CN105074958A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种能够避免相邻电池的短路的电源装置。该电源装置(1)设置有：多个电池(22)，其包括在交替的相反方向上安置的正电极(20)和负电极(21)；多个汇流条(3)，其布置在直线上以串联连接多个电池；和片状绝缘薄膜(5)，其布置在汇流条的至少一侧上；该电源装置(1)还设置有：树脂框架，其固定多个电池；和绝缘部(29、29A)，其设置于绝缘薄膜或树脂框架(23)，以使相邻汇流条侧的相邻电池绝缘。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及一种电源装置，特别地，涉及一种多个蓄电池单元串联连接的电源装置。
背景技术
例如，通过电动机驱动的电动车辆和通过内燃机和电动机驱动的混合电动车辆安装有前述的电源装置，作为电动机的驱动源。该电源装置设置有用于串联连接多个蓄电池单元的汇流条模块(参见专利文献1)。
如图6所示，前述传统的汇流条模块装接于蓄电池单元组合体，通过将在一端处具有阳端子并且在另一端处具有阴端子的蓄电池单元交替且相反地堆叠，并且然后串联连接互相堆叠的该蓄电池单元而制造该蓄电池单元组合体。传统的汇流条模块构造成包括：多个汇流条103，其直线地布置成两列，从而连接串联连接的多个蓄电池单元；配线图案部104，其连接到各个汇流条103，并且检测各个蓄电池单元的电压；一对绝缘性的上下薄膜105A和105B(参见图7)，其将布置成两列的汇流条103和配线图案部104夹持在其间。图6是传统的汇流条模块101的平面图，而图7是图6所示的传统的汇流条模块的分解透视图。
如图7所示，各个汇流条103形成为矩形板状，并且构造成形成有两个***孔103a，相邻的蓄电池单元的端子***到该两个***孔103a内。配线图案部104构造成包括在上下薄膜105A和105B的一个薄膜105A上以预定图案形成的铜箔。通过上下薄膜105A和105B，一对连通孔105a形成在与各个汇流条103的一对***孔103a重叠的位置处。
在通过放置运转的真空压力装置而将汇流条103和配线图案部104夹持在作为透明树脂薄膜的上下薄膜105A与105B之间的状态下，一体地组装这样的汇流条模块101。
将如此组装的汇流条模块101装接于蓄电池单元组合体，使得在接近蓄电池单元组合体的上表面，并且蓄电池单元的端子***到汇流条103的***孔103a以及上下薄膜105A和105B的连通孔105a内以与蓄电池单元组合体的上表面重叠的状态下，将多个螺母(未示出)与各个蓄电池单元的端子拧紧，从而汇流条103将相邻的蓄电池单元的端子相互电连接。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2012-190678A
发明内容
技术问题
这样的包括汇流条模块101的传统电源装置具有这样的问题：当异物侵入相邻的蓄电池单元的端子之间时，在相邻的蓄电池单元之间引起短路。此外，由于在通过使用真空压力装置将汇流条103和配线图案部104夹持在上下薄膜105A与105B之间的状态下一体地组装电源装置，所以要求购买真空压力装置的成本和真空压力装置运行的空间，并且用于制造电源装置的成本升高。
本发明意在提供一种能够抑制在相邻的蓄电池单元之间产生短路的电源装置。
解决问题的方案
本发明的一个方面是一种电源装置，包括：多个蓄电池单元，其中，正电极与负电极互相交替且相反地设置；多个汇流条，其以直线布置从而串联连接多个所述蓄电池单元；片状绝缘薄膜，其安置在多个所述汇流条的至少一个表面侧；和树脂框架，其用于固定多个所述蓄电池单元，其中，用于使相邻的所述蓄电池单元互相绝缘的绝缘部设置在所述绝缘薄膜上或所述树脂框架中。
本发明的第一优选方面是根据本发明的一个方面的电源装置，其中，柱状端子设置在各个所述蓄电池单元中，设置在所述树脂框架中的所述绝缘部以从相邻的所述汇流条之间以板状直立的方式设置，并且所述绝缘部在直立方向上的顶端定位得比所述端子的顶部高，并且所述绝缘部在与所述汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸形成得比所述端子的外径尺寸大。
本发明的第二优选方面是根据本发明的一个方面的电源装置，其中，柱状端子设置在各个所述蓄电池单元中，设置在所述绝缘薄膜中的所述绝缘部是所述绝缘薄膜的一部分，所述绝缘部是通过以折叠所述绝缘薄膜的连续的连续部分而使该折叠的连接部分从相邻的所述汇流条之间以板状直立的这种方式设置，并且所述绝缘部的在所述直立方向上的顶端定位得比所述端子的顶部高，并且所述绝缘部的在与所述汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸形成得比所述汇流条的外径尺寸大。
本发明的第三优选方面是根据本发明的第一至第二优选方面中的一个方面的电源装置，其中，所述绝缘薄膜由具有可伸缩性的合成树脂构成。
本发明的第四优选方面是根据本发明的第一至第三优选方面中的一个方面的电源装置，其中，多个所述汇流条经由粘合层固定于所述绝缘薄膜。
发明的有益效果
根据本发明的一个方面，由于电源装置包括用于固定多个蓄电池单元的树脂框架，并且用于使相邻的蓄电池单元互相绝缘的绝缘部设置在绝缘薄膜上或树脂框架中，所以绝缘部能够防止异物在相邻的汇流条侧侵入彼此相邻的蓄电池单元的端子之间，从而能够防止在相邻的蓄电池单元之间产生短路。
根据本发明的第一优选方面，由于设置在树脂框架中的绝缘部以从相邻的汇流条之间以板状直立的方式设置，并且该绝缘部在直立方向上的顶端定位得比端子的顶部高，并且该绝缘部在与汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸形成得比端子的外径尺寸大，所以该绝缘部能够防止异物在相邻的汇流条侧侵入彼此相邻的蓄电池单元的端子之间。
此外，在已经组装电源装置的状态下，当绝缘薄膜设置得比汇流条更靠近蓄电池单元侧并且汇流条的表面露出时，优选地，使设置在树脂框架中的绝缘部在与汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸比汇流条的宽度尺寸大。通过以这种方式形成，绝缘部确实防止异物侵入相邻的汇流条之间。
根据本发明的第二优选方面，由于绝缘薄膜上的绝缘部是以通过在绝缘薄膜的一部分处将连续的连续部分折叠并粘在一起以从相邻的汇流条之间以板状直立的方式设置，所以能够在不设置新部件的情况下通过将连续部分折叠和粘在一起而使绝缘薄膜上的绝缘部成型，并且由于绝缘部在直立方向上的顶端定位得比端子的顶部高，并且绝缘部在与汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸比汇流条的宽度尺寸大，所以确实地防止异物侵入汇流条之间，并且因此能够防止在相邻的蓄电池单元之间发生短路。
根据本发明的第三优选方面，绝缘薄膜由具有可伸缩性的合成树脂构成。由于构成蓄电池单元组合体的多个蓄电池单元通过设置在各个蓄电池单元的两侧处的树脂框架固定，所以当相邻的蓄电池单元之间的间隔由于树脂框架的公差尺寸的范围内的偶然误差而波动时，绝缘薄膜以跟随端子的间隔的波动的方式伸缩，从而调节端子的间隔，即，相邻的汇流条的间隔，从而能够将安置在绝缘薄膜处的汇流条平滑地连接到端子。
根据本发明的第四优选方面，由于多个汇流条经由粘合层固定于绝缘薄膜，所以能够在不像传统技术一样使用真空压力装置的情况下将多个汇流条连接到绝缘薄膜，从而能够通过消除真空压力装置的使用而降低成本。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施例的电源装置的平面图。
图2是构成图1所示的电源装置的汇流条模块的分解透视图。
图3是示出图1所示的电源装置的组装过程的透视图。
图4是示出图1所示的电源装置的局部放大图的透视图。
图5是示出图4所示的电源装置的一个变形例的透视图。
图6是示出传统的汇流条模块的平面图。
图7是示出图6所示的汇流条模块的分解透视图。
参考标记列表
1电源装置
3汇流条
5绝缘薄膜
20正电极(端子)
21负电极(端子)
22蓄电池单元
23固定框架(树脂框架)
具体实施方式
在下文中，将参考图1至图4说明本发明的一个实施例的电源装置。
本发明的电源装置由蓄电池单元组合体2和装接于该蓄电池单元组合体2的上表面的一对汇流条模块10构成。电源装置1安装在利用电动机驱动的电动车辆、利用内燃机和电动机等驱动的混合动力车辆上，并且适于将电力供给到电动机。
如图2所示，蓄电池单元组合体2包括：多个蓄电池单元22，其中，正电极20与负电极21互相交替且相反地布置在一条直线上；和固定框架23(树脂框架)，其设置在相邻的蓄电池单元22之间，并且固定处于这种布置方式的这些蓄电池单元22。这里，图1中的箭头Y表示蓄电池单元22的布置方向、汇流条3(稍后描述)的布置方向和汇流条模块10的纵向。箭头X表示汇流条模块10的宽度方向。箭头Z表示各个蓄电池单元22的高度方向，即，电源装置1的高度方向。
如图2所示，各个蓄电池单元22由以下构成：蓄电池单元本体24，矩形箱状的蓄电池单元本体24的壳体内填充有电解液；以及分别从蓄电池单元本体24的上表面的在纵向X上的两端突出的正电极20(对应于本发明的方面的端子)和负电极21(对应于本发明的方面的端子)。蓄电池单元本体24由箭头Z的方向上的上表面24a和下表面构成，两个侧面分别与上表面24a和下表面的宽度方向(箭头Y的方向)上的两个边缘连续，并且两个侧面24b分别与上表面24a和下表面的纵向(箭头X的方向)上的两个边缘连续。该蓄电池单元本体24的上表面24a由以下构成：平坦部24A，其设置在上表面24a的在纵向(箭头X的方向)上的中央部处；和台部24B，其设置在上表面24a的在纵向上的两端处，其比平坦部24A稍高。在该台部24B的平坦部24A侧的端部处，设置了正电极20或负电极21。正电极20和负电极21均由具有导电性的金属构成，并且分别形成为柱状。在正电极20和负电极21的外周面处，形成了与螺母2A螺合在一起的螺旋槽。
如图2所示，固定框架23由框架部23A构成，该框架部23A设置在相邻的蓄电池单元22之间并且与蓄电池单元22交替，并且互相结合以布置且固定蓄电池单元22。每个框架23A都由以下构成：侧板部25，其叠置到蓄电池单元本体24的在箭头Y的方向上的侧表面；和结合部26，其以如下方式形成：在蓄电池单元22的布置方向(箭头Y的方向)上，从侧板部25的上下位置(箭头Z的方向)的两端以角柱状突出，并且在蓄电池单元本体24的侧表面24b上方互相结合。如图3和4所示，各个框架部23A的上表面由以下构成：基部27，其设置在侧板部25的上表面的箭头X的方向上的中央部、侧板部25的上表面的纵向上的两端部处；和阶梯部28，其设置在结合部26处，阶梯部28的高度比基部27的高度稍高。
基部27形成为比蓄电池单元本体24的平坦部24A稍高，如图4所示。在基部27的箭头X的方向上的两端处，该基部27设置有绝缘部29，该绝缘部29用于使连接于端子20和21的相邻的汇流条3互相绝缘。
绝缘部29形成为从基部27以矩形板状直立，如图4所示。该绝缘部29形成为使得其纵向与箭头X的方向处于同一方向，其宽度方向与箭头Z的方向处于同一方向，并且其板厚方向与箭头Y的方向处于同一方向。在图4中，在蓄电池单元22的负电极21的箭头Y的方向上的一侧(在图4中的箭头Y的方向上的前侧处)和蓄电池单元22的正电极20的另一侧处，绝缘部29设置在互相不同的端子20与21之间。绝缘部29形成为使得其上端(直立方向上的顶端)比端子20和21的上端高，并且其纵向尺寸(箭头X的方向上)比与端子20和21拧紧的螺母2A的外径大，并且绝缘部29的在纵向上的两端部定位于螺母2A的箭头X的方向上的两端部的外侧处。更优选地，绝缘部29形成为使得其上端比端子20和21的顶部高，其纵向尺寸比连接于端子20和21的汇流条3的宽度尺寸(箭头X的方向上)大，并且绝缘部29在纵向上的两端部位于连接到端子20和21的汇流条3在箭头X的方向上的两端部的外侧处。
装接于蓄电池单元组合体2的上表面的各个汇流条模块10适于串联连接前述的多个蓄电池单元22。如图1所示，各个汇流条模块10由以下构成：汇流条3，其通过连接相邻的蓄电池单元22的正电极20与负电极21而串联连接蓄电池单元22；连接体(在图中未示出)，其电连接到各个汇流条3；和片状(sheet-like)绝缘薄膜5，汇流条3的一个表面安置在该片状绝缘薄膜5上。连接体由多个电线形成，并且每个电线都设置成在各个电线的一端连接于汇流条3并且各个电线的另一端连接于电压检测部(未示出)的状态下检测各个蓄电池单元22的电压。
通过使用压力机等加工金属板分别得到多个汇流条3，并且如图2和3所示，多个汇流条3构造成使得贯通该金属板形成一对端子***孔3a，相邻的蓄电池单元22的正电极20和负电极21***到端子***孔3a内。通过与正电极20和负电极21拧紧的螺母2A(参见图2等)，各个汇流条3固定和电连接于拧入到一对端子***孔3a内的正电极20和负电极21。
绝缘薄膜5由具有绝缘性和伸缩性的合成树脂构成，并且形成为矩形片状。该绝缘薄膜5形成为使得其纵向尺寸(箭头Y的方向上)大致等于在蓄电池单元组合体2的上表面处的该蓄电池单元组合体2的纵向尺寸，绝缘薄膜5的宽度尺寸(箭头X的方向上)大于蓄电池单元22的台部24B在箭头X的方向上的尺寸，并且绝缘薄膜5能够覆盖所有的蓄电池单元22的台部24B的整个区域。经由该绝缘薄膜5，形成了：各对端子***孔5a，其与供各个蓄电池单元22的端子20和21***的汇流条3的各对端子***孔3a连通；以及绝缘***孔5b，设置在固定框架23中的绝缘部29***该绝缘***孔5b。
此外，该绝缘薄膜5构造成具有粘合性(粘合层未示出)，并且各个汇流条3经由该粘合层固定在绝缘薄膜5上的预定位置。
接着，将说明汇流条模块10的组装过程。在已经制造汇流条3和绝缘薄膜5之后，在使汇流条3的各对端子***孔3a接近绝缘薄膜5的一个表面上的各对端子***孔5a并且使孔3a与5a互相连通的状态下，将汇流条3放置在绝缘薄膜5的一个表面上。由于绝缘薄膜5构造成具有粘合性(粘合层)，所以各个汇流条3经由该粘合层而固定在绝缘薄膜5上的预定位置处。随后，将连接体电连接到各个汇流条3。以这种方式，组装汇流条模块10。
接着，参考图3和4说明电源装置1的组装过程。如图3所示，在汇流条模块10的汇流条3定位得比绝缘薄膜5高的姿态下，使利用前述过程组装的该汇流条模块10在纵向(箭头Y的方向)上的一个端部接近蓄电池单元组合体2的上表面的一端。接着，如图4所示，将蓄电池单元组合体2的一个端部处的端子20***到汇流条模块10的一端处的***孔3a和5a内，并且将该蓄电池单元组合体2的一个端部的该端子20的另一端侧处的绝缘部29***到汇流条模块10的另一端侧处的绝缘***孔5b内，从而将汇流条模块10叠置在蓄电池单元组合体2的上表面上。此时，由于固定框架23由合成树脂构成，所以即使相邻的蓄电池单元22的端子20与21之间的间隔浮动，由于随着端子20和21之间的间隔的该浮动所造成的绝缘薄膜5的伸缩运动，汇流条模块10能够叠置在蓄电池单元组合体2的上表面上。在该状态下，将螺母2A与端子20和21拧紧，并且汇流条模块10固定于蓄电池单元组合体2，从而组装了电源装置1。
根据如此组装的电源装置1，由于设置在固定框架23中的绝缘部29以从相邻的汇流条3之间以直立板状的方式设置，并且该绝缘部29在直立方向(箭头Z的方向)上的顶端定位得比端子20和21的顶部高并且该绝缘部29在与这些汇流条3的布置方向相交的方向上的宽度尺寸形成得比端子20和21的外径尺寸大，所以该绝缘部29能够防止异物在相邻的汇流条3侧侵入彼此相邻的蓄电池单元22的端子20和21之间。
此外，像如上所述的电源装置1一样，在绝缘薄膜5比汇流条3更靠近蓄电池单元22侧设置并且汇流条3的表面露出的情况下，对于设置在固定框架23(树脂框架)中的绝缘部29优选的是：该绝缘部29在与汇流条3的布置方向相交的方向上的宽度尺寸，比汇流条3的宽度尺寸更大。通过以这种方式形成，绝缘部29确实防止异物侵入相邻的汇流条3之间，并且能够防止在相邻的蓄电池单元之间发生短路。
顺便提及，在前述实施例中，虽然绝缘部29形成在固定框架23中，但是本发明不限于此，代替将绝缘部29形成在固定框架23中，绝缘部29A可以形成在绝缘薄膜5中。在这种情况下。如图5所示，绝缘部29A可以是通过将在绝缘薄膜5的一部分处连续的连续部分折叠且粘在一起而形成为从相邻的汇流条3之间以板状直立。优选地，绝缘部29A在宽度方向上的两端定位在连接于端子20和21的汇流条3在箭头X的方向上的两端的外侧处，绝缘部29A的顶部定位得比端子20和21的顶部高，并且绝缘部29A的顶部的宽度尺寸比汇流条3的宽度尺寸(箭头X的方向上)宽。
此外，在前述实施例中，虽然汇流条3是在以定位在绝缘薄膜5上方的状态装接于蓄电池单元组合体2，但是本发明不限于此，绝缘薄膜5可以是在定位在汇流条3上方的状态下装接于蓄电池单元组合体2。此外，在前述实施例中，虽然绝缘薄膜5单独设置并且多个汇流条3固定于该单独的绝缘薄膜5，但是本发明不限于此，可以是以将多个汇流条3夹持且固定在其间的方式设置两个绝缘薄膜5。由于汇流条3的表面由绝缘薄膜5覆盖，所以即使异物侵入相邻的汇流条3之间，也防止异物直接接触汇流条3的表面，从而能够防止在相邻的汇流条3之间发生短路。因此，当汇流条3的表面由绝缘薄膜5覆盖时，可以使绝缘部29、29A的在箭头X的方向上的尺寸比汇流条3的宽度尺寸小。
此外，在前述实施例中，绝缘***孔5b形成为贯通绝缘薄膜5，并且在绝缘部29***到该绝缘***孔5b内的情况下，汇流条模块10重叠在蓄电池单元组合体2的上表面上，可以省略该绝缘***孔5b。在这样的情况下，通过在纵向(箭头Y的方向)上将绝缘薄膜5重叠在绝缘部29的外表面上，可以将汇流条模块10安置在蓄电池单元组合体2的上表面上。
此外，在前述实施例中，虽然绝缘薄膜5由具有粘合性(粘合层)的合成树脂构成，但是本发明不限于此，并且绝缘薄膜可以不由具有粘合性的合成树脂构成。在这样的情况下，可以在绝缘薄膜的一个表面或两个表面上形成粘合层。
此外，前述实施例仅仅表示本发明的代表性实施例，本发明不限于这些实施例。即，能够在本发明的主旨的范围内对本发明进行各种变形和实施。

Claims (5)

1.一种电源装置，包括：
多个蓄电池单元，其中，正电极与负电极互相交替且相反地设置；
多个汇流条，该多个汇流条以直线布置，以串联连接多个所述蓄电池单元；
片状绝缘薄膜，该片状绝缘薄膜安置在多个所述汇流条的至少一个表面侧；和
树脂框架，该树脂框架用于固定多个所述蓄电池单元，
其中，用于使相邻的所述蓄电池单元互相绝缘的绝缘部设置在所述绝缘薄膜上或所述树脂框架中。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中
柱状端子设置在各个所述蓄电池单元中，设置在所述树脂框架中的所述绝缘部以从相邻的所述汇流条之间以板状直立的方式设置，并且
所述绝缘部在直立方向上的顶端定位得比所述端子的顶部高，并且所述绝缘部在与所述汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸形成得比所述端子的外径尺寸大。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其中
柱状端子设置在各个所述蓄电池单元中，设置在所述绝缘薄膜中的所述绝缘部是所述绝缘薄膜的一部分，并且通过以折叠所述绝缘薄膜的连续的连续部分而使该折叠的连接部分从相邻的所述汇流条之间以板状直立的这种方式设置所述绝缘部，并且
所述绝缘部在所述直立方向上的顶端定位得比所述端子的顶部高，并且所述绝缘部在与所述汇流条的布置方向相交的方向上的宽度尺寸形成得比所述汇流条的外径尺寸大。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电源装置，其中，所述绝缘薄膜由具有可伸缩性的合成树脂构成。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的电源装置，其中，多个所述汇流条经由粘合层固定于所述绝缘薄膜。
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