CN116053712A - 汇流条 - Google Patents

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CN116053712A CN202310272940.5A CN202310272940A CN116053712A CN 116053712 A CN116053712 A CN 116053712A CN 202310272940 A CN202310272940 A CN 202310272940A CN 116053712 A CN116053712 A CN 116053712A
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joint portion
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Abstract

本发明提供一种汇流条。汇流条具备：与第1电池的输出端子接合的第1接合部；与第2电池的输出端子接合的第2接合部；和配置于第1接合部与第2接合部之间并向电池与汇流条的层叠方向突出的突出部。突出部具有：从第1接合部向接近或远离电池的方向延伸的第1倾斜部；和从第2接合部向接近或远离电池的方向延伸的第2倾斜部。第1倾斜部以及第2倾斜部排列成空开给定的间隔W且该间隔从一端侧朝向另一端侧慢慢扩大。

Description

汇流条
本申请是国际申请日为2019年3月11日、国家申请号为201980022149.0的发明申请的分案申请，该发明申请的发明名称为汇流条以及电池层叠体。
技术领域
本发明涉及汇流条以及电池层叠体。
背景技术
例如作为用在车辆用等的要求高的输出电压的电源的电池，已知将多个电池电连接而成的电池层叠体。过去，在这样的电池层叠体中，将相邻的电池的输出端子彼此用汇流条连接。
作为汇流条，已知具有层叠多个板片的结构的汇流条(例如参考专利文献1)。通过取得层叠结构，能抑制汇流条的刚性。由此，汇流条能吸收因电池的振动等而加在汇流条与电池的连接部的力。其结果，能提高汇流条与电池之间的连接可靠性。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2012-18904号公报
发明内容
近年来，电池的高容量化在推进，处于电池的膨胀量增大的倾向。若电池膨胀，则特别在电池的层叠方向上电池的尺寸变化量变大。因此，加在汇流条与电池的连接部的载荷也处于增大的倾向。对于此，考虑在汇流条设置在相对于电池接近或远离的方向上弯曲的突出部，由此提高拉伸方向上的汇流条的柔软性，从而应对加在连接部的载荷的增大。
本发明的发明者们专心研究在板片层叠型的汇流条设置突出部的结果，认识到以下的课题。即，若将具有相同形状的突出部的板片层叠，就有可能在板片间产生间隙。板片间的间隙会成为板片的焊接工艺的障碍。若由于障碍而焊接变得不稳定，则汇流条的电阻增大，从而可能导致电池层叠体的输出特性降低。另外，由于板片的间隙而板片层叠方向上的汇流条的尺寸可能增大。
为了将各板片无间隙地层叠，需要在构成突出部中的弯曲的外侧的板片和构成弯曲的内侧的板片设置不同大小的突出部。但在该情况下，需要准备与各形状的板片对应的多个模具，可能导致汇流条的制造成本的增加。
本发明鉴于这样的状况而提出，其目的在于，提供一种抑制板片间的间隙的产生和制造成本的增加并提高板片层叠型的汇流条的柔软性的技术。
本发明的某方案是汇流条。该汇流条具有层叠多个板片的结构，将第1电池以及第2电池电连接，具备：与第1电池的输出端子接合的第1接合部；与第2电池的输出端子接合的第2接合部；和配置于第1接合部与第2接合部之间并向电池与汇流条的层叠方向突出的突出部。突出部具有：从第1接合部向接近或远离电池的方向延伸的第1倾斜部；和从第2接合部向接近或远离电池的方向延伸的第2倾斜部。第1倾斜部以及第2倾斜部排列成在第1接合部以及第2接合部所排列的第1方向上空开给定的间隔且从层叠方向观察该间隔从与第1方向相交的第2方向的一端侧朝向另一端侧而慢慢扩大。
本发明其他方案是电池层叠体。该电池层叠体具备：上述方案的汇流条；和通过汇流条相互电连接的多个电池。
根据本发明，能抑制板片间的间隙的产生和制造成本的增加并提高板片层叠型的汇流条的柔软性。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的电池层叠体的概略结构的立体图。
图2是表示汇流条的概略结构的立体图。
图3是表示汇流条的概略结构的俯视图。
图4的(A)是表示在汇流条的制造过程中形成的板片层叠体的概略结构的立体图。图4的(B)是表示板片层叠体的概略结构的侧视图。
具体实施方式
以下根据适合的实施方式并参考附图来说明本发明。实施方式并不是限定发明而是例示，实施方式记述的全部特征、其组合并不一定限于是发明的本质的内容。对各图面所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同附图标记，适当省略重复的说明。另外，各图所示的各部的比例尺、形状为了使说明容易而方便地进行设定，只要没有特别提及，就不是限定性地解释。另外，即使是相同构件，也会有在各附图间比例尺等若干相异的情况。另外，在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，只要没有特别提及，就不表征任何顺序、重要度，而是用于区别某结构和其他结构。
图1是表示实施方式所涉及的电池层叠体的概略结构的立体图。电池层叠体1具备多个汇流条2和通过汇流条2相互电连接的多个电池4。
各电池4例如是锂离子电池、镍-氢电池、镍-镉电池等能充电的二次电池。电池4是所谓的方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐。在外装罐的一面设有大致长方形的开口，经由该开口在外装罐收容电极体、电解液等。在外装罐的开口设有将外装罐密封的封口板6。
在封口板6，靠近长边方向的一端设有正极的输出端子8，靠近另一端设有负极的输出端子8。以下适当将正极的输出端子8称作正极端子8a，将负极的输出端子8称作负极端子8b。另外，在不需要区别输出端子8的极性的情况下，将正极端子8a和负极端子8b汇总称作输出端子8。外装罐、封口板6以及输出端子8是导电体，例如为金属制。另外，在封口板6，在一对输出端子8之间设有安全阀(未图示)。安全阀构成为在外装罐的内压上升到给定值以上时开阀，能将内部的气体放出。
在本实施方式中，将设有输出端子8一侧设为电池4的上表面，将相反侧设为电池4的底面。另外，电池4具有将上表面以及底面相连的2个主表面。该主表面是电池4所具有的6个面当中面积最大的面。将除了上表面、底面以及2个主表面以外的剩下的2个面设为电池4的侧面。另外，将电池4的上表面侧设为电池层叠体1的上表面，将电池4的底面侧设为电池层叠体1的底面，将电池4的侧面侧设为电池层叠体1的侧面。另外为了方便，将电池层叠体1的上表面侧设为铅直方向上方，将电池层叠体1的底面侧设为铅直方向下方。
多个电池4将相邻的电池4的主表面彼此对置地以给定的间隔层叠。另外，“层叠”是指在任意的1方向上将多个构件排列。因此，在电池4的层叠中还包含将多个电池4水平地排列。另外，各电池4配置成使输出端子8朝向相同方向。在此为了方便输出端子8朝向铅直方向上方。相邻的2个电池4层叠成一方的正极端子8a和另一方的负极端子8b相邻。正极端子8a和负极端子8b经由汇流条2而电连接。另外，还有将相邻的2个电池4的同极性的输出端子彼此用汇流条连接的情况。
汇流条2是大约带状的金属构件。汇流条2例如通过焊接而与各电池4的输出端子8电连接。汇流条2的结构之后详细说明。
电池层叠体1具有多个隔板(未图示)。隔板也被称作绝缘间隔物，例如包含有绝缘性的树脂。隔板配置于各电池4之间以及电池4与后述的端板10之间。由此相邻的电池4的外装罐彼此被绝缘。另外，电池4的外装罐和端板10被绝缘。
另外，电池层叠体1具有一对端板10。端板10例如包含金属板。层叠的多个电池4以及多个隔板被一对端板10所夹。一对端板10在电池4的层叠方向(以下称作电池层叠方向X)上配设，夹着最外侧的电池4和隔板而相邻。另外，电池层叠方向X上最外侧的汇流条2还作为外部连接端子发挥功能。
另外，电池层叠体1具有一对束缚构件12。层叠的电池4、隔板以及端板10被一对束缚构件12束缚。一对束缚构件12也被称作绑带。一对束缚构件12在与电池层叠方向X正交的水平方向Y(图1中是箭头Y所示的方向)上配。水平方向Y是各电池4中输出端子8所排列的方向。各束缚构件12具有：与电池4的侧面平行的矩形的平面部12a；和从平面部12a的各边的端部向电池4侧突出的檐部12b。束缚构件12例如能通过对矩形的金属板的各边实施折弯加工来形成。
电池层叠方向X上对置的2个檐部12b和一对端板10通过螺旋夹等而固定。由此，多个电池4和多个隔板通过一对端板10以及一对束缚构件12而被紧固。多个电池4通过束缚构件12在电池层叠方向X上被夹紧，被进行电池层叠方向X的定位。另外，多个电池4通过使底面隔着绝缘体与束缚构件12的下侧的檐部12b抵接，使上表面隔着绝缘体与束缚构件12的上侧的檐部12b抵接，而被进行上下方向的定位。另外，能使隔板的一部分作为介于底面以及/或者上表面与檐部12b之间而存在的绝缘体使用。在该状态下，在各电池4的输出端子8电连接汇流条2而得到电池层叠体1。
接着详细说明本实施方式所涉及的汇流条2。图2是表示汇流条的概略结构的立体图。图3是表示汇流条的概略结构的俯视图。汇流条2具有层叠多个板片14的结构。各板片14是带状，在电池层叠方向X上延伸。各板片14包含铜、铝等金属，厚度例如是0.1～0.5mm。
汇流条2具备第1接合部16、第2接合部18和突出部20。各板片14具有构成第1接合部16、第2接合部18以及突出部20的一部分的区域，通过层叠多个板片14来构成第1接合部16、第2接合部18以及突出部20。因此，第1接合部16、第2接合部18以及突出部20具有大约相同厚度。
第1接合部16与第1电池4a的输出端子8接合(参考图1)。第2接合部18与第2电池4b的输出端子8接合(参考图1)。由此将第1电池4a以及第2电池4b电连接。第1接合部16位于汇流条2的一方的端部，第2接合部18位于汇流条2的另一方的端部。第1接合部16以及第2接合部18是平板状。
突出部20配置于第1接合部16与第2接合部18之间，向电池4与汇流条2的层叠方向(以下称作汇流条层叠方向Z)突出。在本实施方式中，为了方便而将汇流条层叠方向Z设为铅直方向。换言之，突出部20向板片14的层叠方向突出。
突出部20具有第1倾斜部22和第2倾斜部24。第1倾斜部22从第1接合部16向接近或远离电池4的方向延伸。即，第1倾斜部22向与平行于第1接合部16的面方向(XY平面方向)相交的方向延伸。第1倾斜部22是相对于第1接合部16以给定的角度倾斜的面。第2倾斜部24从第2接合部18向接近或远离电池4的方向延伸。即，第2倾斜部24向与平行于第2接合部18的面方向(XY平面方向)相交的方向延伸。第2倾斜部24是相对于第2接合部18以给定的角度倾斜的面。
第1倾斜部22以及第2倾斜部24中，在一方接近电池4地延伸的情况下，另一方也接近电池4地延伸，在一方从电池4远离而延伸的情况下，另一方也从电池4远离地延伸。在本实施方式中，第1倾斜部22以及第2倾斜部24从电池4远离地延伸。因此，突出部20使包含电池层叠方向X和汇流条层叠方向Z的平面方向(XZ平面方向)的截面形状是大致U字状。
另外，第1倾斜部22以及第2倾斜部24在第1接合部16以及第2接合部18排列的第1方向上空开给定的间隔W而排列。另外，第1倾斜部22以及第2倾斜部24排列成从汇流条层叠方向Z来看间隔W从与第1方向相交的第2方向的一端侧朝向另一端侧而慢慢扩大。在本实施方式中，第1方向是电池层叠方向X，第2方向是水平方向Y。即，第1倾斜部22中，水平方向Y上的一端22a位于比另一端22b更靠第2接合部18侧，另一端22b位于比一端22a更靠第1接合部16侧。同样地，第2倾斜部24中，水平方向Y上的一端24a位于比另一端24b更靠第1接合部16侧，另一端24b位于比一端24a更靠第2接合部18侧。
第1倾斜部22与第1接合部16的连接角度θ1从一端22a侧到另一端22b侧相同。同样地，第2倾斜部24与第2接合部18的连接角度θ2从一端24a侧到另一端24b侧相同。即，第1接合部16与第1倾斜部22的连接部、和第2接合部18与第2倾斜部24的连接部从第1接合部16侧朝向第2接合部18侧时的角度变化在全部的第2方向位置相同。
另外，突出部20在第1倾斜部22与第2倾斜部24之间具有平坦部26。平坦部26与第1接合部16以及第2接合部18平行地延伸。平坦部26和第1接合部16由第1倾斜部22连接，平坦部26和第2接合部18由第2倾斜部24连接。因此，平坦部26和第1接合部16以及第2接合部18在汇流条层叠方向Z上错开第1倾斜部22以及第2倾斜部24的高度(汇流条层叠方向Z的长度)相应量。另外，平坦部26是梯形。更具体地，平坦部26是将与第1倾斜部22相接的边作为一方的腰、将与第2倾斜部24相接的边作为另一方的腰的等腰梯形。
汇流条2例如如以下那样制造。图4的(A)是表示在汇流条的制造过程中形成的板片层叠体的概略结构的立体图。图4的(B)是表示板片层叠体的概略结构的侧视图。
首先制作多片具有第1接合部16、第2接合部18以及突出部20的板片14。例如通过压制加工等将带状的平板折弯，在长边方向上空开间隔W形成2个阶梯，由此能得到板片14。一方的阶梯构成第1倾斜部22，另一方的阶梯构成第2倾斜部24。另外，被2个阶梯所夹的部分构成平坦部26。然后，剩余的部分构成第1接合部16以及第2接合部18。各板片14用相同模具成形，因此是相同形状。
接着，将得到的板片14层叠，来形成板片层叠体28。如图4的(A)以及图4的(B)所示那样，在板片层叠体28中，各板片14在水平方向Y上错开地重合。由此，相邻的2个板片14是第1倾斜部22与第2倾斜部24的间隔W窄的部分和宽的部分重合。具体地，在突出部20的突出方向上位于前端侧的外侧板片和位于根部侧的内侧板片是外侧板片中的间隔W宽的部分和内侧板片中的间隔W窄的部分重合。
在第1倾斜部22与第2倾斜部24的间隔W中包含外面彼此的间隔(以下适当称作外面间隔WO)和内面彼此的间隔(以下适当称作内面间隔WI)。在第1倾斜部22，外面是朝向第1接合部16侧的表面，内面是朝向第2倾斜部24侧的表面。在第2倾斜部24，外面是朝向第2接合部18侧的表面，内面是朝向第1倾斜部22侧的面。在各板片14中，外面间隔WO和内面间隔WI有与板片14的厚度相应的差。
与此相对，相邻的外侧板片和内侧板片对应于外面间隔WO与内面间隔WI的间隔差在水平方向Y上错开而被层叠。由此，外侧板片的突出部20和内侧板片的突出部20是外侧板片中的内面间隔WI和内侧板片中的外面间隔WO大致一致的部分彼此重合。若将外面间隔WO彼此或内面间隔WI彼此进行比较，则外侧板片中的间隔W宽的部分和内侧板片中的间隔W窄的部分重合。
其结果，至少在第1接合部16、第1倾斜部22、平坦部26、第2接合部18以及第2倾斜部24的各平面区域，能使内侧板片的外表面和外侧板片的内表面没有间隙地抵接。所谓平面区域，是将第1接合部16和第1倾斜部22、第1倾斜部22和平坦部26、第2接合部18和第2倾斜部24以及第2倾斜部24和平坦部26分别连接的屈曲形状的区域除外的区域。
接着，通过焊接等将多个板片14接合。多个板片14的接合优选仅在第1接合部16以及第2接合部18的各平面区域进行。即，优选不在汇流条2的突出部20设置多个板片14的接合部。由此能更可靠地确保突出部20的挠性。之后，将水平方向Y的两端部切断，使得仅留下板片层叠体28当中全部板片14重叠的区域。由此能得到图1～3所示的汇流条2。另外，在将板片层叠体28的水平方向Y的两端部切断的情况下，在板片14的宽度方向(水平方向Y)的中央部将多个板片14接合。在该情况下，在多个板片14的接合中例如使用贯通焊接。
如以上说明的那样，本实施方式所涉及的汇流条2具有层叠多个板片14的结构，是将第1电池4a以及第2电池4b电连接的汇流条。汇流条2具有：与第1电池4a的输出端子8接合的第1接合部16；与第2电池4b的输出端子8接合的第2接合部18；和配置于第1接合部16与第2接合部18之间的突出部20。突出部20向汇流条层叠方向Z突出。
突出部20具有：从第1接合部16向接近或远离电池4的方向延伸的第1倾斜部22；和从第2接合部18向接近或远离电池4的方向延伸的第2倾斜部24。第1倾斜部22以及第2倾斜部24在第1接合部16以及第2接合部18所排列的第1方向上空开给定的间隔W而配设。另外，第1倾斜部22以及第2倾斜部24相互的姿态被确定，使得从汇流条层叠方向Z来看，间隔W从与第1方向相交的第2方向的一端侧朝向另一端侧而慢慢扩大。换言之，间隔W从汇流条2的宽度方向上的一端侧朝向另一端侧而慢慢变化。
由此，能将层叠的上下的板片14在第2方向上错开，来使一方的板片14的突出部20中的间隔W窄的部分和另一方的板片14的突出部20中的间隔W宽的部分重合。其结果，在各板片14具有相同形状的突出部20的情况下，也能避免在板片14间产生间隙。为此能用相同模具制作多个板片14。
因而，根据本实施方式，能抑制板片14间的间隙的产生和汇流条2的制造成本的增加，并在板片层叠型的汇流条2设置突出部20。并且，通过设置突出部20，能提高电池层叠方向X上的汇流条2的柔软性。并且，由于能通过突出部20的变形来吸收电池4的位移，因此能更可靠地减轻加在汇流条2与输出端子8的连接部的载荷。因此，能实现经由汇流条2的电池4间的稳定的电连接。另外，通过将本实施方式的汇流条2设于电池层叠体1，从而能使电池层叠体1的性能提升。
另外，第1倾斜部22与第1接合部16的连接角度θ1以及第2倾斜部24与第2接合部18的连接角度θ2从第2方向的一端侧到另一端侧是相同的。换言之，连接角度θ1、θ2从汇流条2的宽度方向上的一端侧到另一端侧是相同的。由此能抑制层叠的板片14彼此在电池层叠方向X上错开。在能容许该电池层叠方向X的错开的情况下，连接角度θ1、θ2也可从汇流条2的宽度方向上的一端侧到另一端侧不相同。
另外，突出部20在第1倾斜部22与第2倾斜部24之间具有平坦部26。由此能减小突出部20的突出高度。因此，能抑制设置突出部20所引起的汇流条2的尺寸增大。另外，与设置从第1接合部16侧到第2接合部18侧整体弯曲的形状的突出部20的情况相比，能使汇流条2的尺寸管理容易。进而，还能将平坦部26作为电压检测线的连接部利用。
本发明并不限定于上述的实施方式，能基于本领域技术人员的知识加进各种设计变更等变形，被加进变形的实施方式也含在本发明的范围内。通过向上述的实施方式的变形的追加而产生的新的实施方式兼具组合的实施方式以及变形各自的效果。
在上述的实施方式中，电池4是方形电池，但电池4的形状并没有特别限定，也可以是圆筒状等。另外，电池层叠体1所具备的电池4的总数也没有特别限定。另外，电池4的外装罐也可以用收缩管等绝缘薄片被覆。另外，构成汇流条2的板片14的片数并没有被特别限定。板片14的片数能对应于汇流条2所需的厚度等来适当设定。
在实施方式中，第1倾斜部22以及第2倾斜部24的间隔W从水平方向Y的一端侧向另一端侧连续扩大，但也可以阶段地扩大。另外，突出部20向从电池4远离的方向突出，但也可以向接近电池4的方向突出。另外，突出部20也可以没有平坦部26，例如也可以是从第1接合部16侧到第2接合部18侧整体弯曲的形状。
在实施方式中，示出将水平方向Y的两端部切断、使得仅留下板片层叠体28当中全部板片14重叠的区域的结构，但并不特别限定于该结构。例如也可以仅将水平方向Y上的单侧的端部切断，也可以将两端部都不切断。另外，也可以仅将板片层叠体28的端部的一部分切断。
在使板片14的阶梯部残存于汇流条2的情况下，能通过对该阶梯部实施钎焊、镀覆处理等来使各板片14彼此接合。由此能将各板片14间可靠地接合。另外，在使阶梯部残存于与第1接合部16以及第2接合部18对应的区域的情况下，能利用阶梯部将第1接合部16以及第2接合部18和输出端子8接合。例如将阶梯部和输出端子8通过钎焊等进行接合。由此能将汇流条2和输出端子8更可靠地接合。
在方法、装置、***等之间变换了以上的构成要素的任意的组合、本发明的表现的方案也作为本发明的方案是有效的。
附图标记的说明
1电池层叠体
2汇流条
4电池
4a第1电池
4b第2电池
8输出端子
14板片
16第1接合部
18第2接合部
20突出部
22第1倾斜部
24第2倾斜部
26平坦部。

Claims (1)

1.一种汇流条，将第1电池以及第2电池电连接，
所述汇流条具备：
与所述第1电池的输出端子接合的第1接合部；
与所述第2电池的输出端子接合的第2接合部；
配置于所述第1接合部与所述第2接合部之间并从所述第1接合部向接近或远离电池的方向延伸的第1倾斜部；和
配置于所述第1接合部与所述第2接合部之间并从所述第2接合部向接近或远离电池的方向延伸的第2倾斜部，
所述第1倾斜部以及所述第2倾斜部排列成在所述第1接合部以及所述第2接合部所排列的第1方向上空开给定的间隔、且从所述汇流条与电池排列的方向观察该间隔从与所述第1方向相交的第2方向的一端侧朝向另一端侧慢慢扩大。
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