蓄电系统的制作方法

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蓄电系统的制作方法

本发明涉及一种具有向多个蓄电元件施加约束力的结构的蓄电系统。



背景技术:

在日本专利申请公报No.2013-178894(JP 2013-178894 A)中记载的电源装置中,多个方形电池单元沿预定方向层叠并且在彼此相邻的两个方形电池单元之间配置有间隔件。在该电源装置在所述预定方向上的两端处配置有一对端板。沿所述预定方向延伸的连结杆与该对端板联接。当组装该电源装置时,一对端板之间的间隔是固定的,并且预定约束力经由间隔件施加至方形电池单元。在JP 2013-178894 A中,间隔件的挤压部挤压方形电池的外壳中的宽面的中央并抑制方形电池单元的膨胀。



技术实现要素:

在JP 2013-178894 A中,发电元件收纳在方形电池单元的外壳中。发电元件根据充放电而膨胀和收缩。当发电元件的温度改变时,发电元件有时也膨胀和收缩。发电元件的这种膨胀和收缩是由于发电元件中包含的活性物质层的体积变化而引起的。在JP 2013-178894 A中,间隔件与外壳接触的区域(外壳的宽面的区域)根据发电元件的膨胀和收缩而变形。间隔件容易遭受由于发电元件的膨胀和收缩而引起的作用。

在JP 2013-178894 A中记载的电源装置中,一对端板之间的间隔如上所述是固定的。因此,当发电元件收缩时,从间隔件施加至方形电池单元的约束力减小。当施加至方形电池单元的约束力减小时,方形电池单元在外力施加至电源装置时容易移位。方形电池单元无法被固定在预定位置。本发明提供了一种蓄电系统,其在发电元件收缩时即使当施加至蓄电元件的约束力减小时也可抑制蓄电元件移位。

根据本发明的一方面的蓄电系统包括多个蓄电元件、分隔部件、一对端板和多个联接部件。所述多个蓄电元件沿预定方向并排配置。每个所述蓄电元件都包括发电元件和外壳。所述发电元件构造成进行充放电。所述发电元件包括其中在集电体上设置有正极活性物质层的正极板和其中在集电体上设置有负极活性物质层的负极板。所述外壳收纳所述发电元件。所述外壳包括正交于所述预定方向的平坦面。所述平坦面包括在所述预定方向上与所述发电元件的所述正极活性物质层和所述负极活性物质层对向的第一区域和除所述第一区域以外的第二区域。

所述分隔部件配置于在所述预定方向上彼此相邻的两个蓄电元件之间。所述一对端板在沿所述预定方向将所述多个蓄电元件夹在中间的位置配置成使得所述一对端板沿所述预定方向向所述多个蓄电元件施加约束力。在所述在所述预定方向上彼此相邻的两个蓄电元件中的至少一个蓄电元件的所述平坦面上,作用在所述第二区域上的所述约束力大于作用在所述第一区域上的所述约束力。

根据该方面,由于第一区域与正极活性物质层和负极活性物质层对向,所以第一区域容易由于受正极活性物质层和负极活性物质层的体积变化(发电元件的膨胀和收缩)影响而变形。不论发电元件如何膨胀和收缩,作用在第二区域上的约束力都大于作用在第一区域上的约束力。所以,即使第一区域由于发电元件的膨胀和收缩而变形,也可以抑制对作用在第一区域上的约束力的影响。可以继续在第二区域中向蓄电元件施加预定(固定)的约束力。所以,例如,当发电元件收缩时,可以抑制施加至蓄电元件的约束力减小并且蓄电元件移位的情况。在根据该方面的蓄电系统中,所述约束力可从所述分隔部件作用在所述平坦面上。在该蓄电系统中,所述约束力可从所述一对端板作用在所述平坦面上。不论约束力是从分隔部件作用在平坦面上还是从一对端板作用在平坦面上,都可以抑制对作用在第一区域上的约束力的影响。可以继续在第二区域中向蓄电元件施加预定(固定)的约束力。

在根据该方面的蓄电系统中,在所述在所述预定方向上彼此相邻的两个蓄电元件中的至少一个蓄电元件的所述平坦面上,所述分隔部件可被设定为在所述第二区域内接触而不设定为与所述第一区域接触。如果不论发电元件如何膨胀和收缩分隔部件都不被设定为与第一区域接触,则即使发生发电元件的膨胀和收缩,也可以防止约束力作用在第一区域上。所以,可以在利用第二区域继续从分隔部件向蓄电元件施加预定(固定)的约束力的同时允许第一区域与发电元件的膨胀和收缩对应地发生变形。

在根据该方面的蓄电系统中,所述多个联接部件可包括在正交于所述预定方向的平面内配置在将所述蓄电元件夹在中间的位置处的一对所述联接部件。所述第二区域的一部分可在正交于所述预定方向的平面内从所述一对联接部件中的一个联接部件延伸到另一个联接部件。所述分隔部件的与所述第二区域接触的区域可在正交于所述预定方向的平面内在将所述一对联接部件连接的直线上延伸。

通过将一对联接部件与一对端板联接而产生的约束力主要作用在包含一对联接部件的平面中。将一对联接部件连接的直线位于该平面内。根据该方面,通过使分隔部件的与第二区域接触的区域在将一对联接部件连接的直线上延伸,容易使约束力从分隔部件作用在第二区域上。所以,即使联接部件和端板的联接未产生过大的约束力,也可以从分隔部件向第二区域施加预定的约束力。

在根据该方面的蓄电系统中,所述分隔部件可由本体部、凸缘和突起部构成。所述本体部可在所述预定方向上与所述外壳的所述平坦面对向。所述凸缘可使所述蓄电元件在正交于所述预定方向的平面内定位。所述突起部可从所述本体部沿所述预定方向突出并且可在所述突起部的末端处与所述第二区域接触。根据该方面,如果利用凸缘使蓄电元件定位,则突起部能被设定为与第二区域接触而不移位。

在根据该方面的蓄电系统中,可以将所述端板设定成在所述第二区域内接触而不将所述端板设定为与所述第一区域接触。如果不论发电元件如何膨胀和收缩端板都不被设定为与第一区域接触,则即使发生发电元件的膨胀和收缩,也可以防止约束力作用在第一区域上。所以,可以在利用第二区域继续从端板向蓄电元件施加预定(固定)的约束力的同时允许第一区域与发电元件的膨胀和收缩对应地发生变形。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义,在附图中相似的附图标记表示相似的要素,并且其中:

图1是电池组的外观图;

图2是示出单电池的内部结构的图;

图3是发电元件的展开图;

图4是发电元件的外观图;

图5是用于说明单电池中与分隔部件接触的区域的图;

图6A是分隔部件的正视图;

图6B是图6A的VIB-VIB剖视图;

图7是分隔部件的正视图;

图8是分隔部件的正视图;

图9是分隔部件的正视图;

图10是分隔部件的正视图;

图11是分隔部件的正视图;

图12是分隔部件的正视图;

图13是分隔部件的外观图;

图14是分隔部件的剖视图;

图15是示出单电池和联接部件之间的位置关系的图;

图16是示出单电池和联接部件之间的位置关系的图;

图17是端板的外观图;以及

图18是示出利用一对端板约束单电池的结构的图。

具体实施方式

以下说明本发明的实施例。

参照图1说明本实施例的电池组(与本发明的蓄电系统相当)的结构。在图1中,X轴、Y轴和Z轴是互相正交的轴线。在本实施例中,与竖直方向相当的轴线是Z轴。X轴、Y轴和Z轴之间的关系在其它附图中相同。

电池组1包括多个单电池(与本发明的蓄电元件相当)10。多个单电池10沿X方向(与本发明的预定方向相当)配置。在单电池10的上表面上设置有正极端子11和负极端子12。例如,多个单电池10能经由正极端子11和负极端子12串联连接。

具体地,关于在X方向上彼此相邻的两个单电池10,通过将汇流条(图中未示出)与一个单电池10的正极端子11和另一个单电池10的负极端子12连接,多个单电池10能串联连接。作为单电池10,能使用二次电池,例如镍氢电池或锂离子电池。代替二次电池,能使用电气双层电容器。

在于X方向上彼此相邻的两个单电池10之间配置有分隔部件20。分隔部件20可由诸如树脂的绝缘材料形成。如下所述,分隔部件20的一部分与单电池10接触。在单电池10与分隔部件20不接触的区域中,在单电池10和分隔部件20之间形成有间隙。

电池组1在X方向上的两端处配置有一对端板31。亦即,在X方向上,一对端板31将构成电池组1的全部单电池10夹在中间。一对端板31用于向多个单电池10施加约束力。通过使一对端板31沿该对端板31彼此靠拢的方向(X方向)移位,约束力能施加至被一对端板31夹在中间的多个单电池10。

约束力是用于将各单电池10保持在X方向上的力。电池组1包括由两个分隔部件20夹在中间的单电池10以及由分隔部件20和端板31夹在中间的单电池10。由两个分隔部件20夹在中间的单电池10承受来自分隔部件20的约束力。由分隔部件20和端板31夹在中间的单电池10承受来自分隔部件20和端板31各者的约束力。

沿X方向延伸的联接部件32的两端分别与一对端板31联接。端板31和联接部件32能利用诸如螺栓或铆钉的紧固部件联接或者能通过焊接等联接。如图1所示,两个联接部件32配置在电池组1的上表面和下表面各者上。配置在电池组1的上表面上的两个联接部件32配置在联接部件32不干扰正极端子11和负极端子12的位置。

通过将联接部件32与一对端板31联接,一对端板31能沿一对端板31彼此靠拢的方向(X方向)移位。所以,如上所述,约束力能施加至多个单电池10。由于约束力仅须能施加至多个单电池10,所以能考虑这一点适当设定配置联接部件32的位置和联接部件32的数量。

参照图2说明单电池10的结构。

单电池10包括电池外壳(与本发明的外壳相当)和收纳在电池外壳13中的发电元件14。电池外壳13呈沿平行六面体延伸的形状形成并且包括外壳本体13a和盖13b。外壳本体13a包括用于将发电元件14结合到外壳本体13a中的开口。该开口由盖13b闭塞。

通过将盖13b固定在外壳本体13a上,电池外壳13的内侧变成密闭状态。盖13b构成电池外壳13(单电池10)的上表面。正极端子11和负极端子12固定在盖13b上并贯穿盖13b。

发电元件14是进行充放电的元件。正极突片15a和负极突片15b与发电元件14连接。正极突片15a还与正极端子11连接。负极突片15b还与负极端子12连接。所以,通过将正极端子11和负极端子12与负载连接,能对发电元件14进行充放电。发电元件14经由正极突片15a、负极突片15b、正极端子11和负极端子12固定在盖13b上。因此,发电元件14位于电池外壳13的内侧。

参照图3和4说明发电元件14的结构。图3是发电元件14的一部分的展开图。图4是发电元件14的外观图。

发电元件14包括正极板141、负极板141和隔板143。正极板141包括集电体141a和设置在集电体141a的表面(两面)上的正极活性物质层141b。正极活性物质层141b包含正极活性物质、导电剂和粘接剂。正极活性物质层141b设置在集电体141a的一部分区域中。集电体141a的其它区域露出。露出区域位于集电体141a在Y方向上的一端处。

负极板142包括集电体142a和设置在集电体142a的表面(两面)上的负极活性物质层142b。负极活性物质层142b包含负极活性物质、导电剂和粘接剂。负极活性物质层142b设置在集电体142a的一部分区域中。集电体142a的其它区域露出。露出区域位于集电体142a在Y方向上的另一端处。正极活性物质层141b、负极活性物质层142b和隔板143被电解液浸渍。

正极板141、负极板142和隔板143以图3所示的次序层叠。正极板141、负极板142和隔板143的层叠体沿图4中以箭头R表示的方向卷绕,藉此构成发电元件14。在图4中,在发电元件14在Y方向上的一端处仅正极板141的集电体141a被卷绕。如参考图2所说明的,正极突片15a与集电体141a连接。在发电元件14在Y方向上的另一端处仅负极板142的集电体142a被卷绕。如参考图2所说明的,负极突片15b与集电体142a连接。

图4所示的区域A是正极活性物质层141b和负极活性物质层142b中的至少一者位于其中的区域并且是参与发电元件14的膨胀和收缩的区域。发电元件14的膨胀和收缩主要取决于正极活性物质层141b和负极活性物质层142b的体积变化。因此,能将正极活性物质层141b和负极活性物质层142b所配置的区域(区域A)视为参与发电元件14的膨胀和收缩的区域。

发电元件14根据发电元件14的充放电而膨胀和收缩。具体地,当发电元件14充放电时,反应参与物质在正极活性物质层141b和负极活性物质层142b之间移动,藉此正极活性物质层141b和负极活性物质层142b中发生体积变化。反应参与物质是参与发电元件14的充放电的物质。例如,当使用锂离子二次电池作为单电池10时,反应参与物质是锂离子。

另一方面,正极活性物质层141b和负极活性物质层142b的体积变化还取决于发电元件14的温度。因此,发电元件14根据发电元件14的温度变化而膨胀和收缩。

根据发电元件14的结构,整个正极活性物质层141b有时经由隔板143与整个负极活性物质层142b对向。

另一方面,根据发电元件14的结构,正极活性物质层141b在Y方向上的长度与负极活性物质层142b在Y方向上的长度有时彼此不同。正极活性物质层141b(或负极活性物质层142b)有时相对于负极活性物质层142b(或正极活性物质层141b)沿Y方向移位。

这种情况下,正极活性物质层141b有时包括与负极活性物质层142b对向的区域(称为对向区域)和不与负极活性物质层142b对向的区域(称为非对向区域)。或者,负极活性物质层142b有时包括与正极活性物质层141b对向的区域(称为对向区域)和不与正极活性物质层141b对向的区域(称为非对向区域)。区域A不仅包含对向区域,而且包含非对向区域。

注意,在本实施例中,发电元件14是通过卷绕通过层叠正极板141、负极板142和隔板143获得的层叠体而构成的。然而,发电元件14不限于此。具体地,发电元件14也能通过仅层叠正极板141、负极板142和隔板143而构成。在本实施例中,使用了电解液。然而,能使用固体电解质代替电解液。这种情况下,仅须配置固体电解质代替隔板143。

接下来说明单电池10与分隔部件20彼此接触的区域。

图5示出电池外壳13的侧面SF上分隔部件20能被设定为与其接触的区域。电池外壳13的侧面SF是外壳本体13a的一部分并且是位于正交于X方向的平面(Y-Z平面)内的平坦面。电池外壳13在X方向上的两端面是侧面SF。发电元件14配置在一对侧面SF之间。

侧面SF包括非接触区域(与本发明的第一区域相当)B1和接触区域(与本发明的第二区域相当)B2。非接触区域B1是在X方向上与发电元件14的区域A对向的区域。即,当区域A沿X方向投影在侧面SF上时形成的区域是非接触区域B1。

另一方面,接触区域B2是侧面SF中除非接触区域B1以外的区域。分隔部件20与接触区域B2的至少一部分接触。如上所述,发电元件14位于电池外壳13的内部。因此,能指定非接触区域B1和接触区域B2。

分隔部件20仅须与接触区域B2的至少一部分接触。能适当设定分隔部件20被设定为与其接触的位置。在图1所示的电池组1中,沿X方向作用的约束力必须施加至单电池10。当分隔部件20被设定为与电池外壳13接触时,如果电池外壳13的侧面SF位于Y-Z平面内,则容易在单电池10上产生沿X方向的约束力。

接下来参照图6A和6B说明分隔部件20的结构。图6A是从X方向(图6B中的箭头X1的方向)看去的分隔部件20的图。图6B是图6A的VIB-VIB剖视图。

分隔部件20包括本体部21和突起部22。本体部21配置在Y-Z平面中并且在X方向上与电池外壳13的侧面SF对向。突起部22设置在本体部21的两个侧面21a和21b上并从侧面21a和21b沿X方向突出。侧面21a和21b是本体部21在X方向上的两端面。

突起部22的末端与侧面SF的接触区域B2接触。所以,本体部21的侧面21a和21b与电池外壳13的侧面SF分开。即,在侧面21a和21b与侧面SF之间形成有间隙。

如图6A所示,突起部22在Y-Z平面内包括沿Y方向延伸的两个区域P11和P12以及沿Z方向延伸的两个区域P13和P14。突起部22的区域P11在接触区域B2中与位于非接触区域B1上方的区域(接触区域B2的一部分)接触。突起部22的区域P12在接触区域B2中与位于非接触区域B1下方的区域(接触区域B2的一部分)接触。

突起部22的区域P13和P14在沿Y方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。区域P11在Y方向上的两端与两个区域P13和P14连结。区域P12在Y方向上的两端与两个区域P13和P14连结。因此,突起部22在包围非接触区域B1的位置与接触区域B2接触。

在区域P11至P14中,突起部22的高度(在X方向上的长度)相等。因此,当突起部22的末端与电池外壳13的侧面SF(接触区域B2)接触时,单电池10的侧面SF配置成与Y-Z平面平行。通过将单电池10的侧面SF定位成与Y-Z平面平行,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

在本实施例中,发电元件14的区域A根据发电元件14的充放电和发电元件14的温度变化而膨胀和收缩。侧面SF的非接触区域B1根据区域A的膨胀和收缩而变形。在本实施例中,能利用形成在分隔部件20的本体部21和侧面SF之间的间隙来允许非接触区域B1的变形。例如,当非接触区域B1根据发电元件14的膨胀而在朝向本体部21的方向上变形时,非接触区域B1能在该间隙中变形。当发电元件14在膨胀之后收缩时,非接触区域B1仅在该间隙中变形。

分隔部件20的突起部22与不同于非接触区域B1的接触区域B2接触。因此,发电元件14的膨胀和收缩所涉及的非接触区域B1的变形不易于作用在分隔部件20与单电池10的接触部分上。即,即使发生发电元件14的膨胀和收缩,由于接触区域B2不易变形,所以作用在接触区域B2上的约束力也能继续维持固定。

联接部件32与一对端板31联接,藉此一对端板31之间的间隔是固定的。当分隔部件20仅与非接触区域B1接触时,从分隔部件20施加至单电池10(非接触区域B1)的约束力在发电元件14收缩时下降。另一方面,不论分隔部件20是否与接触区域B2接触,当分隔部件20与非接触区域B1接触时,在发电元件14膨胀时产生用于扩大一对端板31之间的间隔的力。这种情况下,过大的载荷有时施加至端板31。

在本实施例中,如上所述,施加至单电池10的约束力能维持固定。因此,可以抑制上述缺陷的发生。注意,假设过大的载荷施加至端板31,也可设想提高端板31的强度。然而,根据本实施例,也不必提高端板31的强度。

在本实施例中,当发电元件14膨胀时,非接触区域B1在形成在分隔部件20的本体部21和侧面SF之间的间隙中变形。即,即使非接触区域B1根据发电元件14的膨胀而变形,也可防止非接触区域B1与本体部21接触。这种情况下,约束力不会作用在非接触区域B1上。作用在非接触区域B1上的约束力比作用在约束区域B2上的约束力小。换言之,作用在接触区域B2上的约束力比作用在非接触区域B1上的约束力大。

根据突起部22的高度(在X方向上的长度)和发电元件14的膨胀(即,在X方向上的膨胀量),非接触区域B1有时与本体部21接触。这种情况下,约束力从本体部21作用在非接触区域B1上。然而,作用在非接触区域B1上的约束力比作用在接触区域B2上的约束力小。换言之,作用在接触区域B2上的约束力比作用在非接触区域B1上的约束力大。这种情况下,同样,当发电元件14膨胀时,可以抑制过大的载荷施加至端板31。

在图6A所示的分隔部件20中,突起部22与接触区域B2的一部分接触。然而,突起部22能被设定为与整个接触区域B2接触。当突起部22被设定为与接触区域B2的一部分接触时,突起部22被设定为与接触区域B2接触的位置理想而言与非接触区域B1分离。非接触区域B1和接触区域B2之间的边界部分也有可能根据非接触区域B1的变形而变形。因此,在Y-Z平面内,通过使突起部22与接触区域B2的接触位置移离非接触区域B1,接触区域B2能在接触位置不易于受到非接触区域B1变形的影响。

在图6B中,突起部22设置在本体部21的两个侧面21a和21b上。然而,突起部22也能设置在侧面21a和21b中的仅一者上。其上未设置突起部22的侧面与电池外壳13的侧面SF接触。这种情况下,在一个单电池10中,突起部22与一个侧面SF接触且本体部21与另一个侧面SF接触。在配置有突起部22的一侧,如上所述,在侧面SF和本体部21之间形成有间隙。通过利用该间隙,能允许发电元件14的膨胀和收缩。分隔部件20能不易于受到发电元件14膨胀和收缩的影响。

分隔部件20的结构不限于图6A和6B所示的结构。以下说明分隔部件20中的若干结构(例子)。在以下说明中,具有与参照图6A和6B说明的分隔部件20的构件的功能相同的功能的构件以相同的参考标号和标记表示。在下述结构中,可以获得与图6A和6B所示的结构的效果相同的效果。以下说明的图7至12是与图6A对应的图。

在图7所示的分隔部件20中,突起部22在Y-Z平面内包括沿Y方向延伸的区域P21以及沿Z方向延伸的两个区域P22和P23。区域P21在Y方向上的两端分别与区域P22和P23连结。区域P21与接触区域B2中位于非接触区域B1下方的区域接触。区域P22和P23在沿Y方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。

在区域P21至P23中,突起部22的高度(在X方向上的长度)相等。所以,突起部22(区域P21至P23)与接触区域B2接触,藉此单电池10的侧面SF能定位成与Y-Z平面平行。所以,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

在图8所示的分隔部件20中,突起部22在Y-Z平面内包括沿Y方向延伸的区域P31以及沿Z方向延伸的两个区域P32和P33。区域P31在Y方向上的两端分别与区域P32和P33连结。区域P31与接触区域B2中位于非接触区域B1上方的区域接触。区域P32和P33在沿Y方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。

在区域P31至P33中,突起部22的高度(在X方向上的长度)相等。所以,突起部22(区域P31至P33)与接触区域B2接触,藉此单电池10的侧面SF能定位成与Y-Z平面平行。所以,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

图9所示的分隔部件20在Y-Z平面内包括沿Z方向延伸的两个突起部22(22A和22B)。在图6A至8所示的分隔部件20中,使用一个突起部22。然而,在图9所示的分隔部件20中,使用两个突起部22A和22B。两个突起部22A和22B在沿Y方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。

两个突起部22A和22B的高度(在X方向上的长度)彼此相等。所以,两个突起部22A和22B与接触区域B2接触,藉此单电池10的侧面SF能定位成与Y-Z平面平行。所以,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

当使用图9所示的分隔部件20时,用于调节单电池10的温度的热交换介质(诸如空气的气体,或液体)能被给送至形成在本体部21和单电池10之间的间隙。具体地,热交换介质能沿Z方向给送。所以,能通过使热交换介质与单电池10的侧面SF接触来调节单电池10的温度。为了抑制单电池10的温度下降,仅须使用具有比单电池10的温度高的温度的热交换介质。另一方面,为了抑制单电池10的温度上升,仅须使用具有比单电池10的温度低的温度的热交换介质。

注意,当使用图6A至8所示的分隔部件20时,能使用于调节单电池10的温度的热交换介质与电池外壳13中除侧面SF以外的面接触。作为除侧面SF以外的面,有在Z方向上将发电元件14夹在中间的面和在Y方向上将发电元件14夹在中间的面。能使用于温度调节的热交换介质与这些面的至少一部分接触。注意,即使在使用图9所示的分隔部件20时,也能使用于温度调节的热交换介质与除侧面SF以外的面接触。

图10所示的分隔部件20在Y-Z平面内包括沿Y方向延伸的两个突起部22(22C和22D)。两个突起部22C和22D在沿Z方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。两个突起部22C和22D的高度(在X方向上的长度)彼此相等。因此,两个突起部22C和22D与接触区域B2接触,藉此单电池10的侧面SF能定位成与Y-Z平面平行。所以,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

当使用图10所示的分隔部件20时,用于调节单电池10的温度的热交换介质能被给送至形成在本体部21和单电池10之间的间隙。具体地,热交换介质能沿Y方向给送。所以,能通过使热交换介质与单电池10的侧面SF接触来调节单电池10的温度。注意,即使在使用图10所示的分隔部件20时,也能使用于温度调节的热交换介质与除侧面SF以外的面接触。

图11所示的分隔部件20包括四个突起部22(22E、22F、22G和22H)。突起部22E至22H在Y-Z平面内包括沿Y方向延伸的区域和沿Z方向延伸的区域。突起部22E至22H在与非接触区域B1的四个角部对应的位置与接触区域B2接触。四个突起部22E至22H的高度(在X方向上的长度)互相相等。因此,通过设定与接触区域B2接触的四个突起部22E至22H,单电池10的侧面SF能定位成平行于Y-Z平面。所以,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

当使用图11所示的分隔部件20时,用于调节单电池10的温度的热交换介质能被给送至形成在本体部21和单电池10之间的间隙。具体地,热交换介质能沿Z方向和Y方向给送。所以,能通过使热交换介质与单电池10的侧面SF接触来调节单电池10的温度。注意,即使在使用图11所示的分隔部件20时,也能使用于温度调节的热交换介质与除侧面SF以外的面接触。

图12所示的分隔部件20包括四个突起部22(22I、22J、22k和22J)。两个突起部22I和22J在Y-Z平面内沿Z方向延伸。两个突起部22K和22L在Y-Z平面内沿Y方向延伸。两个突起部22I和22J在沿Y方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。两个突起部22K和22L在沿Z方向将非接触区域B1夹在中间的位置与接触区域B2接触。四个突起部22I至22L的高度(在X方向上的长度)互相相等。因此,通过设定与接触区域B2接触的四个突起部22I至22L,单电池10的侧面SF能定位成平行于Y-Z平面。所以,沿X方向的约束力能施加至单电池10。

当使用图12所示的分隔部件20时,用于调节单电池10的温度的热交换介质能被给送至形成在本体部21和单电池10之间的间隙。在Y-Z平面内,在各突起部22I至22L之间形成有间隙。具体地,在突起部22I和22K之间、突起部22I和22L之间、突起部22L和22J之间以及突起部22K和22J之间形成有间隙。热交换介质可供给至形成在本体部21和单电池10之间的间隙并且能利用各间隙从形成在本体部21和单电池10之间的间隙排出。所以,能通过使热交换介质与单电池10的侧面SF接触来调节单电池10的温度。注意,即使在使用图12所示的分隔部件20时,也能使用于温度调节的热交换介质与除侧面SF以外的面接触。

在图7至12所示的分隔部件20中,突起部22能以与图6B所示相同的方式设置在两个侧面21a和21b上或可设置在侧面21a和21b中的仅一者上。在图7至12所示的结构中,如上所述,突起部22被设定为与接触区域B2接触的位置理想而言与非接触区域B1是分开的。

另一方面,如图13所示,在分隔部件20的外缘处能设置有凸缘23a和23b。在图13中,未示出突起部22。参照各图6A至12说明的突起部22能设置在图13所示的分隔部件20中。

凸缘23a和23b从本体部21沿X方向突出。在Y-Z平面内,凸缘23a沿Y方向延伸且凸缘23b沿Z方向延伸。两个凸缘23b分别与凸缘23a在Y方向上的两端连结。注意,凸缘23a和23b不是必须连结。

通过将单电池10的底面放置在凸缘23a的上表面上,能使单电池10在Z方向上定位。单电池10的底面是相对于单电池10的设置有正极端子11和负极端子12的上表面而言在Z方向上位于相对侧的面。通过将单电池10配置在两个凸缘23b之间,能使单电池10在Y方向上定位。

所以,单电池10能相对于分隔部件20在Y-Z平面内定位。如果单电池10能相对于分隔部件20定位,则图6A至12所示的突起部22能被设定成与接触区域B2接触而不从期望位置移位。

注意,在图13所示的分隔部件20中,单电池10利用两个凸缘23B在Y方向上定位。然而,单电池10的定位并不限于此。即,单电池10能利用两个凸缘23b中的仅一个凸缘在Y方向上定位。单电池10能通过将单电池10设定成与一个凸缘23b接触而在Y方向上定位。

在上述实施例中,分隔部件20包括本体部21和突起部22。然而,分隔部件20并不限于此。具体地,能省略本体部21。即,分隔部件20能仅由图6A至12所示的突起部22构成。分隔部件20(突起部22)仅须固定在电池外壳13的接触区域B2中。作为用于固定分隔部件20(突起部22)的手段,例如,能使用粘接剂。

这种情况下,分隔部件20(突起部22)在X方向上的两端面能分别与在X方向上彼此相邻的两个电池外壳13的接触区域B2接触。所以,在于X方向上彼此相邻的两个电池外壳13之间形成有间隙。通过利用该间隙,与本实施例中一样,能允许发电元件14的膨胀和收缩所涉及的非接触区域B1的变形。这种情况下,约束力不会从分隔部件20(突起部22)作用在非接触区域B1上。作用在非接触区域B1上的约束力比作用在约束区域B2上的约束力小。换言之,作用在接触区域B2上的约束力比作用在非接触区域B1上的约束力大。

另一方面,在分隔部件20包括本体部21和突起部22的构型中,如图14所示,在本体部21中能设置有与突起部22不同的突起部24。图14是与图6B对应的图。注意,在图14所示的构型中,突起部24设置在本体部21的两个侧面21a和21b上。然而,突起部24仅须设置在侧面21a和21b中的至少一者上。

图14所示的突起部24在X方向上与非接触区域B1对向。突起部24的高度(在X方向上的长度)比突起部22的高度(在X方向上的长度)小。如上所述,能考虑例如在将热交换介质给送到形成在本体部21和单电池10之间的间隙时利用热交换介质对单电池10进行温度调节的便易性来设置突起部24。具体地,当热交换介质被给送到位于本体部21和单电池10之间的间隙时,能使热交换介质与突起部24碰撞并且能在热交换介质流中产生湍流。所以,能促进热交换介质和单电池10(侧面SF)之间的热交换。这容易调节单电池的温度。

由于突起部24的高度比突起部22的高度小,所以即使非接触区域B1根据发电元件14的膨胀而变形,非接触区域B1也不容易与突起部24接触。如果发电元件14在非接触区域B1不会与突起部24接触的范围内膨胀和收缩,则约束力不会作用在非接触区域B1上。所以,作用在非接触区域B1上的约束力比作用在接触区域B2上的约束力小。换言之,作用在接触区域B2上的约束力比作用在非接触区域B1上的约束力大。

另一方面,非接触区域B1根据发电元件14的膨胀而与突起部24接触,藉此约束力有时作用在非接触区域B1上。这种情况下,同样,由于突起部23和24之间的高度差,作用在非接触区域B1上的约束力比作用在接触区域B2上的约束力小。换言之,作用在接触区域B2上的约束力比作用在非接触区域B1上的约束力大。所以,当发电元件14膨胀时,可以抑制过大的载荷施加至端板31。

接下来说明配置联接部件32的位置。

在本实施例的电池组1中,联接部件32(32A和32B)配置在图15所示的位置。图15中由点划线包围的区域表示非接触区域B1。在电池外壳13的侧面SF中,除非接触区域B1以外的区域是接触区域B2。

在Y-Z平面中联接部件32A和32B的截面形状呈矩形形成。具体地,在联接部件32A和32B中,在Z方向上的长度比在Y方向上的长度大。注意,在联接部件32A和32B中,在Y方向上的长度也能被设定为比在Z方向上的长度大。Y-Z平面中联接部件32A和32B的截面形状可以是除矩形以外的形状并且例如可以是圆形。

在沿Z方向将单电池10夹在中间的位置配置有一对联接部件32A。在Y-Z平面内,接触区域B2的一部分从一个联接部件32A延伸到另一个联接部件32A。换言之,在Y-Z平面内,仅接触区域B2位于一对联接部件32A之间,而非接触区域B1不在一对联接部件32A之间。注意,在图15中,一对联接部件32A配置在X-Z平面(同一平面)内。然而,一对联接部件32A的配置不限于此。一个联接部件32A可相对于另一个联接部件32A在Y方向上移位。

在沿Z方向将单电池10夹在中间的位置配置有一对联接部件32B。在Y-Z平面内,接触区域B2的一部分从一个联接部件32B延伸到另一个联接部件32B。换言之,在Y-Z平面内,仅接触区域B2位于一对联接部件32B之间,而非接触区域B1不在一对联接部件32B之间。注意,在图15中,一对联接部件32B配置在X-Z平面(同一平面)内。然而,一对联接部件32B的配置不限于此。一个联接部件32B可相对于另一个联接部件32B在Y方向上移位。

在Y-Z平面内,图6A所示的突起部22的区域P13在图15所示的将一对联接部件32A连接的直线(沿Z方向延伸的假想线)L1上延伸。在Y-Z平面内,图6A所示的突起部22的区域P14在图15所示的将一对联接部件32B连接的直线(沿Z方向延伸的假想线)L2上延伸。

在图15中,直线L1是将联接部件32A在Y方向上的中心连接的直线。直线L2是将联接部件32B在Y方向上的中心连接的直线。图15所示的直线L1和L2是例子。由于联接部件32A具有在Y方向上的宽度,所以将一对联接部件32A连接的直线包含除直线L1以外的直线。关于直线L2同样如此。区域P13仅须在将一对联接部件32A连接的直线(包括直线L1)上延伸。区域P14仅须在将一对联接部件32B连接的直线(包括直线L2)上延伸。

通过这样定位突起部22的区域P13和P14,容易使利用端板31以及联接部件32A和32B产生的约束力作用在突起部22上。以下具体说明这一点。

通过将一对联接部件32A与一对端板31联接而产生的约束力主要作用在包含一对联接部件32A的平面(X-Z平面)内。突起部22的区域P13在直线L1上延伸。直线L1位于包含一对联接部件32A的平面(X-Z平面)内。所以,容易使通过将一对联接部件32A与一对端板31联接而产生的约束力作用在区域P13上。由于相同原因,容易使通过将一对联接部件32B与一对端板31联接而产生的约束力作用在突起部22的区域P14上。

例如,当突起部22的区域P13相对于将一对联接部件32A连接的直线L1沿Y方向移位时,难以使利用一对联接部件32A产生的约束力作用在区域P13上。作用在区域P13上的约束力减小。这种情况下,当试图使与本实施例中的约束力相当的约束力作用在区域P13上时,利用一对联接部件32A产生的约束力必须增大。根据本实施例,可以向突起部22施加预定的约束力而不过度地增大利用一对联接部件32A或一对联接部件32B产生的约束力。

从不易于受到由于发电元件14的膨胀和收缩而引起的作用影响的观点看,能适当设定配置联接部件32(32A和32B)的位置。然而,从容易使约束力作用在突起部22上的观点看,突起部22(区域P13和P14)理想而言如上所述地配置。

当联接部件32A和32B配置在图15所示的位置时,也能使用图7至9、图11和图12所示的分隔部件20。所以,与使用图6A所示的分隔部件20的情况下一样,容易使通过将联接部件32A和32B与端板31联接而产生的约束力作用在突起部22上。

在图7(或图8)所示的分隔部件20中,在Y-Z平面内,区域P22(或区域P32)在将一对联接部件32A连接的直线L1上延伸并且区域P23(或区域P33)在将一对联接部件32B连接的直线L2上延伸。在图9(或图12)所示的分隔部件20中,在Y-Z平面内,突起部22A(或突起部22I)在将一对联接部件32A连接的直线L1上延伸并且突起部22B(或突起部22J)在将一对联接部件32B连接的直线L2上延伸。

在图11所示的分隔部件20中,在Y-Z平面内,突起部22E和22F的一部分(沿Z方向延伸的区域)在将一对联接部件32A连接的直线L1上延伸。在Y-Z平面内,突起部22G和22H的一部分(沿Z方向延伸的区域)在将一对联接部件32B连接的直线L2上延伸。

另一方面,联接部件32C和32D也能如图16所示地配置。图16中由点划线包围的区域表示非接触区域B1。电池外壳13的侧面SF中除非接触区域B1以外的区域是接触区域B2。

在图16中,在沿Y方向将单电池10夹在中间的位置配置有一对联接部件32C。在Y-Z平面内,接触区域B2的一部分从一个联接部件32C延伸到另一个联接部件32C。换言之,在Y-Z平面内,仅接触区域B2位于一对联接部件32C之间,而非接触区域B1不在一对联接部件32C之间。注意,在图16中,一对联接部件32C配置在X-Y平面(同一平面)内。然而,一对联接部件32C的配置不限于此。一个联接部件32可相对于另一个联接部件32C在Z方向上移位。

在沿Y方向将单电池10夹在中间的位置配置有一对联接部件32D。在Y-Z平面内,接触区域B2的一部分从一个联接部件32D延伸到另一个联接部件32D。换言之,在Y-Z平面内,仅接触区域B2位于一对联接部件32D之间,而非接触区域B1不在一对联接部件32D之间。注意,在图16中,一对联接部件32D配置在X-Y平面(同一平面)内。然而,一对联接部件32D的配置不限于此。一个联接部件32D可相对于另一个联接部件32D在Z方向上移位。

当联接部件32(32C和32D)如图16所示地配置时,能使用图6A以及图10至12所示的分隔部件20。所以,与参照图15说明的情况下一样,容易使通过将联接部件32C和32D与端板31联接而产生的约束力作用在突起部22上。

在图6A所示的分隔部件20中,突起部22的区域P11在将一对联接部件32C连接的直线(沿Y方向延伸的假想线)L3上延伸并且突起部22的区域P12在将一对联接部件32D连接的直线(沿Y方向延伸的假想线)L4上延伸。在图16中,直线L3是将联接部件32C在Z方向上的中心连接的直线。直线L4是将联接部件32D在Z方向上的中心连接的直线。

在图10所示的分隔部件20中,在Y-Z平面内,突起部22C在将一对联接部件32C连接的直线L3上延伸并且突起部22D在将一对联接部件32D连接的直线L4上延伸。

在图11所示的分隔部件20中,在Y-Z平面内,突起部22E和22G的一部分(沿Y方向延伸的区域)在将一对联接部件32C连接的直线L3上延伸。在Y-Z平面内,突起部22F和22H的一部分(沿Y方向延伸的区域)在将一对联接部件32D连接的直线L4上延伸。在图12所示的分隔部件20中,在Y-Z平面内,突起部22K在将一对联接部件32C连接的直线L3上延伸并且突起部22L在将一对联接部件32D连接的直线L4上延伸。

图16所示的直线L3和L4是例子。由于联接部件32C具有在Z方向上的宽度,所以将一对联接部件32C连接的直线包含除直线L3以外的直线。关于直线L4同样如此。突起部22仅须在与接触区域B2接触的同时在将一对联接部件32C连接的直线(包括直线L3)上延伸。突起部22仅须在与接触区域B2接触的同时在将一对联接部件32D连接的直线(包括直线L4)上延伸。

当使用图15和16所示的联接部件32时,能使用图17所示的端板31。

如图17所示,端板31包括本体部31a、一对凸缘31b和一对腿部31c。本体部31a与单电池10的侧面SF接触。一对凸缘31b相对于本体部31a设置在单电池10侧的相反侧。联接部件32与凸缘31b的上端部和下端部联接。

当联接部件32A和32B如图15所示地配置时,一对联接部件32A与一个凸缘31b联接并且一对联接部件32B与另一个凸缘31b联接。当联接部件32C和32D如图16所示地配置时,一对联接部件32C分别与一对凸缘31b的上端部联接并且一对联接部件32D分别与一对凸缘31b的下端部联接。

如图17所示,凸缘31b与联接部件32互相重叠的部分是凸缘31b与联接部件32联接的部分。腿部31c设置在凸缘31b的下端部处。腿部31c用于固定端板31(即,电池组1)。例如,当电池组1装设在车辆上时,腿部31c能固定在车体(例如,地板面板)上。

端板31的本体部31a与单电池10的侧面SF接触。因此,在本体部31a中与侧面SF对向的面上设置有与在本实施例中说明的突起部22(图6A至12所示的结构)相同的突起部。设置在本体部31a中的突起部能被设定成与接触区域B2接触。

所以,能利用突起部在单电池10和本体部31a之间形成间隙。能利用此间隙允许发电元件14的膨胀和收缩。与本实施例中一样,从本体部31a作用在单电池10的侧面SF上的约束力能维持固定。

另一方面,如图18所示,能利用一对端板31向一个单电池10施加约束力。与本实施例中一样,联接部件32与一对端板31联接。本申请的第二发明中的蓄电系统由所述单电池10、端板31和联接部件32构成。

在图18所示的结构中,在一对端板31中的至少一个端板中设置有与在本实施例中说明的突起部22(图6A至12所示的结构)相同的突起部。具体地,该突起部能设置在端板31中在X方向上与单电池10的侧面SF对向的面上。与本实施例中一样,设置在端板31上的突起部仅须在接触区域B2内接触。所以,可以获得与本实施例中的效果相同的效果。

当突起部(与突起部22相当)设置在端板31上时,根据发电元件14的膨胀,非接触区域B1有时与端板31接触或不接触。与本实施例中一样,从端板31(与突起部22相同的突起部)作用在接触区域B2上的约束力需要被设定为比从端板31作用在非接触区域B1上的约束力大。不论发电元件14如何膨胀和收缩,都能通过防止非接触区域B1与端板31接触来防止约束力作用在非接触区域B1上。

在端板31上,也能设置与图14所示的突起部24相同的突起部。即使在这种情况下,从端板31(与突起部22相同的突起部)作用在接触区域B2上的约束力也需要被设定为比从端板31(与突起部24相同的突起部)作用在非接触区域B1上的约束力大。不论发电元件14如何膨胀和收缩,都能通过防止非接触区域B1与端板31的突起部(与突起部24相当)接触来防止约束力作用在非接触区域B1上。

在图18所示的结构中,同样,联接部件32能如参照图15和16所述的那样配置。突起部能沿图15所示的直线L1和L2配置或突起部能沿图16所示的直线L3和L4配置。

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