DE102014205724A1

DE102014205724A1 - Energiespeichervorrichtung

Info

Publication number: DE102014205724A1
Application number: DE102014205724.8A
Authority: DE
Inventors: Ryutaro Nishikawa; Masamitsu Tononishi; Osamu Ushijima; Shogo Tsuruta
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-10-02
Also published as: US20140295215A1; JP2014197519A; KR20140118758A; US20180183031A1; JP6135246B2; US10541402B2; CN104078635B; US11489234B2; US20200144578A1; US9911961B2; KR102337030B1; CN104078635A

Abstract

Eine Energiespeichervorrichtung (100) enthält eine Energiespeichereinrichtung (101), die einen Elektrodenanschluss (112) enthält, ein äußeres Gehäuse (102), das die Energiespeichereinrichtung (101) aufnimmt, eine erste äußere Elektrode (161), die an einer Außenseite des äußeren Gehäuses (102) angebracht ist, eine elektrische Einrichtung (104), die im Inneren des äußeren Gehäuses (102) angeordnet ist, einen ersten elektrischen Leiter (131), der die erste äußere Elektrode (161) und die elektrische Einrichtung (104) verbindet, sowie einen zweiten elektrischen Leiter (132), der die elektrische Einrichtung (104) und den Elektrodenanschluss (112) elektrisch verbindet. Der Elektrodenanschluss (112) und die erste äußere Elektrode (161) sind an einander gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Einrichtung (104) in einer Ebene entlang einer Fläche der Energiespeichereinrichtung (101) angeordnet.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Energiespeichervorrichtungen, die ein äußeres Gehäuse, das eine Energiespeichereinrichtung aufnimmt, und eine elektrische Einrichtung enthalten.
Hintergrund
Es sind Energiespeichervorrichtungen bekannt, die eine Energiespeichereinrichtung enthalten, die geladen und entladen werden kann und die mit einer elektrischen Einrichtung versehen sind, so beispielsweise einem elektronischen Substrat bzw. Chip, das/der einen Lade- und/oder Entladezustand überwacht, oder einem Relais, das die Zufuhr von Strom unterbricht.
Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ( japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2012-59663 ) eine Energiespeichervorrichtung, bei der eine elektrische Einrichtung für Kontrollzwecke (Batterieüberwachungseinheit) über einem Batteriemodul angeordnet ist, das aus einer Vielzahl von Batteriezellen besteht.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Energiespeichervorrichtung geschaffen, die ein auf ein Minimum verringertes Gesamtvolumen hat.
Die Energiespeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Energiespeichereinrichtung, die einen Elektrodenanschluss enthält, ein äußeres Gehäuse, das die Energiespeichereinrichtung aufnimmt, eine erste äußere Elektrode, die an einer Außenseite des äußeren Gehäuses angebracht ist, eine elektrische Einrichtung, die im Inneren des äußeren Gehäuses angeordnet ist, einen ersten elektrischen Leiter, der die erste äußere Elektrode und die elektrische Einrichtung elektrisch verbindet, sowie einen zweiten elektrischen Leiter, der die elektrische Einrichtung und den Elektrodenanschluss elektrisch verbindet, wobei der Elektrodenanschluss und die erste äußere Elektrode an einander gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Einrichtung in einer Ebene entlang einer Fläche der Energiespeichereinrichtung angeordnet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht der Energiespeichervorrichtung.
2 ist eine Perspektivansicht der Energiespeichervorrichtung, wobei der Deckel entfernt ist.
3 ist eine Perspektivansicht der Energiespeichervorrichtung, wobei das äußere Gehäuse weggelassen ist.
4 ist eine schematische Ansicht einer Batteriezelle, mit der der erste elektrische Leiter und der zweite elektrische Leiter verbunden sind.
5 ist eine Perspektivansicht, wobei der Deckel entfernt ist.
6 ist eine Perspektivansicht eines anderen Aufbaus des zweiten elektrischen Leiters (des vierten elektrischen Leiters)
7 ist eine Perspektivansicht eines anderen Aufbaus des zweiten elektrischen Leiters (des vierten elektrischen Leiters).
Beschreibung der Ausführungsform
Mitunter ist eine elektrische Einrichtung, die Laden und/oder Entladen überwacht, oder eine elektrische Einrichtung, die die Zufuhr von Strom unterbricht, mit einem elektrischen Leiter verbunden, der eine Energiespeichereinrichtung und eine externe Einrichtung elektrisch verbindet. In diesem Fall ist das Gesamtvolumen der Energiespeichervorrichtung, die die Energiespeichereinrichtung und die elektrische Einrichtung enthält, häufig groß. Insbesondere kann es, wenn die Energiespeichereinrichtung, die elektrische Einrichtung und der elektrische Leiter in einem Gehäuse aufgenommen sind, je nach der Anordnung des elektrischen Leiters und der elektrischen Einrichtung erforderlich sein, die Energiespeichervorrichtung zu vergrößern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Energiespeichervorrichtung geschaffen, die eine Energiespeichereinrichtung und eine elektrische Einrichtung enthält und die ein auf ein Minimum verringertes Gesamtvolumen hat.
Die Energiespeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Energiespeichereinrichtung, die einen Elektrodenanschluss enthält, ein äußeres Gehäuse, das die Energiespeichereinrichtung aufnimmt, eine erste äußere Elektrode, die an einer Außenseite des äußeren Gehäuses angebracht ist, eine elektrische Einrichtung, die im Inneren des äußeren Gehäuses angeordnet ist, einen ersten elektrischen Leiter, der die erste äußere Elektrode und die elektrische Einrichtung verbindet, sowie einen zweiten elektrischen Leiter, der die elektrische Einrichtung und den Elektrodenanschluss elektrisch verbindet, wobei der Elektrodenanschluss und die erste äußere Elektrode an einander gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Einrichtung in einer Ebene entlang einer Fläche der Energiespeichereinrichtung angeordnet sind.
Bei diesem Aufbau befindet sich die elektrische Einrichtung zwischen dem Elektrodenanschluss und der ersten äußeren Elektrode in einer Ebene entlang einer Fläche der Energiespeichereinrichtung. Dies ermöglicht es, die Anordnung des ersten elektrischen Leiters und des zweiten elektrischen Leiters zu vereinfachen und gleichzeitig zu verhindern, dass sich ein Teil des elektrischen Leiters zwischen der elektrischen Einrichtung und dem äußeren Gehäuse befindet. So kann Raum effizient genutzt werden, und es kann verhindert werden, dass der erste elektrische Leiter unnötig lang ist. Auch kann das äußere Gehäuse kompakt ausgeführt werden.
Der zweite elektrische Leiter kann einen verbindenden Abschnitt, der den ersten elektrischen Leiter oder die elektrische Einrichtung hält, sowie einen vertikalen Wandabschnitt enthalten, der sich senkrecht zu dem verbindenden Abschnitt erstreckt.
Bei diesem Aufbau kann, wenn der erste elektrische Leiter und der zweite elektrische Leiter verbunden sind, verhindert werden, dass sich der zweite elektrische Leiter dadurch verformt, dass auf den zweiten elektrischen Leiter in einer vertikalen Richtung ausgeübte Kraft von dem vertikalen Wandabschnitt des zweiten elektrischen Leiters aufgenommen wird.
Die Energiespeichereinrichtung kann einen weiteren Elektrodenanschluss enthalten und die Energiespeichervorrichtung kann des Weiteren eine zweite äußere Elektrode, die an der Außenseite des äußeren Gehäuses angebracht und von dem weiteren Elektrodenanschluss in einer Richtung entlang der Fläche der Energiespeichereinrichtung entfernt angeordnet ist, eine weitere elektrische Einrichtung, die sich im Inneren des äußeren Gehäuses zwischen dem weiteren Elektrodenanschluss und der zweiten äußeren Elektrode befindet, einen dritten elektrischen Leiter, der die zweite äußere Elektrode und die weitere elektrische Einrichtung verbindet, sowie einen vierten elektrischen Leiter enthalten, der die weitere elektrische Einrichtung und den weiteren Elektrodenanschluss elektrisch verbindet, wobei ein Abstand zwischen der ersten äußeren Elektrode und der zweiten äußeren Elektrode größer sein kann als ein Abstand zwischen dem Elektrodenanschluss, mit dem der zweite elektrische Leiter verbunden ist, und dem weiteren Elektrodenanschluss, mit dem der vierte elektrische Leiter verbunden ist.
Bei diesem Aufbau ist es möglich, den Raum zwischen der ersten äußeren Elektrode (zweite äußere Elektrode) und dem Elektrodenanschluss zu vergrößern, mit dem der zweite elektrische Leiter (vierter elektrischer Leiter) nicht direkt verbunden ist, und damit Entladen zwischen der ersten äußeren Elektrode (zweite äußere Elektrode) und dem Elektrodenanschluss zu verhindern. Bei diesem Aufbau ist es des Weiteren möglich, den Raum zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter zu erweitern, in dem sich die elektrische Einrichtung befindet, so dass ein kompaktes äußeres Gehäuse selbst dann geschaffen werden kann, wenn eine große elektrische Einrichtung an dem ersten elektrischen Leiter und/oder dem zweiten elektrischen Leiter angebracht ist.
Das äußere Gehäuse kann des Weiteren einen Deckel enthalten, der einen gewölbten Abschnitt enthält, der sich nach außen wölbt, und in dem gewölbten Abschnitt kann die elektrische Einrichtung aufgenommen sein.
Bei diesem Aufbau ist es möglich, den Deckel an dem Hauptkörper des äußeren Gehäuses anzubringen, wenn die elektrische Einrichtung in dem gewölbten Abschnitt aufgenommen 2 und zu verhindern, dass die elektrische Einrichtung unbeabsichtigt auf die Energiespeichereinrichtung fällt. Damit kann die Arbeitsleistung beim Zusammensetzen der Energiespeichervorrichtung verbessert werden. Des Weiteren kann das von dem äußeren Gehäuse eingenommene Gesamtvolumen auf ein Minimum verringert werden, wenn sich nur Stellen nach außen wölben, die der elektrischen Einrichtung entsprechen.
Es ist möglich, dass sich die erste äußere Elektrode an einer Seite des gewölbten Abschnitts befindet und nicht über den gewölbten Abschnitt hinaus vorsteht.
Mit diesem Aufbau kann die Länge des ersten elektrischen Leiters reduziert werden.
Der gewölbte Abschnitt kann mit einem Hohlraum versehen sein, der von außen her eingelassen ist, und ein mit der elektrischen Einrichtung verbundener Verbinder kann in dem Hohlraum vorhanden sein.
Bei diesem Aufbau ist der Verbinder, der eine externe elektrische Einrichtung und die elektrische Einrichtung der Energiespeichervorrichtung verbindet, in den gewölbten Abschnitt eingebettet. Dadurch wird der Verbinder mechanisch mit den gewölbten Abschnitt geschützt, und es kann verhindert werden, dass der Verbinder die Energie von einem Stoß aufnimmt, wenn beispielsweise ein Bauteil auf die Energiespeichervorrichtung fällt. So kann der Verbinder geschützt werden.
Eine abnehmbare Abdeckung kann an dem gewölbten Abschnitt angebracht sein, und der gewölbte Abschnitt kann durch Entfernen der Abdeckung freigelegt werden.
Bei diesem Aufbau können der erste elektrische Leiter und der zweite elektrische Leiter verbunden werden, nachdem der Deckel an dem äußeren Gehäuse angebracht ist, wodurch der Zusammenbau der Energiespeichervorrichtung vereinfacht wird. Dies ermöglicht es auch, das äußere Gehäuse zusammenzusetzen, nachdem die elektrische Einrichtung und dergleichen in dem gewölbten Abschnitt angebracht worden sind, und dann die Verdrahtung zu verlegen. So kann verhindert werden, dass Teile beim Zusammenbau der Energiespeichervorrichtung auf die Energiespeichereinrichtung fallen.
Die Energiespeichereinrichtung kann eine Vielzahl von Batteriezellen enthalten, und die Batteriezellen können so angeordnet sein, dass sich der Elektrodenanschluss einer positiven Polarität einer ersten eines aneinandergrenzenden Paars der Batteriezellen neben dem Elektrodenanschluss mit einer negativen Polarität einer zweiten des aneinandergrenzenden Paars von Batteriezellen befindet, und der Elektrodenanschluss mit der positiven Polarität und der Elektrodenanschluss mit der negativen Polarität, die sich nebeneinander befinden, können elektrisch miteinander verbunden sein, um die Batteriezellen in Reihe elektrisch zu verbinden.
Mit diesem Aufbau kann eine Energiespeichervorrichtung hoher Kapazität geschaffen werden, deren Volumen klein ist.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Energiespeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass die folgende Ausführungsform lediglich ein Beispiel für die Energiespeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Dementsprechend wird der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch den Schutzumfang der Formulierungen in den Patentansprüchen unter Bezugnahme auf die folgende Ausführungsform abgegrenzt, und er soll nicht nur auf die folgende Ausführungsform beschränkt sein. Daher werden von den strukturellen Elementen in der folgenden beispielhaften Ausführungsform strukturelle Elemente, die nicht in den unabhängigen Ansprüchen angeführt werden, die den allgemeinsten Teil der erfindungsgemäßen Idee definieren, als bevorzugte strukturelle Elemente beschrieben und sind nicht absolut notwendig, um das Problem gemäß der vorliegenden Erfindung zu lösen.
1 ist eine Perspektivansicht der Energiespeichervorrichtung.
2 ist eine Perspektivansicht der Energiespeichervorrichtung, wobei der Deckel abgenommen ist.
3 ist eine Perspektivansicht der Energiespeichervorrichtung, wobei das äußere Gehäuse weggelassen ist.
Eine Energiespeichervorrichtung 100 enthält, wie in den Zeichnungen dargestellt, eine Batterie 101, ein äußeres Gehäuse 102, einen ersten elektrischen Leiter 131, einen zweiten elektrischen Leiter 132, eine elektrische Einrichtung 104 und eine erste äußere Elektrode 161. Die Energiespeichervorrichtung 100 ist ein tragbares Batteriemodul, das seinen eigenen Lade- und/oder Entladezustand überwachen kann: Die Energiespeichervorrichtung 100 enthält des Weiteren einen dritten elektrischen Leiter 133, einen vierten elektrischen Leiter 134 sowie eine zweite äußere Elektrode 162.
Die Batterie 101 ist eine Energiespeichereinrichtung, die geladen und entladen werden kann. Die Batterie 101 enthält eine Verkleidung 111, eine Vielzahl von Elektrodenanschlüssen 112 sowie ein Sicherheitsventil 114.
Die Verkleidung 111 ist eine Komponente, die beispielsweise eine Elektrodenanordnung und ein Elektrolyt in einem hermetisch abgeschlossenen Zustand aufnimmt. Die Verkleidung 111 ist eine Komponente, die der Batterie 101 strukturelle Festigkeit verleiht. Die Batterie 101 enthält eine Vielzahl von Batteriezellen 110, die jeweils als eine eigenständige Batterie funktionieren.
Der Elektrodenanschluss 112 ist eine Komponente, die an einer Oberfläche der Verkleidung 111 angeordnet ist. Der Elektrodenanschluss 112 ist eine Komponente, die Strom zwischen der Innenseite und der Außenseite der Verkleidung 111 leitet. Die Batteriezelle 110 enthält zwei Elektrodenanschlüsse 112, die einer jeweiligen positiven und negativen Elektrode entsprechen und in der gleichen Richtung vorstehen. Die Batterie 101 enthält zweimal soviel Elektrodenanschlüsse 112 wie Batteriezellen 110.
Die Verkleidungen der Batteriezellen 110 sind so angeordnet, dass die Längswände derselben einander zugewandt sind. Die Batteriezellen 110 sind so angeordnet, dass sich der positive Elektrodenanschluss 112 einer ersten eines Paars aneinandergrenzender Batteriezellen 110 neben dem negativen Elektrodenanschluss 112 einer zweiten des Paars aneinandergrenzender Batteriezellen 110 befindet. Des Weiteren sind die Batteriezellen 110, da die aneinandergrenzenden der negativen Elektrodenanschlüsse 112 und der positiven Elektrodenanschlüsse 112 mit einer Sammelschiene 113 verbunden sind, elektrisch in Reihe verbunden. Eine Vielzahl dieser in Reihe verbundenen Batteriezellen 110 bildet die Batterie 101.
Das äußere Gehäuse 102 ist eine kastenförmige Komponente, die die Batterie 101, den ersten elektrischen Leiter 131, den zweiten elektrischen Leiter 132 und die elektrische Einrichtung 104 aufnehmen. Das äußere Gehäuse 102 enthält einen Hauptkörper 121 des äußeren Gehäuses sowie einen Deckel 122. Die Batterie 101 befindet sich an einer vorgegebenen Position in dem Hauptkörper 121 des äußeren Gehäuses. Das äußere Gehäuse 102 dient dazu, die Batterie 101 vor Stoß zu schützen und zu verhindern, dass die Batterie 101 unvorhergesehenerweise mit Komponenten aus Metall und dergleichen in Kontakt kommt. Das äußere Gehäuse 102 besteht aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise Kunststoff.
Der erste elektrische Leiter 131 ist eine Komponente, die die erste äußere Elektrode 161 und die elektrische Einrichtung 104 verbindet. Der erste elektrische Leiter 131 ist eine starre elektrisch leitende Komponente (Sammelschiene), die sich von der Umgebung eines (beispielsweise des negativen) Elektrodenanschlusses 112 auf einen weiteren (beispielsweise dem positiven) Elektrodenanschluss 112 zu erstreckt. Ein Ende des ersten elektrischen Leiters 131 ist über den zweiten elektrischen Leiter 132 elektrisch mit dem positiven Elektrodenanschluss 112 verbunden. Das andere Ende des ersten elektrischen Leiters 131 ist elektrisch mit der ersten äußeren Elektrode 161 verbunden. Ein Relais 141, das ein Beispiel für die elektrische Einrichtung 104 ist, ist mit dem ersten elektrischen Leiter 131 verbunden.
Es ist anzumerken, dass der erste elektrische Leiter 131 flexibel sein kann. Beispielsweise kann der erste elektrische Leiter 131 ein flexibles Flachkabel sein.
Die Energiespeichervorrichtung 100 enthält des Weiteren den dritten elektrischen Leiter 133. Der dritte elektrische Leiter 133 ist eine Komponente, die die zweite äußere Elektrode 162 und die elektrische Einrichtung 104 verbindet. Der dritte elektrische Leiter 133 ist eine starre elektrisch leitende Komponente (Sammelschiene), die sich von der Umgebung eines (beispielsweise des positiven) Elektrodenanschlusses 112 auf einen weiteren (beispielsweise den negativen) Elektrodenanschluss 112 zu erstreckt. Ein Ende des dritten elektrischen Leiters 133 ist über den vierten elektrischen Leiter 134 (weiter unten beschrieben) elektrisch mit dem negativen Elektrodenanschluss 112 verbunden. Das andere Ende des dritten elektrischen Leiters 133 ist elektrisch mit der zweiten äußeren Elektrode 162 verbunden. Ein Nebenschlusswiderstand 142, der ein Beispiel für die elektrische Einrichtung 104 ist, ist mit dem dritten elektrischen Leiter 133 verbunden.
Es ist anzumerken, dass in 3 der zweite elektrische Leiter 132 und der vierte elektrische Leiter 134 so dargestellt sind, dass sie sich über einem Teil des Sicherheitsventils 114 befinden, der Aufbau ist jedoch nicht auf die Darstellung in 3 beschränkt. Beispielsweise können der zweite elektrische Leiter 132 und der vierte elektrische Leiter 134 so angeordnet sein, dass sich ihre Positionen nicht mit der des Sicherheitsventils 114 überlappen, und eine Leiteinrichtung, mit der Gas geleitet wird, das über das Sicherheitsventil aus dem äußeren Gehäuse 102 austritt, kann über dem Sicherheitsventil 114 vorhanden sein.
4 ist eine Perspektivansicht, die schematisch eine Batteriezelle darstellt, mit der der erste elektrische Leiter und der zweite elektrische Leiter verbunden sind.
Der zweite elektrische Leiter 132 ist eine Komponente, die die elektrische Einrichtung 104 und den Elektrodenanschluss 112 elektrisch verbindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite elektrische Leiter 132 eine Komponente, die den positiven Elektrodenanschluss 112 und den ersten elektrischen Leiter 131 verbindet. Der zweite elektrische Leiter 132 ist eine elektrisch leitende Komponente, die den ersten elektrischen Leiter 131 an einer von der Verkleidung 111 entfernten Position hält. Der zweite elektrische Leiter 132 wird ausgebildet, indem eine starre plattenförmige Sammelschiene mit leitenden Eigenschaften in der Dickenrichtung gebogen wird. Das heißt, der zweite elektrische Leiter 132 enthält einen vorstehenden Abschnitt 191, der sich von dem positiven Elektrodenanschluss 112 in einer Richtung an der Verkleidung 111 entlang erstreckt, einen vertikalen Wandabschnitt 193, der sich von einem Ende des vorstehenden Abschnitts 191 in einer Richtung von der Verkleidung 111 weg erstreckt, und einen verbindenden Abschnitt 192, der sich von einem Ende des vertikalen Wandabschnitts 193 aus parallel oder im Wesentlichen parallel zu dem vorstehenden Abschnitt 191 und auf den positiven Elektrodenanschluss 112 zu erstreckt. Der zweite elektrische Leiter 132 hat, von der Seite aus gesehen, eine C-Form. Durch diese Form wird die Festigkeit des zweiten elektrischen Leiters 132 verstärkt. Die Form, in der der zweite elektrische Leiter 132 gebogen ist, kann so geändert werden, dass sie Unterschieden hinsichtlich des Abstandes zwischen der elektrischen Einrichtung 104 und dem Elektrodenanschluss 112 entspricht.
Der zweite elektrische Leiter 132 (der vierte elektrische Leiter 134) ist als eine starre Komponente beschrieben worden, die, von der Seite gesehen, eine C-Form hat, jedoch ist der zweite elektrische Leiter 132 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Vorzugsweise ist eine isolierende Komponente zwischen dem zweiten elektrischen Leiter 132 und der Verkleidung 111 vorhanden, um Kurzschluss zwischen der Verkleidung 11 und dem zweiten elektrischen Leiter 132 zu verhindern.
Eine starre Komponente ist eine Komponente, die starr genug ist, um ihr eigenes Gewicht oder mehr zu tragen.
Der erste elektrische Leiter 131 und der zweite elektrische Leiter 132 sind lösbar elektrisch und mechanisch verbunden. Das heißt, ein Ende des ersten elektrischen Leiters 131 ist mit einem Loch versehen, das in der Dickenrichtung durch ihn hindurch verläuft. Eine Schraube 194 kann über das Loch eingeführt werden. Der verbindende Abschnitt 192 des zweiten elektrischen Leiters 132 ist mit einem Loch versehen, das in der Dickenrichtung durch ihn hindurch verläuft. Eine Mutter 195 ist an dem Loch befestigt. Die Schraube 194, die durch den ersten elektrischen Leiter 131 hindurchtritt, kommt mit der an dem zweiten elektrischen Leiter 132 befestigten Mutter in Eingriff und befestigt den ersten elektrischen Leiter 131 und den zweiten elektrischen Leiter 132 aneinander und verbindet den ersten elektrischen Leiter 131 und den zweiten elektrischen Leiter 132 elektrisch und mechanisch.
Die Energiespeichervorrichtung 100 enthält den vierten elektrischen Leiter 134. Der vierte elektrische Leiter 134 ist eine Komponente, die den negativen Elektrodenanschluss 112 und den dritten elektrischen Leiter 133 elektrisch verbindet. Der vierte elektrische Leiter 134 ist eine elektrisch leitende Komponente, die den dritten elektrischen Leiter 133 mechanisch an einer von der Verkleidung 111 entfernten Position hält. Der vierte elektrische Leiter 134 wird ausgebildet, indem eine starre plattenförmige Sammelschiene mit leitenden Eigenschaften in der Dickenrichtung gebogen wird. Das heißt, der vierte elektrische Leiter 134 hat die gleiche Form und Struktur wie der zweite elektrische Leiter 132.
Der dritte elektrische Leiter 133 und der vierte elektrische Leiter 134 sind lösbar elektrisch und mechanisch verbunden. Die Details hinsichtlich der Anbringungskonstruktion des dritten elektrischen Leiters 133 und des vierten elektrischen Leiters 134 sind die gleichen wie die der Anbringungskonstruktion des ersten elektrischen Leiters 131 und des zweiten elektrischen Leiters 132.
Die erste äußere Elektrode 161 ist an der Außenseite des äußeren Gehäuses 102 angebracht und ist eine Elektrode, die in einer Richtung entlang einer Fläche der Batterie 101 von dem Elektrodenanschluss 112 entfernt angeordnet ist. Die erste äußere Elektrode 161 ist eine leitende Komponente, die elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter 131 verbunden und so angeordnet ist, dass sie durch das äußere Gehäuse 102 hindurch vorsteht. Die erste äußere Elektrode 161 ist elektrisch mit einer externen Einrichtung verbunden, um die Batterie 101 zu laden oder Strom von der Batterie 101 zuzuführen. Die erste äußere Elektrode 161 ist mechanisch mit einem Ende des ersten elektrischen Leiters 131 verbunden und mechanisch mit dem Deckel 122 verbunden.
Die zweite äußere Elektrode 162 ist an der Außenseite des äußeren Gehäuses 102 angebracht und ist eine Elektrode, die in einer Richtung entlang einer Fläche der Batterie 101 von einem anderen Elektrodenanschluss 112 entfernt angeordnet ist. Die zweite äußere Elektrode 162 ist eine leitende Komponente, die elektrisch mit dem dritten elektrischen Leiter 133 verbunden und so angeordnet ist, dass sie durch das äußere Gehäuse 102 hindurch vorsteht. Die zweite äußere Elektrode 162 ist elektrisch mit einer externen Einrichtung verbunden, um die Batterie 101 zu laden oder Strom von der Batterie 101 zuzuführen. Die zweite äußere Elektrode 162 ist mechanisch mit einem Ende des dritten elektrischen Leiters 133 verbunden und mechanisch mit dem Deckel 122 verbunden.
Die erste äußere Elektrode 161 und die zweite äußere Elektrode 162 sind, wie in 3 dargestellt, so angeordnet, dass der Abstand zwischen der ersten äußeren Elektrode 161 und der zweiten äußeren Elektrode 162 größer ist als der Abstand zwischen dem Elektrodenanschluss 112, mit dem der erste elektrische Leiter 131 verbunden ist, und dem Elektrodenanschluss 112, mit dem der dritte elektrische Leiter 133 verbunden ist. Das heißt, der erste elektrische Leiter 131 oder der zweite elektrische Leiter 132 ist so angeordnet, dass er schräg und nicht parallel zu dem ersten elektrischen Leiter 131 bzw. dem zweiten elektrischen Leiter 132 ist.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Raum zwischen der ersten äußeren Elektrode 161 (der zweiten äußeren Elektrode 162) und dem Elektrodenanschluss 112 einer Batteriezelle 110 zu vergrößern, der mit dem Elektrodenanschluss einer anderen Batteriezelle über eine Sammelschiene verbunden ist. Dadurch wird es auch einfacher, eine isolierende Komponente anzuordnen. Des Weiteren kann der Raum zwischen dem ersten elektrischen Leiter 131 und dem zweiten elektrischen Leiter 132 erweitert werden, so dass die elektrische Einrichtung 104 einfach zwischen dem ersten elektrischen Leiter 131 und dem zweiten elektrischen Leiter 132 angeordnet werden kann.
Die elektrische Einrichtung 104 ist eine Einrichtung, die mit dem ersten elektrischen Leiter 131 verbunden ist. Die elektrische Einrichtung 104 ist beispielsweise eine elektronische, elektrische Einrichtung, mit der der Zustand der Batterie 101 erfasst, überwacht und/oder kontrolliert werden kann. Zu Beispielen für die elektrische Einrichtung 104 gehören das Relais 141, das das Laden der Batterie 101 mit Strom und das Entladen von Strom aus der Batterie 101 unterbricht, eine Sicherung (Stromunterbrechungskomponente), der Nebenschlusswiderstand 142 zum Überwachen des Zustandes des Ladens und/oder Entladens mit Strom (Spannung), und eine Steuerplatine 143, die mit einer Steuerschaltung versehen ist, die die Spannung zwischen Anschlüssen des Nebenschlusswiderstandes 142 überwacht, den geschlossenen/offenen Zustand des Relais 141 steuert und mit anderen Einrichtungen kommuniziert.
Die elektrische Einrichtung 104 befindet sich zwischen dem Elektrodenanschluss 112 und der ersten äußeren Elektrode 161 (oder der zweiten äußeren Elektrode 162) in einer Ebene an der Fläche der Batterie 101 (mit anderen Worten in einer Draufsicht auf die Batterie 101). Dadurch fällt ungenutzter Raum in einer Richtung weg, die die Oberfläche der Batterie 101 schneidet, und es kann eine kompakte Energiespeichervorrichtung 100 geschaffen werden.
Die Ebene entlang der Fläche der Batterie 101 ist eine Ebene parallel zu einer Fläche, die an der äußeren Fläche der Verkleidung 111 der Batterie 101 vorhanden ist, und ist bei der Ausführungsform eine Ebene parallel zu der Fläche der Verkleidung 111 der Batterie 101, an der der Elektrodenanschluss 112 angebracht ist.
In der Ausführungsform wird die elektrische Einrichtung 104 von der Verkleidung 111 der Batterie 101 weg gehalten (in der Luft gehalten). Dadurch ist, selbst wenn sich die Verkleidung 111 ausdehnt, die elektrische Einrichtung 104 davon nicht betroffen. Das heißt, die Verkleidung 111 dehnt sich leicht aus, wenn die Vielzahl von Batteriezellen 110 nicht mit einer Abschlussplatte gehalten werden. In diesem Fall wird vorzugsweise die vorliegende Struktur eingesetzt, die die elektrische Einrichtung 104 von der Verkleidung 111 trennt. Des Weiteren wird, wenn eine Substanz beispielsweise über das Sicherheitsventil 114 ausgestoßen wird, da die elektrische Einrichtung 104 von dem Sicherheitsventil entfernt angeordnet ist, die elektrische Einrichtung durch die Substanz nicht beschädigt, und der Ausstoß über das Sicherheitsventil 114 kann ungehindert ausgeführt werden. Dies wiederum erleichtert es, eine Leiteinrichtung zum Ableiten der Substanz, wie beispielsweise Gas, aus dem äußeren Gehäuse 102 anzuordnen.
In der Ausführungsform sind die elektrische Einrichtung 104, der erste elektrische Leiter 131 und der dritte elektrische Leiter 133 an dem Deckel 122 angebracht, der an dem Hauptkörper 121 des äußeren Gehäuses angebracht und von ihm gelöst werden kann. Der Deckel 122 enthält des Weiteren einen gewölbten Abschnitt 123, der nach außen gewölbt ist. Der gewölbte Abschnitt 123 ist der Teil des Deckels 122, in dem die elektrische Einrichtung 104 aufgenommen ist. Die erste äußere Elektrode 161 und die zweite äußere Elektrode 162, die mechanisch an dem Deckel 122 angebracht sind, befinden sich an den Seiten des gewölbten Abschnitts und stehen nicht über den gewölbten Abschnitt 123 hinaus vor. Die erste äußere Elektrode 161 und die zweite äußere Elektrode 162 sind in den ausgesparten Abschnitten 124 des gewölbten Abschnitts 123 angeordnet und sind an zwei Seiten von dem gewölbten Abschnitt 123 umgeben. Der gewölbte Abschnitt 123 schützt die erste äußere Elektrode 161 und die zweite äußere Elektrode 162 vor physischem Stoß bzw. Schlag.
Der gewölbte Abschnitt 123 ist des Weiteren mit einem Hohlraum 125 versehen, der von außen her eingelassen ist, und ein Verbinder 144, der mit der elektrischen Einrichtung 104 verbunden ist, ist in dem Hohlraum 125 vorhanden. Der Hohlraum 125 befindet sich an der Seitenwand des gewölbten Abschnitts 123. Der gewölbte Abschnitt 123 schützt den Verbinder 144 vor physischem Stoß bzw. Schlag.
Eine abnehmbare Abdeckung 126 ist an dem gewölbten Abschnitt 123 angebracht, und wenn die Abdeckung 126 entfernt wird, wird der gewölbte Abschnitt 123 freigelegt.
5 ist eine Perspektivansicht, wobei die Abdeckung 126 entfernt ist.
Wenn die an dem gewölbten Abschnitt 123 angebrachte Abdeckung 126 entfernt wird, ermöglicht dies einfachen Zugang zu dem Relais 141, dem Nebenschlusswiderstand 142 sowie der Steuerplatine 143, und erleichtert Einstellungsvorgänge, beispielsweise an der Steuerplatte 143. So können auch der Abschnitt, der den ersten elektrischen Leiter 131 und den zweiten elektrischen Leiter 132 verbindet, sowie der Abschnitt, der den dritten elektrischen Leiter 133 und den vierten elektrischen Leiter 134 verbindet, freigelegt werden. Damit ist es, wenn der erste elektrische Leiter 131, der dritte elektrische Leiter 133 und die elektrische Einrichtung 104 an dem Deckel 122 angebracht sind, möglich, den Deckel 122 an dem Hauptkörper 121 des äußeren Gehäuses anzubringen und den ersten elektrischen Leiter 131 mit dem zweiten elektrischen Leiter 132 zu verbinden und den dritten elektrischen Leiter 133 mit dem vierten elektrischen Leiter 134 zu verbinden, indem beispielsweise Schrauben an freigelegten verbindenden Abschnitten angebracht werden.
Damit kann verhindert werden, dass beim Zusammenbau der Energiespeichervorrichtung 100 Teile auf die Batterie 101 (insbesondere den Bereich des Sicherheitsventils 114) fallen oder mit ihr in Kontakt kommen, und die Ausbeute kann verbessert werden.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist. Für den Fachmann ist beispielsweise ohne Weiteres ersichtlich, dass viele Abwandlungen an der beispielhaften Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne materiell von den neuartigen Lehren und Vorteilen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollen alle diese Abwandlungen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.
Beispielsweise sind der zweite elektrische Leiter 132 und der vierte elektrische Leiter 134 nicht auf die in 4 dargestellte Form beschränkt. Der zweite elektrische Leiter 132 und der vierte elektrische Leiter 134 können, von der Seite gesehen, eine Z-Form, wie sie beispielsweise in 6 dargestellt ist, oder die Form eines geschlossenen Quadrates haben, wie sie beispielsweise in 7 dargestellt ist. Der zweite elektrische Leiter 132 (vierter elektrischer Leiter 134) mit der in 7 dargestellten Form eines geschlossenen Quadrates ist strukturell fest und kann den ersten elektrischen Leiter 131 (dritter elektrischer Leiter 133) sicher an einer vorgegebenen Position halten, jedoch ist die Handhabung bei dieser Konstruktion beispielsweise beim Anbringen von Schrauben schwierig, und führt zu einer Gewichtszunahme des Teils. Im Unterschied dazu ist bei dem zweiten elektrischen Leiter 132 (vierter elektrischer Leiter 134), der in Seitenansicht die C-Form hat, wie sie in 4 dargestellt ist, da eine Seite offen ist, die strukturelle Festigkeit vergleichsweise geringer, jedoch ist der zweite elektrische Leiter 132 (vierter elektrischer Leiter 134) noch ausreichend fest, um den ersten elektrischen Leiter 131 (dritter elektrischer Leiter 133) an einer vorgegebenen Position zu halten. Des Weiteren ist die Handhabung bei diesem Aufbau beispielsweise beim Anbringen von Schrauben, leichter, und das Gewicht des Teils kann verringert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Batterie beschränkt, und es kann ein Kondensator als die Energiespeichereinrichtung eingesetzt werden.
Die elektrische Einrichtung 104 und die erste äußere Elektrode 161 (zweite äußere Elektrode 162) können relativ zu dem Elektrodenanschluss 112 der Batterie 101 in der Schichtungsrichtung der Batterie 101 angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-59663 [0003]

Claims

Energiespeichervorrichtung, die umfasst: eine Energiespeichereinrichtung, die einen Elektrodenanschluss enthält, ein äußeres Gehäuse, das die Energiespeichereinrichtung aufnimmt, eine erste äußere Elektrode, die an einer Außenseite des äußeren Gehäuses angebracht ist, eine elektrische Einrichtung, die im Inneren des äußeren Gehäuses angeordnet ist, einen ersten elektrischen Leiter, der die erste äußere Elektrode und die elektrische Einrichtung verbindet, und einen zweiten elektrischen Leiter, der die elektrische Einrichtung und den Elektrodenanschluss elektrisch verbindet, wobei der Elektrodenanschluss und die erste äußere Elektrode an einander gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Einrichtung in einer Ebene entlang einer Fläche der Energiespeichereinrichtung angeordnet sind.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite elektrische Leiter enthält: einen verbindenden Abschnitt, der den ersten elektrischen Leiter oder die elektrische Einrichtung hält, und einen vertikalen Wandabschnitt, der sich senkrecht zu dem verbindenden Abschnitt erstreckt.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Energiespeichereinrichtung einen weiteren Elektrodenanschluss enthält, die Energiespeichervorrichtung des Weiteren umfasst: eine zweite äußere Elektrode, die an der Außenseite des äußeren Gehäuses angebracht und von dem weiteren Elektrodenanschluss in einer Richtung entlang der Fläche der Energiespeichereinrichtung entfernt angeordnet ist, eine weitere elektrische Einrichtung, die sich im Inneren des äußeren Gehäuses zwischen dem weiteren Elektrodenanschluss und der zweiten äußeren Elektrode befindet, einen dritten elektrischen Leiter, der die zweite äußere Elektrode und die weitere elektrische Einrichtung verbindet, sowie einen vierten elektrischen Leiter, der die weitere elektrische Einrichtung und den weiteren Elektrodenanschluss elektrisch verbindet, wobei ein Abstand zwischen der ersten äußeren Elektrode und der zweiten äußeren Elektrode größer ist als ein Abstand zwischen dem Elektrodenanschluss, mit dem der zweite elektrische Leiter verbunden ist, und dem weiteren Elektrodenanschluss, mit dem der vierte elektrische Leiter verbunden ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das äußere Gehäuse des Weiteren einen Deckel enthält, der einen gewölbten Abschnitt enthält, der sich nach außen wölbt, und in dem gewölbten Abschnitt die elektrische Einrichtung aufgenommen ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 4, wobei sich die erste äußere Elektrode an einer Seite des gewölbten Abschnitts befindet und nicht über den gewölbten Abschnitt hinaus vorsteht.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der gewölbte Abschnitt mit einem Hohlraum versehen ist, der von außen her eingelassen ist, und ein mit der elektrischen Einrichtung verbundener Verbinder in dem Hohlraum vorhanden ist. 7 Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine abnehmbare Abdeckung an dem gewölbten Abschnitt angebracht ist und der gewölbte Abschnitt durch Entfernen der Abdeckung freigelegt wird.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Energiespeichereinrichtung eine Vielzahl von Batteriezellen enthält, und die Batteriezellen so angeordnet sind, dass sich der Elektrodenanschluss einer positiven Polarität einer ersten eines Paars aneinandergrenzender Batteriezellen neben dem Elektrodenanschluss mit einer negativen Polarität einer zweiten des Paars aneinandergrenzender Batteriezellen befindet, und der Elektrodenanschluss mit der positiven Polarität und der Elektrodenanschluss mit der negativen Polarität, die sich nebeneinander befinden, elektrisch miteinander verbunden sind, um die Batteriezellen in Reihe elektrisch zu verbinden.