專利名稱：電源裝置及具備電源裝置的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將多個電池塊通過匯流條串聯(lián)或并聯(lián)連接而增大輸出的電源裝置，尤其涉及對使車輛行駛的電機(jī)供給電力的電源裝置、或利用太陽能電池等自然能源或深夜電力進(jìn)行充電的電源裝置、或者最適于停電的備用電源等的電源裝置及具備電源裝置的車輛。
背景技術(shù)：
目前開發(fā)出將多個電池單元串聯(lián)連接而增大輸出的電源裝置。(參照專利文獻(xiàn)I)如圖I所示，在該電源裝置中，4組電池單元102裝入外裝殼體109中，且相鄰的電池單元102通過匯流條106串聯(lián)連接。電池單元102將多個電池單體101層疊且利用端板104夾持其兩端并由連結(jié)構(gòu)件105進(jìn)行固定。電池單元102的電池單體101通過引線板·(未圖示)串聯(lián)連接。該電源裝置將4組電池單元102在水平面內(nèi)縱橫排列而固定于外裝殼體109內(nèi)。為了將相鄰的電池單元102連接，通過金屬板的匯流條106將電池單元102連接。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開2010-157451號公報發(fā)明的概要發(fā)明要解決的課題如圖I所示，在通過匯流條106連接多個電池單元102的電源裝置中，由于電池單元102的相對振動，因此對匯流條106反復(fù)地作用有彎曲應(yīng)力，可能發(fā)生匯流條106損傷甚至切斷等的不良情況。匯流條的因振動產(chǎn)生的損傷可以通過形成為將多個細(xì)線結(jié)成束而成的具有撓性的多股絞合線來消除。多股絞合線為了減小電阻而形成為將多個細(xì)線結(jié)成束而成的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為了將其與電池單元的輸出端子連接而在兩端固定壓接端子。壓接端子將多股線壓接而固定。這一結(jié)構(gòu)的匯流條可能由于多股線與壓接端子的連接部分的腐蝕等原因而隨著時間的流逝導(dǎo)致接觸電阻增加。這一缺點雖然可以通過將壓接端子壓接于多股絞合線并對壓接部分進(jìn)行軟釬焊或硬釬焊來防止，但是該匯流條在制造方面花費工夫而存在部件成本變得極高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了進(jìn)一步解決以上缺點而開發(fā)的。本發(fā)明的重要目的在于提供能夠使匯流條成為低價并大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)，且同時能夠可靠地防止因匯流條的振動導(dǎo)致的損傷或斷線的電源裝置及具備電源裝置的車輛。用于解決課題的手段及發(fā)明效果本發(fā)明的電源裝置通過匯流條6將連接多個電池單體I而成的電池單元2串聯(lián)或并聯(lián)連接。匯流條6由金屬板加工成在兩端的連接端子6a之間連結(jié)相互正交的縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y的形狀，利用縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y吸收將連接端子6a連接的電池單元2的相對的縱向和橫向的振動。以上的電源裝置具有在將匯流條形成為低價且能夠大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)的同時能夠可靠地防止因匯流條的振動導(dǎo)致的損傷或斷線的特征。這是因為，以上的電源裝置將金屬板加工成將連結(jié)縱面區(qū)域和橫面區(qū)域的形狀而作為匯流條，并利用該匯流條連結(jié)電池單元。金屬板由于擴(kuò)大寬度而能夠增大截面積，因此能夠減小電阻。所以，在以大電流對電池單元進(jìn)行充放電的狀態(tài)下，具有能夠減小匯流條過度消耗的電力的特征。此外，由匯流條連結(jié)的鄰接的兩個電池單元相對地沿上下方向振動或也沿左右方向振動。本發(fā)明的設(shè)置在電源裝置中的匯流條以將縱面區(qū)域和橫面區(qū)域連結(jié)的方式加工金屬板，因此能夠通過縱面區(qū)域和橫面區(qū)域吸收縱向振動和橫向振動這雙方。這是因為利用表面容易向折疊方向彎曲的金屬板的性質(zhì)來吸收縱向振動和橫向振動。即，在圖4和圖5中，將金屬板沿上下方向配置的縱面區(qū)域6x容易因箭頭X所示的方向的橫向振動彎曲，橫向配置的橫面區(qū)域6y容易因箭頭Y所示的方向的縱向振動彎曲。本發(fā)明的電源裝置可以形成為如下方式，S卩，將匯流條6形成為在橫面區(qū)域6y的兩端連結(jié)縱面區(qū)域6x的形狀，且在縱面區(qū)域6x的前端連結(jié)位于與橫面區(qū)域6y平行的面內(nèi)的連接端子6a。以上的電源裝置通過設(shè)置在匯流條的中央部的橫面區(qū)域吸收縱向振動，并通過設(shè)置在其兩端的縱面區(qū)域吸收橫向振動，能夠有效地防止因電池單元的相對上下振動和橫向振動導(dǎo)致的匯流條的損傷和切斷。本發(fā)明的電源裝置可以構(gòu)成為匯流條6具有折彎加工成鋸齒狀而成的鋸齒區(qū)域
Zo以上的電源裝置由于能夠通過鋸齒區(qū)域吸收長度方向的變形，因此除了電池單元的縱向振動和橫向振動以外，還能夠吸收相互接近或遠(yuǎn)離的方向的振動。即，匯流條能夠有效地吸收鄰接的電池單元的立體振動，從而有效地防止損傷和切斷。本發(fā)明的電源裝置可以構(gòu)成為將匯流條6形成為朝向扭轉(zhuǎn)方向折彎加工而將縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y交替連結(jié)的形狀。以上的電源裝置通過對金屬板以使其扭轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行加工，從而能夠簡單容易且低價地大量生產(chǎn)匯流條，能夠防止電池單元的相對振動導(dǎo)致的損傷。本發(fā)明的電源裝置可以構(gòu)成為使匯流條6為銅、銅合金、銀、銀合金等中的任一種。本發(fā)明的電源裝置可以構(gòu)成為具備收納多個電池單元2的外裝殼體9，在外裝殼體9的底板9a上固定有多個電池單元2。本發(fā)明的電源裝置可以構(gòu)成為作為向使車輛行駛的電機(jī)供給電力的電源使用。以上的電源裝置能夠可靠地防止因車輛的振動使匯流條損傷或切斷的弊害。另外，具有能夠在以大電流使電源裝置的電池放電而使車輛加速或利用再生制動的能量對電池進(jìn)行大電流充電的同時減少匯流條的電力損失和發(fā)熱的特征。這是因為，通過利用金屬板制作匯流條，能夠減小其電阻。匯流條的發(fā)熱和電力損失與電流的平方和電阻的積成比例，因此能夠減小電阻而減小發(fā)熱和電力損失。本發(fā)明的車輛具備以上任一技術(shù)方案所述的電源裝置。


圖I是表示以往的電源裝置的電池單元的排列的立體圖。圖2是表示本發(fā)明的一實施例所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的簡要俯視圖。圖3是圖2所示的電源裝置的垂直縱向剖視圖。圖4是表示匯流條的一例的立體圖。圖5是圖4所示的匯流條的俯視圖。圖6是圖4所示的匯流條的展開圖。圖7是表示匯流條的另一例的立體圖。圖8是圖7所示的匯流條的俯視圖。圖9是圖7所示的匯流條的展開圖。圖10是表示匯流條的另一例的立體圖。圖11是表示匯流條的另一例的立體圖。圖12是表示匯流條的另一例的立體圖。圖13是表示匯流條的另一例的立體圖。圖14是表示圖12所示的匯流條的使用狀態(tài)的一例的立體圖。圖15是表示圖13所示的匯流條的使用狀態(tài)的一例的立體圖。圖16是表示圖2所示的電源裝置的電池單體和間隔件的層疊結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖17是表示電池單元和匯流條的連結(jié)結(jié)構(gòu)的放大剖視圖。圖18是表示電池單元和匯流條的連結(jié)結(jié)構(gòu)的另一例的放大剖視圖。圖19是表示通過發(fā)動機(jī)和電機(jī)而行駛的混合動力機(jī)動車上搭載電源裝置的示例的框圖。圖20是表示僅通過電機(jī)而行駛的電動車上搭載電源裝置的示例的框圖。圖21是表示適用于蓄電用的電源裝置的示例的框圖。符號說明I...電池單體2...電池單元3···固定部件4...端板 4A...主體部4a...鼓風(fēng)槽4B...加強金屬5...連結(jié)構(gòu)件5A...折彎部6...匯流條 6A...匯流條6B匯流條6C...匯流條6D...匯流條6E...匯流條6F...匯流條6a...連接端子
6b...貫通孔6χ·..縱面區(qū)域6y...橫面區(qū)域6z...鋸齒區(qū)域7...金屬板 7A...金屬板7B...金屬板9...外裝殼體9A...下殼體9a...底板11···殼體 11A···外裝罐11B···封口板12···電極端子14...絕緣材料15···安全閥16···開口部18···間隔件 18a···鼓風(fēng)槽19...鼓風(fēng)通道21. · ·連結(jié)件22. · ·螺母23...中繼連結(jié)件24...螺母25···緊固螺釘25A··.螺紋部29···緊固螺釘80···電源裝置81. · ·負(fù)載82. . . DC/AC 變換器83...電氣設(shè)備84···放電開關(guān)85···充電用電源86···充電開關(guān)87...控制電路90···電源裝置93. · ·電機(jī)94···發(fā)電機(jī)95. . · DC/AC 變換器96···發(fā)動機(jī)101...電池單體102...電池單元104...端板105...連結(jié)構(gòu)件
106...匯流條109...外裝殼體EV···車輛HV··.車輛
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施例。但是，以下所示的實施例是例示出用于將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的電源裝置及具備電源裝置的車輛的例子，本發(fā)明并非將電源裝置及具備電源裝置的車輛特定為以下的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，本說明書為了使權(quán)利要求書易于理解而將與實施例所示的構(gòu)件對應(yīng)的符號附記于“權(quán)利要求書”及“用于解決課題的手段”欄中所示的構(gòu)件。但絕非將權(quán)利要求書中所示的構(gòu)件特定為實施例的構(gòu)件。本發(fā)明的電源裝置是將多個電池單元連接而增大輸出的電源，尤其作為搭載于混合動力汽車或電動車等電動車輛中而對車輛的行駛電機(jī)供給電力以使車輛行駛的電源裝置、利用太陽能電池等自然能源或深夜電力來充電的電源裝置、或者停電的備用電源等的電源裝置來使用。圖2和圖3的電源裝置通過匯流條6將多個電池單元2串聯(lián)連接。該圖的電源裝置通過匯流條6將4組電池單元2串聯(lián)連接。該電源裝置由于將電池單元2串聯(lián)連接因此能夠提高輸出電壓。本發(fā)明的電源裝置也可以將多個電池單元并聯(lián)連接而增大輸出電流。另外，也可以將多個電池單元串聯(lián)、并聯(lián)連接，從而提高輸出電壓且增大輸出電流。圖2的電源裝置將4組電池單元2固定于外裝殼體9的底板9a上。電池單元2將2組的電池單元2排列成直線狀而利用匯流條6串聯(lián)連接。進(jìn)而，將它們并列成2列而利用匯流條6串聯(lián)連接，從而利用匯流條6將全部電池單元2串聯(lián)連接。如圖4至圖15所示,匯流條6利用金屬板7加工成在兩端的連接端子6a之間連結(jié)相互正交的縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y的形狀，并通過縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y吸收將連接端子6a連接的電池單元2的相對的縱向和橫向的振動。匯流條6在兩端的連接端子6a上設(shè)有貫通孔6b。如圖2和圖3所示，匯流條6經(jīng)由穿過該貫通孔6b的緊固螺釘25與電池單元2連結(jié)。匯流條6的金屬板7根據(jù)向負(fù)載供給的電力而將厚度和寬度形成為最佳尺寸。例如，車輛用的電源裝置的匯流條6將金屬板7的厚度形成為Imm 3mm,將橫寬形成為Icm 3cm。另外，利用自然能源或深夜電力充電而向負(fù)載供給電力的電源裝置要考慮到向負(fù)載供給的電力而確定厚度和橫寬，例如用于該用途的電源裝置的匯流條6將厚度形成為O. 5mm 3mm,將橫寬形成為Icm 3cm。金屬板可以使用對電阻小且撓性良好的金屬例如銅板的表面進(jìn)行鍍敷而成的構(gòu)件。但是，匯流條6的金屬板可以使用銅合金、鎳、鎳合金等電阻小且撓性良好的所有金屬板。匯流條6通過將金屬板裁斷成規(guī)定的形狀并對其進(jìn)行折彎加工而制造。圖4和圖5所示的匯流條6A為在橫面區(qū)域6y的兩端連結(jié)縱面區(qū)域6x的形狀，在縱面區(qū)域6x的前端連結(jié)有位于與橫面區(qū)域6y平行的面內(nèi)的連接端子6a。匯流條6A以使連結(jié)在橫面區(qū)域6y的兩端的縱面區(qū)域6x分別向相反方向延長且使連結(jié)在各縱面區(qū)域6x的前端的連接端子6a朝向彼此相反的方向的姿態(tài)設(shè)置。即，在圖5所示的俯視情況下形成為點對稱的形狀。該匯流條6A的展開圖在圖6中示出。在該展開圖中，將虛線所示的位置折彎成直角，形成為圖4的立體圖所示的匯流條6A。圖6的展開圖所示的金屬板7A將由虛線A所示的位置折成山形，將由虛線B所示的位置折成谷形，成為圖4的立體圖所示的匯流條6A。進(jìn)而，匯流條6A可以調(diào)整各折彎部分的曲率半徑而調(diào)整相對于縱向振動和橫向振動的吸收程度。圖4所示的匯流條6A使在由虛線B所示的位置折彎形成的曲率半徑(r3)比在由虛線A所示的位置折彎形成的曲率半徑(rl)、(r2)大，從而提高橫向振動的吸收。該匯流條6A在將連接端子6a以水平姿態(tài)固定在電池單元2上的狀態(tài)下，橫面區(qū)域6y位于水平面內(nèi)，縱面區(qū)域6x位于垂直面內(nèi)。由于橫面區(qū)域6y和縱面區(qū)域6x位于相互正交的面內(nèi)，因此一方位于水平面內(nèi)時另一方位于垂直面內(nèi)。另外，橫面區(qū)域6y和縱面區(qū)域6x在一方處于相對于水平面內(nèi)傾斜的姿態(tài)時，另一方也處于傾斜的姿態(tài)，但橫面區(qū)域6y和縱面區(qū)域6x始終處于相互正交的面內(nèi)。圖7和圖8所示的匯流條6B為在縱面區(qū)域6x的兩端連結(jié)橫面區(qū)域6y的形狀，將橫面區(qū)域6y的前端作為連接端子6a。該匯流條6B的展開圖在圖9中示出。在該展開圖中，將由虛線示出的位置折彎成直角，成為圖7的立體圖所示的匯流條6B。圖9的展開圖所示的金屬板7B將由虛線A和虛線D所示的位置折成山形，將由虛線B和虛線C所示的位
置折成谷形，成為圖7的立體圖所示的匯流條6B。該匯流條6B形成為以下姿態(tài)，S卩，將圖9的展開圖所示的金屬板7B在由虛線A和虛線B所示的位置向彼此相反的方向折彎，在縱面區(qū)域6x的兩端形成橫面區(qū)域6y，并且將縱面區(qū)域6x在由虛線C和虛線D所示的位置向彼此相反的方向折彎而使橫面區(qū)域6y的前端的連接端子6a朝向彼此相反的方向。S卩，在圖8所示的俯視情況下，形成為成為點對稱的形狀。進(jìn)而，匯流條6B調(diào)整各折彎部分的曲率半徑而調(diào)整相對于縱向振動和橫向振動的吸收程度。圖7所示的匯流條6B使在虛線C和虛線D所示的位置折彎形成的曲率半徑(r3)比在虛線A和虛線B所示的位置折彎形成的曲率半徑(rl)大，從而提高了對橫向振動的吸收。該匯流條6B也同樣是將連接端子6a以水平姿態(tài)固定于電池單元2上，在該狀態(tài)下，橫面區(qū)域6y位于水平面內(nèi)，縱面區(qū)域6x位于垂直面內(nèi)。在此，圖7和圖8所示的匯流條6B將兩端的連接端子6a設(shè)置在彼此相反的方向上，但匯流條也可以如圖10所示那樣將兩端的連接端子6a以彼此朝向相同方向的姿態(tài)設(shè)置。圖10所示的匯流條6C也可以通過將圖9的展開圖所示的金屬板7B在由虛線所示的位置折彎加工成直角而制造，但與圖7所示的匯流條7B的折彎方向不同。該匯流條6C將圖9的金屬板7B在由虛線A和虛線B所示的位置折成山形，在由虛線C和虛線D所示的位置折成谷形，從而形成圖10的立體圖所示的形狀。即，該匯流條6C將圖9的展開圖所示的金屬板7B在由虛線A和虛線B所示的位置向彼此相同的方向折彎而在縱面區(qū)域6x的兩端形成橫面區(qū)域6y，并且將縱面區(qū)域6x在由虛線C和虛線D所示的位置向彼此相同的方向折彎，從而形成使橫面區(qū)域6y的前端的連接端子6a朝向彼此相同的方向的姿態(tài)。S卩，圖10所示的匯流條6C在其俯視狀態(tài)下形成為線對稱的形狀。如此，對于由相同形狀的金屬板7B折彎加工連接端子6a的朝向不同的匯流條6B、6C的結(jié)構(gòu)而言，其具有可在降低制造成本的同時大量生產(chǎn)不同種類的匯流條6B、6C的特征。圖10所示的匯流條6C也使在虛線C和虛線D所示的位置折彎形成的曲率半徑(r3)比在虛線A和虛線B所示的位置折彎形成的曲率半徑(rl)大，從而提高橫向振動的吸收。進(jìn)而，圖11所示的匯流條6D設(shè)置有將金屬板折彎加工成鋸齒狀而成的鋸齒區(qū)域6z。該匯流條6D將縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y雙方折彎成鋸齒狀而設(shè)有鋸齒區(qū)域6z。但是，鋸齒區(qū)域也可以僅設(shè)置在橫面區(qū)域內(nèi)或僅設(shè)置在縱面區(qū)域內(nèi)。此外，圖12和圖13所示的匯流條6E、6F將金屬板向扭轉(zhuǎn)方向進(jìn)行折彎加工而形成將縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y交替連結(jié)的形狀。該匯流條6E、6F通過將金屬板裁斷成規(guī)定寬度的直線狀并將其向扭轉(zhuǎn)方向進(jìn)行折彎加工而制造。圖12所示的匯流條6E通過將金屬板折彎加工成螺旋狀而形成縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y交替連結(jié)的形狀。圖13所示的匯流條6F將金屬板局部向扭轉(zhuǎn)方向進(jìn)行折彎加工而設(shè)置縱面區(qū)域6x，從而形成縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y交替連結(jié)的形狀。所述匯流條6E、6F成為縱面區(qū)域6x和橫面區(qū)域6y交替連結(jié)的狀態(tài)，因此如圖14和圖15所示，能夠自由地變形而使其兩端的連接端子6a與電池單元2連接。在圖12和圖13中，圖14和圖15所示的匯流條6E、6F在由虛線A和虛線B所示的位置將縱面區(qū)域6x折彎加工成直角而將兩端的連接端子6a設(shè)置成規(guī)定的朝向。在此，圖14所示的匯流條6E設(shè)置成兩端的連接端子6a朝向彼此相反的方向的姿態(tài)。另外，圖15所示的匯流條6F設(shè)置成兩端的連接端子6a朝向彼此相同的方向的姿態(tài)。如圖2所示，以上的匯流條6將兩端的連接端子6a與相互鄰接的電池單元2的輸·出相連接，將所述的電池單元2連接。圖4、圖5、圖7、圖8、圖11及圖14所示的匯流條6A、6B、6D、6E形成為使兩端的連接端子6a朝向彼此相反的方向的姿態(tài)。在圖2中，所述的匯流條6A、6B、6D、6E適用于將位于同列且鄰接的電池單元2彼此連結(jié)。在此，圖2所示的電源裝置通過圖4及圖5所示的匯流條6A將位于同列且鄰接的電池單元2彼此連結(jié)。另外，圖10和圖15所示的匯流條6C、6F形成為使兩端的連接端子6a朝向彼此相同的方向的姿態(tài)。在圖2中，所述的匯流條6C、6F適于將位于相鄰列且鄰接的電池單元2彼此連結(jié)。在此，圖2所示的電源裝置通過圖10所示的匯流條6C將位于相鄰列且鄰接的電池單元2彼此連結(jié)。但是，匯流條也可以根據(jù)被連接的電池單元的個數(shù)、排列以及構(gòu)成各電池單元的電池單體的個數(shù)及其連接狀態(tài)等而對連結(jié)電池單元的匯流條的形狀進(jìn)行各種變更。由匯流條6串聯(lián)或并列連接的電池單元2將多個電池單體I排列成層疊狀態(tài)而串聯(lián)連接。該電池單元2將電池單體I串聯(lián)連接而提高輸出電壓，但也可以將電池單體并列連接或串聯(lián)、并聯(lián)連接。如圖16所示，電池單體I為方形的鋰離子電池。但是，作為電池單體可以使用鎳氫電池、鎳鎘電池等能夠充電的所有電池。電池單體I未圖示，是將正負(fù)的電極板隔著間隔件層疊得到的電極體收納在殼體11中并填充電解液而成的電池。進(jìn)而，電池單體I也可以在殼體11中內(nèi)置電流切斷機(jī)構(gòu)(Current Interrupt Device)。當(dāng)該電流切斷機(jī)構(gòu)在電池單體I的內(nèi)壓設(shè)定變得比設(shè)定壓力高時，以使連接點分離的方式進(jìn)行變形而切斷電流。電池單體I的殼體11通過成形金屬制或硬質(zhì)塑料而制成。金屬制的殼體11通過鋁、鋁合金、鐵或鐵合金制成。該金屬殼體11通過將變形金屬板沖壓加工成底被閉塞的筒狀而制成外裝罐11A，并利用封口板IlB以氣密的方式將該外裝罐IlA的開口部閉塞而制成。封口板IlB通過激光焊接等方法固定于外裝罐IlA上。外裝罐IIA通過加工成在兩面具有四邊形的對置面的四方筒狀或加工成以U曲面連結(jié)對置面的兩側(cè)的筒狀而制成。金屬制的封口板IlB以正負(fù)的電極端子12在絕緣狀態(tài)下氣密地貫通上表面的兩端部的方式經(jīng)由絕緣材料14固定該正負(fù)的電極端子12。進(jìn)而，閉塞外裝罐IlA的開口部的封口板IlB設(shè)置有安全閥15的開口部16。安全閥15在殼體11的內(nèi)壓變得比設(shè)定值高時開閥，防止殼體11破損。內(nèi)置電流切斷機(jī)構(gòu)的電池單體使電池的內(nèi)壓上升而安全閥開閥的開閥壓比電流切斷機(jī)構(gòu)隔斷電流的電流隔斷壓大。即，在電池單體的內(nèi)壓上升而比電流隔斷壓大時，電流切斷機(jī)構(gòu)切斷電池單體的電流。在該狀態(tài)下，電池單體由于電流被隔斷而安全性得以確保。進(jìn)而，在從電流切斷機(jī)構(gòu)切斷電流的狀態(tài)開始電池的內(nèi)壓上升而變得比安全閥的開閥壓大時，安全閥開閥。當(dāng)安全閥開閥時，內(nèi)部的氣體從封口板的開口部向外部排出。圖16的電池單體I在封口板IlB設(shè)置有安全閥15的開口部16。該電池單體I能夠從開閥的安全閥15的開口部16排出氣體。這是因為氣體積存在殼體11內(nèi)的上部。電池單體也可以在外裝罐的底部或側(cè)部設(shè)置安全閥的開口部。但是，該電池單體在安全閥開口時電解液被排出。電解液為導(dǎo)電性的液體，若其排出則可能使接觸部短路。在殼體11的封口板IlB設(shè)置安全閥15的電池單體I能夠從開口的安全閥15將氣體排出而降低內(nèi)壓。因此，在安全閥15開口時，限制電解液的排出，能夠減少因電解液導(dǎo)致的損害。電源裝置為了將從安全閥15排出的氣體向外部排氣而在電池單元2上設(shè)置有除
氣通道，這一點未進(jìn)行圖示。該除氣通道將下方的開口部與安全閥15的開口部16連結(jié)，從而將從安全閥15排出的氣體向外部排氣。該結(jié)構(gòu)能夠迅速地將安全閥15開閥而從電池單體I排出的氣體向外部排氣。電池單體I以寬度比厚度大的方形的電池單體按照使四邊形的對置面相互對置的姿態(tài)層疊而作為電池單元2。層疊的電池單體I通過連結(jié)件21將鄰接的電極端子12連結(jié)，從而相互串聯(lián)連接。圖2和圖3的電池單元2通過連結(jié)件21將鄰接的電池單體I的正負(fù)的電極端子12相互串聯(lián)連接。電極端子12為在表面設(shè)有外螺紋的桿狀，在該外螺紋上螺入螺母22而固定連結(jié)件21。進(jìn)而，在各電池單體I的電極端子12上連結(jié)有引線(未圖示)。該引線與安裝有檢測電池單體I的電壓的保護(hù)電路的電路基板(未圖示)連接。雖未圖示，但電路基板配設(shè)在電源裝置的上方。如圖3和圖16所示，在相互層疊的電池單體I之間夾設(shè)有間隔件18。間隔件18使鄰接的電池單體I的外裝罐IlA絕緣且在電池單體I之間設(shè)置有冷卻電池單體I的鼓風(fēng)間隙19。因此，間隔件18通過將塑料等的絕緣材料成形而制成。間隔件18在兩面設(shè)有鼓風(fēng)槽18a，而在電池單體I之間設(shè)有鼓風(fēng)間隙19。間隔件18沿水平方向換言之即以與電池單體I的兩側(cè)連結(jié)的方式設(shè)置鼓風(fēng)槽18a。在該間隔件18設(shè)置的鼓風(fēng)間隙19將空氣沿水平方向鼓送而冷卻電池單體I。隔著間隔件18層疊的電池單體I通過固定部件3固定在固定位置上。固定部件3包括在層疊的電池單體I的兩端面配置的一對端板4和將端部連結(jié)而將層疊狀態(tài)的電池單體I以加壓狀態(tài)固定在該端板4上的連結(jié)構(gòu)件5。電池單元2通過連結(jié)構(gòu)件5將配置在其兩端面上的一對端板4連結(jié)，從而向與對置面正交的方向?qū)盈B狀態(tài)的電池單體I加壓而將其固定。端板4通過將硬質(zhì)塑料成形而制成或由鋁或其合金等金屬成形。圖2和圖3的端板4在塑料制的主體部4A的外側(cè)固定加強金屬4B而對整體進(jìn)行加強。該端板4將連結(jié)構(gòu)件5固定在加強金屬件4B上。該結(jié)構(gòu)能夠利用加強金屬件4B對端板4進(jìn)行加強而形成牢固的結(jié)構(gòu)，另外，具有能夠?qū)⑦B結(jié)構(gòu)件5牢固地連結(jié)的特征。尤其是，該結(jié)構(gòu)具有通過塑料成形端板4而能夠使其本身牢固的特征。但是，端板并非必須由加強金屬件來加強。進(jìn)而，塑料制的主體部4A在外側(cè)面一體成形設(shè)置有縱橫延伸的加強肋而進(jìn)行加強，這一點未進(jìn)行圖示。該主體部4A可以通過加強肋來加強彎曲強度。彎曲強度良好的端板4能夠有效地阻止電池單體I的中央部分的膨脹。這是因為只要與連結(jié)構(gòu)件5連結(jié)的端板4不變形，則電池單體的中央部分不會膨脹。端板4為了以較寬的面積夾持電池單體I，其外形形成為與電池單體I的方形電池相同的四邊形。四邊形的端板4形成為與電池單體I相同的大小或者比電池單體I稍大。進(jìn)而，圖3的端板4在與電池單體I對置的對置面設(shè)有鼓風(fēng)槽4a，在與電池單體I之間設(shè)有鼓風(fēng)間隙19。但是，端板也可以將與電池單體對置的對置面形成為平面狀，與電池單體或間隔件以面接觸狀態(tài)接觸。塑料制的端板4直接與電池單體層疊，金屬制的端板經(jīng)由層疊材料層疊在方形電池上。連結(jié)構(gòu)件5的端部與端板4連結(jié)。連結(jié)構(gòu)件5經(jīng)由緊固螺釘29與端板4連結(jié)、或者將端部向內(nèi)側(cè)折彎而與端板連結(jié)、或者將螺母螺入連結(jié)構(gòu)件的端部、或通過壓接(力
^ )而將連結(jié)構(gòu)件的端部與端板連結(jié)。通過緊固螺釘29將連結(jié)構(gòu)件5連結(jié)的端板4設(shè)置有螺入緊固螺釘29的內(nèi)螺紋孔。內(nèi)螺紋孔設(shè)置在端板4的外側(cè)表面，其螺入將連結(jié)構(gòu)件5的折彎部5A貫通的緊固螺釘29而將連結(jié)構(gòu)件5連結(jié)。圖3的電池單元2沿著作為方形電池的電池單體I的上端部和下端部而分別將連結(jié)構(gòu)件5與端板4連結(jié)。該端板4具有上端和下端，在外側(cè)表面的兩側(cè)部設(shè)置有內(nèi)螺紋孔。連結(jié)構(gòu)件5通過將規(guī)定厚度的金屬板加工成規(guī)定的寬度而制成。連結(jié)構(gòu)件5將端部與端板4連結(jié)而將一對端板4連結(jié)，在它們之間將電池單體I保持成壓縮狀態(tài)。連結(jié)構(gòu)件5將一對端板4固定成規(guī)定尺寸，而將層疊在它們之間的電池單體I固定成規(guī)定的壓縮狀態(tài)。連結(jié)構(gòu)件5通過將例如SUS304等的不銹鋼板或鋼板等金屬板加工成具有足夠強度的寬度和厚度而制成。進(jìn)而，連結(jié)構(gòu)件也可以將金屬板加工成槽形。該形狀的連結(jié)構(gòu)件由于能夠加強彎曲強度，因此具有能夠使寬度變窄且同時將層疊的方形電池可靠地固定成規(guī)定的壓縮狀態(tài)的特征。連結(jié)構(gòu)件5在端部設(shè)有折彎部5A，并將折彎部5A與端板4連結(jié)。折彎部5A設(shè)有緊固螺釘29的貫通孔，經(jīng)由插入于此的緊固螺釘29與端板4固定。進(jìn)而，在圖2和圖3的電源裝置中，連結(jié)電池單元2的匯流條6不直接與電池單體I的電極端子12連接，而是經(jīng)由中繼連結(jié)件23與電池單體I的電極端子12連接。中繼連結(jié)件23為金屬板，如圖3和圖17所示，其一端與成為電池單元2的輸出的電極端子12連接，其另一端與匯流條6的連接端子6a連接。匯流條6的連接端子6a經(jīng)由緊固螺釘25和螺入該緊固螺釘25的螺母24與中繼連結(jié)件23連接。圖17的端板4將螺母24固定成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。螺母24在成形塑料制的端板4的工序中進(jìn)行鑲嵌成形而被固定。但是，也可以在端板上設(shè)置能夠?qū)⒙菽敢圆恍D(zhuǎn)的方式嵌接的凹部，從而能夠嵌接于此而固定成不旋轉(zhuǎn)。圖2的端板4在連結(jié)有匯流條6的一側(cè)的端部、換言之即在與成為電池單元2的輸出側(cè)的電極端子12對置的端部鑲嵌成形并固定有螺母24。但是，端板也可以在與電池單體的兩端的電極端子對置的位置設(shè)置螺母。無論成為電池單元的輸出側(cè)的電極端子的位置如何，該端板都可以將中繼連結(jié)件和匯流條中的任一個與螺母連結(jié)。如圖27所示，對于以上的端板4而言，中繼連結(jié)件23的一端與成為電池單元2的輸出側(cè)的電極端子12連接，將該中繼連結(jié)件23的另一端和匯流條6的連接端子6a貫通的緊固螺釘25螺入螺母24，從而中繼連結(jié)件23和匯流條6電連接且同時固定在固定位置上。因此，中繼連結(jié)件23形成為一端能夠與輸出側(cè)的電極端子12連結(jié),另一端能夠與固定在端板4上的螺母24連接的形狀。進(jìn)而，中繼連結(jié)件23在電極端子12的位置和螺母24的位置分別設(shè)有貫通孔。以上的電源裝置形成為下述結(jié)構(gòu)，S卩，在端板4上以不旋轉(zhuǎn)的方式固定螺母24，在該螺母24中螺入緊固螺釘25而將匯流條6和中繼連結(jié)件23連結(jié)。但是，如圖18所示，電源裝置也可以代替螺母而端板4上固定緊固螺釘25。該端板4鑲嵌成形而固定有緊固螺釘25。緊固螺釘25以使螺紋部25A向上方突出的姿態(tài)固定在端板4上。在該結(jié)構(gòu)中，螺母24螺入緊固螺釘25，使匯流條6的連接端子6a與中繼連結(jié)件23連接， 從而能夠固定在端板4上。螺入螺母24的緊固螺釘25使螺紋部25A穿過中繼連結(jié)件23的貫通孔和匯流條6的連接端子6a的貫通孔6b，從而在中繼連結(jié)件23上層疊連接端子6a。S卩，在固定有緊固螺釘25的端板4上以貫通緊固螺釘25的方式層疊中繼連結(jié)件23和連接端子6a，在該狀態(tài)下螺入螺母24而將連接端子6a與中繼連結(jié)件23連接，從而固定到端板4上。在緊固螺母24時，連接端子6a被保持成不旋轉(zhuǎn)。利用該結(jié)構(gòu)，匯流條6的連接端子6a也經(jīng)由中繼連結(jié)件23與作為電池單元2的輸出的電極端子12連接。在以上的電源裝置中，多個電池單元2收納在外裝殼體9中。外裝殼體9由下殼體9A和上殼體(未圖示)構(gòu)成。電源裝置在下殼體9A的底板9a上將多個電池單元2縱橫排列固定。圖中所示的電源裝置在底板9a上串聯(lián)排列2個電池單元2，并將其配置成2列，從而收納4組的電池單元2。配置成2列的電池單元2以在它們之間和兩側(cè)形成有空氣通道的方式彼此分離配設(shè)。在以上的電源裝置中，在形成在鄰接的電池單體I之間的鼓風(fēng)間隙19中強制鼓送空氣等冷卻用的氣體而將電池單體I強制冷卻。在該電源裝置中，與鼓風(fēng)間隙9連結(jié)的鼓風(fēng)通道設(shè)置在對置位置，從而經(jīng)由該鼓風(fēng)通道向鼓風(fēng)間隙9強制鼓送冷卻氣體而冷卻電池單體1，該結(jié)構(gòu)未圖示。但是，電源裝置也可以在電池單元的底面配置冷卻板并具備冷卻該冷卻板的冷卻機(jī)構(gòu)，從而經(jīng)由利用制冷劑等被強制冷卻的冷卻板而將電池單元的電池單體從底面冷卻。該電源裝置并非必須在間隔件上設(shè)置鼓風(fēng)間隙。以上的電源裝置可以利用作為車載用的電源。作為搭載電源裝置的車輛，可以利用通過發(fā)動機(jī)和電機(jī)這雙方行駛的混合動力機(jī)動車或外接充電混合動力機(jī)動車或者僅通過電機(jī)行駛的電動車等電動車輛，可以作為這些車輛的電源來使用。(混合動力車用電源裝置)圖19表示在通過發(fā)動機(jī)和電機(jī)這雙方行駛的混合動力機(jī)動車上搭載電源裝置的示例。搭載有該圖所示的電源裝置90的車輛HV具備使車輛HV行駛的發(fā)動機(jī)96及行駛用的電機(jī)93、向電機(jī)93供給電力的電源裝置90、對電源裝置90的電池充電的發(fā)電機(jī)94。電源裝置90經(jīng)由DC/AC變換器95與電機(jī)93和發(fā)電機(jī)94連接。車輛HV在對電源裝置90的電池進(jìn)行充放電的同時通過電機(jī)93和發(fā)動機(jī)96這雙方行駛。電機(jī)93在發(fā)動機(jī)效率差的區(qū)域、例如加速時、低速行駛時被驅(qū)動而使車輛行駛。電機(jī)93從電源裝置90供給電力而被驅(qū)動。發(fā)電機(jī)94由發(fā)動機(jī)96驅(qū)動，或由對車輛進(jìn)行制動時的再生制動而被驅(qū)動，從而對電源裝置90的電池充電。(電動車用電源裝置)
另外，圖20表示在僅通過電機(jī)行駛的電動車上搭載電源裝置的示例。搭載有該圖所示的電源裝置90的車輛EV具備使車輛EV行駛的行駛用的電機(jī)93、向該電機(jī)93供給電力的電源裝置90、對該電源裝置90的電池進(jìn)行充電的發(fā)電機(jī)94。電源裝置90經(jīng)由DC/AC變換器95與電機(jī)93和發(fā)電機(jī)94連接。電機(jī)93從電源裝置90被供給電力而進(jìn)行驅(qū)動。發(fā)電機(jī)94利用對車輛EV進(jìn)行再生制動時的能量被驅(qū)動，從而對電源裝置90的電池進(jìn)行充電。(蓄電用電源裝置)進(jìn)而，本發(fā)明并非將電源裝置的用途特定為使車輛行駛的電機(jī)的電源。本發(fā)明的電源裝置也可以作為通過利用太陽能發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電等進(jìn)行發(fā)電得到的電力對電池進(jìn)行充電并蓄電的蓄電裝置用的電源來使用，或者作為利用夜間的深夜電力對電池進(jìn)行充電并蓄電的蓄電裝置用的電源來使用。由深夜電力充電的電源裝置通過發(fā)電廠的剩余電力即深夜電力進(jìn)行充電，并在電力負(fù)載變大的白天輸出電力，能夠?qū)滋斓姆逯惦娏ο拗频眯　＿M(jìn)而，電源裝置也可以作為利用太陽能電池的輸出和深夜電力這雙方進(jìn)行充電的電源來使用。該電源裝置有效地利用由太陽能電池發(fā)電的電力和深夜電力這雙方，能夠在考慮氣候和消耗電力的同時高效地蓄電。圖21所示的蓄電裝置利用商用電源的深夜電力或太陽能電池等充電用電源85對電源裝置80的電池進(jìn)行充電，并使電源裝置80的電池放電而向負(fù)載81的DC/AC變換器82供給電力。因此，圖中的蓄電裝置具備充電模式和放電模式。充電用電源85經(jīng)由充電開關(guān)86與電源裝置80連接，DC/AC變換器82經(jīng)由放電開關(guān)84與電源裝置80連接。放電開關(guān)84及充電開關(guān)86的接通/斷開通過電源裝置80的控制電路87來切換。在充電模式下，控制電路87切換成使充電開關(guān)86接通而使放電開關(guān)84斷開，并利用從充電用電源85供給的電力對電源裝置80的電池進(jìn)行充電。電源裝置80在充電完成而成為滿充電狀態(tài)或以規(guī)定值以上的容量被充電時，控制電路87將充電開關(guān)86切換成斷開而停止充電。另外，在放電模式中，控制電路87將放電開關(guān)84切換成接通，將充電開關(guān)86切換成斷開，從而從電源裝置80向負(fù)載81供給電力。從電源裝置80被供給電力的負(fù)載81經(jīng)由DC/AC變換器82將來自電源裝置80的電力向電氣設(shè)備83供給。電源裝置80在電池的剩余量下降到規(guī)定容量時，控制電路87將放電開關(guān)84切換成斷開而停止放電。進(jìn)而，蓄電裝置也可以根據(jù)需要使充電開關(guān)86和放電開關(guān)84這雙方接通，從而能同時進(jìn)行向負(fù)載81的電力供給和向電源裝置80的充電。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明所涉及的電源裝置可以適當(dāng)?shù)赜米髂軌蚯袚QEV行駛模式和HEV行駛模式的外接充電式混合動力電動車或混合動力式電動車、電動車等的電源裝置。另外，也可以適當(dāng)用于能夠搭載到計算機(jī)服務(wù)器的機(jī)架(rack)上的備用電源裝置、攜帶式電話等的無線基地局用的備用電源裝置、家庭內(nèi)用、工廠用的蓄電用電源、街路燈的電源等、與太陽能電池組合了的蓄電裝置、信號機(jī)等的備用電源用等用途中。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，通過匯流條(6)將連接多個電池單體(I)而成的電池單元(2)串聯(lián)或并聯(lián)連接，所述電源裝置的特征在于， 所述匯流條出)由金屬板加工成在兩端的連接端子^a)之間連結(jié)相互正交的縱面區(qū)域(6x)和橫面區(qū)域(6y)的形狀，利用所述縱面區(qū)域(6x)和橫面區(qū)域(6y)吸收將連接端子(6a)連接的電池單元(2)的相對的縱向和橫向的振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源裝置，其特征在于， 所述匯流條(6)為在橫面區(qū)域^y)的兩端連結(jié)縱面區(qū)域^x)的形狀，且在縱面區(qū)域(6x)的前端連結(jié)位于與橫面區(qū)域(6y)平行的面內(nèi)的連接端子(6a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電源裝置，其特征在于， 所述匯流條(6)具有折彎加工成鋸齒狀而形成的鋸齒區(qū)域(6z)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的電源裝置，其特征在于， 所述匯流條(6)朝向扭轉(zhuǎn)方向被折彎加工而形成將縱面區(qū)域^x)和橫面區(qū)域^y)交替連結(jié)的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的電源裝置，其特征在于， 所述匯流條(6)為銅、銅合金、銀、銀合金等中的任一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的電源裝置，其特征在于， 具備收納多個電池單元(2)的外裝殼體(9)，在外裝殼體(9)的底板(9a)上固定有多個電池單元⑵。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的電源裝置，其特征在于， 其作為向使車輛行駛的電機(jī)供給電力的電源使用。
8.—種車輛，其具備權(quán)利要求I至7中任一項所述的電源裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供電源裝置及具備電源裝置的車輛，其在將匯流條形成為低價且能夠大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)的同時能夠可靠地防止匯流條的振動導(dǎo)致的損傷或斷線。電源裝置通過匯流條(6)將連接多個電池單體(1)而成的電池單元(2)串聯(lián)或并聯(lián)連接。匯流條(6)由金屬板加工成在兩端的連接端子(6a)之間連結(jié)相互正交的縱面區(qū)域(6x)和橫面區(qū)域(6y)的形狀，利用縱面區(qū)域(6x)和橫面區(qū)域(6y)吸收將連接端子(6a)連接的電池單元(2)的相對的縱向和橫向的振動。
文檔編號H01M2/34GK102881855SQ20121023887
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者久米正夫 申請人:三洋電機(jī)株式會社