该气体排出通路部密闭地覆盖设置于电池上的气体排出口的周围空间、且在两侧面开有连接口，则能够如上所述那样，分离排出电池异常时所排出的气体。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的电池组的横剖平面图。
图2是该实施方式中的电池的斜视图。
图3是该实施方式中的保持框的斜视图。
图4是图1的沿A-A箭头看的剖面图。
图5是图1的沿B-B箭头看的剖面图。
图6是按图4的C-C线对该实施方式的电池组进行剖面后的部分横剖平面图。
图7是按图4的D-D线对该实施方式的电池组进行剖面后的部分横剖平面图。
具体实施方式
以下，参照图1～图7说明本发明的电池组的一个实施方式。
在图1中，1是电池组，如下这样构成：使如图2所示的横截面形状为长圆形或长方形的电池2，保持在图3所示那样的矩形框状的保持框3内，并排配置所需数量的该保持框3，并在其两端配置端板4a、4b，将端板4a、4b紧缚而接合成一体。另外，在构成电池组1的状态下，由其两端的端板4a、4b和设于其间的多个保持框3，构成在各电池2的周围形成冷却空间6的外装壳5。
电池2在上面的长边方向的两端部突出设置有正极和负极的连接端子7a、7b，在中央位置设置有在电池异常时排除气体的气体排出口8，在其一侧设置有安装温度检测传感器的传感器安装孔9。
保持框3是与电池2的两侧面相对的侧面几乎全面开口的矩形框状，如图1、图4、图5所示那样，在其两侧壁3a、3b和电池2的长边方向两端之间形成有比较大的分配空间10a和集合空间10b，电池2的一个侧面与保持框3的一个开口处于一个平面内，在电池2的另一个侧面和保持框3的另一个开口之间，形成有用于使冷却介质通过电池2、2之间的冷却通路11。由这些分配空间10a、集合空间10b和冷却通路11构成冷却空间6。在保持框3的上壁3c和电池2的上表面之间，形成有配置连接端子7a、7b的上部空间12。另外，在一个端板4a上形成有与分配空间10a连通的冷却介质入口13，在另一个端板4b上形成有与集合空间10b连通的冷却介质出口14。
在保持框3的下壁3d的内表面，突出设置有定位突起部15c，为了在从保持框3的一个开口侧插入配置电池2时，进行定位以形成上述分配空间10a、集合空间10b及冷却通路11，而如图4、图5、图7所示那样，突出设置有与电池的两端卡合(结合)的定位突起部15a、15b，及与中间卡合的定位突起部15c。同样地，如图4～图6所示那样，在与电池2的上端部对应的高度位置，在保持框3的两侧壁3a、3b间架设有与电池2的上端部卡合的定位板16。另外，如图3～图5所示那样，在下壁3d和定位板16间的中间高度位置，在两侧壁3a、3b间架设有与电池2的其他侧面卡合并防止电池2的两侧面的膨胀的膨胀抑制梁17。
在保持框3的上壁3c的中央位置的内表面，如图4～图6所示那样，设置有三面包围从保持框3的一个开口侧插入配置的电池2的气体排出口8，且下端面以密封状态与电池2的上表面相接的气体排出通路部18。由该气体排出通路部18密闭地覆盖气体排出口8的周围空间，且在该气体排出通路部18的两端，形成有在与保持框3密接地并排配置时相互连接的连接口19a、19b。
另外，如图3～图5及图7所示那样，在保持框3和端板4a、4b中，在与保持框3的下壁3c和定位板16的两端对应的4个位置，贯通形成有连接孔20，在并排配置的保持框3和两端的端板4a、4b的连接孔20中插入限制轴，由螺合于其两端的螺母22进行连接，来构成电池组1。
另外，在构成电池组1的状态下，在各保持框3中收容配置电池2、且使其正极与负极的连接端子7a、7b交替地反向，在邻接的电池2的正极和负极的连接端子7a、7b间配置连接板23，由螺母连接而相互连接，各电池2串联连接。电池组1的两端的电池2中的不连接连接板23的连接端子7a、7b，被作为电池组1的输出端子，如图6所示那样，在电池组1的两端配置的保持框3上，使这些连接端子7a、7b露出到外部地形成有凹部25，在端板4a、4b上形成有切口26。
另外，如图6所示，在构成电池组1的状态下，各保持框3的气体排出通路部18经由两端的连接口19a、19b相互连接，构成气体排出通路27，该气体排出通路27的一端通过在某一个端板4a(或4b)形成的排出孔28与排气管(无图示)等连接，并排出到外部的所希望的地方。
在组装以上的电池组1时，在保持框3的接合面及保持框3与端板4a、4b的接合面、或保持框3的气体排出通路部18的下端面与电池2的上表面的抵接面间，根据需要涂敷密封材料，将所需数量的电池2分别收容配置在保持框3内，通过连接板23顺次连接相邻的正极和负极的连接端子7a、7b地并排配置各保持框3，进而在其两端配置端板4a、4b，在那些连接孔20中插入限制轴21，通过连接螺合于其两端的螺母22，将保持框3和端板4a、4b结合为一体，完成电池组1的组合。
在将如上那样构成的电池组1作为例如电动车的驱动电源来使用时，如果通过风扇(无图示)将车内的空气作为冷却介质提供给形成于端板4a的冷却介质入口13，则作为冷却介质的冷却风从电池2的一端侧的分配空间10a流过各电池2、2间的各冷却通路11后，集合于电池2的另一端侧的集合空间10b，从形成于端板4b上的冷却介质出口14排出到车外。这样，通过冷却风均匀地流过各电池2、2间的冷却通路11，各电池2从其两侧面有效地被冷却，可靠地防止各电池2的温度上升，确保电池2的输出特性和寿命。
另一方面，在电池2发生异常而从气体排出口8放出气体时，由形成于各保持框3的气体排出通路部18，通过与冷却通路11分离地构成的气体排出通路27，从端板4a的排出孔28通过排气管(无图示)等排出到车外。因此，能够可靠地防止所放出的气体逆流过冷却风的供给路径而流入车内、产生不希望的问题这样的事态的发生。
根据以上的本实施方式，通过使冷却介质流过由多个保持框3和端板4a、4b构成的外装壳5内的冷却空间6，能够有效地冷却各电池2，提高电池2的输出特性和寿命特性，且仅改变收容保持各电池2的保持框3的数量，就能够容易地构成任意输出电压的电池组1。而且，因为是由所需数量的电池2及其保持框3及两端的端板4a、4b组成的简单的结构，所以能够组装性好、廉价地构成。
特别地，将横截面形状为长圆形或长方形的电池2，在其长边方向两端的外侧空出分配空间10a和集合空间10b、在一个侧面的外侧空出冷却通路11的状态下，收容保持在保持框3中，因此，从各电池2的一端侧向另一端侧沿其两侧面流过冷却介质，由此可有效地冷却各电池2，提高电池2的输出特性和寿命特性。
另外，在各保持框3中密闭地覆盖设置于电池2的气体排出口8的周围空间，并在保持框3的两侧面设置使连接口19a、19b开口的气体排出通路部18，在构成电池组1时，在其外装壳5内形成与冷却空间6分离的气体排出通路27，因此，能够将在电池2的异常时从其气体排出口8排出的气体，通过该气体排出通路27可靠地分离排出到外部。
另外，在各电池2的上表面的两端部突出设置连接端子7a、7b，在各保持框3上形成配置连接端子7a、7b的上部空间12，因此，能够容易地在保持框3的上部空间12顺次连接被保持在保持框3内的电池2的连接端子7a、7b，得到多个电池2在内部串联连接的电池组1。
工业上的可利用性
如以上那样，根据本发明，在将收容保持了电池的多个保持框配合其开口来进行配置，并在其两端配置端板、结合成一体地收容多个电池时，构成在各电池的周围形成冷却空间的外装壳，因而能够通过使冷却介质流过外装壳内的冷却空间使各电池有效地冷却，适合于提高电池的输出特性和寿命特性，且适合于仅通过改变收容保持了电池的保持框的数量，容易地构成任意输出电压的电池组。而且，因为是由所需数量的电池、其保持框及两端的端板构成的简单的结构，所以适合于组装性好、廉价的构成。
另外，依据本发明，密闭地覆盖设置于电池上的气体排出口的周围空间，并在各保持框上设置在两侧面使连接口开口的气体排出通路部，由此，在构成电池组时，相互顺次连接各保持框的气体排出通路部的连接口，在外装壳内形成与冷却通路分离的气体排出通路，因而适合于将电池异常时从气体排出口排出的气体，通过该气体排出通路可靠地分离排出到外部。

Claims (6)

1.一种电池组，其特征在于，包括：
多个电池(2)；以及
多个保持框(3)，设置空间(10a、10b)可收容保持各电池(2)，且相对的两侧面被开口；
其中，将收容保持了电池(2)的保持框(3)对准其开口进行配置，在其两端配置端板(4a、4b)并接合成一体，由被接合的保持框(3)和端板(4a、4b)收容多个电池(2)，构成在各电池(2)的周围形成冷却空间(6)的外装壳。
2.一种电池组，其特征在于，包括：
横截面形状为长圆形或长方形的多个电池(2)；以及
多个保持框(3)，由所述至少在电池(2)的长边方向两端的外侧和一个侧面的外侧设置空间(10a、10b)来收容保持各电池(2)、且与电池(2)的两侧面相对的侧面被开口的矩形框构成；
其中，将收容保持了电池(2)的保持框(3)对准其侧面开口来进行配置，在其两端配置端板(4a、4b)接合成一体，由被接合的保持框(3)和端板(4a、4b)收容多个电池(2)，构成在各电池(2)的两端的外侧和各电池(2)的侧面之间形成冷却空间(6)的外装壳(5)。
3.根据权利要求1或2的任一项所述的电池组，其特征在于：
在各保持框(3)上设置了气体排出通路部(18)，该气体排出通路部(18)密闭地覆盖在电池(2)上设置的气体排出口(8)的周围空间，并在保持框(3)的两侧面开有连接口(19a、19b)。
4.根据权利要求1或2的任一项所述的电池组，其特征在于：
在各电池(2)上突出设置有连接端子(7a、7b)，在各保持框(3)上形成了配置连接端子(7a、7b)的空间(12)。
5.一种电池保持框，其特征在于：
由可收容保持横截面形状为长圆形或长方形的电池(2)、且与电池(2)的两侧面相对的侧面被开口的矩形框构成，在收容保持了电池(2)的状态下，在电池(2)的长边方向两端的外侧和至少一个侧面的外侧设置空间(10a、10b)。
6.根据权利要求5所述的电池保持框，其特征在于：
设置有气体排出通路部(18)，该气体排出通路部(18)密闭地覆盖在电池(2)上设置的气体排出口(8)的周围空间、且在两侧面开有连接口(19a、19b)。
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