專利名稱：電池間連接構(gòu)造及電池組件與電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將數(shù)個(gè)單電池連接以構(gòu)成所需的輸出電壓的電池組件的電池間連接構(gòu)造，及采用該電池間連接構(gòu)造構(gòu)成的電池組件，以及將多個(gè)該電池組件加以排列并進(jìn)行電氣及機(jī)械連接而構(gòu)成的電池組。
背景技術(shù)：
以往，作為將數(shù)個(gè)單電池串聯(lián)連接、用于構(gòu)成得到所需輸出電壓的電池組件的電池間連接構(gòu)造，分別揭示于日本專利特開平10-106533號公報(bào)(以下稱為第1項(xiàng)以往技術(shù))、特開2000-126703號公報(bào)(以下稱為第2項(xiàng)以往技術(shù))及特開2000-149907號公報(bào)(以下稱為第3項(xiàng)以往技術(shù))，并已為公眾所知。
上述第1項(xiàng)以往技術(shù)如

圖15所示，具有將設(shè)置于2個(gè)電池B1、B2間的碟狀連接體3以凸焊分別與其中的電池B1的成為正極端子的設(shè)有金屬蓋1的封口板10及另一電池B2的成為負(fù)極端子的電池殼2連接而形成的構(gòu)成。即，連接體3具備外嵌于電池殼2的圓筒部4及與封口板10碰接的平面部7，同時(shí)，在圓筒部4內(nèi)面和平面部7的底面上，于同一半徑上90°的等間隔的各部位上分別形成有用于凸焊的突起8、9，于上述突起8、9處進(jìn)行凸焊而使連接體3的平面部7與和一方的電池B1上的金屬蓋1電氣連接的封口板10相連接、使筒狀部4與另一方的電池B2的電池殼2相連接。一方的電池B1的電池殼2與連接體3之間由絕緣環(huán)11防止發(fā)生電氣短路。由此，兩電池B1、B2被電氣串聯(lián)連接的同時(shí)機(jī)械連接。
圖16表示以往的電池組件5。該電池組件5，通過將為得到所需輸出電壓所需要個(gè)數(shù)(同圖中例示的場合為6個(gè))的單電池B1～B6按上述電池間連接構(gòu)造串聯(lián)連接而構(gòu)成。
上述第2項(xiàng)以往技術(shù)與第1項(xiàng)以往技術(shù)差不多具有同樣的構(gòu)成，與第1項(xiàng)以往技術(shù)的不同點(diǎn)僅在于，在與第1項(xiàng)以往技術(shù)的連接體3差不多同樣的碟狀連接體的中央連結(jié)部(平面部)及凸緣部(圓筒部)上分別設(shè)有壓接凸起部、于該壓接凸起部進(jìn)行激光焊接而將碟狀連接體與2個(gè)單電池連接。
上述第3項(xiàng)以往技術(shù)，不采用如同第1及第2項(xiàng)以往技術(shù)的連接體，而于數(shù)個(gè)電池間直接進(jìn)行連接。即，于封閉電池殼開口部的封口體上形成有向電池軸外方突出的連接電極部，通過設(shè)于其上的數(shù)個(gè)凸焊用突起將鄰接的2個(gè)單電池中的一方的單電池的連接電極部與另一方單電池的電池殼開口部的相反側(cè)底面部進(jìn)行凸焊而直接連接、將數(shù)個(gè)單電池各自沿電池軸方向排成一列而形成的串聯(lián)連接構(gòu)成。
采用上述第1至第3項(xiàng)以往技術(shù)的任一電池間連接構(gòu)造構(gòu)成的電池組件，都構(gòu)成為電氣串聯(lián)連接多個(gè)單電池以獲得高壓電力輸出的電池組。這種可獲得高壓電力的電池組，例如可用作將內(nèi)燃機(jī)與電池驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組合作為驅(qū)動(dòng)源的混合型電動(dòng)汽車的上述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電源等。作為以往的這種電池組分別于日本專利特開平10-270006號公報(bào)(以下稱為第4項(xiàng)以往技術(shù))及特開2000-223096號公報(bào)(以下稱為第5項(xiàng)以往技術(shù))被揭示而為公眾所知。
上述第4項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池組的構(gòu)成為，將如圖16所示的電池組件5以數(shù)列多段配設(shè)后內(nèi)藏于上方開口的方形箱狀塑料制收納箱中。為使整體外形呈細(xì)長圓柱狀的電池組件5插入，而在收納箱的兩端壁上開設(shè)有與電池組件收納數(shù)一致的圓形貫通孔，并且為使電池組保持穩(wěn)定而在兩端壁之間設(shè)置了與其平行的中間壁，該中間壁上也開設(shè)有與兩端壁上數(shù)目相同的圓形貫通孔。電池組從兩端壁及中間壁的各貫通孔插入，保持在收納箱的固定部位上。
另外，上述第5項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池組，具備將數(shù)個(gè)平行配設(shè)的電池組件保持于內(nèi)部的收納箱，該收納箱具備設(shè)于兩面的蓋箱及設(shè)于該兩蓋箱之間的中間箱。進(jìn)一步地，為將電池組件數(shù)列數(shù)段并排固持而在收納箱的中間箱的兩面及蓋箱的內(nèi)面設(shè)置有突出的固持肋，并且將兩面的蓋箱與中間箱連接起來，以固持肋對數(shù)列數(shù)段電池組件從兩側(cè)挾持而使之保持于固定部位上。
然而，由于采用上述第1項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池間連接構(gòu)造構(gòu)成的電池組件5是由數(shù)個(gè)單電池B1～B6沿其電池軸方向排列連接而成為外形呈細(xì)長圓柱狀，故對其整體的外徑、長度及平行度進(jìn)行高精度制作是極為困難的。另外，凸焊必須在將連接體3的圓筒部4上的凸焊用突起8與電池殼2的圓形外側(cè)面相接觸的不穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，故而招致電池組件5的成品率低下。并且，就焊接次數(shù)而言，為使B1～B6各個(gè)單電池中鄰接的每2個(gè)單電池之間由1個(gè)連接體3連接時(shí)，電池殼2與連接體3之間需4次系列焊接方式、連接體3與封口板10之間需2次系列焊接方式共計(jì)需6次。焊接次數(shù)如此之多，造成生產(chǎn)能力低下。另外，由于單電池B1～B6中每2個(gè)鄰接的單電池間借助連接體3形成通路、電流流動(dòng)，使電流流經(jīng)的路程增長，而增長部分引起電阻增大。
而且，由于在單電池B1～B6中每2個(gè)鄰接的單電池間都裝設(shè)有連接體3及絕緣環(huán)11，不僅增高部件成本，而且需要設(shè)置連接體3及絕緣環(huán)11的安裝工序，使生產(chǎn)效率下降。更加之，該電池組件多使用于諸如汽車、電動(dòng)自行車等受到振動(dòng)的環(huán)境中，第1項(xiàng)以往技術(shù)的單電池B1～B6的連接構(gòu)造的單電池B1、B2間的彎曲強(qiáng)度低下、且連接機(jī)械強(qiáng)度亦不足，故而具有在受到過于劇烈的振動(dòng)時(shí)連接體3遭到破壞，易于發(fā)生單電池B1、B2間的連接脫離的缺點(diǎn)。
另外，采用第2項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池間連接構(gòu)造構(gòu)成的電池組件，因其具有差不多與第1項(xiàng)以往技術(shù)同樣的構(gòu)成，因而存在與第1項(xiàng)以往技術(shù)同樣的缺點(diǎn)，即，組件的外徑、長度及平行度以極高精度制作時(shí)難度大，激光焊接須在不穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，成品率低，焊接次數(shù)多導(dǎo)致生產(chǎn)能力低下，因需連接體及絕緣環(huán)引起部件成本高昂，且因工序多造成生產(chǎn)效率進(jìn)一步低下，受過于劇烈的振動(dòng)時(shí)連接體易破壞等。而且，對于這種電池組件，為使連接體在受到振動(dòng)時(shí)不易破壞而使用增加了厚度的連接體的場合，則因?qū)Ψ饪隗w施加應(yīng)力而存在封口體的密封性可能受損的危險(xiǎn)。
而對于采用第3項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池間連接構(gòu)造構(gòu)成的電池組件，與第1及第2項(xiàng)以往技術(shù)的電池組件比較，不需連接體及絕緣環(huán)，且焊接次數(shù)少，具有可降低成本的益處。而另一方面，由于該電池組件，對單電池直接焊接加以連接，因而必然地當(dāng)受到振動(dòng)及來自側(cè)面的沖擊時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度等比第1及第2項(xiàng)以往技術(shù)更低，故而在使用于諸如電動(dòng)汽車及電動(dòng)自行車等受過于劇烈的振動(dòng)的環(huán)境時(shí)，例如，必須以極其牢固的固持狀態(tài)收納于收納箱中，而如此構(gòu)成的結(jié)果最終仍導(dǎo)致成本上升。
而另一方面，以往技術(shù)的電池組，是將上述第1至第3項(xiàng)任一種以往技術(shù)相關(guān)的所需個(gè)數(shù)的電池組件排列連接而構(gòu)成的，對于上述第4項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池組而言，兩端壁及中間壁雙方都具有貫通孔的收納箱的成形模具，其形成上述形狀的部分不易脫模，故而具有復(fù)雜的構(gòu)造，收納箱的制造麻煩且成本高昂。另外，電池組件的位于電池間連接部分的連接體3及絕緣環(huán)11比電池殼2更向外方突出，整體上各部分外徑不一致，即使收納箱的兩端壁及中間壁的各貫通孔的制作精度高也不能將所有的電池組件以不留間隙的狀態(tài)插入并固持于貫通孔內(nèi)，故不能將電池組件無松動(dòng)地穩(wěn)定地保持。且，將電池組件插入小的貫通孔進(jìn)行配裝的作業(yè)非常費(fèi)工夫，故而生產(chǎn)效率不佳。加之，當(dāng)電池組件的收納個(gè)數(shù)變更時(shí)，必須以新的成形模具制作收納箱，使成本進(jìn)一步增加。
另外，第5項(xiàng)以往技術(shù)相關(guān)的電池組，無論在構(gòu)成收納箱的蓋箱或中間箱上只要出現(xiàn)許些翹曲等變形，都會(huì)不易將所有的電池組件均等地加以固持。為此，必須保證蓋箱及中間箱上不發(fā)生翹曲等變形，且對固持肋的形狀及固持肋間的尺寸加以高精度制作，故材料成本及制作成本高昂。
因此，本發(fā)明鑒于上述的以往技術(shù)上的課題進(jìn)行，提供以簡易的工序廉價(jià)地構(gòu)成可減低電阻的電池間連接構(gòu)造，及具備抗振動(dòng)及沖擊的堅(jiān)固構(gòu)成的電池組件，以及可容易地將多個(gè)電池組件加以連接形成所需構(gòu)成的電池組為其目的。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的電池間連接構(gòu)造，其特征在于，具備數(shù)個(gè)單電池，該單電池具有兼作一方電極的有底筒狀的電池殼、及以電氣絕緣狀態(tài)對上述電池殼的開口部加以封閉并兼作另一方電極的封口體，并且，上述封口體上靠近外周處形成有沿電池軸方向向外突出的環(huán)狀的連接電極部，上述各單電池以各電池軸相互平行的排列方式并列設(shè)置，平板狀的連接板以架設(shè)于相鄰的2個(gè)單電池中的一方的上述單電池的上述連接電極部及另一方上述單電池的上述電池殼的底面之上的狀態(tài)設(shè)置并于與上述連接電極部及上述電池殼的底面部的各個(gè)相接近之處通過焊接而連接。
該電池間連接構(gòu)造，將單純的平板狀的連接板的兩側(cè)部，以架設(shè)并支承于以各電池軸相互平行的排列并列地設(shè)置的2個(gè)單電池中的一方的單電池的環(huán)狀連接電極部與另一方的單電池的電池殼的底面上的穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行焊接，故而不存在焊接不良的擔(dān)心，可大幅提高成品率。另外，為使連接板分別與連接電極部之間以及與電池殼的底面之間接合，只須進(jìn)行共計(jì)2次焊接便可，大幅減少了焊接次數(shù)，顯著地提高生產(chǎn)效率。加之，因?qū)坞姵匾噪姵剌S相平行的設(shè)置方式并列設(shè)置，使2個(gè)單電池間的電流路徑設(shè)定成連接一方的單電池的環(huán)狀連接電極部與另一方的單電池的底面外周部分的相互靠近之處的最短距離，從而可大幅降低電阻。
另外，本發(fā)明的電池組件，其特征在于，具有合成樹脂制的收納箱，該收納箱具有其厚度與單電池的電池軸方向的長度大體相等的大體上呈長方體的外形，由數(shù)個(gè)電池收納部以一列或數(shù)列排列而形成，該電池收納部具有俯視呈正方形的形狀，其一邊與圓筒形的單電池的外徑大體相等，并沿上述厚度方向貫通，插入于上述各電池收納部內(nèi)的各個(gè)上述單電池中的相鄰的每2個(gè)單電池，通過上述各發(fā)明中的任一電池間連接構(gòu)造而電氣并機(jī)械連接；上述收納箱的厚度方向的兩側(cè)的開口部分別由固定于其上的箱蓋部件封閉；上述各箱蓋部件上對應(yīng)于上述單電池與上述電池收納部的隔壁之間的空隙及連接板與上述隔壁之間的空隙的各個(gè)相應(yīng)部位上，設(shè)有形狀與上述各空隙相對應(yīng)的散熱孔。
該電池組件由合成樹脂制的收納箱的成形精度對外形尺寸作了根本性的確定，經(jīng)組裝工序后不存在尺寸上的不一致性等，具有高精度的形狀尺寸。另外，由于各單電池各自收納于各個(gè)電池收納部內(nèi)，以完全電氣絕緣的狀態(tài)被保持，故而不需要以往的電池組件中的絕緣環(huán)及樹脂制外部套管等，可降低材料成本并提高生產(chǎn)效率。進(jìn)而，由于各單電池以其外周面上的4處與形成電池收納部的4面隔壁相接觸的狀態(tài)，由箱蓋部件加以固定，即使在受到振動(dòng)及沖擊的場合也可不發(fā)生松動(dòng)地可靠地加以保持。另外，由于各單電池與電池收納部的隔壁之間及連接板與電池收納部的隔壁之間產(chǎn)生的空隙通過兩側(cè)的箱蓋部件的散熱孔而與收納箱外部連通，形成有從收納箱的一側(cè)分別通個(gè)每個(gè)單電池的周圍而貫通至另一側(cè)的散熱通道，因而，各單電池可因流通于散熱通道內(nèi)的空氣而極有效地得以冷卻，而且多個(gè)單電池都均等地得以冷卻。
進(jìn)而，本發(fā)明的電池組，其特征在于，設(shè)有數(shù)個(gè)通過將2個(gè)上述電池組件中的一方相對于另一方經(jīng)厚度方向朝向反轉(zhuǎn)后相互相對重疊、并且，將2個(gè)上述的電池組件的各個(gè)連接部件用固定部件連接而一體化地構(gòu)成的電池組件單元，其中，在具備上述正極端子及負(fù)極端子的本發(fā)明的上述的電池組件的收納箱的配設(shè)方向的兩個(gè)側(cè)面上，以插入成形方式于其厚度方向的一端側(cè)設(shè)有連接部件，并于上述厚度方向的另一端側(cè)設(shè)有安裝構(gòu)件；數(shù)個(gè)上述電池組件單元，在并列排列的設(shè)置狀態(tài)下，四周由數(shù)個(gè)外層覆蓋板所覆蓋，并且，通過將上述安裝構(gòu)件用固定部件與上述外層覆蓋板固定而構(gòu)成一體化；上述各電池組件的各個(gè)外部連接用正極端子及負(fù)極端子通過匯流條而電氣連接，分別內(nèi)藏于各電池組件中的各單電池以串聯(lián)狀態(tài)連接。
該電池組，由于電池組件具有由收納箱的成形精度而根本性地得以確定的高精度外形尺寸，并且，可將個(gè)數(shù)比較多的單電池穩(wěn)定地保持于收納箱，因而，可通過將該電池組件之間用固定螺絲等固定部件以簡單的固定方式容易地連結(jié)而構(gòu)成電池組件單元，并且，通過將數(shù)個(gè)電池組件單元用固定螺絲等固定部件與設(shè)置于其四周的數(shù)個(gè)外層覆蓋板以簡單的固定方式可容易地構(gòu)成一體化，故而可容易地組裝成非常牢固的構(gòu)造。因而，該電池組可以極高的生產(chǎn)效率加以制造。另外，由于電池組件呈可穩(wěn)定地保持多個(gè)單電池的塊狀，當(dāng)對電池組件的個(gè)數(shù)加以變更時(shí)，只須變更通過板材屈折而制成的外層覆蓋板的形狀便可，與以往的電池組須以新模具制作收納箱相比較，可極其廉價(jià)地加以對應(yīng)。另外，電池組件單元中重疊的2個(gè)電池組件間的各個(gè)電池組件的散熱通道也相互連通，因而，將多個(gè)電池組件構(gòu)成一體化后，仍能可靠地確保各個(gè)單電池的冷卻功能，從而不再需要以往的冷卻翅片等冷卻機(jī)構(gòu)。
附圖簡要說明圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組件的構(gòu)成要素的配置的分解立體圖。
圖2為將同一電池組件上的下蓋上下反轉(zhuǎn)狀態(tài)下的立體圖。
圖3A為表示作為同一電池組件的構(gòu)成要素的單電池的立體圖，圖3B為圖3A的A-A線剖面圖。
圖4A～圖4C表示適用于同一電池組件中單電池的連接的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造，圖4A為俯視圖，圖4B為主視圖，圖4C為圖4A的沿B-B線截?cái)嗪蟮姆糯笃拭鎴D。
圖5為表示同上的電池組件的制作過程中將收納箱的收納空間內(nèi)已插入的單電池以連接板連接后的狀態(tài)下的局部俯視圖。
圖6為表示同上的電池組件的組裝完成狀態(tài)的立體圖。
圖7為表示使用6個(gè)同上的電池組件構(gòu)成3組電池組件單元的制作過程的配置的立體圖。
圖8為表示使用同上的3組電池組件單元構(gòu)成電池組的制作過程的立體圖。
圖9為表示使用同上的3組電池組件單元構(gòu)成的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組的按與其較長方向垂直相交的方向截?cái)嗟目v向截面圖。
圖10A為表示用于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造的一對連接板的俯視圖，圖10B為表示同一實(shí)施例中的電池間連接構(gòu)造的俯視圖。
圖11A為表示本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造的俯視圖，圖11B為圖11A的沿B-B線截?cái)嗪蟮囊糠糯笃拭鎴D。
圖12為表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池組件的制作過程的局部俯視圖。圖13為表示本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例的電池組件的分解立體圖。
圖14A為將同上的電池組件的下蓋上下反轉(zhuǎn)后表示的立體圖，圖14B為同上的電池組件組裝完成狀態(tài)的立體圖。
圖15為表示以往的電池間連接構(gòu)造的縱向剖面圖。
圖16為表示使用同上的電池間連接構(gòu)造構(gòu)成的電池組件的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例加以說明。圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組件12的構(gòu)成要素的配置的分解立體圖。該實(shí)施例例示了將都為同一種類同一規(guī)格的20個(gè)圓筒形單電池13串聯(lián)連接的例子，該單電池13，例如為鎳氫二次電池。
首先，對適用于上述電池組件12的單電池13的構(gòu)成加以說明。圖3A為表示單電池13的立體圖，圖3B為圖3A的A-A線剖面圖。兼作負(fù)電極的電池殼14，具有一端開口的有底圓筒狀形狀，該電池殼14內(nèi)收納有眾所周知的將有分隔層介于其間的正極板與負(fù)極板卷繞成螺旋狀而成的電極群17及電解液(未作圖示)。另外，電池殼14的開口部由封口板19、絕緣墊圈20、金屬蓋21及橡膠閥體22所構(gòu)成的封口體18封閉。
即，上述封口板19，其邊緣部因絕緣墊圈20而與電池殼14電氣絕緣，于經(jīng)斂縫加工的電池殼14的開口部隔著絕緣墊圈20而被固定。由此將電池殼14的開口部封閉。上述封口板19上于圓周邊緣近處部位形成有以同心狀設(shè)置的向電池軸方向外方突出的環(huán)狀連接電極部28。自電極群17引出的正極引出端26連接于封口板19。因而，封口板19上形成的上述連接電極部28成為正極端子。另外，成為負(fù)電極的電池殼14的底面中央部上形成有以同心狀設(shè)置的向內(nèi)凹陷的圓形凹部29。
橡膠閥體22，收納于封口板19的中央部凹處23與金屬蓋21間形成的空間內(nèi)，封閉于凹處23穿孔形成的氣體排出孔24。該橡膠閥體22，當(dāng)電池內(nèi)部氣體壓力異常上升達(dá)到閥開放壓力時(shí)，通過氣體排出孔24受到氣體壓力作用而發(fā)生彈性變形，開放氣體排出孔24。由此，電池內(nèi)部的氣體通過氣體排出孔24及金屬蓋21的氣體放出孔27而排至電池外部。
上述各單電池13收納于合成樹脂制的收納箱30中。收納箱30，具有與單電池13的電池軸方向長度相同的厚度，具有大體呈長方形的外形，其內(nèi)部用于各自收納20個(gè)單電池13的電池收納部31被設(shè)置成2列每列10個(gè)。各電池收納部31具有由四面隔壁圍成的俯視呈正方形的形狀，其厚度方向是貫通的。因而，各電池收納部31的貫通方向的長度被設(shè)定為與單電池13的電池軸方向長度相等。另外，電池收納部31的俯視呈正方形的一邊，設(shè)定成與單電池13的外徑大體相等。
圖1中，收納箱30中各電池收納部31的配設(shè)方向(長度方向)的一側(cè)端(圖中左端)的外面，以插入成形方式一體化地設(shè)有由螺母構(gòu)成的外部連接用正極端子32及外部連接用負(fù)極端子33。另外，在收納箱30的沿上述配設(shè)方向的兩側(cè)外面，以插入成形方式于厚度方向的上端側(cè)(圖中上端側(cè))一體化地各設(shè)有2個(gè)由螺母構(gòu)成的連接部件34，并且，以插入成形方式于厚度方向的下端側(cè)(圖中下端側(cè))一體化地各設(shè)有3個(gè)由螺母構(gòu)成的安裝構(gòu)件37。
各單電池13，分別插入收納箱30的電池收納部31內(nèi)，以各個(gè)電池軸相互平行的設(shè)置方式保持的狀態(tài)下，圖中前列及后列中的每2個(gè)相鄰的單電池13分別由上面的連接板38及下面的連接板38交替依次連接而被串聯(lián)連接。其中，圖中后列左端的單電池13的自身的電池殼14的底面部通過連接板38與外部連接用正極端子32連接，前列左端的單電池13的自身的連接電極部28通過連接板38與外部連接用負(fù)極端子33連接。另外，同圖中上面的各連接板38中的位于右端的連接板38，從其配置可清楚地看出，將后列及前列各處于右端的相鄰的2個(gè)單電池13相互連接在一起。
圖4A～圖4C表示以上述連接板38將相鄰的每2個(gè)單電池13分別連接的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造，圖4A為俯視圖，圖4B為主視圖，圖4C為圖4A的沿B-B線截?cái)嗪蟮姆糯笃拭鎴D。如圖4A明示，連接板38為四角呈圓弧狀的大體上為長方形的平板狀部件，由Ni-Cu-Ni三層復(fù)合材料制成，在長方形的長度方向的兩端形成有透孔39，且從透孔39沿連接板38長度方向的直徑方向的相對的兩端分別向外方形成有縫隙40。另外，在連接板38上于透孔39外側(cè)同一圓上90°等間隔部位上預(yù)先設(shè)置有4個(gè)凸焊用突起42(圖4A中，示明通過突起42進(jìn)行凸焊后形成的焊點(diǎn)41)。因此，連接板38呈相對于長度方向中央部為線對稱形狀，另外，該實(shí)施例例示了通過突起42對連接板38進(jìn)行凸焊的例子。
上述的電池間連接構(gòu)造，在相鄰的2個(gè)單電池13間將連接板38以架設(shè)狀態(tài)設(shè)置后，連接板38的一端(圖中左端)的4個(gè)凸焊用突起42與單電池13的連接電極部28碰接，而另一端(圖中右端)的4個(gè)突起42與單電池13的底面部上的凹部29的周圍處碰接，眾所周知的凸焊在此狀態(tài)下進(jìn)行。由于該實(shí)施例中的凸焊可在將平板狀的連接板38的兩端部以架設(shè)狀態(tài)跨架于以各自的電池軸相互平行的配置并列設(shè)置的2個(gè)單電池中的一方單電池13的環(huán)狀連接電極部28及另一方的單電池13的電池殼14底面部上并受到支承的穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，故而不存在發(fā)生如上述的以往技術(shù)的電池間連接構(gòu)造的因在不穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行焊接而產(chǎn)生結(jié)合不良的問題的擔(dān)心，可大幅提高成品率。
另外，在進(jìn)行凸焊時(shí)，對于圖4A～4C的左方的單電池13，例如將正極側(cè)焊接電極與連接電極部28的側(cè)面接觸，同時(shí)將負(fù)極側(cè)焊接電極與連接板38上的突起42的對面處接觸，并在兩焊接電極間以變頻直流電源施加高電壓。由此，由于接觸面積小，焊接電流局部集中流動(dòng)于接觸電阻極小的突起42與連接電極部28之間，因由此產(chǎn)生的熱量使4個(gè)突起42熔融，使連接板38與連接電極部28以可靠的緊密接觸的狀態(tài)相互熔接于焊點(diǎn)41之處。因此，連接板38與連接電極部28憑借1次凸焊便可通過4個(gè)焊點(diǎn)41牢固地結(jié)合在一起。
另外，對于圖4A～4C的右方的單電池13，將負(fù)極側(cè)焊接電極與電池殼14的外周面接觸，同時(shí)將正極側(cè)焊接電極與連接板38上的突起42的對面處接觸，并在兩焊接電極間以變頻直流電源施加高電壓，而使連接板38與電池殼14憑借1次凸焊便可通過4個(gè)焊點(diǎn)41牢固地結(jié)合在一起。
因而，相鄰的每2個(gè)單電池13通過2次凸焊便可完成相互連接，與例如圖15所示的以往的電池間連接構(gòu)造共須重復(fù)6次焊接工序相比較，可大幅減少焊接次數(shù)，使生產(chǎn)效率跳躍式提升。另外，上述凸焊時(shí)，由于透孔39及一對縫隙40的存在，可大幅降低無效分流。
進(jìn)而，上述電池間連接構(gòu)造，由于一方的單電池13的環(huán)狀連接電極部28與另一方單電池13的凹部29外側(cè)的外周部分的相互靠近之處被焊接在連接板38的兩端部分，因而，如圖4A所示，使相鄰的2個(gè)單電池13間的電流途徑距離L達(dá)到最短，可使電阻大幅減少。與之相比，圖15所示的以往電池間連接構(gòu)造，因?qū)⒌鸂钸B接體3上距離最長的平面部7和圓筒部4與相鄰的2個(gè)單電池B1、B2連接，2個(gè)單電池B1、B2間的電流途徑距離長，電阻大。而且，本實(shí)施例的連接板38，因由3層構(gòu)造的復(fù)合材料制成，因中央的Cu層而確保良好的導(dǎo)電性的同時(shí)，因兩面的Ni層適宜與作為電池殼14的一般性素材即鍍鎳鋼板焊接，因而可進(jìn)一步降低電阻。為此，上述電池間連接構(gòu)造，可將發(fā)生在連接板38上電力損失降到最小。
另外，上述電池間連接構(gòu)造，由于進(jìn)行凸焊時(shí)，焊接電極分別與位于收納、固持橡膠閥體22的金屬蓋21的側(cè)方、突出于隔開一定距離的上方部位上的環(huán)狀連接電極部28的外側(cè)面以及連接板38的突起42的相對處相接觸，故金屬蓋21完全沒有電流流過，不存在因金屬蓋21發(fā)熱而使橡膠閥體22變形的擔(dān)心。因而，該電池間連接構(gòu)造，可時(shí)刻確保橡膠閥體22能進(jìn)行必要的閥動(dòng)作。與之相比，圖15的以往構(gòu)造，在進(jìn)行凸焊時(shí)，必須將焊接電極分別與連接體3的突起9的對面處及金屬蓋1相接觸，金屬蓋1因有電流流過、受到熱影響而向內(nèi)凹陷，使橡膠閥體22發(fā)生變形。
進(jìn)而，上述電池間連接構(gòu)造，由于在單電池13底面上設(shè)有向內(nèi)凹陷的凹部29，如圖4C所示，使負(fù)極集電體43與電池殼14的底面部之間存在極小的間隙b，從而即使當(dāng)電池殼14的底面部與連接板38進(jìn)行凸焊時(shí)上述底面部受熱影響而變形為向內(nèi)鼓出的狀態(tài)，該變形的底面部也不會(huì)對負(fù)極集電體43和電極群17產(chǎn)生不良影響。因而，上述電池間連接構(gòu)造可確保所需的電池容量及穩(wěn)定的電池性能。與之相比，以往的電池間連接構(gòu)造，尤其是如上述第3項(xiàng)以往技術(shù)那樣，不通過連接體而將單電池直接連接的構(gòu)造，負(fù)極集電體及電極群受來自凸焊時(shí)向內(nèi)鼓出的電池殼的底面部的擠壓而發(fā)生變形。
對于上述電池間連接構(gòu)造，在電池組件12的制作過程中，將分別插入于收納箱30的各個(gè)電池收納部31內(nèi)的單電池13中相鄰的每2個(gè)單電池13以連接板38加以連接而構(gòu)成。圖5為表示該電池組件12的制作過程中將收納箱30的電池收納部31內(nèi)已插入的單電池13以連接板38連接后的狀態(tài)下的局部俯視圖。此狀態(tài)下，由于各單電池13上未裝配如同以往構(gòu)造的連接體及絕緣環(huán)那樣的向側(cè)方突出的部件，而直接插入于電池收納部31內(nèi)，加之由于俯視面呈正方形的電池收納部31的邊長設(shè)定成與單電池13的電池殼14外徑大體相等，單電池13的電池殼外周上90°等間隔的4處部位與形成電池收納部31的4面隔壁相接觸，即使在受到振動(dòng)或沖擊的場合也不會(huì)松動(dòng)，可牢靠地對單電池13加以保持。
另外，將插入于電池收納部31內(nèi)的單電池13以連接板38連接后狀態(tài)下，在收納箱30的上側(cè)及下側(cè)，如圖5中的橫平行線所示，單電池13與電池收納部31的隔壁之間存在截面大體呈三角形的空隙44，而連接板38與電池收納部31的隔壁之間存在大體細(xì)長形的空隙47。這些空隙44、47，當(dāng)電池組件12工作時(shí)成為單電池13的有效的散熱空間。
以下，返回圖1，接著對電池組件12進(jìn)行說明。各電池收納部31內(nèi)插入單電池13，并以連接板38連接相鄰的每2個(gè)單電池13而構(gòu)成電池間連接構(gòu)造后，對該收納箱30的上側(cè)及下側(cè)的各開口部分別以橡膠等彈性材料制成的上部及下部彈性體薄片48、49加以遮蓋。該兩彈性體薄片48、49大體同樣、呈帶狀，各彈性體薄片48、49上，于其寬度方向的中央沿長度方向交替地設(shè)有大體呈菱形的散熱孔50及細(xì)長形的散熱孔51，且于其兩端邊及兩側(cè)邊設(shè)有用于散熱的切口52。另外，在上部彈性體薄片48上，除上述散熱孔50、51外，于圖中右端部還設(shè)有大體呈三角形的散熱孔46。
上部及下部彈性體薄片48、49上的菱形散熱孔50，其形狀可包含4個(gè)上述的產(chǎn)生于單電池13與電池收納部31之間的空隙44；細(xì)長的長方形狀的散熱孔51，其形狀可包含4個(gè)上述的產(chǎn)生于連接板38與電池收納部31之間的空隙47；散熱切口52，其形狀可包含2個(gè)產(chǎn)生于上述的單電池13與電池收納部31之間的空隙44。另外，位于上部彈性體薄片48上圖中右端的三角形散熱孔46，對應(yīng)于架設(shè)于前后列的各單電池13上的連接板38與電池收納部31的隔壁間產(chǎn)生的空隙(未作圖示)。
上述收納箱30的上側(cè)及下側(cè)的兩開口部，通過襯墊有上述彈性體薄片48、49與合成樹脂制的上蓋53及下蓋54相貼合的狀態(tài)，用超聲波將該上蓋53及下蓋54與收納箱30的開口邊緣部熔接而封止。上蓋53上對應(yīng)于上部彈性體薄片48的各散熱孔50、51、46及散熱切口52的部位，設(shè)有形狀分別對應(yīng)的散熱孔57、58、59、60，并且，在兩側(cè)邊上的對應(yīng)于收納箱30的各連接部件34的部位上設(shè)有避讓切口61。
另一方面，下蓋54上對應(yīng)于下部彈性體薄片49的各散熱孔50、51及散熱切口52的部位，設(shè)有形狀分別對應(yīng)的散熱孔57、58、60，并且，在兩側(cè)邊的對應(yīng)于收納箱30的各連接部件34的部位上設(shè)有避讓切口61，另外在兩側(cè)邊的對應(yīng)于收納箱30的各安裝構(gòu)件37的部位上還設(shè)有避讓切口62。另外，該下蓋54的外側(cè)面，如將該下蓋54上下反轉(zhuǎn)狀態(tài)下的立體圖即圖2所示，與下蓋54成為一體地突設(shè)有10個(gè)支承腳突出部63。
以下，對上述電池組件12的組裝順序加以說明。在各構(gòu)成部件按圖1配置的狀態(tài)下，按圖1的配置將單電池13插入收納箱30的各電池收納部31內(nèi)。然后，于收納箱30上側(cè)將相鄰的每2個(gè)單電池13間架設(shè)連接板38后焊接，從而構(gòu)成上述的電池間連接構(gòu)造，使相鄰的每2個(gè)單電池13相互連接。此時(shí)，圖中左端的2個(gè)單電池13也通過連接板38而與外部連接用正極端子32及外部連接用負(fù)極端子33連接。接著，將上部彈性體薄片48覆蓋在已完成焊接的各連接板38上，在該上部彈性體薄片48上再覆蓋上蓋53，將該上蓋53的周邊部與收納箱30的開口邊緣部進(jìn)行超聲波熔接，以封止收納箱30的上端開口。
接著，將上端開口已用上蓋53封止的收納箱30上下反轉(zhuǎn)，將相鄰的每2個(gè)單電池13間架設(shè)連接板38后焊接，從而構(gòu)成上述的電池間連接構(gòu)造，使相鄰的每2個(gè)單電池13相互連接。由此，20個(gè)單電池13相互間以串聯(lián)方式電氣連接，并且以機(jī)械連接的狀態(tài)固定于收納箱30內(nèi)。接著，將下部彈性體薄片49覆蓋在已完成焊接的各連接板38上，在該下部彈性體薄片49上再覆蓋下蓋54，將該下蓋54的周邊部與收納箱30的開口邊緣部進(jìn)行超聲波熔接，以封止收納箱30的下端開口后，完成如圖6所示的電池組件12的制作。
此外，作為上蓋53及下蓋54與收納箱30的裝配手段，并不限于上述實(shí)施例中的超聲波熔接，例如，也可采用螺絲固定。
該電池組件12，除可獲得針對電池間連接構(gòu)造已作說明的效果以外，因不同于圖16所示的將數(shù)個(gè)單電池B1～B6沿電池軸方向單列排列連接的不穩(wěn)定的以往的電池組件，各單電池13以各自的電池軸相互平行的設(shè)置方式收納于收納箱30的各個(gè)電池收納部31內(nèi)，且各單電池13在電池收納部31內(nèi)與4面隔壁相接觸以不會(huì)松動(dòng)的狀態(tài)保持于其中，加之，由于各單電池13的電池軸方向的兩端部分襯墊有彈性體薄片48、49，可吸收來自收納箱30外部的沖擊及振動(dòng)而避免了對各單電池13直接作用，再加之，由于收納箱30的兩側(cè)開口部與上蓋53及下蓋54熔接而完全封止，盡管收納比較多的個(gè)數(shù)的單電池13，即使當(dāng)電池組件12裝配于電動(dòng)汽車及電動(dòng)自行車或電動(dòng)工具等易于施加過于劇烈的振動(dòng)及沖擊的環(huán)境下，各單電池13因被牢靠地收納、固持而處于被保護(hù)狀態(tài)，不存在遭受破壞等擔(dān)心。
另外，俯視呈正方形的電池收納部31的4個(gè)角與單電池13之間形成的空隙44、47，通過上部及下部彈性體薄片48、49的散熱孔50、51、46及散熱切口52，以及上、下蓋53、54的散熱孔57～60而各自與上下兩側(cè)的外部連通。由此，形成了從收納箱30的一側(cè)面通過各單電池13的各自周圍空間向另一側(cè)面貫通的散熱通道，因此，各單電池13因流通于散熱通道內(nèi)的空氣而被極為有效地冷卻，且，可對比較多的個(gè)數(shù)的所有單電池13均等地加以冷卻。因此，采用多個(gè)該電池組件12構(gòu)成的電池組，不需要以往的電池組所具備的冷卻翅葉片等冷卻機(jī)構(gòu)。對該電池組將在下文進(jìn)行詳述。
進(jìn)而，上述電池組件12，由于各單電池13被各自的電池收納部31的4面隔壁圍住、收納于其中，各單電池13間處于完全電氣絕緣的狀態(tài)下被保持，故而不需要以往的電池組件中用于各單電池B1～B6間絕緣的絕緣環(huán)11及被覆于串聯(lián)連接的各單電池B1～B6外周面的聚氯乙烯等具電氣絕緣性及熱縮性的樹脂制外部套管等，可降低材料成本并提高生產(chǎn)效率。
另外，以往的電池組件，連接體3及絕緣環(huán)11等朝沿電池軸方向串聯(lián)連接的各單電池B1～B6的側(cè)方突出，故對其外形、長度、及平行度進(jìn)行高精度制作是困難的，與之相比，上述電池組件12，合成樹脂制的收納箱30的成形精度對外形尺寸作了根本性的確定，經(jīng)組裝工序后不存在尺寸上的不一致性，具有高精度的形狀尺寸。
上述電池組件12，如上所述，將比較多個(gè)(實(shí)施例中為20個(gè))的單電池13封入收納箱30并以牢固的構(gòu)造加以保持，并且于收納箱30外部一體化地具備有插入成形的由螺母構(gòu)成的連接部件34及安裝構(gòu)件37，故而不同于將6個(gè)單電池B1～B6單純地沿電池軸方向串聯(lián)連接的以往的電池組件，從而將之就此用作電動(dòng)自行車及電動(dòng)工具等的驅(qū)動(dòng)電源也是可行的。尤其是，上述電池組件12，作為用作電動(dòng)汽車的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電源等目的而將之多個(gè)連結(jié)組成電池組時(shí)，可獲得更為顯著的效果。以下，對采用上述電池組件12而構(gòu)成的電池組加以說明。
圖7為表示使用6個(gè)上述電池組件12、將共計(jì)120個(gè)單電池13串聯(lián)連接制作電池組過程的配置的分解立體圖。該電池組，將3個(gè)電池組件12平行排列以互相靠近的狀態(tài)并列設(shè)置，在此3個(gè)電池組件12各自的上面將另外3個(gè)電池組件12上下反轉(zhuǎn)后分別重疊設(shè)置。此時(shí)，上下每2個(gè)電池組件12間，以相互反轉(zhuǎn)的設(shè)置狀態(tài)相互對接，故而，在各個(gè)兩側(cè)邊上，各2個(gè)合計(jì)4個(gè)連接部件34相互面對并靠緊。該相互面對并靠緊的12組連接部件34，分別由固定螺絲(固定部件)65旋緊固定。由此，如圖8所示，制成3組由各2個(gè)電池組件12以重疊的狀態(tài)相互連接構(gòu)成的電池組件單元64。
上述電池組件單元64中上下每2個(gè)電池組件12間，相互接觸的上蓋53與下蓋54上的對應(yīng)散熱孔57～60相互對準(zhǔn)而連通。由此，各電池組件單元64中上下每2個(gè)電池組件12間，形成有從一側(cè)面通過各個(gè)單電池13的周圍而貫通至另一側(cè)面的散熱通道，因此，上下每2個(gè)電池組件12在連接后的狀態(tài)下，也同樣能可靠地確保各個(gè)單電池13的冷卻性能。
圖8為表示使用3組電池組件單元64構(gòu)成電池組的制作過程的立體圖。圖9為表示使用3組該電池組件單元64構(gòu)成的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組100的按與其較長方向(圖8中的左右方向)垂直相交的方向截?cái)嗟目v向截面圖。該電池組100，是將3組電池組件單元64用上下一對的外層覆蓋板68、用于使該對外層覆蓋板68的兩側(cè)部(圖8中的前后側(cè)部)相互連結(jié)的一對側(cè)部連結(jié)板(示于圖9)69、安裝于兩外層覆蓋板68的前端部(圖8中左端部)的、使共計(jì)120個(gè)單電池13串聯(lián)連接而將各電池組件12的外部連接用正極端子32及外部連接用負(fù)極端子33相互電氣連接的匯流條(示于圖8)70，以及安裝于兩外層覆蓋板68的后端部(圖8中右端部)的后部連結(jié)板(示于圖9)71裝配成一體而構(gòu)成的。
一對外層覆蓋板68，如圖9明示，在沿長度方向上折曲成形地設(shè)有，用于插入從3組電池組件單元64的各上下面分別凸出的共計(jì)10根支承腳突出部63的插入凹部72。在該插入凹部72之間，設(shè)有對相鄰的2組電池組件單元64的各安裝構(gòu)件37加以支承的2個(gè)安裝面73，并且，在靠近兩端處設(shè)有對位于兩側(cè)的各電池組件單元64的各安裝構(gòu)件37分別加以支承的2個(gè)安裝面74。另外，在外層覆蓋板68的兩側(cè)部，設(shè)有折曲成與安裝面74相垂直的連結(jié)片77。上述安裝面73、74及連結(jié)片77的所定部位上設(shè)有螺絲孔78。
以下，對上述電池組100的組裝順序加以說明。將3組電池組件單元64的朝各自下方凸出的各支承腳突出部63插入設(shè)于下方的外層覆蓋板68的插入凹部72內(nèi)，并且，將安裝面73的螺絲孔78與各安裝構(gòu)件37對準(zhǔn)以確定部位。將對準(zhǔn)的螺絲孔78及安裝構(gòu)件37用固定螺絲79旋緊固定，由此將各電池組件單元64與下方的外層覆蓋板68固定。
接著，將上方的外層覆蓋板68在各電池組件單元64的向上突出的各支承腳突出部63插入其插入凹部72的相對部位處覆蓋于3組電池組件單元64上，并且使安裝面73的螺絲孔78與各安裝構(gòu)件37對準(zhǔn)以確定部位。將對準(zhǔn)的螺絲孔78及安裝構(gòu)件37用固定螺絲79旋緊固定，由此將各電池組件單元64與上方的外層覆蓋板68固定。
然后，如圖9所示，將兩側(cè)的側(cè)部連結(jié)板69從外方相對于上下外層覆蓋板68的各個(gè)連結(jié)片77對準(zhǔn)并與之貼合，在此狀態(tài)下將固定螺絲80穿過側(cè)部連結(jié)板69的插孔(未作圖示)與連結(jié)片77的螺絲孔78旋緊固定，由此，上下外層覆蓋板68的各自的兩側(cè)的連結(jié)片77通過各側(cè)部連結(jié)板69而分別連結(jié)在一起。最后，將匯流條70及后部連結(jié)板71以所定的安裝方式(未作圖示)安裝于上下外層覆蓋板68的兩端部，由此，制成電池組100。
上述電池組100，可將電池組件12之間用固定螺絲65旋緊的簡單的固定方式容易地連結(jié)而構(gòu)成電池組件單元64，并且，將數(shù)個(gè)電池組件單元64配置成其四周由一對外層覆蓋板68、側(cè)部連結(jié)板69、后部連結(jié)板71及匯流條70圍住，并采用僅以固定螺絲79、80旋緊固定的簡單的固定方式容易地構(gòu)成一體化。能如此容易地組裝成牢固的構(gòu)造，其原因在于，電池組件12被構(gòu)成為由收納箱30的成形精度而根本性地確定具有高精度外形尺寸的長方體，并且，個(gè)數(shù)比較多的單電池13能以避免受到振動(dòng)及沖擊等的直接影響的狀態(tài)保持于收納箱30中。由此，該電池組100可以極高的生產(chǎn)效率加以制造。
與之相比，上述第4項(xiàng)以往技術(shù)的電池組，其電池組件為將數(shù)個(gè)單電池沿電池軸方向一字排列、僅通過連接體及絕緣環(huán)相互連結(jié)的不穩(wěn)定構(gòu)成，因而，將數(shù)個(gè)該電池組件插入具復(fù)雜形狀的收納箱的兩端壁及中間壁的貫通孔內(nèi)，以單列多段的配置加以收納頗為費(fèi)事，且由于將一字排列的單電池的外周面上有連接體及絕緣環(huán)等向外突出的電池組件插入而加以保持，對電池組件不存間隙地加以保持是困難的，當(dāng)受到振動(dòng)及沖擊時(shí)存在單電池在收納箱內(nèi)發(fā)生松動(dòng)而破損的擔(dān)心。另外，上述第5項(xiàng)以往技術(shù)的電池組也同樣，將與上述同樣構(gòu)成的多個(gè)電池組件以突出設(shè)置于收納箱的蓋箱及中間箱的各個(gè)內(nèi)側(cè)面的固持肋對之加以保持，因而具有同樣的缺點(diǎn)。而上述的電池組100則一舉解除了上述以往技術(shù)的種種缺點(diǎn)。
另外，上述電池組100，其電池組件12及電池組件單元64除了具有相對于各單電池13的周圍上下貫通的散熱通道之外，如圖9所示，各電池組件12與上下外層覆蓋板68之間因有支承腳突出部63插入于插入凹部72內(nèi)而形成沿圖中水平方向延伸的散熱通道82，并且，在各電池組件單元64之間，各個(gè)安裝構(gòu)件37于上下相對緊靠，中間部位相互分離而形成散熱通道83，另外，后部連結(jié)板71上形成有多個(gè)縫隙狀的通風(fēng)孔81。因此，該電池組100，可對數(shù)量多達(dá)120個(gè)之多的多個(gè)單電池13極其有效地并且對每個(gè)單電池13都均一地加以冷卻。與之相比，以往的電池組，因設(shè)有對單電池的溫度加以檢測的溫度傳感器及依據(jù)該溫度傳感器檢測的溫度進(jìn)行動(dòng)作的送風(fēng)機(jī)，故其構(gòu)成除大型化之外其成本也頗為高昂。
另外，該電池組100，由于電池組件12呈可穩(wěn)定地保持多個(gè)單電池13的塊狀，當(dāng)對電池組件12的個(gè)數(shù)加以變更時(shí)，只須變更外層覆蓋板68、側(cè)部連結(jié)板69及后部連結(jié)板71的形狀便可，這些板件68、69、71每件都只是用板材屈折而成，對應(yīng)于不同形狀可極其廉價(jià)地制作。與之相比，以往的電池組則必須變更具有極其復(fù)雜形狀的收納箱，重新制作該收納箱的模具需花費(fèi)相當(dāng)多的費(fèi)用，成本相當(dāng)高。此外，上述電池組100，如果將一對外層覆蓋板68的雙方或一方的連結(jié)片77延長成相互可直接連結(jié)的長度，則可省去側(cè)部連結(jié)板69，可進(jìn)一步降低材料成本及組裝成本。
圖10A為表示用于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造的一對連接板84的俯視圖，圖10B為表示該電池間連接構(gòu)造的俯視圖。上述連接板84，具有可架設(shè)于相鄰的2個(gè)單電池13間的長度，其長度方向的兩側(cè)部分上分別形成有大體與單電池13的環(huán)狀的連接電極部28的內(nèi)徑相等的直徑的大體上呈半圓狀的切口87，每個(gè)該切87的附近各形成有2個(gè)凸焊用突起88。此外，該連接板84，與第一實(shí)施例同樣，由Ni-Cu-Ni三層復(fù)合材料制成。
上述的一對連接板84，如圖10B所示，相互間隔開所定的間隙a而以接近并相對的設(shè)置狀態(tài)架設(shè)于相鄰的2個(gè)單電池13間，通過對各突起88進(jìn)行凸焊，以突起88熔融的焊點(diǎn)89部分使一方的單電池13的連接電極部28與另一方的單電池13的底面部相熔接。一對連接板84間的間隙a，大體上設(shè)定成與第一實(shí)施例的連接板38的縫隙40的寬度相等。
因而，該電池間連接構(gòu)造，為連接2個(gè)單電池13雖需要一對連接板84，但該連接板84上不設(shè)透孔及縫隙等，為只有切口87的單純的形狀，故可廉價(jià)地大量生產(chǎn)，基本上不比第一實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造的成本高。且，該電池間連接構(gòu)造，除可獲得與第一實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造同樣的效果外，由于將不同構(gòu)件的連接板84隔開所定的間隙a加以組合，故具有在凸焊時(shí)完全不產(chǎn)生無效分流的重大益處。
圖11A為表示本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造的俯視圖，圖11B為圖11A的沿B-B線截?cái)嗪蟮囊糠糯笃拭鎴D。該實(shí)施例取代上述各實(shí)施例中的凸焊，以激光焊接或射束焊接使相鄰的每2個(gè)單電池13與連接板90連接。連接板90，于由Ni-Cu-Ni的三層復(fù)合材料制成的大體呈長方形的平板兩側(cè)，設(shè)有直徑與單電池13的連接電極部28的內(nèi)徑相等的透孔91，并且，與透孔91成為同心圓的圓弧狀的2個(gè)拉深薄壁部92設(shè)置成其各中央部位于兩透孔91的中心連線上。
該電池間連接構(gòu)造，在將上述連接板90架設(shè)于一方的單電池13的連接電極部28與另一方的單電池13的底面部上的狀態(tài)，如圖11B所示，對各拉深薄壁部92進(jìn)行諸如激光光線或射束光線等光線93照射，使拉深薄壁部92與連接電極部28及底面部分別熔接，從而形成兩單電池13通過連接板90相互連接的構(gòu)成。
上述電池間連接構(gòu)造，與上述各實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造同樣，將相鄰的2個(gè)單電池13間的電流路徑距離L設(shè)為最短，可大幅降低電阻，同時(shí)，可獲得大體與各實(shí)施例的電池間連接構(gòu)造同樣的效果。另外，因激光焊接或射束焊接，是對拉深薄壁部92進(jìn)行光線93照射，故可確保充分的焊接強(qiáng)度，可提高焊接的可靠性。此外，該電池間連接構(gòu)造，也可以同樣的圓弧狀的縫隙取代拉深薄壁部92，對該縫隙進(jìn)行光線93照射而進(jìn)行激光焊接或射束焊接，更進(jìn)一步地，也可采用電阻焊使連接板90與兩單電池13連接。
圖12為表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池組件94的制作過程的局部俯視圖。與第一實(shí)施例的電池組件12的不同點(diǎn)僅在于，其收納箱30的形狀有部分差異。即，收納箱30的各電池收納部31的俯視形狀呈長方形而非第一實(shí)施例的正方形，并且，該長方形的長度方向的相對的隔壁的內(nèi)面上分別一體化地突出設(shè)置有支承肋95。該兩支承肋95，各自的前端間的距離設(shè)定成與單電池13的電池殼14外徑大體相等，與單電池13的外側(cè)的直徑方向的兩側(cè)處碰接而對單電池13進(jìn)行支承。
因此，該電池組件94，除可獲得針對第一實(shí)施例的電池組件12已作說明的同樣的效果以外，因支承肋95的突出部分的存在而擴(kuò)大了單電池13與電池收納部31隔壁之間的空隙44容積及連接板38與隔壁之間的空隙47容積，使空隙44、47內(nèi)的流通風(fēng)量增大，可對單電池13更為有效地進(jìn)行空氣冷卻。
圖13為表示本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例的電池組件96的分解立體圖。圖14A為將上述電池組件96的下蓋上下反轉(zhuǎn)后表示的立體圖，圖14B為電池組件96組裝完成狀態(tài)的立體圖。圖1的第一實(shí)施例的電池組件12例示了將10個(gè)單電池13一字排列設(shè)置的電池列2列并列設(shè)置的例子，與之相對，該實(shí)施例的電池組件96的構(gòu)成則收納有10個(gè)一字排列的單電池13。
由于該電池組件96具有與第一實(shí)施例的電池組件12被一分為二后的構(gòu)成大體相同的構(gòu)成，所以對與上述電池組件12相同的部件采用相同的符號，并省略重復(fù)部分的說明。以下，僅針對與上述電池組件12不同之處加以說明。單電池13與上述各實(shí)施例中說明的相同。收納箱35的10個(gè)電池收納部31一字排列設(shè)置，并將外部連接用正極端子32及外部連接用負(fù)極端子33設(shè)于兩端部。連接板38與第一實(shí)施例相同。上下彈性體薄片36、45上沿各自長度方向的兩側(cè)邊設(shè)有對應(yīng)于單電池13與電池收納部31的隔壁間的空隙的三角形的切口55、56。
上蓋67上與彈性體薄片36的切口55對應(yīng)的部位上設(shè)有三角形的散熱孔75，并且，在與收納箱35的各連結(jié)部件34對應(yīng)部位設(shè)有避讓切口76。下蓋85上與彈性體薄片45的切口56對應(yīng)部位上設(shè)有三角形的散熱孔86，并且，在收納箱35的與各連結(jié)部件34對應(yīng)部位設(shè)有避讓切口97，如圖14A所示，下面突出設(shè)置有5個(gè)支承腳突出部63。
上述電池組件96，按對第一實(shí)施例的電池組件12已作說明的同樣組裝順序組裝成如圖14B所示的形狀。該電池組件96，與第一實(shí)施例的電池組件12相比較，除輸出電壓降低為一半之外，大體具有同樣的構(gòu)成，故可獲得同樣的效果。作為其用途，如將2個(gè)電池組件96通過連接部件34相互連結(jié)構(gòu)成電池組件單元后，對該電池組件單元按所需個(gè)數(shù)連結(jié)，作為比電動(dòng)汽車所需驅(qū)動(dòng)電力低的例如電動(dòng)自行車及電動(dòng)工具等的驅(qū)動(dòng)電源，則因?qū)φ駝?dòng)及沖擊承受力強(qiáng)，故而非常適宜。
產(chǎn)業(yè)上被利用的可能性如上所示，本發(fā)明的電池間連接構(gòu)造，可將單純的平板狀的連接板的兩側(cè)部相對于相鄰的2個(gè)單電池以穩(wěn)定的姿勢且不存在焊接不良擔(dān)心的狀態(tài)進(jìn)行焊接，而且，為使連接板與連接電極部之間以及連接板與電池殼的底面之間分別進(jìn)行接合的焊接只須進(jìn)行共計(jì)2次便可，大幅提高了成品率并減少了焊接次數(shù)，因而適用于提高生產(chǎn)效率的目的。加之，因?qū)坞姵匾噪姵剌S相平行的設(shè)置方式并列設(shè)置，使2個(gè)單電池間的電流路徑設(shè)定成連接一方的單電池的環(huán)狀連接電極部與另一方的單電池的底面外周部分的相互靠近之處的最短距離，從而對大幅降低電阻是有用的。
采用本發(fā)明的電池間連接構(gòu)造的電池組件，因采用外形尺寸根本性地得以確定的合成樹脂制收納箱，從而不再需要以往電池組件中必需的絕緣環(huán)及樹脂制外部套管等，另外，因其經(jīng)組裝工序后不存在尺寸差異、具有高精度形狀尺寸，因而用于削減材料成本并提高生產(chǎn)效率的目的是有用的。加之，因具備即使在受到振動(dòng)及沖擊的場合，仍可對各單電池不產(chǎn)生松動(dòng)地、可靠地加以保持的電池收納部與各單電池之間設(shè)置有散熱通道，因而，適用于對個(gè)數(shù)比較多的單電池都進(jìn)行有效冷卻的目的。
進(jìn)一步地，采用本發(fā)明的電池組件而構(gòu)成的電池組，不僅可以簡單的固定方式容易地對數(shù)個(gè)電池組件單元加以連結(jié)，并且采用數(shù)個(gè)外層覆蓋板而容易地使之構(gòu)成一體化，而且組裝而成的構(gòu)造非常牢固，因而，適合于以極高的生產(chǎn)效率進(jìn)行制造。此外，在對電池組件的個(gè)數(shù)進(jìn)行變更時(shí)，只須對將板材折曲便可制成的外層覆蓋板的形狀加以變更便可。另外，對于將多個(gè)電池組件進(jìn)行一體化構(gòu)成的場合，由于電池組件上設(shè)有孔及切口等，不再需要以往所必需的以對各個(gè)單電池加以冷卻為目的的冷卻翅片等冷卻機(jī)構(gòu)，適合于極其廉價(jià)地加以制造。
權(quán)利要求
1.一種電池間連接構(gòu)造，其特征在于，具備數(shù)個(gè)單電池(13)，該單電池(13)具有兼作一方電極的有底筒狀的電池殼(14)，及以電氣絕緣狀態(tài)對所述電池殼(14)的開口部加以封閉的兼作另一方電極的封口體(18)，且所述封口體(18)的靠近外周處形成有朝電池軸向外方突出的環(huán)狀的連接電極部(28)，所述各單電池(13)以各電池軸相互平行的排列方式并列設(shè)置，平板狀的連接板(38、84、90)以架設(shè)于相鄰的2個(gè)單電池(13)中的一方單電池(13)的連接電極部(28)及另一方單電池(13)的電池殼(14)的底面上的狀態(tài)設(shè)置，并通過焊接而與所述連接電極部(28)和所述電池殼(14)的底面部的各自相接近的部位連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池間連接構(gòu)造，其特征在于，所述電池殼(14)的底面部中央形成有向內(nèi)凹陷的凹部(29)，連接板(38、84、90)的一方側(cè)焊接于所述電池殼(14)的底面部上的凹部(29)的外側(cè)部分的部位上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池間連接構(gòu)造，其特征在于，連接板(38、84、90)由Ni-Cu-Ni的三層復(fù)合材料制成，呈平板狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池間連接構(gòu)造，其特征在于，在架設(shè)有以隔開少許間隙互相接近相對而配置的同一形狀的連接板(84)架設(shè)的狀態(tài)下，相鄰的每2個(gè)單電池(13)的各個(gè)兩側(cè)部分別被焊接，并通過該兩連接板(84)而電氣連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池間連接構(gòu)造，其特征在于，在所述連接板(90)的、與相鄰2個(gè)單電池(13)的各接觸部位的至少相互接近的部位形成有拉深薄壁部(92)，并且所述拉深薄壁部(92)通過激光焊接或射束焊接而與上述兩單電池(13)熔接。
6.一種電池組件，其特征在于，具有合成樹脂制的收納箱(30、35)，該收納箱(30、35)具有其厚度與單電池(13)的電池軸方向的長度大體相等的大致長方體的外形，以一列或數(shù)列形成有數(shù)個(gè)電池收納部(31)，該電池收納部(31)俯視看是正方形的形狀，其一邊與圓筒形的所述單電池(13)的外徑大體相等，并沿所述厚度方向貫通，分別插入于所述各電池收納部(31)內(nèi)的各個(gè)所述單電池(13)中的相鄰的每2個(gè)單電池(13)，通過權(quán)利要求1所述的電池間連接構(gòu)造而電氣并機(jī)械連接，所述收納箱(30、35)的厚度方向的兩側(cè)的開口部分別由固定于其上的箱蓋部件(53、54、67、85)封閉，所述各箱蓋部件(53、54、67、85)上，在分別對應(yīng)于所述單電池(13)與所述電池收納部(31)的隔壁之間的空隙(44)及連接板(38、84、90)與所述隔壁之間的空隙(47)的部位部位上，設(shè)有形狀與所述各空隙(44、47)相對應(yīng)的散熱孔(57、58、59、60、75、86)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組件，其特征在于，在收納箱(30、35)的厚度方向的兩側(cè)的各連接板(38、84、90)與各箱蓋部件(53、54、67、85)之間，分別有彈性體薄片(36、45、48、49)介于其間，該彈性體薄片(36、45、48、49)上，在對應(yīng)于單電池(13)與電池收納部(31)的隔壁之間的空隙(44)及所述連接板(38、84、90)與所述隔壁之間的空隙(47)的部位上設(shè)有形狀與所述各空隙(44、47)相對應(yīng)的散熱孔(46、50、51)及散熱切口(52、55、56)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組件，其特征在于，收納箱(30、35)的電池收納部(31)的俯視呈正方形的形狀被取代為俯視呈長方形的形狀，該長方形為相對的第1的兩邊間的寬度與單電池(13)的外徑大體相等，而相對的第2的兩邊間的寬度比所述第1的兩邊間的寬度大，所述第2的兩邊的各個(gè)內(nèi)側(cè)面上分別突出設(shè)置有一對支承肋(95)，其各自的前端間距離與上述單電池(13)的外徑大體相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組件，其特征在于，在收納箱(30、35)上，以插入成形方式在電池收納部(31)配設(shè)方向的一端部或兩端部上設(shè)有外部連接用的正極端子(32)和負(fù)極端子(33)，在相對于所述配設(shè)方向的兩側(cè)部上設(shè)有連接部件，所述正極端子(32)及負(fù)極端子(33)通過連接板(38、84、90)而與分別和它們相鄰的單電池(13)連接。
10.一種電池組，其特征在于，如權(quán)利要求9所述的電池組件(12、94、96)的收納箱(30、35)，以插入成形方式在相對于噴射方向的兩側(cè)部的厚度方向的一端側(cè)設(shè)有連接構(gòu)件(34)，在所述厚度方向的另一端側(cè)設(shè)有安裝構(gòu)件(37)，設(shè)有多個(gè)電池組件單元(64)，其如此構(gòu)成相對2個(gè)所述電池組件(12、94、96)中的一方而使另一方重合在使厚度方向的朝向反轉(zhuǎn)后的相對位置處，用固定構(gòu)件(65)將各個(gè)連接構(gòu)件(34)連接使所述兩電池組件(12、94、96)一體化，多個(gè)所述電池組件單元(64)在被配置成并列的狀態(tài)下，其周圍被數(shù)個(gè)外層覆蓋板(68)覆蓋，并用固定構(gòu)件(65)將所述安裝構(gòu)件(37)固定在所述外層覆蓋板(68)上而被一體化，所述各電池組件(12、94、96)的各個(gè)外部連接用正極端子(32)及負(fù)極端子(33)通過匯流條(70)而電氣連接，分別內(nèi)藏于各電池組件(12、94、96)中的各單電池(13)以串聯(lián)狀態(tài)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組，其特征在于，在位于構(gòu)成電池組件單元(64)的2個(gè)電池組件(12、94、96)中各自外側(cè)的箱蓋部件(54、85)上，一體突設(shè)有朝所述2個(gè)電池組件(12、94、96)的重合方向的外方延伸的多個(gè)支承腳突出部(63)，數(shù)個(gè)外層覆蓋板(68)上設(shè)有將所述各電池組件單元(64)的各個(gè)所述支承腳突出部(63)在其前端進(jìn)行抵接的相對部位處加以收納的插入凹部(72)；以及安裝面(73)，其設(shè)于該插入凹部(72)的側(cè)部、并以接觸狀態(tài)固定所述電池組件單元(64)的安裝構(gòu)件(37)，在將數(shù)個(gè)所述外層覆蓋板(68)相互連接的連結(jié)板(71)上設(shè)有多個(gè)通風(fēng)孔(81)。
全文摘要
以架設(shè)在相鄰的2個(gè)單電池(13)中的一方的連接電極部(28)及另一方的電池殼(14)的底面之上的狀態(tài)將平板狀的連接板(38)在各個(gè)相接近部位通過焊接而連接，以簡易的工藝廉價(jià)地構(gòu)成可實(shí)現(xiàn)降低電阻目的的電池間連接構(gòu)造；在合成樹脂制的收納箱(30)的俯視呈正方形的各電池收納部(31)中，將圓筒形的單電池(13)以其電池軸相平行的排列加以收納，收納箱(30)的兩側(cè)用設(shè)有散熱孔(57～60)的箱蓋部件(53、54)封閉，從而構(gòu)成具備抗強(qiáng)振動(dòng)、沖擊性的牢固結(jié)構(gòu)的電池組件(12)；將數(shù)個(gè)電池組件(12)組合配設(shè)，將外層覆蓋板(68、69、70、71)安裝成一體化，從而構(gòu)成電池組(100)。
文檔編號B60K1/04GK1592977SQ02823370
公開日2005年3月9日 申請日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者平野不二夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社