JP7341346B2 - 電池、電力消費装置及び電池の生産方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は２０２０年０４月０９日に提出された、名称が「電池、電力消費装置及び電池の生産方法」である中国特許出願２０２０１０２７４７７４．９の優先権を主張し、当該出願の全内容は援用により本明細書に組み込まれる。

本願の実施形態は電池分野に関し、特に電池、電力消費装置及び電池の生産方法に関する。

省エネルギー及び環境保護の要件が高まることに伴って、省エネルギー及び二酸化炭素削減の環境保護政策に応えるために、電池は電気自動車などの電力消費装置にますます広く適用されている。

エネルギー密度は電池の重要な性能指標の１つであり、エネルギー密度が高いほど、電池の性能は高くなる。

現在、電池のエネルギー密度には向上の余地がある。

本願は電池、電力消費装置及び電池の生産方法を提供する。

本願により提供される電池は、
電池セルと、
電池セルを収容することに用いられ、ブッシュ及びブッシュの高さ方向における両端を密閉するための第１エンドカバーと第２エンドカバーを含む、筐体と、
少なくとも一部が第１エンドカバーと電池セルとの間に位置する第１絶縁部材と、
少なくとも一部が第２エンドカバーと電池セルの間に位置する第２絶縁部材とを含み、
ブッシュの内壁には、第１絶縁部材と第２絶縁部材を固定するための固定部が設けられる。

本願はブッシュの内壁に固定部を設置することで、空間占有を減少することに有利であり、従って、電池のエネルギー密度の向上に有利である。

いくつかの実施例では、固定部はリブ及び／又は凹溝を含む。

リブを設置することにより、第１絶縁部材及び第２絶縁部材とブッシュとの接続を容易にすると同時に、リブは補強リブとして機能し、電池の全体的な強度の向上に有利である。

いくつかの実施例では、リブの側面に開口部が設けられる。

リブの側面に開口部が設けられることで、ブッシュの内壁にリブを加工するときに局所的に材料が厚すぎることによりヒケが発生するというリスクを軽減することができ、ブッシュの強度の向上に有利であり、これにより、リブとブッシュの接続信頼性を向上させるとともに、ブッシュの外観を改善することができる。

いくつかの実施例では、開口部はリブの電池セルに接近する側に位置する。

開口部はリブの電池セルに接近する側に位置することで、リブの構造安定性及び加工性を確保できる一方で、リブが電池モジュールを避けることに有利であり、さらに空間占有を減少し、電池のエネルギー密度を向上させる。

いくつかの実施例では、固定部とブッシュの高さ方向における両端の少なくとも一方との間に距離があり、これにより、第１絶縁部材及び／又は第２絶縁部材はブッシュ内に収容される。

第１絶縁部材及び第２絶縁部材はブッシュ内に収容することで、電池の全体的な構造はよりコンパクトで強固になる。

いくつかの実施例では、固定部は締め具によって第１絶縁部材及び第２絶縁部材に接続され、又は、固定部は第１絶縁部材及び第２絶縁部材に係止される。

第１絶縁部材がブッシュ内壁の固定部に接続されるため、第１絶縁部材とブッシュとの相対的変位を減少することができ、これにより、第１絶縁部材と筐体との接続強度及び安定性を改善し、第１絶縁部材とブッシュとの相対的変位により接続の強固さが低下したり接続が無効になったりして、絶縁が失敗し、安全上の問題が発生することを回避する。

いくつかの実施例では、締め具はボルトを含み、又は、第１絶縁部材及び第２絶縁部材には、固定部の凹溝に係止されるための係止フックが設けられる。

ボルトを使用することで、構成が簡単になるだけでなく、組み立てが容易になる。

いくつかの実施例では、固定部はブッシュの高さ方向に別々に設置された第１固定部及び第２固定部を含み、第１固定部は第１絶縁部材を固定することに用いられ、第２固定部は第２絶縁部材を固定することに用いられる。

第１固定部及び第２固定部を別々に設置することで、電池全体の重量を減らし、電池のエネルギー密度を向上させることができる。

いくつかの実施例では、第１固定部及び第２固定部はブッシュの長さ方向又は幅方向にずらして設置される。

ずらして設置することにより、エネルギー密度が向上するとともに、ブッシュに対する補強効果がより良好になる。

いくつかの実施例では、固定部はさらに第１エンドカバー及び第２エンドカバーを固定することに用いられる。

固定部はさらに第１エンドカバー及び第２エンドカバーを固定することに用いられ、これにより、部材を減少し、エネルギー密度を向上させ、コストを削減することができる。

本願により提供される電力消費装置は、電気エネルギーを供給するための本願の電池を含む。

本願により提供される電池の生産方法は、
第１絶縁部材をブッシュの内壁の固定部に接続することで、第１絶縁部材を固定部に固定するステップと、
電池セルをブッシュ内に入れるステップと、
第２絶縁部材を固定部に接続することで、第２絶縁部材を固定部に固定するステップと、
第１エンドカバー及び第２エンドカバーを利用してブッシュの高さ方向における両端をそれぞれ密閉するステップとを含む。

本願はブッシュの内壁に固定部を設置し、第１絶縁部材と第２絶縁部材の両方を固定部に固定することで、空間占有を減少することに有利であり、従って、電池のエネルギー密度の向上に有利である。

以下、図面を参照して本願の例示的な実施例を詳細に説明することによって、本願の他の特徴及び利点は明確になる。

本願の実施例又は従来技術の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下では、実施例又は従来技術の説明に使用される必要のある図面を簡単に説明するが、明らかに、以下の説明における図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働を必要とせずにこれらの図面に基づいて他の図面を取得することもできる。

本願の実施例の電力消費装置の構造模式図を示す。 本願の第１実施例の電池の立体分解図を示す。 図２のブッシュの斜視図を示す。 図３のＩ箇所の部分拡大模式図を示す。 図２の電池の側面図を示す。 図５のＡ－Ａ矢視図を示す。 図６のＩＩ部の部分拡大模式図を示す。 本願の第２実施例のブッシュの一側壁の構造模式図を示す。 図８のリブの部分立体模式図を示す。 図９の正面図を示す。 図９の平面図を示す。 図９の左側面図を示す。 本願の第３実施例の電池の立体分解図を示す。 図１３のブッシュの一側壁の構造模式図を示す。 図１３に示される電池の側面図を示す。 図１５のＢ－Ｂ矢視図を示す。 図１６のＩＩＩ部の部分拡大模式図を示す。 図１６のＩＶ部の部分拡大模式図を示す。 図１３に示される第２エンドカバー及び第２絶縁部材が省略された電池の平面図を示す。 図１９のＶ部の部分拡大模式図を示す。 本願の第４実施例のブッシュの斜視図を示す。 図２１のブッシュの一側壁の構造模式図を示す。 本願の第５実施例のブッシュの斜視図を示す。 図２３のブッシュの一側壁の構造模式図を示す。 本願の第６実施例の第１エンドカバー、第２エンドカバー及び電池モジュールが省略された電池の立体分解図を示す。 図２５、組み立てられた状態の側面図を示す。 図２６のＣ－Ｃで切断したときの部分模式図を示す。 図２７のＶＩ部の部分拡大模式図を示す。 本願の第７実施例の第２絶縁部材とブッシュの嵌合の模式図を示す。 図２９のＶＩＩ部の部分拡大図を示す。 本願の第８実施例の第２絶縁部材とブッシュの嵌合の模式図を示す。 図３１のＶＩＩＩ部の部分拡大図を示す。 本願の第９実施例の電池の縦方向断面図を示す。 図３３のＩＸ部の部分拡大図を示す。 本願の実施例の電池の組み立て方法を示す。

以下、本願の実施例の図面を参照しながら、本願の実施例の技術的解決手段を明確且つ完全に説明するが、明らかに、説明する実施例は本願の実施例の一部に過ぎず、全ての実施例ではない。以下、少なくとも１つの例示的な実施例の説明は実際には説明するためのものに過ぎずり、決して本願及びその適用や使用を何ら制限するものではない。当業者が本願の実施例に基づいて創造的な労働を必要とせずに取得する全ての他の実施例は、本願の保護範囲に属する。

当業者に公知の技術、方法や機器について詳細に検討しない場合があるが、適切な場合には、前記技術、方法や機器は、授権明細書の一部とみなすべきである。

本願の説明において、説明する必要がある点として、特に断らない限り、「複数」は２つ以上を意味し、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語によって示される方位又は位置関係は、本願を説明しやすくし、説明を簡略化させるためのものに過ぎず、示される装置又は素子が必ずしも特定の方位を有したり、特定の方位で構成、操作されたりすることを指示又は暗示するものではなく、従って、本願を制限しないものとして理解すべきである。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、相対的な重要性を指示又は暗示するものではなく、説明するためのものに過ぎない。「垂直」は厳密には垂直ではなく、誤差許容範囲内のものである。「平行」は厳密には平行ではなく、誤差許容範囲内のものである。

以下の説明に出現する方位語はいずれも図示されている方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。本願の説明において、説明する必要がある点として、特に明確な規定及び限定がない限り、用語「取付」、「連結」、「接続」は、広義に理解すべきであり、たとえば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続され、又は一体的に接続されてもよい。直接連結されてもよく、中間媒体を介して間接的に連結されてもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。

また、以下で説明される本願の異なる実施形態に係る技術的特徴は互いに矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。

エネルギー密度は電池の重要な性能指標の１つであり、電池の単位体積又は質量あたり放出されるエネルギーを表すことに用いられる。エネルギー密度は大きいほど、電池の性能はより良好になる。

関連技術では、電池の電池セルの構造などを変化することにより、エネルギー密度を向上させることは一般的である。

しかしながら、本願を実施する過程で、発明者は、電池における、電池セルの上下両側に位置する絶縁部材の固定方式もエネルギー密度に一定の影響を与えることを発見した。

上記発見に基づき、本願の実施例は、電池のエネルギー密度を向上させるために電池の構造を改良する。

図１～３５は本願の実施例の電力消費装置１０と電池１００の構造及び電池１００の生産方法を例示的に示す。

以下、各方位を明確に説明するために、電池１００の各方向は図２における座標系を利用して定義されており、座標軸Ｈは電池１００の高さ方向を表しながら、筐体１及び筐体１における電池モジュール２の高さ方向であり、第１方向Ｈと呼ばれ、座標軸Ｌは座標軸Ｈに垂直であり、電池１００の長さ方向を表しながら、筐体１及び筐体１における電池モジュール２の長さ方向であり、第２方向Ｌと呼ばれ、座標軸Ｗは座標軸Ｈ及び座標軸Ｌに垂直であり、電池１００の幅方向を表しながら、筐体１及び筐体１における電池モジュール２の幅方向であり、第３方向Ｗと呼ばれる。

上記方位の定義に基づいて、以下の説明に使用される「上」、「下」、「頂」、「底」などの方位又は位置関係を示す名詞は、全て第１方向Ｈに対するものであり、ここで、電池１００の第２エンドカバー１３及び第１エンドカバー１２は第１方向Ｈにおいて対向して配置され、第１エンドカバー１２から第２エンドカバー１３への方向を上、第２エンドカバー１３から第１エンドカバー１２への方向を下とする。

なお、前述方位の定義は、本願を説明しやすくし、説明を簡略化させるために過ぎず、反対の説明がない限り、これらの方位語は示される装置又は素子が必ずしも特定の方位を有したり、又は特定の方位で構成、操作されたりすることを指示又は暗示するものではなく、従って、本願の保護範囲を制限するものとして理解すべきではない。

本願の実施例は、電池を電源として使用する電力消費装置を提供し、電力消費装置は車両、船舶、小型飛行機などの移動デバイスであってもよく、電力消費装置は動力源を含み、該動力源は電力消費装置に駆動力を供給することに用いられ、且つ該動力源は電力消費装置に電気エネルギーを供給する電池モジュールとして配置されてもよい。該電力消費装置の駆動力は全て電気エネルギーであってもよく、電気エネルギー及び他のエネルギー（たとえば機械的エネルギー）を含んでもよく、該動力源は電池であってもよい。また、該電力消費装置は電池キャビネットなどのエネルギー貯蔵装置であってもよく、該電池キャビネットは、電気エネルギーを出力できるように、複数の電池を含んでもよい。従って、電池を電源として使用することができる電力消費装置であれば、本願の保護範囲に属する。

図１に示すように、車両を例とし、本願の実施例の電力消費装置１０は新エネルギー自動車であってもよく、該新エネルギー自動車は純電気自動車であってもよく、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車など、電気三輪車又は二輪電気自動車などであってもよく、装置本体２００及び電池１００を含む。電池１００は装置本体２００に設置され、電気エネルギーを供給することに用いられる。

以下、主に図２～３５を参照しながら本願の実施例の電池１００の構造及び生産方法を説明する。

図２～３４に示すように、いくつかの実施例では、電池１００は筐体１、電池モジュール２、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４などを含む。

筐体１は電池モジュール２、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４などの電池１００の他の構造部材を収容し、電池モジュール２、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４などの電池１００の他の構造部材を保護することに用いられる。

図２及び図１３に示すように、いくつかの実施例では、筐体１はブッシュ１１、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３を含む。ブッシュ１１はたとえばアルミニウム製シェルであり、内部には空洞１１１が設けられ、且つ空洞１１１の第１方向Ｈにおいて互いに対向する第１端１１ａ及び第２端１１ｂは全て開放されている。第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３はそれぞれ空洞１１１の第１端１１ａ及び第２端１１ｂに結合され、ブッシュ１１の第１端１１ａ及び第２端１１ｂを密閉し、筐体１の内部を密閉空間とし、これにより、電池モジュール２などを収容する。ここでの密閉とは、カバー又は閉じることを指し、密封であってもよく、非密封であってもよい。

二輪電気自動車などの電力消費装置１０に適用される場合、一般的に、第１エンドカバー１２は下方、第２エンドカバー１３は上方に位置し、すなわち、第１エンドカバー１２はベースカバーであり、第２エンドカバー１３はトップカバーである。使用する際に、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３を開閉することにより、電池モジュール２、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４など、筐体１の内部に位置する構造部材についてメンテナンスや交換を行う。

筐体１の形状は様々であり、たとえば、図２及び図５に示すように、いくつかの実施例では、筐体１は全体として立方体の形状である。ブッシュ１１は、中空で両端が開放される立方体の形状であり、順にエンドツーエンド接続される４つの側板を含み、この４つの側板は空洞１１１を画定し、且つ隣接する２つの側板は互いに直交する。ブッシュ１１の高さ方向は第１方向Ｈに沿っている。第１エンドカバー１２の形状はブッシュ１１の第１端１１ａに位置するポートの形状に適合する。第２エンドカバー１３の形状はブッシュ１２の第２端１１ｂに位置するポートの形状に適合する。

さらに、図２に示すように、いくつかの実施例では、第２エンドカバー１３には、第２エンドカバー１３の開閉を容易にするために、第２エンドカバー１３を開閉するときに把持するためのハンドル１３１が設けられる。

電池モジュール２は空洞１１１内に収容されて、電池１００のコア構造部材であり、電力消費装置１０に電力を供給することに用いられる。電池モジュール２は少なくとも１つの電池セル２１を含む。たとえば、図２に示すように、いくつかの実施例では、電池モジュール２は複数の電池セル２１を含み、且つこの複数の電池セル２１はアレイ状で並べられる。電池セル２１はたとえば立方体又は円筒状などの様々な形状である。図２において、電池セル２１は具体的には円筒状であり、且つずらして並べられる。且つ電池セル２１の軸方向は第１方向Ｈに沿っている。このとき、電池セル２１の電極端子が設けられた両端はそれぞれ第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３に向かっている。

第１絶縁部材３の少なくとも一部は電池モジュール２と第１エンドカバー１２との間に位置する。第２絶縁部材４は少なくとも部分的に電池モジュール２と第２エンドカバー１３との間に位置する。

第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４はたとえばハーネス板として構成され、さらに電池１００のハーネスを固定し、ハーネスをより整然としたものとすることに用いられる。

図２及び図６に示すように、いくつかの実施例では、第１絶縁部材３は電池セル２１に１対１で対応する収容溝３２を含み、電池セル２１の第１エンドカバー１２に向かう一端が挿入し、電池セル２１の変位を制限することに用いられる。また、第２絶縁部材４は同様に電池セル２１に１対１で対応する収容溝３２を含み、電池セル２１の第２エンドカバー１３に向かう一端が挿入し、電池セル２１の変位を制限することに用いられる。

本願の実施例では、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４の両方はブッシュ１１に接続される。

第１絶縁部材３とブッシュ１１の接続を実現するために、図２～３４に示すように、いくつかの実施例では、ブッシュ１１の内壁に固定部１４が設けられ、且つ第１絶縁部材３と第２絶縁部材４の両方は固定部１４に固定して接続され、すなわち、固定部１４は第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４を固定することに用いられる。このように、ブッシュ１１の内壁に固定部１４を設置するだけで、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４の固定を同時に実現することができ、ブッシュ１１以外の他の部材、たとえば第１エンドカバー１２に固定部を設置し第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４をそれぞれ固定する必要がなくなり、従って、空間の節約、たとえば、ブッシュ１１の高さ方向における空間を節約することに有利であり、電池１００のエネルギー密度が向上する。

また、第１絶縁部材３はブッシュ１１の内壁に接続され、電池１００の強度の向上に有利である。具体的には、ブッシュ１１が衝撃を受けると、第１絶縁部材３がブッシュ１１の内壁の固定部１４に一体に接続されるため、第１絶縁部材３とブッシュ１１との相対的変位を減少することができ、これにより、第１絶縁部材３と筐体１との接続強度及び安定性を改善し、第１絶縁部材３とブッシュ１１との相対的変位により接続の強固さが低下したり、接続が無効になったりして、絶縁が失敗し、安全上の問題が発生することを回避する。第１絶縁部材３が不良に固定されると、電池１００内の他の部材（たとえば電池セル２１、電池セル２１に接続されるバスバー（図示せず）やハーネス（図示せず）など）の固定も影響を受け、安全上の問題が引き起こされる。

図２～２４に示すように、いくつかの実施例では、固定部１４はリブ１４ｃを含む。リブ１４ｃはブッシュ１１の内壁から電池モジュール２の一方側へ突出する。リブ１４ｃを設置することにより、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４とブッシュ１１との接続を容易に実現すると同時に、リブ１４ｃは補強リブとして機能し、電池１００の全体的な強度の向上に有利である。

さらに、図８～１２に示すように、いくつかの実施例では、リブ１４ｃの側面に開口部１４ｅが設けられる。リブ１４ｃの側面はリブ１４ｃの電池モジュール２に向かって突出する面であり、すなわち、リブ１４ｃのリブ１４ｃの上面と下面を接続する面である。このような構成により、ブッシュ１１の内壁にリブ１４ｃを加工するときに局所的に材料が厚すぎることによりヒケが発生するというリスクを軽減することができ、ブッシュ１１の強度の向上に有利であり、これにより、リブ１４ｃとブッシュ１１の接続信頼性を向上させるとともに、ブッシュ１１の外観を改善することができる。

開口部１４ｅは、リブ１４ｃの側面のいずれの側に位置しても、一定のヒケ防止の役割を果たすことができ、リブ１４ｃの側表面の電池モジュール２に接近する側に位置する場合、リブ１４ｃの構造安定性及び加工性を確保できる一方で、リブ１４ｃが電池モジュール２を避けることに有利であり、さらに空間占有を減少し、電池１００のエネルギー密度を向上させる。

しかしながら、固定部１４の構造は上記解決手段に限定されず、たとえば、図２５～３０に示すように、いくつかの実施例では、固定部１４は凹溝１４ｄを含む。凹溝１４ｄはブッシュ１１の内壁から外壁側へ凹んでいる。

固定部１４はどのような構造形式で構成されるかにかかわらず、固定部１４と第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４との間の接続方式は様々であり、たとえばボルト５１、ピン（図示せず）又はねじ（図示せず）などの締め具５によって接続され（図２～２８及び図３３～３４）、又は、係止によって接続される（図２９～３２）。

また、固定部１４は一体構造であってもよく、たとえば、図２～２０及び図３３～３４に示すように、いくつかの実施例では、固定部１４は第１方向Ｈに延伸する一体型リブ１４ｃを含み、又は、固定部１４は分割構造であってもよく、すなわち、第１方向Ｈに別々に設置された第１固定部１４ａ及び第２固定部１４ｂを含み、第１固定部１４ａは第１絶縁部材３に接続され、第２固定部１４ｂは第２絶縁部材４に接続され、たとえば、図２１～２４に示すように、いくつかの実施例では、固定部１４は互いに分離した２つのリブ１４ｃを含み、且つこの２つのリブ１４ｃは全て第１方向Ｈに延伸し、このとき、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂは全てリブ１４ｃであり、たとえば、図２５～３２に示すように、別のいくつかの実施例では、固定部１４は互いに分離した２つの凹溝１４ｄを含み、且つこの２つの凹溝１４ｄは全て第１方向Ｈに延伸し、このとき、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂは全て凹溝１４ｄである。

固定部１４が分割構造である場合、図２１～２２及び図２５に示すように、いくつかの実施例では、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂは第１方向Ｈに垂直な方向に正対して設置され、図２３～２４に示すように、別のいくつかの実施例では、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂは第１方向Ｈに垂直な方向にずらして設置される。

次に、さらに図２～３４に示される各実施例をそれぞれ説明する。

先ず、図２～７に示される第１実施例を説明する。

図２～７に示すように、本実施例では、ブッシュ１１の内壁に設置される固定部１４はリブ１４ｃを含み、該リブ１４ｃは第１方向Ｈに延伸する一体型リブとして構成され、且つ該リブ１４ｃと第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４とはボルト５１によって接続される。

具体的には、図２～７に示すように、リブ１４ｃの横断面は正方形であり、且つリブ１４ｃに第１取付穴１４１が設けられ、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４にはそれぞれ第１接続穴３１及び第２接続穴４１が対応して設けられる。第１取付穴１４１は第１方向Ｈに沿ってリブ１４ｃを貫通する。組み立てる際に、ボルト５１が第１接続穴３１及び第１取付穴１４１を貫通することにより、第１絶縁部材３とリブ１４ｃを固定して接続することができ、ボルト５１が第２接続穴４１及び第１取付穴１４１を貫通することにより、第２絶縁部材４とリブ１４ｃを固定して接続することができ、このため、構成が簡単になるだけでなく、組み立てが容易になる。

リブ１４ｃの数は１つに限定されるものではない。たとえば、ブッシュ１１の４つの側壁のいずれにもリブ１４ｃを設けることができる。これに基づき、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４の周囲は全て対応するリブ１４ｃを介してブッシュ１１に接続でき、接続の堅さ及び安定性がより優れる。

また、図３及び図６に示すように、本実施例では、リブ１４ｃとブッシュ１１の第１端１１ａ及び第２端１１ｂの両方との間に距離があり、すなわち、第１方向Ｈにおいて、リブ１４ｃはブッシュ１１の第１端１１ａ及び第２端１１ｂと同一の水平面に位置するのではなく、第１端１１ａと第２端１１ｂの間に位置し、このように、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４の両方は少なくとも部分的にブッシュ１１内に位置し、電池１００の全体的な構造はよりコンパクトで強固になる。且つ、第２絶縁部材４と第２エンドカバー１３との間には回路基板（図示せず）やハーネス（図示せず）などの部材が配置されるため、リブ１４ｃとブッシュ１１の第１端１１ａ及び第２端１１ｂの両方との間に距離があり、これにより、回路基板やハーネスなどの部材をブッシュ１１内に容易に収容でき、電池１００が衝撃を受けたときにこれらの部材をより十分に保護することに有利である。

変形例として、他の実施例では、リブ１４ｃは、第１端１１ａ及び第２端１１ｂのうち一方のみと距離があり、他方と同一の水平面にあることもよく、すなわち、固定部１４はブッシュ１１の高さ方向の両端の少なくとも一端と距離があることもよく、又は、リブ１４ｃの両端はそれぞれブッシュ１１の第１端１１ａ及び第２端１１ｂと同一の水平面にあることもよい。

次に、図８～１２に示される第２実施例を説明する。

説明を簡略化させるために、ここでは、主に上記第１実施例に対する第２実施例の違いを説明する。

図８～１２に示すように、本実施例では、リブ１４ｃの電池モジュール２に接近する一端に開口部１４ｅが設けられ、すなわち開口部１４ｅはリブ１４ｃの側面の電池モジュール２に接近する側に位置し、これにより、ヒケの発生を防止して強度を高め、且つ電池セル２１を避けて、エネルギー密度を向上させる。

また、図９～１２に示すように、本実施例では、リブ１４ｃは第１リブ部１４ｆ及び第２リブ部１４ｇを含み、第１リブ部１４ｆは第２リブ部１４ｇ及びブッシュ１１の内壁に接続され、且つリブ１４ｃの横断面は第１リブ部１４ｆと第２リブ部１４ｇとの接続箇所で狭くなり、すなわち、第１リブ部１４ｆと第２リブ部１４ｇとの接続箇所はリブ１４ｃの他の部分に対して狭くなる。このような構成は、リブ１４ｃの材料を減少し、リブ１４ｃの肉厚を均一にし、リブ１４ｃが厚すぎることによりブッシュ１１にヒケが発生するというリスクを軽減することに有利であり、これにより、リブ１４ｃと第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４との接続強度、及びブッシュ１１自体の強度の向上に有利である。

本実施例では、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３はブッシュ１１に取り外し可能に接続される。これに基づき、第１エンドカバー１２とブッシュ１１は一体構造である場合に比べて、第１エンドカバー１２は、第１絶縁部材３とブッシュ１１が接続された後にブッシュ１１に接続できるので、第１絶縁部材３とブッシュ１１との接続がより便利になり、電池１００の組み立ての難さを低減させ、電池１００の組み立て効率を向上させることに有利であるだけでなく、電池モジュール２と筐体１との間で第１絶縁部材３を取り付けるために予め留保される空間を減少することに有利であり、これにより、さらに電池１００のエネルギー密度を向上させる。

電池１００を組み立てる際に、たとえば、先ず、締め具５を利用して第１絶縁部材３を下側からリブ１４ｃにロックし、第１絶縁部材３とブッシュ１１を取り外し可能に接続し、その後、電池モジュール２をブッシュ１１内に入れ、且つ締め具５を利用して第２絶縁部材４をリブ１４ｃにロックし、第２絶縁部材４とブッシュ１１を取り外し可能に接続し、次に、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３をブッシュ１１に接続し、電池１００の組み立てを完了する。該過程では、工具が筐体１内に伸び込んで操作する必要がなく、簡単で便利であり、且つ電池モジュール２と筐体１との間に第１絶縁部材３を取り付けるための操作空間を多く設置する必要がなく、このため、空間利用率が高く、電池１００のエネルギー密度は高い。

次に、図１３～２０に示される第３実施例を説明する。

図１３及び図１４に示すように、本実施例では、ブッシュ１１の内壁には固定部１４として機能する上記リブ１４ｃが設けられるだけでなく、接続部１５も設けられ、該接続部１５は、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３に接続され、且つ具体的には、ブッシュ１１の内壁から電池モジュール２の一方側へ突出する接続バー１５ａを含む。

設置される接続バー１５ａにより、電池１００の強度をさらに向上させることに有利である。且つ、接続バー１５ａはブッシュ１１内に位置するため、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３とブッシュ１１との接続箇所がブッシュ１１の外部に位置する場合に比べて、空間占有を減少し、エネルギー密度を向上させることに有利である。また、接続バー１５ａを設置してブッシュ１１と第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３とを接続することにより、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３とブッシュ１１とを便利に取り外し可能に接続することができ、これにより、電池１００の組み立ての難さをさらに低減させ、電池１００のエネルギー密度を向上させることに有利である。

具体的には、図１３及び図１６～１７に示すように、本実施例では、第１エンドカバー１２と第２エンドカバー１３の両方は接続部品６によって接続バー１５ａに接続される。さらに具体的には、図１４及び図１７に示すように、接続バー１５ａに第２取付穴１５１が設けられ、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３のいずれにも、第２取付穴１５１に対応する嵌合穴１２１が設けられる。第２取付穴１５１は、たとえば第１方向Ｈに沿って接続バー１５ａを貫通している。接続部品６はたとえばボルト５１、ピン（図示せず）又はねじ（図示せず）などであり、且つたとえば嫌気性接着剤（図示せず）がコーティングされており、これにより、接続強度及び密封性を高めるなどの役割を果たす。このように、接続部品６は第１エンドカバー１２の嵌合穴１２１及び第２取付穴１５１を貫通し、第１エンドカバー１２とブッシュ１１を便利に取り外し可能に接続することができる。接続部品６は第２エンドカバー１３上の嵌合穴１２１及び第２取付穴１５１を貫通し、第２エンドカバー１３とブッシュ１１を便利に取り外し可能に接続することができる。

同じ接続バー１５ａを利用するだけで、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３とブッシュ１１とを便利に取り外し可能に接続することができるため、構成が簡単になり、接続が便利になる。

図１４に示すように、本実施例では、接続バー１５ａはリブ１４ｃと同じ構造を有し、たとえば、いずれも開口部１４ｅを有し、たとえば、横断面は全て第１リブ部１４ｆと第２リブ部１４ｇとの接続箇所で狭くなる。

また、図１４に示すように、接続バー１５ａはリブ１４ｃとは相違点もあり、たとえば、接続バー１５ａは、ブッシュ１１の高さ方向の両端との間で距離がなく、ブッシュ１１の高さ方向の両端と略同一の水平面にあり、すなわち、接続バー１５ａはほぼブッシュ１１の第１端１１ａから第２端１１ｂに延伸する。これに基づき、リブ１４ｃと接続バー１５ａの高さは異なり、両者の高さに応じて、両者を便利に区別することができ、これにより、電池１００の組み立て過程では、第１絶縁部材３、第２絶縁部材４、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３の配置方位が迅速に特定され、組み立て効率が向上する。また、リブ１４ｃと接続バー１５ａを異なる高さにすることは、絶縁部材とエンドカバーを異なる高さで固定するような要件により適しており、従って、電池１００のより効率的な組み立てに有利である。

以上より分かるように、ブッシュ１１に高さが異なるリブを設置し、絶縁部材とエンドカバーをそれぞれ接続して固定することにより、電池１００のエネルギー密度を効果的に増加できるだけでなく、さらに電池１００の組み立て効率の向上に有利である。

図１９に示すように、本実施例では、ブッシュ１１の４つの側壁のいずれにもリブ１４ｃと接続バー１５ａの両方が設けられ、これにより、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４の周囲は全てブッシュ１１に接続でき、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４の受力が均一になり、且つ、第１エンドカバー１２と第２エンドカバー１３の周囲は同様に全てブッシュ１１に接続でき、電池１００の密封効果が改善され、電池１００の一体構造もより強固で安定になる。

リブ１４ｃ及び接続バー１５ａのブッシュ１１の内壁での配置に関しては、電池セル２１を避けることができるのは好ましい。

空間占有をさらに減少するために、図１９及び図２０に示すように、本実施例では、第１方向Ｈに垂直な方向において、いくつかのリブ１４ｃと接続バー１５ａは電池モジュール２の隣接する２つの電池セル２１の間に位置し、すなわち、第２方向Ｌ又は第３方向Ｗに沿って、リブ１４ｃと接続バー１５ａは隣接する２つの電池セル２１の間に突出する。このように、リブ１４ｃと接続バー１５ａは第２方向Ｌ又は第３方向Ｗの空間をさらに占有する必要がなく、電池１００の内部空間がさらに節約され、これにより、電池１００のエネルギー密度がさらに向上する。

また、図１９に示すように、本実施例では、第２絶縁部材４はさらに第２エンドカバー１３に当接される。このような場合、第２エンドカバー１３は第２絶縁部材４の変位をさらに制限できるため、電池１００の一体構造の安定性をさらに向上させることに有利である。

さらに、図１３、図１６及び図１８に示すように、本実施例では、第２絶縁部材４と第２エンドカバー１３との当接部位の間に、フォームなどの緩衝部材７がさらに設けられ、すなわち、第２絶縁部材４に緩衝部材７が設けられ、第２エンドカバー１３は緩衝部材７に当接される。緩衝部材７を設置することにより、緩衝部材７は、第２絶縁部材４と第２エンドカバー１３との寸法公差を補い、第２絶縁部材４と第２エンドカバー１３との間の当接の効果を容易に改善できる一方で、第２絶縁部材４と第２エンドカバー１３の直接的な剛性接触を省略し、第２絶縁部材４と第２エンドカバー１３との間の摩耗を減少することに有利である。

具体的には、図１３、図１６及び図１８に示すように、本実施例では、第２エンドカバー１３の第２絶縁部材４に向かう側の表面に第１ボス１３２が設けられ、第１ボス１３２は第２絶縁部材４の側に突出し、また、第２絶縁部材４の第２エンドカバー１３に向かう側の表面に第２ボス４２が対応して設けられ、第２ボス４２は第２エンドカバー１３の側に突出する。組み立てた後、第１ボス１３２は第２ボス４２に当接され、すなわち、第２エンドカバー１３と第２絶縁部材４との当接部位は第１ボス１３２及び第２ボス４２に位置する。このとき、緩衝部材７は第１ボス１３２と第２ボス４２との間に設置されてもよく、すなわち、緩衝部材７は第２ボス４２に設置され、第１ボス１３２は緩衝部材７に当接する。

図示されていないが、理解できるように、他の実施例では、第１絶縁部材３と第１エンドカバー１２との間の当接の効果を改善し、第１絶縁部材３と第１エンドカバー１２との間の摩耗を減少するために、第１絶縁部材３と第１エンドカバー１２との間に緩衝部材７が設けられてもよい。

次に、図２１～２２及び図２３～２４に示される２つの実施例を説明する。

図２１～２４に示すように、この２つの実施例は図１３～２０に示される実施例の変形例であり、図１３～２０に示される実施例との違いは、主に、固定部１４が一体構造ではなく、分割構造として構成されることである。

図２２～２４に示すように、この２つの実施例では、固定部１４は全て第１方向Ｈに互いに分離した第１固定部１４ａ及び第２固定部１４ｂを含み、且つ第１固定部１４ａ及び第２固定部１４ｂは具体的には全てリブとして構成され、換言すれば、この２つの実施例では、固定部１４はまだリブ１４ｃであるが、１本の完全なリブではなく、分離した２つのリブに分割され、このように、電池全体の重量を減らし、電池のエネルギー密度を向上させることができる。

その違いとして、図２１～２２に示される実施例では、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂは第１方向Ｈに垂直な方向に正対して設置され、すなわち、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂはブッシュ１１の長さ方向Ｌ又は幅方向Ｗに正対して設置される。図２３～２４に示される実施例では、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂは第１方向Ｈに垂直な方向にずらして設置され、すなわち、第１固定部１４ａと第２固定部１４ｂはブッシュ１１の長さ方向Ｌ又は幅方向Ｗにずらして設置される。ずらして設置することにより、エネルギー密度が向上するとともに、ブッシュ１１に対する補強効果がより良好になる。

上記各実施例では、固定部１４は全てリブ１４ｃとして構成されるが、上記のように、固定部１４は実際には凹溝１４ｄなどの他の構造形式で構成されてもよい。以下、図２５～２８に示される実施例を組み合わせて説明する。

図２５～２８に示すように、本実施例では、固定部１４は凹溝１４ｄを含み、該凹溝１４ｄはブッシュ１１の内壁から外壁側に凹んでおり、且つ具体的には、凹溝１４ｄは第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４と依然としてボルト５１などの締め具５によって接続される。

さらに具体的には、固定部１４は第１方向Ｈに別々に設置された２つの凹溝１４ｄを含み、この２つの凹溝１４ｄの間の内壁には、第１絶縁部材３の第１接続穴３１及び第２絶縁部材４の第２接続穴４１と嵌合する固定穴１４ｇが設けられ、ボルト５１は固定穴１４ｇ及び第１接続穴３１又は第２接続穴４１を貫通し、第１絶縁部材３又は第２絶縁部材４と固定部１４とを接続することができる。

いくつかの実施例では、上記各実施例では、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４の両方は締め具５によって固定部１４に接続され、次に、図２６～２９を参照しながら、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４が固定部１４に係止される場合について説明する。

図２９～３０に示される実施例では、固定部１４は凹溝１４ｄを含み、且つ第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４には凹溝１４ｄに係止される係止フック１４ｈが設けられ、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４は固定部１４に係止される。

図３１～３２に示される実施例では、凹溝１４ｄと係止フック１４ｈの設置位置が入れ替わり、すなわち、固定部１４は係止フック１４ｈを含み、且つ第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４には、凹溝１４ｇに係止される凹溝１４ｄが設けられ、このようにしても、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４は固定部１４に係止される。

また、上記図２～２８などに示される各実施例では、固定部１４は第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３に同時に接続されず、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３は固定部１４以外の接続部１５などの他の構造によってブッシュ１１に接続されるが、実際には、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３は固定部１４に接続されてもよく、たとえば、図３３～３４に示される実施例では、第１エンドカバー１２、第２エンドカバー１３、第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４は全て固定部１４として機能するリブ１４ｃに接続され、すなわち、固定部１４は第１絶縁部材３及び第２絶縁部材４を固定するだけでなく、さらに第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３を固定することに用いられる。このとき、固定部１４に加えて接続部１５をさらに設置せずに、第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３とブッシュ１１とを接続することが実現でき、これにより、部材を減少し、エネルギー密度を向上させ、コストを削減することができる。

図３５に示すように、本願の実施例は電池１００の生産方法をさらに提供し、
第１絶縁部材３をブッシュ１１の内壁の固定部１４に接続することで、第１絶縁部材３を固定部１４に固定するステップＳ１０１と、
電池セル２１をブッシュ１１内に入れるステップＳ１０２と、
第２絶縁部材４を固定部１４に接続することで、第２絶縁部材４を固定部１４に固定するステップＳ１０３と、
第１エンドカバー１２及び第２エンドカバー１３を利用してブッシュ１１の高さ方向の両端をそれぞれ密閉するステップＳ１０４とを含む。

上記各ステップは調整可能であり、たとえば、いくつかの実施例では、ステップＳ１０２はステップ１０１の前に実施されてもよく、又は、ステップＳ１０３とステップＳ１０１の順序を交換することもよい。

本願の実施例における生産方法では、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４を各電池セル２１と一体に組み立てたものを一体として筐体１に組み立てる必要がなく、その代わりに、先ず、第１絶縁部材３又は第２絶縁部材４をブッシュ１１に固定し、次に、各電池セル２１を取り付け、又は、先ず、各電池セル２１を取り付け、次に、第１絶縁部材３又は第２絶縁部材４をブッシュ１１に固定することもよく、すなわち、絶縁部材と電池モジュール２をそれぞれ筐体１に組み立てることができ、これにより、組み立てがより便利に効率的になる。

また、本願の実施例の生産方法によれば、電池１００のメンテナンスも便利になる。絶縁部材が必ず電池モジュール２と一体に組み立てられた後、筐体１内に組み込まれる場合、電池セル２１をメンテナンスする必要があれば、一体になった第１絶縁部材３、電池モジュール２及び第２絶縁部材４を全体として筐体１から取り外して取り出しなければならず、複雑で面倒であり、一方、本願の実施例では、第１絶縁部材３と第２絶縁部材４のうち一方を電池モジュール２とともに取り出すだけで、電池モジュール２のメンテナンスを実現でき、これによって、より簡単で効率的になる。

以上は本願の例示的な実施例に過ぎず、本願はこれらにより制限されるものではなく、本願の精神及び原則を逸脱することなく行われる修正、同等置換や改良などは全て本願の保護範囲に含まれるべきである。

１ 筐体
２ 電池モジュール
３ 第１絶縁部材
４ 第２絶縁部材
５ 締め具
６ 接続部品
７ 緩衝部材
１０ 電力消費装置
１１ ブッシュ
１２ 第１エンドカバー、ブッシュ
１３ 第２エンドカバー
１４ 固定部
１５ 接続部
２１ 電池セル
３１ 第１接続穴
３２ 収容溝
４１ 第２接続穴
４２ 第２ボス
５１ ボルト
１００ 電池
１０１ ステップ
１０２ ステップ
１０３ ステップ
１０４ ステップ
１１１ 空洞
１２１ 嵌合穴
１３１ ハンドル
１３２ 第１ボス
１４１ 第１取付穴
１５１ 第２取付穴
２００ 装置本体

Claims (12)

1. 電池であって、
   電池セルと、
   前記電池セルを収容することに用いられ、ブッシュ及び前記ブッシュの高さ方向における両端を密閉するための第１エンドカバーと第２エンドカバーを含む、筐体と、
   少なくとも一部が前記第１エンドカバーと前記電池セルとの間に位置する第１絶縁部材と、
   少なくとも一部が前記第２エンドカバーと前記電池セルの間に位置する第２絶縁部材と、
   を含み、
   前記ブッシュの内壁には、前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材を固定するための固定部が設けられる、電池。
2. 前記固定部はリブ及び／又は凹溝を含む、請求項１に記載の電池。
3. 前記リブの側面に開口部が設けられる、請求項２に記載の電池。
4. 前記開口部は前記リブの前記電池セルに接近する側に位置する、請求項３に記載の電池。
5. 前記固定部と前記ブッシュの高さ方向における両端の少なくとも一方との間に距離があり、これにより、前記第１絶縁部材及び／又は前記第２絶縁部材は前記ブッシュ内に収容される、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。
6. 前記固定部は締め具によって前記第１絶縁部材及び第２絶縁部材に接続され、又は、前記固定部は前記第１絶縁部材及び前記第２絶縁部材に係止される、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池。
7. 前記締め具はボルトを含み、又は、前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材には、前記固定部の凹溝に係止されるための係止フックが設けられる、請求項６に記載の電池。
8. 前記固定部は前記ブッシュの高さ方向に別々に設置された第１固定部と第２固定部を含み、前記第１固定部は前記第１絶縁部材を固定し、前記第２固定部は前記第２絶縁部材を固定することに用いられる、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池。
9. 前記第１固定部と前記第２固定部は前記ブッシュの長さ方向又は幅方向にずらして設置される、請求項８に記載の電池。
10. 前記固定部はさらに前記第１エンドカバーと前記第２エンドカバーを固定することに用いられる、請求項１～９のいずれか１項に記載の電池。
11. 電気エネルギーを供給するための請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池を含む電力消費装置。
12. 電池の生産方法であって、
    第１絶縁部材をブッシュの内壁の固定部に接続することで、前記第１絶縁部材を前記固定部に固定するステップと、
    電池セルを前記ブッシュ内に入れるステップと、
    第２絶縁部材を前記固定部に接続することで、前記第２絶縁部材を前記固定部に固定するステップと、
    第１エンドカバー及び第２エンドカバーを利用して前記ブッシュの高さ方向における両端をそれぞれ密閉するステップと、
    を含む、電池の生産方法。

Images