CN110073515B - 防水构造的电池系统 - Google Patents
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Abstract
为了实现组装简单且长期在严酷的外部环境下也不失去防水性能的优异的防水构造，在电池系统中，输出端(6)暴露于外装壳体(1)的开口部(7)，在外装壳体(1)的内部配置有供引板(5)载置并将引板(5)配置于固定位置的承接台(8)，在该承接台(8)设有：上板部(17)，引板(5)配置于该上板部(17)上；周壁(18)，其配置于引板(5)的周围；排水孔(19)，其开设于上板部(17)；以及自排水孔(19)流入的水的排水通路(13)，在外装壳体(1)设有供自排水通路(13)流入的水向外部排出的排出开口，在引板(5)设有：平面部(5A)，其配置于周壁(18)的内侧；以及立起部(5B)，其越过周壁(18)，自开口部(7)流入的渗入水自排水孔(19)经由排水通路(13)而自外装壳体(1)的排水开口(25)向外部排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种内置有二次电池的电池系统，特别是涉及一种最适于车辆用的防水构造的电池系统。
背景技术
根据用途，要求电池系统具有防水构造。例如，对于搭载于车辆的电池系统而言，无法在所有的使用环境下完全消除水的弊害而要求外装壳体具有防水构造。其原因在于，渗入至壳体内的水会导致腐蚀、漏电、短路、电子电路的误动作等各种弊害。
为了防止因渗入水而导致的弊害，开发了将外装壳体设为密闭的防水构造的电池系统(参照专利文献1、2)。在专利文献1的电池系统中，利用密封件将外装壳体密闭为水密构造，在专利文献2的电池系统中，利用密封件将连接器以水密构造固定于外装壳体。将外装壳体设为完全的密闭构造的电池系统存在密封件因经年变化发生劣化而导致水会渗入的缺点。另外，在维护时，外装壳体的开闭耗费工夫。特别是，还存在如下缺点，即，若在将打开着的外装壳体密闭时无法完全地密闭，则水会渗入。
并且，在电池系统中，用于向外部输出电力并且对内置的二次电池进行充电的输出端(日文：出力リード)暴露于外部。输出端在外装壳体的内部连接于引线、引板(日文：リード板)，因此难以以水密构造固定于外装壳体。其原因在于，连接于输出端的引线、引板使用额定电流较大且几乎不具有挠性的较粗的引线、较厚的金属板。在专利文献2的电池系统中，为了实现该密闭构造，设为在将外装壳体密闭了的状态下将具有输出端的连接器以水密构造固定于外装壳体的构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-103259号公报
专利文献2：日本特开2006-035941号公报
发明内容
发明要解决的问题
将外装壳体密闭为水密构造的电池系统存在组装、维护耗费工夫的缺点。另外，在将连接器以水密构造固定于外装壳体的电池系统中，连接器的安装构造变得复杂，并且，若密封件劣化则水会渗入，因此存在难以长期阻止因渗入水而导致的弊害的缺点。
本发明是为了消除以往的防水构造的电池系统的缺点而开发的，本发明的重要的目的在于，提供一种外装壳体的组装简单且能够长期防止因渗入水而导致的弊害的防水构造的电池系统。
用于解决问题的方案
本发明的防水构造的电池系统包括：外装壳体，其被封闭起来但没有被密闭；二次电池，其配置于外装壳体内；引板，其位于外装壳体的内部，连接于二次电池的输出侧；以及输出端，其一端连接于引板，该输出端自外装壳体的开口部暴露于外部。外装壳体在内部配置有引板的承接台，引板配置于承接台之上。承接台包括：上板部，引板配置于该上板部上；周壁，其设于该上板部的周围；排水孔，其开设于上板部；以及流入该排水孔的渗入水的排水通路。外装壳体设有供自承接台的排水通路排出的渗入水向外部排出的排水开口。引板包括：平面部，其配置于承接台的上板部且是配置于周壁的内侧；以及立起部，其被加工为自平面部越过周壁的形状。以上的电池系统使自外装壳体的开口部流入的渗入水自承接台的排水孔经过排水通路而自外装壳体的排水开口向外部排出。
本发明的防水构造的电池系统能够设为如下构造，即，外装壳体由上壳体和下壳体构成，该上壳体使输出端暴露，该下壳体连结于该上壳体，在下壳体设有将承接台配置于固定位置的连结部，在连结部的底面开设有排水开口，在排水开口的周围设有防水壁。
本发明的防水构造的电池系统能够设为如下构造，即，在引板设有插入排水孔的弯折部。另外，能够设为如下构造，即，输出端具有插入引板的杆部和设于杆部的下端的凸缘部，在引板设有供杆部插入的通孔，杆部插入引板的通孔，引板配置于凸缘部之上并连接于输出端。以上的电池系统能够设为如下构造，即，凸缘部的外形为多边形或椭圆形的非圆形，在承接台设有以使非圆形的凸缘部处于非旋转状态的方式引导非圆形的凸缘部的配合凹部，在杆部设有在表面设有外螺纹的螺纹部，利用拧入螺纹部的螺母将引线连接于输出端。
本发明的防水构造的电池系统的引板能够设为如下构造，即，在顶端设有弯折部且在中间设有立起部的细长的金属板，弯折部插入排水孔，比立起部靠后端部的部分连接于二次电池的输出侧。
发明的效果
本发明的防水构造的电池系统实现外装壳体的组装简单且能够长期防止因渗入水而导致的弊害的优异的特征。其原因在于，以上的电池系统不是通过利用密封件等将外装壳体设为密闭构造来阻止水的渗入的，而是在外装壳体设置开口部，使输出端、引板暴露于该开口部，在利用独特的构造使自开口部渗入的水不泄漏至外装壳体内的情况下，利用设于外装壳体内的承接台将自开口部渗入的水向外部排出。
即，其原因在于，在本发明的电池系统中，在外装壳体的内部配置有引板的承接台，在该承接台之上配置有引板，承接台设有：上板部，引板配置于该上板部上；周壁，其设于该上板部的周围；排水孔，其开设于上板部；以及流入排水孔的渗入水的排水通路，在外装壳体开设有使自承接台的排水通路排出的渗入水向外部排出的排水开口，并且，在引板设有：平面部，其配置于承接台的上板部且是配置于周壁的内侧；以及立起部，其被加工为自平面部越过周壁的形状，自外装壳体的开口部流入的渗入水自在其上配置有引板的承接台的排水孔流入排水通路，自排水通路流入的渗入水自外装壳体的排水开口向外部排出。即，利用承接台使自开口部流入的水在不泄漏至外装壳体内的情况下向外部排出，从而阻止渗入水泄漏至外装壳体的内部。在该构造的电池系统中，不像以往那样利用密封件等将外装壳体设为密闭构造，因此，防水性能不会因密封件劣化而降低，能够长期保持优异的防水构造，并且在温度等外部环境严酷的使用环境下也能够实现稳定的防水构造。
附图说明
图1是本发明的实施例的电池系统的分解立体图。
图2是表示图1所示的电池系统的下壳体和承接台的立体图。
图3是表示图1所示的电池系统的下壳体和承接台的立体图。
图4是表示图1所示的电池系统的下壳体和承接台的立体图。
图5是表示图1所示的电池系统的下壳体和承接台的分解立体图。
图6是表示图1所示的电池系统的下壳体、上壳体以及承接台这三者之间的连结部分的局部剖视图。
图7是表示图1所示的电池系统的下壳体、上壳体以及承接台这三者之间的连结部分的局部剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施例。不过，以下所示的实施例是用于将本发明的技术思想具体化的防水构造的电池系统的示例，本发明不将防水构造的电池系统特定为以下的构造、材质。
并且，在本说明书中，为了使权利要求书易于理解，将与实施例所示的构件相对应的编号标注于“权利要求书”和“用于解决问题的方案的部分”所示的构件。不过，这绝不是将权利要求书所示的构件特定为实施例的构件。
本发明的防水构造的电池系统搭载于车辆，或者作为使用于要求具有阻止因水的渗入而导致的弊害的特性的各种用途的电源来使用。在以下的实施例中，详细地说明与车辆的电子设备用电池并联地连接来使用的电池系统，但本发明不将电池系统特定为以下的用途的电源系统。特别是，对于车辆用的电池系统而言，也能够使用于作为用于向车辆的行驶电动机供给电力的电源来使用的电池系统。对于与电子设备用电池并联地连接的以下的电池系统而言，将输出电压设为电子设备用电池的电压，例如12V，以与电子设备用电池并联地连接的方式使用。对于用于向行驶电动机供给电力的电池系统而言，将大量的二次电池串联地连接，例如将输出电压设为100V～400V。
图1的整体的分解立体图、图2～图4的立体图、图5的分解立体图以及图6和图7的剖视图所示的电池系统包括：外装壳体1，其被封闭起来但没有被密闭；二次电池2；电池保持件3，其将二次电池2配置于固定位置；以及电路基板4，其安装有实现二次电池2的保护电路等的电子部件。
以上的图表示与电子设备用电池并联地连接的电池系统。在该电池系统中，将二次电池2设为镍氢电池。不过，二次电池2也可以是锂离子二次电池等现在使用的二次电池、今后开发的其他所有的二次电池。图所示的电池系统以与电子设备用电池并联地连接的方式使用，因此将二次电池2设为镍氢电池，利用电池保持件3将10个二次电池2配置于固定位置。将10个二次电池2串联地连接并将额定电压设定为铅电池的12V。
图1～图7所示的电池系统设为防水构造，但不是通过将外装壳体1设为密闭构造来实现防水构造的，而是将外装壳体1设为封闭但不密闭的构造，并且设为防止因渗入至内部的水而导致的弊害的防水构造。外装壳体1由上壳体1A和下壳体1B构成，上壳体1A与下壳体1B连结。在以上的电池系统中，输出端连接于与二次电池2的输出侧连接的引板5，引板5和输出端6暴露于外装壳体1的开口部7。在图1～图7所例示的实施方式中，上壳体1A由树脂形成，下壳体1B由金属形成。通过利用树脂形成上壳体1A来实现电池系统的轻型化。另外，通过利用金属形成下壳体1B，能够借助金属制的下壳体1B冷却收纳于外装壳体1内的二次电池2、电路元件等发热构件。特别是，在上壳体和下壳体由不同的材料形成的情况下，因热膨胀而导致的尺寸变化不同，存在无法再利用密封件进行密封的可能，但在采用以下的实施方式所示的构造的情况下，不利用密封件等将外装壳体设为密闭构造，因此即使在温度等外部环境严酷的使用环境下也能够实现稳定的防水构造。
对于外装壳体1而言，在内部配置有承接台8，将引板5和输出端6配置于固定位置。在下壳体1B中，在底板设有供承接台8从上方插入而配置于固定位置的连结部9。连结部9在周围具有防水壁10，利用嵌合构造将承接台8连结于该防水壁10并配置于固定位置。防水壁10自下壳体1B的底板沿着垂直方向立起，将承接台8配置为垂直姿态。承接台8在其下端部具有插入至防水壁10的内部形状的插入筒11，插入筒11在其垂直壁的局部设有供防水壁10嵌合的向下方开口的嵌合槽12。通过将插入筒11插入至防水壁10的内侧并将防水壁10的局部插入至嵌合槽12，从而将承接台8连结于下壳体1B的固定位置。
并且，如图6和图7的剖视图所示，承接台8被外装壳体1的下壳体1B和上壳体1A夹着地配置于固定位置。并且，防水壁10也起到防止自设于承接台8的内部的排水通路13流下的渗入水向下壳体1B的外部泄漏的阻隔壁的作用。
引板5和输出端6借助图7的虚线所示的作为圆端子的连接端子14连接于引线15。在该连接构造中，将输出端6的杆部6A插入连接端子14的圆端子14A，将螺母16拧入杆部6A的外螺纹，利用引板5和螺母16夹着圆端子14A，将连接端子14连接于引板5。在以上的连接构造中，将输出端6设为输出端子，将层叠于引板5的连接端子14连接于引板5，但本发明不将输出端特定为输出端子，例如也能够将输出端设为用于向外部引出的引线，将其以软钎焊、熔焊的方式连接于引板5。另外，如图所示，也能够在不将连接端子14连接于引板5的情况下将连接端子连接于输出端。
引板5配置于外装壳体1内的承接台8之上并配置于固定位置。图2的立体图及图6和图7的局部剖视图所示的承接台8表示将承接台8配置于固定位置的外装壳体1的下壳体1B。图6是引板5的横向的剖视图，图7是引板5的纵向的剖视图。此外，在上述实施方式中，下壳体1B由金属形成，但在利用树脂形成下壳体1B的情况下，也可以利用绝缘材料的塑料将承接台8和下壳体1B形成为一体构造。
承接台8是由绝缘材料的塑料成形为一体构造而制作出的。图6和图7的剖视图所示的承接台8包括：上板部17，引板5配置于该上板部17上；周壁18，其设于该上板部17的周围；排水孔19，其开设于上板部17；以及流入该排水孔19的渗入水的排水通路13。
上板部17在上表面设有供输出端6嵌合的配合凹部20。配合凹部20为引导输出端6的下端部的凸缘部6B的内部形状，在此引导凸缘部6B而使输出端6以非旋转状态保持为垂直姿态。对于引导六角头的凸缘部6B的配合凹部20而言，将内部形状设为六边形，以使六角头的凸缘部6B处于非旋转状态的方式与六角头的凸缘部6B嵌合。对于以使输出端6的凸缘部6B处于非旋转状态的方式引导输出端6的凸缘部6B的配合凹部20而言，在将螺母16拧入输出端6的杆部6A时，输出端6不旋转，因此能够通过拧入螺母16而简单地将连接端子14连结于输出端6。将凸缘部6B引导至配合凹部20并保持为非旋转状态的嵌合构造能够通过将凸缘部6B设为椭圆形、多边形等非圆形并将配合凹部20的内部形状设为以使凸缘部6B处于非旋转状态的方式引导凸缘部6B的非圆形来实现。
图5～图7所示的上板部17在配合凹部20的周围设有凸条21。并且，输出端6的六角头的凸缘部6B为将外形为六边形的六棱柱部23和外形为圆形的圆盘部22形成为一体构造而成的形状，将圆盘部22配置于凸条21的上表面，以使六棱柱部23处于非旋转状态的方式将六棱柱部23引导至配合凹部20。该构造的输出端6能够通过利用拧入杆部6A的螺母16和圆盘部22夹着连接端子14和引板5地将连接端子14可靠地连接于输出端6。
并且，图5～图7所示的上板部17设有突出部24，该突出部24向上方按压引板5的下表面并在引板5与上板部17之间设置流水间隙。突出部24配置于与输出端6的凸缘部6B的上表面同一的平面上，在输出端6的凸缘部6B和突出部24之上配置引板5，在引板5与上板部17之间设置有流水间隙。图中的上板部17在自设于配合凹部20的周围的圆形的凸条21沿着径向延伸，并且是位于上板部17的中央部且沿着长度方向延伸的位置以成1列的方式配置有两组突出部24。
周壁18设于上板部17的周围，配置于引板5的设置于上板部17的部分的周围。换言之，引板5以嵌合构造配置于周壁18的内侧，水平方向的错位被阻止。周壁18将引板5配置于固定位置，并且阻止自外装壳体1的开口部7流入的水向上板部17之外泄漏。能够使周壁18较高来可靠地阻止漏水，因此优选为将高度设为1mm以上，优选为将高度设为2mm以上，进而优选为将高度设为2.5mm以上。
排水孔19开设于周壁18的内侧，将自外装壳体1的开口部7渗入至引板5的暴露部的水向承接台8的内部排出。图中的承接台8在承接台8的两个部位设有排水孔19。在一个排水孔19插入有引板5的弯折部5D，另一个排水孔19配置于引板5的背面的两组突出部24之间。插入有引板5的弯折部5D的一个排水孔19使沿着引板5流动的水顺畅地流至承接台8的内部，配置于引板5的背面并位于突出部24之间的另一个排水孔19使流入至引板5的背面的水顺畅地流至承接台8的内部。
承接台8形成为空心状并在内部设有排水通路13。排水通路13使自开设于上板部17的排水孔19流入的渗入水自下端的开口部排出。自排水通路13排出的渗入水自开设于外装壳体1的底板的排水开口25向外部排出。排水开口25位于防水壁10的内侧，使自承接台8内的排水通路13流出的渗入水不泄漏至外装壳体1内地向外部排出。
引板5为预定的带状的金属板，由平面部5A、立起部5B以及连接部5C构成，该平面部5A位于上板部17并配置于周壁18的内侧，该立起部5B被弯折加工为自平面部5A越过周壁18的形状，该连接部5C位于立起部5B的外侧并在图中连接于电路基板4。对于立起部5B而言，使图4所示的引板5的供输出端6的杆部6A贯穿的部分与连接端子14的圆端子14A的外形等大或比圆端子14A大，从而增大与圆端子14A接触的接触面积，减小与连接端子14之间的接触电阻。引板5的连接部5C连接于电路基板，借助电路基板连接于二次电池2的输出侧。
图1的电池系统包括由第1电路基板和第2电路基板构成的两片电路基板。第1电路基板固定于电池保持件3的表面，第2电路基板固定于外装壳体1。第1电路基板安装有用于运算二次电池2的电压、电流以及剩余容量等的电路，第2电路基板连接于二次电池2的输出侧，安装有用于接通或断开充放电的电流的功率MOSFET等半导体功率开关。引板5借助半导体功率开关连接于二次电池2的输出侧。
产业上的可利用性
本发明能够有效地使用于在外装壳体1内置有线束的防水构造的电池系统。
附图标记说明
1、外装壳体；1A、上壳体；1B、下壳体；2、二次电池；3、电池保持件；4、电路基板；5、引板；5A、平面部；5B、立起部；5C、连接部；5D、弯折部；6、输出端；6A、杆部；6B、凸缘部；7、开口部；8、承接台；9、连结部；10、防水壁；11、插入筒；12、嵌合槽；13、排水通路；14、连接端子；14A、圆端子；15、引线；16、螺母；17、上板部；18、周壁；19、排水孔；20、配合凹部；21、凸条；22、圆盘部；23、六棱柱部；24、突出部；25、排水开口。
Claims (7)
1.一种防水构造的电池系统，其中，包括：
外装壳体，其被封闭起来但没有被密闭；
二次电池，其配置于所述外装壳体内；
引板，其位于所述外装壳体的内部，连接于所述二次电池的输出侧；以及
输出端，其一端连接于所述引板，该输出端自所述外装壳体的开口部暴露于外部，
所述外装壳体在内部配置有所述引板的承接台，所述引板配置于所述承接台之上，
所述承接台包括：上板部，所述引板配置于该上板部上；周壁，其设于该上板部的周围；多个排水孔，其开设于所述上板部；以及流入该排水孔的渗入水的排水通路，
所述外装壳体具有供自所述承接台的所述排水通路排出的渗入水向外部排出的排水开口，
所述引板包括：平面部，其配置于所述承接台的所述上板部且是配置于所述周壁的内侧；以及立起部，其被加工为自所述平面部越过所述周壁的形状，
所述引板具有弯折部，
所述多个排水孔包含供所述引板的弯折部插入的第1孔和设于与所述引板的背面相对的位置的第2孔，
所述第2孔位于所述第1孔与所述立起部之间，
自所述开口部流入的渗入水自所述多个排水孔经过所述排水通路而自外装壳体的排水开口向外部排出。
2.根据权利要求1所述的防水构造的电池系统，其特征在于，
所述外装壳体包括：上壳体，其使所述输出端暴露；以及下壳体，其连结于该上壳体，
所述下壳体具有将所述承接台配置于固定位置的连结部，在所述连结部的底面开设有排水开口，在所述排水开口的周围设有防水壁。
3.根据权利要求1所述的防水构造的电池系统，其特征在于，
所述输出端具有：杆部，其插入所述引板；以及凸缘部，其设于该杆部的下端，所述引板具有供所述杆部插入的通孔，
所述杆部插入所述引板的通孔，所述引板配置于所述凸缘部之上并连接于所述输出端。
4.根据权利要求2所述的防水构造的电池系统，其特征在于，
所述输出端具有：杆部，其插入所述引板；以及凸缘部，其设于该杆部的下端，所述引板具有供所述杆部插入的通孔，
所述杆部插入所述引板的通孔，所述引板配置于所述凸缘部之上并连接于所述输出端。
5.根据权利要求3所述的防水构造的电池系统，其特征在于，
所述凸缘部的外形为多边形或椭圆形的非圆形，
所述承接台具有以使所述非圆形的凸缘部处于非旋转状态的方式引导所述非圆形的凸缘部的配合凹部，
所述杆部具有在表面设有外螺纹的螺纹部，形成为利用拧入该螺纹部的螺母将引线连接于所述输出端的构造。
6.根据权利要求4所述的防水构造的电池系统，其特征在于，
所述凸缘部的外形为多边形或椭圆形的非圆形，
所述承接台具有以使所述非圆形的凸缘部处于非旋转状态的方式引导所述非圆形的凸缘部的配合凹部，
所述杆部具有在表面设有外螺纹的螺纹部，形成为利用拧入该螺纹部的螺母将引线连接于所述输出端的构造。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的防水构造的电池系统，其特征在于，
所述引板为在顶端具有弯折部且在中间设有立起部的细长的金属板，
所述弯折部插入所述排水孔，比所述立起部靠后端部的部分连接于所述二次电池的输出侧。
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