專利名稱：蓄電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蓄電裝置，在多個蓄電元件在一個方向上并排配置的結構中對多 個蓄電元件施加約束力。
背景技術：
具備多個單電池的電池組中，多個單電池在一個方向上并排配置，具有對多個單 電池施加約束力的結構。具體而言，利用在夾著多個單電池的位置處配置的一對約束部件， 對多個單電池施加約束力。約束力是使相鄰配置的2個單電池向互相靠近的方向位移的 力。多個單電池中，位于排列方向兩端的單電池、換言之與約束部件接觸的單電池，與 其他單電池相比有散熱性高的傾向。并且，位于兩端的單電池與其他單電池相比溫度容易 降低。在該情況下，排列方向上的多個單電池的溫度分布中有可能產(chǎn)生偏差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠抑制與約束部件接觸的蓄電元件的溫 度過度下降的蓄電裝置。本發(fā)明的蓄電裝置，具有多個蓄電元件，在一個方向上并排配置；以及一對約束 部件，配置在多個蓄電元件的排列方向上的兩端，用于對多個蓄電元件施加約束力。一對約 束部件中的至少一個約束部件具有突起部和遮蔽部。突起部朝向與約束部件相鄰的蓄電元 件突出，前端與相鄰的蓄電元件接觸，從而在與相鄰的蓄電元件之間形成空間。遮蔽部在排 列方向上突出，阻止用于蓄電元件的溫度調(diào)節(jié)的熱交換介質(zhì)進入上述空間。在此，遮蔽部能夠設置在約束部件中與排列方向正交的方向上的兩端部。此外，也 能夠以在從排列方向觀察時包圍與約束部件相鄰的蓄電元件的方式設置遮蔽部。能夠在與排列方向正交的方向上夾著多個蓄電元件的位置處分別設置熱交換介 質(zhì)的供給路徑及排出路徑。在該情況下，將遮蔽部沿著供給路徑配置，能夠使遮蔽部與相鄰 于約束部件的蓄電元件中面向供給路徑的外表面接觸。由此，能夠高效率地阻止在供給路 徑中移動的熱交換介質(zhì)進入在蓄電元件和約束部件之間形成的空間。突起部能夠形成為對于與約束部件相鄰的蓄電元件的外表面形成密閉空間的形 狀。具體而言，只要是從排列方向觀察時突起部形成為包圍規(guī)定區(qū)域的形狀即可。在與約 束部件相鄰的蓄電元件的外表面上形成密閉空間，由此，能夠利用密閉空間內(nèi)的空氣來抑 制蓄電元件的溫度變化。即，使密閉空間具有蓄電元件的保溫功能。本發(fā)明的蓄電裝置能夠搭載于車輛，能夠?qū)⑿铍娧b置的輸出用作車輛行駛中所使 用的能量。此外，能夠?qū)④囕v制動時產(chǎn)生的動能作為再生電力儲存在蓄電裝置中。根據(jù)本發(fā)明，通過使用約束部件的突起部而在約束部件和蓄電元件之間形成空間 (空氣層)，能夠使得蓄電元件的熱很難傳遞至約束部件。即，能夠抑制蓄電元件的熱傳遞 至約束部件而導致蓄電元件的溫度過度降低。
并且，使用遮蔽部，阻止熱交換介質(zhì)進入約束部件和蓄電元件之間形成的空間，由 此，能夠抑制例如因蓄電元件和熱交換介質(zhì)之間的熱交換所引起的蓄電元件的溫度過度降 低。在這樣與約束部件接觸的蓄電裝置中，通過抑制過度的溫度下降，能夠抑制在多 個蓄電元件的排列方向的溫度分布中產(chǎn)生偏差。由此，能夠抑制在多個蓄電元件的輸入輸 出特性(充放電)中產(chǎn)生偏差。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1的電池組的內(nèi)部構造的俯視圖。圖2是表示實施例1的電池組的內(nèi)部構造的側(cè)視圖。圖3是實施例1中的約束部件的外觀圖。圖4是圖1的區(qū)域Rl的放大圖。圖5是圖4的區(qū)域R3的放大圖。圖6是圖1的區(qū)域R2的放大圖。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的實施例進行說明。對本發(fā)明的實施例1的電池組(相當于蓄電裝置)進行說明。圖1是表示本實施 例的電池組的內(nèi)部構造的概略圖，是從上方觀察時的圖。在此，X軸、Y軸和Z軸是互相正交 的軸，在本實施例中，設定Z軸是與鉛垂方向相當?shù)妮S。X軸、Y軸和Z軸的關系在其他附圖 中也是同樣的。本實施例的電池組搭載于車輛(未圖示)，輸出用于車輛行駛的能量，或者將車輛 制動時產(chǎn)生的動能作為再生電力進行蓄積。作為車輛，例如混合動力汽車、電動汽車。電池組1具有多個單電池(相當于蓄電元件)10和收納多個單電池10的電池組 外殼20。作為單電池10，能夠使用所謂的四方形單電池的、如鎳氫電池或鋰離子電池這樣 的二次電池。此外，能夠代替二次電池而使用電氣雙層電容器(condenser)。多個單電池10在X方向并排配置，經(jīng)由母線(未圖示)串聯(lián)地電連接。單電池10 具有發(fā)電元件和收容發(fā)電元件的電池盒，在電池盒的上表面設有正極端子和負極端子。X方 向上相鄰的2個單電池10中，一個單電池10的正極端子與另一個單電池10的負極端子經(jīng) 由母線電連接。發(fā)電元件是能夠進行充放電的元件，例如可由正極端子、負極端子和在正極端子 和負極端子之間配置的隔板(含有電解液)構成。單電池10的正極端子與發(fā)電元件的正 極端子電連接，單電池10的負極端子與發(fā)電元件的負極端子電連接。在本實施例中，將多個單電池10在X方向上并排配置，但是不限于此。例如也能 夠利用多個單電池構成1個電池模塊(相當于蓄電元件)，將多個電池模塊在X方向上并排 配置。電池模塊內(nèi)的多個單電池被串聯(lián)地電連接。此外，在本實施方式中，將多個單電池10串聯(lián)地電連接，但是不限于此。具體而 言，也可以包括并聯(lián)地電連接的多個單電池10。X方向上相鄰的2個單電池10之間配置有襯墊(未圖示)，通過襯墊在X方向上相鄰的2個單電池10之間形成空間Si，如圖2所示。空間Sl如后所述，作為空氣移動的空 間。圖2是從側(cè)面觀察電池組外殼20內(nèi)的構造時的概略圖。相對于多個單電池10，在X方向的兩端配置有一對約束部件31、32。約束部件31、 32例如可由樹脂形成。如圖2所示，在一對約束部件31、32上連接有在X方向上延伸的多 個帶40。具體而言，在多個單電池10的上表面，2個帶40在Y方向上并排配置，在多個單 電池的下表面，也有2個帶40在Y方向上并排配置。各帶40，其一端部固定于一個約束部 件31，另一端部固定于另一個約束部件32。通過將多個帶40連接于一對約束部件31、32，能夠使一對約束部件31、32向互相 靠近的方向位移。由此，在一對約束部件31、32之間配置的多個單電池10從一對約束部件 31、32受到約束力。約束力是使在X方向上相鄰的2個單電池10向互相靠近的方向位移的 力。如本實施例所述，通過對單電池10施加約束力，能夠抑制發(fā)熱等引起的單電池10 的膨脹。進而，通過抑制單電池10的膨脹，能夠防止單電池10的輸入輸出特性(充放電特 性)下降。另外，能夠適當?shù)卦O定配置帶40的位置。即，只要能夠使用帶40使一對約束部 件31、32向互相靠近的方向位移即可。在電池組外殼20的端面21上連接有吸氣管51和排氣管52。吸氣管51的一端與 組件盒20的第一連接口 21a連接，吸氣管51的另一端設有用于取入溫度調(diào)節(jié)用的空氣的 吸氣口(未圖示)。吸氣口例如能夠設置在面向車廂內(nèi)的位置，能夠?qū)④噹麅?nèi)的空氣吸入吸 氣管51。車廂是指車輛中乘坐者所乘用的空間。吸氣管51上設有風扇(未圖示)，能夠通過驅(qū)動風扇將空氣取入吸氣管51。排氣管52的一端與電池組外殼20的第二連接口 21b連接，排氣管52的另一端設 有用于將導入到排氣管52的空氣排出到車外的排出口。排氣管52不需要延伸到車輛的外 面，能夠利用車廂內(nèi)的設備(例如托盤tray)將來自排氣管52的空氣排出到車外。另外，在本實施例中，在吸氣管51上設置有風扇，但是也可以在排氣管52上設置 風扇。在該情況下也能夠通過驅(qū)動風扇將空氣取入吸氣管51。通過吸氣管51而移動至電池組外殼20內(nèi)的空氣沿著電池組外殼20的第一側(cè)壁 22移動。在此，在第一側(cè)壁22和多個單電池10之間形成的空間S2成為進行溫度調(diào)節(jié)之前 的空氣移動的路徑(供給路徑)。在空間S2中移動的空氣進入在相鄰的2個單電池10之 間形成的空間Si，并沿著空間Sl前進。然后，通過空間Sl的空氣移動至在多個單電池10和電池組外殼20的第二側(cè)壁23 之間形成的空間S3?？臻gS3成為進行了溫度調(diào)節(jié)之后的空氣移動的路徑(排出路徑)。移 動到空間S3的空氣被導入排氣管52。圖1的虛線表示的箭頭示出了電池組外殼20內(nèi)的空 氣的主要移動路徑。如本實施例所示，通過使空氣接觸單電池10，能夠調(diào)節(jié)單電池10的溫度。具體而 言，在單電池10因充放電等而發(fā)熱的情況下，通過使冷卻用的空氣接觸單電池10，能夠抑 制單電池10的溫度上升。此外，在單電池10過度冷卻的情況下，通過使加熱用的空氣接觸 單電池10，能夠抑制單電池10的溫度下降。通過這樣調(diào)節(jié)單電池10的溫度，能夠抑制單電 池10的輸入輸出特性劣化。另外，在本實施例中，如圖1所示，使空氣從電池組外殼20的第一側(cè)壁22向第二側(cè)壁23移動，但不限于此。例如，能夠使空氣從電池組外殼20的上表面向下表面移動，或者使空氣從電池組 外殼20的下表面向上表面移動。即，只要能夠使溫度調(diào)節(jié)用的空氣進入在X方向上相鄰的 2個單電池10之間形成的空間Sl并將該空氣排出即可。并且，只要考慮電池組外殼20內(nèi) 的空氣的移動路徑而適當?shù)卦O定吸氣管51和排氣管52相對于電池組外殼20的連接位置 即可。此外，本實施例中，使吸氣管51和排氣管相對于電池組外殼20的一端面21連接， 但不限于此。即，只要能夠?qū)⑼獠康目諝?熱交換前的空氣)供給到電池組外殼20并且使 電池組外殼20內(nèi)的空氣(溫度調(diào)節(jié)后的空氣)排出到外部即可。例如，能夠相對于電池組外殼20的2個端面21、24，分別連接吸氣管51和排氣管 52。端面21、24構成與多個單電池10的排列方向(X方向)正交的面(Y_Z平面)。在此， 優(yōu)選將吸氣管51和排氣管52相對于電池組外殼20的連接口設置在從單電池10的排列方 向(X方向)觀察時相互不同的位置。由此，能夠使溫度調(diào)節(jié)用的空氣在電池組外殼20內(nèi) 移動。此外，在本實施例中，向電池組外殼20內(nèi)供給空氣，但也可以是其他氣體或液體。 即，只要使用能夠通過與單電池10的熱交換來調(diào)節(jié)單電池10的溫度的物質(zhì)(熱交換介質(zhì)) 即可。在使用液體的情況下，優(yōu)選使用具有絕緣性的液體。接著，利用附圖3 6說明本實施例的約束部件31、32的構造。如圖1及圖4所示，在約束部件31的外表面上通過螺栓63固定有用于確保約束 部件31的強度的金屬板61。金屬板61配置在電池組外殼20的端面21和約束部件31之 間。圖4是圖1的點劃線所示區(qū)域Rl的放大圖。如圖1及圖6所示，在約束部件32的外表面上通過螺栓63固定有用于確保約束 部件32的強度的金屬板62。金屬板62配置在電池組外殼20的端面M和約束部件32之 間。圖6是圖1的點劃線所示區(qū)域R2的放大圖。另外，也可以省略金屬板61、62。如圖3所示，約束部件31在面對單電池10的內(nèi)表面31a上具有形成為凸狀的約 束部(相當于突起部)31b。約束部31b的前端面與單電池10的側(cè)面(Y-Z平面)接觸。通 過形成約束部31b，在約束部件31的內(nèi)表面31a上設置了在Z方向上并排配置的多個凹部 31c。各凹部31c在Y方向上延伸。約束部31b的大小如下設定從X方向觀察時約束部 31b收縮在單電池10的外邊緣的內(nèi)側(cè)。若使約束部31b與單電池10的側(cè)面(Y-Z平面)接觸，則與凹部31c對應的空間 S4(參照圖4)成為密閉空間。即，空間S4成為空氣的進出基本被阻止的空間，能夠利用空 間S4內(nèi)的空氣層對單電池10進行保溫。另外，由于空間S4是通過使約束部31b與單電池 10接觸而形成的空間，因此并沒有形成完全密閉的空間。在本實施例中，將約束部31b形成為圖3所示的形狀，但是不限于此。即，只要能 夠使用約束部31b在約束部件31和單電池10之間形成密閉空間(空間S4)即可，基于這 一點，能夠適當?shù)卦O定約束部31b的形狀。具體而言，只要從X方向觀察時內(nèi)表面31a上的 規(guī)定區(qū)域被約束部31b包圍即可。約束部件31在Y方向的兩端部上具有在X方向上突出的一對遮蔽部31d、31e。一 個遮蔽部31d與單電池10中與第一側(cè)壁21相對的側(cè)面(X-Z平面)接觸。另一個遮蔽部
631e沿著單電池10中與第二側(cè)壁22相對的側(cè)面(X_Z平面)而配置，與單電池10的側(cè)面 (X-Z平面)分離。另外，也能夠使遮蔽部31e與單電池10的側(cè)面(X-Z平面)接觸。在此，約束部31b與單電池10的側(cè)面(X-Y平面)接觸，因此如圖4所示，變成在 單電池10和約束部件31之間形成空間S4 S6。遮蔽部31d阻止沿著第一側(cè)壁22移動的 空氣進入在單電池10和約束部件31之間形成的空間(主要是空間S5)。此外，遮蔽部31e 阻止沿著第二側(cè)壁23移動的空氣進入在單電池10和約束部件31之間形成的空間(主要 是空間S6)。通過使用遮蔽部31d、31e，能夠阻止空氣調(diào)節(jié)用的循環(huán)空氣與單電池10中與約束 部件31相對的側(cè)面(Y-Z平面)接觸。由此，能夠抑制在X方向上與約束部件31并排配置 的單電池10被溫度調(diào)節(jié)用的空氣過度地冷卻。并且，能夠抑制該單電池10與X方向上相 鄰的其他單電池10之間的溫度的偏差。另一方面，約束部件32具有與上述的約束部件31相同的構造。具體而言，如圖6 所示，約束部件32具有在與單電池10相對的內(nèi)表面3 上設置的約束部32b和遮蔽部32d、 32e。約束部32b具有與上述的約束部31b相同的構造。遮蔽部32d、3&具有與上述的遮 蔽部31d、31e相同的構造。并且，在單電池10和約束部件32之間形成有空間S4 S6。根據(jù)本實施例，在將多個單電池10在一個方向上并排配置的結構中，通過對配置 在排列方向兩端的單電池10限制溫度調(diào)節(jié)用的空氣的供給，能夠抑制單電池10的溫度過 度降低。由此，能夠抑制多個單電池10在X方向的溫度分布的偏差。并且，能夠抑制單電 池10的輸入輸出特性的偏差，能夠高效率地使用多個單電池10。在此，如果省略約束部31b，使約束部件31的內(nèi)表面31a與單電池10的側(cè)面(Y_Z 平面)接觸，就能夠阻止溫度調(diào)節(jié)用的空氣進入約束部件31和單電池10之間。但是，在該 結構中，單電池10和約束部件31之間的接觸面積會增加，導致單電池10的熱容易傳遞到 約束部件31上。即，由于空氣的熱傳導率低于約束部件31的熱傳導率，因此，與使約束部 件31與單電池10接觸相比，使約束部件31與單電池10分離更好。在本實施例中，在約束部件31中Y方向的兩端部上設置遮蔽部31d、31e，但是不限 于此。例如，能夠省略遮蔽部31e而僅設置遮蔽部31d。在該情況下也能夠阻止從吸氣管 31導入的空氣進入在單電池10和約束部件31之間形成的空間。此外，在改變電池組外殼20內(nèi)空氣的移動路徑的情況下，只要在與空氣的移動路 徑對應的位置處設置與遮蔽部31d、31e相當?shù)牟糠旨纯?。例如，在使空氣從單電?0的上 方朝向下方移動的結構中，只要對于約束部件31的上部和下部設置與遮蔽部31d、31e相當 的部分即可。進而，能夠以從X方向觀察時包圍單電池10的全部外邊緣的方式設置遮蔽部。如 果這樣構成，則能夠阻止空氣從Y-Z平面內(nèi)的所有方向進入在單電池10和約束部件31之 間形成的空間S4 S6。在本實施例中，如圖4所示，使遮蔽部31d與單電池10中與第一側(cè)壁22相對的側(cè) 面(X-Z平面)接觸，但是不限于此。具體而言，能夠使遮蔽部31d的前端面與單電池10中 與約束部件31相對的側(cè)面(Y-Z平面)接觸。關于遮蔽部31e，也能夠設置成同樣的結構。 即使這樣構成，也能夠阻止空氣進入在單電池10和約束部件31之間形成的空間。此外，通過使遮蔽部31d在X方向上延伸，不僅能夠阻止空氣進入在單電池10和約束部件31之間形成的空間，還能夠阻止空氣進入相鄰配置的2個單電池10之間形成的空間。在本實施例中，對約束部件31設置了約束部31b和遮蔽部31d、31e，但是不限于 此。具體而言，也可以只設置約束部31d和遮蔽部31c、31d中的一個。在只設置約束部31的結構中，溫度調(diào)節(jié)用的空氣不進入與凹部31c對應的空間 S4，能夠利用空間S4內(nèi)的空氣層對單電池10進行保溫。在該結構中，約束部31b的一部分 (在圖3的Z方向上延伸的部分)相當于本發(fā)明的遮蔽部，約束部31b的其他部分(在圖3 的Y方向上延伸的部分)相當于本發(fā)明的突起部。在只設置遮蔽部31c、31d的結構中，能夠阻止溫度調(diào)節(jié)用的空氣在Y方向上進入 在單電池10和約束部件31之間形成的空間。在此，為了在單電池10和約束部件31之間 形成空間，需要在例如約束部件31上設置突起部。該突起部與本實施方式所說明的約束部 31b相同，具有在單電池10和約束部件31之間形成空間的功能，但是不具有如約束部31b 那樣形成密閉空間的功能。具體而言，也可以只是使在Y方向上延伸的突起部在Z方向上 隔開規(guī)定間隔而排列。在只使用遮蔽部31c、31d的結構中，也容易使空氣滯留在單電池10和約束部件31 之間形成的空間，能夠?qū)坞姵?0進行保溫。
權利要求
1.一種蓄電裝置，其特征在于，具有多個蓄電元件，在一個方向上并排配置；以及一對約束部件，配置在所述多個蓄電元件的排列方向上的兩端，用于對所述多個蓄電 元件施加約束力，所述一對約束部件中的至少一個約束部件具有突起部，朝向相鄰的所述蓄電元件突出，前端與所述相鄰的蓄電元件接觸，從而在與所 述相鄰的蓄電元件之間形成空間；以及遮蔽部，在所述排列方向上突出，阻止用于所述蓄電元件的溫度調(diào)節(jié)的熱交換介質(zhì)進 入所述空間。
2.如權利要求1所述的蓄電裝置，其特征在于，所述遮蔽部設置在所述約束部件中與所述排列方向正交的方向上的兩端部。
3.如權利要求1所述的蓄電裝置，其特征在于，所述遮蔽部設置在從所述排列方向觀察時包圍與所述約束部件相鄰的所述蓄電元件 的位置。
4.如權利要求1 3中任一項所述的蓄電裝置，其特征在于，在與所述排列方向正交的方向上夾著所述多個蓄電元件的位置處，設置所述熱交換介 質(zhì)的供給路徑和排出路徑，所述遮蔽部沿著所述供給路徑配置，并與相鄰于所述約束部件的所述蓄電元件中面對 所述供給路徑的外表面接觸。
5.如權利要求1所述的蓄電裝置，其特征在于，所述突起部形成為相對于與所述約束部件相鄰的所述蓄電元件的外表面形成密閉空 間的形狀。
6.如權利要求1所述的蓄電裝置，其特征在于，所述蓄電裝置搭載于車輛，輸出用于所述車輛行駛的能量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蓄電裝置。在將多個蓄電元件在一個方向上并排配置的結構中，抑制在排列方向上的蓄電元件的溫度分布的偏差。蓄電裝置具有多個蓄電元件(10)，在一個方向上并排配置；以及一對約束部件(31、32)，配置在多個蓄電元件的排列方向上的兩端，用于對多個蓄電元件施加約束力。一對約束部件中的至少一個約束部件具有突起部(31b)和遮蔽部(31d、31e)。突起部朝向與約束部件相鄰的蓄電元件突出，前端接觸于相鄰的蓄電元件，由此在與相鄰的蓄電元件之間形成空間(S4～S6)。遮蔽部在排列方向上突出，阻止用于蓄電元件的溫度調(diào)節(jié)的熱交換介質(zhì)進入所述空間(S4、S6)。
文檔編號H01M2/10GK102064295SQ20101052837
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權日2009年11月12日
發(fā)明者刑部友敬, 水戶雅浩, 長峰浩一 申請人:豐田自動車株式會社