CN101887954A

CN101887954A - 电池组

Info

Publication number: CN101887954A
Application number: CN2010101727655A
Authority: CN
Inventors: 稻冈修
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Panasonic New Energy Co ltd
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: CN101887954B; JP2010262878A; JP5405189B2

Abstract

本发明提供一种电池组，其具备在具有多个单电池和电路基板的同时还能够实现外形尺寸的小型化上占优势的结构。外装壳体由均为有底筒状的第一壳体构件(11)和第二壳体构件(12)构成。第一壳体构件(11)的底面形成比第二壳体构件(12)的底面小的尺寸。并且，单电池(41～43)在并列设置的状态下两端由第一支架(44)和第二支架(45)保持。单电池(41～43)收纳于两壳体构件(11、12)的整个两内部空间。电路基板(46)安装于第二支架(45)。另一方面，外部端子(21～23)安装于第一支架(44)，各外部端子的一部分从在第一壳体构件(11)上开设的孔部(11c～11e)分别向外部露出。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及一种电池组，尤其涉及与单电池连接的电路基板及外部端子的配置。

背景技术

电池组被广泛使用于电动工具、电动助力自行车和电动自行车、混合动力机动车等(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中提出的电池组中，通过两个壳体构件的组合构成外装壳体，在外装壳体的内部空间中收纳有多个单电池。在外装壳体内，除了单电池以外，还收纳有与单电池电连接的电路基板及外部端子。

多个单电池分别具有圆筒状的外观形状，以各筒轴彼此平行的方式并列设置，且在该状态下由两个支架保持。并且，电路基板安装于保持多个单电池的两个支架中的一个。

在专利文献1中提出的电池组中，在两个壳体构件中的一方，一部分向外方突出设置，成为外部端子在该前端露出的状态。因此，该现有技术所涉及的电池组通过将上述突出设置的部分插入在作为安装对象的机器上对应设置的凹部来进行安装，在突出设置的部分的前端露出的外部端子与安装机器侧的端子电连接。

专利文献1：日本特开2006-196277号公报

但是，在上述现有技术所涉及的电池组中存在如下问题：在外装壳体的突出设置部分中有未收纳单电池的空间，使得电池组的外形尺寸变大该空间的量。在此，也考虑将设计变更为在外装壳体中的突出部分的内部也收纳单电池，但是在现有技术所涉及的电池组中，由于在多个单电池与突出设置部分之间配置有电路基板，因此电路基板的尺寸成为制约条件，很难实现外形尺寸的小型化。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于提供一种电池组，该电池组在具有多个单电池和电路基板的同时还能够实现外形尺寸的小型化上占优势的结构。

为此，在本发明中采用如下结构。

本发明所涉及的电池具备：多个单电池；与所述单电池电连接的电路基板及多个外部端子；收纳多个单电池、电路基板及多个外部端子的外装壳体。

在本发明所涉及的电池中，多个单电池分别具有圆筒状的外观，且在各筒轴彼此平行的状态下并列设置，并且，在该并列设置的状态下，由第一及第二支架从筒轴方向的两侧外部保持所述多个单电池。外装壳体通过均为有底筒状的第一及第二壳体构件的开口端彼此对接而构成，第一壳体构件的底面相对于第二壳体构件的底面形成为小的尺寸，在第一壳体构件开设有多个孔部。多个单电池相对于第一及第二壳体构件，收纳于其整个两内部空间。

在本发明的电池组中，电路基板的尺寸设定为大于第一壳体构件的底面的尺寸，且小于第二壳体构件的底面的尺寸，所述电路基板安装于第二支架。并且，所述电池组的特征在于，多个外部端子分别安装于第一支架，并且各外部端子的一部分从在第一壳体构件上开设的孔部向外部露出。

发明效果

如上所述，在本发明所涉及的电池组中，外部端子从在第一壳体构件上开设的孔部向外部露出，其中第一壳体构件与第二壳体构件相比底面的尺寸相对小。因此，在本发明所涉及的电池组中，第一壳体构件安装于设备上。另外，本发明所涉及的电池组的电路基板安装于第二支架，且收纳于第二壳体构件一侧。并且，由于第二壳体构件的底面形成为比第一壳体构件的底面大的尺寸，因此电路基板的尺寸不会成为使第一壳体构件的尺寸小型化时的制约。

因此，在本发明所涉及的电池组中，多个单电池收纳于第一壳体构件及第二壳体构件的整个两内部空间，此时，能够将多个单电池收纳于接近第一壳体构件底面的部位，形成能够排除无用的空间的结构。

由以上可知，本发明所涉及的电池组在具备多个单电池和电路基板的同时还能够实现外形尺寸的小型化上占优势。

本发明所涉及的电池组可以采用如下的变更。

在本发明所涉及的电池组中，可以采用在并列设置的多个单电池的各外周面彼此之间穿插有间隔件的结构。如此，通过在单电池间穿插间隔件，即使在使用电池组时，也能够将单电池相对于外装壳体可靠地进行固定。

另外，在本发明所涉及的电池组中，可以采用多个单电池具有彼此相同的外形尺寸，且间隔件的与多个单电池的各抵接面以与各单电池的外周面对应的方式形成为凹状的结构。由此，能够更加可靠地保持单电池。

另外，在本发明的电池组中，可以采用电路基板与多个单电池夹着第二支架配置的结构。

另外，在本发明所涉及的电池组中，可以采用外部端子为经弯曲加工的长方形的金属板的结构。通过采用这样的结构，在本发明所涉及的电池组中，适合进行大电流的供给，能够作为电动工具、电动助力自行车，进而作为混合动力机动车的电源使用。

另外，在本发明所涉及的电池组中，可以采用多个单电池分别为非水电解质二次电池的结构。

另外，在本发明所涉及的电池组中，可以采用如下结构：电路基板与外部端子通过导板或引线连接，导板或引线相对于多个单电池，配置于相邻的单电池彼此的外周面间的间隙。若采用这样的结构，能够有效地利用单电池间的空间，能够实现较高的空间效率。

因此，在采用这样结构的情况下，在一定的空间内能够收纳比较多的单电池，能够进一步实现小型化和高容量化、高输出化。

另外，在本发明所涉及的电池组中，可以采用多个单电池的各外周面与外装壳体的内表面对置或抵接的结构。即，在与多个单电池的外周面接触的部分不配置支架，能够以该量实现外形尺寸的小型化。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的电池组1的外观结构的示意立体图。

图2是示出电池组1的内部结构的展开立体图。

图3是示出芯组40的结构的展开立体图。

图4(a)是示出电池组1的外观结构的主视图，(b)和(c)是电池组1的示意截面图。

图5是表示芯组40的连接关系的示意框图。

符号说明：

1电池组

11第一壳体构件

12第二壳体构件

13、14装卸按钮

15、16弹簧

17标签

21～23外部端子

31～34螺钉

40芯组

41～43单电池

44第一支架

45第二支架

46电路基板

47间隔件

48、49、52、53导板(リ一ド板)

50、51绝缘板

461～465引线

具体实施方式

以下示出一个例子来说明用于实施本发明的方式。另外，以下说明中采用的实施方式是为了容易理解地说明本发明的结构和作用、效果而采用的一个例子，本发明在其本质部分以外不受任何以下的方式的限定。

1、电池组1的外观结构

利用图1来说明实施方式所涉及的电池组1的外观结构。

如图1所示，在本实施方式的电池组1中具有筒状的外观形状。在电池组1中，通过第一壳体构件11和第二壳体构件12的组合构成外装壳体。第一壳体构件11和第二壳体构件12通过四根螺钉31～34固定。另外，在图1中，根据图示的情况仅示出三根螺钉31～33。

与第二壳体构件12相比，第一壳体构件11在X-Y面的外周尺寸形成得小。并且，三个外部端子21～23从第一壳体构件11的Z轴方向上端部分的侧面11a向外部露出。在第一壳体构件11中，Z轴方向下端部分11b形成为呈凸缘状地扩展的状态，螺钉31～34插通该部分。

在第二壳体构件12的Y轴方向两侧的侧面安装有装卸按钮13、14。该装卸按钮13、14为将本实施方式所涉及的电池组1相对于设备例如电动工具装卸时使用的按钮，通过按压装卸按钮13、14，能够解除基于锁止件的与安装设备的卡止状态。

2、电池组1的内部结构

使用图2说明电池组1的内部结构。图2是示出电池组1的内部结构的展开立体图。

如图2所示，在电池组1中，在通过第一壳体构件11和第二壳体构件12的组合构成的外装壳体的内部空间中收纳有芯组40，该芯组40包含三根单电池41～43作为构成要件。

第一壳体构件11及第二壳体构件12都为有底筒状，且在双方的开口端于Z轴方向上彼此对接的状态下通过四根螺钉31～34彼此固定。在第一壳体构件11的侧面11a分别对应开设有用于使外部端子21～23向外部露出的孔部11c～11e。并且，在第一壳体构件11的Z轴方向的下端部分11b上开设有螺钉31～34插通的孔11f～11h、…。此外，在图2中，为了方便而省略与螺钉34对应的孔的图示。

装卸按钮13、14通过分别夹着插入螺旋状的弹簧15、16而安装于第二壳体构件12。因此，在不受来自外部的力的状态下，弹簧15、16为伸长的状态，装卸按钮13、14配置在Y轴方向的外侧。

在第二壳体构件12的内部空间12a中，从底面向Z轴方向上方立起设置有四个柱部12f～12i。在各柱部12f～12i中形成有与螺钉31～34对应的内螺纹。并且，在第二壳体构件12的外底面粘贴有标签17。

芯组40具有三根单电池41～43，三根单电池41～43分别具有圆筒状的外观。并且，三根单电池41～43以筒轴彼此平行的方式并列设置，并由第一支架44及第二支架45以从Z轴方向的两外侧覆盖端面的方式保持。第一支架44是呈角部具有圆角的三角形的板状体，第二支架45是呈大致四边形的板状体。三个外部端子21～23卡止于第一支架44，在第二支架45上安装有电路基板46。

芯组40中的第一支架44的X-Y面的形状、尺寸与第一壳体构件11的内部空间的截面形状、尺寸对应(大致三角形)，另一方面，第二支架45的X-Y面的尺寸与第二壳体构件的内部空间12a的截面形状、尺寸对应(大致四边形)。

芯组40收纳于第一壳体构件11及第二壳体构件12的整个两内部空间，单电池41～43的周面与第一壳体构件11及第二壳体构件12的侧壁内表面对置。此外，根据第一壳体构件11及第二壳体构件12的尺寸，也存在单电池41～43的周面与第一壳体构件11及第二壳体构件12的侧壁内表面抵接的情况。

外部端子21～23卡止于第一支架44的上端部分，外部端子21～23的一部分从设置于第一壳体构件11的孔部11c～11e向外部露出，但是外部端子21～23的其他部分夹入在第一支架44的侧面与第一壳体构件11的侧壁内表面之间。因此，在电池组1中，即使不将外部端子21～23通过粘接剂或螺钉等相对于第一支架44进行固定，也能够通过将外部端子21～23夹入在第一支架44与第一壳体构件11之间而可靠地定位并固定。其中，外部端子21～23是将长方形的金属板进行弯曲加工而形成的构件。

电路基板46形成与第二支架45呈相似形的大致四边形，且收纳于第二支架45与第一壳体构件12的内底面之间。在此，电路基板46的X-Y面的尺寸与第二壳体构件12的内底面的尺寸同等或略小于第二壳体构件12的内底面的尺寸，但大于第一壳体构件11的内底面的尺寸。

3、芯组40的结构

使用图3～图5来说明芯组40的结构。图3是示出芯组40的结构的展开立体图，图4是示出电池组1的内部结构的示意截面图。另外，图5是示意性地示出芯组40中的电连接关系的框图。

如图3所示，在本实施方式所涉及的电池组1中，三根单电池41～43具有同一形状、同一尺寸。并且，单电池41～43是例如以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池。在三根单电池41～43中，两根单电池41、42以正极端子41a、42a成为Z轴方向上侧的方式配置，单电池43以负极端子43b成为Z轴方向上侧的方式配置。

在三根单电池41～43中，在它们的中央部分形成的间隙中插入有间隔件47。间隔件47的与各单电池41～43的抵接面47a～47c与单电池41～43的外周面对应而形成为凹状。因此，通过间隔件47的穿插从而抑制三根单电池41～43的相对的移动。

在单电池41的正极端子41a上接合有导板48。在导板48上设置有向Z轴方向下方弯曲的舌部48a。在导板48的舌部48a与单电池41、42的各外装罐之间夹着插有绝缘板50。单电池42的正极端子42a与单电池43的负极端子43b通过导板49接合。在导板49上也设置有向Z轴方向下方弯曲的舌部49a，在导板49的舌部49a与单电池42、43的各外装罐之间夹着插有绝缘板51。

另一方面，单电池41的负极端子与单电池43的正极端子(省略图示)通过导板52接合。另外，在单电池42的负极端子上(省略图示)接合有导板53。在导板52、53上分别设置有向Z轴方向下方弯曲的舌部52a、53a。

在电路基板46中，在Z轴方向下侧的主面46a上安装有多个电子部件(省略图示)，且设置有向Z轴方向上方延伸的多个引线461～465。此外，导板52、53不经由引线，而通过使各舌部52a、53a插通第二支架45的孔从而直接与电路基板46接合。

利用在第二支架45的Z轴方向下侧设置的四个部位的爪45b(在图3中，为了方便，仅图示出三个部位)，将电路基板46在其外边部分卡止。在从电路基板46延伸出的引线461～465中，引线461与外部端子22连接，引线462与导板49的舌部49a连接，引线463与外部端子23连接，引线464与导板48的舌部48a连接，引线465与外部端子21连接。各引线461～465配置于三根单电池41～43的各自的外周面彼此之间的间隙中。

图4(b)示出图4(a)的A-A截面。如图4(b)所示，将第二支架45上的三根单电池41、42、43以各个中心绘成三角形的方式配置成各自的外周面彼此接触或接近的状态。并且，第二支架45安装于第二壳体构件12。在三根单电池41～43的外周面与第二壳体构件12的侧壁之间未夹装支架45，而是如上所述，处于互相对置的关系。

图4(c)示出图4(a)的B-B截面。如图4(c)所示，如上所述，三根单电池41～43(在图4(c)中，为了方便，省略单电池41的图示)的上下被收纳于第一壳体构件11及第二壳体构件12的整个两内部空间。在第一壳体构件12的内部空间中，还收纳有在第二支架45的下侧安装的电路基板46。电路基板46的宽度W₄₆大于第一壳体构件11的内部宽度W₁₁。

如图5所示，在芯组40中，三根单电池41～43通过导板49、52以“三串一并”的方式连接，连接的两端(单电池41的正极端子41a和单电池42的负极端子42b)通过导板48、53及引线464与电路基板46连接。

另外，对于串联连接的单电池41～43，从各连接中间部分(导板49、52)直接或经由引线462向电路基板46输入信号。

返回图3，在第一支架44上，与各外部端子21～23的向Z轴方向下方弯曲的部分对应地设置有引导部分44a～44c。外部端子21～23以其弯曲的部分沿着第一支架44的引导部分44a～44c的状态配置，外部端子21～23夹入在第一支架44的引导部分44a～44c与第一壳体构件11的侧壁内表面之间。

4、电池组1的优势性

在本实施方式的电池组1中，三根单电池41～43在并列设置的状态下收纳于第一壳体构件11及第二壳体构件12的整个两内部空间中。并且，三个外部端子21～23安装于芯组40的第一支架44，且各自的一部分从在第一壳体构件11上开设的孔部11c～11e露出。因此，在本实施方式所涉及的电池组1中，三根单电池41～43和三个外部端子21～23被设置作为一体的芯组40，与外部端子露出的部分配置在从收纳单电池的部分分离的位置的上述现有技术的电池组相比，本实施方式所涉及的电池组1能够实现外形尺寸的小型化。

另外，在电池组1中，在构成外装壳体的两个壳体构件(第一壳体构件11、第二壳体构件12)中，外部端子21～23露出侧的第一壳体构件11这一方具有相对于第二壳体构件12小的底面，由此能够实现安装于设备的部分的小型化。

进而，在电池组1中，电路基板46安装于第二支架45，第二支架45及电路基板46收纳于第二壳体构件12的内部空间12a中。并且，第二壳体构件12的底面这一方以比第一壳体构件11的底面大的尺寸构成。即，如图4(c)所示，将第二壳体构件12的底面的内部宽度设定为能够收纳电路基板46的尺寸，与此相对，将第一壳体构件11的内部宽度W₁₁设定为小于电路基板46的宽度W₄₆，因此在电池组1中，能够避免因电路基板46的尺寸，而导致组件整体的外形尺寸大型化。

由以上可知，在本实施方式所涉及的电池组1中，在具有三根单电池41～43和电路基板46的同时还能够实现外形尺寸的小型化上占优势。

在电池组1中，由于在并列设置的三根单电池41～43的各外周面彼此之间穿插有间隔件47，因此即使在将电池组1安装在设备上进行使用时，也能够将三根单电池41～43相对于外装壳体(第一壳体构件11和第二壳体构件12)的内表面可靠地固定。

另外，在电池组1中，由于外部端子21～23由经弯曲加工的长方形的金属板形成，因此适合大电流的供给，能够作为电动工具、电动助力自行车以及混合动机机动车的电源使用。

另外，在电池组1中，由于三根单电池41～43分别为锂离子二次电池(非水电解质二次电池)，因此与镍氢二次电池或镍镉二次电池等相比，具有较高的电池性能。另外，在电池组1中，由于电路基板46与外部端子21～23及各导板48、49之间通过引线461～465连接，各引线461～465相对于三根单电池41～43配置于相邻的单电池41～43彼此的外周面间的间隙，因此，能够有效地利用单电池41～43彼此之间的空间，能够实现高的空间利用率。

另外，在电池组1中，由于三根单电池41～43的各外周面与第一壳体构件11及第二壳体构件12的内表面对置或抵接，因此与在接触单电池41～43的外周面的部分也配置支架的情况相比，能够实现外形尺寸的小型化，还能够实现轻量化及低成本化。

5、其它事项

在上述实施方式中，作为一个例子而采用了具有三根单电池41～43的方式，但是，当然也可以采用具有两根单电池的结构或具有四根以上单电池的结构。在该情况下，通过形成下述结构：由两个支架保持单电池组的上下两端，在两个支架的一方安装外部端子，在另一方安装电路基板，从而也能够得到与上述同样的效果。

在上述实施方式中，外部端子21～23使用了将长方形的金属板进行弯曲加工而形成的构件，但只要是作为电池组的外部端子使用的端子即可，不局限于此。

另外，在上述实施方式中，由引线461～465将电路基板46与外部端子21～23之间以及电路基板46与导板48、49之间连接，但也可以代替引线而采用导板。

另外，对于电路基板46的形状，不局限于四边形，能够与第二壳体构件12的内部空间的形状配合地进行适当变更。

工业上的可利用性

本发明作为电动工具、电动助力自行车和混合动力机动车的电源，对于实现在小型化上占优势的结构的电池组有效。

Claims

1.一种电池组，其具备：多个单电池；与所述单电池电连接的电路基板及多个外部端子；收纳所述多个单电池、所述电路基板及所述多个外部端子的外装壳体，所述电池组的特征在于，

所述多个单电池分别具有圆筒状的外观，且在各筒轴彼此平行的状态下并列设置，并且，在该并列设置的状态下，由第一及第二支架从所述筒轴方向的两侧外部保持所述多个单电池，

所述外装壳体通过均为有底筒状的第一及第二壳体构件的开口端彼此对接而构成，所述第一壳体构件的底面相对于所述第二壳体构件的底面形成为小的尺寸，在所述第一壳体构件上开设有多个孔部，

由所述第一及第二支架保持的状态的所述多个单电池相对于所述第一壳体构件及第二壳体构件，收纳于其整个内部空间，

所述电路基板的尺寸大于所述第一壳体构件的底面的尺寸，且小于所述第二壳体构件的底面的尺寸，并且所述电路基板安装于所述第二支架，

所述多个外部端子安装于所述第一支架，且各自的一部分从所述第一壳体构件的各孔部向外部露出。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

在所述多个单电池的各外周面彼此之间穿插有间隔件。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，

所述多个单电池具有彼此相同的外形尺寸，

所述间隔件的相对于所述多个单电池的每一个的抵接面以与各单电池的外周面对应的方式形成为凹状。

4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述电路基板与所述多个单电池夹着所述第二支架配置。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述外部端子为经弯曲加工的长方形的金属板。

6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述多个单电池分别为非水电解质二次电池。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述电路基板和所述外部端子通过导板或引线连接，

所述导板或引线相对于所述多个单电池，配置于相邻的单电池彼此的外周面间的间隙。

8.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述多个单电池的各外周面与所述外装壳体的内表面对置或抵接。