本申請(qǐng)要求于2014年5月22日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2014-105962的權(quán)益,其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引證結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及電池組、電力存儲(chǔ)設(shè)備、電力存儲(chǔ)系統(tǒng)、電子器械、電動(dòng)車輛以及電力系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年來(lái),諸如鋰離子電池的二次電池的應(yīng)用已迅速擴(kuò)展,并且電池已被應(yīng)用至例如,用于汽車的存儲(chǔ)電池或者用于與新能源系統(tǒng)(諸如太陽(yáng)能電池或風(fēng)力發(fā)電)結(jié)合的電力積聚的電力存儲(chǔ)設(shè)備。為了生成高輸出,使用一個(gè)或多個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備連接至的電池系統(tǒng)。例如,通過(guò)在外殼中容納一個(gè)或多個(gè)電池塊而形成對(duì)應(yīng)于電池組的電力存儲(chǔ)設(shè)備。通過(guò)連接多個(gè)單元芯(unit cell)(也被稱為單個(gè)電池或芯,并且在下文中僅被稱為電池芯)而形成對(duì)應(yīng)于電力存儲(chǔ)元件的實(shí)例的電池塊。
PTL 1至PTL 5已公開了與包括電池組的電力存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)的技術(shù)。參考文獻(xiàn)列表
專利文獻(xiàn)
PTL 1:JP 2011-521403 T
PTL 2:JP 2008-541386 T
PTL 3:JP 2009-123371 A
PTL 4:JP 5030499 B
PTL 5:JP 2010-282811 A
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問(wèn)題
在電池組中,有必要更準(zhǔn)確地檢測(cè)多個(gè)電池芯的電壓。
鑒于以上所述,期望提供可更準(zhǔn)確地檢測(cè)多個(gè)電池芯的電壓的電池組、電力存儲(chǔ)設(shè)備、電力存儲(chǔ)系統(tǒng)、電子器械、電動(dòng)車輛以及電力系統(tǒng)。技術(shù)方案
為了解決該問(wèn)題,本技術(shù)提供電池模塊,該電池模塊包括:含有多個(gè)電池列的電池組,該電池列至少包括均包括多個(gè)電池芯的第一電池列和第二電池列;以及連接端子部分,該連接端子部分與電池芯的端子平面耦合,其中,連接端子部分包括耦合部分以及延伸部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分,該延伸部分在縱長(zhǎng)方向上從耦合部分的端部延伸,并且當(dāng)?shù)谝浑姵亓信c第二電池列之間的水平距離是L并且第一電池列與第二電池列之間的中心線被設(shè)定時(shí),延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分的第一側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第一位置與第二耦合部分的第二側(cè)上的距離中心線的水平距離3L/12的第二位置之間。
本技術(shù)提供電池模塊,該電池模塊包括:含有多個(gè)電池列的電池組,該電池列至少包括均包括多個(gè)電池芯的第一電池列和第二電池列;以及連接端子部分,該連接端子部分與電池芯的端子平面耦合,其中,連接端子部分包括耦合部分以及延伸部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分,通過(guò)將在縱長(zhǎng)方向上從第一耦合部分的第一端延伸的第一部分與在縱長(zhǎng)方向上從第二耦合部分的第二端延伸的第二部分連接而獲得該延伸部分。
本技術(shù)提供電池模塊,該電池模塊包括:含有多個(gè)電池列的電池組,該電池列至少包括均包括多個(gè)電池芯的第一電池列和第二電池列;以及連接端子部分,該連接端子部分與電池芯的端子平面耦合,其中,連接端子部分包括耦合部分以及延伸部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分,該延伸部分連接至連接端子部分,其中,延伸部分處于一位置以允許測(cè)量該位置與第一耦合部分之間的第一電阻值以及該位置與第二耦合部分之間的第二電阻值,并且其中,第一電阻值與第二電阻值之間的電阻值差為0.4或更小。
本技術(shù)提供用于電池模塊的連接端子部分,該連接端子部分包括:耦合部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分;以及延伸部分,該延伸部分在縱長(zhǎng)方向上從耦合部分的端部延伸,并且當(dāng)?shù)谝浑姵亓信c第二電池列之間的水平距離是L并且第一電池列與第二電池列之間的中心線被設(shè)定時(shí),延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分的第一側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第一位置與第二耦合部分的第二側(cè)上的距離中心線的水平距離3L/12的第二位置之間。
根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備、電力存儲(chǔ)系統(tǒng)、電子器械、電動(dòng)車輛以及電力系統(tǒng)包括上述電池組。
本發(fā)明的有利效果
根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式,可更準(zhǔn)確地檢測(cè)多個(gè)電池芯的電壓。
附圖說(shuō)明
[圖1]圖1是示出電力存儲(chǔ)設(shè)備的外觀的立體圖。
[圖2]圖2是沿著圖1的線A-A’截取的示意性截面圖。
[圖3]圖3是示意性示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
[圖4]圖4是示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
[圖5]圖5是示出電力存儲(chǔ)設(shè)備的前端部分的分解立體圖。
[圖6]圖6是示出移除前平面部分的構(gòu)件的立體圖。
[圖7]圖7是示出前平面部分已被移除的狀態(tài)的立體圖。
[圖8]圖8是示意性示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
[圖9]圖9是示出電池單元的結(jié)構(gòu)實(shí)例的分解立體圖。
[圖10]圖10是示出頂部外殼的結(jié)構(gòu)實(shí)例的立體圖。
[圖11]圖11是示出兩個(gè)電池單元結(jié)合之前的狀態(tài)的立體圖。
[圖12]圖12是示出隔板的結(jié)構(gòu)以及隔板與電池塊組結(jié)合之前的狀態(tài)的示意性立體圖。
[圖13]圖13A是示出所具有的結(jié)構(gòu)不同于本技術(shù)的結(jié)構(gòu)的連接端子部分的一部分的立體圖。圖13B是示出所具有的結(jié)構(gòu)不同于本技術(shù)的結(jié)構(gòu)的連接端子部分的一部分的平面圖。
[圖14]圖14是包括典型連接端子部分的電力存儲(chǔ)設(shè)備的平面圖,該典型連接端子部分不同于本技術(shù)的連接端子部分。
[圖15]圖15是示出通過(guò)從頂部平面?zhèn)扔^看圖14所獲得的頂部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分以及底部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分的布置的示意圖。
[圖16]圖16A至圖16D是示出耦合至頂部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分和底部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分的電池芯的端子平面的極性以及電氣結(jié)構(gòu)的示意圖。
[圖17]圖17A是示出包括本技術(shù)的連接端子部分的電力存儲(chǔ)設(shè)備的一部分的平面圖。圖17B和圖17C是示出耦合至頂部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分和底部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分的電池芯的端子平面的極性的示意圖。
[圖18]圖18是示出整個(gè)連接端子部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例的立體圖。
[圖19]圖19A是示出連接端子部分的一部分的立體圖。圖19B是示出連接端子部分的一部分的平面圖。
[圖20]圖20是示出連接端子部分的變形例的平面圖。
[圖21]圖21是在測(cè)試?yán)惺褂玫倪B接端子部分等的結(jié)構(gòu)的照片。
[圖22]圖22是從測(cè)試?yán)玫降臏y(cè)量的曲線圖。
[圖23]圖23是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的用在電力存儲(chǔ)設(shè)備中的連接端子部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例的平面圖。
[圖24]圖24是用于描述根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用例的框圖。
[圖25]圖25是用于描述根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用例的框圖。
具體實(shí)施方式
以下參考附圖描述本技術(shù)的實(shí)施方式。按照以下順序進(jìn)行描述。貫穿附圖,相同或?qū)?yīng)部分由相同參考標(biāo)號(hào)表示。
1.第一實(shí)施方式(電力存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)例)
2.第二實(shí)施方式(電力存儲(chǔ)設(shè)備的另一實(shí)例)
3.另一實(shí)施方式(變形例)
4.應(yīng)用例
應(yīng)注意,以下描述的實(shí)施方式等是本技術(shù)的優(yōu)選具體實(shí)例,并且本技術(shù)的內(nèi)容不限于實(shí)施方式等。此外,本說(shuō)明書中描述的效果只是實(shí)例,并且可獲得不同于本文描述的效果的效果。
1.第一實(shí)施方式
(電力存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)構(gòu)實(shí)例)
參考附圖描述根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖1是示出電力存儲(chǔ)設(shè)備的外觀的立體圖。圖2是沿著圖1的線A-A’截取的截面圖。應(yīng)注意,在圖2中,未示出外殼、電池殼體、電池芯以及隔板以外的部件。圖3示意性示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)。圖4示意性示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)。
如圖1所示,電力存儲(chǔ)設(shè)備1包括外殼20。外殼20是具有前平面部20a、后平面部20b、頂平面部20c、底平面部20d以及兩個(gè)側(cè)平面部20e和20f的近似矩形的平行六面體。作為外殼20的材料,具有高導(dǎo)熱性和高輻射率的材料是優(yōu)選的。換言之,對(duì)于前平面部20a、后平面部20b、頂平面部20c、底平面部20d以及兩個(gè)側(cè)平面部20e和20f,優(yōu)選地使用具有高導(dǎo)熱性和高輻射率的材料。這使得殼體具有高熱量釋放性能并且可抑制外殼20內(nèi)部的溫度增加。例如,外殼20的前平面部20a、后平面部20b、頂平面部20c、底平面部20d以及兩個(gè)側(cè)平面部20e和20f中的每一個(gè)具有板狀形狀或者通過(guò)處理板狀形狀而獲得的形狀。例如,板狀主體是鋁、鋁合金、銅、銅合金等的金屬板。
殼體的前平面部20a覆蓋有保護(hù)蓋21。保護(hù)蓋21由例如,諸如樹脂的絕緣材料形成。通過(guò)利用例如,由絕緣材料形成的保護(hù)蓋21覆蓋前平面部20a,前平面部20a可與電連接在多個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備1之間的連接構(gòu)件(諸如,匯流排)安全地絕緣。應(yīng)注意,電力存儲(chǔ)設(shè)備1可被放置為前平面部20a以外的平面面向下。換言之,電力存儲(chǔ)設(shè)備1可被放置為后平面部20b、頂平面部20c、底平面部20d、側(cè)平面部20e或側(cè)平面部20f面向下。
如圖2所示,在電力存儲(chǔ)設(shè)備1的外殼20中容納有電池單元51、電池單元52以及具有安裝在其上的控制電路塊等的板(在圖2中未示出)。通過(guò)布置諸如電池塊組10(其是包括多個(gè)電池芯10a的電池組)、插入在以圓柱形形狀布置的電池芯10a的列之間的隔板93以及電連接在包括頂部殼體61a和底部殼體61b的電池殼體61中的電池芯10a之間的連接端子部分91(在圖2中未示出)的部件而獲得電池單元51和電池單元52中的每一個(gè)。
例如,外殼20的前側(cè)上的側(cè)平面部20e以及其后側(cè)上的側(cè)平面部20f是矩形板狀主體。電池單元51固定在側(cè)平面部20f上,并且電池單元52固定在側(cè)平面部20e上。盡管未示出,但是例如,電池單元51通過(guò)使得側(cè)平面部20f的多個(gè)凸?fàn)罱雍喜糠诌m配至底部殼體61b的底平面部的多個(gè)孔狀接合部分而固定至側(cè)平面部20f。此外,電池單元52通過(guò)使得側(cè)平面部20e的多個(gè)凸?fàn)罱雍喜糠诌m配至底部殼體61b的底平面部的多個(gè)孔狀接合部分而固定至側(cè)平面部20e。
例如,電池塊組10包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池塊,并且一個(gè)電池塊包括并聯(lián)連接的多個(gè)電池芯10a。例如,電池芯10a是諸如圓柱形鋰離子二次電池的二次電池。應(yīng)注意,電池芯10a不限于鋰離子二次電池。
例如,電池單元51和電池單元52容納在外殼20中,同時(shí)在電池殼體61的底平面部與頂平面部在水平方向上面對(duì)的狀態(tài)下,水平層疊為兩層。在面對(duì)彼此的電池單元51與電池單元52的表面之間設(shè)置有空間S(以下具體描述)。
如圖3所示,例如,在電池單元51和電池單元52中,容納有電池塊B1至B16,該電池塊在串聯(lián)連接的同時(shí),均包括彼此并聯(lián)連接的14個(gè)電池芯10a。電池單元51容納包括電池塊B1至B8的電池塊組10,并且電池單元52容納包括電池塊B9至B16的電池塊組10。應(yīng)注意,包括在每個(gè)電池塊中的電池芯10a的數(shù)量不限于14個(gè),并且包括在電池塊組10中的電池塊的數(shù)量不限于以上數(shù)量。
在電池單元51和電池單元52中,由導(dǎo)電材料形成的用于連接的連接端子部分91用于在電池芯10a之間或者電池芯10a與相鄰電池塊之間串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。連接端子部分91是由諸如金屬的導(dǎo)電材料形成的板狀主體。
電池塊B1至B16中的每一個(gè)連接至控制電路塊(在下文中,被稱為控制塊),并且由此控制充電和放電。通過(guò)外部正電極端子4和外部負(fù)電極端子5進(jìn)行充電和放電。例如,一個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備1輸出(16*3.2V=51.2V)。
為了監(jiān)控電池芯10a的電壓、電流和溫度,控制塊被設(shè)置在電力存儲(chǔ)設(shè)備1中。來(lái)自控制塊的信息通過(guò)通信發(fā)送至外部控制器。外部控制器進(jìn)行用于充電、放電和劣化抑制的管理。例如,控制塊監(jiān)控每個(gè)電池塊的電壓,將檢測(cè)的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并且將信號(hào)發(fā)送至控制盒ICNT(其是外部控制器)。除了電壓以外,可檢測(cè)每個(gè)電池塊的溫度,并且溫度可被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),并且數(shù)據(jù)可被發(fā)送至控制盒ICNT。
圖4示出控制塊的實(shí)例。如圖4所示,檢測(cè)串聯(lián)連接的16個(gè)電池塊B1至B16的相對(duì)端部處的電壓以及每個(gè)電池塊的電壓。設(shè)置有復(fù)用器8(MUX 8),該復(fù)用器用于依次輸出串聯(lián)連接的電池塊B1至B16的相對(duì)端部處的電壓以及每個(gè)電池塊的電壓。
響應(yīng)于預(yù)定控制信號(hào),MUX 8通過(guò)切換信道,從n個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)。由MUX 8選擇的一個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)提供至A/D轉(zhuǎn)換器(ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)6)。
ADC 6將從MUX 8提供的模擬電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓數(shù)據(jù)。例如,模擬電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為14位至18位的數(shù)字電壓數(shù)據(jù)。來(lái)自ADC 6的數(shù)字電壓數(shù)據(jù)提供至通信單元COM1。通信單元COM1由控制單元7控制,以便通過(guò)通信終端與連接的外部設(shè)備通信。例如,通過(guò)通信終端與另一電力存儲(chǔ)設(shè)備MO進(jìn)行通信,以及通過(guò)通信終端與控制盒ICNT進(jìn)行通信。此外,通過(guò)通信終端從控制盒ICNT接收控制信號(hào)。因此,通信單元COM1進(jìn)行雙向通信。
此外,控制單元7控制以均勻化電池塊B1至B16的電壓。這種控制被稱為芯平衡控制。例如,如果電池塊B1至B16中的一個(gè)電池塊的放電電壓達(dá)到下限,則其他電池塊仍具有剩余容量。在下一次充電時(shí),具有剩余容量的其他電池塊更快達(dá)到充電上限,并且因此,難以獲得完全充電狀態(tài)。為了避免這種不平衡,打開MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)使得具有剩余容量的電池塊強(qiáng)行放電。應(yīng)注意,芯平衡控制的類型不限于如上所述的被動(dòng)類型,并且可以是所謂的主動(dòng)類型或其他各種類型。
脈沖生成器17在模塊平衡控制電路的回掃變壓器T1的初級(jí)側(cè)上生成用于開關(guān)(MOSFET)S1的控制脈沖,該模塊平衡控制電路控制電力存儲(chǔ)設(shè)備1與多個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備MO之間的電壓平衡。響應(yīng)于來(lái)自模塊控制器CTN1的控制單元7的控制信號(hào),脈沖生成器17生成控制脈沖。例如,脈沖生成器17輸出其脈沖寬度已被調(diào)制的控制脈沖。從通信單元COM1中的MCU(微控制器單元)提供用于回掃變壓器T1的次級(jí)側(cè)上的開關(guān)(MOSFET)S01的控制脈沖。
基于來(lái)自電力存儲(chǔ)設(shè)備1和電力存儲(chǔ)設(shè)備MO的電壓信息,控制盒ICNT判定電力存儲(chǔ)設(shè)備之間的平衡的順序。電力存儲(chǔ)設(shè)備之間的平衡的充電和放電的存在或不存在被單獨(dú)發(fā)送至每個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備中的MCU。MCU直接向回掃變壓器的次級(jí)側(cè)提供控制信號(hào),或者經(jīng)由絕緣單元ISC1通過(guò)絕緣通信向回掃變壓器T1的初級(jí)側(cè)發(fā)送控制信號(hào)。
溫度檢測(cè)器15包括諸如熱敏電阻的溫度檢測(cè)元件。表示由溫度檢測(cè)器15檢測(cè)的電池塊B1至B16中的每一個(gè)的溫度的模擬溫度數(shù)據(jù)T提供至芯溫度復(fù)用器16(MUX 16)。例如,表示電池塊B1的溫度的模擬溫度數(shù)據(jù)T1提供至MUX 16。表示電池塊B2的溫度的模擬溫度數(shù)據(jù)T2提供至MUX 16。類似地,分別表示電池塊B3至B16的溫度的模擬溫度數(shù)據(jù)T3至模擬溫度數(shù)據(jù)T16提供至MUX 16。
響應(yīng)于預(yù)定控制信號(hào),MUX 16切換信道以便從16個(gè)模擬溫度數(shù)據(jù)T1至T16中選擇一個(gè)模擬溫度數(shù)據(jù)T。由MUX 16選擇的一個(gè)模擬溫度數(shù)據(jù)T提供至ADC 6。
電流檢測(cè)器9檢測(cè)通過(guò)多個(gè)電池塊B1至B16流動(dòng)的電流的值。電流檢測(cè)器9包括例如,電流檢測(cè)電阻器9a和電流檢測(cè)放大器9b。電流檢測(cè)電阻器9a檢測(cè)表示電流檢測(cè)電阻器9a的兩個(gè)相對(duì)端部處的電壓值的模擬電流數(shù)據(jù)。例如,在充電或放電過(guò)程中,不斷檢測(cè)模擬電流數(shù)據(jù)??梢砸灶A(yù)定周期檢測(cè)模擬電流數(shù)據(jù)。
檢測(cè)的模擬電流數(shù)據(jù)提供至電流檢測(cè)放大器9b。電流檢測(cè)放大器9b放大模擬電流數(shù)據(jù)。放大的模擬電流數(shù)據(jù)提供至ADC 6。
利用ADC 6,將從電流檢測(cè)放大器9b提供的模擬電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流數(shù)據(jù)。模擬電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流數(shù)據(jù),并且由ADC 6輸出該數(shù)字電流數(shù)據(jù)。
例如,當(dāng)在放電時(shí)檢測(cè)到過(guò)大電流的流動(dòng)時(shí),模塊控制器CTN1將該狀態(tài)確定為過(guò)電流放電狀態(tài),并且將開關(guān)(未示出)控制為斷開狀態(tài)(阻擋電流的狀態(tài))。另一方面,當(dāng)在充電時(shí)檢測(cè)到過(guò)大電流時(shí),模塊控制器CTN1將開關(guān)(未示出)控制為斷開狀態(tài)(阻擋電流的狀態(tài))。
絕緣單元ISC1具有在通信單元COM1與模塊控制器CTN1之間絕緣的功能。換言之,通信單元COM1的電源的基準(zhǔn)電勢(shì)與模塊控制器CTN1的電源的基準(zhǔn)電勢(shì)分開且獨(dú)立。此外,在絕緣狀態(tài)時(shí),絕緣單元ISC1具有向模塊控制器CTN1提供電源電壓的功能,以及作為雙向通信的傳輸媒介的功能。
在例如通過(guò)絕緣單元ISC1進(jìn)行的雙向通信中,可使用CAN規(guī)范。當(dāng)通過(guò)絕緣單元ISC1進(jìn)行電力傳輸時(shí),可使用電磁感應(yīng)類型、磁諧振類型、無(wú)線電波接收類型等。
在第一實(shí)施方式中,例如,使用非接觸式IC卡技術(shù)。在非接觸式IC卡技術(shù)中,通過(guò)在讀取器/寫入器的天線線圈與卡的天線線圈之間的磁性耦合,而在讀取器/寫入器與卡之間進(jìn)行通信及電力傳輸。通過(guò)使用如下方法以212kbps或424kbps的速度進(jìn)行通信,在該方法中,具有13.56kHz的頻率的載波由ASK(幅移鍵控)調(diào)制。絕緣單元ISC1具有相似于非接觸式IC卡的規(guī)范。此外,例如,絕緣單元ISC1在形成在多層印刷板的不同層中形成的天線(線圈)之間執(zhí)行通信及電力傳輸。
(電力存儲(chǔ)設(shè)備的前端部分)
圖5是示出電力存儲(chǔ)設(shè)備的前端部分的分解立體圖。圖6是示出移除前平面部的構(gòu)件的立體圖。圖7是示出前平面部已被移除的狀態(tài)的立體圖。
如圖5所示,前平面部20a覆蓋有保護(hù)蓋21,并且用于容納包括板等的部件組的空間固定在前平面部20a的內(nèi)表面?zhèn)壬?。在該空間中,布置和固定有至少包括圖6所示的外部通信板45和輸出端子板44的部件組。該部件組具體包括例如,設(shè)置有對(duì)應(yīng)于輸出端子的外部正電極端子4和外部負(fù)電極端子5的輸出端子板44、外部通信板45、保險(xiǎn)絲2、匯流排47a1至47a3、板保持構(gòu)件49、連接器3a和3b等。外部通信板45和輸出端子板44連接至具有連接器(未示出)的主板46。板保持構(gòu)件49由諸如樹脂的絕緣材料形成,并且例如,擔(dān)任著機(jī)械式保持板并且另外在板之間以及板與部件之間絕緣的角色。此外,兩個(gè)子板42固定至電池單元51和電池單元52。例如,子板42被布置和固定為使得子板42的一個(gè)主平面相對(duì)于正交于電池列的列方向的電池殼體61的四個(gè)壁表面之間的一個(gè)壁表面,并且與該一個(gè)壁表面部分緊密接觸。子板42、輸出端子板44、外部通信板45以及主板46具有安裝在其上的控制塊,該控制塊包括如圖3和圖4所示的監(jiān)控和控制電路。因此,包括分開配置的多個(gè)板等的部件組布置在前平面部20a的內(nèi)表面與電池單元51和電池單元52的前壁表面之間,并且每個(gè)部件都與諸如板形構(gòu)件(例如,匯流排47a1至47a3)的連接構(gòu)件或連接器連接。因此,板之間的連接是極有可能的。這種電力存儲(chǔ)設(shè)備1能夠輕易且有效地組裝,并且由于空間降低可實(shí)現(xiàn)高能量。
當(dāng)覆蓋有保護(hù)蓋21的前平面部20a被移除時(shí),至少包括外部通信板45和輸出端子板44的部件組也與前平面部20a一起被移除。如圖7所示,當(dāng)前平面部20a和部件組被移除時(shí),包括主板46(相比部件組,該主板在后側(cè)上布置得更多)的部分從前平面部20a已從其移除的外殼20的開口暴露至外部。隨后,操作者可將他的手放入開口以便例如,維持主板46或者快速取出主板46。因此,僅通過(guò)移除前平面部20a并且將部件組與前平面部20a一起移除就能夠維護(hù)主板46,由此可提高可維護(hù)性。就是說(shuō),可促進(jìn)包括在部件組中的部件的維護(hù)、檢查和交換。此外,可省略復(fù)雜的電線抽取以及電線的重新布置。
提供的用于充電和放電的電力存儲(chǔ)設(shè)備1的外部正電極端子4和外部負(fù)電極端子5通過(guò)提供的用于保護(hù)蓋21和前平面部20a的開口而暴露至外部。
電力存儲(chǔ)設(shè)備1的前平面部20a和保護(hù)蓋21設(shè)置有彼此接近的窗口25a、25b、26a和26b。如圖1所示,在電力存儲(chǔ)設(shè)備1的操作過(guò)程中,窗口25a、25b、26a和26b覆蓋有導(dǎo)電構(gòu)件11。
連接器3a和3b安裝在前平面部20a的窗口25a和25b的內(nèi)部。如圖8所示,在正電極側(cè)上串聯(lián)連接的電池塊B1至B16的端子通過(guò)用作電流阻擋元件的保險(xiǎn)絲2而連接至連接器3a。另一連接器3b設(shè)置在連接器3a附近。連接器3b連接至外部正電極端子4。負(fù)電極側(cè)上的電池塊B1至B16的端子連接至外部負(fù)電極端子5。
作為用于連接器3a和3b的連接部分,設(shè)置有用于防止錯(cuò)誤連接的能夠自由插入和移除的導(dǎo)電構(gòu)件11。導(dǎo)電構(gòu)件11具有如下結(jié)構(gòu):導(dǎo)電板彎曲以具有一對(duì)板狀突起12a和12b,并且導(dǎo)電板的基底部分附接至支撐板13的一個(gè)表面。通過(guò)支撐板13的一端的延伸,形成蓋14。此外,支撐板13的另一表面設(shè)置有把手15。例如,具有蓋14和把手15的支撐板13是合成樹脂的模制產(chǎn)品。
連接器3a和3b具有布置為彼此相對(duì)的兩個(gè)彈簧接觸板,并且在兩個(gè)彈簧接觸板之間具有一空間,導(dǎo)電構(gòu)件11的板狀突起12a和12b可通過(guò)窗口25a和25b插入該空間。此外,窗口26a和26b可通過(guò)與導(dǎo)電構(gòu)件11的支撐板13集成的蓋14封閉。由于板狀突起12a和12b由連接器3a和3b的兩個(gè)彈簧接觸板保持,所以可維持導(dǎo)電構(gòu)件11插入在連接器3a和3b中的狀態(tài)。
通過(guò)將導(dǎo)電構(gòu)件11的板狀突起12a和12b插入每個(gè)連接器的空間,連接器3a和3b通過(guò)導(dǎo)電構(gòu)件11連接(導(dǎo)電)。另一方面,通過(guò)將導(dǎo)電構(gòu)件11的板狀突起12a和12b從每個(gè)連接器的空間中移除,連接器3a和3b斷開連接(不導(dǎo)電)。以此方式,導(dǎo)電構(gòu)件11插入連接器3a和3b的連接狀態(tài)以及導(dǎo)電構(gòu)件11從連接器3a和3b移除的斷開連接狀態(tài)可切換。
用于設(shè)定或連接的電子部件28布置在提供的用于前平面部20a的窗口26a和26b內(nèi)部。電子部件28對(duì)應(yīng)于例如,滑動(dòng)開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、JTAG連接器等。例如,由旋轉(zhuǎn)開關(guān)設(shè)定電力存儲(chǔ)設(shè)備1的地址。換言之,多個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備1可被連接并使用,并且在連接多個(gè)設(shè)備的情況下,識(shí)別地址被設(shè)為用于電力存儲(chǔ)設(shè)備中的每一個(gè)。外部控制器基于地址執(zhí)行控制過(guò)程?;瑒?dòng)開關(guān)用于增加由旋轉(zhuǎn)開關(guān)指定的地址。
JTAG連接器是由JTAG(聯(lián)合歐洲測(cè)試行動(dòng))建議的標(biāo)準(zhǔn)連接器。在通過(guò)JTAG連接器的情況下,輸入/輸出測(cè)試數(shù)據(jù)用于檢查MPU(微處理單元)、IC(集成電路)等。此外,重寫內(nèi)部MPU的固件。應(yīng)注意,電子部件可以是以上描述的那些以外的其他切換部件或連接器。
在導(dǎo)電構(gòu)件11插入連接器3a和3b的連接狀態(tài)中,蓋14覆蓋電子部件的操作平面前方的窗口25a、25b、26a和26b。換言之,在連接狀態(tài)中,禁止接入電子部件。另一方面,從連接器3a和3b移除導(dǎo)電構(gòu)件11打開設(shè)定單元的操作平面前方的窗口,并且例如,通過(guò)經(jīng)由窗口25a、25b、26a和26b操作操作平面,電力存儲(chǔ)設(shè)備1的地址可被設(shè)定。
只有當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件11被移除以便打開操作平面前方的窗口25a、25b、26a和26b時(shí),對(duì)操作平面的接入才變得有可能,并且因此電子部件的操作設(shè)定變得有可能。相比較在殼體內(nèi)部操作電子部件的情況,通過(guò)從外殼20的外部進(jìn)行設(shè)定操作,可操作性可增加并且安全性提高。
此外,電力存儲(chǔ)設(shè)備1設(shè)置有連接器27,該連接器是用于與外部控制器通信的通信終端。如上所述,電力存儲(chǔ)設(shè)備1設(shè)置有控制塊,用于監(jiān)控電池的電壓、電流和溫度。來(lái)自控制塊的信息通過(guò)通信發(fā)送至外部控制器。外部控制器執(zhí)行用于充電、放電和劣化抑制的管理。
當(dāng)例如,經(jīng)由連接器27進(jìn)行與外部控制器的通信時(shí),使用串行接口。作為串行接口,具體地,使用SM總線(系統(tǒng)管理總線)等。例如,可使用I2C總線。I2C總線是用于通過(guò)雙向SDA(串行數(shù)據(jù))和SCL(串行時(shí)鐘)的兩個(gè)信號(hào)線執(zhí)行通信的同步串行通信。
(電池單元)
圖9是示出電池單元的結(jié)構(gòu)實(shí)例的分解立體圖。通過(guò)容納包括多個(gè)電池芯塊的電池塊組10、隔板93、連接端子部分91以及包括頂部殼體61a和底部殼體61b的電池殼體61中的正電極絕緣片92而形成電池單元51。應(yīng)注意,電池單元52具有相似于電池單元51的結(jié)構(gòu)。因此,具體描述電池單元51的結(jié)構(gòu),并且省略電池單元52的詳細(xì)說(shuō)明。
(電池殼體)
電池殼體61包括頂部殼體61a和底部殼體61b。例如,電池殼體61是由電絕緣樹脂制成的樹脂模制產(chǎn)品。
圖10是示出頂部殼體61a的結(jié)構(gòu)實(shí)例的立體圖。頂部殼體61a包括頂平面部以及圍繞頂平面部立起的壁部分。頂部殼體61a的頂平面部設(shè)置有多個(gè)開口71,在多個(gè)開口中,暴露有布置在電池芯10a的端子平面上的連接端子部分91。頂部殼體61a的頂平面部設(shè)置有隔板93(其將以下描述)的突起93a適配至的多個(gè)孔72。此外,接合部分62設(shè)置為從頂部殼體61a的頂平面部突起。突起的接合部分62設(shè)置為形成彼此相對(duì)的電池單元51與電池單元52之間的空間S,并且此外,通過(guò)結(jié)合電池單元51與電池單元52,可穩(wěn)定地保持空間S。盡管未示出,但是頂部殼體61a的頂平面部可設(shè)置有熱敏電阻插入其中的孔。
底部殼體61b包括底平面部以及圍繞底平面部立起的壁部分。盡管未示出,但是四個(gè)中空結(jié)構(gòu)主體以圓柱形形狀設(shè)置在底平面部的中心,并且適配至頂部殼體61a的中空結(jié)構(gòu)主體70以便與頂部殼體61a結(jié)合。例如,底部殼體61b的中空結(jié)構(gòu)主體是具有中空?qǐng)A柱形形狀的中空結(jié)構(gòu),該中空?qǐng)A柱形形狀的頂部平面打開并且底部平面在中心具有孔。應(yīng)注意,孔適配至側(cè)平面部20f的突起,并且如果必要以螺絲固定,由此電池單元51固定至側(cè)平面部20f。盡管未示出,但是底部殼體61b的底平面部設(shè)置有多個(gè)開口71,在該多個(gè)開口處,連接端子部分91b以相似于頂部殼體61a的頂平面部暴露。底部殼體61b的底平面部設(shè)置有孔72,如下所述的隔板93的突起93a適配至該孔。
圖11是示出兩個(gè)電池單元結(jié)合之前的狀態(tài)的立體圖。如圖11所示,當(dāng)電池單元51與電池單元52結(jié)合時(shí),電池單元51的頂部殼體61a的頂平面部與電池單元52的頂部殼體61a的頂平面部布置為彼此相對(duì),并且從一個(gè)頂平面部突起的接合部分62與從另一頂平面部突起的接合部分62彼此適配。
(電池塊組)
返回圖9,電池塊組10具有如下結(jié)構(gòu):其中,包括線性布置的多個(gè)電池芯10a的電池列布置為平行于近似正交于電池列的列方向的方向。電池列中的每一個(gè)包括例如,14個(gè)電池。
電池塊組10是多個(gè)電池芯10a彼此電連接的電池組。包括在電池塊組10中的多個(gè)電池芯10a通過(guò)連接端子部分91而彼此電連接。例如,電池列構(gòu)成具有并聯(lián)連接的電池芯10a的電池塊B1至B8。此外,電池塊B1至B8彼此串聯(lián)連接以構(gòu)成電池塊組10。
盡管未示出,但是容納在電池單元52的電池殼體61中的電池塊組10具有相似結(jié)構(gòu)。例如,在電池列L1至L8的每一列中,并聯(lián)連接的電池芯10a構(gòu)成電池塊B9至B16。此外,電池塊B9至B16串聯(lián)連接以構(gòu)成電池塊組10。
在電池塊組10中,具有并聯(lián)連接的多個(gè)電池芯10a的多個(gè)電池列(電池列L1至L8)布置在近似正交于列方向的方向上,并且通過(guò)串聯(lián)連接列,可在單個(gè)方向上(例如,在大約正交于電池列時(shí)列方向的方向上)整流電流路徑,并且此外,電流路徑的總長(zhǎng)度可縮短,由此可抑制電阻值的增加。
在電池塊組10中,電池列L1與電池列L2布置為彼此相對(duì),電池列L2與電池列L3布置為彼此相對(duì),電池列L3與電池列L4布置為彼此相對(duì),電池列L4與電池列L5布置為彼此相對(duì),電池列L5與電池列L6布置為彼此相對(duì),并且電池列L7與電池列L8布置為彼此相對(duì)。在電池列L1、L3、L5和L7中,電池芯10a布置為使得頂部平面對(duì)應(yīng)于正電極端子平面并且底部平面對(duì)應(yīng)于負(fù)電極端子平面。在電池列L2、L4、L6和L8中,每個(gè)電池列中的電池芯10a布置為使得頂部平面對(duì)應(yīng)于負(fù)電極端子平面并且底部平面對(duì)應(yīng)于正電極端子平面。
在奇數(shù)電池列L1、L3、L5和L7中,包括在每個(gè)電池列中的電池芯10a線性布置并且處于緊密接觸接觸。在圖9所示的實(shí)例中,在奇數(shù)電池列L1、L3、L5和L7中,包括在每個(gè)電池列中的14個(gè)電池芯10a線性布置并且處于緊密接觸狀態(tài)。
另一方面,在偶數(shù)電池列L2、L4、L6和L8中,包括在電池列中的電池芯10a布置為使得大致對(duì)應(yīng)于一個(gè)電池芯10a的空間設(shè)置在線性布置且處于緊密接觸狀態(tài)的兩組電池芯10a之間。優(yōu)選地,大致對(duì)應(yīng)于一個(gè)電池的空間布置在一位置處,該位置與彼此相鄰且相對(duì)的電池列L1、L3、L5或L7的中心相對(duì)。
在偶數(shù)電池列L2、L4、L6和L8中,包括在每個(gè)電池列中的14個(gè)電池芯10a布置為使得對(duì)應(yīng)于一個(gè)電池芯10a的空間設(shè)置在線性布置且處于緊密接觸狀態(tài)的兩組七個(gè)電池芯10a之間。優(yōu)選地,大致對(duì)應(yīng)于一個(gè)電池的空間布置在一位置處,該位置與彼此相鄰且相對(duì)的電池列L1、L3、L5或L7的中心相對(duì)。
在大致對(duì)應(yīng)于一個(gè)電池芯10a的空間中,底部殼體61b的中空結(jié)構(gòu)主體(未示出)與頂部殼體61a的面對(duì)上述中空結(jié)構(gòu)主體的中空結(jié)構(gòu)主體70適配。如上所述,頂部殼體61a的中空結(jié)構(gòu)主體的底部平面設(shè)置有側(cè)平面部20f的突起適配至(并且如果需要以螺絲固定)的孔,由此電池單元51固定至側(cè)平面部20f。由于用于側(cè)平面部20f的固定部分設(shè)置在電池單元51的中心附近,所以例如,能夠抑制由包括在電池塊組10中的電池芯10a的位移所造成的圍繞電池單元51的中心的膨脹。
在包括電池列L1至L8的電池塊組10中,相鄰的電池列層疊為三角形形狀同時(shí)在列方向上位移大致等于電池芯10a的外部半徑的圓周的半徑的長(zhǎng)度。三角形層疊狀態(tài)的布置包括如下布置:其中,一列上的兩個(gè)相鄰電池芯10a的端部表面的大致中心與鄰近于該一列的另一列上的電池芯10a的大致中心(其在鄰近于該一列的兩個(gè)電池芯10a之間)形成大致正三角形。
在三角形層疊狀態(tài)的布置中,可在電池殼體61的有限空間中容納大量電池芯10a。因此,每一單位面積的電池單元的數(shù)量可增加,并且電力存儲(chǔ)設(shè)備1的能量密度可提高。
(頂部殼體側(cè)上的連接端子部分)
作為電連接多個(gè)電池芯10a的耦合構(gòu)件的連接端子部分91設(shè)置在電池芯10a的端子平面上。一個(gè)連接端子部分91與包括在兩個(gè)相鄰電池列中的電池芯10a的底部平面上的端子電耦合。例如,連接端子部分91是具有近似矩形平面形狀的板狀主體,以下將對(duì)其進(jìn)行具體描述。
(底部殼體側(cè)上的連接端子部分)
當(dāng)連接端子部分91在底部殼體61b的底平面部?jī)?nèi)部的平面上時(shí),連接端子部分91在近似正交于電池列的列方向的方向上并排布置。一個(gè)連接端子部分91與包括在兩個(gè)相鄰電池列中的電池芯10a的底部平面上的端子電耦合。
(頂部殼體側(cè)上的正電極絕緣片)
正電極絕緣片92重疊在被包括在電池塊組10中的電池芯10a的正電極端平面上。具體地,正電極絕緣片92重疊在電池芯10a的正電極端子平面上,該電池芯的頂部平面是正電極端子平面。正電極絕緣片92重疊在構(gòu)成電池列的多個(gè)電池芯10a的正電極端子平面上。
正電極絕緣片92由具有絕緣性能的材料(諸如具有絕緣性能的樹脂材料)形成。正電極絕緣片92設(shè)置有多個(gè)凸?fàn)钫姌O端子適配至其的開口。
每個(gè)正電極端子適配至正電極絕緣片92的開口中的每一個(gè),并且正電極端子從正電極絕緣片92的開口暴露。從正電極絕緣片92的開口暴露的正電極端子與連接端子部分91a或連接端子部分91b電耦合。另一方面,通過(guò)利用正電極絕緣片92覆蓋正電極端子的外圍平面,正電極端子的外圍平面與連接端子部分91a或連接端子部分91b電絕緣。
(底部殼體側(cè)上的正電極絕緣片)
以相似于底部殼體側(cè)上的正電極絕緣片92的方式,底部殼體61b側(cè)上的正電極絕緣片92抑制凸?fàn)钫姌O端子的外圍平面與連接端子部分91b之間的短路。電池殼體側(cè)上的正電極絕緣片92重疊在電池列L2、L4、L6和L8中的電池芯10a的正電極端子平面上。
(隔板的結(jié)構(gòu))
(隔板)
圖12是示出隔板的結(jié)構(gòu)以及隔板與電池塊組結(jié)合之前的狀態(tài)的示意性立體圖。如由箭頭指示的,隔板93適配在電池塊組10中的彼此相對(duì)且相鄰的電池列之間。例如,隔板93是具有電絕緣性能的樹脂制成的樹脂模制產(chǎn)品。
此外,隔板93與電池殼體61可分離。隔板93包括頂部平面和底部平面上的多個(gè)突起93a,并且通過(guò)使得突起93a適配至電池殼體61的孔72,隔板93可附接至電池殼體61并且通過(guò)將適配突起從孔中移除而將隔板從電池殼體61中移除。
例如,多個(gè)突起93a設(shè)置在隔板93的頂部平面和底部平面上的預(yù)定位置處。頂部平面上的突起93a適配至用于定位隔板的設(shè)置在頂部殼體61a的預(yù)定位置處的孔72,并且設(shè)置在底部平面上的突起93a適配至用于定位隔板的設(shè)置在底部殼體61b的預(yù)定位置處的孔72。因此,隔板93固定在頂部殼體61a與底部殼體61b之間。
通過(guò)固定的隔板93,多個(gè)電池芯10a可布置并固定在預(yù)定位置處。因此,可在不使用包括其形狀適合每個(gè)電池的多個(gè)單獨(dú)電池保持架的傳統(tǒng)保持架殼體的情況下,構(gòu)造根據(jù)用于高能量密度的最優(yōu)布置來(lái)固定電池芯10a的電池塊組10。此外,通過(guò)在電池芯10a的側(cè)平面在垂直方向上面對(duì)的狀態(tài)下提供層疊的電池列之間的固定隔板93,從上部電池芯10a施加至下部電池芯10a的負(fù)載可降低并且壓力和應(yīng)力可消散,使得施加至電池塊組10的力可被分配。因此,可抑制電池芯10a等的變形。
(本技術(shù)的連接端子部分的細(xì)節(jié))
下文中,對(duì)本技術(shù)的連接端子部分91進(jìn)行詳細(xì)描述。首先,為了幫助理解本技術(shù),描述所具有的結(jié)構(gòu)不同于本技術(shù)的連接端子部分91的結(jié)構(gòu)的典型連接子部分,并且隨后描述本技術(shù)的連接端子部分91的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖13A是示出所具有的結(jié)構(gòu)不同于本技術(shù)的結(jié)構(gòu)的連接端子部分的一部分的立體圖。圖13B是示出所具有的結(jié)構(gòu)不同于本技術(shù)的結(jié)構(gòu)的連接端子部分的一部分的平面圖。如圖13A和圖13B所示,該連接端子部分191b具有耦合兩個(gè)電池列的端子平面的耦合部分191R,以及連接至子板42用于感應(yīng)電池芯10a的電壓的延伸部分191R3。
耦合部分191R包括要與一個(gè)電池列的端子平面耦合的第一耦合部分191R1,以及要與鄰近于該一個(gè)電池列的另一電池列的端子平面耦合的第二耦合部分191R2。第一耦合部分191R1對(duì)應(yīng)于沿著穿過(guò)連接端子部分191b的短邊方向上的中心的縱長(zhǎng)方向,由中心線d切開的前側(cè)上的近似一半的部分。第二耦合部分191R2對(duì)應(yīng)于由相同中心線d切開的后側(cè)上的近似一半的部分。
延伸部分191R3對(duì)應(yīng)于在縱長(zhǎng)方向上從第一耦合部分191R1的一端的大致中心部分以長(zhǎng)且薄的形狀(該形狀具有的寬度比第一耦合部分191R1的寬度更窄)延伸的一部分。該延伸部分191R3的端部連接至子板42并且該端部被假定為感應(yīng)位置S1,在該感應(yīng)位置處,感應(yīng)電池列L1至L8的每個(gè)電壓。
圖14是包括如圖13A和圖13B所示的連接端子部分的電力存儲(chǔ)設(shè)備的平面圖。圖15是示出頂部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分以及底部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分的布置的示意圖,該示意圖對(duì)應(yīng)于從電池芯的頂部平面?zhèn)扔^看圖14。圖16A至圖16D是示出耦合至頂部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分以及底部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分的電池芯的端子平面的極性以及電氣結(jié)構(gòu)的示意圖。應(yīng)注意,在圖15和圖16A至圖16D中,未示出連接端子部分191a。
在圖14所示的電池列L1、L3、L5和L7中,包括在電池列中的電池芯10a被布置為使得頂部平面是負(fù)電極端子平面并且底部平面是正電極端子平面。在電池列L2、L4、L6和L8中,包括在電池列中的電池芯10a被布置為使得頂部平面是正電極端子平面并且底部平面是負(fù)電極端子平面。
如圖15所示,在電池芯10a的頂部平面?zhèn)壬?,兩個(gè)連接端子部分191a(未示出)和三個(gè)連接端子部分191b1在近似正交于電池列的列方向的方向上并排布置,并且在電池芯10a的底部平面?zhèn)壬希蕴摼€示出的四個(gè)連接端子部分191b2在近似正交于電池列的列方向的方向上并排布置。應(yīng)注意,連接端子部分191b1和連接端子部分191b2被稱為連接端子部分191b,除非它們需要被區(qū)分。
如圖16A所示,連接端子部分191b1與包括在電池列L2中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L3中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分191b1與包括在電池列L4中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L5中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。此外,連接端子部分191b1與包括在電池列L6中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L7中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。
如圖16C所示,連接端子部分191b2與包括在電池列L1中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L2中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分191b2與包括在電池列L3中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L4中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。此外,連接端子部分191b與包括在電池列L5中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L6中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。此外,連接端子部分191b與包括在電池列L7中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L8中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。
如圖16B中的電氣結(jié)構(gòu)所示,電池列L1、L3、L5和L7接近于電壓感應(yīng)位置S1;另一方面,電池列L2、L4、L6和L8遠(yuǎn)離電壓感應(yīng)位置S1。
如圖16D所示,例如,在連接端子部分191b2中,其中,兩個(gè)電池列耦合,如由箭頭指示的,電流通過(guò)電阻器R在兩個(gè)電池列之間流動(dòng),該電阻器是從感應(yīng)位置S1生成連接端子部分191b2的電阻的部分。因此,在感應(yīng)位置S1處,感應(yīng)受到由于電阻器R的電壓降的影響之后的遠(yuǎn)離感應(yīng)位置S1的電池列的電壓。另一方面,在感應(yīng)位置S1處,感應(yīng)不受到由于電阻器R的電壓降的影響的接近感應(yīng)位置S1的電池列的電壓。
因此,在耦合至一個(gè)連接端子部分191b的兩個(gè)電池列中,由于由電阻器R的電壓降,而造成在接近感應(yīng)位置S1的一個(gè)電池列與遠(yuǎn)離感應(yīng)位置S1的另一電池列之間的感應(yīng)電壓的測(cè)量誤差。由于大電流(例如10A或更大)在電力存儲(chǔ)設(shè)備中流動(dòng),所以對(duì)應(yīng)于由于電阻器R的電壓降的測(cè)量誤差傾向于較大。為了解決該問(wèn)題,在本技術(shù)中,采用具有如下所述的結(jié)構(gòu)的連接端子部分。
(本技術(shù)的連接端子部分的結(jié)構(gòu))
描述本技術(shù)的連接端子部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖17A是示出包括本技術(shù)的連接端子部分的電力存儲(chǔ)設(shè)備的一部分的平面圖。圖17B是示出耦合至頂部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分以及底部平面?zhèn)壬系倪B接端子部分的電池芯的端子平面的極性以及電氣結(jié)構(gòu)的示意圖。應(yīng)注意,在圖17B中,未示出連接端子部分91a。
如圖17A和圖17B所示,在電池芯10a的頂部平面?zhèn)壬?,兩個(gè)連接端子部分91a和三個(gè)連接端子部分91b1在近似正交于電池列的列方向的方向上并排布置作為本技術(shù)的連接端子部分91,并且在電池芯的底部平面?zhèn)壬希膫€(gè)連接端子部分91b2在近似正交于電池列的列方向的方向上并排布置作為本技術(shù)的連接端子部分91。應(yīng)注意,連接端子部分91b1和連接端子部分91b2被稱為連接端子部分91b,除非它們需要被區(qū)分。
連接端子部分91a與構(gòu)成一個(gè)電池列的電池芯10a的端子平面電耦合。連接端子部分91b與構(gòu)成相鄰的兩個(gè)電池列的電池芯10a的端子平面電耦合。作為耦合方法,例如,電阻焊接或激光加熱焊接是可適用的;然而,該方法不限于此并且其他已知焊接方法是可適用的。
通過(guò)將至少一個(gè)電池列與一個(gè)連接端子部分91a或一個(gè)連接端子部分91b連接,可降低電阻值并且也可降低端子的熱量生成。此外,通過(guò)簡(jiǎn)單耦合,連接端子部分之間的耦合也是有可能的。此外,可共享用于電池芯10a的測(cè)量端子。由于構(gòu)成電池列的電池芯10a與一個(gè)連接端子部分耦合,所以可簡(jiǎn)化組裝工作并且可提高組裝的工作效率。此外,可降低耦合部分,由此,在組裝時(shí),在耦合時(shí)的電池芯10a的溫度升高可降低。在電池芯10a的充電和放電時(shí)生成的熱量可被傳遞至連接端子部分91a和連接端子部分91b并且被釋放。
如圖17B所示,連接端子部分91b1與包括在電池列L2中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L3中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分91b1與包括在電池列L4中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L5中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分91b1與包括在電池列L6中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L7中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。
連接端子部分91b2與包括在電池列L1中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L2中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分91b2與包括在電池列L3中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L4中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分191b與包括在電池列L5中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L6中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。連接端子部分191b與包括在電池列L7中的電池芯10a的正電極端子以及包括在電池列L8中的電池芯10a的負(fù)電極端子電耦合。
圖18是示出本技術(shù)的完整連接端子部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例的立體圖。連接端子部分91b具有沿著短邊方向沿著中心線c對(duì)稱的近似線的對(duì)稱形狀。缺口99b存在于縱長(zhǎng)方向上的中心中。例如,缺口99b具有弧狀形狀。例如,連接端子部分91b的缺口99b布置在與大致對(duì)應(yīng)于偶數(shù)電池列中的一個(gè)電池芯的空間重疊的位置處。通過(guò)提供缺口99b,可抑制熱量傳播。此外,如果在電池出現(xiàn)異常時(shí)生成大電流,連接端子部分91開始從缺口99b熔斷,由此阻擋電流。應(yīng)注意,連接端子部分91a也具有相似的切口部分99a和缺口99b,并且具有沿著短邊方向沿著中心線對(duì)稱的近似線的對(duì)稱形狀,由此可獲得與上述效果相似的效果。
圖19A是示出圖18所示的連接端子部分的一部分的立體圖,并且圖19B是示出圖18所示的連接端子部分的一部分的平面圖。連接端子部分91b包括連接至兩個(gè)電池列的端子平面的耦合部分91R,以及連接至子板42用于檢測(cè)電池芯10a的電壓的延伸部分91R3。
耦合部分91R包括與一個(gè)電池列的端子平面耦合的第一耦合部分91R1,以及與鄰近于該一個(gè)電池列的另一電池列的端子平面耦合的第二耦合部分91R2。第一耦合部分91R1對(duì)應(yīng)于沿著穿過(guò)連接端子部分91b的短邊方向上的中心的縱長(zhǎng)方向,由中心線d切開的前側(cè)(圖19B中的左側(cè))上的近似一半的部分。第二耦合部分91R2對(duì)應(yīng)于由相同中心線d切開的后側(cè)(圖19B中的右側(cè))上的近似一半的部分。耦合部分91R與層疊為三角形形狀的一個(gè)電池列的端子平面以及另一電池列的端子平面耦合。為了處理這一點(diǎn),優(yōu)選地,對(duì)于第二耦合部分91R2的一端和另一端,第一耦合部分91R1具有延伸大致等于縱長(zhǎng)方向上的電池芯的外部形狀的圓周的半徑的長(zhǎng)度的部分。
延伸部分91R3對(duì)應(yīng)于在縱長(zhǎng)方向上從耦合部分91R的一端延伸的一部分。例如,延伸部分91R3所具有的寬度比第一耦合部分91R1和第二耦合部分91R2的寬度小。該延伸部分91R3的端部連接至子板42并且假定該端部為感應(yīng)位置S1,在該感應(yīng)位置處,檢測(cè)電池列的每個(gè)電壓。例如,感應(yīng)串聯(lián)連接的電池列L1至L8以及串聯(lián)連接的電池列L9至L16(未示出)中的每一個(gè)的電壓,并且感應(yīng)電池列中的電壓差。
應(yīng)注意,延伸部分91R3可與耦合部分91R整體形成(如圖19A和圖19B的實(shí)例所示)或者可與耦合部分91R分開形成且與耦合部分91R耦合。例如,如圖20所示,延伸部分91R3可由諸如導(dǎo)線的電導(dǎo)體(例如,與耦合部分91R分開形成的線束)形成。
延伸部分91R3設(shè)置為使得延伸部分91R3的延伸開始端t的中心p達(dá)到預(yù)定位置。例如,延伸部分91R3設(shè)置為使得延伸部分91R3的延伸開始端t的中心p(其以虛線示出)位于第一耦合部分91R1側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置與第二耦合部分91R2側(cè)上的水平距離3L/12的位置之間。應(yīng)注意,L指代水平方向上的與連接端子部分91b耦合的一個(gè)電池列的中心以及鄰近于該一個(gè)電池列的另一電池列的中心之間的距離。應(yīng)注意,位置的范圍包括邊界值的位置(這也同樣應(yīng)用于以下描述)。
從進(jìn)一步提高測(cè)量精確度的角度來(lái)看,優(yōu)選地,延伸部分91R3設(shè)置為使得延伸部分91R3的延伸開始端的中心p位于第一耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的在水平方向上距離中心線d的距離2L/12的位置之間。此外,從進(jìn)一步提高測(cè)量精確度的角度來(lái)看,優(yōu)選地,延伸部分91R3設(shè)置為使得延伸部分91R3的延伸開始端的中心p位于第一耦合部分91R1側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置與第二耦合部分91R2側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置之間。
通過(guò)以此方式設(shè)置延伸部分91R3,可使得與連接端子部分91b耦合的一個(gè)電池列中的電池芯與感應(yīng)位置S1之間的距離以及與連接端子部分91b耦合的另一電池列中的電池芯與感應(yīng)位置S1之間的距離適當(dāng)。因此,能夠防止在感應(yīng)位置S1處感應(yīng)的電池芯的電壓受到由于連接端子部分91b的電阻的電壓降的影響。
連接端子部分91b設(shè)置有多個(gè)孔96,隔板93的突起93a通過(guò)該多個(gè)孔插入。連接端子部分91b設(shè)置為使得其縱長(zhǎng)方向平行于電池列的列方向。此外,在近似垂直于連接端子部分91b的縱長(zhǎng)方向的方向上,形成從連接端子部分91b的側(cè)面端部切開的一個(gè)或多個(gè)切口部分99a。通過(guò)形成該切口部分99a,可抑制在出現(xiàn)電池芯10a的異常熱量生成時(shí),連接端子部分91b中的熱量傳播。
優(yōu)選地,該切口部分99a形成在例如,對(duì)應(yīng)于彼此并聯(lián)連接的相鄰電池芯10a之間的位置的位置處。通過(guò)在對(duì)應(yīng)于相鄰電池芯10a之間的位置的位置處形成切口部分99a,可有效抑制相鄰電池芯10a上的一個(gè)電池芯10a的熱影響。此外,在出現(xiàn)電池芯10a的內(nèi)部短路,電流從并聯(lián)連接的電池芯10a流動(dòng)的情況下,由于由連接端子部分91b的電阻造成的焦耳熱,連接端子部分91b開始從切口部分99a熔斷,使得可阻擋輸入電流。此外,由于切口部分99a的切口方向近似平行于電流流動(dòng)的方向(電池芯塊串聯(lián)連接的方向),在正常使用時(shí)電流流動(dòng)不中斷,并且只有當(dāng)已檢測(cè)到異常時(shí)可中斷異常方向上的電流流動(dòng)。
(測(cè)試?yán)?
在以下測(cè)試?yán)?,?duì)檢查上述延伸部分91R3的延伸開始端t的中心p的最佳位置的結(jié)果進(jìn)行描述。如圖21所示,在兩個(gè)電池列耦合的連接端子部分中,關(guān)于通過(guò)將兩個(gè)電池列的中心之間的距離L均勻劃分為12個(gè)部分而設(shè)定的連接端子部分的點(diǎn)0至點(diǎn)11(點(diǎn)X),測(cè)量點(diǎn)A與點(diǎn)X之間的電阻值以及點(diǎn)X與點(diǎn)B之間的電阻值。在表1中示出測(cè)量結(jié)果。此外,在圖22中示出基于測(cè)量結(jié)果的曲線圖。
表1
如表1和圖22所示,已確認(rèn)如果點(diǎn)X存在于第一耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離3L/12的位置之間,電阻值的差較小,這是優(yōu)選的。此外,已確認(rèn)如果點(diǎn)X存在于第一耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離2L/12的位置之間,電阻值的差更小,這是更優(yōu)選的。此外,已確認(rèn)如果點(diǎn)X存在于第一耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的距離中心線d的水平距離L/12的位置之間,電阻值的差特別小,這是特別優(yōu)選。
2.第二實(shí)施方式
對(duì)根據(jù)第二實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)構(gòu)實(shí)例進(jìn)行描述。除了連接端子部分具有不同結(jié)構(gòu)以外,根據(jù)第二實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備相似于第一實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備。連接端子部分的結(jié)構(gòu)描述如下,并且其他相似于第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu),使得省略對(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。
(連接端子部分)
圖23是示出連接端子部分的一部分的平面圖。以相似于第一實(shí)施方式的方式,連接端子部分91b連接至兩個(gè)電池列的端子平面。連接端子部分91b包括耦合部分91R和延伸部分91R3。耦合部分91R包括與一個(gè)電池列的端子平面耦合的第一耦合部分91R1,以及與鄰近于該一個(gè)電池列的另一電池列的端子平面耦合的第二耦合部分91R2。
通過(guò)合并在縱長(zhǎng)方向上從第一耦合部分91R1的一端延伸的一部分與在縱長(zhǎng)方向上從第二耦合部分91R2的一端延伸的一部分而獲得該延伸部分91R3。在第二實(shí)施方式中,可降低耦合至一個(gè)連接端子部分91b的兩個(gè)電池列中的一個(gè)電池列中的電池芯與感應(yīng)位置之間的距離以及另一電池列中的電池芯與感應(yīng)位置之間的距離之間的差。因此,可進(jìn)一步提高感應(yīng)電壓的精確度。
3.另一實(shí)施方式
本技術(shù)不限于以上描述的本技術(shù)的實(shí)施方式,并且不偏離本技術(shù)的內(nèi)容的范圍內(nèi)的各種變形和應(yīng)用都是可能的。
例如,在以上實(shí)施方式中描述的標(biāo)號(hào)、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、制造工藝等以及實(shí)例僅是實(shí)例,并且根據(jù)需要可采用不同于上述那些的標(biāo)號(hào)、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、制造工藝等。例如,多個(gè)突起和多個(gè)孔可以是一個(gè)突起和一個(gè)孔。
在不偏離本技術(shù)的內(nèi)容的情況下,在以上實(shí)施方式中描述的結(jié)構(gòu)、方法、過(guò)程、形狀、材料和標(biāo)號(hào)以及實(shí)例可彼此合并。
在第一實(shí)施方式中,容納在外殼20中的電池單元的數(shù)量是兩個(gè);然而,容納在外殼20中的電池單元的數(shù)量不限于兩個(gè)。例如,容納在外殼中的電池單元的數(shù)量可以是一個(gè)或三個(gè)或多個(gè)。例如,在電力存儲(chǔ)設(shè)備中,三個(gè)或多個(gè)電池單元可水平層疊為三層或多層,并且在頂部殼體61a的頂平面部面對(duì)水平方向的狀態(tài)下容納在外殼20中,或者三個(gè)或多個(gè)電池單元可水平層疊為三層或多層,并且在頂部殼體61a的頂平面部面對(duì)垂直方向的狀態(tài)下容納在外殼20中。底部殼體61b的底平面部可具有相似于頂部殼體61a的頂平面部的結(jié)構(gòu)。兩個(gè)電池單元51和52可水平層疊為兩曾或多層,并容納在外殼20中,使得頂部殼體61a的頂平面部與底部殼體61b的底平面部在垂直方向上面對(duì)。耦合端子部分可具有如下結(jié)構(gòu):其中,三個(gè)或多個(gè)電池列的端子平面耦合。
根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備可具有如下結(jié)構(gòu)。
(1)
一種電池組,包括:
電池塊組,在該電池塊組中,均包括以圓柱形形狀布置的多個(gè)電池芯的多個(gè)電池列在近似正交于列方向的方向上并排布置;以及
連接端子部分,該連接端子部分與至少構(gòu)成電池列中的兩個(gè)并且其縱長(zhǎng)方向平行于電池列的列方向的多個(gè)電池芯的端子平面耦合,其中,連接端子部分包括
耦合部分,該耦合部分包括與一個(gè)電池列耦合的第一耦合部分,以及與鄰近于一個(gè)電池列的另一電池列耦合的第二耦合部分,以及
延伸部分,該延伸部分在縱長(zhǎng)方向上從耦合部分的一端延伸,并且當(dāng)一個(gè)電池列與另一電池列之間的水平距離是L并且穿過(guò)電池列之間的中心的中心線被設(shè)定時(shí),延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的距離中心線的水平距離3L/12的位置之間。
(2)
根據(jù)(1)所述的電池組,其中,延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的距離中心線的水平距離2L/12的位置之間。
(3)
根據(jù)(1)所述的電池組,其中,延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的位置與第二耦合部分側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的位置之間。
(4)
根據(jù)(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的電池組,其中,相鄰的兩個(gè)電池列層疊為三角形形狀同時(shí)在列方向上位移大致等于電池芯的外半徑的圓周的半徑的長(zhǎng)度。
(5)
根據(jù)(4)所述的電池組,其中,對(duì)于縱長(zhǎng)方向上的第二耦合部分的一端和另一端中的每一個(gè),第一耦合部分具有在縱長(zhǎng)方向上延伸大致等于電池芯的外部形狀的圓周的半徑的長(zhǎng)度的部分。
(6)
根據(jù)(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的電池組,其中,延伸部分連接至板,在該板處檢測(cè)電池芯的電壓。
(7)
根據(jù)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的電池組,其中,延伸部分與耦合部分整體形成。
(8)
根據(jù)(1)至(7)中任一項(xiàng)所述的電池組,其中,延伸部分是與耦合部分耦合的、與耦合部分分開形成的電導(dǎo)體。
(9)
根據(jù)(8)所述的電池組,其中,電導(dǎo)體是導(dǎo)線。
(10)
一種電池組,包括:
電池塊組,在該電池塊組中,均包括以圓柱形形狀布置的多個(gè)電池芯的多個(gè)電池列在近似正交于列方向的方向上并排布置;以及
連接端子部分,該連接端子部分與至少構(gòu)成電池列中的兩個(gè)并且其縱長(zhǎng)方向平行于電池列的列方向的多個(gè)電池芯的端子平面耦合,其中,連接端子部分包括
耦合部分,該耦合部分包括與一個(gè)電池列耦合的第一耦合部分,以及與鄰近于一個(gè)電池列的另一電池列耦合的第二耦合部分,以及
延伸部分,通過(guò)將在縱長(zhǎng)方向上從第一耦合部分的一端延伸的一部分與在縱長(zhǎng)方向上從第二耦合部分的一端延伸的一部分結(jié)合而獲得該延伸部分。
(11)
一種電力存儲(chǔ)設(shè)備,包括根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組。
(12)
一種電力存儲(chǔ)系統(tǒng),其中,根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組由從能再生能源產(chǎn)生電力的發(fā)電設(shè)備充電。
(13)
一種電力存儲(chǔ)系統(tǒng),包括根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組并且向連接至該電池組的電子器械提供電力。
(14)
一種電子器械,從根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組接收電力。
(15)
一種電動(dòng)車輛,包括:轉(zhuǎn)換設(shè)備,該轉(zhuǎn)換設(shè)備將從根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組接收的電力轉(zhuǎn)換為車輛的驅(qū)動(dòng)力;以及控制設(shè)備,該控制設(shè)備基于與電力存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)的信息處理關(guān)于車輛控制的信息。
(16)
一種電力系統(tǒng),包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向另一器械發(fā)送信號(hào)并從另一器械接收信號(hào)的電力信息發(fā)送/接收單元,其中,基于由發(fā)送/接收單元接收的信息來(lái)控制根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組的充電和放電。
(17)
一種電力系統(tǒng),從根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電池組接收電力或者將來(lái)自發(fā)電設(shè)備或電力網(wǎng)絡(luò)的電力提供至電池組。
(18)
一種電池模塊,包括:
含有多個(gè)電池列的電池組,該電池列至少包括均包括多個(gè)電池芯的第一電池列和第二電池列;以及
連接端子部分,該連接端子部分與電池芯的端子平面耦合,其中,連接端子部分包括:
耦合部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分,以及
延伸部分,該延伸部分在縱長(zhǎng)方向上從耦合部分的端部延伸,并且
當(dāng)?shù)谝浑姵亓信c第二電池列之間的水平距離是L并且第一電池列與第二電池列之間的中心線被設(shè)定時(shí),延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分的第一側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第一位置與第二耦合部分的第二側(cè)上的距離中心線的水平距離3L/12的第二位置之間。
(19)
根據(jù)(18)所述的電池模塊,其中,延伸部分的延伸開始端的中心在第一側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第一位置與第二側(cè)上的距離中心線的水平距離2L/12的第三位置之間。
(20)
根據(jù)(18)至(19)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,延伸部分的延伸開始端的中心在第一側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第一位置與第二側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第四位置之間。
(21)
根據(jù)(18)至(20)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,第一電池列和第二電池列層疊為三角形形狀同時(shí)在列方向上位移大致等于與電池芯相關(guān)的外部形狀的圓周的半徑的長(zhǎng)度。
(22)
根據(jù)(18)至(21)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,第一耦合部分具有第一部分,該第一部分被配置為在縱長(zhǎng)方向上延伸大致等于與電池芯相關(guān)的外部形狀的圓周的半徑的長(zhǎng)度。
(23)
根據(jù)(18)至(22)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,延伸部分連接至板,電池芯的電壓被配置為在該板處被檢測(cè)到。
(24)
根據(jù)(18)至(23)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,延伸部分被配置為與耦合部分整體形成。
(25)
根據(jù)(18)至(24)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,延伸部分是與耦合部分耦合的、與耦合部分分開形成的電導(dǎo)體。
(26)
根據(jù)(18)至(25)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,電導(dǎo)體是導(dǎo)線。
(27)
一種電池模塊,包括:
含有多個(gè)電池列的電池組,該電池列至少包括均包括多個(gè)電池芯的第一電池列和第二電池列;以及
連接端子部分,該連接端子部分與電池芯的端子平面耦合,其中,
連接端子部分包括:
耦合部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分,以及
延伸部分,通過(guò)將在縱長(zhǎng)方向上從第一耦合部分的第一端延伸的第一部分與在縱長(zhǎng)方向上從第二耦合部分的第二端延伸的第二部分連接而獲得該延伸部分。
(28)
一種電力存儲(chǔ)設(shè)備,包括根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊。
(29)
一種電力存儲(chǔ)系統(tǒng),包括根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,該電力存儲(chǔ)系統(tǒng)被配置為由從能再生能源產(chǎn)生電力的發(fā)電設(shè)備充電。
(30)
一種電力存儲(chǔ)系統(tǒng),包括根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊,其中,該電力存儲(chǔ)系統(tǒng)被配置為向連接至該電池模塊的電子器械提供電力。
(31)
一種電子器械,被配置為從根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊接收電力。
(32)
一種電動(dòng)車輛,包括:轉(zhuǎn)換設(shè)備,該轉(zhuǎn)換設(shè)備將從包括根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊的電力存儲(chǔ)設(shè)備接收的電力轉(zhuǎn)換為電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)力;以及控制設(shè)備,該控制設(shè)備被配置為基于與電力存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)的信息處理關(guān)于車輛控制的信息。
(33)
一種電力系統(tǒng),包括電力信息發(fā)送/接收單元,該電力信息發(fā)送/接收單元被配置為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收信號(hào),其中,基于由電力信息發(fā)送/接收單元接收的信息來(lái)控制根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊的充電和放電。
(34)
一種電力系統(tǒng),被配置為如下至少一個(gè):從根據(jù)(18)至(27)中任一項(xiàng)所述的電池模塊接收電力或者將來(lái)自發(fā)電設(shè)備和電力網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)的電力提供至電池模塊。
(35)
一種電池模塊,包括:
含有多個(gè)電池列的電池組,該電池列至少包括均包括多個(gè)電池芯的第一電池列和第二電池列;以及
連接端子部分,該連接端子部分與電池芯的端子平面耦合,其中,
連接端子部分包括
耦合部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分,以及
延伸部分,該延伸部分連接至連接端子部分,其中,延伸部分處于一位置以允許測(cè)量該位置與第一耦合部分之間的第一電阻值以及該位置與第二耦合部分之間的第二電阻值,并且其中,第一電阻值與第二電阻值之間的電阻值差為0.4或更小。
(36)
一種用于電池模塊的連接端子部分,該連接端子部分包括:
耦合部分,該耦合部分包括被配置為至少與第一電池列耦合的第一耦合部分以及被配置為至少與鄰近于第一電池列的第二電池列耦合的第二耦合部分;以及
延伸部分,該延伸部分在縱長(zhǎng)方向上從耦合部分的端部延伸,并且
當(dāng)?shù)谝浑姵亓信c第二電池列之間的水平距離是L并且第一電池列與第二電池列之間的中心線被設(shè)定時(shí),延伸部分的延伸開始端的中心在第一耦合部分的第一側(cè)上的距離中心線的水平距離L/12的第一位置與第二耦合部分的第二側(cè)上的距離中心線的水平距離3L/12的第二位置之間。
4.應(yīng)用例
在下文中描述包括電池組的電力存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用例。應(yīng)注意,電力存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用例不限于下述應(yīng)用例。
本技術(shù)可以是如下電力存儲(chǔ)系統(tǒng):其中,以上電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組由從能再生能源產(chǎn)生電力的發(fā)電設(shè)備充電。本技術(shù)可以是如下電力存儲(chǔ)系統(tǒng):其包括電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組并向連接至電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組的電子器械提供電力。本技術(shù)可以是從以上電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組接收電力的電子器械。這些電子器械和電力系統(tǒng)體現(xiàn)為,例如,用于住宅的電力供應(yīng)系統(tǒng),并且此外體現(xiàn)為與外部電力提供網(wǎng)絡(luò)協(xié)作而有效地提供電力的系統(tǒng)。本技術(shù)可以是如下電動(dòng)車輛:其包括將從電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組提供的電力轉(zhuǎn)換為車輛的驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)換設(shè)備,以及基于與電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組相關(guān)的信息處理關(guān)于車輛控制的信息的控制設(shè)備。本技術(shù)可以是包括電力信息發(fā)送/接收單元的電力系統(tǒng),該電力信息發(fā)送/接收單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向另一器械發(fā)送信號(hào)并且從另一器械接收信號(hào),其中,基于由發(fā)送/接收單元接收的信息來(lái)控制電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組的充電和放電。本技術(shù)可以是從電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組接收電力或者從發(fā)電設(shè)備或電力網(wǎng)絡(luò)向電力存儲(chǔ)設(shè)備的電池組提供電力的電力系統(tǒng)。
(作為應(yīng)用例的住宅中的電力存儲(chǔ)系統(tǒng))
參考圖24描述本技術(shù)應(yīng)用至用于住宅的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)例。例如,在用于住宅101的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)100中,通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)109、信息網(wǎng)絡(luò)112、智能電表107、電力集線器108等將電力從集中電力系統(tǒng)102(諸如火力發(fā)電102a、核電站102b或水力發(fā)電站102c)提供至電力存儲(chǔ)器械103。此外,電力從諸如發(fā)電設(shè)備104的獨(dú)立電源提供至電力存儲(chǔ)設(shè)備103。提供至電力存儲(chǔ)設(shè)備103的電力被積聚。利用電力存儲(chǔ)設(shè)備103,提供在住宅101中消耗的電力。相似的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)可不僅用在住宅101中也可用在建筑物中。
住宅101設(shè)置有控制發(fā)電設(shè)備104的每個(gè)設(shè)備的控制設(shè)備110、耗電設(shè)備105、電力存儲(chǔ)設(shè)備103等、智能電表107以及獲取信息的傳感器111。設(shè)備通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)109和信息網(wǎng)絡(luò)112連接。作為發(fā)電設(shè)備104,使用太陽(yáng)能電池、燃料電池、風(fēng)車等,并將產(chǎn)生的電力提高至耗電設(shè)備105和/或電力存儲(chǔ)設(shè)備103。耗電設(shè)備105對(duì)應(yīng)于冰箱105a、空調(diào)105b、電視接收器105c和浴室105d等。此外,電動(dòng)車輛106也包括在耗電設(shè)備105中。電動(dòng)車輛106對(duì)應(yīng)于電動(dòng)汽車106a、混合動(dòng)力汽車106b和電動(dòng)自行車106c。電動(dòng)車輛106可以是電力輔助自行車。
電力存儲(chǔ)設(shè)備103包括含有二次電池等的電池組。例如,電池組包括鋰離子二次電池。作為電力存儲(chǔ)設(shè)備103,可使用如上所述的根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的電力存儲(chǔ)設(shè)備1。一個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備1或多個(gè)電力存儲(chǔ)設(shè)備1可適用。智能電表107具有檢測(cè)商業(yè)電力的消耗量并將所檢測(cè)的電量發(fā)送至電力公司的功能。作為電力網(wǎng)絡(luò)109,可使用DC電源、AC電源和非接觸式電源中的任何一個(gè)或多個(gè)。
作為傳感器111,例如,可使用運(yùn)動(dòng)傳感器、亮度傳感器、物體檢測(cè)傳感器、電力消耗傳感器、振動(dòng)傳感器、接觸傳感器、溫度傳感器、紅外傳感器等。由傳感器111獲取的信息發(fā)送至控制設(shè)備110。利用來(lái)自傳感器111的信息,獲得氣候條件和人體狀況等,并自動(dòng)控制耗電設(shè)備105以使能量消耗最小化。此外,控制設(shè)備110可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將關(guān)于住宅101的信息發(fā)送至外部電力公司。
通過(guò)電力集線器108,執(zhí)行電源線的分支或DC與AD之間的轉(zhuǎn)換。作為連接至控制設(shè)備110的信息網(wǎng)絡(luò)112的通信方法,給出使用諸如UART(通用異步接收發(fā)送器:異步串行通信發(fā)送/接收電路)的通信接口的方法,以及基于諸如藍(lán)牙、ZigBee和Wi-Fi的無(wú)線通信規(guī)范使用傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法。藍(lán)牙方法應(yīng)用于多媒體通信并且一到多通信是可能的。ZigBee使用IEEE(電氣與電子工程師協(xié)會(huì))802.15.4物理層。IEEE 802.15.4是被稱為PAN(個(gè)人局域網(wǎng))或W(無(wú)線)PAN的短程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的名稱。
控制設(shè)備110連接至外部服務(wù)器113。該服務(wù)器113可由住宅101、電力公司和服務(wù)供應(yīng)商中的任一個(gè)管理。例如,發(fā)送至服務(wù)器113以及從服務(wù)器接收的信息是電力消耗信息、生活模式信息、電力速率、氣象信息、自然災(zāi)害信息以及關(guān)于電力交易的信息。這些信息可被發(fā)送至住宅中的耗電設(shè)備(諸如電視接收器)或住宅外部的設(shè)備(諸如蜂窩電話)或者從其接收。這些信息可顯示在具有顯示功能的器械上,例如電視接收器、蜂窩電話或PDA(個(gè)人數(shù)字助理)。
控制每個(gè)單元的控制設(shè)備110由CPU(中央處理單元)、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)等形成,并且在該實(shí)例中,該控制設(shè)備容納在電力存儲(chǔ)設(shè)備103中??刂圃O(shè)備110通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)112連接至電力存儲(chǔ)設(shè)備103、發(fā)電設(shè)備104、耗電設(shè)備105、傳感器111和服務(wù)器113,并具有調(diào)節(jié)商業(yè)電力的使用量以及電力生成量的功能。此外,控制設(shè)備110可具有在電力市場(chǎng)上銷售和購(gòu)買電力的功能。
如所述的,除了集中電力系統(tǒng)102(諸如火力發(fā)電站102a、核電站102b或水力發(fā)電站102c)以外,從發(fā)電設(shè)備104(太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電)生成的電力可積聚在電力存儲(chǔ)設(shè)備103中。因此,即使從發(fā)電設(shè)備104生成的電力波動(dòng),也可進(jìn)行控制使得提供至外部的電力的量可恒定或者必要量的電力被釋放。例如,從太陽(yáng)能發(fā)電獲得的電力積聚在電力存儲(chǔ)設(shè)備103中,并且在夜間時(shí),作為在夜間成本較低的電力的午夜電力積聚在電力存儲(chǔ)設(shè)備103中,并且在電力成本高的白天時(shí),積聚在電力存儲(chǔ)設(shè)備103中的電力被釋放以被使用。
盡管該實(shí)例已描述了控制設(shè)備110容納在電力存儲(chǔ)設(shè)備103中的情況,但是控制設(shè)備110可容納在智能電表107中或可單獨(dú)配置。此外,電力存儲(chǔ)系統(tǒng)100可用在公寓樓的多個(gè)房間中或多個(gè)住宅中。
(作為應(yīng)用例的車輛中的電力存儲(chǔ)系統(tǒng))
將參考圖25描述本技術(shù)應(yīng)用至用于車輛的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)例。圖25示意性示出采用本技術(shù)應(yīng)用至的串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)指代通過(guò)使用由通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)生成的電力或者暫時(shí)通過(guò)在電池中積聚上述電力而獲得的電力,通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備驅(qū)動(dòng)的汽車。
混合動(dòng)力車輛200包括發(fā)動(dòng)機(jī)201、發(fā)電機(jī)202、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203、驅(qū)動(dòng)輪204a、驅(qū)動(dòng)輪204b、輪子205a、輪子205b、電池208、車輛控制設(shè)備209、傳感器210以及充電端口211。作為電池208,可應(yīng)用上述電力存儲(chǔ)設(shè)備1。電力存儲(chǔ)設(shè)備1的數(shù)量可以是一個(gè)或多于一個(gè)。
混合動(dòng)力車輛200使用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203作為驅(qū)動(dòng)源來(lái)運(yùn)行。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203的實(shí)例對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)。通過(guò)來(lái)自電池208的電力,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203操作,并且動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203的旋轉(zhuǎn)力傳送至驅(qū)動(dòng)輪204a和204b。應(yīng)注意,通過(guò)在所需部分中使用DC-AC(DC-AC)或反向轉(zhuǎn)換(AC-DC轉(zhuǎn)換),不管設(shè)備203是AC電動(dòng)機(jī)還是DC電動(dòng)機(jī),動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203都可適用。傳感器210通過(guò)車輛控制設(shè)備209控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度,或者控制未示出的節(jié)流閥的開度(節(jié)流開度)。傳感器210可包括速度傳感器、加速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器。
發(fā)動(dòng)機(jī)201的旋轉(zhuǎn)力傳送至發(fā)電機(jī)202,并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)力,由發(fā)電機(jī)202產(chǎn)生的電力可積聚在電池208中。
當(dāng)通過(guò)控制機(jī)構(gòu)(其未被示出)對(duì)混合動(dòng)力車輛進(jìn)行減速時(shí),將減速時(shí)的阻力作為旋轉(zhuǎn)力添加到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203,并且將通過(guò)該旋轉(zhuǎn)力從動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備203產(chǎn)生的再生電力積聚在電池208中。
當(dāng)電池208連接至混合動(dòng)力車輛外部的電源時(shí),電力通過(guò)來(lái)自外部電源的充電端口211提供,并且接收的電力可積聚在電池208中。
盡管未示出,但是可提供基于與二次電池有關(guān)的信息處理關(guān)于車輛控制的信息的信息處理設(shè)備。作為信息處理設(shè)備,例如,給出基于電池剩余量顯示電池剩余量的信息處理設(shè)備。
在以上實(shí)例中,串聯(lián)混合動(dòng)力汽車通過(guò)電動(dòng)機(jī)使用由在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)行的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力或者通過(guò)將以上電力即刻積聚在電池中而獲得的電力來(lái)運(yùn)行。然而,本技術(shù)相似地應(yīng)用至并聯(lián)混合動(dòng)力汽車,該并聯(lián)混合動(dòng)力車輛以作為驅(qū)動(dòng)源的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)運(yùn)行,同時(shí)切換僅在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)行、僅在電動(dòng)機(jī)上運(yùn)行以及在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)上運(yùn)行的三種方法。此外,本技術(shù)可有效地應(yīng)用于所謂的電動(dòng)車輛,該電動(dòng)車輛僅通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)而不使用發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)運(yùn)行。
參考符號(hào)列表
1 電力存儲(chǔ)設(shè)備
2 保險(xiǎn)絲
3a 連接器
3b 連接器
4 外部正電極端子
5 外部負(fù)電極端子
7 控制單元
8 MUX
9 電流檢測(cè)器
9a 電流檢測(cè)電阻器
9b 電流檢測(cè)放大器
10 電池塊組
10a 電池芯
11 導(dǎo)電構(gòu)件
12a 板狀突起
12b 板狀突起
13 支撐板
14 蓋
15 溫度檢測(cè)器
16 MUX
17 脈沖生成器
20 外殼
20a 前平面部
20b 后平面部
20c 頂平面部
20d 底平面部
20e 側(cè)平面部
20f 側(cè)平面部
21 保護(hù)蓋
25a、25b 窗口
26a、26b 窗口
27 連接器
28 電子部件
42 子板
44 輸出端子板
45 外部通信板
46 主板
47a1 匯流排
47a2 匯流排
47a3 匯流排
49 板保持構(gòu)件
51 電池單元
52 電池單元
61 電池殼體
61a 頂部殼體
61b 底部殼體
62 接合部分
62a 接合部分
62b 接合部分
70 中空結(jié)構(gòu)主體
71 開口
72 孔
80 中空結(jié)構(gòu)主體
91、91a、91b 連接端子部分
91R 耦合部分
91R1 第一耦合部分
91R2 第二耦合部分
91R3 延伸部分
92 正電極絕緣片
93 隔板
93a 突起部分
96 孔
99a 切口部分
99b 缺口
100 電力存儲(chǔ)系統(tǒng)
101 住宅
102 集中電力系統(tǒng)
102a 火力發(fā)電站
102b 核電站
102c 水力發(fā)電站
103 電力存儲(chǔ)設(shè)備
104 發(fā)電設(shè)備
105 耗電設(shè)備
105a 冰箱
105b 空調(diào)
105c 電視接收器
105d 浴室
106 電動(dòng)車輛
106a 電動(dòng)汽車
106b 混合動(dòng)力汽車
106c 電動(dòng)自行車
107 智能電表
108 電力集線器
109 電力網(wǎng)絡(luò)
110 控制設(shè)備
111 傳感器
112 信息網(wǎng)絡(luò)
113 服務(wù)器
200 混合動(dòng)力車輛
201 發(fā)動(dòng)機(jī)
202 發(fā)電機(jī)
203 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備
204a、204b 驅(qū)動(dòng)輪
205a、205b 輪子
208 電池
209 車輛控制設(shè)備
210 傳感器
211 充電端口
B1至B16 電池塊
COM1 通信單元
CTN1 模塊控制器
ICNT 控制盒
ISC1 絕緣單元
L1至L8 電池列
Mo 電力存儲(chǔ)設(shè)備