DE102019131547A1

DE102019131547A1 - Batteriepack

Info

Publication number: DE102019131547A1
Application number: DE102019131547.6A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Taga
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-06-04
Also published as: JP2020087874A; CN111261807A; JP7104612B2; US20200176731A1; US11128010B2

Abstract

Ein Batteriepack kann eine Batteriezelle, eine erste Leiterplatte, die mit einem ersten Ende der Batteriezelle elektrisch verbunden ist, und eine erste äußere wasserdichte Folie aufweisen, die entlang der ersten Leiterplatte angeordnet ist und die erste Leiterplatte von der Außenseite abdeckt. Die erste Leiterplatte kann eine Öffnung enthalten, und die erste äußere wasserdichte Folie kann einen ringförmigen Vorsprung aufweisen, der auf einer inneren Oberfläche der ersten äußeren wasserdichten Folie ausgebildet ist. Der ringförmige Vorsprung kann in Richtung der ersten Leiterplatte vorstehen und die Öffnung der ersten Leiterplatte umgeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Batteriepack, das bei einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise einem Kraftwerkzeug, verwendet wird.
HINTERGRUND
Die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-32862 beschreibt ein Batteriepack. Dieses Batteriepack ist mit Batteriezellen, Leiterplatten, die mit einen Enden der Batteriezellen elektrisch verbunden sind, und einer wasserdichten Folie vorgesehen, die zwischen den Batteriezellen und den Leiterplatten vorgesehen ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einigen der herkömmlichen Batteriepacks ist eine Öffnung in einer Leiterplatte aus verschiedenen Gründen vorgesehen. Wenn eine solche Öffnung in der Leiterplatte vorgesehen ist, besteht hier das Risiko, dass Wasser und Fremdpartikel durch die Öffnung eindringen können. Die Beschreibung hierin sieht eine Technik vor, die dazu konfiguriert, den Eintritt von Wasser und Fremdpartikeln durch eine Öffnung bei einer Leiterplatte, wie oben beschrieben, zu verhindern.
Ein Batteriepack, das hierin offenbart ist, kann eine Batteriezelle, eine erste Leiterplatte (leitende Platte, Verbindungsplatte), die mit einem ersten Ende der Batteriezelle elektrisch verbunden ist, und eine erste äußere wasserdichte Folie, die entlang der ersten Leiterplatte angeordnet ist und die erste Leiterplatte von der Außenseite (das heißt, von einer zu der Batteriezelle entgegengesetzten Seite) abdeckt, aufweisen. Die erste Leiterplatte weist eine Öffnung auf und die erste äußere wasserdichte Folie weist einen ringförmigen Vorsprung auf, der auf einer inneren Oberfläche der ersten äußeren wasserdichten Folie ausgebildet ist, und der ringförmige Vorsprung steht in Richtung der ersten Leiterplatte vor und umgibt (umschließt) die Öffnung der ersten Leiterplatte.
Bei dem zuvor beschriebenen Batteriepack wird die Öffnung der ersten Leiterplatte durch die erste äußere wasserdichte Folie abgedeckt. Im Speziellen weist die erste äußere wasserdichte Folie den ringförmigen Vorsprung auf, und die Öffnung der ersten Leiterplatte ist durch den ringförmigen Vorsprung umgeben. Mit dem ringförmigen Vorsprung, der in engem (dichten) Kontakt mit der ersten Leiterplatte ist, werden die erste Leiterplatte und die erste äußere wasserdichte Folie ausreichend miteinander abgedichtet. Dies kann effektiv den Eintritt von Wasser und Fremdpartikeln durch die Öffnung der ersten Leiterplatte unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbildes eines Batteriepacks 10 einer Ausführungsform.
2 ist eine Ansicht des auseinandergebauten Batteriepacks 10.
3 ist eine Ansicht eines auseinandergebauten Batteriehalters 14.
4 ist eine Zeichnung, die eine Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine vergrößerte Ansicht eines Teils V in 4 zeigt.
6 ist eine Zeichnung, die eine erste äußere wasserdichte Folie 34 zeigt.
7 ist eine Zeichnung, die eine erste innere wasserdichte Folie 36 zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Batteriezelle 12, eine erste Leiterplatte 20, eine erste äußere wasserdichte Folie 34 und eine erste innere wasserdichte Folie 36 zeigt.
9 ist eine Zeichnung, die eine Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 zeigt.
10 ist eine Zeichnung, die eine zweite äußere wasserdichte Folie 38 zeigt.
11 ist eine Zeichnung, die eine zweite innere wasserdichte Folie 40 zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Batteriezelle 12, eine zweite Leiterplatte 22, eine zweite äußere wasserdichte Folie 38 und eine zweite innere wasserdichte Folie 40 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bei einer Ausführungsform der hierin offenbarten Technik kann eine erste äußere wasserdichte Folie eine Nut aufweisen, die an einer inneren Oberfläche der ersten äußeren wasserdichten Folie ausgebildet ist, wobei die Nut sich entlang eines ringförmigen Vorsprungs erstreckt. Diese Nut kann an einer von oder beiden von der Innen- und Außenseite des ringförmigen Vorsprungs vorgesehen sein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann der ringförmige Vorsprung sich bei einem Kontakt mit einer ersten Leiterplatte (leitende Platte, Verbindungsplatte) einfacher verformen, und die Dichtungseigenschaften zwischen der ersten Leiterplatte und der ersten äußeren wasserdichten Folie können verbessert werden.
Bei einer Ausführungsform der hierin offenbarten Technik kann die erste Leiterplatte einen Kontaktbereich aufweisen, welcher einen Kontakt mit dem ersten Ende der Batteriezelle tätigt. In diesem Fall kann die Öffnung der ersten Leiterplatte in dem Kontaktbereich definiert sein und das erste Ende der Batteriezelle freilegen. Wenn eine Öffnung (wie beispielsweise ein Schlitz) in einem Kontaktbereich definiert ist, kann Schweißstrom sicher zwischen einer Leiterplatte und einer Batteriezelle beim Punktschweißen (Widerstandsschweißen) des Kontaktbereiches an das erste Ende der Batteriezelle geleitet werden. Andererseits, wenn die Öffnung in dem Kontaktbereich definiert ist, ist das erste Ende der Batteriezelle in der Öffnung freigelegt. In diesem Fall besteht hier die Gefahr einer Verschmutzung (Kontamination) des ersten Endes der Batteriezelle durch Wasser und Fremdpartikel, die durch die Öffnung eintreten. Allerdings wird durch den zuvor beschriebenen ringförmigen Vorsprung der Eintritt von Wasser und Fremdpartikeln durch die Öffnung verhindert, wodurch die Verschmutzung der Batteriezelle effektiv verhindert wird.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann das Batteriepack ferner eine erste innere wasserdichte Folie aufweisen, die zwischen der Batteriezelle und der ersten Leiterplatte angeordnet ist. In diesem Fall kann die erste innere wasserdichte Folie den Kontaktbereich der ersten Leiterplatte umgeben. Entsprechend einer solchen Konfiguration werden die Batteriezelle und die erste Leiterplatte miteinander abgedichtet, wodurch die Verschmutzung durch Wasser und Fremdpartikel des Kontaktbereiches der ersten Leiterplatte und des ersten Endes der Batteriezelle, das mit diesem verbunden ist, unterdrückt werden kann.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die erste innere wasserdichte Folie einen ringförmigen Vorsprung aufweisen, der in Richtung der ersten Leiterplatte vorsteht und den Kontaktbereich der ersten Leiterplatte umgibt. Eine solche Konfiguration kann die Dichtungseigenschaften zwischen der Batteriezelle und der ersten Leiterplatte verbessern.
Bei einer Ausführungsform der hierin offenbarten Technik kann das Batteriepack ferner eine zweite Leiterplatte (leitende Platte, Verbindungsplatte), die elektrisch mit einem zweiten Ende der Batteriezelle, das dem ersten Ende gegenüberliegt, verbunden ist, und eine zweite äußere wasserdichte Folie aufweisen, die entlang der zweiten Leiterplatte angeordnet ist und die zweite Leiterplatte von der Außenseite abdeckt. In diesem Fall kann die zweite Leiterplatte eine Öffnung aufweisen und die zweite äußere wasserdichte Folie kann einen ringförmigen Vorsprung aufweisen, der an einer inneren Oberfläche der zweiten äußeren wasserdichten Folie ausgebildet ist, und der ringförmige Vorsprung der zweiten äußeren wasserdichten Folie steht in Richtung der zweiten Leiterplatte vor und umgibt die Öffnung der zweiten Leiterplatte. Eine solche Konfiguration kann effektiv den Eintritt von Wasser und Fremdpartikeln durch die Öffnung der zweiten Leiterplatte verhindern.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die zweite äußere wasserdichte Folie ferner eine ringförmige Nut aufweisen, die an der inneren Oberfläche der zweiten äußeren wasserdichten Folie ausgebildet ist, und die ringförmige Nut der zweiten äußeren wasserdichten Folie erstreckt entlang des ringförmigen Vorsprungs der zweiten äußeren wasserdichten Folie. Diese Nut kann an einer oder an beiden von der Innen- und Außenseite des ringförmigen Vorsprungs vorgesehen sein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann sich der ringförmige Vorsprung bei einem Kontakt mit der zweiten Leiterplatte einfacher verformen, und die Dichtungseigenschaften zwischen der zweiten Leiterplatte und der zweiten äußeren wasserdichten Folie können verbessert werden.
Bei einer Ausführungsform der hierin offenbarten Technik kann die zweite Leiterplatte einen Kontaktbereich aufweisen, welcher in Kontakt mit dem zweiten Ende der Batteriezelle ist. In diesem Fall kann die Öffnung der zweiten Leiterplatte in dem Kontaktbereich der zweiten Leiterplatte definiert sein und das zweite Ende der Batteriezelle freilegen. Eine solche Konfiguration kann verhindern, dass das zweite Ende der Batteriezelle, das von der Öffnung der zweiten Leiterplatte freigelegt ist, mit Wasser und Fremdpartikeln verschmutzt wird.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann das Batteriepack ferner eine zweite innere wasserdichte Folie aufweisen, die zwischen der Batteriezelle und der zweiten Leiterplatte angeordnet ist. In diesem Fall kann die zweite innere wasserdichte Folie den Kontaktbereich der zweiten Leiterplatte umgeben. Gemäß einer solchen Konfiguration sind die Batteriezelle und die zweite Leiterplatte miteinander abgedichtet, wodurch eine Verschmutzung mit Wasser und Fremdpartikeln des Kontaktbereiches der zweiten Leiterplatte und des zweiten Endes der Batteriezelle, das mit dieser verbunden ist, unterdrückt wird.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die zweite innere wasserdichte Folie einen ringförmigen Vorsprung aufweisen, der in Richtung der zweiten Leiterplatte vorsteht und den Kontaktbereich der zweiten Leiterplatte umgibt. Eine solche Konfiguration kann die Dichtungseigenschaften zwischen der Batteriezelle und der zweiten Leiterplatte verbessern.
Bei einer Ausführungsform der hierin offenbarten Technik kann das Batteriepack ferner einen Batteriehalter aufweisen, der die Batteriezelle, die erste Leiterplatte und die erste äußere wasserdichte Folie einander sichert. Des Weiteren kann das Batteriepack ferner ein Gehäuse aufweisen, das den Batteriehalter aufnimmt. Spezifische Konfigurationen des Batteriehalters und des Batteriepacks sind nicht speziell beschränkt.
Repräsentative, nicht einschränkende Beispiele der vorliegenden Lehren werden nun im Detail in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Details zum Ausführen bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren zu lehren und ist nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken. Des Weiteren kann jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die zuvor offenbart sind, separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren zum Vorsehen verbesserter Batteriepacks und Verfahren zur Herstellung und Verwendung dergleichen verwendet werden.
Darüber hinaus können Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die nachfolgend detailliert beschrieben werden, nicht notwendig sein, die Erfindung im breitesten Sinne auszuführen, und werden stattdessen lediglich gelehrt, um bevorzugte Beispiele der Erfindung im Speziellen zu beschreiben. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der oben und nachfolgend beschriebenen repräsentativen Beispiele und der unabhängigen und abhängigen Ansprüche auf Weisen kombiniert werden, die nicht speziell aufgeführt sind, um zusätzlich verwendbare Ausführungsformen der vorliegenden Lehren vorzusehen.
Alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale können als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Merkmalskombination in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden. Des Weiteren können alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppen von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren.
Ein Batteriepack 10 einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine wiederaufladbare Speichervorrichtung elektrischer Leistung und ist entfernbar an ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Kraftwerkzeug (nicht gezeigt), als eine Leistungsquelle angebracht, die zum Zuführen von Leistung an das elektrische Gerät konfiguriert ist. Wie in 1 und 2 gezeigt, weist das Batteriepack 10 eine Mehrzahl von Batteriezellen 12, einen Batteriehalter 14, der die Mehrzahl von Batteriezellen 12 hält, und eine Schaltplatine 16 auf, die an dem Batteriehalter 14 gesichert ist und mit der Mehrzahl von Batteriezellen 12 elektrisch verbunden ist. Des Weiteren weist das Batteriepack 10 ein Gehäuse 18 auf, das die Mehrzahl von Batteriezellen 12, den Batteriehalter 14 und die Schaltplatine 16 aufnimmt.
Die Mehrzahl von Batteriezellen 12 ist parallel zueinander durch den Batteriehalter 14 gehalten. Jede der Batteriezellen 12 ist eine wiederaufladbare Batteriezelle. Obwohl dies lediglich ein Beispiel ist, ist jede der Batteriezellen 12 in dieser Ausführungsform eine Lithiumionenbatteriezelle und weist eine Nominalspannung von im Wesentlichen 4 Volt auf. Des Weiteren ist die Gesamtzahl der Mehrzahl der Batteriezellen 12 zweiunddreißig, und sechzehn Paare der Batteriezellen 12 sind in Reihe geschaltet, wobei zwei Batteriezellen 12 parallel zueinander geschaltet sind und eines der Paare bilden. Aufgrund dessen weist das Batteriepack 10 eine Nominalspannung von im Wesentlichen 64 Volt auf.
Der Batteriehalter 14 ist aus einem Isoliermaterial (wie beispielsweise ein Kunstharzmaterial) gebildet. Obwohl Details später beschrieben werden, weist der Batteriehalter 14 eine Mehrzahl von ersten Leiterplatten (leitende Platten, Verbindungsplatten) 20 und eine Mehrzahl von zweiten Leiterplatten (leitende Platten, Verbindungsplatten) 22 darin inkorporiert auf. Die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 ist an einer Seitenwand des Batteriehalters 14 angeordnet und die Mehrzahl der zweiten Leiterplatten 22 ist an einer anderen Seitenwand des Batteriehalters 14 angeordnet. Die Mehrzahl von Batteriezellen 12 ist miteinander über die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 und die Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 elektrisch verbunden. Des Weiteren sind jede der ersten Leiterplatten 20 und jede der zweiten Leiterplatten 22 elektrisch mit der Schaltplatine 16 verbunden.
Die Schaltplatine 16 ist mit der Mehrzahl von Batteriezellen 12 über die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 und die Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 elektrisch verbunden. Die Schaltplatine 16 ist dazu konfiguriert, dass sie eine Spannung von jeder ersten Leiterplatte 20 und eine Spannung von jeder zweiten Leiterplatte 22 erfassen kann, wodurch Spannungen der jeweiligen Batteriezellen 12 bestimmt werden können. Des Weiteren weist die Schaltplatine 16 eine Mehrzahl von externen Verbindungsanschlüssen 24 zum Verbinden mit dem elektrischen Gerät auf. Die Mehrzahl von externen Verbindungsanschlüssen 24 weist ein Paar von Leistungsanschlüssen und mehrere Kommunikationsanschlüsse auf. Das Paar von Leistungsanschlüssen ist elektrisch mit der Mehrzahl von Batteriezellen 12 verbunden und ist dazu konfiguriert, Entladungsleistung von der Mehrzahl von Batteriezellen 12 dem elektrischen Gerät auszugeben. Des Weiteren ist das Paar von Leistungsanschlüssen dazu konfiguriert, mit einem Ladegerät (nicht gezeigt) elektrisch zu verbinden und ist dazu konfiguriert, Ladeleistung von dem Ladegerät für die Mehrzahl von Batteriezellen 12 aufzunehmen. Die Kommunikationsanschlüsse sind mit einem Prozessor (nicht gezeigt) verbunden, der auf der Schaltplatine 16 vorgesehen ist.
Das Gehäuse 18 weist eine im Wesentlichen quaderförmige Außenform auf und ist aus einem Kunstharzmaterial gebildet. Eine Eingriffsstruktur 18a für den Eingriff mit dem elektrischen Gerät und eine Mehrzahl von Öffnungen 18b (wie beispielsweise Schlitze), die zum Aufnehmen der Verbindungsanschlüsse des elektrischen Geräts konfiguriert sind, sind an einer oberen Oberfläche des Gehäuses 18 vorgesehen. Die Mehrzahl von externen Verbindungsanschlüssen 24 auf der Schaltplatine 16 ist jeweils im Inneren der Mehrzahl der Öffnungen 18b angeordnet. Eine Konfiguration des Gehäuses 18, die hierin beschrieben ist, ist ein Beispiel, und eine spezifische Konfiguration des Gehäuses 18 kann geeignet modifiziert werden.
Nachfolgend wird eine Struktur des Batteriehalters 14 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Der Batteriehalter 14 weist einen ersten Halterkörper 26 und einen zweiten Halterkörper 28 auf. Der erste Halterkörper 26 und der zweite Halterkörper 28 sind miteinander mit der Mehrzahl von Batteriezellen 12 dazwischen eingefügt gesichert und halten die Mehrzahl von Batteriezellen 12 parallel zueinander. Der Batteriehalter 14 ist ferner mit einer ersten Halterabdeckung 30 und einer zweiten Halterabdeckung 32 vorgesehen. Die erste Halterabdeckung 30 ist an den ersten Halterkörper 26 mit der Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 zwischen diesen eingefügt angebracht und sichert die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 relativ zu dem ersten Halterkörper 26 (das heißt relativ zu der Mehrzahl von Batteriezellen 12). Die zweite Halterabdeckung 32 ist an dem zweiten Halterkörper 28 mit der Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 zwischen diesen eingefügt angebracht und sichert die Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 relativ zu dem zweiten Halterkörper 28 (das heißt relativ zu der Mehrzahl von Batteriezellen 12).
Der erste Halterkörper 26 weist darin definiert eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 26a auf, von denen jedes das erste Ende 12a ihrer entsprechend einen der Mehrzahl von Batteriezellen 12 freilegt, und der zweite Halterkörper 28 weist darin definiert eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 28a auf, von denen jedes das zweite Ende 12b ihrer entsprechend einen der Mehrzahl von Batteriezellen 12 freilegt.
Orientierungen (Ausrichtungen) der Mehrzahl von Batteriezellen 12 sind nicht identisch. Das heißt, einige Batteriezellen 12 weisen positive Elektroden an ihren ersten Enden 12a und negative Elektroden an ihren zweiten Enden 12b auf und andere Batteriezellen 12 weisen negative Elektroden an ihren ersten Enden 12a und positive Elektroden an ihren zweiten Enden 12b auf. Allerdings weisen alle Batteriezellen 12 eine Säulenform auf, die sich von dem ersten Ende 12a zu dem zweiten Ende 12b, das sich auf einer gegenüberliegenden Seite desselben befindet, erstreckt.
Eine erste äußere wasserdichte Folie 34 ist zwischen der ersten Halterabdeckung 30 und der Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 vorgesehen und eine erste innere wasserdichte Folie 36 ist zwischen der Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 und dem ersten Halterkörper 26 vorgesehen. Die erste äußere wasserdichte Folie 34 und die erste innere wasserdichte Folie 36 sind aus Silikonkautschuk gebildet und sind dazu konfiguriert, ein Eintreten von Feuchtigkeit und kleinen Fremdpartikeln zu unterdrücken. Die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 ist zwischen einem Paar von Filmen 21 durch Laminieren integral gehalten. In ähnlicher Weise ist eine zweite äußere wasserdichte Folie 38 zwischen der zweiten Halterabdeckung 32 und der Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 vorgesehen und eine zweite innere wasserdichte Folie 40 ist zwischen der Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 und dem zweiten Halterkörper 28 vorgesehen. Die zweite äußere wasserdichte Folie 38 und die zweite innere wasserdichte Folie 40 sind ebenso aus Silikonkautschuk gebildet und sind dazu konfiguriert, das Eintreten von Feuchtigkeit und kleinen Fremdpartikeln zu verhindern. Die Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 ist ebenso zwischen einem Paar von Filmen 23 durch Laminieren integral gehalten. Jede der wasserdichten Folien 34, 36, 38, 40 ist nicht auf Silikonkautschuk beschränkt und kann aus einem anderen flexiblen Material gebildet sein, das eine wasserdichte Eigenschaft aufweist, wie beispielsweise ein Elastomer oder andere Polymermaterialien.
Die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 (leitende Platten zum Verbinden der Batteriezellen) wird nun unter Bezugnahme auf 4, 5 und 8 beschrieben. Die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 ist entlang einer Ebene angeordnet, die senkrecht zu einer Längsrichtung der Batteriezellen 12 ist. Jede von den ersten Leiterplatten 20 weist eine Mehrzahl von Kontaktbereichen 20a und einen Anschlussbereich 20b auf. Jede der ersten Leiterplatten 20 ist mit der Mehrzahl von Batteriezellen 12 an den Kontaktbereichen 20a elektrisch verbunden und ist mit der Schaltplatine 16 an dem Anschlussbereich 20b elektrisch verbunden. Jeder der Kontaktbereiche 20a steht in Richtung der Mehrzahl von Batteriezellen 12 vor und ist in Kontakt mit dem ersten Ende 12a einer entsprechenden einen der Batteriezellen 12. Obwohl es lediglich ein Beispiel ist, ist jeder der Kontaktbereiche 20a an dem ersten Ende 12a der entsprechenden Batteriezelle 12 punktgeschweißt (widerstandsgeschweißt) und weist eine Mehrzahl von Schweißbereichen 20d auf.
Eine oder mehrere der ersten Öffnungen 20c ist in jeder der ersten Leiterplatten 20 definiert. Die erste Öffnung 20c ist in jedem Kontaktbereich 20a vorgesehen. Die erste Öffnung 20c ist ein kreuzförmiger Schlitz und ist zwischen benachbarten Paaren der Schweißbereiche 20d eingefügt. Mit den Öffnungen 20c in den Kontaktbereichen 20a vorgesehen, kann Schweißstrom sicher zu der Leiterplatte 20 und den Batteriezellen 12 beim Punktschweißen (Widerstandsschweißen) der Kontaktbereiche 20a an die ersten Enden 12a der Batteriezellen 12 geleitet werden. Die ersten Öffnungen 20c bei der vorliegenden Ausführungsform sind kreuzförmige Schlitze, allerdings ist die Form der ersten Öffnungen 20c nicht speziell beschränkt. Die ersten Enden 12a der Batteriezellen 12 sind in den ersten Öffnungen 20c freigelegt. Jede der ersten Leiterplatten 20 weist ferner eine oder mehrere von zweiten Öffnungen 20e darin definiert auf. Jede zweite Öffnung 20e ist zum Positionieren ihrer entsprechenden ersten Leiterplatte 20 vorgesehen und ist zum Aufnehmen eines Positionierungsstiftes (nicht gezeigt) konfiguriert.
Die erste äußere wasserdichte Folie 34 wird nun unter Bezugnahme auf 6 und 8 beschrieben. Die erste äußere wasserdichte Folie 34 ist entlang der Mehrzahl der ersten Leiterplatten 20 angeordnet und deckt die Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 von der Außenseite ab (das heißt von einer entgegengesetzten Seite relativ zu der Mehrzahl von Batteriezellen 12). Eine Mehrzahl von ersten Vorsprüngen 34b ist an einer inneren Oberfläche 34a der ersten äußeren wasserdichten Folie 34 vorgesehen. Jeder erste Vorsprung 34b steht in Richtung der ersten Leiterplatten 20 vor und ist in einer Ringform derart angeordnet, dass er seine entsprechend eine der ersten Öffnungen 20c der ersten Leiterplatten 20 umgibt. Die ersten Leiterplatten 20 und die erste äußere wasserdichte Folie 34 sind ausreichend miteinander durch die ringförmigen ersten Vorsprünge 34b abgedichtet, die einen festen Kontakt mit den ersten Leiterplatten 20 ausbilden. Dies unterdrückt effektiv das Eintreten von Wasser und Fremdpartikeln durch die ersten Öffnungen 20c der ersten Leiterplatten 20 und unterdrückt eine Verschmutzung (oder Korrosion) der ersten Enden 12a der Batteriezellen 12, die in den ersten Öffnungen 20c freigelegt sind.
Äußere Nuten 34c und innere Nuten 34d sind an der inneren Oberfläche 34a der ersten äußeren wasserdichten Folie 34 entsprechend jeweils zu den ersten Vorsprüngen 34b vorgesehen. Jede äußere Nut 34c befindet sich außenseitig ihres entsprechenden ersten Vorsprungs 34b und erstreckt sich in einer Ringform entlang des entsprechenden ersten Vorsprungs 34b. Jede innere Nut 34d befindet sich im Inneren ihres entsprechenden ersten Vorsprungs 34b und erstreckt sich in einer Ringform entlang des entsprechenden ersten Vorsprungs 34b. Gemäß einer solchen Konfiguration können sich die ringförmigen ersten Vorsprünge 34b auf einfache Weise bei einem Kontakt mit den ersten Leiterplatten 20 verformen und somit können die Dichtungseigenschaften zwischen den ersten Leiterplatten 20 und der ersten äußeren wasserdichten Folie 34 verbessert werden.
Die innere Oberfläche 34a der ersten äußeren wasserdichten Folie 34 ist ferner mit einer Mehrzahl von zweiten Vorsprüngen 34e vorgesehen. Jeder zweite Vorsprung 34e steht in Richtung der ersten Leiterplatten 20 vor und ist in einer Ringform derart angeordnet, dass er seine entsprechende eine der zweiten Öffnungen 20e der ersten Leiterplatten 20 umgibt. Auch bei den zweiten Vorsprüngen 34e sind die ersten Leiterplatten 20 und die erste äußere wasserdichte Folie 34 ausreichend miteinander durch die ringförmigen zweiten Vorsprünge 34e abgedichtet, die einen festen Kontakt mit den ersten Leiterplatten 20 ausbilden. Dies unterdrückt effektiv den Eintritt von Wasser und Fremdpartikeln durch die zweiten Öffnungen 20e der ersten Leiterplatten 20 und unterdrückt eine Verschmutzung (oder Korrosion) der Batteriezellen 12. Die innere Oberfläche 34a der ersten äußeren wasserdichten Folie 34 weist äußere Nuten 34f und innere Nuten 34g entsprechend jeweils den zweiten Vorsprüngen 34e auf. Jede äußere Nut 34f befindet sich außenseitig ihres entsprechenden zweiten Vorsprungs 34e und erstreckt sich in einer Ringform entlang des entsprechenden zweiten Vorsprungs 34e. Jede innere Nut 34g befindet sich innenseitig ihres entsprechenden zweiten Vorsprungs 34e und erstreckt sich in einer Ringform entlang des entsprechenden zweiten Vorsprungs 34e.
Die erste innere wasserdichte Folie 36 wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. Die erste innere wasserdichte Folie 36 befindet sich zwischen der Mehrzahl von Batteriezellen 12 und der Mehrzahl der ersten Leiterplatten 20. Die erste innere wasserdichte Folie 36 weist darin definiert eine Mehrzahl von Öffnungen 36a entsprechend den Positionen der Mehrzahl von Batteriezellen 12 (oder den Kontaktbereichen 20a der Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20) auf. Dies ermöglicht, dass die erste innere wasserdichte Folie 36 jeweils die Mehrzahl von Kontaktbereichen 20a umgibt, die in der Mehrzahl von ersten Leiterplatten 20 vorgesehen ist. Die erste innere wasserdichte Folie 36 dichtet die Batteriezellen 12 und die ersten Leiterplatten 20 miteinander. Somit sind die Kontaktbereiche 20a der ersten Leiterplatten 20 und die ersten Enden 12a der Batteriezellen 12, die mit diesen verbunden sind, daran gehindert, durch Wasser oder Fremdpartikel verschmutzt zu werden.
Die erste innere wasserdichte Folie 36 weist ringförmige Vorsprünge 36b, 36e auf, die in Richtung der ersten Leiterplatten 20 vorstehen und die ersten Öffnungen 20c und die zweiten Öffnungen 20e der ersten Leiterplatten 20 jeweils umgeben. Die Vorsprünge 36b, die die ersten Öffnungen 20c umgeben, umgeben nicht nur die ersten Öffnungen 20c, sondern ebenso Gesamtheiten der Kontaktbereiche 20a der ersten Leiterplatten 20. Des Weiteren weist die erste innere wasserdichte Folie 36 äußere Nuten 36c, 36f und innere Nuten 36d, 36g entsprechend jeweils den Vorsprüngen 36b, 36e auf. Dies verbessert die Dichtungseigenschaften zwischen den Batteriezellen 12 und den ersten Leiterplatten 20.
Bei dem Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform werden Konfigurationen der zuvor beschriebenen ersten Leiterplatten 20, der ersten äußeren wasserdichten Folie 34 und der ersten inneren wasserdichten Folie 36 jeweils bei in den zweiten Leiterplatten 22, der zweiten äußeren wasserdichten Folie 38 und der zweiten inneren wasserdichten Folie 40 angewendet. Wie in 9 und 12 gezeigt, ist die Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 (leitende Platten zum Verbinden der Batteriezellen) entlang einer Ebene, die senkrecht zu der Längsrichtung der Batteriezellen 12 ist, angeordnet. Jede der zweiten Leiterplatten 22 weist eine Mehrzahl von Kontaktbereichen 22a und einen Anschlussbereich 22b auf. Jede von den zweiten Leiterplatten 22 ist mit der Mehrzahl von Batteriezellen 12 an den Kontaktbereichen 22a elektrisch verbunden und ist mit der Schaltplatine 16 bei dem Anschlussbereich 22b elektrisch verbunden. Jeder der Kontaktbereiche 22a steht in Richtung der Mehrzahl von Batteriezellen 12 vor und ist in Kontakt mit dem zweiten Ende 12b seiner entsprechend einen der Batteriezellen 12. Jeder von den Kontaktbereichen 22a ist an das zweite Ende 12b der entsprechenden Batteriezelle 12 punktgeschweißt (widerstandsgeschweißt) und weist eine Mehrzahl von Schweißbereichen 22d auf.
Jede der zweiten Leiterplatten 22 weist darin definiert eine oder mehrere von dritten Öffnungen 22c und eine oder mehrere von vierten Öffnungen 22e auf. Die dritten Öffnungen 22c sind in den Kontaktbereichen 22a der zweiten Leiterplatten 22 vorgesehen und legen die zweiten Enden 12b der Batteriezellen 12 frei. Die zweiten Öffnungen 20e sind zum Positionieren der zweiten Leiterplatten 22 vorgesehen.
Wie in 10 und 12 gezeigt, ist die zweite äußere wasserdichte Folie 38 entlang der Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 angeordnet und deckt die Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 von der Außenseite (das heißt von einer entgegengesetzten Seite relativ zu der Mehrzahl von Batteriezellen 12) ab. Eine Mehrzahl von dritten Vorsprüngen 38b und eine Mehrzahl von vierten Vorsprüngen 38e sind an einer inneren Oberfläche 38a der zweiten äußeren wasserdichten Folie 38 vorgesehen. Jeder dritte Vorsprung 38b steht in Richtung der zweiten Leiterplatten 22 vor und ist in einer Ringform angeordnet, so dass er seine entsprechende eine der dritten Öffnungen 22c der zweiten Leiterplatten 22 umgibt. Jeder vierte Vorsprung 38e steht in Richtung der zweiten Leiterplatten 22 vor und ist in einer Ringform derart angeordnet, dass er seine entsprechende eine der vierten Öffnungen 22e der zweiten Leiterplatten 22 umgibt. Dies unterdrückt effektiv den Eintritt von Wasser und Fremdpartikeln durch die Öffnungen 22c, 22e der zweiten Leiterplatten 22.
Wie in 11 und 12 gezeigt, befindet sich die zweite innere wasserdichte Folie 40 zwischen der Mehrzahl von Batteriezellen 12 und der Mehrzahl der zweiten Leiterplatten 22. Die zweite innere wasserdichte Folie 40 weist darin definiert eine Mehrzahl von Öffnungen 40a entsprechend den Positionen der Mehrzahl von Batteriezellen 12 auf (oder den Kontaktbereichen 22a der Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22). Dies ermöglicht, dass die zweite innere wasserdichte Folie 40, die mehreren Kontaktbereiche 22a, die in der Mehrzahl von zweiten Leiterplatten 22 vorgesehen sind, umgibt. Die zweite innere wasserdichte Folie 40 dichtet die Batteriezellen 12 und die zweiten Leiterplatten 22 miteinander. Die zweite innere wasserdichte Folie 40 weist ringförmige Vorsprünge 40b, 40e auf, die in Richtung der zweiten Leiterplatten 22 vorstehen und jeweils die dritten Öffnungen 22c und die vierten Öffnungen 22e der zweiten Leiterplatten 22 umgeben. Die Vorsprünge 40b, die die dritten Öffnungen 22c umgeben, umgeben nicht nur die dritten Öffnungen 22c, sondern ebenso Gesamtheiten der Kontaktbereiche 22a der zweiten Leiterplatten 22. Des Weiteren weist die zweite innere wasserdichte Folie 40 äußere Nuten 40c, 40f und innere Nuten 40d, 40g, entsprechend jeweils den Vorsprüngen 40b, 40e auf. Dies verbessert die Dichtungseigenschaften zwischen den Batteriezellen 12 und den zweiten Leiterplatten 22.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014032862 [0002]

Claims

Batteriepack (10), mit einer Batteriezelle (12), einer ersten Leiterplatte (20), die mit einem ersten Ende (12a) der Batteriezelle (12) elektrisch verbunden ist, und einer ersten äußeren wasserdichten Folie (34), die entlang der ersten Leiterplatte (20) angeordnet ist und die erste Leiterplatte (20) von der Außenseite abdeckt, bei dem die erste Leiterplatte (20) eine Öffnung (20c, 20e) aufweist, und die erste äußere wasserdichte Folie (34) einen ringförmigen Vorsprung (34b, 34e) aufweist, der auf einer inneren Oberfläche (34a) der ersten äußeren wasserdichten Folie (34) ausgebildet ist, bei dem der ringförmige Vorsprung (34b, 34e) in Richtung der ersten Leiterplatte (20) vorsteht und die Öffnung (20c, 20e) der ersten Leiterplatte (20) umgibt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 1, bei dem die erste äußere wasserdichte Folie (34) ferner eine Nut (34c, 34d, 34f, 34g) aufweist, die an der inneren Oberfläche (34a) der ersten äußeren wasserdichten Folie (34) ausgebildet ist, bei dem die Nut (34c, 34d, 34f, 34g) sich entlang des ringförmigen Vorsprungs (34b, 34e) erstreckt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Leiterplatte (20) einen Kontaktbereich (20a) aufweist, der in Kontakt mit dem ersten Ende (12a) der Batteriezelle (12) steht, und die Öffnung (20c) der ersten Leiterplatte (20) in dem Kontaktbereich (20a) definiert ist und das erste Ende (12a) der Batteriezelle (12) freilegt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 3, das ferner eine erste innere wasserdichte Folie (36) aufweist, die zwischen der Batteriezelle (12) und der ersten Leiterplatte (20) angeordnet ist und den Kontaktbereich (20a) der ersten Leiterplatte (20) umgibt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 4, bei dem die erste innere wasserdichte Folie (36) einen ringförmigen Vorsprung (36b) aufweist, der in Richtung der ersten Leiterplatte (20) vorsteht und den Kontaktbereich (20a) der ersten Leiterplatte (20) umgibt.
Batteriepack (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einer zweiten Leiterplatte (22), die mit einem zweiten Ende (12b) der Batteriezelle (12), das entgegengesetzt dem ersten Ende (12a) ist, elektrisch verbunden ist, und einer zweiten äußeren wasserdichten Folie (38), die entlang der zweiten Leiterplatte (22) angeordnet ist und die zweite Leiterplatte (22) von der Außenseite abdeckt, bei dem die zweite Leiterplatte (22) eine Öffnung (22c, 22e) aufweist, und die zweite äußere wasserdichte Folie (38) einen ringförmigen Vorsprung (38b, 38e) aufweist, der auf einer inneren Oberfläche (38a) der zweiten äußeren wasserdichten Folie (38) ausgebildet ist, bei dem der ringförmige Vorsprung (38b, 38e) der zweiten äußeren wasserdichten Folie (38) in Richtung der zweiten Leiterplatte (22) vorsteht und die Öffnung (22c, 22e) der zweiten Leiterplatte (22) umgibt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 6, bei dem die zweite äußere wasserdichte Folie (38) ferner eine ringförmige Nut (38c, 38d, 38f, 38g) aufweist, die auf der inneren Oberfläche (38a) der zweiten äußeren wasserdichten Folie (38) ausgebildet ist, bei dem die ringförmige Nut (38c, 38d, 38f, 38g) der zweiten äußeren wasserdichten Folie (38) sich entlang des ringförmigen Vorsprungs (38b, 38e) der zweiten äußeren wasserdichten Folie (38) erstreckt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die zweite Leiterplatte (22) einen Kontaktbereich (22a) aufweist, welcher mit dem zweiten Ende (12a) der Batteriezelle (12) in Kontakt steht, und die Öffnung (22c, 22e) der zweiten Leiterplatte (22) in dem Kontaktbereich (22a) der zweiten Leiterplatte (22) definiert ist und das zweite Ende (12b) der Batteriezelle (12) freilegt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 8, das ferner eine zweite innere wasserdichte Folie (40) aufweist, die zwischen der Batteriezelle (12) und der zweiten Leiterplatte (22) angeordnet ist und den Kontaktbereich (22a) der zweiten Leiterplatte (22) umgibt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 9, bei dem die zweite innere wasserdichte Folie (40) einen ringförmigen Vorsprung (40b) aufweist, der in Richtung der zweiten Leiterplatte (22) vorsteht und den Kontaktbereich (22a) der zweiten Leiterplatte (22) umgibt.
Batteriepack (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das ferner einen Batteriehalter (14) aufweist, der die Batteriezelle (12), die erste Leiterplatte (20) und die erste äußere wasserdichte Folie (34) einander sichert.
Batteriepack (10) nach Anspruch 11, das ferner ein Gehäuse (18) aufweist, das den Batteriehalter (14) aufnimmt.