CN114207922A

CN114207922A - 电池组

Info

Publication number: CN114207922A
Application number: CN202080055288.6A
Authority: CN
Inventors: 若林健明; 竹田宪作
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Panasonic New Energy Co ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2022-03-18
Also published as: EP4040581A1; WO2021065368A1; US20220294067A1; JPWO2021065368A1

Abstract

简单地组装并实现优越的耐振动特性。电池组将电路基板(3)放置于容纳多个电池的电池保持架(2)，在电路基板(3)的两侧的平行的滑动侧缘设置第一卡止部(31)，在电池保持架(2)设置电路基板(3)的插入引导件(20)，在被插入插入引导件(20)的电路基板(3)的两侧配置设置了被卡止于第一卡止部(31)的第二卡止部(22)的细长的一对弹性延长部(21)，将电路基板(3)插入电池保持架(2)的插入引导件(20)，将第二卡止部(22)卡止于第一卡止部(31)，由此将电路基板(3)保持在电池保持架(2)的固定位置。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及具备与电池连接的电路基板的电池组，尤其涉及最适于无绳设备的电源的电池组。

背景技术

正在开发在将多个电池配置于固定位置的电池保持架固定电路基板的电池组，在该电路基板安装对电池的充放电进行控制的控制电路。作为该构造的电池组，正在开发能够将电路基板插入电池保持架且配置于固定位置的连结构造。(专利文献1)

以上的电池组将插入电路基板的引导槽设置于电池保持架。进而，电池保持架将弹性卡止片一体地成型设置，该弹性卡止片保持为被插入到引导肋的电路基板不会脱落。弹性卡止片配置为向插入电路基板的引导槽弹性地突出，在电路基板设置有引导弹性卡止片的卡止凹部。该构造的电池组将电路基板插入电池保持架的引导槽，使弹性卡止片向子电路基板的卡止凹部弹性地突出，并配置于引导槽，以使得电路基板不会脱落。该电池组能够配置为，将电路基板插入电池保持架的引导槽，不会向电池保持架的固定位置脱落。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-146774号公报

发明内容

-发明所要解决的课题-

以上的电池组能够简单地将电路基板与电池保持架连结，从而能够简单地进行组装工序。然而，该电池组将向电路基板的卡止凹部按压向引导槽弹性地突出的弹性卡止片，并将电路基板配置于固定位置，因此难以实现优越的耐振动特性，电路基板、电池保持架的电路基板连结部有时会因振动、冲击而破损。

本发明是以进一步消除以上的缺点为目的而被开发的，本发明的目的之一在于，提供一种能够简单且容易、而且高效地大量生产、同时实现优越的耐振动特性的电池组。

-用于解决课题的手段-

电池组具备：将多个电池配置于固定位置的电池保持架；以及与电池电连接且配置于电池保持架的固定位置的电路基板，电路基板是在两侧具有相互平行的滑动侧缘的板状，且在两侧的滑动侧缘设置第一卡止部，电池保持架具有：使电路基板沿着滑动侧缘移动的插入引导件；以及配置于被插入到插入引导件的电路基板的两侧的细长的一对弹性延长部，在弹性延长部设置被卡止于第一卡止部且将电路基板卡止于固定位置的第二卡止部，将第一卡止部与第二卡止部中的任一方设为卡止凹部，将另一方设为卡止凸部，将电路基板向插入引导件插入，并将第二卡止部卡止于第一卡止部，由此电路基板被保持于电池保持架的固定位置。

-发明效果-

以上的电池组存在在简单且高效地大量生产的同时实现优越的耐振动特性的优点。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的电池组的立体图。

图2是图1所示的电池组的II-II线剖视图。

图3是图1所示的电池组的分解立体图。

图4是表示图3所示的电池组的电池块的立体图。

图5是表示将电路基板放置到电池保持架的状态的水平剖视图。

图6是表示将电路基板放置于电池保持架的状态的水平剖视图。

图7是表示将电路基板放置于电池保持架的状态的放大立体图。

图8是表示将电路基板放置于电池保持架的状态的放大立体图。

图9是第一电池保持架的主要部位放大底面立体图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明。另外，在以下的说明中，根据需要使用表示特定的方向、位置的用语(例如，“上”，“下”及包括这些用语的其他用语)，但这些用语的使用是为了使参照附图中的发明的理解变得容易，并非是利用这些用语的含义来限制本发明的技术范围。此外，多个附图所示出的相同附图标记的部分表示相同或同等的部分或者构件。

进而，以下所示的实施方式表示本发明的技术思想的具体例，并非将本发明限定为以下内容。此外，以下所记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等只要没有特定性的记载，则并不是将本发明的范围仅限定于此的意思，而是打算进行例示。另外，在一个实施方式、实施例中说明的内容，也能够应用于其他实施方式、实施例。此外，附图所示的构件的大小、位置关系等为了使说明明确，有时会有所夸张。

本发明的第一实施方式的电池组具备：将多个电池配置于固定位置的电池保持架；以及经由引线板与电池连接且配置于电池保持架的固定位置的电路基板。电路基板是在两侧具有相互平行的滑动侧缘的板状，在两侧的滑动侧缘设置有第一卡止部。电池保持架具备：使电路基板沿着滑动侧缘移动的插入引导件；以及配置于被插入引导件引导的电路基板的两侧的细长的一对弹性延长部。弹性延长部具备被卡止于第一卡止部且将电路基板卡止于固定位置的第二卡止部。第一卡止部与第二卡止部中的任一方为卡止凹部，另一方为卡止凸部，将电路基板向插入引导件插入，并将第二卡止部卡止于第一卡止部，由此将电路基板保持于电池保持架的固定位置。

以上的电池组存在以下优点：能够简单地将电路基板放置于固定位置并高效地大量生产，进而，能够实现优越的耐振动特性。这是因为，以上的电池组在电路基板的两侧的滑动侧缘设置第一卡止部，在电池保持架设置将电路基板插入的插入引导件，并在该插入引导件将具有第二卡止部的弹性延长部设置成一体构造，在将电路基板插入电池保持架的状态下，用一对弹性延长部弹性地夹持并保持电路基板的两侧。

本发明的第二实施方式的电池组能够设为以下构造，将弹性延长部设为在电路基板的插入方向上延伸的细长的形状，将两端与电池保持架连结，并在中间部设置第一卡止部。该电池组在插入电路基板的状态下，能够将弹性延长部弹性变形为弓形而提高复原力，能够在长期内将电路基板配置于固定位置。进而，弹性延长部保持电路基板的两侧，实现极其优越的耐振动特性。

本发明的第三实施方式的电池组能够设为以下形状：在电池保持架平行地设置两列狭缝，在狭缝之间设置细长的弹性延长部，换言之设为在弹性延长部的两侧设置狭缝。该电池组存在以下优点：能够以简单的模具高效地大量生产设置有弹性延长部的电池保持架，从而减少制造成本。另外，作为将弹性延长部与电池保持架一体成型的构造，也能够实现优越的耐老化性。此外，也存在能够将狭缝配置于内侧的圆筒型电池的表面露出而高效地散热的优点。

本发明的第四实施方式的电池组能够将第一卡止部作为卡止凹部，将第二卡止部作为卡止凸部，在该卡止凸部设置朝向电路基板的插入方向并接近滑动侧缘的倾斜面。该电池组存在能够将电路基板顺畅地插入电池保持架的固定位置并可靠地配置于固定位置的优点。

本发明的第五实施方式的电池组能够将卡止凹部和卡止凸部在电路基板的拉拔方向上相互抵接的面设为与拉拔方向正交的垂直面。该电池组能够通过抵接的垂直面，将插入到电池保持架的固定位置的电路基板保持为不会从固定位置脱落。

本发明的第六实施方式的电池组能够将电池作为圆筒型电池，在电池保持架设置以平行姿态将多个圆筒型电池配置于相同平面的波形表面板，在该波形表面板的外侧表面配置电路基板。该电池组具有能够将多个圆筒型电池配置于相同平面且将大的电路基板配置于电池保持架的优点。能够增大的电路基板存在能够将所安装的部件的发热高效地散热，进而降低安装密度且能够在长期内稳定地动作的优点。

本发明的第七实施方式的电池组能够将弹性延长部一体构造地连结于电池保持架的波形表面板。该电池组可靠地稳定连结弹性延长部和电池保持架，从而能够实现能够进一步提高耐振动特性的优点。

本发明的第八实施方式的电池组能够在第一电池保持架的波形表面板设置向外侧表面突出的多列弯曲凸条，将配置于电路基板的两侧的一对弹性延长部沿着不同的弯曲凸条、例如相邻的弯曲凸条的峰部配置，电路基板设为将弯曲凸条的谷部覆盖的形状。该电池组能够在电路基板与电池保持架之间通过谷部设置宽广的空间，因此存在在背面也能够将具有突出部的电路基板配置于电池保持架的优点。

本发明的第九实施方式的电池组能够沿着设置于第一电池保持架的波形表面板的弯曲凸条的峰部配置弹性延长部，在该弹性延长部的两侧设置狭缝。该电池组具有能够使圆筒型电池的表面从设置于弯曲凸条的峰部的狭缝露出而高效地散热的优点。

本发明的第十实施方式的电池组能够作为被置于装备马达的电气设备的电源来使用。进而，本发明的第十一实施方式的电池组能够作为被置于吸尘器的电源来使用。另外，本发明的第十二实施方式的电池组能够放置于自走式吸尘器并作为电源来使用。诸如此类的电池组具有能够防止由旋转的马达的振动带来的弊端且可在长期内使用的优点。

(实施方式1)

图1表示被置于装备马达的电气设备例如吸尘器、尤其是在室内自走的吸尘器的电源所使用的电池组。吸尘器等的装备马达的电气设备通过旋转的马达而始终受到振动，因此耐振动特性是非常重要的。其中，将电源设为电池组的电气设备是未连接电源线的无绳式而不是安装类型，因此对电池组要求在掉落时能承受冲击的耐振动特性。因此，本发明并非将电池组的用途确定为吸尘器等的装备马达的电气设备，也能够使用于将电源设为电池的其他全部的电气设备。

图1～图9所示的电池组100具备将多个电池1配置于固定位置的电池保持架2以及与该电池保持架2连结的电路基板3。图1～图4的电池组100将电路基板3连结至电池保持架2而设为电池块10，在该电池保持架2连结有多个电池1。电池块10容纳于外装壳体4。图中的电池组100将电池保持架2的一部分兼用作外装壳体4。

(电池块10)

图中的电池组100将两组电池块10串联地连结。图中的电池保持架2将四个圆筒型电池1A以平行姿态配置于相同平面。两组电池块10以将所容纳的圆筒型电池1A配置为直线状的姿态，连结有电池保持架2的端面。已被连结的两组电池块10将电路基板3连结于电池保持架2的表面。电路基板3配置于以直线状被连结的两组电池保持架2的表面且经由引线板5而与两组电池块10连接。电池组100能够增加电池保持架2所容纳的电池1的个数，还能够增加所连结的电池块10的个数，提高输出电压，或者能够增大充放电容量。因此，考虑被设置的无绳设备所要求的输出电压与充放电容量来调整电池保持架2所容纳的电池1的个数和串联地连结的电池块10的个数。

(电池1)

图中的电池保持架2将电池1作为锂离子电池的圆筒型电池1A，容纳于电池保持架2。将电池1作为锂离子电池的电池组100能够增大容积和与重量对应的输出。其中，取代锂离子电池，电池也可使用锂聚合物电池、镍氢电池。因此，本发明并未将电池确定为锂离子电池。电池能够使用可充电的全部电池。此外，图中的电池组100将电池1设为圆筒形电池1A，但电池也能够使用方形电池。

(电池保持架2)

电池保持架2为绝缘性的塑料制，设置有插入圆筒形电池1A并配置于固定位置的圆柱状的容纳部。图中的电池保持架2通过连结成可分割给圆筒形电池1A的两面的第一电池保持架6和第二电池保持架7来构成。第一电池保持架6和第二电池保持架7由绝缘材料的塑料分别成型。第一电池保持架6和第二电池保持架7将圆筒形电池1A配置在内侧而连结，由此将电池1配置于固定位置。如图2所示那样，第一电池保持架6和第二电池保持架7将相互接触的对置面作为嵌合构造，并相互连结于固定位置。在将第一电池保持架6和第二电池保持架7连结的状态下，电池保持架2将圆筒形电池1A保持在固定位置。

图2～图8所示的电池组100在第一电池保持架6的表面连结有电路基板3。第一电池保持架6具有将多个圆筒型电池1A以平行姿态配置于相同平面的波形表面板23，在该波形表面板23的外侧表面配置有电路基板3。第一电池保持架6和第二电池保持架7将内表面成型为沿着圆筒型电池1A的表面的波形，并以平行姿态将圆筒型电池1A排列配置于相同平面。图2及图3的电池组100将第二电池保持架7兼用作外装壳体4。该电池组100通过覆盖壳体8与第二电池保持架7来构成外装壳体4。覆盖壳体8与第二电池保持架7连结，且将第一电池保持架6配置于内部。第二电池保持架7将保持肋24一体成型地设置于内表面，该保持肋24将圆筒型电池1A配置于固定位置，由此连结第一电池保持架6并将圆筒型电池1A保持在固定位置。

(引线板5)

被第一电池保持架6和第二电池保持架7夹持且已被配置在固定位置的电池1以点焊等的方法将引线板5连结于两端的电极。引线板5将电池1并联或者串联地连接。进而，成为电池块10的输出侧的电池1的电极连接着与电路基板3连接的引线板5的一端。该引线板5从电池保持架2被向外部引出，以点焊等的方法连接于电路基板3的表面，由此将电池块10连接于电路基板3。从电池块10被引出的引线板5在将电路基板3插入的状态下，如图7及图8所示那样，成为向外侧弯折的状态。该引线板5将电路基板3配置于第一电池保持架6的固定位置，并将前端部向电路基板3按压，用点焊等的方法进行连接。

(电路基板3)

电池组100将电路基板3固定于相互串联地连结的两组电池块10的表面。该电池组100将电路基板3连结于第一电池保持架6的表面。电池块10将多个电池1(在图2中为四个电池1)配置于相同平面，但电路基板3以与配置电池1的平面平行的姿态配置于电池块10的表面。电路基板3为在两组电池块10的长度方向上延伸的细长的形状，在两组电池块10的第一电池保持架6的表面配置为桥接状态，由此将两组电池块10连结。

图5～图8的电路基板3是在其两侧具有相互平行的滑动侧缘30的长方形的板状，在两侧的滑动侧缘30设置有第一卡止部31。第一卡止部31被卡止于设置在电池保持架2的第二卡止部22，由此将电路基板3配置于电池保持架2的固定位置。图中的电路基板3在滑动侧缘30的大致中央部设置有一个第一卡止部31，但在滑动侧缘也可设置多个第一卡止部。

(插入引导件20)

设置有第二卡止部22的第一电池保持架6为了将电路基板3配置于固定位置，设置有确定电路基板3的插入方向的插入引导件20。图4～图8的电池组100沿着被插入的电路基板3的滑动侧缘30而设置有两列插入引导件20，以使得在串联地连结着的两组电池块10的长度方向上插入电路基板3。电路基板3被两列插入引导件20的内侧引导，由此向电池块10的长度方向插入。插入引导件20是沿着被插入的电路基板3的两侧延伸的垂直壁，配置于与电路基板3的滑动侧缘30的对置位置。进而，插入引导件20在上端缘局部地设置固定片25，以使得被插入的电路基板3不会脱落。图2的插入引导件20在与电路基板3的滑动侧缘30之间设置少许的间隙(例如，0.5mm～2mm)，以便能使电路基板3在插入方向顺畅地移动。

图2及图5～图8的第一电池保持架6在波形表面板23的外侧面设置有两列插入引导件20。电路基板3被插入两列插入引导件20之间。第一电池保持架6将波形表面板23的外侧面设为沿着圆筒型电池1A的表面的波形，并设置有多列(在图中为四列)的弯曲凸条26。弯曲凸条26将横截面形状设为沿着圆筒型电池1A的表面的半圆形，在内表面配置有圆筒型电池1A。两列插入引导件20构成为，沿着多列弯曲凸条26之中的不同的弯曲凸条26的峰部、在图中沿着相邻的两列弯曲凸条26的峰部设置垂直壁。被插入两列插入引导件20之间的电路基板3被波形表面板23的表面、作为插入引导件20的垂直壁的内表面和固定片25的下表面引导，由此被插入第一电池保持架6的表面。第一电池保持架6将圆筒型电池1A配置于在波形表面板23设置的弯曲凸条26的内侧。换句话说，波形表面板23将内表面成型为沿着圆筒型电池1A的表面的形状且在表面设置弯曲凸条26。因此，在弯曲凸条26的内侧配置有圆筒型电池1A。

(弹性延长部21)

设置于第一电池保持架6且构成插入引导件20的垂直壁将中央部兼用作弹性延长部21。如图7～图9所示那样，弹性延长部21设为在两侧设置狭缝27且可弹性变形的形状，将两端连结于电池保持架2。该弹性延长部21以电路基板3被插入的状态弹性变形为弓形。插入引导件20的垂直壁在两侧开设狭缝27，以可弹性变形为弓形的形状设置于第一电池保持架6。插入引导件20和弹性延长部21通过以直线状延伸的垂直壁来构成，且配置于与电路基板3的滑动侧缘30的对置位置。弹性延长部21设置卡止凸部22A，以作为被向设置在滑动侧缘30的第一卡止部31即卡止凹部31A引导的第二卡止部22，以使得已被插入至插入引导件20的电路基板3不会脱落。

图中的第一电池保持架6将电路基板3配置于波形表面板23的表面，该波形表面板23在外侧表面有多列弯曲凸条26。保持电路基板3的两侧的一对弹性延长部21沿着以相互平行姿态配置的不同的弯曲凸条26的峰部、在图中为相邻的弯曲凸条26的峰部配置。配置于该位置的电路基板3配置于将弯曲凸条26之间的谷部28覆盖的位置，因此在作为背面的谷部28在与电池保持架2的表面之间能够形成宽广的间隙。因此，在背面也能够配置具有突出部的电路基板3。图中的第一电池保持架6在相邻的弯曲凸条26的峰部设置垂直壁，来配置插入引导件20和弹性延长部21，因此电路基板3的横向宽度成为弯曲凸条26的峰部的间隔。电池保持架2向设置峰部的弯曲凸条26的电路基板3的宽度方向变更，且能够将配置于固定位置的横向宽度较宽的电路基板3配置于固定位置。

图5～图9的弹性延长部21将两端连结于电池保持架2，因此在将电路基板3插入的状态下弹性变形为弓形，但在卡止凸部22A被向电路基板3的卡止凹部31A引导的状态下，稳定地复原成原始的形状的直线状。狭缝27的长度确定弹性延长部21的全长，狭缝27的横向宽度确定弹性延长部21进行弹性变形的位移量。弹性延长部21可增长狭缝27且顺畅地变形并提高复原性。较长的弹性延长部21可配置于固定位置，以使得增大卡止凸部22A的突出量，可靠地稳定电路基板3而不会使其脱落。由此，弹性延长部21的全长(L)、即狭缝27的长度，例如为1cm以上，优选为2cm以上，最佳为3cm以上。考虑设置在弹性延长部21的卡止凸部22A的突出高度(t)，即在插入电路基板3的状态下根据弹性延长部21的位移量来确定狭缝27的横向宽度(d)，将狭缝27的横向宽度(d)设定得比卡止凸部22A的突出高度(t)还大。

图5的卡止凸部22A为直角三角形状或者梯形状，设为朝向电路基板3的插入方向并接近滑动侧缘30的倾斜面22a。进而，该图所示的卡止凹部31A和卡止凸部22A将在电路基板3的拉拔方向上相互抵接的面设为与拉拔方向正交的垂直面22b、31b。该卡止构造具有以下优点：能一边将电路基板3顺畅地插入，一边向固定位置插入，由此在卡止凸部22A被引导至卡止凹部31A的状态下可靠地阻止电路基板3脱落。以上的卡止构造能利用卡止凹部31A和卡止凸部22A可靠地阻止电路基板3在脱落的方向的移动。为了阻止已被插入固定位置的电路基板3的插入方向的位置偏移，图5及图6的电路基板3在滑动侧缘30的后端部设置有向两侧突出的凸缘状的限位器凸部32。限位器凸部32与电池保持架2的端面触碰，以阻止电路基板3的插入方向的移动。

如图9所示那样，第一电池保持架6在垂直壁的两侧设置狭缝27，设置具有卡止凸部22A的弹性延长部21，且在插入引导件20的固定片25的周围也设置有狭缝状的开口部，该第一电池保持架6能够在不使用复杂的模具的情况下，利用一对模具高效地大量生产。这是因为，利用一对模具将塑料成型，能够将弹性延长部21和具有固定片25的插入引导件20以一体构造成型于电池保持架2。

-产业上的可利用性-

本发明的电池组能够有效地用作各种各样的无绳设备的电源。

-符号说明-

100...电池组

1...电池

1A...圆筒型电池

2...电池保持架

3...电路基板

4...外装壳体

5...引线板

6...第一电池保持架

7...第二电池保持架

8...覆盖壳体

10...电池块

20...插入引导件

21...弹性延长部

22...第二卡止部

22A...卡止凸部

22a...倾斜面

22b...垂直面

23...波形表面板

24...保持肋

25...固定片

26...弯曲凸条

27...狭缝

28...谷部

30...滑动侧缘

31...第一卡止部

31A...卡止凹部

31b...垂直面

32...限位器凸部。

Claims

1.一种电池组，具备：将多个电池配置于固定位置的电池保持架；以及与所述电池连接、且配置于所述电池保持架的固定位置的电路基板，

所述电池组的特征在于，

所述电路基板为在两侧具有相互平行的滑动侧缘的板状，且两侧的所述滑动侧缘具有第一卡止部，

所述电池保持架具有：

使所述电路基板沿着滑动侧缘移动的插入引导件；以及

配置于被插入到所述插入引导件的电路基板的两侧的细长的一对弹性延长部，

所述弹性延长部具有被卡止于所述第一卡止部且将所述电路基板卡止于固定位置的第二卡止部，

所述第一卡止部和所述第二卡止部的任一方为卡止凹部，将另一方作为卡止凸部，

在所述电路基板被插入所述插入引导件的状态下，所述第一卡止部卡止于所述第二卡止部，由此所述电路基板被保持于所述电池保持架的固定位置。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述弹性延长部为在所述电路基板的插入方向上延伸的细长的形状，两端连结于所述电池保持架且在中间部具有所述第一卡止部。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，

所述电池保持架平行地设置两列狭缝，且将所述狭缝之间作为细长的所述弹性延长部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述第一卡止部为卡止凹部，

所述第二卡止部为卡止凸部，

所述卡止凸部具备朝向所述电路基板的插入方向且接近滑动侧缘的倾斜面。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，

所述卡止凹部和所述卡止凸部将在所述电路基板的拉拔方向上相互抵接的面作为与拉拔方向正交的垂直面。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述电池为圆筒型电池，

所述电池保持架具有将多个圆筒型电池以平行姿态配置于相同平面的波形表面板，

在所述波形表面板的外侧表面配置所述电路基板。

7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，

所述弹性延长部以一体构造连结于所述波形表面板。

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，

所述波形表面板具有向外侧表面突出的多列弯曲凸条，

配置于所述电路基板的两侧的一对所述弹性延长部沿着不同的所述弯曲凸条的峰部配置，由此将所述电路基板配置于覆盖所述弯曲凸条的谷部的位置。

9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于，

所述波形表面板沿着所述弯曲凸条的峰部配置所述弹性延长部，由此在该弹性延长部的两侧设置狭缝。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述电池组是被置于装备马达的电气设备的电源。

11.根据权利要求10所述的电池组，其特征在于，

所述电池组是被置于吸尘器的电源。

12.根据权利要求11所述的电池组，其特征在于，

所述电池组是被置于自走式吸尘器的电源。