CN105990542B - 携带型电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种携带型电源装置，其抑制携带型电源装置跌倒时的端子(43、51、52、53、51’、52’、53’)的损伤。携带型电源装置的壳体(1)呈厚度方向(T)的尺寸相对于宽度方向(W)的尺寸小的长方体形状，构成为通过底面的脚轮(8)和背面的伸缩式手柄(10)能够移动。包含多个单电池的一对模块(21、21’)被支承于基板(12)和模块支承板(16)之间。模块的端子(51、52、53、51’、52’、53’)朝向壳体的短边侧的侧壁突出。模块内的单电池的端子也朝向壳体的短边侧的侧壁突出。壳体的跌倒在尺寸较小的厚度方向产生，所以抑制端子的损伤。

Description

携带型电源装置

技术领域

本发明涉及将电池更优选将能够反复充放电的二次电池收纳于带脚轮的壳体内的携带型电源装置。

背景技术

例如在专利文献1等公开了将二次电池收纳于具备车轮的壳体内，以用户能够移动到所希望的场所的方式构成的携带型电源装置。

该专利文献1的装置中，壳体构成为在俯视时呈大致正方形，并且呈高度低的扁平的箱状，以免收纳电池的壳体跌倒而内部的电池损伤。而且，为在壳体的两侧面具备比较大的车轮的构成。如果是这样的壳体的形状，则不易产生例如移动中的壳体的跌倒。

现有技术文献

专利文献1：特开2006－296109号公报

然而，在如上述那样扁平的大致正方形的壳体中，与收纳电池的内部的容积相比地面的专有面积变大，例如设想使用多个携带型电源装置的状况，则不优选。

另一方面，如果壳体的形状为厚度方向尺寸相对于宽度方向尺寸小的长方体形状，则能够相对地减小地面的专有面积，然而，另一面厚度方向薄的壳体容易跌倒。特别是，在底面具备脚轮而能够移动的壳体中，包含内部的电池而成为重量物的壳体更容易跌倒，此时，电池由于冲击而振动或移动，从电池的封装体突出的端子在壳体内部与其他的部位干扰而容易损伤。

发明内容

本发明着眼于厚度方向尺寸相对于宽度方向尺寸小的长方体形状的壳体中，在厚度方向容易跌倒。

即，本发明的携带型电源装置其特征在于，具备：呈厚度方向尺寸相对于宽度方向尺寸小的大致长方体形状的壳体；沿着该壳体的底面的至少一方的长边设置的多个脚轮；以及被收纳于上述壳体内的电池，上述电池具有从封装体突出的端子，该端子的突出方向朝向上述壳体的短边侧的侧壁。

这样的构成中，即使壳体在其厚度方向跌倒，由于冲击而内部的电池振动或移动，端子也朝向壳体的短边侧的侧壁突出，所以能够抑制端子的损伤。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够防止带脚轮的壳体的跌倒导致的端子的损伤，并且减小携带型电源装置的地面的专有面积。

附图说明

图1是表示本发明的携带型电源装置的外观的立体图。

图2是示意性地表示从侧方观察的携带型电源装置的内部构成的说明图。

图3是携带型电源装置的电路图。

图4是模块内的单电池的连接电路图。

图5是表示模块内的单电池的主要部分的分解立体图。

图6是表示模块的支承构造的主要部分的(a)分解立体图，(b)组装后的立体图，(c)主视图。

图中：1—壳体，1A—主体，1B—罩，2—底面，8—脚轮，10—伸缩式手柄，12—基板，16—模块支承板，18—逆变器单元，19—风扇单元，21、21’—模块，28—BMS单元，41—单电池，42—封装体，43—端子，51、52、53、51’、52’、53’—端子。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的一实施例详细地进行说明。

图1是一实施例的携带型电源装置的外观立体图。该携带型电源装置是在由ABS树脂等的硬质合成树脂构成的壳体1的内部收纳电池，详细而言收纳能够反复充放电的锂离子电池等的二次电池的装置。壳体1呈厚度方向T的尺寸相对于宽度方向W的尺寸较小的大致长方体形状，一实施例中，呈高度方向H的尺寸与宽度方向W的尺寸大致相等的形状。因此，壳体1基本的形状为，具有分别呈大致长方形的底面2以及顶面3、相同地呈长方形的一对侧面4，4、作为面积最大的主面呈接近正方形的矩形的前面5以及背面6的六面体。这些各面构成为大致恒定壁厚的合成树脂制的壁。此外，一对侧面4、4相当于“短边侧的侧壁”，前面5以及背面6相当于“长边侧的侧壁”。

另外，壳体1沿着位于厚度方向T的中间部的边界7，分割构成为包含背面6的主体1A和包含前面5的罩1B。因此，底面2、顶面3以及一对侧面4、4详细而言由主体1A侧的部分和罩1B侧的部分构成。这些主体1A以及罩1B利用硬质合成树脂分别一体成形为深碟状，经由框状的密封部件9(参照图2)相互组合，并且通过以跨过边界7的方式设置于多处的带扣(buckle)(未图示)紧固，相互组装为一体。此外，图示例中，主体1A的厚度方向T的尺寸比罩1B的厚度方向T的尺寸大。换句话说，主体1A为比罩1B更深的碟状。

壳体1分别在底面2的四角具备脚轮8。作为该脚轮8优选使用能够以相对于壳体1的底面2的安装轴为中心360°旋转的形式的脚轮8，以便能够使壳体1向包含倾斜方向等的任意的方向移动。

在壳体1的背面6设置有在携带型电源装置的移动时向上方拉开使用的伸缩式手柄10。该伸缩式手柄10是上端的横棒10b连结一对纵棒10a的构成，纵棒10a从固定于壳体1的背面6的手柄基础部10c(参照图2)滑动而伸缩，在伸缩式手柄10不使用时能够以横棒10b成为与壳体1的顶面3几乎对齐的高度位置的方式储存。此外，图1表示拉出伸缩式手柄10的状态。

图2是示意性地表示从一方的侧面4的方向观察携带型电源装置的内部构成的状态的剖面说明图。如图示，在主体1A的内侧，由大致矩形的金属板构成的基板12沿着背面6的壁配置。该基板12具有从内侧覆盖构成背面6的壁的几乎整体的大小，相对于位于背面6的外侧的手柄基础部10c，经由贯通壳体1的壁的多个铆钉13固定。换句话说，通过铆接铆钉13，从而成为用基板12和手柄基础部10c从两侧夹持背面6的合成树脂制的壁的构成。

在基板12设置有柱状地突出的多个螺栓14，在该多个螺栓14的前端固定有由大致矩形的金属板构成的模块支承板16。换句话说，模块支承板16以与基板12平行且从基板12隔离规定间隔的方式，通过基板12被支承。在形成于该基板12和模块支承板16之间的空间收纳有将二次电池的直流电流转换为与工业电源相同的100V交流的逆变器单元18、使冷却用的空气在壳体1内强制循环的风扇单元19。这些逆变器单元18以及风扇单元19被支承于基板12。

在上述模块支承板16如后述以相互层叠的状态支承有将多个单电池收纳而成的呈扁平的箱状的两个模块21、21’。详细而言，配置有隔着两个模块21、21’而与模块支承板16对置的由大致矩形的金属板构成的端板22，用贯通模块21、21’的四角的4个螺钉23将端板22朝向模块支承板16紧固，从而两个模块21、21’以被夹持于两者间的方式被固定支承。

在壳体1的主体1A侧的底部沿着底面2的壁设置有由金属板构成的脚轮加强托架25。该脚轮加强托架25遍及壳体1的宽度方向W的整体延伸，在两端的矩形状的座部分别安装有主体1A侧的脚轮8。详细而言，脚轮8的安装基部8a通过贯通壳体1的底面2的壁的多个螺钉26固定于脚轮加强托架25，壳体1的合成树脂制的壁被夹持于脚轮加强托架25和脚轮8的安装基部8a之间。

脚轮加强托架25的前缘部25a从壳体1的底面2的壁分离而升起为阶梯状。另一方面，在端板22的下端设置有朝向模块支承板16折弯90°的折弯部22a。该折弯部22a在脚轮加强托架25的前缘部25a上重叠，通过未图示的多个螺钉相互结合。换句话说，端板22通过贯通模块21、21’的多个螺钉23支承于模块支承板16乃至基板12，另一方面通过脚轮加强托架25连结于主体1A侧的脚轮8的安装基部8a。

另外，在模块支承板16的上端，位于模块21、21’的上方的BMS支承托架27通过未图示的螺钉被安装。在该BMS支承托架27的上表面支承BMS(电池管理系统)单元28。

如以上，被收纳于壳体1内的构成要素全部直接或者间接支承于主体1A侧。此外，罩1B侧的脚轮8被安装于罩1B侧的底面2，根据需要，能够在底面2的壁的内侧设置金属制的加强板。

图3的电路图表示上述的携带型电源装置(图3中以标记101表示)的基本的电路构成，携带型电源装置101如图示，具备将两个模块21、21’串联连接的二次电池102、逆变器103、BMS(电池管理系统)104、风扇105、操作显示部110、电流检测器111以及开关112，113。对该携带型电源装置101的二次电池102的充电使用具备AC/DC转换器的充电器106，通过一般的交流100V的工业电源来进行。首先，充电器106与充电端子107连接。BMS104检测充电端子107的电压，判定连接了充电器106，使开关112为导通状态，从而开始对二次电池102的充电。充电中，BMS104检测二次电池102的电压以及电流，判定出充电结束的情况下，为了停止充电而使开关112为非导通状态，并且用操作显示部110进行充电结束的意旨的显示。

接下来，将充电器106从携带型电源装置101取下，输出端子108与家电产品等的负荷109连接。BMS104在检测出操作显示部110的供电开始按钮被按下时，使开关113为导通状态，并且向逆变器103内的控制器传递开始指示。由此，转换为与工业电源相同的交流100V之后，进行对负荷109的供电。另外，BMS104监视逆变器103的动作状态，而判定为异常，或者检测二次电池102的电压或者电流，而判定为过放电状态，则使开关113为非导通状态从而停止供电。此时，用操作显示部110还进行警报显示。并且，BMS104在充电时或供电时，检测逆变器103的温度以及二次电池102的温度，如果逆变器103的温度成为规定值以上的高温，则使风扇105工作，如果二次电池102的温度成为规定值以上的高温，则使开关113为非导通状态。

此外，图3的电路图中的二次电池102对应于串联连接两个模块21、21’而成的部件，逆变器103、BMS104、风扇105分别对应于逆变器单元18、BMS单元28、风扇单元19。充电端子107、输出端子108以及操作显示部110没有具体图示，然而设置在壳体1的适当的位置。

接下来，对作为本发明的主要部分的模块21、21’的支承构造进一步进行说明。本实施例的模块21包含4个单电池41，如图4所示，是将每2个并联连接后串联连接的所谓的“2并2直”的构成。更具体而言，作为单电池41，如图5所示，使用将片状的正极以及负极经由隔离物交替地层叠多个而成的电极层叠体和电解液一起收纳于由层压膜构成的具有挠性的封装体42的内部的扁平的锂离子电池。该单电池41具有封装体42的周缘部被热融着而成的长方形的外形状，在短边侧的一边，正负的薄板状的端子43从封装体42突出地设置。该薄板状的端子43通过封装体42的一边的接合面从内部的电极层叠体向封装体42的外部导出。

4个单电池41与沿着其短边上下配置的合成树脂制的架45、46一起相互层叠，并且被收纳于由箱状的金属罐构成的模块壳体内，作为模块21构成。4个单电池41的一对端子43如图示，其正负的朝向以及短边上的位置分别不同，分别焊接于3个端子衬片47、48、49的对应位置，从而相互电连接以成为如图4所示的电路。而且，各端子衬片47、48、49分别具备正端子51、负端子52、以及中间电位检测端子53。这些端子51、52、53在模块21的短边侧的侧面，分别以矩形的突起状突出地设置。

模块21’也与模块21相同地构成，具备端子51’、52’、53’。

此外，若将模块21、21’作为本发明的“电池”，则模块壳体相当于“封装体”，端子51、52、53、51’、52’、53’从该模块壳体突出。

图6(a)、(b)、(c)是将一对模块21、21’在模块支承板16和端板22之间支承的构成的说明图，呈长方形的箱型的模块21、21’以其短边朝向侧方的姿势配置。换句话说，以各个端子51、52、53、51’、52’、53’朝向壳体1的一方的侧面4突出的方式，从正面(参照图(c))观察模块21、21’以横宽的姿势配置。模块21、21’在四角具备贯通孔55，如前述，用4个螺钉23将端板22和模块支承板16相互紧固，从而如图(b)所示一对模块21、21’被固定支承。此外，贯通孔55位于与图5所示的架45、46的两端的圆形开口部55a对应的位置，各螺钉23贯通该架45、46的圆形开口部55a。在从模块21、21’的侧面突出的端子51、52、53、51’、52’、53’，未图示的母线通过螺丝被安装，与端子51和端子52’连接，并且端子51’与图3的携带型电源装置101内的高电位线连接，端子52与低电位线连接。并且，端子51(或者52’)、52、53、51’、53’为了测定各端子间电压，与BMS104电连接。

模块21、21’内的单电池41中的薄板状的端子43如前述，与在模块21、21’的侧面露出的端子51、52、53、51’、52’、53’朝向相同的方向突出。因此，单电池41的薄板状的端子43的突出方向也朝向壳体1的一方的侧面4。

如上述那样构成的携带型电源装置利用脚轮8和伸缩式手柄10，与一般的带脚轮的旅行箱等相同，用户能够拉着走，能够容易地使其移动到包含野外的所希望的位置。而且，在上述携带型电源装置中，壳体1的基本形状呈厚度方向T的尺寸相对于宽度方向W的尺寸小的长方体形状，因此，地面的专有面积变小，在集中放置多数的携带型电源装置的情况下有利，并且移动时，根据需要，能够在使壳体1倾斜的状态下容易移动。

另一方面，厚度方向T的尺寸相对于宽度方向W的尺寸较小，所以移动时等有壳体1跌倒的可能性，特别是，在尺寸小的厚度方向T上容易跌倒。换言之，壳体1的跌倒基本上沿着尺寸小的厚度方向T产生，不易在与其正交的宽度方向W跌倒。

这样的壳体1的跌倒时，由于其冲击而模块21、21’在壳体1内振动或移动，相同地，模块21、21’内的单电池41在模块壳体内振动或移动。此时，若模块21、21’的端子51、52、53、51’、52’、53’或单电池41的端子43朝向移动方向突出，则与壳体1内或者模块壳体内的某个部位碰撞或接触，有可能产生变形等的损伤。与此相对的，上述实施例的构成中，模块21、21’的端子51、52、53、51’、52’、53’朝向与跌倒方向正交的方向即壳体1的侧面4突出，所以能够抑制跌倒时的冲击导致的变形等的损伤。相同地，单电池41的端子43也在模块21、21’内，朝向与跌倒方向正交的方向即壳体1的侧面4突出，所以能够抑制跌倒时的冲击导致的损伤。

特别是，具有由层压膜构成的封装体42的单电池41中，端子43由薄的金属板构成，所以若在模块壳体内单电池41朝向端子43的突出方向移动，则被端子衬片47、48、49或模块壳体内壁面按压，反而被较强地拉动，容易变形或损伤。通过如上述实施例那样将端子43向与跌倒方向正交的方向导出，从而能够抑制这样的变形·损伤。

另外上述实施例中，伸缩式手柄10的拉伸方向为沿着壳体1的高度方向H，而且行驶面的凹凸引起的振动也沿着壳体1的高度方向H施加，然而模块21、21’的端子51、52、53、51’、52’、53’以及单电池41的端子43的突出方向与这些负载输入方向正交，所以相同地，这些负载输入引起的端子51、52、53、51’、52’、53’、43的变形·损伤的可能性降低。

并且上述实施例中，模块21、21’或者多个扁平的单电池41与壳体1的面中成为最大的主面的背面6基本平行地被层叠收纳，所以和与底面2平行地层叠单电池41的构成相比，能够利用电极面积大的单电池41。因此，能够有效利用壳体1的内容积而确保较大的电池容量。

此外，上述实施例中，成为模块21、21’的端子51、52、53、51’、52’、53’以及单电池41的端子43的双方朝向侧面4突出的构成，然而本发明中，任意一方的端子朝向壳体的短边侧的侧壁突出的构成即可。

另外上述实施例中，单电池41在一边具备正负一对的端子43，然而本发明也适用于在相互相反侧的两边的一方配置正极端子，在另一方配置负极端子的单电池。

另外上述实施例中具备四个脚轮8，然而也可以为在底面2的一方侧即背面6侧具备一对脚轮，在另一方侧具有固定的脚部的构成。

Claims (5)

1.一种携带型电源装置，其特征在于，具备：

呈厚度方向尺寸相对于宽度方向尺寸小的大致长方体形状的壳体；

沿着该壳体的底面的至少一方的长边设置的多个脚轮；以及

被收纳于上述壳体内的电池，

上述电池具有从封装体突出的端子，该端子的突出方向朝向上述壳体的短边侧的侧壁，

上述端子为包含多个单电池的模块的端子，

在上述壳体的内侧，由金属板构成的基板沿着上述壳体的背面的壁配置，该基板经由贯通上述壳体的上述壁的多个铆钉固定，

在上述基板设置有柱状地突出的多个螺栓，在该多个螺栓的前端固定有由金属板构成的模块支承板，

在上述模块支承板以相互层叠的状态支承有上述模块，

在上述壳体内配置有与上述模块支承板对置的由金属板构成的端板，用贯通上述模块的四角的螺钉将端板朝向模块支承板紧固，从而上述模块以被夹持于上述端板与上述模块支承板之间的方式被固定支承。

2.根据权利要求1所述的携带型电源装置，其特征在于，

上述端子为单电池的端子。

3.根据权利要求1所述的携带型电源装置，其特征在于，

上述电池为使用具有挠性的层压膜作为上述封装体的扁平的电池，上述端子为从上述层压膜的接合面延伸的薄板状的端子。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的携带型电源装置，其特征在于，

沿着上述壳体的长边侧的一个侧壁具有伸缩式手柄。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的携带型电源装置，其特征在于，

上述壳体沿着位于厚度方向的中间部的边界，被分割构成为主体和罩，

包含多个单电池的扁平的箱状的模块以与构成上述主体的主面的侧壁大致平行的姿势被收纳于上述壳体内。