DE102010035114A1

DE102010035114A1 - Batterieeinheit und Akkumulatoranordnung mit der Batterieeinheit

Info

Publication number: DE102010035114A1
Application number: DE102010035114A
Authority: DE
Inventors: Hideo Shimizu; Nagaaki Muro; Masahiro Sekino; Hidenori Miyamoto; Mitsuhiro Saito; Kenji Yazawa; Toshinori Uchida
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2011-04-21
Also published as: JP2011076936A; JP6117308B2; JP2016027578A; US20110076521A1; US9444086B2; JP5537111B2; JP2014132585A

Abstract

Entsprechend einer Ausführungsform enthält eine Batterieeinheit eine erste Zelleneinheit, eine zweite Zelleneinheit und eine dritte Zelleneinheit, die jeweils benachbarten ersten Zelleneinheiten angeordnet sind. Jede Zelleneinheit enthält eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen, und die jeweiligen Akkumulatorzellen sind aus einem Hauptkörper mit einer im wesentlichen rechteckigen festen Form und einem Paar erster und zweiter Elektroden unterschiedlicher Polarität gebildet, die jeweils aus dem Ende des Hauptkörpers herausragen. Ein erster Bus-Bar verbindet die ersten Elektroden der ersten Zelleneinheit und die zweiten Elektroden der zweiten Zelleneinheit in einer ersten Linie, und ein zweiter Bus-Bar verbindet die zweiten Elektroden der ersten Zelleneinheit und die ersten Elektroden der dritten Zelleneinheit in einer zweiten Reihe.

Description

Die Anmeldung beruht auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2009-228636 , die am 30. September 2009 eingereicht wurde, und deren gesamter Inhalt hier und durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
GEBIET
Die hier beschriebenen Ausführungsformen betreffen allgemein eine Batterieeinheit mit einer Mehrzahl von Akkumulatorzellen (secndary battery cells) und eine Akkumulatoranordnung, die mit den Batterieeinheiten ausgestattet ist.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren sind Akkumulatoren weitverbreitet als Leistungsquellen für ein elektrisches Fahrzeug, ein elektrisches Hybridfahrzeug und ein batterieunterstütztes Fahrrad oder als Leistungsquellen für elektrische Anordnungen verwendet worden. Beispielsweise wurde, da wiederaufladbare Lithiumionenbatterien oder beispielsweise nichtwässrige Akkumulatoren eine hohe Ausgab- und hohe Energiedichteeingenschaft haben, die wiederaufladbaren Lithiumionenbatterien mit großer Aufmerksamkeit als Energiequellen für das elektrische Fahrzeug betrachtet.
Im allgemeinen ist der Akkumulator als eine Zelle aufgebaut, die mit einem äußeren Behälter ausgestattet ist, der in der Form einer flachen rechteckigen Box aus Aluminium oder ähnlichem gebildet ist, wobei eine Gruppe von Elektroden mit einem Elektrolyt in dem äußeren Behälter aufgenommen ist, wobei die Elektrodenanschlüsse auf der Außenseite des Behälters gebildet sind und mit der Gruppe von Elektroden verbunden sind.
Eine Batterieeinheit, bei der eine Mehrzahl von Zellen Seite an Seite in einem Gehäuse angeordnet und parallel oder in Reihe geschaltet sind, um eine hohe Kapazität und eine hohe Leistungscharakteristik zu erzielen, wird verwendet. Darüber hinaus wird auch eine Akkumulatoranordnung verwendet, in der eine elektrische Schaltung in der Batterieeinheit vorhanden ist. Wie es beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer H7-237457 beschrieben ist, ist das Außengehäuse einer solchen Akkumulatoranordnung durch zwei oder mehrere feste Rahmen, die die Zellen bündeln, halten oder stützen, oder durch ein festes Außengehäuse, das die gesamte Zellengruppe abdeckt, gebildet.
Jedoch, wenn bei der oben beschriebenen Akkumulatoranordnung der Rahmen und das Außengehäuse aus einem festen Metall, wie etwa Stahl gebildet ist, neigt die Akkumulatoranordnung dazu, schwer zu sein. Da darüber hinaus viele Möglichkeiten zur Zentralisierung der Stärke zum Binden der Batterieeinheiten vorhanden sind, steigt die Größe eines Verbindungsabschnitts, und der Zusammenbauprozess wird schwierig. Beispielsweise in einem elektrischen Fahrzeug oder ähnlichem waren, wenn es eine Schadensbegrenzung der Straßen oder eine Verbesserung der am Stück zurücklegbaren Entfernung ging, waren eine Miniaturisierung und eine hochdichte Packung der Akkumulatoranordnung wesentliche Themen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Figuren, die in die Beschreibung aufgenommen sind und einen wesentlichen Teil hiervon bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung, und zusammen mit der vorangehenden allgemeinen Beschreibung und der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen dienen sie zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Akkumulatoranordnung entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Akkumulatoranordnung aus 1 zeigt, wobei sie in einen Käfig bzw. ein Gehäuse, eine obere Abdeckung und einen Anschlusssockel zerlegt ist.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Akkumatoranordnung aus 1 mit abgenommener oberen Abdeckung zeigt.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Akkumulatoranordnung aus 2 durch Auseinandernehmen des Gehäuses und der Zelleneinheiten zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Batteriezelle zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Elektrodenterminalabschnitt der Batteriezelle vergrößert darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die vergrößert einen Elektrodenterminalabschnitt der Batteriezelle zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere eines oberen Gehäuses zeigt, der das Gehäuse bildet.
9 ist eine Querschnittsansicht der Akkumulatoranordnung entlang der Linien A-A aus 3.
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der Akkumulatoranordnung aus 9 vergrößert zeigt.
11 ist eine Querschnittsansicht, die die Akkumulatoranordnung aus 3 entlang der Linie B-B zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die die Akkumulatoranordnung zeigt, bei der Kathodenanschlussabschnitt der Batteriezelle vergrößert ist.
13 ist eine schematische Aufsicht, die die Anordnungen der Zelleneinheiten und von Bus-Bars und einen Verbindungszustand durch die Bus-Bars in der Akkumulatoranordnung zeigt.
14 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Zelleneinheit, das obere Gehäuse und einen gemeinsamen Bus-Bar zeigt.
15 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Bus-Bar-Einheit und die Bus-Bar-Ausstattungsräume in dem oberen Gehäuse zeigt.
16 ist eine Aufsicht, die einen Anoden-Bus-Bar, einen Kathoden-Bus-Bar und einen gemeinsamen Bus-Bar zeigt.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines oberen Abschnitts des oberen Gehäuses, die den Verbindungszustand der Bus-Bars mit einem FPC zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Abschnitt des oberen Gehäuses und einen Thermistor zeigt, der in dem oberen Abschnitt angeordnet ist.
19 ist eine Querschnittsansicht, die die Akkumulatoranordnung zeigt, aufgenommen entlang der Linie D-D aus 18.
20 ist eine Querschnittsansicht, die die Akkumulatoranordnung zeigt, aufgenommen entlang der Linie E-E aus 19.
21 ist perspektivische Explosionsansicht, die ein vorderes Ende und einen Anschlusssockel des Gehäuses zeigt.
22 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Anschlusssockel und einen Ausgabeanschluss zeigt.
23 ist eine Aufsicht, die den Boden des Gehäuses zeigt.
24 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel zeigt, in dem zwei Akkumulatoranordnungen in einer vorgegebenen Position des Gehäuses angeordnet sind.
25 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Akkumulatoranordnung zeigt.
26 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Herstellungsprozess der Akkumulatoranordnung zeigt.
27 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Gehäuse mit den Zelleneinheiten bei dem Herstellungsprozess der Akkumulatoranordnung ausgestattet ist.
28 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Anfügungsprozess des unteren Gehäuses bei dem Herstellungsprozess der Akkumulatoranordnung zeigt.
29 eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die obere Abdeckung in dem Herstellungsprozess der Akkumulatoranordnung entfernt ist.
30 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Anfügungsprozess des oberen Gehäuses bei dem Herstellungsprozess der Akkumulatoranordnung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Batterieeinheit und eine Akkumulatoranordnung mit den Batterieeinheiten entsprechend einer erläuternden Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei ähnliche oder gleiche Bezugszeichen ähnliche oder gleiche Teile durchgehend durch die verschiedenen Ansichten bezeichnen.
Gemäß einer Ausführungsform enthält eine Batterieeinheit eine erste Zelleneinheit, eine zweite Zelleneinheit und eine dritte Zelleneinheit, die benachbart zu der ersten Zelleneinheit angeordnet sind, wobei jede Zelleneinheit eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen enthält, und wobei die Akkumulatorzellen aus einem Hauptkörper mit einer im Wesentlichen rechteckigen festen Form und einem Paar erster und zweiter Elektroden unterschiedlicher Polariät gebildet sind, die jeweils aus einem Ende des Hauptkörpers herausragen, wobei ein erster Bus-Bar die ersten Elektroden der ersten Zelleneinheit und die zweiten Elektroden der zweiten Zelleneinheit in einer ersten Reihe verbindet, und wobei ein zweiter Bus-Bar die zweiten Elektroden der ersten Zelleneinheit und die ersten Elektroden der dritten Zelleneinheit in einer Reihe verbindet.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform enthält die Akkumulatoranordnung erste und zweite Batterieeinheiten, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei sie jeweils eine erste Zelleneinheit, eine zweite Zelleneinheit und eine dritte Zelleneinheit umfassen, die jeweils benachbart der ersten Zelleneinheit angeordnet sind, wobei jede Zelleneinheit eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen umfasst, und wobei die jeweiligen Akkumulatorzellen aus einem Hauptkörper mit einer im Wesentlichen rechteckigen festen Form und einem Paar erster und zweiter Elektroden von unterschiedlicher Polarität gebildet sind, die jeweils aus dem Ende des Hauptkörpers herausragen, wobei ein erster Bus-Bar die ersten Elektroden der ersten Zelleneinheit und die zweiten Elektroden der zweiten Zelleneinheit in einer ersten Reihe verbindet, und wobei ein zweiter Bus-Bar die zweiten Elektroden der ersten Zelleneinheit und die ersten Elektroden der dritten Zelleneinheit in einer zweiten Reihe verbindet, die parallel zur ersten Reihe angeordnet ist, mit einer Bus-Bar-Einheit zum Verbinden zwischen den ersten Elektroden der Batteriezellen, die die erste Zelleneinheit in der ersten Batterieeinheit bilden, und den zweiten Elektroden der Batteriezellen, die die zweite Zelleneinheit in der zweiten Batterieeinheit bilden und mit einem Gehäuse zum Aufnehmen der ersten und zweiten Batterieeinheiten.
1 ist eine perspektivisches Diagramm, das eine Außenansicht einer Akkumulatoranordnung zeigt und 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Bauweise zum Befestigen eines Bus-Bars der Akkumulatoranordnung zeigt, wobei die obere Abdeckung entfernt ist. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Akkumulatoranordnung zeigt, wie sie in 1 gezeigt ist, wobei die obere Abdeckung und ein FPC entfernt sind. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Akkumulatoranordnung aus 1 zeigt, wobei das Gehäuse und die Zelleneinheit auseinandergenommen sind.
Wie es in den 1 bis 4 gezeigt ist, ist die Akkumulatoranordnung mit einer Mehrzahl von Akkumulatorzellen 12 ausgestaltet, beispielsweise dreißig Zellen in einem rechteckigen kastenförmigen Gehäuse 10, was auf diese Art die Batterieeinheiten bildet. Das Gehäuse 10 enthält drei Gehäusebauteile, d. h. ein rahmenförmiges Mittelgehäuse 14, bei dem die obere und untere Seite offen sind, ein unteres Gehäuse 16, das eine Bodenwand bildet, die in Form einer rechteckigen Tafel ausgeführt ist, und ein oberes Gehäuse 18, das in Form einer rechteckigen Tafel ausgebildet ist, die eine Deckenwand bildet. Das rechteckförmige kastenartige Gehäuse 10 wird durch Verbinden des unteren Gehäuses 16, des Mittelgehäuses 14 und des oberen Gehäuses 18 in dieser Reihenfolge gebildet. Die obere Oberflächenseite des oberen Gehäuses 18 ist mit einer rechteckförmigen tafelartigen oberseitigen Abdeckung 20 versehen. Jedes der Gehäusebauteile und die obere Abdeckung 20 des Gehäuses 10 sind jeweils aus einem isolierenden synthetischen Harz gebildet, beispielsweise aus PPE (Polyphenylether).
Ein Anschlusssockel 22 in Form einer rechteckigen Tafel aus synthetischem Harz ist an einer Seitenwand 10a, die auf einer Endseite in Längsrichtung des Gehäuses 10, beispielsweise an einer Frontendwand, mittels Schrauben angebracht. Ein Anodenausgabeanschluss 24 und ein Kathodenausgabeanschluss 26 der Akkumulatoranordnung und eine Prüftafel 28 zum Überprüfen von Spannung oder Temperatur usw. der Zelle 12 sind mit dem Anschlusssockel 22 verbunden.
Wie es in den 5 bis 7 gezeigt ist, ist jede Zelle 12 aus einer sekundären nichtwässrigen Elektrolytbatterie, wie etwa einer Lithiumionenbatterie, aufgebaut und enthält einen Außenbehälter 30 mit einer flachen und in etwa rechteckigen Form aus Aluminium oder einer Alumniumlegierung und einen Elektrodenteil 31, der in der nichtwässrigen Elektrolytlösung in dem Außenbehälter 30 enthalten ist. Der Außenbehälter 30 enthält einen Hauptkörper 30a, der nach außen an seiner Oberseite geöffnet ist, und mit einem rechteckigen tafelförmigen Deckel 30b, der mit dem Hauptkörper 30a des Außenbehälters 30 verschweißt ist, um so die Öffnung zu bedecken und in einer flüssigkeitsdichten Art zu versiegel. Beispielsweise ist das Elektrodenteil 31 durch spiralförmiges Wickeln einer Anodenplatte und einer Kathodenplatte mit einem dazwischenliegenden Separator und durch Komprimieren der gestapelten Platten in Radialrichtung gebildet. Auf diese Art wird das Elektrodenteil 31 in einer rechteckigen flachen Form ausgebildet.
Der Anodenanschluss 32a und des Kathodenanschluss 32b sind jeweils an beiden Enden des Deckels 30b in Längsrichtung gebildet und stehen von den Deckeln 30b hervor. Der Anodenanschluss 32a und der Kathodenanschluss 32b sind mit der Anode und der Kathode des Elektrodenteils 31 verbunden. Ein Elektrodenanschluss, beispielsweise der Anodenanschluss 32a, ist elektrisch mit dem Deckel 30b verbunden, wodurch das Potential des Anodenanschluss 32a das gleiche wie das des Außenbehälters 30 ist. Der Kathodenanschluss 32b durchdringt und erstreckt sich über den Deckel 30b. Ein Dichtungsring 34, beispielsweise ein Dichtungsring aus einem isolierenden Material, wie etwa synthetischem Harz und Glas, ist zwischen dem Kathodenanschluss und dem Deckel 30b ausgebildet. Der Dichtungsring 34 versiegelt nicht nur den Kathodenanschluss 32b in flüssigkeitsdichter Art, sondern isoliert auch elektrisch zwischen dem Kathodenanschluss 32b und dem Außenbehälter 30 und verhindert einen Kurzschluss zwischen diesen. Darüber hinaus erstreckt sich der Dichtungsring 34 nach außen über den gesamten Umfang des Kathodenanschlusses 32b an der oberen Oberflächenseite des Deckels 30b.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist ein rechteckiges Sicherheitsventil 36 beispielsweise an einem zentralen Abschnitt des Deckels 30b ausgebildet. Das Sicherheitsventil 36 ist in dem Teil des Deckels 30 aus einem dünnwandigen Abschnitt gebildet, dessen Dicke um etwa die Hälfte verdünnt ist, und Einkerbungen sind an der oberen Oberfläche des mittleren Teils des verdünnten Wandabschnitts gebildet. Wenn Gas in dem Außenbehälter 30 durch einen außerordentlichen Modus der Zelle 12 entsteht und der Druck in dem Außenbehälter 30 über einen vorgegebenen Druck ansteigt, öffnet sich das Sicherheitsventil 36. Dementsprechend wird der innere Druck verringert und ein Aufplatzen des Außenbehälters 30 wird vermieden.
Um den Hauptkörper 30a des Behälters 30 ist mit Ausnahme des oberen und unteren Endabschnitts des Behälters 30 ein Isolierfilm 37 vorgesehen. Der Film 37 verhindert den Kurzschluss zwischen dem Außenbehälter 30 und anderen Zellen 12, oder den Kurzschluss zwischen dem Außenbehälter 30 und anderen Bauteilen, während eine Ausdehnung des Außenbehälters 30 geregelt wird.
Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Zelle 12 gebildet, indem zwei oder mehrere Zellen 12, beispielsweise drei parallele Zellen, gruppiert werden, wodurch eine Zelleneinheit C gebildet wird. Dann werden zehn Zelleneinheiten C in Reihe geschaltet. Die Anordnung der Zellen 12 und die elektrische Verbindungsstruktur werden im Detail später beschrieben.
Wie es in 4 gezeigt ist, sind dreißig Eingriffsschlitze 38 an der Innenseite des unteren Gehäuses 16 entsprechend der Anzahl der Zellen 12 ausgebildet. Jeder Eingriffsschlitz 38 ist in einer länglichen und schlanken rechteckigen Form entsprechend der Querschnittsform des Außenbehälters 30 der Zelle 12 gebildet und erstreckt sich in Breitenrichtung des unteren Gehäuses 16. Die Eingriffsschlitze 38 sind in zwei Reihen in der Längsrichtung des unteren Gehäuses 16 so angeordnet, dass zwei Reihen von Eingriffsschlitzen 38 voneinander mit einem vorgegebenen Abstand getrennt sind. Eine mittlere Rippe 39 ist zwischen den beiden Reihen ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Länge des unteren Gehäuses 16 in Längsrichtung.
In dem mittleren Gehäuse 14 sind vier Unterteilungswände 50 einstückig ausgebildet. Die Unterteilungswände 50 erstrecken sich über die gesamte Länge der Breitenrichtung des mittleren Gehäuses 14 und sind jeweils mit regelmäßigem Abstand in Längsrichtung des Mittelgehäuses 14 angeordnet. Das Innere des Mittelgehäuses 14 ist in fünf Räume durch die Unterteilungswände 50 unterteilt. Darüber hinaus sind Haltepfosten 52, die sich in Höhenrichtung des Mittelgehäuses 14 erstrecken, an einem Mittelabschnitt der jeweiligen Unterteilungswände 50 und beider Endwände in Längsrichtung des Mittelgehäuses 14 ausgebildet. Jeder der Räume innerhalb des Mittelgehäuses 14 ist in zwei Gruppen von Aufnahmeräumen 53 durch die Haltepfosten 52 unterteilt. Dadurch sind in dem Mittelgehäuse 14 zehn Aufnahmeräume 53 entlang der zwei Reihen ausgebildet, wobei eine Zelleneinheit C in den jeweiligen Aufnahmeräumen aufgenommen wird.
Wie es in 3 und 4 gezeigt ist, sind eine Mehrzahl von Entlüftungen (vents) 51 in den Seitenwänden 14a und 14b ausgebildet, die sich in Längsrichtung des äußeren Gehäuses 14 jeweils erstrecken. Beispielsweise sind vier Entlüftungen 51 entsprechend einem Aufnahmeraum 53 ausgebildet, und stehen jeweils mit dem Aufnahmeraum 53 in Verbindung. Kühlluft kann in das Gehäuse 10 durch die Entlüftungen 51 ventiliert werden.
Eine Mehrzahl von Rippen 55, die sich in Höhenrichtung in den Seitenwänden 14a und 14b des mittleren Gehäuses 14 erstrecken, sind jeweils einstückig ausgebildet. Die Stützrippen 55 sind an beiden Enden der Seitenwände 14a und 14b in Längsrichtung ausgebildet und an entgegengesetzten Positionen zu jeweiligen Unterteilungswänden 50 der Seitenwände 14a und 14b. Ein konkaver Positionierungsabschnitt 58, der sich in Höhenrichtung des Mittelgehäuses 14 erstreckt, ist in den Stützrippen 55 ausgebildet. Wenn die Akkumulatoranordnung in einer gewünschten Anstellposition zusammengebaut wird, kann das Gehäuse 10 durch Eingriff einer Kupplung mit einem konvexen Positionierungsabschnitt, der auf der Installationsseite vorgesehen ist, in den konkaven Positionierungsabschnitt 58 des Gehäuses 10 positioniert werden.
Wie es in 8 gezeigt ist, sind dreißig Eingriffsschlitze 54 an der Innenseite des oberen Gehäuses 18 entsprechend der Anzahl der Zellen 12 ausgebildet. Jeder Eingriffsschlitz 54 ist in einer langen und schlanken rechteckigen Form entsprechend der Querschnittsform des Außengehäuses 10 der Zelle 12 gebildet, und erstreckt sich entlang der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Die Mehrzahl von Eingriffsschlitzen 54 sind zwei Reihen in der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 ausgebildet, um so zwei Reihen von Eingriffsschlitzen 54 zu bilden, die voneinander mit einem vorgegebenen Abstand positioniert sind. Die Mittelrippe 59 ist zwischen den beiden Reihen ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Länge des oberen Gehäuses 18 in Längsrichtung.
In dem oberen Gehäuse 18 sind Öffnungen 56a und 56b mit einer rechteckigen Form entsprechend dem Anodenanschluss 32a und dem Kathodenanschluss 32b der Zelle 12 in dem Boden jedes Eingriffsschlitzes 54 ausgebildet, und Austrittsöffnungen 57, die den Sicherheitsventilen der jeweiligen Zellen 12 gegenüberliegen, sind in dem Boden ausgebildet. Die Öffnungen 56a und 56b sind an beiden Seiten der Eingriffsschlitze 54 ausgebildet, und die Austrittsöffnung 57 ist in der Mitte zwischen den Öffnungen 56a und 56b gebildet. Bei der Ausführungsform ist der Anodenanschluss 32a der Zelle 12 länger als der Kathodenanschluss 32b ausgebildet. Entsprechend der Größe des Anschlusses ist auch die Öffnung 56a des zugehörigen Anodenanschlusses 32a größer ausgebildet als die Öffnung 56b des zugehörigen Kathodenanschlusses 32b.
Das untere Gehäuse 16 wird an einer unteren Oberflächenseite des mittleren Gehäuses 14 verschraubt und befestigt, und stellt die Bodenwand des Gehäuses 10 dar. Das obere Gehäuse 18 wird an der oberen Außenseite des mittleren Gehäuses 14 verschraubt und befestigt und bildet eine Deckenwand des Gehäuses 10. Das mittlere Gehäuse 14 ist zwischen dem unteren Gehäuse 16 und dem oberen Gehäuse 18, die einander gegenüberliegen, angebracht.
Wie es in den 4, 9 und 11 gezeigt ist, sind die Zellen durch jeweilige Zelleneinheiten C in den Aufnahmeräumen 53 des Gehäuses 10 aufgenommen. Der untere Endabschnitt jeder Zelle 12 ist in dem Eingriffsschlitz 38 des unteren Gehäuses 18 durch ein Klebemittel eingepasst und fixiert. Das obere Ende jeder Zelle 12, nämlich das Ende, an dem die Elektrodenanschlüsse angeordnet sind, ist in den Eingriffsschlitz des oberen Gehäuses 18 durch ein Klebemittel eingepasst und fixiert. In der Reihenrichtung ist die Unterteilungswand 50 des Mittelgehäuses 16 zwischen den benachbarten Zellen C zwischengeordnet, wodurch ein Kurzschluss zwischen den Zelleneinheiten C verhindert werden kann. Darüber hinaus ist die mittlere Rippe 39 des unteren Gehäuses 14, die mittlere Rippe 59 des oberen Gehäuses 18 und der Haltepfosten 52 des mittleren Gehäuses 14 zwischen benachbarten Zelleneinheiten C zwischengeordnet, die in einer Säulenrichtung angeordnet sind. Dementsprechend kann ein Kurzschluss zwischen den Zelleneinheiten C verhindert werden.
Somit, wenn jede Zelle in die Eingriffsschlitze 38 und 54 eingesetzt ist, und die Position zwischen den Zellen entschieden ist, sind die benachbarten Zellen parallel zueinander. Das heißt, die jeweiligen Hauptoberflächen des Außenbehälters 30, nämlich die große Oberfläche des Außenbehälters 30, sind so angeordnet, dass sie parallel mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind. Die benachbarten Zelleneinheiten C sind ebenfalls so angeordnet, dass sie parallel mit einem vorgegebenen Zwischenabstand angeordnet sind, und zwei oder mehr Zelleneinheiten C sind parallel angeordnet, wobei sie einen solchen Zwischenabstand haben, dass sie in zwei Reihen bzw. Linien parallel angeordnet sind.
Bei den in Reihenrichtung angeordneten Zellen ist der Abstand zwischen den benachbarten Zellen 12 der Entlüftung 51 gegenüber, die in den Seitenwänden 14a und 14b des Mittelgehäuses 14 jeweils ausgebildet ist. Dadurch sind die Entlüftungen 51, die in der Seitenwand 14a ausgebildet sind, der Zwischenabstand zwischen den benachbarten Zellen und die Entlüftung 51, die in der Seitenwand 14b ausgebildet ist, in einer Reihe angeordnet. Frische Luft oder Kühlluft fließt in das Außengehäuse 14 von einer Ventilationsöffnung durch den Abstand zwischen den benachbarten Zellen. Nachdem die Luft die Zellen gekühlt hat, wird die Luft durch die Entlüftung 51 auf der anderen Seite abgegeben.
Der Anodenanschluss 32a und der Kathodenanschluss 32b der Zelle 12 ragen in die Öffnungen 56a bzw. 56b hinein und stehen über die obere Oberflächenseite des oberen Gehäuses 18 hervor. Das Sicherheitsventil 36 der Zelle 12 liegt gegenüber der Austrittsöffnung 57 des oberen Gehäuses 18. Wie es in 2 gezeigt ist, wird der Dichtungsring 34, der über den gesamten Umfang des Kathodenanschlusses 32b jeder Zelle 12 freiliegt, in die innere Oberfläche des oberen Gehäuses hineingezwungen, um so dort festzustecken, und so eingeführt zu sein, dass der Dichtungsring 34 zwischen der inneren Oberfläche des oberen Gehäuses 18 und dem Deckel 30b der Zelle 12 komprimiert wird. Wassertropfen und Schmutz können so mittels des Dichtungsrings 34 daran gehindert werden, in das Gehäuse 10 durch die Öffnung 56 hineinzugelangen, und der Kurzschluss zwischen dem Kathodenanschluss 32b und dem Außenbehälter 30 durch Wassertropfen oder Verschmutzung kann gleichzeitig sicher verhindert werden.
Wie es in den 4, 9, 10 und 13 gezeigt ist, sind bei einer Zelleneinheit C die drei Zellen 12 so angeordnet, dass sich die jeweiligen Hauptoberflächen mit einem vorgegebenen Zwischenabstand gegenüberliegen, und die Elektrodenanschlüsse sind in der gleichen Richtung zueinander angeordnet. Darüber hinaus sind bei einer Zelleneinheit C die drei Zellen 12 so angeordnet, dass die jeweiligen Anodenanschlüsse 32a in einer Reihe angeordnet sind, und die jeweiligen Kathodenanschlüsse 32b können in einer anderen Reihe angeordnet sein. Zehn Zelleneinheiten C sind in je fünf Zelleneinheiten C alle zwei Reihen angeordnet. In jeder Reihe sind die Anschlüsse so angeordnet, dass die jeweiligen Anodenanschlüsse 32a und die jeweiligen Kathodenanschlüsse 32b der benachbarten Zelleneinheiten C in einer Reihe mit Umkehrungen angeordnet sind. Die Zelleneinheiten C einer jeden Reihe sind mit Bus-Bars, die später erwähnt werden, verbunden und bilden somit eine Batterieeinheit.
Eine Mehrzahl von Bus-Bars sind auf der oberen Oberflächenseite des oberen Gehäuses 18 angeordnet, und die Zellen 12 in jeder Zelleneinheit C sind parallel durch Bus-Bars verbunden. Darüber hinaus sind eine Mehrzahl der Zelleneinheiten C in Reihe geschaltet. Wie es in den 3, 9, 10, 11, 13 und 14 detailliert gezeigt ist, ist die obere Oberfläche des oberen Gehäuses 18 mit einer Stufe nach unten ausgebildet, und die Randwand 18a ist entlang des Umfangs der oberen Oberfläche ausgebildet. In der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 ist eine mittlere Rippe 61 in der Mitte in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18 ausgebildet und erstreckt sich von einem Ende bis in die Nähe des anderen Endes entlang der Längsrichtung. Auf der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 ist ein Paar Unterteilungswände 60a und 60b jeweils zu beiden Seiten der mittleren Rippe 61 ausgebildet. Das Paar der Unterteilungswände 60a ist auf den beiden Seiten jeder Austrittsöffnung 57 ausgebildet, die in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet ist, und erstreckt sich parallel zueinander der Längsrichtung von einem Ende zu dem anderen Ende des oberen Gehäuses 18. In ähnlicher Weise ist das Paar Unterteilungswände 60b zu beiden Seiten der Austrittsöffnung 57 ausgebildet, die in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet ist, und erstreckt sich parallel zueinander in Längsrichtung von einem Ende zu dem anderen Ende des oberen Gehäuses 18. Die mittlere Rippe 59, die Unterteilungswände 60a und 60b und die Randwand 18a sind mit etwa der gleichen Höhe ausgebildet.
Zwei Unterteilungswände 62 sind so ausgebildet, dass sie sich zwischen der Randwand 18a und den Wänden 60a der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 erstrecken. Die Unterteilungswand 62 ist mit etwa der gleichen Höhe wie die Randwand 18a und die Unterteilungswand 60a ausgebildet. Drei Bus-Bar-Ausstattungsräume 64a, 64b und 64c sind in einer Reihe in Längsrichtung auf dem oberen Gehäuse, umgeben durch die Randwand 18a, die Unterteilungswand 60a und die Unterteilungswand 62 ausgebildet. In dem Gehäuse 10 sind Ausgabeanschlüsse 24 und 26 an der vorderen Endwand 10a ausgebildet. Die Bus-Bar-Ausstattungsräume 64a, 64b und 64c sind in einer Reihe an der Seite der vorderen Endwand 10a zu der Seite der hinteren Endwand 10b, gegenüber der Seite der vorderen Endwand 10a, in dieser Reihenfolge ausgebildet.
Der Bus-Bar-Ausstattungsraum 64a, der auf der Seite der vorderen Endwand 10a angeordnet ist, enthält drei Öffnungen 56a für die Anodenanschlüsse 32a, die so angeordnet sind, dass sie einen festen Zwischenabstand entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 beibehalten. In dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 64a sind zwei Trage- oder Stützrippen 66 hervorstehend gegenüber der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 vorhanden. Jede Stützrippe 66 ist zwischen den benachbarten Öffnungen 56a ausgebildet und erstreckt sich in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Jede Stützrippe 66 ist in einer Höhe ausgebildet, die niedriger als die der Unterteilungswand 62 ist.
Sowohl in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 64b, der in der Mitte angeordnet ist, als auch in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 64c, der auf der Seite der rückseitigen Endwand 10b ist, sind von der Seite der vorderen Endwand 10a entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 mit einem vorgegebenen Zwischenabstand drei Öffnungen 56b für die Kathodenanschlüsse 32b und drei Öffnungen 56a für die Anodenanschlüsse 32a ausgebildet. In jedem der Bus-Bar-Ausstattungräume 64b und 64c ist eine Mehrzahl von Stützrippen 66 hervorstehend gegenüber der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 vorhanden. Die Stützrippe 66 ist zwischen benachbarten Öffnungen 56a und 56b jeweils ausgebildet, und erstreckt sich in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Jede Stützrippe 66 ist einer Höhe ausgebildet, die niedriger als jene der Unterteilungswand 62 ist.
Zwei Unterteilungswände 62 sind so ausgebildet, dass sie zwischen der Unterteilungswand 60a und der mittleren Rippe 61 der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 verlaufen. Die Unterteilungswand 62 ist mit etwa der gleichen Höhe wie die mittlere Rippe 61 und die Unterteilungswand 60a ausgebildet. Zwei Bus-Bar-Ausstattungsräume 68a und 68b sind in einer Reihe entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses ausgebildet, wobei sie von der Unterteilungswand 60a, der mittleren Rippe 61 und der Unterteilungswand 62 umgeben werden. Darüber hinaus ist ein Bus-Bar-Ausstattungsraum 70, der sich in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18 erstreckt, durch die Unterteilungswände 60a und 60b, die Randwand 18a und die Unterteilungswand 62 gebildet. Die Bus-Bar-Ausstattungsräume 68a, 68b und 70 sind in einer Reihe in dieser Reihenfolge von der Seite der vorderen Endwand 10a ausgebildet.
Sowohl bei dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 68a, der auf der Seite der vorderen Endwand 10a ausgebildet ist, als auch dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 68b, in der Mitte, sind drei Öffnungen 56b für den Kathodenanschluss 32b, drei Öffnungen 56a für den Anodenanschluss 32a von der Seite der vorderen Endwand 10a entlang der Längsrichtung auf dem oberen Gehäuse 18 in einem vorgegebenen Abstand angeordnet. Bei jedem der Bus-Bar-Ausstattungsräume 68a und 68b sind fünf Stützrippen 66 ausgebildet, die von der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 hervorstehen. Die Stützrippen 66 sind zwischen benachbarten Öffnungen 56a bzw. 56b ausgebildet, und erstrecken sich in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Jede Stützrippe 66 ist mit einer Höhe niedriger als jener der Unterteilungswand 62 ausgebildet.
Zwei Unterteilungswände 62 sind ausgebildet, wobei sie sich zwischen der Unterteilungswand 60b und der mittleren Rippe 61 der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 erstrecken. Die Unterteilungswand 62 ist mit etwa der gleichen Höhe wie die Randwand 18a und die Unterteilungswand 60b ausgebildet. Zwei Bus-Bar-Ausstattungsräume 72a und 72b sind in einer Reihe in der Längsrichtung des oberen Gehäuses, umgeben von der Unterteilungswand 60b, der mittleren Rippe 61 und der Unterteilungswand 62 ausgebildet. Darüber hinaus ist ein Bus-Bar-Ausstattungsraum 70, der sich in Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18 erstreckt, durch die Unterteilungswände 60a und 60b, die Randwand 18a und die Unterteilungswand 62 gebildet. Die Bus-Bar-Ausstattungsräume 72a, 72b und 70 sind in einer Reihe in dieser Reihenfolge von der Seite der vorderen Endwand 10a ausgebildet, wie es vorhergehend erwähnt wurde.
Sowohl bei dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 72a, der auf der Seite der vorderen Endwand 10a ausgebildet ist, als auch bei dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 72b in der Mitte, sind drei Öffnungen 56a für den Anodenanschluss 32a, drei Öffnungen 56b für den Kathodenanschluss 32b von der Seite der vorderen Endwand 10a aus entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 mit einem vorgegebenen Abstand ausgebildet. Bei jedem der Bus-Bar-Ausstattungsräume 72a und 72b sind fünf Stützrippen 66 ausgebildet, die von der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 hervorstehen. Die Stützrippen 66 sind zwischen benachbarten Öffnungen 56a bzw. 56b gebildet und erstrecken sich in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Jede Stützrippe 66 ist mit einer Höhe niedriger als jener der Unterteilungswand 62 ausgebildet.
Wie es in der 3 und 15 gezeigt ist, sind drei Öffnungen 56a für die Anodenanschlüsse 32a und drei Öffnungen 56b für die Kathodenanschlüsse 32b in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 70 ausgebildet. Drei Öffnungen 56a für die Anodenanschlüsse 32a sind mit einem vorgegebenen Zwischenabstand entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 in einer Reihe ausgebildet und auch in einer Reihe mit den Öffnungen 56b des Bus-Bar-Ausstattungsraums 72b angeordnet. Drei Öffnungen 56b für die Kathodenanschlüsse 32b sind in einer Reihe mit einem vorgegebenen Zwischenabstand entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 ausgebildet und auch in einer Reihe mit den Öffnungen 56a des Bus-Bar-Ausstattungsraums 68b angeordnet.
Eine Stützrippe 67 steht von der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 70 hervor. Die Stützrippe 67 ist zwischen den benachbarten Öffnungen 56a und 56b gebildet und erstreckt sich in Längsrichtung des oberen Gehäuses 18. Die Stützrippe 67 ist mit einer Höhe niedriger als jener der Randwand 18a und der Unterteilungswand 62 ausgebildet.
Wie es in den 3, 9, 10, 11 und 13 gezeigt ist, sind zwei Unterteilungswände 62, die sich jeweils zwischen der Randwand 18a und den Unterteilungswänden 60b erstrecken, an der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 ausgebildet. Die Unterteilungswand 62 ist mit etwa der gleichen Höhe wie die Randwand 18a und die Unterteilungswand 60b gebildet. Drei Bus-Bar-Ausstattungsräume 74a, 74b und 74c sind in einer Reihe in der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18, umgeben von den Randwänden 18a, der Unterteilungswand 60b und der Unterteilungswand 62 ausgebildet. Die Bus-Bar-Ausstattungsräume 74a, 74b und 74c sind jeweils in einer Reihe in dieser Reihenfolge von der Seite der vorderen Endwand 10a angeordnet.
Bei dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 74a, der auf der Seite der vorderen Endwand 10a angeordnet ist, sind drei Öffnungen 56b für die Kathodenanschlüsse 32b mit einem vorgegebenen Abstand entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 angeordnet. In dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 74a stehen zwei Stützrippen 66 von der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 hervor. Jede Stützrippe 66 ist zwischen benachbarten Öffnungen 56b ausgebildet und erstreckt sich in Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Jede Stützrippe 66 ist auch mit einer Höhe niedriger als jener der Unterteilungswand 62 ausgebildet.
Sowohl ein Bus-Bar-Ausstattungsraum 74b in der Mitte als auch ein Bus-Bar-Ausstattungsraum 74c auf der Seite der Rückendwand 10b haben drei Öffnungen 56a für die Anodenanschlüsse 32a und drei Öffnungen 56b für die Kathodenanschlüsse 32b entlang der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 mit einem vorgegebenen Zwischenabstand von der vorderen Endwand 10a aus in einer Reihe angeordnet. In jedem der Bus-Bar-Ausstattungsräume 74b und 74c sind fünf Stützrippen 66 ausgebildet, die von der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 hervorstehen. Die Stützrippen 66 sind zwischen den benachbarten Öffnungen 56a bzw. 56b ausgebildet und erstrecken sich in Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18. Jede Stützrippe 66 ist mit einer Höhe ausgebildet, die niedriger als jene der Unterteilungswand 62 ist.
Wie es in den 2, 3 und 13 gezeigt ist, sind die Bus-Bars in den jeweiligen Bus-Bar-Ausstattungsräumen, die in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet sind, wie vorangehend erwähnt vorgesehen und mit den Elektrodenanschlüssen der Zellen 12 verbunden. Bei der Ausführungsform werden vier Arten von Bus-Bars als Verbindungsmetallelemente verwendet. Wie es nämlich in den 2, 3, 13, 14 und 16 gezeigt ist, ist der erste ein Anoden-Bus-Bar 76, der einen anodenseitigen Ausgabeanschluss 76b an dem Ende hat, während er drei Anodenanschlüsse 32a der drei Zellen 12 verbindet. Der zweite ist der Kathoden-Bus-Bar 77, der einen kathodenseitigen Ausgabeanschluss 77b hat, während er drei Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 verbindet. Der dritte sind acht gemeinsame Bus-Bars 78, um die Elektrodenanschlüsse der jeweils sechs Zellen 12 zu verbinden. Der vierte ist eine Bus-Bar-Einheit 80, die die drei Bus-Bars verbindet. Die Bus-Bars 76, 77 und 78 und die Bus-Bar-Einheit 80 sind durch Biegen von Metallplatten gebildet, die aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Aluminium, hergestellt sind.
Der Anoden-Bus-Bar 76 mit einer langen und dünnen rechteckigen Form hat drei Anodenöffnungen 82a, in die jeweilige Anodenanschlüsse 32a der Zellen 12 passend zu den jeweiligen Anodenöffnungen 32a hineinpassen. Die drei Anodenöffnungen 32a sind mit einem vorgegebenen Zwischenabstand entlang der Längsrichtung des Anoden-Bus-Bars 76 angeordnet. Bei dem Anoden-Bus-Bar 76 ist der Abschnitt, der zwischen den benachbarten Anodenöffnungen 82a angeordnet ist, in Form des Buchstabens U gebogen, und bildet einen gebogenen Abschnitt 84, durch den eine elastische Verformung in Längsrichtung des Anoden-Bus-Bars möglich ist. Ein Spalt, der sich in Längsrichtung des Anoden-Bus-Bars 76 erstreckt, ist in jedem gebogenen Abschnitt 84 ausgebildet. Durch die elastische Deformation des gebogenen Abschnitts 84 kann der Anoden-Bus-Bar 76 entlang der Längsrichtung verschoben werden. Daher kann der Anoden-Bus-Bar 76 Herstellungsfehler in dieser Richtung und einen Kombinationsfehler usw. in gewissem Ausmaß aufnehmen.
Wie es in 16A gezeigt ist, ist eine Endkante 76a des Anoden-Bus-Bars 76 in der Längsrichtung in einer Form beispielsweise eines Kreises ausgebildet, um anzuzeigen, dass dieses Ende eine Anodenanschlussseite ist. Die andere Endkante der Längsrichtung ist in einer Form eines Hakens gebogen und bildet einen anodenseitigen Ausgabeendanschluss 76b. Der Anoden-Bus-Bar 76 hat ein Verbindungsstück 76c, das von einer Seitenkante hervorsteht.
Wie es in 16B gezeigt ist, ist der Kathoden-Bus-Bar 77 in einer langen und dünnen rechteckigen Form ausgebildet, wobei er drei Kathodenöffnungen 82b hat, in die die jeweiligen Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 der jeweiligen Kathodenöffnungen 32b hineinpassen. Die drei Kathodenöffnungen 82b sind mit einem vorgegebenen Zwischenabstand entlang der Längsrichtung des Kathoden-Bus-Bars 77 angeordnet. Bei dem Kathoden-Bus-Bar 77 ist der Abstand, der zwischen benachbarten Kathodenöffnungen 82b angeordnet ist, in Form des Buchstabens U gebogen und bildet einen gebogenen Abstand 84, durch den eine elastische Deformation in der Längsrichtung des Kathoden-Bus-Bars möglich ist. Ein Spalt, der sich in Längsrichtung des Kathoden-Bus-Bars 77 erstreckt, ist in jedem Biegungsabschnitt 84 ausgebildet. Durch die elastische Deformation der Biegungsabschnitte 84 kann sich der Kathoden-Bus-Bar 77 entlang der Längsrichtung verschieben. Daher kann der Kathoden-Bus-Bar 77 einen Herstellungsfehler in dieser Richtung und einen Kombinationsfehler usw. in gewissem Ausmaß aufnehmen.
Eine Endkante 77a des Kathoden-Bus-Bars 77 in der Längsrichtung ist in einer Form beispielsweise eines Trapez geformt, um zu zeigen, dass dieses Ende eine Kathodenanschlussseite ist. Die andere Endkante der Längsrichtung ist in einer Form eines Hakens gebogen und bildet den kathodenseitigen Ausgabeanschluss 77b. Der Kathoden-Bus-Bar 77 hat ein Verbindungsstück 77c, das von einer Seitenkante hervorsteht.
Wie es in 16C gezeigt ist, ist ein gemeinsamer Bus-Bar 78 in einer langen und dünnen rechteckigen flachen Form ausgebildet und enthält drei Anodenöffnungen 82a mit rechteckiger Form, in die jeweils die Anodenanschlüsse 32a der Zellen 12 eingepasst sind, und drei Kathodenöffnungen 82b mit rechteckiger Form, in die die Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 eingepasst sind. Zusätzlich sind entsprechend dem Anodenanschluss 32a und dem Kathodenanschluss 32b die Anodenöffnungen 82a in einer rechteckigen Form ausgebildet, die etwas größer als die Kathodenöffnungen 82b ist. Die drei Anodenöffnungen 82a und die drei Kathodenöffnungen 82b sind mit einem vorgegebenen Zwischenabstand in einer Reihe entlang der Längsrichtung des gemeinsamen Bus-Bars 78 angeordnet. Die drei Anodenöffnungen 82a sind aufeinanderfolgend in einer Reihe angeordnet, und in ähnlicher Weise sind die drei Kathodenöffnungen 82b ebenfalls aufeinanderfolgend angeordnet.
Wie es in 16C gezeigt ist, wenn eine Mehrzahl von Anodenöffnungen 82a und Kathodenöffnungen 82b mit einem vorgegebenen Zwischenabstand P ausgebildet ist, wird der Fall berücksichtigt, in dem der Zwischenabstand mit einer gemeinsamen Differenz (beispielsweise ±0,1 mm) verschoben ist. Diese Ausführungsform, wenn die Anodenöffnungen 82a und die Kathodenöffnungen 82b ausgebildet werden, sind die Öffnungen verschoben und in einer entgegengesetzten Richtung durch Kehren mit der gemeinsamen Differenz entlang der Längsrichtung des gemeinsamen Bus-Bars ausgebildet. Das heißt, sechs Anoden- und Kathodenöffnungen 82a und 82b sind mit einem unregelmäßigen Abstand ausgebildet. Beispielsweise von einer Kante 78a ist der Abstand zwischen den Öffnungen 82a eingestellt auf P + 0,1, und der folgende Abstand wird eingestellt auf P – 0,1, dann wieder P + 0,1. Das heißt, die Öffnungen sind so ausgebildet, dass der Abstand zwischen benachbarten Öffnungen in Maßstäben der gemeinsamen Differenz entgegengesetzt verschoben ist.
Zusätzlich ist bei der Anordnung des Anoden-Bus-Bars 76 und des Kathoden-Bus-Bars 77 die Anordnung des Zwischenabstands der Anodenöffnung und der Kathodenöffnung verschoben und in entgegengesetzter Richtung abwechselnd durch die gemeinsame Differenz gebildet, wie in dem vorangehenden Fall. Indem die Anodenöffnung 82a und die Kathodenöffnung 82b in dieser Art ausgebildet ist, neigt die gemeinsame Differenz nicht in eine Richtung, und es ist möglich, eine große Positionsverschiebung zwischen den benachbarten Anodenöffnungen und benachbarten Kathodenöffnungen zu vermeiden.
Wie es in den 2, 3, 13, 14 und 16 gezeigt ist, ist bei dem gemeinsamen Bus-Bar 78 ein zwischen benachbarten Öffnungen angeordnetes Teil in Form des Buchstabens U gebogen und bildet einen gebogenen Abschnitt 84, durch den eine elastische Deformation in der Längsrichtung des gemeinsamen Bus-Bars möglich ist. Ein Spalt, der sich in Längsrichtung des gemeinsamen Bus-Bars 78 erstreckt, ist in jedem gebogenen Abschnitt 84 ausgebildet. Durch die elastische Deformation der gebogenen Abschnitte 84 kann der gemeinsame Bus-Bar 78 entlang der Längsrichtung verschoben sein. Deshalb kann der gemeinsame Bus-Bar 78 einen Herstellungsfehler in dieser Richtung und Kombinationsfehler usw. in gewissem Ausmaß aufnehmen.
Bei dem gemeinsamen Bus-Bar 78 ist eine Seite einer Endkante 78a, in der die Anodenöffnung 82a ausgebildet ist, unterschiedlich ausgebildet, gegenüber der Seite der anderen Endkante 78b, in der die Kathodenöffnung 82b ausgebildet ist. Beispielsweise ist eine Endkante 78a auf der Seite der Anodenöffnung 82a kreisförmig, um anzuzeigen, dass die Kante die Anodenseite ist, und die andere Endkante 78b auf der Seite der Kathodenöffnung 82b ist in der Form eines Trapez geformt, um zu zeigen, dass die Kante die Kathodenseite ist. Somit kann die Anodenseite leicht von der Kathodenseite des gemeinsamen Bus-Bars 78 unterschieden werden. Dementsprechend, wenn das obere Gehäuse 18 mit dem gemeinsamen Bus-Bar 78 ausgestattet wird, in dem die Form beider Endkanten unterschiedlich ist, ist es möglich, die Ausrüstung mit dem Bus-Bar in der richtigen Richtung leicht durchzuführen. Der gemeinsame Bus-Bar 78 hat ein Verbindungsstück 78c, das einstückig ausgebildet ist, um von einer Seitenkante hervorzustehen.
Der Anoden-Bus-Bar 76, der Kathoden-Bus-Bar 77 und der gemeinsame Bus-Bar 78, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, sind in den entsprechenden Bus-Bar-Ausstattungsräumen vorgesehen, und die Bus-Bars verbinden die Elektrodenanschlüsse der Zellen 12. Wie es in den 2, 9 und 13 gezeigt ist, ist der Anoden-Bus-Bar 76 in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 64a, angrenzend an den Anodenausgabeanschluss 24 vorgesehen. Der Anoden-Bus-Bar 76 wird so gehalten, dass der Bus-Bar 76 in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 64a in einer vorgegebenen Position angeordnet ist, indem die Öffnungsseite jedes gebogenen Abschnitts 84 an der Stützrippe 66 befestigt ist, die von dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 64a hervorsteht. Dadurch ist die Anodenöffnung 82a des Anoden-Bus-Bar 76 mit den entsprechenden Öffnungen 56a ausgerichtet, die jeweils in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet sind.
Die jeweiligen Anodenanschlüsse 32a der Zellen 12 sind in die drei Anodenöffnungen 82a des Anoden-Bus-Bars 76 eingepasst und mit dem Anoden-Bus-Bar 76 durch Laserschweißen verschweißt. Das Laserschweißen kann durch Elektronenstrahlschweißen oder Widerstandsschweißen ersetzt sein. Somit sind die Anodenanschlüsse 32a der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch durch den Anoden-Bus-Bar 76 verbunden. Das Ausgabeende 76b des Anoden-Bus-Bars 76 ragt auf der Seite der vorderen Endwand 10a des Gehäuses 10 hervor, während es mit dem oberen Abschnitt der Randwand 18a des oberen Gehäuses 18 übereinstimmt.
Der Kathoden-Bus-Bar 77 ist in den Bus-Bar-Ausstattungsraum 74a benachbart dem Kathodenausgabeanschluss 26 aufgenommen. Der Kathoden-Bus-Bar 77 wird so gehalten, dass der Kathoden-Bus-Bar 77 in dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 74a in der vorgegebenen Position positioniert ist, indem die geöffnete Seite jedes gebogenen Abschnitts 84 mit der Stützrippe 66 übereinstimmt, die von dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 74a hervorragt. Dadurch ist die Kathodenöffnung 32b des Kathoden-Bus-Bars 77 mit den entsprechenden Öffnungen 56b jeweils in dem oberen Gehäuse 18 ausgerichtet. Die Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 sind in die drei Kathodenöffnungen 32b des Kathoden-Bus-Bars 77 jeweils eingepasst und mit dem Kathoden-Bus-Bar 77 durch Laserschweißen usw. verschweißt. Dadurch sind die Kathodenanschlüsse 32b der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch durch den Kathoden-Bus-Bar 77 verbunden. Das kathodenseitige Ausgabeende 77b des Kathoden-Bus-Bars 77 steht auf der Seite der vorderen Endwand 10a des Gehäuses 10 frei, während es mit dem oberen Abschnitt der Randwand 18a des oberen Gehäuses 18 zusammenpasst.
Wie es in den 2, 3, 9, 10, 13 und 14 gezeigt ist, sind die acht gemeinsamen Bus-Bars 78 jeweils in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 64b und 64c, die in einer Reihe mit dem Anoden-Bus-Bar 76 angeordnet sind, in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 68a und 68b der nächsten Reihe, in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 72a und 72b der übernächsten Reihe und in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 74b und 74c, die in einer Reihe mit dem Kathoden-Bus-Bar 77 vorgesehen.
Die gemeinsamen Bus-Bars 78, die in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 64b und 64c und in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 68a und 68b der nächsten Reihe angeordnet sind, sind so angeordnet, dass jeweilige Kathodenkantenseiten 78b der Seite der vorderen Endwand 10a des Gehäuses 10 gegenüberliegen. Die gemeinsamen Bus-Bars 78 werden in dem Zustand gehalten, in dem die gemeinsamen Bus-Bars 78 in jedem Bus-Bar-Ausstattungsraum in einer vorgegebenen Position positioniert sind, indem die offene Seite des gebogenen Abschnitts 84 mit der Stützrippe 66 zusammenpasst, die von dem Bus-Bar-Ausstattungsraum hervorspringt. Dadurch sind die Kathodenöffnung 82b und die Anodenöffnung 82a des gemeinsamen Bus-Bars 78 mit den entsprechenden Öffnungen 56b und 56a in dem oberen Gehäuse 18 jeweils ausgerichtet.
Die Kathodenanschlüsse 32b sind mit dem gemeinsamen Bus-Bar 78 verschweißt, während die Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 mit den drei Kathodenöffnungen 82b jeweils des gemeinsamen Bus-Bars 78 verbunden sind. Dadurch sind die Kathodenanschlüsse 32b der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch mit dem gemeinsamen Bus Bar 78 verbunden. Darüber hinaus sind die Anodenanschlüsse 82a mit dem gemeinsamen Bus-Bar 78 verschweißt, während die Anodenanschlüsse 32a der Zellen 12 in die drei Anodenöffnungen 82a des gemeinsamen Bus-Bar 78 jeweils hineinpassen. Dadurch sind die Anodenanschlüsse 32a der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch durch den gemeinsamen Bus-Bar 78 verbunden, der des Weiteren mit dem Kathodenanschluss 32b der Zelle 12 der nächsten Zelleneinheit C verbunden ist.
Die gemeinsamen Bus-Bars 78, die in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen 72a und 72b und in den Bus-Bar Ausstattungsräumen 74b und 74c der nächsten Reihe vorhanden sind, sind angeordnet, so dass die jeweiligen Anodenkantenseiten 78a der Seite der vorderen Endwand 10a des Gehäuses 10 gegenüberliegen. Die gemeinsamen Bus-Bars 78 werden in einem Zustand gehalten, in dem die jeweiligen Bus-Bars in jedem der Bus-Bar-Ausstattungsräume in einer vorgegebenen Position positioniert sind, wobei die offene Seite jedes gebogenen Abschnitts 84 mit der Stützrippe 66 verbunden ist, die von dem Bus-Bar-Ausstattungsraum hervorragt. Dadurch sind die Kathodenöffnungen 82b und die Anodenöffnungen 82a des gemeinsamen Bus-Bars 78 mit den entsprechenden Öffnungen 56b bzw. 56a in dem oberen Gehäuse 18 ausgerichtet.
Die Anodenanschlüsse 32a der Zellen 12 sind mit dem gemeinsamen Bus-Bar 78 verschweißt, während die Anodenanschlüsse 32a jeweils mit den drei Anodenöffnungen 82a des gemeinsamen Bus-Bars 78 verbunden sind. Dadurch sind die Anodenanschlüsse 32a der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch durch den gemeinsamen Bus-Bar 78 verbunden. Darüber hinaus sind die Kathodenanschlüsse 32b mit dem gemeinsamen Bus-Bar 78 verschweißt, während die Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 in die drei Kathodenöffnungen 82b des gemeinsamen Bus-Bars 78 eingepasst sind. Dadurch sind die Kathodenanschlüsse 32b der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch mit dem gemeinsamen Bus-Bar 78 verbunden, der des Weiteren mit dem Anodenanschluss 32a der Zelle 12 der nächsten Zelleneinheit C verbunden ist.
Dementsprechend sind zwei Batterieeinheiten ausgebildet, bei denen jeweilige Batterieeinheiten durch Anordnung einer Mehrzahl von Zelleneinheiten in einer Reihe eng beieinander gebildet sind, und wobei die Zelleneinheiten durch die Bus-Bars verbunden sind. Die Batterieeinheiten sind parallel angeordnet und elektrisch durch die Bus-Bar-Einheit 80 verbunden, die als Verbindungs-Bus-Bar arbeitet.
Wie es in 2, 3, 13 und 15 gezeigt ist, sind Bus-Bar-Einheiten 80 durch Verbinden von drei rechteckigen tafelartigen Bus-Bars 86 gebildet. Jeder Bus-Bar 86 enthält eine Anodenöffnung 82a, die an einem Endabschnitt ausgebildet ist, und eine Kathodenöffnung 82b, die an dem anderen Endabschnitt in Längsrichtung ausgebildet ist. Der Abschnitt zwischen der Anodenöffnung 82a und der Kathodenöffnung 82b ist in Form des Buchstabens U gebogen und bildet einen gebogenen Abschnitt 84. Ein Schlitz, der sich in der Längsrichtung des Bus-Bars 86 erstreckt, ist in dem gebogenen Abschnitt 84 gebildet. Durch elastische Deformation des gebogenen Abschnitts 84 kann der Bus-Bar 86 entlang der Längsrichtung verschoben werden, wobei demzufolge eine Absorption von Herstellungsfehlern und Kombinationsfehlern usw. in der Richtung in gewissem Ausmaß ermöglicht wird.
Die drei Bus-Bars 86 sind mit einer Lücke zwischen benachbarten Bus-Bars in der Breitenrichtung des oberen Gehäuses 18 angeordnet und die jeweiligen gebogenen Abschnitte 84 sind ausgerichtet. Die Anodenöffnung 82a und die Kathodenöffnung 82b sind in zwei Reihen parallel angeordnet. Die benachbarten gebogenen Abschnitte 84 sind durch einen Brückenabschnitt 88 miteinander verbunden. Dadurch sind die drei Bus-Bars 86 verbunden und können als eine Einheit behandelt werden. Darüber hinaus kann der Bus-Bar 86 entlang der Breitenrichtung durch elastische Deformation jedes Brückenabschnitts 88 verschoben werden und kann den Herstellungsfehler und einen Kombinationsfehler usw. in dieser Richtung aufnehmen. Ein Bus-Bar 86, beispielsweise der mittlere Bus-Bar, hat ein Verbindungsstück 86b, das von einer Kante der Anodenseite hervorsteht.
Die Bus-Bas-Einheit 80 ist in einem Ausstattungsraum 70 des oberen Gehäuses 18 vorgesehen. Die Bus-Bar-Einheit 80 ist in dem Zustand gehalten, in dem die jeweiligen Bus-Bars 86 an vorgegebenen Positionen angeordnet sind, durch Befestigen der Öffnungsseite jedes gebogenen Abschnitts 84 durch die Stützrippe 66, die von dem Bus-Bar-Ausstattungsraum 70 hervorsteht. Dadurch sind die Anodenöffnungen 82a und die Kathodenöffnungen 82b der jeweiligen Bus-Bars 86 mit den entsprechenden Öffnungen 56a und 56b in dem oberen Gehäuse 18 ausgerichtet.
Die drei Anodenanschlüsse 32a der Zellen 12 sind mit den Bus-Bars 86 verschweißt, während die drei Anodenanschlüsse 32a mit den drei Anodenöffnungen 82a jeweils der Bus-Bars 86 verbunden sind. Auf diese Art sind die Anodenanschlüsse 32a der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch durch die Bus-Bar-Einheit 80 verbunden. Darüber hinaus sind die Kathodenanschlüsse 32b der Zellen 12 mit den Bus-Bars 86 verschweißt, während die Kathodenanschlüsse 32b in die drei Kathodenöffnungen 82b der jeweiligen Bus-Bars 86 eingepasst sind. Auf diese Art sind die Kathodenanschlüsse 32b der drei Zellen 12 in einer Zelleneinheit C elektrisch durch die Bus-Bar-Einheit 80 verbunden, die darüber hinaus mit dem Anodenanschluss 32a der Zelle 12 der nächsten Zelleneinheit C verbunden ist.
Wie es schematisch in 13 gezeigt ist, sind die drei Zellen 12 jeder Zelleneinheit C parallel durch eine Mehrzahl von Bus-Bars und durch die Bus-Bar-Einheit, die vorangehend erwähnt wurde, verbunden, und dementsprechend sind zehn Zelleneinheiten C in Reihe miteinander geschaltet. Darüber hinaus sind der Anodenausgabeanschluss 24 und der Kathodenausgabeanschluss 26 in der gleichen Wandoberfläche des Gehäuses 10 ausgebildet, nämlich auf der Seite einer vorderen Endwand 10a. Dementsprechend sind die zehn Zelleneinheiten C von dem Anodenausgabeanschluss 24 entlang in Form des Buchstabens U zu dem Kathodenausgabeanschluss 26 geschaltet.
Wie es in 3 und 11 gezeigt ist, ist eine Blockiertafel (blocking board) 90a in der Form eines langen und schlanken Rechtecks auf dem Paar Unterteilungswände 60a befestigt, die in der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 ausgebildet sind, und erstreckt sich über die gesamte Länge in Längsrichtung des oberen Gehäuses 18. Ein Abstand zwischen dem Paar der Unterteilungswände 60a wird durch die Blockiertafel 90a geschlossen. Ein Auslasskanal 92a erstreckt sich über die gesamte Länge der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18. Die Austrittsöffnungen 57, die in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet sind und in einer Reihe angeordnet sind, sind in Verbindung mit dem Auslasskanal 92a. Eine Austrittsöffnungen 94, die mit einem Ende des Auslasskanals 92a in Verbindung stehen, ist beispielsweise an einem Ende der hinteren Endwand in der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 gebildet. Die Austrittsöffnungen 94 werden durch Prüfventile 96 geschlossen, die an der hinteren Endwand des oberen Gehäuses 18 vorgesehen sind.
In ähnlicher Weise ist die Blockiertafel 90b mit einer Form eines langen und dünnen Rechtecks an dem Paar der Unterteilungswände 60b befestigt, das in der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 ausgebildet ist, und erstreckt sich über die gesamte Länge in Längsrichtung des oberen Gehäuses 18. Ein Abstand zwischen dem Paar der Unterteilungswände 60b wird durch die Blockiertafel 90b geschlossen. Ein Auslasskanal 92b erstreckt sich über die gesamte Länge der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18. Die Austrittsöffnungen 57, die in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet sind und die in einer Reihe angeordnet sind, stehen in Verbindung mit dem Auslasskanal 92b. Austrittsöffnungen 94, die mit einem Ende des Auslasskanals 92b in Verbindung stehen, sind beispielsweise an der rückseitigen Endwand der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18 ausgebildet. Die Austrittsöffnungen 94 sind durch Prüfventile geschlossen, die an der hinteren Endwand des oberen Gehäuses 18 vorgesehen sind.
Wenn Gas in den Außenbehälter 30 aufgrund eines außergewöhnlichen Betriebs der Zelle 12 ausgestoßen wird, und der Druck in dem Außenbehälter über einen vorgegebenen Wert ansteigt, öffnet sich das Sicherheitsventil 36 und das Gas wird nach außen über das Sicherheitsventil 36 entlassen. In diesem Fall wird das abgegebene Gas entweder durch den Auslasskanal 92a oder 92b, entsprechend den Öffnungen 57 abgegeben. Wenn der Druck in dem Auslasskanal 92a und 92b durch das Auslassgas ansteigt, öffnet sich das Prüfventil 96 und das Gas in den Auslasskanälen 92a und 92b wird nach außen über die Austrittsöffnungen 94 abgegeben.
Wie es in den 3, 11 und 17 gezeigt ist, sind ein Paar flexibler gedruckter Schaltungen (FPC, flexible printed circuits) 98 zum Messen einer Spannung der Zelle 12 auf der oberen Oberfläche der Blockiertafeln 90a bzw. 90b vorgesehen. Die jeweiligen FPCs 98 sind in einer gürtelartigen Form mit einer Breite im Wesentlichen gleich zu jener der Blockiertafeln 90a und 90b ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Länge der Längsrichtung des oberen Gehäuses 18. Ein Endabschnitt 98a steht von dem vorderen Ende des Gehäuses 10 über die Vorderseite hervor. Jede FPC 98 hat eine Mehrzahl von Verdrahtungen, die sich in Längsrichtung von einem Endabschnitt 98a erstrecken. Der andere Endabschnitt der Verdrahtung erstreckt sich nach außen von der Seitenkante der jeweiligen FPC 98. Beispielsweise sind bei einem FPC 98 drei Verdrahtungen 99a nach außen von einer Seitenkante des jeweils einen FPC 98 herausgeführt, und die zwei Verdrahtungen 99b sind nach außen über die andere Seitenkante des FPC 98 geführt. Bei dem anderen FPC 98 sind drei Verdrahtungen 99a nach außen über eine Seitenkante geführt, während jeweils drei Verdrahtungen 99b nach außen über die andere Seitenkante geführt sind.
Sich nach außen erstreckende Enden der Verdrahtungen 99a und 99b, die von den FPC 98 herausgezogen sind, werden mit entsprechenden Bus-Bars elektrisch und mechanisch verbunden. Wie es in 17 gezeigt ist, sind die sich nach außen erstreckenden Enden der jeweiligen Verdrahtungen 99a und 99b, beispielsweise das sich nach außen erstreckende Ende der Verdrahtung 99b, in einen Zustand verlötet, in dem das sich nach außen erstreckende Ende zwischen das Verbindungsstück 78c des gemeinsamen Bus-Bars 78 und der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 18 befindet. In Bezug auf andere Bus-Bars und Bus-Bar-Einheiten 80 sind die sich nach außen erstreckenden Enden der Verdrahtungen 99a und 99b mit den Verbindungsstücken 76c, 77c und 78c in dem Zustand verlötet, in dem sich die nach außen erstreckenden Enden zwischen die Verbindungsstücke und die obere Oberfläche des oberen Gehäuses 18 jeweils eingeführt sind. Die sich nach außen erstreckenden Abschnitte der jeweiligen Verdrahtungen 99a und 99b sind so ausgebildet, dass die Verdrahtung sich in einem unbelasteten Zustand leicht zwischen dem Verbindungsende, das mit den Verbindungsstücken verbunden ist, und der Seitenkante des FPC 98 erstreckt. Auf diese Art kann die Unterbrechung der Verdrahtung verhindert werden, auch wenn eine mechanische Spannungslast auf den sich nach außen erstreckenden Enden der Verdrahtungen 99a und 99b wirkt.
Wie es in 3 gezeigt ist, sind Verbindungsanschlüsse, die mit den Verdrahtungen 99a und 99b verbunden sind, an dem Endabschnitt 98a von jedem FPC 98 gebildet. Die Verbindungsanschlüsse sind mit einer Batterieprüftafel 28 verbunden, wie es später erläutert wird. Die Batterieprüftafel 28 misst und überprüft die Spannung jeder Zelleneinheit C über die FPC 98. Wie es in 3 und 17 gezeigt ist, sind Widerstände 100 auf einem Halbwegabschnitt der jeweiligen Verdrahtungen 99a und 99b des FPC 98 vorgesehen. Beispielsweise ist ein Widerstand 100 mit mehreren Ohm oder hunderten von Ohm ausgebildet, um so die Überentladung der Zelle 12 zu steuern und um die Batteriprüftafel 28 zu schützen.
Entsprechend der Ausführungsform wird, da jeder Bus-Bar mit der Batterieprüftafel 28 mittels der oben genannten FPC 98 verbunden ist, das Herausführen der Verdrahtungen leichter als in dem Fall, in dem zwei oder mehr Geschirre (harnesses) verwendet werden. Deshalb kann ein vereinfachter Zusammenbauprozess und ein geringer Raumbedarf für die Verdrahtung der Batterieanordnung erhalten werden.
Wie es in den 2 und 18 gezeigt ist, sind zwei Thermistoren 102a und 102b zum Erfassen der Temperatur der Zelle 12 in dem oberen Gehäuse 18 ausgebildet. Jeder der Thermistoren 102a und 102b wird aus zwei Drähten gebildet. Wie es in 2, 8 und 18 bis 20 gezeigt ist, sind Führungsschlitze 104a und 104b innerhalb der Randwand 18a des oberen Gehäuses 18 und des mittleren Gehäuses 14 ausgebildet, um so in den Bus-Bar-Ausstattungsraum hineinzuragen und sich zur Hälfte der Höhe des Mittelgehäuses 14 zu erstrecken. Bei der Ausführungsform ist der Führungsschlitz 104a an einer Position ausgebildet, die in den Bus-Bar-Ausstattungsraum 64b in der Mitte der ersten Reihe der Zelleneinheiten C hineinragt, und der Führungsschlitz 104b ist in einer Position gebildet, die in den Bus-Bar-Ausstattungsraum 74c der Rückendseite der vierten Reihe der Zelleneinheit C in Längsrichtung hereinragt.
Der Erfassungsabschnitt des Thermistors 102a, nämlich der Spitzenabschnitt, wird in den Führungsschlitz 104a von der oberen Oberflächenseite des oberen Gehäuses 18 eingeführt und in das untere Ende des Führungsschlitz 104a gepresst. Auf diese Art wird der Erfassungsabschnitt des Thermistors 102a zwischen der Seitenwand 14b des mittleren Gehäuses 14 und der Zelle 12 gehalten und zu der Seite des Außenbehälters der Zelle 12 gepresst. Der Thermistor 102a wird nach außen auf dem FPC 98 geführt und mit einem Stecker bzw. Verbinder 106 an einem Endabschnitt des FPC 98 verbunden. Der Verbinder 106 ist elektrisch mit der Batterieprüftafel 28 verbunden, die später erwähnt wird. Darüber hinaus ist der Thermistor 102a an einer Mehrzahl von Plätzen des oberen Gehäuses 18 und des FPC 98 befestigt. Der Thermistor 102a erfasst die Temperatur der Zelle 12, die an einer Position in der Batterieanordnung angeordnet ist, in der die Temperatur relativ hoch ist, und gibt die gemessene Temperatur an die Batterieprüftafel 28.
Der Erfassungsabschnitt des anderen Thermistors 102b wird in den Führungsschlitz 104b von der oberen Oberflächenseite des oberen Gehäuses 18 eingeführt und in das untere Ende des Führungsschlitz 104b gepresst. Auf diese Art wird der Erfassungsabschnitt des Thermistors 102b zwischen der Seitenwand 14b des mittleren Gehäuses 14 und der Zelle 12 gehalten und zu der Seite des Außenbehälters der Zelle 12 gepresst. Der Thermistor 102b wird nach außen auf dem FPC 98 geführt und mit einem Stecker bzw. Verbinder 106 an einem Endabschnitt des FPC 98 verbunden. Der Verbinder 106 ist elektrisch mit der Batterieprüftafel 28 verbunden, die später erwähnt wird. Darüber hinaus ist der Thermistor 102b an einer Mehrzahl von Plätzen des oberen Gehäuses 18 und des FPC 98 befestigt. Der Thermistor 102b erfasst die Temperatur der Zelle 12, die an einer Position in der Batterieanordnung angeordnet ist, in der die Temperatur relativ hoch ist, und gibt die gemessene Temperatur an die Batterieprüftafel 28.
Somit sind die Thermistoren 102a und 102b an die entsprechenden Zellen 12 gepresst, nur indem sie in die Führungsschlitze 104a und 104b eingeführt werden, die in dem Gehäuse jeweils ausgebildet sind. Dementsprechend werden die Thermistoren leicht installiert, ohne spezielle Teile zum Befestigen zu verwenden. Darüber hinaus, da die Thermistoren 102a und 102b so angeordnet sind, dass die Seite des Außenbehälters der Zelle 12 mit den Thermistoren in Kontakt steht, kann der Abstand zwischen den Zellen 12 enger gemacht werden, als im Fall, in dem der Thermistor mit der Hauptoberfläche des Außenbehälters der Zelle 12 in Kontakt steht. Auf diese Art kann die Länge der Batterieanordnung verkürzt werden, und es ist möglich, eine Miniaturisierung zu erzielen.
Wie es in den 1, 2, 21 und 22 gezeigt ist, ist der rechteckige tafelartige Anschlusssockel (board-like terminal base) 22 mit der Außenoberflächenseite der vorderen Endwand 10a des Gehäuses 10 verbunden. Die Batterieprüftafel 28 ist mit Schrauben auf der äußeren Oberfläche des Anschlusssockels 22 befestigt. Der Endabschnitt 98a der jeweiligen FPCs 98 und die Thermistoren 102a und 102b sind elektrisch mit der Batterieprüftafel 28 über Verbindungselemente usw. verbunden, die nicht gezeigt sind. Die Batterieprüftafel 28 prüft die Zellentemperatur, die von den Thermistoren 102a und 102b erfasst wird, wobei die Spannung zwischen der Zelleneinheit C über die FPC 98 erfasst und geprüft wird. Darüber hinaus hat die Batterieprüftafel 28 eine Balancesteuerungsschaltung zum Einstellen der Balance der Spannung zwischen den Zellen.
Der Anodenausgabeanschluss 24 und der Kathodenausgabeanschluss 26 sind mit dem Anschlusssockel 22 verbunden. Der Kathodenausgabeanschluss 26 ist durch das Anschlusssockelelement 26a gebildet, das aus einer rostfreien Stahlplatte geformt ist, und ein tafelartiger elektrischer Verbindungsanschluss 26b, der in Stapeln mit dem Anschlusssockelelement 26a ausgebildet ist und aus einem Metall gebildet ist, das eine hohe Leitfähigkeit hat, wie etwa Kupfer.
Ein Gewindebolzen 26c, der als Verbindungselement arbeitet, ist am mittleren unteren Abschnitt des Anschlusssockelelements 26a ausgebildet. Beispielsweise sind drei Schraubenöffnungen in dem Randabschnitt des Anschlusssockelelements 26a ausgebildet, und zwei Schraubenöffnungen 107 sind entlang einem oberen Ende des Anschlusssockelelements 26a gebildet. Der elektrische Verbindungsanschluss 26b hat eine Öffnung 108, in die der Gewindebolzen 26c eingreift, eine Öffnung 109, die am unteren Endabschnitt ausgebildet ist, und zwei Öffnungen 110, die im oberen Endabschnitt ausgebildet sind, entsprechend den Öffnungen 107 des Anschlusssockelelements 26a.
Der elektrische Leitungsanschluss 26b ist in Stapeln mit dem Anschlusssockelelement 26a so angeordnet, dass der Gewindebolzen 26c in die Öffnung 108 eingreift, und ist mit dem Anschlusssockelelement 26a durch eine Schraube verbunden, die in die Öffnung 109 eingreift. Die Öffnungen 110 des elektrischen Verbindungselements 26b sind jeweils mit den Schraubenöffnungen 107 des Anschlusssockelelements 26a ausgerichtet.
Das Anschlusssockelelement 26a, an dem das elektrische Verbindungselement 26b befestigt ist, ist an der Innenseite des Anschlusssockels 22 angeordnet und mit dem Anschlusssockel 22 bei zwei Schrauben verbunden, die von der Außenoberflächenseite des Anschlussockels 22 eingreifen. Dadurch ist das elektrische Leitungselement 26b zwischen dem Anschlusssockelelement 26a und dem Anschlusssockel 22 zwischengepackt (sandwiched). Der Gewindebolzen 26c ragt auf die Außenseite durch eine Öffnung 112 hervor, die in dem Anschlusssockel 22 gebildet ist. In dem elektrischen Leitungselement 26b ist der Abschnitt, der im Umkreis des Gewindebolzens 26c angeordnet ist, nach außen durch die Öffnung 112 freigelegt. Das obere Ende des elektrischen Leitungsanschlusses 26b, einschließlich der Öffnungen 110, ist auch nach außen über eine Öffnung 114 freigelegt, die im oberen Endabschnitt des Anschlusssockels 22 gebildet ist.
Der Anodenausgabeanschluss 24 ist genauso wie der Kathodenausgabeanschluss 26 gebildet. Das heißt, der Anodenausgabeanschluss 24 hat ein Anschlusssockelelement 24a, einen elektrischen Leitungsanschluss 24b, der mit dem Anschlusssockelelement 24a in Stapeln verbunden ist, und das Anschlusssockelelement 24a ist durch Schrauben an der Innenseite des Anschlusssockels 22 befestigt. Ein Gewindebolzen 24c, der als ein Verbindungsabschnitt dient, ragt an die Außenseite über einen Öffnung 116 heraus, die in dem Anschlusssockel 22 gebildet ist. In dem elektrischen Leitungsanschluss 24b ist der Abschnitt, der in dem Umkreis des Gewindebolzens 24c angeordnet ist, nach außen über die Öffnung 116 freigelegt. Der obere Endabschnitt des elektrischen Leitungsanschlusses 24b, einschließlich einer Öffnungen 118, ist ebenfalls nach außen über eine Öffnung 120 freigelegt, die im oberen Endabschnitt des Anschlusssockels 22 gebildet ist.
Der Anschlusssockel 22, an dem der Anodenausgabeanschluss 24 und der Kathodenausgabeanschluss 26 vorgesehen sind, ist an der vorderen Endwand 10a des Gehäuses 10 mittels Schrauben befestigt. Der Anodenausgabeanschluss 24 wird zwischen dem Anschlusssockel 22 und der vorderen Seite des Gehäuses 10 gehalten. Der obere Endabschnitt des Anodenausgabeanschlusses 24 ist zwischen dem anodenseitigen Ausgabeende 76b des Anoden-Bus-Bars 76 und der Vorderseite des Gehäuses 10 eingeführt und überlappt mit dem anodenseitigen Ausgabeende 76b. Das obere Ende des Anodenausgabeanschlusses 24 ist an dem anodenseitigen Ausgabeende 76b mit einem Paar von Schrauben befestigt, die in das Anschlusssockelelement 24a über ein Paar von Öffnungen, die an dem anodenseitigen Ausgabeende 76b des Anoden-Bus-Bars 76 gebildet sind, und die Öffnungen 118 des elektrischen Leitungsanschlusses 24b hinein ragen. Auf diese Art ist der Anodenausgabeanschluss 24 mit dem Anoden-Bus-Bar 76 elektrisch und mechanisch verbunden.
Der obere Endabschnitt des Kathodenausgabeanschlusses 26 wird zwischen dem kathodenseitigen Ausgabeende 77b des Kathoden-Bus-Bars 77 und der vorderen Seite des Gehäuses 10 eingeführt und überlappt mit dem kathodenseitigen Ausgabeende 77b. Das obere Ende des Kathodenausgabeanschlusses 26 ist an dem kathodenseitigen Ausgabeende 77 mit einem Paar von Schrauben befestigt, die in das Anschlusssockelelement 76a über ein Paar von Öffnungen hineinragen, das in dem kathodenseitigen Ausgabeende 77b des Kathoden-Bus-Bars 77 gebildet ist, und durch Öffnungen 110 des elektrischen Leitungsanschlusses 26b. Auf diese Art ist der Kathodenausgabeanschluss 26 mit dem Kathoden-Bus-Bar 77 elektrisch und mechanisch verbunden.
Entsprechend der Ausführungsform, da der Anodenausgabeanschluss 24 und der Kathodenausgabeanschluss 26 mit dem gemeinsamen Anschlusssockel 22 verbunden sind, ist es möglich, die Zusammenbaueffizienz zu steigern. Darüber hinaus sind bei dem Anodenausgabeanschluss 24 und dem Kathodenausgabeanschluss 26 die Anschlusssockelelemente 26a, 24a, die mit dem Anschlusssockel 22 verbunden sind, zwischen dem Bus-Bar und dem elektrischen Leitungsanschluss vorgesehen. Die Gewindebolzen 24c, 26c sind in den Anschlusssockelelementen 26a, 24a zur Verbindung vorgesehen. Dementsprechend, wenn ein Geschirr (harness) zur Ausgabe an die Gewindebolzen vorgesehen wird, oder wenn das Geschirr von den Gewindebolzen entfernt wird, kann die Last, die auf dem elektrischen Leitungsanschluss und den Bus-Bars lastet, verringert werden. Dies macht es möglich, eine Verformung oder Beschädigung der elektrischen Leitungsanschlüsse und der Bus-Bars zu vermeiden.
Wie es in 1 und 2 gezeigt ist, ist eine obere Abdeckung 20 in rechteckiger Form mit einer Größe in etwa gleich der ebenen Form des Gehäuses 10 ausgebildet, um so eine Mehrzahl von Bus-Bar-Ausstattungsräumen des oberen Gehäuses 18 abzudecken. Ein Randabschnitt und ein Mittelabschnitt der oberen Abdeckung 20 sind jeweils mit der Randwand und einer Mittelrippe des oberen Gehäuses 18 durch Schrauben in flüssigkeitsdichter Art verbunden.
23 zeigt eine Seite des Gehäuses 10, das heißt eine Bodenseite 16a des unteren Gehäuses 16. Eine Mehrzahl von Öffnungen 128 zum Einführen von Schrauben sind in beiden Seitenkanten und einem Mittelabschnitt des Bodens 16a entlang der Längsrichtung ausgebildet. Darüber hinaus sind mehrere Rippen 130 auf dem Boden 16a in Gitterform ausgebildet. Die Rippen 130 sind mit der gleichen Höhe ausgebildet. Die Rippen 130 sind so ausgebildet, dass das untere Gehäuse 16 geschützt ist, und dass die mechanische Festigkeit und die Kühleffizienz steigen.
Die Rippen 130, die in einem Mittelbereich R über die gesamte Länge entlang der Längsrichtung des Bodens 16a angeordnet sind, sind in einem feiner unterteilten Zustand ausgebildet, das heißt mit einem kleineren Zwischenabstand, im Vergleich mit den Rippen 130, die in anderen Bereichen angeordnet sind. Darüber hinaus sind bei dieser Ausführungsform die Rippen 130 in einem Bereich Q von beiden näheren Enden über die gesamte Länge der Breitenrichtung des Bodens 16a ebenfalls in einem feiner unterteilten Zustand, nämlich mit kleinerem Zwischenabstand, ausgebildet, im Vergleich mit den Rippen 130 in anderen Bereichen. Auf diese Art wird in dem Bereich R und Q ein Installationsgebiet, das aus den Spitzenseiten jeder Rippe 130 gebildet ist, groß gemacht. Entsprechend dieser Struktur, wenn ein blattartiges Polstermaterial auf den Bereichen R und Q des Bodens 16a aufgedrückt wird, kann die Kontaktfläche des Polstermaterials mit dem Boden 16a vergrößert werden, wobei das Polstermaterial sicher an den Rippen 130 angebracht werden kann.
24 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei Akkumulatoren der oben genannten Struktur eingebaut sind. Bei der Ausführungsform sind die jeweiligen Batterieanordnungen so angeordnet, dass die Seiten des Gehäuses 10 einander gegenüberliegen, und so dass der Boden 16a auf einer Installationsseite 133 angeordnet ist, wobei das blattartige Polstermaterial 134 dazwischenliegt. Das Polstermaterial 134 ist auf den Bereich R des Bodens 16a aufgebracht. Der Akkumulator kann in eine Einbauposition gebracht werden, indem ein konvexer Abschnitt 138, der von der aufrechtstehenden Wand 136 hervorsteht, mit einem konkaven Abschnitt 58 (siehe 1) des Gehäuses 10 verbunden wird. Darüber hinaus ist ein Belüftungsfenster in der aufrechtstehenden Wand 136 gebildet. Die Kühlluftzufuhr, die in der eingebauten Position durch das Belüftungsfenster zugeführt wird, wird dem Umfang der Zelle 12 über eine Ent- bzw. Belüftung 51 des Gehäuses 10 zugeführt. Auf diese Art können die Zellen 12 des Akkumulators gekühlt werden. Darüber hinaus ist der Raum zwischen dem Boden 16a des Gehäuses 10 und der Installationsseite 133 durch das Polstermaterial 134 geteilt. Auf diese Art fließt die Kühlluft nicht zwischen dem Boden 16a des Gehäuses 10 und der Installationsseite 133, und die Kühlluft wird effizient dem Gehäuse 10 zugeführt.
25 zeigt einen Akkumulator mit einer Mehrzahl von Ankern, um eine Kontrolltafel 140 anzubringen. Beim Installieren von zwei oder mehr Akkumulatoren, werden die Steuertafeln 140, die die Mehrzahl von Akkumulatoren steuern, mit einem Akkumulator verbunden. Daher, wie es in 25 gezeigt ist, sind bei dem Akkumulator eine Mehrzahl von Verankerungen 142 für Schraubklammern auf der oberen Oberfläche der oberen Abdeckung 20 hervorstehend angebracht. Die Steuertafel 140 wird mit den Verankerungselementen 142 durch Schrauben verbunden und von der oberen Abdeckung 20 getragen. Darüber hinaus wird ein Blech 144 mit den Verankerungen 142 verschraubt und von der oberen Abdeckung 20 getragen.
Die Steuertafel 140 wird gemeinsam mit zwei oder mehr Akkumulatoren verbunden. Die Steuertafel 140 führt das Erfassen der restlichen elektrischen Leistung, eines Batteriebetriebszustands und ungewöhnlicher Betriebsabläufe usw. für jeden Akkumulator durch. Darüber hinaus arbeitet die Steuertafel 140 als Stromunterbrecher.
Andererseits ist die Seite des Gehäuses 10 mit einer Mehrzahl von Verankerungselementen 146 ausgestattet, mit denen andere Anordnungen verbunden werden können. Zusätzlich sind die anderen Bauelemente des Akkumulators dieselben wie jene des Akkumulators, der vorangehend erwähnt wurde.
Als nächstes wird erläutert, wie der Akkumulator, der vorangehend erwähnt wurde, zusammengebaut wird.
Als erstes werden die drei Elemente, die das Gehäuse 10 bilden, nämlich das mittlere Gehäuse 14, das obere Gehäuse 18 und das untere Gehäuse 16 vorbereitet. Dadurch können die Gehäusebauteile leicht durch Herstellen von drei Gehäusebauteilen unabhängig hergestellt werden. Da das mittlere Gehäuse 14 eine Rahmenform ist, bei der die oberen und unteren Seiten offen sind, kann der Rahmen aus bei dem Gussprozess einer Metallgussform in sowohl der Hoch- als auch der Untenrichtung entnommen werden. Daher kann die Kammertiefe jeder metallischen Gussform niedrig gemacht werden, und ein Entnahmewinkel einer inneren Oberfläche der Kammer kann ebenfalls klein gemacht werden. Dementsprechend kann ein Neigungswinkel der externen Oberfläche des mittleren Gehäuses 14 klein ausgeführt werden, und es ist möglich, die Breite des Gehäuses klein zu machen, was zu einer Miniaturisierung der Batterieanordnung führt.
Als nächstes werden die Bus-Bars und die Bus-Bar-Einheiten in den entsprechenden Bus-Bar-Ausstattungsräumen des oberen Gehäuses im Voraus ausgestaltet. Die Bus-Bars können leicht an einer vorgegebenen Position durch Anpassen des gebogenen Abschnittes 84 auf die Stützrippen 66 und 67 der jeweiligen Bus-Bar-Ausstattungsräume gehalten werden. Darüber hinaus kann bei der Ausstattung eines jeden Bus-Bars die richtige Richtung leicht eingestellt werden, da die Form der Kanten der Bus-Bars unterschiedlich auf der Anodenöffnungsseite und der Kathodenöffnungsseite ist. Daher kann ein falscher Zusammenbau verhindert werden.
Der FPC 98 wird auf jede Blockiertafel 90a und 90b des oberen Gehäuses 18 aufgesetzt und die Verdrahtungen 99a und 99b jedes FPC mit den entsprechenden Bus-Bars durch Löten usw. verbunden. Darüber hinaus werden die Thermistoren 102a und 102b vorübergehend an jedem FPC 98 befestigt. Nach dem Verlegen von Halteelementen, wie etwa einem Schwamm an jedem Bus-Bar, wird die obere Abdeckung 20 auf das obere Gehäuse 18 von oben aufgebracht und vorübergehend an dem oberen Gehäuse 18 befestigt. Darüber hinaus werden Klebemittel vorgesehen an dem Randabschnitt eines jeden Eingriffsschlitzes 54, der an der inneren Seite des oberen Gehäuses 18 angebracht ist, um die Zellen 12 im Voraus zu befestigen. Auf diese Art wird die obere Gehäuseanordnung gebildet. Andererseits werden die Klebemittel auch im Voraus auf den Randabschnitt jedes Eingriffsschlitzes 38 aufgebracht, der an der Innenseite des unteren Gehäuses 16 ausgebildet ist.
Dann, wie es in 26 gezeigt ist, kann die obere Gehäuseanordnung so angeordnet sein, dass die Innenseite nach oben zeigt. Des Weiteren wird das mittlere Gehäuse 14 auf dem oberen Gehäuse 18 abgelegt und vorübergehend befestigt.
Anschließend, wie es in 27 gezeigt ist, werden die Aufnahmeräume 53 des mittleren Gehäuses 14 mit zehn Zelleneinheiten C von dem oberen Abschnitt des mittleren Gehäuses 14 befüllt. Dann wird das obere Ende des Außenbehälters 30 jeder Zelle 12, nämlich das Ende, an dem die Elektrodenanschlüsse vorbereitet sind, in die jeweiligen Eingriffsschlitze 54 des oberen Gehäuses 18 angepasst und mit dem oberen Gehäuse 18 mittels der Klebemittel befestigt, die im Voraus angebracht wurden. Eine Marke M, die die Anodenseite zeigt, wird auf dem Boden des Außenbehälters 30 jeder Zelle vorgesehen, so dass die Seiten der Anode und der Kathode unterscheidbar sind. In jeder Zelleneinheit C sind die Zellen so angeordnet, dass die Marke M der drei Zellen ausgerichtet ist, und zehn Zelleneinheiten C sind so angeordnet, dass die Anoden- und die Kathodenseiten jeder Zelle in einer Reihe durch Umkehrung angeordnet sind.
Der Anodenanschluss 32a und der Kathodenanschluss 32b jeder Zelle 12 wird mit der Anodenöffnung 82a und der Kathodenöffnung 82b des entsprechenden Bus-Bars befestigt, bzw. durch die Öffnungen 56a und 56b des oberen Gehäuses, indem jede Zelleneinheit C in das mittlere Gehäuse 14 und das obere Gehäuse 18 eingebracht wird. Jede Zelle 12 ist in dem mittleren Gehäuse 14 und dem oberen Gehäuse 18 von einer oberen Seite vorgesehen, während die Elektrodenanschlüsse auf dem Kopf angebracht werden, wie es vorangehend erwähnt wurde. Somit, auch wenn die Zellen 12 in der Höhe variieren, können die Zellen 12 in die Einführschlitze 54 eingebracht werden, während die jeweiligen Elektrodenanschlussseiten der Zellen in einer Reihe angeordnet sind, ohne Unregelmäßigkeiten. Dementsprechend ist jeder Elektrodenanschluss sicher mit dem Bus-Bar befestigt.
Dann, wie es in 28 gezeigt ist, wird das untere Gehäuse 16 auf das mittlere Gehäuse 14 von oben aufgebracht und mit einer Mehrzahl von Schrauben an dem mittleren Gehäuse 14 befestigt. Auf diese Art werden die jeweiligen Bodenenden der Zellen 12 mit den Eingriffsschlitzen 38 verbunden, die an der Innenseite des unteren Gehäuses 16 ausgebildet sind, und mit dem unteren Gehäuse 16 durch Klebemittel, die vorangehend aufgebracht wurden, fixiert.
Als nächstes, wie es in 29 gezeigt ist, nach dem Umdrehen des Gehäuses 10, wird der vorübergehend befestigte obere Deckel 20 entfernt. Dann werden Halteelemente 152, die den Bus-Bar nach unten gedrückt haben, ebenfalls entfernt.
Anschließend, wie es in 30 gezeigt ist, wird das obere Gehäuse 18 mit dem mittleren Gehäuse 14 mittels einer Mehrzahl von Schrauben verbunden. Dann werden der Anodenanschluss 32a, der Kathodenanschluss 32b der Zellen 12 mit jedem Bus-Bar verschweißt. Darüber hinaus werden die Erfassungsabschnitte der Thermistoren 102a und 102b, die vorübergehend befestigt waren, in den Führungsschlitzen 104a und 104b des oberen Gehäuses 18 und des mittleren Gehäuses 14 jeweils verpresst und mit der vorgegebenen Zelle 12 pressverschweißt.
Andererseits, wie es in 2 und 21 gezeigt ist, sind der Anodenausgabeanschluss 24 und der Kathodenausgabeanschluss 26 mit dem Anschlusssockel 22 verbunden, und die Batterieprüftafel 28 wird mit dem Anschlusssockel 22 verschraubt. Daraufhin, nach dem Befestigen des Anschlusssockels 22 an der vorderen Seite des Gehäuses 10 durch Schrauben, werden der Anodenausgabeanschluss 24 und der Kathodenausgabeanschluss 26 jeweils mit dem anodenseitigen Ausgabeende 76b des Anoden-Bus-Bars 76 und dem kathodenseitigen Ausgabeende 77b des Kathoden-Bus-Bars 77 mit Schrauben verbunden. Darüber hinaus werden die FPC 98 und die Thermistoren 102a und 102b mit der Batterieprüftafel 28 verbunden. Anschließend wird die obere Abdeckung 20 auf das obere Gehäuse 18 aufgebracht und mit dem oberen Gehäuse verschraubt. Letztlich ist der Akkumulator vollständig.
Entsprechend der Ausführungsform ist die Zahl der Zellen, die eine Zelleneinheit bilden, nicht auf drei beschränkt, sondern zwei oder vier oder mehr können verwendet werden. Darüber hinaus kann die Zahl der Zelleneinheiten, die in einem Akkumulator installiert sind, geändert werden, wobei sie bei Bedarf von zehn abweichen kann. Der Anodenanschluss und der Kathodenanschluss jeder Zelle können andere Formen haben, wie etwa quadratische Säulenform oder runde Säulenform usw. Die Form und das Material des Bus-Bars und des Gehäuses kann geeignet geändert werden, abweichend von der gezeigten Ausführungsform.
Entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung können die Bauteile und das Gehäuse leicht zusammengebaut werden, da keine feste Packstruktur benötigt wird. Darüber hinaus kann eine Miniaturisierung des Akkumulators erzielt werden. Des Weiteren kann die Packdichte der Zellen erhöht werden, was zu einem Anstieg der Zellladungsmenge pro Einheitsvolumen führt.
Während bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, sind diese Ausführungsformen nur als Beispiel vorgestellt worden, und dienen nicht zur Begrenzung des Umfangs der Erfindung. In der Praxis können die Bauelemente abgeändert werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Verschiedene Ausführungsformen können durch geeignetes Kombinieren der Strukturelemente gebildet werden, die in den Ausführungsformen gezeigt sind. Beispielsweise können einige Strukturelemente von den in den Ausführungsformen gezeigten Strukturelementen weggelassen werden. Des Weiteren können andere Strukturelemente, die sich von jenen der Ausführungsformen unterscheiden, geeignet kombiniert werden. Die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente dienen dazu, solche Modifikationen ebenfalls in den Rahmen und Geist der Erfindung mit einzubeziehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-228636 [0001]
JP 7-237457 [0005]

Claims

Batterieeinheit mit: einer ersten Zelleneinheit, einer zweiten Zelleneinheit und einer dritten Zelleneinheit, die jeweils benachbart der ersten Zelleneinheit angeordnet sind, wobei jede Zelleneinheit eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen umfasst, und wobei die jeweiligen Akkumulatorzellen aus einem Hauptkörper in einer im Wesentlichen rechteckigen festen Form und einem Paar erster und zweiter Elektroden unterschiedlicher Polarität zueinander gebildet sind, die von dem Ende des Hauptkörpers herausgezogen sind; einem ersten Bus-Bar zum Verbinden der ersten Elektroden der ersten Zelleneinheit und der zweiten Elektroden der zweiten Zelleneinheit in einer ersten Reihe; und einen zweiten Bus-Bar zum Verbinden der zweiten Elektroden der ersten Zelleneinheit und der ersten Elektroden der dritten Zelleneinheit in einer zweiten Reihe.
Batterieeinheit nach Anspruch 1, bei der die ersten und zweiten Reihen parallel zueinander angeordnet sind.
Akkumulator mit: einer ersten Zelleneinheit, einer zweiten Zelleneinheit und einer dritten Zelleneinheit, die jeweils benachbart der ersten Zelleneinheit angeordnet sind, wobei jede Zelleneinheit eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen umfasst, und wobei die jeweiligen Akkumulatorzellen aus einem Hauptkörper mit einer im Wesentlichen rechteckigen festen Form und einem Paar erster und zweiter Elektroden unterschiedlicher Polarität zueinander gebildet sind, die von dem Ende des Hauptkörpers herausgezogen sind; einem ersten Bus-Bar zum Verbinden der ersten Elektroden der ersten Zelleneinheit und der zweiten Elektroden der zweiten Zelleneinheit in einer ersten Reihe; und einem zweiten Bus-Bar zum Verbinden der zweiten Elektroden der ersten Zelleneinheit und der ersten Elektroden der dritten Zelleneinheit in einer zweiten Reihe, die parallel zu der ersten Reihe angeordnet ist; und einem Gehäuse zum Aufnehmen der ersten, zweiten und dritten Zelleneinheiten.
Akkumulator nach Anspruch 3, bei dem die Mehrzahl von Akkumulatorzellen so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen, mit einer Lücke zwischen ihnen, und wobei das Gehäuse ein Paar von Seitenwänden umfasst, die zu beiden Seiten der Zelleneinheiten angeordnet sind, und eine Ent- bzw. Belüftung, die in den jeweiligen Seitenwänden entsprechend der Lücke zwischen den Akkumulatorzellen gebildet ist.
Akkumulator nach Anspruch 3, bei dem das Gehäuse ein unteres Gehäuse, das eine Bodenwand bildet, ein oberes Gehäuse, das vorgesehen ist, um dem unteren Gehäuse gegenüberzuliegen und eine Dachwand bildet, und ein rahmenartiges mittleres Gehäuse, das zwischen dem oberen Gehäuse und dem unteren Gehäuse liegt, enthält, wobei die jeweiligen Akkumulatorzellen einen Anodenanschluss und einen Kathodenanschluss umfassen, wobei die Bus-Bars in dem oberen Gehäuse vorgesehen sind, um die Elektrodenanschlüsse benachbarter Zellen zu verbinden; ein Anodenausgabeanschluss und ein Kathodenausgabeanschluss an einer Seitenwand des Gehäuses vorgesehen sind, und wobei eine Mehrzahl von Zelleneinheiten in zwei Reihen in Reihe geschaltet sind, und wobei die Zelleneinheit, die an einem Ende der einen Reihe angeordnet ist, mit dem Anodenausgabeanschluss verbunden ist, und wobei die Zelleneinheit, die an einem Ende der anderen Reihe angeordnet ist, mit dem Kathodenausgabeanschluss verbunden ist.
Akkumulator nach Anspruch 5, bei dem das obere Gehäuse eine Mehrzahl von unterteilten Bus-Bar-Ausstattungsräumen umfasst, die an einer oberen Oberfläche des oberen Gehäuses gebildet sind, und wobei eine Mehrzahl von Öffnungen in den jeweiligen Bus-Bar-Ausstattungsräumen ausgebildet sind und durch den Anodenanschluss oder den Kathodenanschluss durchdrungen werden; und wobei eine Mehrzahl von Bus-Bars in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen vorgesehen sind, und einen Anoden-Bus-Bar zum Verbinden der Anodenanschlüsse der Zellen der Zelleneinheit, die mit dem Anodenausgabeanschluss verbunden ist, einen Kathoden-Bus-Bar zum Verbinden der Kathodenanschlüsse der Zellen der Zelleneinheit, die mit dem Kathodenausgabeanschluss verbunden sind, und einen gemeinsamen Bus-Bar umfassen, zum Verbinden der Anodenanschlüsse der einen Zelleneinheit und der Kathodenanschlüsse der anderen benachbarten Zelleneinheit, die in einer Reihe und in Reihe-geschaltet angeordnet sind.
Akkumulator nach Anspruch 6, des Weiteren mit einer Bus-Bar-Einheit zum Verbinden einer vierten Zelleneinheit, die am anderen Ende der einen Reihe angeordnet ist, und einer fünften Zelleneinheit, die an dem anderen Ende der anderen Reihe angeordnet ist, wobei die Bus-Bar-Einheit eine Mehrzahl von Bus-Bars, um jeweils Anodenanschlüsse der vierten Zelleneinheit und Kathodenanschlüsse der fünften Zelleneinheit zu verbinden, und einen Brückenabschnitt, zum Verbinden der Mehrzahl von Bus-Bars miteinander, umfasst.
Akkumulator nach Anspruch 6, bei dem der gemeinsame Bus-Bar jeweils eine Mehrzahl von Anodenöffnungen, die mit den Anodenanschlüssen verbunden sind, und eine Mehrzahl von Kathodenöffnungen, die mit den Kathodenanschlüssen verbunden sind, die in einer Reihe angeordnet sind, umfasst, und mit einem ersten Endabschnitt, der in der Anodenöffnungsseite vorgesehen ist, und einem zweiten Endabschnitt, der in der Kathodenöffnungsseite vorgesehen ist; und wobei der erste Endabschnitt in einer unterschiedlichen Form gegenüber dem zweiten Endabschnitt gebildet ist.
Akkumulator nach Anspruch 6, bei dem die jeweiligen Bus-Bars eine Mehrzahl von Öffnungen, die mit den Anoden- und Kathodenanschlüssen der Akkumulatorzelle zusammenpassen, und einen gebogenen Abschnitt, der zwischen den Öffnungen ausgebildet ist und zur elastischen Deformation geeignet ist, umfassen, wobei das obere Gehäuse eine Stützrippe umfasst, die aus dem Ausstattungsraum hervorsteht, und wobei die jeweiligen Bus-Bars in einer vorgegebenen Position des Bus-Bar-Ausstattungsraums gehalten werden, indem der gebogene Abschnitt auf die Stützrippe angepasst wird.
Akkumulator nach Anspruch 5, des Weiteren mit einer gedruckten flexiblen Schaltungstafel, die an dem oberen Gehäuse angebracht ist sich in einer Reihe der Zelleneinheiten erstreckt, wobei jede der gedruckten flexiblen Schaltungstafeln eine Mehrzahl von Verdrahtungen umfasst, die elektrisch mit den jeweiligen Bus-Bars verbunden sind.
Akkumulator nach Anspruch 10, des Weiteren mit einem tafelförmigen Anschlusssockel, an dem der Anodenausgabeanschluss und der Kathodenausgabeanschluss befestigt sind, und wobei der tafelförmige Anschlusssockel mit dem Gehäuse, gegenüberliegend der Endwand, befestigt ist, wobei der Anodenausgabeanschluss mit dem Anoden-Bus-Bar und der Kathodenausgabeanschluss mit dem Kathoden-Bus-Bar verbunden sind.
Akkumulator nach Anspruch 11, bei dem der jeweilige Anodenausgabeanschluss und Kathodenausgabeanschluss ein Anschlusssockelelement mit einem Verbindungsabschnitt umfassen und an dem Anschlusssockel befestigt sind, und wobei ein elektrisch leitfähiger Anschluss mit dem Anschlusssockelelement in Stapeln verbunden ist.
Akkumulator nach Anspruch 10, des Weiteren mit einer Batterieprüftafel zum Prüfen einer Spannung der Zelleneinheit, und wobei die gedruckte flexible Schaltungstafel elektrisch mit der Batterieprüftafel verbunden ist.
Akkumulator nach Anspruch 10, des Weiteren mit einem Thermistor, der im oberen Gehäuse angebracht ist, um die Temperatur der Akkumulatorzelle zu erfassen, wobei ein Erfassungsabschnitt des Thermistors in einen Führungsnut gepresst ist, die in der inneren Oberflächen des oberen Gehäuses und des mittleren Gehäuses ausgebildet ist, und mit der Zelle durch Druck verschweißt ist, und wobei der Thermistor elektrisch mit der Batterieprüftafel verbunden ist.
Akkumulator nach Anspruch 5, des Weiteren mit einem Auslasskanal, der sich von einem Ende des oberen Gehäuses zu dem anderen Ende entlang einer Reihe der Zelleneinheiten erstreckt, wobei die jeweiligen Akkumulatorzellen ein Sicherheitsventil umfassen, das zwischen dem Anodenanschluss und dem Kathodenanschluss geformt ist, und wobei ein Auslasskanal den jeweiligen Sicherheitsventilen gegenüberliegt.
Akkumulator mit: ersten und zweiten Batterieeinheiten, die parallel zueinander angeordnet sind und jeweils umfassen: eine erste Zelleneinheit, eine zweite Zelleneinheit und eine dritte Zelleneinheit, die jeweils benachbarten der ersten Zelleneinheiten angeordnet sind, wobei jede Zelleneinheit eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen umfasst, und wobei die jeweiligen Akkumulatorzellen aus einem Hauptkörper mit einer im Wesentlichen festen rechteckigen Form und einem Paar erster und zweiter Elektroden unterschiedlicher Polarität gebildet ist, die aus dem einen Ende des Hauptkörpers herausgezogen sind, einem ersten Bus-Bar zum Verbinden der ersten Elektroden der ersten Zelleneinheit und der zweiten Elektroden der zweiten Zelleneinheit in einer ersten Reihe; und einem zweiten Bus-Bar zum Verbinden der zweiten Elektroden der ersten Zelleneinheit und der zweiten Elektroden der dritten Zelleneinheit in einer zweiten Reihe, die parallel zur ersten Reihe angeordnet ist, einer Bus-Bar-Einheit zum Verbinden zwischen den ersten Elektroden der Batteriezellen, die eine vierte Zelleneinheit in der ersten Batterieeinheit bilden, und der zweiten Elektroden der Batteriezellen, die die fünfte Zelleneinheit in der zweiten Batterieeinheit bilden, und einem Gehäuse zum Aufnehmen der ersten und zweiten Batterieeinheiten.
Akkumulator nach Anspruch 16, bei dem das Gehäuse ein unteres Gehäuse, das eine Bodenwand bildet, ein oberes Gehäuse, das vorgesehen ist, um dem unteren Gehäuse gegenüberzuliegen und eine Deckenwand bildet, und ein rahmenartiges mittleres Gehäuse enthält, das zwischen dem oberen Gehäuse und dem unteren Gehäuse verbunden ist, eine Mehrzahl von Zellen mit einem Anodenanschluss und einem Kathodenanschluss in einer Reihe in dem Gehäuse angeordnet sind, Bus-Bars in dem oberen Gehäuse angeordnet sind, um die Elektrodenanschlüsse benachbarter Zellen zu verbinden, ein Anodenausgabeanschluss und ein Kathodenausgabeanschluss an einer Seitenwand des Gehäuses vorgesehen sind, und wobei eine Zelleneinheit, die an einem Ende der ersten Batterieeinheit angeordnet ist, mit einem Anodenausgabeanschluss verbunden ist, und wobei eine Zelleneinheit, die an dem einen Ende der Akkumulatoreinheit angeordnet ist, mit dem Kathodenausgabeanschluss verbunden ist.
Akkumulator nach Anspruch 17, bei dem das obere Gehäuse eine Mehrzahl von unterteilten Bus-Bar-Ausstattungsräumen aufweist, die an einer oberen Oberfläche des oberen Gehäuses ausgebildet sind, und wobei eine Mehrzahl von Öffnungen in den jeweiligen Bus-Bar-Ausstattungsräumen ausgebildet sind und von dem Anodenanschluss und dem Kathodenanschluss durchdrungen werden, und wobei eine Mehrzahl von Bus-Bars in den Bus-Bar-Ausstattungsräumen vorgesehen sind, und einen Anoden-Bus-Bar zum Verbinden zwischen den Anodenanschlüssen der Zellen der Zelleneinheit, die mit dem Anodenausgabeanschluss verbunden sind, einen Kathoden-Bus-Bar zum Verbinden zwischen den Kathodenanschlüssen der Zellen der Zelleneinheit, die mit dem Kathodenausgabeanschluss verbunden sind, und einen gemeinsamen Bus-Bar zum Verbinden der Anodenanschlüsse der einen Zelleneinheit und der Kathodenanschlüsse einer benachbarten Zelleneinheit, die in einer Reihe angeordnet und in Reihe-geschaltet sind, enthalten.
Akkumulator nach Anspruch 18, bei dem die jeweiligen Bus-Bars eine Mehrzahl von Öffnungen, die mit den Anoden- und Kathodenanschlüssen der Akkumulatorzelle verbunden sind, und einen gebogenen Abschnitt, der zwischen den Öffnungen ausgebildet ist und zur elastischen Deformation geeignet ist, umfassen, wobei das obere Gehäuse eine Stützrippe umfasst, die aus dem Ausstattungsraum hervorsteht, und wobei die jeweiligen Bus-Bars in einer vorgegebenen Position des Bus-Bar-Ausstatttungsraums gehalten werden, indem der gebogene Abschnitt auf die Stützrippe angepasst wird.
Akkumulator nach Anspruch 16, bei dem eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen einander gegenüberzuliegen mit einem Zwischenabstand angeordnet sind, und wobei das Gehäuse ein Paar von Seitenwänden umfasst, die an beiden Zeiten der Zelleneinheiten angeordnet sind, und mit einer Ent- bzw. Belüftung, die in den jeweiligen Seitenwänden entsprechend der Lücke zwischen den Akkumulatorzellen ausgebildet ist.