电池组和电动自行车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种更少受到振动、震动等影响的且具有稳定特性的电池组和一种使用了所述电池组的电动自行车。一种电池组，所述电池组包括：电池保护构件，所述电池保护构件具有第一护板部段和第二护板部段，所述第二护板部段被一体连接至所述第一护板部段的宽度方向的两个边缘部分且大体上沿与所述第一护板部段的两个表面都垂直的方向进行延伸；其中所述扁形电池被放置在所述第一护板部段上；和保护电路板。使用粘度、硬度和触变性质不同的多种膜成形材料形成用于所述保护电路板的防潮膜。
【专利说明】电池组和电动自行车
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过将多个二次电池连接在一起而形成的电池组，且本发明涉及一种其中安装有所述电池组的电动自行车。
【背景技术】
[0002]在电动自行车中，多种二次电池被用作驱动装置或辅助驱动装置的动力源。在上述二次电池中，由于锂离子二次电池具有能量密度较高且输出功率较高的电池特性，因此被优选用作驱动动力源的电池，所述锂离子二次电池随着锂离子在负极与正极之间的移动而进行充电和放电。
[0003]已公知的锂离子电池包括:圆柱形锂离子电池，所述圆柱形锂离子电池所包括的正极和负极经由被插在它们之间的隔件而被卷绕在圆柱体形状的物体上；和扁形锂离子电池，其中正极和负极经由隔件被叠置。
[0004]在上述锂离子电池中，扁形锂离子电池优选被用作装置驱动马达或类似部件的动力源的电池，这是因为对于这种扁形电池来说，易于通过增加叠置的正极和负极的数量或通过增加正极和负极的面积的方式来提高每个单体电池的容量。
[0005]对于扁形锂离子电池的单体电池而言，有可能通过用膜外壳材料覆盖电池元件的方式有效地利用锂离子电池的高能量密度。
[0006]覆膜电池以多种方式被使用。例如，专利文献I (JP-A-2007-257901)提出了一种用于电动自行车的使用覆膜电池的电池组。
【发明内容】
[0007]以下电动自行车是已公知的:被设计以便在自行车借助于附接的马达行进时降低骑行者负担的电动自行车；和即使在骑行者未踩踏板时也可自力推进的电动自行车；马达、驱动装置和马达驱动的电池增加了电动自行车的质量。因此，这种装置需要具有更小的质量。这种电动自行车在行进较长距离或较长时间时需要大容量电池才能利用马达的操作。
[0008]在多种电池中，电动自行车优选使用具有较大的重量比能量密度和体积比能量密度的锂离子电池。在上述电池中，被膜外壳材料覆盖的覆膜电池的特征在于:其与将金属罐用作外壳材料的电池相比具有较高的能量效率。
[0009]当在雨天条件下使用电动自行车时，水可能会进入到所述电池组中。另外，由于温度变化，可能会在所述电池组内部发生水凝结等情况。
[0010]虽然电池上覆盖有密封性较好的材料，但是在所述电池组中所使用的保护电路板由于液体的存在很可能会发生故障或者被损坏。
[0011 ] 在所述保护电路板上面安装有用于对信号进行处理的尺寸相对较小的电子元器件和用于主电流进行控制的尺寸相对较大的电子元器件。常规地，为了用防潮膜覆盖所有这些电子元器件，成形有其高度超过较高的电子元器件的高度的障碍构件，然后将膜成形材料浇到所述障碍构件内。这样就会涉及成形障碍构件等附加工艺和不必要地使用膜成形材料。
[0012]有这样一种电动自行车，其车轮被安装在轴承上，所述轴承经由悬架被附接到自行车的本体上。然而，被施加在自行车本体上的冲击远不同于被施加在汽车上的冲击。因此，被附接到自行车本体上的电池组受到来自道路表面的震动和振动的严重影响，且在这方面需要采取措施。
[0013]为解决以上问题，根据本发明的一个方面，提供一种电池组，所述电池组包括:电池连接结构，多个扁形电池被放置于所述电池连接结构中；和在所述扁形电池的充电和放电过程中保护扁形电池的保护电路板，以及使用粘度、硬度和触变性质不同的多种膜成形材料制成的用于所述保护电路板的膜成形结构。
[0014]在所述电池组中，使用具有高固化前粘度的膜成形材料制成具有自所述保护电路板的表面的较大长度的用于电路部件的膜成形结构。
[0015]在所述电池组中，使用具有高粘度、高硬度和高触变性质的膜成形材料制成具有自所述保护电路板的表面的较大长度的用于电路部件的膜成形结构。
[0016]在所述电池组中，所述电池连接结构包括电池保护构件，所述电池保护构件具有第一护板部段和第二护板部段，所述第二护板部段被一体连接至所述第一护板部段的宽度方向的两个边缘部分且大体上沿与所述第一护板部段的两个表面都垂直的方向进行延伸；且所述扁形电池被放置在所述第一护板部段上。
[0017]根据本发明，被称作“大体上垂直”包括有效地可能获得垂直以及可能获得所需操作和效应的情况，例如包括80至100度的角度。
[0018]在所述电池组中，在所述第一护板部段的两个表面上都形成了其上放置扁形电池的表面。
[0019]在所述电池组中，所述扁形电池的扁平护板表面被置于所述第一护板部段上。
[0020]在所述电池组中，所述扁形电池是覆膜电池。
[0021]在所述电池组中，所述扁形电池的拉出突片沿所述保护构件的所述第一护板部段的较长方向被取出。
[0022]在所述电池组中，双面胶带的一个胶粘侧被附接到所述扁形电池上，所述扁形电池随后被粘附到所述第一护板部段或邻接的扁形电池表面上。
[0023]根据本发明的另一个方面，提供一种包括上述电池组的电动自行车。
[0024]本发明的有益效果
根据本发明的电池组，仅通过施加具有不同物理性质的膜成形材料来允许安装在所述保护电路板上面的部件上涂覆有防潮膜，由此确保具有优秀的生产率。
[0025]通过本发明的轻质电池保护构件，具有高能效的覆盖有膜外壳材料的锂离子电池等一定能够免受震动等的影响，从而使得即便是在所述电池组在电动自行车中恒定地受到振动和震动的影响作用时，也有可能期待保持较长时间的稳定工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1示出了单体电池100，所述单体电池构成了根据本发明的一个实施例的电池组，图1A示出了单体电池100，所述单体电池的开口被在四侧上形成的热密封部段密封，图IB示出了单体电池100，所述单体电池的开口被在三侧上形成的热密封部段密封；
图2示出了连接突片125如何被连接至单体电池100的正极拉出突片120 ；
图3示出了在用于将单体电池100串联连接在一起的正极拉出突片和负极拉出突片上设置孔的情况；
图4示出了保持器构件200，所述保持器构件构成了根据本发明的该实施例的电池组；图5是板300的透视图，所述板用于在根据本发明的该实施例的电池组中将单体电池100串联连接在一起；
图6示出了电池保护构件400，所述电池保护构件构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图7示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图8示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图9示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图10示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图11示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图12示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图13示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图14示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图15示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图16示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图17示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图18示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图19示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图20示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图21示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图22示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图23示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图24示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图25示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；和 图26示出了根据本发明的该实施例的电动自行车。
【具体实施方式】
[0027]下文结合附图对本发明的实施例进行描述。图1示出了单体电池100，所述单体电池构成了根据本发明的一个实施例的电池组。单体电池100所使用的是锂离子二次电池，该二次电池随着锂离子在正极与负极之间的移动而进行充电和放电。
[0028]本发明的单体电池100具有扁平形状且因此也被称作扁形电池。
[0029]单体电池的电池主单元110具有这样的结构，其中以下部件被贮存在膜外壳材料中(所述膜外壳材料在平面图中具有矩形形状):层压电极组件，在所述层压电极组件中，多个板片状正极和多个板片状负极经由隔件被叠置；和电解溶液(二者均未被示出)。正极拉出突片120和负极拉出突片130从单体电池主单元110的上端部分111被拉出。
[0030]正极拉出突片120和负极拉出突片130都具有护板的形状，且被分别直接连接至或经由导线本体或类似物被连接至膜外壳材料中的板片状正极和板片状负极。膜外壳材料包括在面向电池内部的平面上设置的热密封树脂层。此外，在面向电池外部的平面上使用膜外壳材料:该膜外壳材料是通过在层压金属箔上叠置保护膜而制成的，所述层压金属箔由铝箔或类似物制成。
[0031]更特别地，具有强度和耐热性的构件，如尼龙构件或聚对苯二甲酸乙二酯构件，被叠置在被定位在所述铝箔的外表面侧上的平面上；具有优良的热密封性能的材料如聚丙烯或聚乙烯被叠置在内表面侧上。
[0032]对于被贮存在膜外壳材料中的电池元件和电解溶液而言，膜外壳材料的周部，SP上端部分111、下端部分112和两个侧端部分113被热密封，在所述电池元件中，正极和负极经由隔件被叠置。因此，其内部实现了气密密封。
[0033]在上述单体电池100中，铝或铝合金被用作正极拉出突片120的材料；镍、镀镍铜或者镍-铜包覆材料通常被用作负极拉出突片130的材料。根据本实施例，使用由铝制成的正极拉出突片120和由镍制成的负极拉出突片130。
[0034]为了制造本发明的电池组，与上述单体电池100相邻的单体电池100的正极拉出突片和单体电池100的负极拉出突片通过螺栓和螺母以机械方式被捆束在一起，且因此被电连接在一起。在这种情况下，对于单体电池100的铝制正极拉出突片120和镍制负极拉出突片以机械方式被捆束在一起的这种结构而言，导电率在经过预定时间之后会由于涉及电位差的问题而降低。因此，在本发明的电池组中，在与上述单体电池100相邻的单体电池100的正极拉出突片和负极拉出突片通过机械方式被捆束在一起的点处，拉出突片被连接以使得由镍制成的构件彼此接触。
[0035]下面将对为了实现上述目的的构型进行描述。如图1所示，在制造电池组的过程中，假设单体电池100的铝制正极拉出突片120具有从上端部分111算起的长度a，镍制负极拉出突片130具有从上端部分111算起的长度b (b>a)。则由镍制成的突片构件125通过超声波被连接和附加至长度为a的铝制正极拉出突片120，从而使得从上端部分111算起的该长度变为b (参见图2和图3)。为了使得单体电池100可被串联连接在一起，在被用作正极拉出突片的突片构件125上形成孔127 ;在负极拉出突片上形成孔137。此外，在下文中，通过连接突片构件125而形成的整个拉出突片还可被称作正极拉出突片120。[0036]如下文所述，在本发明的电池组中，在将多个单体电池100电连接在一起的过程中，具有不同极性的拉出突片被连接在一起，从而使得镍制构件(突片构件125和负极拉出突片130)彼此接触。因此，邻接单体电池的电连接部分变成了由相同类型的金属材料制成且被电连接的部分。因此，不会出现涉及电位差的问题，且有可能基本上防止导电率随时间降低。
[0037]下文描述了保持器构件200，所述保持器构件用于将本发明的实施例的电池组中的多个单体电池100的正极拉出突片与负极拉出突片电连接在一起。图4示出了保持器构件200。图4A示出了从第一主表面侧观察到的保持器构件200。图4B示出了从第二主表面侧观察到的保持器构件200。图4C是沿X-X’截取的图4A的剖视图。图4D是保持器构件200的侧视图。
[0038]在保持器构件200上，形成了第一表面210和第二表面250，所述第二表面位于保持器构件200的与第一表面210相对的侧面上；保持器构件200是由合成树脂如ABS树脂制成的构件。在保持器构件200的第一表面210的第一排211中，从顶部向底部形成了并排排列的拉出突片插入孔215，如图4A所示。相似地，在第一表面210的第二排212中，从顶部向底部形成了并排排列的拉出突片插入孔215。当单体电池100被附接到保持器构件200上时，使用被设置在第一表面210上的拉出突片插入孔215。拉出突片插入孔215是从第一表面210穿过该保持器构件到达第二表面250的孔；和可供单体电池100的拉出突片插入的孔。
[0039]如图4A所示，在第一排211和第二排212的上侧和下侧上，设置了拉出突片导引肋部203。拉出突片导引部段213被设置，以使得拉出突片导引部段213被夹在第一排211的拉出突片导引肋部203之间。此外，拉出突片导引凹进部段214被设置，以使得拉出突片导引凹进部段214被夹在第二排212的拉出突片导引肋部203之间。
[0040]在第一排211中，在串联连接的多个单体电池100中，基于拉出突片导引肋部203的调节，边缘侧的单体电池100的拉出突片从第一表面210经由拉出突片导引部段213被导引至第二表面250。
[0041]在第二排212中，在串联连接的多个单体电池100中，基于拉出突片导引肋部203的调节，边缘侧单体电池100的拉出突片从第一表面210经由拉出突片导引凹进部段214被导引至第二表面250。
[0042]在串联连接的多个单体电池100中，并未处于边缘侧上的单体电池100的拉出突片穿过拉出突片插入孔215并被附接到保持器构件200上。在拉出突片插入孔215的上部区域和下部区域中(如图4A所示)，拉出突片导引伸出部段220被设置，以使得拉出突片插入孔215被夹在拉出突片导引伸出部段220之间，所述拉出突片导引伸出部段被定位在拉出突片插入孔215的上侧和下侧上。拉出突片导引伸出部段220主要由顶部部段221和两个渐缩(锥形)侧222构成，所述渐缩侧被无缝连接至顶部部段221。当单体电池100的拉出突片被插入拉出突片插入孔215内时，两个渐缩侧222之间的空间逐渐缩窄，这使得易于将单体电池100附接到保持器构件200上。因此，这使得有可能提高串联连接多个单体电池100的效率并提高生产率。
[0043]板300可被附接到保持器构件200的第二表面250上。在板300上，相邻单体电池100的拉出突片被弯曲、被置于彼此上并被连接，从而产生电连接。当相邻单体电池100的拉出突片被连接时，拉出突片以机械方式被螺栓和螺母捆束在一起。因此，用于罩住螺母256的六个螺母封罩部段255被设置在第二表面250的第一排211中，且五个螺母封罩部段被设置在第二排212中。此外，在第二表面250上，在第一排211中的三个位置处且在第二排212中的两个位置处设置了分隔件260，所述分隔件被设计以便确保在被形成于板300上的单体电池100的拉出突片连接部段之间或者在拉出突片连接部段与拉出突片之间实现绝缘。
[0044]定位伸出部段263是在板300被附接到保持器构件200上时帮助对板300进行定位的伸出部；一个定位伸出部段263被定位在第一排211中，且另一伸出部段被定位在第二排212中。此外，在使用上述定位伸出部段263将板300附接到保持器构件200上之后用于将板300与保持器构件200捆束在一起的一个螺纹孔270被设置在第一排211中，且另一螺纹孔被设置在第二排212中。
[0045]下文描述了板300的构型，在本发明的实施例的电池组中，在所述板上形成了用于多个单体电池100的拉出突片的连接部段。
[0046]图5是用于在本发明的实施例的电池组中将单体电池串联连接在一起的板300的透视图。
[0047]板300是通过主要将玻璃树脂或类似物用作基材而制成的，在使用保持器构件200前，所述板被附接到保持器构件200的第二表面250上。板300的周部形状与保持器构件200的第二表面250的周部形状大体上匹配。在板300的周部上的两个位置处，形成了拉出突片导引切口部段314以便与保持器构件200的拉出突片导引凹进部段214相对应。
[0048]此外，在板300上，设置了拉出突片抽出孔315以便对应于保持器构件200的拉出突片插入孔215。此外，在板300上，设置了分隔件抽出孔317以便对应于保持器构件200的分隔件260。此外，在板300上，设置了拉出突片/分隔件抽出孔316以便支承保持器构件200的拉出突片插入孔215和分隔件260。上述孔都是从一个主表面穿过该板300到达另一主表面的通孔；且被成形以使得单体电池100的拉出突片、分隔件260和类似件可被插置在其中。
[0049]在单体电池100的拉出突片通过螺栓和螺母被固定到板300上的区域中，设置了以下部段:薄膜电极部段320a、320b和320c。
[0050]在薄膜电极部段320a与被固定到板300上的金属正极端子垫圈321之间存在电连接。在薄膜电极部段320c与被固定到板300上的金属负极端子垫圈322之间存在电连接。串联连接的单体电池100的边缘部分的拉出突片被连接至正极端子垫圈321和负极端子垫圈322。因此，正极端子垫圈321和负极端子垫圈322被用作用于对电池组进行电力充电和放电的端子。
[0051]此外，在薄膜电极部段320b与连接器340的端子部段(未示出)之间存在电连接，从而使得可通过连接器340测量用于监控每个单体电池100的电位。此外，连接器340可被成形，以使得可从温度测量传感器(未示出)取出信号，所述温度测量传感器测量单体电池100的温度。
[0052]对于薄膜电极部段320a、320b、320c中的每个薄膜电极部段而言，都设置了拉出突片连接螺纹孔325:用于固定单体电池100的拉出突片的拉出突片连接螺栓257被插入拉出突片连接螺纹孔325内。在串联连接的单体电池100中，边缘部分单体电池100的一个拉出突片被固定到薄膜电极部段320a和薄膜电极部段230c上。同时，两个薄膜电极部段320b被固定，以使得邻接单体电池100的拉出突片被弯曲并被置于彼此上。
[0053]在板300上，形成了两个定位孔328以便对应于被设置在保持器构件200的第二表面250上的定位伸出部段263。当两个定位伸出部段263穿过定位孔328时，保持器构件200和板300在被捆束在一起时易于被定位，这有助于提高生产率。此外，在板300上形成的板固定螺纹孔329是这样的孔，用于将保持器构件200固定到板300上的板固定螺钉271被插入所述孔内。
[0054]下文对电池保护构件400进行描述，所述电池保护构件在单体电池100被串联连接且变成本发明的实施例的电池组中的电池连接结构500时对该多个单体电池100进行保护。
[0055]图6示出了电池保护构件400，所述电池保护构件构成了本发明的实施例的电池组。图6A从面向第一护板部段410的角度示出了电池保护构件400，单体电池100的主表面被连结到所述第一护板部段410上。图6B示出了从图6A的上端观察到的电池保护构件400。
[0056]当单体电池100被放置时，本发明的电池保护构件400在使用之前被插置在放置的单体电池100之间。
[0057]电池保护构件400可由合成树脂，如ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂或聚碳酸酯树脂，制成。使用这种材料使得能够实现轻质且廉价的电池保护构件400。
[0058]此外，电池保护构件400还可由金属构件制成，和以下构件制成，所述构件由合成树脂制成，所述合成树脂具有被分散的高导热性材料颗粒。使用这种材料使得能够实现高导热性且轻质的电池保护构件400。
[0059]更特别地，金属构件是铝、铝合金或铜。高导热性材料颗粒是氮化铝、氮化硅或氧化招。
[0060]对于合成树脂材料而言，可列举出以下材料:ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂或聚碳酸酯树脂。还可使用被分散在上述树脂中的具有高导热性材料颗粒的材料。
[0061]在上述物质中，铝或铝合金是适当的。
[0062]对于铝、铝合金或类似物而言，优选在表面上形成耐热铝(alumite)处理膜或绝缘膜。上述膜使得即使当电压施加部段与保护构件接触时也不会出现问题。
[0063]电池保护构件400的第一护板部段410是被夹在单体电池100与被串联连接至上述单体电池100的单体电池100之间的构件。同时，还设置了第二护板部段440以使其沿垂直于第一护板部段410的方向从第一护板部段410的两个边缘部分都延伸出来。因此，如图6B所示，电池保护构件400的剖面表面呈“H”的形状。
[0064]此外，在第一护板部段410上形成了切口部段420，所述切口部段由以下结构构成:第一切口部段421，所述第一切口部段是最深的切口部段；第二切口部段422，所述第二切口部段被设置在第一切口部段421的两侧上且是即第一切口部段421之后第二最深的切口部段；和第三切口部段423，所述第三切口部段被设置在第二切口部段422的两侧上且是最浅的切口部段。
[0065]下文结合图7至图17对由上述构件中的每个构件生产电池连接结构500的过程进行描述，在所述电池连接结构中单体电池100被连接。图7至图17示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了本发明的实施例的电池组。
[0066]首先，在图7所示的过程中，螺母256被安装在所有螺母封罩部段255中，所述螺母封罩部段被设置在保持器构件200的第二表面250上。螺母封罩部段255的内周的尺寸被设置，以使得一旦螺母256被置于螺母封罩部段255中，则螺母256不易于被移除。
[0067]在图8所示的随后的过程中，保持器构件200的定位伸出部段263被插入板300的定位孔328内，从而使得保持器构件200和板300被定位。随后，两个板固定螺钉271被插入板固定螺纹孔329内并被螺合进入螺纹孔270内。结果是，保持器构件200被固定到板300上。此外,对于板固定螺纹孔329而言，可使用多种螺钉。然而,使用自攻螺钉有助于在生产过程中提高工作效率。
[0068]在图9所示的随后的过程中，单体电池100被设置在保持器构件200的第一表面210上。单体电池100的负极拉出突片130被弯曲以便借助于拉出突片导引凹进部段214与板300的薄膜电极部段320b接触。此外，单体电池100的正极拉出突片120被弯曲以便借助于拉出突片导引部段213与板300的薄膜电极部段320a接触。拉出突片连接螺栓257被插入正极拉出突片120的孔127和拉出突片连接螺纹孔325内；拉出突片连接螺栓257被螺合进入被罩在螺母封罩部段255中的螺母256内。通过这种方式，就完成了安装第一单体电池100的过程。
[0069]图10示出了随后在保持器构件200的第一表面210上发生的过程。在该过程中，如图所示，双面胶带460的两个条带被附接到单体电池100的上部主表面上。双面胶带460用于将被附接到保持器构件200上的第一单体电池100固定到将要被附接到保持器构件200上的第二单体电池100上。双面胶带460的两个条带被设置在如图所示的单体电池100的主表面上的原因在于允许间隔件(稍后将对其进行描述)被设置在双面胶带460的两个条带之间从而提高生产率。
[0070]在图11所示的随后的过程中，比双面胶带460更厚的间隔件(未示出)被置于所附接的第一单体电池100上。此外，当第二单体电池100在间隔件上滑动时，第二单体电池100的两个拉出突片被插入拉出突片插入孔215内。如上所述，拉出突片导引伸出部段220被设置在两个拉出突片插入孔215的上侧和下侧上。此外，渐缩侧222被设置在拉出突片导引伸出部段220上。因此，介于上部拉出突片导引伸出部段220与下部拉出突片导引伸出部段220之间的空间逐渐变窄，从而使得单体电池的拉出突片能够易于被导引至保持器构件200的拉出突片插入孔215。
[0071]在这种情况下，被附接到保持器构件200上的第一单体电池100的正极拉出突片120被设置在第一排211中，且负极拉出突片130被设置在第二排212中。另一方面，被附接到保持器构件200上的第二单体电池100的正极拉出突片120被设置在第二排212中，且负极拉出突片130被设置在第一排211中。在下文中，在顺序放置单体电池100的过程中，被附接的奇数单体电池100的正极拉出突片120被设置在第一排211中，且负极拉出突片130被设置在第二排212中。被附接的偶数单体电池100的正极拉出突片120被设置在第二排212中，且负极拉出突片130被设置在第一排211中。通过这种方式，沿单体电池100被放置或被叠置的方向，单体电池100被设置，以使得相邻单体电池100的拉出突片面向不同方向。因此，在板300上，并不一定沿相对于放置或叠置方向的对角线方向进行连接。
[0072]在确证了第二单体电池100的上端部分111被推入直至上端部分111撞击到保持器构件200的第一表面210上之后,就在板300上开始随后的工作。
[0073]在图12所示的随后的过程中，被附接的第二单体电池100的正极拉出突片120被向下弯曲，如图所示，且被置于被附接的第一单体电池100的负极130上。随后，拉出突片连接螺栓257被插入每个拉出突片的孔或者拉出突片连接螺纹孔325内且被螺合进入螺母256内，由此对于被附接在薄膜电极部段320b上的第一单体电池100的负极拉出突片130和被附接的第二单体电池100的正极拉出突片120而言形成用于它们的连接部分。通过这种方式就完成了电连接。
[0074]同时，被附接的第二单体电池100的负极拉出突片130被向上弯曲，如图所示，由此为与被附接的第三单体电池100的正极拉出突片120进行的连接做好准备。
[0075]在图13所示的随后过程中，通过与附接第二单体电池100的情况相似的方式，通过使用间隔件来附接电池保护构件400。第二单体电池100的上部表面和电池保护构件400的下部表面通过双面胶带460的两个条带被连结在一起。此外，如图所示，双面胶带460的两个条带被附接到电池保护构件400的上部表面上。通过使用双面胶带460，电池保护构件400被固定到被附接到保持器构件200上的第三单体电池100上。
[0076]图14示出了第三至第八单体电池100以与上述方式相似的方式被顺序附接到保持器构件200和板300上的情况。在板300上，每次附接一个单体电池100时，拉出突片都被弯曲并被置于彼此上，且相邻单体电池100的拉出突片通过拉出突片连接螺栓257被连接。通过这种方式就实现了电连接。
[0077]在图15所示的随后过程中，图中示出了在附接了八个单体电池100之后附接又一电池保护构件400的情况。通过这种方式，在本实施例的电池连接结构500中，两个电池保护构件400被设置以便形成两个电池保护构件块450，所述电池保护构件块受到电池保护构件的保护。通过这种方式，为每个单体电池100提供了防止外部震动和类似情况的保护。
[0078]此外，单体电池100 被放置以便高于介于第一护板部段420与第二护板部段440之间的高度方向的上端部分。通过这种方式，由于单体电池被放置而高于第二护板部段440的上端部分，因此改进了从单体电池的周部释放热量的性能。
[0079]在该图的实例中，被放置以便高于上述第二护板部段的上端部分的电池可被置于上部电池保护构件400或者下部电池保护构件400上,或者可被置于二者上。
[0080]图16示出了这样的情况，其中在电池保护构件400的第一护板部段420上，第九单体电池100和第十单体电池100被进一步附接到保持器构件200和板300上。
[0081]第十单体电池100的负极拉出突片130通过使用拉出突片导引部段213而被固定到板300的薄膜电极部段(未示出)上。结果是，第一至第十单体电池100的拉出突片被分别连接在板300上，且串联连接十个单体电池100的过程被完成。通过这种方式，完成了包括两个电池保护构件块450的电池连接结构500。
[0082]此外，在如图所示的电池连接结构500中，单体电池100被放置以便高于从电池保护构件的侧面的第二护板部段440的第一护板部段420的表面算起的高度方向的上端部分。其中一些单体电池的侧面并未被第二护板部段440【400 — 440】覆盖。
[0083]因此，周围区域中的空气从介于上部和下部电池保护构件400的第二护板部段440之间的空间流入所述单体电池100内，从而有助于改进单体电池100的热释放性能。
[0084]被膜外壳材料覆盖的单体电池100具有位于周部上的热密封部段。侧边缘部分113并未被弯曲；侧边缘部分113具有较大的尺寸以使得侧边缘部分113与电池保护构件400的第二护板部段440的内表面接触。因此，单体电池100可被精确定位在电池保护构件400上并被平滑地放置在第一护板部段上。
[0085]膜外壳材料是柔性的。然而，在热密封部段上，一部分的刚性高于其他部分。因此，热密封部段可充分抵抗从侧边缘部分133施加的力且因此可承受振动、震动和其他作用力。
[0086]图17示出了从板的方向观察到的图16所示的电池连接结构。
[0087]电池连接结构包括两个电池保护构件块450。对串联连接的十个单体电池100进行充电和放电的过程通过使用被附接到板300上的正极端子垫圈321和负极端子垫圈322的方式被实施。端子构件331被附接到正极端子垫圈321上，且端子构件332被附接到负极端子垫圈322上。
[0088]如上所述，本发明的电池组以如下方式被制造:多个单体电池100的正极拉出突片和负极拉出突片被插入保持器构件200的拉出突片插入孔215内，且多个单体电池100的具有不同极性的拉出突片在板300上被连接在一起。因此使得可以高效地生产电池组，由此提闻生广率。
[0089]此外，多个单体电池100的具有不同极性的拉出突片通过拉出突片连接螺栓257和螺母256而在板300上被连接在一起。因此，易于将多个单体电池电连接在一起。因此使得可以高效地生产电池组，由此提高生产率。
[0090]下文将结合图18至图25描述使用以上述方式形成的电极连接结构500制造本发明的电池组的过程。
[0091]在图18所示的过程中，放电端子613和充电端子614通过螺钉并借助于放电端子附接凹进部段611和充电端子附接凹进部段612被固定到罩住电池连接结构500的第一外壳本体600上，所述放电端子附接凹进部段和充电端子附接凹进部段被设置在第一外壳本体600上。
[0092]在图19所示的过程中，第一减震构件621通过粘结剂或类似物被附接到第一外壳本体600的第二封罩部段602上，且第二减震构件622被附接到电路封罩部段603上。
[0093]在本发明的电池组中，如图18和图19所示，排泄孔682被设置在电池组的底部部分中，且排泄孔681被设置在上部隔室部段680中。
[0094]所述电池组是在户外使用的。因此，雨水或类似物会进入电池内。在液体从外部进入之后，随着电池组中的单体电池和保护电路板部段的加热和冷却，会出现水冷凝物或类似物。
[0095]根据本发明，除了位于底部部分上的排泄孔682以外，另一排泄孔被设置在上部隔室部段680上，所述上部隔室部段是其中安装有保护电路板的隔室，由此所述液体能够快速从所述电池组的内部排出，所述保护电路板会受到液体的影响。因此，这使得有可能防止与液体相关的负面效应。
[0096]在图20所示的过程中，第三减震构件663通过粘结剂或类似物被附接到第二外壳本体660的第二封罩部段662上。
[0097]在图21和图22所示的过程中，减震材料被附接到电池连接结构500上。在本发明的电池组中，两个结构，即第一电池连接结构500和第二电池连接结构500，被贮存在该电池组中。
[0098]在图21所示的过程中，对于第一电池连接结构500而言，厚度较大的第四减震构件504被附接到边缘部分单体电池100上；比第四减震构件504更薄的第五减震构件505被附接到所有电池保护构件的第二护板部段上。粘结剂或类似物被用于将第四减震构件504和第五减震构件505附接到零部件上。
[0099]同时，在图22所示的过程中，对于第二电池连接结构500而言，第四减震构件504被附接到边缘部分单体电池100上；第五减震构件505仅被附接到一侧的电池保护构件的第二护板部段上。如同在上述情况中那样，粘结剂或类似物被用于将第四减震构件504和第五减震构件505附接到零部件上。
[0100]在图23所示的过程中，放电端子613、充电端子614和保护电路板700通过金属线被连接。此外，保护电路板700通过螺钉被固定到第一外壳本体600的电路封罩部段603上。
[0101]在图24所示的过程中，第一电池连接结构500A被贮存在第一外壳本体600的第一封罩部段601中，且第二电池连接结构500B被忙存在第二封罩部段602中。
[0102]在保护电路板700中，对于较高的电路部件FETs而言，使用的是具有高粘度、高硬度和高触变性质且因此在保护电路板的表面上不会逐渐劣化(running down)但会形成具有预定厚度的膜层的涂层材料。
[0103]另一方面，对于较短的电路部件FETs而言，使用具有低粘度、低硬度和低触变性质的涂层材料来成膜。
[0104]对于用于较高的电路部件和较短的电路部件的涂层材料而言，可以使用基于硅氧烷的粘结剂材料。使用基于硅氧烷的材料作为用于较高的电路部件和较短的电路部件的涂层材料允许形成在具有不同物理性质的材料之间具有更紧密的界面的膜。例如，对于较高的电路部件而言，可以使用主要由丙烯酸改性的硅树脂构成的Cemedine SX720W (粘度:45Pa.s 23摄氏度)；对于较短的电路部件而言，可以使用由香港新威化学品有限公司(Xinwei Chemical C0.Ltd.)生产的 SINWE 500 (粘度:0.6Pa.s 25 摄氏度)。
[0105]在本发明的保护电路板700中，电路板上的所有部分都有必要设置涂层，具有较高的固化前粘度的可固化树脂可被用于涂覆较高的电路部件例如FETs的部分；具有较低的固化前粘度的可固化树脂可被用于涂覆剩余部分。这样就能够减少模成形材料在有必要施加涂层的部分处的不必要的使用。使用具有较高的固化前粘度的可固化树脂的部分可被设定为包括电路板表面上的最闻电路部件的部分。
[0106]特别是在电动自行车中用于待使用的保护电路板700的可固化树脂优选为分别与两种类型的水进行反应以便固化的基于硅氧烷的粘结剂材料，所述两种类型的水在室温(例如大约25摄氏度)条件下的固化前粘度为20Pa.s_90Pa.s和0.3Pa*s-l.0Pa.S。使用这样的粘结剂材料使得在电动自行车的电池组中的保护电路板700中所使用的电路板能够令人满意地得到涂覆。
[0107]其上已附接了减震构件的第一电池连接结构500A被贮存在第一封罩部段601中，从而使得间隙为正间隙的方向CP平行于第一封罩部段601的底面，并且间隙为负间隙的方向CM垂直于第一封罩部段601的底面。
[0108]此外，其上已附接了减震构件的第二电池连接结构500B同样被贮存在第二封罩部段602中，从而使得间隙为正间隙的方向CP平行于第一封罩部段601的底面601U，并且间隙为负间隙的方向CM垂直于第二封罩部段602的底面602U。
[0109]顺便提及，正间隙意味着减震构件之间的外表面距离比封罩部段的尺寸小1.5mm至2mm。负间隙意味着减震构件之间的外表面距离比封罩部段的尺寸大3mm至4mm。
[0110]已经附接了减震构件的第一电池连接结构500A和已经附接了减震构件的第二电池结构500B分别通过导线金属线被连接至保护电路板700，所述导线金属线的长度大体上相同。因此，有可能使金属线缩短，且有可能使保护电路板与一个电池连接结构之间的阻抗等于保护电路板与另一电池连接结构之间的阻抗。
[0111]结果是，当两个电池连接结构被并联连接时，有可能以高效的方式从电池中吸收能量。
[0112]此外，其上放置有扁形电池的要被罩在第一封罩部段601中的第一电池连接结构的表面平行于第一封罩部段的底面601U。同时,其上放置了扁形电池的第二电池连接结构的表面垂直于第二封罩部段的底面602U。由于第一封罩部段的底面601U与第二封罩部段的底面602U彼此平行，其上放置了扁形电池的第一电池连接结构的表面垂直于其上放置了扁形电池的第二电池连接结构的表面。
[0113]这也就是说，当电池组被安装在自行车上时，在被定位在下部区域中的第二封罩部段602中，对于由电池连接结构的可见轮廓形成且大体上呈长方体形状的部分而言，其间隔距离最短的表面，即如图所示的与其上放置了扁形电池的电池连接结构的表面呈直角的表面，被放置以便与第二封罩部段602的底面平行地进行延伸。
[0114]在第一封罩部段601的底面上，其上放置了扁形电池的电池连接结构的表面被放置以便平行于底面。其上放置 了扁形电池的第一电池连接结构的表面和其上放置了扁形电池的第二电池连接结构的表面被设置以便彼此以直角相交。通过这种方式，具有相同的形状和结构的电池连接结构被安装在较厚的第一封罩部段601中且被安装在较薄的第二封罩部段602中。
[0115]在图25所示的过程中，第一外壳本体600通过螺钉被固定到第二外壳本体660上。
[0116]在该过程中，第二外壳本体被放置在第一外壳本体600上。当第二外壳本体沿着使得电池连接结构的间隙为负间隙的方向被推动时，第二外壳本体通过螺钉被固定到第一外壳本体600上，所述减震构件已经被附接在所述电池连接结构上。结果是完成了本发明的电池组；在该电池组中，即使施加了振动或震动，电池连接结构也不会移动。
[0117]图26示出了其上安装了本发明的电池组的电动自行车。
[0118]电动自行车I具有框架2，本发明的电池组4被安装在所述框架上。电池组4将动力供应至电动自行车的驱动机构3。
[0119]正如上文结合图24所述，电池组4包括两个封罩部段，所述两个封罩部段的结构不同，但容纳的电池连接结构具有相同形状。电池组上部部段41较厚且对应于图24所示的第一封罩部段601，所述电池组上部部段被定位在介于鞍座5与后轮之间的空间中。因此，当骑行者骑自行车时，电池组上部部段41不与腿或类似部位接触。
[0120]此外，较薄且对应于图24所示的第二封罩部段602【第一一第二】的电池组下部部分42被定位在介于座管6与后轮之间的空间中。然而，由于第二封罩部段，所述电池连接结构500是较薄的，因此，即使当骑行者转动踏板7时，第二封罩部段不会与踏板或腿接触。
[0121]本发明的电池组4被直接安装在框架2上，所述框架受到来自道路表面的振动和震动。在电池组4中，以前采取了防止振动和震动的措施。因此，电池组4以稳定方式运行。
[0122]工业实用性
根据本发明的电池组，通过轻质电池保护构件，具有高能效的覆盖有膜外壳材料的锂离子电池等一定能够免受震动等的影响，也有可能期待保持较长时间的稳定工作。此外，根据电路部件的高度将具有不同物理性质的涂层材料施加到所述电池组内的保护电路板上，从而使得有可能在较高的电路部件和较短的电路部件上面形成可靠的保护膜，由此使得设有高度可靠的保护电路板的电池组不受液体的负面影响。
[0123]附图标记列表
1: 电动自行车
2: 框架
3: 驱动机构
4: 电池组
41: 电池组上部部段
42: 电池组下部部段
5: 鞍座
6: 座管
7: 踏板
100: 单体电池
110: 单体电池主单元
111: 上端部分
112: 下端部分 120: 正极拉出突片 125: 突片构件 127: 孔
130: 负极拉出突片
137: 孔
200: 保持器构件
203: 拉出突片导引肋部
210: 第一表面
211: 第一排
212: 第二排
213: 拉出突片导引部段 214: 拉出突片导引凹进部段 215: 拉出突片插入孔
220: 拉出突片导引伸出部段
221: 顶部部段222:渐缩侧
250:第二表面
255:螺母封罩部段
256:螺母
257:拉出突片连接螺栓260:分隔件
263:定位伸出部段
270:螺纹孔
271:板固定螺钉300:板
314:拉出突片导引切口部段
315:拉出突片抽出孔
316:拉出突片/分隔件抽出孔
317:分隔件抽出孔
320a, 320b, 320c: 薄膜电极部段
321:金属正极端子垫圈
322:金属负极端子垫圈325:拉出突片连接螺纹孔
328:定位孔
329:板固定螺纹孔331，332: 端子构件340:连接器
400:电池保护构件
410:第一护板部段
420:切口部段
421:第一切口部段
422:第二切口部段
423:第三切口部段440:第二护板部段450:电池保护构件块460:双面胶带
500:电池连接结构
504:第四减震构件(厚)
505:第五减震构件(薄)
600:第一外壳本体
601:第一封罩部段601U:底面
602:第二封罩部段602U:底面603:电路封罩部段
611:放电端子附接凹进部段
612:充电端子附接凹进部段
613:放电端子
614:充电端子
621:第一减震构件
622:第二减震构件
660:第二外壳本体
661:第一封罩部段
662:第二封罩部段
663:第三减震构件673:电路封罩部段680:上部隔室部段681,682:排泄孔700:保护电路板
【权利要求】
1.一种电池组,所述电池组包括: 电池连接结构，多个扁形电池被放置于所述电池连接结构上；和 在所述扁形电池的充电和放电过程中保护扁形电池的保护电路板， 使用粘度、硬度或触变性质不同的多种膜成形材料制成的用于所述保护电路板的膜成形结构。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中: 使用具有高固化前粘度的膜成形材料制成具有自所述保护电路板的表面的较大长度的用于电路部件的膜成形结构。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其中 使用具有高粘度、高硬度或高触变性质的膜成形材料制成具有自所述保护电路板的表面的较大长度的用于电路部件的膜成形结构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其中 所述电池连接结构包括电池保护构件，所述电池保护构件具有第一护板部段和第二护板部段，所述第二护板部段被一体连接至所述第一护板部段的宽度方向的两个边缘部分且大体上沿与所述第一护板部段的两个表面都垂直的方向进行延伸，其中所述扁形电池被放置在所述第一护板部段上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组，其中 在所述第一护板部段的两个表面上都形成了其上放置扁形电池的表面。
6.根据权利要求5所述的电池组，其中 所述扁形电池的扁平护板表面被置于所述第一护板部段上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池组，其中 所述扁形电池是覆膜电池。
8.一种电动自行车，所述电动自行车包括根据权利要求1至7中任一项所述的电池组。
【文档编号】H01M2/10GK103443960SQ201180069815
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年9月7日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】铃木亨 申请人:Nec 能源元器件株式会社