专利名称：二次电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括多个二次电池(cells)的二次电池模块。
背景技术：
作为二次电池之一，锂离子电池是众所周知的，例如，该电池被搭载于电动汽车中
作为电池组件。具体地说，该种电池组件内藏有电池列，该电池列包括多个电池。 由于电池列具有相当重的重量，因此必需以一个一个的电池或者整个电池列为单
位，结实地固定起来。 另外，特别是关于搭载于电动汽车中的电池组件的电池模块，不仅要考虑电动汽 车行驶时所产生的振动，而且还要考虑各个电池的散热。因此，电池模块在邻接的电池之间 具有确保的空间。各个电池由流入空间内的空气来冷却，从而防止电池的过热。再者，即使 电池因输出电压上升而膨胀，空间也可防止邻接的电池彼此接触。 如上所述，在电池之间确保有空间的情况下，电池模块内的各个电池必需以不能 移动的状态来配置。因此，专利文献1中所公开的电池模块包括上部以及下部部件，下部部 件具有多个将各个电池独立地收纳的室，而上部部件则具有多个将室内的电池按住的按压 部。 专利文献1 :特开平5-193366号公报 但是，在专利文献1的电池模块中，因为电池只是被上部部件的按压部按住，所以 向电池模块施加振动、外力时，电池会在该室内移动。 邻接的两个电池的电极端子之间通过汇流条电连接，但是上面所述的电池的移动
会对汇流条施加不希望有的张力，这种张力会引起汇流条、电极端子的破损。 另一方面，锂离子电池的输出电压超过其额定上限值或额定下限值时，存在有导
致电池劣化、故障的担忧。因此，这种电池模块最好是包括监视电池的输出电压的监视装
置。例如，监视装置具有印刷布线基板和安装在该基板上的运算处理单元，该运算处理单元
与各电池的正极端子以及负极端子分别电连接，能够取得各电池的输出电压。具体地说，正
极端子以及负极端子经由监视端子而与基板的印刷布线电连接。 但是，如上面所述那样，电池被移动时，在监视端子、基板上也会施加张力，该张力 会引起监视端子、基板的破损，即端子和运算处理单元之间的连接不良。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种二次电池模块，该二次电池模块可靠地保持二次电
池，并能够固定地维持二次电池之间的间隔，能够防止正极以及负极端子、汇流条、还有监 视端子等的破损。 上述目的由本发明的二次电池模块来实现，该二次电池模块包括电池列，其包含 在一个方向上保留间隔地排列的多个二次电池，各二次电池具有端子面和从该端子面突出 的正极端子以及负极端子，并且，彼此邻接的二次电池的正极端子以及负极端子被配置于电池列的同一侧；盖部件，其在二次电池的端子面侧覆盖电池列，具有多个配置于邻接的二 次电池之间并决定这些二次电池间的间隔的内肋，和与所述内肋相配合将位于电池列端部 的两个二次电池挟紧的外肋；多个汇流条，其将彼此邻接的二次电池的正极端子和负极端 子电连接；结合装置，其经由汇流条将盖部件以及二次电池相结合。 电池列被盖部件覆盖时，内肋分别插入电池之间而成为决定这些电池间的间隔的
隔离壁。另外，位于电池列的两端的两个电池被分别插入内肋和外肋之间。 由此，电池列的各电池以固定地维持邻接的电池间的间隔的状态被盖部件固定，
而且，各电池的上面被置于由盖部件的内面所决定的同一平面内。 结果，二次电池模块能够可靠地保持二次电池并固定地维持二次电池间的间隔， 从而不会在汇流条上施加因二次电池的移动而造成的张力，可以可靠地防止汇流条的破 损° 根据下面的详细说明，本发明的更宽的适用范围将变得显而易见。不过，应该理 解，该详细说明和实施例当表明本发明优选实施例时仅以实例的方式给出，因为根据该详 细说明，在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域的技术人员而言是显而易 见的。
通过下面给出的详细说明以及仅以实例的方式给出而不限制本发明的附图，本发 明将变得更加清楚易懂，其中 图1是把一个实施例的电池模块分解来表示的侧面图。
图2是图1的电池模块的立体图。 图3是从内面侧所看到的图1的盖的立体图。
具体实施例方式
例如， 一个实施例的电池模块1包括4个锂离子电池(下面仅称为电池)2 。这些 电池2在一个方向上排列配置，从而形成电池列22，并在邻接的电池2之间确保有预定的 间隔。各电池2分别都具有薄膜状的正极、负极以及隔离板，这些正极、负极和隔离板以交 互地重合成层状的方式被巻绕，从而形成所谓的电极束。电池2还具有收纳电极束的电池 壳(cell case)，和将该电池壳与电解液一起密闭地收纳的外壳(outer case)。电池壳是 由对电和热具有绝缘性的合成树脂形成，与此相对，外壳由金属形成。 关于电池2，下面进行详细的说明，电池2为长方体形状，其较长的轴线在与电池 列22正交的方向上延伸。电池2具有上面21和被置于该上面21的两端的正极端子3a以 及负极端子3b。这些正极端子3a以及负极端子3b分别与所述的电极束的正极以及负极相 连接。如由图1可知的那样，正极端子3a以及负极端子3b从电池2的上面21突出来。
如由图l以及图2可知的那样，电池模块1还包括矩形的盖6。盖6由合成树脂形 成，并能够不受正极端子3a以及负极端子3b的存在的影响，覆盖电池列22的上面。S卩，在 盖6的外周缘部上形成有多个孔5，电池列22被盖6覆盖的时候，各电池2的正极端子3a 以及负极端子3b穿过所对应的孔5，而突出于盖6的上方。 电池列22中的相邻接的电池2的正极端子3a相互配置在相反的方向上，同样，负极端子3b也相互配置于相反的方向上，电池2设置为串联，并电连接。具体地说，在盖6的 上面上配置有汇流条7a、7b、7c，汇流条7a、7b沿电池列22的轴线方向，被置于其中一侧。 汇流条7a将位于电池列22中的一端的电池2a的正极端子3a和与该电池2a邻接的电池 2的负极端子3b相连接，汇流条7b将位于电池列22的另-端的电池2b的负极端子3b和 与该电池2b邻接的电池2的正极端子3a相连接。另外，汇流条7c沿电池列22的轴线方 向，被置于另一侧，并将位于电池列22的中央的两个电池2的正极端子3a以及负极端子3b 相连接。由此，电池列22中的电池2被设置成串联并电连接。 关于端子3和汇流条7的连接，下面进行具体的说明。正极以及负极端子3a、3b 的上端部被形成为螺丝，另一方面，在汇流条7a、7b、7c上形成有一对螺丝孔8。汇流条7以 对应的端子3穿过其螺丝孔8的状态来配置于盖6的上面。然后，在从汇流条7突出的各 端子3上分别安装螺母9，这些螺母9以及端子3以将盖6夹于汇流条7和电池列22之间 的状态，来把电池列22、盖6以及汇流条7结合为一体。 另外，在电池2a的负极端子3b以及电池2b的正极端子3a上，分别经由垫片23 来安装螺母9，这些螺母9以及垫片23将盖6以及电池2a、2b相互结合起来。因此，电池列 22的各电池2紧贴在盖6的内面，各电池2的上面21被分别置于同一面内。
再者，取代螺母9，端子3a、3b和汇流条7也可以通过点(spot)焊、锡焊等硬焊 (wax)、型铁(swage)、连接钉等(contacting pin)相结合。 另外，如图1所示，电池模块1的电池列22被收纳于模块盒20内。该模块盒20 由合成树脂形成，其最顶端具有开口面。在将电池列22收纳于模块盒20内时，盖6闭塞模 块盒20的开口面。而且，在模块盒20的侧壁上形成有许多通气口 (未图示)，这些通气口 允许向电池模块1内导入空气以及从电池模块1排出空气。电池模块1以及模块盒20形 成所谓的电池组件。 另外，在电池模块l的两端侧，可以分别邻接配置两个同样的附加模块(未图示)。 这些附加模块包括与电池模块1和电池列22排列在一条线上的同样的电池列，而且与电池 模块1串联并电连接。具体地说，电池模块1的电池2a与一个附加模块的电池邻接，这些 电池的负极端子3b以及正极端子通过汇流条相互连接。再者，电池模块1的电池2b也与 另一个附加模块的电池邻接，这些电池的正极端子3a以及负极端子通过汇流条相互连接。 这种情况下，电池组件在其模块盒内具有多个电池模块。 锂离子电池2具有提高其内部的能量(energy)密度的特征。但是，如前面所述， 电池2的输出电压超过其额定上限或者额定下限时，会促进电池2的劣化，存在有电池2在 早期便发生故障的担忧。因此，为了防止电池2的劣化和故障，有必要监视电池2的输出电 压。所以，每个电池模块1都具备监视各电池2的输出电压的监视装置24。
具体地说，监视装置24包括分配到各电池2的正极以及负极端子3a、3b的监视端 子4，这些监视端子4配置在电池2的上面21上。各监视端子4与所对应的端子3电连接， 并向电池列22的轴线延伸。S卩，分别从电池2的正极以及负极端子3a、3b延伸的监视端子 4具有夹着电池列22的轴线配置的前端部，在这些前端部上分别形成有螺丝孔40。
由图2可知，盖6在其中央具有开口 25，该开口 25沿着电池列22的轴线延伸，并 使所有的监视端子4的前端部都从盖6露出来。 监视装置24还包括矩形的印刷布线基板10，在该基板10的上面上，安装有前面所述的监视输出电压的运算处理单元(未图示)。基板10沿电池列22的轴线方向延伸，并 具有能够覆盖所述盖6的开口 25的尺寸。在基板10的两侧缘部上分别形成有多个贯穿孔 (throughholes)ll，这些贯穿孔11经由基板10的印刷布线(未图示)而与运算处理单元 电连接。 另外，贯穿孔11配置在分别与所述的监视端子4的螺丝孔40相对应的位置上。基 板10为了覆盖盖6的开口 25而被配置在盖6上时，贯穿孔11以及所对应的螺丝孔40被 置于同一条线上。在该状态下，螺栓12穿过基板10的贯穿孔11而分别拧入所对应的螺丝 孔40内时，螺栓12经由印刷布线而与基板10上的运算处理单元和监视端子4电连接，另 一方面，也将基板10与电池列22机械地连接。 由此，运算处理单元获取从各监视端子输出的电压，并根据获取的电压，可以监视 各电池2的输出电压。 下面详细说明运算处理单元和监视端子4之间的电连接。如前面所述，电池列22
的电池2串联地连接，因此，与通过汇流条7相互连接的正极以及负极端子3a、3b组成一组
的两个监视端子4具有同样的电位。由此，可以只有这两个监视端子4中的一个经由螺栓
12与基板10的贯穿孔11电连接。这种情况下，可以减少应该与运算处理单元电连接的监
视端子4的数量。 图3表示盖6的内面侧。 盖6具有沿其外周缘延伸的矩形的外周框26以及三个内肋16。盖6封闭模块盒 20的开口面时，外周框26包围电池列22的上部，并且与模块盒20中的开口面的开口边缘 相吻合。另一方面，三个内肋16从盖6的内面突出来。具体地说，这些内肋16沿着电池列 22被配置为相互保留预定的间隔，并在横切电池列22的方向上延伸。如前面所述，电池列 22被盖6固定时，内肋16分别插入电池2之间，从而成为决定这些电池2间的间隔的隔离 壁。另外，位于电池列22两端的两个电池2被分别插入外周框26和内肋16之间，外周框 26形成与内肋16相配合的两个外肋。 由此，电池列22的各电池2以固定地维持邻接的电池2问的间隔的状态被盖6固 定，而且，各电池2的上面21被置于由盖6的内面决定的同一面内。 因此，电池模块1的电池列22被收纳于模块盒20内，从而形成电池组件时，电池 列22夹于盖6和模块盒20的底之间，另一方面，如前面所述，电池列22的各个电池2处于 插入内肋16之间或者内肋16与外周框26之间的状态。S卩，在电池列22被收纳于模块盒 20内的时候，各个电池2在模块盒20的深度方向以及沿着电池列22的模块盒20的宽度方 向上同时确定位置。 结果，在模块盒20内，电池列22的各个电池2不能在模块盒20的深度方向、宽度 方向上独立地移动，所以不会向汇流条7施加因这样的移动而引起的张力，从而可以可靠 地防止汇流条7的破损。 另一方面，基板10经由监视端子4与电池列22连接，因此，基板10的定位与前面 所述的电池列22的定位同时完成。 另外，如前面所述，因为电池2不移动，所以在监视端子4、基板10上也不会施加张 力。结果，可靠地防止监视端子4、基板10的破损以及监视端子4和基板IO之间的电连接 不良，而且，各电池2的输出电压可靠地传达到基板10上的运算处理单元上。
7
下面，参照图3来说明变化例的电池模块1 。 变化例的盖6包括发挥与前面所述的汇流条7a、7b、7c同样的功能的汇流条17a、 17b、17c。这些汇流条17安装于盖6的内面上，而且在其两端部上分别形成与所述孔5相 对应的孔18。 而且，在盖6的内面上，分别配置有发挥与所述的监视端子4同样的功能的端子杆 14，这些端子杆14具有可以与端子3电连接的一端或者与汇流条17电连接的一端，并向盖 6的开口 25延伸，其中所述端子3应该贯穿孔5以及孔18。在各端子杆14的前端，形成有 与监视端子4的孔40相对应的螺丝孔15。 在变化例的情况中，基板10经由螺栓12以及端子杆14与盖6机械地结合，而且， 基板10的印刷布线，即运算处理单元经由螺栓12以及端子杆14与端子3电连接。
在变化例的情况中，汇流条17以及端子杆14被配置于盖6上，因此，可以容易且 正确地确定汇流条17以及端子杆14的位置。由此，在盖6被组装到了电池列22上的时 候，可以进一步减少施加于汇流条17、端子杆14以及基板10上的张力，从而可以防止这些 部件的破损。而且，也可以可靠地防止端子杆14和基板10的印刷布线之间的连接不良，可 以可靠地从各电池2向运算处理单元传递输出电压。
本发明并不限定于上述的实施例、变化例。 例如，电池模块可以包括锂离子电池以外的其它类型的二次电池。
另外，电池的内部结构也可以是电极束以外的类型。
再者，电池模块的电池列所包括的电池的数量是任意的。
权利要求
一种二次电池模块(1)，其包括电池列(22)，其包括在一个方向上保留间隔地排列的多个二次电池(2)，各二次电池(2)具有端子面(21)和从该端子面(21)突出的正极端子(3a)以及负极端子(3b)，并且，彼此邻接的二次电池(2)的所述正极端子(3a)以及负极端子(3b)被配置于所述电池列(22)的同一侧；多个汇流条(7)，其将彼此邻接的二次电池(2)的所述正极端子(3a)和所述负极端子(3b)电连接；维持装置，其维持所述电池(2)之间的间隔，所述二次电池模块(1)的特征在于，所述维持装置包括盖部件(6)，其在所述二次电池(2)的所述端子面侧覆盖所述电池列(22)，该盖部件(6)具有多个内肋(16)，其配置于所述邻接的二次电池(2)之间，并决定这些二次电池(2)间的间隔；外肋，其与所述内肋(16)相配合将位于所述电池列(22)端部的两个二次电池(2)挟紧；结合装置，其经由所述汇流条(7)将所述盖部件(6)以及所述二次电池(2)相结合。
2. 根据权利要求1所述的二次电池模块(1)，其特征在于， 所述结合装置(5，8，9)包括多个贯穿孔(5)，其形成于所述盖部件(6)上，并且各二次电池(2)的所述正极端子以 及负极端子(3a，3b)分别穿过该贯穿孔(5);两个连接孔(8)，其形成于所述汇流条(7)上，并且对应的所述正极端子以及负极端子 (3a，3b)分别穿过该连接孔(8)，而且该两个连接孔(8)允许这些正极以及负极端子(3a， 3b)和汇流条(7)的电连接;接合装置(9)，其将所述汇流条接合到分别穿过所述贯穿孔(5)以及所述连接孔(8)的 所述正极端子以及负极端子(3a，3b)上。
3. 根据权利要求2所述的二次电池模块(l)，其特征在于，所述汇流条(7)被配置于所 述盖部件(6)的内面以及外面中的一面。
4. 根据权利要求3所述的二次电池模块(l)，其特征在于，所述二次电池模块还具备监 视各二次电池(2)的输出电压的监视装置(25，10，4，40，11，12，14，15)。
5. 根据权利要求4所述的二次电池模块(l)，其特征在于，所述监视装置包括开口 (25)，其形成于所述盖部件(6)的中央，使所述二次电池(2)的端子面(21)分别 露出来；印刷布线基板(IO)，其以闭塞所述开口 (25)的方式来配置；电连接路径(4，40， 11， 12， 14， 15)，其将所述印刷布线基板(10)和各二次电池(2)电连接。
6. 根据权利要求5所述的二次电池模块(1)，其特征在于，所述电连接路径包括 监视端子(4)，其被配置于所述二次电池(2)的所述端子面(21)上，分别从所述正极端子以及负极端子(3a，3b)向所述盖部件(6)的所述开口 (25)延伸，并具有从所述开口 (25) 露出的前端部；连接装置(40，11，12，15)，其将所述监视端子(4)的所述前端部以及所述印刷布线基 板(10)相互机械地连接并且电连接。
7. 根据权利要求6所述的二次电池模块(l)，其特征在于，所述连接装置具有螺丝孔(40)，其形成于所述监视端子(4)的所述前端部；贯穿孔(ll)，其设置于所述印刷布线基板(10)上，并能够与所述螺丝孔(40)相吻合；螺栓(12)，其穿过所述贯穿孔(11)并被拧进所述螺丝孔(40)内。
8. 根据权利要求5所述的二次电池模块(l)，其特征在于，所述电连接路径包括端子杆(14)，其被配置于所述盖部件(6)的内面，分别从所述各贯穿孔(18)向所述盖 部件(6)的所述开口 (25)延伸，并具有从所述开口 (25)露出的前端部，而且，允许该端子 杆(14)与穿过对应的贯穿孔(18)的正极端子或负极端子(3a，3b)电连接；连接装置，其将所述端子杆(14)的所述前端部以及所述印刷布线基板(10)机械地连 接并且电连接。
9. 根据权利要求8所述的二次电池模块(l)，其特征在于， 所述连接装置具有螺丝孔(15)，其形成于所述端子杆(14)的所述前端部；贯穿孔(ll)，其设置于所述印刷布线基板(10)上，并能够与所述螺丝孔(15)相吻合；螺栓(12)，其穿过所述贯穿孔(11)而被拧进所述螺丝孔(15)内。
全文摘要
二次电池模块(1)具有多个电池相互保留间隔地排列而形成的电池列(22)、覆盖该电池列(22)的盖(6)、形成于该盖(6)的内面并决定电池(2)间的间隔的内肋(16)、包围盖(6)的外周并与内肋(16)相配合将分别位于电池列(22)两端的电池(2)挟紧的外周框(26)、为了将电池(2)串联并电连接而使用的多个汇流条(7)，电池(2)与盖(6)经由汇流条(7)被机械地结合。
文档编号H01M10/00GK101771163SQ20101000260
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月7日
发明者铃木浩恭 申请人:三菱自动车工业株式会社