CN1881655A - 保持构件以及电池组 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于使电池组小型化。一种保持构件(50)，其安装于串联地连接多个单体电池而形成的筒状的电池组件的轴向中途部的外周，确保相互邻接的多个所述电池组件间的间隙并使各电池组件的轴向相互平行而排列。保持构件(50)，连结有保持所述电池组件的环状的两个保持部(53)、(54)。被连结的保持部(53)、(54)具有：三个分割部(70)，其将该保持部分割成为跨着被保持的多个所述电池组件的形状的两个保持体(51)、(52)；臂(73)，其结合相互邻接的保持部(53)、(54)间的分割部(70)。

Description

保持构件以及电池组

技术领域

本发明涉及使多个电池组件排列而形成的电池组，和安装于电池组件的外周的保持构件。

背景技术

电池组，是将串联地连接多个单体电池而形成的圆筒状的电池组件，交错地层叠于电池箱内而构成(例如，参照专利文献1)。在该电池组中，将相对于轴向垂直的截面形状为多边形状的环状的保持构件，沿电池组件的轴向以规定间隔安装于电池组件的外周。并且，使邻接的电池组件的保持构件的外面彼此面抵接，从而使多个电池组件交错地层叠。

【专利文献1】

特开2003-308816号公报

然而，现有的所述保持构件形成为环状，由于通过使电池组件贯通保持构件而将保持构件安装在电池组件上，因此由弹性体形成保持构件，并利用弹性变形而进行安装。根据这种结构，可将电池组件与保持构件无晃动地组合。但是，使电池组件贯通保持构件的安装工作很繁琐。另外，由于保持构件的材料限于弹性体，因此保持构件的材料选择的自由度较小。因此，本发明提供一种保持构件，其向电池组件的安装容易，材料选择的自由度较大，且可使电池组小型化。

发明内容

出于解决上述课题的目的，第一发明是安装于串联地连接多个单体电池(例如，后述的实施例中的单体电池11)而形成的筒状的电池组件(例如，后述的实施例中的电池组件10)的轴向中途部的外周的保持构件(例如，后述的实施例中的护环50)，其特征在于，以确保相互邻接的多个所述电池组件间的间隙并使各电池组件的轴向相互平行而排列的方式，连结多个保持所述电池组件的环状的保持部(例如，后述的实施例中的保持部53、54)而形成，具有：多个分割部(例如，后述的实施例中的分割部70)，其将被连结的多个所述保持部分割成为跨着被保持的多个所述电池组件的形状的多个保持体(例如，后述的实施例中的保持体51、52)；结合机构(例如，后述的实施例中的连结面62、臂73)，其结合相互邻接的所述保持部之间的分割部。

通过这样构成，可通过一个保持构件使多个电池组件排列并保持。由于保持构件被分割成为形成跨着多个电池组件的形状的多个保持体，因此可将保持构件容易地安装在电池组件上。另外，由于保持构件不具有弹性也可，因此扩大保持构件的材料选择的自由度。由于被分割的保持体通过结合保持部间的分割部的结合机构而结合，因此可减小保持构件的电池组件的排列方向的尺寸。

第二发明，其特征在于，在第一发明中，所述电池组件在单体电池间具有绝缘环(例如，后述的实施例中的绝缘环30A)，所述绝缘环具有包围所述单体电池的外周的筒部(例如，后述的实施例中的筒部32)，所述筒部的外周面上设有突起(例如，后述的实施例中的突起34)，在所述保持部的内面上设有与所述绝缘环的所述突起嵌合的嵌合部(例如，后述的实施例中的槽59)，相互邻接的保持部的所述嵌合部彼此在电池组件的轴向错位而配置。

如此，通过使绝缘环的突起在保持构件的嵌合部嵌合，可高精度地进行保持构件相对于电池组件在轴向上的定位。并且，由于相互邻接的保持部的嵌合部彼此在电池组件的轴向错位而配置，因此可减薄保持部间的分割部的壁厚。

第三发明，其特征在于，在第一或第二发明中，所述结合机构，其结构包括：卡合片(例如，后述的实施例中的臂73)，其从由所述分割部分割的一方的所述保持体的轴向端部沿着另一方的所述保持体的外面延伸；卡合接受部(例如，后述的实施例中的连结面62)，其设于所述另一方的保持体的轴向端部且与所述卡合片卡合。通过这样构成，可减小保持构件的电池组件的排列方向的尺寸。

第四以及第五发明为一种电池组(例如，后述的实施例中的电池组1)，其特征在于，使第一～第三发明中的任一个发明所述的保持部的外周面(例如，后述的实施例中的外周面60)的形状，以使所述外周面彼此抵接时从其轴向观看电池组件交错地排列的方式而形成，且使所述外周面彼此面抵接并将多个所述保持构件层叠而设置。通过这样构成，可容易地组合将电池组件交错地设置的电池组，并可使电池组小型化。

根据第一发明，由于可通过一个保持构件使多个电池组件排列并保持，因此提高生产性。由于保持构件被分割成为多个保持体，且可通过所述结合机构将保持构件容易地安装在电池组件上，因此提高生产性。另外，由于可通过不具有弹性的材料形成保持构件，因此扩大保持构件的材料选择的自由度。由于被分割的保持体通过结合保持部间的分割部的结合机构而结合，因此可减小保持构件中的电池组件的排列方向的尺寸，且可使电池组小型化。

根据第二发明，通过使绝缘环的突起在保持构件的嵌合部嵌合，可高精度地进行保持构件相对于电池组件在轴向上的定位。由此，可确实且容易地将电池组件的保持构件彼此层叠，且电池组的组装变得容易。另外，通过使相互邻接的保持部的嵌合部彼此在电池组件的轴向错位而配置，可减薄保持部间的分割部的壁厚。因此，可使多个电池组件接近而设置。其结果，可使电池组小型化。

根据第三发明，所述卡合机构设于所述保持体的轴向端部，且不向所述保持体的外周方向突出。因此，由于在使多个保持构件排列时，可减小电池组件的排列方向的尺寸，因此可使电池组小型化。根据第四或第五发明，可容易地组装使电池组件交错地设置的电池组，并可使电池组小型化。

附图说明

图1是本发明的电池组的一实施例的概略正视图。

图2是所述实施例的电池组件单元的外观立体图。

图3是所述实施例的电池组件的外观立体图。

图4是所述电池组件的单体电池连接部的截面图。

图5是所述实施例的绝缘环的外观立体图。

图6是所述实施例中护环安装前的所述电池组件单元的俯视图。

图7是所述实施例的护环安装后的所述电池组件单元的俯视图。

图8是所述实施例的护环的外观立体图。

图9是所述实施例的护环的分解立体图。

图10是水平地排列两个所述实施例的护环时的正视图。

图11是所述实施例的电池组件单元的护环安装部的截面图。

图12是其他实施例的电池组件单元的外观立体图。

图13是比较例的护环的分解立体图。

图14是水平地排列两个所述比较例的护环时的正视图。

图中，1—电池组；10—电池组件；11—单体电池；20—连接环；30A—绝缘环；32—筒部；34—突起；50—护环(保持构件)；51、52—保持体；53、54—保持部；59—槽(嵌合部)；60—外周部；62—连结面(卡合接受部、结合机构)；70—分割部；73—臂(卡合片、结合机构)。

具体实施方式

以下，参照图1～图12的附图对本发明的电池组的实施例进行说明。图1是在电池箱2内使多个(本实施例中为22根)电池组件10其轴向相互平行而收容的电池组1的概略正视图。该电池组1中，如图2所示，预先由护环(保持构件)50将每两根电池组件10捆扎而构成电池组件单元90。另外，使相互邻接的电池组件单元90的护环50的外面彼此面抵接而层叠，由此使各电池组件10的轴向相互平行而设置。通过形成这种结构，在邻接的电池组件10、10之间确保一定的间隙，而使电池组件10从其轴向观看交错地设置。还有，在该电池组1中，22根全部的电池组件10、10……串联地连接。还有，电池箱2具有底板3和侧板4和盖板5，在底板3上设有承受最下段的电池组件10的护环50的承受构件6。另外，在盖板5上设有按压最上段的电池组件10的护环50的压紧构件7。另外，承受构件6的上面6a以及压紧构件7的下面7a形成为配合设置的护环50的外面的波形。

首先，参照图3以及图4的附图对由护环50捆扎的前面的电池组件10进行说明。如图3所示，电池组件10是将多个(本实施例中为6根)圆筒状的单体电池11串联地连接为直线状而构成。相邻连接的两个单体电池11、11通过连接环20能电气导通地进行机械式地连接。另外，在连接环20与由该连接环20连接的一方的单体电池11之间，安装有绝缘环30A或30B。绝缘环30A与绝缘环30B的不同点仅为外周面的突起34的存在与否。另外，基本上绝缘环30A、30B交互地配置。若详细表述，即配置于电池组件10的轴向中央的绝缘环形成为不具有突起34的绝缘环30B，而配置于其相邻两侧的绝缘环形成为具有突起34的绝缘环30A。另外，进一步配置于其相邻侧的绝缘环形成为不具有突起34的绝缘环30B。

图4是配置有绝缘环30A的部位的单体电池连接部的截面图，图5是绝缘环30A的立体图。连接一方的单体电池11的阴极12与另一方的单体电池11的阳极13的连接环20，具有：大径筒部21，其与阴极12的外周面嵌合；凸缘部22，其与阳极13的端板部14抵接；台阶部23，其连接大径筒部21与凸缘部22。该连接20，通过将大径筒部21点焊于阴极12的外周面上，将凸缘部22点焊于端板部14上，从而使该两个单体电池11、11电导通连接并机械地不可分离地连结。还有，在凸缘部22的中央形成有孔24，且在该孔24中插入有阳极13的端子15。

绝缘环30A形成为筒状，由以下部分构成：环状的端板部31，其插入连接环20的台阶部23与所述另一方的单体电池11之间；筒部32，其包围所述另一方的单体电池11的阳极13侧的端部外周；折回部33，其从端板部31的内周缘折回并在与筒部32同方向上延伸；多个半球状的突起34，其以周方向规定间隔设于筒部32的外周上。另外，绝缘环30A的筒部32的厚度比连接环20的大径筒部21的厚度厚。绝缘环30A是在将连接环20点焊于单体电池11、11之前，包覆所述另一方的单体电池11的阳极13侧，且折回部33的前端顶接于阳极13的端板部14。通过该绝缘环30A，可确实地防止两个单体电池11、11之间的短路。由于绝缘环30B除了筒部32的外周不具有突起34以外，其他与绝缘环30A结构完全相同，因此省略说明。还有，既便是配置在电池组件10的端部，在有阳极13的端子15露出的单体电池11的阳极13侧的外周，也可以安装不具有突起34的绝缘环30B。

在这样构成的电池组件10中，将多个电池组件10在平板上排列放置时，任意的电池组件10的绝缘环30A的突起34与邻接该电池组件10的另一电池组件10的外周面抵接，从而在该两个电池组件10、10之间确保规定的间隙。根据该结构，可确实地防止电池组件10、10之间的短路。另外，由于突起34形成为半球状，因此容易滑动，不会有突起34与邻接的电池组件10的外周面或其他构件钩挂。因此，在搬送时等中，电池组件10易于操作，且不易损伤。此外，在本实施例中，为了提高相对于电池组件10的绝缘性，在电池组件10的外周在其全长被覆有由热收缩性树脂薄膜构成的绝缘膜40(参照图11)。但是，也可没有绝缘膜40。

下面，参照图2、图6～图11对电池组件单元90进行说明。另外，在参照图2、图6、图7的电池组件单元90的说明中，将两根电池组件中的一方作为电池组件10A，另一方作为电池组件10B而区分。图6是取下护环50的状态下的电池组件单元90的俯视图，两根电池组件10A、10B分别使电极方向相反而设置。若详细表述，即电池组件10A在图6中右端部形成为阳极13，左端部形成为阴极12，而电池组件10B在图6中的右端部形成为阴极12，左端部形成为阳极13。电池组件10A的阳极13与电池组件10B的阴极12由工艺导线(bus bar)91电导通连接且机械地连结。另外，电池组件10A的阴极12上安装有阴极用套筒92，电池组件10B的阳极13上安装有阳极用套筒93。另外，该两根电池组件10A、10B，使电池组件10A的绝缘环30A的突起34与电池组件10B的绝缘环30A的突起34，在电池组件10A、10B的轴向偏移规定尺寸而设置。

并且，如图7所示，电池组件10A与电池组件10B，通过从工艺导线91的上方包覆的罩94、和从套筒92、93的上方包覆的盖95、和架设于电池组件10A、10B的轴向中途部位的两个护环50、50，而使其轴向相互平行，从而在两电池组件10、10之间确保规定的间隙而连结。护环50只安装在配置有电池组件10A、10B的绝缘环30A的部位，而在配置有绝缘环30B的部位未安装。

护环50为硬质树脂制，如图9所示，由两个保持体51、52构成，若结合这些保持体51、52，则如图8所示，形成为两个环状的保持部53、54。首先，以连结保持体51、52的状态说明护环50。在各保持部53、54上，设有在轴向的一端侧与另一端侧内径不同的截面圆形的贯通孔55。贯通孔55在靠向其轴向一侧具有台阶部56，且与台阶部56相比一端侧形成为小径部57，另一端侧形成为大径部58。但是，在保持部53的贯通孔55与保持部54的贯通孔55中，内径缩小的方向形成为反向。换而言之，保持部53的小径部57与保持部54的大径部58并排配置于护环50的轴向一端侧，而保持部53的大径部58与保持部54的小径部57并排配置于护环50的轴向另一端侧。另外，护环50的轴向与被安装的电池组件10的轴向为同一方向。

另外，在大径部58的内周面的轴向上的大约中央处，且在全周环状地设有轴向的截面形状为近似半圆形的槽(嵌合部)59。槽59形成为可嵌合被绝缘膜40包覆的绝缘环30A的突起34的大小，并以向贯通孔55安装电池组件10时与绝缘环30A的突起34相对的方式形成。但是，保持部53的槽59与保持部54的槽59，在护环50的轴向相互地错位而设置。

保持部53、54，相对于护环50的轴向垂直的截面形状形成为近似正十二边形，并以共有12边中的1边的形状联结两保持部53、54。另外，通过对应于假想十二边形的各边的面61a、61b、与形成于联结保持部53、54的部分的两个连结面62，构成保持部53、54的外周面60。

面61a形成为平坦面，但面61b在平坦面上突设有一对的凸片63、63。凸片63从护环50的轴向观看形成为梯形状，且相互在该轴向上间隔规定尺寸而设置。如图10所示，将护环50以两个贯通孔55、55水平并排的方式放置时，位于垂直方向上下的面形成为具有凸片63的面61b，与该面相比位于内侧的护环50的外周面60由不具有凸片的面61a构成，而位于外侧的护环50的外周面60则是以交互地配置不具有凸片的面61a与具有凸片63的面61b的方式来构成。因此，位于护环50的最外侧的面由不具有凸片的面61a构成。

连结面62形成为与包含保持部53、54的两方的轴中心的面平行，且将保持部53的面61a与保持部54的面61a连接起来。在连结面62上，一对的肋64、64相互地在护环50的轴向上间隔规定尺寸而设置。肋64、64的间隔尺寸，设定为在其之间可基本无间隙地插入设于面61b上的一对的凸片63、63的大小，且肋64的高度尺寸与凸片63的高度尺寸相等或稍微大些。

两个保持体51、52，以三个分割部70将保持部53、54沿径向对等地分割的方式构成，且任一个保持体51、52均形成为跨着需要保持的两根电池组件10、10的形状。在保持体52的三个分割部70的分割面中，在包含中央的分割面的两个分割面上设有卡合突起71，在剩余的一个分割面上设有卡合孔72。另外，在保持体51的三个分割部70的分割面上，设有向保持体52的卡合突起71或卡合孔72卡合的卡合孔或卡合突起。通过该卡合突起与卡合孔的卡合，在结合保持体51、52时，以保持部53、54的各槽59、59联结为环状的方式，进行保持体51、52的定位。

另外，在保持体51中，在位于保持部53、54之间的分割部70上，设有臂73、73，其在从护环50的轴向的各端部向保持体52靠近的方向上沿着保持体52的外面呈直线地延伸。在各臂73的前端形成有卡止突起74，其向护环50的轴向内侧突出。卡止突起74的下面74a形成为锥面，具有如下功能，即，如图9中箭头所示，在使与保持体52呈分离状态的保持体51向保持体52对接的过程中，通过将下面74a引导向保持体52的中央的分割部70的角部75，而弹性地使臂73的前端侧扩张。另外，若卡止突起74突出到保持体52的连结面62，被扩张的臂73的前端侧则弹性回复而收缩，如图8所示，卡止突起74与保持体52的连结面62卡合，从而保持体51、52连结形成为不分离的一体。另外，在本实施例中，臂73构成结合机构的卡合片，而保持体52的连结面62构成结合机构的卡合接受部。

这里，对由护环50连结两根电池组件10、10的顺序进行说明。首先，在没有臂73的一方的保持体52上配置电池组件10A、10B。此时，在保持体52的保持部53的槽59中嵌合电池组件10A的绝缘环30A的突起34，在保持体52的保持部54的槽59中嵌合电池组件10B的绝缘环30A的突起34。这样配置时，在保持体52的保持部53、54中，连接环20的大径筒部21的前端部位于台阶部56(参照图11)。之后，以跨着电池组件10A、10B的方式而在保持体52的上方，配置具有臂73的保持体51，如前所述，一边使臂73弹性变形，一边向下方按压保持体51，从而使臂73的卡止突起74在保持体52的连结面62上卡合。于是，电池组件10A的绝缘环30A的突起34嵌合在保持体51的保持部53的槽59中，电池组件10B的绝缘环30A的突起34嵌合在保持体51的保持部54的槽59中。还有，图11表示其中一方的保持部的截面。

这样通过电池组件10A的绝缘环30A的突起34嵌合在护环50的保持部53的槽59中，可高精度地进行护环50相对于电池组件10A在轴向上的定位，同时可阻止护环50的轴向移动。同样，通过在护环50的保持部54的槽59上电池组件10B的绝缘环30A的突起34嵌合，可高精度地进行护环50相对于电池组件10B在轴向上的定位，同时可阻止护环50的轴向移动。并且，护环50包围电池组件10A、10B的连接环20与绝缘环30A。

在图1中所示的电池箱2中的电池组件单元90的设置中，图中，位于最下段的最左侧的电池组件10与位于从下方数第二段的最左侧的电池组件10组合为一个电池组件单元90。另外，位于从下数第二段的左侧开始第二位的电池组件10与位于从下方数第三段的最左侧的电池组件10组合为一个电池组件单元90。除此之外的所有电池组件10，相互地在水平方向邻接的电池组件10、10彼此分别组合为电池组件单元90。另外，图1中所示的电池组件单元90的设置方法为一例，但并非仅限定为该设置方法。

并且，邻接的电池组件单元90、90，是通过使护环50的保持部53、54的外周面60中的未设有凸片63的面61a、61a彼此面接触而排列，来进行层叠的。进而，若着眼于任意的上下两段的电池组件单元90、90，则在下段的电池组件单元90的护环50的肋64、64之上，配置有上段的电池组件单元90的护环50的具有凸片63的面61b，且在肋64、64之间无间隙地插入有凸片63、63。如前所述，由于护环50相对于电池组件10在轴向上被高精度地定位，因此如图1所示，层叠多个电池组件单元90而组装电池组1时，可将凸片63、63确实地插入肋64、64之间，并可极其容易地交错地设置多个电池组件10。另外，可将相互邻接的电池组件单元90、90相对于电池组件10的轴向高精度地定位，且可限制轴向上的相对移动。

根据本实施例的护环50，由于可通过一个护环50排列两根电池组件10、10而保持，因此可提高生产性。由于护环50被分割成为形成跨过两根电池组件10、10的形状的两个保持体51、52，因此可将护环50容易地安装在电池组件10、10上，且提高生产性。护环50，只要能够确保臂73的弹性其他部位没有弹性也可，因此扩大材料选择的自由度。

另外，由于在护环50中，结合保持体51、52的臂73以及与臂73的卡合突起74卡合的连结面62，设于保持部53、54之间的分割部70上，且臂73向护环50的轴向外侧突出而设置，因此如图10所示，可减小护环50的电池组件10、10的排列方向的尺寸L1，且可使电池组件单元90小型化。另外，如图10所示，由于水平地设置两个护环50、50时，可使护环50的面61a彼此面抵接而设置，因此可减小邻接的电池组件10、10的间距L2。其结果，可使电池组1小型化。

另外，由于保持部53的槽59与保持部54的槽59在护环50的轴向相互地错位而配置，因此可减薄保持部53、54之间的分割部70的壁厚。其结果，由于可使由护环50保持的两个电池组件10、10接近而设置，因此可使电池组件单元90小型化，进而使电池组1小型化。

还有，由护环捆扎的电池组件10的数目并不限定于两根，也可为三根以上。图12是由护环100捆扎三根电池组件10的电池组件单元110的例子。该护环100的情况，由径向二分割三个保持部103、104、105的两个保持体101、102构成。

图13以及图14为表示比较例的图。如图13中的比较例的护环500所示，若将连结保持体510、520的雌雄的连结机构550、560设于电池组件的排列方向外侧，则护环500的电池组件的排列方向的尺寸L3将大于实施例的护环50的尺寸L1。另外，如比较例的护环500，若将保持部530、540的槽590、590在轴向相同位置并排而配置，则保持部530、540之间的分割部570的壁厚变厚，最终护环500的电池组件的排列方向的尺寸L3将大于实施例的护环50的尺寸L1。其结果，如图14所示，使护环500、500接触而设置时，邻接的电池组件之间的间距L4将变大，从而使电池组大型化。

[其他的实施例]另外，本发明并不限定于所述的实施例。在所述的实施例中，由环状的槽59构成相对于绝缘环30A的突起34的嵌合部，但也可代替环状的槽59，由在与突起34对应的位置且以周方向规定间隔来设置的半球状的孔构成。在所述的实施例中分开使用了具有突起34的绝缘环30A与不具有突起34的绝缘环30B，也可使全部的绝缘环形成为具有突起34的绝缘环30A。该情况下，即可在全部的绝缘环30A的外周安装护环50，也可仅在一部分的绝缘环30A的外周安装护环50。

Claims (5)

1、一种保持构件，安装于串联地连接多个单体电池而形成的筒状的电池组件的轴向中途部的外周上，其特征在于，

以确保相互邻接的多个所述电池组件之间的间隙并使各电池组件的轴向相互平行而排列的方式，连结多个保持所述电池组件的环状的保持部而形成，

具有：多个分割部，其将被连结的多个所述保持部分割成为跨着被保持的多个所述电池组件的形状的多个保持体；结合机构，其结合相互邻接的所述保持部之间的分割部。

2、根据权利要求1所述的保持构件，其特征在于，

所述电池组件在单体电池之间具有绝缘环，所述绝缘环具有包围所述单体电池的外周的筒部，在所述筒部的外周面上设有突起，在所述保持部的内面上设有嵌合部，其与所述绝缘环的所述突起嵌合，并且相互邻接的保持部的所述嵌合部彼此在电池组件的轴向上错位而配置。

3、根据权利要求1或2所述的保持构件，其特征在于，

所述结合机构，由如下构件构成：卡合片，其从由所述分割部分割的一方的所述保持体的轴向端部沿着另一方的所述保持体的外面延伸；卡合接受部，其设于所述另一方的保持体的轴向端部，与所述卡合片卡合。

4、一种电池组，其特征在于，

使权利要求1或2中所述的保持构件的保持部的外周面的形状，以所述外周面彼此相抵接时从其轴向观看电池组件交错地排列的方式形成，且使所述外周面彼此面抵接将多个所述保持构件层叠而设置。

5、一种电池组，其特征在于，

使权利要求3中所述的保持构件的保持部的外周面的形状，以所述外周面彼此相抵接时从其轴向观看电池组件交错地排列的方式形成，且使所述外周面彼此面抵接将多个所述保持构件层叠而设置。

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