DE102012111099A1 - Batterieeinheit - Google Patents

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Yoshiki Adachi
Norihiko Ito
Yuya Mizuma
Tatsuya Saito
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Denso Corp
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Abstract

Eine Batterieeinheit weist Batteriezellen mit Elektrodenanschlüssen, Sammelschienen mit Spannungspotenzialerfassungsanschlüssen, eine Steuerungsplatine mit einer Spannungserfassungsschaltung und einen Abzugsstutzen auf. An der Batteriezelle sind die Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen mit den Spannungspotenzialerfassungsanschlüssen der Sammelschienen elektrisch verbunden. Die Spannungspotenzialerfassungsanschlüsse der Sammelschienen sind durch metallisch leitfähige Elemente oder Leitungen mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine ausgebildet ist, elektrisch verbunden. Die Spannungserfassungsschaltung erfasst durch die metallisch leitfähigen Elemente ein Spannungspotenzial von jeder Batteriezelle. Die metallisch leitfähigen Elemente sind keine dezidierten Bauteile und werden durch Umspritzen mit dem Abzugsstutzen integriert.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieeinheit, die mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und einer Steuerungsplatine mit einer Spannungserfassungsschaltung ausgestattet ist, bei der Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen durch metallisch leitfähige Elemente oder Leitungen, die ein Spannungspotenzial der Batteriezellen übertragen können, mit der Spannungserfassungsschaltung elektrisch verbunden sind, und wobei die Spannungserfassungsschaltung durch das leitfähige Element eine Spannung der Batteriezellen erfasst.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Hinsichtlich einer herkömmlichen Batterieeinheit besteht eine herkömmliche Technik, wie sie beispielsweise in der Offenlegungsschrift des japanischen Patents JP 2009-59663 offenbart ist. Die herkömmliche Batterieeinheit weist Batterieeinheiten, Sammelschienen und eine Steuerungsplatine, auf der eine Spannungssteuervorrichtung ausgebildet ist, auf. Die Spannungssteuervorrichtung weist eine Spannungserfassungsschaltung auf. Die herkömmliche Batterieeinheit weist einen Aufbau auf, bei dem benachbarte Batteriezellen mit der entsprechenden Sammelschiene elektrisch verbunden sind, und der Erfassungsanschluss ist mit der entsprechenden Sammelschiene elektrisch verbunden. Die Spannungserfassungsschaltung in der Spannungssteuervorrichtung erfasst durch den Erfassungsanschluss, der mit der entsprechenden Sammelschiene verbunden ist, einen Ladungszustand von jeder Batterieeinheit.
  • Die Spannungssteuervorrichtung mit der Spannungserfassungsschaltung ist durch einen leitfähigen Schaltungsträger mit den Erfassungsanschlüssen elektrisch verbunden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen Aufbau der herkömmlichen Batterieeinheit ist es jedoch erforderlich, dass ein oder mehrere Signalübertragungsbauteile verwendet werden, die auf einem dezidierten leitfähigen Schaltungsträger ausgebildet sind, durch den Informationen hinsichtlich eines Spannungspotenzials von jeder Spannungszelle zu der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine ausgebildet ist, übertragen werden. Die Nutzung solcher unabhängigen Signalübertragungsbauteile in der Batterieeinheit erhöht die Gesamtanzahl der Bauteile und führt zu einem komplizierten Aufbau.
  • KURZFASSUNG
  • Es ist daher wünschenswert, eine Batterieeinheit mit einem einfachen Aufbau zu schaffen, ohne jegliche dezidierte Signalübertragungsbauteile, durch die Informationen hinsichtlich eines Spannungspotenzials von jeder Batteriezelle zu einer Spannungserfassungsschaltung, die auf einer Steuerungsplatine ausgebildet ist, übertragen werden.
  • Eine beispielgebende Ausführungsform sieht eine Batterieeinheit mit einem verbesserten Aufbau vor. Die Batteriezelle weist eine Mehrzahl von Batteriezellen, eine Steuerungsplatine und eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen auf. Jede der Batteriezellen weist ein äußeres Gehäuse und Elektrodenanschlüsse auf. Die Elektrodenanschlüsse weisen positive Elektrodenanschlüsse und negative Elektrodenanschlüsse auf. Die positiven Elektrodenanschlüsse und die negativen Elektrodenanschlüsse sind an einer äußeren Oberfläche des äußeren Gehäuses von jeder Batteriezelle ausgebildet. Die Steuerungsplatine weist eine Spannungserfassungsschaltung auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Spannung von jeder Batteriezelle zu erfassen. Durch die leitfähigen Elemente wird ein Spannungspotenzial der Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen zu der Spannungserfassungsschaltung übertragen. Ein Endteil von jedem leitfähigen Element ist mit entsprechenden Elektrodenanschlüssen der Batteriezelle elektrisch verbunden. Das andere Endteil von jedem leitfähigen Element ist mit der Spannungserfassungsschaltung elektrisch verbunden. Insbesondere bildet entweder ein Gehäuse, das aus Kunstharz gefertigt ist (beispielsweise ein Batteriegehäuse und eine Isolationsabdeckung, die später in den Ausführungsform beschrieben werden), und die Batteriezellen enthält, oder zumindest ein Teil von anderen Bauteilen, oder ein kanalbildendes Element, das aus Kunstharz gefertigt ist, einen Flüssigkeitskanal in sich. Beim Aufbau der Batterieeinheit werden die leitfähigen Elemente entweder mit dem Gehäuse oder dem kanalbildenden Element durch Umspritzen integriert. Mit anderen Worten sind die leitfähigen Elemente keine dezidierten Bauteile in der Batterieeinheit, d. h. sie sind mit dem Abdeckungsgehäuse oder dem kanalbildenden Element durch Umspritzen integriert.
  • Bei dem verbesserten Aufbau der Batterieeinheit gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform sind die Elektrodenanschlüsse, wie der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss, von jeder Batteriezelle durch die entsprechenden leitfähigen Elemente, wie metallische leitfähige Elemente oder Leitungen, mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine ausgebildet ist, elektrisch verbunden. Diese metallischen leitfähigen Elemente sind insbesondere mit einem der kanalbildenden Elemente, wie dem Abzugsstutzen und dem Abdeckungsgehäuse, durch Umspritzen integriert. Da die leitfähigen Elemente mit dem kanalbildenden Element durch Umspritzen integriert sind, oder weil das leitfähige Element mit dem Abdeckungsgehäuse durch Umspritzen integriert ist, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Halteelemente zu verwenden, um die leitfähigen Elemente, wie die metallischen leitfähigen Elemente, zu halten. Hierdurch kann eine Batteriezelle mit einem einfachen Aufbau bereitgestellt werden. Im Übrigen enthält das Abdeckungsgehäuse in sich zumindest einen Teil der Batteriezellen und anderer Bauteile. Das kanalbildende Element weist einen Flüssigkeitskanal, wie einen Abzugskanal, auf.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand eines Beispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine Frontansicht, die einen schematischen Aufbau einer Batterieeinheit, die aus einer Steuerungsplatine und einer zusammengesetzten Batterie mit Batteriezellen besteht, gemäß einer ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Frontansicht, die einen schematischen Aufbau der zusammengesetzten Batterie, eine Steuerungsplatine und einen Abzugsstutzen, welche die Hauptbauteile der Batterieeinheit sind, gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung der zusammengesetzten Batterie und des Abzugsstutzens in der Batterieeinheit gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 eine Draufsicht, die eine Anordnung der zusammengesetzten Batterie und des Abzugsstutzens in der Batterieeinheit gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 eine Explosionsansicht, die einen Aufbau der zusammengesetzten Batterie, die durch ein Batteriegehäuse abgedeckt ist, und des Abzugsstutzens in der Batterieeinheit gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 eine Explosionsansicht, die einen Aufbau der zusammengesetzten Batterie, die aus Batterieeinheiten besteht, die von der Batterieabdeckung abgetrennt sind, und eine Isolationsabdeckung der Batterieeinheit gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 eine Explosionsansicht, die eine elektrische Verbindung zwischen einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss einer Sammelschiene und einem metallischen leitfähigen Element in der Batterieeinheit gemäß der ersten beispielgebenden Ausführung von der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8 eine Ansicht, die einen Aufbau eines ersten Teils des Abzugsstutzens, der in der Batterieeinheit verwendet wird, gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 eine Ansicht, die einen Aufbau eines zweiten Teils des Abzugsstutzen, der in einem verbleibenden Teil des ersten Teils des Abzugsstutzens, der in der Batterieeinheit verwendet wird, gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 eine Draufsicht, die einen Aufbau, bei dem ein Abdeckungsgehäuse von der Batterie entfernt ist, gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11 eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau der Batterieeinheit mit der Gehäuseabdeckung gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung der zusammengesetzten Batterie und dem Abzugsstutzen in der Batterieeinheit gemäß einer zweiten beispielgebenden Ausführung von der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 13 eine Draufsicht, die einen Aufbau, bei dem das Abdeckungsgehäuse von der Batterieeinheit entfernt ist, gemäß der zweiten aus beispielgebenden Ausführung von der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen beziehen sich in den verschiedenen Diagrammen gleiche Bezugszeichen oder Ziffern auf gleiche Bauteile.
  • Zur Vereinfachung werden in der folgenden ersten bis vierten beispielgebenden Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen und Ziffern bezeichnet.
  • Erste beispielgebende Ausführungsform
  • Es folgt eine Beschreibung einer Batterieeinheit 1 gemäß einer ersten beispielgebenden Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 11.
  • 1 ist eine Frontansicht, die einen schematischen Aufbau der Batterieeinheit 1 zeigt, die aus einer Steuerungsplatine 5 und einer zusammengesetzten Batterie mit Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht. 2 ist eine Frontansicht, die einen schematischen Aufbau der zusammengesetzten Batterie mit Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14, der Steuerungsplatine 5 und des Abzugsstutzens 6 (oder eines kanalbildenden Elements) in der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Steuerungsplatine 5, der Abzugsstutzen 6 und die zusammengesetzte Batterie, die aus den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 besteht, sind Hauptbauteile der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Anordnung der zusammengesetzten Batterie und des Abzugsstutzens 6 in der Batterie 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist eine Draufsicht, welche die Anordnung der zusammengesetzten Batterie und des Abzugsstutzens 6 in der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Explosionsansicht, die einen Aufbau der zusammengesetzten Batterie und des Abzugsstutzens 6 in der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 ist eine Explosionsansicht, die einen Aufbau der zusammengesetzten Batterie mit den fünf Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 in der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Ferner ist 7 eine Explosionsansicht, die eine elektrische Verbindung zwischen den Spannungspotenzialerfassungsanschlüssen der Sammelschienen 20–25 und den metallischen leitfähigen Elementen (oder metallischen leitfähigen Leitungen) 70–75 in der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines ersten Teils 61 des Abzugsstutzens 6, der in der Batterieeinheit 1 verwendet wird, gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform zeigt. 9 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines zweiten Teils 62 des Abzugsstutzens 6, der ein verbleibender Teil des ersten Teils des Abzugsstutzens 6 ist, der in der Batterieeinheit 1 verwendet wird, gemäß der ersten beispielgebenden Ausdrucksform zeigt.
  • 10 ist eine Draufsicht, die einen Aufbau, bei dem ein Abdeckungsgehäuse 60 von der Batterieeinheit 1 entfernt ist, die aus der zusammengesetzten Batterie, der Steuerungsplatine 5 und dem Abzugsstutzen 6 besteht, gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform zeigt. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau der Batterieeinheit 1 mit dem Abdeckungsgehäuse 60 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform zeigt.
  • Die Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket), die in 11 gezeigt ist, ist an einem motorisierten Fahrzeug mit einer Leerlaufstoppfunktion angebracht. Selbst wenn ein Zündungsschalter fortlaufend eingeschaltet ist, stoppt die Leerlaufstoppfunktion zeitweise die Verbrennung der Maschine des motorisierten Fahrzeugs, wenn ein Verkehrssignal rot wird und das motorisierte Fahrzeug an dem Verkehrssignal stehen bleibt.
  • Die zusammengesetzte Batterie in dem Batteriepaket als Batterieeinheit besteht aus einer Mehrzahl von Batteriezellen, die durch Sammelschienen in Serienschaltung verbunden sind. Jede der Batteriezellen ist eine wiederaufladbare Batterie (oder eine Sekundärbatterie), wie zum Beispiel eine Lithium-Ionen Batterie. Somit wird die zusammengesetzte Batterie als Hilfsbatterie einer Blei-Flüssig Batterie (oder einer Blei-Speicher Batterie) verwendet. Eine Batterieeinheit (oder Batteriepaket) ist zum Beispiel unter einem Vordersitz in einem Fahrgastraum des motorisierten Fahrzeugs angeordnet.
  • Das Konzept der Batterieeinheit 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann an Hybridmotorfahrzeugen oder verschiedenen Typen von elektrischen Fahrzeugen angewendet werden. Im Allgemeinen ist ein Hybridmotorfahrzeug üblicherweise mit einer Verbrennungsmaschine und einem elektrischen Motor ausgestattet. Ein elektrischer Motor wird durch elektrische Leistung angetrieben, die lediglich von einer Batterie zugeführt wird. Das elektrische Fahrzeug ist mit einem elektrischen Motor ausgestattet, der durch elektrische Leistung angetrieben wird, die aus einem oder mehreren Batteriepaketen zugeführt wird.
  • Jede Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14, welche die Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) bildet, ist eine wiederaufladbare Batterie (oder eine Sekundärbatterie), wie eine Nickelmetallhydrid Batterie, eine Lithium-Ionen Batterie oder eine organisch radikale Batterie. Die Batterieeinheit 1 ist mit dem Abdeckungsgehäuse 60 abgedeckt und unter den Sitzen im Fahrgastraum des motorisierten Fahrzeugs, oder an einem Platz zwischen einem hinteren Sitz und einem Kofferraumabteil, oder einem Platz zwischen dem Fahrersitz und einem vorderen Beifahrersitz angeordnet.
  • Jede Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14, welche die Batterieeinheit 1 bildet, ist mit einem äußeren Gehäuse 10e, 11e, 12e, 13e oder 14e abgedeckt. Ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss von jeder Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14 steht von einer Oberfläche des entsprechenden äußeren Gehäuses 10e, 11e, 12e, 13e, 14e hervor. Die Batterieeinheit 1 weist Sammelschienen 20–25 auf, durch welche die Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 in Serienschaltung elektrisch verbunden sind.
  • Wie in 1 gezeigt ist, weist die Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform fünf Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 auf.
  • Wie in 5 und 6 gezeigt ist, ist jede Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14 in der Batterieeinheit 1 in einem Batteriegehäuse 7 in der entsprechenden Positionen aufbewahrt, um eine Zusammensetzung der Batterieeinheit 1 herzustellen. Das Batteriegehäuse 7 ist ein stufenförmiges Gehäuse mit einem Stufenaufbau, das heißt es weist einen stufenförmigen Aufbau auf.
  • Wie in 1 gezeigt ist, sind die fünf Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 in eine erste gestapelte Gruppe 2 und eine zweite gestapelte Gruppe 3 eingeteilt. Sowohl in der ersten gestapelten Gruppe 2 als auch in der zweiten gestapelten Gruppe 3 sind die Batteriezellen entlang der Dickenrichtung X (oder einer vertikalen Richtung) des äußeren Gehäuses 10e, 11e, 12e, 13e oder 14e von jeder Batteriezelle gestapelt.
  • Insbesondere sind in der ersten gestapelten Gruppe 2 die Batteriezelle 10, die Batteriezelle 13 und die Batteriezelle 14 der Reihe nach entlang der Dickenrichtung X gestapelt. In der zweiten gestaffelten Gruppe 3 sind die Batteriezelle 11 und die Batteriezelle 12 der Reihe nach entlang der Dickenrichtung X gestapelt. Insbesondere sind die Batteriezellen sowohl in der ersten gestapelten Gruppe 2 als auch in der zweiten gestaffelten Gruppe 3 entlang der Dickenrichtung X gestapelt, so dass sich die Batteriezellen über die maximale Oberfläche derselben gegeneinander zugewandt sind.
  • Wie in 1, 3 und 5 gezeigt ist, ist eine negative Elektrode 10a der Batteriezelle 10 mit einer Sammelschiene 20 elektrisch verbunden. Die Sammelschiene 20 ist durch eine oder mehrere Schrauben an einer Karosserie eines motorisierten Fahrzeugs fixiert. Dies ermöglicht es, den negativen Elektrodenanschluss 10a der Batteriezelle 10 mit dem Massespannungspotenzial zu verbinden. D. h., der negative Elektrodenanschluss 10a der Batteriezelle 10 ist geerdet oder an die Masse gelegt.
  • Ein Ende der Sammelschienen 20 erstreckt sich von der Bodenseite der ersten gestapelten Gruppe 2 zu der zweiten Richtung des Batteriegehäuses 7, genauer genommen erstreckt sie sich entlang der Seitenrichtung, die zu der Dickenrichtung X senkrecht verläuft.
  • Ein positiver Elektrodenanschluss 10b der Batteriezelle 10 ist durch eine Sammelschiene 21 mit einem negativen Elektrodenanschluss 11a der Batteriezelle 11 elektrisch verbunden.
  • Ein positiver Elektrodenanschluss 11b der Batteriezelle 11 ist durch eine Sammelschiene 22 mit einem negativen Elektrodenanschluss 12a der Batteriezelle 12 elektrisch verbunden.
  • Ein positiver Elektrodenanschluss 12b der Batteriezelle 12 ist durch eine Sammelschiene 23 mit einem negativen Elektrodenanschluss 13a der Batteriezelle 13 elektrisch verbunden.
  • Ein positiver Elektrodenanschluss 13b der Batteriezelle 13 ist durch eine Sammelschiene 24 mit einem negativen Elektrodenanschluss 14a der Batteriezelle 14 elektrisch verbunden.
  • Ein positiver Elektrodenanschluss 14b der Batteriezelle 14 ist mit einer Sammelschiene 25 elektrisch verbunden. Die Sammelschiene 25 ist durch eine oder mehrere Schrauben oder durch Schweißen mit einer Leistungsplatine 50 elektrisch verbunden.
  • Wie durch die gepunktete Linie in 1 gezeigt ist, ermöglicht die oben genannte elektrische Verbindung, alle Batteriezellen 10–14 in der Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) durch die Sammelschienen 20–25 in Serienschaltung elektrisch zu verbinden. Ein Strom fließt meanderförmig in der Batterieeinheit 1 durch die elektrische Verbindung der Sammelschienen 20–45. Mit anderen Worten weist die Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform einen verbesserten Aufbau auf, bei dem die Sammelschienen 20–25 die Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 lediglich in einer vertikalen Richtung und einer Querrichtung elektrisch verbinden, und nicht die Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 in einer schrägen Richtung und einer gekrümmten Richtung verbinden.
  • Wie zum Beispiel in 5 und 6 gezeigt ist, ist das äußere Gehäuse 10e, 11e, 12e, 13e oder 14e von jeder Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14 mit Sicherheitsventilen ausgestattet. Das Sicherheitsventil ist in jedem äußeren Gehäuse zwischen dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss angeordnet. Wenn ein interner Druck von jeder Batteriezelle einen vorbestimmten Druckwert überschreitet, genauer genommen einen anormalen Wert aufweist, wird das Sicherheitsventil geöffnet. Das Sicherheitsventil ist beispielsweise aus einem dünnen Metallfilm gefertigt. Das Sicherheitsventil besteht aus einem solchen dünnen Metallfilm und einem Loch, das in dem äußeren Gehäuse 10e, 11e, 12e, 13e oder 14e von jeder Batteriezelle ausgebildet ist. Das Loch ist mit dem dünnen Metallfilm bedeckt. Wenn sich in dem Batteriegehäuse der Batteriezelle ein Gas mit einem überschreitenden Druck befindet, wird der Film, der das Loch abdeckt, beschädigt und geöffnet, und das Gas wird freigelassen, genauer genommen zieht es durch das Loch zur Außenseite des äußeren Gehäuses 10e, 11e, 12e, 13e und 14e ab. Dies ermöglicht es, den Druck in dem Batteriegehäuse der Batteriezelle zu senken. Dies verhindert, dass die Batteriezelle selber geöffnet oder beschädigt wird. Wie in 1 gezeigt ist, sind ein Sicherheitsventil 10c des äußeren Gehäuses 10e der Batteriezelle 10, ein Sicherheitsventil 13c des äußeren Gehäuses 13e der Batteriezelle 13 und ein Sicherheitsventil 14c des äußeren Gehäuses 14e der Batteriezelle 14 entlang der Dickenrichtung X angeordnet. Ferner sind ein Sicherheitsventil 11c des äußeren Gehäuses 11e der Batteriezelle 11 und ein Sicherheitsventil 12c des äußeren Gehäuses 12e der Batteriezelle 12 entlang der Dickenrichtung X angeordnet.
  • In 6 sind die Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14, eine Isolationsabdeckung 8 und die Sammelleiter 20, 21, 22, 23, 24 und 25 von dem Batteriegehäuse 7 getrennt. Der Abzugsstutzen 6 (oder das kanalbildende Element) ist in 5 gezeigt. In 6 ist der Abzugsstutzen 6 hingegen weggelassen.
  • Wie in 5 und 6 gezeigt ist, isoliert eine Isolationsabdeckung 8 die Sammelleiter 20, 21, 22, 23, 24 und 25 von dem äußeren Gehäuse in 10e, 11e, 12e, 13e, und 14e der Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 elektrisch. Die Isolationsabdeckung 8 deckt eine Endoberfläche des äußeren Gehäuses bis auf die Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c und die Elektrodenanschlüsse ab. D. h. eine Endoberfläche von jedem der äußeren Gehäuse 10e, 11e, 12e, 13e und 14e ist mit der Isolationsabdeckung 8 bedeckt. Die Isolationsabdeckung 8 weist eine Mehrzahl von geöffneten Teilen auf.
  • Die geöffneten Teile, die in der Isolationsabdeckung 8 ausgebildet sind, entsprechend jeweils den Positionen der Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c der äußeren Gehäuse 10e, 11e, 12e, 13e und 14e.
  • Wenn das Batteriegehäuse 7 mit den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 ausgestattet ist, werden die Isolationsabdeckung 8 und die Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 zusammengesetzt, wie in 6 gezeigt ist, wobei der Elektrodenanschluss kleiner als das entsprechende geöffnete Teil ist, das in der Isolationsabdeckung 8 ausgebildet ist.
  • Wenn die Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 in dem Batteriegehäuse 7 gehalten sind und die Isolationsabdeckung zusammengesetzt ist, ist jedes Sicherheitsventil 10c, 11c, 12c, 13c und 14c und die Elektrodenanschlüsse durch das entsprechende geöffnete Teil zu der Außenseite der Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) freigelegt.
  • Die Isolationsabdeckung 8 weist eine Mehrzahl von vertieften Teilen auf, um die Positionierung der Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 auf der Isolationsabdeckung 8 auszuführen. Die Anzahl der vertieften Teile, die in der Isolationsabdeckung 8 ausgebildet sind, entspricht der Anzahl der Sammelschienen. Das heißt, bei dem Batteriepaket 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform ist die Anzahl der vertieften Teile sechs. Ein geöffnetes Teil, durch das ein Elektrodenanschluss der Batteriezelle eingesetzt wird, ist in jeder Sammelschiene 20, 21, 22, 23, 24 und 25 ausgebildet.
  • Wenn die Sammelschiene in das entsprechende geöffnete Teil, das in der Isolationsabdeckung 8 ausgebildet ist, eingepasst wird, wird der Elektrodenanschluss in das geöffnete Teil der entsprechenden Sammelschiene eingepasst, wodurch die Positionierung zwischen der Batteriezelle und der entsprechenden Sammelschiene genau durchgeführt wird.
  • Wenn die Positionierung zwischen den vertieften Teilen, die in der Isolationsabdeckung 8 ausgebildet sind, und den Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 abgeschlossen ist, sind alle Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 an der Isolationsabdeckung 8 fixiert. Somit ist es möglich, die Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 einfach an der Isolationsabdeckung 8 zu fixieren und die Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 durch Löten, usw. mit großer Genauigkeit zu fixieren. Ferner wird es somit möglich, zu verhindern, dass die Sammelleiter 20, 21, 22, 23, 24 und 25 mit anderen Bauteilen in Kontakt geraten und zu vermeiden, dass ein Kurzschluss zwischen diesen hergestellt wird. Dies verhindert, dass die Bauteile des Batteriepakets 1 beeinträchtigt oder beschädigt werden.
  • Beim Ausführen der gegenseitigen elektrischen Verbindung zwischen den Elektrodenanschlüssen durch die entsprechenden Sammelschienen wird jede Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14 an den entsprechenden Platz in dem Batteriegehäuse 7 eingesetzt. Danach wird die Isolationsabdeckung 8 auf das Batteriegehäuse 7 mit den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 eingepasst. Zu diesem Zeitpunkt wird das obere Teil und das untere Teil des Batteriezellegehäuses 7 und die Isolationsabdeckung 8 durch zwei Clips 33 gemeinsam festgezogen, wie beispielsweise in 4 gezeigt ist. Sowohl die rechte als auch die linke Seite des Batteriegehäuses 7 und die Isolationsabdeckung 8 werden durch zwei Clips 32 fest gezogen.
  • Danach werden die Sammelschienen in die entsprechenden vertieften Teile, die in der Isolationsabdeckung 8 ausgebildet sind, eingepasst. Die Isolationsabdeckung 8 ist zusammen mit dem Batteriegehäuse 7 mit den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 zusammengesetzt worden. Der Elektrodenanschluss ist in dem entsprechenden geöffneten Teil, das in jeder Sammelschienen ausgebildet ist, eingesetzt. Die Elektrodenanschlüsse sind durch Schweißen, wie Laserstrahlschweißen oder Lichtbogenschweißen, an der Sammelschiene fixiert.
  • Die zweite gestapelte Gruppe 3 bewahrt im Vergleich mit der Anzahl der gestapelten Batteriezellen in der ersten gestapelten Gruppe 2 eine kleinere Anzahl an Batteriezellen auf. Das heißt, die erste gestapelte Gruppe 2 bewahrt die drei Batteriezellen 10, 13 und 14 auf, die der Reihe nach gestapelt sind. Andererseits bewahrt die zweite gestapelte Gruppe 3 die zwei Batteriezellen 11 und 12 auf, die ebenfalls der Reihe nach gestapelt sind.
  • Die erste gestapelte Gruppe 2 und die zweite gestapelte Gruppe 3 stellen einen Stufenaufbau 4 mit einem stufenförmigen Aufbau her, wie in 1 und 3 klar gezeigt ist, da zwischen der ersten gestapelten Gruppe 2 und der zweiten gestapelte Gruppe 3 ein Unterschied in der Anzahl der Batteriezellen vorliegt.
  • In 3 und 4 ist die Steuerungsplatine 5 an dem Aufbau weggelassen.
  • Bei dem Aufbau der Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform entspricht die Dicke des Stufenaufbaus 4 ungefähr der Dicke einer Batteriezelle. Wie in Fig. von 1 gezeigt ist, ist die Steuerungsplatine 5 auf einer Oberfläche eines unteren Stufenteils des Stufenaufbaus 4 angeordnet. Auf der Oberfläche der Steuerungsplatine 5 sind Vorrichtungen ausgebildet. Die Vorrichtungen erfassen Zustande der Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14. Diese Vorrichtungen, die auf der Steuerungsplatine 5 angebracht sind, erfassen zum Beispiel einen Zustand von jeder Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14. Der Stufenaufbau, genauer genommen ein stufenförmiger Aufbau mit der Steuerungsplatine 5, ermöglicht es, zu unterbinden, dass die Höhe der Batterieeinheit 1 in der Dickenrichtung X der Batterieeinheit 1 zunimmt. Die obere Oberfläche der Steuerungsplatine 5 ist aus Sicht der Dickenrichtung X der Batterieeinheit 1 vorzugsweise unter der oberen Oberfläche der benachbarten ersten gestapelte Gruppe 2 angeordnet. Die Steuerungsplatine 5 ist mit den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 durch Schrauben an einem Ansatzteil fixiert, das an dem Batteriegehäuse 7 ausgebildet ist.
  • Bei der Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform ist eine positiver Elektrodenanschluss 14b der Batteriezelle 14 mit dem maximalen Spannungspotenzial an der Position angeordnet, die benachbart zu dem Stufenaufbau vier ist. Die Leistungsplatine 50 ist mit einem Anschlussblock 51 elektrisch verbunden. Durch den Anschlussblock 51 ist die Leistungsplatine 50 ferner mit der Steuerungsplatine 5 und einem motorisierten Fahrzeug (nicht dargestellt), das gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform mit der Batterieeinheit 1 ausgestattet ist, verbunden. Wie zuvor beschrieben, sind alle Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 in der ersten gestapelten Gruppe 2 und der zweiten gestapelten Gruppe 3 durch die Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 in Serienschaltung verbunden.
  • Wie in 2 gezeigt ist, weist die Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket) den Abzugsstutzen 6 auf. Die Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c sind als Flüssigkeitskanal, der in dem Abzugsstutzen 6 ausgebildet ist, zu der Innenseite eines Abzugkanals 6a (oder Flüssigkeitskanals) freigelegt.
  • Der Abzugsstutzen 6 dient als ein Stutzenelement, das einem kanalbildenden Element entspricht, dass in der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform verwendet wird.
  • Der Abzugsstutzen 6 besteht aus einem Material mit einer Wärmebeständigkeit, beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS), Polybutyrentherephthalat Harz (PBT), oder verschiedenen Typen von Harzen, die ein wärmebeständiges Mittel enthalten.
  • Die Wärmebeständigkeit eines solchen Materials verhindert, dass der Abzugsstutzen schmilzt, selbst wenn eine Temperatur innerhalb der Batteriezelle eine extrem hohe Temperatur erreicht, und ein Gas unter hohem Druck das Sicherheitsventil öffnet oder beschädigt und zu der Innenseite des Abzugskanals 6a des Abzugstutzens 6 abzieht.
  • Der Abzugsstutzen 6 ist vorzugsweise aus einem Harz mit einer Wärmebeständigkeit von nicht weniger als eine Minute bei 200° gefertigt.
  • Dieses Merkmal des Abzugsstutzens 6 verhindert, dass die Steuerungsplatine 5 und die Leistungsplatine 50, usw. durch ein Gas mit hoher Temperatur, eine Elektrolytlösung, usw. beschädigt werden.
  • Die Isolationsabdeckung 8 weist eine elektrische Isolationsfähigkeit auf und ist aus einem Plastik (synthetischen Harz), wie Polypropylen Harz (PP Harz), gefertigt, wobei das Polypropylen Harz (PP Harz) z. B. einen Füllstoff oder Talk enthält.
  • Die Isolationsabdeckung 8 ist vorzugsweise aus einem wärmebeständigen Harz wie der Abzugsstutzen 6 gefertigt.
  • Der Abzugsstutzen 6 weist eine zylindrische Form auf, die sich entlang einer lateralen oder horizontalen Richtung der Batterieeinheit 1 erstreckt. Die laterale Richtung verläuft senkrecht zu der Dickenrichtung X der Batterieeinheit 1.
  • Wenn der Abzugsstutzen 6 mit der Isolationsabdeckung 8 zusammengesetzt wird, sind die geöffneten Teile, die in dem Abzugsstutzen 6 ausgebildet sind, größer als die entsprechenden Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c.
  • Ein äußeres Umfangskantenteil des geöffneten Teils, das in dem Abzugsstutzen 6 ausgebildet ist, wird durch Dichtungselemente 30 und 31 an die Oberfläche des äußeren Gehäuses 10e, 11e, 12e, 13e und 14e um die Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c herum angeklebt, wenn der Abzugsstutzen 6 mit der Isolationsabdeckung 8 zusammengesetzt wird. Mit anderen Worten werden die Dichtungselemente 30 und 31 zwischen dem Abzugsstutzen 6 und der Isolationsabdeckung 8 eingefügt.
  • Die Verwendung der Dichtungselemente 30 und 31 kann die Luftdichtigkeit zwischen dem Abzugsstutzen 6 und der Isolationsabdeckung 8 erhöhen, wenn der Abzugsstutzen 6 und die Isolationsabdeckung 8 zusammengesetzt werden.
  • Die geöffneten Teile, die in dem Abzugsstutzen 6 ausgebildet sind, entsprechen den Flüssigkeitseinlässen 61a (siehe 8), durch welche ein Gas, das bei einem Batteriefehler aus einer Batteriezelle austritt, in den Abzugskanal 6a des Abzugsstutzen 6 eingeleitet wird.
  • Der Abzugsstutzen 6 weist ein Einlassstutzenteil 6b auf, das mit dem Abzugskanal 6a (oder dem Flüssigkeitskanal) in Kontakt steht, um einen innenliegenden Kanal zu bilden, der sich von einem Seitenteil zu der Außenseite des Abzugsstutzens 6 erstreckt, wie in 2, 3, 4 und 5 gezeigt ist.
  • Durch das Einlassstutzenteil 6b kann ein Gas zu dem Abzugskanal 6a und zur Außenseite der Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) ausgestoßen werden.
  • Anstelle der Verwendung der Dichtungselemente 30 und 31 ist es möglich, ein weiches Harz, wie einen Elastomer durch doppeltes Formen zu verwenden, um das Umfangsteil der Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c in den Abzugsstutzen 6 zu drücken und zu fixieren.
  • Die metallischen leitfähigen Elemente (oder metallischen leitfähigen Leitungen) 70, 71, 72, 73, 74 und 75 sind mit dem Abzugsstutzen 6 durch Umspritzen integriert. Das heißt, die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 sind keine dezidierten Bauteile in der Batterieeinheit, genauer genommen sind sie nicht unabhängig von anderen Bauteilen in der Batterieeinheit, da die metallischen leitfähigen Elemente (oder metallischen leitfähigen Leitungen) 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit dem zweiten Teil 62 in dem Abzugsstutzen 6 oder dem Gehäusekörper 60 oder dem Batteriegehäuse 7 integriert sind (dies wird später erklärt).
  • Der Abzugsstutzen 6 wird durch ein Integrieren einer Mehrzahl von Teilen erhalten. Die erste beispielgebende Ausführungsform verwendet beispielsweise ein erstes Teil 61 und ein zweites Teil 62, und diese werden zusammengesetzt, um den Abzugsstutzen 6 zu fertigen.
  • Wie der 5 zu entnehmen ist, wird das erste Teil 61 und das zweite Teil 62 getrennt vorbereitet, und das erste Teil 61 und das zweite Teil 62 werden zusammengesetzt.
  • 8 ist eine Ansicht, die einen Aufbau des ersten Teils 61 des Abzugsstutzens 6 zeigt, wenn dieses bei der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform an der zusammengesetzten Batterie betrachtet wird, die aus den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 besteht. 9 ist eine Ansicht, die einen Aufbau des zweiten Teils 62 des Abzugsstutzens 6 zeigt, wenn dieses bei der Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform an der zusammengesetzten Batterie betrachtet wird, die aus den Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 besteht.
  • Wie in 8 gezeigt ist, sind alle Flüssigkeitseinlässe 61a in dem ersten Teil 61 ausgebildet. Wie ferner in 9 gezeigt ist, sind die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73 und 74 in dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 durch Umspritzen ausgebildet. Mit anderen Worten sind alle metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73 und 74 mit dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 durch Umspritzen integriert. Ein Querschnitt von jedem metallischen leitfähigen Element 70, 71, 72, 73 und 74 weist ein rechteckiges leitfähiges Element in einer rechteckigen Form auf, das aus einer Kupferplatte mit einer besseren Leitfähigkeit durch einen Stanzvorgang gefertigt wird.
  • Wie in 9 gezeigt ist, wird ein Endteil des metallischen leitfähigen Elements 70, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, zu einem Verbindungsanschluss 70a, der mit einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 20b, der an der Sammelschiene 20 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Das andere Endteil des metallischen leitfähigen Elements 70, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 70b, der mit einer Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Ferner wird ein Endteil des metallischen leitfähigen Elements 71, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, zu einem Verbindungsanschluss 71a, der mit einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 21b, der an der Sammelschiene 21 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Das andere Endteil des metallischen leitfähigen Elements 71, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 71b, der mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Wiederum ferner wird ein Endteil des metallischen leitfähigen Elements 72, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, zu einem Verbindungsanschluss 72a, der mit einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 22b, der an der Sammelschiene 22 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Das andere Endteil des metallischen leitfähigen Elements 72, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 72b, der mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Ferner wird ein Endteil des metallischen leitfähigen Elements 73, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, zu einem Verbindungsanschluss 73a, der mit einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 23b, der an der Sammelschiene 23 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Das andere Endteil des metallischen leitfähigen Elements 73, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 73b, der mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Wiederum ferner wird ein Endteil des metallischen leitfähigen Elements 74, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, zu einem Verbindungsanschluss 74a, der mit einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 24b, der an der Sammelschiene 24 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Das andere Endteil des metallischen leitfähigen Elements 74, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 74b, der mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Ein Endteil des metallischen leitfähigen Elements 75, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 75a, der mit einem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 25b, der an der Sammelschiene 25 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • Das andere Endteil des metallischen leitfähigen Elements 75, das von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 hervorsteht, wird zu einem Verbindungsanschluss 75b, der mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist.
  • 7 zeigt ein Beispiel der elektrischen Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss 74a des metallischen leitfähigen Elements 74 und dem Spannungspotenzialerfassungsanschluss (oder Spannungserfassungsanschluss) 24b, der an der Sammelschiene 24 ausgebildet ist.
  • Ebenso wie die elektrische Verbindung, die in 7 gezeigt ist, sind die Spannungspotenzialerfassungsanschlüsse (oder Spannungserfassungsanschlüsse) 20b, 21b, 22b, 23b, 24b und 25b der Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 in die entsprechenden Löcher, die in den Verbindungsanschlüssen 70a, 71a, 72a, 73a, 74a und 75a ausgebildet sind, durch Löten, usw. eingefügt und fixiert. Diese Verbindungsanschlüsse 70a, 71a, 72a, 73a, 74a und 75a sind jeweils an einem Endteil der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 ausgebildet, wie in 9 gezeigt ist.
  • Anstelle von Löten ist es möglich, eine Schweißung, eine Befestigung mit Klebstoff und Schrauben zu verwenden, um die Spannungspotenzialerfassungsanschlüsse (oder Spannungserfassungsanschlüsse) 20b, 21b, 22b, 23b, 24b und 25b der Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 mit den Verbindungsanschlüssen 70a, 71a, 72a, 73a, 74a und 75a der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 zu verbinden.
  • Obwohl es möglich ist, eine Pressschweißung zu verwenden, um die Spannungspotenzialerfassungsanschlüsse (oder Spannungserfassungsanschlüsse) 20b, 21b, 22b, 23b, 24b und 25b der Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 mit den Verbindungsanschlüssen 70a, 71a, 72a, 73a, 74a und 75a der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 zu verbinden, ist es vorteilhaft, eine Schweißung, eine Befestigung mit Klebstoff und Schrauben anstelle einer Pressschweißung zu verwenden, um Einflüsse von Vibrationen zu vermeiden, und um mechanische und elektrische Verbindungen zwischen diesen zuverlässig zu bewahren, da die Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) im Allgemeinen an einem Fahrzeug angebracht wird.
  • Jeder Verbindungsanschluss 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b an dem anderen Ende von jedem metallischen leitfähigen Element 70, 71, 72, 73, 74 und 75 wird in ein entsprechendes Durchgangsloch eingesetzt, das in der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, und durch Löten fixiert. Dies ermöglicht es, die Verbindungsanschlüsse 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit der Spannungserfassungsschaltung an der Steuerungsplatine 5 zu verbinden.
  • Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Methode beschränkt. Es ist möglich, andere Verfahren wie Schweißen, Befestigen mit Klebstoff und Schrauben anstelle der Verwendung von Löten zu verwenden.
  • Obwohl es ebenfalls möglich ist, eine Pressschweißung zu verwenden, um die Verbindungsanschlüsse 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit der Steuerungsplatine 5 (genauer genommen, mit der Spannungserfassungsschaltung) zu verbinden, ist es vorteilhaft, eine Schweißung, eine Befestigung mit Klebstoff und Schrauben anstelle einer Pressschweißung zu verwenden, um Einflüsse von Vibrationen zu vermeiden und um mechanische und elektrische Verbindungen zwischen diesen zuverlässig zu bewahren, da die Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) im Allgemeinen an einem Fahrzeug angebracht wird.
  • Eine Oberflächenbehandlung durch eine Zinnbeschichtung oder Nickelbeschichtung ist zumindest auf einer Oberfläche von jedem Verbindungsanschluss 70a, 71a, 72a, 73a 74a und 75a und Verbindungsanschluss 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 vorgenommen worden.
  • Eine solche Oberflächenbehandlung ermöglicht es, die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen diesen für eine lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten und eine stabile Spannungserfassung zu gewährleisten.
  • Jedes der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 ist durch Verbindungselemente (in 9 weggelassen) miteinander verbunden, und die Gesamtheit der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 ist mit dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 durch Umspritzen integriert. Nach einem solchen Umspritzen wird das Verbindungsteil zwischen den metallischen leitfähigen Elementen 70, 71, 72, 73, 74 und 75 durch Pressen entfernt, um die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 elektrisch voneinander zu trennen. Hierdurch wird jede Spannungspotenzialübertragungsleitung gefertigt, durch die ein Spannungspotenzial von jeder Batteriezelle zu der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, übertragen wird.
  • Wie in 9 gezeigt ist, erstreckt sich jedes metallische leitfähige Element 70, 71, 72, 73, 74 und 75 ungefähr in einer Richtung, entlang der sich der Abzugskanal 6a in dem Abzugsstutzen 6 erstreckt. Wie in 9 gezeigt ist, wird ein Teil von jedem metallischen leitfähigen Element 70, 71, 72, 73, 74 und 75 von dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 durch die freigelegten Teile 70c, 71c, 72c, 73c und 74c freigelegt, so dass ein solcher Teil dem Abzugskanal 6A des Abzugsstutzens 6 zugewandt ist.
  • Jedes der freigelegten Teile 70c, 71c, 72c, 73c und 74c der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 weist eine kreisrunde Form auf. Wie in 9 gezeigt ist, sind diese Teile zwischen den benachbarten metallischen leitfähigen Elementen relativ nahe zu einander angeordnet.
  • Wie an der oberen rechten Seite in 9 gezeigt ist, steht jeder Verbindungsanschluss 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 zu der oberen Seite hervor, so dass diese von dem Abzugskanal 6a in dem Abzugsstutzen 6 getrennt sind.
  • Wie in 2 gezeigt ist, sind die Verbindungsteile zwischen der Steuerungsplatine 5 und den Verbindungsanschlüssen 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 visualisiert, genauer genommen kann der Verbindungszustand der Lötung zwischen diesen einfach überwacht werden, wenn das Abdeckungsgehäuse 60 von der Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) entfernt ist.
  • Der zweite Teil 62 des Abzugsstutzens 6 in dem Abzugsstutzen 6 weist ein Fensterteil 62a auf. Das Fensterteil 62a ist unter den Verbindungsanschlüssen 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 ausgebildet und von dem Abzugskanal 6a in dem Abzugsstutzen 6 getrennt. Durch das Fensterteil 62a kann ein Teil von jedem metallischen leitfähigen Element 70, 71, 72, 73, 74 und 75 freigelegt sein. Da die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75, die durch das Fensterteil 62a freigelegt sind, in konstanten Abständen angeordnet sind, ist es möglich, den Verbindungszustand von jedem metallischen leitfähigen Element 70, 71, 72, 73, 74 und 75 durch Verwendung eines Testers zu erfassen.
  • Wie in 5 gezeigt ist, weist der Abzugsstutzen 6 Klauenteile 6c auf, die an einer Oberseite und einer Unterseite in der Dickenrichtung X (in einer vertikalen Richtung) an einem mittleren Teil in einer lateralen Richtung des Abzugsstutzens 6 zur Außenseite hervorstehen. Ferner weist der Abzugsstutzen 6 Klauenteile 6d auf, die an einer obere Seite und der Unterseite in der Dickenrichtung X an einem Seitenteil in der lateralen Richtung des Abzugsstutzens 6 zur Außenseite hervorstehen.
  • Andererseits weist die Isolationsabdeckung 8 Eingriffsteile 8a auf. Jedes der Eingriffsteile 8a weist ein Lochteil auf. Das Lochteil von jedem Eingriffs Teil 8a ist an ein entsprechendes Klauenteile 6c angepasst. Die Isolationsabdeckung 8 weist ferner zwei Eingriffsteile 8b auf. Jedes der Eingriffsteile 8a weist Lochteile auf. Das Lochteil von jedem Eingriffsteil 8b ist an das entsprechende Klauenteile 6d angepasst.
  • Wenn der Abzugsstutzen 6 mit der Isolationsabdeckung 8 zusammengefügt wird, ist jedes der zwei Klauenteile 6c in dem Abzugsstutzen 6 an das entsprechende Eingriffsteil 8A in der Isolationsabdeckung 8 angepasst, und jedes der zwei Klauenteile 6d in dem Abzugsstutzen 6 ist an das entsprechende Eingriffsteil 8b in der Isolationsabdeckung 8 angepasst. Dieser Aufbau fixiert den Abzugsstutzen 6 an der Isolationsabdeckung 8 und verhindert, dass der Abzugsstutzen 6 bewegt wird. Wenn der Abzugsstutzen 6 ferner mit der Isolationsabdeckung 8 zusammengesetzt wird, ermöglicht dieser Aufbau, dass die Dichtungsteile 30 und 31 eingedrückt werden, so dass der Abzugsstutzen 6 an die Isolationsabdeckung 8 gedrückt wird. Das heißt, dies ermöglicht es, die Dichtung zwischen der Oberfläche von jedem Sicherheitsventil 10c, 11c, 12c, 13c und 14c und dem Abzugskanal 6a des Abzugsstutzens 6 zu erhöhen.
  • Wie in 10 und 11 gezeigt ist, sind die Hauptbauteile, wie das Batteriepaket 1, die Leistungsplatine 50 und der Anschlussblock 51 auf der Bodenplatte 9 angebracht. Die Hauptbauteile der Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket) sind die Leistungsplatine 50 und der Anschlussblock 51. Die Steuerungsplatine 5 ist an der Batterieeinheit 1 angebracht und fixiert. Um beispielsweise die Steifigkeit der Bodenplatte 9 zu erhöhen, ist die Bodenplatte 9 aus Polypropylen (PP) oder einem Plastik aus Polypropylen, das ein Füllmittel oder Talk enthält, das eine elektrische Isolationsfähigkeit aufweist, gefertigt.
  • Die Bodenplatte 9 weist Fixierungsteile und Anbringungsteile auf. Die Bodenplatte 9 ist durch die Fixierungsteile mittels Schrauben an einem motorisierten Fahrzeug (in den Zeichnungen ausgelassen) fixiert. Die Batterieeinheit 1, usw. ist mit einem Abdeckungsgehäuse 60 abgedeckt. Das Abdeckungsgehäuse 60 ist unter Verwendung von Dichtungselementen und Schrauben an der Bodenplatte 9 fixiert.
  • Eine Batterieüberwachungsvorrichtung ist eine elektronische Steuereinheit (ECU), die den Zustand der Batterieeinheit 1 überwacht. Die Batterieüberwachungsvorrichtung ist durch Erfassungskabel, die sich von den Erfassungsanschlüssen der Batterieeinheit 1 erstrecken, mit der Batterieeinheit 1 elektrisch verbunden. Die Erfassungskabel sind Kommunikationsleitungen, um Informationen hinsichtlich einer Spannung, einer Temperatur, usw. des Batteriepakets 1 zu der ECU als Batterieüberwachungsvorrichtung zu übertragen. Die Erfassungsanschlüsse enthalten verschiedene Typen von Sensoren, wie ein Spannungserfassungselement, einen Temperatursensor und andere Erfassungssensoren.
  • Die Batterieeinheit 1 (Batteriepaket) ist mit verschiedenen elektronischen Bauteilen ausgestattet, die ein Laden, ein Entladen und eine Temperatur von jeder Batteriezelle 10, 11, 12, 13 und 14 überwachen können.
  • Solche elektronischen Bauteile sind beispielsweise ein Gleichstrom zu Gleichstrom (DC/DC) Wandler, Inverter, Leistungselemente, die auf der Leistungsplatine 50 angebracht sind, elektronische Bauteile, die auf der Steuerungsplatine 5 angebracht sind, oder verschiedene Typen von elektronischen Steuervorrichtungen.
  • Ferner weist die Batterieeinheit 1, wie zuvor beschrieben, die Batterieüberwachungsvorrichtung, eine Steuervorrichtung und einen Kabelstrang aus Kabeln auf. Wie zuvor beschrieben, empfängt die Batterieüberwachungsvorrichtung verschiedene Typen von Erfassungssignalen, die von verschiedenen Typen von Sensoren, die eine Spannung und eine Temperatur von jeder Batteriezelle erfassen, übertragen werden. Die Steuervorrichtung kommuniziert mit der Batterieüberwachungsvorrichtung und steuert eine elektrische Leistungsübertragung zu dem DC/DC Wandler. Die Steuervorrichtung steuert den Betrieb des Motors von einem oder mehreren elektrischen Ventilatoren. Solche Vorrichtungen sind in der Batterieeinheit 1 durch die Kabel des Kabelstrangs elektrisch verbunden. Es ist möglich, dass die Batterieeinheit 1 ein Luftgebläse aufweist, um die Batteriezellen zu kühlen.
  • Bei dem Aufbau der Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket) gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, sind die Spannungspotenzialerfassungsanschlüsse (oder Spannungserfassungsanschlüsse) 20b, 21b, 22b, 23b, 24b und 25b der Sammelschienen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 durch die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 angebracht ist, elektrisch verbunden. Ferner sind die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit dem Abzugsstutzen 6 durch Umspritzen in einem Körper integriert. Das heißt, die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 sind mit dem Abzugsstutzen 6 integriert, um einen Körper zu bilden. Der verbesserte Aufbau der Batterieeinheit 1, der zuvor beschrieben ist, ermöglicht es, jegliche zusätzlichen Bauteile zum Halten der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 zu vermeiden. Dies ermöglicht es, eine Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket) mit einem einfachen Aufbau bereitzustellen.
  • Ferner sind die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 in dem Abzugsstutzen 6 durch Umspritzen mit dem zweiten Teil 62 integriert und nicht mit dem ersten Teil 61 integriert.
  • Dieser Aufbau ermöglicht es zu vermeiden, dass in dem ersten Teil 61 leitfähige Elemente ausgebildet werden müssen, die der Seite der zusammengesetzten Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14, wo sich die Flüssigkeitseinlässe 61a (in 8 gezeigt) des Abzugsstutzen 6 befinden, zugewandt sind.
  • Demzufolge ist es nicht erforderlich, leitfähige Elemente, wie die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 anzuordnen, so dass die leitfähigen Elemente die Flüssigkeitseinlässe 61a in dem ersten Teil 61 des Abzugsstutzens 6 umgehen (siehe 8). Es ist möglich, die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 in dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 mit einem angemessenen Seitenrand anzuordnen.
  • Bei dem Aufbau der Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket) gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben ist, sind die freigelegten Teile 70c, 71c, 72c, 73c und 74c in dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6 derart ausgebildet, dass ein Teil von jedem metallischen leitfähigen Element 70, 71, 72, 73, 74 und 75 durch die freigelegten Teile 70c, 71c, 72c, 73c und 74c zu der Innenseite des Abzugskanals 6a in dem Abzugsstutzen 6 freigelegt ist.
  • Wenn der interne Druck einer Batteriezelle einen vorbestimmten Druck überschreitet und das Sicherheitsventil von dieser Batteriezelle geöffnet wird, zieht ein Gas und eine Elektrolytlösung von der Innenseite der Batteriezelle über den Abzugskanal 6a in dem Abzugsstutzen 6 durch das geöffnete Sicherheitsventil ab. Wenn ein solches Gas und eine Elektrolytlösung, die aus der Batteriezelle bei einem Batteriefehler abzieht, mit einem oder mehreren metallischen leitfähigen Elementen in Kontakt gerät, wird das metallische leitfähige Element beeinträchtigt und der elektrische Widerstand des metallischen leitfähigen Elements wird verändert. Wenn ein solches Gas und eine Elektrolytlösung mit einigen der metallischen leitfähigen Elementen 70, 71, 72, 73, 74 und 75 in Kontakt gerät, und ein Kurzschluss zwischen den metallischen leitfähigen Elementen 70, 71, 72, 73, 74 und 75 hergestellt wird, wird eine Ausgabe der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, erheblich verändert.
  • Selbst wenn nicht sich ein Elektrodenspannungspotenzial von jeder Batteriezelle wesentlich verändert während wenigstens eines der Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c der Batteriezellen 10, 11, 12, 13 und 14 unter einem Batteriefehler geöffnet wird, kann demzufolge die Spannungssteuerungsschaltung die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, ein Auftreten des Batteriefehlers der Batteriezelle erfassen.
  • Das heißt, die Batterieeinheit 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform kann zeitgleich (a) ein Auftreten eines anormalen Zustands einer Batteriezelle basierend auf der Spannungspotenzialinformation, die durch das metallische leitfähige Elemente und den Elektrodenanschluss der Batteriezelle übertragen wird, und (b) ein Auftreten eines anormalen Zustands einer Batteriezelle basierend auf einer Änderung des Spannungspotenzials, die verursacht wird, wenn eine Elektrolytlösung, die aus der Batteriezelle durch das Sicherheitsventil abzieht, mit der freigelegten Oberfläche des metallischen leitfähigen Elements in Kontaktgerät, erfassen.
  • Wenn einer der Erfassungsvorgänge (a) und (b), die zuvor beschrieben sind, ein Auftreten eines anormalen Zustands der Batteriezelle nicht erfasst, ist es demzufolge durch den anderen Erfassungsvorgang möglich, das Auftreten eines anormalen Zustands der Batteriezelle zu erfassen. Die Batterieeinheit 1 (oder Batteriepaket) gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform kann ein Auftreten eines anormalen Zustands einer Batteriezelle unter Verwendung der zwei Erfassungsvorgänge erfassen.
  • Zweite Ausführungsform
  • Es folgt eine Beschreibung einer Batterieeinheit 1-1 (oder Batteriepaket) gemäß einer zweiten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 12 und 13.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung der zusammengesetzten Batterie und eines Abzugsstutzens 6A (oder ein kanalbildendes Element) an der Batterieeinheit 1-1 gemäß einer zweiten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 13 ist eine Draufsicht, die einen Aufbau, in dem das Abdeckungsgehäuse 60 von der Batterieeinheit 1-1 entfernt ist, gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Dieselben Bauteile zwischen der zweiten beispielgebenden Ausführungsform und der ersten beispielgebenden Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen und Ziffern bezeichnet. Die Erklärungen derselben Bauteile zwischen der zweiten beispielgebenden Ausführungsform und der ersten beispielgebenden Ausführungsform werden zur Abkürzung ausgelassen.
  • Das Batteriepaket 1-1 gemäß der dritten beispielgebenden Ausführungsform, die in 12 und 13 gezeigt ist, weist eine Steuerungsplatine 205 auf, auf der die Steuerungsplatine 5 und die Leistungsplatine 50 angebracht sind.
  • Wie in Fig. von 12 und Fig. von 13 gezeigt ist, ist die Steuerungsplatine 205 sowohl mit der Sammelschiene 25B als auch mit den Verbindungsanschlüssen 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 elektrisch verbunden.
  • Wie in Fig. von 12 gezeigt ist, weist die Sammelschiene 25B Anschlüsse 25Bt auf, die sich von der Steuerungsplatine 205 in dem Stufenaufbau 4 zu der oberen Richtung erstrecken, genauer genommen zu der Dickenrichtung X der Batterieeinheit 1-1. Der Stufenaufbau ist in der ersten beispielgebenden Ausführungsform beschrieben worden. Die Steuerungsplatine 205 ist in 12 weggelassen.
  • Wie in 13 gezeigt ist, sind die drei Anschlüsse 25Bt mit den vorbestimmten Anschlüssen der Steuerungsplatine 205 elektrisch verbunden. Die Verbindungsanschlüsse 70b, 71b, 72b, 73b 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75, die sich von dem Stufenaufbau 4 zu der oberen Richtung erstrecken, genauer genommen zu der Dickenrichtung X des Batteriepakets 1-1 erstrecken, sind mit der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 205 ausgebildet ist, die auf der unteren Stufe an dem Stufenaufbau 4 angeordnet ist, elektrisch verbunden.
  • Wie in 12 gezeigt ist, weist der Abzugsstutzen 6A vier Fixierungsteile 6Af auf. Die zwei Fixierungsteile 6Af sind in dem oberen Teil und dem Bodenteil eines mittleren Teils des Abzugsstutzens 6A ausgebildet. Die anderen zwei Fixierungsteile 6Af sind an dem oberen Teil und dem unteren Teil eines Teils entlang einer Längsrichtung der Fixierungsteile 6Af ausgebildet. Der Abzugsstutzen 6A ist durch die vier Fixierungsteile 6Af unter Verwendung von Schrauben und Nüssen als Fixierungselemente fixiert.
  • Der Abzugsstutzen 6A wird gezwungenermaßen an die Isolationsabdeckung 8A gedrückt und befestigt, und die Dichtungselemente 30 und 31 werden durch die Schrauben und Nüsse als Fixierungselemente zusammengedrückt. Dies ermöglicht es, die Luftdichtigkeit zwischen der Oberfläche von jedem der Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c und 14c und dem Abzugskanal 6a (oder Flüssigkeitskanal) zu erhöhen.
  • Ein Abdeckungsteil 61b, das annäherungsweise eine Plattenform aufweist, ist an dem ersten Teil 61 des Abzugsstutzens 6A ausgebildet. Die Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen und die Sammelschienen der Batterieeinheit 1-1 sind von dem Abdeckungsgehäuse 61b abgedeckt. Das Abdeckung Teil 61b verhindert, dass Wasser oder Fremdkörper eintreten und an den Elektrodenanschlüssen der Batteriezellen und den Sammelleitern anhaften.
  • Wie in 13 gezeigt ist, werden Hauptbauteile, wie das Batteriepaket 1-1, die Leistungsplatine 50 und der Anschlussblock 51 auf der Bodenplatte 9A angeordnet und fixiert. Die Steuerungsplatine 205 ist an dem Batteriepaket 1-1 angebracht und fixiert. Die Bodenplatte 9A hält das Batteriepaket 1-1, die Leistungsplatine 50, den Anschlussblock 51, usw. als die Hauptbauteile des Batteriepakets 1.
  • Die Bodenplatte 9A mit dem Batteriepaket 1-1 ist durch das Abdeckungsgehäuse 60 abgedeckt und abgedichtet. Dies ermöglicht es, das Batteriepaket einfach und sicher an einem motorisierten Fahrzeug anzubringen.
  • (Andere Modifikationen)
  • Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist.
  • Die erste beispielgebende Ausführungsform und die zweite beispielgebende Ausführungsform verwenden die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten und zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist. Es ist möglich, metallische leitfähige Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 als elektrische leitfähige Elemente zu verwenden, die aus Kohlenstoff hergestellten sind.
  • Die erste beispielgebende Ausführungsform und die zweite beispielgebende Ausführungsform weisen einen Aufbau auf, bei dem die Verbindungsanschlüssen 70a, 71a, 72a, 73a, 74a und 75a der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 jeweils mit den Spannungspotenzialerfassungsanschlüssen (oder Spannungserfassungsanschlüssen) 20b, 21b, 22b, 23b, 24b und 25b der Sammelleiter 20, 21, 22, 23, 24 und 25 elektrisch verbunden sind.
  • Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist. Beispielsweise ist es möglich, die Verbindungsanschlüsse 70a, 71a, 72a, 73a, 74a und 75a der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 direkt mit den Elektrodenanschlüssen der Batteriezellen zu verbinden.
  • Die erste beispielgebende Ausführungsform und die zweite beispielgebende Ausführungsform weisen den Aufbau auf, bei dem die Verbindungsanschlüsse 70b, 71b, 72b, 73b, 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit der einzelnen Steuerungsplatine elektrisch verbunden sind. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten und zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist.
  • Es ist beispielsweise möglich, die Verbindungsanschlüsse 70b, 71b, 72b, 73b, 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit verschiedenen Steuerungsplatinen elektrisch zu verbinden. D. h., es ist möglich, dass die Verbindungsanschlüsse 70b, 71b, 72b, 73b, 74b und 75b der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 als Verbindungsanschlüsse dienen, durch welche eine Mehrzahl von Steuerungsplatine elektrisch verbunden wird. Zudem ist es möglich, dass die metallischen leitfähigen Elemente zum Übertragen von Informationen hinsichtlich verschiedener Zustände der Batteriezellen andere Informationen hinsichtlich des Spannungspotenzials von jeder Batteriezelle übertragen.
  • Die erste beispielgebende Ausführungsform und die zweite beispielgebende Ausführungsform weisen den Aufbau auf, bei dem der Abzugsstutzen 6 aus dem ersten Teil 61 und dem zweiten Teil 62 besteht, die zusammengesetzt sind. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten und zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist.
  • Es ist möglich, dass die Batterieeinheit einen Aufbau aufweist, bei dem wenigstens das erste Teil 61 oder das zweite Teil 62 des Abzugsstutzens 6 aus einer Mehrzahl von Bauteilen besteht. D. h. es ist möglich, dass der Abzugsstutzen 6 aus drei oder mehr Bauteilen besteht. Es ist ebenso möglich, dass der Abzugsstutzen 6 lediglich aus einem Element besteht.
  • Bei dem Aufbau, der in der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschrieben ist, können die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 mit dem Abzugsstutzen 6 durch Umspritzen integriert sein.
  • Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf den Aufbau des Batteriepakets 1 gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform und des Ball Batteriepakets 1-1 gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist.
  • Es ist möglich, dass die metallischen leitfähigen Elemente mit dem Abdeckungsgehäuse, das wenigstens eines der Bauteile, wie die Batteriezellen und anderer Bauteile, oder ein kanalbildendes Element, das aus Kunstharz gefertigt ist, und das sich von dem Abzugsstutzen unterscheidet, durch Umspritzen integriert werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die metallischen leitfähigen Elemente und das Batteriegehäuse 7 durch Umspritzen integriert werden.
  • Bei dem Aufbau, der in der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten gebenden Ausführungsform offenbart ist, sind die Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen, welche die zusammengesetzte Batterie bilden, und die Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine ausgebildet ist, durch die metallischen leitfähigen Elemente elektrisch miteinander verbunden sind. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten und zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist. Beispielsweise ist es möglich, die Elektrodenanschlüsse einer einzelnen Batteriezelle und die Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine ausgebildet ist, durch die metallischen leitfähigen Elemente elektrisch miteinander zu verbinden.
  • Die ersten und zweiten beispielgebenden Ausführungsformen, die zuvor beschrieben sind, verwenden eine wiederaufladbare Batterie (oder eine Sekundärbatterie) als Batteriezellen, welche die Batterieeinheit (oder das Batteriepaket) bilden.
  • Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch den Aufbau des Batteriepakets 1 und 1-1 gemäß der ersten und zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschränkt, der zuvor beschrieben ist. Es ist möglich, wie jede Batteriezelle eine Primärbatterie zu verwenden.
  • (Andere Merkmale und Wirkungsweisen der vorliegenden Erfindung)
  • Die Batterieeinheit weist als einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c, 14c auf, die auf derselben Oberfläche des äußeren Gehäuses der jeweiligen Batteriezellen 10, 11, 12, 13, 14 ausgebildet sind, auf der die Elektrodenanschlüsse ausgebildet sind. Die Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c, 14c sind dazu ausgestaltet, geöffnet zu werden, wenn ein interner Druck von jeder Batteriezelle einen vorbestimmten Druckwert überschreitet. In der Batterieeinheit weist das kanalbildende Element 6A, das ein Abzugsstutzen 6 ist, die Flüssigkeitseinlässe 61a auf, die den Sicherheitsventilen 10c, 11c, 12c, 13c, 14c entsprechen, sowie eine innere Wandoberfläche, die durch die Flüssigkeitseinlässe den Sicherheitsventilen 10c, 11c, 12c, 13c, 14c zugewandt ist. Die Sicherheitsventile 10c, 11c, 12c, 13c, 14c sind durch die Flüssigkeitseinlässe zu dem Flüssigkeitskanal 6A freigelegt. Insbesondere sind die leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74, 75 mit dem Abzugsstutzen 6, 6A durch Umspritzen integriert.
  • Dies ermöglicht es, einen integrierten Körper aus den metallischen leitfähigen Elementen und dem Abzugsstutzen bereitzustellen, der durch Umspritzen gefertigt ist. Der Abzugsstutzen steht mit den Sicherheitsventilen in Verbindung, die an der Elektrodenanschlussausbildungsoberfläche von jeder der Batteriezellen ausgebildet sind. Es ist daher möglich, die Batterieeinheit mit einem einfachen Aufbau bereitzustellen.
  • Als ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Abzugsstutzen 6, 6A bei der Batterieeinheit das erste Teil 61 und das zweite Teil 62 auf, die zusammengesetzt sind. Die leitfähigen Elemente, genauer genommen die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74, 75, sind mit dem zweiten Teil 62 des Abzugsstutzens 6, 6A durch Umspritzen integriert.
  • Da es schwierig ist, die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74, 75 in dem ersten Teil 61, das durch die Flüssigkeitseinlässe 61a der Seite der Batteriezellen 70, 71, 72, 73, 74, 75 zugewandt ist, auszubilden oder anzuordnen, werden die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74, 75 mit dem zweiten Teils 62 des Abzugsstutzens 6, 6A durch Umspritzen integriert. Das zweite Teil 62 des Abzugsstutzens 6, 6A weist keinen Flüssigkeitseinlass auf. Dies ermöglicht es, den Aufbau zu vermeiden, bei dem die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74, 75 angeordnet werden, um Flüssigkeitseinlässe 61a zu umgehen, und um zu ermöglichen, dass die metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74, 75 in dem zweiten Teil 62 des Auslassstutzens 6, 6A mit einem angemessenen Seitenrand angeordnet werden.
  • Als ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Abzugsstutzen 6, 6A bei der Batterieeinheit freigelegte Teile 70c, 71c, 72c, 73c, 74c auf, so dass ein Teil von jedem leitfähigen Element zu dem Flüssigkeitskanal 6a, der in dem Abzugsstutzen 6, 6A ausgebildet ist, freigelegt ist.
  • Im Allgemeinen ziehen eine Flüssigkeit und ein Gas, wie eine Elektrolytlösung von Innenseite der Batteriezelle durch das Sicherheitsventil ab, wenn ein interner Druck einer Batteriezelle übermäßig zunimmt und das Sicherheitsventil der Batterie 200 durch den erhöhten internen Drucken geöffnet wird. Gemäß der Batterieeinheit (oder Batteriepaket) der vorliegenden Erfindung ziehen ein Gas und ein Elektrolytlösung von der Innenseite der Batteriezelle durch das geöffnete Sicherheitsventil in den Abzugskanal 6a in den Abzugsstutzen 6, 6A ab, wenn der interne Druck einer Batteriezelle einen vorbestimmten Druck überschreitet und das Sicherheitsventil von dieser Batteriezelle geöffnet wird. Wenn ein solches Gas und eine Elektrolytlösung, die aus der Batteriezelle abziehen, mit einem oder mehreren der metallischen leitfähigen Elemente in Kontakt gerät, wird das metallische leitfähige Element beeinträchtigt und der elektrische Widerstand des metallischen leitfähigen Element wird erheblich verändert. Wenn ein solches Gas und eine Elektrolyt Lösung mit einigen der metallischen leitfähigen Elemente 70, 71, 72, 73, 74 und 75 in Kontakt gerät und ein Kurzschluss zwischen den metallischen leitfähigen Elementen 70, 71, 72, 73, 74 und 75 hergestellt wird, wird eine Ausgabe der Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, erheblich verändert.
  • Selbst wenn nicht ein Elektrodenspannungspotenzial von jeder Batteriezelle erheblich verändert wird, wenn zumindest eines der Sicherheitsventile der Batteriezellen unter dem Batteriefehler geöffnet wird, kann demzufolge die Spannungserfassungsschaltung, die auf der Steuerungsplatine 5 ausgebildet ist, ein Auftreten eines solchen Batteriefehlers der Batteriezelle erfassen.
  • Während bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen im Lichte der gesamten Lehre der Offenbarung im Detail weiterentwickelt werden können. Demzufolge sind die bestimmten offenbarten Anordnungen lediglich veranschaulichend gemeint und nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken, dessen volle Breite sich aus den nachfolgenden Ansprüchen sowie deren Äquivalenten bestimmt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009-59663 [0002]

Claims (6)

  1. Batterieeinheit (1, 1-1), aufweisend: eine Mehrzahl von Batteriezellen (10, 11, 12, 13, 14), von denen jede Batteriezelle ein äußeres Gehäuse (10e, 11e, 12e, 13e, 14e) und Elektrodenanschlüsse aufweist, wobei die Elektrodenanschlüsse positive Elektrodenanschlüsse (10b, 11b, 12b, 13b, 14b) und negative Elektrodenanschlüsse (10a, 11a, 12a, 13a, 14a) aufweisen, und die positiven Elektrodenanschlüsse und die negativen Elektrodenanschlüsse an einer äußeren Oberfläche des äußeren Gehäuses von jeder Batteriezelle ausgebildet sind; eine Steuerungsplatine (5) mit einer Spannungserfassungsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, eine Spannung von jeder Batteriezelle zu erfassen; eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen (70, 71, 72, 73, 74, 75), durch welche ein Spannungspotenzial der Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen zu der Spannungserfassungsschaltung übertragen wird, wobei ein Endteil (70a, 71a, 72a, 73a, 74a, 75a) von jedem leitfähigen Element mit den entsprechenden Elektrodenanschlüssen der Batteriezelle elektrisch verbunden ist, und das andere Endteil von jedem leitfähigen Element mit der Spannungserfassungsschaltung elektrisch verbunden ist; und entweder ein Gehäuse (7, 8), das aus einem Kunstharz gefertigt ist und die Batteriezellen enthält, oder zumindest ein Teil von anderen Bauteilen, oder ein kanalbildendes Element (6), das aus Kunstharz gefertigt ist, einen Flüssigkeitskanal (6a) in sich bildet, wobei die leitfähigen Elemente (70, 71, 72, 73, 74, 75) entweder mit dem Gehäuse (7, 8) oder dem kanalbildenden Element (6) durch Umspritzen integriert sind.
  2. Batterieeinheit nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Sicherheitsventile (10c, 11c, 12c, 13c, 14c), die auf derselben Oberfläche des äußeren Gehäuses von jeder Batteriezelle (10, 11, 12, 13, 14) ausgebildet sind, auf der die Elektrodenanschlüsse ausgebildet sind, und sie dazu ausgestaltet sind, geöffnet zu werden, wenn ein interner Druck der Batteriezellen einen vorbestimmten Druckwert überschreitet, wobei das kanalbildende Element ein Abzugsstutzen (6, 6A) ist, aufweisend: Flüssigkeitseinlässe (61a), die den Sicherheitsventilen entsprechen; und eine innere Wandoberfläche, die durch die Flüssigkeitseinlässe den Sicherheitsventilen zugewandt ist, wobei die Sicherheitsventile durch die Flüssigkeitseinlässe zu dem Flüssigkeitskanal (6a) freigelegt sind, und die leitfähigen Elemente (70, 71, 72, 73, 74, 75) mit dem Abzugsstutzen (6, 6A) durch Umspritzen integriert sind.
  3. Batterieeinheit nach Anspruch 2, wobei der Abzugsstutzen (6, 6A) ein erstes Teil (61) und ein zweites Teil (62) aufweist, die zusammengefügt sind, und die leitfähigen Elemente (70, 71, 72, 73, 74, 75) mit dem zweiten Teil (62) des Abzugsstutzens (6, 6A) durch Umspritzen integriert sind.
  4. Batterieeinheit nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Abzugsstutzen (6, 6A) freigelegte Teile (70c, 71c, 72c, 73c, 74c) aufweist, so dass ein Teil von jedem leitfähigen Element zu dem Flüssigkeitskanal (6a), der in dem Abzugsstutzen (6, 6A) ausgebildet ist, freigelegt ist.
  5. Batterieeinheit nach Anspruch 4, wobei jedes freigelegte Teil (70c, 71c, 72c, 73c, 74c) eine kreisrunde Form aufweist, und die freigelegten Teile für die benachbarten leitfähigen Elemente nahe beieinander in dem Abzugsstutzen (6, 6A) ausgebildet sind.
  6. Batterieeinheit nach Anspruch 4, wobei ein Fensterteil (62a) an einem Endteil des zweiten Teils (62) in dem Abzugsstutzen (6) ausgebildet ist, und wobei ein Teil von jedem leitfähigen Element (70, 71, 72, 73, 74, 75) durch das Fensterteil von dem zweiten Teil freigelegt ist, und die metallischen leitfähigen Elemente, die durch das Fensterteil freigelegt sind, in einem konstanten Abstand angeordnet sind.
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