电池组的制作方法

文档序号:15621311发布日期:2018-10-09 22:09阅读:141来源:国知局
本发明涉及电池组。详细而言,涉及具备多个单电池的电池组。
背景技术
:将多个单电池电连接而成的电池组作为车辆驱动用的高输出电源等被广泛使用。例如在专利文献1、2中公开了用汇流条将多个单电池的外部端子间串联连接的电池组。在专利文献1的图1等中公开了一种具备一对电极连接部和介设于该一对电极连接部之间且具有弯曲成u字状的部分的连结部的汇流条。在专利文献1中记载了如下内容:使用这样的汇流条来连接单电池的外部端子间,由此可吸收单电池间的位置偏离。现有技术文献专利文献专利文献1:日本国专利申请公开2013-191337号公报专利文献2:日本国专利申请公开2010-212155号公报技术实现要素:然而,根据本发明人的研究,新明确了像专利文献1所记载的那样的构成的电池组难以应对在旋转方向上的移位这一情况。即,电池组在搭载于汽车等移动体的情况下,会受到振动、冲击等的应力。但是,在专利文献1的电池组中,例如在因振动、冲击等而被施加了“扭转方向”上的应力的情况下,该应力会集中于外部端子与汇流条的连接部分。其结果,汇流条有可能从外部端子脱离从而单电池间的电连接被切断。本发明是鉴于这一点而完成的,其目的在于,提供一种即使在施加了扭转方向上的应力的情况下也难以切断外部端子与汇流条的电连接的电池组。根据本发明,提供一种具备在排列方向上排列的多个单电池和将多个上述单电池之间电连接的汇流条的电池组。上述汇流条具有向远离上述单电池的方向弯曲的第1弯曲部和向与上述第1弯曲部相反的方向弯曲的第2弯曲部。上述第1弯曲部与上述第2弯曲部在上述排列方向上排列配置。上述第1弯曲部和上述第2弯曲部均以与上述排列方向交叉的方式从上述汇流条的一端部朝向另一端部延伸。上述第1弯曲部构成为,随着从上述一端部朝向上述另一端部而宽度逐渐地变宽。上述第2弯曲部构成为,随着从上述一端部朝向上述另一端部而宽度逐渐地变窄。上述电池组的汇流条具有两个弯曲部。两个弯曲部,在从扭转方向施加了应力的情况下,以宽度窄的一侧为支点,宽度宽的一侧发生变形。由此,能够使从扭转方向施加的应力分散。因此,能够缓和外部端子与汇流条的连接部分处的应力集中。另外,由于具有弯曲成相对的形状的第1弯曲部和第2弯曲部,因此不仅能够适当地应对向第1扭转方向的移位,也能够适当地应对向第1扭转方向的相反方向的第2扭转方向的移位。其结果,外部端子与汇流条的电连接难以被切断,能够提高电池组的耐久性和可靠性。在本发明的优选的一技术方案中,将上述第1弯曲部与上述第2弯曲部配置为具有以上述汇流条的中心为基准的点对称性和以上述汇流条的上述排列方向上的中心线为基准的线对称性中的至少一方。通过这样,能够平衡地缓和向第1扭转方向的应力和向第1扭转方向的相反方向的第2扭转方向的应力。在本发明的优选的一技术方案中,上述单电池具有发电元件、收纳上述发电元件的电池壳、以及设置于上述电池壳的外部的外部端子。上述汇流条与上述外部端子电连接。在上述外部端子与上述汇流条连接的位置形成有焊接接合部。在外部端子与汇流条焊接接合的情况下,一旦该焊接接合部断裂则难以修复。因此,在外部端子与汇流条焊接接合的情况下,能够有效地发挥应用本发明的效果。附图说明图1是示意性地示出一实施方式的电池组的立体图。图2是示意性地示出图1的汇流条的立体图。图3是示意性地示出图1的汇流条的剖视图。图4是示意性地示出图1的汇流条的俯视图。图5是示意性地示出其他实施方式的汇流条的俯视图。图6是示意性地示出其他实施方式的汇流条的俯视图。附图标记说明1电池组10单电池12正极端子(外部端子)14负极端子(外部端子)20、30、40汇流条21a、21b、31a、31b、41a、41b端子连接部22、32、42连结部22a、32a、42a、42c凸部(第1弯曲部)22b、32b、42b凹部(第2弯曲部)具体实施方式以下,适当参照附图对在此公开的电池组的一实施方式进行说明。此外,在此说明的实施方式当然不意图特别限定本发明。本发明能够基于本说明书中公开的内容和该领域的技术常识来实施。图1是示意性地示出本实施方式的电池组1的立体图。电池组1具备四个单电池10和将这些单电池10互相电连接的三个汇流条20。此外,在以下的附图中,标号u、d、f、rr、l、r分别表示上、下、前、后、左、右。另外,标号y表示单电池10排列的排列方向,标号x表示与标号y正交并沿着单电池10的长边的延伸方向,标号z表示单电池10的高度方向。但是,这些只不过是为了便于说明的方向,并不对电池组1的设置形态构成任何限定。多个单电池10均为扁平的方型,具有相同形状。多个单电池10以一对平坦的侧面(宽幅面)互相相对的方式沿排列方向y(图1的前后方向)排列成一列。多个单电池10被未图示的约束带等保持成一体。通过多个汇流条20将多个单电池10串联地电连接。但是,构成电池组1的单电池10的形状、尺寸、个数、配置、连接方法等没有特别地限定,能够进行适当变更。另外,也可以在多个单电池10之间配置有例如用于有效地发散由单电池10产生的热的放热部件、作为长度调整手段的隔件等。各单电池10是通过将未图示的发电元件收纳于作为壳体的电池壳而构成的。关于单电池10的构成与以往同样即可,没有特别地限定。单电池10典型的是可充放电的二次电池,例如是锂离子二次电池。发电元件典型地具有正极、负极以及电解质。正极和负极均包含能够可逆地吸藏以及释放电荷载体的活性物质。电解质包括例如非水溶剂和锂盐等支持盐。电池壳例如为铝等轻量的金属制。在各单电池10的上表面10u设置有正极端子12和负极端子14。正极端子12和负极端子14在延伸方向x(图1的左右方向)上配置于单电池10的左右的端部。正极端子12例如为铝、镍、不锈钢等金属制。正极端子12与配置于电池壳的内部的正极(未图示)电连接。负极端子14例如为铝、铜、镍、不锈钢等金属制。负极端子14与配置于电池壳的内部的负极(未图示)电连接。正极端子12和负极端子14是外部端子的一例。单电池10经由正极端子12和负极端子14进行充放电。在本实施方式中,正极端子12和负极端子14均形成为上端呈矩形的平板形状。换言之,正极端子12和负极端子14均具有与单电池10的上表面10u平行的平坦面。另外,在本实施方式中,正极端子12和负极端子14的延伸方向x上的宽度均比排列方向y上的宽度长。但是,正极段子12、负极端子14的形状、尺寸、配置等没有特别地限定,能够进行适当变更。例如,正极端子12和负极端子14也可以均具有螺栓形状的螺纹紧固连结部分。在排列方向y上相邻的单电池10的正极端子12和负极端子14通过汇流条20交替地连接。换言之,第1单电池10的正极端子12经由汇流条20与在排列方向y上相邻的第2单电池10的负极端子14导通。在本实施方式中,以覆盖正极端子12和负极端子14的上述平坦面的方式配置汇流条20。例如通过激光焊接等以往公知的接合方法将汇流条20与正极端子12以及负极端子14的上述平坦面接合。在正极端子12以及负极端子14的上述平坦面与汇流条20连接的位置形成有未图示的焊接接合部。由此,汇流条20与正极端子12以及负极端子14一体化。多个汇流条20是导电性的连结部件。多个汇流条20均为具有大致为0.1~10mm(例如0.5~5mm左右)的厚度的板状的部件。多个汇流条20均为例如铝、铜、镍、不锈钢等金属制。通常,用于电池组的汇流条的个数为(单电池的个数-1)个。图2是汇流条20的立体图。图3是汇流条20的高度方向z上的剖视图。图4是汇流条20的俯视图。如图2~4所示,汇流条20具有两个端子连接部21a、21b和介设于两个端子连接部21a、21之间的连结部22。在排列方向y上,端子连接部21a、21b配置于两端部分。连结部22配置于端子连接部21a、21b的中间部分。连结部22从端子连接部21a、21b延伸。这样的形状的汇流条20例如通过冲压加工使一块金属板弯曲而形成的。端子连接部21a、21b是与正极端子12以及负极端子14连接的部分。端子连接部21a、21b具有沿着正极端子12以及负极端子14的上述平坦面的平板形状。在本实施方式中,端子连接部21a、21b的延伸方向x上的宽度比排列方向y上的宽度长。端子连接部21a、21b在俯视下为与单电池10的正极端子12和负极端子14相同的形状。端子连接部21a、21b的俯视下的面积可以与正极端子12和负极端子14的俯视下的面积相同,或者比正极端子12和负极端子14的俯视下的面积小。但是,端子连接部21a、21b的形状和尺寸没有特别限定,能够进行适当变更。例如,在正极端子12和负极端子14具有螺栓形状的螺纹紧固连结部分的情况下,在端子连接部21a、21b也可以具有以能够插入该螺纹紧固连结部分的外径在高度方向z上贯通的贯通孔。连结部22是将两个端子连接部21a、21b电连接的部分。在本实施方式中,连结部22的延伸方向x上的宽度比排列方向y上的宽度长。连结部22的延伸方向x上的宽度没有特别地限定,可以是大致10mm以上(例如20mm以上)且大致100mm以下(例如50mm以下)。连结部22的排列方向y上的宽度没有特别地限定,可以是大致10mm以上(例如20mm以上)且大致100mm以下(例如50mm以下)。由此,能够更好地缓和扭转方向的应力。连结部22以变曲线22m为边界,在排列方向y上被划分为两部分。变曲线22m是与端子连接部21a、21b的高度方向z上的位置相同的点的集合。连结部22具有一个凸部22a和一个凹部22b。凸部22a以沿着单电池10的宽幅面的方式向高度方向z的上方弯曲。凸部22a向远离单电池10的方向弯曲。凹部22b与凸部22a方向相反,即向高度方向z的下方弯曲。凹部22b向接近单电池10的方向弯曲。凸部22a和凹部22b沿着排列方向y排列配置。凸部22a和凹部22b均以与排列方向y交叉的方式延伸。在此,凸部22a和凹部22b均沿延伸方向x延伸。凸部22a和凹部22b从汇流条20的延伸方向x的一端部朝向另一端部延伸。此外,凸部22a是第1弯曲部的一例,凹部22b是第2弯曲部的一例。凸部22a和凹部22b既可以像本实施方式那样各为一个,凸部22a和/或凹部22b也可以为两个以上的多个。凸部22a与凹部22b既可以为相同数量,也可以不同。凸部22a的数量例如是(凹部22b的数量±1)。在凸部22a和/或凹部22b为多个的情况下,优选一个或多个凸部22a与一个或多个凹部22b在排列方向y上交替地配置。凸部22a和凹部22b在剖视下均呈斜圆锥被斜切而得到的那样的曲面形状。在高度方向z上,凸部22a的最大弯曲高度ha与凹部22b的最大弯曲高度hb既可以相同也可以不同。最大弯曲高度ha、hb没有特别地限定,但从更好地缓和扭转方向的应力的观点来看,典型的是均为1~10mm,优选为1.5mm以上,例如可以为2~5mm左右。最大弯曲高度ha、hb例如也可以比正极端子12以及负极端子14的高度方向z上的长度(厚度)小。凸部22a构成为,沿着延伸方向x(凸部22a的延伸方向),从右端朝向左端而宽度逐渐地变宽。换言之,凸部22a构成为,排列方向y上的宽度随着从延伸方向x的右端朝向左端而逐渐地变宽。凹部22b构成为,沿着延伸方向x(凹部22b的延伸方向),从右端朝向左端而宽度逐渐地变窄。换言之,与凸部22a相反,凹部22b构成为,排列方向y的宽度随着从延伸方向x的右端朝向左端而逐渐地变窄。此外,在本说明书中的“逐渐”典型地是指直线地变化,但也容许起因于例如制造工序等而变化率在中途稍微变化的用语。凸部22a的倾斜角度θa(即,变曲线22m与端子连接部21b和连结部22的边界线所成的角度)与凹部22b的倾斜角度θb(即,变曲线22m与端子连接部21a和连结部22的边界线所成的角度)既可以相同也可以不同。倾斜角度θa、θb没有特别地限定,但从更好地缓和扭转方向的应力的观点来看,典型的是均为3~60°,例如可以为5~45°左右。凸部22a与凹部22b具有以与单电池10相对的xy面的中心为对称中心点(基准)的点对称性。连结部22具有以变曲线22m的延伸方向x上的中心为对称中心点(基准)的点对称性。汇流条20具有以xy面的中心为基准的点对称性。通过这样,能够平衡地(均等地)缓和向第1扭转方向的应力和向与第1扭转方向相反的第2扭转方向的应力。但是,例如根据电池组1的设置形态等,有时容易向第1扭转方向或第2扭转方向中的某一方向移位。在这样的情况下,连结部22或汇流条20也可以不具有线对称性或点对称性。像以上那样,在本实施方式的电池组1中,汇流条20具有凸部22a和凹部22b。通过这样,在从扭转方向对电池组1施加了应力的情况下,能够以凸部22a的右侧的端部或凹部22b的左侧的端部为支点发生变形,从而适当地使该应力分散。因此,能够缓和正极端子12、负极端子14与汇流条20的连接部分处的应力集中。另外,汇流条20具有相对的形状的凸部22a和凹部22b,由此,不仅能够适当地应对向第1扭转方向的移位,也能够适当地应对向第1扭转方向的相反方向的第2扭转方向的移位。其结果,正极端子12、负极端子14与汇流条20的电连接难以被切断,能够提高电池组1的耐久性和可靠性。实际上,本发明人使用市售的应力解析软件在下述条件下进行了模拟仿真,示出了使用具有凸部22a和凹部22b的汇流条20的本实施方式的电池组1与使用不具有凸部22a和凹部22b的平板形状的汇流条的以往例的电池组相比,具有缓和集中于正极端子12、负极端子14与汇流条20的连接部分的应力的效果的情况。<应力解析条件>·应力解析软件:abaqus/cae(dassaultsystemes公司制)·解析条件:在以汇流条的一方的端子连接部为支点使电池组移位2mm时,对施加于另一方的端子连接部的应力进行解析。·输入参数:表1<应力解析结果>表2以往例本实施方式延伸方向x77mpa63mpa排列方向y75mpa31mpa高度方向z46mpa43mpa电池组1能够利用于各种用途,由于对来自扭转方向的应力具有高的耐久性,因此能够作为例如搭载于车辆等移动体的马达用的动力源(驱动用电源)而优选使用。车辆的种类没有特别地限定,典型的是汽车,例如可例举插电式混合动力汽车(phv)、混合动力汽车(hv)、电动汽车(ev)、电动卡车、电动拖车、电动助力自行车、电动轮椅、电力机车等。以上,对本发明进行了详细的说明,但上述实施方式以及实施例不限定于例示,在此公开的发明包括对上述的具体例进行了各种变形、变更而得到的技术方案。例如在上述的实施方式中,汇流条20是通过对一块金属板进行冲压加工而形成的,凸部22a和凹部22b在剖视下均呈曲面形状,但不限定于此。图5是其他实施方式的汇流条30的俯视图。汇流条30具有两个端子连接部31a、31b和介设于两个端子连接部31a、31b之间的连结部32。此外,除了以下的特征之外,汇流条30与上述的汇流条20同样。例如,两个端子连接部31a、31b与上述的端子连接部21a、21b同样。连结部32以变曲线32m为边界,在排列方向y上被划分为两部分。连结部32具有一个凸部32a和一个凹部32b。汇流条30是通过对一块金属板进行弯折加工而形成的。详细而言,通过使三条凸折线m1~m3成形为凸形状来形成凸部32a。另外,通过使三条凹折线v1~v3成形为凹形状来形成凹部32b。凸部32a和凹部32b在剖视下均为斜棱锥被斜切而得到的那样的斜切棱锥形状。凸部32a与凹部32b具有以xy面的中心作为对称中心点(基准)的点对称性。汇流条30具有以xy面的中心为基准的点对称性。以上那样的汇流条30也能够与汇流条20同样地适当使用。另外,例如在上述的实施方式中,汇流条20的连结部22具有一个凸部22a和一个凹部22b,但不限定于此。图6是其他实施方式的汇流条40的俯视图。汇流条40具有两个端子连接部41a、41b和介设于两个端子连接部41a、41b之间的连结部42。此外,除了以下的特征之外,汇流条40与上述的汇流条20同样。例如,两个端子连接部41a、41b与上述的端子连接部21a、21b同样。连结部42以两条变曲线42m为边界,在排列方向y上被划分为三部分。连结部42具有两个凸部42a、42c和一个凹部42b。两个凸部42a、42c与一个凹部42b沿排列方向y交替地配置。换言之,在排列方向y上,两个凸部42a、42c分别配置于两个端子连接部41a、41b的旁边,一个凹部42b配置于两个凸部42a、42c之间。两个凸部42a、42c在剖视下均呈斜圆锥被斜切而得到的那样的曲面形状。一个凹部42b呈直圆锥被斜切而得到的那样的曲面形状(锥形形状)。两个凸部42a、42c的最大弯曲高度比一个凹部42b的最大弯曲高度小。连结部42具有以xy面的排列方向y上的中央线m为对称中心线(基准)的线对称性。两个凸部42a、42c与一个凹部42b具有以xy面的排列方向y上的中央线m为基准的线对称性。汇流条40具有以xy面的排列方向y上的中央线m为基准的线对称性。以上那样的汇流条40也能够与汇流条20同样地适当使用。另外,例如在上述的实施方式中,汇流条20的连结部22由凸部22a和凹部22b构成,但不限定于此。例如,除了凸部22a和凹部22b之外,还可以具有平坦部分和其他弯曲部分。例如,也可以在与端子连接部21a、21b交界的部分具有专利文献1所记载的那样的u字状的弯曲部分,即排列方向y上的宽度从延伸方向x的右端部直到左端部都均一的弯曲部分。当前第1页12
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