專(zhuān)利名稱(chēng)：電池保持框架及組合電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池保持框架及組合電池，尤其涉及一種用于將二次 電池保持在預(yù)定位置的電池保持框架，以及由保持在該電池保持框架中的 多個(gè)二次電池構(gòu)成的組合電池。
背景技術(shù)：
二次電池單元例如鋰離子二次電池和鎳氫二次電池具有預(yù)定的電動(dòng) 勢(shì)，并且可通過(guò)充放電被反復(fù)使用。二次電池模塊(組合電池)通過(guò)由絕 緣部件例如塑料樹(shù)脂制成的電池保持框架來(lái)保持二次電池單元，以組裝所 述二次電池單元。這種二次電池模塊常規(guī)地被安裝在例如混合動(dòng)力車(chē)輛上， 并且已被用作用于利用例如再生能量進(jìn)行充電的裝置。電解液或凝固成膠 體的膠質(zhì)電解質(zhì)通常被密封在二次電池單元中。從這種電池中泄漏出的電 解液、由于溫度變化而產(chǎn)生的凝結(jié)水等等有時(shí)會(huì)通過(guò)電池保持框架的固定 部例如螺栓流入車(chē)體的金屬部分等。已經(jīng)公開(kāi)了一些用于防止發(fā)生由于電 解液、凝結(jié)水等流入金屬部分而導(dǎo)致的任何電連接的技術(shù)。
JP 2007-328926A描述了一種電池模塊，該電池模塊配備有用于容納 和保持從電池組中泄漏出的電解液的液體接納盤(pán)。
JP 2007-115437A描述了一種包括間隔部分的電池模塊結(jié)構(gòu)，該間隔 部分用于將凝結(jié)水和泄漏的電解液收集到保持電池單元的樹(shù)脂框架中與電池單元的正下方部分相對(duì)應(yīng)的部分中。
但是，如果從電池保持框架的電池保持部到固定部的距離短，則可理 解，例如在電池保持部的壁表面上的或者在其附近的凝結(jié)水或者從電池單
者電池保持框架的壁表面和邊緣部分移動(dòng)而到達(dá)固定部。
另 一方面，由于流體的移動(dòng)主要是由基本由于其自重作用而造成在鉛
垂方向上的下降或下落所導(dǎo)致的，可認(rèn)為，上文提到的常規(guī)技術(shù)可在例如 移動(dòng)體停止或者以恒定速度行駛時(shí)具有顯著效果。但是，例如，當(dāng)加速度
的變化顯著時(shí)，可預(yù)計(jì)發(fā)生一些流體由于慣性而飛散的情況，因此希望提 供一種更可靠的措施來(lái)抵抗由流體導(dǎo)致的電連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于保持包含電解液的二次電池單元的絕緣 性電池保持框架，所述框架包括用于將所述框架固定在基礎(chǔ)部件上的固定 部，和用于防止所述基礎(chǔ)部件與所述固定部之間發(fā)生任何電連接的電連接 防止裝置，所述電連接是由具有導(dǎo)電性的流體的流動(dòng)造成的。


下文將參照以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在附圖中 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的組合電池的構(gòu)造的輪廓的分解 透視圖2A和2B是用于比較流體到電池保持框架的流動(dòng)狀態(tài)的視圖，并且 圖2A和2B分別示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架以及常規(guī)的 電池保持框架；
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架的構(gòu)造的輪廓 的主要部分的訪(fǎng)文大浮見(jiàn)圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架的構(gòu)造的輪廓 的主要部分的》文大視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架的構(gòu)造的輪廓 的主要部分的放大視圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。順便提及，各個(gè)附圖中的 相同構(gòu)造將被用相同的標(biāo)號(hào)指示，并且它們的重復(fù)描述將被省略。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的組合電池的構(gòu)造的輪廓的分解 透視圖。圖1所示的組合電池100包括電池單元10和絕緣性電池保持框架 12，該框架12在它們之間安置電池單元10以按預(yù)定的布置保持電池單元 10。被布置成組合電池100的電池單元10與未示出的配線(xiàn)電連接，以便實(shí) 現(xiàn)所希望的電池性能。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，每個(gè)電池保持框架12可被如下地制造例如， 制造多個(gè)電池保持框架部分，每個(gè)電池保持框架部分能夠保持一個(gè)或多個(gè) 電池單元10;在電池保持框架部分上^L置未示出的具有^^知形狀的鎖定部 例如插入部和鎖爪，以使所述電池保持框架部分彼此相連，或者在電池保 持框架部分上設(shè)置未示出的緊固部件以緊固所述電池保持框架部分；然后，
將希望數(shù)量的電池保持框架部分相互連接。此外，作為另一個(gè)實(shí)施例，還 可通過(guò)一體地形成能夠保持預(yù)定數(shù)量和預(yù)定形狀的電池單元10的一連串
電池保持框架12，并將所形成的電池保持框架12相結(jié)合，來(lái)形成組合電 池100。制造電池保持框架12的方法并不局限于上文所述的方法，并且可 使用任何方法制造電池保持框架12。
圖1所示的電池保持框架12中的每一個(gè)配備有用于保持電池單元10 的電池保持部14，和用于將每個(gè)電池保持框架12固定在下文所述的1l^ 部件上的固定部16。每個(gè)電池保持部14具有這樣的形狀，即該形狀使得 電池單元10能夠根據(jù)要被保持的電池單元10的形狀由每個(gè)電池保持框架 12單獨(dú)可靠地保持，或者由在相鄰電池保持框架12中形成的電池保持部 14的組合可靠地保持。每個(gè)電池保持部14還具有實(shí)現(xiàn)分隔器或隔板的作 用的形狀，以便在相鄰電池單元IO之間形成具有合適厚度的用于實(shí)現(xiàn)絕緣的間隙，以防止相鄰電池短路。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，關(guān)于每個(gè)電池保持框架12的材料的品質(zhì)的一個(gè) 必要條件是它們具有很好的絕緣性。從易于成形、重量輕等角度考慮，熱 塑樹(shù)脂、熱固性樹(shù)脂等通常被用作該材料。例如，聚丙烯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂 等是合適的。
此外，在圖1所示的每個(gè)固定部16附近設(shè)置用于防止在各個(gè)電池保持 框架12和各個(gè)基礎(chǔ)部件之間通過(guò)具有導(dǎo)電性的流體發(fā)生電連接的電連接 防止部18。
圖2A和2B是用于比較取決于圖1所示的每個(gè)電連接防止部18的存 在與否，具有導(dǎo)電性的流體的流動(dòng)狀態(tài)的視圖。圖2A所示的電池保持框 架12對(duì)應(yīng)于圖1所示的電池保持框架12之一的包含固定部16附近區(qū)域的 放大視圖，在固定部16附近包括電連接防止部18。另一方面，除了不包 括電連接防止部18之外，圖2B中所示的常規(guī)電池保持框架112具有與圖 2A中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的電池保持框架12基^f目同的形狀。
通過(guò)將例如金屬螺栓28a插入預(yù)先在電池保持框架112的底部30中形 成的固定部16,并且將金屬螺栓28a與對(duì)應(yīng)的螺母28b緊固在一起，來(lái)將 圖2B中所示的常規(guī)電池保持框架112固定在基礎(chǔ)部件20上，該基礎(chǔ)部件 20例如是金屬體或用于容納組合電池100的電池箱。圖2B中所示的固定 部16的形狀為與螺栓28a的插入部的形狀相對(duì)應(yīng)的孔，但是固定部16的 形狀并不局限于此。固定部16的形狀可根據(jù)用于將電池保持框架112固定 在基礎(chǔ)部件20上的固定部件的類(lèi)型和形狀而改變，例如，可采用用于將電 池保持框架112的至少一部分嵌入基礎(chǔ)部件20的固定方法。下文，包括固 定部16并且被利用固定部件(這里是螺栓28a和螺母28b )固定在基礎(chǔ)部 件20上的部分將有時(shí)被總稱(chēng)為固定部28。
在圖2B中，包含從電池單元10泄漏出的電解液和在電池保持框架112 的壁表面上由環(huán)境濕氣的凝結(jié)產(chǎn)生的凝結(jié)水等的流體由于重力而如箭頭 24所示地下降。此后，如箭頭26所示，流體流入布置在電池單元10下方 的絕緣托盤(pán)22——該托盤(pán)22用于回收導(dǎo)電流體，但是一些流體進(jìn)入固定部16的側(cè)部。ii^固定部16的側(cè)部的凝結(jié)水和/或電解液通過(guò)螺母28b和 螺栓28a流入基礎(chǔ)部件20的側(cè)部，并且凝結(jié)水和/或電解液可成為發(fā)生電 連接的一個(gè)因素。
另一方面，如圖2A所示，在電池保持框架12上設(shè)置電連接防止部18 使得能夠防止流體流入進(jìn)入固定部16的側(cè)部，并且防止發(fā)生任何電連接。 圖2A中所示的電連接防止部18被形成為一連串部件，包括用于防止流體 進(jìn)入固定部16的側(cè)部的進(jìn)入防止部18a和用于引導(dǎo)流體進(jìn)入絕緣托盤(pán)22 的引導(dǎo)部18b。
電連接防止部18具有這樣的形狀，即它延伸到圖1中所示的電池保持 框架12中的每一個(gè)的在厚度方向(堆疊方向)上的寬度(wl)的前側(cè)和 后側(cè)(寬度w2)(見(jiàn)圖1)，以i更被構(gòu)造成能夠防止流體流過(guò)電連接防止 部18的端部進(jìn)入固定部16的側(cè)部。在此情況下，如圖2A所示，還可相 對(duì)于鉛垂線(xiàn)適當(dāng)?shù)貎A斜電連接防止部18的引導(dǎo)部18b的至少一部分，以便 防止或抑制流體在例如固定部28的方向上從電連接防止部18飛散，以更 可靠地將流體引導(dǎo)入絕緣托盤(pán)22。順便提及，作為本實(shí)施例中的絕緣托盤(pán) 22的替代，還可采用將流體引導(dǎo)入諸如管之類(lèi)的絕緣區(qū)域的構(gòu)造，以便此 后將流體排出到外部，該絕緣區(qū)域由絕緣部件制成。
圖2A中所示的電連接防止部18可例如在連同電池保持框架12的其 它部件一起的體部中或者在分離的體部中形成為包含進(jìn)入防止功能和引導(dǎo) 功能兩者的一連串部件。作為另一個(gè)實(shí)施例，還可將具有各種功能的部件 或構(gòu)造相互結(jié)合。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架的構(gòu)造的輪廓 的主要部分的放大視圖。圖3中所示的電池保持框架的放大部分與圖2A 中的部分相對(duì)應(yīng)。圖3中所示的電池保持框架32在底部30的表面?zhèn)仍O(shè)有 作為進(jìn)入防止部的表面流路槽38a，并且在底部30的側(cè)表面?zhèn)仍O(shè)有作為引 導(dǎo)部的側(cè)表面流路槽38b。在圖3中，如箭頭24所示的沿電池保持框架32 的壁表面下降的流體落入表面流路槽38a中，從而阻擋了流體進(jìn)入固定部 28的側(cè)部。流入表面流路槽38a的流體經(jīng)由側(cè)表面流路槽38b被引導(dǎo)入絕緣托盤(pán)22。
在圖3中，還可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整表面流路槽38a的深度和寬度，以便更可 靠地防止沿電池保持框架32的壁表面下降的流體流入固定部16的側(cè)部， 但是作為另一實(shí)施例，還可在表面流路槽38a和固定部16之間進(jìn)一步設(shè)置 與圖2A中的進(jìn)入防止部18a相對(duì)應(yīng)的飛散防止壁(未示出)。在此情況 下，表面流路槽38a可以是如上所述的橫貫圖1中所示的底部30的整個(gè)厚 度方向的凹槽，或者可以是僅在兩個(gè)端部、即僅在底部30與側(cè)表面流路槽 38b的邊界部附近延伸的凹槽。根據(jù)本實(shí)施例，即使流動(dòng)流體的量增加， 仍可更可靠地防止流體飛散到和流入固定部16的側(cè)部。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架的構(gòu)造的輪廓 的主要部分的放大視圖。圖4中所示的電池保持框架的放大部分與圖2A 和圖3中所示的放大部分相對(duì)應(yīng)。除了設(shè)置電連接防止部件48以替代電連 接防止部18之外，圖4中所示的電池保持框架42的構(gòu)造與圖2A中所示 的電池保持框架12的構(gòu)造類(lèi)似。電連接防止部件48是具有良好的阻斷性 能的部件，并且由例如海綿橡膠、硅橡膠或聚氨酯系樹(shù)脂構(gòu)成。電連接防 止部件48通過(guò)粘合或利用其它公知的方法被粘結(jié)而固定到具有常規(guī)形狀 的電池保持框架12上，結(jié)果，電連接防止部件48能夠呈現(xiàn)與圖2A中所 示的電連接防止部18相類(lèi)似的效果。在此情況下，可^f吏用一個(gè)部件作為電 連接防止部件48，或者多個(gè)部件例如與圖2A中的進(jìn)入防止部18a對(duì)應(yīng)的
防止部件48。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池保持框架的構(gòu)造的輪廓 的主要部分的放大視圖。圖5中所示的電池保持框架的放大部分與圖2A、 3和4中所示的放大部分相對(duì)應(yīng)。圖2A、 3和4中所示的電池保持框架12、 32和42分別被固定在基礎(chǔ)部件20的上側(cè)，但是圖5中所示的電池保持框 架52與電池保持框架12、 32和42的不同之處在于電池保持框架52被固 定在基礎(chǔ)部件20的下側(cè)。圖5中所示的電池保持框架52的電連接防止部 58不僅能夠防止源自電池單元10及其附近的流體進(jìn)入固定部16的側(cè)部，而且即使當(dāng)諸如凝結(jié)7jC之類(lèi)的流體從外部進(jìn)入固定部28時(shí)，仍能夠防止該 流體在電池單元10的側(cè)面上流動(dòng)。
本實(shí)施例可被構(gòu)造成使得源自電池單元10及其附近的流體可流入未 示出的被布置在電池單元10下方的絕緣托盤(pán)。此外，作為另一個(gè)實(shí)施例， 還可采用這樣的構(gòu)造，其中流體在流過(guò)由例如絕緣部件構(gòu)成的絕緣區(qū)域例 如管之后被排出到外部。另一方面，本實(shí)施例還可被構(gòu)造成使得從外部進(jìn) 入固定部28的流體可通過(guò)該絕緣區(qū)域被排出到外部。此外，作為另一個(gè)實(shí) 施例，流體可進(jìn)入在電池單元10下方的未示出的絕緣托盤(pán)。
圖5中所示的電連接防止部58可被形成為例如與電池保持框架52的 其它部分成一體或成為分離體部。作為另一個(gè)實(shí)施例，具有各自的單獨(dú)功 能的部件或構(gòu)造可相互結(jié)合以被用作電連接防止部58。作為另一個(gè)實(shí)施 例，可合適地通過(guò)提供與例如圖3中所示的表面流路槽38a和/或側(cè)表面流 路槽38b或圖4中所示的電連接防止部48對(duì)應(yīng)的其它電連接防止裝置(未 示出)，以替代圖5中所示的電連接防止部58或與該電連接防止部58相 結(jié)合，來(lái)防止由于流體流動(dòng)導(dǎo)致在固定部16或固定部28與電池單元10 之間發(fā)生任何電連接。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，主動(dòng)地防止了具有導(dǎo)電性的流體進(jìn) 入用于將電池保持框架固定在基礎(chǔ)部件上的固定部，從而可合適地防止或 抑制組合電池與基礎(chǔ)部件之間發(fā)生電連接。
本發(fā)明可合適地用于絕緣性電池保持框架，該電池保 框架用于保持 包含電解液的二次電池單元以構(gòu)造組合電池。
權(quán)利要求
1.一種用于保持包含電解液的二次電池單元的絕緣性電池保持框架，所述框架包括用于將所述框架固定在基礎(chǔ)部件上的固定部；以及用于防止所述基礎(chǔ)部件與所述固定部之間發(fā)生任何電連接的電連接防止裝置，所述電連接是由具有導(dǎo)電性的流體的流動(dòng)造成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池保持框架，其中 所述電連接防止裝置包括用于防止所述具有導(dǎo)電性的流體進(jìn)入所述固定部的ii^防止部；以及 用于將所述流體引導(dǎo)至布置在所述二次電池單元的下側(cè)部分的絕緣區(qū)域中的引導(dǎo)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保持框架，其中 所述進(jìn)入防止部和所述引導(dǎo)部被連續(xù)地形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保持框架，其中所述引導(dǎo)部包括用于將所述流體引導(dǎo)至布置在所述基礎(chǔ)部件的下側(cè)部 分的所述絕緣區(qū)域中的流路槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池保持框架，其中所述引導(dǎo)部包括用于將所述流體引導(dǎo)至布置在所述基礎(chǔ)部件的下側(cè)部 分的所述絕緣區(qū)域中的流路槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電池保持框架，其中 所述具有導(dǎo)電性的流體是從由凝結(jié)水和所述電解液組成的組中選擇的,
7. —種組合電池，包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保持框架；以及 保持在所述電池保持框架中的多個(gè)二次電池。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合電池，其中 所述電連接防止裝置包括用于防止所述具有導(dǎo)電性的流體itJ^所述固定部的進(jìn)入防止部；以及 用于將所述流體引導(dǎo)至布置在所述二次電池單元的下側(cè)部分的絕緣區(qū) 域中的引導(dǎo)部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合電池，其中 所述進(jìn)入防止部和所述引導(dǎo)部#:連續(xù)地形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的組合電池，其中所述引導(dǎo)部包括用于將所述流體引導(dǎo)至布置在所述J^出部件的下側(cè)部 分的所述絕緣區(qū)域中的流路槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池保持框架及組合電池。用于保持電池單元的絕緣性電池保持框架包括用于將所述框架固定在基礎(chǔ)部件上的固定部，以及用于防止在所述基礎(chǔ)部件與所述固定部之間發(fā)生任何電連接的電連接防止部，所述電連接是由流體流動(dòng)造成的。所述電連接防止部可包括用于防止具有導(dǎo)電性的流體進(jìn)入所述固定部的進(jìn)入防止部，以及用于將該流體引導(dǎo)入被布置在二次電池單元的下側(cè)部分的絕緣區(qū)域中的引導(dǎo)部。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101626070SQ20091015172
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者依田武仁, 松下和哉 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社;小島沖壓工業(yè)株式會(huì)社