蓄电池装置的制作方法

1.本新型涉及一种蓄电池装置。


背景技术：

2.在混合动力车辆和电动车辆等车辆上搭载有具备多个电池单体的蓄电池装置。在蓄电池装置中具备各种零件，例如用于控制输入/输出的电力的接触器、预充电电路等。接触器的设置是为了将蓄电池从电路断开以确保电气安全性。特别地，作为搭载在需要高电压的车辆上的蓄电池装置，已知一种为了进一步确保电气安全性而具备多个接触器的装置(例如，参考专利文献1)。
3.[先行技术文献]
[0004]
(专利文献)
[0005]
专利文献1：专利第526068418号公报


技术实现要素：

[0006]
[新型所要解决的问题]
[0007]
设置在蓄电池装置中的多个接触器，分别与蓄电池装置的正极侧和负极侧电性连接，进而与其它外围零件电性连接。因此，在具备多个接触器的蓄电池装置中，期望采取用于与外围零件电性连接的有效布置。
[0008]
本新型的目的在于提供一种能够有效地布置多个接触器和外围零件的蓄电池装置。
[0009]
[解决问题的技术手段]
[0010]
(1)本新型的蓄电池装置(例如，后述的蓄电池装置1)具备：蓄电池结构体(例如，后述的蓄电池结构体2a)，其一端面(例如，后述的一端面 2a)上排列配置有总正极(例如，后述的总正极22a1)和总负极(例如，后述的总负极22b2)；第一接触器(例如，后述的主接触器51)，其与前述蓄电池结构体的前述总正极电性连接；第二接触器(例如，后述的子接触器54)，其与前述蓄电池结构体的前述总负极电性连接；连接器(例如，后述的连接器 531)，其与前述第二接触器电性连接，并与外部设备之间进行电力的输入和输出；及，预充电电路(例如，后述的预充电电路52)，其与前述第一接触器并联地电性连接的同时与前述连接器串联地电性连接；其中，前述蓄电池结构体的前述总正极被配置在前述一端面上的前述总正极和前述总负极的排列方向的一方端侧(例如，后述的y1方向侧)，前述总负极被配置在前述一端面上的前述总正极和前述总负极的排列方向的另一方端侧(例如，后述的y2方向侧)，并且，从前述蓄电池结构体上的前述一方端侧朝向前述另一方端侧，按顺序排列配置有前述第一接触器、前述预充电电路、前述连接器、及前述第二接触器。
[0011]
(2)在(1)所述的蓄电池装置中，前述第一接触器、前述预充电电路、前述连接器、及前述第二接触器，也可以配置在前述多个蓄电池模组的前述一端面侧。
[0012]
(3)在(2)所述的蓄电池装置中，前述蓄电池结构体，是藉由将多个蓄电池模组(例
如，后述的蓄电池模组2)，沿前述正极端子和前述负极端子的排列方向并列且串联地电性连接而构成，所述多个蓄电池模组分别在前述一端面上排列配置有正极端子(例如，后述的正极端子231)和负极端子(例如，后述的负极端子232)，当从与前述一端面垂直的方向(例如，后述的x2 方向)观察时，前述第一接触器、前述预充电电路、前述连接器、及前述第二接触器，也可以配置在与前述蓄电池模组重叠的范围(例如，后述的范围 w1,w2)内。
[0013]
(4)在(1)～(3)中任一项所述的蓄电池装置中，前述蓄电池模组具备：筒形壳体(例如，后述的筒形壳体21)，其在前述一端面具有开口部(例如，后述的开口部210a)；及，多个电池单体(例如，后述的电池单体23)，其被收容在前述筒形壳体内；并且，在前述蓄电池结构体中，前述多个蓄电池模组的各个前述开口部被一个盖部件(例如，后述的端板3)封闭，前述第一接触器、前述预充电电路、前述连接器、及前述第二接触器，也可以配置在前述盖部件的外侧面(例如，后述的外侧面3a)。
[0014]
(新型的效果)
[0015]
根据上述(1)的技术，能够有效地布置并缩短用于电性连接蓄电池结构体、第一接触器、预充电电路、连接器、及第二接触器的路径。因此，能够实现用于电性连接的配线部件的数量的减少和蓄电池装置的空间效率的提高。
[0016]
根据上述(2)的技术，由于能够进一步缩短用于电性连接蓄电池结构体、第一接触器、预充电电路、连接器、及第二接触器的路径，因此，能够进一步促进配线部件的数量的减少和蓄电池装置的空间效率的提高。
[0017]
根据上述(3)的技术，即使蓄电池结构体由多个蓄电池模组构成，也能够以最短路径来布置各蓄电池模组、第一接触器、预充电电路、连接器、及第二接触器的电性连接。因此，实现配线部件最少化，同时，蓄电池装置的空间效率也进一步提高。
[0018]
根据上述(4)的技术，能够容易地藉由一个端板来将并列的多个蓄电池模组的开口部加以封闭，同时，藉由将第一接触器、预充电电路、连接器、及第二接触器配置在一个端板上，能够进一步提高蓄电池装置的空间效率。
附图说明
[0019]
图1是蓄电池装置的分解立体图。
[0020]
图2是蓄电池模组的正面图。
[0021]
图3是示出蓄电池模组内的电池单体的层叠体的立体图。
[0022]
图4是示出配置在蓄电池装置的盖部件上的外围零件的立体图。
[0023]
图5是示出从一方的盖部件的侧面观察蓄电池装置时的蓄电池模组与第一接触器、预充电电路、连接器、及第二接触器的配置关系的图。
[0024]
图6是示出蓄电池装置的电气结构的方块图。
具体实施方式
[0025]
以下，参考附图，对本新型的实施方式进行说明。如图1所示，蓄电池装置1具有：蓄电池结构体2a，其由并列配置的两个蓄电池模组2,2构成；两个端板3,4，其分别封闭蓄电池结构体2a的各蓄电池模组2,2的长度方向的两端面2a,2b；及，接口盒5，其设置在一方的端板3上。
[0026]
此处，对本说明书的各图中所示的箭头的方向进行定义。x1
‑
x2方向是蓄电池装置1、蓄电池结构体2a、及蓄电池模组2,2的长度方向。y1
‑
y2方向是蓄电池装置1、蓄电池结构体2a、及蓄电池模组2,2的宽度方向。z1
‑
z2方向是蓄电池装置1、蓄电池结构体2a、及蓄电池模组2,2的高度方向。x1
‑
x2 方向、y1
‑
y2方向、及z1
‑
z2方向相互正交。
[0027]
构成蓄电池结构体2a的两个蓄电池模组2,2实际上具有相同的构成。因此，使用图1～图3对一个蓄电池模组2的构成进行说明。蓄电池模组2具有金属制的筒形壳体21和收容在筒形壳体21内的单体层叠体22。
[0028]
筒形壳体21是藉由将铝等金属材料在一方向(x1
‑
x2方向)上挤压成型而形成的挤压成型品。筒形壳体21形成为宽度方向大于高度方向的横向较长的方筒形。由挤压成型品构成的筒形壳体21由于可以容易地形成，并且不具有将板材彼此接合的接合部，因此具有稳定的形状而不会产生由接合部引起的组装偏差和热变形等。
[0029]
如图2所示，筒形壳体21具有上壁部211、下壁部212、侧壁部213,213 及一个隔壁部214，所述隔壁部214在筒形壳体21的内部与侧壁部213,213 平行地配置。隔壁部214，在筒形壳体21的宽度方向的中央部，连接上壁部 211和下壁部212，并在筒形壳体21的长度方向上延伸。
[0030]
筒形壳体21的内部，具有收容两个单体层叠体22,22的两个收容部 210,210。两个收容部210,210，藉由被上壁部211、下壁部212、侧壁部213,213 及隔壁部214包围的空间而构成。收容部210,210，在筒形壳体21的长度方向上延伸，并以夹持隔壁部214的方式平行地排列。蓄电池模组2的长度方向的两端面2a,2b也是筒形壳体21的两端面。该两端面2a,2b配置有筒形壳体21 的开口部210a,210a，所述开口部210a,210a分别藉由开口成横向较长的矩形状，来使收容部210,210与外部连通。
[0031]
在筒形壳体21的侧壁部213,213的内部及隔壁部214，分别一体成型有流通温控介质的温控介质流路215,216。温控介质，经由侧壁部213,213及隔壁部214，与构成单体层叠体22,22的后述的电池单体220之间进行热交换(冷却或加热)。温控介质流路215,216，横跨筒形壳体21的长度方向的全长而延伸，并分别在蓄电池模组2的两端面2a,2b上开口。温控介质流路215,216，在两端面2a,2b上被密封部件25密封。
[0032]
如图3所示，分别收容在筒形壳体21的收容部210,210内的单体层叠体 22,22，藉由将例如由锂离子二次电池构成的多个长方体形状的电池单体23，以夹持隔板221的方式沿x1
‑
x2方向层叠构成。电池单体23，藉由在由铝等构成的单体壳体内收容电极体(未示出)而构成。在各电池单体23的上表面，沿y1
‑
y2方向分别排列设置有正极端子231和负极端子232。在单体层叠体 22中，各电池单体23的正极端子231和负极端子232，沿电池单体23的层叠方向交替配置。层叠方向上相邻的电池单体23,23的正极端子231和负极端子 232，经由母线24电性连接。由此，构成一个单体层叠体22的全部电池单体 23，串联地电性连接。
[0033]
单体层叠体22,22，自筒形壳体21的开口部210a,210a，沿电池单体23的层叠方向也就是x1
‑
x2方向，被插入各收容部210,210内。收容部210,210内的单体层叠体22,22，被侧壁部213和隔壁部214夹持。因此，即使在一个筒形壳体21内收容两列单体层叠体22,22，也能够在各电池单体23的宽度方向的两侧，与在温控介质流路215,216内流动的温控介质高效地进行热交换。
[0034]
如图2所示，藉由将两个单体层叠体22,22收容在筒形壳体21内，从而在蓄电池模
组2的一端面2a，配置有被配置在单体层叠体22,22的端部上的电池单体23,23的正极端子231和负极端子232。在本实施方式的蓄电池模组2 的一端面2a，两个单体层叠体22,22的各端子，沿从y1至y2的宽度方向，按正极端子231、负极端子232、正极端子231、负极端子232的顺序排列。
[0035]
如图2所示，分别收容有两列单体层叠体22,22的两个蓄电池模组2,2，沿各单体层叠体22,22的正极端子231和负极端子232的排列方向也就是 y1
‑
y2方向并列配置。由此，构成蓄电池结构体2a。在蓄电池结构体2a中，各蓄电池模组2,2的一端面2a,2a朝向相同的方向(x1
‑
x2方向)配置。因此，本实施方式的蓄电池结构体2a的一端面，由各蓄电池模组2的一端面2a,2a 构成。各单体层叠体22,22的全部正极端子231和负极端子232，朝向相同的方向(z1方向)配置。
[0036]
此外，如图1所示，在各蓄电池模组2,2上，例如安装有多个托架6，所述托架6用于将蓄电池装置1固定在车辆的车架等骨架部件上。此处所说的车辆是混合动力车辆或电动车辆等车辆。蓄电池装置1是对用于驱动车辆的发动机提供电力的高电压蓄电池装置1。蓄电池装置1，以使x1
‑
x2方向沿车辆的前后方向的方式配置，并被搭载在车辆的地板下等处。
[0037]
如图2所示，在两个蓄电池模组2,2的相同的端面2a,2a，单体层叠体22,22 的正极端子231和负极端子232，沿从y1至y2的宽度方向，按正极端子231、负极端子232的顺序交替配置。各单体层叠体22,22分别串联地电性连接有多个电池单体23，因此，在各蓄电池模组2,2的一端面2a,2a，配置有单体层叠体22,22的总正极22a1和总负极22b1。如图6所示，各蓄电池模组2,2的总正极22a1和总负极22b1，在一端面2a,2a，沿从y1至y2的宽度方向，按总正极22a1、总负极22b1、总正极22a2、总负极22b2的顺序配置。因此，从两个蓄电池模组2,2的各一端面2a,2a观察，蓄电池结构体2a中，在蓄电池模组2,2的并列方向的一方端侧(y1方向侧)配置有总正极22a1，在另一方端侧(y2方向侧)配置有总负极22b2。
[0038]
端板3,4是封闭各蓄电池模组2,2的各端面2a,2a、2b,2b的盖部件。本实施方式的端板3,4，分别由用铝等金属材料形成为横向较长的矩形状板状部件构成。如图1所示，端板3,4也可以分别为两个蓄电池模组2,2共享。也就是说，端板3,4分别具有能够覆盖蓄电池结构体2a的两个蓄电池模组2,2的整个端面2a,2a、2b,2b的大小。端板3,4为两个蓄电池模组2,2共享，因此，由于无需增加新的形状的零件，因此，可以控制成本。端板3,4分别藉由多个螺栓10而被固定在蓄电池模组2,2的端面2a,2b上。由此，各蓄电池模组2,2的筒形壳体21,21的开口部210a,210a被端板3,4封闭。
[0039]
如图1所示，接口盒5设置在被配置于x1方向侧的端部上的一方的端板 3的外侧面3a上。接口盒5，在盖体50的内部，收容有与蓄电池装置1相关的外围零件。具体而言，如图4、图5及图6所示，在接口盒5的内部，配置有配线部件也就是母线55a～55g，所述母线55a～55g将主接触器(第一接触器)51、预充电电路52、dc分支端子块53、及子接触器(第二接触器)54 与各蓄电池模组2,2电性连接。主接触器(m/c)51、预充电电路(pre)52、 dc分支端子块53、及子接触器(s/c)54，分别藉由螺栓等而被固定在端板 3的外侧面3a上。
[0040]
主接触器51和子接触器54，皆是用于将蓄电池模组2,2从电路断开的部件，以确保蓄电池装置1的电气安全性。主接触器51，在端板3的外侧面3a 上，被配置在最靠y1方向侧的端部。如图6所示，主接触器51，藉由贯穿端板3的母线55a，与被配置在蓄电池结构体2a上的一方端侧(y1方向侧)的总正极22a1电性连接。子接触器54，在端板3的外侧面3a上，被配
置在最靠y2方向侧的端部。如图6所示，子接触器54，藉由贯穿端板3的母线55f，与被配置在蓄电池结构体2a上的另一方端侧(y2方向侧)的总负极22b2电性连接。
[0041]
预充电电路52具有预充电继电器、预充电电阻等(皆未示出)而构成。预充电继电器是用于进行蓄电池装置1的预充电控制的接通/断开的开关。如图6所示，预充电继电器，在蓄电池结构体2a的正极侧和逆变器(未示出) 之间，藉由母线55b,55c而与主接触器51并联地电性连接，且与预充电电阻串联地电性连接。
[0042]
dc分支端子块53是与外部设备进行连接的接线板，具有用于与外部设备连接的连接器531(参考图6)。如图6所示，dc分支端子块53(连接器 531)，藉由母线55d,55e而在预充电电路52和子接触器54之间串联地电性连接。由此，连接器531具备蓄电池装置1的总正极和总负极。连接器531，藉由未图示的电缆，与车辆侧的发动机或pdu(power distribution unit)(皆未示出)电性连接。
[0043]
母线55g的两端部分别贯穿端板3。如图6所示，母线55g的一端部，在蓄电池结构体2a的一方的蓄电池模组2上，与没有与主接触器51连接的总负极22b1电性连接。母线55g的另一端部，在蓄电池结构体2a的另一方的蓄电池模组2上，与没有与子接触器54连接的总正极22a2电性连接。由此，蓄电池结构体2a的两个蓄电池模组2,2串联地电性连接。
[0044]
这样，在端板3的外侧面3a上，从蓄电池结构体2a的两个蓄电池模组 2,2的并列方向的一方端侧(y1方向侧)朝向另一方端侧(y2方向侧)，按顺序排列配置有主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54。即，主接触器51和子接触器54被分开配置在蓄电池结构体 2a的一方端侧(y1方向侧)和另一方端侧(y2方向侧)。预充电电路52和 dc分支端子块53(连接器531)被配置在主接触器51和子接触器54之间。因此，根据该蓄电池装置1，能够缩短并有效地布置母线55a～55g的路径，所述母线55a～55g用于电性连接蓄电池结构体2a的各蓄电池模组2,2、主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54。因此，能够实现用于电性连接的配线部件的数量的减少和蓄电池装置1的空间效率的提高。
[0045]
在本实施方式的蓄电池装置1中，主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54，被配置在蓄电池结构体2a的两个蓄电池模组2,2的各自的一端面2a,2a侧。据此，能够进一步缩短用于将它们电性连接的母线55a～55g的路径。因此，能够进一步促进用于电性连接的配线部件的数量的减少和蓄电池装置1的空间效率的提高。而且，在蓄电池装置1的上下面上没有配置这些零件，因此，可以抑制蓄电池装置1的高度方向的尺寸。
[0046]
如图5所示，从与蓄电池模组2,2的各自的一端面2a,2a垂直的方向(x2 方向，参考图1)观察，主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54，被配置在与蓄电池结构体2a中的各蓄电池模组 2,2重叠的范围内。具体而言，主接触器51和预充电电路52，被配置在：与被配置在蓄电池结构体2a上的y1方向侧的蓄电池模组2的宽度方向重叠的范围w1、及与高度方向重叠的范围h1内。dc分支端子块53(连接器531) 和子接触器54，被配置在：与被配置在蓄电池结构体2a上的y2方向侧的蓄电池模组2的宽度方向重叠的范围w2、及与高度方向重叠的范围h2内。据此，能够藉由母线55a～55g以最短路径来布置各蓄电池模组2,2、主接触器 51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54的电性连接。因此，实现配线部件的最少化，同时，蓄电池装置1的空间效率也进一步提
高。
[0047]
进一步，如图5所示，由于主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54，被收容在筒形壳体21和端板3的轮廓内，因此，蓄电池装置1被搭载在车辆上，当从车辆宽度方向(y1
‑
y2方向)发生碰撞、或因道路上的障碍物而从车辆下方(z2方向)发生往上撞击等时，可以藉由高强度的筒形壳体21和端板3来保护主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54。
[0048]
本实施方式的蓄电池模组2，具备筒形壳体21、及收容在筒形壳体21内的多个电池单体23，所述筒形壳体21的一端面2a具有开口部210a。在蓄电池结构体2a中，两个蓄电池模组2,2的各自的开口部210a,210a被一个盖部件也就是端板3封闭。主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54，被配置在端板3的外侧面3a。因此，根据此蓄电池装置1，能够容易地藉由一个端板3来将并列的两个蓄电池模组2,2的开口部210a,210a加以封闭。主接触器51、预充电电路52、dc分支端子块53(连接器531)、及子接触器54被配置在一个端板3上，因此，能够进一步提高蓄电池装置1的空间效率。
[0049]
在蓄电池装置1中，构成蓄电池结构体2a的蓄电池模组2只要是一个以上即可，不限于两个。无论蓄电池模组2的数量如何，主接触器51和子接触器54分别分开配置在各蓄电池结构体2a的一方端侧和另一方端侧。被收容在一个蓄电池模组2内的单体层叠体22只要是一个以上即可，不限于两个。
[0050]
附图标记
[0051]
1蓄电池装置
[0052]
2a蓄电池结构体
[0053]
2蓄电池模组
[0054]
2a一端面
[0055]
21筒形壳体
[0056]
210a开口部
[0057]
22a1总正极
[0058]
22b2总负极
[0059]
23电池单体
[0060]
231正极端子
[0061]
232负极端子
[0062]
3端板
[0063]
3a外侧面
[0064]
51主接触器(第一接触器)
[0065]
52预充电电路
[0066]
531连接器
[0067]
54子接触器(第二接触器)