電池組及車輛的制作方法
【專利摘要】（課題）目的是抑制構成電池組的多個圓筒形狀的單電池的位置偏移。（技術方案）電池組的特征在于，具有：多個圓筒形狀的單電池，其在包含徑向的面內排列且分別具備在周向上延伸的槽部；和固定板，其具備卡合部，該卡合部通過與所述各單電池的各所述槽部卡合而固定所述多個單電池。這里，也可以在所述固定板上固定將相鄰的所述單電池的端子電極電連接的總線。
【專利說明】電池組及車輛
【技術領域】
[0001]本發明涉及將多個圓筒形狀的單電池連接起來而成的電池組等。
【背景技術】
[0002]作為電動車、混合動カ車等的驅動電源或輔助電源，已知將多個單電池電連接而成的電池。專利文獻I公開了以下固定結構:在形成有電池收置部的模塊殼體上形成有多個端子開口和與該端子開ロ相對應的粘接劑填充孔和粘接劑流出部，從粘接劑填充孔填充的粘接劑經粘接劑流出部流出到端子開ロ，并將收置于電池收置部的圓筒形電池的端部與開ロ周壁接合固定。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2000 — 306564號公報；
[0006]專利文獻2:日本特開2009 — 146692號公報。
【發明內容】
[0007]發明所要解決的問題
[0008]本發明的目的是抑制構成電池組的多個圓筒形狀的單電池的位置偏移。
[0009]用于解決問題的技術方案
[0010]為解決上述問題，本發明涉及的電池組，(I)其特征在于，具有:多個圓筒形狀的單電池，其在包含徑向的面內排列且分別具備在周向上延伸的槽部；和固定板，其具備卡合部，該卡合部通過與所述各單電池的各所述槽部卡合而固定所述多個單電池。
[0011](2)在上述(I)的構成中，能夠在所述固定板上固定有將相鄰的所述單電池的端子電極電連接的總線。根據(2)的構成，通過相對于固定多個單電池的固定板固定總線，而抑制端子電極與總線的連接不良。
[0012](3)在上述(2)的構成中，所述總線形成為平板狀，且具備分別焊接所述多個單電池的所述各端子電極的多個焊接部。根據(3)的構成，由于在ー個平板狀的總線上連接各端子電極，因此與在相鄰的端子電極上連接獨立的總線的方法相比，使總線的連接作業簡化。
[0013](4)在上述(I)?(3)的構成中，所述單電池包括圓筒形狀的殼體和設置于所述殼體的內部的發電元件，所述槽部是向所述殼體的內側方向突出的突出部，使ー個端子電極與另ー個端子電極之間絕緣的襯墊位于所述殼體內的所述突出部。根據(4)的構成，能使槽部兼具備作為用于固定單電池的固定部的作用和作為用于設置襯墊的設置部的作用。
[0014](5)在上述(I)?(3)的構成中，所述槽部能夠形成于所述端子電極。
[0015](6)在上述(I)?(5)的構成中，所述固定板具備分別插入所述多個單電池的多個固定板開ロ部，通過在所述各固定板開ロ部中插入所述各單電池而使所述卡合部和所述槽部卡合。根據(6)的構成，僅通過向固定板開ロ部插入單電池，便能簡單地將單電池相對于固定板固定。[0016](7)在上述(6)的構成中，所述卡合部是從所述固定板的配置所述多個單電池側的面突出的能彈性變形的爪部。根據(7)的構成，通過爪部與槽部卡合，而抑制單電池的長度方向的位置偏移。再有，通過作用于爪部和槽部之間的摩擦力，而能抑制單電池繞軸旋轉。
[0017](8)在上述(7)的構成中，所述爪部沿所述固定板開ロ部的周向至少設置有三個，且在所述周向上相鄰的所述爪部的間隔為大體相等的間隔。根據(8)的構成，能更有效地抑制單電池的位置偏移。
[0018](9)在上述(6)的構成中，所述卡合部形成也可以是在所述固定板開ロ部的內表面形成并沿該固定板開ロ部的周向延伸的能彈性變形的爪部。根據(9)的構成，通過爪部與槽部卡合，而抑制單電池的長度方向的位置偏移。再有，通過作用于爪部和槽部之間的摩擦力，而能抑制單電池繞軸旋轉。
[0019](10)上述(I)?(9)的電池組能搭載于車輛上。在車輛行駛時對電池組施加振動的情況下，能抑制單電池的位置偏移。
[0020]發明效果
[0021]根據本發明，能抑制構成電池組的多個圓筒形狀的單電池的位置偏移。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是電池組的分解立體圖。
[0023]圖2是表示爪部在單電池的突出部卡合的狀態的單電池的一部分的剖視圖。
[0024]圖3是將在圖1中由虛線表示的固定板的一部分的區域放大的放大圖。
[0025]圖4是電池組的組裝完成圖。
[0026]圖5是將單電池固定于固定板時的爪部的動作說明圖。
[0027]圖6是實施方式2的電池組的分解立體圖。
[0028]圖7是將在圖6中由虛線表示的固定板的一部分的區域放大的放大圖。
[0029]圖8是表示實施方式3涉及的單電池的固定方法的圖。
[0030]圖9是變形例I涉及的單電池的剖視圖。
[0031]圖10是變形例3涉及的電池組的分解立體圖。
【具體實施方式】
[0032](實施方式I)
[0033]參照附圖來說明本實施方式涉及的電池組。圖1是電池組的分解立體圖。圖2是表示爪部在單電池的外周面向內側突出而形成的突出部卡合的狀態的單電池的一部分的剖視圖。再有，該突出部在從單電池的外側觀察的情況下視覺識別為槽部。電池組I包括多個單電池2、固定板3及總線(bus bar) 4。單電池2是圓筒形狀的電池。多個單電池2在包括單電池2的徑向的面內排列。單電池2包括電池殼體21、正極端子22、負極端子23及發電元件27。在電池盒21的內部，收置有發電元件25。發電元件25包括正極體、負極體和配置于正極體與負極體之間的分隔體。在分隔體中含浸有電解液。單電池2也可以是鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池。電池組I能對于混合動カ車、電動車等車輛作為驅動電源或輔助電源來搭載。
[0034]閥板24由正極端子22及封ロ板25夾持。封ロ板25的外緣夾持正極端子22的外緣及閥板24的外緣。封ロ板25設置成用于封閉電池殼體21的開ロ部,在封ロ板25與電池殼體21之間，配置有襯墊26。由此，單電池2的內部成為密閉狀態。
[0035]襯墊26由絕緣材料形成,使正極端子22與電池殼體21成為絕緣狀態。絕緣材料也可以是樹脂。在電池殼體21的外周面，形成有向徑向內側突出的突出部21A。突出部2IA在電池殼體21的全周延伸。襯墊26的一部分位于處于電池殼體21內的突出部21A之上。在沿Z軸方向觀察時，封孔板25的端部(X軸方向的端部)設置于與突出部21A重疊的位置。由此，能在突出部2IA支撐正極板22、閥板24及封孔板25。
[0036]電池殼體21用作負極端子23。封ロ板25具有貫穿封ロ板25的氣體通路25a，正極端子22具有貫穿正極端子22的排出ロ 22a。封ロ板25及發電元件27經導線28連接。由此，能將在發電元件27得到的電カ經正極端子22輸出。
[0037]若從發電元件27產生氣體，則氣體通過氣體通路25a進入在封ロ板25與閥板24之間形成的空間SI。若單電池2的內壓達到閥板24的工作壓，則閥板24破裂，氣體移動到在正極端子22與閥板24之間形成的空間S2。移動到空間S2的氣體通過形成于正極端子22的排出ロ 22a而排出到單電池2的外部。
[0038]接下來，參照圖1至圖3來說明爪部的詳情。圖3是將在圖1中由虛線表示的固定板的一部分的區域放大的放大圖。固定板3在與各單電池2相対的位置具備固定板開ロ部31。在沿固定板3的板厚方向觀察時，固定板開ロ部31形成為大體圓形。在固定板3的ー個面，設有向單電池2所在的ー側突出的爪部32。在爪部32的頂端部，形成有在沿單電池2的長度方向觀察時向固定板開ロ部31所在的ー側突出的突出部32A。
[0039]在固定板3中的避開固定板開ロ部31及爪部32的位置，形成有多個緊固孔部33。該緊固孔部33在固定板3的兩端部各設有兩個。緊固孔部33形成為在固定板3的板厚方向上比固定板3厚。固定板3也可以是絕緣性的樹脂。在用樹脂構成固定板3的情況下，可用注射模塑成型法來形成爪部32、固定板開ロ部31等。由此，能簡單地制造呈復雜形狀的固定板3。
[0040]總線4形成為平板狀，在與各單電池2相対的區域，形成有分別焊接各正極端子22的多個焊接部41A。焊接部41A是包含總線4的面內方向上的一個端部被懸臂支撐的結構。在總線4，形成有用于插穿緊固螺栓110的插穿開ロ部42。插穿開ロ部42與固定板3的緊固孔部33相対。通過將緊固螺栓110從插穿開ロ部42插穿，并緊固于緊固孔部33，從而將多個單電池2、固定板3及總線4 一體化。在總線4的上端部，形成有總正極端子43。
[0041]接下來，參照圖2、圖4及圖5來說明電池組的組裝方法。圖4是電池組的組裝完成圖。圖5是與圖2相對應的圖，也是將單電池固定于固定板時的爪部的動作說明圖。若將單電池2向固定板3的固定板開ロ部31壓入，則如圖5所示，爪部32抵接于單電池2的徑向的端部，而向從固定板開ロ部31遠離側彈性變形。若將電池組2進ー步壓入，則爪部32沿電池殼體21的外表面滑動，并與突出部21A卡合。這樣，根據本實施方式的構成，僅通過向固定板開ロ部31插入單電池2，便能簡單地使爪部32相對于突出部21A卡合。由此，能簡單地固定單電池2。這里，在向單電池2施加長度方向的振動時，由于爪部32與突出部21A的壁面抵接，從而限制單電池2的位置偏移。此外，在對單電池2施加圍繞軸的力的情況下，摩擦力作用于突出部21A與爪部32之間，因此抑制單電池2繞軸旋轉。由此，可抑制單電池2和總線4的連接不良。[0042]此外，對于突出部21A，能使其兼具作為用于將單電池2固定的固定部的作用和作為用于設置襯墊26的設置部的作用。由此，可簡化固定結構，并降低成本。
[0043]這里，爪部32，可沿固定板開ロ部31的周向設置至少三個，并且將相鄰的爪部32的間隔設定為等間隔(包括誤差)。由此，可更有效地抑制單電池2的位置偏移。在本實施方式中，在固定板開ロ部31的周圍形成有六個爪部32，相鄰的爪部32的間隔設定為等間隔。
[0044]回到電池組的制造方法的說明。將總線4定位于固定板3的安裝位置，并將緊固螺栓110插穿插穿開ロ部42及緊固孔部33并緊固。由此，多個單電池2、固定板3及總線4 一體化，各單電池2的各正極端子22與各焊接部41A抵接。接著，將各正極端子22及焊接部41A通過焊接來接合。由此，由于多個單電池2電并聯地連接，因此能獲得蓄電容量高的電池組。用于連接多個單電池2的總線4由ー個板材構成，因此能使總線4的安裝作業容易化。再有，在已將多個單電池2在固定板開ロ部31定位的狀態下焊接總線4，因此能抑制單電池2與總線4的連接不良。
[0045]這里，焊接部41A為懸臂支撐結構，且能在單電池2的長度方向上變形。由此，能吸收單電池2的尺寸誤差等。
[0046]再有，在負極端子23，連接與正極端子22的連接所使用的總線4相同形狀的總線。由此，能使總線4的安裝作業容易化。
[0047](實施方式2)
[0048]本實施方式的爪部的形狀與實施方式I的構成不同。圖6是本實施方式涉及的電池組的分解立體圖。圖7是將圖6的電池組中由虛線包圍的區域放大的放大圖。爪部35形成于固定板開ロ部31的內表面。爪部35在固定板開ロ部31的周向上形成有多個，且相鄰的爪部35的間隔設定為等間隔。其他構成與實施方式I相同，因此省略說明。
[0049]若將單電池2向固定板3的固定板開ロ部31壓入，則爪部35與單電池2的徑向邊緣抵接，而向從固定板開ロ部31遠離側彈性變形。若將電池組2進ー步壓入，則爪部35沿電池殼體21的外表面滑動，并與突出部21A卡合。這樣，根據本實施方式的構成，僅通過向固定板開ロ部31插入單電池2，便能簡單地將爪部35相對于突出部21A卡合。由此，能簡單地固定單電池2。這里，在向單電池2施加長度方向的振動時，爪部35與突出部2IA的壁面抵接，從而限制單電池2的位置偏移。此外，在對單電池2施加圍繞軸的力的情況下，摩擦力作用于突出部21A與爪部35之間，因此能抑制單電池2繞軸旋轉。由此，可抑制單電池2與總線4的連接不良。
[0050]此外，對于突出部21A，能使其兼具作為用于將單電池2固定的固定部的作用和作為用于設置襯墊26的設置部的作用。由此，可簡化固定結構，并降低成本。
[0051]這里，爪部35，可沿固定板開ロ部31的周向設置至少三個，并且將相鄰的爪部35的間隔設定為等間隔(包括誤差)。由此，可更有效地抑制單電池2的位置偏移。在本實施方式中，在固定板開ロ部31的周圍形成有六個爪部35，相鄰的爪部35的間隔設定為等間隔。
[0052](實施方式3)
[0053]在本實施方式中，在固定板開ロ部卡合于殼體的突出部這一點上，與上述實施方式I和2不同。圖8表示實施方式3涉及的單電池的固定方法。分割固定板30形成為矩形形狀，在側壁部301形成有ー對形成為半圓狀的固定板開ロ部310。通過將相鄰的分割固定板30的側壁部301互相連接，而將固定板開ロ部310及突出部21A卡合。再有，通過將分割固定板30接合，而構成固體板3。根據本實施方式的構成，能獲得與上述實施方式I及2相同的效果。此外，與實施方式I及2相比，不需要設置爪部，因此能簡化結構。再有，固定板開ロ部310的形狀可以是半圓以外的其他形狀。該其他形狀也可以是矩形、梯形等。
[0054](變形例I)
[0055]在上述實施方式中，在殼體的外表面設置突出部，但是，本發明并不限于此，也可采用在其他部位設置的構成。如圖9所示，該其他部位也可以是單電池2的正極端子22。通過在形成于正極端子22的突出部(槽部)22A卡合實施方式I的爪部32、實施方式2的爪部35或實施方式3的固定板開ロ部31，而能得到與上述各實施方式相同的效果。該其他部位也可以是電池殼體21中的負極端子23側的部位。該其他部位也可以是電池殼體21中的正極端子22側及負極端子23側的部位兩者。
[0056](變形例2)
[0057]在上述實施方式中，使突出部21A在電池殼體21的全周延伸，但是，本發明并不限于此。例如，也可以是僅在爪部32或爪部35卡合的位置設置突出部21A的構成。由此，能得到與上述各實施方式相同的效果。此外，在變形例I中，也可以是僅在爪部32或爪部35卡合的位置設置突出部22A的構成。
[0058](變形例3)
[0059]在上述實施方式中，將多個單電池2通過并聯來連接，但是，本發明并不限于此，也可適用于通過串聯來連接的情況。圖10是變形例3涉及的電池組的分解立體圖。通過對與實施方式I相同的構成要素標注相同標記，而省略詳細說明。
[0060]多個單電池2排列成正極端子22和負極端子23交替相対。固定板300在與各單電池2相対的位置具備固定板開ロ部310。固定板開ロ部310形成為大體圓形。在將正極端子22插入的固定板開ロ部310周圍形成有爪部320，在將負極端子23插入的固定板開ロ部310周圍沒有形成爪部320。爪部320的構成與實施方式I的爪部32相同，因此省略說明。
[0061]在固定板300中的避開固定板開ロ部310及爪部320的位置，形成有多個緊固孔部330。該緊固孔部330在固定板300的兩端部各設有兩個。緊固孔部330的固定板300的板厚方向上的尺寸設定地比固定板300大。固定板300可以是絕緣性的樹脂。在用樹脂構成固定板300的情況下，可用注射模塑成型法來形成爪部320、固定板開ロ部310等。由此，能簡單地制造呈復雜形狀的固定板300。
[0062]總線8形成為矩形形狀，并被保持于總線保持部件9。總線保持部件9由絕緣性樹脂構成，且在相鄰的總線9之間存在該絕緣性的樹脂。由此，防止單電池2短路。總線8將相鄰的單電池2的正極端子22及負極端子23連接。連接方法可以是焊接。在總線保持部件9，形成有用于使緊固螺栓210插穿的插穿開ロ部142。
[0063]插穿開ロ部142與固定板300的緊固孔部330相対。通過將緊固螺栓210從插穿開ロ部142插穿并且緊固于緊固孔部330，從而將多個單電池2、固定板300及總線8 一體化。再有，在圖10中，僅圖示了在各單電池2的ー個端子側配置的固定板300、總線8及總線保持部件9，但是，在另一端子側也配置相同構成的固定板300、總線8及總線保持部件9。然而，爪部320僅配置于將正極端子22插入的固定板開ロ部330的周圍。根據本變形例，可得到與上述實施方式同樣的效果。[0064]變形例3的爪部320也可以與實施方式2的爪部35相同。變形例3的固定板300也可以與實施方式3的分割固定板30相同。在變形例3中，也可以與變形例I同樣地在單電池2的正極端子22形成突出部22A。
[0065](變形例4)
[0066]在上述實施方式中，將固定板3及總線4用緊固部件110固定，但是，本發明并不限于此，也可以是利用樹脂實現的固定或利用粘接劑實現的固定。通過將總線固定于固定板3，而抑制單電池2和總線4的相對移動，因此抑制連接不良。
[0067]附圖標記說明:
[0068]1、100電池組；2單電池；3、30、300固定板；
[0069]4、8總線；21電池殼體；21A突出部；22正極端子；
[0070]22A突出部；23負極端子；31、310固定板開ロ部；
[0071]32、35、320 爪部；32A 突出部
【權利要求】
1.ー種電池組，其特征在干， 具有: 多個圓筒形狀的單電池，其在包含徑向的面內排列且分別具備在周向上延伸的槽部；和 固定板，其具備卡合部，該卡合部通過與所述各單電池的各所述槽部卡合而固定所述多個單電池。
2.根據權利要求1所述的電池組，其特征在干， 在所述固定板上固定有將相鄰的所述單電池的端子電極電連接的總線。
3.根據權利要求2所述的電池組，其特征在干， 所述總線形成為平板狀，且具備分別焊接所述多個單電池的所述各端子電極的多個焊接部。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的電池組，其特征在干， 所述單電池包括圓筒形狀的殼體和設置于所述殼體的內部的發電元件， 所述槽部是向所述殼體的內側方向突出的突出部，使ー個端子電極和另ー個端子電極之間絕緣的襯墊位于所述殼體內的所述突出部。
5.根據權利要求1至3中的任一項所述的電池組，其特征在干， 所述槽部形成于所述端子電極。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的電池組，其特征在干， 所述固定板具備分別插入所述多個單電池的多個固定板開ロ部，通過在所述各固定板開ロ部中插入所述各單電池而使所述卡合部和所述槽部卡合。
7.根據權利要求6所述的電池組，其特征在干， 所述卡合部是從所述固定板的配置所述多個單電池側的面突出的能彈性變形的爪部。
8.根據權利要求7所述的電池組，其特征在干， 所述爪部沿所述固定板開ロ部的周向至少設置有三個，且在所述周向上相鄰的所述爪部的間隔為大體相等的間隔。
9.根據權利要求6所述的電池組，其特征在干， 所述卡合部是在所述固定板開ロ部的內表面形成并沿該固定板開ロ部的周向延伸的能彈性變形的爪部。
10.一種車輛，其特征在干， 搭載有權利要求1至9中的任ー個所述的電池組。
【文檔編號】H01M2/10GK103534834SQ201180070168
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年4月28日 優先權日:2011年4月28日
【發明者】木村健治, 草場幸助 申請人:豐田自動車株式會社