專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組，其具有作為小型輕型并以高能量密度提供大電能的電源的一種最適宜的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，基于增長的環(huán)境意識(shí)，有一種趨勢(shì)，汽車電源從使用石化燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)向采用電能的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換。由于這個(gè)原因，作為電動(dòng)機(jī)電源的電池組技術(shù)得到了迅速發(fā)展。
希望汽車所配置的是小型的輕型電池組，所述電池組可以頻繁地進(jìn)行大功率充放電，并且具有卓越的抗沖擊性以及散熱性。例如，在日本專利申請(qǐng)No.2000-195480中公開了能夠提供大功率的具有卓越散熱性的電池組。
在該文獻(xiàn)中(具體參照 到 段以及附圖1、2和4)所公開的電池組具有下面的結(jié)構(gòu)。串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)電連接的多個(gè)扁平單電池在所述單電池的厚度方向上彼此之間以一定的間隔設(shè)置。在單電池之間設(shè)置按壓部件以在其兩側(cè)按壓電池，以及由外部件固定單電池?；谶@種結(jié)構(gòu)，單電池可以良好散熱以改進(jìn)電池組的循環(huán)壽命以及放電特性。

發(fā)明內(nèi)容
由于在上述文獻(xiàn)中的電池組采用扁平單電池作為單電池，該電池組具有比采用扁平電池之外的電池的常規(guī)電池組較高的能量密度。小型單電池可以制造成具有相同的電力電容。因此，考慮到體積小以及高能量密度，采用扁平單電池的電池組適于作為安裝在汽車上的電池。
然而，由于電池組對(duì)于存儲(chǔ)系統(tǒng)已經(jīng)有所改進(jìn)，電池組在其結(jié)構(gòu)上需要得到更大的改進(jìn)以適用于必須滿足高生產(chǎn)率、小型以及輕型、抗沖擊性和高可靠性的汽車。
特別地，需要考慮能夠改進(jìn)生產(chǎn)率的電池組結(jié)構(gòu)，并且電池組需要多類型的改進(jìn)。例如，為了實(shí)現(xiàn)小型和輕型，必須將采用最小數(shù)量部件的單電池設(shè)置在電池組中以得到最大的電容效率。電池組頻繁的充電和放電應(yīng)當(dāng)由于在單電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體而不會(huì)導(dǎo)致容量降低和壽命減少。電池組需要具有抗沖擊性以確保即使總是受到震動(dòng)也會(huì)工作穩(wěn)定。當(dāng)以相當(dāng)大的密度設(shè)置時(shí)，單電池需要實(shí)現(xiàn)有效的散熱。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有作為小型輕型并以高能量密度提供大電能的電源的一種最適宜結(jié)構(gòu)的電池組。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方面，電池組具有電池模塊的層狀結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)電池模塊包括一個(gè)或者多個(gè)彼此電連接的扁平電池。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方面，制造電池組的方法包括形成含有多個(gè)扁平單電池的電池模塊的步驟，以及形成其中的扁平單電池彼此電連接的電池模塊的層狀結(jié)構(gòu)的步驟。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)旋例的電池組外形的透視圖；圖2是沿圖1中的II-II線截圖1中所示電池組得到的部分橫截面示意圖，示出了主要組元的層疊狀態(tài)；圖3是圖2所示部分的局部放大橫截面圖；圖4是示出了圖1中所示的電池組中的母線和貫穿螺栓之間的連接關(guān)系的圖；圖5是示出組成圖1所示電池組的單電池之間的連接狀態(tài)的示意圖；圖6是單電池的外形的透視圖；圖7A和7B是根據(jù)本發(fā)明的電池組的框架的配置圖；圖8是安裝電壓檢測(cè)端子的部分結(jié)構(gòu)的放大視圖；圖9是示出了將電壓檢測(cè)端子設(shè)置在單電池之內(nèi)的狀態(tài)的圖；圖10是位于底部的散熱片結(jié)構(gòu)的透視圖；圖11是示出了將增壓?jiǎn)卧惭b到位于底部的散熱片上的狀態(tài)的附圖；圖12A和12B是增壓?jiǎn)卧木唧w結(jié)構(gòu)圖；圖13A和13B是增壓?jiǎn)卧墓ぷ髡f明圖；圖14是中間散熱片的結(jié)構(gòu)透視圖；圖15是位于頂部的散熱片的結(jié)構(gòu)透視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造工藝的說明圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造工藝的說明圖；
圖18是根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造工藝的說明圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造工藝的說明圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造工藝的說明圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造工藝的說明圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例框架連同安裝在框架上的單電池的透視圖；圖23是框架連同安裝在框架上的單電池的頂視平面圖；圖24是示出了單電池的電極接頭和母線之間的連接狀態(tài)的說明圖；圖25是示出了形成在框架上的工具插入開口的圖；圖26是示出了當(dāng)圖24中所示出的框架被層疊以組成電池組的時(shí)候在單電池之間的連接狀態(tài)的示意圖；圖27是用在第三實(shí)施例中的框架的結(jié)構(gòu)圖；圖28是通過層疊如圖27所示的框架組成的單電池的層狀結(jié)構(gòu)的透視圖；以及圖29是具有如圖28所示的單電池的層狀結(jié)構(gòu)的電池組的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將具體說明根據(jù)本發(fā)明第一到第三實(shí)施例的電池組。在第一實(shí)施例中，將說明電池組的結(jié)構(gòu)和制造過程。
第一實(shí)施例根據(jù)本實(shí)施例的電池組具有下述結(jié)構(gòu)。沿寬度方向在框架上安排四個(gè)扁平單電池(下文中稱為單電池)。層疊二十四個(gè)框架以組成電池組的單元結(jié)構(gòu)。在層疊方向上用散熱片從所述單元的兩側(cè)壓住電池組單元，并且以一定的壓力整體固持。這樣，電池組組件總共具有九十六個(gè)單電池。所有的單電池由設(shè)置在框架和散熱片上的電連接單元串聯(lián)連接。特別地，由電連接單元串聯(lián)連接四層單電池，在疊層方向上每層都具有串聯(lián)連接的二十四個(gè)單電池。
電池的結(jié)構(gòu)將參考附圖具體說明電池組的結(jié)構(gòu)和制造工藝。圖1是根據(jù)本發(fā)明的電池組外形的透視圖。圖2是沿圖1中的II-II線截圖1中所示電池組得到的部分橫截面示意圖，示出了主要組元的層疊狀態(tài)。圖3是圖2所示部分的局部放大橫截面圖。圖4是示出了圖1中所示的電池組中的母線和貫穿螺栓之間的連接關(guān)系的圖。圖5是示出組成圖1所示電池組的單電池之間的連接狀態(tài)的示意圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的電池組100具有下述結(jié)構(gòu)。作為固持件的散熱片300和350在層疊方向上從單電池200的兩側(cè)將其壓住，從而以一定壓力將單電池(單電池的層狀結(jié)構(gòu))200整體固持。單電池200包括在框架的厚度方向上(也就是Z方向)層疊的多個(gè)平板狀框架。
圖中沒有示出的框架具有四個(gè)固持件219，其中每一個(gè)在平行的相同平面上(也就是，在X-Y方向上)都固持扁平單電池。在電池組100中，在和虛擬平面X-Y相交的方向上(也就是，在Z方向上)層疊二十四個(gè)框架。將中間散熱片325在層疊方向上插入到的每六個(gè)框架之間。因此，電池組100具有二十四個(gè)框架的疊層，每個(gè)框架具有平行安排的四個(gè)單電池，并且總共具有九十六個(gè)單電池。
散熱片300和350上安裝有和兩個(gè)散熱片相結(jié)合的六個(gè)增壓?jiǎn)卧?。增壓?jiǎn)卧惭b有螺母310A到310F。每個(gè)增壓?jiǎn)卧诶o螺旋彈簧的兩端具有安裝有螺母310A到310F的軸。通過在散熱片300和350之間安裝增壓?jiǎn)卧?，在層疊方向上將適當(dāng)?shù)谋砻鎵毫κ┘拥浇M成層狀結(jié)構(gòu)的單電池200的所有單電池上。
電池組100具有如圖2和圖3所示的層狀結(jié)構(gòu)。這些附圖已被簡(jiǎn)化為的是幫助理解本發(fā)明。盡管在這些圖中在散熱片350和中間散熱片325之間僅僅設(shè)置了四個(gè)框架，但是實(shí)際應(yīng)用中可以設(shè)置六個(gè)框架。
作為絕緣體的絕緣墊圈212嵌入到組成電池模塊180的框架210(也就是絕緣墊圈嵌入框架)的一端。環(huán)繞框架210形成支撐單電池214的外圍216的外圍支撐部218。被框架210的外圍支撐部218環(huán)繞的框架210的中間部分為開放狀態(tài)。在層疊方向上鄰近的元件(也就是散熱片350和單電池224)直接和單電池214的外部表面相接觸。在框架210的另一端，形成開口217A以在單電池214的電極接頭215B和單電池224的電極接頭225B之間提供超聲焊接，其設(shè)置成在層疊方向上彼此相鄰。單電池214的電極接頭215A和將在后面描述的絕緣墊圈212以及母線260相接觸。絕緣墊圈212比框架210要厚，并且比單電池214要薄。換句話說，絕緣墊圈212具有介于框架210和單電池214的厚度之間的厚度。組成電池組100的所有的絕緣墊圈嵌入框架采用每個(gè)都具有統(tǒng)一厚度的絕緣墊圈。
作為導(dǎo)體的導(dǎo)電墊圈222嵌入到框架220(也就是導(dǎo)電墊圈嵌入框架)的一端。環(huán)繞框架220形成和框架210的外圍支撐部相似的外圍支撐部228。被外圍支撐部228環(huán)繞的框架220的中間部分為開放狀態(tài)。在框架220的另一端形成和框架210的開口相似的開口217B。單電池224的一個(gè)電極接頭225A和導(dǎo)電墊圈222相接觸，并且經(jīng)導(dǎo)電墊圈222連接到單電池234的電極接頭235A。導(dǎo)電墊圈222比框架220要厚，并且比單電池224要薄。換句話說，導(dǎo)電墊圈222具有介于框架220和單電池224的厚度之間的厚度?；谏鲜龊穸汝P(guān)系，電極接頭225A可以和導(dǎo)電墊圈222相接觸，同時(shí)將預(yù)期的表面壓力施加到單電池224之上。組成電池組100的所有導(dǎo)電墊圈嵌入框架采用每個(gè)都具有統(tǒng)一厚度的導(dǎo)電墊圈。
設(shè)置單電池214的電極接頭215B并通過框架210支撐，設(shè)置單電池224的電極接頭225B并通過框架220支撐，從在各自的框架上所形成的開口217A和217B的兩側(cè)對(duì)所述接頭加壓，并且用未示出的工具對(duì)所述接頭進(jìn)行超聲焊接。
將絕緣墊圈232嵌入到框架230的一端(也就是絕緣墊圈嵌入框架)。環(huán)繞框架230形成和框架210的外圍支撐部相似的外圍支撐部238。被外圍支撐部238環(huán)繞的框架230的中間部分為開放狀態(tài)。在框架230的另一端形成和框架210的開口相似的開口217C。單電池234的一個(gè)電極接頭235A和絕緣墊圈232以及導(dǎo)電墊圈222相接觸。當(dāng)層疊框架220和框架230的時(shí)候，由于存在開口217C，單電池234的電極接頭235B在較低側(cè)接觸到所焊接的電極接頭215B和225B。因此，為了避免這種接觸，將絕緣接頭250A貼附到電極接頭225B的上方一側(cè)。
將導(dǎo)電墊圈266嵌入到框架265(也就是導(dǎo)電墊圈嵌入框架)的一端，并在框架265上層疊的中間散熱片325內(nèi)形成安裝部273。環(huán)繞框架265形成和框架210的外圍支撐部相似的外圍支撐部278。被外圍支撐部278環(huán)繞的框架265的中間部分為開放狀態(tài)。在框架265的另一端形成和框架210的開口相似的開口277D。單電池274的一個(gè)電極接頭275A和導(dǎo)電墊圈266相接觸。導(dǎo)電墊圈266具有等于絕緣墊圈或者導(dǎo)電墊圈與中間散熱片325的厚度之和的厚度。絕緣墊圈的厚度與導(dǎo)電墊圈的厚度相同。
盡管在圖2和圖3中提出了在散熱片350和中間散熱片325之間僅僅有四個(gè)框架，實(shí)際上可以在散熱片350和中間散熱片325之間層疊六個(gè)框架，從底層開始按照絕緣墊圈嵌入框架、導(dǎo)電墊圈嵌入框架、絕緣墊圈嵌入框架、導(dǎo)電墊圈嵌入框架、絕緣墊圈嵌入框架以及導(dǎo)電墊圈嵌入框架的順序?qū)盈B。
將中間散熱片325安裝框架265的安裝部273上?？蚣?65通過導(dǎo)電墊圈266和中間散熱片325相隔離。
進(jìn)一步在中間散熱片325上按照六個(gè)框架、中間散熱片、六個(gè)框架、中間散熱片、六個(gè)框架以及散熱片300的順序進(jìn)行層疊。直接位于散熱片300之下的框架240具有和框架220相似的結(jié)構(gòu)。換句話說，將導(dǎo)電墊圈242嵌入到框架240的一端。環(huán)繞框架240形成和框架210的外圍支撐部相似的外圍支撐部248。被外圍支撐部248環(huán)繞的框架240的中間部分為開放狀態(tài)。在框架240的另一端形成和框架210的開口相似的開口217E。單電池244的一個(gè)電極接頭245A和導(dǎo)電墊圈242相接觸。盡管在圖中沒有示出，單電池244的電極接頭245B和位于其下方的單電池的電極接頭超聲焊連。將絕緣接頭250B貼附到電極接頭245B的上方側(cè)以隔離電極接頭245B和散熱片300。
所有的層狀框架都安裝有貫穿螺栓270和安裝在螺栓上的螺母271。在螺母271和導(dǎo)電墊圈242之間設(shè)有絕緣墊圈278和墊圈279。絕緣墊圈278用于絕緣母線262。墊圈279用于避兔絕緣墊圈278碎裂，因?yàn)榻^緣墊圈278是由陶瓷制成的。
在散熱片350上提供母線260以將層狀單電池電連接到在排列方向上和單電池相鄰的單電池。絕緣墊圈261將母線260和散熱片350隔離。所述墊圈環(huán)繞隔離的貫穿螺栓270機(jī)械連接到母線260。如圖4所示，在電池組100中存在著母線260、262以及264，所述母線和貫穿螺栓270、275、280以及285相連接。貫穿螺栓270、275、280以及285直立在散熱片350的底表面上。通過采用母線260、262和264貫穿螺栓270、275、280以及285和層狀單電池串聯(lián)連接。
當(dāng)圖2和圖3表示沿線A-A截圖4所示結(jié)構(gòu)的橫截面圖的時(shí)候，參考標(biāo)記262表示連接到電源端子450A的部件263。當(dāng)圖2和圖3表示沿線B-B截圖4所示結(jié)構(gòu)的橫截面圖的時(shí)候，參考標(biāo)記262表示母線。
當(dāng)散熱片300和350在插入單電池200的狀態(tài)下安裝有螺栓和螺母310A到310F時(shí)，以及當(dāng)四個(gè)貫穿螺栓固緊四個(gè)連接端子時(shí)，組成電池組100的單電池如圖5所示在層疊方向上(也就是，Z方向)串聯(lián)連接。
電池組100具有單電池的四行層狀結(jié)構(gòu)，每行具有二十四個(gè)單電池連接的層狀結(jié)構(gòu)。換句話說，如圖5所示，在每一層狀結(jié)構(gòu)400、410、420以及430中，所有的單電池在層疊方向上串聯(lián)連接。更具體地，在層狀結(jié)構(gòu)400一側(cè)的單電池通過超聲焊接彼此電連接(正如圖5中在層狀結(jié)構(gòu)400的左側(cè)？標(biāo)記所示)。這些單電池的連接部通過絕緣帶(例如在圖2中用250A和250B所示出的)彼此絕緣(在圖5中的方框部分)。在另一方面，用導(dǎo)電墊圈(例如如在圖2中用222和266所示)電連接(如在圖5中用○標(biāo)記所示)在層狀結(jié)構(gòu)400另一側(cè)上的單電池。用絕緣墊圈使得單電池的連接部分彼此絕緣(正如圖5中三角形所示)。因此，當(dāng)組裝電池組100時(shí)，組成單電池的層狀結(jié)構(gòu)400的所有單電池串聯(lián)連接。單電池的其它層狀結(jié)構(gòu)410、420以及430也者具有以相同方式串聯(lián)連接的所有單電池。
所述的層狀結(jié)構(gòu)400、410、420以及430通過安裝在散熱片(圖2中的300和350)上的母線260、262以及264(參見圖4)進(jìn)一步串聯(lián)連接。組成電池組100的單電池的所有層狀結(jié)構(gòu)如上所述串聯(lián)連接。當(dāng)實(shí)施該連接方法時(shí)，電源端子的連接部分450A和450B可以僅在一個(gè)方向上排列(也就是在散熱片300的上方側(cè))。因此，當(dāng)安裝完電池組之后，可以容易地實(shí)現(xiàn)電源配線，這提高了生產(chǎn)率。
單電池將具體說明電池組的主要元件。本實(shí)施例中采用的單電池214是如圖6所示的矩形扁平層狀二次電池，以及具有在其內(nèi)部至少包括按順序?qū)盈B的陽正極板和負(fù)極板的層狀發(fā)電元件。單電池214具有在日本專利申請(qǐng)公告No.2003-059486所公開的結(jié)構(gòu)。層疊膜用作單電池214的外圍材料。所包含的發(fā)電元件通過單電池214的外圍層疊膜的熱熔接來密封。從單電池214的兩側(cè)在縱向方向上引出電極接頭215A和215B。電極接頭215A是正(陰)電極接頭，由厚度為大約0.2毫米的鋁薄板構(gòu)成。另一方面，電極接頭215B是負(fù)(陽)電極接頭，由厚度為大約0.2毫米的銅薄板構(gòu)成。用于插入貫穿螺栓(圖2中的270)的插入孔272A和272B在兩個(gè)電極接頭215A和215B內(nèi)張開。設(shè)置通過熱熔接連接的單電池214的外圍216并由形成在框架上的固持部229將其固持。單電池的層疊方向和組成該發(fā)電元件的正極板和負(fù)極板的層疊方向相同。
根據(jù)本實(shí)施例，電池組100包括如圖6中所示在每個(gè)電池的相反側(cè)具有不同極性電極接頭的單電池。然而，電池組100可以由單電池組成，所述單電池正如在日本專利申請(qǐng)公告No.2003-059486中所公開的，僅在每個(gè)電池的一側(cè)具有不同極性的電極接頭。盡管根據(jù)本實(shí)施例采用了一個(gè)扁平單電池作為單電池，但是可選擇地，框架可以具有多個(gè)串聯(lián)連接的單電池、多個(gè)并聯(lián)連接的單電池或者多個(gè)串并聯(lián)連接的單電池。
框架在本實(shí)施例中采用了兩種框架，包括在圖7A中所示的絕緣墊圈嵌入框架210和在圖7B中所示的導(dǎo)電墊圈嵌入框架220。
將絕緣墊圈212嵌入到絕緣墊圈嵌入框架210的一端210A。絕緣墊圈212稍微厚于框架210并厚于單電池。
將導(dǎo)電墊圈222嵌入到導(dǎo)電墊圈嵌入框架220的一端220A。導(dǎo)電墊圈222就像絕緣墊圈一樣稍微厚于框架220并薄于單電池，除了如圖2和3中用參考標(biāo)記265所示的框架的導(dǎo)電墊圈266直接位于中間散熱片之下。導(dǎo)電墊圈具有作為第一導(dǎo)體的功能，其將固持在框架上的單電池的一個(gè)電極接頭電連接到在層疊方向上相鄰的另一框架上固持的單電池的一個(gè)電極接頭。
如圖7A和7B所示，每個(gè)框架210和220具有固持部229，其設(shè)置并固持了在相同的平面上排列的四個(gè)單電池。換句話說，框架210和220具有外圍支撐部218和228，它們支撐單電池214的外圍216的至少一部分，并且還具有定位單電池214的定位部。定位部參照分別環(huán)繞外圍支撐部218和228形成的部分以定位單電池214的外圍端部。在框架210和220的兩個(gè)轉(zhuǎn)角分別形成未示出的定位插針插入孔，將后面所述的定位插針(正如在圖10中用參考標(biāo)記510和520所示)插入到所述孔中。
框架的定位部定位單電池，并且外圍支撐部支撐電池的外圍。單電池的外圍和框架的外圍支撐部臨時(shí)安裝雙面帶。因此，在制造階段單電池在被安裝在框架上的狀態(tài)下可以很容易地搬運(yùn)。
將如圖8所示的電壓檢測(cè)端子500安裝到每個(gè)框架一側(cè)的端部，在所述側(cè)固定由導(dǎo)電墊圈或者絕緣墊圈。提供電壓檢測(cè)端子500以檢測(cè)每個(gè)單電池的電源，并將其通過焊接連接到每個(gè)單電池的電極接頭上。當(dāng)如圖1所示的框架被堆疊時(shí)，如圖9所示在層疊方向上依照規(guī)定間隔按行排列電壓檢測(cè)端子500。將沒有示出的連接件安裝到所有的電壓檢測(cè)端子500上以將單個(gè)的單電池的電壓施加到充電/放電控制器。由于電壓檢測(cè)端子500和框架整體成形，提高了電壓檢測(cè)端子500的配線效率從而改進(jìn)可加工性。
散熱片根據(jù)本實(shí)施例，正如在圖1中所示采用了三種散熱片，也就是，位于頂部的散熱片300、位于層狀框架之間的至少一個(gè)中間散熱片325以及位于底部的散熱片350。
如圖10所示，在底部的散熱片350具有定位插針510和520以定位層狀框架?？蚣芫哂卸ㄎ徊遽槻迦肟?未示出)，定位插針510和520插入其中。在散熱片350上層疊框架時(shí)，將定位插針510和520插入到框架的定位插針插入孔。在散熱片350的一端，提供母線嵌入槽360和370到嵌入的母線260和264以將相鄰的單電池疊層，例如單電池疊層400和410(參見圖5)串聯(lián)電連接。在母線嵌入槽360和370上形成貫穿螺栓插入孔362、364、372和374，以在散熱片350的底部分別安裝貫穿螺栓270、275、280和285(參見圖4)。在散熱片350上形成增壓?jiǎn)卧陌惭b孔380到385。這些安裝孔具有固持件的功能，所述固持件將電池組200整體固持在散熱片300和350之間，并對(duì)電池單元200施加適當(dāng)?shù)谋砻鎵毫Α?br> 如圖11所示將六個(gè)增壓?jiǎn)卧?30到535安裝到這些安裝孔380到385上。增壓?jiǎn)卧?30到535能夠容易并精確地調(diào)節(jié)在將電池組200夾在散熱片300和350之間的時(shí)候施加到電池單元200上的表面壓力。銅、鋁或者鎂適合作為散熱片300和350的材料。優(yōu)選地，考慮到散熱和重量輕，采用鋁。在散熱片350上形成開口352，其在縱向方向上穿過散熱片350以改進(jìn)散熱效率。
增壓?jiǎn)卧?30到535具有下述結(jié)構(gòu)。圖12A和12B是增壓?jiǎn)卧木唧w結(jié)構(gòu)圖，圖13A和13B是增壓?jiǎn)卧墓ぷ髡f明圖。特別地，圖12A是整個(gè)增壓?jiǎn)卧慕Y(jié)構(gòu)圖，圖12B是彈簧固持件的結(jié)構(gòu)圖。圖13A是示出了增壓?jiǎn)卧某跏紶顟B(tài)的圖，圖13B是增壓?jiǎn)卧惭b在散熱片之間的圖。
增壓部件530包括拉緊螺旋彈簧542(也就是彈性單元)和固持拉緊螺旋彈簧542的兩端的彈簧固持件543。
將拉緊螺旋彈簧542在張緊的狀態(tài)下安裝到散熱片300和350之間(參見圖1)。這種設(shè)計(jì)，拉緊螺旋彈簧542被壓縮，并在使得散熱片300和350彼此靠近的方向上產(chǎn)生張應(yīng)力。
彈簧固持件543包括主體544、以比拉緊螺旋彈簧542的螺距P1大的螺距P2形成的具有螺桿頭的螺桿545、從螺桿545向拉緊螺旋彈簧542的中心延伸的連桿546以及從主體544延伸并推進(jìn)到散熱片300和350內(nèi)的推進(jìn)部547。
主體544具有大于拉緊螺旋彈簧542的直徑，并且接觸到拉緊螺旋彈簧542以避免拉緊螺旋彈簧542的脫離。當(dāng)將增壓?jiǎn)卧?30安裝到電池組的時(shí)候主體544接觸到散熱片300和350。
如圖所示，將螺桿545塞進(jìn)拉緊螺旋彈簧542的端部，并和拉緊螺旋彈簧542的內(nèi)部相嚙合，從而固定該彈簧。如圖12B所示，以螺距P2在螺桿545的表面上形成螺桿頭。螺桿545的螺距P2大于拉緊螺旋彈簧542的螺距P1。因此，可將螺桿545以圖12B中箭頭標(biāo)記的方向擰進(jìn)去。當(dāng)螺桿545被擰進(jìn)去時(shí)，連桿546向著拉緊螺旋彈簧542的中間推進(jìn)。
當(dāng)螺桿545被擰進(jìn)拉緊螺旋彈簧542的兩端的時(shí)候，從兩側(cè)推進(jìn)的連桿546如圖12A所示碰在一起。在該狀態(tài)下，拉緊螺旋彈簧542由原長度擴(kuò)展，作為增壓?jiǎn)卧?30的初始狀態(tài)施加初始張緊。
在推進(jìn)部547的前端形成能夠由螺母541鎖定的螺桿頭。在推進(jìn)部547的頂部提供后面將描述的用于防止轉(zhuǎn)動(dòng)的切槽548?？梢酝ㄟ^將扁平頭等插入到切槽548中很容易地防止彈簧固持件543的轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖13A所示在散熱片300和350之間設(shè)置增壓?jiǎn)卧?30。
推進(jìn)部547穿透通過散熱片300的安裝孔。在這種狀態(tài)下，一個(gè)彈簧固持件543的推進(jìn)部547由螺母541固持同時(shí)防止其它彈簧固持件543的轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，彈簧固持件543接近螺母541。當(dāng)兩個(gè)彈簧固持件543都以這種方式工作時(shí)，彈簧固持件543在固持拉緊螺旋彈簧542的狀態(tài)下相對(duì)分離，此時(shí)拉緊螺旋彈簧542固持為在散熱片300和350之間張緊的狀態(tài)，正如圖13B所示。
延伸拉緊螺旋彈簧542以和散熱片300和350之間的距離相匹配。因此，不管螺母541的夾緊轉(zhuǎn)距，在壓縮拉緊螺旋彈簧542的方向上獲得彈性力。該彈性力起作用以對(duì)組成電池組200的單電池加壓。
如圖14所示，中間散熱片325具有穿過定位插針510和520的定位插針通孔330和332、穿過增壓?jiǎn)卧?30到535的增壓?jiǎn)卧?35到340以及穿過貫穿螺栓的貫穿螺栓穿通開口341到344。
通過將安裝在散熱片350上的定位插針510和520插入到定位插針插入孔330和332來定位中間散熱片325。在電池組200中以相等的間隔插入三個(gè)中間散熱片325。中間散熱片325可以由和散熱片350相同的材料構(gòu)成，或者考慮到重量輕可以由具有合適的熱導(dǎo)率的樹脂構(gòu)成。
如圖15所示，位于頂端的散熱片300形成有定位插針插入孔312和314，以插入定位插針510和520，螺栓插入孔315到320以穿透安裝在增壓?jiǎn)卧?30到535頂部的螺檢并且用螺母310A到310F固定這些螺栓，貫穿螺栓穿通開口321和322以穿透貫穿螺栓，以及電源端子安裝孔323和324以定位電源端子450A和450B(參見圖4)。通過將定位插針510和520插入到定位插針插入孔312和314來定位散熱片300。在定位散熱片300的時(shí)候，將安裝到增壓?jiǎn)卧?30到535上的頂部的螺栓插入到螺栓插入孔315到320中，以及散熱片300安裝有螺母310A到310F?；谶@種安裝，散熱片300和350與電池組200一體成型。將貫穿螺栓如附圖從上到下插入到貫穿螺栓穿通開口321和322。將母線262(參見圖4)固定這些貫穿螺栓上。將電源端子450A和450B固定到電源端子安裝孔323和324上，并且這些電源端子連接到電源的充電器或者電動(dòng)機(jī)上。
散熱片300和350起到固持件的作用，所述固持件通過在層疊方向上從兩側(cè)壓住該電池單元整體固持住該電池組200。該固持件具有增壓?jiǎn)卧淖饔茫湓趯盈B方向上對(duì)所有組成電池組200的單電池施加表面壓力，還具有冷卻器的作用，其從電池組200驅(qū)散所產(chǎn)生的熱。散熱片300和350具有安裝母線(比如在圖4中用260表示的)的作用，所述的母線作為將組成電池組200的單電池(比如圖5中的電池迭層400)的一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)電連接到其它層狀結(jié)構(gòu)(比如圖5中的電池迭層410)的第三連接器。
電池組的制造過程將基于附圖具體說明根據(jù)本實(shí)施例的電池組的制造過程。根據(jù)本發(fā)明的電池組是通過電池模塊形成階段和單電池形成階段來制造的。
電池模塊形成階段首先，如圖16所示，在位于電池組200的底層內(nèi)的平板框架210上安裝四個(gè)單電池214A到214D。在安裝單電池時(shí)，將一個(gè)很薄的雙面帶貼附到每個(gè)單電池的外圍216上，并且外圍216安裝到框架210的外圍支撐部218上，從而將單電池固定到定位器上。基于這個(gè)，臨時(shí)由框架固定四個(gè)單電池，并且在生產(chǎn)地能夠被運(yùn)輸。依照如圖17所示的狀態(tài)在框架上安裝四個(gè)單電池。在框架上安排單電池時(shí)，電極接頭215的極性(正/負(fù))在如圖16和圖17所示的單電池的排列方向上是依照可選擇的順序的。換句話說，單電池的排列方向可選擇地改變，使得不同的極性彼此相鄰地設(shè)置。
排列在框架210上的每個(gè)單電池214A到214D的一側(cè)上的電極接頭215如圖17所示通過超聲波焊接焊連到電壓檢測(cè)端子500。位于一側(cè)的電極接頭指的是位于框架210一側(cè)的電極接頭，在所述側(cè)嵌入導(dǎo)電墊圈或者絕緣墊圈。因此，在該階段，每個(gè)框架在如圖17所示的四個(gè)位置超聲焊接(也就是，在位于附圖底部的電極接頭215和電壓檢測(cè)端子500)。
對(duì)于組成電池組200的二十四個(gè)框架，實(shí)現(xiàn)了單電池的排列和電極接頭以及電壓檢測(cè)端子之間的連接。單電池的極性必須可選擇地依照框架的層疊方向安排，以及依照如圖18所示的電池排列方向。例如，當(dāng)安裝到位于底部層內(nèi)的框架上的單電池具有依照從圖17的底部的左側(cè)以正、負(fù)、正和負(fù)順序排列的極性的時(shí)候，安裝在層疊到該框架上的框架上的單電池必須具有依照從底部的左側(cè)以負(fù)、正、負(fù)和正順序排列的極性。以這種方式排列單電池，從而組成如圖5所示的串聯(lián)電路。
層狀結(jié)構(gòu)形成階段嵌入導(dǎo)電墊圈的框架220堆疊在嵌入絕緣墊圈212的框架210上，正如圖19所示。框架堆疊，使得安裝有導(dǎo)電墊圈和絕緣墊圈的框架側(cè)為相同的方向。在框架的一側(cè)端形成開口217A，在所述側(cè)沒有安裝導(dǎo)電墊圈和絕緣墊圈，正如圖16所示。超聲焊接工具插入到分別位于框架210的較低側(cè)和框架220的較高側(cè)的開口217A內(nèi)。工具夾著安裝在框架210和框架220上的單電池的電極接頭，從而實(shí)現(xiàn)超聲焊接。如圖19所示對(duì)于位于四組單電池的一側(cè)的電極接頭215和225實(shí)現(xiàn)超聲焊接。
在焊接電極接頭的時(shí)候，采用超聲焊接是由于以下兩個(gè)原因。根據(jù)超聲焊接，將高頻振蕩施加到被焊接的位置，從而擴(kuò)散金屬原子。通過再結(jié)晶金屬原子，電極接頭被機(jī)械連接。因此，對(duì)于將相同種類或者不同種類的金屬焊接到一起超聲焊接是非常有效的。在本實(shí)施例中使用的單電池具有由鋁構(gòu)成的一個(gè)薄電極接頭以及由銅構(gòu)成的其它薄電極接頭。母線和電源檢測(cè)端子由銅構(gòu)成。因此，電極接頭之間的連接和電極接頭以及電壓檢測(cè)端子之間的連接是不同種類的金屬之間的連接。這是采用超聲焊接的一個(gè)原因。根據(jù)超聲焊接，連接表面的最高溫度并不高，可以抑制為熔點(diǎn)的大約35％到50％。因此，基本金屬?zèng)]有熔化或者在高溫焊接時(shí)沒有形成的不牢固鑄造結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中使用的單電池具有由層疊的材料構(gòu)成的外部，并且電極接頭沒有被加熱到高溫。因此，為了不把單電池暴露在高溫下連接形成有很薄的金屬的電極接頭，超聲焊接是最合適的。這是第二個(gè)原因。
正如圖17和圖18所示上述焊接實(shí)現(xiàn)了在電極接頭215和225和電壓檢測(cè)端子500之間的連接?；谏鲜霾僮鳎度虢^緣墊圈212的框架210和嵌入導(dǎo)電墊圈的框架220形成一組框架單元。對(duì)組成電池組200的十二組框架單元實(shí)施該焊接。在焊接操作之后，正如圖17所示將絕緣帶250A貼附到電極接頭215的外表面，以當(dāng)層疊框架單元的時(shí)候在框架單元之間提供電絕緣。
接著，如圖20所示，在散熱片350上嵌入定位插針510和520。固定增壓?jiǎn)卧?30到535，設(shè)置母線260和264，以及安裝貫穿螺栓270、275、280和285。定位插針510和520，增壓?jiǎn)卧?30到535，以及安裝貫穿螺栓270、275、280和285分別穿過形成在框架單元550上的孔?？蚣軉卧?50安裝在散熱片350上，具有如圖20所示面向上的導(dǎo)電墊圈的框架。安裝在框架上的單電池直接接觸到母線260或者264，并且電連接。絕緣墊圈將母線260和264與散熱片350絕緣。
層疊三組框架單元550，具有安裝有如圖21所示的面向上的導(dǎo)電墊圈的框架。三組框架單元的迭層提供了六個(gè)單電池的迭層。由于框架具有位于除了支撐單電池的外圍之外的位置上的開口，在層疊方向上堆疊的單電池的外表面彼此直接接觸。將中間散熱片325堆疊在如圖21所示的三組框架單元上。因此，將六個(gè)單電池夾在散熱片350和中間散熱片325之間。因?yàn)?，單電池的外表面直接彼此接觸，在單電池的內(nèi)部產(chǎn)生的熱有效地傳送給散熱片350和中間散熱片325，并散失。當(dāng)然一部分熱從框架到散熱片直接傳送。優(yōu)選地，考慮到散熱采用合適的熱導(dǎo)率的材料制造框架。
此外，在中間散熱片325上層疊三組框架單元、中間散熱片325、三組框架單元、中間散熱片325以及三組框架單元。最后，堆疊散熱片300，并且用螺母310A到310F臨時(shí)固定(參見圖1)。螺母臨時(shí)固定貫穿螺栓270、275、280和285。
根據(jù)本實(shí)施例，導(dǎo)電墊圈具有和單電池相等或小于其厚度的厚度。因此，框架單元的簡(jiǎn)單層疊不會(huì)引起在框架單元之間的電連接，這樣使得工人不必顧忌電壓進(jìn)行工作。為了不顧忌電壓而有利于工作，電壓優(yōu)選等于或者小于40伏特。每一次當(dāng)層疊一個(gè)框架單元的時(shí)候，優(yōu)選將一個(gè)紙制絕緣墊圈插入到貫穿螺栓270內(nèi)，從而確保每個(gè)框架的絕緣。對(duì)于這種安排，電池組可以獲得電源端子450A和450B之間的高電壓。這確實(shí)避免了工人被暴露在高電壓下。因此，當(dāng)貫穿螺栓270、275、280和285都臨時(shí)用上述的螺母固定的時(shí)候任何一個(gè)單電池都沒有電連接。
在組裝電池組100并插入紙制絕緣墊圈之后，移走在框架單元之間插入的絕緣墊圈。當(dāng)擰緊所有的臨時(shí)固定螺母時(shí)，表面壓力施加到每個(gè)單電池，并且電極接頭接觸到導(dǎo)電墊圈。結(jié)果，正如圖5所示組成電池組100的所有單電池在電源端子450A和450B之間串聯(lián)連接，因此在電源端子450A和450B之間獲得高電壓。
根據(jù)本實(shí)施例，單電池的一個(gè)電極接頭被超聲焊連，并且另一個(gè)電極接頭安裝有如上所述的貫穿螺栓?？蛇x擇的，在兩側(cè)的電極接頭可以安裝有貫穿螺栓。在用貫穿螺栓固定位于兩側(cè)的電極接頭時(shí)，可選擇地將導(dǎo)電墊圈和絕緣墊圈穿通貫穿螺栓，以使得相鄰的電極接頭導(dǎo)電或者將這些電極接頭彼此絕緣。在這種情況下，可以通過將導(dǎo)電墊圈插入其中使得端子連接到貫穿螺栓來設(shè)定電壓檢測(cè)端子?？蛇x擇地，兩個(gè)電極接頭能夠被超聲焊接。在這種情況下，在層疊框架時(shí)需要實(shí)施超聲焊接。因此，為了使得在狹窄的空間中可能沒置超聲焊接工具，單電池的電極接頭的圖示位置能夠依照層疊位置而改變。例如，當(dāng)單電池安裝到位于底部層的框架單元上時(shí)，單電池的電極接頭偏移左側(cè)。當(dāng)將單電池安裝到堆疊在位于底部層的框架單元的上面的框架單元上時(shí)，單電池的電極接頭與通常一樣從中心引出。當(dāng)單電池安裝到堆疊在框架單元上的下一個(gè)框架單元上時(shí)，單電池的電極接頭從右側(cè)偏移。基于這種設(shè)計(jì)，當(dāng)框架單元處于層疊狀態(tài)時(shí)，可以容易地確保用于超聲焊接工具的安裝空間。
第二實(shí)施例根據(jù)第二實(shí)施例的電池組，在單電池之間的連接方法不同于第一實(shí)施例。具體而言，在框架內(nèi)排列的單電池在框架內(nèi)串聯(lián)連接以形成電池模塊185。這些單電池進(jìn)一步在單電池的層疊方向上相鄰的框架之間串聯(lián)連接，以形成電池組200。包括在電池組200內(nèi)的所有單電池串聯(lián)連接。
根據(jù)本實(shí)施例，具有如圖22和圖23所示的結(jié)構(gòu)的框架600用于串聯(lián)連接在框架里排列的單電池。圖22是框架600和被安裝到框架600上的單電池605到608一起的透視圖。圖23是單電池605到608被安裝到框架600上框架的頂部平面示意圖。
正如這些圖中所示，框架600在框架的一端610A的兩側(cè)都具有L型的母線620A和620B，并在此端610A的中間具有I型的母線620C?？蚣?00在框架的另一端610B具有I型的母線620D和620E。每個(gè)框架具有固持在一個(gè)表面上排列的四個(gè)單電池的固持器619，正象在第一實(shí)施例中說明的框架。換句話說，每個(gè)框架具有支撐單電池的至少一部分外圍的外圍支撐部618，以及定位單電池的定位部。定位部是環(huán)繞外圍支撐部形成的一部分，用于定位單電池的外圍端部。框架定位部固定單電池的位置，并且外圍支撐部支撐單電池的外圍。單電池的外圍和框架的外圍支撐部臨時(shí)用雙面帶固定。因此，可以簡(jiǎn)單搬運(yùn)在制造階段被安裝到框架上的狀態(tài)下的單電池。
當(dāng)將單電池605到608安裝在框架600上時(shí)，單電池605的電極接頭605A接觸到母線620A，并且單電池605的電極接頭605B接觸到母線620D。單元電池606的電極接頭606A接觸到母線620C，以及單電池606的電極接頭606B接觸到母線620D。單電池607的電極接頭607A接觸到母線620C，以及單電池607的電極接頭607B接觸到母線620E。單電池608的電極接頭608A接觸到母線620B，以及單電池608的電極接頭608B接觸到母線620E。
在框架600上安裝單電池，使得單電池的極性如圖23所示交替排列。對(duì)于單電池的這種排列，安裝在一個(gè)框架上的所有單電池串聯(lián)連接。母線620A到620E起到第二連接單元的作用，其將固持在框架內(nèi)的單電池的一個(gè)電極接頭電連接到固持在框架內(nèi)的其它單電池的其它電極接頭上。
如圖24所示，安裝在框架600上的單電池605到608的電極接頭605A、605B、606A、606B、607A、607B、608A和608B與分別連接到電極接頭上的母線620A到620E超聲焊接。圖25是在圖24中的框架600從箭頭標(biāo)記B的方向看(也就是從底部)的圖。在框架的一端610A的另一端以及其它端提供用于通過超聲焊接來連接母線和電極接頭的所用工具的插入開口630A到630H。將超聲焊接的工具插入到這些插入開口中，并將電極接頭超聲振蕩以將電極接頭和母線相連接。
如上所述在散熱片350上層疊其上連接了單電池的二十四個(gè)框架，以和根據(jù)第一實(shí)施例相似的方式形成電池組。在層疊框架時(shí)，還需要將單電池的極性在框架的層疊方向上交替設(shè)置。例如，當(dāng)安裝在位于底部層的框架上的單電池具有從圖23的底部左側(cè)開始依照正、負(fù)、正和負(fù)的順序的極性時(shí)，在被層疊在該框架上安裝的單電池必須具有從底部的左側(cè)開始為負(fù)、正、負(fù)和正的順序的極性。
基于上述排列，每個(gè)框架的L型母線的正/負(fù)極性在框架的層疊方向上還可以替換設(shè)置。因此，當(dāng)在層疊方向上排列的相鄰母線和在每第二個(gè)母線之間插入的絕緣材料連接到一起時(shí)，所有的層狀單電池能夠如圖26所示的串聯(lián)連接。在本實(shí)施例中，在層疊方向上在每六個(gè)框架之間還插入中間散熱片。
在圖26中，由如圖23所示的框架600形成位于底部層的電路。如圖26所示，在同一框架上排列的單電池605到608采用母線620A到620E串聯(lián)連接。在該框架600上層疊另一個(gè)框架。定位在母線620B(也就是在圖26中用一個(gè)？標(biāo)記表示的部分)的母線在將這些框架層疊的狀態(tài)下被超聲焊接。將絕緣帶(也就是在圖26中用方框標(biāo)記表示的部分)貼附到母線620A的上部側(cè)，以避免母線620A和定位在母線620A上的母線相接觸。如圖所示，層疊二十四個(gè)框架。在層疊方向上相鄰排列的一個(gè)母線被超聲焊接，并且其它母線被絕緣。該排列提供了具有串聯(lián)連接的九十六個(gè)單電池的串聯(lián)電路。
根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)通過產(chǎn)生焊接將母線連接到一起時(shí)，母線可以采用螺栓螺母連接。由于采用螺栓螺母進(jìn)行連接，優(yōu)選采用振蕩阻止件用于防止由于螺栓螺母的重量所引起的母線的振蕩。
第三實(shí)施例根據(jù)第三實(shí)施例，采用其上僅僅能夠安裝一個(gè)單電池的框架形成電池組，不同于根據(jù)第一和第二實(shí)施例的電池組。根據(jù)第三實(shí)施例，層疊在每一個(gè)上面都安裝有單電池的框架以形成單電池的層狀結(jié)構(gòu)。單電池的多個(gè)層狀結(jié)構(gòu)設(shè)置在一個(gè)平面上以形成電池組。
圖27是用在本實(shí)施例中的框架700的結(jié)構(gòu)圖?？蚣?00的結(jié)構(gòu)基本上和根據(jù)第一實(shí)施例在其上安裝有單電池的框架的那部分的結(jié)構(gòu)相同。換句話說，框架700具有固持一個(gè)單電池的固持件719。固持件具有固持單電池的至少一部分外圍的外圍支撐部718，以及定位單電池的定位部。定位部是環(huán)繞外圍支撐部形成的一部分，用于定位單電池的外圍端部。
在框架700的四個(gè)轉(zhuǎn)角設(shè)置用于穿過框架固定用定位插針的定位插針通孔702、704、706和708。通過插入成型將電壓檢測(cè)端子720固定到框架700上。當(dāng)將單電池710安裝到框架700上時(shí)，單電池710的一個(gè)電極接頭710A接觸到電壓檢測(cè)端子720。
層疊二十四個(gè)框架700，并且每六個(gè)框架插入中間散熱片730，以形成單電池750的層狀結(jié)構(gòu)，正如圖28所示。組成層狀結(jié)構(gòu)750的所有單電池串聯(lián)電連接，就像如圖5所示的層狀結(jié)構(gòu)400。根據(jù)本實(shí)施例，通過超聲焊接將電極接頭彼此連接。被定位在層狀結(jié)構(gòu)的底層和頂層內(nèi)的框架分別安裝有母線740A和740B。
在如圖29所示的散熱片350的同一平面上依照上述方法排列所制造的四個(gè)層狀結(jié)構(gòu)。在散熱片350上嵌入十六個(gè)定位插針745以定位層狀結(jié)構(gòu)750、760、770和780(也就是將四個(gè)定位插針嵌入到每個(gè)層狀結(jié)構(gòu)中)。將定位插針插入到單電池迭層750、760、770和780的相應(yīng)定位插針通孔中。所有的層狀結(jié)構(gòu)750、760、770和780都以該方式安裝到散熱片350上。盡管未曾示出，每一層狀結(jié)構(gòu)的母線通過連接件電連接，使得四個(gè)層狀結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接。在將層狀結(jié)構(gòu)750、760、770和780安裝到散熱片350上之后，最后安裝如圖1所示的散熱片300。結(jié)果，形成具有和圖1所示的電池組100的表面相同表面的電池組。
正如在本發(fā)明的第一到第三實(shí)施例中所說明的，電池組具有單電池的層狀結(jié)構(gòu)，并且在單電池之間基本上沒有提供間隙。插入在數(shù)量上對(duì)應(yīng)于必須的散熱片數(shù)量的中間散熱片，從而施加適合于每個(gè)單電池的表面壓力。因此，可以構(gòu)成汽車用的具有高能量密度的小型電池。由于電池組具有沒有間隙的固體結(jié)構(gòu)，電池具有卓越的抗振蕩能力的高硬度?？梢酝ㄟ^簡(jiǎn)單的層疊框架單元以及用螺栓緊固框架單元來組裝電池組。因此，組裝工作是高效率的。
根據(jù)本發(fā)明的電池組具有卓越的抗振蕩能力以及散熱性，以及重量輕結(jié)構(gòu)緊湊。因此，電池組可以用于在惡劣工作條件的領(lǐng)域中工作的自動(dòng)裝置的電源，以及建筑工地的電源，并不僅僅限于汽車電源。
根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造方法，首先形成電池模塊，并接著形成單電池的層狀結(jié)構(gòu)。因此，每一個(gè)生產(chǎn)工序的工作任務(wù)變得清晰了。結(jié)果，能夠高效地制造具有高可靠性的電池組。
根據(jù)35USC§119條本申請(qǐng)要求2003年10月10日注冊(cè)的日本專利申請(qǐng)No.2003-351710的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在這里引用作為參考。盡管參照本發(fā)明的某些實(shí)施例在前面已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上面所描述的實(shí)施例中。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說根據(jù)所述原則將對(duì)上面所述的實(shí)施例提出變型和變化。本發(fā)明的范圍參照所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種電池組，包括電池模塊的層狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)電池模塊包括一個(gè)或者多個(gè)扁平單電池，其中扁平單電池彼此電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中在每個(gè)電池模塊中的扁平單電池沒有彼此電連接；以及每個(gè)扁平單電池被電連接到包括在相鄰的電池模塊中的相應(yīng)扁平單電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，進(jìn)一步包括平板狀框架，其每一個(gè)都固持一個(gè)扁平單電池，其中層疊該框架以形成層狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，進(jìn)一步包括平板狀框架，其每一個(gè)具有排列在假想平面上的每一個(gè)電池模塊內(nèi)的扁平單電池，其中在和假想平面相交的方向上層疊框架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，進(jìn)一步包括固持件，其每一個(gè)都通過對(duì)電池單元加壓來整體固持電池單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其中框架具有固持扁平單電池的固持件；以及固持件具有支撐扁平單電池的一部分外圍的外圍支撐部，以及在其中定位扁平單電池的定位部。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中框架具有固持扁平單電池的固持件；以及固持件具有支撐扁平單電池的一部分外圍的外圍支撐部，以及定位扁平單電池的定位部。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其中框架具有第一連接件，其將被固持在框架內(nèi)的扁平單電池的一個(gè)電極接頭電連接到被固持在在層疊方向上和其相鄰的另一個(gè)框架上的扁平單電池的一個(gè)電極接頭上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中框架具有第一連接件，每一個(gè)第一連接件將被固持在框架內(nèi)的扁平單電池的一個(gè)電極接頭電連接到被固持在在層疊方向上和其相鄰的另一個(gè)框架上的扁平單電池的一個(gè)電極接頭上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中框架具有第二連接件，每一個(gè)第二連接件將被固持在框架內(nèi)的扁平單電池的一個(gè)電極接頭電連接到被固持在同一框架上的另一扁平單電池的一個(gè)電極接頭上。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其中框架具有電壓檢測(cè)端子，其檢測(cè)被固持在框架內(nèi)的扁平單電池的電壓，并且其被電連接到扁平單電池的電極接頭上。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中框架具有電壓檢測(cè)端子，其檢測(cè)被固持在框架內(nèi)的扁平單電池的電壓，并且其被連接到扁平單電池的電極接頭上。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組，其中固持件起到增壓?jiǎn)卧淖饔?，其在層疊方向上對(duì)組成電池單元的所有扁平單電池施加表面壓力，還起到冷卻器的作用，其通過將從電池單元產(chǎn)生的熱擴(kuò)散來冷卻電池單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組，其中固持件具有第三連接件，其將電池模塊的一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)電連接到電池模塊的另一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中在層狀框架之間插入至少一個(gè)冷卻器。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中扁平單電池的外表面直接接觸到在層疊方向上和該扁平單電池相鄰的扁平單電池的外表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中扁平單電池被固持在框架內(nèi)，使得扁平單電池的電極接頭的極性在層疊方向上交替排列。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中性在排列方向上交替排列。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中扁平單電池具有層狀發(fā)電元件，其內(nèi)具有按順序?qū)盈B的正電極板和負(fù)電極板；以及扁平單電池在和發(fā)電元件的正電極板以及負(fù)電極板的層疊方向相同的方向上層疊。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所有的扁平單電池串聯(lián)電連接。
21.一種制造電池組的方法，包括以下步驟形成包括多個(gè)扁平單電池的電池模塊；以及形成電池模塊的層狀結(jié)構(gòu)，其中扁平單電池彼此電連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造電池組的方法，其中在形成電池模塊的步驟，扁平單電池沒有彼此電連接，以及在形成層狀結(jié)構(gòu)的步驟，每個(gè)扁平單電池電連接到包括在相鄰的電池模塊中的相應(yīng)扁平單電池。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造電池組的方法，其中形成電池模塊的步驟包括步驟在平板狀框架中固持一個(gè)扁平單電池；以及層疊固持扁平單電池的平板狀框架。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造電池組的方法，其中在形成電池模塊的步驟，在框架內(nèi)固持排列在一個(gè)平面內(nèi)的多個(gè)扁平單電池。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造電池組的方法，其中形成層狀結(jié)構(gòu)的步驟包括焊接形成一個(gè)電池模塊的扁平單電池和形成另一個(gè)電池模塊的扁平單電池的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造電池組的方法，其中形成層狀結(jié)構(gòu)的步驟包括機(jī)械連接形成一個(gè)電池模塊的扁平單電池和形成另一個(gè)電池模塊的扁平單電池的步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造電池組的方法，其中形成層狀結(jié)構(gòu)的步驟包括通過焊接并通過機(jī)械連接將形成一個(gè)電池模塊的扁平單電池電連接于形成另一個(gè)電池模塊的扁平單電池的步驟。
全文摘要
電池組將單電池固持在平板狀框架中以形成電池模塊。在框架的厚度方向上將多個(gè)電池模塊層疊起來以形成單電池的層狀結(jié)構(gòu)。在層疊方向上用散熱片從兩側(cè)對(duì)電池單元增壓，并且整體固持以形成電池組。
文檔編號(hào)H01M10/50GK1619859SQ20041010387
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者大上悅夫, 雨谷龍一, 清水健, 甲田覺 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社