組裝托架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種組裝托架（100），其供單電池堆（1）組裝在其上。所述單電池堆（1）包括單電池組群、端板（12）和約束部件（50），在所述單電池組群中堆疊有多個單電池（11），所述端板配置在使所述單電池組群介設于其間的位置，所述約束部件用于向所述端板（12）施加約束所述單電池組群的約束力。所述組裝托架（100）包括定位接合部件（103，104，105），所述定位接合部件與所述約束部件（50）接合以實現(xiàn)所述單電池堆（1）的定位。
【專利說明】組裝托架
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種可供單電池堆組裝在其上的組裝托架。
【背景技術】
[0002]公知一種作為用于向車輛驅動馬達供給電力的電池裝置的車輛電池組，所述車輛電池組包括單電池堆，在該單電池堆中堆疊有多個單電池。該車輛電池組在車輛的組裝廠內被組裝在組裝托架上。車輛電池組具有符合車內裝設位置、法律法規(guī)或要求性能的各種形狀，并且因此要求根據(jù)各個車輛電池組來使用具有不同形狀的不同組裝托架。
[0003]日本專利申請公報N0.2004-182307 (JP2004-182307A)公開了一種用于固定和輸送多種類型的產品的輸送托架，該輸送托架包括形成為大體板狀的基部、以及支承塊，該支承塊設置在基部中并形成有與產品接觸及支承產品的多個接納表面。支承塊形成為階梯形狀，使得多個接納表面根據(jù)產品類型而具有與基部不同的尺寸。
[0004]然而，在生產工廠內，多種車輛電池組的生產量不同，并因此可能引起托架更換、庫存空間的保證、今后對新型車輛電池組的轉用性等的惡化。
[0005]此外，JP2004-182307A中公開的輸送托架是用于輸送在用于車輛空調的壓縮機的生產線中使用的壓縮機的托架，并且無法簡單地應用于車輛電池組。例如，當將JP2004-182307A中公開的輸送托架應用于電池組時，由于用于支承產品的支承塊是固定的，故存在托架干擾支承塊并且不能根據(jù)電池組的類型而應用于電池組的情況。

【發(fā)明內容】

[0006]因此，本發(fā)明提供了一種可供具有不同幾何形狀的多種類型的單電池堆選擇性地組裝在其上的組裝托架。
[0007]本發(fā)明的第一方面涉及一種供單電池堆組裝在其上的組裝托架，所述單電池堆包括單電池組群、端板和約束部件，在所述單電池組群中堆疊有多個單電池，所述端板配置在使所述單電池組群介設于其間的位置，所述約束部件用于向所述端板施加約束所述單電池組群的約束力。所述組裝托架包括定位接合部件，所述定位接合部件與所述約束部件接合以實現(xiàn)所述單電池堆的定位。
[0008]在上述方面中，所述約束部件可呈桿狀。
[0009]在上述方面中，多個所述定位接合部件可沿所述約束部件延伸的方向設置并具有折疊式結構，在所述折疊式結構中，在所述定位接合部件與所述約束部件接合的接合位置和所述定位接合部件不與所述約束部件接合的非接合位置之間變換姿態(tài)。
[0010]在上述方面中，所述定位接合部件包括基座和回轉部件，所述基座具有凹部，所述回轉部件配合在所述凹部中以便能夠變換其姿態(tài)，并具有接納所述約束部件的接納表面。在所述凹部的底面中，形成有供從所述回轉部件突出的回轉調控銷插入的回轉調控開口。在所述接合位置，通過使所述回轉調控銷定位在所述回轉調控開口中而阻止所述回轉部件的回轉運動，以及在所述非接合位置，通過使所述回轉調控銷從所述回轉調控開口退出而允許所述回轉部件的回轉運動。
[0011]根據(jù)上述方面，能夠為可供多種類型的單電池堆選擇性地組裝在其上的組裝托架提供簡易結構。這實現(xiàn)了成本削減。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，能夠提供一種可供具有不同幾何形狀的多種類型的單電池堆選擇性地組裝在其上的組裝托架。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的單電池堆的透視圖；
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的過程托架的透視圖；
[0016]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第一折疊銷的操作說明圖，并且示出了折疊銷處于非接納位置的狀態(tài)；
[0017]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第一折疊銷的操作說明圖，并且示出了折疊銷處于接納位置(鎖定前)的狀態(tài)；
[0018]圖3C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第一折疊銷的操作說明圖，并且示出了折疊銷處于接納位置(鎖定后)的狀態(tài)；
[0019]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第二約束桿定位部件的操作說明圖，并且示出了約束桿定位部件實現(xiàn)定位的狀態(tài)；
[0020]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第二約束桿定位部件的操作說明圖，并且示出了允許約束桿定位部件回轉的狀態(tài)；
[0021]圖4C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第二約束桿定位部件的操作說明圖，并且示出了約束桿定位部件未實現(xiàn)定位的狀態(tài)；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在組裝前一刻的過程托架的透視圖；
[0023]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的端板凸部配合在凸部定位銷中前一刻的狀態(tài)；以及
[0024]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的下約束桿被安置在接納表面上前一刻的狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0025]將參照附圖描述作為本發(fā)明的一個實施例的車輛單電池堆組裝過程托架(下文稱作過程托架)。圖1是被組裝在過程托架上的單電池堆的透視圖，并且x、Y和Z示出了三維空間內互相正交的三條軸線。X軸、Y軸和Z軸的定義對于其它附圖而言相同。
[0026]參照圖1，單電池堆I包括多個單電池11、端板12、上約束桿40和下約束桿50。單電池11沿X軸方向堆疊。單電池11可以是諸如鋰離子電池和鎳金屬氫化物電池的二次電池，或電容器。此外，單電池11可以是包括一個電池單元或多個電池單元的電池模塊。本文中的電池單元是指能夠充電和放電的最小單位中的要素。
[0027]在相鄰的單電池11之間形成有間隙。該間隙被用作用于熱交換介質的通路，所述熱交換介質控制單電池11的溫度。在熱交換器介質為本文中的冷卻介質的情況下，能夠通過該冷卻介質來抑制通過充電和放電發(fā)熱的各個單電池I的溫度上升，并且能夠防止單電池堆I的劣化。在熱交換介質為熱空氣的情況下，內阻由于溫度降低而增大的單電池11被熱空氣加熱，并且因此能夠改善單電池堆I的輸入-輸出特性。
[0028]在單電池11的側面上形成有凸狀的端子11a。相鄰的單電池11的端子Ila通過匯流條(未示出)彼此電連接和機械連接。對于連接方法，可使用串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。位于堆疊方向上的端部的端子Ila被用作單電池堆I的總合正極端子和總合負極端子?？偤险龢O端子和總合負極端子能夠用來從單電池堆I中取出在各個單電池11中產生的電力。所取出的電力被供給至車輛驅動馬達。
[0029]端板12設置在使多個單電池11介設于其間的位置。端板12可由樹脂制成。端板12形成有用于強化該結構的多個肋12a。在端板12的上端面和下端面分別形成有約束桿保持部12b。上約束桿40沿單電池11的上表面沿X軸方向延伸，并且上約束桿40的端部被緊固在約束桿保持部12b中。下約束桿50沿單電池的下表面沿X軸方向延伸，并且下約束桿50的端部被緊固在約束桿保持部12b中。
[0030]通過將上約束桿40和下約束桿50緊固在約束桿保持部12b中，用于夾持多個單電池11的夾持力施加于端板12。因此，能夠防止多個單電池11的位置移動。順便說一下，下約束桿50被視為本發(fā)明的約束部件。如上所述，約束部件能夠成形為桿。
[0031]在端板12之一的下端面中形成有凸狀的端板凸部33。端板凸部33用于在單電池堆I的組裝期間使單電池堆I定位，并且下文描述其細節(jié)。
[0032](單電池)堆支架2包括第一堆支架21和第二堆支架22。這些第一堆支架21和第二堆支架22形成為平板狀。第一堆支架21在單電池堆I的底面中安裝在一個端部，第二堆支架22在單電池堆I的底面中安裝在另一個端部。堆支架2可由金屬制成。
[0033]在第一堆支架21中形成有多個支架開口 21a。這些支架開口 21a沿X軸方向成一排形成。在第二堆支架22中形成有多個支架開口 22a這些支架開口 22a沿X軸方向形成為一排。順便說一下，單電池堆I收納在包括上殼和下殼(未示出)的包裝殼中，并且通過將下殼固定在地板上來固定電池組。
[0034]圖2是過程托架的透視圖。過程托架100包括第一至第三折疊銷IOla至101c、固定銷102、第一至第三約束桿定位部件(其可視為本發(fā)明的定位接合部件)103至105、以及凸部定位銷106。第一至第三折疊銷IOla至IOlc和固定銷102沿X軸方向成一行設置。第一至第三折疊銷IOla至IOlc能夠在沿Z軸方向延伸的接納位置和沿Y軸方向延伸的非接納位置之間變換它們的姿態(tài)。圖2示出了第一至第三折疊銷IOla至IOlc處于接納位置的狀態(tài)。
[0035]參照圖3A至3C，接下來描述用于在接納位置和非接納位置之間變換第一折疊銷IOla的姿態(tài)的姿態(tài)變換機構。圖3示出了第一折疊銷的操作說明圖。圖3A、圖3B和圖3C分別示出了非接納位置、接納位置(鎖定前)和接納位置(鎖定后)。應當注意的是，姿態(tài)變換機構的結構與在其它折疊銷中相同，并且因此不重復其描述。
[0036]參照圖3，在過程托架100上形成有臺座91。臺座91形成有長孔91a和鎖定孔91b。在第一折疊銷IOla上形成有沿X軸方向延伸的軸121a。軸121a能夠與長孔91a接合并從長孔91a的一端移動至另一端。在第一折疊銷IOla的基端部中形成有有底筒狀的鎖定機構收納部123c。在鎖定機構收納部123c的底面中裝設有鎖定彈簧123b，并且鎖銷123a被固定在鎖定彈簧123b的末端上。當鎖銷123a被推入鎖定機構收納部123c的底面內時，鎖定彈簧123b朝壓縮方向被驅迫。
[0037]在圖3A所示的狀態(tài)下，第一折疊銷IOla的姿態(tài)繞軸121a作為回轉軸線沿箭頭的方向(順時針方向)變換。然后，使第一折疊銷IOla移動至圖3B所示的位置，也就是第一折疊銷IOla的軸向指向過程托架100的板厚方向的未鎖定位置。此時，鎖定孔91b的邊緣位于鎖銷123a的正下方。在圖3B所示的狀態(tài)下，第一折疊銷IOla被向下推動(沿箭頭的方向并朝著鎖定孔91b所定位的方向)。然后，鎖銷123a與鎖定孔91b的邊緣相接觸。
[0038]當進一步推動第一折疊銷IOla時，鎖銷123a沿鎖定孔91b的壁面向下移動，同時驅迫鎖定彈簧123b，然后移動至圖3C所示的鎖定位置。因此，鎖銷123a被鎖定彈簧123b的彈力壓靠在鎖定孔91b的壁面上。因此，能夠將第一折疊銷IOla保持在鎖定位置。
[0039]在組裝單電池堆I時，第一至第三折疊銷IOla至IOlc中的至少一個與第二堆支架22中的任何一個支架開口 22a接合。將不與支架開口 22a接合的折疊銷操作成定位在非接納位置。
[0040]與支架開口 22a接合的折疊銷根據(jù)單電池堆I的類型而不同。也就是說，存在支架開口 22a的位置可根據(jù)單電池堆I的類型而不同的情況。因此，不與支架開口 22a接合的折疊銷被操作成定位在非接納位置。根據(jù)單電池11的數(shù)量、也就是單電池堆I的尺寸來確定單電池堆I的類型。固定銷102形成在固定銷102與所有單電池堆中的支架開口之一接合的位置。
[0041]參照圖4A至4C，描述第二約束桿定位部件104的結構。圖4示出了說明第二約束桿定位部件104的操作的透視圖，其中圖4A示出了定位部件實現(xiàn)定位的狀態(tài)(也就是，定位部件定位在接合位置的狀態(tài))，圖4B示出了允許定位部件回轉的狀態(tài)，圖4C示出了定位部件不實現(xiàn)定位的狀態(tài)(也就是，定位部件定位在非接合位置的狀態(tài))。應當注意的是，第一和第三約束桿定位部件103和105具有與第二約束桿定位部件104相同的結構，并且因此不重復描述。
[0042]參照圖4A，第二約束桿定位部件104具有回轉部件104a和基座104b?；剞D部件104a形成為長方體形狀。接納表面104al形成在回轉部件104a在縱向上的前端。在回轉部件104a在縱向上的后端中形成有回轉調控銷104a2。接納表面104al形成為凹狀并且能夠在單電池堆I的組裝期間支承下約束桿50。回轉調控銷104a2形成為圓柱狀并沿Z軸方向延伸。在回轉部件104a在X軸方向上的側面上形成有引導銷104a3。引導銷104a3形成為圓柱狀并沿X軸方向延伸。
[0043]在基座104b中形成有凹部104bl，并且回轉部件104a配合在凹部104bl中。在凹部104bl和回轉部件104a之間形成有允許回轉部件104a運動的微小間隙。換言之，回轉部件104a配合在凹部104bl中以便能夠變換其姿態(tài)。在凹部104bl的側面上形成有沿
X軸方向貫通并沿Z軸方向延伸的引導開口 104b2。在凹部104bl的底面中形成有沿Z軸方向延伸的回轉調控開口 104b3。
[0044]回轉部件104a的引導銷104a3接合在引導開口 104b2中。弓丨導銷104a3能夠沿引導開口 104b2的內壁面沿Z軸方向移動。回轉調控銷104a2配合在回轉調控開口 104b3中。回轉調控銷104a2能夠沿回轉調控開口 104b3的內壁面沿Z軸方向移動。
[0045]接下來描述回轉部件104a的操作。參照圖4A，在定位期間，引導銷104a3位于引導開口 104b2的下端部中，并且回轉調控銷104a2位于回轉調控開口 104b3的開口內。因此，回轉調控銷104a2位于回轉調控開口 104b3的開口內，并因此阻止回轉部件104a的回轉運動。
[0046]當回轉部件104a沿箭頭的方向(Z軸方向)移動時，引導銷104a3從引導開口104b2的下端部移動至其上端部。同時，回轉調控銷104a2從回轉調控開口 104b3退出(見圖4B)。在回轉調控銷104a2從回轉調控開口 104b3退出的狀態(tài)下，使回轉部件104a沿箭頭的方向回轉。然后，能夠將第二約束桿定位部件104操作至圖4C所示的非定位位置。
[0047]如上所述，沿下約束桿50延伸的方向能設置多個約束桿定位部件103、104和105，也就是定位接合部件。定位接合部件能夠具有折疊式結構，在所述折疊式結構中，能夠在定位接合部件與下約束桿50接合的接合位置和定位接合部件不與下約束桿50接合的非接合位置之間變換姿態(tài)。此外，在接合位置，由于回轉調控銷104a2位于回轉調控開口 104b3內而阻止回轉部件104a的回轉運動，以及在非接合位置，由于回轉調控銷104a2從回轉調控開口 104b3退出而允許回轉部件104a的回轉運動。因此，能夠為可供多種類型的單電池堆選擇性地組裝在其上的組裝托架提供簡易結構。這將實現(xiàn)成本削減。
[0048]參照圖5至圖7，接下來描述單電池堆的組裝方法。圖5是單電池堆被組裝在過程托架上前一刻的過程托架100的透視圖。圖6是說明了在端板凸部33配合在凸部定位銷106中時的操作的操作說明圖。圖7是說明了在下約束桿50安置在接納表面104al上時的操作的操作說明圖。
[0049]參照圖5，第一至第三約束桿定位部件103至105中除第二約束桿定位部件104以外的約束桿定位部件由于它們未用于定位而被折疊。第一至第三折疊銷IOla至IOlc中除第二折疊銷IOlb以外的折疊銷IOla和IOlc也由于它們未用于接納單電池堆I而被折疊。
[0050]接下來，從過程托架的上方將單電池堆I組裝在過程托架100上。此時，如圖6所示使端板凸部33配合在凸部定位銷106的開口內，并且如圖7所示將下約束桿50安置在接納表面104al上。因此，單電池堆I定位在過程托架100上。
[0051]這里可以考慮通過省略第一至第三約束桿定位部件103至105并在過程托架100上設置具有與第一折疊銷IOla相同的結構的多個折疊銷來定位單電池堆I的方法。然而，在上述方法中，需要根據(jù)單電池堆的類型和裝設位置來增加折疊銷的數(shù)量，并且因此會增大成本。此外，當在被傳送通過一條組裝線的同時組裝多種類型的單電池堆時，使折疊銷折疊和立起的作業(yè)量增加，并因此會損失作業(yè)效率。如上所述，第一折疊銷IOla具有復雜的機構和一定數(shù)量的部件和加工，并且因此成本與第一至第三約束桿定位部件103至105相匕匕提聞。
[0052]根據(jù)本實施例的第一至第三約束桿定位部件103至105，能夠實現(xiàn)高效的組裝作業(yè)，同時與將折疊銷用于定位的情況相比削減了成本。
[0053](變型例)
[0054]在上述實施例中，使用上約束桿40和下約束桿50來約束多個單電池11 ;然而，本發(fā)明適用于使用約束帶的單電池堆。順便說一下，約束帶是指沿單電池11的堆疊方向延伸并且端部呈字母L的形狀彎曲的平板狀部件。通過將約束帶的彎曲部固定在端板12上，來使多個單電池11介設并約束在端板12之間。當將單電池堆組裝在過程托架100上時，將約束帶安置在約束桿定位部件的接納表面上，并且因此能夠使單電池堆定位。其它效果與 上述的本實施例一樣，并且因此不重復描述。
【權利要求】
1.一種供單電池堆(I)組裝在其上的組裝托架(100)，所述單電池堆包括單電池組群、端板(12)和約束部件(50)，在所述單電池組群中堆疊有多個單電池(11)，所述端板配置在使所述單電池組群介設于其間的位置，所述約束部件用于向所述端板(12)施加約束所述單電池組群的約束力，所述組裝托架的特征在于包括: 定位接合部件(103，104，105)，所述定位接合部件與所述約束部件(50)接合以實現(xiàn)所述單電池堆(I)的定位。
2.根據(jù)權利要求1所述的組裝托架(100)，其特征在于 所述約束部件(50)呈桿狀。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的組裝托架(100)，其特征在于 多個所述定位接合部件(103，104，105)沿所述約束部件(50)延伸的方向設置并具有折疊式結構，在所述折疊式結構中，在所述定位接合部件與所述約束部件(50)接合的接合位置和所述定位接合部件不與所述約束部件(50)接合的非接合位置之間變換姿態(tài)。
4.根據(jù)權利要求3所述的組裝托架(100)，其特征在于 所述定位接合部件(103，104，105)包括基座和回轉部件，所述基座具有凹部，所述回轉部件配合在所述凹部中以便能夠變換其姿態(tài)，并具有接納所述約束部件(50)的接納表面； 在所述凹部的底面中，形成有供從所述回轉部件突出的回轉調控銷插入的回轉調控開口 ；并且 在所述接合位置，通過使所述回轉調控銷定位在所述回轉調控開口中而阻止所述回轉部件的回轉運動，以及在所述非接合位置，通過使所述回轉調控銷從所述回轉調控開口退出而允許所述回轉部件的回轉運動。
【文檔編號】H01M2/10GK103730615SQ201310475727
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權日:2012年10月15日
【發(fā)明者】大內孝志, 服部篤典 申請人:豐田自動車株式會社