DE112015000462T5

DE112015000462T5 - Verbindungseinheit

Info

Publication number: DE112015000462T5
Application number: DE112015000462.9T
Authority: DE
Inventors: Hirotaka Watanabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2035-01-20
Also published as: US20170012268A1; CN105940523A; CN105940523B; JP5949796B2; DE112015000462B4; JP2015138647A; US10074845B2; WO2015110891A1

Abstract

Eine Verbindungseinheit der vorliegenden Erfindung enthält: ein Schienenelement, das sich in einer Richtung erstreckt, in der mehrere Speicherelemente angeordnet sind; und mehrere Sammelschieneneinheiten, die jeweils einen Eingriffsabschnitt, der entlang des Schienenelementes in der vorbestimmten Richtung beweglich ist, und eine Sammelschiene enthalten, die an Elektrodenanschlüssen der Speicherelemente, die in der vorbestimmten Richtung benachbart zueinander sind, fixiert und mit dem Eingriffsabschnitt verbunden ist. Die Sammelschieneneinheiten greifen in das Schienenelement derart ein, dass sie in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, und die Sammelschieneneinheiten, die benachbart zueinander sind, sind derart angeordnet, dass sie unabhängig entlang der vorbestimmten Richtung beweglich sind. Eine gesamte Einbautoleranz der Speicherelemente, die in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, kann durch Einstellen von Abständen zwischen den unabhängigen Sammelschieneneinheiten ausgeglichen (erlaubt) werden, wodurch es möglich ist, die Sammelschienen auf einfache Weise einzubauen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinheit, die ausgelegt ist, mehrere Speicherelemente elektrisch miteinander zu verbinden.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Batteriepackung kann derart ausgebildet sein, dass mehrere einzelne Zellen in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind. Zu diesem Zeitpunkt sind die einzelnen Zellen über mehrere Sammelschienen elektrisch miteinander verbunden. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-243608 ( JP 2012-243608 A ) beschreibt ein integrales Sammelschienenmodul, in dem mehrere Sammelschienen unterzubringen sind. Das Sammelschienenmodul enthält Sammelschienenunterbringungsabschnitte, die ausgelegt sind, jeweilige Sammelschienen unterzubringen bzw. aufzunehmen.
Eine einzelne Zelle weist eine Abmessungstoleranz in einer vorbestimmten Richtung auf. Aufgrund dessen variiert die Länge der Batteriepackung in der vorbestimmten Richtung. Damit einhergehend kann eine Sammelschiene, die mit der einzelnen Zelle verbunden ist, in der vorbestimmten Richtung verschoben bzw. versetzt sein. In dem Sammelschienenmodul der JP 2012-243608 A ist ein Toleranzausgleichsabschnitt zwischen zwei Sammelschienenunterbringungsabschnitten, die in der vorbestimmten Richtung benachbart zueinander sind, angeordnet. Ein Abstand zwischen den beiden Sammelschienenunterbringungsabschnitten kann durch Verformen des Toleranzausgleichsabschnitts angepasst werden, sodass die Sammelschienen mit den einzelnen Zellen verbunden werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Sammelschienenmodul der JP 2012-243608 A weist jedoch eine Verformungsgrenze des Toleranzausgleichsabschnitts auf. Das heißt, es gibt eine Begrenzung hinsichtlich der Vergrößerung des Abstands zwischen den beiden Sammelschienenunterbringungsabschnitten. Aufgrund dessen kann der Abstand zwischen den beiden Sammelschienenunterbringungsabschnitten nicht auf eine Position vergrößert werden, bei der die Sammelschienen mit den einzelnen Zellen verbunden werden können.
Im Hinblick dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungseinheit zu schaffen, die Variationen einer Gesamtlänge von mehreren Speicherelementen in einer vorbestimmten Richtung zu dem Zeitpunkt erlaubt bzw. ermöglicht, zu dem die Speicherelemente, die in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, elektrisch miteinander verbunden werden, und die einen einfachen Zusammenbau bzw. Einbau ermöglicht.
Eine Verbindungseinheit gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindungseinheit, die ausgelegt ist, mehrere Speicherelemente, die in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, elektrisch zu verbinden. Die Verbindungseinheit enthält: ein Schienenelement, das sich in der vorbestimmten Richtung erstreckt; und mehrere Sammelschieneneinheiten, die jeweils einen Eingriffsabschnitt, der ausgelegt ist, in das Schienenelement derart einzugreifen, dass es entlang des Schienenelementes in der vorbestimmten Richtung beweglich ist, und eine Sammelschiene enthalten, die an Elektrodenanschlüssen der Speicherelemente, die in der vorbestimmten Richtung benachbart zueinander sind, fixiert ist und mit dem Eingriffsabschnitt verbunden ist. Die Sammelschieneneinheiten greifen in das Schienenelement derart ein, dass sie in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, und die Sammelschieneneinheiten, die benachbart zueinander sind, sind derart angeordnet, dass sie unabhängig voneinander entlang der vorbestimmten Richtung beweglich sind.
In dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Sammelschieneneinheiten individuell als eine Einheit entlang des Schienenelementes angeordnet, sodass sich jede Sammelschieneneinheit unabhängig in einer Längsrichtung des Schienenelementes (eine Richtung, in der jeweilige Elektrodenanschlüsse der Speicherelemente, die benachbart zueinander sind, angeordnet sind) bewegen kann. Dementsprechend ist es möglich, einen Abstand zwischen den Sammelschieneneinheiten, die benachbart zueinander sind, entsprechend einer Toleranz der Speicherelemente in der vorbestimmten Richtung unabhängig von anderen Sammelschieneneinheiten einzustellen bzw. anzupassen. Als Ergebnis kann eine gesamte Zusammenbautoleranz der Speicherelemente, die in der vorbestimmten Richtung ausgerichtet sind, durch voneinander unabhängiges Einstellen jeweiliger Abstände zwischen den Sammelschieneneinheiten ausgeglichen (erlaubt) werden, wodurch es möglich ist, die Sammelschienen einfach zusammen- bzw. einzubauen.
Außerdem kann das Schienenelement ausgelegt sein, zu enthalten: einen Schlitz, der es einem Eingriffsabschnitt ermöglicht, sich entlang der vorbestimmten Richtung zu bewegen; eine Eingriffsschiene, die ausgelegt ist, in den Eingriffsabschnitt einzugreifen; einen Auslassabschnitt, der an einer Position entsprechend einem Auslassventil angeordnet ist, das ausgelegt ist, Gas, das in dem Speicherelement erzeugt wird, zur Außenseite auszulassen, wobei sich der Auslassabschnitt in der vorbestimmten Richtung derart erstreckt, dass er einen Gasauslasspfad bildet, der im Allgemeinen parallel zu der Eingriffsschiene angeordnet ist; und einen Montageabschnitt, der sich entlang des Auslassabschnitts erstreckt und derart ausgebildet ist, dass ein Temperatursensor, der ausgelegt ist, eine Temperatur der Speicherelemente zu erfassen, darin angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt können die Eingriffsschiene, der Auslassabschnitt und der Montageabschnitt ausgelegt sein, einstückig ausgebildet zu werden, sodass sie in einer Richtung im Allgemeinen senkrecht zu der vorbestimmten Richtung angeordnet bzw. ausgerichtet sind. Da der Gasauslassabschnitt und der Montageabschnitt für einen Temperatursensor mit dem Schienenelement integriert sind, ist es möglich, die Anzahl der Komponenten zu verringern. Außerdem ist es nicht notwendig, jeweilige Komponenten (Räume) individuell bereitzustellen, sodass die Zusammen- bzw. Einbaubarkeit verbessert wird. Außerdem ist der Temperatursensor in dem Montageabschnitt angeordnet, der sich entlang des Auslassabschnitts (des Gasauslasspfades) erstreckt, wodurch es möglich ist, die Temperatur der Speicherelemente zu dem Zeitpunkt der Gaserzeugung genau zu erfassen und eine Montageposition des Temperatursensors für eine gegebene Position entlang der vorbestimmten Richtung zu bestimmen. Dieses verbessert den Freiheitsgrad für den Zusammenbau bzw. Einbau des Temperatursensors.
Außerdem kann jede der Sammelschieneneinheiten eine Spannungserfassungsleitung enthalten, die mit der Sammelschiene verbunden und ausgelegt ist, eine Spannung des Speicherelementes zu erfassen. Außerdem kann das Schienenelement einen Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt enthalten, der sich entlang einer Richtung erstreckt, in der die Sammelschieneneinheiten ausgerichtet bzw. angeordnet sind. Die Spannungserfassungsleitung, die sich von der Sammelschieneneinheit erstreckt, die über den Eingriffsabschnitt in dem Schienenelement angeordnet ist, kann ausgelegt sein, sich in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt im Allgemeinen parallel zu der vorbestimmten Richtung zu erstrecken. Dementsprechend werden hinsichtlich der Sammelschieneneinheiten, die entlang des Schienenelementes ausgerichtet sind, die Spannungserfassungsleitungen, die sich von den Sammelschienen erstrecken, in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt gesammelt, der sich entlang der Richtung erstreckt, in der die Sammelschieneneinheiten ausgerichtet sind. Dieses macht es möglich, eine Effizienz eines Anordnungsraums für die Spannungserfassungsleitungen zu erzielen.
Außerdem kann der Eingriffsabschnitt aus thermoplastischem Harz bestehen, und mindestens ein Teil der Spannungserfassungsleitung, die einen Verbindungsbereich mit der Sammelschiene enthält, kann ausgelegt sein, mit dem thermoplastischen Harz bedeckt zu werden. Die Sammelschieneneinheit kann derart ausgelegt sein, dass die Sammelschiene und die Spannungserfassungsleitung einstückig ausgebildet sind. Da die Sammelschiene und die Spannungserfassungsleitung einstückig mit der Sammelschieneneinheit ausgebildet sind, kann eine Einbautoleranz jeder Komponente in der Sammelschieneneinheit verringert werden. Außerdem ist es nicht notwendig, die Spannungserfassungsleitung an der Sammelschiene individuell anzubringen, wodurch es möglich ist, die Zusammen- bzw. Einbaubarkeit zu verbessern. Da mindestens ein Teil der Spannungserfassungsleitung, der den Verbindungsbereich mit der Sammelschiene enthält, mit dem thermoplastischen Harz bedeckt wird, ist es außerdem möglich, eine Korrosion der Spannungserfassungsleitung, die den Verbindungsbereich mit der Sammelschiene enthält, zu beschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Verbindungseinheit und einer Batteriepackung gemäß einer Ausführungsform 1;
2 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der Verbindungseinheit gemäß der Ausführungsform 1 darstellt;
3 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Sammelschieneneinheit gemäß der Ausführungsform 1 darstellt;
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 3 gemäß der Ausführungsform 1;
5 eine Draufsicht auf die Batteriepackung, mit der die Verbindungseinheit verbunden ist, gemäß der Ausführungsform 1;
6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 5 gemäß der Ausführungsform 1;
7 eine Ansicht, die eine Modifikation der Sammelschieneneinheit gemäß der Ausführungsform 1 darstellt; und
8 eine Ansicht zum Beschreiben einer Konfiguration, bei der die Modifikation der 7 in der Verbindungseinheit gemäß der Ausführungsform 1 angeordnet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Ausführungsform 1) Die 1 bis 8 sind Ansichten, die jeweils die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellen. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Verbindungseinheit und einer Batteriepackung. In 1 und so weiter sind eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse Achsen, die senkrecht zueinander sind. Die Beziehung zwischen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse ist in den anderen Zeichnungen dieselbe. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Achse, die einer vertikalen Richtung entspricht, als Z-Achse betrachtet.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist eine Verbindungseinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verbindungselement, das ausgelegt ist, mehrere einzelne Zellen 3, die in einer X-Richtung ausgerichtet bzw. angeordnet bzw. aufgereiht sind, elektrisch zu verbinden. Hier ist die Batteriepackung 2 aus den einzelnen Zellen 3 aufgebaut.
Eine einzelne Zelle (entsprechend einem Speicherelement) 3 enthält ein Batterieaußengehäuse 4, in dem ein Energieerzeugungselement untergebracht ist. Die einzelne Zelle 3 ist eine sogenannte quaderförmige Batterie, und das Batterieaußengehäuse 4 ist in einer rechteckigen soliden Gestalt ausgebildet. Das Batterieaußengehäuse 4 kann beispielsweise aus Metall bestehen.
Eine obere Fläche 3a der einzelnen Zelle 3 (des Batterieaußengehäuses 4) weist einen positiven Anschluss 5 und einen negativen Anschluss 6 auf, die mit dem Energieerzeugungselement verbunden sind, das in der einzelnen Zelle 3 untergebracht ist. Das Batterieaußengehäuse 4 kann durch einen Gehäusehauptkörper und einen Deckel ausgebildet werden, die beispielsweise einen Unterbringungsraum für das Energieerzeugungselement bilden. Die obere Fläche 3a entspricht einem Deckel, der von oben eine Öffnung des Gehäusehauptkörpers, in den das Energieerzeugungselement eingebaut ist, schließt. Der Deckel und der Gehäusehauptkörper können beispielsweise mittels Schweißen aneinander fixiert werden, und das Innere des Batterieaußengehäuses 4 befindet sich in einem abgedichteten Zustand.
Die obere Fläche 3a weist ein Auslassventil 7 auf, das ausgelegt ist, Gas nach außerhalb des Batterieaußengehäuses 4 auszulassen, wenn das Gas innerhalb des Batterieaußengehäuses 4 erzeugt wird. Das Auslassventil 7 ist ein Bruchventil, das durch eine Nut gebildet wird, die auf der oberen Fläche 3a ausgebildet ist. Wenn sich ein Innendruck des Batterieaußengehäuses 4 aufgrund einer Gaserzeugung erhöht, wird das Auslassventil 7 gebrochen, und dadurch kann das Gas innerhalb des Batterieaußengehäuses 4 nach außerhalb des Batterieaußengehäuses 4 ausgelassen werden. Außerdem kann die obere Fläche 3a eine Einspritzöffnung (nicht gezeigt) aufweisen. Die Einspritzöffnung wird verwendet, um einen Elektrolyten in das Batterieaußengehäuse 4 einzuspritzen, und wird durch einen Einspritzstopper verschlossen.
Das Energieerzeugungselement enthält ein positives Element, ein negatives Element und einen Trenner, der zwischen dem positiven Element und dem negativen Element angeordnet ist. Das positive Element, das mit dem positiven Anschluss 5 verbunden ist, enthält einen Stromkollektor und eine aktive Materialschicht einer positiven Elektrode, die auf einer Oberfläche des Stromkollektors ausgebildet ist. Das negative Element, das mit dem negativen Anschluss 6 verbunden ist, enthält einen Stromkollektor und eine aktive Materialschicht einer negativen Elektrode, die auf einer Oberfläche des Stromkollektors ausgebildet ist. Der Elektrolyt durchtränkt den Trenner, die aktive Materialschicht einer positiven Elektrode und die aktive Materialschicht einer negativen Elektrode. Man beachte, dass anstatt des Elektrolyten ein Festelektrolyt verwendet werden kann.
Wie es in 1 dargestellt ist, sind der positive Anschluss 5 und der negative Anschluss 6 auf der oberen Fläche 3a derart angeordnet, dass sie in einer Y-Richtung zueinander beabstandet sind. Das Auslassventil 7 ist zwischen dem positiven Anschluss 5 und dem negativen Anschluss 6 angeordnet.
Man beachte, dass mehrere einzelne Zellen 3, die in der X-Richtung angeordnet bzw. aufgereiht sind, derart ausgebildet sein können, dass ein Raum zwischen zwei benachbarten einzelnen Zellen 3 vorhanden ist. Es kann beispielsweise ein Trenner (nicht gezeigt) derart angeordnet sein, dass ein Raum zum Zirkulieren von Luft zum Einstellen einer Temperatur der einzelnen Zellen 3 zwischen den beiden benachbarten einzelnen Zellen 3 ausgebildet wird. Der Trenner kann auch als ein Isolierelement zum elektrischen Isolieren der beiden benachbarten einzelnen Zellen 3 dienen.
Außerdem kann eine Anordnungsstruktur der einzelnen Zellen 3 geeignet bestimmt werden. Die einzelnen Zellen 3 können beispielsweise derart angeordnet werden, dass sie dicht beieinanderliegen, ohne zwischen beliebigen zwei benachbarten einzelnen Zellen 3 einen Raum zum Zirkulieren von Luft zum Einstellen der Temperatur der einzelnen Zellen 3 auszubilden.
Die Batteriepackung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann in einem Fahrzeug angeordnet sein, sodass sie als Energiequelle für die Fahrt des Fahrzeugs verwendet werden kann. Das Fahrzeug kann ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug sein. Das Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug, das zusätzlich zu der Batteriepackung 2 eine andere Energiequelle wie beispielsweise eine Brennstoffzelle oder eine Brennkraftmaschine als Energiequelle für die Fahrt des Fahrzeugs enthält. Das Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, das nur die Batteriepackung 2 als Energiequelle des Fahrzeugs enthält. Eine oder mehrere Batteriepackungen 2 können in dem Fahrzeug angeordnet sein. Außerdem kann als einzelne Zelle 3 eine Sekundärbatterie wie beispielsweise eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Lithiumionenbatterie verwendet werden. Außerdem kann anstelle der sekundären Batterie ein elektrischer Doppelschichtkondensator verwendet werden.
Im Folgenden wird die Verbindungseinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform genauer beschrieben. Die Verbindungseinheit 1 ist in der Z-Richtung an einer oberen Fläche (den oberen Flächen 3a der einzelnen Zellen 3) der Batteriepackung 2 angebracht. Man beachte, dass diese Bodenflächen der einzelnen Zellen 3, die auf einer zu den oberen Flächen 3a der einzelnen Zellen 3 in der Z-Richtung gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, als untere Fläche der Batteriepackung 2 dienen.
Die Verbindungseinheit 1 enthält mehrere Sammelschieneneinheiten 20, die in der X-Richtung angeordnet bzw. aufgereiht sind, und ein Schienenelement 30, das sich in der X-Richtung erstreckt.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der Verbindungseinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Das Schienenelement 30 enthält zwei Eingriffsschienen 40. Die beiden Eingriffsschienen 40 sind in der Y-Richtung zueinander beabstandet und sind auf symmetrische Weise zu einer X-Z-Ebene angeordnet, die in einem Zwischenteil zwischen den beiden Eingriffsschienen 40 angeordnet ist. Die Verbindungseinheit 1 weist in der Y-Richtung eine vorbestimmte Breite entsprechend einem Abstand zwischen den beiden Eingriffsschienen 40 auf.
Die Eingriffsschiene 40 greift in den zuvor genannten Eingriffsabschnitt 21 der Sammelschieneneinheit 20 ein, um die Sammelschieneneinheit 20 in der X-Richtung zu bewegen. Die Eingriffsschiene 40 enthält einen Schlitz 41, der auf einer Endfläche in der Y-Richtung derart angeordnet ist, dass er sich in der X-Richtung erstreckt. Die Eingriffsschiene 40 ist in einer hohlen Gestalt ausgebildet, und der Eingriffsabschnitt 21 der Sammelschieneneinheit 20 wird innerhalb der Eingriffsschiene 40 angeordnet. Hier durchdringt ein Basisendabschnitt des Eingriffsabschnitts 21 den Schlitz 41. Durch Bewegen des Eingriffsabschnitts 21 entlang des Schlitzes 41 kann die Sammelschieneneinheit 20 in der X-Richtung bewegt werden.
Das Innere der Eingriffsschiene 40 wird durch einen jeweiligen Wandabschnitt entsprechend einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Eingriffsabschnitts 21 und einer Y-richtungsseitigen Oberfläche, auf der der Schlitz 41 ausgebildet ist, in einer hohlen Gestalt ausgebildet. Der Schlitz 41 kann derart ausgebildet sein, dass ein Teil eines Wandabschnitts 42, der der Y-richtungsseitigen Oberfläche entspricht, offen ist. Der Wandabschnitt 42 ist derart angeordnet, dass sich mindestens ein Teil von diesem in Richtung oberer und unterer Seiten des Schlitzes 41 in der Z-Richtung erstreckt, sodass eine Innenfläche, die den Eingriffsabschnitt 21 in der Y-Richtung kontaktiert, ausgebildet wird.
In der somit aufgebauten Verbindungseinheit 1 sind die Sammelschieneneinheiten 20 entlang einer Längsrichtung des Schienenelementes 30 (jeder der Eingriffsschienen 40) angeordnet. Wie es in 2 dargestellt ist, wird der Eingriffsabschnitt 21 in die Eingriffsschiene 40 von einem X-Richtungsendteil der Eingriffsschiene 40 eingeführt, sodass die jeweiligen Sammelschieneneinheiten 20 an dem Schienenelement 30 angebracht werden können. Hierdurch kann jede der Sammelschieneneinheiten 20 unabhängig entlang der X-Richtung bewegt werden.
Ein Deckelelement 80 ist an einer Außenfläche der Eingriffsschiene 40 angebracht. Das Deckelelement 80 kann entlang einer Achse, die sich in der X-Richtung als eine Drehachse erstreckt, rotieren. Hier rotiert das Deckelelement 80 zwischen einer Position, bei der das Deckelelement 80 eine obere Seite der Sammelschieneneinheiten 20 bedeckt, die an der Eingriffsschiene 40 angebracht sind, und einer Position, bei sich der das Deckelelement 80 von der oberen Seite der Sammelschieneneinheiten 20 weg bewegt bzw. von dieser entfernt ist. Man beachte, dass das Deckelelement 80 als ein Element ausgebildet sein kann, das von dem Schienenelement 30 entfernbar ist. In den 5 und 6 ist das Deckelelement 80 nicht dargestellt.
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der Sammelschieneneinheit 20 darstellt. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 3. Wie es in 3 dargestellt ist, enthält die Sammelschieneneinheit 20 den Eingriffsabschnitt 21 und Sammelschienen 10. Der Eingriffsabschnitt 21 ist ein Kufenabschnitt, der ausgelegt ist, in das Schienenelement 30 einzugreifen, sodass er entlang des Schienenelementes 30 in der X-Richtung (entsprechend einer vorbestimmten Richtung) beweglich ist. Die Sammelschiene 10 ist derart angeordnet, dass sie in der Y-Richtung von dem Eingriffsabschnitt 21 vorsteht und einen positiven Anschluss 5 von einem von zwei benachbarten einzelnen Zellen 3 in der X-Richtung mit einem negativen Anschluss 6 der anderen verbindet. Die Sammelschiene 10 kann aus einem leitenden Material wie beispielsweise einem Metallmaterial bestehen.
Die Sammelschiene 10 weist zwei Öffnungen 10a, 10b auf, die in der X-Richtung zueinander beabstandet sind. Die beiden Öffnungen 10a, 10b sind entsprechend einem Abstand zwischen dem positiven Anschluss 5 und dem negativen Anschluss 6 der beiden benachbarten einzelnen Zellen 3 in der X-Richtung ausgebildet. Die Öffnungen 10a, 10b sind derart ausgebildet, dass sie eine Größe aufweisen, die ein Hindurchreichen des positiven Anschlusses 5 oder des negativen Anschlusses 6 ermöglicht.
In dem Beispiel der 3 sind zwei Sammelschienen 10 in einer Sammelschieneneinheit 20 angeordnet. Die beiden Sammelschienen 10 sind in der X-Richtung angeordnet, wobei ihre Längsrichtung entlang einer Richtung liegt, in der die Öffnungen 10a, 10b ausgerichtet bzw. aufgereiht sind, und werden von einem Trennabschnitt 22 getrennt. Der Trennabschnitt 22 ist eine Trennwand, die in der Z-Richtung vorsteht. Außerdem weisen beide Enden in der X-Richtung der Sammelschieneneinheit 20 Trennabschnitte 22 auf. Durch Bereitstellen des Trennabschnitts 22 in X-Richtungsendteilen der Sammelschieneneinheit 20 ist es möglich, einen Kurzschluss mit mehreren benachbarten Sammelschieneneinheiten 20 (aber Schienen 10), die in der X-Richtung in dem Schienenelement 30 aufgereiht sind, zu verhindern.
Die Sammelschieneneinheit 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch Schmelzformung unter Verwendung des thermoplastischen Harzes ausgebildet werden. Dementsprechend kann der Eingriffsabschnitt 21 aus dem thermoplastischen Harz bestehen, und die Sammelschieneneinheit 20, die die Sammelschienen 10 enthält, die mit dem Eingriffsabschnitt 21 verbunden sind, kann mittels der Schmelzformung ausgebildet werden.
Eine Querschnittsgestalt des Eingriffsabschnitts 21 entlang einer Y-Z-Ebene kann eine Gestalt entsprechend einer hohlen Querschnittsgestalt der Eingriffsschiene 40 sein. Zu diesem Zeitpunkt kann der Eingriffsabschnitt 21 eine Gestalt aufweisen, die in einen hohlen Innenabschnitt der Eingriffsschiene 40 ohne jeglichen Raum eingreift, oder kann eine beliebige Gestalt aufweisen, bei der der Eingriffsabschnitt 21 durch den Schlitz 41 zu dem Zeitpunkt der Bewegung der Sammelschieneneinheit 20 entlang der X-Richtung nicht aus der Eingriffsschiene 40 entfernt werden kann.
Der Eingriffsabschnitt 21 kann beispielsweise in das Schienenelement 30 derart eingreifen, dass die obere Fläche, die untere Fläche und die Y-richtungsseitige Fläche des Eingriffsabschnitts 21 eine hohle Innenfläche der Eingriffsschiene 40 kontaktieren. Wenn der Eingriffsabschnitt 21 derart ausgebildet wird, dass dessen Höhe in der Z-Richtung größer als eine Öffnungsbreite des Schlitzes 41 in der Z-Richtung ist, kontaktiert diese Innenfläche des Wandabschnitts 42, an dem der Schlitz 41 ausgebildet ist, diese Seitenfläche 21a des Eingriffsabschnitts 21, die einer Seite der Sammelschiene 10 gegenüberliegt, sodass die Sammelschieneneinheit 20 an dem Schienenelement 30 auf bewegliche Weise in der X-Richtung angebracht ist, während deren Bewegung in der Y-Richtung verhindert wird.
Der Eingriffsabschnitt 21 enthält den Basisendabschnitt 21b, der zwischen dem Eingriffsabschnitt 21 und der Sammelschiene 10 angeordnet ist. Der Basisendabschnitt 21b ist in einer Gestalt ausgebildet, die von der Seitenfläche 21a vorsteht, sodass sie durch die Öffnung des Schlitzes 41 außerhalb der Eingriffsschiene 40 angeordnet ist. Der Basisendabschnitt 21b ist derart ausgebildet, dass er dieselbe Dicke wie die Öffnungsbreite des Schlitzes 41 in der Z-Richtung oder eine kleinere Dicke als die Öffnungsbreite des Schlitzes 41 aufweist. Ein Längsrichtungsendteil der Sammelschiene 10 ist mit dem Basisendabschnitt 21b verbunden.
In der Sammelschieneneinheit 20 wird die Sammelschiene 10 nicht vollständig mit dem thermoplastischen Harz bedeckt, und ein Umfangsendteil der Sammelschiene 10 wird mittels thermoplastischen Harzes fixiert. Ein Sammelschienenhalteabschnitt 23 ist auf einer unteren Seite in der Z-Richtung der Sammelschiene 10 angeordnet. Der Sammelschienenhalteabschnitt 23 kann durch Ausdehnen eines Teils des Basisendabschnitts 21b in Richtung einer unteren Fläche der Sammelschiene 10 ausgebildet werden. Der Eingriffsabschnitt 21 und der Sammelschienenhalteabschnitt 23 sind über den Basisendabschnitt 21b einstückig ausgebildet.
Der Sammelschienenhalteabschnitt 23 weist Öffnungen 23a, 23b entsprechend den Öffnungen 10a, 10b der Sammelschiene 10 auf, und die Öffnungen 23a, 23b sind derart ausgebildet, dass sie in der X-Richtung zueinander beabstandet sind. In der Z-Richtung wird der positive Anschluss 5 oder der negative Anschluss 6 der einzelnen Zelle 3 in die Öffnung 23a, 23b des Sammelschienenhalteabschnitt 23 und die Öffnung 10a, 10b der Sammelschiene 10 derart eingeführt, dass er zu der oberen Fläche der Sammelschiene 10 freiliegt.
Außerdem kann eine Spannungserfassungsleitung P, die ausgelegt ist, eine Spannung der einzelnen Zelle 3 zu erfassen, in der Sammelschiene 10 angeordnet sein. Ein Endteil P1 der Spannungserfassungsleitung P kann mit der Sammelschiene 10 mittels Schweißen elektrisch verbunden werden. Der Endteil P1 der Spannungserfassungsleitung P dient als ein Spannungserfassungsanschluss in einem Verbindungsbereich R mit der Sammelschiene 10. Man beachte, dass die Spannungserfassungsleitung P ausgelegt sein kann, einen Spannungserfassungsanschluss zu enthalten, der separat von dem Endteil P1 vorhanden ist. In diesem Fall wird der Spannungserfassungsanschluss, der mit dem Endteil P1 der Spannungserfassungsleitung P verbunden ist, mittels Schweißen oder Ähnlichem in dem Verbindungsbereich R mit der Sammelschiene 10 verbunden, sodass die Spannungserfassungsleitung P mit der Sammelschiene 10 elektrisch verbunden wird. Die Spannungserfassungsleitung P ist mit einem Spannungssensor (nicht gezeigt) verbunden.
Die Sammelschieneneinheit 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Schmelzformung aus dem thermoplastischen Harz ausgebildet, sodass mindestens ein Teil der Spannungserfassungsleitung P, der den Verbindungsbereich R mit der Sammelschiene 10 enthält, mit dem thermoplastischen Harz bedeckt werden kann. Das heißt, die Sammelschieneneinheit 20 wird einstückig mit der Sammelschiene 10 und der Spannungserfassungsleitung P, die mit der Sammelschiene 10 verbunden ist, ausgebildet.
Wie es in einer vergrößerten Querschnittsansicht in der 4 dargestellt ist, ist ein Y-Richtungsendteil der Sammelschiene 10 mit dem Basisendabschnitt 21b des Eingriffsabschnitts 21 verbunden, und die Spannungserfassungsleitung P ist mit der Sammelschiene 10 verbunden. Die Spannungserfassungsleitung P ist mit dem thermoplastischen Harz in einem Bereich (dem Basisendabschnitt 21b) von dem Verbindungsbereich R mit der Sammelschiene 10 bis zu dem Eingriffsabschnitt 21 bedeckt und liegt nicht zur Außenseite frei. Die Spannungserfassungsleitung P, die derart angeordnet ist, dass sie von der Sammelschiene 10 zum Eingriffsabschnitt 21 gerichtet ist, liegt von der Y-Richtungsendfläche des Eingriffsabschnitts 21 zur Außenseite frei, die sich auf einer dem Basisendabschnitt 21b gegenüberliegenden Seite befindet.
Man beachte, dass die Sammelschieneneinheit 20 derart ausgebildet sein kann, dass sie den Sammelschienenhalteabschnitt 23 nicht enthält. In dem Beispiel der 3 kann die Sammelschiene 10 beispielsweise ausgelegt sein, von dem Basisendabschnitt 21b des Eingriffsabschnitts 21 auf kragende Weise gehalten zu werden.
Außerdem kann die Sammelschieneneinheit 20 derart ausgebildet sein, dass sie nur eine Sammelschiene 10 enthält, oder kann ausgebildet sein, drei oder mehr Sammelschienen 10 zu enthalten. Außerdem kann eine Sammelschieneneinheit, die mit einer Sammelschiene kombiniert ist, die eine Öffnung aufweist, ähnlich wie die Sammelschieneneinheiten 20A, 20B der 2 entsprechend einer Kombination der positiven und negativen Elektroden der einzelnen Zellen 3 der Batteriepackung 2 ausgebildet sein. Man beachte, dass es vorteilhaft ist, wenn die Anzahl der Sammelschienen 10, die in der Sammelschieneneinheit 20 enthalten sind, auf eine Anzahl festgelegt ist, die Variationen eines Abstands zwischen Elektrodenanschlüssen, die in der X-Richtung angeordnet sind, erlauben kann.
Wie es oben beschrieben wurde, erstreckt sich die Spannungserfassungsleitung P von den jeweiligen Sammelschieneneinheiten 20. Im Hinblick dessen enthält das Schienenelement 30 einen Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50, der ausgelegt ist, die Spannungserfassungsleitungen P unterzubringen.
Der Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 ist an einer Position in der Y-Richtung benachbart zu den jeweiligen Eingriffsschienen 40 angeordnet. Genauer gesagt ist der Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 auf einer Seite der Eingriffsschiene 40, die dem Schlitz 41 gegenüberliegt, angeordnet. Der hohle Innenabschnitt der Eingriffsschiene 40 und der Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 werden von einem Wandabschnitt 51 getrennt, kommunizieren aber teilweise miteinander über einen Kommunikationsabschnitt 52, der in dem Wandabschnitt 51 ausgebildet ist. Dementsprechend kann die Spannungserfassungsleitung P in einem Zustand, in dem der Eingriffsabschnitt 21 in der Eingriffsschiene 40 angeordnet ist, in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 durch den Kommunikationsabschnitt 52 angeordnet werden.
In einem Zustand, in dem die Sammelschieneneinheiten 20 in dem Schienenelement 30 durch die Eingriffsabschnitte 21 angeordnet sind, sind die Spannungserfassungsleitungen P, die sich von den Sammelschieneneinheiten 20 erstrecken, in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 untergebracht und erstrecken sich allgemein parallel zu der X-Richtung. Ein X-Richtungsendteil des Erfassungsleitungsanordnungsabschnitts 50 ist offen, sodass die Spannungserfassungsleitungen P, die gemeinsam in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 angeordnet sind, außerhalb der Verbindungseinheit 1 von dem X-Richtungsendteil verdrahtet sind.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Eingriffsschiene 40 und der Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 von dem Wandabschnitt 51 getrennt werden, aber die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt ist. Ohne Bereitstellung des Wandabschnitts 51 kann ein Raum, der mit dem hohlen Innenabschnitt der Eingriffsschiene 40 in der Y-Richtung kommuniziert, als Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 ausgebildet sein. Das heißt, der Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 der vorliegenden Ausführungsform kann einstückig mit dem hohlen Innenabschnitt der Eingriffsschiene 40 (als ein Teil des hohlen Innenabschnitts) oder kann als ein Raum, der von dem Wandabschnitt 51 getrennt wird, angeordnet sein.
Außerdem kann das Schienenelement 30 der vorliegenden Ausführungsform einen Auslassabschnitt 60 aufweisen, der an einer Position entsprechend den Auslassventilen 7 zum Auslassen von Gas, das innerhalb der einzelnen Zellen 3 erzeugt wird, nach außerhalb des Batterieaußengehäuses 4 angeordnet ist, wobei sich der Auslassabschnitt 60 in der X-Richtung erstreckt, um einen Gasauslasspfad auszubilden, der allgemein parallel zu der Eingriffsschiene 40 angeordnet ist; und kann einen Montageabschnitt 70 aufweisen, der sich entlang des Auslassabschnitts 60 erstreckt und derart ausgebildet ist, dass ein Temperatursensor T zum Erfassen einer Temperatur der einzelnen Zellen 3 darin angeordnet ist.
Der Auslassabschnitt 60 bildet einen Pfad, durch den Gas, das von den Auslassventilen 7 der einzelnen Zellen 3 ausgelassen wird, die in der X-Richtung angeordnet sind, nach außerhalb der Batteriepackung 2 ausgelassen wird. Auslasskanäle sind mit X-Richtungsendteilen des Auslassabschnitts 60 verbunden. Das Gas, das von den Auslassventilen 7 der einzelnen Zellen 3 nach außerhalb des Batterieaußengehäuses 4 ausgelassen wird, bewegt sich durch den Auslassabschnitt 60 in der X-Richtung und kann über die Auslasskanäle (nicht gezeigt) nach außerhalb des Fahrzeugs ausgelassen werden.
Der Montageabschnitt 70 für den Temperatursensor T ist benachbart auf beiden Seiten des Auslassabschnitts 60 in der Y-Richtung angeordnet, sodass er zwischen dem Auslassabschnitt 60 und der Eingriffsschiene 40 (dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50) angeordnet ist. Der Montageabschnitt 70 erstreckt sich in der X-Richtung entlang dem Auslassabschnitt 60.
Der Auslassabschnitt 60 ist ein Raum, der durch zwei Wandabschnitte 61, die sich in der Z-Richtung in Richtung der oberen Flächen 3a abwärts erstrecken, und einen Wandabschnitt 62 ausgebildet wird, der eine obere Seite zwischen den Wandabschnitten 61 bedeckt. Endteile der Wandabschnitte 61 kontaktieren die oberen Flächen 3a, sodass eine Öffnung zwischen den Wandabschnitten 61 auf einer unteren Seite in der Z-Richtung durch die oberen Flächen 3a geschlossen wird. Hierdurch wird ein abgedichteter Auslasspfad ausgebildet.
Jeder der Montageabschnitte 70 wird durch den Wandabschnitt 61 von dem Auslassabschnitt 60 getrennt. Außerdem wird jeder der Montageabschnitte 70 durch einen Wandabschnitt 71 von dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 getrennt. Eine untere Seite des Montageabschnitts 70 in der Z-Richtung ist offen, sodass der Temperatursensor T und die oberen Flächen 3a der einzelnen Zellen 3 von keinem Wandabschnitt getrennt werden.
Das Schienenelement 30, die Eingriffsschienen 40, die Erfassungsleitungsanordnungsabschnitte 50, der Auslassabschnitt 60 und die Montageabschnitte 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich in der X-Richtung und sind entlang einer Richtung aufgereiht, die im Allgemeinen parallel zu der Y-Richtung ist (eine Richtung im Allgemeinen senkrecht zu der X-Richtung), wobei sie einstückig miteinander ausgebildet sind.
5 ist eine Draufsicht auf die Batteriepackung 2, an der die Verbindungseinheit 1 angebracht ist. Die Verbindungseinheit 1 der vorliegenden Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass mehrere Sammelschieneneinheiten 20 entsprechend der Anzahl von Elektrodenanschlüssen der Batteriepackung 2 daran angebracht werden können. Die Verbindungseinheit 1 ist in einem Zustand, in dem die Sammelschieneneinheiten 20 daran angebracht sind, an der Batteriepackung 2 in der Z-Richtung von dessen oberer Seite angebracht.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Sammelschieneneinheit 20 entlang der Eingriffsschiene 40 entsprechend Positionen der positiven Anschlüsse 5 und der negativen Anschlüsse 6 der einzelnen Zellen 3, die in der X-Richtung in der Batteriepackung 2 benachbart zueinander sind, bewegt werden. Somit wird jede der Sammelschieneneinheiten 20 durch Bewegung in der X-Richtung positioniert, und die positiven Anschlüsse 5 und die negativen Anschlüsse 6 reichen durch die Öffnungen 10a, 10b der jeweiligen Sammelschienen 10.
Der positive Anschluss 5 und der negative Anschluss 6, die durch die Öffnungen 10a, 10b der Sammelschiene 10 reichen, sind mittels eines Befestigungselementes N wie beispielsweise einer Mutter fixiert. Eine Gewindenut für die Mutter kann beispielsweise auf einer Umfangsfläche eines Elektrodenanschlusses ausgebildet sein. Die Sammelschiene 10 ist mit dem positiven Anschluss 5 und dem negativen Anschluss 6 über die Umfangsflächen des positiven Anschlusses 5 und des negativen Anschlusses 6 und/oder die Muttern elektrisch verbunden.
Wie es in 5 dargestellt ist, sind in einem Zustand, in dem die Verbindungseinheit 1 angebracht ist, die Spannungserfassungsleitungen P, die sich von den Sammelschieneneinheiten 20 (den Sammelschienen 10) erstrecken, in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 untergebracht und erstrecken sich entlang der X-Richtung in einem Zustand, in dem die Spannungserfassungsleitungen P innerhalb des Schienenelementes 30 versammelt sind.
Außerdem ist der Temperatursensor T in dem Montageabschnitt 70 zusammen mit einer Erfassungsleitung p, die mit dem Temperatursensor T verbunden ist, angeordnet. Der Temperatursensor T, mit dem die Erfassungsleitung p verbunden ist, wird beispielsweise von einem X-Richtungsendteil des Montageabschnitts 70 eingeführt, und der Temperatursensor T und die Erfassungsleitung p werden in der X-Richtung bewegt, wobei die Erfassungsleitung p als ein extrudierendes Element genommen wird. Dieses ermöglicht es, den Temperatursensor T an einer gegebenen Position in dem Montageabschnitt 70 anzubringen, der sich in der X-Richtung erstreckt. Alternativ kann der Temperatursensor T an einer gegebenen Position in dem Montageabschnitt 70 derart angebracht werden, dass ein stabförmiges extrudierendes Element, das sich von der Erfassungsleitung p unterscheidet, verwendet wird, um den Temperatursensor T, der von dem X-Richtungsendteil in den Montageabschnitt 70 eingeführt wird, in der X-Richtung zu stoßen. Man beachte, dass eine obere Fläche des Montageabschnitts 70 von einem Wandabschnitt des Schienenelementes 30 bedeckt wird. Im Hinblick dessen kann, um die Montageposition des Temperatursensors T visuell zu überprüfen, ein visuelles Beobachtungsfenster (eine Öffnung) an einem oberen Wandabschnitt angeordnet sein.
Außerdem kann ein Beschränkungselement B, das mit gepaarten Endplatten 2a, die die Batteriepackung 2 bilden, verbunden ist, in dem Auslassabschnitt 60 angeordnet sein. Die gepaarten Endplatten 2a sind auf in der X-Richtung gegenüberliegenden Enden der Batteriepackung 2 angeordnet, um die einzelnen Zellen 3, die die Batteriepackung 2 bilden, zwischen sich aufzunehmen. Die gepaarten Endplatten 2a werden verwendet, um eine Beschränkungskraft auf die einzelnen Zellen 3 auszuüben. Die Beschränkungskraft ist eine Kraft zum dazwischen Schichten der einzelnen Zellen 3 in der X-Richtung. Durch Ausüben der Beschränkungskraft auf die einzelnen Zellen 3 kann eine Ausdehnung der einzelnen Zellen 3 beschränkt werden, wodurch es möglich ist, eine Verschlechterung der Eingangs-Ausgangs-Eigenschaften der einzelnen Zellen 3 zu beschränken.
Beide Enden des bandförmigen Beschränkungselementes B, das sich in der X-Richtung erstreckt, sind mit den gepaarten Endplatten 2a verbunden. Hierdurch können die gepaarten Endplatten 2a eine Beschränkungskraft auf die einzelnen Zellen 3 ausüben. Das Beschränkungselement B kann auf einer oberen Fläche und einer unteren Fläche der Batteriepackung 2 angeordnet sein. Die Anzahl der Beschränkungselemente B kann geeignet festgelegt werden, vorausgesetzt, dass beide Enden der bandförmigen Beschränkungselemente B mit den gepaarten Endplatten 2a verbunden sind.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B (einem Y-Z-Schnitt) in 5. Wie es in 6 dargestellt ist, ist die Verbindungseinheit 1, die an der Batteriepackung 2 angebracht ist, derart angeordnet, dass das Schienenelement 30 die obere Fläche 3a der einzelnen Zelle 3 bedeckt. Zwei Eingriffsschienen 40 sind relativ zu dem positiven Anschluss 5 und negativen Anschluss 6 der einzelnen Zelle 3, die in der Y-Richtung zueinander beabstandet sind, angeordnet, und die Erfassungsleitungsanordnungsabschnitte 50 und die Montageabschnitte 70 für die Temperatursensoren T sind zwischen den Eingriffsschienen 40 angeordnet. Der Auslassabschnitt 60 als Gasauslasspfad ist an einer Position angeordnet, die mit dem Auslassventil 7 zwischen den beiden Eingriffsschienen 40 übereinstimmt.
Mit anderen Worten, in einem Bereich zwischen dem positiven Anschluss 5 und dem negativen Anschluss 6 in der Y-Richtung sind die Montageabschnitte 70 für die Temperatursensoren T auf beiden Seiten des Auslassabschnitts 60 entsprechend dem Auslassventil 7 ausgebildet und die Erfassungsleitungsanordnungsabschnitte 50 für die Spannungserfassungsleitungen P und die Eingriffsschienen 40, die in die Sammelschieneneinheiten 20 eingreifen, sind anschließend an die Montageabschnitte 70 ausgebildet. Außerdem sind die Sammelschieneneinheiten 20 in der Y-Richtung außerhalb der Eingriffsschienen 40 derart angeordnet, dass sie unabhängig in der X-Richtung beweglich sind.
Die Verbindungseinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass die Sammelschieneneinheiten 20 individuell als eine Einheit entlang des Schienenelementes 30 angeordnet sind, sodass jede der Sammelschieneneinheiten 20 sich unabhängig in einer Längsrichtung des Schienenelementes 30 (einer Richtung, in der der positive Anschluss 5 und der negative Anschluss 6 von benachbarten einzelnen Zellen 3 angeordnet sind) bewegen kann. Dementsprechend ist es möglich, einen Abstand zwischen den Sammelschieneneinheiten 20, die zueinander benachbart sind, entsprechend der Toleranz der einzelnen Zellen 3 in der X-Richtung unabhängig von den anderen Sammelschieneneinheiten 20 einzustellen. Dementsprechend kann die gesamte Zusammenbau- bzw. Einbautoleranz (Variationen) in den einzelnen Zellen 3, die in der X-Richtung angeordnet bzw. aufgereiht sind, durch Einstellen jeweiliger Abstände zwischen den unabhängigen Sammelschieneneinheiten 20 ausgeglichen (erlaubt) werden, wodurch es möglich ist, die Sammelschienen 10 auf einfache Weise zusammenzubauen bzw. einzubauen.
Außerdem sind der Gasauslassabschnitt 60 und der Montageabschnitt 70 für den Temperatursensor T mit dem Schienenelement 30 integriert, wodurch es möglich ist, die Anzahl der Komponenten zu verringern. Außerdem ist es nicht notwendig, den Auslassabschnitt 60 und den Montageabschnitt 70 individuell für die Batteriepackung 2 bereitzustellen, wodurch es möglich ist, die Zusammenbau- bzw. Einbaubarkeit zu verbessern. Außerdem ist der Temperatursensor T in dem Montageabschnitt 70 angeordnet, der sich entlang des Auslassabschnitts 60 (des Gasauslasspfades) erstreckt, wodurch es möglich ist, die Temperatur der einzelnen Zellen 3 zu dem Zeitpunkt einer Gaserzeugung genau zu erfassen und eine Montageposition des Temperatursensors T an einer gegebenen Position entlang der X-Richtung zu bestimmen. Dieses verbessert einen Freiheitsgrad für den Einbau des Temperatursensors T. Außerdem ist es möglich, auf einfache Weise mehrere Temperatursensoren T an mehreren Positionen anzubringen.
Außerdem kann die Sammelschieneneinheit 20 einstückig die Spannungserfassungsleitung P, die mit der Sammelschiene 10 verbunden ist, enthalten, und das Schienenelement 30 enthält den Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50, der sich entlang einer Richtung erstreckt, in der die Sammelschieneneinheiten 20 angeordnet sind. Dementsprechend werden in Bezug auf die Sammelschieneneinheiten 20, die entlang des Schienenelementes 30 angeordnet sind, die Spannungserfassungsleitungen P, die sich von den Sammelschienen 10 erstrecken, in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 gesammelt, der sich entlang der Richtung erstreckt, in der die Sammelschieneneinheiten 20 angeordnet sind. Dieses macht es möglich, eine Effizienz eines Anordnungsraums für die Spannungserfassungsleitungen P zu erzielen.
Da in der vorliegenden Ausführungsform die Sammelschiene 10 und die Spannungserfassungsleitung P einstückig ausgebildet sind, um die Sammelschieneneinheit 20 zu bilden, kann die Zusammenbautoleranz bzw. Einbautoleranz jeder Komponente in der Sammelschieneneinheit 20 verringert werden. Außerdem ist es nicht notwendig, die Spannungserfassungsleitung P an der Sammelschiene 10 individuell anzubringen, wodurch es möglich ist, die Zusammenbaubarkeit zu verbessern. Da mindestens ein Teil der Spannungserfassungsleitung P, der den Verbindungsbereich R mit der Sammelschiene 10 enthält, von dem thermoplastischen Harz bedeckt wird, ist es möglich, eine Korrosion aufgrund von Feuchtigkeitskondensation oder Ähnlichem der Spannungserfassungsleitung P, die den Verbindungsbereich R mit der Sammelschiene 10 enthält, zu beschränken. Außerdem ist es durch Bedecken des Verbindungsbereiches R mittels des thermoplastischen Harzes möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen der Sammelschiene 10 und der Spannungserfassungsleitung P zu verbessern.
Da die Verbindungseinheit 1 (das Schienenelement 30) der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet ist, dass jede der Sammelschieneneinheiten 20 unabhängig entlang des Schienenelementes 30 beweglich ist, ist es möglich, einen Aufbau zum Ausgleichen von Variationen der einzelnen Zellen 3 zu vereinfachen, die Variationen sind, die aufgrund der Toleranz der einzelnen Zellen 3 bewirkt werden. Ähnlich wie das Sammelschienenmodul der JP 2012-243608 A ist es beispielsweise bei einem komplizierten Aufbau, bei dem Sammelschienenunterbringungsabschnitte, die benachbart zueinander sind, einstückig über einen Toleranzausgleichsabschnitt einstückig ausgebildet sind, schwierig, das Sammelschienenmodul entlang einer Längsrichtung der Batteriepackung 2 zu verlängern. Im Gegensatz dazu weist die Verbindungseinheit 1 der vorliegenden Ausführungsform einen vereinfachten Aufbau auf, bei dem mehrere Sammelschieneneinheiten 20 in der Eingriffsschiene 40 derart angeordnet sind, dass Abstände zwischen den Sammelschieneneinheiten 20 unabhängig eingestellt werden können. Dementsprechend ist es möglich, das Schienenelement 30 entlang der Längsrichtung der Batteriepackung 2 zu verlängern.
Außerdem kann das Schienenelement 30 durch Extrusion einstückig mit jeder der Eingriffsschienen 40, der Erfassungsleitungsanordnungsabschnitte 50 und dem Auslassabschnitt 60 und den Montageabschnitten 70 für die Temperatursensoren T ausgebildet werden, um zu einer Längslänge der Batteriepackung 2 zu passen. Dieses ermöglicht es dementsprechend, die Herstellungskosten zu verringern. Das Schienenelement 30 kann aus einem Harzmaterial bestehen.
Außerdem können die Öffnungen 10a, 10b, durch die der positive Anschluss 5 und der negative Anschluss 6 der einzelnen Zellen 3 verlaufen, in einer länglichen Lochgestalt in der X-Richtung ausgebildet werden. Dieses dient zum Ausgleichen einer Toleranz der einzelnen Zellen 3, die benachbart zueinander sind, in Bezug auf einen festen Abstand zwischen den Öffnungen 10a, 10b in einer Sammelschiene 10. In einem Fall jedoch, in dem die Öffnungen 10a, 10b in einer länglichen Lochgestalt ausgebildet sind, ist es schwierig, die Sammelschieneneinheiten 20 (die Sammelschienen 10), die Variationen in der Längsrichtung der Batteriepackung 2 ausgleichen, wie es oben beschrieben wurde, anzubringen, wenn der Abstand zwischen den Sammelschieneneinheiten 20, die benachbart zueinander sind, nicht unabhängig eingestellt werden kann.
Das heißt, wenn der Abstand zwischen den Sammelschieneneinheiten 20, die benachbart zueinander sind, nicht unabhängig eingestellt werden kann, ist es notwendig, die Öffnungen 10a, 10b der Sammelschiene 10 in einer länglichen Lochgestalt auszubilden und die länglichen Löcher in der X-Richtung zu vergrößern, um Variationen in der Längsrichtung der Batteriepackung 2 auszugleichen, was dazu führt, dass die Länge der Sammelschiene 10 größer wird. Aufgrund dessen wird die Anzahl der Sammelschienen 10 (Sammelschieneneinheiten 20), die in der X-Richtung ausgerichtet sind, verringert. Dementsprechend kann die Anzahl der Sammelschienen 10 im Vergleich zu der Anzahl der einzelnen Zellen 3, die die Batteriepackung 2 bilden, unzureichend sein, oder die Batteriepackung 2 kann in der X-Richtung entsprechend den Abständen zwischen den Sammelschienen 10 verlängert sein. Im Gegensatz dazu wird in der Verbindungseinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Toleranz in den einzelnen Zellen 3 durch unabhängige relative Bewegung der Sammelschieneneinheiten 20 entlang des Schienenelementes 30 ausgeglichen. Dementsprechend können die Öffnungen 10a, 10b in einer Sammelschiene 10 als ein relativ kurzes längliches Loch in der X-Richtung bis zu einem Ausmaß ausgebildet werden, in dem nur eine Toleranz in benachbarten einzelnen Zellen 3 ausgeglichen werden kann. Demzufolge ist es möglich, viele Sammelschieneneinheiten 20 (Sammelschienen 10) in Bezug auf eine gegebene Länge der Batteriepackung 2 anzuordnen. Dieses führt dazu, dass die Sammelschieneneinheit 20 in ihrer Größe verringert werden kann und viele Sammelschieneneinheiten 20 in der Verbindungseinheit 1 untergebracht werden können, sodass die Sammelschienen 10 in die Batteriepackung 2, die mehr einzelne Zellen 3 enthält, eingebaut werden können. Außerdem sind die Sammelschieneneinheiten 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet, dass jeweilige Abstände zwischen den Sammelschieneneinheiten 20, die benachbart zueinander sind, unabhängig eingestellt werden können. Sogar wenn die Öffnungen 10a, 10b der Sammelschienen 10 nicht in einer länglichen Lochgestalt ausgebildet sind, kann dementsprechend die gesamte Zusammenbautoleranz der einzelnen Zellen 3, die in der X-Richtung ausgerichtet sind, ausgeglichen (erlaubt) werden.
Die 7 und 8 sind Ansichten, die jeweils eine Modifikation der Sammelschieneneinheit 20 darstellen. In der vorliegenden Modifikation ist eine Sammelschieneneinheit 20 derart ausgebildet, dass sie in eine Öffnung eines Schlitzes 41 einer Eingriffsschiene 40 von einer Richtung allgemein senkrecht zu der Öffnung einführbar ist.
Wie es in den 7 und 8 dargestellt ist, enthält die Sammelschieneneinheit 20 einen zweiten Eingriffsabschnitt 210. Der zweite Eingriffsabschnitt 210 ist derart angeordnet, dass er von einem Eingriffsabschnitt 21 in Richtung einer zu einem Basisendabschnitt 21b in der Y-Richtung gegenüberliegenden Seite vorsteht. Der zweite Eingriffsabschnitt 210 weist eine Breite d auf, die kleiner als eine Breite D des Schlitzes 41 in der Y-Richtung ist, und weist eine Höhe h in der Z-Richtung auf. Die Höhe h ist kleiner als eine Höhe H in der Z-Richtung einer Innenfläche eines Wandabschnitts 42, auf der der Schlitz 41 ausgebildet ist.
Wie es in 8 dargestellt ist, kann die Sammelschieneneinheit 20, die den zweiten Eingriffsabschnitt 210 enthält, an der Eingriffsschiene 40 derart angebracht werden, dass der zweite Eingriffsabschnitt 210 von der Öffnung des Schlitzes 41 in einem Zustand eingeführt wird, in dem die Sammelschieneneinheit 20 um etwa 90 Grad gedreht wird, sodass eine Richtung, in der sich der Schlitz 41 erstreckt, allgemein parallel zu der Höhe h des zweiten Eingriffsabschnitts 210 in einer X-Z-Ebene ist.
Nachdem der zweite Eingriffsabschnitt 210 in einen hohlen Innenabschnitt der Eingriffsschiene 40 von einer Richtung allgemein senkrecht zu der Öffnung des Schlitzes 41 eingeführt wurde, wird die Sammelschieneneinheit 20 allgemein um 90 Grad in der X-Z-Ebene gedreht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Höhe h des zweiten Eingriffsabschnitts 210 kleiner als die Höhe H der Innenfläche des Wandabschnitts 42 der Eingriffsschiene 40. Dementsprechend kann der zweite Eingriffsabschnitt 210 innerhalb des hohlen Innenabschnitts der Eingriffsschiene 40 rotieren, sodass eine Endfläche 210a des zweiten Eingriffsabschnitts 210 die Innenfläche des Wandabschnitts 42 kontaktieren kann. In einem Zustand, in dem eine Längsrichtung der Sammelschieneneinheit 20 allgemein parallel zu dem Schlitz 41 ist, kontaktiert der zweite Eingriffsabschnitt 210 die Innenfläche des Wandabschnitts 42 der Eingriffsschiene 40 in der Z-Richtung. Dieses macht es dementsprechend möglich, die Sammelschieneneinheit 20 derart anzubringen, dass ihre Bewegung in der Y-Richtung verhindert wird und ihre Bewegung in der X-Richtung ermöglicht wird.
In der vorliegenden Modifikation ist es nicht notwendig, die Sammelschieneneinheit 20 von einem X-Richtungsendteil der Eingriffsschiene 40 einzuführen, sodass die Sammelschieneneinheiten 20 einfach von einer gegebenen Position an dem Schienenelement 30, das in der X-Richtung verlängert bzw. länglich ist, angebracht werden können.
Wie es in 7 dargestellt ist, kann außerdem eine Spannungserfassungsleitung P, die sich von der Sammelschiene 10 erstreckt, ausgelegt sein, von einer Y-Richtungsendfläche des zweiten Eingriffsabschnitts 210 und nicht von einer Y-Richtungsendfläche des Eingriffsabschnitts 21 freigelegt zu werden. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Sammelschieneneinheit 20 von der Öffnung des Schlitzes 41 angebracht werden, und die Spannungserfassungsleitung P kann durch die Öffnung des Schlitzes 41 in einem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt 50 angeordnet werden.
Man beachte, dass die obige Beschreibung eine Konfiguration behandelt, bei der der Eingriffsabschnitt 21 der Sammelschieneneinheit 20 in die Eingriffsschiene 40 eingeführt wird, sodass Peripherien des Eingriffsabschnitts 21 den hohlen Innenabschnitt der Eingriffsschiene 40 kontaktieren, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, es kann eine beliebige Eingriffskonfiguration verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Sammelschieneneinheit 20 entlang der Längsrichtung der Batteriepackung 2 bewegt werden kann, ohne von dem Schienenelement 30 entfernt zu werden. Der Eingriffsabschnitt 21 kann beispielsweise in einer U-Gestalt ausgebildet werden, und die Eingriffsschiene 40 kann derart ausgebildet werden, dass sie eine umgekehrte U-Gestalt aufweist, die in die U-Gestalt des Eingriffsabschnitts 21 eingreift. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Sammelschieneneinheit 20 in der Längsrichtung der Batteriepackung 2 in einem Zustand bewegt werden, in dem die Sammelschieneneinheit 20 an der Eingriffsschiene 40 angebracht ist, ohne die Sammelschieneneinheit 20 von der Eingriffsschiene 40 zu entfernen.

Claims

Verbindungseinheit, die ausgelegt ist, mehrere Speicherelemente, die in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, elektrisch zu verbinden, wobei die Verbindungseinheit aufweist: ein Schienenelement, das sich in der vorbestimmten Richtung erstreckt; und mehrere Sammelschieneneinheiten, die jeweils einen Eingriffsabschnitt, der ausgelegt ist, in das Schienenelement derart einzugreifen, dass er entlang des Schienenelementes in der vorbestimmten Richtung beweglich ist, und eine Sammelschiene enthalten, die an Elektrodenanschlüssen der Speicherelemente, die in der vorbestimmten Richtung benachbart zueinander sind, fixiert und mit dem Eingriffsabschnitt verbunden ist, wobei die Sammelschieneneinheiten in das Schienenelement derart eingreifen, dass sie in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind; und die Sammelschieneneinheiten, die benachbart zueinander sind, derart angeordnet sind, dass sie unabhängig entlang der vorbestimmten Richtung beweglich sind.
Verbindungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Schienenelement enthält: einen Schlitz, der es dem Eingriffsabschnitt ermöglicht, sich entlang der vorbestimmten Richtung zu bewegen; eine Eingriffsschiene, die ausgelegt ist, in den Eingriffsabschnitt einzugreifen; einen Auslassabschnitt, der an einer Position entsprechend einem Auslassventil angeordnet ist, das ausgelegt ist, Gas, das in dem Speicherelement erzeugt wird, zur Außenseite auszulassen, wobei sich der Auslassabschnitt in der vorbestimmten Richtung erstreckt, um einen Gasauslasspfad auszubilden, der allgemein parallel zu der Eingriffsschiene angeordnet ist; und einen Montageabschnitt, der sich entlang des Auslassabschnitts erstreckt und derart ausgelegt ist, dass ein Temperatursensor, der ausgelegt ist, eine Temperatur der Speicherelemente zu erfassen, darin angeordnet ist; und wobei die Eingriffsschiene, der Auslassabschnitt und der Montageabschnitt einstückig ausgebildet sind, sodass sie in einer Richtung angeordnet sind, die allgemein senkrecht zu der vorbestimmten Richtung ist.
Verbindungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Sammelschieneneinheiten außerdem eine Spannungserfassungsleitung enthält, die mit der Sammelschiene verbunden ist und ausgelegt ist, eine Spannung des Speicherelementes zu erfassen; das Schienenelement einen Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt enthält, der sich entlang einer Richtung erstreckt, in der die Sammelschieneneinheiten angeordnet sind; und die Spannungserfassungsleitung, die sich von der Sammelschieneneinheit erstreckt, die über den Eingriffsabschnitt in dem Schienenelement angeordnet ist, sich in dem Erfassungsleitungsanordnungsabschnitt allgemein parallel zu der vorbestimmten Richtung erstreckt.
Verbindungseinheit nach Anspruch 3, wobei der Eingriffsabschnitt aus thermoplastischem Harz besteht; mindestens ein Teil der Spannungserfassungsleitung, der einen Verbindungsbereich mit der Sammelschiene enthält, von dem thermoplastischen Harz bedeckt wird; und die Sammelschieneneinheit derart ausgelegt ist, dass die Sammelschiene und die Spannungserfassungsleitung einstückig ausgebildet sind.