DE102018222775A1

DE102018222775A1 - Batteriepack

Info

Publication number: DE102018222775A1
Application number: DE102018222775.6A
Authority: DE
Inventors: Takahiro SYOUDA
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-06-27
Also published as: JP7094697B2; CN109980142A; CN109980142B; JP2019114429A

Abstract

Es ist ein Batteriepack vorgesehen, der zur Erleichterung eines Luftdichtichtigkeitsprozesses und Montageprozess erste und zweite leitende Elemente nach der Befestigung einer Außenabdeckung an einem Gehäuseabschnitt verbindet. Die dritte untere Modulstromschiene 26 ist an einem unteren Modul 2 befestigt und elektrisch mit einer Batterie 21 verbunden. Eine Anschlussstromschiene 33 ist an einer oberen Abdeckung 31 angebracht und elektrisch mit einem Anschluss 32 verbunden. Ferner ist die obere Abdeckung 31 mit einem Durchgangsloch 312A ausgebildet, und die dritte untere Modulstromschiene 26 und die Anschlussstromschiene 33 sind durch einen Bolzen 4, der durch das Durchgangsloch 312A verläuft, elektrisch miteinander verbunden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriepack.
Stand der Technik
Als ein Beispiel für einen zuvor beschriebenen Batteriepack wurden beispielsweise die in Patentliteratur 1 und 2 beschriebenen Batterien vorgeschlagen. In den in Patentliteratur 1 und 2 beschriebenen Batterien werden zur Erzielung einer Luftdichtigkeit ein Bolzen (externer Anschluss) für eine Außenverbindung und eine Stromschiene für eine Verbindung mit einer Elektrode eines Batteriekörpers einstückig an einem Abdeckabschnitt angeformt. Aus diesem Grund wird, bevor ein Gehäusekörper den Batteriekörper aufnimmt, die Elektrode des Batteriekörpers mit der Sammelschiene verbunden und anschließend nimmt der Gehäusekörper den Batteriekörper auf, während der Abdeckabschnitt an dem Batteriekörper befestigt wird. Dadurch tritt das Problem einer schwierigen Montage auf.
Alternative kann der externe Anschluss nach dem Befestigen des Abdeckabschnitts an dem Gehäusekörper befestigt werden. Jedoch tritt in diesem Fall das Problem auf, dass ein Prozess zur Erzielung einer Luftdichtigkeit zwischen dem externen Anschluss und dem Abdeckabschnitt schwierig ist.
Zitationsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2013-4443 A
Patentliteratur 2: JP 2016-105411 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme konzipiert, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Batteriepack bereitzustellen, der einen Prozess zur Erzielung einer Luftdichtigkeit und einen Montageprozess vereinfacht.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Batteriepack bereitgestellt, umfassend:

eine Batterie;
einen Gehäuseabschnitt, der die Batterie aufnimmt;
eine Außenabdeckung, die den Gehäuseabschnitt abdeckt und an der ein externer Anschluss befestigt ist;
ein erstes leitendes Element, das an dem Gehäuseabschnitt angebracht und elektrisch mit der Batterie verbunden ist; und
ein zweites leitendes Element, das an der Außenabdeckung befestigt und elektrisch mit dem externen Anschluss verbunden ist,
wobei die Außenabdeckung mit einem ersten Durchgangsloch versehen ist, und
wobei das erste leitende Element und das zweite leitende Element durch einen ersten Bolzen, der durch das erste Durchgangsloch verläuft, elektrisch miteinander verbunden sind.

Vorzugsweise umfasst der Gehäuseabschnitt einen die Batterie aufnehmenden Gehäusekörper und eine Zwischenabdeckung, die eine äußere Abdeckungsseite des Gehäusekörpers bedeckt, wobei die Zwischenabdeckung mit einem ersten Schraubenloch versehen ist, das mit dem ersten Bolzen verschraubbar ist, das erste leitende Element an der Außenabdeckungsseite der Zwischenabdeckung angeordnet ist, und der erste Bolzen beim Durchdringen des ersten leitenden Elements und des zweiten leitenden Elements mit dem ersten Schraubenloch verschraubt wird, um das erste leitende Element und das zweite leitende Element zu verbinden.
Vorzugsweise umfasst der Batteriepack ferner ein drittes leitendes Element, das an der Batterie befestigt ist, wobei die Zwischenabdeckung mit einem zweiten Durchgangsloch versehen ist, das dritte leitende Element durch das zweite Durchgangsloch zur Außenabdeckung hin vorsteht, und das erste leitende Element direkt oder indirekt mit dem dritten leitenden Element verbunden ist, das von der Zwischenabdeckung in Richtung der Außenseite vorsteht.
Vorzugsweise ist das erste leitende Element eine elektrische Komponente, die mit einem Paar zweiter Schraubenlöcher versehen ist, und wobei der erste Bolzen, während er das zweite leitende Element durchdringt, mit einem der beiden zweiten Schraubenlöcher der elektrischen Komponente verschraubt wird, um das zweite leitende Element und die elektrische Komponente zu verbinden.
Vorzugsweise umfasst der Batteriepack ferner ein drittes leitendes Element, das an der Batterie befestigt ist, wobei der Gehäuseabschnitt einen die Batterie aufnehmenden Gehäusekörper und eine Zwischenabdeckung, die eine äußere Abdeckungsseite des Gehäusekörpers abdeckt, umfasst, wobei die Zwischenabdeckung mit einem zweiten Durchgangsloch versehen ist, das dritte leitende Element durch das zweite Durchgangsloch zur Außenabdeckung hin vorsteht und wobei, während das dritte leitende Element, das von der Zwischenabdeckung in Richtung der Außenabdeckung vorsteht, durchdrungen wird, der zweite Bolzen mit dem anderen der beiden zweiten Schraubenlöcher verschraubt wird, um die elektrische Komponente mit dem dritten leitenden Element zu verbinden.
Vorzugsweise ist die elektrische Komponente an der Zwischenabdeckung derart montiert, dass das zweite Schraubenloch parallel zu der Zwischenabdeckung verläuft, und wobei die Außenabdeckung mit einem Vorsprungabschnitt versehen ist, der nach außen vorsteht, und das erste Durchgangsloch an einer Seitenfläche des Vorsprungabschnitts vorgesehen ist.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der zuvor beschriebenen vorliegenden Erfindung werden nach der Befestigung einer Außenabdeckung an einen Gehäuseabschnitt das erste und das zweite leitende Element miteinander verbunden, um den externen Anschluss mit der Batterie elektrisch zu verbinden. Dadurch vereinfachen sich ein Prozess zur Erzielung einer Luftdichtigkeit und ein Montageprozess.
Figurenliste

1 zeigt eine Schnittansicht eines Batteriepacks gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt eine Explosionsquerschnittsansicht des Batteriepacks der 1;
3 zeigt eine Schnittansicht eines Batteriepacks gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
4 zeigt eine Explosionsschnittansicht des Batteriepacks der 3;

Beschreibung der Ausführungsform
(Erste Ausführungsform)
Im Nachfolgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst ein Batteriepack 1 ein unteres Modul 2, ein oberes Modul 3, einen Bolzen 4, einen O-Ring 5 und eine Isolierabdeckung 6. Zunächst wird das untere Modul 2 beschrieben. Das untere Modul 2 weist eine Batterie 21 als eine Batterie, eine untere Abdeckung 22 als einen Gehäuseabschnitt, einen Unterbrecher 23 als eine elektrische Komponente, erste bis dritte untere Modulstromschienen 24 bis 26 und Bolzen 27, 28 auf.
Die Batterie 21 ist kastenförmig ausgebildet. Eine Vielzahl von Batterien 21 ist in den Figuren in einer horizontalen Richtung angeordnet und in der später beschrieben unteren Abdeckung 22 untergebracht. Ein Paar von Elektroden (Anode, Kathode) ist an einer oberen Fläche einer jeden dieser Batterien 21 vorgesehen. Wenn die zueinander benachbarten Batterien 21 mit der unteren Modulstromschiene 24 verbunden werden, werden die mehreren Batterien 21 in Reihe geschaltet.
Die untere Abdeckung 22 ist aus einem Isolierelement, wie beispielsweise Kunstharz, gebildet und weist einen unteren Abdeckungskörper 221, in dem die mehreren Batterien 21 aufgenommen sind, und eine Innenabdeckung 222 als eine Zwischenabdeckung, die den unteren Abdeckungskörper 221 bedeckt, auf. Der untere Abdeckungskörper 221 weist eine Bodenwand 221A und eine Umfangswand 221 B, die in einer vertikalen Richtung in den Figuren von einem Umfang der Bodenwand 221A nach oben steht, auf und ist in einer nach oben offenen Untertassenform ausgebildet.
Die zuvor beschriebenen Batterien 21 sind auf der Bodenwand 221A des unteren Abdeckkörpers 221 derart angeordnet, dass die Elektroden einer Öffnung des unteren Abdeckkörpers 221 zugewandt sind. Die Bodenwand 221A ist z. B. in der horizontalen Richtung in einer länglichen rechteckigen Form ausgebildet. Die Umfangswand 221B ist um den Gesamtumfang der rechteckigen Bodenwand 221A herum aufrechtstehend vorgesehen und geringfügig höher als eine Höhe der Batterie 21.
Die Innenabdeckung 222 weist in der Horizontalrichtung, ähnlich wie die Bodenwand 221A, eine längliche rechteckige Plattenform auf. Die Innenabdeckung 222 wird befestigt, indem sie beispielsweise in einer Innenseite der Umfangswand 221B eingreift und daran haftet, um die Öffnung zu bedecken, die über dem unteren Abdeckkörper 221 vorgesehen ist. Ferner weist die Innenabdeckung 22 ein Durchgangsloch 222A als ein zweites Durchgangsloch, in das die zweite untere Modulstromschiene 25 als ein später beschriebenes drittes leitendes Element eingesetzt wird, und eine Einpressmutter 222B als ein metallisches erstes Schraubenloch, das mit einem später beschriebenen Bolzen 4 verschraubt wird, auf. Das Durchgangsloch 222A durchdringt die Innenabdeckung 222 in der vertikalen Richtung. Die Einpressmutter 222B ist derart einsatzgeformt, dass ihr Gewindeloch auch die Innenabdeckung 222 in der vertikalen Richtung durchdringt.
Der Unterbrecher 23 ist eine elektrische Komponente zum Unterbrechen des Überstroms durch Schmelzen, wenn ein Überstrom in der Batterie 21 fließt. Der Unterbrecher 23 ist an der Innenabdeckung 222 oberhalb davon angeordnet, und Verbindungsabschnitte 231 und 232 sind jeweils an einander gegenüberliegenden Flächen in der horizontalen Richtung vorgesehen. Dieses Paar von Verbindungsabschnitten 231 und 232 ist jeweils mit Schraubenlöchern (zweite Schraubenlöcher) zum Befestigen der zweiten und dritten Modulstromschienen 25, 26 mit Schrauben ausgebildet. Das heißt, die beiden Schraubenlöcher sind entlang der horizontalen Richtung angeordnet.
Es sind mehrere erste untere Modulstromschienen 24 vorgesehen, und durch Verbinden der Elektroden der Batterien 21, die benachbart zueinander liegen, werden die mehreren Batterien 21 in Reihe geschaltet.
Die zweite untere Modulstromschiene 25 ist an der Elektrode der Batterie 21 befestigt, die an einem Ende (in dieser Ausführungsform am linken Ende) in der horizontalen Richtung angeordnet ist. Die zweite untere Modulstromschiene 25 weist einen ersten leitenden Abschnitt 25A, der auf der Elektrode der Batterie 21 angeordnet ist, und einen zweiten leitenden Abschnitt 25B, der in der vertikalen Richtung von einem linken Ende des ersten leitenden Abschnitts 25A nach oben steht, auf und ist im Wesentlichen in einer L-Form ausgebildet. Der zweite leitende Abschnitt 25B steht durch das Durchgangsloch 222A, das in der Innenabdeckung 222 ausgebildet ist, über die Innenabdeckung 222 vor.
Der zweite leitende Abschnitt 25B, der über die innere Abdeckung 222 vorsteht, legt auf dem Verbindungsabschnitt 231 auf einer linken Seite des Schaltkreisunterbrechers 23. Dieser zweite leitende Abschnitt 25B ist mit einem Durchgangsloch 25B1 zum Durchführen des Bolzens 27 ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist das Durchgangsloch 25B1 die horizontale Richtung durchdringend vorgesehen. Dieses Durchgangsloch 25B1 ist dem Schraubenloch überlagert, das auf der linken Seite des Verbindungsabschnitts 231 vorgesehen ist. Wenn anschließend der Bolzen 27 in das Schraubenloch des Verbindungsabschnitts 231 eingeschraubt wird, während er durch das Durchgangsloch 25B1 eingesetzt wird, können die zweite untere Modulstromschiene 25 und der Unterbrecher 23 elektrisch miteinander verbunden werden.
Die dritte untere Modulstromschiene 26 weist als das erste leitende Element einen dritten leitenden Abschnitt 26A, der eine obere Seite der Innenabdeckung 222 überlagert, und einen vierten leitenden Abschnitt 26B, der in der vertikalen Richtung von einem linken Ende des dritten leitenden Abschnitts 26A aufrechtstehend vorgesehen ist und den Verbindungsabschnitt 232 auf einer rechten Seite des Unterbrechers 23 überlagert, auf und weist eine im Wesentlichen L-förmige Form auf. Der dritte leitende Abschnitt 26A ist mit einem Durchgangsloch 26A1 zum Durchführen in der vertikalen Richtung ausgebildet, um den Bolzen 4 an einem Abschnitt, der die Einpressmutter 222B überlappt, hindurchzuführen. Der vierte leitende Abschnitt 26B ist mit einem Durchgangsloch 26B1 ausgebildet, um den Bolzen 28 hindurchzuführen.
Gemäß dieser Ausführungsform ist das Durchgangsloch 26B1 die horizontale Richtung durchdringend vorgesehen. Dieses Durchgangsloch 26B1 überlagert das Schraubenloch, das auf der rechten Seite des Verbindungsabschnitts 232 vorgesehen ist. Wenn anschließend der Bolzen 28 in das Schraubenloch des Verbindungsabschnitts 232 eingeschraubt wird, während er in das Durchgangsloch 26B1 eingesetzt wird, können die dritte untere Modulstromschiene 26 und der Unterbrecher 23 elektrisch miteinander verbunden werden.
Im Nachfolgenden wird ein oberes Modul 3 beschrieben. Das obere Modul 3 3 umfasst eine obere Abdeckung 31 als eine Außenabdeckung, einen Anschluss 32, eine Anschlussstromschiene 33 (zweites leitendes Element) und einen Bolzen 34.
Die obere Abdeckung 31 ist aus einem Isolierelement, wie Kunstharz, gebildet und an dem unteren Abdeckungskörper 221 befestigt, um die Innenabdeckung 222 abzudecken. Die obere Abdeckung 31 weist obere Wände 311, 312, die in Form einer oberen und unteren Stufe angeordnet sind, eine Seitenwand 313, die mit den oberen Wänden 311, 312 verbunden ist, eine Umfangswand 314, die von Umfangswänden der oberen Wände 311, 312 aufrecht steht, auf, und ist einer nach unten offenen Untertassenform ausgebildet. Die oberen Wände 311, 312 sind derart zweistufig angeordnet, dass die obere Wand 311 dem Unterbrecher 23 zugewandt ist, d. h., die linksseitige obere Wand 311 befindet sich an der oberen Seite, und die rechtseitige obere Wand 312 befindet sich an der unteren Seite. Der Anschluss 32 ist luftdicht an der oberen Wand 312 der Unterseite unter Verwendung eines hermetischen Verriegelungsprozesses vorgesehen. Ferner wird eine gutbekannte Gegenmaßnahme für den Anschluss 32 zur Verhinderung einer Mitdrehung verwendet, sodass sich dieser nicht um eine Achse dreht. Die obere Wand 311, die Umfangswand 314, die von der oberen Wand 311 aufrecht steht und die Seitenwand 313 bilden einen Vorsprungabschnitt 315, der nach außen vorsteht.
Ferner ist ein später beschriebenes Durchgangsloch 312A in der vertikalen Richtung an der oberen Wand 312 der unteren Seite zum Einsetzen des Bolzens 4 vorgesehen. Bei der Befestigung des Bolzens 4 an der oberen Abdeckung 31, die aus Harz hergestellt ist, tritt ein Kriechphänomen in der oberen Abdeckung 31 auf, wodurch sich die Befestigungskraft ändert. Somit wird ein ringförmiger Metallkragen 312B in das Durchgangsloch 312A eingesetzt. Die Anschlussstromschiene 33 wird über eine untere Seite der oberen Wand 312 gelegt. Die Anschlussstromschiene 33 ist mit einem Durchgangsloch 33A zum Durchführen des Bolzens 34 an einem Abschnitt, der mit dem Anschluss 32 überlappt, ausgebildet.
Wird der zuvor beschriebene Bolzen 34 in das Schraubenloch, das am Anschluss 32 vorgesehen ist, eingeschraubt, während er in das Durchgangsloch 33A eingesetzt wird, können die Anschlussstromschiene 33 und der Anschluss 32 miteinander elektrisch verbunden werden. Ferner ist ein Durchgangsloch 33B an der Anschlussstromschiene 33 an einer Position, die mit dem Durchgangsloch 312A überlappt, das an der oberen Abdeckung 31 vorgesehen ist, ausgebildet, während die Anschlussstromschiene 33 mit dem Bolzen 34 mit dem Anschluss 32 verbunden ist.
Der Bolzen 4 ist mit der Einpressmutter 222B verschraubt, die an der Innenabdeckung 222 vorgesehen ist, während er die Durchgangslöcher 312A, 33B, 26A1 durchdringt, die jeweils an der oberen Abdeckung 31, der Anschlussstromschiene 33 und der dritten unteren Modulstromschiene 26 vorgesehen sind. Der O-Ring 5 ist zwischen der oberen Abdeckung 31 und einem Kopf des Bolzens 34 vorgesehen. Die Isolierabdeckung 6 ist an der oberen Abdeckung 31 angebracht, um den Kopf des Bolzens 34 zu bedecken. Die Isolierabdeckung 6 weist einen ersten Plattenabschnitt 61, der so angeordnet ist, dass es sich in derselben Ebene wie die obere Wand 311 befindet, und einen zweiten Plattenabschnitt 62, der sich von einem rechten Ende des ersten Plattenabschnitts 61 nach unten erstreckt, auf und ist in einer im Wesentlichen L-förmigen Form ausgebildet.
Im Nachfolgenden wird ein Montageverfahren des Batteriepacks 1 mit der obigen Konfiguration beschrieben. Zunächst werden das untere Modul 2 und das obere Modul 3 jeweils zusammengebaut. Als erstes wird der Zusammenbau des unteren Moduls 2 ausführlich beschrieben. Mehrere Batterien 21, die mit der ersten Modulstromschiene 24 in Reihe geschaltet sind, in dem unteren Abdeckungskörper 221 angeordnet. Anschließend wird der erste leitende Abschnitt 25A der zweiten unteren Modulstromschiene 25 auf den Elektroden der Batterie 21 am linken Ende angeordnet.
Anschließend wird die Innenabdeckung 222 an der Innenseite der Umfangswand 221B befestigt, um die Öffnung des unteren Abdeckungskörpers 221 zu schließen. Dabei wird der zweite leitende Abschnitt 25B durch das Durchgangsloch 222A der Innenabdeckung 222 derart hindurchgeführt, dass der zweite leitende Abschnitt 25B über der Innenabdeckung 222 vorsteht. Anschließend wird der Unterbrecher 23 an einer oberen Seite der Innenabdeckung 222 angeordnet, und der zweite leitende Abschnitt 25B wird mit dem Verbindungsabschnitt 231 des Unterbrechers 23 durch den Bolzen 27 verbunden. Ferner wird die dritte untere Modulstromschiene 26 mit dem Verbindungsabschnitt 232 des Unterbrechers 23 mit dem Bolzen 28 verbunden. Somit ist der Zusammenbau des oberen Moduls 2 abgeschlossen.
Im Nachfolgenden wird der Zusammenbau des oberen Moduls 3 ausführlich beschrieben. Zuerst wird der Anschluss 32 an der oberen Abdeckung 31 befestigt. Im Übrigen kann der Anschluss 32 einstückig mit der oberen Abdeckung 31, beispielsweise durch Umspritzen, ausgebildet sein. Anschließend wird die Anschlussstromschiene 33 mit dem Bolzen 34 an den Anschluss 32 befestigt. Damit ist der Zusammenbau des oberen Moduls 3 abgeschlossen.
Anschließend wird das obere Modul 3 mit dem unteren Modul 2 zusammengebaut. Dabei wird die obere Abdeckung 31 an der Außenseite der Umfangswand 221B des unteren Abdeckkörpers 221 befestigt, um die Innenabdeckung 222 zu bedecken. Nach dem Zusammenbau des unteren Moduls 2 und des oberen Moduls 3 überlappen sich das Durchgangsloch 312A der oberen Abdeckung 3, das Durchgangsloch 33B der Anschlussstromschiene 33, das Durchgangsloch 26A1 der dritten unteren Modulstromschiene 26 und der Einpressmutter 222B der Innenabdeckung 222.
Als Nächstes wird, während der Bolzen 4 durch das Durchgangsloch 312A der oberen Abdeckung 31, das Durchgangsloch 33B der Anschlussstromschiene 33, das Durchgangsloch 26A1 der dritten unteren Modulstromschiene 26, eingesetzt wird, der Bolzen 4 mit der Einpressmutter 222B der Innenabdeckung 222 verschraubt. Dabei wird der O-Ring 5 derart angeordnet, dass er sich zwischen der oberen Abdeckung 31 und dem Kopf des Bolzens 4 befindet. Auf diese Weise werden die Anschlussstromschiene 33 und die dritte untere Modulstromschiene 26 elektrisch miteinander verbunden, und auch der Anschluss 32 elektrisch mit den Batterien 21 verbunden. Anschließend wird die Isolierabdeckung 6 an der oberen Abdeckung 31 befestigt, um den Kopf des Bolzens 4 abzudecken, wodurch der Montagevorgang abgeschlossen ist.
Gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform wird die dritte untere Modulstromschiene 26 an das untere Modul 2 befestigt und elektrisch mit den Batterien 21 verbunden. Ferner wird die Anschlussstromschiene 33 an der oberen Abdeckung 31 befestigt und mit dem Anschluss 32 elektrisch verbunden. Ferner ist die obere Abdeckung 31 mit dem Durchgangsloch 312A ausgebildet, und die dritte untere Modulstromschiene 26 und die Anschlussstromschiene 33 werden mit dem Bolzen 4, der durch das Durchgangsloch 312A hindurchgeht, elektrisch miteinander verbunden. Dadurch kann, nachdem die Batterien 21 in dem unteren Modul 2 aufgenommen wurden, die obere Abdeckung 31 befestigt werden, wodurch der Montagevorgang vereinfacht wird. Ferner kann, während der Anschluss 32 an der oberen Abdeckung 31 befestigt wird, die obere Abdeckung 31 an dem unteren Modul 2 befestigt werden. Somit ist es nicht erforderlich, den Anschluss 32 nach der Befestigung der oberen Abdeckung 31 an dem unteren Modul 2 zu befestigen, wodurch der hermetische Verriegelungsvorgang erleichtert wird.
Ferner sind gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform keine teuren Komponenten erforderlich. Ferner kann die Montage mit üblichen Werkzeugen und üblichen Prozessen, ohne Schweißen oder dergleichen, erfolgen.
Ferner ist gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform die Innenabdeckung 222 mit der Einpressmutter 222B ausgebildet, die mit dem Bolzen 4 verschraubt wird. Ferner ist die dritte untere Modulstromschiene 26 auf der Seite der oberen Abdeckung 31 an der Innenabdeckung 222 angeordnet. Während der Bolzen 4 die dritte untere Modulstromschiene 26 und die Anschlussstromschiene 33 durchdringt, wird ferner der Bolzen 4 mit der Einpressmutter 222B verschraubt, um die dritte untere Modulstromschiene 26 und die Anschlussstromschiene 33 zu verbinden. Gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration können die dritte untere Modulstromschiene 26 und die Anschlussstromschiene 33 mit dem Bolzen 4 einfach miteinander verbunden werden.
Ferner ist gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform die Innenabdeckung 222 mit dem Durchgangsloch 222A ausgebildet. Ferner steht die zweite untere Modulstromschiene 25 in Richtung der oberen Abdeckung 31 durch das Durchgangsloch 222A vor. Ferner ist die Anschlussstromschiene 33 indirekt mit der zweiten unteren Modulstromschiene 25, die in Richtung der oberen Abdeckung 31 vorsteht, über den Unterbrecher 23 verbunden. Auf diese Weise kann die zweite untere Modulstromschiene 25 auf einfache Weise mit der dritten unteren Modulstromschiene 26, die an der Innenabdeckung 222 angeordnet ist, verbunden werden.
Indes sind gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform die zweite untere Modulstromschiene 25 und die dritte untere Modulstromschiene 26 über den Unterbrecher 23 indirekt miteinander verbunden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Unterbrecher 23 ist nicht unbedingt erforderlich, und die dritte untere Modulstromschiene 26 und die zweite untere Modulstromschiene 25 können direkt miteinander verbunden werden.
(Zweite Ausführungsform)
Im Nachfolgenden wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben. Im Übrigen sind die Komponenten in den 3 und 4, die jenen der zuvor anhand 1 und 2 beschriebenen ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und es wird auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet. In der ersten Ausführungsform ist die Anordnungsrichtung der Batterien 21 die horizontale Richtung, wie in 1 und 2 gezeigt. In der zweiten Ausführungsform ist eine Richtung orthogonal zu sowohl der Anordnungsrichtung der Batterien 21 als auch der vertikalen Richtung die horizontale Richtung.
Ein großer Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform liegt in der Verbindung der Anschlussstromschiene 33. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die dritte untere Modulstromschiene 26 das erste leitende Element, und die dritte untere Modulstromschiene 26 und die Anschlussstromschiene 33 werden mit dem Bolzen 4 miteinander verbunden. Im Gegensatz dazu ist in der zweiten Ausführungsform der Schaltkreisunterbrecher 23 das erste leitende Element, und der Unterbrecher 23 und die Anschlussstromschiene 33 sind über den Bolzen 4 miteinander verbunden.
Ein Batteriepack 1 umfasst ein unteres Modul 2, ein oberes Modul 3, einen Bolzen 4, einen O-Ring 5 und eine Isolierabdeckung 6. Zunächst wird das untere Modul 2 beschrieben. Das untere Modul 2 weist eine Batterie 21, eine untere Abdeckung 22, einen Unterbrecher 23, eine erste untere Modulstromschiene 24 (nicht in 3 und 4 gezeigt), eine zweite untere Modulstromschiene 25 und einen Bolzen 27 auf. Das heißt, in der ersten Ausführungsform wird die dritte untere Modulstromschiene 26 bereitgestellt, und in der zweiten Ausführungsform wird die dritte untere Modulstromschiene 26 nicht bereitgestellt.
Da die Batterie 21 der ersten Ausführungsform ähnlich ist, wird das gleiche Bezugszeichen verwendet und auf eine ausführliche Beschreibung davon verzichtet. Die untere Abdeckung 22 umfasst einen unteren Abdeckkörper 221 und eine Innenabdeckung 222. Da der untere Abdeckkörper 221 ähnlich dem der ersten Ausführungsform ist, wird er mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet. In der Innenabdeckung 222 ist ein Durchgangsloch 222A vorgesehen, das dem der ersten Ausführungsform entspricht, aber die Einpressmutter 222B ist nicht vorgesehen. Ferner ist der Unterbrecher 23 auf einer Stufe 29 montiert, die auf einer oberen Seite der Innenabdeckung 222 angeordnet ist.
Das obere Modul 3 umfasst eine obere Abdeckung 31, einen Anschluss 32, eine Anschlussstromschiene 33 und einen Bolzen 34. Wie in der ersten Ausführungsform umfasst die obere Abdeckung 31 obere Wände 311, 312, eine Seitenwand 313 und eine Umfangswand 314. Ferner sind gemäß der ersten Ausführungsform das Durchgangsloch 312A zum Durchführen des Bolzens 4 und der Metallkragen 312B an der oberen Wand 312 vorgesehen. Gemäß der zweiten Ausführungsform sind ein Durchgangsloch 313A zum Durchführen des Bolzens 4 und ein Metallkragen 313B an der Seitenwand 313 vorgesehen. Dadurch durchdringt das Durchgangsloch 313A in der horizontalen Richtung.
Gemäß der zweiten Ausführungsform weist die Anschlussstromschiene 33 einen sechsten leitenden Abschnitt 33C, der über einer unteren Seite der oberen Wand 312 liegt, und einen siebenten leitenden Abschnitt 33D, der von einem linken Ende des sechsten leitenden Abschnitts nach oben vorsteht und die Seitenwand 313 überlagert, auf und ist in einer L-Form ausgebildet. Der sechste leitende Abschnitt 33C ist mit einem Durchgangsloch 33A zum Hindurchführen eines Bolzens 234 an einem Abschnitt, der über einem Anschluss 32 liegt, ausgebildet. Der siebente leitende Abschnitt 33D ist mit einem Durchgangsloch 33B zum Hindurchführen eines Bolzens 4 an einem Abschnitt, der über dem Durchgangsloch 313A der oberen Abdeckung 31 liegt, ausgebildet. Eine Höhe der Stufe 29 wird eingestellt, sodass, während das untere Modul 2 mit dem oberen Modul 3 zusammengebaut wird, die zuvor beschriebenen Durchgangslöcher 313A, 313B der oberen Abdeckung 31 und der siebente leitende Abschnitt 33D über einen Verbindungsabschnitt 232 auf einer rechten Seite des Unterbrechers 23 liegen.
Im Nachfolgenden wird ein Montagevorgang des Batteriepacks 1 mit der obigen Konfiguration beschrieben. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform werden das untere Modul 2 und das obere Modul 3 jeweils zusammengebaut. Der Zusammenbau des unteren Moduls 2 wird ausführlich beschrieben. Es werden mehrere Batterien 21 in Reihe geschaltet, wobei die erste untere Modulstromschiene 24 in dem unteren Abdeckkörper 221 untergebracht wird. Als Nächstes wird der erste leitende Abschnitt 25A der zweiten unteren Modulstromschiene 25 auf den Elektroden der Batterie 21 an dem linken Ende angeordnet.
Dann wird die Innenabdeckung 222 befestigt, um die Öffnung des unteren Abdeckkörpers 221 zu schließen. Zu diesem Zeitpunkt wird der zweite leitende Abschnitt 25B durch das Durchgangsloch 222A der Innenabdeckung 222 derart geführt, dass der zweite leitende Abschnitt 25B über der Innenabdeckung 222 vorsteht. Anschließend wird die Stufe 29 auf einer oberen Seite der Innenabdeckung 222 angeordnet, und ferner wird der Unterbrecher 29 darauf angeordnet. Anschließend wird der zweite leitende Abschnitt 25B mit dem Verbindungsabschnitt 231 des Unterbrechers 23 mit Hilfe des Bolzens 27 verbunden. Damit ist der Zusammenbau des unteren Moduls 2 abgeschlossen.
Als Nächstes wird der Zusammenbau des oberen Moduls 3 ausführlich beschrieben. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird die Anschlussstromschiene 33 an den Anschluss 32 mittels dem Bolzen 34 befestigt, der an der oberen Abdeckung 31 befestigt ist. Dadurch ist der Zusammenbau des oberen Moduls 3 abgeschlossen.
Als Nächstes wird das obere Modul 3 mit dem unteren Modul 2 zusammengebaut. Dabei wird die obere Abdeckung 31 an der Außenseite der Umfangswand 221 B des unteren Abdeckkörpers 221 befestigt, um die Innenabdeckung 222 zu bedecken. Nach dem Zusammenbau des unteren Moduls 2 und des oberen Moduls 3 überlappen das Durchgangsloch 313A der oberen Abdeckung 3, das Durchgangsloch 33B der Anschlussstromschiene 33 und der Verbindungsabschnitt 232 des Unterbrechers 23 einander.
Anschließend wird, während der Bolzen 4 durch das Durchgangsloch 313A der oberen Abdeckung 31 und das Durchgangsloch 33B der Anschlussstromschiene 33 eingesetzt wird, der Bolzen 4 mit dem Verbindungsabschnitt 232 des Unterbrechers 23 verschraubt. Zu diesem Zeitpunkt wird der O-Ring 5 derart angeordnet, dass dazwischen der oberen Abdeckung 31 und dem Kopf des Bolzens 4 aufgenommen ist. Dadurch werden die Anschlussstromschiene 33 und der Unterbrecher 23 elektrisch miteinander verbunden, und auch der Anschluss 32 elektrisch mit den Batterien 21 verbunden. Anschließend wird die Isolierabdeckung 6 an der oberen Abdeckung 31 befestigt, um den Kopf des Bolzens 4 zu bedecken, wodurch der Montagevorgang abgeschlossen ist.
Gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform wird, während der Bolzen 4 die Anschlussstromschiene 33 durchdringt, der Bolzen 4 mit dem Verbindungsabschnitt 232 (einer der beiden Verbindungsabschnitte 231, 231) des Unterbrechers 23 verschraubt, um den Unterbrecher 23 und die Anschlussstromschiene 33 miteinander zu verbinden. Dabei ist keine Befestigung des Bolzens 28 erforderlich, wodurch der Zusammenbau verglichen mit der ersten Ausführungsform noch weiter vereinfacht wird.
Gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform weist das untere Modul 2 den unteren Abdeckkörper 221, der die Batterien 21 aufnimmt, und die Innenabdeckung 222, die die Seite der oberen Abdeckung 31 des unteren Abdeckkörpers 221 bedeckt, auf. Die Innenabdeckung 222 ist mit dem Durchgangsloch 222A ausgebildet. Die zweite untere Modulstromschiene 25 steht in Richtung der oberen Abdeckung 31 über das Durchgangsloch 222A vor. Wenn der Bolzen 27 mit dem Verbindungsabschnitt 231 (einem der beiden Verbindungsabschnitte 231, 231) des Unterbrechers 23 verschraubt wird, während der Bolzen 27 die zweite untere Modulstromschiene 25 durchdringt, die in Richtung der oberen Abdeckung 31 vorsteht, wird der Unterbrecher 23 mit der zweiten unteren Modulstromschiene 25 verbunden. Dadurch kann die zweite Modulstromschiene 25 auf einfache Weise mit dem Unterbrecher 23, der über der Innenabdeckung 222 angeordnet ist, verbunden werden.
Gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform sind die Verbindungsabschnitte 231, 231 über der Innenabdeckung 222 derart montiert, dass sie parallel zu der Innenabdeckung 222 verlaufen. Die obere Abdeckung 31 ist mit dem Vorsprungabschnitt ausgebildet, der über die obere Wand 312 vorsteht. Das Durchgangsloch 313A ist an der Seitenwand 313 (Seitenfläche) des Vorsprungabschnitts vorgesehen. Dadurch kann die Anschlussstromschiene 33 auf einfache Weise mit dem über der Innenabdeckung 222 angeordneten Unterbrecher 23 verbunden werden.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird der Unterbrecher 23 als elektrische Komponente verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die elektrische Komponente kann ein Temperatursensor oder ein Spannungsdetektor sein.
Übrigens ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann nämlich auf verschiedene Weise modifiziert und ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Batteriepack
4: Bolzen (erster Bolzen)
21: Batterie
22: untere Abdeckung (Gehäuseabschnitt)
23: Unterbrecher (erstes leitendes Element, elektrische Komponente)
221: unterer Abdeckkörper (Gehäusekörper)
222: Innenabdeckung (Zwischenabdeckung)
222A: Durchgangsloch (zweites Durchgangsloch)
222B: Einpressmutter (erstes Schraubenloch)
231, 232: Verbindungsabschnitt (zweites Schraubenloch)
25: zweite untere Modulstromschiene (drittes leitendes Element)
26: dritte untere Modulstromschiene (erstes leitendes Element)
27: Bolzen (zweiter Bolzen)
31: obere Abdeckung (Außenabdeckung)
32: Anschluss (externer Anschluss)
33: Anschlussstromschiene (zweites leitendes Element)
313: Seitenwand (Seitenfläche)
313A: Durchgangsloch (erstes Durchgangsloch)
315: Vorsprungabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013004443 A [0003]
JP 2016105411 A [0003]

Claims

Batteriepack, umfassend: eine Batterie; einen Gehäuseabschnitt, der die Batterie aufnimmt; eine Außenabdeckung, die den Gehäuseabschnitt abdeckt und an der ein externer Anschluss befestigt ist; ein erstes leitendes Element, das an dem Gehäuseabschnitt angebracht und elektrisch mit der Batterie verbunden ist; und ein zweites leitendes Element, das an der Außenabdeckung befestigt und elektrisch mit dem externen Anschluss verbunden ist, wobei die Außenabdeckung mit einem ersten Durchgangsloch versehen ist, und wobei das erste leitende Element und das zweite leitende Element durch einen ersten Bolzen, der durch das erste Durchgangsloch verläuft, elektrisch miteinander verbunden sind.
Batteriepack nach Anspruch 1, wobei der Gehäuseabschnitt einen die Batterie aufnehmenden Gehäusekörper und eine Zwischenabdeckung, die eine äußere Abdeckungsseite des Gehäusekörpers bedeckt, umfasst, wobei die Zwischenabdeckung mit einem ersten Schraubenloch versehen ist, das mit dem ersten Bolzen verschraubbar ist, wobei das erste leitende Element an der Außenabdeckungsseite an der Zwischenabdeckung angeordnet ist, und wobei der erste Bolzen während des Durchdringens des ersten leitenden Elements und des zweiten leitenden Elements mit dem ersten Schraubenloch verschraubt wird, um das erste leitende Element und das zweite leitende Element zu verbinden.
Batteriepack nach Anspruch 2, ferner umfassend ein drittes leitendes Element, das an der Batterie befestigt ist, wobei die Zwischenabdeckung mit einem zweiten Durchgangsloch versehen ist, wobei das dritte leitende Element durch das zweite Durchgangsloch zur Außenabdeckung hin vorsteht, und wobei das erste leitende Element direkt oder indirekt mit dem dritten leitenden Element verbunden ist, das von der Zwischenabdeckung in Richtung der Außenabdeckung vorsteht.
Batteriepack nach Anspruch 1, wobei das erste leitende Element eine elektrische Komponente ist, die mit einem Paar zweiter Schraubenlöcher versehen ist, und wobei der erste Bolzen, während er das zweite leitende Element durchdringt, mit einem der beiden zweiten Schraubenlöcher der elektrischen Komponente verschraubt wird, um das zweite leitende Element und die elektrische Komponente zu verbinden.
Batteriepack nach Anspruch 4, ferner umfassend ein drittes leitendes Element, das an der Batterie befestigt ist, wobei der Gehäuseabschnitt einen die Batterie aufnehmenden Gehäusekörper und eine Zwischenabdeckung, die eine äußere Abdeckungsseite des Gehäusekörpers abdeckt, umfasst, wobei die Zwischenabdeckung mit einem zweiten Durchgangsloch versehen ist, wobei das dritte leitende Element durch das zweite Durchgangsloch zur Außenabdeckung hin vorsteht, und wobei, während das dritte leitende Element, das von der Zwischenabdeckung in Richtung der Außenabdeckung vorsteht, durchdrungen wird, der zweite Bolzen mit dem anderen der beiden zweiten Schraubenlöcher verschraubt wird, um die elektrische Komponente mit dem dritten leitenden Element zu verbinden.
Batteriepack nach Anspruch 5, wobei die elektrische Komponente an der Zwischenabdeckung derart montiert ist, dass das zweite Schraubenloch parallel zu der Zwischenabdeckung verläuft, und wobei die Außenabdeckung mit einem Vorsprungabschnitt versehen ist, der nach außen vorsteht, und das erste Durchgangsloch an einer Seitenfläche des Vorsprungabschnitts vorgesehen ist.