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CN111819712A - 蓄电池封装体 - Google Patents

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CN111819712A
CN111819712A CN201880090676.0A CN201880090676A CN111819712A CN 111819712 A CN111819712 A CN 111819712A CN 201880090676 A CN201880090676 A CN 201880090676A CN 111819712 A CN111819712 A CN 111819712A
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

将层叠有多个方形单体(14)的单体层叠体(15)收纳在蓄电池壳体(12)的内部的蓄电池封装体(11)具备：端板(20)，其配置在单体层叠体(15)的层叠方向一端侧；楔构件(19)，其配置在端板(20)的与单体层叠体(15)相反的一侧；以及螺栓(18)，其配置在与层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对楔构件(19)朝向蓄电池壳体(12)的底壁(12c)施力，其中，楔构件(19)与端板(20)相互抵接的第一抵接面(19b、20a)由朝着螺栓拧入方向而向螺栓(18)侧倾斜的倾斜面构成，因此能够通过简单的结构强力压紧单体层叠体(15)来抑制方形单体(14)的膨胀，而且能够使蓄电池封装体(11)小型轻量化，且提高单位体积的能量密度。

Description

蓄电池封装体
技术领域
本发明涉及将层叠有多个方形单体的单体层叠体收纳在蓄电池壳体的内部的蓄电池封装体。
背景技术
通过下述专利文献1公知如下技术：在层叠的多个蓄电池单体的两端部进一步层叠一对端板，并通过螺栓将沿着蓄电池单体的层叠方向配置的一对梯形框架的两端部结合于一对端板，由此对多个蓄电池单体施加压紧力来抑制膨胀，并使它们一体化来构成蓄电池模块。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-256466号公报
发明要解决的课题
然而，以往的车辆用的蓄电池封装体是将多个蓄电池模块收纳在蓄电池壳体的内部并在蓄电池单体的层叠方向上进行了压紧的结构，因此蓄电池模块的状态下的压紧与蓄电池封装体的状态下的压紧相重复，其结果是，存在蓄电池封装体的尺寸、重量增加这样的问题。而且，在将多个蓄电池模块收纳于蓄电池壳体的内部时，可能会产生无用空间，使蓄电池封装体的单位体积的能量密度降低。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在蓄电池壳体的内部将多个方形单体紧凑地压紧来提高蓄电池封装体的单位体积的能量密度。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，其将层叠有多个方形单体的单体层叠体收纳在蓄电池壳体的内部，其第一特征在于，所述蓄电池封装体具备：端板，其配置在所述单体层叠体的层叠方向一端侧；楔构件，其配置在所述端板的与所述单体层叠体相反的一侧；以及螺栓，其配置在与所述层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对所述楔构件朝向所述蓄电池壳体的底壁施力，其中，所述楔构件与所述端板相互抵接的第一抵接面由朝着所述螺栓拧入方向而向所述螺栓侧倾斜的倾斜面构成。
另外，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，在所述第一特征的基础上，其第二特征在于，所述蓄电池壳体由金属压铸制成，供所述螺栓螺合的内螺纹部直接形成于所述蓄电池壳体。
另外，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，在所述第一或第二特征的基础上，其第三特征在于，在所述楔构件的与所述端板相反的一侧，所述楔构件与所述蓄电池壳体的侧壁在第二抵接面相互抵接，所述第二抵接面相对于所述第一抵接面以同一角度向相反方向倾斜。
另外，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，在所述第三特征的基础上，其第四特征在于，所述蓄电池壳体的所述层叠方向两侧的侧壁的板厚比所述蓄电池壳体的其他部分的板厚大。
另外，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，在所述第一或第二特征的基础上，其第五特征在于，所述楔构件在所述层叠方向两侧分别具备所述第一抵接面，并且一对所述单体层叠体及一对所述端板在所述楔构件的所述层叠方向两侧对称地配置。
另外，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，其将层叠有多个方形单体的单体层叠体收纳在蓄电池壳体的内部，其第六特征在于，所述蓄电池封装体具备：楔构件，其配置在所述单体层叠体的层叠方向一端部与所述蓄电池壳体的侧壁之间；螺栓，其配置在与所述层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对所述楔构件朝向所述蓄电池壳体的底壁施力；以及按压构件，其夹在所述螺栓的头部与所述楔构件之间，且相对于所述楔构件能够在所述层叠方向上滑动，其中，所述楔构件与所述侧壁相互抵接的抵接面由朝着所述螺栓拧入方向而向所述螺栓侧倾斜的倾斜面构成。
另外，根据本发明，提出一种蓄电池封装体，在所述第六特征基础上，其第七特征在于，在所述按压构件与所述楔构件之间配置有轴承。
需要说明的是，实施方式的第一侧壁12a及第二侧壁12b对应于本发明的侧壁。
发明效果
根据本发明的第一特征，将层叠有多个方形单体的单体层叠体收纳在蓄电池壳体的内部的蓄电池封装体具备：端板，其配置在单体层叠体的层叠方向一端侧；楔构件，其配置在端板的与单体层叠体相反的一侧；以及螺栓，其配置在与层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对楔构件朝向蓄电池壳体的底壁施力，其中，楔构件与端板相互抵接的第一抵接面由朝着螺栓拧入方向而向螺栓侧倾斜的倾斜面构成，因此，若拧入螺栓而使楔构件向蓄电池壳体的底壁侧移动，则通过由倾斜面构成的第一抵接面使端板在层叠方向上移动，从而能够在蓄电池壳体的内部将单体层叠体沿层叠方向压紧来抑制方形单体的膨胀。由于螺栓的轴向力通过倾斜的第一抵接面的楔效应而扩大并成为单体层叠体的压紧力，因此能够通过简单的结构强力压紧单体层叠体来抑制方形单体的膨胀。
而且，由于不需要对将多个单体层叠体压紧而构成的蓄电池模块进一步进行多个压紧来构成蓄电池封装体，仅对多个单体层叠体进行一次压紧就能够构成蓄电池封装体，因此能够使蓄电池封装体小型轻量化，且提高单位体积的能量密度。
另外，根据本发明的第二特征，由于蓄电池壳体由金属压铸制成，供螺栓螺合的内螺纹部直接形成于蓄电池壳体，因此能够在压铸蓄电池壳体时容易成形出内螺纹部。
另外，根据本发明的第三特征，由于在楔构件的与端板相反的一侧，楔构件与蓄电池壳体的侧壁在第二抵接面相互抵接，第二抵接面相对于第一抵接面以同一角度向相反方向倾斜，因此能够通过楔构件从蓄电池壳体的侧壁受到的反作用力来抵消楔构件从单体层叠体受到的反作用力，从而防止楔构件的倾倒。
另外，根据本发明的第四特征，由于蓄电池壳体的层叠方向两侧的侧壁的板厚比蓄电池壳体的其他部分的板厚大，因此能够对单体层叠体的压紧力作用的蓄电池壳体的侧壁赋予充分的强度。
另外，根据本发明的第五特征，由于楔构件在层叠方向两侧分别具备第一抵接面，并且一对单体层叠体及一对端板在楔构件的层叠方向两侧对称地配置，因此能够通过一个楔构件同时压紧一对单体层叠体。
另外，根据本发明的第六特征，将层叠有多个方形单体的单体层叠体收纳在蓄电池壳体的内部的蓄电池封装体具备：楔构件，其配置在单体层叠体的层叠方向一端部与蓄电池壳体的侧壁之间；螺栓，其配置在与层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对楔构件朝向蓄电池壳体的底壁施力；以及按压构件，其夹在螺栓的头部与楔构件之间，且相对于楔构件能够在层叠方向上滑动，其中，楔构件与侧壁相互抵接的抵接面由朝着螺栓拧入方向而向螺栓侧倾斜的倾斜面构成，因此，若拧入螺栓而使楔构件向蓄电池壳体的底壁侧移动，则通过由倾斜面构成的抵接面使楔构件在层叠方向上移动，从而能够在蓄电池壳体的内部将单体层叠体沿层叠方向压紧来抑制方形单体的膨胀。此时，由于按压构件相对于楔构件能够在层叠方向上滑动，因此不会阻碍楔构件的向层叠方向的移动。由于螺栓的轴向力通过倾斜的抵接面的楔效应而扩大并成为单体层叠体的压紧力，因此能够通过简单的结构强力压紧单体层叠体。
而且，由于不需要对将多个单体层叠体压紧而构成的蓄电池模块进一步进行多个压紧来构成蓄电池封装体，仅对多个单体层叠体进行一次压紧就能够构成蓄电池封装体，因此能够使蓄电池封装体小型轻量化，且提高单位体积的能量密度。
另外，根据本发明的第七特征，由于在按压构件与楔构件之间配置有轴承，因此在通过螺栓的轴向力将按压构件压紧于楔构件时，能够使楔构件相对于按压构件在层叠方向上顺利地滑动，从而能够使充分的压紧力作用于方形单体，并且能够可靠地防止因按压构件从楔构件受到的摩擦力而使螺栓相对于蓄电池壳体倾斜的情况。
附图说明
图1是表示蓄电池封装体的纵向截面及水平截面的图。(第一实施方式)
图2是表示蓄电池封装体的水平截面的图。(第二、第三实施方式)
图3是表示蓄电池封装体的纵向截面及横向截面的图。(第四实施方式)
图4是表示蓄电池封装体的纵向截面的图。(第五实施方式)
符号说明：
12 蓄电池壳体
12a 第一侧壁(侧壁)
12b 第二侧壁(侧壁)
12c 底壁
12d 内螺纹部
12e 第二抵接面
12h 抵接面
14 方形单体
15 单体层叠体
18 螺栓
18a 头部
19 楔构件
19b 第一抵接面
19c 第二抵接面
19f 抵接面
20 端板
20a 第一抵接面
21 轴承
22 按压构件
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，基于图1对本发明的第一实施方式进行说明。
蓄电池封装体11通过将上表面开放的容器状的蓄电池壳体12与对蓄电池壳体12的上表面开口部进行闭塞的蓄电池罩13在各自的凸缘部结合而构成，在蓄电池壳体12的内部将具有长方体形状的多个方形单体14…以沿着层叠方向层叠的状态收纳。层叠的多个方形单体14…构成单体层叠体15，在本实施方式中两个单体层叠体15、15并列地收纳于蓄电池壳体12的内部。各个单体层叠体15与以往的蓄电池模块不同，其使多个方形单体14…在自由状态下仅以层叠状态排列，在层叠方向上未被压紧。
在通过压铸制造铝制的蓄电池壳体12时，该蓄电池壳体12的相互对置的第一侧壁12a及第二侧壁12b因起模斜度而相对于与底壁12c正交的方向以角度θ倾斜。在蓄电池壳体12的第一侧壁12a固定有楔形状的间隔件16，朝向蓄电池壳体12的内侧的间隔件16的单体层叠体支承面16a相对于层叠方向正交。收纳于蓄电池壳体12的单体层叠体15、15的层叠方向一端部与间隔件16的单体层叠体支承面16a对置，在其层叠方向另一端部与蓄电池壳体12的第二侧壁12b之间配置有单体压紧机构17。
单体压紧机构17具备：在蓄电池壳体12的底壁12c形成的两个内螺纹部12d、12d；与内螺纹部12d、12d螺合的两根螺栓18、18；形成有供螺栓18、18贯通的两个螺栓孔19a、19a的楔构件19；以及在单体层叠体15、15的另一端部与楔构件19的一侧的端面之间配置的端板20。
供螺栓18、18贯通的楔构件19的螺栓孔19a、19a由在层叠方向上长的长孔构成。另外，楔构件19具备朝向蓄电池壳体12的底壁12c侧而前端变细的第一抵接面19b及第二抵接面19c，第一抵接面19b与在端板20上形成的第一抵接面20a抵接，第二抵接面19c与蓄电池壳体12的第二侧壁12b的内表面即第二抵接面12e抵接。在端板20的与第一抵接面20相反的一侧形成有与单体层叠体15、15的另一端面抵接的单体层叠体支承面20b。
相互抵接的楔构件19的第一抵接面19b及端板20的第一抵接面20a的相对于螺栓拧入方向的倾斜角为θ，相互抵接的楔构件19的第二抵接面19c及蓄电池壳体12的第二侧壁12b的第二抵接面12e的相对于螺栓拧入方向的倾斜角也为θ。即，第一抵接面19b、20a与第二抵接面19c、12e以同一角度θ向相反方向倾斜。另外，蓄电池壳体12的第一侧壁12a及第二侧壁12b的板厚比作为蓄电池壳体12的其他壁部的底壁12c、第三侧壁12f及第四侧壁12g的板厚大。
接下来，对具备上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。
为了将单体层叠体15、15组装于蓄电池壳体12，首先，在以使单体层叠体15、15的一端部与间隔件16的单体层叠体支承面16a抵接的方式将单体层叠体15、15配置在蓄电池壳体12的内部的状态下，使端板20的单体层叠体支承面20b与单体层叠体15、15的另一端部抵接。接下来，若将楔构件19插入端板20与蓄电池壳体12的第二侧壁12b之间，并将贯通楔构件19的螺栓孔19a、19a的螺栓18、18与蓄电池壳体12的内螺纹部12d、12d螺合，则被螺栓18、18的头部18a、18a按压的楔构件19向蓄电池壳体12的底壁12c侧移动，楔构件19的第一抵接面19b与端板20的第一抵接面20a抵接，并且楔构件19的第二抵接面19c与蓄电池壳体12的第二侧壁12b的第二抵接面12e抵接。
若从该状态进一步拧入螺栓18、18，则第一抵接面20a被楔构件19的第一抵接面19b按压的端板20向层叠方向一侧移动，在端板20与间隔件16之间压紧单体层叠体15、15，从而抑制方形单体14…的膨胀。若楔构件19的第一抵接面19b在图中向左按压端板20的第一抵接面20a，则楔构件19从端板20受到图中向右的反作用力载荷，但由于楔构件19的第二抵接面12e将蓄电池壳体12的第二侧壁12b的第二抵接面12e在图中向右按压，且楔构件19从蓄电池壳体12的第二侧壁12b受到图中向左的反作用力载荷，因此两反作用力载荷抵消来防止楔构件19的倾斜。
另外，由于来自楔构件19的载荷作用的蓄电池壳体12的层叠方向两侧的第一侧壁12a及第二侧壁12b的板厚比蓄电池壳体12的其他的底壁12c、第三侧壁12f及第四侧壁12g的板厚大，因此能够对来自楔构件19的载荷作用的第一侧壁12a及第二侧壁12b赋予充分的强度。
另外，蓄电池壳体12的供螺栓18、18螺合的内螺纹部12d、12d直接形成于金属压铸制的蓄电池壳体12，因此能够在压铸蓄电池壳体12时容易成形出内螺纹部12d、12d。而且，由于楔构件19的螺栓孔19a、19a由在层叠方向上长的长孔构成，因此即使楔构件19沿层叠方向移动，也能够防止螺栓18、18的倾斜。
并且，以往的蓄电池封装体通过将多个方形单体压紧来构成蓄电池模块并进一步将多个该蓄电池模块压紧而构成，但由于本实施方式的蓄电池封装体11仅通过单体压紧机构17对多个方形单体14…进行一次压紧而构成，因此能够使蓄电池封装体11小型轻量化，且提高单位体积的能量密度。
[第二、第三实施方式]
接下来，基于图2对本发明的第二、第三实施方式进行说明。
第一实施方式的楔构件19具备供螺栓18、18贯通的螺栓孔19a、19a，但图2(A)所示的第二实施方式的楔构件19具备在其长度方向两侧面开放的长槽状的螺栓槽19d、19d，螺栓18、18从侧方与这些螺栓槽19d、19d嵌合。另外，图2(B)所示的第三实施方式的楔构件19具备在其第一抵接面19b开放的长槽状的螺栓槽19d、19d，螺栓18、18从层叠方向与这些螺栓槽19d、19d嵌合。
根据这些实施方式，由于没有使螺栓18、18穿过螺栓孔19a、19a，而使螺栓18、18从侧方或层叠方向与螺栓槽19d、19d嵌合即可，因此通过螺栓18、18进行的楔构件19的组装作业变得容易。
[第四实施方式]
接下来，基于图3对本发明的第四实施方式进行说明。
第四实施方式的蓄电池封装体11中，在蓄电池壳体12的层叠方向中央部配置单体压紧机构17，在其层叠方向两侧分别配置有两个端板20、20和两个单体层叠体15、15。单体压紧机构17的楔构件19、螺栓18、18以及内螺纹部12d、12d与第一实施方式相同，但在楔构件19的层叠方向两侧分别配置有端板20、20这一点上与第一实施方式不同。
楔构件19在层叠方向两侧具备第一抵接面19b、19b，并且各个端板20具备与楔构件19的第一抵接面19b抵接的第一抵接面20a和与单体层叠体15…的端部抵接的单体层叠体支承面20b。另外，蓄电池壳体12的第一侧壁12a及第二侧壁12b不倾斜地从底壁12c垂直地立起，因此取消了第一实施方式的间隔件16、16。
根据本实施方式，若使螺栓18、18旋转而使楔构件19向螺栓拧入方向移动，则第一抵接面20a、20a被楔构件19的第一抵接面19b、19b按压的一对端板20、20向层叠方向两侧移动，两个单体层叠体15、15分别在蓄电池壳体12的第一侧壁12a与第二侧壁12b之间被压紧，使方形单体14…的膨胀被抑制。此时，由于两个单体层叠体15、15分别从蓄电池壳体12的第一侧壁12a及第二侧壁12b受到的相互反向的反作用力在楔构件19处被抵消，因此能够防止楔构件19的倾斜。
[第五实施方式]
接下来，基于图4对本发明的第五实施方式进行说明。
第五实施方式的楔构件19具备在单体层叠体15、15的端部与蓄电池壳体12的第二侧壁12b之间配置的楔构件19。楔构件19具备相对于螺栓拧入方向平行的单体层叠体支承面19e和相对于螺栓拧入方向以角度θ倾斜的抵接面19f，单体层叠体支承面19e与单体层叠体15、15的端部抵接，抵接面19f与蓄电池壳体12的第二侧壁12b的抵接面12h抵接。
在楔构件19的上表面隔着板状的轴承21而重叠有按压构件22，螺栓18、18将按压构件22的螺栓孔22a、22a、轴承21的螺栓孔21a、21a以及楔构件19的螺栓孔19a、19a贯通而与蓄电池壳体12的内螺纹部12d、12d螺合。楔构件19的螺栓孔19a、19a是与第一实施方式同样地在层叠方向上长的长孔，但按压构件22的螺栓孔22a、22a以及轴承21的螺栓孔21a、21a是供螺栓18、18无间隙地贯通的圆孔。
根据本实施方式，通过使螺栓18、18与内螺纹部12d、12d螺合，从而当使按压构件22、轴承21以及楔构件19向螺栓拧入方向移动时，楔构件19的倾斜的抵接面19f与蓄电池壳体12的第二侧壁12b的倾斜的抵接面12h抵接，由此楔构件19在长孔状的螺栓孔19a、19a的范围内向图中左侧位移移动，在该楔构件19与设置于蓄电池壳体12的第一侧壁12a的间隔件16之间将单体层叠体15、15压紧，从而抑制方形单体14…的膨胀。
若通过抵接面19f、12h彼此的抵接而使楔构件19向图中左侧移动，则楔构件19相对于被螺栓18、18约束为不能移动的按压构件22发生相对位移，但由于轴承21夹在楔构件19与按压构件22之间，因此楔构件19的层叠方向的移动不会被摩擦力妨碍。
而且，由于楔构件19的单体层叠体支承面19e从单体层叠体15、15受到的图中向右的反作用力被楔构件19的抵接面19f从蓄电池壳体12的第二侧壁12b的抵接面12h受到的图中向左的反作用力抵消，因此防止了楔构件19的倾斜。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如，在实施方式中，在蓄电池壳体12的内部将单体层叠体15配置成两列，但也可以将其配置成一列或三列以上。
另外，在实施方式中，在按压构件22与楔构件19之间配置有轴承21，但也可以涂敷润滑脂那样的润滑材料来代替配置轴承21。

Claims (7)

1.一种蓄电池封装体，其将层叠有多个方形单体(14)的单体层叠体(15)收纳在蓄电池壳体(12)的内部，其特征在于，
所述蓄电池封装体具备：
端板(20)，其配置在所述单体层叠体(15)的层叠方向一端侧；
楔构件(19)，其配置在所述端板(20)的与所述单体层叠体(15)相反的一侧；以及
螺栓(18)，其配置在与所述层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对所述楔构件(19)朝向所述蓄电池壳体(12)的底壁(12c)施力，
所述楔构件(19)与所述端板(20)相互抵接的第一抵接面(19b、20a)由朝着所述螺栓拧入方向而向所述螺栓(18)侧倾斜的倾斜面构成。
2.根据权利要求1所述的蓄电池封装体，其特征在于，
所述蓄电池壳体(12)由金属压铸制成，供所述螺栓(18)螺合的内螺纹部(12d)直接形成于所述蓄电池壳体(12)。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池封装体，其特征在于，
在所述楔构件(19)的与所述端板(20)相反的一侧，所述楔构件(19)与所述蓄电池壳体(12)的侧壁(12b)在第二抵接面(19c、12e)相互抵接，所述第二抵接面(19c、12e)相对于所述第一抵接面(19b、20a)以同一角度向相反方向倾斜。
4.根据权利要求3所述的蓄电池封装体，其特征在于，
所述蓄电池壳体(12)的所述层叠方向两侧的侧壁(12a、12b)的板厚比所述蓄电池壳体(12)的其他部分的板厚大。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池封装体，其特征在于，
所述楔构件(19)在所述层叠方向两侧分别具备所述第一抵接面(19b)，并且一对所述单体层叠体(15)及一对所述端板(20)在所述楔构件(19)的所述层叠方向两侧对称地配置。
6.一种蓄电池封装体，其将层叠有多个方形单体(14)的单体层叠体(15)收纳在蓄电池壳体(12)的内部，其特征在于，
所述蓄电池封装体具备：
楔构件(19)，其配置在所述单体层叠体(15)的层叠方向一端部与所述蓄电池壳体(12)的侧壁(12b)之间；
螺栓(18)，其配置在与所述层叠方向正交的螺栓拧入方向上，来对所述楔构件(19)朝向所述蓄电池壳体(12)的底壁(12c)施力；以及
按压构件(22)，其夹在所述螺栓(18)的头部(18a)与所述楔构件(19)之间，且相对于所述楔构件(19)能够在所述层叠方向上滑动，
所述楔构件(19)与所述侧壁(12b)相互抵接的抵接面(19f、12h)由朝着所述螺栓拧入方向而向所述螺栓(18)侧倾斜的倾斜面构成。
7.根据权利要求6所述的蓄电池封装体，其特征在于，
在所述按压构件(22)与所述楔构件(19)之间配置有轴承(21)。
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