專利名稱：電池組設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本文所描述的實(shí)施例涉及電池組設(shè)備。
背景技術(shù)：
存在已知的電池組，該電池組的電池模塊被容納在用于電池存儲(chǔ)的外殼中，其中， 在該電池模塊中，多個(gè)基本上為矩形平行六面體形狀的電池單元經(jīng)由絕緣體等在其厚度方向上被堆疊。這種類型的電池組通常需要對(duì)能量密度(電池組的每單位體積的輸出功率)進(jìn)行改進(jìn)。因此，對(duì)這種類型的電池組施加對(duì)部件布局的限制，諸如各種類型的部件的密集排列。因此，在這些電池組中的一些中，用于電池冷卻的氣道變窄，或者故意不提供冷卻風(fēng)扇等。因此，具有這種結(jié)構(gòu)的電池組始終需要冷卻性能的穩(wěn)定性等。

發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明以解決前述問題，并且本發(fā)明的目的是提供能夠具有穩(wěn)定的冷卻性能的電池組設(shè)備。根據(jù)實(shí)施例的電池組設(shè)備包括電池模塊、外殼、進(jìn)氣口、出氣口和通風(fēng)道。在電池模塊中，放置了彼此堆疊的多個(gè)電池單元。外殼被安裝同時(shí)將電池模塊容納于其中。進(jìn)氣口被提供在外殼中并且使外面的空氣進(jìn)入外殼。出氣口被提供在外殼中，被放置在與進(jìn)氣口的位置相比更高的位置處，并且使空氣從外殼排出。外殼中的通風(fēng)道連接進(jìn)氣口和出氣口，并且相對(duì)于水平方向傾斜。該電池組設(shè)備可以具有穩(wěn)定的冷卻性能。


圖1是示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電池組設(shè)備的透視圖。圖2是從進(jìn)氣口側(cè)觀察的圖1中的電池組設(shè)備的視圖。圖3是沿著圖2中的A-A線獲得的電池組設(shè)備的截面圖。圖4是示出了包含在圖1中的電池組設(shè)備中的電池單元的透視圖。圖5是從進(jìn)氣口側(cè)觀察的與圖1中的電池組設(shè)備的結(jié)構(gòu)不同的另一電池組設(shè)備的視圖。圖6是從進(jìn)氣口側(cè)觀察的對(duì)比示例的電池組設(shè)備的視圖。圖7是沿著圖6中的B-B線獲得的電池組設(shè)備的截面圖。圖8是從進(jìn)氣口側(cè)觀察的根據(jù)第二實(shí)施例的電池組設(shè)備的視圖。
圖9是沿著圖8中的C-C線獲得的電池組設(shè)備的截面圖。圖10是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的電池組設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖11是在圖10中的箭頭D的方向上觀察的電池組設(shè)備的基于箭頭的視圖。圖12是從進(jìn)氣口側(cè)觀察的與圖10中的電池組設(shè)備的結(jié)構(gòu)不同的另一電池組設(shè)備的視圖。圖13是從進(jìn)氣口側(cè)觀察的根據(jù)第四實(shí)施例的電池組設(shè)備的視圖。圖14是沿著圖13中的E-E線獲得的電池組設(shè)備的截面圖。圖15是示出了根據(jù)第五實(shí)施例的電池組設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將基于附圖來描述實(shí)施例。<第一實(shí)施例>如圖1至圖3所示，根據(jù)該實(shí)施例的電池組設(shè)備1是在普通房屋、工廠等中使用的固定型的電池組設(shè)備。具體地說，該電池組設(shè)備1包括外殼2、電池模塊3、進(jìn)氣口 5、出氣口 6、通風(fēng)道(氣道)7、上端固定裝置8、下端固定裝置9、支柱10和控制部件存儲(chǔ)設(shè)備12、14。在電池模塊3中，彼此堆疊的多個(gè)電池單元15如圖1至圖3所示布置。如圖4所示，每個(gè)電池單元15以基本上矩形平行六面體的形狀(薄矩形箱形狀)形成。每個(gè)電池單元15具有一對(duì)從電池單元主體15a的端面15b凸出的端子15c、15d。每個(gè)電池單元15均是蓄電池，例如，鋰離子電池、鎳氫電池等。如圖3所示，上端固定裝置8和下端固定裝置9將電池單元15彼此機(jī)械連接。具體地說，上端固定裝置8和下端固定裝置9通過使用例如螺栓和螺母來集成并固定多個(gè)堆疊的電池單元15，其中，絕緣紙等插入到電池單元15之間或者電池單元15周圍。這些電池單元15的端子對(duì)15c、15d經(jīng)由母線(busbar)等彼此相連。因此，這些電池單元15彼此串聯(lián)(或者并聯(lián))連接。通過諸如聚丙烯(PP)等的絕緣樹脂從外部覆蓋不僅被機(jī)械固定而且彼此電連接的多個(gè)電池單元15。如圖1至圖3所示，外殼2被固定地安裝，同時(shí)將具有這種結(jié)構(gòu)的電池模塊3容納在其中。以矩形箱形狀形成外殼2。外殼2通過其六個(gè)表面，即其前表面、后表面、上表面、 底表面、左表面和右表面包圍電池模塊3?？刂撇考鎯?chǔ)設(shè)備12、14被提供在外殼2的上部外殼部分加和下部外殼部分2b內(nèi)。在控制部件存儲(chǔ)設(shè)備12、14中，提供諸如斷路器、插頭、測(cè)量充電/放電狀態(tài)的傳感器、計(jì)量表和控制板等的各種類型的電子部件。如圖2和圖 3所示，支柱10支撐外殼2的下部外殼部分2b上方的電池模塊3。在這里，將詳細(xì)描述該實(shí)施例的電池組設(shè)備1具有的冷卻功能。如圖1至圖3所示，在外殼2的一個(gè)側(cè)面的兩個(gè)位置處以狹縫形狀形成進(jìn)氣口 5。這兩個(gè)進(jìn)氣口 5使外面的空氣進(jìn)入外殼2。此外，提供出氣口 6，以與相應(yīng)的兩個(gè)進(jìn)氣口 5相對(duì)應(yīng)，并且在外殼2的另一個(gè)側(cè)面的兩個(gè)位置處以狹縫形狀形成出氣口 6。在外殼2上兩個(gè)出氣口 6被布置在與相應(yīng)的進(jìn)氣口 5的位置相比更高的位置處。這兩個(gè)出氣口 6使從進(jìn)氣口 5獲得的外面的空氣從外殼2排出。狹縫形狀的進(jìn)氣口 5和出氣口 6被形成為使得狹縫的縱向方向指向水平方向(箭頭Y的方向)。此外，如圖1至圖3所示，通風(fēng)道7在外殼2中以相對(duì)于水平方向傾斜的方向從各進(jìn)氣口 5向處于更高位置處的相應(yīng)的出氣口 6延伸。具體地說，通風(fēng)道7使從進(jìn)氣口 5獲得的外面的空氣接觸在外殼2內(nèi)產(chǎn)生熱量的電池模塊3。從出氣口 6向外部排放由該接觸加熱的空氣。在這里，如圖2和圖3所示，電池模塊3被容納在外殼2中，其中，每個(gè)電池單元15上的一對(duì)端子15c、15d的排列方向(電池單元的寬度方向)，即，連接端子15c和端子 15d的直線，指向垂直方向(箭頭Z的方向)。此外，如圖3所示，在電池模塊3中，以堆疊的狀態(tài)在從進(jìn)氣口 5側(cè)向出氣口 6側(cè)的方向上排列電池單元15。在電池模塊3中，電池單元15被布置為使得其在垂直方向上的位置從進(jìn)氣口 5側(cè)向出氣口 6側(cè)變?yōu)殡A梯式增高。也即是說，以具有多個(gè)階梯的形狀形成上端固定裝置8和下端固定裝置9中的每一個(gè)。在外殼2中的上部外殼部分加的底表面和下部外殼部分2b的上表面上，分別形成相對(duì)于水平方向(箭頭X的方向)傾斜角度α °的傾斜表面2c、2d。也即是說，如圖1 至圖3所示，通風(fēng)道7主要由夾在電池模塊3的上表面和底表面以及傾斜表面2c、2d之間的空間形成。這意味著通風(fēng)道7形成在通風(fēng)道7開始接觸容納在外殼2中的電池模塊3的至少上表面和底表面的位置處。如圖5所示，可能形成電池組設(shè)備11而不是這種電池組設(shè)備1，在該電池組設(shè)備 11中，沿著水平方向(箭頭Y的方向，其為電池單元的高度方向)并排地排列的多個(gè)電池模塊3被容納在外殼22中。該電池組設(shè)備11可以具有與電池組設(shè)備1的冷卻性能相同的冷卻性能。接下來，將在圖6和圖7中舉例說明作為該實(shí)施例的電池組設(shè)備1和電池組設(shè)備 11的對(duì)比示例的電池組設(shè)備21。在該對(duì)比示例的電池組設(shè)備21中，通風(fēng)道27是平的，其沒有從進(jìn)氣口 25向出氣口沈傾斜。因此，在圖7中，空氣不容易從進(jìn)氣口 25側(cè)流向出氣口側(cè)沈。此外，空氣的流出和流入很可能僅發(fā)生在接近進(jìn)氣口 25和出氣口沈二者的入口附近的區(qū)域中。因此，在該對(duì)比示例的電池組設(shè)備21中，可以預(yù)期的是，冷卻電池模塊23 的性能變得不穩(wěn)定，并且具體地說，存在中心附近未被冷卻的可能性。另一方面，在該實(shí)施例的電池組設(shè)備1(和11)中，如圖3所示，由外殼2中的電池模塊3的熱量產(chǎn)生所加熱的空氣從通風(fēng)道7上的較低側(cè)流向較高側(cè)。因此，在從進(jìn)氣口 5 獲得的外面的空氣開始接觸外殼2中的電池模塊3的表面以后，從出氣口 6被平穩(wěn)地排放到外面。這使得電池組設(shè)備1 (和11)可能實(shí)現(xiàn)對(duì)電池模塊3的穩(wěn)定冷卻。在這里，期望圖3所示的外殼2的傾斜表面2c、2d的傾斜角α不小于4°也不大于10°，并且5°是優(yōu)選的。當(dāng)傾斜角α小于4°時(shí)，在從進(jìn)氣口 5側(cè)向出氣口 6側(cè)流動(dòng)的過程中，加熱的空氣變?yōu)橥?。另一方面，?dāng)傾斜角α大于10°時(shí)，即使空氣的流動(dòng)沒有變?yōu)橥模鱾€(gè)部件的密集排列變得困難。因此，在該情況下，改進(jìn)電池組設(shè)備的能量密度變得困難。此外，電池組設(shè)備1、11中的每一個(gè)被構(gòu)造為使得電池模塊3的上表面和底表面具有如圖3所示的多個(gè)階梯。因此，在電池組設(shè)備1、11中，開始接觸外面的空氣的電池模塊3的表面的面積實(shí)際上增加，這使得獲得更高的冷卻效果成為可能。在該實(shí)施例中，給出了對(duì)進(jìn)氣口 5和出氣口 6被提供在電池模塊3的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)榷呱系那闆r的描述。然而，根據(jù)外面的空氣溫度和電池模塊3的熱量產(chǎn)生狀態(tài)， 進(jìn)氣口 5和出氣口 6可以被提供在上表面?zhèn)然蛳卤砻鎮(zhèn)壬?。這適用于以下實(shí)施例中的任意一個(gè)。
<第二實(shí)施例>接下來，將根據(jù)圖8和圖9來描述第二實(shí)施例。注意，在圖8和圖9中，用相同的參考數(shù)字和符號(hào)來標(biāo)記與圖1至圖3中所示的第一實(shí)施例的組成部件相同的組成部件，并且將省略其描述。通過對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行改變來構(gòu)造第二實(shí)施例，并且將僅描述所改變的結(jié)構(gòu)。此夕卜，在圖8和圖9中，省略了對(duì)圖2和圖3中所示的支柱10的說明。具體地說，如圖8和圖9所示，在電池組設(shè)備31中，沿著垂直方向(Z方向，其為電池單元的寬度方向)并排地排列的多個(gè)電池模塊3被容納在外殼中。此外，在電池組設(shè)備 31中，通風(fēng)道7也被提供在外殼中的電池模塊3之間。因此，也可以在電池組設(shè)備31中預(yù)期穩(wěn)定的冷卻效果。<第三實(shí)施例>接下來，將根據(jù)圖10至圖12描述第三實(shí)施例。注意，在圖10至圖12中，用相同的參考數(shù)字和符號(hào)來標(biāo)記與圖1至圖3、圖8和圖9中所示的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的組成部件相同的組成部件，并且將省略其描述。注意，在圖10和圖12中，省略了對(duì)圖2和圖 3中所示的支柱10的說明。如圖10和圖11所示，除了根據(jù)第一實(shí)施例的電池組設(shè)備1的結(jié)構(gòu)以外，電池組設(shè)備41還包括多個(gè)通風(fēng)道(第二通風(fēng)道)47，這些通風(fēng)道是由電池模塊43中的電池單元15 之間的縫隙形狀的間隙形成的。這些通風(fēng)道47形成了在外殼2中沿著垂直方向(Z方向， 其為電池單元的寬度方向)在電池單元15之間通過的氣流。在這里，如圖12所示，還可能形成電池組設(shè)備51，在該電池組設(shè)備51中，沿著垂直方向(Z方向)并排地排列的多個(gè)電池模塊43被容納在外殼中。因此，由于除了通風(fēng)道7以外的多個(gè)通風(fēng)道47，因而該實(shí)施例的電池組設(shè)備41、51 可以具有冷卻單獨(dú)的電池單元15的更好的效果。因此，該實(shí)施例的電池組設(shè)備41、51可以實(shí)現(xiàn)冷卻電池模塊43的更穩(wěn)定的性能?！吹谒膶?shí)施例〉將根據(jù)圖13和圖14來描述第四實(shí)施例。注意，在圖13和圖14中，將用相同的參考數(shù)字和符號(hào)來標(biāo)記與如圖1至圖3和圖8至圖11所示的第一至第三實(shí)施例的組成部件相同的組成部件，并且將省略其描述。如圖13和圖14所示，在該實(shí)施例的電池組設(shè)備61中，電池模塊63被容納在外殼 2中，其中，電池單元15的端子對(duì)15c、15d凸出的方向指向垂直方向(Z方向)。在該電池組設(shè)備61中，也可以獲得冷卻電池模塊63的穩(wěn)定的性能。當(dāng)以這樣的方向來放置每個(gè)電池單元15時(shí)，還可以形成這樣的電池組設(shè)備，其中沿著垂直方向(ζ方向)并排地排列多個(gè)電池模塊63。此外，還可以形成這樣的電池組設(shè)備，其中沿著水平方向(Y方向，其為該實(shí)施例的電池單元的寬度方向)并排地排列多個(gè)電池模塊63?！吹谖鍖?shí)施例〉將根據(jù)圖15來描述第五實(shí)施例。注意，在圖15中，將用相同的參考數(shù)字和符號(hào)來標(biāo)記與如圖1至圖3、圖8至圖11、圖13和圖14所示的第一至第四實(shí)施例的組成部件相同的組成部件，并且將省略其描述。如圖15所示，在該實(shí)施例的電池組設(shè)備71中，電池模塊73或多個(gè)電池模塊73被
6容納在外殼72中，其中電池單元15的堆疊方向相對(duì)于水平方向(箭頭X的方向)是傾斜的。也即是說，在該電池組設(shè)備71中，電池模塊73的上表面和底表面可以是平的表面，而沒有如圖3中所示的任何階梯。因此，在電池組設(shè)備71中，通過通風(fēng)道77的空氣的停滯等不大可能發(fā)生。因此，可以在該電池組設(shè)備71中預(yù)期對(duì)電池模塊73的良好的熱量移除效果。此外，如上所述，在電池組設(shè)備71中，電池模塊73的上表面和底表面可以是平的表面。這可以簡(jiǎn)化電池組設(shè)備71中的上端固定裝置78和下端固定裝置79的形狀，從而實(shí)現(xiàn)電池組設(shè)備自身的更高的生產(chǎn)率。附帶地，當(dāng)應(yīng)用其中電池單元15的堆疊方向相對(duì)于水平方向(箭頭X的方向)是傾斜的電池模塊73時(shí)，還可以形成這樣的電池組設(shè)備，其中沿著垂直方向(Z方向)并排地排列多個(gè)電池模塊73。此外，還可以形成這樣的電池組設(shè)備，其中沿著水平方向(Y方向，其為該實(shí)施例的電池單元的高度方向)并排地排列多個(gè)電池模塊73。雖然已經(jīng)描述了某些實(shí)施例，但是僅通過舉例說明的方式呈現(xiàn)出這些實(shí)施例，并且這些實(shí)施例不旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，可以以多種其它形式來體現(xiàn)本文所描述的新穎的實(shí)施例；此外，可以在不偏離本發(fā)明的精神的情況下以本文所描述的實(shí)施例的形式進(jìn)行各種省略、替換和改變。所附的權(quán)利要求及其等價(jià)物旨在覆蓋將落入本發(fā)明的范圍和精神的這些形式或修改。
權(quán)利要求
1.一種電池組設(shè)備，包括電池模塊，在所述電池模塊中放置了彼此堆疊的多個(gè)電池單元； 外殼，其被安裝，同時(shí)將所述電池模塊容納在其中； 進(jìn)氣口，其被提供在所述外殼中，并且使外面的空氣進(jìn)入所述外殼； 出氣口，其被提供在所述外殼中，被放置在與所述進(jìn)氣口的位置相比更高的位置處，并且使所述空氣從所述外殼排出；以及通風(fēng)道，位于所述外殼中，其在所述通風(fēng)道相對(duì)于水平方向傾斜的方向上，連接所述進(jìn)氣口和所述出氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，其中，所述通風(fēng)道形成在所述通風(fēng)道開始與容納在所述外殼中的所述電池模塊的至少上表面或底表面進(jìn)行接觸的位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，其中，多個(gè)所述電池模塊以沿著垂直方向并排地排列的狀態(tài)被容納在所述外殼中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，其中，多個(gè)所述電池模塊以沿著所述水平方向并排地排列的狀態(tài)被容納在所述外殼中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，其中，所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元均具有從所述電池單元的端面凸出的一對(duì)端子，以及其中，所述電池模塊被容納在所述外殼中，其中連接所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元上的所述一對(duì)端子的直線的方向指向垂直方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，其中，所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元均具有從所述電池單元的端面凸出的一對(duì)端子，以及其中，所述電池模塊被容納在所述外殼中，其中所述電池單元中的每個(gè)電池單元上的所述一對(duì)端子凸出的方向指向垂直方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，還包括第二通風(fēng)道，所述第二通風(fēng)道是由所述電池模塊中的所述電池單元之間的間隙形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組設(shè)備，其中，所述單個(gè)電池模塊或所述多個(gè)電池模塊被容納在所述外殼中，其中所述電池單元的堆疊方向相對(duì)于所述水平方向是傾斜的。
全文摘要
實(shí)施例的電池組設(shè)備包括電池模塊、外殼、進(jìn)氣口、出氣口和通風(fēng)道。在電池模塊中，放置了彼此堆疊的多個(gè)電池單元。外殼被安裝并且將電池模塊容納在其中。進(jìn)氣口被提供在外殼中并且使外面的空氣進(jìn)入外殼。出氣口被提供在外殼中，被放置在與進(jìn)氣口的位置相比更高的位置處，并且使空氣從外殼排出。外殼中的通風(fēng)道連接進(jìn)氣口和出氣口，并且相對(duì)于水平方向傾斜。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102479986SQ20111030546
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者中濱敬文, 小山泰平, 田多伸光, 覺地武夫, 首藤正志, 黑川健也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝