專利名稱：電池組和該電池組的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池組和該電池組的制造方法。
背景技術：
用作用于驅動比如電動道路車輛、電動有軌車等車輛的動力源部件的電池組由多 個電池模塊形成，所述多個電池模塊被并聯配置，各電池模塊由彼此串聯并且被安裝在殼 體內的多個單電池(cell)構成。為了將電池模塊緊固地接合在一起，迄今已經提出并已投入使用各種措施。在日 本特開2005-5167號公報中示出了其中一種措施。在日本特開2005-5167號公報的措施中，制備用于承載或保持多個電池模塊的多 個長平坦保持件。各長平坦保持件在其指定部分形成有多個通孔。為了構成電池組(或電 池堆(battery stack))，這些長平坦保持件以如下方式一個在另一個之上地整齊放置長 平坦保持件的對應的通孔對齊并且匹配，并且使多個連接桿分別通過所匹配的通孔，以將 長平坦保持件結合或組合在一起。

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題然而，在上述日本特開2005-5167號公報的措施中，使用多個連接桿并且使多個 連接桿通過匹配的通孔以結合或組合長平坦保持件趨于增加組裝步驟，由此導致電池組的 制造成本的增加。即，在已知的措施中，接合長平坦保持件的可操作性有些不夠理想。用于解決問題的方案因此，本發(fā)明的目的是提供用于解決上述問題的電池組和該電池組的制造方法。更具體地，本發(fā)明的目的是提供成本低并且可靠的電池組以及容易且快速地組裝 該電池組的方法。在本發(fā)明中，當一個安裝有聯接器的電池模塊(coupler-mounted battery module)被適當地配置在另一個安裝有聯接器的電池模塊旁邊并且壓靠該另一個安裝有聯 接器的電池模塊時，不僅執(zhí)行這兩個電池模塊之間的聯接而且同時執(zhí)行這兩個電池模塊之 間的定位。 根據本發(fā)明的第一方面，提供一種電池組，其包括電池堆，所述電池堆包括多個 電池模塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置；多個聯接器，每個聯接器均被安裝 于對應的電池模塊的指定部位，由此構成安裝有聯接器的電池模塊，所述聯接器被能夠拆 裝地彼此連接以構成聯接器的對齊單元，其中，各聯接器均包括設置于所述聯接器的一側 的多個突出爪；和設置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述卡合凹部與相鄰的聯 接器的突出爪卡合，以構成所述聯接器的對齊單元的一部分。 根據本發(fā)明的第二方面，提供一種電池組，其包括電池堆，所述電池堆包括多個 電池模塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置；第一組聯接器，所述第一組聯接器中的每個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的第一指定部位，所述第一組聯接器以能夠拆 裝的方式彼此連接，以構成第一組聯接器的第一對齊單元；和第二組聯接器，所述第二組聯 接器中的每個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的第二指定部位，所述第二組聯接器以能 夠拆裝的方式彼此連接，以構成第二組聯接器的第二對齊單元，其中，所述第一組聯接器和 所述第二組聯接器中的每個聯接器均包括設置于所述聯接器的一側的多個突出爪；和設 置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述卡合凹部與相鄰的聯接器的突出爪卡合， 以構成所述第一對齊單元或所述第二對齊單元的一部分。根據本發(fā)明的第三方面，提供一種電池組的制造方法。所述電池組包括電池堆，所 述電池堆包括多個電池模塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置；多個聯接器， 所述多個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的指定部位，由此構成安裝有聯接器的電池模 塊，所述聯接器被能夠拆裝地彼此連接以構成聯接器的對齊單元，其中，各聯接器均包括設 置于所述聯接器的一側的多個突出爪和設置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述 卡合凹部與相鄰的聯接器的突出爪卡合，以構成所述聯接器的對齊單元的一部分。所述制 造方法包括如下步驟(a)制備多個安裝有聯接器的電池模塊，所述多個安裝有聯接器的 電池模塊均包括電池模塊和安裝于所述電池模塊的指定部位的聯接器；(b)將所述多個安 裝有聯接器的電池模塊中的第一個安裝有聯接器的電池模塊放置在第一指定位置；(c)將 所述多個安裝有聯接器的電池模塊中的第二個安裝有聯接器的電池模塊放置在所述第一 個安裝有聯接器的電池模塊旁邊的位置；(d)使所述第二個安裝有聯接器的電池模塊壓靠 所述第一個安裝有聯接器的電池模塊，以實現所述第二個安裝有聯接器的電池模塊的所述 突出爪與所述第一個安裝有聯接器的電池模塊的所述卡合凹部之間的連接；和(e)對于其 它安裝有聯接器的電池模塊，一個接一個地重復與所述步驟(b)、(c)和(d)相同的操作。


圖1是本發(fā)明的第一實施方式的電池組的立體圖。圖2是實際應用本發(fā)明的電池組的有輪車輛的示意性側視圖。圖3是構成圖1的電池組的基本元件的電池堆的立體圖。圖4是安裝在圖3的電池組中的相同電池模塊中的一個電池模塊的立體圖；圖5是構成電池模塊的相同單電池(或二次電池)中的一個單電池的立體圖。圖6是相同聯接器(或框構件)中的一個聯接器的立體圖，該聯接器將被安裝于 對應的電池模塊的軸向一端。圖7是兩個相同聯接器和一個電池模塊的分解圖，在組裝后，所述兩個相同聯接 器和一個電池模塊構成圖中的下部所示的安裝有聯接器的電池模塊。圖8是圖6的聯接器的聯接部的從圖6中的VIII方向觀察的放大立體圖。圖9是圖3的電池堆的一部分的立體圖，其中，兩個聯接器在聯接部處被接合。圖10是類似于圖3的圖，其示意性示出了冷卻空氣流過的路徑。圖11是電池組的一部分的放大立體圖，其示出了冷卻空氣的路徑。圖12是被組裝以支撐圖3的電池堆的下堆疊框的立體圖。圖13是類似于圖12的圖，其示出了設置于下堆疊框的兩個安裝有聯接器的電池 模塊。
圖14是圖13的電池組的下部的放大圖，其中，形成冷卻空氣通道的一部分。圖15是類似于圖13的圖，其示出了設置于下堆疊框的多個安裝有聯接器的電池 模塊。圖16是類似于圖15的圖，其示出了被安裝于安裝有聯接器的電池模塊的上堆疊 框。圖17是圖16的電池組的上部的放大圖，其中，形成冷卻空氣通道的另一部分。圖18是類似于圖16的圖，其示出了配置于安裝有聯接器的電池模塊的電池堆的 后端的后端板。圖19是類似于圖6的圖，其示出了可用于第一實施方式中的電池組的變型聯接器。
圖20是構成本發(fā)明的第二實施方式的電池組的基本元件的電池堆的立體圖。圖21是安裝在圖20的電池組中的相同電池模塊中的一個電池模塊的立體圖。圖22是相同聯接器(或框構件)中的一個聯接器的立體圖，該聯接器將被安裝于 用在第二實施方式的電池組中的對應的電池模塊的軸向一端。圖23是類似于圖22的圖，其示出了聯接器的背部。圖24是圖20的電池堆的一部分的放大截面圖，其中，一個聯接器的管部(pipe portion)與相鄰的聯接器的筒狀孔(cylindrical bore)適當接合以構成排氣管單元的一 部分。圖25是圖20的電池堆的一部分的放大立體圖，其中，設置排氣管單元的一部分。附圖標記說明10 車輛20電池組22 進氣 口24 排氣 口26 外殼30電池堆40電池模塊41輸出端子42矩形殼體44下殼體部46上殼體部48 洼部(dimple)49 洼部50單電池54 板狀正電極片(positive flat electrode tab)56板狀負電極片58充電/發(fā)電區(qū)域60聯接器60’變型聯接器
61聯接器70 肋部72 銷部74 桿部78 墊部79 墊部80角部保持部82突出爪84 卡合凹部(catching recess)86引導部88 墊部90下堆疊框92上堆疊框94前端板96后端板130電池堆132排氣管單元133排氣管單元135 主管136管連接器137管連接器138排氣噴嘴140電池模塊141輸出端子142矩形殼體144下殼體部145A 排氣 口145B 排氣 口146上殼體部160聯接器161聯接器164下側管165 0 形環(huán)166 立方體部(cube portion)167筒狀孔168 管部169 0 形環(huán)170 肋部178長墊部
179半圓形墊部180角部保持部181突出爪184卡合凹部186引導部188 墊部
具體實施例方式下面，將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。參考圖1，示出了作為本發(fā)明的第一實施方式的電池組20。如圖2所示，該電池組20被安裝在比如電動道路車輛、混合動力機動車、電動有軌 車、燃料電池車輛等車輛10的乘客艙I3R的地板F的下方。電池組20用作為車輛10供給 全部動力或部分動力用的動力源部件。在所示出的示例中，電池組20被設置在車輛10的大致中間位置的乘客座椅的下 方。然而，代替乘客座椅下方的位置，車輛的比如后部行李廂、前部發(fā)動機室、后部行李間、 中央控制臺(center console)等其它位置也可以用于放置電池組20。如隨著后續(xù)的說明將變得明顯的是，由于電池組20的低成本和高可靠性的構造， 安裝有該電池組20的車輛也具有這種低成本和高可靠性的性能。另外，由于電池組20小型化并且具有高性能，因此，實際安裝電池組20的車輛可 以是僅具有用于安裝該電池組的小空間的類型。再次參考圖1，附圖標記22表示電池組20的進氣口，其適于被連接到進氣管(未 示出)，該進氣管用于將冷卻空氣接收進入形成在電池組20中的冷卻空氣通道。附圖標記 24表示電池組20的排氣口，其適于連接排氣管(未示出)，該排氣管用于將冷卻空氣從冷 卻空氣通道排出到外部。圖3示出了安裝在電池組20中的電池堆(battery stack) 30。如圖所示，電池堆 30包括沿指定方向堆疊的多個電池模塊40，各電池模塊40具有矩形形狀并且配置有兩個 聯接器60和61。如下面將詳細說明的那樣，這些聯接器(COUpler)60和61具有相同的構 造并且構成框結構(frame structure)。這些相同的聯接器60和61由比如聚丙烯等塑料成型，并且如從圖7可以理解的 那樣，這些聯接器60和61被置于電池模塊40的軸向相反端部。圖7示出了彼此相對配置的兩個相同的聯接器60和61。使用時，這兩個相同的聯 接器60和61分別被布置于電池模塊40的軸向相反端部。為了易于說明，在下文中，安裝有兩個相同的聯接器60和61的電池模塊40將被 稱為“安裝有聯接器的電池模塊”。如下面將詳細說明的那樣，當適當地堆疊多個安裝有聯接器的電池模塊40以構 成電池堆30并且電池堆30被安裝在外殼26中以構成電池組20時，在電池組20中限定了 多個空氣通道，這些空氣通道是如下空氣通道被限定在外殼26的頂壁和電池堆30的上側 之間的進氣通道；被限定在相鄰的兩個電池模塊40之間的多個微小通道；和被限定在外殼 26的底壁和電池堆30的下側之間的排氣通道。
也就是說，當實際使用電池組20時，使冷卻空氣從進氣通道經由微小通道朝向排 氣通道流動。期望該冷卻空氣流動，從而適當地冷卻電池模塊40。如圖4所示，各電池模塊40配置有輸出端子41和41。如圖4所示，各電池模塊40包括矩形殼體42，其中矩形殼體42包括成型為矩形盤 狀的下殼體部44和成型為平坦矩形蓋狀的上殼體部46。通過鑿緊(caulking)將上殼體部 46的四個角部固定到下殼體部44的對應的四個角部。在殼體42內，緊密地安裝有彼此串聯的多個單電池50(或二次電池，見圖5)。根 據電池組20所需要的輸出特性來選擇用于電池堆30(見圖3)的電池模塊40的數量。再次參考圖4，下殼體部44和上殼體部46均由薄的鋼板或鋁板構成。通過使用這 樣的材料，能夠改進下面提到的電池組20的冷卻性能和溫度控制性。在矩形殼體42內，配置有單電池50 (見圖5)和四個套筒(sleeve，未示出)。該四 個套筒被置于殼體42的四個角部以用作殼體42的加強構件。由于設置了這樣的加強構件 (即，四個套筒)，各電池模塊40顯示出抵抗施加到電池堆30的夾持力(clamping force) 的足夠強度。如圖4所示，上殼體部46在其四個角部形成有洼部48，如圖7所示，下殼體部44 在其外側的四個角部形成有洼部49。當兩個相同的聯接器60和61被安裝到殼體42時，這 些洼部48和49被用作定位部件。如果需要，可以由形成在對應部分中的圓形通孔來代替 這樣的洼部48和49。如從圖5可以理解的那樣，各單電池50 (或二次電池)是通過容納電動勢元件 (electromotive element)而形成的平坦型鋰離子電池，該電動勢元件由層疊的正極板、負 極板和介于二者之間的隔板構成。如圖所示，單電池50被氣密地密封在由層疊膜等制成的 平坦封裝構件52中。單電池50具有從封裝構件52露出的板狀正電極片54和板狀負電極 片56。附圖標記58表示單電池50的充電/發(fā)電區(qū)域。殼體(見圖4)中的最外側的兩個 單電池50的充電/發(fā)電區(qū)域58分別與下殼體部44的內表面和上殼體部46的內表面接觸。如已知的那樣，鋰離子電池是結構緊湊并且具有高性能的電池，因此，能夠使電池 組20小型化，因此，電池組20適用于需要高動力的車輛的動力源。下面，將參考附圖、特別是參考圖6詳細地說明兩個聯接器60和61。如上面已經提到的那樣，如圖7所示，兩個聯接器60和61具有相同的構造。因此， 為了易于說明，下面將僅說明一個聯接器60。如圖6所示，聯接器60總體上包括肋部70和形成于肋部70的軸向相反端部的兩 個角部保持部80。如圖7所示，聯接器60以使肋部70沿垂直于矩形殼體42的縱軸的方向在殼體42 的下殼體部44的底壁上延伸的方式被安裝于該底壁的左側(當在圖7中觀察時)。更具體 地，肋部70以與通過電池模塊40的兩個輸出端子41和41的假想線平行的方式在下殼體 部44的底壁上延伸。然而，應該注意，肋部70被定位成與殼體42的面對最外側單電池50的充電/發(fā) 電區(qū)域58的部分分開。根據圖10可以易于理解該配置。因此，當安裝有聯接器的電池模塊40與相鄰的安裝有聯接器的電池模塊40適當 地接合時，肋部70以在兩個電池模塊40之間限定微小間隙的方式被置于兩個電池模塊40之間。更具體地，肋部70被置于安裝有聯接器的電池模塊40的下殼體部44的底壁與已經 被置于安裝有聯接器的電池模塊40的另一個電池模塊40的上殼體部46之間。如圖6和圖7所示，肋部70具有兩個銷部72，所述兩個銷部72被設置于肋部70 的縱向相反端部并且從肋部70的與下殼體部44的底壁接觸的內側面突出(見圖6)；兩個 平坦的半圓形墊部79，所述兩個平坦的半圓形墊部79形成于銷部72的垂直方向的相反側 (見圖7)；和長墊部78 (見圖7)，所述長墊部78在設置有平坦的半圓形墊部79的兩個平 坦角部78a之間延伸。在圖7中，以電池模塊40的下殼體部44朝上的狀態(tài)示出了電池模塊40。S卩，上殼 體部46被布置在下側。如圖7所示，當聯接器60 (或61)被適當地安裝于電池模塊40時， 長墊部78接觸下殼體部44的底壁，并且如圖所示，墊部79朝向上方。同時，聯接器60的兩個銷部72 (在圖7中被隱藏)與形成于下殼體部44的底壁 的兩個角部處的兩個洼部49配合，另一個聯接器61的兩個銷部72 (在圖7也被隱藏)與 形成于下殼體部44的底壁的另外兩個角部處的兩個洼部49配合。由于設置了這樣的銷部72和洼部49，能夠容易且快速地執(zhí)行兩個聯接器60和61 相對于電池模塊40的定位，這有利于將兩個聯接器60和61準確和適當地設置于電池模塊 40。如從圖7理解的那樣，當另一個安裝有聯接器的電池模塊40 (未示出)與所述安 裝有聯接器的電池模塊40適當地接合時，兩個聯接器60和61的四個墊部79適當地支撐 另一個電池模塊40的上殼體部46。應該注意，當兩個聯接器60和61以上述方式被置于兩個安裝有聯接器的電池模 塊40之間時，各肋部70的彈性結構、更具體地是各肋部70的包括平坦的半圓形墊部79和 長墊部78的彈性構造用作減振器，由此穩(wěn)定地保持兩個電池模塊而不會導致兩個電池模 塊的相對移位。如圖7所示，形成于各聯接器60或61的肋部70的軸向相反端部的角部保持部80 被成型為保持或覆蓋下殼體部44的角部。也就是說，如圖6所示，角部保持部80包括部分地覆蓋下殼體部44的短邊側的 短邊側壁部80A ；部分地覆蓋下殼體部44的長邊側的長邊側壁部80C ；和連接兩個側壁部 80A和80C的圓弧狀的中間壁部80B。如所觀察到的那樣，短邊側壁部80A和長邊側壁部 80C成直角。根據圖7將能較好地理解這些壁部80A、80C和80B相對于電池模塊40的下殼 體部44的配置。如從圖6至圖10可以理解的那樣，各角部保持部80形成有聯接結構，該聯接結構 被構造成將相關聯的電池模塊40接合到相鄰的兩個電池模塊40之間，在所述相鄰的兩個 電池模塊40之間布置相關聯的電池模塊40。如圖8最佳示出的那樣，聯接結構總體上包括三個突出爪82、三個卡合凹部84、引 導部86和兩個墊部88。三個突出爪82被設置于角部保持部80的一側，三個卡合凹部84被設置于角部保 持部80的另一側，并且引導部86和兩個墊部88被形成于角部保持部80的中間部分。更具體地，如圖7所示，當聯接器60或61被適當地安裝于電池模塊40時，各角部 保持部80的三個突出爪82以向下突出(如圖7所示)的狀態(tài)被布置于電池模塊40的上殼體部46的一個角部，同時，各角部保持部80的三個卡合凹部84以面向上(如圖7所示) 的狀態(tài)被布置于電池模塊40的下殼體部44的底部的對應的角部。如圖7所示，該三個突出爪82形成于短邊側壁部80A和長邊側壁部80C的下端。 如圖所示，短邊側壁部80A和長邊側壁部80C被彎曲部80B連接以構成大致L字形結構。更具體地，如圖8清楚示出的那樣，該三個突出爪82分別形成于短邊側壁部80A 的端部、彎曲部80B的端部和長邊側壁部80C的端部。如從圖8和圖9理解的那樣，各聯接結構的三個卡合凹部84被構造成以可拆裝的 方式與相鄰的聯接器60或61的聯接結構的對應的突出爪82卡合。因此，三個卡合凹部84 和三個突出爪82分別形成于各聯接結構的相反端部。因此，如從圖7和圖9理解的那樣，當兩個安裝有聯接器的電池模塊40和40被一 個在另一個上方地適當放置時，一個模塊40的各聯接器60或61的總計六個突出爪82與 另一個模塊40的聯接器60或61的總計六個卡合凹部84接合，以構成所謂的雙層(double deck)電池組。當另一個安裝有聯接器的電池模塊40被適當地放置于雙層電池組的一側 時，制造出所謂的三層電池組。應該注意，在本發(fā)明中，采用多個(至少兩個)突出爪82和多個(至少兩個)卡 合凹部84來接合相鄰的安裝有聯接器的電池模塊40。即，聯接兩個(或多個)安裝有聯接 器的電池模塊40同時確保了一個安裝有聯接器的電池模塊40相對于另一個安裝有聯接器 的電池模塊40的定位。換句話說，當一個安裝有聯接器的電池模塊40壓靠另一個安裝有 聯接器的電池模塊40時，同時執(zhí)行兩個安裝有聯接器的電池模塊40的聯接和定位。由于使用了至少兩個突出爪82和至少兩個卡合凹部84，能夠抑制兩個安裝有聯 接器的電池模塊40之間的不期望的相對轉動運動。如果需要，可以根據堆疊的安裝有聯接器的電池模塊40所需要的連接力 (connecting power)的大小來改變突出爪82的數量和卡合凹部84的數量。如圖8和圖9所示，聯接結構的引導部86具有圓弧狀的外表面并且沿安裝有聯接 器的電池模塊40的堆疊方向延伸。如下文中將說明的那樣，該引導部86用于將聯接器60 和61平滑地引導至堆疊框的適當位置，其中，電池堆30被連接到該堆疊框。也就是說，如圖13所示，當需要將第二安裝有聯接器的電池模塊40放置在先前設 置的第一安裝有聯接器的電池模塊40旁邊時，第二安裝有聯接器的電池模塊40的聯接器 60 (或61)的引導部86與堆疊框90接觸，然后第二安裝有聯接器的電池模塊40沿堆疊框 90滑動到第二安裝有聯接器的電池模塊40的突出爪82與第一安裝有聯接器的電池模塊 40的卡合凹部84接合的位置。由于設置了該引導部86，能夠容易且快速地執(zhí)行適當堆疊 安裝有聯接器的電池模塊40的工作。如圖8和圖9所示，聯接結構的兩個墊部88分別被設置于短邊側壁部80A和長邊 側壁部80C。各個墊部88均由減振材料制成。如將在下文中說明的那樣，這些墊部88與外 殼26的堆疊框接觸。由于設置了這樣的墊部88，經由外殼的堆疊框施加到各電池模塊40的任何沖擊 或者振動均能被吸收或者至少被衰減。如果需要，上述長墊部78 (見圖7)、半圓形墊部79和墊部88可以與聯接器60或 61的主體部(major portion) 一體地成型?；蛘?，如果需要，長墊部78、半圓形墊部79和墊部88可以是被粘結至聯接器60或61的主體部的對應部分的單獨構件。參考圖10，示出了電池堆30，該電池堆30包括以上述方式堆疊的多個安裝有聯接 器的電池模塊40。提供該附圖是為了說明設置于電池堆30的冷卻空氣通道。當以上述方式堆疊多個安裝有聯接器的電池模塊40時，各電池模塊40的聯接器 60和61的肋部70被置于相鄰的兩個安裝有聯接器的電池模塊40之間，即被置于一個電池 模塊40的下殼體部44的底壁和另一個電池模塊40的上殼體部46之間。因此，在相鄰的 兩個安裝有聯接器的電池模塊40之間限定一定空間，該空間構成后面提到的用于冷卻空 氣的微小通道。在圖11中，示出了電池組20的一部分，其中移除了一些元件以示出在電池組20 中限定的冷卻空氣通道。如圖所示，允許來自進氣口 22的冷卻空氣CA經由堆疊的電池模 塊40之間的微小空間(或微小通道)向下游流動，并且從排氣口 24排出至外部。進氣口 22被設置在安裝于電池堆30的一側的上板(upper panel) UP中，其中在上 板UP和電池堆30的一側之間具有指定的間隙，排氣口 24被設置于電池堆30的下方。由 于該冷卻空氣CA的流動，各電池模塊40被冷卻。允許冷卻空氣的一部分在各電池模塊40的輸出端子41附近流動，這防止了輸出 端子41收集灰塵顆粒。由于聯接器60和61的肋部70被定位成與各電池模塊40的充電/ 發(fā)電區(qū)域58分開，因此，這樣的肋部70不會阻礙冷卻空氣CA在冷卻空氣通道中的平滑流 動，從而提高了空氣對電池模塊40的冷卻效果。如圖10和圖11所示，當適當地堆疊多個安裝有聯接器的電池模塊40時，電池模 塊40的聯接器60和61的上角部保持部80和下角部保持部80被配置成構成所謂的上下 空氣流路提(bank)。下面，將借助于附圖、特別是借助于圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17和圖18 來詳細說明電池組20(見圖1)的制造或組裝方法。首先，如圖12所示，制備保持結構，該保持結構包括固定于外殼26的下部的一對 下堆疊框90 ；和固定于下堆疊框90的前端的前端板94。然后，如圖13所示，以與前端板94接觸的方式將第一安裝有聯接器的電池模塊 40放置在下堆疊框90上。如上所述，由下堆疊框90引導聯接器60和61的圓弧狀引導部 86 (見圖8和圖9)以將第一安裝有聯接器的電池模塊40平滑地引導至正確的位置。然后，將第二安裝有聯接器的電池模塊40放置在下堆疊框90上并且第二安裝有 聯接器的電池模塊40以使其圓弧狀引導部86在下堆疊框90上滑動的方式朝向已經設置 的第一安裝有聯接器的電池模塊40移動?；诖?，第一安裝有聯接器的電池模塊40的聯接器60和61的突出爪82與第二 安裝有聯接器的電池模塊40的聯接器60和61的卡合凹部84接合，由此緊密地聯接第一 安裝有聯接器的電池模塊40和第二安裝有聯接器的電池模塊40，如圖13所示。在該狀態(tài) 下，第一安裝有聯接器的電池模塊40的聯接器60和61的肋部構成用于限定冷卻空氣通道 在肋部和第二安裝有聯接器的電池模塊40的殼體42之間的部分的分隔部件。在該狀態(tài)下，由于設置了墊部88，使得各安裝有聯接器的電池模塊40和下堆疊框 90之間的連接緊密。然后，第三、第四、第五…和第十二安裝有聯接器的電池模塊40以上述方式被一個在另一個之后地放置在下堆疊框90上并在下堆疊框90上移動。當然，由于為各電池模 塊40設置了突出爪82和卡合凹部84，堆疊在下堆疊框90上的十二個安裝有聯接器的電池 模塊40緊密地組合。圖15示出了該組合狀態(tài)。如從圖14和圖15理解的那樣，當十二個安裝有聯接器的電池模塊40被適當地堆 疊在下堆疊框90上時，聯接器60和61的下角部保持部80經由墊部88與下堆疊框90接 觸。因此，用于冷卻空氣通道的側壁由下角部保持部80和各下堆疊框90構成。然后，如圖16所示，將一對上堆疊框92放置在如此堆疊的十二個安裝有聯接器的 電池模塊40的橫向相反的上側?；诖?，如從圖9理解的那樣，各上堆疊框92與電池模塊40的聯接器60或61的 上角部保持部80的圓弧狀引導部86接觸。S卩，由該圓弧狀引導部86來定位各上堆疊框 92。如圖17所示，當兩個上堆疊框92被適當地安裝于組合后的十二個電池模塊40 時，上堆疊框92接觸聯接器60和61的上角部保持部80，由此構成用于冷卻空氣通道的側壁。然后，如圖18所示，后端板96被布置于組合后的十二個安裝有聯接器的電池模塊 40的后端并且被固定到上堆疊框92的后端和下堆疊框90的后端。然后，上堆疊框92的前 端被固定到前端板94的上部。由此，組合后的十二個安裝有聯接器的電池模塊40由矩形框結構非常緊密地保 持，該矩形框結構包括前端板94、后端板96、兩個下堆疊框90和兩個上堆疊框92。應該注意，在上述電池模塊保持結構中，未使用貫穿所有的組合電池模塊40的所 謂貫穿螺栓(through bolt)。實際上，在現有技術的電池模塊保持結構中，使用這樣的貫穿 螺栓。如容易知道的那樣，使用這樣的貫穿螺栓使得用于組合電池模塊的工作復雜，因此導 致電池組的成本增加。如從上面的說明理解的那樣，當第二安裝有聯接器的電池模塊40被放置在第一 安裝有聯接器的電池模塊40旁邊并被推向第一安裝有聯接器的電池模塊40時，這兩個電 池模塊40由于這兩個電池模塊40的聯接器60和61所具有的聯接結構的功能而組合。與 之類似，第三、第四、第五…和最后的安裝有聯接器的電池模塊40可以被組合到已經組合 的電池模塊40。該組合工作非常簡單和容易。由于聯接器60和61的獨特結構，當指定數量的安裝有聯接器的電池模塊40以上 述方式被組合并且被放置在外殼26中時，在外殼26中自動形成期望的冷卻空氣通道。該 冷卻空氣通道被構造成將冷卻空氣的一部分引導至各電池模塊40的輸出端子41，由此防 止輸出端子41收集灰塵顆粒。通過采用下堆疊框90，如上所述，容易將安裝有聯接器的電池模塊40布置在正確 的位置。實際上，在該情況下，聯接器60和61的角部保持部80所具有的圓弧狀引導部86 在下堆疊框90上平滑地滑動。由于聯接器60和61設置有由減振材料制成的墊部78、79和88，從外殼26不可避 免地施加到電池堆30的任何沖擊或振動被適當地吸收或者至少被衰減。另外，由于設置了 這樣的墊部78、79和88，兩個電池模塊40之間的不期望的滑動或移位被抑制或者至少被最 小化。
由于聯接器60和61的肋部70被定位成與各電池模塊40的充電/發(fā)電區(qū)域58 分開，因此，這樣的肋部70不會阻礙冷卻空氣CA在冷卻空氣通道中的平滑流動，從而增強 了空氣對安裝有聯接器的電池模塊40的冷卻效果。本發(fā)明中使用的聯接器60和61具有相同的構造。這不僅使得容易將聯接器60 和61裝配到電池模塊40的適當位置，而且減少了電池組20的制造成本。由于聯接器60和61的獨特結構，如上所述，在電池組20的外殼26中自動地限定 了一定的冷卻空氣通道。由于設置了與聯接器60和61的銷部72抵接的洼部48和49，確保了各聯接器60 或61與電池模塊40之間的定位。參考圖19，示出了可以用于代替上述聯接器60的變型聯接器60’。盡管在該圖中 未示出，當使用該變型聯接器60’時，用與變型聯接器60’相同的變型聯接器來代替另一個 聯接器61。如圖19所示，除兩個桿部(pole portion) 74均被一體地形成于角部保持部80之 外，變型聯接器60’與上述聯接器60基本上相同。更具體地，各桿部74代替了聯接器60 的肋部70所具有的銷部72(見圖6)。S卩，如從圖6可以想到的那樣，當變型聯接器60’被實際安裝到電池模塊40時，聯 接器60’所具有的兩個桿部74被插入到形成于電池模塊40的兩個孔(未示出)。利用這 樣的桿部74，很大程度上確保了變型聯接器60’與電池模塊40之間的連接。參考圖20，示出了用于本發(fā)明的第二實施方式的電池組的電池堆130。由于電池堆130的構造類似于上述第一實施方式的電池堆30(見圖3)的構造，下 面將僅詳細說明電池堆130的與第一實施方式的電池堆30不同的部分。如圖20所示，在第二實施方式中，電池堆130被構造成還具有第一排氣管單元132 和第二排氣管單元133。第一排氣管單元132和第二排氣管單元133均用于將在電池模塊 140中不可避免地產生的任何氣體輸送或排出至外部。與第一實施方式的電池堆30類似，第二實施方式的電池堆130包括多個(在所說 明的示例中為12個)電池模塊140，各電池模塊140均具有安裝于電池模塊140的軸向相 反端部的兩組相同的聯接器160和161。與上述第一實施方式的聯接器60和61類似，第二實施方式的這些聯接器160和 161具有聯接結構，由該聯接結構組合或堆疊多個安裝有聯接器的電池模塊140以構成圖 20的電池堆130。各聯接器160或161在其一個側壁部具有管部(見圖22中的168)，該管部構成排 氣管單元132或133的一部分。如圖21所示，各電池模塊140均包括矩形殼體142，該矩形殼體142包括成型為矩 形盤狀的下殼體部144和成型為平坦矩形蓋狀的上殼體部146。如圖所示，各電池模塊140的下殼體部144在橫向相反側部形成有排氣口 145A和 145B，其中，電池模塊140中產生的任何氣體經由排氣口 145A和145B被排出至上述的第二 排氣單元133和第一排氣單元132。如圖所示，各排氣口 145A或145B被布置在下殼體部144的角部附近。更具體地， 這兩個排氣口 145A和145B被定位在關于下殼體部144的中心對稱的位置。
與第一實施方式的電池模塊40類似，電池模塊140具有兩個輸出端子141。如圖20所示，當適當地堆疊安裝有聯接器的電池模塊140時，設置于右上端(如 圖所示)的管部168彼此連接以構成排氣管單元133，同時，設置于左下端(如圖所示)的 管部168’彼此連接以構成排氣管單元132。實際上，如隨著后續(xù)說明將變清楚的那樣，筒狀 孔167被布置在兩個管部168之間。應該注意，如隨著后續(xù)說明將變清楚的那樣，各安裝有聯接器的電池模塊140的 排氣口 145A(見圖21)暴露于排氣管單元133的內部，而各安裝有聯接器的電池模塊140 的排氣口 145B暴露于另一個排氣管單元132的內部。如圖20所示，管連接器136被連接至排氣管單元132的一端(即右端)，短管136A 從該管連接器136延伸。與之類似，另一個管連接器137被連接至排氣管單元133的一端 (即右端)，長管137A從該管連接器137向短管136A延伸。短管136A的前端和長管137A的前端被連接到具有排氣噴嘴138的主管135。噴 嘴138可以由三元乙丙橡膠(EPDM)等構成。盡管在圖20中未示出，排氣噴嘴138暴露于比如冷卻空氣通道的排氣口 24 (見圖 11)等排氣口。由于冷卻空氣在冷卻空氣通道中的流動，在排氣噴嘴138附近產生負壓區(qū) 域，這促進了排氣管單元132和133的排氣效果。下面，將參考圖22、圖23、圖24和圖25詳細說明聯接器160和161。由于這些聯 接器160和161具有相同的構造，因此，為了簡化說明，將僅說明聯接器160。參考圖22，示出了聯接器160。與上述實施方式類似，如可以從圖20理解的那樣， 聯接器160及與其配對的聯接器161被置于電池模塊140的軸向相反側。再次參考圖22，聯接器160總體上包括肋部170和形成于肋部170的軸向相反端 部的兩個角部保持部180。如圖22和圖23所示，與第一實施方式的聯接器60和61類似，肋部170包括形 成于肋部170的軸向相反部分并且面向同一方向的兩個平坦的半圓形墊部179 ；和在設置 有平坦的半圓形墊部179的兩個平坦角部之間延伸的長墊部178。長墊部178面對另一個 方向。即，當適當地聯接時，兩個平坦的半圓形墊部179面對或接觸相鄰的安裝有聯接器的 電池模塊140的上殼體部，并且長墊部178面對或接觸相關聯的電池模塊140的下殼體部 的底部。如圖22所示，聯接器160的角部保持部180被成型為保持或覆蓋相關聯的電池模 塊140的下殼體部144的角部。各個角部保持部180形成有聯接結構，該聯接結構被構造成將電池模塊140接合 至相鄰的電池模塊140。各角部保持部180的聯接結構總體上包括突出爪182、卡合凹部184、引導部186 和兩個墊部188。如圖22所示，突出爪182和卡合凹部184分別形成于角部保持部180的 相反端部，引導部186和墊部188形成于角部保持部180的中間部分。如圖22和圖25所示，當適當地堆疊安裝有聯接器的電池模塊140時，一個電池模 塊140的聯接器160的兩個突出爪182以可拆裝的方式與相鄰的電池模塊140的聯接器 160的對應的兩個卡合凹部184卡合。引導部186具有圓弧狀的外表面并且具有與上述第一實施方式的引導部86相同
16的功能，墊部188具有與上述第一實施方式的墊部88相同的功能。如圖22和圖23所示，一個角部保持部180形成有中空的立方體部166。所述立方 體部166形成有下側管164，該下側管164經由0形環(huán)165被連接至相關聯的電池模塊140 的排氣口 145A(見圖21)。在圖24中清楚示出了 0形環(huán)165相對于下側管164的配置。如圖22所示，立方體部166在其一端設置有上述管部168，并且如圖23所示，立方 體部166在其另一端設置有筒狀孔167。管部168和筒狀孔167被同軸地配置，并且管部168沿多個安裝有聯接器的電池 模塊140的堆疊方向延伸。如圖24所示，筒狀孔167具有直徑增大的口部，該口部的尺寸形成為能夠在口部 中精確地收納相鄰的電池模塊140的管部168。為了在聯接時實現筒狀孔167和管部168之間的氣密性連接，以如圖24所示的方 式操作使用0形環(huán)169。如圖25所示，當以第一實施方式部分所述的方式一個在另一個之后地堆疊多個 安裝有聯接器的電池模塊140時，電池模塊140的管部168(或168’ )被置于與其相鄰的 電池模塊140的筒狀孔167中。由此，制成上述的第一排氣管單元132和第二排氣管單元 133。上述0形環(huán)165和169由橡膠材料或橡膠材料與塑料材料的混合材料形成。優(yōu)選 地，0形環(huán)165和169被制成比肋部170的長墊部178和平坦的半圓形墊部179有彈性。通 過這樣的材料選擇，確保了管部168 (或168’)與對應的筒狀孔167之間的氣密性連接以及 下側管164與電池模塊140的排氣口 145A(或145B)之間的氣密性連接。2008年4月14日提交的日本專利申請2008-104682的全部內容和2009年3月2 日提交的日本專利申請2009-048211的全部內容通過引用包含于此。盡管上面已經參考本發(fā)明的實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于如上所 述的實施方式。根據上面的說明，本領域技術人員可以對這些實施方式進行各種變型和修 改。
權利要求
1.一種電池組，其包括 電池堆，所述電池堆包括多個電池模塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置； 多個聯接器，每個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的指定部位，由此構成安裝有聯 接器的電池模塊，所述聯接器被能夠拆裝地彼此連接以構成聯接器的對齊單元， 其中，各聯接器均包括 設置于所述聯接器的一側的多個突出爪；和設置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述卡合凹部與相鄰的聯接器的突出爪 卡合，以構成所述聯接器的對齊單元的一部分。
2.根據權利要求1所述的電池組，其特征在于，所述聯接器具有相同的構造。
3.根據權利要求1所述的電池組，其特征在于，所述聯接器還包括 肋部，其被置于對應的電池模塊的一個主表面；和兩個角部保持部，所述兩個角部保持部形成于所述肋部的軸向相反端部以保持所述電 池模塊的成對的角部，所述兩個角部保持部具有所述突出爪和所述卡合凹部。
4.根據權利要求3所述的電池組，其特征在于，所述聯接器的肋部具有指定厚度，使得 當聯接彼此相鄰的兩個安裝有聯接器的電池模塊時，在所述兩個安裝有聯接器的電池模塊 之間限定指定間隙。
5.根據權利要求3所述的電池組，其特征在于，所述聯接器還包括彈性地壓靠相鄰的 另一電池模塊的另一表面的墊部。
6.根據權利要求3所述的電池組，其特征在于，所述聯接器還包括圓弧狀的引導部，所 述引導部能與外殼的引導構件可滑動地接合，用于將所述聯接器平滑地移動到期望位置。
7.根據權利要求3所述的電池組，其特征在于，所述聯接器還包括銷部，所述銷部被設 置于所述肋部的軸向相反端部，所述銷部被壓入到形成于對應的電池模塊的主表面的角部 處的洼部，由此實現所述聯接器相對于所述電池模塊的定位。
8.根據權利要求3所述的電池組，其特征在于，所述聯接器還包括桿部，所述桿部被 設置于所述肋部的軸向相反端部，所述桿部被插入到形成于對應的電池模塊的角部處的孔 中，由此實現所述聯接器和所述電池模塊之間的相互連接。
9.根據權利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電池組還包括外殼，所述外殼以在 所述電池堆和所述外殼之間留出指定空間的方式覆蓋所述電池堆。
10.根據權利要求9所述的電池組，其特征在于，所述指定空間包括 上空間部，其被限定在所述外殼的頂部和所述電池堆的上部之間；多個微小空間，其均被限定在彼此相鄰的兩個安裝有聯接器的電池模塊之間；和 下空間部，其被限定在所述外殼的底部和所述電池堆的下部之間， 其中，所述上空間部具有進氣口，冷卻空氣經由所述進氣口被引導至所述上空間部，所 述下空間部具有排氣口，已經通過所述微小空間的冷卻空氣從所述排氣口被排出到所述外 殼的外部。
11.根據權利要求9所述的電池組，其特征在于，所述電池組還包括 一對下堆疊框，用于保持所述電池堆的下側端；一對上堆疊框，用于保持所述電池堆的上側端；前端板，用于保持所述安裝有聯接器的電池模塊中的最前面的一個安裝有聯接器的電 池模塊；和后端板，用于保持所述安裝有聯接器的電池模塊中的最后面的一個安裝有聯接器的電 池模塊。
12.根據權利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電池組還包括 排氣結構，其將所述電池模塊中產生的氣體排出到外部。
13.根據權利要求12所述的電池組，其特征在于，所述排氣結構包括排氣管單元，其形成于所述電池組的一側并且經由形成于各電池模塊的第一排氣口與 各電池模塊的內部連通；和主管，其具有連接到所述排氣管單元的入口管部；和排氣噴嘴，所述排氣噴嘴適于被 布置在由于所述冷卻空氣的流動而產生負壓的位置。
14.根據權利要求13所述的電池組，其特征在于，所述排氣管單元包括管部，所述管部分別被設置于所述聯接器，各管部與對應的電池模塊的內部連通；和 筒狀孔，所述筒狀孔分別被設置于所述聯接器，其中，所述聯接器的所述管部分別被連接到相鄰的聯接器的所述筒狀孔。
15.根據權利要求3所述的電池組，其特征在于，所述聯接器還包括管狀部，所述管狀部具有管部，當所述聯接器被適當地安裝于所述電池模塊時，所述管 部與形成于所述電池模塊的排氣口匹配；和筒狀孔，所述筒狀孔被構造成收納相鄰的安裝有聯接器的電池模塊的聯接器的管狀部。
16.根據權利要求15所述的電池組，其特征在于，所述電池組還包括多個O形環(huán)，經由 所述O形環(huán)實現所述管部和所述排氣口之間的氣密連接及所述筒狀孔和所述管狀部之間 的氣密連接。
17.一種電池組，其包括 電池堆，所述電池堆包括多個電池模塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置； 第一組聯接器，所述第一組聯接器中的每個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的第一 指定部位，所述第一組聯接器以能夠拆裝的方式彼此連接，以構成第一組聯接器的第一對 齊單元；和第二組聯接器，所述第二組聯接器中的每個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的第二 指定部位，所述第二組聯接器以能夠拆裝的方式彼此連接，以構成第二組聯接器的第二對 齊單元，其中，所述第一組聯接器和所述第二組聯接器中的每個聯接器均包括 設置于所述聯接器的一側的多個突出爪；和設置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述卡合凹部與相鄰的聯接器的突出爪 卡合，以構成所述第一對齊單元或所述第二對齊單元的一部分。
18.一種電池組的制造方法，所述電池組包括電池堆，所述電池堆包括多個電池模 塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置；多個聯接器，所述多個聯接器均被安裝于 對應的電池模塊的指定部位，由此構成安裝有聯接器的電池模塊，所述聯接器被能夠拆裝地彼此連接以構成聯接器的對齊單元，其中，各聯接器均包括設置于所述聯接器的一側的多個突出爪和設置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述卡合凹部與相鄰的聯接器 的突出爪卡合，以構成所述聯接器的對齊單元的一部分，所述制造方法包括如下步驟(a)制備多個安裝有聯接器的電池模塊，所述多個安裝有聯接器的電池模塊均包括電 池模塊和安裝于所述電池模塊的指定部位的聯接器；(b)將所述多個安裝有聯接器的電池模塊中的第一個安裝有聯接器的電池模塊放置在第一指定位置；(c)將所述多個安裝有聯接器的電池模塊中的第二個安裝有聯接器的電池模塊放置在 所述第一個安裝有聯接器的電池模塊旁邊的位置；(d)使所述第二個安裝有聯接器的電池模塊壓靠所述第一個安裝有聯接器的電池模 塊，以實現所述第二個安裝有聯接器的電池模塊的所述突出爪與所述第一個安裝有聯接器 的電池模塊的所述卡合凹部之間的連接；和(e)對于其它安裝有聯接器的電池模塊，一個接一個地重復與所述步驟(b)、(c)和(d) 相同的操作。
19.根據權利要求18所述的制造方法，其特征在于，在所述步驟(b)之前，所述制造方 法還包括(f)制備一對長引導構件，從而能夠通過使所述第一個安裝有聯接器的電池模塊和所 述第二個安裝有聯接器的電池模塊在所述一對長引導構件上沿著所述一對長引導構件平 滑地滑動來執(zhí)行所述步驟(b)、(c)和(d)。
20.根據權利要求19所述的制造方法，其特征在于，在所述步驟(b)之前，所述制造方 法還包括(g)在指定位置設置前端板，使得所述第一個安裝有聯接器的電池模塊壓靠所述前端 板以確保所述第一個安裝有聯接器的電池模塊處于所述第一指定位置；在所述步驟(e)之后，所述制造方法還包括(h)在指定位置設置后端板，使得最后設置的安裝有聯接器的電池模塊由所述后端板 保持。
21.一種機動車，其包括原動機，其通過消耗電能來驅動車輪；和電池組，其向所述原動機供給電能，所述電池組包括電池堆，所述電池堆包括多個電 池模塊，所述多個電池模塊以并排的關系并聯地配置；多個聯接器，所述多個聯接器中的每 個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的指定部位，由此構成安裝有聯接器的電池模塊，所 述聯接器被能夠拆裝地彼此連接，以構成聯接器的對齊單元，各聯接器均包括設置于所述 聯接器的一側的多個突出爪；和設置于所述聯接器的另一側的多個卡合凹部，所述卡合凹 部與相鄰的聯接器的突出爪卡合，以構成所述聯接器的對齊單元的一部分。
全文摘要
一種包括電池堆的電池組。電池堆包括以并排的關系并聯地配置的多個電池模塊；多個聯接器，每個聯接器均被安裝于對應的電池模塊的指定部位，由此構成安裝有聯接器的電池模塊。聯接器被可拆裝地彼此連接，以構成聯接器的對齊單元。各聯接器均包括設置于聯接器的一側的多個突出爪；和設置于聯接器的另一側的多個卡合凹部?？ê习疾颗c相鄰的聯接器的突出爪卡合，以形成聯接器的對齊單元的一部分。
文檔編號H01M2/10GK102007618SQ200980112958
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權日2008年4月14日
發(fā)明者東野龍也, 齋藤和男, 本橋季之 申請人:康奈可關精株式會社, 日產自動車株式會社