DE102012223203A1

DE102012223203A1 - Elektrische Speichervorrichtung, Herstellungsverfahren für eine elektrische Speichervorrichtung, und für eine elektrische Speichervorrichtung verwendete Busschiene

Info

Publication number: DE102012223203A1
Application number: DE102012223203A
Authority: DE
Inventors: Toshiki Yoshioka; Toshiki Kusunoki
Original assignee: Lithium Energy Japan KK
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2032-12-15
Also published as: CN103165837B; DE102012223203B4; KR102096910B1; KR20130085930A; CN103165837A

Abstract

Eine elektrische Speichervorrichtung umfasst: Elektrische Speicherelemente einschließlich externer Anschlüsse; und mit den externen Anschlüssen verbundene Busschienen, wobei die Busschienen dünnwandige Abschnitte umfassen, und die dünnwandigen Abschnitte und die externen Anschlüsse miteinander verschweißt sind.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Speichervorrichtung, welche ein elektrisches Speicherelement mit einem externen Anschluss und einer mit dem externen Anschluss verbundenen Busschiene umfasst, sowie ein Herstellungsverfahren für die elektrische Speichervorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine mit dem externen Anschluss des den externen Anschluss aufweisenden elektrischen Speicherelementes zu verbindende Busschiene.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren wurde ein elektrisches Speicherelement, wie zum Beispiel eine Batterie (eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie und dergleichen) und ein Kondensator (ein elektrischer doppellagiger Kondensator und dergleichen), welche auf- und entladbar sind, als eine Energiequelle für ein Fahrzeug (ein Automobil, ein Motorrad und dergleichen) oder verschiedene weitere Vorrichtungen (ein PDA, ein Notebook-Computer und dergleichen) verwendet.
Bei Benötigung großer Mengen an elektrischer Energie wird eine elektrische Speichervorrichtung als eine Energiequelle verwendet, einschließlich einer Mehrzahl an elektrischer Speicherelemente und Busschienen zum elektrischen Verbinden der Mehrzahl an elektrischen Speicherelementen (siehe Paragraph [0025] in JP-A-2010-160931 ).
Jedes elektrische Speicherelement umfasst ein Energie erzeugendes Element, ein Gehäuse zum Unterbringen des Energie erzeugenden Elementes und an der Außenseite des Gehäuses angeordnete externe Anschlüsse. Die externen Anschlüsse sind elektrisch mit dem Energie erzeugenden Element über Verbindungskomponenten in Form einer Steckverbindung verbunden, welche integral mit den externen Anschlüssen oder separat davon ausgebildet sind. Das elektrische Speicherelement weist entlang einer Innenfläche und einer Außenfläche des Gehäuses angeordnete Dichtungen auf. Bei dieser Art von elektrischem Speicherelement erstrecken sich die verbindenden Komponenten durch das Gehäuse und die Dichtungen, um das Energie erzeugende Element in dem Gehäuse und die externen Anschlüsse außerhalb des Gehäuses elektrisch miteinander zu verbinden. Die Dichtungen dichten die Löcher ab, welche in dem Gehäuse ausgebildet sind und durch welche sich die verbindenden Komponenten erstrecken. Somit wird ein Inneres des Gehäuses luft- und wasserdicht gehalten.
Es gibt verschiedene Arten von Busschienen. Beispielhafte Busschienen sind mit einem oder mehreren externen Anschlüssen des einen oder der mehreren elektrischen Speicherelemente verschweißt. Die Busschiene weist einen Hauptkörperabschnitt und (a) einen oder mehrere Verbindungsabschnitte auf und ist durch den bzw. die Verbindungsabschnitte mit dem bzw. den externen Anschlüssen verbunden.
Insbesondere ist die Busschiene aus einer Metallplattenkomponente mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Dicke gebildet. Die Busschiene weist den Verbindungsabschnitt wenigstens an einem seiner Endabschnitte auf. Mit anderen Worten, die Busschiene mit dem Hauptkörperabschnitt und dem bzw. den Verbindungsabschnitten kann den Verbindungsabschnitt derart aufweisen, so dass er mit einem Ende des Hauptkörperabschnittes verbunden ist, oder die Verbindungsabschnitte können mit beiden Enden des Hauptkörperabschnittes verbunden sein. Die Busschiene mit dem mit dem einen Ende des Hauptkörperabschnittes verbundenen Verbindungsabschnitt verbindet den externen Anschluss des elektrischen Speicherelementes und eine externe elektrische Last. Die Busschiene, welche die Verbindungsabschnitte mit beiden Enden des Hauptkörperabschnittes verbunden aufweist, verbindet externe Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente.
In jedem Fall ist bzw. sind der bzw. die Verbindungsabschnitte auf einer bzw. mehreren oberen Flächen des bzw. der externen Anschlüsse des bzw. der elektrischen Speicherelemente angeordnet, und der bzw. die Verbindungsabschnitte und der bzw. die externen Anschlüsse (Oberfläche bzw. Oberflächen) sind miteinander verschweißt. Somit ist die Busschiene in mechanischer Hinsicht und elektrisch mit dem bzw. den externen Anschlüssen des bzw. der elektrischen Speicherelemente verbunden.
Wenn die Busschiene (Verbindungsabschnitt bzw. Verbindungsabschnitte) und der bzw. die externen Anschlüsse zusammen verschweißt sind, ist eine große Menge an Hitze zum Schmelzen der gesamten Dicke der Busschiene erforderlich. Daher können bei der herkömmlichen elektrischen Speichervorrichtung die Dichtungen beim Schweißen der Busschiene weich werden bzw. schmelzen. Im Ergebnis können die Dichtungen das Gehäuse nicht ausreichend abdichten und das Innere des Gehäuses kann nicht luft- bzw. wasserdicht gehalten werden. Jeder externe Anschluss ist mit dem Energie-erzeugenden Element mit einem dazwischen angeordneten Verbindungsleiter verbunden. Daher kann die Hitze beim Schweißen der Busschiene durch den externen Anschluss in das Innere des Gehäuses (zum Beispiel zu dem Energie-erzeugenden Element oder dergleichen) geleitet werden. Daher kann das Energie erzeugende Element oder dergleichen in dem Gehäuse durch die Hitze beeinträchtigt werden und seine Leistung sich verschlechtern.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine elektrische Speichervorrichtung bereit, bei welcher eine Qualitätsverschlechterung eines elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses von Hitze beim Schweißen der Busschiene an einem externen Anschluss eines elektrischen Speicherelementes unterdrückt werden kann, sowie ein Herstellungsverfahren für die elektrische Speichervorrichtung.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Busschiene bereit, welche eine Qualitätsverschlechterung des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen an den externen Anschluss des elektrischen Speicherelementes unterdrücken kann.
Eine elektrische Speichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: Ein elektrisches Speicherelement einschließlich eines externen Anschlusses; und eine mit dem externen Anschluss verbundene Busschiene, wobei die Busschiene einen dünnwandigen Abschnitt umfasst, wobei der dünnwandige Abschnitt und der externe Anschluss zusammen verschweißt sind.
Mit dieser Struktur sind der dünnwandige Abschnitt der Busschiene und der externe Anschluss des elektrischen Speicherelementes miteinander verschweißt. Daher ist es möglich, eine so genannte Ausgabeenergie bzw. aufzubringende Energie zu reduzieren, welche für das Schweißen erforderlich ist, und zwar im Vergleich zu einem Fall, in welchem der dünnwandige Abschnitt nicht bereitgestellt ist. Im Ergebnis ist es möglich, eine Beschädigung in einer Umgebung des externen Anschlusses des elektrischen Speicherelementes und einem Inneren des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen zu vermeiden.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung kann die elektrische Speichervorrichtung wenigstens zwei elektrische Speicherelemente umfassen, wobei die dünnwandigen Abschnitte an wenigstens zwei Abschnitten bereitgestellt und mit den externen Anschlüssen der beiden elektrischen Speicherelemente verschweißt sind.
Da der dünnwandige Abschnitt an dem einen Abschnitt mit dem externen Anschluss des einen elektrischen Speicherelementes verbunden ist und der dünnwandige Abschnitt an dem anderen Abschnitt mit dem externen Anschluss des anderen elektrischen Speicherelementes verbunden ist, verbindet die Busschiene in diesem Aufbau die externen Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente. Im Ergebnis bilden die beiden elektrischen Speicherelemente in elektrischer Weise ein elektrisches Speicherelement.
Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung kann der dünnwandige Abschnitt wenigstens an einem Abschnitt der Busschiene in Kontakt mit dem externen Anschluss ausgebildet sein.
Mit dieser Struktur sind der dünnwandige Abschnitt der Busschiene und der externe Anschluss miteinander verschweißt. Daher ist es möglich, die zum Schweißen erforderliche Ausgabeenergie zu reduzieren, und zwar im Vergleich zu dem Fall, bei welchem der dünnwandige Abschnitt nicht bereitgestellt ist. Im Ergebnis ist es möglich, die Beschädigung der Umgebung des externen Anschlusses des elektrischen Speicherelementes und des Inneren des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen zu vermeiden.
Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung kann der dünnwandige Abschnitt entlang einer Außenkante der Busschiene ausgebildet sein.
Mit dieser Struktur ist der dünnwandige Abschnitt entlang der Außenkante der Busschiene ausgebildet. Daher können beliebige Stellen des dünnwandigen Abschnittes geschweißt werden bzw. kann der dünnwandige Abschnitt kontinuierlich entlang seiner Längsrichtung geschweißt werden, um die Schweißfestigkeit zu erhöhen. Somit ist es möglich, verschiedene Arten des Schweißens frei auszuwählen.
In diesem Fall kann die Außenkante der Busschiene eine Form ohne diskrete Abschnitte aufweisen. Mit dieser Struktur weist die Außenkante des dünnwandigen Abschnittes keinen Eck-Abschnitt auf, da die Außenkante des dünnwandigen Abschnittes eine Form ohne diskrete Abschnitte aufweist. Beim Schweißen wenigstens eines Teiles der Außenkante des dünnwandigen Abschnittes und des externen Anschlusses entlang der Außenkante verlangsamt sich, falls es dort einen Eck-Abschnitt gibt, die Schweiß-Geschwindigkeit dort, wodurch eine Gleichmäßigkeit eines geschweißten Abschnittes beeinträchtigt wird. Falls es dort jedoch keinen Eck-Abschnitt gibt, kann das Schweißen kontinuierlich bei einer konstanten Geschwindigkeit ausgeführt werden und daher ist es möglich, einen gleichmäßigen geschweißten Abschnitt von bestimmter Länge zu bilden.
Gemäß einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung kann der dünnwandige Abschnitt an einem mittigen Abschnitt der Busschiene ausgebildet sein.
Mit dieser Struktur wird der dünnwandige Abschnitt an dem zentralen bzw. mittigen Abschnitt der Busschiene ausgebildet. Daher können beliebige Stellen des dünnwandigen Abschnittes geschweißt werden bzw. der dünnwandige Abschnitt kann kontinuierlich entlang seiner Längsrichtung geschweißt werden, um die Schweißfestigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Arten des Schweißens frei auszuwählen.
In diesem Fall kann eine Außenkante des dünnwandigen Abschnittes eine geschlossene Form ohne diskrete Abschnitte aufweisen.
Mit dieser Struktur weist die Außenkante des dünnwandigen Abschnittes keinen Eck-Abschnitt auf, da die Außenkante des dünnwandigen Abschnittes eine geschlossene Form ohne diskrete Abschnitte aufweist. Beim Schweißen wenigstens eines Teiles der Außenkante des dünnwandigen Abschnittes und des externen Anschlusses entlang der Außenkante verlangsamt sich, da sich dort ein Eck-Abschnitt befindet, die Schweißgeschwindigkeit, wodurch die Homogenität eines geschweißten Abschnittes beeinträchtigt ist. Falls es jedoch dort keinen Eck-Abschnitt gibt, kann das Schweißen bei einer konstanten Geschwindigkeit kontinuierlich ausgeführt werden und daher ist es möglich, einen gleichmäßigen geschweißten Abschnitt von bestimmter Länge zu bilden.
Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung kann die Busschiene einen Hauptkörperabschnitt und einen gleichmäßig mit dem Hauptkörperabschnitt verlaufenden Verbindungsabschnitt aufweisen und mit dem externen Anschluss verbindbar sein, wobei der dünnwandige Abschnitt an dem Verbindungsabschnitt ausgebildet sein kann.
Mit dieser Struktur ist der dünnwandige Abschnitt an dem Verbindungsabschnitt ausgebildet. Daher können beliebige Stellen des dünnwandigen Abschnitts geschweißt werden bzw. der dünnwandige Abschnitt kann kontinuierlich entlang seiner Längsrichtung geschweißt werden, um die Schweiß-Festigkeit zu erhöhen. Somit ist es möglich, verschiedene Arten des Schweißens frei auszuwählen.
In diesem Fall kann der Verbindungsabschnitt eine schmalere Breite aufweisen als der Hauptkörperabschnitt.
Mit dieser Struktur hat der Verbindungsabschnitt in der Busschiene die schmalere Breite als der Hauptkörperabschnitt. Daher ist es möglich, im Vergleich zu einem Fall, bei welchem die Breite des Verbindungsabschnittes nicht schmaler als die des Hauptkörperabschnittes ist, einen Schweißbereich zu reduzieren. Falls der Schweißbereich reduziert werden kann, kann die für das Schweißen erforderliche Ausgabeenergie weiterhin reduziert werden. Im Ergebnis ist es möglich, eine Beschädigung an der Umgebung des externen Anschlusses des elektrischen Speicherelementes und des Inneren des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen zu vermeiden. Da die Breite des Hauptkörperabschnittes nicht schmal ist, ist es möglich, mit der Busschiene insgesamt eine geeignete Stromkapazität zu erzielen.
In diesem Fall kann die elektrische Speichervorrichtung wenigstens die zwei elektrische Speicherelemente umfassen, und ein Paar von Verbindungsabschnitten kann an beiden Enden des Hauptkörperabschnittes bereitgestellt werden, um die externen Anschlüsse der beiden elektrischen Speicherelemente zu verbinden.
Mit dieser Struktur verbindet die Busschiene in sich die externen Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente, da der eine Verbindungsabschnitt mit dem externen Anschluss des einen elektrischen Speicherelementes verbunden ist und der andere Verbindungsabschnitt mit dem externen Anschluss des anderen elektrischen Speicherelementes. Im Ergebnis bilden die beiden elektrischen Speicherelemente in elektrischer Weise ein elektrisches Speicherelement.
In diesem Fall kann jedes elektrische Speicherelement ein Gehäuse umfassen und kann eine Form eines flachen Prismas aufweisen, wobei eine Fläche des Gehäuses, auf welcher der externe Anschluss angeordnet ist, eine rechteckige Form aufweisen kann, wobei wenigstens die zwei elektrischen Speicherelemente derart angeordnet sein können, so dass die einen Flächen in einer Längsrichtung angeordnet sind, wobei der Hauptkörperabschnitt derart ausgebildet sein kann, um einer Breite der einen Fläche zu entsprechen, wobei die Verbindungsabschnitte derart ausgebildet sein können, um einer Breite des externen Anschlusses zu entsprechen, welche schmaler als die Breite der einen Fläche ist.
Mit dieser Struktur ist der Hauptkörperabschnitt, wenn die wenigstens zwei elektrischen Speicherelemente derart angeordnet sind, dass die einen Flächen, auf welchen die externen Anschlüsse angeordnet sind, in der Längsrichtung angeordnet sind und die Busschiene die externen Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente verbindet, derart ausgebildet, um der Breite der einen Fläche zu entsprechen, wobei die Verbindungsabschnitte derart ausgebildet sind, um der Breite des externen Anschlusses zu entsprechen, welche schmaler als die Breite der einen Fläche ist. Im Ergebnis ist es möglich, eine Beschränkung hinsichtlich einer Anordnung bzw. eine Beschränkung hinsichtlich eines Anordnungsplatzes beim Anordnen der Verbindungsabschnitte an den externen Anschlüssen aufzuheben. Da die Breite des Hauptkörperabschnittes nicht schmal ist, ist es möglich, mit der Busschiene insgesamt die geeignete Stromkapazität zu erzielen.
Alternativ kann jedes der elektrischen Speicherelemente ein Gehäuse umfassen und kann eine Form eines flachen Prismas aufweisen, wobei eine Fläche des Gehäuses, an welcher der externe Anschluss angeordnet ist, rechteckförmig sein kann, wobei die Mehrzahl an elektrischen Speicherelementen in Linien und Reihen angeordnet sein kann, so dass die einen Flächen in einer Längsrichtung und einer Richtung einer kurzen Seite angeordnet sein können, wobei der Hauptkörperabschnitt der Busschiene zum Verbinden der externen Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente, welche in der Längsrichtung weg von den Busschienen angeordnet sind, derart ausgebildet sein kann, um einer Breite der einen Fläche zu entsprechen, und die Verbindungsabschnitte der Busschiene können derart ausgebildet sein, um einer Breite des externen Anschlusses zu entsprechen, welche schmaler als die Breite der einen Fläche ist.
Mit dieser Struktur ist die Mehrzahl der elektrischen Speicherelemente angeordnet, so dass die einen Flächen, auf welchen die externen Anschlüsse angeordnet sind, in der Längsrichtung und der Richtung einer kurzen Seite angeordnet sind. Wenn die Busschiene die externen Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente verbindet, welche in der Längsrichtung angeordnet sind, ist der Hauptkörperabschnitt derart ausgebildet, um der Breite der einen Fläche zu entsprechen, und die Verbindungsabschnitte sind derart ausgebildet, um der Breite des externen Anschlusses zu entsprechen, welche schmaler als die Breite der einen Fläche ist. Im Ergebnis ist es möglich, die Beschränkung der Anordnung bzw. die Beschränkung hinsichtlich des Anordnungsplatzes beim Anordnen der Verbindungsabschnitte an den externen Anschlüssen zu erleichtern. Da die Breite des Hauptkörperabschnittes nicht schmal ist, ist es möglich, mit der gesamten Busschiene die geeignete Stromkapazität zu erzielen. Weiterhin ist die Breite des Hauptkörperabschnittes nicht größer bzw. breiter als die Breiten der einen Flächen bzw. erstreckt sich nicht übermäßig. Daher ist es möglich, eine Überschneidung zwischen den mit den elektrischen Speicherelementen verbundenen Busschienen zu vermeiden, welche in der Richtung der kurzen Seite aneinander angrenzend angeordnet sind.
Gemäß einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenbarung kann der dünnwandige Abschnitt stufenförmig ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung kann der dünnwandige Abschnitt in einer Form mit einer hin zu einer Außenkante abnehmenden Dicke ausgebildet sein.
In diesem Fall kann ein Endabschnitt des Verbindungsabschnittes eine Halbbogen-förmige Gestalt aufweisen.
Mit dieser Struktur weist die Außenkante des Verbindungsabschnittes keinen Eck-Abschnitt auf, da der Endabschnitt des Verbindungsabschnittes sich in dem Halbbogen befindet. Beim Schweißen wenigstens eines Teiles der Außenkante des Verbindungsabschnittes und des externen Anschlusses entlang der Außenkante des Verbindungsabschnittes werden Schweißgeschwindigkeits-Perlen dort und eine Gleichmäßigkeit eines geschweißten Abschnittes beeinträchtigt, falls es einen Eck-Abschnitt gibt. Falls es jedoch keinen Eck-Abschnitt gibt, kann das Schweißen kontinuierlich bei einer konstanten Geschwindigkeit ausgeführt werden und daher ist es möglich, einen homogenen geschweißten Abschnitt von bestimmter Länge zu bilden.
Ein Herstellungsverfahren für eine elektrische Speichervorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Herstellungsverfahren für die elektrische Speichervorrichtung, welche ein elektrisches Speicherelement mit einem externen Anschluss und einer mit dem externen Anschluss verbundenen Busschiene umfasst, wobei das Verfahren den Schritt des Verschweißens eines dünnwandigen Abschnittes umfasst, welcher an der Busschiene ausgebildet ist, mit dem externen Anschluss.
Mit dieser Konfiguration werden der an der Busschiene gebildete dünnwandige Abschnitt und der externe Anschluss des elektrischen Speicherelementes zusammen verschweißt. Somit ist es möglich, die für das Schweißen erforderliche Ausgabeenergie zu reduzieren, und zwar im Vergleich zu dem Fall, bei welchem der dünnwandige Abschnitt nicht bereitgestellt wird. Im Ergebnis ist es möglich, Beschädigungen an der Umgebung des externen Anschlusses des elektrischen Speicherelementes und des Inneren des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen zu vermeiden.
Gemäß einem Beispiel des Herstellungsverfahrens der elektrischen Speichervorrichtung wird für das Schweißen ein Laserschweißen bevorzugt.
Mit dieser Konfiguration werden der externe Anschluss und die Busschiene direkt miteinander verbunden. Mit anderen Worten, da der externe Anschluss und die Busschiene mittels des Laserschweißens zusammen verschweißt sind, sind sie aufgrund des Miteinander-Verschmelzens verbunden. Daher ist die Busschiene mit dem externen Anschluss in einer mechanisch und elektrisch bevorzugten Weise verbunden.
In diesem Fall kann das Laserschweißen mit einem senkrecht zu der Busschiene stehenden Laserstrahl ausgeführt werden.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, selbst wenn die Schweißausrüstung keinen Mechanismus zum Ändern/Anpassen eines Neigungswinkels eines Schweißkopfes zum Ausstrahlen des Laserstrahles aufweist, den dünnwandigen Abschnitt in geeigneter Weise zu schweißen. Daher ist eine sperrige bzw. groß-dimensionierte Schweißausrüstung nicht erforderlich.
Eine Busschiene gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die mit einem externen Anschluss eines elektrischen Speicherelementes mit dem externen Anschluss zu verbindende Busschiene, wobei die Busschiene einen mit dem externen Anschluss zu verschweißenden dünnwandigen Abschnitt umfasst.
Mit dieser Struktur werden der dünnwandige Abschnitt, welcher für die Busschiene bereitgestellt ist, und der externe Anschluss des elektrischen Speicherelementes zusammen verschweißt. Somit ist es möglich, die für das Schweißen erforderliche Ausgabeenergie im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, bei welchem der dünnwandige Abschnitt nicht bereitgestellt ist. Im Ergebnis ist es möglich, Beschädigungen an der Umgebung des externen Anschlusses des elektrischen Speicherelementes und des Inneren des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen zu vermeiden.
Eine Busschiene gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Busschiene zum Verbinden externer Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente, welche jeweils die externen Anschlüsse aufweisen, wobei die Busschiene dünnwandige Abschnitte umfasst, welche mit den externen Anschlüssen der zwei elektrischen Speicherelemente zu verschweißen sind, und zwar an wenigstens zwei Abschnitten.
Mit dieser Struktur werden die dünnwandigen Abschnitte und die externen Anschlüsse der elektrischen Speicherelemente zusammen verschweißt. Daher ist es möglich, die für das Schweißen erforderliche Ausgabeenergie zu vermindern, und zwar im Vergleich zu dem Fall, bei welchem der dünnwandige Abschnitt nicht bereitgestellt wird. Im Ergebnis ist es möglich, Beschädigungen in der Umgebung des externen Anschlusses des elektrischen Speicherelementes und des Inneren des elektrischen Speicherelementes zu vermeiden, und zwar aufgrund des Einflusses der Hitze beim Schweißen. In der Busschiene verbindet, da der dünnwandige Abschnitt an dem einen Abschnitt mit dem externen Anschluss des einen elektrischen Speicherelementes verbunden ist und der dünnwandige Abschnitt an dem anderen Abschnitt mit dem externen Anschluss des anderen elektrischen Speicherelementes verbunden ist, die Busschiene die externen Anschlüsse der zwei elektrischen Speicherelemente. Im Ergebnis bilden die zwei elektrischen Speicherelemente in elektrischer Weise ein elektrisches Speicherelement.
Wie oben beschrieben, kann der Aspekt der vorliegenden Erfindung die elektrische Speichervorrichtung bereitstellen, mit welcher eine Qualitätsverschlechterung des elektrischen Speicherelementes aufgrund des Einflusses der Hitze beim Verschweißen der Busschiene mit dem externen Anschluss des elektrischen Speicherelementes unterdrückt werden kann, sowie das Herstellungsverfahren für das elektrische Speicher-Gerät.
Der Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ebenso die Busschiene bereitstellen, welche eine Qualitätsverschlechterung des elektrischen Speicherelementes unterdrücken kann, und zwar aufgrund des Einflusses der Hitze beim Anschweißen des externen Anschlusses an das elektrische Speicherelement.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und weiteren Merkmale der Erfindung werden für den Fachmann ersichtlich, an welchen die vorliegende Erfindung unter Betrachtung der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gerichtet ist, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht eines Batteriemodules gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Draufsicht auf das Batteriemodul zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht jeder das Batteriemodul bildenden Batteriezelle zeigt;
4A eine perspektivische Ansicht einer ersten Busschiene zum Verbinden der Batteriezellen zeigt,
4B eine Querschnittsansicht entlang der Linie I-I in 4A zeigt, und
4C eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 4A zeigt;
5A eine perspektivische Ansicht einer zweiten Busschiene zum Verbinden der Batteriezellen zeigt;
5B eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 5A zeigt, und 5C eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 5A zeigt;
6A eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Zustandes zeigt, bei welchem die erste Busschiene auf zwei externen Anschlüssen angrenzender Batteriezellen angeordnet ist und 6B eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Zustandes zeigt, bei welchem die erste Busschiene mit den externen Anschlüssen verschweißt ist;
7A eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Zustandes zeigt, bei welchem die zweite Busschiene auf zwei externen Anschlüssen angrenzender Batteriezellen angeordnet ist und 7B eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Zustandes zeigt, bei welchem die zweite Busschiene mit den externen Anschlüssen verschweißt ist;
8A eine Querschnittsansicht einer ersten Variation eines dünnwandigen Abschnittes mit hin zu seiner Außenkante abnehmender Dicke zeigt, so dass ein mittiger Abschnitt konvex ist, 8B eine Querschnittsansicht einer zweiten Variation des dünnwandigen Abschnittes zeigt, welcher spitz verläuft, und 8C eine Querschnittsansicht eines dünnwandigen Abschnittes mit einer hin zu seiner Außenkante abnehmenden Dicke zeigt, so dass ein mittiger Abschnitt konkav ist;
9A eine perspektivische Ansicht einer ersten Variation der Busschiene zeigt und 9B eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 9A zeigt;
10A eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variation der Busschiene zeigt und 10B eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 10A zeigt; und
11A eine Draufsicht auf eine dritte Variation der Busschiene zeigt und 11B eine Draufsicht auf eine vierte Variation der Busschiene zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen ein Batteriemodul beschrieben, welches eine Ausführungsform einer elektrischen Speichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Wie in 1 und 2 dargestellt ist, umfasst das Batteriemodul gemäß der Ausführungsform eine Mehrzahl von Batteriezellen 1, ... und ein Gehäuse 7 zum Unterbringen der Mehrzahl an Batteriezellen 1, ....
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst die Batteriezelle 1 ein Gehäuse 2, welches aus einem Gehäusehauptkörper 2a besteht, und zwar mit einem Öffnungsabschnitt und einer Deckelplatte 2b zum Schließen und Abdichten des Öffnungsabschnitts des Gehäusehauptkörpers 2a. In dem Gehäuse 2 ist ein Energie erzeugendes Element (nicht dargestellt) untergebracht.
Als die Batteriezelle 1 kann eine prismatische Zelle mit einer äußeren Form eines rechteckigen Parallelepipeds oder eine runde Zelle mit einer äußeren Form einer runden Säule verwendet werden. Die Batteriezelle 1 gemäß der Ausführungsform ist eine prismatische Zelle. Daher ist der Gehäusehauptkörper 2a von einer rechteckigen zylindrischen Gestalt mit einem Boden und ist flach in einer Breitenrichtung, wobei die Deckelplatte 2b ein Plattenelement von einer rechteckigen Gestalt entsprechend dem Öffnungsabschnitt des Gehäusehauptkörpers 2a ist.
Externe Dichtungen 3 sind auf einer Außenfläche des Gehäuses 2 angeordnet, und insbesondere auf einer Außenfläche der Deckelplatte 2b. Ein externer Anschluss 4 ist auf einer Außenfläche jeder externen Dichtung 3 angeordnet. In der Ausführungsform weist die externe Dichtung 3 einen zurückgesetzten Abschnitt auf, wobei der externe Anschluss 4 in diesem zurückgesetzten Abschnitt angeordnet ist. Der externe Anschluss 4 besteht aus Aluminium bzw. Aluminiumbasierten Metallmaterial, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung. In diesem Beispiel sind Durchgangslöcher (nicht dargestellt) in der Deckelplatte 2b ausgebildet und ebenso sind Durchgangslöcher (nicht dargestellt) in den externen Dichtungen 3 ausgebildet. Die externen Dichtungen 3 sind derart auf der Außenfläche der Deckelplatte 2b angeordnet, so dass ihre Durchgangslöcher mit den Durchgangslöchern in der Deckelplatte 2b ausgerichtet sind. Jeder der externen Anschlüsse 4 weist einen Achsen-Abschnitt auf (nicht dargestellt), welcher sich durch die Durchgangslöcher erstreckt. Der Achsen-Abschnitt des externen Anschlusses 4, welcher sich durch die externe Dichtung 3 und die Deckelplatte 2b durch die zwei Durchgangslöcher hindurch erstreckt, ist mit einem Stromkollektor (nicht dargestellt) verbunden, welcher wiederum mit dem Energie erzeugenden Element verbunden ist. Somit ist der externe Anschluss 4 elektrisch mit dem Energie erzeugenden Element verbunden.
Die externen Dichtungen 3 und die externen Anschlüsse 4 sind für eine positive Elektrode und eine negative Elektrode bereitgestellt. Die externe Dichtung 3 und der externe Anschluss 4 für die positive Elektrode sind an einem Endabschnitt in einer Längsrichtung der Deckelplatte 2b angeordnet. Die externe Dichtung 3 und der externe Anschluss 4 für die negative Elektrode sind an dem anderen Endabschnitt in der Längsrichtung der Deckelplatte 2b angeordnet. Die externe Dichtung 3 und der externe Anschluss 4 für die positive Elektrode und die externe Dichtung 3 und der externe Anschluss 4 für die negative Elektrode sind um gleiche linksseitige wie rechtsseitige Abstände von einem Zwischenbereich in der Längsrichtung der Deckelplatte 2b angeordnet. Die externe Dichtung 3 und der externe Anschluss 4 sind bei einer Draufsicht von rechteckiger Gestalt. Die externen Dichtungen 3 und die externen Anschlüsse 4 haben die Form von Rechtecken, welche in der Längsrichtung so lang wie die Deckelplatte 2b sind und in einer Richtung einer kurzen Seite (einer Breitenrichtung der Deckelplatte 2b) so kurz wie die Deckelplatte 2b sind. In der Ausführungsform bezeichnet das „Rechteck” ein Konzept, welches eine Form ohne 90° aufweist, sondern mit gerundeten Ecken sowie einer Form wie ein Rechteck (eine Form, welche insgesamt als ein Rechteck erkannt werden kann).
Ein oberer Abschnitt jedes externen Anschlusses 4 ist als eine ebene Fläche 4a ausgebildet. Da der externe Anschluss 4 bei Draufsicht eine rechteckige Form aufweist, ist auch die ebene Fläche 4a von rechteckiger Gestalt. Selbstverständlich ist die ebene Fläche 4a des externen Anschlusses 4 von rechteckiger Gestalt, welche in der Längsrichtung so lang wie die Deckelplatte 2b ist und in der Richtung einer kurzen Seite so kurz wie die Deckelplatte 2b ist (die Breitenrichtung der Deckelplatte 2b). Die ebene Fläche 4a des externen Anschlusses 4 befindet sich in einer von einer Außenfläche der Deckelplatte 2b getrennten Position. Die ebene Fläche 4a des externen Anschlusses 4 erstreckt sich von der externen Dichtung 3. Die ebene Fläche 4a des externen Anschlusses 4 für die positive Elektrode und die ebene Fläche 4a des externen Anschlusses 4 für die negative Elektrode befinden sich auf der gleichen Höhe von der äußeren Fläche der Deckelplatte 2b.
Wiederum mit Bezug auf 1 und 2 ist die Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... in Linien und Reihen derart angeordnet, so dass die Deckelplatten 2b in der Längsrichtung und der Richtung einer kurzen Seite angeordnet sind. In der Ausführungsform sind, falls die Anordnung in der Längsrichtung der Deckelplatte 2b als Linien und die Anordnung in der Richtung einer kurzen Seite der Deckelplatte 2b als Reihen bezeichnet werden, die zehn Batteriezellen 1, ... in zwei Linien und fünf Reihen angeordnet. Die Batteriezellen 1 in den angrenzenden Reihen sind polaritätsmäßig entgegengesetzt angeordnet, so dass alle Batteriezellen 1, ... in Reihe geschaltet sind, um durch Verbinden der angrenzenden externen Anschlüsse 4, 4 eine Batterie zu bilden.
Die externen Anschlüsse der Batteriezellen 1, 1, welche in der Linienrichtung angeordnet sind (die Längsrichtung der Batteriezelle 1 bzw. der Deckelplatte 2b), sind über eine erste Busschiene 10 miteinander verbunden. Die externen Anschlüsse 4, 4 der Batteriezellen 1, 1, welche in der Reihenrichtung angeordnet sind (die Richtung einer kurzen Seite der Batteriezelle 1 bzw. der Deckelplatte 2b), sind über eine zweite Busschiene 15 verbunden. Insbesondere sind der externe Anschluss 4 für die positive Elektrode einer der Batteriezellen 1, 1, welche aneinander in der Linienrichtung angrenzen, und der externe Anschluss 4 für die negative Elektrode der anderen Batteriezellen einander nahe stehend, und sind über die erste Busschiene 10 miteinander verbunden. Der externe Anschluss 4 für die positive Elektrode einer der Batteriezellen 1, 1, welche aneinander in der Reihenrichtung angrenzen, und der externe Anschluss 4 für die negative Elektrode der anderen Batteriezellen sind nahe zueinander und sind über die zweite Busschiene 15 miteinander verbunden.
Dritte Busschienen 20 sind jeweils mit dem externen Anschluss 4 an einem Ende der Batteriezellen 1, ... verbunden, welche in Reihe geschaltet sind, und mit dem externen Anschluss des anderen Endes der Batteriezellen. In der Ausführungsform weisen die dritte Busschiene 20a für die positive Elektrode und die dritte Busschiene 20b für die negative Elektrode unterschiedliche Formen auf. Diese dritten Busschienen 20 sind Busschienen für externe Verbindungen, das heißt für Verbindungen mit anderen Batteriemodulen, einer anderen Vorrichtung bzw. Last oder einer Energieversorgung.
Die erste Busschiene 10 (im Folgenden einfach als „Busschiene 10” in einigen Fällen bezeichnet) umfasst einen Hauptkörperabschnitt 11 und ein Paar von Verbindungsabschnitten 12, 12, welche beiden Enden des Hauptkörperabschnittes 11 bereitgestellt sind, wie in 4A bis 4C dargestellt ist. Die Verbindungsabschnitte 12 sind Abschnitte, welche auf den ebenen Flächen 4a der externen Anschlüsse 4 anzuordnen sind, und mit den externen Anschlüssen 4 verbunden sind. Der Hauptkörperabschnitt 11 verbindet das Paar an Verbindungsabschnitten 12, 12 miteinander.
Die Verbindungsabschnitte 12 weisen schmalere Breiten auf als der Hauptkörperabschnitt 11. Insbesondere ist der Hauptkörperabschnitt 11 derart ausgebildet, um einer Breite der Deckelplatte 2b zu entsprechen, das heißt einer Breite der Batteriezelle 1, und die Verbindungsabschnitte 12 sind derart ausgebildet, um Breiten der externen Anschlüsse 4 zu entsprechen (äußere Abmessung der externen Anschlüsse 4 in der Breitenrichtung der Deckelplatte 2b). Hierbei bezieht sich der Ausdruck „entsprechen” auf einen Zustand, bei welchem die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 in einem Bereich von 50–150% der Breite der Batteriezelle 1 ist und einem Zustand, bei welchem die Breiten der Verbindungsabschnitte 12 in einem Bereich von 50–100% der Breiten der externen Anschlüsse 4 sind.
In der Ausführungsform ist der Hauptkörperabschnitt 11 in einer Draufsicht von rechteckiger Form. Jeder der Verbindungsabschnitte 12 weist eine rechteckige Form auf mit einer Spitze, welche bei Draufsicht in einer Halbbogenform gerundet ist. Sowohl der Hauptkörperabschnitt 11 als auch die Verbindungsabschnitte 12 sind aus Plattenelementen aus Aluminium bzw. Aluminium-basiertem Metallmaterial hergestellt, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung.
Jeder Verbindungsabschnitt 12 weist einen dünnwandigen Abschnitt 13 auf. Der dünnwandige Abschnitt 13 ist stufenförmig ausgebildet. Mit anderen Worten, der Verbindungsabschnitt 12 umfasst den dünnwandigen Abschnitt 13 und einen Abschnitt (einen dickwandigen Abschnitt), welcher sich von dem dünnwandigen Abschnitt 13 unterscheidet und eine größere Dicke aufweist als der dünnwandige Abschnitt 13. Daher weist der dünnwandige Abschnitt 13 eine schmalere Dicke auf als der Abschnitt (der dickwandige Abschnitt) des Verbindungsabschnitts 12, und von dem dünnwandigen Abschnitt 13 verschieden ist. Der Abschnitt (der dickwandige Abschnitt) des Verbindungsabschnittes 12, im Unterschied zu dem dünnwandigen Abschnitt 13, weist die gleiche Dicke auf wie der Hauptkörperabschnitt 11, und der dünnwandige Abschnitt 13 weist die geringere Dicke auf als der andere Abschnitt (der dickwandige Abschnitt) des Verbindungsabschnitts 12 und des Hauptkörperabschnitts 11. Der dünnwandige Abschnitt 13 ist entlang einer Außenkante des Verbindungsabschnittes 12 ausgebildet. Insbesondere ist der dünnwandige Abschnitt 13 zu einer Bandform ausgebildet, welche drei kontinuierliche Seiten abdeckt, das heißt gegenüber von zwei Seiten entlang der Längsrichtung der ersten Busschiene 10, wobei eine Seite mit den gegenüberliegenden zwei Seiten verbunden ist.
Der dünnwandige Abschnitt 13 ist derart ausgebildet, um sich nach außen von einem unteren Bereich einer äußeren Endfläche des Verbindungsabschnitts 12 zu erstrecken. Der dünnwandige Abschnitt 13 wird durch Entfernen eines Außenkantenabschnitts einer oberen Fläche gebildet (einer Fläche, welche gegenüber einer Fläche ist (eine untere Fläche des Verbindungsabschnitts 12), welche mit dem externen Anschluss 4 zu verbinden ist), und zwar des Verbindungsabschnitts 12. Mit anderen Worten, der dünnwandige Abschnitt 13 ist ein stufenförmiger Abschnitt. Der dünnwandige Abschnitt 13 wird durch Bearbeiten, wie zum Beispiel Pressen, Extrudieren, Schneiden und beispielsweise elektrische Bogenentladung, hergestellt.
Eine obere Fläche des dünnwandigen Abschnittes 13 ist parallel zu einer unteren Fläche des dünnwandigen Abschnitts 13 und der unteren Fläche des Verbindungsabschnittes 12. Mit anderen Worten, der dünnwandige Abschnitt 13 weist eine gleichförmige Dicke auf. Es ist ebenso möglich, dass die obere Fläche des dünnwandigen Abschnittes 13 eine geneigte Fläche aufweist, so dass die Dicke des dünnwandigen Abschnittes 13 hin zu einer Außenkante abnimmt (siehe 8A bis 8C).
In dem Hauptkörperabschnitt 11 sind Löcher 14 ausgebildet. Die Löcher 14 sind Löcher, in welche ein Anschluss (nicht dargestellt) einer Spannungsmessleitung sowie ein Anschluss (nicht dargestellt) einer Temperaturmessleitung befestigt ist, welche mit einer Zellenüberwachungseinheit (CMU) verbunden sind. Diese Anschlüsse sind als Nieten ausgebildet und durch Einfügen in die Löcher 14 befestigt und verstemmt. Oder die Löcher 14 weisen Gewinde auf, wobei Außengewinde an den Anschlüssen ausgebildet sind, wobei die Anschlüsse durch ein Aufschrauben befestigt sind. Ebenso ist es möglich, dass die Anschlüsse über eine Presspassung in den Löchern 14 befestigt sind. Jedoch ist das Befestigungsverfahren nicht darauf beschränkt. In der Ausführungsform sind die zwei Löcher 14, 14, das heißt das Loch 14, in welchem der Anschluss der Spannungsmessleitung befestigt ist, und das Loch 14, in welchem die Temperaturmessleitung befestigt ist, ausgebildet. Die Löcher 14 können Durchgangslöcher sein, welche sich durch den Hauptkörperabschnitt 11 von einer Vorderseite zu einer Rückseite erstrecken oder können Nicht-Durchgangslöcher sein, welche sich nicht durch den Hauptkörperabschnitt 11 erstrecken.
Die zweite Busschiene 15 (im Folgenden der Einfachheit halber als „Busschiene 15” in einigen Fällen bezeichnet) umfasst einen Hauptkörperabschnitt 16 und ein Paar von Verbindungsabschnitten 17, 17, welche wie in 5A bis 5C dargestellt an beiden Enden des Hauptkörperabschnittes 16 bereitgestellt sind. Die Verbindungsabschnitte 17 sind Abschnitte, welche auf den ebenen Flächen 4a der externen Anschlüsse 4 anzuordnen und mit diesen zu verbinden sind. Der Hauptkörperabschnitt 16 verbindet das Paar der Verbindungsabschnitte 17, 17.
In der Ausführungsform ist der Hauptkörperabschnitt 16 in einer Draufsicht von einer rechteckigen Gestalt. Jeder Verbindungsabschnitt 17 weist eine rechteckige Gestalt mit abgerundeten Eck-Abschnitten in einer Draufsicht auf. Sowohl der Hauptkörperabschnitt 16 und die Verbindungsabschnitte 17 werden durch Plattenelemente aus Aluminium bzw. Aluminium-basiertem Metallmaterial hergestellt, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung.
Jeder Verbindungsabschnitt 17 weist einen dünnwandigen Abschnitt 18 auf. Der dünnwandige Abschnitt 18 ist stufenförmig ausgebildet. Mit anderen Worten, der Verbindungsabschnitt 17 umfasst den dünnwandigen Abschnitt 18 und einen Abschnitt (einen dickwandigen Abschnitt), welcher sich von dem dünnwandigen Abschnitt 18 unterscheidet, und eine stärkere Dicke aufweist als der dünnwandige Abschnitt 18. Daher weist der dünnwandige Abschnitt 18 eine geringere Dicke auf als der Abschnitt (der dickwandige Abschnitt) des Verbindungsabschnittes 17 und von dem dünnwandigen Abschnitt 18 verschieden ist. Der Abschnitt (der dickwandige Abschnitt) des Verbindungsabschnittes 17, im Unterschied zu dem dünnwandigen Abschnitt 18, weist die gleiche Dicke auf wie der Hauptkörperabschnitt 16, und der dünnwandige Abschnitt 18 weist eine geringere Dicke auf als der andere Abschnitt (der dickwandige Abschnitt) des Verbindungsabschnittes 17 und des Hauptkörperabschnittes 16. Der dünnwandige Abschnitt 18 ist entlang einer Außenkante des Verbindungsabschnittes 17 ausgebildet. Insbesondere ist der dünnwandige Abschnitt 18 zu einer Bandform ausgebildet, welche drei kontinuierliche Seiten abdeckt, das heißt, zwei gegenüberliegende Seiten entlang der Längsrichtung der zweiten Busschiene 15 und eine mit den zwei gegenüberliegenden Seiten verbundene Seite.
In der Ausführungsform sind die dünnwandigen Abschnitte 18 ebenso entlang von Außenkanten des Hauptkörperabschnittes 16 ausgebildet. Insbesondere sind die dünnwandigen Abschnitte 18 bandförmig ausgebildet, welche zwei gegenüberliegende Seiten des Hauptkörperabschnittes 16 abdecken, und entlang der Längsrichtung der zweiten Busschiene 15. Die dünnwandigen Abschnitte 18, welche an den Verbindungsabschnitten 17 ausgebildet sind, und die dünnwandigen Abschnitte 18, welche an dem Hauptkörperabschnitt 16 ausgebildet sind, sind miteinander kontinuierlich ausgebildet. Daher sind die dünnwandigen Abschnitte 18 zu einer Kreisform ausgebildet, welche sich um eine Außenkante der zweiten Busschiene 15 herum erstreckt. Daher weist, hinsichtlich der zweiten Busschiene 15, die Dicke des Hauptkörperabschnittes 16 eine maximale Dicke auf (eine Platten-Dicke)
Die dünnwandigen Abschnitte 18 sind derart ausgebildet, um sich nach außen von unteren Bereichen äußerer Endflächen der Verbindungsabschnitte 17 zu erstrecken (und des Hauptkörperabschnittes 16). Die dünnwandigen Abschnitte 18 werden durch Entfernen von Außenkantenabschnitten oberer Flächen (Flächen, welche gegenüber von Flächen sind (untere Flächen der Verbindungsabschnitte 17 (und des Hauptkörperabschnittes 16)), welche mit den externen Anschlüssen 4 zu verbinden sind) der Verbindungsabschnitte 17 gebildet (und des Hauptkörperabschnittes 16). Mit anderen Worten, die dünnwandigen Abschnitte 18 sind stufenförmige Abschnitte. Die dünnwandigen Abschnitte 18 werden durch Bearbeiten hergestellt, wie zum Beispiel Pressen, Schneiden und beispielsweise elektrische Bogenentladung.
Obere Flächen der dünnwandigen Abschnitte 18 sind parallel zu den unteren Flächen der dünnwandigen Abschnitte 18 und den unteren Flächen der Verbindungsabschnitte 17. Mit anderen Worten, der dünnwandige Abschnitt 18 weist eine gleichförmige Dicke auf. Es ist ebenso möglich, dass die oberen Flächen der dünnwandigen Abschnitte 18 geneigte Flächen umfassen, so dass die Dicken der dünnwandigen Abschnitte 18 hin zu Außenkanten abnehmen (siehe 8A bis 8C).
In dem Hauptkörperabschnitt 16 sind Löcher 19 ausgebildet. Die Löcher 19 sind Löcher, in welchen ein Anschluss (nicht dargestellt) einer Spannungsmessleitung und ein Anschluss (nicht dargestellt) einer Temperaturmessleitung befestigt ist, welche mit der Zellen-Überwachungseinheit verbunden sind. Diese Anschlüsse sind als Nieten ausgebildet und durch Einfügen in die Löcher 19 befestigt und verstemmt. Alternativ weisen die Löcher 19 ein Gewinde auf, wobei Außengewinde an den Anschlüssen ausgebildet sind, und die Anschlüsse durch ein Aufschrauben befestigt werden. Es ist ebenso möglich, dass die Anschlüsse mittels einer Presspassung in den Löchern 19 befestigt werden. Hierdurch ist das Befestigungsverfahren jedoch nicht darauf beschränkt. In der Ausführungsform sind die zwei Löcher 19, 19, das heißt das Loch 19, in welchem der Anschluss der Spannungsmessleitung befestigt ist, und das Loch 19, in welchem die Temperaturmessleitung befestigt ist, ausgebildet. Die Löcher 19 können Durchgangslöcher sein, welche sich durch den Hauptkörperabschnitt 16 von einer Vorderseite zu einer Rückseite erstrecken, oder können Nicht-Durchgangslöcher sein, welche sich nicht durch den Hauptkörperabschnitt 16 hindurch erstrecken.
Nunmehr werden Verfahren zum Verbinden der Busschienen 10 und 15 mit der Batteriezelle 1 beschrieben.
Zunächst ist die Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... in Linien und Reihen angeordnet, und führt in einen Betriebsbereich (im Folgenden bezeichnet als „Schweißbereich”) einer Schweißvorrichtung. Insbesondere ist die Mehrzahl an Batterien 1, ... in den gleichen Linien und Reihen angeordnet, wie die einer fertigen Anordnung auf einer Übertragungseinrichtung, wie zum Beispiel einem Transportband, und werden dann in den Schweißbereich mittels der Übertragungseinrichtung geführt. Wenn die Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... den Schweißbereich erreichen, wie in 6A und 7A dargestellt, befinden sich die Busschienen 10 und 15 auf den externen Anschlüssen 4, 4 der angrenzenden Batteriezellen 1. Mit anderen Worten, jede der ersten Busschienen 10 ist auf den externen Anschlüssen 4, 4 der zwei Batteriezellen 1, 1 angeordnet, welche wie in 6A dargestellt in der Längsrichtung angeordnet sind, und jede der zweiten Busschienen 15 ist auf den externen Anschlüssen 4, 4 der zwei Batteriezellen 1, 1 angeordnet, welche in der Reihen-Richtung angeordnet sind, wie in 7A gezeigt ist. In diesem Zustand sind die dünnwandigen Abschnitte 13 und 18 der Verbindungsabschnitte 12 und 17 der Busschienen 10 und 15 und die unter ihnen angeordneten externen Anschlüsse 4 jeweils miteinander durch die Schweißeinrichtung verschweißt.
Insbesondere ist eine automatische Zufuhreinrichtung zum Anordnen der Busschienen 10 und 15 auf den Batteriezellen 1 nahe der Schweißeinrichtung in dem Schweißbereich angeordnet. Die automatische Zufuhreinrichtung soll Halterungen verlagern, welche dazu ausgebildet sind, die Busschienen 10, 15 zwischen einer ersten Position zur Aufnahme der Busschienen 10, 15 und einer zweiten Position zum Anordnen der Busschienen 10, 15 auf den externen Anschlüssen 4, 4 der Batteriezellen 1, ... zu haltern bzw. halten, welche in Linien bzw. Reihen angeordnet sind. Es ist ebenso möglich, dass automatische Zufuhreinrichtungen, welche an die jeweiligen Busschienen 10 und 15 angepasst sind, dazu ausgebildet sind, um mehrere Arten von Busschienen 10 und 15 zu handhaben. In der Ausführungsform soll die eine automatische Zufuhreinrichtung in der Lage sein, die ersten Busschienen 10 und die zweiten Busschienen 15 auf den Batteriezellen 1 anzuordnen. Jeder der Halter weist Vorsprünge auf (sich verjüngende Vorsprünge), welche in die Löcher 14, 19 eingeführt werden können, welche in dem Hauptkörperabschnitt 11, 16 der Busschiene 10, 15 ausgebildet sind. Wenn die Vorsprünge des Halters in die Löcher 14, 19 der Busschiene 10, 15 eingefügt werden, ist die Busschiene 10, 15 in einer bestimmten Ausrichtung angeordnet (positioniert). Da die zwei Löcher 14, 19 in dem Hauptkörperabschnitt 11, 16 der Busschiene 10, 15 ausgebildet sind, weist der Halter die zwei Vorsprünge auf. Somit kann der Halter ein Verschieben (Drehen) der gehalterten bzw. gehaltenen Busschiene 10, 15 vermeiden.
Wie oben beschrieben, da die ersten Busschienen 10 und die zweiten Busschienen 15 durch die eine automatische Zufuhreinrichtung platziert werden, drehen sich die Halter um 90° um bestimmte Achsen, um so eine Anordnung der Vorsprünge der Halter hinsichtlich einer Anordnung der Löcher 14, 19 der Busschienen 10, 15 anzupassen. Auf diese Weise wird die automatische Zufuhreinrichtung zwischen einem Zustand zum Platzieren der ersten Busschienen 10 auf den Batteriezellen 1 und einem Zustand zum Platzieren der zweiten Busschienen 15 auf den Batteriezellen 1 umgeschaltet.
Die zweite Position befindet sich in einer Position, wo die Vorsprünge jedes Halters zwischen den Batteriezellen 1, 1 angeordnet sind, wobei jeder Halter die Busschiene 10, 15 gegen die externen Anschlüsse 4 drückt. Somit wird, wenn jeder Halter die zweite Position erreicht, die Busschiene 10, 15, welche sich immer in einer bestimmten Anordnung bezüglich der externen Anschlüsse 4, 4 der zwei Batteriezellen 1, 1 befindet, gegen die externen Anschlüsse 4, 4 gedrückt. Für die automatische Zufuhreinrichtung sind die erste Position und die zweite Position zum Zuführen der ersten Busschiene 10 und die erste Position und die zweite Position zum Zuführen der zweiten Busschiene 15 in unterschiedlicher Weise eingestellt.
Die Übertragungseinrichtung überträgt die Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... in einer Richtung entsprechend der Längsrichtung der Batteriezelle 1. Eine Linie von Batteriezellen 1, ... von den Batteriezellen 1, ..., welche in zwei Linien angeordnet sind, erreicht zuerst den Schweißbereich. Dann bewegt die automatische Zufuhreinrichtung jeden der Halter von der ersten Position zu der zweiten Position und platziert jede der zweiten Busschienen 15 auf den externen Anschlüssen 4, 4 der Batteriezellen 1, 1, aneinander angrenzend in der Reihen-Richtung, wie in 7A dargestellt ist. Es ist ebenso möglich, die Busschienen 10, ..., 15, ... entsprechend der Anzahl an Batteriezellen 1, ... in sukzessiver Weise zu platzieren, welche in einer Reihe angeordnet sind, und zwar durch Halten der einen Busschiene 10, 15 mit dem Halter und mehrmalig wiederholtes Betreiben des Halters. In der Ausführungsform sind die Halter jedoch derart ausgebildet, um die Busschienen 10, ..., 15, ... entsprechend der Anzahl an Batteriezellen 1, ..., welche jeweils zu einem Zeitpunkt in einer Reihe angeordnet sind, zu halten. Daher werden die zweiten Busschienen 15 jeweils auf den angrenzenden Batteriezellen 1, 1, ... von der Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... platziert, welcher in einer Reihe angeordnet sind.
Als Nächstes verschweißt die Schweißvorrichtung, während die Halter in der zweiten Position gehalten werden, die Verbindungsabschnitte 17 der zweiten Busschienen 15 mit den externen Anschlüssen 4, welche unter ihnen angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Verbindungsabschnitte 17 der zweiten Busschienen 15 sind mit den externen Anschlüssen 4 der Batteriezellen 1 verschweißt, so dass vermieden wird, dass sie bezüglich der externen Anschlüsse 4 der Batteriezellen 1 durch die Halter verlagert werden. Es wird eine Laserschweißeinrichtung als die Schweißeinrichtung verwendet, wobei ein Schweißkopf zum Ausstrahlen eines Laserstrahles entlang von Außenkanten (dünnwandigen Abschnitten 18) der Verbindungsabschnitte 17 der zweiten Busschienen 15 bewegt wird. Um die dünnwandigen Abschnitte 18, welche entlang der Außenkanten der Verbindungsabschnitte 17 bereitgestellt sind, mit den externen Anschlüssen 4 zu verschweißen, strahlt der Schweißkopf den Laserstrahl aus, während er einen rechten Winkel mit der Oberfläche jeder der dünnwandigen Abschnitte 18 bildet.
Auf diese Weise werden die dünnwandigen Abschnitte 18 jeder zweiten Busschiene 15, welche durch den Halter positioniert werden, und die ebenen Flächen 4a der externen Anschlüsse 4 miteinander verschweißt, wenn der Schweißkopf sich bewegt, während er den Laserstrahl ausstrahlt. Mit anderen Worten, wenn die dünnwandigen Abschnitte 18 der Verbindungsabschnitte 17 und die externen Anschlüsse 4 durch das Laserschweißen miteinander verschweißt werden, verschmelzen die geschweißten dünnwandigen Abschnitte 18 mit den externen Anschlüssen 4, um somit Schweißnähte W entlang der Verbindungsabschnitte 17 zu bilden, wie in 7B dargestellt ist. Im Ergebnis ist jede der zweiten Busschienen 15 elektrisch und mechanisch mit den externen Anschlüssen 4 der Batteriezellen 1 verbunden.
Sodann bewegt die automatische Zufuhreinrichtung die Halter zu der ersten Position, die Halter halten die ersten Busschienen, und die Übertragungseinrichtung verlagert die Mehrzahl an Batteriezellen 1, .... Wenn beide Batteriezellen 1, 1, welche in zwei Linien angeordnet sind, den Schweißbereich erreichen, dann verlagert die automatische Zufuhreinrichtung die Halter von der ersten Position zu der zweiten Position und platziert jede der ersten Busschienen 10 auf den externen Anschlüssen 4, 4 der Batteriezellen 1, 1, welche aneinander in der wie in 6A dargestellten Längsrichtung angrenzen. Dann, während die Halter die Busschienen 10 in der zweiten Position halten, verschweißt die Schweißeinrichtung die Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschienen 10 und die unter ihnen angeordneten externen Anschlüsse 4. Mit anderen Worten, die Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschienen 10 sind mit den externen Anschlüssen 4 der Batteriezellen 1 verschweißt, um so ein Verschieben mit Bezug auf die externen Anschlüsse 4 der Batteriezellen 1 durch die Halter zu vermeiden. Mit anderen Worten, die dünnwandigen Abschnitte 13 jeder der Busschienen 10, welche durch den Halter positioniert sind, und die ebenen Flächen 4a der externen Anschlüsse 4 werden miteinander verschweißt, wenn sich der Schweißkopf bewegt, während er einen Laserstrahl ausstrahlt. Die verschweißten dünnwandigen Abschnitte 13 verschmelzen mit den externen Anschlüssen 4, um somit Schweißnähte W entlang der Verbindungsabschnitte 12 zu bilden, wie ebenso in 6B dargestellt ist. Im Ergebnis ist jede der ersten Busschienen 10 elektrisch und mechanisch mit den externen Anschlüssen 4 der Batteriezellen 1 verbunden.
Als Nächstes bewegt die automatische Zufuhreinrichtung die Halter zu der ersten Position, wobei dann die Halter die zweiten Busschienen 15 halten, und wobei dann die Übertragungseinrichtung die Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... bewegt. Wenn die letzte Linie der Batteriezellen 1, 1, welche in zwei Linien angeordnet sind, den Schweißbereich erreicht, bewegt die automatische Zufuhreinrichtung die Halter von der ersten Position zu der zweiten Position und platziert jede der zweiten Busschienen 15 auf den externen Anschlüssen 4, 4 der Batteriezellen 1, 1, und zwar angrenzend aneinander in der Reihen-Richtung, wie in 7A dargestellt ist. Als Nächstes werden dann, ähnlich der Verbindung der Busschienen 15 mit den externen Anschlüssen 4 im vorherigen Beispiel, die dünnwandigen Abschnitte 18 der Busschienen 15 und die ebenen Flächen 4a der externen Anschlüsse 4 zusammen durch die Schweißvorrichtung (siehe 7B) verschweißt. Im Ergebnis ist jede der zweiten Busschienen 15 elektrisch und mechanisch mit den externen Anschlüssen 4 der Batteriezellen 1 verbunden.
Sodann ist, durch Einfügen der Mehrzahl an Batteriezellen 1, ..., welche elektrisch mit den Busschienen 10 und 15 verbunden sind, in das Gehäuse 7, ein Großserien-Batteriemodul vervollständigt.
Wie oben beschrieben, gemäß dem Batteriemodul und dem Herstellungsverfahren des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform, werden die dünnwandigen Abschnitte 13, 18 der Busschienen 10, 15 und die externen Anschlüsse 4 der Batteriezellen 1 zusammen verschweißt. Daher kann, im Vergleich zu einem Fall, in welchem die dünnwandigen Abschnitte 13 und 18 nicht bereitgestellt sind, eine Ausgabeenergie, welche für das Schweißen erforderlich ist, reduziert werden. Im Ergebnis ist es möglich, eine Beschädigung an den Umgebungen der externen Anschlüsse 4 der Batteriezelle 1 und einem Inneren der Batteriezelle 1 zu vermeiden, und insbesondere an den externen Dichtungen 3, auf welchen die externen Anschlüsse 4 angeordnet sind, und an dem Energieerzeugenden Element, welches mit den externen Anschlüssen 4 in der Batteriezelle 1 verbunden ist, und zwar aufgrund des Einflusses von Hitze beim Schweißen.
Falls der Laserstrahl diagonal nach unten ausgestrahlt wird und an unteren Abschnitten der Busschienen 10 und 15 angewendet wird, und zwar anstelle eines Ausstrahlens nach unten von oben zum Schweißen, dann ist es möglich, die für das Schweißen erforderliche Ausgabeenergie zu reduzieren, und zwar ohne Bereitstellen der dünnwandigen Abschnitte 13 und 18. Zu diesem Zweck ist jedoch ein Mechanismus zum Ändern/Anpassen eines Neigungswinkels (ein Neigungswinkel mit Bezug auf eine Z-Achse, wenn die Busschienen 10 und 15 in einer XY-Ebene angeordnet sind) des Schweißkopfes für ein Ausstrahlen des Laserstrahls erforderlich, was die Dimension der Schweißausrüstung vergrößert. Im Übrigen rotiert der Schweißkopf um die Z-Achse, während er sich in der XY-Ebene beispielsweise beim Laserschweißen der Bogen-Abschnitte bewegt, und zwar der Busschienen 10 und 15, weshalb ein Bearbeitungsprogramm zur Steuerung dieser Bewegung kompliziert wird und Zeit in Anspruch nimmt und Kosten erzeugt. Zudem kann, im Vergleich zu der Anwendung des Laserstrahls nach unten von oben zum Schweißen, der diagonal nach unten ausgestrahlte Laserstrahl zum Schweißen über einen weiten Bereich streuen, und so andere Abschnitte des Batteriemoduls beeinträchtigen. Durch Bereitstellen der dünnwandigen Abschnitte 13 und 18 wird das Schweißen lediglich durch Ausstrahlen des Lasers von unten nach oben ausgeführt sowie durch Anwenden an den dünnwandigen Abschnitten 13 und 18. Daher ist die großdimensionierte Schweißausrüstung nicht erforderlich, und es genügt ein einfaches Bearbeitungsprogramm, wobei das Problem des Streuens des Laserstrahls nicht auftritt.
Die Busschiene 10, 15 verbindet die externen Anschlüsse 4, 4 der zwei Batteriezellen 1, 1, wenn der dünnwandige Abschnitt 13, 18 an dem einen Abschnitt mit dem externen Anschluss 4 der einen Batteriezelle 1 verbunden wird und der dünnwandige Abschnitt 13, 18 an dem anderen Abschnitt mit dem externen Anschluss 4 der anderen Batteriezelle 1 verbunden wird. Auf diese Weise bilden die zwei Batteriezellen 1, 1 elektrisch eine Batterie.
Weiterhin werden die dünnwandigen Abschnitte 13, 18 entlang der Außenkanten der Verbindungsabschnitte 12, 17 der Busschiene 10, 15 gebildet. Daher können beliebige Stellen der dünnwandigen Abschnitte 13, 18 verschweißt werden bzw. die dünnwandigen Abschnitte 13, 18 können kontinuierlich entlang ihrer Längsrichtungen verschweißt werden, um die Schweißfestigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Schweißarten frei auszuwählen.
Insbesondere sind Breiten der Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschiene 10 schmaler als die des Hauptkörperabschnittes 11. Daher ist es möglich, Schweißbereiche zu reduzieren, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei welchem die Breiten der Verbindungsabschnitte 12 nicht schmaler als die des Hauptkörperabschnittes 11 sind. Da die Schweißbereiche reduziert werden können, kann ebenso die zum Schweißen erforderliche Ausgabeenergie reduziert werden. Im Ergebnis ist es möglich, in geeigneter Weise einen durch Hitze verursachten Schaden an der Busschiene 10, den externen Anschlüssen 4, den externen Dichtungen 3, auf welchen die externen Anschlüsse 4 angeordnet sind, und dem mit den externen Anschlüssen 4 verbundenen Energieerzeugungselement zu vermeiden. Da die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 nicht schmal ist, ist es möglich, insgesamt mit der Busschiene 10 eine geeignete Stromkapazität zu erzielen.
Da die Endabschnitte der Verbindungsabschnitte 12 halbbogenförmig sind, das heißt die Außenkanten der Endabschnitte der Verbindungsabschnitte 12 weisen keine diskreten Abschnitte auf, weisen die Außenkanten der Verbindungsabschnitte 12 keine Eck-Abschnitte auf. Beim Schweißen wenigstens von Teilen der Außenkanten der Verbindungsabschnitte 12 und der externen Anschlüsse 4 entlang der Außenkanten der Verbindungsabschnitte 12, falls Eck-Abschnitte vorhanden sind, sinkt die Schweißgeschwindigkeit dort, wobei eine Gleichmäßigkeit der geschweißten Abschnitte beeinträchtigt ist. Falls keine Eck-Abschnitte vorhanden sind, kann das Schweißen kontinuierlich bei einer konstanten Geschwindigkeit ausgeführt werden, und daher ist es möglich, gleichmäßige Schweißabschnitte W mit bestimmten Längen zu bilden.
Abschnittsbereiche der Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschiene 10 sind schmaler als ein Abschnittsbereich des Hauptkörperabschnitts 11. Falls die Busschiene mit einer konstanten Breite ausgebildet ist, dann richtet sich eine Größe der Busschiene nach einer Einschränkung hinsichtlich des Layouts bzw. einer Einschränkung hinsichtlich eines Anordnungsplatzes beim Platzieren der Verbindungsabschnitte auf den externen Anschlüssen, wobei sich nicht zuletzt die Stromkapazität der Busschiene danach richtet. Falls sich beispielsweise die Breite der Busschiene nach der Einschränkung hinsichtlich des Layouts bzw. der Einschränkung hinsichtlich des Anordnungsplatzes beim Platzieren der Verbindungsabschnitte auf den externen Anschlüssen richtet, dann wird die Breite der gesamten Busschiene schmal. Im Ergebnis vermindert sich die Stromkapazität der gesamten Busschiene. Falls sich andererseits die Breite der Busschiene danach richtet, die geeignete Stromkapazität der gesamten Busschiene zu erzielen, dann werden die Breiten der Verbindungsabschnitte ebenso groß. Daher kann es unmöglich sein, die Verbindungsabschnitte auf den externen Anschlüssen in geeigneter Weise zu platzieren. Falls jedoch der Abschnittsbereich der Verbindungsabschnitte 12 schmaler als der Abschnittsbereich des Hauptkörperabschnittes 11 ist, ist es möglich, die Einschränkung hinsichtlich des Layouts bzw. die Einschränkung hinsichtlich des Anordnungsplatzes beim Platzieren der Verbindungsabschnitte auf den externen Anschlüssen 4 aufzuheben. Mit anderen Worten, es ist möglich, in geeigneter Weise die Verbindungsabschnitte 12 auf den externen Anschlüssen 4 anzuordnen. Da der Abschnittsbereich des Hauptkörperabschnittes 11 nicht schmal ist, ist es möglich, die geeignete Stromkapazität durch die erste Busschiene 10 insgesamt zu erzielen.
Insbesondere weist die erste Busschiene 10 eine Plattenform auf, wobei die Breiten der Verbindungsabschnitte 12 schmaler als die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 sind. Im Ergebnis sind die Abschnittsbereiche der Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschiene 10 schmaler als der Abschnittsbereich des Hauptkörperabschnittes 11. Daher ist es möglich, die Einschränkung hinsichtlich des Layouts bzw. die Einschränkung hinsichtlich des Anordnungsplatzes beim Platzieren der Verbindungsabschnitte 12 auf den externen Anschlüssen 4 aufzuheben. Da der Abschnittsbereich des Hauptkörperabschnittes 11 nicht schmal ist, ist es möglich, die geeignete Stromkapazität mit der ersten Busschiene 10 insgesamt zu erzielen.
Wenn wenigstens zwei Batteriezellen 1, 1 derart angeordnet sind, so dass ihre einen Flächen (die Außenflächen der Deckelplatten 2b), auf welchen die externen Anschlüsse 4 angeordnet sind, Seite an Seite in der Längsrichtung angeordnet sind und die erste Busschiene 10 die externen Anschlüsse 4, 4 der zwei Batteriezellen 1, 1 verbindet, dann ist der Hauptkörperabschnitt 11 derart ausgebildet, den Breiten der externen Anschlüsse 4 in der Weise zu entsprechen, dass sie schmaler als die der einen Flächen sind. Daher ist es möglich, die Einschränkung hinsichtlich des Layouts bzw. die Einschränkung hinsichtlich des Anordnungsplatzes beim Platzieren der Verbindungsabschnitte 12 auf den externen Anschlüssen 4 aufzuheben, da die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 nicht schmal ist, wodurch es möglich ist, die geeignete Stromkapazität mit der ersten Busschiene 10 insgesamt zu erzielen.
Überdies, wenn die Mehrzahl an Batteriezellen 1, ... derart angeordnet ist, so dass ihre einen Flächen (die Außenflächen der Deckelplatten 2b), auf welchen die externen Anschlüsse 4 angeordnet sind, Seite an Seite in der Längsrichtung und in der Richtung der kurzen Seite angeordnet sind, und die erste Busschiene 10 die externen Anschlüsse 4, 4 der zwei Batteriezellen 1, 1, welche Seite an Seite in der Längsrichtung angeordnet sind, verbindet, dann ist der Hauptkörperabschnitt 11 derart ausgebildet, den Breiten der einen Flächen zu entsprechen, wobei die Verbindungsabschnitte 12 derart ausgebildet sind, den Breiten der externen Anschlüsse 4 zu entsprechen, welche schmaler als die der einen Flächen sind. Daher ist es möglich, die Einschränkung hinsichtlich des Layouts bzw. die Einschränkung hinsichtlich des Anordnungsplatzes beim Platzieren der Verbindungsabschnitte 12 auf den externen Anschlüssen 4 aufzuheben. Da die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 nicht schmal ist, ist es möglich, die geeignete Stromkapazität mit der ersten Busschiene 10 insgesamt zu erzielen. Weiterhin ist die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 nicht größer als die Breiten der einen Flächen bzw. steht nicht übermäßig hervor. Daher ist es möglich, eine Überschneidung zwischen den ersten Busschienen 10 zu vermeiden, welche mit den Batteriezellen 1 verbunden sind, welche aneinander in der Richtung der kurzen Seite angrenzen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann auf vielfältige Arten geändert werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Obwohl die Verbindungsabschnitte 12 und 17 (die dickwandigen Abschnitte) und die Hauptkörperabschnitte 11 und 16 der ersten Busschiene 10 und der zweiten Busschiene 15 in der Ausführungsform die gleichen Dicken aufweisen, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise können die Dicken der Verbindungsabschnitte (die dickwandigen Abschnitte) größer als die der Hauptkörperabschnitte sein, und zwar unter der Bedingung, dass die Dicken der dünnwandigen Abschnitte schmaler als die Dicken der Verbindungsabschnitte sind (und vorzugsweise die Dicken der Verbindungsabschnitte und der Hauptkörperabschnitte).
In der Ausführungsform sind die Breiten der Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschiene gleichförmig (mit der Ausnahme, dass die Endabschnitte jeweils eine Halbbogen-Form aufweisen), wobei die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 ebenso gleichmäßig ist. Daher ändert sich die Breite von jedem Verbindungsabschnitte 12 zu dem Hauptkörperabschnitt 11 der ersten Busschiene 10 in ungleichmäßiger Weise. Jedoch ist die erste Busschiene 10 nicht auf diese Form beschränkt. Beispielsweise kann sich die Breite gleichmäßig ändern, das heißt die Breite kann graduell von jedem Verbindungsabschnitt zu dem Hauptkörperabschnitt zunehmen.
In der Ausführungsform weist lediglich die erste Busschiene 10 einen Unterschied zwischen den Abschnittsbereichen des Hauptkörperabschnittes 11 und den Verbindungsabschnitten 12 auf. Jedoch kann die zweite Busschiene 15 einen Unterschied zwischen Abschnittsbereichen des Hauptkörperabschnittes 16 und den Verbindungsabschnitten 17 aufweisen, ähnlich der ersten Busschiene 10.
Nicht nur die erste Busschiene 10 und die zweite Busschiene 15 werden vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst. Beispielsweise ist die dritte Busschiene 20, welche den Verbindungsabschnitt lediglich auf einer Seite aufweist, ebenso von dem technischen Umfang mit umfasst. Tatsächlich wird eine solche Struktur für die dritten Busschienen 20 verwendet (die dritte Busschiene 20A für die positive Elektrode und die dritte Busschiene 20B für die negative Elektrode), wie in 1 und 2 dargestellt ist.
In der Ausführungsform sind die dünnwandigen Abschnitte 13 entlang der Außenkanten der Verbindungsabschnitte 12 der ersten Busschiene 10 ausgebildet und die dünnwandigen Abschnitte 18 sind entlang der Außenkanten der Verbindungsabschnitte 17 der zweiten Busschiene 15 ausgebildet. Jedoch sind die Abschnitte, wo die dünnwandigen Abschnitte ausgebildet sind, nicht auf die Außenkanten der Verbindungsabschnitte beschränkt. Beispielsweise kann eine Öffnung, welche sich durch die Verbindungsabschnitte von einer Vorderseite zu einer Rückseite erstreckt bzw. eine Öffnung oder Ausnehmung, welche durch Einkerben eines Teils der Außenkante jedes Verbindungsabschnittes hin zu einem Innenbereich gebildet ist, gebildet werden, und der dünnwandige Abschnitt kann an einer Innenkante der Öffnung ausgebildet sein. Die dünnwandigen Abschnitte können als die gesamten Verbindungsabschnitte 12 und 17 ausgebildet sein.
Anstatt sich die Öffnungen durch die Verbindungsabschnitte von den Vorderseiten zu den Rückseiten hindurch erstrecken, können die dünnwandigen Abschnitte 21 und 22 durch Ausbilden von nicht-durchgängigen zurückversetzten Abschnitten in oberen Flächen oder unteren Flächen (vorzugsweise oberen Flächen) der Mittenabschnitte der Verbindungsabschnitte 12 und 17 ausgebildet werden, wie in 9A bis 10B dargestellt ist. In diesem Fall kann jeder dünnwandige Abschnitt 21 und 22 derart ausgebildet sein, eine gleichmäßige Dicke oder eine nicht-gleichmäßige Dicke aufzuweisen. Beispielsweise kann jeder dünnwandige Abschnitt 21 und 22 ausgebildet sein, um die nicht-gleichförmige Dicke aufzuweisen, so dass der jeweilige Abschnitt eine geneigte Oberfläche aufweist (wie beispielsweise in 8A bis 8C dargestellt), wobei sich die Dicke hin zu einer Mitte der Breite jedes dünnwandigen Abschnittes 21 und 22 oder einer Innen-Endkante oder einer Außen-Endkante vermindert. Obwohl die dünnwandigen Abschnitte 21 und 22 Kreisformen aufweisen und nicht-dünnwandige Abschnitte, welche nicht-dünnwandige Abschnitte sind, in Innenbereichen verbleiben, wie in 9A bis 10B dargestellt, können die gesamten Innenbereiche als die dünnwandigen Abschnitte ausgebildet werden.
Mit anderen Worten, es reicht aus, dass die dünnwandigen Abschnitte dünner als ursprüngliche Dicken der Plattenelemente sind, welche die Busschienen 10 und 15 bilden.
Falls die dünnwandigen Abschnitte 21 und 22 an den Mittenabschnitten der Verbindungsabschnitte 12 und 17 ausgebildet sind, sind die dünnwandigen Abschnitte 21 und 22 vorzugsweise als Kreise, Ovale und Langlöcher ausgebildet, und zwar hinsichtlich der obigen Beschreibung über das Bilden bestimmter Längen von gleichmäßigen Schweißabschnitten W. Mit anderen Worten, die Außenkanten der dünnwandigen Abschnitte 21 und 22 weisen geschlossene Formen auf, und zwar ohne diskrete Abschnitte, und deshalb wird bevorzugt, dass die Außenkanten der dünnwandigen Abschnitte 21 und 22 keine Eck-Abschnitte aufweisen.
Aus demselben Grund können die Busschienen Formen aufweisen, wie zum Beispiel Ovale und Langlöcher sowie Formen mit Halbbogen-förmigen Endabschnitten, wie in 11A und 11B dargestellt ist.
In der Ausführungsform sind die bestimmten Längen der dünnwandigen Abschnitte 13 und 18 in kontinuierlicher Weise ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Falls beispielsweise beliebige Stellen der Verbindungsabschnitte 12 und 17 der Busschienen 10 und 15 zusammengeschweißt werden, können die dünnwandigen Abschnitte wenigstens an diesen Stellen ausgebildet sein.
Obwohl die externen Anschlüsse 4 und die Busschienen 10 und 15 in der Ausführungsform aus einem Metallmaterial auf Basis von Aluminium hergestellt sind, ist das Material nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die externen Anschlüsse 4 und die Busschienen 10 und 15 aus einem Metallmaterial hergestellt sein, wie zum Beispiel Kupfer, SUS sowie Stahl. Mit anderen Worten, die externen Anschlüsse 4 und die Busschienen 10 und 15 können aus einem elektrisch leitfähigen und schweißbaren Metallmaterial hergestellt sein.
Obwohl die Busschienen 10 und 15 in der Ausführungsform mit Hilfe des Laserschweißens an die externen Anschlüsse 4 der Batteriezellen 1 geschweißt sind, ist das Schweißen nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann normales Bogenschweißen oder dergleichen verwendet werden.
In der Ausführungsform wird die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie beschrieben. Jedoch kann die Batterie von beliebiger Art und Größe (Kapazität) sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Sekundärbatterien, Primärbatterien sowie Kondensatoren angewendet werden, wie zum Beispiel einen Kondensator mit elektrischer Doppelschicht.
In der Ausführungsform sind die dünnwandigen Abschnitte 13 an den Verbindungsabschnitten 12 ausgebildet und die dünnwandigen Abschnitte 13 sind mit den externen Anschlüssen zusammen verschweißt. Jedoch können die Schweißbereiche reduziert werden, und zwar indem die Verbindungsabschnitte 12 lediglich enger als der Hauptkörperabschnitt 11 gemacht werden, was die für das Schweißen erforderliche Ausgabeenergie reduziert. Somit ist es technisch möglich, die dünnwandigen Abschnitte 13 nicht für die Verbindungsabschnitte 12 bereitzustellen. Mit anderen Worten, es ist möglich, eine Erfindung zu erzielen, und zwar einschließlich elektrischer Speicherelemente mit externen Anschlüssen und Busschienen, von denen jeder einen Hauptkörperabschnitt und Verbindungsabschnitte aufweist und mit den externen Anschlüssen an den Verbindungsabschnitten verbunden ist, wobei die Verbindungsabschnitte schmalere Abschnittsbereiche als der Hauptkörperabschnitt aufweisen.
In der ersten Busschiene 10 sind die Abschnittsbereiche der Verbindungsabschnitte 12 schmaler ausgebildet als der Abschnittsbereich des Hauptkörperabschnittes 11, und zwar indem die Breiten der Verbindungsabschnitte 12 schmaler als die Breite des Hauptkörperabschnittes 11 in der Ausführungsform gemacht wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Verbindungsabschnitte 12 schmalere Dicken aufweisen als der Hauptkörperabschnitt 11. Alternativ kann der Unterschied zwischen den Abschnittsbereichen der Verbindungsabschnitte 12 und des Hauptkörperabschnittes 11 durch eine Kombination der Dicken und der Breiten bereitgestellt werden. Entscheidend ist, den Unterschied zwischen den Abschnittsbereichen der Verbindungsabschnitte 12 und des Hauptkörperabschnittes 11 durch Bereitstellen von Unterschieden zwischen Formen und Dimensionen bereitzustellen, und zwar einschließlich der Dicken und der Breiten der entsprechenden Abschnitte der ersten Busschiene 10.
In diesem Fall können, anstatt des Verschweißens der Busschienen 10 und 15 mit den externen Anschlüssen 4, die Busschienen und die externen Anschlüsse durch Ausbilden der externen Anschlüsse als bolzenförmige Anschlüsse verbunden werden, durch Ausbilden von Löchern, durch welche die bolzenförmigen Anschlüsse eingefügt werden, und zwar in den Busschienen, und beispielsweise durch Befestigungsmuttern an den bolzenförmigen Anschlüssen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-160931 A [0003]

Claims

Elektrische Speichervorrichtung, umfassend: ein elektrisches Speicherelement, einschließlich eines externen Anschlusses; und eine mit dem externen Anschluss verbundene Busschiene, wobei die Busschiene einen dünnwandigen Abschnitt umfasst, und der dünnwandige Abschnitt und der externe Anschluss zusammen verschweißt sind.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Speichervorrichtung wenigstens zwei elektrische Speicherelemente umfasst, und die dünnwandigen Abschnitte für wenigstens zwei Abschnitte bereitgestellt und mit den externen Anschlüssen der beiden elektrischen Speicherelemente verschweißt sind.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der dünnwandige Abschnitt wenigstens als ein Abschnitt der in Kontakt mit dem externen Anschluss stehenden Busschiene ausgebildet ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der dünnwandige Abschnitt entlang einer Außenkante der Busschiene ausgebildet ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Außenkante der Busschiene eine Gestalt ohne diskrete Abschnitte aufweist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der dünnwandige Abschnitt an einem mittigen Abschnitt der Busschiene ausgebildet ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Außenkante des dünnwandigen Abschnitts eine geschlossene Form ohne diskrete Abschnitte aufweist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Busschiene einen Hauptkörperabschnitt und einen Verbindungsabschnitt umfasst, welcher gleichmäßig mit dem Hauptkörperabschnitt verläuft und mit dem externen Anschluss verbindbar ist, und der dünnwandige Abschnitt an dem Verbindungsabschnitt ausgebildet ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Verbindungsabschnitt eine kleinere Breite aufweist als der Hauptkörperabschnitt.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die elektrische Speichervorrichtung wenigstens die zwei elektrischen Speicherelemente umfasst, und ein Paar der Verbindungsabschnitte an beiden Enden des Hauptkörperabschnittes bereitgestellt ist, um eine Verbindung mit den externen Anschlüssen der zwei elektrischen Speicherelemente zu bilden.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 10, wobei jedes elektrische Speicherelement ein Gehäuse umfasst und eine Gestalt eines flachen Prismas aufweist, wobei eine Fläche des Gehäuses, auf welcher der externe Anschluss angeordnet ist, eine rechteckige Form aufweist, wobei wenigstens die zwei elektrischen Speicherelemente derart angeordnet sind, so dass die einen Flächen in einer Längsrichtung angeordnet sind, wobei der Hauptkörperabschnitt derart ausgebildet ist, um einer Breite der einen Fläche zu entsprechen, und die Verbindungsabschnitte derart ausgebildet sind, um einer Breite des externen Anschlusses zu entsprechen, welche kleiner als die Breite der einen Fläche ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 10, wobei jedes Speicherelement ein Gehäuse umfasst und eine Form eines flachen Prismas aufweist, wobei eine Fläche des Gehäuses, an welcher der externe Anschluss angeordnet ist, sich in einer rechteckigen Gestalt befindet, wobei die Mehrzahl der elektrischen Speicherelemente derart in Linien und Reihen angeordnet sind, so dass die einen Flächen in einer Längsrichtung und einer Richtung einer kurzen Seite angeordnet sind, der Hauptkörperabschnitt der Busschiene zum Verbinden der externen Anschlüsse der beiden elektrischen Speicherelemente in der Längsrichtung angeordnet ist, und zwar außerhalb der Busschienen, um einer Breite der einen Fläche zu entsprechen, und die Verbindungsabschnitte der Busschiene derart ausgebildet sind, um einer Breite des Außenanschlusses zu entsprechen, welche kleiner als die Breite der einen Fläche ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der dünnwandige Abschnitt stufenförmig ausgebildet ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der dünnwandige Abschnitt in einer Gestalt mit einer Dicke ausgebildet ist, welche hin zu der Außenkante abnimmt.
Herstellungsverfahren für eine elektrische Speichervorrichtung, welche ein elektrisches Speicherelement mit einem externen Anschluss und einer mit dem externen Anschluss verbundenen Busschiene umfasst, wobei das Verfahren den Schritt des Verschweißens eines dünnwandigen Abschnittes, welcher an der Busschiene ausgebildet ist, mit dem externen Anschluss umfasst.
Herstellungsverfahren für eine elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Schweißen Laserschweißen umfasst.
Herstellungsverfahren für eine elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Laserschweißen an der Busschiene mit einem senkrecht zu der Busschiene stehenden Laserstrahl durchgeführt wird.
Busschiene, welche mit einem externen Anschluss eines elektrischen Speicherelementes mit diesem externen Anschluss zu verbinden ist, wobei die Busschiene einen dünnwandigen Abschnitt umfasst, welcher mit dem externen Anschluss zu verschweißen ist.
Busschiene zum Verbinden externer Anschlüsse zweier elektrischer Speicherelemente, welche jeweils die externen Anschlüsse aufweisen, wobei die Busschiene dünnwandige Abschnitte umfasst, welche mit den externen Anschlüssen der beiden elektrischen Speicherelemente zu verschweißen sind, und zwar wenigstens an zwei Abschnitten.