电池系统和具备电池系统的车辆和蓄电装置制造方法及图纸

为了在将端板(3)设为简单的构造的同时实现优异的弯曲刚度，所述端板(3)包括配置于两面的板材(5)和层叠于所述板材(5)之间的板状块(6)，所述板材(5)包括外板材(5A)和内板材(5B)，所述板状块(6)包括分开地配置于两侧的两侧块(7)和配设于所述两侧块间的锥形槽(9)的中间块(8)，被电池层叠体(2)按压的中间块(8)被压入所述锥形槽(9)时，借助所述两侧块(7)对所述外板材(5A)和内板材(5B)作用拉伸应力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池系统和具备电池系统的车辆和蓄电装置


[0001]本专利技术涉及层叠许多个电池单体而成的电池系统和具备该电池系统的车辆和蓄电装置。

技术介绍

[0002]典型的电池系统包括由多个方形电池单体构成的电池层叠体、配置于电池层叠体的两端面的一对端板以及连结一对端板的束紧条(参照专利文献1)。在该电池系统中，利用端板和束紧条约束电池层叠体，从而能够抑制构成电池层叠体的方形电池单体的膨胀。
[0003]另一方面，近年，谋求每单位体积的能量密度、每单位重量的能量密度较高的电池系统，对于构成电池系统的方形电池单体，也期望采用每单位体积的能量密度、每单位重量的能量密度较高的电池。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2012/057322号
[0007]专利文献2：日本特开2014
‑
232664号公报
[0008]专利文献3：日本特开2013
‑
020855号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]对于方形电池单体而言，若要提高每单位体积的能量密度、每单位重量的能量密度，则存在伴随着充放电、劣化而产生的尺寸变化变大的倾向。为了抑制伴随着充放电、劣化而产生的尺寸变化较大的方形电池单体的膨胀，需要利用比较大的力约束方形电池单体。因此，在这种电池系统中，作用于端板的单体反作用力变大，存在端板变形的可能。若弯曲刚度不足的端板被较强的单体反作用力按压而变形，则会导致层叠在一起的多个方形电池单体的相对位置变化。电池单体的相对移动会导致损伤金属板等的汇流条与电极端子的连接部分。
[0011]本专利技术是为了解决以上的缺点而开发的，本专利技术的目的之一在于，提供能够在将端板设为简单的构造的同时实现优异的弯曲刚度的技术。
[0012]用于解决问题的方案
[0013]本专利技术的一技术方案的电池系统包括：电池层叠体，其通过层叠多个方形电池单体而成；一对端板，其配置于所述电池层叠体的两端；以及束紧条，其连结所述端板并将所述电池层叠体沿着层叠方向固定为加压状态。所述端板包括：板材，其配置于两面；以及板状块，其层叠于所述板材之间，所述板材包括：外板材，其配置于外表面；以及内板材，其配置于内表面，所述板状块包括：两侧块，其分开地配置于两侧；以及中间块，其配设于所述两侧块之间的锥形槽，所述锥形槽为横宽自所述端板的外侧朝向内侧逐渐变大的锥状，所述中间块配置为与所述锥形槽的相对面滑动自如地紧密接触，所述两侧块固定于所述板材的
内表面，被所述电池层叠体按压的中间块被压入所述锥形槽时，借助所述两侧块对所述外板材和内板材作用拉伸应力。
[0014]并且，具备包括以上的技术方案的构成要素的电池系统的车辆包括所述电池系统、由该电池系统供给电力的行驶用的电动机、搭载该电池系统和所述电动机的车辆主体以及被该电动机驱动而使所述车辆主体行驶的车轮。
[0015]并且，具备包括以上的技术方案的构成要素的电池系统的蓄电装置包括所述电池系统和对该电池系统的充放电进行控制的电源控制器，所述电源控制器能够利用来自外部的电力对所述方形电池单体进行充电，并且进行控制以对该电池单体进行充电。
[0016]专利技术的效果
[0017]以上的电池系统具有能够在使端板轻量化的同时实现优异的弯曲刚度的特征。其原因在于，以上的电池系统的端板将由固定为加压状态的电池层叠体的膨胀引起的内表面的较强的按压力转换为层叠于端板的两面的板材的拉伸应力。
附图说明
[0018]图1是表示本专利技术的一实施方式的电池系统的立体图。
[0019]图2是图1所示的电池系统的分解立体图。
[0020]图3是图1所示的电池系统的水平剖视图。
[0021]图4是图3所示的电池系统的放大剖视图，是表示电池层叠体的按压力作用于端板的状态的图。
[0022]图5是表示在利用发动机和电动机行驶的混合动力汽车搭载电池系统的例子的框图。
[0023]图6是表示在仅利用电动机行驶的电动汽车搭载电池系统的例子的框图。
[0024]图7是表示在蓄电装置使用电池系统的例子的框图。
具体实施方式
[0025]首先，说明本专利技术的一个着眼点。在具备许多个方形电池单体的电池系统中，在层叠多个方形电池单体而成的电池层叠体的两端面配置端板，利用束紧条连结一对端板，以沿着层叠方向对电池层叠体加压的状态固定电池层叠体。在该电池系统中，利用一对端板以加压状态固定电池层叠体的两端，因此对于端板要求足够的强度。端板由于充放电的方形电池单体膨胀而自内表面承受单体反作用力。端板被膨胀的电池层叠体自内表面按压，因此承受与电池层叠体的面积和电池层叠体所按压的压力的乘积成比例的单体反作用力。因此，对于伴随着充放电等而产生的尺寸变化较大的方形电池而言，与其膨胀量相应的大小的单体反作用力作用于端板。
[0026]特别是，在向车辆的行驶电动机供给电力的大容量、大输出的电池系统中，以极强的压力固定电池单体。在该电池系统中，利用压力机对配置于电池层叠体的两端面的端板强力地加压，在保持于加压状态的同时将束紧条固定于一对端板。并且，在该电池系统中，在由于充放电而导致电池单体膨胀时，作用于端板的按压力有时成为数吨这样的极大的力。对于以数吨的按压力对层叠的电池单体进行加压的端板，要求极强的弯曲刚度。
[0027]弯曲刚度不足的端板在被较强的单体反作用力按压时变形。变形的端板导致以加
压状态固定在一起的方形电池单体的相对位置变化。对于方形电池单体而言，将较厚的金属板的汇流条固定于电极端子，借助汇流条串联、并联地连接，因此当相对位置发生偏移时，强加的应力作用于电极端子与汇流条的连接部分。应力导致损伤电极端子与汇流条的连接部分，另外，损伤电极端子与方形电池单体的外装壳的连接部。
[0028]为了提高端板的弯曲刚度，开发了各种各样的构造的端板。专利文献2的端板通过交替地层叠金属薄板和异形截面金属板而成。异形截面金属板例如设为蜂巢构造而加强弯曲刚度。该端板通过交替地层叠弯曲刚度优异的异形截面金属板和金属薄板而提高整体的弯曲刚度。该端板能够利用异形截面金属板提高弯曲刚度，但存在整体的构造复杂且制造成本升高的缺点。并且，专利文献3的端板在金属板的外侧面一体地设有纵横延伸的加强肋而进行加强。该端板由于设于外侧面的加强肋而变厚，存在进一步变重的缺点。
[0029]如以上那样，对于端板要求轻量化和较高的强度，但轻量化和强度是彼此相反的特性而极难实现两者。鉴于以上的实际情况，研究能够在将端板设为简单的构造的同时实现优异的弯曲刚度的构造是重要的。
[0030]本专利技术的一形态的电池系统也可以由以下的结构特定。电池系统包括：电池层叠体2，其通过层叠多个方形电池单体1而成；一对端板3，其配置于电池层叠体2的两端；以及束紧条4，其连结端板3并将电池层叠体2沿着层叠方向固定为加压状态。端板3包括：板材5，其配置于两面；以及板状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池系统，其包括：电池层叠体，其通过层叠多个方形电池单体而成；一对端板，其配置于所述电池层叠体的两端；以及束紧条，其连结所述端板并将所述电池层叠体沿着层叠方向固定为加压状态，其特征在于，所述端板包括：板材，其配置于两面；以及板状块，其层叠于所述板材之间，所述板材包括：外板材，其配置于外表面；以及内板材，其配置于内表面，所述板状块包括：两侧块，其分开地配置于两侧；以及中间块，其配设于所述两侧块之间的锥形槽，所述锥形槽为横宽自所述端板的外侧朝向内侧逐渐变大的锥状，所述中间块配置为与所述锥形槽的相对面滑动自如地紧密接触，所述两侧块固定于所述板材的内表面，设为以下构造：被所述电池层叠体按压的中间块被压入所述锥形槽时，借助所述两侧块对所述外板材和内板材作用拉伸应力。2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，在所述外板材的内表面与所述中间块之间设有间隙。3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其特征在于，所述锥形槽的倾斜角(α)为5度以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述锥形槽的倾斜角(α)为45度以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述板状块比所述板材厚。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池系...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤永浩司，石桥宪吾，三堀伸一，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：