CN202503055U

CN202503055U - 高温工作型电池的连接结构

Info

Publication number: CN202503055U
Application number: CN2011205302404U
Authority: CN
Inventors: 白井觉
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2021-12-16

Abstract

一种高温工作型电池的连接结构，具备串联连接端子(4)和并联连接端子。串联连接端子(4)具备：主体部(41)；将该主体部的两端分别向上方弯曲而形成的弯曲部(42)；将该弯曲部的两侧边缘向外侧折回的折回部(43)。由弯曲部(42)和折回部(43)形成俯视呈C字形状的铆接部(45)，其在该C字形状围成的空间内容纳单电池(2)上突出设置的电极端子(21、22)的状态下进行铆接夹紧。并联连接端子具有在单电池(2)的并联方向上延伸的矩形波形状。另外，串联连接端子(6)中的一部分连接端子具备熔丝部，该熔丝部是通过切掉其主体部(41)的一部分使其宽度小于其他部分的部分。

Description

高温工作型电池的连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于连接钠硫电池(以下称为NaS电池)等高温工作型单电池的电极端子的连接结构。

背景技术

在现有技术中，在将这种高温工作型单电池进行模块化的模块化电池中，多个单电池相连接而被容纳于方形箱状的绝热容器内。即，在绝热容器长尺寸方向上邻接的多个单电池通过串联连接端子而串联连接，从而形成组列。另外，在绝热容器的宽度方向上邻接的多个组列通过并联连接端子而并联连接，从而形成电池块。

这些串联连接端子和并联连接端子与突出设置于单电池上的电极端子电连接，单电池的电极端子通常是铝制的，在电极端子的表面形成有成为电阻的氧化膜。因此，电极端子与这些连接端子之间的焊接不可或缺。另外，通常，电极端子与这些连接端子之间的焊接采用钨极惰性气体保护电弧焊(tungsten inert gas arc welding)(TIG焊接)方式。

实用新型内容

实用新型要解决的问题

在这样的方式中，单电池的焊接边缘与串联连接端子、并联连接端子的焊接边缘的对齐很重要，如果两者不对齐就无法实现良好的焊接。如果焊接不好，将会增加电阻。因此，需要以使这些焊接边缘对齐的方式对准位置而固定，该对准位置后的固定可以采用卷绕橡皮圈的方式。但是，在这样的固定方式操作性差，且利用橡胶弹性的固定力可能产生位置偏移。

本实用新型的目的在于提供一种能可靠且操作性良好地实现单电池的电极端子间的电连接的单电池的连接端子和连接结构。

解决问题的手段

为达到上述目的的本实用新型的连接结构，是用于连接多个高温工作型单电池的电极端子间的连接结构，其特征在于，

所述连接结构具备：多个串联连接端子，用于将所述单电池串联连接从而形成组列；并联连接端子，用于将多个所述组列并联连接从而形成电池块。其中，所述串联连接端子具备：主体部，其从串联连接的一个单电池的正极端子向邻接的其他单电池的负极端子延伸；第一弯曲部，其通过将该主体部的两端分别向上方弯曲而形成；第一折回部，其从该第一弯曲部的两侧边缘突出，并使该突出的部分以平行于所述第一弯曲部的方式向外侧折回。而且由所述第一弯曲部和所述第一折回部形成俯视呈C字形状的第一铆接部，其在以该C字形状围成的空间内容纳所述单电池上突出设置的电极端子的状态下进行铆接夹紧，所述第一弯曲部在其上端部具有第一焊接边缘，该第一焊接边缘用于在所述空间内容纳所述单电池的电极端子的状态下与该电极端子的焊接边缘进行对齐。所述并联连接端子具有在所述单电池的并联方向上延伸的矩形波形状。对于各所述组列，使用于形成一个所述组列的多个所述串联连接端子中的一个具备熔丝部，该熔丝部是通过切掉该连接端子的主体部的一部分使其宽度小于其他部分的部分。

所述并联连接端子具备：矩形波形状部，其呈矩形波形状；突出部，其从该矩形波形状部的各矩形的上边部或下边部的大致的中间部向两侧突出而形成；第二弯曲部，其通过将各突出部的顶端向上方弯曲而形成，第二折回部，其从该第二弯曲部的两侧边缘突出并使该突出的部分以平行于所述第二弯曲部的方式向外侧折回。由所述第二弯曲部和所述第二折回部形成俯视呈C字形状的第二铆接部，其在该C字形状围成的空间内容纳所述单电池上突出设置的电极端子的状态下进行铆接夹紧，所述第二弯曲部在其上端部具有第二焊接边缘，该第二焊接边缘用于在所述空间内容纳所述单电池的电极端子的状态下与该电极端子的焊接边缘对齐。

另外，优选地，所述并联连接端子的矩形波形状部以位于水平面内的方式形成为板状。

另外，优选地，在每4-16个串联连接中配置一个具备所述熔丝部的串联连接端子。

所述熔丝部的宽度和形成有该熔丝部的所述串联连接端子的主体部的最大宽度比为1∶8-1∶9。

实用新型效果

若采用本实用新型的连接结构，在单电池的电极端子的焊接边缘和连接端子的焊接边缘对齐的状态下，对单电池的电极端子和连接端子的铆接部进行铆接夹紧。通过这样的夹紧结构，电极端子的焊接边缘和连接端子的焊接边缘容易地且无位置偏差地可靠地被进行对齐和固定。因此产生可靠且操作性良好地实现单电池的电极端子间的电连接的优异效果。

附图说明

图1是具备本实用新型的连接结构的模块电池的俯视图。

图2是将上述连接结构的连接端子与单电池的电极端子接合的分解立体图。

图3是上述连接结构的熔断器的立体图。

图4是上述连接结构的并联连接母线(bus)的部分俯视图。

图5是上述并联连接母线的部分立体图。

图6是表示上述并联连接母线的板状材料的部分俯视图。

附图标记说明

1 绝热容器

2 单电池

3 组列

4 连接端子(串联连接端子)

5 电池块

6 并联连接母线(并联连接端子)

9 熔断器

10 连接结构

21、22 电极端子

41 主体部

42 弯曲部(第一弯曲部)

43 折回部(第一折回部)

44 焊接边缘(第一焊接边缘)

45 铆接部(第一铆接部)

61 矩形波形状部

62 突出部

63 弯曲部(第二弯曲部)

64 折回部(第二折回部)

65 铆接部(第二铆接部)

66 焊接边缘(第二焊接边缘)

90 熔断器部

具体实施方式

关于本实用新型，依据附图对NaS电池的具体化实施方案进行详细说明。如图1所示，模块电池的绝热容器1形成为上面开口的有底箱型，其上面嵌合有未图示的盖体。密集配置的多数单电池2在绝热容器1内以在其长尺寸方向上排成一条线的方式被容纳，在绝热容器1的宽度方向上邻接的单电池2错开半个电池直径而排列。

连接多个单电池2的电极端子间的连接结构10具备：用于串联连接单电池2的多个连接端子(串联连接端子)4；和用于并联连接多个组列3的并联连接母线(并联连接端子)6。组列3以将在绝热容器1内长尺寸方向上邻接的多个单电池2通过连接端子4来连接的方式形成。电池块5以将在绝热容器1的宽度方向上邻接的多个组列3通过并联连接母线6来并联连接的方式形成。此外，在图1中显示的例子为，用8个单电池2构成组列3、用10个组列3形成电池块5，但并不限于这些数目。

正侧的电极16贯通设置于绝热容器1的长尺寸方向的一侧壁上，与位于绝热容器1内一端侧的电池块5的并联连接母线6电连接。负侧的电极17贯通设置于绝热容器1的长尺寸方向的另一侧壁上，与位于绝热容器1内另一端侧的电池块5的并联连接母线6电连接。

如图2所示，连接端子4具备：主体部41，其从串联连接的一个单电池2的正极端子21向邻接的其他单电池2的负极端子22延伸；弯曲部(第一弯曲部)42，其通过将该主体部41的两端分别向上方弯曲而形成；折回部(第一折回部)43，其从弯曲部42的两侧边缘突出，并使该突出的部分以平行于弯曲部42的方式向外侧折回。

并且，由弯曲部42和折回部43形成俯视呈C字形状的铆接部(第一铆接部)45，其在该C字形状围成的空间内容纳单电池2上突出设置的电极端子21、22的状态下进行铆接夹紧。另外，弯曲部42在其上端部具有焊接边缘(第一焊接边缘)44，该焊接边缘44用于在上述空间内容纳单电池2的电极端子21、22的状态下与电极端子21、22的焊接边缘23进行对齐。

如图2所示，在将连接端子4与正极端子21和负极端子22连接之前的状态中，折回部43与弯曲部42之间的对向间隙W大于正极端子21和负极端子22的厚度。另外，使一对弯曲部42的间隔与单电池1的正极端子21和与其邻接的其他单电池2的负极端子22之间的间隔一致。

另外，如图1和图3所示，对于各组列3，用于形成一个组列3的多个连接端子4中的一个具备熔丝部90，该熔丝部90是通过切掉其主体部41的一部分使其宽度小于其他部分的部分。此外，以下将设置有熔丝部90的连接端子简称为熔断器9。优选地，在每4-16个串联连接中配置一个熔断器9。通过以这种范围配置熔断器9，能够可靠地保护模块电池免受内部短路时的过大电流的影响。在本实施方案中，使用7个连接端子而构成了1个组列，在其中的一个连接端子4设置有熔丝部90。考虑熔断电流，优选地，使熔丝部90的宽度和形成有该熔丝部90的连接端子4的主体部41的最大宽度比为1∶8-1∶9。

并联连接母线6具有向单电池2的并联方向延伸的矩形波形状，由具有良好导电性的铝合金所形成。如图4和图5所示，并联连接母线6具备：矩形波形状部61，其呈矩形波形状；突出部62，其从矩形波形状部61的各矩形的上边部61a或下边部61b的大致的中间部向两侧突出而形成；弯曲部(第二弯曲部)63，其通过将各突出部62的顶端向上方弯曲而形成；折回部(第二折回部)64，其从弯曲部63的两侧边缘突出并使该突出部分以平行于弯曲部63的方式向外侧折回。另外，矩形波形状部61以位于水平面内的方式形成为板状。

并且，由弯曲部63和折回部64形成俯视呈C字形状的铆接部(第二铆接部)65，其在该C字形状围成的空间内容纳单电池2上突出设置的电极端子21、22的状态下进行铆接夹紧。另外，弯曲部63在其上端部具备焊接边缘(第二焊接边缘)66，该焊接边缘66用于在上述空间内容纳单电池2的电极端子21、22的状态下与该电极端子21、22 的焊接边缘23对齐。此外，折回部64和弯曲部63之间的对向间隙与折回部43和弯曲部42之间的对向间隙相同。另外，使一对弯曲部63的间隔与单电池1的正极端子21和与其邻接的其他单电池2的负极端子22之间的间隔一致。另外，对于与正侧的电极16最近的并联连接母线6a以及与负侧的电极17最近的并联连接母线6b，在矩形波形状部61两侧的突出部62、弯曲部63以及折回部64中，可以省略其中一侧的突出部62、弯曲部63以及折回部64的至少一部分。并联连接母线6a和并联连接母线6b的其他构成与上述的普通并联连接母线6的构成相同。

如图6所示，用于形成并联连接母线6的铝合金制板状材料80以弯曲部63和折回部64展开的状态而形成。该板状材料80通过挤压成形而形成至所需的形状。并且，将折回部64折回，将弯曲部63弯曲。以这种方式，就能够成形用于简单地嵌入连接电极端子21、22的铆接部65。

在将容纳于内部的电极端子21、22的焊接边缘23与这些铆接部45、65的焊接边缘44、66对齐的状态下，这些连接端子4和并联连接母线6的铆接部45、65与电极端子21、22被进行铆接。并且，在该状态下，通过焊接装置将这些焊接边缘44、66焊接于电极端子21、22的焊接边缘23。通过这样的夹紧结构，对电极端子21、22的焊接边缘23和铆接部45、65的焊接边缘44、66简单地且在不发生位置偏移的情况下可靠地进行对齐和固定。因此产生可靠且操作性良好地实现单电池2的电极端子21、22间的电连接的优异效果。

通过焊接装置进行并联连接母线6的焊接操作时，将用于由焊接产生的热量局部集中于焊接部的一对冷却装置以夹持铆接部65的方式配置。冷却装置是用于在焊接时对焊接部周围进行冷却从而限定熔融范围的装置。在本实用新型中，由于并联连接母线6形成为矩形波形状，因而确保了配置冷却装置的空间。

另外，由于并联连接母线6的矩形波形状部61以位于水平面内的方式形成为板状，因此在矩形波形状部61上方能够确保有充分的空间。因此，能利用该空间配置较大的冷却装置，并能在有效冷却的前提下能够高效率地进行电极端子21、22和并联连接母线6的焊接边缘66之间的焊接。而且，由于能以尽量覆盖焊接处以外部分的方式自由设计冷却装置的形状，因此焊接操作的确定性和可靠性得到提高。

另外，如上所述，在并联连接母线6一体形成有铆接部65，该铆接部65用于嵌入连接单电池2的电极端子8。因此，能省略铆接部65与并联连接母线6的焊接接合，能削减模块电池的组装工时。因此，能降低模块电池的制造成本。

Claims

1.一种连接结构，是用于连接多个高温工作型单电池的电极端子间的连接结构，其特征在于，

所述连接结构具备：

多个串联连接端子，用于将所述单电池串联连接从而形成组列，

并联连接端子，用于将多个所述组列并联连接从而形成电池块，

所述串联连接端子具备：主体部，其从串联连接的一个单电池的正极端子向邻接的其他单电池的负极端子延伸；第一弯曲部，其通过将该主体部的两端分别向上方弯曲而形成；第一折回部，其从该第一弯曲部的两侧边缘突出，并使该突出的部分以平行于所述第一弯曲部的方式向外侧折回，

由所述第一弯曲部和所述第一折回部形成俯视呈C字形状的第一铆接部，其在以该C字形状围成的空间内容纳所述单电池上突出设置的电极端子的状态下进行铆接夹紧，所述第一弯曲部在其上端部具有第一焊接边缘，该第一焊接边缘用于在所述空间内容纳所述单电池的电极端子的状态下与该电极端子的焊接边缘进行对齐，

所述并联连接端子具有在所述单电池的并联方向上延伸的矩形波形状，

对于各所述组列，使用于形成一个所述组列的多个所述串联连接端子中的一个具备熔丝部，该熔丝部是通过切掉该连接端子的主体部的一部分使其宽度小于其他部分的部分。

2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，

所述并联连接端子具备：矩形波形状部，其呈矩形波形状；突出部，其从该矩形波形状部的各矩形的上边部或下边部的大致的中间部向两侧突出而形成；第二弯曲部，其通过将各突出部的顶端向上方弯曲而形成，第二折回部，其从该第二弯曲部的两侧边缘突出并使该突出的部分以平行于所述第二弯曲部的方式向外侧折回，

由所述第二弯曲部和所述第二折回部形成俯视呈C字形状的第二铆接部，其在该C字形状围成的空间内容纳所述单电池上突出设置的电极端子的状态下进行铆接夹紧，所述第二弯曲部在其上端部具有第二焊接边缘，该第二焊接边缘用于在所述空间内容纳所述单电池的电极端子的状态下与该电极端子的焊接边缘对齐。

3.根据权利要求2所述的连接结构，其特征在于，所述并联连接端子的矩形波形状部以位于水平面内的方式形成为板状。

4.根据权利要求3所述的连接结构，其特征在于，在每4-16个串联连接中配置一个具备所述熔丝部的串联连接端子。

5.根据权利要求1-4任一项所述的连接结构，其特征在于，所述熔丝部的宽度和形成有该熔丝部的所述串联连接端子的主体部的最大宽度比为1∶8-1∶9。