CN111149236B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

电池组(10)具备电池芯组(16)和壳体(14)，其中，所述电池芯组(16)具有由电池保持架(52)所保持的多个电池单元(50)；所述壳体(14)收装电池芯组(16)。壳体(14)具有外壳壳体(12)和底部壳体(26)，其中，所述外壳壳体(12)覆盖电池芯组(16)的侧面；所述底部壳体(26)覆盖电池芯组(16)的底面。在外壳壳体(12)的内壁上设置的下侧固定槽(30)中，固定有支承电池芯组(16)的下侧电池芯组框架(32)。下侧固定槽(30)被配置于比外壳壳体(12)的下端部所安装的底部壳体(26)的上端部靠上方的位置。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及一种具备电池芯组(battery core pack)和收装电池芯组的壳体的电池组(battery pack)，其中，所述电池芯组具有由电池保持架所保持的多个电池单元(battery cell)。
背景技术
例如，如日本发明专利公表公报特表2016-534518号记载的那样，作为以可装卸的方式被搭载于电动助力自行车、电动摩托车等电动车辆的电池组，已知一种具备电池芯组和壳体的电池组，其中，所述电池芯组具有由电池保持架所保持的多个电池单元；所述壳体收装该电池芯组。
壳体具有外壳壳体和底部壳体，其中，所述外壳壳体覆盖电池芯组的侧面；所述底部壳体被安装于该外壳壳体的下端，覆盖电池芯组的底面。
发明内容
然而，在这种电池组中，有时会由于例如在相对于电动车辆等进行装卸作业时发生掉落等，而从底部壳体的角部与地面碰撞，从而被作用冲击载荷。若底部壳体因该冲击载荷而从外壳壳体脱落或者发生破损，则无法将电池芯组支承于壳体内，而有可能会使电池芯组从壳体露出。即，难以充分保护电池芯组。
本发明的主要目的在于，提供一种能够良好地将电池芯组支承于壳体内的电池组。
根据本发明的一技术方案，提供一种电池组，其具备电池芯组和壳体，其中，所述电池芯组具有由电池保持架所保持的多个电池单元；所述壳体收装所述电池芯组，所述壳体具有外壳壳体和底部壳体，其中，所述外壳壳体覆盖所述电池芯组的侧面；所述底部壳体覆盖所述电池芯组的底面，在设置在所述外壳壳体的内壁上的固定部，固定有支承所述电池芯组的电池芯组框架，所述固定部被配置于比所述外壳壳体的下端部所安装的所述底部壳体的上端部靠上方的位置。
在该电池组中，在外壳壳体的内壁所设置的固定部，固定有电池芯组框架。因此，即使在底部壳体受到上述的冲击载荷而从外壳壳体脱落或者发生破损的情况下，也能够通过电池芯组框架来维持将电池芯组支承于外壳壳体的内部的状态。
另外，由于固定部被配置于比外壳壳体的下端部所安装的底部壳体的上端部靠上方的位置，因此能够抑制上述的冲击载荷经由底部壳体被传递至固定部。其结果，由于能够抑制电池芯组框架从外壳壳体脱落，因此据此也能够良好地维持将电池芯组支承于外壳壳体的内部的状态。
根据以上所述，该电池组能够将电池芯组良好地支承于壳体内，从而保护其免受上述的冲击载荷的影响。
上述的目的、特征和优点可从与参照附图配合的下面的优选的实施方式例的说明中更容易地理解。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的电池组的概略立体图。
图2是外壳壳体的下端侧的一部分和下侧电池芯组框架的立体分解图。
图3是说明下侧固定槽与底部壳体的位置关系的主要部分剖视图。
图4是电池芯组的立体分解图。
图5是说明在电池组发生掉落，底部壳体的角部与地面碰撞的情况下作用的冲击载荷的概略说明图。
具体实施方式
列举优选的实施方式，参照附图来详细地说明本发明所涉及的电池组。
图1是本实施方式所涉及的电池组10的概略立体图。此外，在图1中，为了易于理解，用双点划线表示外壳壳体12，图示出配置于该外壳壳体12的内侧的结构要素。
电池组10能够优选适用于以可装卸的方式被搭载于例如电动助力自行车、电动摩托车等电动车辆(未图示)的便携式的电池组10。因此，下面对电池组10被搭载于电动车辆的例子进行说明，但并不特别限定于此，电池组10能够适用于需要用电的各种设备。另外，电池组10的上下方向以将该电池组10搭载于电动车辆时的铅垂方向(图1的箭头X1、X2方向)为基准。
如图1所示，电池组10主要具备：壳体14、两个电池芯组16a、16b连结而成的连结体18、电池管理装置(Battery Management Unit：BMU)24和未图示的连接器部。壳体14例如可以由铝等金属、树脂(包括纤维增强树脂)等形成。壳体14具有：底部壳体26、外壳壳体12和顶部壳体28，其中，所述底部壳体26覆盖连结体18的底面；所述外壳壳体12被安装于该底部壳体26的上端部，覆盖连结体18的侧面；所述顶部壳体28被安装于该外壳壳体12的上端部，覆盖连结体18的上表面。
底部壳体26是在上端部设置有开口的壳体，在内部收装有连接器部等。连接器部例如经由在该底部壳体26的底壁上形成的缺口等而露出到壳体14的外部，从而能够与电动车辆的供电口或者用于对连结体18进行充电的充电装置连接。此外，上述的缺口、供电口、充电装置均未图示。通过将连接器部与供电口或者充电装置连接，由此能够利用未图示的引线等，将供电口或者充电装置与连结体18经由BMU24进行电连接。
外壳壳体12在上下方向的两端部设置有开口。底部壳体26的上端侧的一部分被***外壳壳体12的下端侧的开口。在比被***外壳壳体12的底部壳体26的上端靠上方的外壳壳体12的内壁上，沿着该外壳壳体12的周向形成有下侧固定槽30(固定部)。在该下侧固定槽30中，固定有下侧电池芯组框架32，所述下侧电池芯组框架32将连结体18从其下侧进行支承。
具体而言，如图2和图3所示，下侧电池芯组框架32具有凸缘部34、抵接部36和连接部38。凸缘部34从连接部38的下端侧的外周缘部朝向水平方向上的外侧延伸，并且***下侧固定槽30。抵接部36为局部抵接于连结体18的下端面的框板状。另外，在抵接部36上，以横穿水平方向的大致中央的方式设置有加强部40，在与该加强部40的延伸方向正交的方向的两侧上设置有开口部42。如图3所示，抵接部36的外周缘部配置为与外壳壳体12的内表面隔开间隔。
连接部38为板状，其下端与凸缘部34连接，上端与抵接部36连接，且向规定方向倾斜，该规定方向为：连接部38与外壳壳体12的内表面分离的距离随着从凸缘部34侧(下侧)靠向抵接部36侧(上侧)而变大的方向。
如图2和图3所示，例如，将下侧电池芯组框架32经由外壳壳体12的下端侧的开口，从抵接部36侧收装于外壳壳体12的内部。而且，通过将凸缘部34***下侧固定槽30，能够将下侧电池芯组框架32固定于下侧固定槽30。此时，通过将下侧电池芯组框架32和外壳壳体12各自的角部设定为倒圆角R的形状，并且使下侧电池芯组框架32的角部的曲率半径大于外壳壳体12的角部的曲率半径，由此能够易于将凸缘部34***下侧固定槽30。
如图3所示，在底部壳体26的底面上，设置有朝向下侧电池芯组框架32的抵接部36突出的凸部26a，该凸部26a的突出端面26b与抵接部36通过螺栓43a和螺母43b被固定在一起。
如图1所示，顶部壳体28的下端侧的一部分被***外壳壳体12的上端侧的开口。在比被***外壳壳体12的顶部壳体28的下端靠下方的外壳壳体12的内壁上，形成有上侧固定槽44。在该上侧固定槽44中，固定有与连结体18的上端面抵接的上侧电池芯组框架46。
上侧电池芯组框架46的形状与下侧电池芯组框架32的形状大致相同，以与该下侧电池芯组框架32在上下方向上相反的状态被固定于上侧固定槽44。因此，省略了上侧电池芯组框架46的详细的说明。
如上所述，在被固定于外壳壳体12的上侧电池芯组框架46与下侧电池芯组框架32之间，挟持着连结体18。
顶部壳体28是在下端部设置有开口的壳体，在上端面上设置有在搬运电池组10时能够握持的手柄部48。另外，与底部壳体26和下侧电池芯组框架32同样地，顶部壳体28与上侧电池芯组框架46也通过螺栓(未图示)等被固定在一起。
构成连结体18的两个电池芯组16a、16b的结构彼此大致相同。因此，针对两个电池芯组16a、16b的彼此相对应的结构要素，标注相同的附图标记一同进行说明。另外，在两个电池芯组16a、16b彼此不进行区分时，还统称为电池芯组16。
电池芯组16具有多个电池单元50(参照图4)和电池保持架52。如图1所示，在本实施方式中，为了在电池芯组16与连接器部之间形成用于收装未图示的配线等的空间53，使电池芯组16的下端侧的一部分形成缺口的形状。
如图4所示，电池单元50例如为圆筒状，在轴向上的两端部分别设有正极端子54和负极端子56。作为电池单元50的优选种类，可列举出锂离子二次电池，但并不特别地限定，也可以使用例如镍氢电池、镍镉电池等二次电池。
电池保持架52由正极侧保持架52a和负极侧保持架52b组合而构成，并且具有保持部60、压板部63和周壁部64，其中，所述保持部60保持多个电池单元50；所述压板部63设置有露出部62；所述周壁部64包围保持部60和露出部62。正极端子54从正极侧保持架52a的露出部62露出，负极端子56从负极侧保持架52b的露出部62露出。
此外，下面针对电池保持架52，以上述的上下方向(下面还称为X方向)、电池单元50的轴向(图1的箭头Y1、Y2方向，下面还称为Y方向)、与上下方向和轴向的两个方向正交的方向(图1的箭头Z1、Z2方向，下面还称为Z方向)为基准进行说明。
保持部60具有多个贯插孔66，以电池单元50分别贯插于该贯插孔66的状态来保持电池单元50。贯插孔66沿着Y方向进行延伸，使电池单元50的正极端子54或者负极端子56分别从其延伸方向上的两端的开口露出。贯插孔66的直径的大小与电池单元50的外径相对应。在被保持部60保持的多个电池单元50中，各正极端子54被配置为彼此共面，并且各负极端子56被配置为彼此共面。另外，可以在被保持部60保持的多个电池单元50的周面彼此之间，填充由绝缘树脂等构成的灌封材料(未图示)。
压板部63分别被设置于保持部60在Y方向上的两端侧，在与贯插孔66的开口相对应的位置形成作为露出部62的通孔。正极端子54和负极端子56(下面，还将其统称为电极端子)通过贯插孔66的开口和露出部62分别露出到电池保持架52的外部。另外，多个母线板70(参照图1)被安装于压板部63，从而分别覆盖使正极端子54露出的露出部62和使负极端子56露出的露出部62。在压板部63上设置有突条部72，突条部72位于母线板70彼此之间使其彼此绝缘。
以使一电池芯组16a的负极端子56侧与另一电池芯组16b的正极端子54侧彼此相向的方式，来连结两个电池芯组16a、16b，从而形成连结体18。
一电池芯组16a的正极端子54侧和另一电池芯组16b的负极端子56侧面向外壳壳体12的内表面侧，换言之，连结体18在Y方向上的两侧的侧面面向外壳壳体12的内表面侧。
多个母线板70分别将正极端子54彼此按规定的个数并联连接或者将负极端子56彼此按规定的个数并联连接，通过例如压纹加工等设置有突出部74，该突出部74进入露出部62内而与电极端子接触。在母线板70上分别设置有连接端部78，该连接端部78被***在周壁部64的端面上设置的槽76。通过连接该连接端部78与上述的引线等，多个母线板70以彼此串联连接的状态经由BMU24而与连接器部连接。
此外，优选在母线板70与外壳壳体12的内表面之间设置未图示的散热片。在该情况下，由于能够有效地使由电池单元50所产生的热经由散热片散热，因此能够抑制连结体18的温度上升。
在电池芯组16a的正极侧保持架52a的Y方向上的一端侧(图1的箭头Y2侧)的上端部和电池芯组16b的负极侧保持架52b的Y方向上的另一端侧(图1的箭头Y1侧)的上端部，分别设置有朝向上侧突出的突出壁80。上侧电池芯组框架46抵接于突出壁80的上端面。据此，在连结体18与上侧电池芯组框架46之间形成有空间82，BMU24被配设于该空间82(参照图1)。
BMU24例如具有控制部、通信部和存储部(均未图示)，其中，所述控制部进行电池芯组16的充电/放电的控制；所述通信部与电动车辆和充电装置进行通信；所述存储部存储根据电池单元50的温度、电压等所检测出的电池芯组16的状态。
本实施方式所涉及的电池组10大致上如以上这样构成。在该电池组10中，例如能够通过握持手柄部48，将电池组10搬运至充电装置的附近，并且对连接器部与充电装置进行连接，从而进行电池单元50的充电。另一方面，例如能够通过握持手柄部48将所搬运的电池组10搭载于电动车辆，并且对连接器部与供电口进行连接，从而进行电池单元50的放电。
在电池组10中，如上所述，设想握持在顶部壳体28上设置的手柄部48，以底部壳体26侧位于铅垂方向的下侧的状态进行搬运的情况。因此，例如，如图5所示，有时会由于在相对于电动车辆等进行装卸作业时发生掉落，而从底部壳体26的角部与地面碰撞，从而被作用冲击载荷。在该情况下，在与将底部壳体26的上端部***外壳壳体12的下端侧的开口的方向正交的方向(图3和图5中的箭头P方向)上产生冲击载荷的分力。其结果，存在底部壳体26易于从外壳壳体12脱落或者发生损伤的倾向。另外，下侧电池芯组框架32也有可能会从外壳壳体12脱落或者发生损伤。
在本实施方式所涉及的电池组10中，如上所述，支承连结体18的下侧电池芯组框架32被固定于在外壳壳体12的内壁上设置的下侧固定槽30。因此，即使在底部壳体26受到上述的冲击载荷而从外壳壳体12脱落或者发生破损的情况下，也能够通过下侧电池芯组框架32来维持将连结体18支承于外壳壳体12的内部的状态。
另外，由于下侧固定槽30被配置于比外壳壳体12的下端部所安装的底部壳体26的上端部靠上方的位置，因此能够抑制上述的冲击载荷经由底部壳体26被传递至***下侧固定槽30的凸缘部34。其结果，由于能够抑制下侧电池芯组框架32从外壳壳体12脱落、发生损伤，因此据此也能够良好地维持将连结体18支承于外壳壳体12的内部的状态。
根据以上所述，在该电池组10中，能够将连结体18良好地支承于壳体14(外壳壳体12)内，从而保护其免受上述的冲击载荷的影响。
此外，在本实施方式中，对于顶部壳体28和上侧电池芯组框架46而言，由于结构与底部壳体26和下侧电池芯组框架32相同，因此能够获得同样的作用效果。即，即使在从电池组10的顶部壳体28的角部与地面碰撞而作用冲击载荷的情况下，也能够抑制上侧电池芯组框架46从外壳壳体12脱落，从而能够良好地维持将连结体18支承于外壳壳体12内的状态。
本发明并不特别限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够进行各种变形。
另外，在上述的实施方式所涉及的电池组10中，设定了具备两个电池芯组16a、16b连结而成的连结体18。然而，电池组10可以仅具备一个电池芯组，也可以具备三个以上的电池芯组连结而成的连结体(未图示)。
另外，在上述的实施方式所涉及的电池组10中，设定了下侧电池芯组框架32具有凸缘部34、抵接部36和连接部38，但并不特别地限定于此。只要下侧电池芯组框架32的结构能够将连结体18(电池芯组16)支承于外壳壳体12的内部即可。另外，将下侧电池芯组框架32固定于外壳壳体12的结构也并不限定于下侧固定槽30，例如还能够采用螺栓、螺母等各种的结构。关于上侧电池芯组框架46和上侧固定槽44也同样。

Claims (1)

1.一种电池组(10)，其具备电池芯组(16)和壳体(14)，其中，所述电池芯组(16)具有由电池保持架(52)所保持的多个电池单元(50)；所述壳体(14)收装所述电池芯组(16)，其特征在于，
所述壳体(14)具有外壳壳体(12)和底部壳体(26)，其中，所述外壳壳体(12)覆盖所述电池芯组(16)的侧面；所述底部壳体(26)覆盖所述电池芯组(16)的底面，
在支承所述电池芯组的电池芯组框架的下端部设置有朝向水平方向突出的凸缘部，
在所述外壳壳体的侧面的内壁上设置有固定部，所述固定部以与所述凸缘部的下表面抵接的方式支承所述电池芯组框架，
所述固定部通过支承所述电池芯组框架而将所述电池芯组框架固定于所述外壳壳体的侧面的内壁，
所述固定部(30)被配置于比所述外壳壳体(12)的下端部所安装的所述底部壳体(26)的上端部靠上方的位置。
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