蓄電部件和蓄電組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將多個(gè)蓄電元件電連接而成的蓄電部件和隔著導(dǎo)熱片將蓄電部件與導(dǎo)熱板熱連接而成的蓄電組件。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力型的電動(dòng)車和純電動(dòng)車等中搭載的蓄電組件具備鋰離子電池、鎳氫電池等多個(gè)蓄電元件。蓄電元件在充放電時(shí)，產(chǎn)生因內(nèi)部電阻引起的發(fā)熱，溫度越是上升，越容易發(fā)生容量減少等關(guān)于壽命的性能劣化。
[0003]從壽命的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選蓄電元件的溫度上升盡可能小。關(guān)于使蓄電元件冷卻的方法，有使蓄電元件隔著具有彈性的導(dǎo)熱片與導(dǎo)熱板熱連接的方法(參考專利文獻(xiàn)1)。使用導(dǎo)熱片的情況下，通過(guò)將蓄電元件壓緊在導(dǎo)熱板上的導(dǎo)熱片上，使蓄電元件與導(dǎo)熱片密接。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-34775號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]為了使蓄電元件的導(dǎo)熱面與導(dǎo)熱片密接，需要向?qū)崞磯盒铍娫?，使?dǎo)熱片壓縮。然而，存在使導(dǎo)熱片壓縮時(shí)較大的壓縮反作用力作用于蓄電部件的問(wèn)題。
[0009]用于解決課題的技術(shù)方案
[0010]權(quán)利要求1中記載的蓄電部件是隔著具有彈性的導(dǎo)熱片與導(dǎo)熱板熱連接的蓄電部件，其特征在于包括具有一對(duì)第一窄面、一對(duì)第二窄面和一對(duì)寬面的多個(gè)方形蓄電元件以相鄰的方形蓄電元件的彼此的寬面相對(duì)的方式疊層配置而成的元件疊層體；和將元件疊層體向配置在導(dǎo)熱板上的導(dǎo)熱片按壓的按壓裝置，元件疊層體包括具有至少與規(guī)定的方形蓄電元件的一對(duì)寬面中的一個(gè)抵接的寬面抵接部的保持件，方形蓄電元件的一對(duì)第一窄面中的一個(gè)被作為隔著導(dǎo)熱片與導(dǎo)熱板熱連接的導(dǎo)熱面，方形蓄電元件的導(dǎo)熱面與寬面抵接部的導(dǎo)熱板側(cè)端面相比更向?qū)岚逡粋?cè)突出。
[0011]權(quán)利要求7中記載的蓄電組件的特征在于包括如權(quán)利要求1或2所述的蓄電部件；與蓄電部件熱連接的導(dǎo)熱板；和配置在導(dǎo)熱板上的、被蓄電部件和導(dǎo)熱板夾著的導(dǎo)熱片，寬面抵接部的導(dǎo)熱板側(cè)端面與導(dǎo)熱片相對(duì)地配置。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠減少導(dǎo)熱片作用于元件疊層體的壓縮反作用力。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蓄電組件的外觀立體圖。
[0015]圖2是表示蓄電組件的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0016]圖3是表示元件疊層體的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0017]圖4是表示單電池的立體圖。
[0018]圖5是表示中間保持件的立體圖。
[0019]圖6是表示端部保持件的立體圖。
[0020]圖7是從下方觀察蓄電部件和導(dǎo)熱片的圖。
[0021]圖8(a)是表示將蓄電部件與冷卻結(jié)構(gòu)體熱連接前的狀態(tài)的圖，(b)是表示將蓄電部件與冷卻結(jié)構(gòu)體熱連接后的狀態(tài)的圖。
[0022]圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的蓄電組件的元件疊層體的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0023]圖10是表示構(gòu)成元件疊層體的中間保持件的立體圖。
[0024]圖11是表示端部保持件的立體圖。
[0025]圖12是表示從下方觀察蓄電部件和導(dǎo)熱片的圖。
[0026]圖13(a)是表示將蓄電部件與冷卻結(jié)構(gòu)體熱連接前的狀態(tài)的圖，(b)是表示將蓄電部件與冷卻結(jié)構(gòu)體熱連接后的狀態(tài)的圖。
[0027]圖14是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的蓄電組件的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0028]圖15是從下方觀察蓄電部件和導(dǎo)熱片的圖。
[0029]圖16是表示元件疊層體的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0030]圖17是表示中間保持件的立體圖。
[0031]圖18是表示元件疊層體的后側(cè)端部保持件的立體圖。
[0032]圖19是表示元件疊層體的前側(cè)端部保持件的立體圖。
[0033]圖20是表示第一實(shí)施方式的變形例的蓄電組件的元件疊層體的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0034]圖21是從前方觀察圖20的中間保持件和單電池的圖。
[0035]圖22是表示第二實(shí)施方式的變形例的蓄電組件的元件疊層體的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0036]圖23是表示第三實(shí)施方式的變形例的蓄電組件的元件疊層體的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0037]圖24是端板被L字金屬件固定在導(dǎo)熱板上的蓄電組件的外觀立體圖。
[0038]圖25是說(shuō)明對(duì)每個(gè)單電池配置導(dǎo)熱片的例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下，參考附圖，對(duì)于本發(fā)明，說(shuō)明應(yīng)用于混合動(dòng)力型的電動(dòng)車和純電動(dòng)車中搭載的蓄電裝置中安裝的、具備多個(gè)方形鋰離子二次電池(以下記作單電池)作為蓄電元件的蓄電組件的實(shí)施方式。其中，為了便于說(shuō)明，如圖所示地定義蓄電組件的上下和前后左右方向。箭頭圖示的上下方向、左右方向和前后方向相互正交。
[0040]—第一實(shí)施方式一
[0041]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蓄電組件10的外觀立體圖，圖2是表示蓄電組件10的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。蓄電組件10由冷卻結(jié)構(gòu)體190和蓄電部件100構(gòu)成。蓄電部件100具備使多個(gè)單電池101疊層配置而成的元件疊層體11、使元件疊層體11 一體化的一體化機(jī)構(gòu)和作為將元件疊層體11向冷卻結(jié)構(gòu)體190按壓的按壓裝置的導(dǎo)管裝置110。
[0042]圖3是表示元件疊層體11的結(jié)構(gòu)的分解立體圖，示出了元件疊層體11的一部分。如圖3所示，元件疊層體11具備多個(gè)單電池101和多個(gè)電池保持件160、170。各單電池101是扁平的長(zhǎng)方體形狀，具有一對(duì)寬側(cè)板109w。構(gòu)成元件疊層體11的多個(gè)單電池101以相鄰的單電池101的相互的寬側(cè)板109W相對(duì)的方式疊層配置。如圖1所示，鄰接的單電池101以在電池蓋108上設(shè)置的正極端子104和負(fù)極端子105的位置反轉(zhuǎn)的方式方向反轉(zhuǎn)地配置。
[0043]雖然未圖示，但相鄰的各單電池101的正極端子104與負(fù)極端子105通過(guò)作為金屬制的平板狀導(dǎo)電部件的匯流條電連接。即，構(gòu)成本實(shí)施方式的蓄電部件100的多個(gè)單電池101電串聯(lián)連接。
[0044]雖然未圖示，但配置在前端的單電池101的正極端子104和配置在后端的單電池101的負(fù)極端子105通過(guò)導(dǎo)電部件與其他蓄電組件電串聯(lián)或并聯(lián)連接，或者通過(guò)導(dǎo)電部件與導(dǎo)出電力用的配線連接。
[0045]說(shuō)明構(gòu)成元件疊層體11的單電池101。多個(gè)單電池101都是相同的結(jié)構(gòu)。圖4是表示單電池101的立體圖。如圖4所示，單電池101具備由電池桶109和電池蓋108構(gòu)成的方形的電池容器。電池桶109和電池蓋108的材質(zhì)例如是鋁或鋁合金。電池桶109是一端具有開(kāi)口部109a的矩形箱狀。電池蓋108是矩形平板狀，以閉塞電池桶109的開(kāi)口部109a的方式激光焊接。S卩，電池蓋108將電池桶109密封。
[0046]由電池蓋108和電池桶109構(gòu)成的方形的電池容器是中空的長(zhǎng)方體形狀。電池容器中，具有構(gòu)成電池容器的側(cè)面中面積最大的面(寬面)的一對(duì)寬側(cè)板109w相互相對(duì)，具有構(gòu)成電池容器的側(cè)面中面積最小的面的一對(duì)窄側(cè)板109η相互相對(duì)，電池蓋108與電池桶109的底板109b相對(duì)。
[0047]在電池蓋108上設(shè)置有正極端子104和負(fù)極端子105。在電池容器的內(nèi)部，以被絕緣外殼(未圖示)覆蓋的狀態(tài)收納了充放電元件(未圖示)。未圖示的充放電元件的正極電極與正極端子104連接，充放電元件的負(fù)極電極與負(fù)極端子105連接。因此，經(jīng)由正極端子104和負(fù)極端子105對(duì)外部設(shè)備供電，或者，經(jīng)由正極端子104和負(fù)極端子105對(duì)充放電元件供給外部發(fā)電電力而充電。
[0048]在電池蓋108上，貫穿設(shè)置了用于向電池容器內(nèi)注入電解液的注液孔。注液孔在注入電解液后被注液塞108a密封。關(guān)于電解液，例如能夠使用在碳酸乙烯酯等碳酸酯類的有機(jī)溶劑中溶解了六氟磷酸鋰(LiPF6)等鋰鹽而得到的非水電解液。
[0049]在電池蓋108上設(shè)置有排氣閥108b。排氣閥108b通過(guò)壓制加工使電池蓋108部分變薄而形成。排氣閥108b在單電池101因過(guò)充電等異常而發(fā)熱產(chǎn)生氣體，電池容器內(nèi)的壓強(qiáng)上升達(dá)到規(guī)定壓強(qiáng)時(shí)開(kāi)裂，從內(nèi)部排出氣體而使電池容器內(nèi)的壓強(qiáng)降低。
[0050]如圖1?圖3所示，多個(gè)單電池101隔著電池保持件160、170在前后方向上疊層配置構(gòu)成元件疊層體11。電池保持件160、170的材質(zhì)是具有絕緣性和耐熱性的樹(shù)脂，例如是聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚碳酸酯(PC)等工程塑料或橡膠等。
[0051]電池保持件160、170具有在相鄰的單電池101之間配置的中間保持件160，和在配置于前端的單電池101與端板120之間、以及配置于后端的單電池101與端板120之間配置的端部保持件170。其中，端板120的材質(zhì)是鋁或鋁合金等金屬。因?yàn)楦鲉坞姵?01之間隔著中間保持件160，所以確保了相鄰的單電池101之間的絕緣性。因?yàn)槎税?20與單電池101之間隔著端部保持件170，所以確保了端板120與單電池101的絕緣性。
[0052]圖5是表示中間保持件160的立體圖。中間保持件160具備寬面抵接部161和設(shè)置在寬面抵接部161的左右方向兩端的一對(duì)連結(jié)部163。
[0053]寬面抵接部161是矩形平板狀，如圖3所示地配置在相鄰的單電池101之間。如圖3和圖5所示，寬面抵接部161的前表面與中間保持件160的前方的單電池101的后側(cè)的寬側(cè)板109w抵接。寬面抵接部161的后表面與中間保持件160的后方的單電池101的前側(cè)的寬側(cè)板109w抵接。
[0054]如圖5所示，連結(jié)部163是以上下方向作為長(zhǎng)邊方向的大致長(zhǎng)方體形狀。右側(cè)的連結(jié)部163在前表面設(shè)置有在上下方向上延伸的嵌合凸部163a，在后表面設(shè)置有在上下方向上延伸的嵌合凹部163b。左側(cè)的連結(jié)部163在前表面設(shè)置有在上下方向上延伸的嵌合凹部163b，在后表面設(shè)置有在上下方向上延伸的嵌合凸部163a。
[0055]嵌合凸部163a與鄰接的中間保持件160的嵌合凹部163b或鄰接的后述的端部保持件170的嵌合凹部173b嵌合。嵌合凹部163b與鄰接的中間保持件160的嵌合凸部163a或鄰接的后述的端部保持件170的嵌合凸部173a嵌合。
[0056]—對(duì)連結(jié)部163中相互相對(duì)的內(nèi)側(cè)面163s分別被寬面抵接部161在前后方向上分為2部分。前側(cè)的內(nèi)側(cè)面163s與中間保持件160的前方的單電池101的窄側(cè)板109η抵接。后側(cè)的內(nèi)側(cè)面163s與中間保持件160的后方的單電池101的窄側(cè)板109η抵接。
[0057]在一對(duì)連結(jié)部163的外側(cè)面，設(shè)置有向左右外方突出的凸部167a。凸部167a與后述的側(cè)框架140的開(kāi)口部143嵌合。凸部167a設(shè)置在上下方向中央部，在凸部167a的上下方向兩側(cè)，分別設(shè)置有與后述的側(cè)框架140的側(cè)板141抵接的抵接面部167b。
[0058]在寬面抵接部161的下部，形成有矩形形狀的切口部161c。換言之，連結(jié)部163的下端部比寬面抵接部161更向下方突出。本實(shí)施方式中，連結(jié)部163的下端面位于寬面抵接部161的下端面的下方距離hi的位置。此外，如圖3