电池组、电子设备、电动车辆、电动工具及电力存储系统的制作方法

文档序号:17746104发布日期:2019-05-24 20:39阅读:207来源:国知局
电池组、电子设备、电动车辆、电动工具及电力存储系统的制作方法

本技术涉及能够应用于电子设备、电动车辆、电动工具及电力存储系统等的电池组。更具体地,涉及具备防水结构及散热结构的电池组。



背景技术:

近年来,作为以发动机及电机作为驱动源的混合动力设备或以电机作为驱动源的设备的电源,收容有锂离子电池等的电池组的需求不断增加。电池组通过一个或多个电池块被收容在外壳中而形成,所述一个或多个电池块由锂离子电池等电池及保持多个该电池的电池座构成。该电池组例如能够作为电子设备、助力自行车、电动摩托车、电动轮椅、电动三轮车、电动推车以及电动工具等在户外使用的各种电气设备的电源使用。同时,对于与这些用途相应的使用环境,能够高输出、长寿命地使用的电池组的要求也正在提高。

根据这种情况,由于电池组以产生高输出的系统为前提,因此需要针对来自电池的发热所导致的电池的性能劣化的对策。此外,在户外或高湿度的环境下使用电器设备的情况下,还需要防水对策。

作为具有防水性能的电池组,例如已知专利文献1及专利文献2中公开的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-100402号公报

专利文献2:日本特开2004-234987号公报

但是,在这些文献中公开的电池组中,防水性能及散热性能并不充分。



技术实现要素:

因此,本技术鉴于这种情况而提出,其主要目的在于提供具有防水性能及散热性能的电池组。

本技术提供了一种电池组,其具备外壳和被收容在外壳中的包括电池的电气系统的构成物品,电气系统的构成物品被薄膜的涂剂覆盖。电气系统的构成物品可以至少是电池、电路基板及将电池之间或电池和电路基板电连接的电极片。涂剂可以是氟树脂类涂剂。涂剂的粘度可以在80mp·s以下。涂剂的膜厚可以是8μm~200μm。

此外,本技术提供了一种电子设备,其具备本技术所涉及的电池组作为电力供给源。此外,本技术提供了一种电动车辆,其具备本技术所涉及的电池组、将从电池组供给的电力转换为驱动力的转换部、根据驱动力进行驱动的驱动部和对电池组的使用状态进行控制的控制部。此外,本技术提供了一种电动工具,其具备本技术所涉及的电池组、和从电池组接受电力供给的可动部。此外,本技术提供了一种电力存储系统,其具备本技术所涉及的电池组、从电池组接受电力供给的一种或两种以上的电气设备、和对从电池组向电气设备的电力供给进行控制的控制部。

根据本技术,通过具备防水结构及散热结构,能够提供具有防水性能及散热性能的电池组。此外,这里记载的效果并不被限定于此,也可以是本公开中记载的任一种效果。

附图说明

图1是示出本技术所涉及的电池组的第一实施方式的立体图。

图2是图1所示的电池组的分解立体图。

图3是示出图1所示的电池组具备的电池块及线束的分解立体图。

图4是示出在图1的电池组内被涂剂覆盖的构成物品的立体图。

图5是图1所示的电池组的部分截面图。

图6是示出图1所示的电池组具备的阶梯部的部分放大图。

图7是示出图1所示的电池组具备的阶梯部的部分放大立体图。

图8的(a)是示出图1所示的电池组具备的电池座的部分截面图,图8的(b)是示出图8的(a)所示的电池座的内壁及电池的正极的部分放大图,图8的(c)是示出图8的(a)所示的电池座的内壁及电池的负极的部分放大图。

图9的(a)是示出图1所示的电池组具备的电池座的部分截面图,图9的(b)是示出图9的(a)所示的电池座的内壁及电池的正极的部分放大图,图9的(c)是示出图9的(a)所示的电池座的内壁及电池的负极的部分放大图。

图10是示出本技术所涉及的电池组的第二实施方式的部分截面图。

图11是示出本技术所涉及的电池组的第三实施方式的立体图,图11的(a)是示出电池组的盖关闭时的情况的图,图11的(b)是示出电池组的盖打开时的情况的图。

图12是示出本技术所涉及的第五实施方式的电动车辆的构成例的框图。

图13是示出本技术所涉及的第六实施方式的电力存储系统的构成例的框图。

图14是示出本技术所涉及的第七实施方式的电动工具的构成例的框图。

具体实施方式

下面,参照附图对用于实施本技术的优选的方式进行说明。以下说明的实施方式也能够组合任一种实施方式。示出了本技术的代表性的实施方式的一例,并不由此狭义地解释本技术的范围。此外,以下说明的实施方式也能够组合任一种或多种实施方式。此外,关于附图,对同一个或相同的要素或部件赋予同一个附图标记,并省略重复的说明。

说明按以下顺序进行。

1.第一实施方式所涉及的电池组

(1)电池块

(2)防水功能

(2-1)构成物品的涂布

(2-2)橡胶圈

(3)热传导性材料

(4)防振材料

(5)外壳

(5-1)第一壁及第二壁

(5-2)阶梯部

(5-3)散热部

2.第二实施方式所涉及的电池组

3.第三实施方式所涉及的电池组

4.第四实施方式(电子设备的例子)

4-1.电子设备

4-2.电子设备的具体例

5.第五实施方式(电动车辆的构成例)

6.第六实施方式(电力存储系统的构成例)

7.第七实施方式(电动工具的构成例)

<1.第一实施方式所涉及的电池组>

使用图1~5,对本技术所涉及的电池组的第一实施方式进行说明。电池组1大致由作为电源的电池块2和收容有电池块2的外壳3构成,在外壳3内部设置有用于将从电池块2产生的热排出到外部的热传导性材料4和有助于电池块2的防振的防振材料5。以下对各结构进行说明。

(1)电池块

电池块2由电池21和保持该电池21的电池座22构成。在该第一实施方式所涉及的电池组1中,电池21以每列七根、呈四列的方式相对于电池座22排列而构成了电池组群。

具体地,如图2所示,在电池组群中,对于电池块2的长度方向上相邻的电池21彼此而言,以一方的电极a和另一方的电极b朝向不同的方向的方式排列。另一方面,关于电池块2的宽度方向,在将以电极a及b在同一方向上对齐的方式排列的两个电池21作为一组电池组群的情况下,在电池块2的宽度方向上相邻的两组电池组群以电极a及电极b朝向不同的方向的方式排列。需要说明的是,在本技术所涉及的电池组中,图1所示的电池的排列方向只是一例而已,也可以采用现有的电池块中采用的排列方向。

作为本技术所涉及的电池21,并不特别限定,能够使用公知的电池。例如,可列举猛干电池、碱性锰干电池、锂一次电池等一次电池、镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、镍-锌电池、铅电池、锂二次电池、锂离子二次电池、锂离子聚合物二次电池等二次电池等,在本技术所涉及的电池组中,优选使用锂离子二次电池(例如,索尼公司制造、型号us18650系列)。

在图1所示的电池组1中,作为电池21,使用了具有高能量密度的锂离子二次电池。因此,在外壳3中,为了确保安全性,收容有保护电路21a(pcm)。此外,在本技术所涉及的电池组中,例如电池21的个数或连接方式等该电池组的结构可以根据该电池组的用途而适当变更。

在图1所示的电池组1中,电池座22由一对半体22a、22b构成,这一对半体22a、22b为互相大致相同的形状,被形成为大致呈矩形。

作为各半体22a、22b的材料,并不特别限定,例如可列举塑料等绝缘材料。各半体22a、22b的材料也可以是含有金属粉末或碳的热传导性高的材料。通过使用这种材料,能够将从各电池21产生的热高效地排出到外部。或者,各半体22a、22b的材料也可以是含有玻璃纤维或碳填料的材料。在这种情况下,能够提高各半体22a、22b的机械强度。

此外,在各半体22a、22b形成有收容了电池21的电池收容部23。在本实施方式中,如前所述,由于在电池座22中保持有28根电池21,因此在各半体22a、22b形成有28个电池收容部23。

对于各电池收容部23而言,例如是中空的圆筒状,沿着与电池组1的长度方向垂直的方向形成,其一端侧开放而能够插入一个电池21。另一方面,在各电池收容部23的另一端侧,例如形成有大致呈圆形的开口,在插入了各电池21的状态下,各电池21的电极从电池座22露出。

在半体22a和半体22b组合的状态下,各半体22a、22b的电池收容部23的开口彼此连接,形成了收容有一个电池21的空间。

此外,在各半体22a、22b中,各电池收容部23互相隔开规定的间隔设置,能够将各电池21彼此绝缘。

如图3所示,在各半体22a、22b中,形成有多个组合了防振材料5的插入孔22c。此外,如图3所示,在电池组1中,插入孔22c在各半体22a、22b的长度方向(箭头x方向)的各端面分别设置有一个,在各半体22a、22b的宽度方向(箭头y方向)的各端面分别设置有两个,在与各半体22a、22b的长度方向垂直的方向(箭头z方向)的各端面分别设置有四个。即,在电池组1中总共设置有二十个插入孔22c。需要说明的是,在本技术所涉及的电池组1中,插入孔22c的个数并不特别限定,也可以根据电池块2的防振所需要的防振材料5的个数适当变更。

(2)防水功能

下面,对本技术所涉及的电池组1具备的防水功能进行说明。在电池组1中,在外壳3中收容的包括电池21的电气系统的构成物品被薄膜防水且绝缘的涂剂覆盖。这里,“电气系统的构成物品”表示耐水性低、有电流流过的设备。此外,在电池21的电极a和与电极a相对的电池收容部23的内面之间,配置有作为防水部的橡胶圈24。需要说明的是,对电池组1的各构成物品进行涂布的方法并不特别限定,能够使用公知的方法。

(2-1)构成物品的涂布

图4是示出在电池组1内被薄膜的涂剂覆盖的构成物品的立体图。如图4所示,在电池组1中,保护电路(pcm)21a、电池座的半体22a、22b、收容在半体22a及22b中的电池21、作为电池片的金属板25a、25b、电极接合部26被薄膜的涂剂覆盖。在使用上述涂剂进行覆盖时,首先,连接所覆盖的各构成物品进行组装,之后将组装的各构成物品全部浸入涂剂进行覆盖。

但是,对于本技术所涉及的电池组1而言,只要至少作为电气系统的构成物品的电池21、电路基板21a及将电池21之间或电池21和电路基板21a电连接的电极片25a、25b被薄膜的涂剂覆盖即可。需要说明的是,薄膜的涂剂的覆盖并不限于这些,只要包括电气系统的构成物品,则也可以覆盖在外壳3中所收容的任一种构成物品。因此,例如薄膜的涂剂也可以覆盖除线束6的终端的端子以外的全部部分。

本技术所涉及的涂剂的膜厚优选是8μm~200μm的薄膜。该最薄的膜厚的8μm是以涂剂的透湿性为640g/m2·24h设定的一次涂布时的膜厚。将最薄的膜厚设为8μm的原因在于,为了在确保散热功能的同时也具有防水功能所需要的最薄的厚度。将最厚的膜厚设为200μm的原因在于,设定了电池组1的构成物品的公差不超过±0.2mm的厚度。

灌封材料的粘度一般1000mpa·s~4000mpa·s是主流,但上述薄膜的涂剂的粘度在80mp·s以下,例如在色拉油的粘度(60~80mp·s)以下。如果使用粘度在80mp·s以下的灌封材料,则在通过浸涂等进行涂布的情况下,能够更薄地进行涂布。

本技术所涉及的电池组1中的薄膜的涂剂使用了氟树脂类涂剂。这是因为氟树脂类涂剂粘度低且干燥块,对环境的影响较少。

但是,上述薄膜的涂剂也可以是硅烷基或聚硅氮烷基的玻璃类涂剂、玻璃纤维基的涂剂、将丙烯酸类、聚氨酯类、橡胶类及硅类中的任一种树脂溶解在有机溶剂中的涂剂,以及通过uv照射、湿气固化及双液混合中的任一种反应进行高分子化或交联而形成被膜的涂剂。作为涂剂的具体例,例如能够使用“int系列、wop系列、opc系列”(nodascreenco.,ltd.)、“fluorosurf”(fluorotechnologyco.,ltd.)、“novectm(注册商标)”(3m)、“wp-100系列”(daikinindustries,ltd.)、“durasurf”(harvesco.,ltd.)等。

这里,对“通过uv照射进行高分子化或交联而形成被膜”的工序进行说明。首先,通过注胶器(dispenser)或丝网印刷等在预定形成被膜的位置涂布uv树脂。此外,通过uv照射使上述uv树脂固化,从而形成被膜。

同样地,对“通过湿气固化进行高分子化或交联而形成被膜”的工序进行说明。首先,通过注胶器等在预定形成被膜的位置涂布湿气效果树脂。并且,通过自然干燥或使用干燥机等进行干燥,从而形成被膜。

需要说明的是,在图4中,电池座22中没有连接线束6,但在实施上述薄膜的涂布时,也可以在经由垫圈61将线束6与电池座22内的pcm21a等连接后,与线束6一同对整体进行涂布。此外,涂剂基本上是无色透明的,但也可以是被着色的,也可以混合在黑光下显色的荧光涂料。

如上所述,本技术所涉及的电池组1通过至少电气系统的构成物品被薄膜防水且绝缘的涂剂覆盖,从而具备防水结构及散热结构,能够最大限度地发挥防水性能及散热性能的可能性。此外,由于本技术所涉及的涂剂是低粘度的溶剂,因此能够对上述电气系统的全部构成物品没有间隙地均匀地进行涂布。因此,不需要进行通过一般的灌封剂或成型树脂进行覆盖的情况下的外壳的完全密封或通过塑料覆盖单元模块部分等二次追加措施。

本技术所涉及的电池组1的涂布能够使用浸涂、喷涂、刷涂等所有方法,且以常温短时间干燥的方式实施。如此,电池21不会受到热影响,能够防止电池的寿命降低。此外,通过本技术所涉及的涂布,在使用热固化树脂、光固化树脂的情况下所需的固化之前用于维持涂布部分的形状的模具或工装夹具等特别的设备将不再需要。

本技术所涉及的电池组1,是气体排出阀被薄膜覆盖的状态,能够容易地保证向电池组1的外部的气体压力的释放功能。因此,将在电池组1内产生的气体释放到外部,对电池21的内部压力进行减压,能够保证避免开裂爆炸的安全性的基本功能。

此外,目前,通过以不用成形树脂覆盖电池机构的电气排出阀的方式在结构上设置空洞部分,从而作为安全阀工作时的接盘,但空洞部分相对于电池组的体积容积密度会成为瓶颈。但是,本技术所涉及的电池组1通过使用上述薄膜的涂剂,能够不需要空洞部分进行设计。由此,能够实现体积容量密度的效率化和产品的小型化。

(2-2)橡胶圈

在电池组1中,在各电池21的电极a和与该电极相对的各电池收容部23的内面之间,配置有作为防水部的橡胶圈24。该橡胶圈24例如被形成为形成有大致呈圆形的孔的圆盘状。该橡胶圈24的周径被设定为与电池21的周径大致相同或更小,以覆盖电极a的方式配置。另一方面,由于在各橡胶圈24中形成有孔,因此在各电池21被插入各电池收容部23中的状态下,各电池21的电极经由橡胶圈24的孔向电池座22的外部露出。

橡胶圈24只要是具有弹性,能够根据来自外部的压力而变形的结构即可。作为橡胶圈24的材料,天然橡胶、合成天然橡胶、硅、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙烯·丙烯橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶等橡胶类材料被使用。

此外,橡胶圈24通过在上述橡胶类材料中包括无机填料,能够进一步提高防水效果。作为这种无机填料,可列举二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、氧化钛、云母、沸石、活性炭等。此外,作为橡胶圈24的材料,在使用环氧树脂、酚醛树脂或者硅树脂等热传导性树脂的情况下,与热传导性材料4相配合,能够将从电池21产生的热更有效地排出到外部。

需要说明的是,在本技术所涉及的电池组中,作为防水部的橡胶圈24设置在各电池21的电极a和各半体22a、22b之间。但是,橡胶圈24只要设置在各电池21的至少一方的电极和至少任一方的半体22a、22b之间即可,例如,各橡胶圈24也可以设置在各电池21的另一方的电极b和各半体22a、22b之间。或者,橡胶圈24也可以设置在各电池21的双方的电极a及b和各半体22a、22b之间。这里,为了可靠地防止水浸入电池座22内,橡胶圈24最好设置在各电池21的双方的电极a及b和各半体22a、22b之间。

此外,在电池座22中,组合有作为将各电池21电连接的电极片的金属板25,金属板25以覆盖在各电池21中设置的双方的电极a及b的方式配置。在金属板25中形成有电极接合部26,从橡胶圈24的孔向电池座22的外部露出的各电池21的电极紧密接触于该电极接合部26。

各金属板25的材料并不特别限定,例如可列举铜合金、镍、镍合金等。在使用铜合金作为金属板25的材料的情况下,能够以低电阻进行配电。在使用镍或镍合金的情况下,能够尽可能地抑制金属板25的表面氧化,能够进一步提高与电池21的电池的焊接性。

如图2所示,在电池组1中,具备第一金属板25a和第二金属板25b,在第一金属板25a中形成有两个电极接合部26,以两根一组的方式将电池21电连接。另一方面,在第二金属板25b中形成有四个电极接合部26,以四根一组的方式将电池21电连接。

此外,如图2所示,对于半体22a,组合有两个第一金属板25a,在与导出电力的线束6相邻的四根电池21中,将在半体22a的宽度方向上相邻的两根电池21作为一组进行电连接,另一方面,第二金属板25b将其他电池21每四根一组电连接。另一方面,相对于半体22b,也组合有两个第一金属板25a,但各第一金属板25a将从离线束6最远的四根电池21中的在半体22a的宽度方向上相邻的两根电池21作为一组进行电连接。另一方面,第二金属板25b将其他电池21每四个一组电连接。

需要说明的是,在本技术所涉及的电池组1中,各金属板25a、25b的结构并不特别限定,只要能够将各电池21电连接即可。例如,也可以不区别第一金属板25a、第二金属板25b,构筑为具备二十八个电极接合部26的单一的金属板25,将全部二十八根电池21通过单一的金属板25电连接。

下面,使用图8及图9,对通过橡胶圈24使电极片25与在电池座23中收容的电池21的两电极抵接的步骤进行说明。图8的(a)及图9的(a)是示出图1所示的电池组1具备的电池座23的部分截面图。

首先,在图8的(a)及(b)的一个电池21上部的正极附近90b中,在半体22a内的电池座23中收容的电池21的正极上部配置橡胶圈24,在其上部配置电极片25。此外,在电极片25的下面(与正极的上部抵接的面)形成有凸部。此外,在图9的(a)及(b)的一个电池21上部的正极附近100b中,在电池21的正极的凸部中嵌入橡胶圈24,在该橡胶圈24的环部中央的位置,使电极片25的凸部与电池21的正极的凸部抵接。

同样地,首先,在图8的(a)及(c)的一个电池21下部的负极附近90c中,在半体22b内的电池座23中收容的电池21的负极下部配置橡胶圈24,在其下部配置电极片25。此外,在电极片25的上面(与负极的下部抵接的面)形成有凸部。此外,在图9的(a)及(c)的一个电池21下部的负极附近100c中,向电池21的负极按压橡胶圈24,在该橡胶圈24的环部中央的位置,使电极片25的凸部与电池21的负极抵接。

本技术所涉及的电池组1通过具备橡胶圈24,成为上述薄膜的涂剂不经由电池21的气体阀流入电池21的电极内部的结构。由此,本技术所涉及的电池组1能够进一步最大限度地发挥防水性能及散热性能的可能性。此外,本技术所涉及的电池组1,通过并用橡胶圈24,能够通过浸涂等方法均匀且较薄地将粘度低的涂剂进行涂布。

(3)热传导性材料

下面,对本技术所涉及的电池组1具备的热传导性材料4进行说明。如图2所示,在电池块2和外壳3之间,配置有热传导性材料4。更具体地,在覆盖电池21的电极的各金属板25a、25b和与各金属板25a、25b相对的外壳3的内面之间,配置有热传导性材料4,在整个电池组1中设置有两个热传导性材料4。各热传导性材料4的外面与外壳3的内面紧密接触,各热传导性材料4的内面与金属板25a、25b紧密接触。即,在外壳3、各热传导性材料4、金属板25a、25b之间没有设置空气层。

各热传导性材料4被形成为大致呈平板状,被形成为覆盖与电池座22组合的各金属板25a、25b全部的大小。各热传导性材料4的厚度被设定在0.1~4.0mm的范围,优选是0.1~2.0mm的范围,更优选是0.1~1.0mm的范围。通过热传导性材料4的厚度被设定在上述范围内,电池组1能够将从各电池21产生的热有效地排出到外部。此外,由于电池组1具备这种热传导性材料4,因此即使通过电池组1的使用各电池21发热,也能够将从各电池21产生的热适当传递到外壳3。

作为各热传导性材料4的材料,只要是能够将从各电池21产生的热适当传递到外壳3的材料即可,例如优选使用由无机填料和热传导性树脂构成的复合材料。作为无机填料,可列举选自由氧化铝、氧化镁、氮化硼、氧化硅、碳化硅、氮化硅及氮化铝构成的组中的至少一种以上。作为热传导性树脂,可列举选自环氧树脂、酚醛树脂或硅树脂中的至少一种以上。

(4)防振材料

本技术所涉及的电池组1,具备防止振动传递到电池块2特别是电池21的防振材料5。防振材料5具备被形成为大致呈陀螺状的头部51和从头部51延伸设置的轴部52。

头部51的外径被设定为比轴部52的外径大。另一方面,轴部52被形成为大致呈圆柱状,被插入在电池座22的各半体22a、22b中形成的插入孔22c,轴部52的外径被形成为与插入孔22c的内径大致相同或略大。因此,通过将轴部52插入至插入孔22c,防振材料5相对于半体22a、22b的位置被确定,另一方面,头部51从半体22a、22b的外面突出。

在各半体22a、22b上安装了防振材料5的状态下,如图5所示,头部51的底面与半体22a、22b的外面紧密接触。另一方面,在对电池座22安装了防振材料5的状态下,头部51比半体22a、22b的外面突出,头部51的上面相对于与各半体22a、22b相对的外壳3的内面进行圧接。即,防振材料5处于外壳3的内面和电池座22之间。

在这种防振材料5中,头部51的厚度(从与各半体22a、22b的外面相接的底面到与外壳3的内面相接的上面之间的长度),根据防振材料5的设置重量、重量指示点数、通过防振材料5能够进行的电池块2的防振的区域范围(下面,称为“目标防振区域范围”)进行适当设定。头部51的厚度例如被设定在3.0~10.0mm的范围,优选是4.0~7.0mm的范围,更优选是5.0~6.0mm的范围。即,防振材料5的头部51的厚度被设定为比热传导性材料4的厚度大。

作为这种防振材料5的材料,只要是能够根据来自外部的压力而变形的材料即可,优选使用防振性优异的防振橡胶。作为这种防振橡胶,可列举二烯类橡胶,例如可列举天然橡胶(nr)、环氧化天然橡胶(enr)、聚异戊二烯橡胶(ir)、聚丁二烯橡胶(br)、丁苯橡胶(sbr)、苯乙烯-异戊二烯橡胶、丁二烯-异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯橡胶、氯丁橡胶(cr)、丙烯腈丁二烯橡胶(nbr)、三元乙丙橡胶(epdm)等。这些可以分别单独使用,也可以混合两种以上使用。其中,作为本技术所涉及的防振材料的材料,优选使用防振性优异的三元乙丙橡胶(epdm)。

这里,根据电池组1的使用环境,对于电池块2,振动能够从电池组1的长度方向(图3上x方向)、宽度方向(图3上y方向)、与长度方向垂直的方向(图3上z方向)等所有方向进行作用。因此,在图1所示的电池组1中,对于电池座22,防振材料5被从电池组1的长度方向、宽度方向、与长度方向垂直的方向安装。

具体地,相对于在电池座22的各长度方向的各端面上形成的两个插入孔22c,从长度方向插入两个防振材料5。此外,相对于在电池座22的各宽度方向的各端面上形成的四个插入孔22c,从宽度方向插入四个防振材料5。需要说明的是,由于图2是立体图,因此在纸面里侧的宽度方向端面上形成的插入孔22c及一部分防振材料5被省略。此外,相对于在与电池座22的长度方向垂直的方向的各端面上形成的四个插入孔22c,从与长度方向垂直的方向插入四个防振材料5。

需要说明的是,在本技术所涉及的电池组1中,共计二十个防振材料5被安装在电池块2中,但防振材料5的数量并不特别限定,只要能够防止振动传递到电池块2即可。这种防振材料5的形状并不特别限定,能够根据作用于电池组1的负载载荷、振动量、起因于电池组的大小的防振材料的配置空间的大小适当变更,能够根据防振材料5的设置重量、重量支撑点数等调整目标防振区域范围。

此外,本技术所涉及的电池组1通过被上述薄膜防水涂剂覆盖,在具有防振材料5的结构的情况下,也能够在确保防振性的同时,提高防水性及散热性。

具体地,例如,在用高粘度的灌封剂覆盖图4中记载的构成物品时,被盖层变厚,全部覆盖防振材料5,使用防振材料5的浮置结构的优点消失。因此,如果使用本技术所涉及的低粘度的灌封剂进行薄膜涂布,则使用防振材料5的浮置结构的优点不变,也能够确保防水性及散热性、防水性。

(5)外壳

下面,对本技术所涉及的电池组具备的外壳3进行说明。在图1所示的电池组1中,外壳3由一对外装半体31、32构成,一方的外装半体31和另一方的外装半体32以相对的方式被组合。在图1所示的电池组1中,通过紧固螺钉33,一对外装半体31、32被组合。需要说明的是,组合一对外装半体31、32的方法并不特别限定,能够使用公知的方法。

(5-1)第一壁及第二壁

外装半体31具备与电池座22组合的金属板25a相对的基板31a和相对于基板31a垂直设置的四个侧面板31b。

此外,如图7所示,基板31a被形成为大致呈平板状,具备:平板状的一对第一壁7,其与防振材料5的头部51紧密接触,具有规定的厚度;第二壁8,其与热传导性材料4紧密接触,被形成为具有规定的厚度的平板状,同时在外壳3的长度方向上,配置在一对第一壁7之间。

第一壁7的厚度l(从外装半体31的最外面到与防振材料5的头部51相接的面之间的长度)被设定在0.5~5.0mm的范围,优选是1.0~4.0mm的范围,更优选是2.0~3.0mm的范围。另一方面,第二壁8的厚度m(从与热传导性材料4紧密接触的内面到外面之间的长度)被设定在0.6~9.0mm的范围,优选是1.1~6.0mm的范围,更优选是2.1~4.0mm的范围。

(5-2)阶梯部

如图7所示,第一壁7和第二壁8通过阶梯部9连接,第一壁7在基板31a的厚度方向上相对于第二壁8位移。具体地,第二壁8比第一壁7在基板31a的厚度方向上向内侧位移。即,第二壁8相对于包括一对第一壁7的最外面的平面形成有凹部,阶梯部9的外面及内面从外装半体31的外面向内面倾斜,阶梯部9的厚度从第一壁7向第二壁8逐渐变薄。

因此,在外装半体31和电池块2以相对的方式被组合的状态下,形成有由第一壁7、阶梯部9及电池座22划分而成的收容空间62。此外,防振材料5的头部51处于该收容空间62中。在该状态下,防振材料5的头部51的上面与第一壁7紧密接触,侧面与阶梯部9的内面紧密接触。

(5-3)散热部

如图6及图7所示,在第二壁8的外面形成有用于将从电池21产生的热排出的散热部34。该散热部34是被形成为突起状的翅片34a沿电池组1的长度方向及宽度方向以规定的间隔排列的结构,形成所谓的散热翅片的结构。各翅片34a从第二壁8的外面向垂直方向突出,各翅片34a的前端面与第一壁7的最外面被配置在同一平面内,以不从第一壁7的外面突出的方式构成。

这里,热传导性材料4与第二壁8的内面紧密接触,因此在本技术所涉及的电池组1中,在与电池组1的长度方向垂直的方向上,以热传导性材料4和散热部34重叠的方式配置。

作为该散热部34的结构,并不限于上述的散热翅片,也能够采用公知的结构,只要能够将从电池21产生的热排出到电池组1的外部即可,例如可以考虑具备旋转的叶片的结构、将热传导性优异的金属部件通过插入成型的方式埋设到基板31a中的结构等。需要说明的是,在本技术所涉及的电池组中,散热部34不是必须的结构,也可以不具备。

下面,对构成外壳3的外装半体32进行说明。该外装半体32虽然像外装半体31一样不具备散热部34的结构,但具备与电池座22组合的金属板25a、25b相对的基板32a和相对于该基板32a垂直设置的四个侧面板32b。

此外,与外装半体31同样地,基板32a被形成为大致呈平板状,具备与防振材料5的头部51紧密接触的第一壁7和与热传导性材料4紧密接触的第二壁8,第一壁7和第二壁8通过阶梯部9连接。需要说明的是,在外装半体12中,基板32a、侧面板32b中在长度方向的一端配置的侧面板32b以外的侧面板32b、第一壁7、第二壁8及阶梯部9的结构分别与外装半体31的基板31a、第一壁7、第二壁8及阶梯部9的结构相同,因此这里省略它们的说明。

另一方面,在外装半体32的侧面板32b中在长度方向的一端配置的侧面板(方便起见,附图中赋予附图标记“32bb”)上形成有导出孔35(参照图2)。该导出孔35中安装有垫圈61。相对于垫圈61,线束6被插入。线束6经由垫圈61被插入到外装半体32的内部,其前端与金属板25a、25b连接。

如上构成的外装半体31及外装半体32如前所述以相对的方式被组合,在互相相对的接合端面之间,存在o型环36。通过该o型环36,能够防止水浸入外壳3内。即,o型环36相当于本技术所涉及的电池组的第二防水部。

在如上构成的本技术所涉及的电池组1中,由于具备阶梯部9,因此可以构筑能够收容防振材料5的头部51的收容空间62,同时能够尽可能地使金属板25a、25b和第二壁8之间的缝隙的体积变小。结果,能够同时实现基于防振材料5的防振结构及基于热传导性材料4的散热结构。因此,能够抑制因各电池21的发热及传递到电池块2的振动而导致的各电池21的性能劣化。

此外,各防振材料5相对于电池座22被定位固定,并且各防振材料5的头部51相对于第一壁7的内面及阶梯部9的内面紧密接触。因此,即使将电池组1应用于将电动机作为驱动源进行搭载的车辆上,在驱动源的振动传递到电池组1的使用环境下,虽然该振动被传递到外壳3,但防振材料5、特别是头部51作为缓冲材料发挥功能,能够阻止振动传递到电池块2甚至电池21。此外,能够尽可能地将在金属板25a、25b和第二壁8之间配置的热传导性材料4设置为薄壁,进而能够将从各电池21产生的热有效地排出到外部。

此外,在本技术所涉及的电池组1中,在第二壁8的外面设置有散热部34,并且散热部34以在与电池组1的长度方向垂直的方向上与热传导性材料4重叠的方式配置。此外,在外壳3的第二壁8、热传导性材料4、金属板25a、25b、各电池21的电极之间没有设置空气层。因此,构成为:从各电池21产生的热有效地依次传递到金属板25a、25b、热传导性材料4、第二壁8、散热部34,并排出到外部。

此外,在本技术所涉及的电池组1中,通过具备阶梯部9,由于第二壁8相对于第一壁7向内侧位移,因此能够设置不比外壳3的最外面突出的散热部34。其结果,能够排除收容有电池组1的空间形状的复杂化。

此外,在本技术所涉及的电池组1中,由于在外装半体31和外装半体32之间设置有o型环36,因此能够对外壳3内进行密封。因此,在确保基于散热结构的高散热功能的同时,能够确保防水结构。此外,由于具备作为防水部的橡胶圈24,因此即使外壳3内浸水,也能够防止水浸入电池座22和各电池21之间。因此,能够抑制浸水导致的电池21的性能劣化。

作为一例,在较厚地填充了粘度高的树脂的电池组的情况下,如果被覆层较厚,则散热性变差。在该情况下,必须较大地设置能够填充保护体的空间。

此外,以防水或散热作为目的,在使用了具有气体阀的电池的电池组中使用了灌封剂或涂剂的情况下,会以不覆盖电池的气体阀的方式进行部分的灌封或涂布。因此,在进行防水处理等的情况下,设想需要主体壳体的完全密封或通过塑料覆盖单元模块部分等二次追加措施。因此,在这种涂布中,存在无法充分发挥散热结构或防振结构的性能的危险。此外,热的控制可以选择使用冷却水或强制空冷的主动方法和提高散热、传热、对流的效率的被动方法。此外,应用于电动车辆等会产生振动的电气设备的电池组的情况下,存在因该振动而导致水分浸入主体壳体内部,包括主体壳体内部的电池的电气系统的构成物品受损的危险。

与此相对,在无法使用主动方法的状况下选择被动方法的状况下的电气·电子设备中,本技术能够提供具有提高了防水性、散热性(温度控制)、防振性及耐久性的结构的电池组。

<2.第二实施方式所涉及的电池组>

下面,使用图8,对本技术所涉及的电池组的第二实施方式进行说明。第二实施方式所涉及的电池组101除了外装半体32具备散热部34的结构以外,与第一实施方式所涉及的电池组1是相同的结构。因此,共同的结构赋予相同的附图标记,并省略其说明。

即,在第二实施方式所涉及的电池组101中,相对于外壳3形成有两个散热部34。即,在图8所示的电池组101中,散热部34也形成在外装半体32的第二壁8的外面。此外,在电池组101中,各热传导性材料4和各散热部34以在与电池组101的长度方向垂直的方向上重叠的方式配置。

因此,除了第一实施方式所涉及的电池组1具有的效果之外,能够将从各电池21产生的热更有效地排出到外壳3的外部,进而能够尽可能地防止由电池21的发热导致的电池21的性能劣化。

需要说明的是,在本技术所涉及的电池组中,在第一实施方式所涉及的电池组1及第二实施方式所涉及的电池组101中,散热部34形成在第二壁8的外面、即与电池组的长度方向垂直的面上,但例如也可以设置在外壳3的长度方向端面中的至少一方的面或外壳3的宽度方向端面中的至少一方的面上。即,散热部34也可以形成在各外装半体31、32的侧面板31b、32b中的任一个上。

<3.第三实施方式所涉及的电池组>

下面,使用图11的(a)及(b),对本技术所涉及的电池组的第三实施方式进行说明。第三实施方式所涉及的电池组111除了外装半体32具备开口部134的结构以外,与第一实施方式所涉及的电池组1是相同的结构。因此,共同的结构赋予相同的附图标记,并省略其说明。

即,在第三实施方式所涉及的电池组111中,相对于外壳3形成有两个开口部134。即,在图11所示的电池组111中,在外壳3的外装半体32的长度方向上互相相对的侧面板32b上,形成有狭缝状的多个开口部134。多个开口部134朝向外装半体32的长度方向排列。

此外,如图11的(b)所示,在电池组111中,在外壳3的外装半体31的长度方向上互相相对的侧面板31b的下方也可以设置连接部件135。在连接部件135中,与侧面板32b同样地形成有狭缝状的多个开口部134a。连接部件135与外装半体31及32一起形成电池组111时,以在侧面板32b上形成的多个开口部134和多个开口部134a的开口位置一致的方式,与外装半体32的侧面板32b的内侧抵接。

对于在本实施方式所涉及的电池组111中形成的开口部134而言,其承担空气的出入口的作用,以使从电池21产生的热通过热传导、对流热传递及热辐射而传递的包括电池21的发热元件的附近空气层的温度和外部空气的温度进行循环并得到平衡。此外,开口部134在水分浸入电池组111的外壳3的内部的情况下,也能够作为该水分的排水孔进行灵活应用。

如上所示,本实施方式所涉及的电池组111通过具备开口部134,与第一及第二实施方式所涉及的电池组相比,能够进一步提高散热性,并且能够同时确保防水性及防振性。

需要说明的是,在本实施方式所涉及的电池组111中,开口部134形成在侧面板32b、即电池组的长度方向的侧面上,但例如也可以设置在外壳3的长度方向端面中至少一方的面或外壳3的宽度方向端面中至少一方的面上。即,开口部134也可以形成在外装半体31及32各自的侧面板31b及32b中的任一个上。

<4.第四实施方式(电子设备的例子)>

[4-1.电子设备]

本技术所涉及的第三实施方式的电子设备的例子具备本技术所涉及的第一或第二实施方式的电池组作为电力供给源。

本技术所涉及的第三实施方式的电子设备具备的电池组,如上所述,是图1~图11所示的第一~第三实施方式的电池组。因此,这里省略电池组的说明。

4-2.电子设备的具体例

此外,作为本技术所涉及的第三实施方式的电子设备,例如可列举笔记本电脑、pda(移动信息终端)、移动电话、无绳电话子机、摄像机、数码相机、电子书、电子词典、音乐播放器、收音机、耳机、游戏机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视机、音响、热水器、微波炉、餐具清洗器、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器、信号机等。

5.第五实施方式(电动车辆的构成例)

本技术所涉及的第一及第二实施方式的电池组能够用于向本技术所涉及的第四实施方式的电动车辆供给电力。本技术所涉及的第四实施方式的电动车辆的例子具备本技术所涉及的第一或第二实施方式所记载的电池组、将从电池组供给的电力转换为驱动力的转换部、根据驱动力进行驱动的驱动部、和控制电池组的使用状态的控制部。作为电动车辆,可列举铁路车辆、高尔夫车、电动推车、电动汽车(包括混合动力汽车)等,作为它们的驱动用电源或辅助用电源使用。

图12示出了作为电动车辆的一例的混合动力汽车的块结构。该电动车辆例如在金属制的框体71的内部具备控制部72、发动机73、电池组701、驱动用的电机74、差动装置75、发电机76、变速器80及离合器81、逆变器82、83和各种传感器84。此外,电动车辆例如具备与差动装置75及变速器80连接的前轮用驱动轴85及前轮86和后轮用驱动轴87及后轮88。

该电动车辆例如能够以发动机73或电机74中的任一方作为驱动源行驶。发动机73是主要的动力源,例如是汽油发动机等。在将发动机73作为动力源的情况下,该发动机73的驱动力(旋转力)例如经由作为驱动部的差动装置75、变速器80及离合器81传递到前轮86或后轮88。此外,发动机73的旋转力也被传递到发电机76,利用该旋转力使发电机76产生交流电力,同时该交流电力通过逆变器83被转换成直流电力,蓄积在电池组701中。另一方面,在将作为转换部的电机74作为动力源的情况下,从电池组701供给的电力(直流电力)通过逆变器82转换为交流电力,利用该交流电力,电机74进行驱动。通过该电机74从电力转换而成的驱动力(旋转力)例如经由作为驱动部的差动装置75、变速器80及离合器81传递到前轮86或后轮88。

需要说明的是,在通过图中未示出的制动机构而电动车辆减速时,该减速时的阻力作为旋转力传递到电机74,也可以利用该旋转力使电机74产生交流电力。该交流电力经由逆变器82转换为直流电力,优选该直流再生电力被蓄积在电池组701中。

控制部72控制电动车辆整体的动作,例如包括cpu等。电池组701也可以与外部电源连接,通过从该外部电源接收电力供给,从而能够蓄积电力。各种传感器84例如被用于控制发动机73的转速,或者控制图中未示出的节气门的开度(节气门开度)。这种传感器84例如包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。

此外,作为电池组701,能够应用图1~图11所示的第一~第三实施方式。因此,这里省略电池组的说明。此外,这里对电动车辆是混合动力汽车的情况进行了说明,但该电动车辆也可以是不使用发动机73,只使用电池组701及电机74进行动作的车辆(电动汽车)。

<6.第六实施方式(电力存储系统的构成例)>

本技术所涉及的第一及第二实施方式的电池组,也能够作为本技术所涉及的第五实施方式的电力存储系统所需的电力存储用电源应用。本技术所涉及的第五实施方式的电力存储系统的例子具备本技术所涉及的第一或第二实施方式的电池组、从电池组接受电力供给的一种或两种以上的电气设备、控制从电池组对电气设备的电力供给的控制部。

图13示出了电力存储系统的块结构。该电力存储系统例如在一般住宅及商业大厦等房屋90的内部具备电池组801、控制部91、智能仪表92和电源集线器93。

电池组801例如与房屋90的内部设置的电气设备94连接,同时能够与在房屋90的外部停车的电动车辆96连接。此外,电池组801例如与房屋90中设置的自家发电机95通过电源集线器93进行连接,同时能够通过智能仪表92及电源集线器93与外部的集中型电力系统97连接。作为电池组801,能够应用图1~图11所示的第一~第三实施方式的电池组。因此,这里省略电池组的说明。

此外,电气设备94例如包括一种或两种以上的家电产品,该家电产品例如是冰箱、空调、电视机、热水器等。自家发电机95例如是太阳光发电机及风力发电机等中的任意一种或两种以上。电动车辆96例如是电动车辆、电动摩托车及混合动力汽车等中的一种或两种以上。集中型电力系统97例如是火力发电站、原子能发电站、水力发电站及风力发电站等中的一种或两种以上。

控制部91控制电力存储系统整体的动作(包括电池组801的使用状态),例如包括cpu等。智能仪表92例如是在电力消费者的房屋90中设置的网络对应型的电表,能够与电力供给者进行通信。随之,智能仪表92例如在与外部进行通信的同时,通过控制房屋90中的消费·供给的平衡,能够进行有效且稳定的能量供给。

在该电力存储系统中,例如在从作为外部电源的集中型电力系统97通过智能仪表92及电源集线器93在电池组801中蓄积电力的同时,从作为独立电源的太阳能发电站95通过电源集线器93在电池组801中蓄积电力。由于该电池组801中蓄积的电力根据控制部91的指示被供给到电气设备94及电动车辆96,因此该电气设备94变得能够工作,同时电动车辆96能够进行充电。即,电力存储系统是能够使用电池组801进行房屋90内的电力的蓄积及供给的系统。

电池组801中蓄积的电力能够任意使用。因此,例如可以在电气使用量较低的深夜从集中型电力系统97向电池组801蓄积电力,然后在电气使用量较高的白天使用该电池组801中蓄积的电力。

此外,上述电力存储系统既可以在每户(每个家庭)设置一个,也可以在多户(多个家庭)设置一个。

<7.第七实施方式(电动工具的构成例)>

本技术所涉及的第一及第二实施方式的电池组,能够作为本技术所涉及的第六实施方式的电动工具所需的电源应用。本技术所涉及的第五实施方式的电动工具的例子具备本技术所涉及的第一或第二实施方式的电池组、从该电池组接受电力供给的可动部。作为所述电动工具,可列举电动钻头、电动锯子、压力机等碾压机、割草机等电动农机具等。

图14示出了电动工具的块结构。该电动工具例如是电动钻头,在由塑料材料等形成的工具主体98的内部具备控制部99和电池组901。在该工具主体98中,例如作为可动部的钻头部100以能够工作(旋转)的方式进行安装。

控制部99控制电动工具整体的动作(包括电源901的使用状态),例如包括cpu等。该控制部99根据图中未示出的动作开关的操作,从电池组901向钻头部100供给电力。

电池组901能够应用图1~图11所示的第一~第三实施方式的电池组。因此,这里省略电池组的说明。

此外,本技术也能够为以下结构。

(1)

一种电池组,其具备:

外壳;和

被收容在该外壳中的包括电池的电气系统的构成物品,

所述电气系统的构成物品被薄膜的涂剂覆盖。

(2)

(1)中记载的电池组,其中,

所述电气系统的构成物品至少是所述电池、电路基板及将所述电池之间或所述电池和所述电路基板电连接的电极片。

(3)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂是氟树脂类涂剂。

(4)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂的粘度在80mp·s以下。

(5)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂的膜厚是8μm~200μm。

(6)

(1)中记载的电池组,其中,所述电池被电池座保持,在所述电池座的内壁和电池的正极之间具备橡胶圈。

(7)

(1)中记载的电池组,其中,

所述电池被所述电池座保持,

进一步具备处于所述外壳的内面和所述电池座之间的防振材料。

(8)

(6)中记载的电池组,其中,所述防振材料由防振橡胶构成。

(9)

(1)中记载的电池组,其中,在所述外壳设置有开口部。

(10)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂是硅烷基或聚硅氮烷基的玻璃类涂剂。

(11)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂是玻璃纤维基的涂剂。

(12)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂是将丙烯酸类、聚氨酯类、橡胶类及硅类中任意的树脂溶解在有机溶剂中的涂剂。

(13)

(1)中记载的电池组,其中,所述涂剂是通过uv照射、湿气固化及双液混合中的任一种反应进行高分子化或交联而形成被膜的涂剂。

(14)

一种电子设备,其具备(1)中记载的电池组作为电力供给源。

(15)

一种电动车辆,其具备:

(1)中记载的电池组;

将从该电池组供给的电力转换为驱动力的转换部;

根据该驱动力进行驱动的驱动部;和

对该电池组的使用状态进行控制的控制部。

(16)

一种电动工具,其具备:

(1)中记载的电池组;和

从该电池组接受电力供给的可动部。

(17)

一种电力存储系统,具备:

(1)中记载的电池组;

从该电池组接受电力供给的一种或两种以上的电气设备;和

对从该电池组向该电气设备的电力供给进行控制的控制部。

附图标记说明

1、101、111…电池组;2…电池块;3…外壳;4…热传导性材料;5…防振材料;6…线束;7…第一壁;8…第二壁;9…阶梯部;12…外装半体;21…电池;21a…保护电路(pcm);22…电池座;22a、22b…半体;23…电池收容部;24…橡胶圈;25、25a、25b…金属板(电极片);26…电极接合部;31、32、131、132…外装半体;31a、32a…基板;31b、32b…侧面板;33…螺钉;34…散热部;34a…翅片;35…导出孔;36…o型环;51…防振材料的头部;52…防振材料的轴部;61…垫圈;62…收容空间;134、134a…开口部;135…连接部件;71…框体;72…控制部;73…发动机;74…电机;75…差动装置;76…发电机;80…变速器;81…离合器;82、83…逆变器;84…各种传感器;85…前轮用驱动轴;86…前轮;87…后轮用驱动轴;88…后轮;90…房屋;91…控制部;92…智能仪表;93…电源集线器;94…电气设备;95…自家发电机;96…电动车辆;97…集中型电力系统;98…工具主体;99…控制部;100…钻头部;701、801、901…电池组。

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