电池组的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电池组。该电池组是具有1个以上电池模块的电池组，其特征在于：各电池模块分别具有：多个圆筒电池；电池支架，其由导热性材料构成，保持多个圆筒电池，并且在与相邻部件之间形成有至少一部分向外部开口的间隙；电池组进一步具备：加热器，其配置于间隙，经由电池支架对多个圆筒电池进行加热；和弹性体，其将加热器按压于电池支架，并且将间隙的开口封闭而形成相对于外部封闭的第一间隙。
【专利说明】
电池组
技术领域
[0001]本发明涉及具有I个以上电池模块的电池组，该电池模块包含多个圆筒电池。
【背景技术】
[0002]多个电池串联或并联连接而成的电池组利用于电动车辆等。该电池组，若温度降低，则会导致其输出的下降和/或可充电容量的下降等问题。因此，以往就提出了在电池组上设置加热器且在低温时通过该加热器对各电池加热的方案。
[0003]例如，在专利文献I中公开了下述技术:一种电池组，其具备:多个圆筒电池;和电池支架，其独立地划分出能够分别收纳多个圆筒电池的电池收纳空间，通过配置于电池收纳空间的内面与圆筒电池的外面之间的片状的加热器对圆筒电池进行加热。
[0004]另外，在专利文献2中公开了下述技术:具有:多个方形电池;壳体，其收纳多个方形电池并且具有与方形电池分离的分离部;和加热器，其设置于分离部的外表面上，经由介于分离部与电池部之间的空气对方形电池进行加热。
[0005]进一步，在专利文献3中公开了下述技术:一种电池组，其具备:多个圆筒电池;和保持多个圆筒电池的各个的金属制的电池支架，通过固定附着于电池支架侧面的加热器对圆筒电池进行加热。
[0006]专利文献I:日本特开2012 — 243535号公报
[0007]专利文献2:日本特开2008 — 053149号公报
[0008]专利文献3:日本特许5392407号公报
[0009]但是，在如专利文献I那样设置有与各电池接触那样的发热体的情况下，零件成本大幅增加。专利文献2虽可抑制零件成本，但在设置有分离部的情况下，恐会导致壳体乃至于电池组的大型化。另外，在专利文献2中，经由空气将加热器的热量向电池传递，所以也存在加热耗费时间这一问题。
[0010]在专利文献3中，在金属制的电池支架上固定附着加热器，经由该金属制的电池支架进行加热。因此，不需要在电池支架和/或壳体设置分离部，能够防止壳体的尺寸增大。另夕卜，经由金属制的电池支架对电池进行加热，所以能够迅速地进行电池加热。
[0011 ]然而，在专利文献3中，加热器的一面与电池支架接触，但另一面向外部空间露出。因此，从加热器输出的热量的一部分在向电池支架和/或圆筒电池传递前向外部空间释放，存在加热效率降低这一问题。
【发明内容】
[0012]因此，在本发明中，其目的在于提供一种能够防止成本上升和/或尺寸增大同时更有效地对多个圆筒电池进行加热的电池组。
[0013]本发明的电池组，是具有I个以上电池模块的电池组，其特征在于:各电池模块分别具有:多个圆筒电池;电池支架，其由导热性材料构成，保持所述多个圆筒电池，并且在与相邻部件之间形成有至少一部分向外部开口的间隙；所述电池组进一步具备:加热器，其配置于所述间隙，经由所述电池支架对所述多个圆筒电池进行加热;和弹性体，其将所述加热器按压于所述电池支架，并且将所述间隙的开口封闭而形成相对于外部封闭的第一间隙。
[0014]在优选技术方案中:所述相邻部件为其他电池模块;所述弹性体将所述加热器按压于互相相邻的二个电池模块各自的电池支架。在其他优选技术方案中:所述弹性体为在其内部形成有第二间隙的中空的筒形状。
[0015]在其他优选技术方案中:所述弹性体具有从其外表面向外侧突出的唇;所述弹性体以所述唇卡在形成于所述电池模块的凹陷部中的状态配置于所述间隙。在其他优选技术方案中:所述加热器是在片状部件上固定附着线状发热体而构成的片状加热器;所述弹性体以其外表面的一部分由所述片状加热器覆盖的状态配置于所述间隙。
[0016]根据本发明，在形成于电池支架与相邻部件之间的间隙设置有加热器以及弹性体，所以不需要为了加热器等而设置专用的空间，能够防止尺寸增大和/或成本上升。另外，通过将加热器按压于电池支架并且形成相对于外部封闭的第一间隙，由此能够将加热器的热量迅速地向电池支架传递，而且能够抑制加热器的热量向外部散逸。其结果，能够更有效地对多个圆筒电池进行加热。
【附图说明】
[0017]图1是表示作为本发明的实施方式的电池组的结构的概略纵剖图。
[0018]图2是电池组的概略横剖图。
[0019]图3是电池模块的分解立体图。
[0020]图4是电池模块的立体图。
[0021 ]图5是组装加热器前的电池模块的剖视图。
[0022]图6是加热器组装部周边的放大图。
[0023]图7是其他电池模块的剖视图。
[0024]图8是其他电池模块的加热器组装部周边的放大图。
[0025]图9是其他电池模块的加热器组装部周边的放大图。
【具体实施方式】
[0026]下面，参照附图对本发明的实施方式间隙说明。图1是表示作为本发明的实施方式的电池组10的结构的概略纵剖图，图2是电池组10的概略横剖图。另外，图3是电池模块20的分解立体图，图4是电池模块20的立体图。另外，图5是组装加热器前的电池模块的剖视图，图6是加热器组装部周边的放大图。另外，如下面将说明的那样，各电池模块20为大致长方体，但下面为了明确方向关系，而将电池模块20的长边方向称为“前后方向”，将各圆筒电池21的轴向称为“上下方向”或“高度方向”，将与前后方向以及上下方向正交的方向称为“左右方向”或“宽度方向”。
[0027]电池组10由多个电池模块20和收纳该多个电池模块20的壳体11构成。电池模块20包含多个圆筒电池。壳体11的上表面设为中央凹陷的凹凸形状。但是，该壳体11的形状和/或尺寸也可以根据配置电池组1的空间和/或所收纳的电池模块20的个数来适当变更。
[0028]如图5所示，一个电池模块20为宽度以及高度大致相同的正方形截面的大致长方体。如图1、图2所示，在壳体11之中，在前后方向上并列搭载3列且在左右的宽度方向上并列搭载有6列电池模块20。另外，如图1所示，在前后方向第I列以及第3列，电池模块20重叠为上下两层。因此，在本实施方式的电池组10的下层搭载有前后方向3列X宽度方向6列=18个电池模块20，在上层搭载有前后方向2列X宽度方向6列=12个电池模块20，合计30个电池模块20。但是，当然，这样的电池模块20的个数和/或配置也可以适当变更。
[0029]如图2所示，在成列搭载于壳体11内的电池模块20与电池模块20之间，配置有将被导入到电池组10内部的冷却空气向各电池模块20分配的导管60。该导管60适当分支，并连结于后述的冷却空气流路26。
[0030]电池模块20，在宽度方向上各2个成一组，在成组的2个电池模块20中间形成有冷却空气流路26。因此，电池模块20的冷却空气流路26，在宽度方向(左右方向)上各配置于3处;导管60在从上方向下方延伸后，在水平方向上按叉状分支为三叉。
[0031]接下来，参照图3至图5对各电池模块20的构造进行说明。如图3所示，电池模块20包含:多个圆筒电池21;保持多个圆筒电池21的电池支架22;和树脂制的罩23。圆筒电池21为可充放电的二次电池，例如为收纳于圆筒型壳体的镍氢电池、锂离子电池等。
[0032]电池支架22是将多个圆筒电池21分别保持为起立的部件。电池支架22是由导热性优异的材料例如铝等金属构成的板状部件，在该电池支架22上形成有供圆筒电池21的下部插入的多个贯通孔22a。圆筒电池21向电池支架22的组装通过下述操作来进行:将圆筒电池21插入到贯通孔22a中，在贯通孔22a的内面(圆筒面)与圆筒电池21的外面(圆筒面)的间隙中填充粘接材料而将圆筒电池21固定在贯通孔22a中。由此，电池支架22能够与多个圆筒电池21的全部接触或接近。而且，通过这样将圆筒电池21组装于电池支架22的贯通孔22a，由此使温度较高的一部分的圆筒电池21的热量通过热传导而向电池支架22移动，从而能够使该温度较高的一部分的圆筒电池21的温度下降，并且通过热传导使电池支架22的热量向温度较低的一部分的圆筒电池21移动而使温度较低的圆筒电池21的温度上升。即，各圆筒电池21以能够在各圆筒电池21与电池支架22之间进行热移动的方式由各贯通孔22a保持，通过电池支架22使各圆筒电池21的温度变动得到抑制。因此，电池支架22由热传导率较高的铝等金属材料构成，使得能够有效地进行各圆筒电池21之间的热移动。另外，电池支架22的厚度为使得能够由贯通孔22a的圆筒面对圆筒电池21进行保持且可通过热传导有效地进行热移动的程度的厚度、例如10?20mm左右或者圆筒电池21的长度的1/4左右的厚度。
[0033]树脂制的罩23由在上面设有供各圆筒电池21的各电极突出的孔的顶板23a和覆盖被组装于电池支架22的多个圆筒电池21的外周的四棱筒23b构成。在四棱筒23b的宽度方向两面上开有多个槽27。另外，在四棱筒23b的宽度方向的单面之中，在槽27的上侧与下侧分别形成有截面大致L字型的凸缘24、25。该凸缘24、25仅形成于四棱筒23b的宽度方向的单面。例如，在图3、图4的图示例中，在左侧侧面上形成有凸缘24、25，在未图示的右侧侧面上没有形成凸缘24、25。上侧的凸缘24在沿水平方向延伸后向垂直上方向延伸，下侧的凸缘25在沿水平方向延伸后向垂直下方向延伸。若将该罩23安装于电池支架22之上，则如图4所示，各圆筒电池21的电极从罩23的顶板23a的孔突出。
[0034]如图5所示，在罩23的孔的上侧安装有连接各圆筒电池21的上侧的电极(正极)的正极汇流条29，在该正极汇流条29上安装有树脂制的盖31。另外，在电池支架22的下侧，配置有用于连接圆筒电池21的下侧的电极(负极)的负极汇流条模块34。负极汇流条模块34由与各圆筒电池21的负极接触的金属汇流条36和保持该金属汇流条36的树脂板38构成。在树脂板38之中与各圆筒电池相对应的位置，形成有贯通孔，使得圆筒电池21的负极能够向下方露出。
[0035]在负极汇流条模块34的下方配置有排气室罩32。排气室罩32形成为向下方凹陷的大致盘形。排气室罩32的周缘附近固定附着于树脂板38，在其与电池支架22之间形成有作为封闭空间的排气室33。在树脂板38形成有将该排气室33与外部空间连通的开口(未图示)。在由于圆筒电池21的异常反应而产生气体的情况下，该气体向该排气室33释放，然后，从该排气室33经过开口向外部释放。
[0036]如图5所示，右侧的电池模块20在罩23的左侧侧面形成有凸缘24、25。另一方面，左侧的电池模块20在罩的右侧侧面形成有凸缘24、25。左右2个电池模块20以使得各凸缘24、25的垂直面对齐的方式组装。在各凸缘24、25的各垂直面之间夹入有橡胶和/或海绵等弹性密封部件28。若这样将2个电池模块20以使得各凸缘24、25的垂直面对齐的方式组装，则在各凸缘24、25和各罩23的左侧面与右侧面形成四棱的冷却空气流路26。
[0037]另外，该冷却空气流路26形成于电池模块20的高度方向大致中央，在冷却空气流路26的上方以及下方形成有由二个电池模块20包围的间隙。如图5所示，其中形成于冷却空气流路26下方的下侧间隙40，由电池支架22的外表面与凸缘24的外表面包围，并向下方开口。在电池模块20的前后端配置有由树脂等构成的托架(未图示)，该下侧间隙40的前后端由该托架封闭。因此，该下侧间隙40为仅下方开口的空间。
[0038]但是，这样的电池组10也多在室外使用，由于环境温度，有时会变为低温。如果电池组10乃至于设置于该电池组10的圆筒电池21的温度变得过低，则导致其输出的下降和/或可充电容量的下降等问题。因此，在本实施方式中，设置有用于对圆筒电池21进行加热的加热器。关于这一点，参照图5、图6进行说明。
[0039]在本实施方式中，将对圆筒电池21进行加热的加热器42配置于在互相相邻的电池支架22之间形成的下侧间隙40。更具体地说，在本实施方式中，将电热线那样的线状发热体44固定附着于耐热布等片状部件46而构成片状加热器42。该结构的片状加热器，通过弹性体48而紧贴电池支架22的外表面。
[0040]弹性体48由具备绝热性与弹性的树脂等构成。该弹性体48只要能够将片状加热器42紧贴电池支架22且能够将下侧间隙40的开口封闭，则其方式没有限定。在本实施方式中，作为弹性体48，使用内部中空的大致筒状的挤压部件。如果更具体地说明，该弹性体48由弯曲成C字状的C状部50和将该C状部50的两端附近连接的连接部52构成，C状部50的两端成为比连接部52向外侧突出的唇50a。另外，无负载状态下的弹性体48的外径变得比下侧间隙40的宽度大。
[0041]在将片状加热器42配置于下侧间隙40时，在用片状加热器42覆盖该弹性体48的C状部50的外面的状态下，而且以弹性体48的连接部52朝向下方的姿势，按每个片状加热器42将弹性体48配置于下侧间隙40。无负载状态下的弹性体48的外径比下侧间隙40的宽度大，所以在将弹性体48配置在下侧间隙40中的情况下，弹性体48配合下侧间隙40的宽度而变形，并且通过弹性复原力而将配置于其外面的片状加热器42按压于构成下侧间隙40的电池支架22的外面。此时，下侧间隙40由弹性体48封闭，由此形成有相对于外部隔离的第一间隙54。另外，在弹性体48的内部也形成有相对于外部隔离的第二间隙56。另外，形成于该弹性体48内部的第二间隙56的前后端，在将弹性体48组装于电池模块20前的阶段开口，但如果将弹性体48组装于电池模块20，则由配置于该电池模块20的前后端的托架将其封闭。
[0042]从弹性体48突出的一对唇50a钩挂于在电池模块20所形成的凹陷。即，在电池模块20的端部，通过排气室罩32的端部从构成负极汇流条模块34的树脂板38的端部稍稍突出，从而形成有向上侧开口的凹陷。通过将唇50a钩挂于该凹陷，来防止弹性体48乃至于片状加热器42非预期地从下侧间隙40脱落。
[0043]如通过以上的说明可以明确，在本实施方式中，为了对多个圆筒电池21进行加热，而在下侧间隙40配置有片状加热器42。在这里，该下侧间隙40是在二个电池模块20之间设置冷却空气流路26的情况下必然形成的间隙。该下侧间隙40以往是没有配置任何部件的死角。通过在作为该死角的下侧间隙40中配置对圆筒电池21进行加热的加热器42，由此能够不新设置用于加热器的空间乃至于不使电池组10尺寸增大地配置加热器。
[0044]另外，在本实施方式中，使加热器42紧贴电池支架22，所以来自加热器42的热量迅速地向电池支架22传递。电池支架22，如上所述，由热传导优异的金属构成，所以来自该加热器42的热量也经由该电池支架22向多个圆筒电池21均等地传递。若换而言之，则通过使加热器42紧贴电池支架22，由此能够迅速且均等对多个圆筒电池21进行加热。
[0045]进一步，在本实施方式中，用将加热器42按压于电池支架22上的弹性体48将下侧间隙40的开口封闭，由此，形成相对于外部隔离的第一间隙54。通过这样形成第一间隙54，能够有效地防止从片状加热器42输出的热量向外部释放。即，如上所述，本实施方式的弹性体48由绝热性优异的树脂等。通过用该弹性体48将下侧间隙40封闭，可有效地防止从配置于下侧间隙40内的加热器42产生的热量向下侧间隙40之外散逸。其结果，来自加热器42的热量有效地向电池支架22传递。另外，在本实施方式中，不仅第一间隙54还形成有第二间隙56。由此，能够更有效地防止加热器42的热量向外部释放，进而能够进一步提高加热器42的热量的利用效率。
[0046]另外，此前的结构为一例，只要是用将与电池支架22相邻而形成的间隙封闭的弹性体48将加热器42按压于电池支架22的结构，其他结构也可以适当变更。例如，在本实施方式中，设为在相邻的二个电池模块20间形成用于配置加热器的下侧间隙40的结构。但是，根据电池组10的配置空间和/或所要求的电池容量，电池模块20有时也单一配置。在该情况下，优选，变更形成于罩23的凸缘24、25的形状并且/或者配置与电池模块20相邻的其他部件等，形成与电池支架22相邻的间隙，在该间隙中配置加热器42以及弹性体48。
[0047]例如，也可以通过如图7所示，使从罩23的侧面突出的凸缘25的垂直面延伸到电池支架22的下端高度为止，由此形成与电池支架22相邻且向下方开口的间隙40。在该结构的情况下，通过用配置于该间隙40内的弹性体48将加热器42按压于电池支架22，能够防止加热器42的热量向外部释放，能够更有效地对多个圆筒电池21进行加热。
[0048]另外，在本实施方式中，使用内部中空的大致筒状的弹性体48ο但是，弹性体48只要能够至少将间隙40的开口封闭，也可以不是中空的。例如，如图8所示，弹性体48也可以截面为大致U字或大致C字状，如图9所示，弹性体48也可以是实心的大致棒状。另外，只要能够防止弹性体48的脱落，唇50a也可以省略。另外，在本实施方式中，使用将线状发热体44固定附着于片状部件46而成的片状加热器42，但只要加热器42能够位于弹性体48与电池支架22之间，也可以是其他的方式。例如，加热器42，也可以将片状部件46省略而仅由线状发热体44构成。
【主权项】
1.一种电池组，是具有I个以上电池模块的电池组，其特征在于: 各电池模块分别具有: 多个圆筒电池； 电池支架，其由导热性材料构成，保持所述多个圆筒电池，并且在与相邻部件之间形成有至少一部分向外部开口的间隙； 所述电池组进一步具备: 加热器，其配置于所述间隙，经由所述电池支架对所述多个圆筒电池进行加热;和弹性体，其将所述加热器按压于所述电池支架，并且将所述间隙的开口封闭而形成相对于外部封闭的第一间隙。2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于: 所述相邻部件为其他电池模块； 所述弹性体将所述加热器按压于互相相邻的二个电池模块各自的电池支架。3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于: 所述弹性体为在其内部形成有第二间隙的中空的筒形状。4.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于: 所述弹性体为在其内部形成有第二间隙的中空的筒形状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组，其特征在于: 所述弹性体具有从其外表面向外侧突出的唇； 所述弹性体以所述唇卡在形成于所述电池模块的凹陷部中的状态配置于所述间隙。6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组，其特征在于: 所述加热器是在片状部件上固定附着线状发热体而构成的片状加热器； 所述弹性体以其外表面的一部分由所述片状加热器覆盖的状态配置于所述间隙。7.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于: 所述加热器是在片状部件上固定附着线状发热体而构成的片状加热器； 所述弹性体以其外表面的一部分由所述片状加热器覆盖的状态配置于所述间隙。
【文档编号】H01M2/10GK105990623SQ201610084602
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年2月14日
【发明人】木村健治
【申请人】丰田自动车株式会社