专利名称：电池单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池单元，所述电池单元配备有多个单体电池和具有电压检测电路的控制板，其中，单体电池的电极端子通过能够传输单体电池的电势的金属导电构件或金属导电线电连接至电压检测电路，并且该电压检测电路通过导电构件来检测单体电池的电压。
背景技术：
存在例如公开在日本专利公报N0.JP 2009-59663中的有关常规电池单元的常规技术。该常规电池单元具有多个单体电池、母线以及控制板，在控制板上形成有电压控制装置。电压控制装置具有电压检测电路。该常规电池单元具有邻近单体电池电连接至对应母线并且检测端子电连接至对应母线的结构。电压检测装置中的电压检测电路通过连接至对应母线的检测端子检测每个单体电池的充电状态。
具有电压检测电路的电压控制装置通过导电电路基板电连接至检测端子。
然而，先前所描述的常规电池单元的结构需要使用形成在专用导电电路基板上的一个或多个信号传输部件，有关各个单体电池的电势的信息通过该专用导电电路基板传输至形成在控制板上的电压检测电路。在电池单元中使用这种独立的信号传输部件增加了部件的总数并且引入了复杂的结构。发明内容
因此，希望提供一种具有不需要任何专用信号传输部件的简单结构的电池单元，有关各个单体电池的电势的信息通过该简单结构传输至形成在控制板上的电压检测电路。
示例性实施方式提供了一种具有改进结构的电池单元。该电池单元具有多个单体电池、控制板以及多个导电构件。每个所述单体电池具有外壳和电极端子。所述电极端子包括正电极端子和负电极端子。所述正电极端子和所述负电极端子形成在每个所述单体电池的所述外壳的外表面上。所述控制板具有构造成用以检测每个所述单体电池的电压的电压检测电路。所述单体电池的所述电极端子的电势通过所述导电构件传输至所述电压检测电路。每个所述导电构件的一个端部部分电连接至所述单体电池的对应的电极端子。每个所述导电构件的另一端部部分电连接至所述电压检测电路。特别的是由树脂制成的壳(例如将在随后的实施方式中进行描述的单体电池壳和绝缘盖)或者由树脂制成的通路形成构件，所述壳容纳所述单体电池和至少一部`分其他部件，在所述通路形成构件中形成流体通路。在该电池单元的结构中，所述导电构件通过嵌件成型与所述壳或者所述通路形成构件结合成一体。换句话说，导电构件不是电池单元中的专用部件，即，导电构件通过嵌件成型与盖壳以及通路形成构件中的一个结合成一体。
在根据示例性实施方式的电池单元的改进结构中，每个单体电池的例如正电极端子和负电极端子的电极端子通过对应的诸如金属导电构件或金属导电线之类的导电构件电连接至形成在控制板上的电压检测电路。特别地，这些金属导电构件通过嵌件成型与盖壳和例如为排出管道的通路形成构件中的一个结合成一体。由于导电构件通过嵌件成型与通路形成构件结合成一体，或者由于导电构件通过嵌件成型与盖壳结合成一体，因此没必要使用额外的支承构件来支承诸如金属导电构件之类的导电构件。这能够提供具有简单结构的单体电池。通过这种方式，盖壳将至少部分单体电池以及其他部件容纳在其中。通路形成构件具有例如排出通路的流体通路。


将参照附图借助于示例对本发明的优选、非限制性实施方式进行描述，在附图中:
图1为正视图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的包括控制板和具有多个单体电池的组装电池的电池单元的示意性结构；
图2为正视图，其示出了作为根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元的主要部件的组装电池、控制板和排出管道的示意性结构；
图3为立体图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中的组装电池和排出管道的布置；
图4为平面图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中的组装电池和排出管道的布置；
图5为分解立体图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中的被电池壳覆盖的组装电池以及排出管道的结构；
图6为分解立体图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中的包括与电池盖和绝缘盖分离的多个单体电池的组装电池的结构；
图7为分解立体图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中的母线的电势检测端子与金属导电构件之间的电连接；
图8为示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中使用的排出管道的第一部分的结构的视图9为示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中使用的排出管道的第二部分的结构的视图，该第二部分为排出管道的第一部分的剩余部分；
图10为平面图，其示出了从根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元中移除了盖壳的结构；
图11为立体图，其示出了根据本发明的第一示例性实施方式的带有盖壳的电池单元的结构；
图12为立体图，其示出了根据本发明的第二示例性实施方式的电池单元中的组装电池和排出管道的布置；以及
图13为平面图，其示出了从根据本发明的第二示例性实施方式的电池单元中移除了盖壳的结构。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的各种实施方式进行描述。在以下对各种实施方式的描述中，在所述多个图中，相同的附图标记始终表示相同或等同的组成零部件。
为简洁起见，在以下根据本发明的第一示例性实施方式至第四示例性实施方式中，相同的部件将始终以相同的附图标记来指示。
第一示例性实施方式
将参照图1至图11给出对根据第一示例性实施方式的电池单元I的描述。
图1的正视图示出了根据本发明的第一示例性实施方式的包括控制板5以及具有单体电池10、11、12、13和14的组装电池的电池单元I的示意性结构。图2的正视图示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元I中的具有单体电池10、11、12、13和14的组装电池、控制板5以及排出管道6 (或通路形成构件)的示意性结构。控制板5、排出管道6以及包括单体电池10、11、12、13和14的组装电池为根据第一示例性实施方式的电池单元I的主要部件。图3的立体图示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元I中的组装电池和排出管道6的布置。图4的平面图示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元I中的组装电池和排出管道6的布置。
图5的分解立体图示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元I中的组装电池和排出管道6的结构。图6的分解立体图示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元I中的具有五个单体电池10、11、12、13和14的组装电池的结构。
此外，图7的分解立体图示出了在根据本发明的第一示例性实施方式的电池单元I中的母线20至25的电势检测端子与金属导电构件(或金属导电线)70至75之间的电连接。图8的视图示出了在根据第一示例性实施方式的电池单元I中使用的排出管道6的第一部分61的结构。图9的视图示出了在根据第一示例性实施方式的电池单元I中使用的排出管道6的第二部分62的结构，其中该排出管道6的第二部分62为排出管道6的第一部分的剩余部分。
图10的平面图示出了从根据第一示例性实施方式的包括组装电池、控制板5和排出管道6的电池单元I中移除了盖壳60的结构。图11的立体图示出了根据第一示例性实施方式的带有盖壳60的电池单元I的结构。
图11中示出的电池单元I (或电池组)安装于具有怠速停止功能的机动车辆。当红绿灯变为红色并且机动车辆停在红绿灯处时，即使点火开关继续开启，怠速停止功能也会暂时停止机动车辆的发动机的燃烧。
作为电池单元的电池组中的组装电池包括通过母线串联连接的多个单体电池。每个单体电池均为可再充电电池(或二次电池)，例如，锂离子电池。因而，组装电池用作铅酸蓄电池(或铅蓄电池)的辅助电池。例如，电池单元(或电池组)设置在机动车辆的车厢室中的前排座椅之下。
根据本发明的电池单元I的理念能够用于混合动力车辆以及各种类型的电动车辆。一般来说，混合动力车辆通常配备有内燃发动机和电动马达。电动马达通过仅由电池供给的电力驱动。电动车辆配备有电动马达，该电动马达通过由一个或多个电池组供给的电力驱动。
形成电池单元I (电池组)的单体电池10、11、12、13和14中的每个均为可再充电电池(或二次电池)，例如，镍金属氢化物电池、锂离子电池以及有机自由基电池。电池单元I用盖壳60覆盖并且设置在机动车辆的车厢室中的座椅之下，或者设置在后排座椅与行李厢之间的空间，或者设置在机动车辆的驾驶员的座椅与前排乘客座椅之间的空间。
形成电池单元I的每个单体电池10、11、12、13和14均用外壳10e、lie、12e、13e或14e覆盖。单体电池10、11、12、13和14中的每个的正电极端子和负电极端子从对应的外壳10e、lie、12e、13e、14e的一个表面伸出。
电池单元I具有母线20至25，单体电池10、11、12、13和14通过母线20至25串联地电连接。
如图1所示，根据第一示例性实施方式的电池单元I (电池组)具有五个单体电池10、11、12、13和 14。
如图5和图6所示，电池单元I中的单体电池10、11、12、13和14中的每个均存储在电池壳7中的相应位置中，以组装电池单元I。电池壳7为具有阶梯结构的阶式壳，即，具有阶式结构。
如图1所示，五个单体电池10、11、12、13和14被分成第一堆叠组2和第二堆叠组3。在第一堆叠组2和第二堆叠组3中的每个中，单体电池沿着每个单体电池的外壳10e、lle、12e、13e或14e的厚度方向X (或竖直方向)堆叠。
具体地，在第一堆叠组2中，单体电池10、单体电池13以及单体电池14沿着厚度方向X按顺序堆叠。在第二堆叠组3中，单体电池11和单体电池12沿着厚度方向X按顺序堆叠。具体地，在第一堆叠组2和第二堆叠组3中的每个中，单体电池沿着厚度方向X堆叠，从而使得单体电池在其最大表面区域上面向彼此。
如图1、图3和图5所示，单体电池10的负电极端子IOa电连接至母线20。母线20通过一个或多个螺钉固定至机动车辆的本体。这使得可以将单体电池10的负电极端子IOa连接至地面电势。S卩，单体电池10的负电极端子IOa接地。
母线20的一个端部从第一堆叠组2的下侧朝向电池壳7的侧方向延伸，即，沿着垂直于厚度方向X的侧方向延伸。
单体电池10的正电极端子IOb通过母线21电连接至单体电池11的负电极端子Ila0
单体电池11的正电极端子Ilb通过母线22电连接至单体电池12的负电极端子12a。
单体电池12的正电极端子12b通过母线23电连接至单体电池13的负电极端子13a。
单体电池13的正电极端子13b通过母线24电连接至单体电池14的负电极端子14a。
单体电池14的正电极端子14b电连接至母线25。母线25通过一个或多个螺钉或者通过钎焊电连接至电源板50。
如由图1中示出的虚线所标出的，上述电连接使得可以通过母线20至25将电池单元I (电池组)中的所有单体电池10至14串联地电连接。电流通过经由母线20至25的电连接在电池单元I中蜿蜓流动。换句话说，根据第一示例性实施方式的电池单元I具有改进结构，在该改进结构中，母线20至25仅在竖直方向和横向方向上电连接单体电池10、11、12、13和14，而不在倾斜方向或弯曲方向上连接单体电池10、11、12、13和14。
例如，如图5和图6所示，单体电池10、11、12、13和14中的每个的外壳IOeUle,12e、13e或14e配备有安全阀。在每个外壳中，安全阀设置在正电极端子与负电极端子之间。当每个单体电池的内部压力超过预定压力值时，即，具有异常值时，安全阀打开。例如，安全阀由薄金属膜制成。安全阀由这种薄金属膜和形成在每个单体电池的外壳10e、lle、12e、13e或14e中的孔构成。该孔由薄金属膜覆盖。当单体电池的电池壳内的气体压力过高时，覆盖孔的薄金属膜破裂并开口，并且气体被释放出来，即，气体通过该孔排出到外壳10e、lle、12e、13e或者14e的外面。这使得可以降低单体电池的电池壳内的压力。这样防止单体电池本身开口或破裂。如图1所示，单体电池10的外壳IOe的安全阀10c、单体电池13的外壳13e的安全阀13c以及单体电池14的外壳14e的安全阀14c沿着厚度方向X设置。此外，单体电池11的外壳Ile的安全阀Ilc以及单体电池12的外壳12e的安全阀12c沿着厚度方向X设置。
在图6中，单体电池10、11、12、13和14、绝缘盖8以及母线20、21、22、23、24和25与电池壳7分离。排出管道6 (或通路形成构件)在图5中示出。另一方面，排出管道6被从图6中省去。
如图5和图6所示，绝缘盖8将母线20、21、22、23、24和25与单体电池10、11、12、13和14的外壳10e、lle、12e、13e和14e电绝缘。绝缘盖8将外壳的除安全阀10c、llc、12c、13c和14c以及电极端子之外的一个端部表面覆盖。
S卩，每个外壳10e、lle、12e、13e和14e的一个端部表面由绝缘盖8覆盖。绝缘盖8具有多个开口部。
形成在绝缘盖8中的开口部在位置上分别与外壳10e、lle、12e、13e和14e的安全阀 10c、11c、12c、13c 和 14c 对应。
当对配备有单体电池10、11、12、13和14的电池壳7、绝缘盖8以及母线20、21、22、23、24和25进行组装时，如图6所示，电极端子在尺寸上小于形成在绝缘盖8中的对应的开口部。
当存储在电池壳7中的单体电池10、11、12、13和14与绝缘盖8组装在一起时，安全阀10c、llc、12c、13c和14c以及电极端子中的每个通过对应的开口部暴露于电池单元I(电池组)外部。
绝缘盖8具有多个凹陷部，以执行母线20、21、22、23、24和25在绝缘盖8上的定位。形成在绝缘盖8中的凹陷部的数量与母线的数量相当。即，在根据第一示例性实施方式的电池单元I中，凹陷部的数量为六个。在每个母线20、21、22、23、24和25中形成有开口部，单体电池的电极端子穿过该开口部插入。
当母线配装到形成在绝缘盖8中的对应的开口部，电极端子配装到对应母线的开口部时，就正确地进行了单体电池与对应母线之间的定位。
当形成在绝缘盖8中的凹陷部与母线20、21、22、23、24和25之间的定位完成时，每个母线20、21、22、23、24和25被固定至绝缘盖8。这使得可以容易地将母线20、21、22、23,24和25固定至绝缘盖8并且容易通过钎焊等以高精确度将电极端子固定至单体电池10、11、12、13和14。更进一步地，这使得可以防止母线20、21、22、23、24和25与其他部件接触并且可以避免母线20、21、22、23、24和25之间形成短路。这防止了电池组I的部件被损坏或破坏。
在通过对应母线执行电极端子之间的彼此电连接时，将每个单体电池10、11、12、13和14插入到电池壳7中的对应空间。接着，将绝缘盖8配装到带有单体电池10、11、12、13和14的电池壳7。此时，例如图4所示，通过两个夹子33将电池壳7的上部部分和下部部分与绝缘盖8紧固在一起。通过两个夹子32将电池壳7的左右两侧与绝缘盖8紧固。
接着，将母线配装到形成在绝缘盖8中的对应凹陷部。绝缘盖8已与带有单体电池10、11、12、13以及14的电池壳7组装在一起。电极端子已插入形成在各个母线中的对应的开口部中。电极端子通过诸如激光束焊接和电弧焊之类的焊接固定至母线。
当与堆叠在第一堆叠组2中的单体电池的数量相比时，第二堆叠组3存储了较小数量的单体电池。S卩，第一堆叠组2存储了按顺序堆叠的三个单体电池10、13和14。而第二堆叠组3包括也按照顺序堆叠的两个单体电池11和12。
如图1和图3中所清楚地示出的，因为第一堆叠组2与第二堆叠组3之间存在单体电池数量的差异，所以第一堆叠组2和第二堆叠组3形成具有阶状结构的阶梯结构4。
控制板5被从图3和图4中示出的结构中省去。
在根据第一示例性实施方式的电池单元I (电池组)的结构中，阶梯结构4的厚度与一个单体电池的厚度大致相当。如图1所示，控制板5设置在阶梯结构4的低台阶部分的表面上。在控制板5的表面上形成有多个装置。该装置对单体电池10、11、12、13和14的状况进行检测。例如，安装在控制板5上的这些装置对单体电池10、11、12、13和14中的每个的状态进行检测。阶梯结构4、即带有控制板5的阶状结构使得可以抑制电池单元I的高度在电池单元I的厚度方向X上的增加。考虑到电池单元I的厚度方向X，优选的是，控制板5的上表面设置成在邻近的第一堆叠组2的上表面的下方。控制板5通过螺钉固定至形成在带有单体电池10、11、12、13和14的电池壳7上的凸部。
在根据第一示例性实施方式的电池单元I (电池组)中，具有最大电势的单体电池14的正电极端子14b设置在邻近阶梯结构4的位置处。电源板50电连接至端子块51。通过端子块51，电源板50进一步连接至控制板5和配备有根据第一示例性实施方式的电池单元I的机动车辆(未图示)。如前所述，在第一堆叠组2和第二堆叠组3中的所有单体电池10、11、12、13和14通过母线10、21、22、23、24和25串联连接。
如图2所示，电池单元I (电池组)具有排出管道6。安全阀10c、11c、12c、13c和14c暴露于作为形成在排出管道6中的内部流体通道的排出通路6a (或流体通路)的内侧。
排出管道6用作管道构件，该管道构件与在根据第一示例性实施方式的电池单元I中使用的通路形成构件相对应。
排出管道6由具有耐热性的材料一例如，聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、或含有耐热剂的各种树脂——制成。
这种材料的耐热性防止了排出管道6被熔化，即使在单体电池内的温度达到极高的温度并且高压气体打开或破坏安全阀并排出到排出管道6的排出通路6a内的情况下亦是如此。
优选的是排出管道6由具有在200°C不低于一分钟的耐热性的树脂制成。排出管道6的这种特征防止了控制板5和电源板50等由于高温气体、电解质溶液等而损坏。
绝缘盖8具有电绝缘能力，并且由诸如聚丙烯树脂(PP树脂)、含有例如填料或滑石的聚丙烯树脂(PP树脂)之类的塑料(合成树脂)制成。
绝缘盖8优选和排出管道6 —样由耐热树脂制成。
排出管道6具有沿电池单元I的侧向方向或水平方向延伸的圆筒形形状。侧向方向与电池单元I的厚度方向X垂直。
当排出管道6与绝缘盖8组装在一起时，形成在排出管道6中的开口部尺寸比对应的安全阀10c、llc、12c、13c和14c大。
当排出管道6与绝缘盖8组装在一起时，形成在排出管道6中的开口部的外围边缘部通过填封构件30和填封构件31围绕安全阀10c、11c、12c、13c和1如粘附至外壳10e、lle、12e、13e和14e的表面。换句话说，填封构件30和31夹在排出管道6与绝缘盖8之间。
当组装排出管道6和绝缘盖8时，使用填封构件30和31能够提高排出管道6与绝缘盖8之间的气密性。
形成在排出管道6中的开口部与流体入口 61a (见图8)对应，电池故障时从单体电池排出的气体通过该流体入口 61a被引入到排出管道6的排出通路6a内。
排出管道6具有引入管道部6b，该引入管道部6b与排出通路6a (或流体通路)连通而形成从侧部延伸至排出管道6外的内侧通路，如图2、图3、图4和图5所示。
通过引入管道部6b，气体能够被排放到排出通路6a并排放到电池单元1(电池组)外。
可以使用诸如双模弹性体(elastomer by double mold)之类的软树脂来代替使用填封构件30和31，以推动安全阀10c、11c、12c、13c和14c的周缘部并将其固定排出管道6中。
金属导电构件(或金属导电线)70、71、72、73、74和75通过嵌件成型与排出管道6结合成一体。也就是说，因为金属导电构件(或金属导电线)70、71、72、73、74和75被一体结合到排出管道6中的第二部分62或壳体60或电池壳7 (下文将进行说明)，所以金属导电构件70、71、72、73、74和75不是电池单元中的专用部件，即，其不是独立于电池单元中的其他部件的。
排出管道6通过将多个部分结合成整体而获得。例如，第一示例性实施方式使用第一部分61和第二部分62，并且将它们组装而形成排出管道6。
从图5中可以理解，第一部分61和第二部分62单独制备，并且第一部分61和第二部分62组装在一起。
图8的视图示出了从包括单体电池10、11、12、13和14的组装电池观察时，根据第一示例性实施方式的电池单元I中的排出管道6的第一部分61的结构。图9的视图示出了从包括单体电池10、11、12、13和14的组装电池观察时，根据第一示例性实施方式的电池单元I中的排出管道6的第二部分62的结构。
如图8所示，所有流体入口 61a都形成在第一部分61中。此外，如图9所示，金属导电构件70、71、72、73和74通过嵌件成型形成在排出管道6的第二部分62中。换句话说，所有金属导电构件70、71、72、73和74都通过嵌件成型一体结合到排出管道6的第二部分62。每个金属导电构件70、71、72、73和74的横截面具有矩形形状的矩形导电构件，该矩形导电构件由具有优异导电性的铜板通过冲压工艺制成。
如图9所示，金属导电构件70的从排出管道6的第二部分62伸出的一个端部部分变成电连接至形成在母线20上的电势检测端子(或电压检测端子)20b的连接端子70a。
金属导电构件70的从排出管道6的第二部分62伸出的另一端部部分变成电连接至形成在控制板5上的电压检测电路的连接端子70b。
另外，金属导电构件71的从排出管道6的第二部分62伸出的一个端部部分变成电连接至形成在母线21上的电势检测端子(或电压检测端子)21b的连接端子71a。
金属导电构件71的从排出管道6的第二部分62伸出的另一端部部分变成电连接至形成在控制板5上的电压检测电路的连接端子71b。
更进一步地，金属导电构件72的从排出管道6的第二部分62伸出的一个端部部分变成电连接至形成在母线22上的电势检测端子(或电压检测端子)22b的连接端子72a。
金属导电构件72的从排出管道6的第二部分62伸出的另一端部部分变成电连接至形成在控制板5上的电压检测电路的连接端子72b。
另外，金属导电构件73的从排出管道6的第二部分62伸出的一个端部部分变成电连接至形成在母线23上的电势检测端子(或电压检测端子)23b的连接端子73a。
金属导电构件73的从排出管道6的第二部分62伸出的另一端部部分变成电连接至形成在控制板5上的电压检测电路的连接端子73b。
更进一步地，金属导电构件74的从排出管道6的第二部分62伸出的一个端部部分变成电连接至形成在母线24上的电势检测端子(或电压检测端子)24b的连接端子74a。
金属导电构件74的从排出管道6的第二部分62伸出的另一端部部分变成电连接至形成在控制板5上的电压检测电路的连接端子74b。
金属导电构件75的从排出管道6的第二部分62伸出的一个端部部分变成电连接至形成在母线25上的电势检测端子(或电压检测端子)25b的连接端子75a。
金属导电构件75的从排出管道6的第二部分62伸出的另一端部部分变成电连接至形成在控制板5上的电压检测电路的连接端子75b。
图7示出了金属导电构件74的连接端子74a与形成在母线24上的电势检测端子(或电压检测端子)24b之间的电连接的示例。
如同图7中示出的电连接，母线20、21、22、23、24和25的电势检测端子(或电压检测端子)20b、21b、22b、23b、24b和25b插入并通过钎焊等固定到形成在连接端子70a、71a、72a、73a、74a和75a中的对应孔。这些连接端子70a、71a、72a、73a、74a和75a分别形成在图9中示出的金属导电构件70、71、72、73、74和75的一个端部部分中。
可以使用熔接、以胶水以及螺钉紧固代替钎焊来连接母线20、21、22、23、24和25的电势检测端子(或电压检测端子)20b、21b、22b、23b、24b和25b与金属导电构件70、71、72、73、74 和 75 的连接端子 70a、71a、72a、73a、74a 和 75a。
尽管可以使用压焊来将母线20、21、22、23、24和25的电势检测端子(或电压检测端子)20b、21b、22b、23b、24b和25b连接至金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70a、71a、72a、73a、74a和75a，但因为电池单元I (电池组)通常安装到机动车辆，优选使用钎焊、以胶水和螺钉紧固来代替使用压焊，以避免振动的影响并且保持它们之间的机械及电连接可靠性。
在每个金属导电构件70、71、72、73、74和75的另一端部处的每个连接端子70b、71b、72b、73b、74b和75b插入并通过钎焊固定到形成在控制板5中的对应的通孔。这使得可以将金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、7lb、72b、73b、74b和75b电连接至控制板5中的电压检测电路。
然而，本发明的理念不受该方法限制。可以使用诸如熔接、以胶水和螺钉紧固之类的其他方法来代替使用钎焊。
尽管也可以使用压焊来将金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、7Ib、72b、73b、74b和75b连接至控制板5 (B卩，连接至电压检测电路)，但因为电池单元I (电池组)通常安装到机动车辆，优选的是使用钎焊、以胶水和螺钉紧固来代替使用压焊，以避免振动的影响并且保持它们之间的机械及电连接可靠性。
已在至少金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70a、71a、72a、73a、74a和75a以及连接端子70b、71b、72b、73b、74b和75b中的每个的表面上完成了镀锡或镀镍的表面处理。
这种表面处理使得可以长时期地保持它们之间的电连接可靠性并且可以提供稳定的电压检测。
各个金属导电构件70、71、72、73、74和75通过连接构件(从图9中省去)连接在一起，并且金属导电构件70、71、72、73、74和75的整体通过嵌件成型与排出管道6的第二部分62结合成一体。在这种嵌件成型之后，通过按压移除金属导电构件70、71、72、73、74和75之间的连接部件，以使金属导电构件70、71、72、73、74和75彼此电气分离。这样形成了各个电势传输线路，每个单体电池的电势通过该电势传输线路传输至形成在控制板5上的电压检测电路。
如图9所示，金属导电构件70、71、72、73、74和75中的每个大致在排出管道6中的排出通路6a延伸的方向上延伸。如图9所示，每个金属导电构件70、71、72、73、74和75的一部分经由露出部70c、71c、72c、73c和74c从排出管道6的第二部分62露出，使得该部分面向排出管道6中的排出通路6a。
金属导电构件70、71、72、73、74和75的每个露出部70c、71c、72c、73c和74c均呈圆形形状。如图9所示，邻近的金属导电构件之间的这些露出部彼此相对较接近地设置。
如图9中的右上侧处所示，金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、71b、72b、73b、74b和75b中的每个均朝向上侧伸出，使得它们与排出管道6中的排出通路6a分尚开。
如图2所示，当从电池单元I (电池组)移除盖壳60时，可以观察到控制板5与金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、7lb、72b、73b、74b和75b之间的连接部分，即，能够容易地对它们之间钎焊的连接状态进行监控。
排出管道6中的排出管道6的第二部分62具有窗口部62a。窗口部62a形成在金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、71b、72b、73b、74b和75b下方，并且与排出管道6中的排出通路6a分离。通过窗口部62a，每个金属导电构件70、71、72、73、74和75的一部分露出。由于通过窗口部62a露出的金属导电构件70、71、72、73、74和75以恒定的间隔设置，因此可以通过使用测试器来对金属导电构件70、71、72、73、74和75中的每个的连接状态进行检测。
如图5所示，排出管道6具有爪部6c，该爪部6c在排出管道6的侧向方向上的中央部分、在上侧和下侧处沿厚度方向X (沿竖直方向)朝向外侧突起。另外，排出管道6具有爪部6d，该爪部6d在排出管道6的侧向方向上的侧部部分、在上侧和下侧处沿厚度方向X朝向外侧突起。
另一方面，绝缘盖8具有两个接合部8a。每个接合部8a具有孔部。每个接合部8a的孔部与对应的爪部6c适配。绝缘盖8还具有两个接合部8b。每个接合部8a具有孔部。每个接合部8b的孔部与对应的爪部6d适配。
当排出管道6与绝缘盖8组装时，将排出管道6中的两个爪部6c中的每个均配装到绝缘盖8中的对应的接合部8a，并且将排出管道6中的两个爪部6d中的每个均配装到绝缘盖8中的对应的接合部分Sb。该结构将排出管道6固定至绝缘盖8并且防止排出管道6移动。另外，当排出管道6与绝缘盖8组装在一起时，该结构使得可以按压填封部件30和31，使得排出管道6被朝向绝缘盖8推动。即，这使得可以增强各个安全阀10c、llc、12c、13c和14c的表面与排出管道6中的排出通路6a之间的密封。
如图10和图11所示，例如电池组1、电源板50和端子块51的主要部件安装在底板9上。电池单元I (或电池组)的主要部件为电源板50以及端子块51。控制板5安装在电池单元I上并且固定至电池单元I。例如，为了增加底板9的强度，底板9由聚丙烯(PP)或者包含具有电绝缘能力的填料或滑石的聚丙烯的塑料制成。
底板9具有固定部和安装部。底板9通过螺栓经由固定部固定至机动车辆(从附图中省去)。电池单元I等由盖壳60覆盖。盖壳60通过使用填封构件和螺栓固定至底板9。
电池监测装置为监测电池单元I的状态的电子控制单元(EOT)。电池监测装置通过从电池单元I的检测端子延伸出的检测线电连接至电池单元I。检测线为通信线，以将有关电池组I的电压、温度等的信息传输至作为电池监测装置的ECU。检测端子包括各种类型的传感器，例如电压检测元件、温度传感器以及其他检测传感器。
电池单元I (电池组)配备有各种电子部件，这些电子部件能够监测单体电池10、11、12、13和14中的每个的充电、放电以及温度。
这些电子部件为例如直流到电流(DC/DC)变流器、逆变器、安装在电源板50上的动力元件，安装到控制板5的电子部件、各种类型的电子控制装置。
另外，电池单元I具有如前文所述的电池监测装置、控制装置和电线的线束。如前所述，电池监测装置接收从对每个单体电池的电压和温度进行检测的各种类型的传感器传送的各种类型的检测信号。控制装置与电池监测装置通信并且控制到DC/DC变流器的电功率传输。控制装置对一个或更多个电扇的马达的运转进行控制。电池单元I中的这些装置通过线束的线电连接。电池单元I可以具有用来冷却各个单体电池的鼓风机。
在根据先前所述的第一示例性实施方式的电池单元I (或电池组)的结构中，母线20、21、22、23、24和25的电势检测端子(或电压检测端子)20b、2lb、22b、23b、24b和25b通过金属导电构件70、71、72、73、74和75电连接至安装在控制板5上的电压检测电路。另外，金属导电构件70、71、72、73、74和75通过嵌件成型与排出管道6结合成一体。S卩，金属导电构件70、71、72、73、74和75与排出管道6结合而形成一体。先前所述的电池单元I的改进结构使得可以避免用于支承金属导电构件70、71、72、73、74和75的任何额外部件。这使得可以提供具有简单结构的电池单元I (电池组)。
另外，金属导电构件70、71、72、73、74和75通过嵌件成型与排出管道6中的第二部分62结合成一体，而不是与排出管道6中的第一部分61结合成一体。
该结构使得可以避免任何导电构件形成在面向组装单体电池10、11、12、13和14侧并且排出管道6的流体入口 61a所在的第一部分61中。
因此，没有必要在排出管道6的第一部分61中设置诸如金属导电构件70、71、72、73、74和75之类的导电构件使得导电构件绕开的流体入口 61a(见图8)。可以将金属导电构件70、71、72、73、74和75设置在排出管道6的具有足够空白处的第二部分62中。
在根据先前所述的第一示例性实施方式的电池单元I (电池组)的结构中，在排出管道6的第二部分62中形成露出部70c、71c、72c、73c和74c，使得金属导电构件70、71、72、73、74和75中的每个的一部分通过露出部70c、71c、72c、73c和74c暴露于排出管道6中的排出通路6a的内侧。
当单体电池的内部压力超过预定压力并且该单体电池的安全阀被打开时，气体和电解质溶液通过打开的安全阀从单体电池内排出到排出管道6中的排出通路6a中。在电池故障时从单体电池排出的这种气体和电解质溶液与再一个金属导电构件接触时，该金属导电构件劣化并且该金属导电构件的电阻变化。当这种气体和电解质溶液与一些金属导电构件70、71、72、73、74和75接触时，金属导电构件70、71、72、73、74和75之间形成短路，形成在控制板5上的电压检测电路的输出明显变化。
因此，即使在单体电池10、11、12、13和14的安全阀10c、11c、12c、13c和14c中的至少一个在电池故障的情况下打开时不是每个单体电池的电极电势都有显著变化，形成在控制板5上的电压控制电路仍能够检测出该单体电池的电池故障的发生。
S卩，根据第一示例性实施方式的电池单元I能够同时地(a)基于通过金属导电构件以及单体电池的电极端子传输的电势信息对单体电池的异常状况的发生进行检测，并且(b)基于当通过安全阀从单体电池排出的电解质溶液与金属导电构件的露出的表面接触时引起的电势的变化对单体电池的异常状况的发生进行检测。
因此，当如果先前所描述的检测方法(a)和(b)中的一个没有检测出单体电池的异常状况的发生时，另一检测方法可以对单体电池的异常状况的发生进行检测。根据第一示例性实施方式的电池单元I (或电池组)能够通过使用两种检测方法对单体电池的异常状况的发生进行检测。
第二实施方式
将参照图12和图13给出对根据本发明的第二示例性实施方式的电池单元1_1(或电池组)的描述。
图12的立体图示出了在根据本发明的第二示例性实施方式的电池单元1-1中的组装电池和排出管道6A (或通路形成构件)的布置。图13的平面图示出了从根据本发明的第二示例性实施方式的电池单元1-1中移除了盖壳60的结构。
第二示例性实施方式与第一示例性实施方式间的相同部件将以相同的附图标记来指示。为简洁起见，这里省略了对第二示例性实施方式与第一示例性实施方式之间的相同部件的说明。
根据图12和图13中示出的第三示例性实施方式的电池组1-1具有控制板205，在该控制板205上安装有控制板5和电源板50。
如图12和图13所示，控制板205电连接至母线25B和金属导电构件70、71、72、73、74 和 75 的连接端子 70b、7lb、72b、73b、74b 和 75b。
如图12所示，母线258具有三个端子258七，所述三个端子258七从阶梯结构4中的控制板205朝向上方方向——即，朝向电池单元1-1的厚度方向X——延伸。阶梯结构已经在第一不例性实施方式中进行了描述。控制板205从图12省略。
如图13所示，三个端子25Bt电连接至控制板205的预定端子。从阶梯结构4朝向上方方向——即，朝向电池组1-1的厚度方向——延伸的金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、7lb、72b、73b、74b和75b电连接至形成在控制板205上的电压检测电路，该控制板205设置在阶梯结构4中的低台阶上。
如图12所示，排出管道6A具有四个固定部6Af。两个固定部6Af形成在排出管道6A的中央部分的上部和下部处。其他两个固定部6Af形成在沿着固定部6Af的纵向方向的一个端部部分的上部和下部处。排出管道6A通过使用作为固定构件的螺栓和螺母经由四个固定部6Af固定至绝缘盖8A。
排出管道6A被强制推向并紧固到绝缘盖8A，填封构件30和31被作为固定构件的螺栓和螺母压缩。这使得可以提高安全阀10c、llc、12c、13c和14c中的每个的表面与排出管道6a (或流体通路)之间的气密性。
在排出管道6A的第一部分61中形成具有近似板形状的盖部61b。电池单元1_1中的单体电池的电极端子以及母线由盖部61b覆盖。盖部61b防止水和异物进入并粘附在单体电池的电极端子以及母线上。
如图13所示，诸如电池组1-1、电源板50和端子块51之类的主要部件设置在底板9A上并固定至底板9A。控制板205安装在电池组1-1上并且固定至电池组1-1。底板9a支承电池组1-1、作为电池组I的主要部件的电源板50、端子块51等。
具有电池组1-1的底板9A被盖壳60覆盖并封装。这使得可以容易并安全地将电池组安装到机动车辆。
(其他改型)
本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。
第一不例性实施方式和第二不例性实施方式使用金属导电构件70、71、72、73、74和75。然而，本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。可以将金属导电构件70、71、72、73、74和75用成由碳制成的导电构件。
第一示例性实施方式和第二示例性实施方式具有这样的结构:其中，金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70a、71a、72a、73a、74a和75a分别电连接至母线20、21、22、23、24 和 25 的电势检测端子 20b、2lb、22b、23b、24b 和 25b。
本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。例如，可以将金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70a、7la、72a、73a、74a和75a直接连接至单体电池的电极端子。
第一示例性实施方式和第二示例性实施方式具有这样的结构:其中，金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、7 Ib、72b、73b、7b和75b电连接至单个控制板。然而，本发明的理念不限于先前所述的根据第一不例性实施方式和第二不例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。
例如，可以将金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、71b、72b、73b、74b和75b电连接至多个不同的控制板。S卩，金属导电构件70、71、72、73、74和75的连接端子70b、71b、72b、73b、7b4和75b可以用作电连接多个控制板的连接端子。此外，除了有关每个单体电池的电势的信息之外，金属导电构件还可以传输有关单体电池的其他各种状况的信息。
第一示例性实施方式和第二示例性实施方式具有排出管道6由组装在一起的第一部分61和第二部分62构成的结构。然而，本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。
电池单元可以具有排出管道6的第一部分61和第二部分62中的至少一个由多个部件构成的结构。即，排出管道6可以由三个或更多个部件构成。排出管道6还可以仅由单个构件构成。
在公开在第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中的结构中，金属导电构件70、71、72、73、74和75通过嵌件成型与排出管道6结合成一体。
然而，本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。
除了排出管道之外，还可以通过嵌件成型使金属导电构件与由树脂制成的通路形成构件或存储至少一个诸如单体电池的部件和其他部件的盖壳结合成一体。例如，可以通过嵌件成型使金属导电构件与电池壳7或绝缘盖8结合成一体。
在公开在第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中的结构中，形成组装电池的多个单体电池的电极端子和形成在控制板上的电压检测电路通过金属导电构件电连接在一起。然而，本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。例如，可以将单个单体电池的电极端子通过金属导电构件与形成在控制板上的电压检测电路电连接在一起。
先前所述的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式使用可再充电电池(或二次单体电池)作为形成电池单元(或电池组)的单体电池。
然而，本发明的理念不限于先前所述的根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的电池组I和电池组1-1的结构。可以使用原电池作为每个单体电池。
(本发明的其他特征及效果)
作为本发明的另一方面的电池单元还具有形成在各单体电池10、11、12、13、14的外壳的形成有电极端子的同一表面上的安全阀10c、11c、12c、13c、14c,其中在该单体电池10、11、12、13、14上。安全阀10c、llc、12c、13c、14c构造成在各个单体电池的内部压力超过预定压力值时打开。在该电池单元中，通路形成构件为排出管道6、6A，该排出管道6、6A具有与安全阀10c、llc、12c、13c、14c对应的流体入口 61a以及通过流体入口面向安全阀10c、11c、12c、13c、14c的内壁表面。安全阀10c、11c、12c、13c、14c通过流体入口暴露于流体通路6a。特别地，导电构件70、71、72、73、74、75通过嵌件成型与排出管道6、6A结合成一体。
这使得可以提供通过嵌件成型而制成的金属导电构件和排出管道的结合体。排出管道与形成在每个单体电池的电极端子形成表面上的安全阀连通。因此，可以提供具有简单结构的电池单元。
在作为本发明的另一方面的电池单元中，排出管道6、6A具有组装在一起的第一部分61和第二部分62。导电构件——即，金属导电构件70、71、72、73、74、75——通过嵌件成型与排出管道6的第二部分62结合成一体。
由于难以将金属导电构件70、71、72、73、74、75形成或设置在通过流体入口 6Ia面向单体电池70、71、72、73、74、75侧的第一部分61中，因此金属导电构件70、71、72、73、74、75通过嵌件成型与排出管道6、6A的第二部分62结合成一体。排出管道6、6A的第二部分62没有流体入口。这使得可以避免绕开流体入口 61a布置金属导电构件的结构，并且允许将金属导电构件70、71、72、73、74、75设置在排出管道6、6A的具有足够空白处的第二部分62中。
在作为本发明的另一方面的电池单元中，排出管道6、6A具有露出部70c、71c、72c、73c、74c，使得每个导电构件的一部分暴露于形成在排出管道6、6A中的流体管道6a。
通常，当单体电池的内部压力过度增加时，单体电池的安全阀因为内部压力增大而打开，诸如电解质溶液的流体和气体通过安全阀从单体电池内排出。根据本发明的电池单元(或电池组)，当单体电池的内部压力超过预定压力并且该单体电池的安全阀打开时，气体和电解质溶液通过打开的安全阀从单体电池内排出到排出管道6、6A中的排出通路6a中。当从单体电池排出的这种气体和电解质溶液与再一个金属导电构件接触时，该金属导电构件劣化并且该金属导电构件的电阻显著变化。当这种气体和电解质溶液与金属导电构件70、71、72、73、74和75中的一些接触时，这些金属导电构件70、71、72、73、74和75之间形成短路，形成在控制板5上的电压检测电路的输出显著变化。
因此，即使每个单体电池的电极电势在单体电池的安全阀中的至少一个在单体电池故障下打开时没有显著变化，形成在控制板5上的电压控制电路仍能够对单体电池的这种故障进行检测。
尽管已经详细地描述了本发明的具体实施方式
，但本领域的技术人员将会理解的是，可以根据本公开的总体示教开发出这些细节的各种改型和替代方案。因此，所公开的特定配置仅是说明性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由以下权利要求及其等同方案的完整范围给出。
权利要求
1.一种电池单元,包括: 多个单体电池，每个所述单体电池包括外壳和电极端子，所述电极端子具有正电极端子和负电极端子，所述正电极端子和所述负电极端子形成在每个所述单体电池的所述外壳的外表面上； 控制板，所述控制板具有构造成用以检测每个所述单体电池的电压的电压检测电路； 多个导电构件，所述单体电池的所述电极端子的电势通过所述导电构件传输至所述电压检测电路，每个所述导电构件的一个端部部分电连接至所述单体电池的对应的电极端子，并且每个所述导电构件的另一端部部分电连接至所述电压检测电路；以及 由树脂制成的壳或者由树脂制成的通路形成构件，所述壳容纳所述单体电池和至少一部分其他部件，在所述通路形成构件中形成流体通路， 其中，所述导电构件通过嵌件成型与所述壳或者所述通路形成构件结合成一体。
2.根据权利要求1所述的电池单元，还包括: 安全阀，所述安全阀形成在每个所述单体电池的所述外壳的形成有所述电极端子的同一表面上，并且构造成在相应的单体电池的内部压力超过预定压力值时打开， 其中，所述通路形成构件为排出管道，所述排出管道包括:与所述安全阀对应的流体入口 ；以及通过所述流体入口面向所述安全阀的内壁表面，其中，所述安全阀通过所述流体入口暴露于所述流体通路，并且 所述导电构件通过嵌件成型与所述排出管道结合成一体。
3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，所述排出管道包括组装在一起的第一部分和第二部分，并且 所述导电构件通过嵌件成型与所述排出管道的所述第二部分结合成一体。
4.根据权利要求2所述的电池单元，其中，所述排出管道包括露出部，使得每个所述导电构件的一部分暴露于形成在所述排出管道中的所述流体通路。
5.根据权利要求4所述的电池单元，其中，每个所述露出部呈圆形形状，并且相邻的所述导电构件的所述露出部彼此接近地形成在所述排出管道中。
6.根据权利要求4所述的电池单元，其中，在所述排出管道中的所述第二部分的端部部分处形成有窗口部，并且通过所述窗口部，每个所述导电构件的一部分从所述第二部分露出，并且通过所述窗口部露出的所述金属导电构件以恒定间隔设置。
全文摘要
提供了一种电池单元，其包括具有电极端子的单体电池；具有电势检测端子的母线；具有电压检测电路的控制板；和排出管道。在单体电池中，单体电池的电极端子电连接至母线的电势检测端子。母线的电势检测端子通过金属导电构件或金属导电线电连接至形成在控制板上的电压检测电路。电压检测电路经由金属导电构件对每个单体电池的电势进行检测。金属导电构件不是专用部件，而是通过嵌件成型与排出管道结合成一体。
文档编号G01R19/00GK103137933SQ20121046619
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月16日 优先权日2011年11月23日
发明者足立芳树, 斋藤达弥, 伊藤德彦, 水间裕也 申请人:株式会社电装