蓄電部件和蓄電組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及將多個蓄電元件電連接而成的蓄電部件和隔著導熱片將蓄電部件與導熱板熱連接而成的蓄電組件。
【背景技術】
[0002]混合動力型的電動車和純電動車等中搭載的蓄電組件具備鋰離子電池、鎳氫電池等多個蓄電元件。蓄電元件在充放電時，產生因內部電阻引起的發熱，溫度越是上升，越容易發生容量減少等關于壽命的性能劣化。
[0003]從壽命的觀點來看，優選蓄電元件的溫度上升盡可能小。關于使蓄電元件冷卻的方法，有使蓄電元件隔著具有彈性的導熱片與導熱板熱連接的方法(參考專利文獻1)。使用導熱片的情況下，通過將蓄電元件壓緊在導熱板上的導熱片上，使蓄電元件與導熱片密接。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-34775號公報
【發明內容】
[0007]發明要解決的課題
[0008]為了使蓄電元件的導熱面與導熱片密接，需要向導熱片按壓蓄電元件，使導熱片壓縮。然而，存在使導熱片壓縮時較大的壓縮反作用力作用于蓄電部件的問題。
[0009]用于解決課題的技術方案
[0010]權利要求1中記載的蓄電部件是隔著具有彈性的導熱片與導熱板熱連接的蓄電部件，其特征在于包括具有一對第一窄面、一對第二窄面和一對寬面的多個方形蓄電元件以相鄰的方形蓄電元件的彼此的寬面相對的方式疊層配置而成的元件疊層體；和將元件疊層體向配置在導熱板上的導熱片按壓的按壓裝置，元件疊層體包括具有至少與規定的方形蓄電元件的一對寬面中的一個抵接的寬面抵接部的保持件，方形蓄電元件的一對第一窄面中的一個被作為隔著導熱片與導熱板熱連接的導熱面，方形蓄電元件的導熱面與寬面抵接部的導熱板側端面相比更向導熱板一側突出。
[0011]權利要求7中記載的蓄電組件的特征在于包括如權利要求1或2所述的蓄電部件；與蓄電部件熱連接的導熱板；和配置在導熱板上的、被蓄電部件和導熱板夾著的導熱片，寬面抵接部的導熱板側端面與導熱片相對地配置。
[0012]發明效果
[0013]根據本發明，能夠減少導熱片作用于元件疊層體的壓縮反作用力。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的第一實施方式的蓄電組件的外觀立體圖。
[0015]圖2是表示蓄電組件的結構的分解立體圖。
[0016]圖3是表示元件疊層體的結構的分解立體圖。
[0017]圖4是表示單電池的立體圖。
[0018]圖5是表示中間保持件的立體圖。
[0019]圖6是表示端部保持件的立體圖。
[0020]圖7是從下方觀察蓄電部件和導熱片的圖。
[0021]圖8(a)是表示將蓄電部件與冷卻結構體熱連接前的狀態的圖，(b)是表示將蓄電部件與冷卻結構體熱連接后的狀態的圖。
[0022]圖9是表示本發明的第二實施方式的蓄電組件的元件疊層體的結構的分解立體圖。
[0023]圖10是表示構成元件疊層體的中間保持件的立體圖。
[0024]圖11是表示端部保持件的立體圖。
[0025]圖12是表示從下方觀察蓄電部件和導熱片的圖。
[0026]圖13(a)是表示將蓄電部件與冷卻結構體熱連接前的狀態的圖，(b)是表示將蓄電部件與冷卻結構體熱連接后的狀態的圖。
[0027]圖14是表示本發明的第三實施方式的蓄電組件的結構的分解立體圖。
[0028]圖15是從下方觀察蓄電部件和導熱片的圖。
[0029]圖16是表示元件疊層體的結構的分解立體圖。
[0030]圖17是表示中間保持件的立體圖。
[0031]圖18是表示元件疊層體的后側端部保持件的立體圖。
[0032]圖19是表示元件疊層體的前側端部保持件的立體圖。
[0033]圖20是表示第一實施方式的變形例的蓄電組件的元件疊層體的結構的立體圖。
[0034]圖21是從前方觀察圖20的中間保持件和單電池的圖。
[0035]圖22是表示第二實施方式的變形例的蓄電組件的元件疊層體的結構的立體圖。
[0036]圖23是表示第三實施方式的變形例的蓄電組件的元件疊層體的結構的立體圖。
[0037]圖24是端板被L字金屬件固定在導熱板上的蓄電組件的外觀立體圖。
[0038]圖25是說明對每個單電池配置導熱片的例子的圖。
【具體實施方式】
[0039]以下，參考附圖，對于本發明，說明應用于混合動力型的電動車和純電動車中搭載的蓄電裝置中安裝的、具備多個方形鋰離子二次電池(以下記作單電池)作為蓄電元件的蓄電組件的實施方式。其中，為了便于說明，如圖所示地定義蓄電組件的上下和前后左右方向。箭頭圖示的上下方向、左右方向和前后方向相互正交。
[0040]—第一實施方式一
[0041]圖1是本發明的第一實施方式的蓄電組件10的外觀立體圖，圖2是表示蓄電組件10的結構的分解立體圖。蓄電組件10由冷卻結構體190和蓄電部件100構成。蓄電部件100具備使多個單電池101疊層配置而成的元件疊層體11、使元件疊層體11 一體化的一體化機構和作為將元件疊層體11向冷卻結構體190按壓的按壓裝置的導管裝置110。
[0042]圖3是表示元件疊層體11的結構的分解立體圖，示出了元件疊層體11的一部分。如圖3所示，元件疊層體11具備多個單電池101和多個電池保持件160、170。各單電池101是扁平的長方體形狀，具有一對寬側板109w。構成元件疊層體11的多個單電池101以相鄰的單電池101的相互的寬側板109W相對的方式疊層配置。如圖1所示，鄰接的單電池101以在電池蓋108上設置的正極端子104和負極端子105的位置反轉的方式方向反轉地配置。
[0043]雖然未圖示，但相鄰的各單電池101的正極端子104與負極端子105通過作為金屬制的平板狀導電部件的匯流條電連接。即，構成本實施方式的蓄電部件100的多個單電池101電串聯連接。
[0044]雖然未圖示，但配置在前端的單電池101的正極端子104和配置在后端的單電池101的負極端子105通過導電部件與其他蓄電組件電串聯或并聯連接，或者通過導電部件與導出電力用的配線連接。
[0045]說明構成元件疊層體11的單電池101。多個單電池101都是相同的結構。圖4是表示單電池101的立體圖。如圖4所示，單電池101具備由電池桶109和電池蓋108構成的方形的電池容器。電池桶109和電池蓋108的材質例如是鋁或鋁合金。電池桶109是一端具有開口部109a的矩形箱狀。電池蓋108是矩形平板狀，以閉塞電池桶109的開口部109a的方式激光焊接。S卩，電池蓋108將電池桶109密封。
[0046]由電池蓋108和電池桶109構成的方形的電池容器是中空的長方體形狀。電池容器中，具有構成電池容器的側面中面積最大的面(寬面)的一對寬側板109w相互相對，具有構成電池容器的側面中面積最小的面的一對窄側板109η相互相對，電池蓋108與電池桶109的底板109b相對。
[0047]在電池蓋108上設置有正極端子104和負極端子105。在電池容器的內部，以被絕緣外殼(未圖示)覆蓋的狀態收納了充放電元件(未圖示)。未圖示的充放電元件的正極電極與正極端子104連接，充放電元件的負極電極與負極端子105連接。因此，經由正極端子104和負極端子105對外部設備供電，或者，經由正極端子104和負極端子105對充放電元件供給外部發電電力而充電。
[0048]在電池蓋108上，貫穿設置了用于向電池容器內注入電解液的注液孔。注液孔在注入電解液后被注液塞108a密封。關于電解液，例如能夠使用在碳酸乙烯酯等碳酸酯類的有機溶劑中溶解了六氟磷酸鋰(LiPF6)等鋰鹽而得到的非水電解液。
[0049]在電池蓋108上設置有排氣閥108b。排氣閥108b通過壓制加工使電池蓋108部分變薄而形成。排氣閥108b在單電池101因過充電等異常而發熱產生氣體，電池容器內的壓強上升達到規定壓強時開裂，從內部排出氣體而使電池容器內的壓強降低。
[0050]如圖1?圖3所示，多個單電池101隔著電池保持件160、170在前后方向上疊層配置構成元件疊層體11。電池保持件160、170的材質是具有絕緣性和耐熱性的樹脂，例如是聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚碳酸酯(PC)等工程塑料或橡膠等。
[0051]電池保持件160、170具有在相鄰的單電池101之間配置的中間保持件160，和在配置于前端的單電池101與端板120之間、以及配置于后端的單電池101與端板120之間配置的端部保持件170。其中，端板120的材質是鋁或鋁合金等金屬。因為各單電池101之間隔著中間保持件160，所以確保了相鄰的單電池101之間的絕緣性。因為端板120與單電池101之間隔著端部保持件170，所以確保了端板120與單電池101的絕緣性。
[0052]圖5是表示中間保持件160的立體圖。中間保持件160具備寬面抵接部161和設置在寬面抵接部161的左右方向兩端的一對連結部163。
[0053]寬面抵接部161是矩形平板狀，如圖3所示地配置在相鄰的單電池101之間。如圖3和圖5所示，寬面抵接部161的前表面與中間保持件160的前方的單電池101的后側的寬側板109w抵接。寬面抵接部161的后表面與中間保持件160的后方的單電池101的前側的寬側板109w抵接。
[0054]如圖5所示，連結部163是以上下方向作為長邊方向的大致長方體形狀。右側的連結部163在前表面設置有在上下方向上延伸的嵌合凸部163a，在后表面設置有在上下方向上延伸的嵌合凹部163b。左側的連結部163在前表面設置有在上下方向上延伸的嵌合凹部163b，在后表面設置有在上下方向上延伸的嵌合凸部163a。
[0055]嵌合凸部163a與鄰接的中間保持件160的嵌合凹部163b或鄰接的后述的端部保持件170的嵌合凹部173b嵌合。嵌合凹部163b與鄰接的中間保持件160的嵌合凸部163a或鄰接的后述的端部保持件170的嵌合凸部173a嵌合。
[0056]—對連結部163中相互相對的內側面163s分別被寬面抵接部161在前后方向上分為2部分。前側的內側面163s與中間保持件160的前方的單電池101的窄側板109η抵接。后側的內側面163s與中間保持件160的后方的單電池101的窄側板109η抵接。
[0057]在一對連結部163的外側面，設置有向左右外方突出的凸部167a。凸部167a與后述的側框架140的開口部143嵌合。凸部167a設置在上下方向中央部，在凸部167a的上下方向兩側，分別設置有與后述的側框架140的側板141抵接的抵接面部167b。
[0058]在寬面抵接部161的下部，形成有矩形形狀的切口部161c。換言之，連結部163的下端部比寬面抵接部161更向下方突出。本實施方式中，連結部163的下端面位于寬面抵接部161的下端面的下方距離hi的位置。此外，如圖3