DE102022106312A1

DE102022106312A1 - Batteriepack

Info

Publication number: DE102022106312A1
Application number: DE102022106312.7A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Taga
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2022-09-29
Also published as: CN115117570A; US20220311107A1; JP2022147332A

Abstract

Ein Batteriepack kann dazu konfiguriert sein, an einer elektrischen Vorrichtung, die vorrichtungsseitige Anschlüsse aufweist, angebracht und von dieser entfernt zu werden. Das Batteriepack kann eine Batteriezelle, eine Schaltplatine, die elektrisch mit der Batteriezelle verbunden ist, und batterieseitige Anschlüsse aufweisen, die elektrisch mit der Schaltplatine verbunden sind und dazu konfiguriert sind, elektrisch mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen durch Berühren der vorrichtungsseitigen Anschlüsse verbunden zu werden. Die batterieseitigen Anschlüsse können einen positiven Leistungsanschluss und einen negativen Leistungsanschluss und zumindest einen Signalanschluss aufweisen. Der positive Leistungsanschluss kann mit einem ersten Metall auf seiner Oberfläche plattiert sein. Einer von dem zumindest einen Signalanschluss kann mit einem zweiten Metall auf seiner Oberfläche plattiert sein. Das erste Metall kann ein reines Metall ausschließlich Ag oder eine Legierung sein, die nicht Ag enthält. Das zweite Metall kann ein reines Metall sein, das ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Batteriepack.
STAND DER TECHNIK
JP 2017 - 518 193 A offenbart ein Batteriepack, das dazu konfiguriert ist, an einer elektrische Vorrichtung oder ein Ladegerät, die vorrichtungsseitige Anschlüsse aufweisen, entfernbar angebracht zu werden. Das Batteriepack weist eine Batteriezelle, eine Schaltplatine, die elektrisch mit der Batteriezelle verbunden ist, und batterieseitige Anschlüsse auf, die mit der Schaltplatine verbunden sind und dazu konfiguriert sind, elektrisch mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen durch Berühren der vorrichtungsseitigen Anschlüsse verbunden zu werden. Die batterieseitigen Anschlüsse weisen einen positiven Leistungsanschluss und einen negativen Leistungsanschluss zum Entladen der Batteriezelle und Laden der Batteriezelle und zumindest einen Signalanschluss auf, der elektrisch mit der Schaltplatine für eine Signalkommunikation mit der Schaltplatine verbunden ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Bei dem oben beschriebenen Batteriepack müssen Kurzschlüsse und Leitungsstörungen (Leitfähigkeitsstörungen, Leitungsdefekte) bei dem batterieseitigen Anschluss unterdrückt (verhindert) werden. Die Offenbarung hierin sieht eine Technik vor, die Kurzschlüsse und Leitungsstörungen bei einem batterieseitigen Anschluss eines Batteriepacks unterdrücken (verhindern) kann.
Ein Batteriepack, das hierin offenbart ist, kann dazu konfiguriert sein, an eine elektrische Vorrichtung oder ein Ladegerät, die vorrichtungsseitige Anschlüsse aufweisen, angebracht und von diesen entfernt zu werden. Das Batteriepack kann eine Batteriezelle, eine Schaltplatine, die elektrisch mit der Batteriezelle verbunden ist, und batterieseitige Anschlüsse aufweisen, die mit der Schaltplatine verbunden sind und dazu konfiguriert sind, elektrisch mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen durch Berühren der vorrichtungsseitigen Anschlüsse verbunden zu werden. Die batterieseitigen Anschlüsse können einen positiven Leistungsanschluss und einen negativen Leistungsanschluss zum Entladen der Batteriezelle und zum Laden der Batteriezelle und zumindest einen Signalanschluss aufweisen, der elektrisch mit der Schaltplatine für eine Signalkommunikation mit der Schaltplatine verbunden ist. Der positive Leistungsanschluss kann mit einem ersten Metall auf seiner Oberfläche beschichtet (plattiert) sein. Einer von dem zumindest einen Signalanschluss kann mit einem zweiten Metall auf seiner Oberfläche plattiert (beschichtet) sein. Das erste Metall kann ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung, die nicht Ag enthält, sein. Das zweite Metall kann ein reines Metall, das ein Edelmetall ist, oder eine Edelmetalllegierung sein.
Wenn das Batteriepack in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit verwendet wird, kann das Metall auf der Oberfläche des positiven Leistungsanschlusses ionisiert werden, sich auf der Steuerungsschaltplatine in Richtung des negativen Leistungsanschlusses bewegen und sich als ein Metall auf der Oberfläche des negativen Leistungsanschlusses absetzen (ablagern). Ein solches Phänomen wird als Ionenwanderung bezeichnet. Wenn das Metall, das sich auf dem negativen Leistungsanschluss absetzt (ablagert), an der Steuerungsschaltplatine anwächst, kann ein Kurzschluss bei der Steuerungsschaltplatine auftreten. Die Ionenwanderung neigt dazu, am stärksten (meisten) mit Ag aufzutreten, und neigt dazu, am zweit stärksten (zweitmeisten) mit Pc und Cu aufzutreten. Des Weiteren neigt die Ionenwanderung dazu, aufzutreten, wenn eine große Spannung angelegt wird, während sie dazu neigt, nicht aufzutreten, wenn eine kleine Spannung angelegt wird. Somit neigt die Ionenwanderung dazu, bei dem positiven und negativen Leistungsanschluss aufzutreten, und neigt dazu, nicht bei dem Signalanschluss (den Signalanschlüssen) aufzutreten. Aufgrund dessen, wie oben beschrieben, kann durch Plattieren (Beschichten) der Oberfläche des positiven Leistungsanschlusses mit einem anderen reinen Metall als Ag oder mit einer Legierung, die nicht Ag enthält, eine Ag-Ionisierung auf der Oberfläche des positiven Leistungsanschlusses unterdrückt (verhindert) werden und der Kurzschluss, der durch die Ionenwanderung verursacht wird, kann unterdrückt (verhindert) werden. Das andere reine Metall als Ag oder die Legierung, die nicht Ag enthält, wie oben beschrieben, kann ein anderes reines Metall als Ag, Pb oder eine Legierung sein, die nicht Ag, Pb enthält, oder kann ein anderes reines Metall als Ag, Pb, Cu oder eine Legierung sein, die nicht Ag, Pb, Cu enthält.
In dem Zustand, bei welchem das Batteriepack an der elektrischen Vorrichtung oder dem Ladegerät angebracht ist, werden die batterieseitigen Anschlüsse in Kontakt mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen der elektrischen Vorrichtung oder des Ladegeräts gehalten. In diesem Zustand kommt es, wenn eine Mikroschwingung wiederholend auf die batterieseitigen Anschlüsse aufgebracht wird, an den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse zu einer Teilabnutzung, bei der Metallstaub, der von den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse abgetragen wird, oxidiert und sich an den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse ansammelt. Ein solches Phänomen wird als eine Reibkorrosion (Passungsrost) bezeichnet. Da sich die oxidierten Ablagerungen auf den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse ablagern, können Leitungsstörungen (Leitfähigkeitsstörungen, Leitungsdefekte) an den batterieseitigen Anschlüssen auftreten. Generell neigen Edelmetalle dazu, nicht zu oxidieren, und somit sind sie resistent gegenüber solchen Leitungsstörungen, die durch die Reibkorrosion verursacht werden. Im Gegensatz sind sie, da Basismetalle (Nichtedelmetalle) anfällig für eine Oxidation sind, anfällig für solche Leitungsstörungen, die durch Reibkorrosion verursacht werden. Des Weiteren neigen die Leitungsstörungen dazu, die durch Reibkorrosion verursacht werden, nicht aufzutreten, wenn eine große Spannung angelegt wird, wohingegen die Leitungsstörungen dazu neigen, aufzutreten, wenn eine kleine Spannung angelegt wird, und somit neigen die Leitungsstörungen bei dem positiven und negativen Leistungsanschlüssen dazu, nicht aufzutreten, und neigen dazu, bei dem Signalanschluss (den Signalanschlüssen) aufzutreten. Aufgrund dessen können durch Plattieren (Beschichten) der Oberfläche des zumindest einen Signalanschlusses mit einem reinen Metall, das ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung ist, wie oben beschrieben, die Leitungsstörungen, die durch die Reibkorrosion verursacht werden, unterdrückt werden.
Figurenliste

1 ist eine von der vorderen, unteren, rechten Seite gesehene perspektivische Ansicht eines Batteriepacks 2 einer Ausführungsform.
2 ist eine von der hinteren, oberen, linken Seite gesehene perspektivische Ansicht des Batteriepacks 2 der Ausführungsform.
3 ist eine von der vorderen, linken, oberen Seite gesehene perspektivische Ansicht von Luftzufuhröffnungen 40 und Ableitungsöffnungen 42 des Batteriepacks 2 der Ausführungsform und deren Umgebungen.
4 ist eine von der vorderen, unteren, rechten Seite gesehene perspektivische Ansicht einer Batteriezelleneinheit 14 und des Batteriepacks 2 der Ausführungsform.
5 ist eine von der vorderen, unteren, rechten Seite gesehene perspektivische Ansicht von Batteriezellen 48 und eines Zellenhalters 50 des Batteriepacks 2 der Ausführungsform, wenn von der vorderen, unteren, rechten Seite gesehen.
6 ist eine von der hinteren, oberen, linken Seite gesehene perspektivische Ansicht der Batteriezellen 48 und des Zellenhalters 50 des Batteriepacks 2 der Ausführungsform.
7 zeigt schematisch ein elektrisches System des Batteriepacks 2 der Ausführungsform.
8 ist eine transversale Querschnittsansicht des Batteriepacks 2 der Ausführungsform.
9 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Batteriepacks 2 der Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Repräsentative, nicht einschränkende Beispiele der vorliegenden Lehren werden nun im Detail unter 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 vorliegenden Offenbarung einzuschränken. Des Weiteren kann jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die nachfolgend offenbart sind, separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren zum Vorsehen verbesserter Batteriepacks und Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben verwendet werden.
Darüber hinaus können Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die nachfolgend detailliert beschrieben werden, nicht notwendig sein, die vorliegende Offenbarung im breitesten Sinne auszuführen, und werden stattdessen lediglich gelehrt, um bevorzugte Beispiele der vorliegenden Offenbarung 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 und explizit aufgeführt sind, um zusätzlich verwendbare Ausführungsformen der vorliegenden Lehren vorzusehen.
Alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale sollen 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 sollen 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.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Batteriepack dazu konfiguriert sein, an einer elektrischen Vorrichtung oder einem Ladegerät, die vorrichtungsseitige Anschlüsse aufweisen, angebracht und von diesen entfernt zu werden. Das Batteriepack kann eine Batteriezelle, eine Schaltplatine, die elektrisch mit der Batteriezelle verbunden ist, und batterieseitige Anschlüsse aufweisen, die mit der Schaltplatine elektrisch verbunden sind, und dazu konfiguriert sind, elektrisch mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen durch Berühren der vorrichtungsseitigen Anschlüsse verbunden zu werden. Die batterieseitigen Anschlüsse können einen positiven Leistungsanschluss und einen negativen Leistungsanschluss zum Entladen der Batteriezelle und Laden der Batteriezelle und zumindest einen Signalanschluss aufweisen, der mit der Schaltplatine für eine Signalkommunikation mit der Schaltplatine elektrisch verbunden ist. Der positive Leistungsanschluss kann mit einem ersten Metall auf seiner Oberfläche plattiert (beschichtet) sein. Einer von dem zumindest einen Signalanschluss kann mit einem zweiten Metall auf seiner Oberfläche plattiert (beschichtet) sein. Das erste Metall kann ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung sein, die nicht Ag enthält. Das zweite Metall kann ein reines Metall sein, das ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung ist.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration können ein Kurzschluss, der durch Ionenwanderung verursacht wird, und Leitungsstörungen, die durch Reibkorrosion verursacht werden, bei den batterieseitigen Anschlüssen des Batteriepacks unterdrückt (verhindert) werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der negative Leistungsanschluss mit einem dritten Metall auf seiner Oberfläche plattiert (beschichtet) sein. Das dritte Metall kann ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung sein, die nicht Ag enthält.
Gemäß der obigen Konfiguration kann der Kurzschluss, der durch die Ionenwanderung verursacht wird, bei den batterieseitigen Anschlüssen des Batteriepacks unterdrückt werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das dritte Metall das gleiche Metall wie das erste Metall sein.
Gemäß der obigen Konfiguration kann, da der Plattierungsprozess an dem positiven und dem negativem Anschluss integriert ausgeführt werden kann, die Herstellung des Batteriepacks vereinfacht werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen sind alle des zumindest einen Signalanschlusses mit dem zweiten Metall auf der Oberfläche plattiert.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann, da der Plattierungsprozess bei allen des zumindest einen Signalanschlusses integriert ausgeführt werden kann, die Herstellung des Batteriepacks weiter vereinfacht werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das erste Metall Sn sein.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann unter den batterieseitigen Anschlüssen eine Gleitfähigkeit des Anschlusses (der Anschlüsse), der (die) mit dem ersten Metall plattiert ist (sind), auf dem (den) vorrichtungsseitigen Anschluss (Anschlüssen) verbessert werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das zweite Metall Ag sein.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann ein elektrischer Widerstand des Anschlusses (der Anschlüsse), der (die) mit dem zweiten Metall plattiert ist (sind) unter den batterieseitigen Anschlüssen reduziert werden.
(Ausführungsform)
Ein Batteriepack 2, das in 1 und 2 gezeigt ist, ist dazu konfiguriert, an einer elektrischen Vorrichtung (nicht gezeigt) entfernbar angebracht zu werden. Die elektrische Vorrichtung kann unter Verwendung elektrischer Leistung, die von dem Batteriepack 2 entladen wird, betrieben werden. Die elektrische Vorrichtung kann z.B. ein Kraftwerkzeug, wie beispielsweise ein Schrauber oder ein Bohrer sein, das einen Motor als seinen Antriebsmotor verwendet, oder kann ein elektrisches Arbeitsgerät sein, wie beispielsweise ein Rasenmäher oder ein Gebläse, das einen Motor als seinen Antriebsmotor verwendet. Alternativ kann die elektrische Vorrichtung eine elektrische Vorrichtung sein, die keinen Motor aufweist, wie beispielsweise eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Radio oder ein Lautsprecher. Des Weiteren kann das Batteriepack 2 dazu konfiguriert sein, entfernbar an ein Ladegerät (nicht gezeigt) angebracht zu werden. Das Ladegerät ist dazu konfiguriert, das Batteriepack 2 zu laden. Somit ist das Batteriepack (Akkupack) wiederaufladbar.
Das Batteriepack 2 weist einen Hauptkörper 4, eine rechte Lagerung 6, eine linke Lagerung 8 und einen Handgriff 10 auf. Der Hauptkörper 4 weist eine im Wesentlichen Kastenform auf. Der Hauptkörper 4 weist eine vordere Oberfläche 4a, eine hintere Oberfläche 4b, eine rechte Oberfläche 4c, eine linke Oberfläche 4d, eine obere Oberfläche 4e und eine untere Oberfläche 4f auf. Eine Abmessung des Hauptkörpers 4 in einer Oben-Unten-Richtung ist größer als eine Abmessung des Hauptkörpers 4 in einer Vorder-Rück-Richtung. Eine Abmessung des Hauptkörpers 4 in einer Links-Rechts-Richtung ist größer als die Abmessung des Hauptkörpers 4 in der Oben-Unten-Richtung. Die Abmessung des Hauptkörpers 4 in der Oben-Unten-Richtung kann z.B. in einem Bereich von 150,0 mm bis 250,0 mm sein, und kann im Speziellen 171,5 mm sein. Die Abmessung des Hauptkörpers 4 in der Vorder-Rück-Richtung kann z.B. in einem Bereich von 70,0 mm bis 120,0 mm sein und kann im Speziellen 90,0 mm sein. Die Abmessung des Hauptkörpers 4 in der Links-Rechts-Richtung kann z.B. in einem Bereich von 170,0 mm bis 210,0 mm sein und kann im Speziellen 190,0 mm sein. Die Abmessungen des Hauptkörpers 4, wie oben beschrieben, sind lediglich Beispiele, und die Abmessungen des Hauptkörpers 4 können größer oder kleiner sein. Die rechte Lagerung 6 steht nach oben von einer Position nahe dem rechten Ende der oberen Oberfläche 4e des Hauptkörpers 4 vor. Die linke Lagerung 8 steht nach oben von einer Position nahe dem linken Ende der oberen Oberfläche 4e des Hauptkörpers 4 vor. Der Handgriff 10 erstreckt sich in der Links-Rechts-Richtung und verbindet die Umgebung des oberen Endes der linken Oberfläche der rechten Lagerung 6 und die Umgebung des oberen Endes der rechten Oberfläche der linken Lagerung 8. Ein Benutzer kann das Batteriepack 2 durch Halten des Handgriffs 10 tragen. Das Batteriepack 2 muss nicht die rechte Lagerung 6, die linke Lagerung 8 oder den Handgriff 10 aufweisen. Ein Gewicht des Batteriepacks 2 kann z.B. in einem Bereich von 1,0 kg bis 4,0 kg sein und kann im Speziellen 2,2 kg sein. Eine Nennspannung des Batteriepacks 2 kann z.B. in einem Bereich von 36 V bis 108 V sein und kann im Speziellen 57,6 V sein. Eine Nennkapazität des Batteriepacks 2 kann z.B. in einem Bereich von 3,0 Ah bis 12,0 Ah sein und kann im Speziellen 4,0 Ah sein. Das Gewicht, die Nennspannung und die Nennkapazität des Batteriepacks 2, wie oben beschrieben, sind lediglich Beispiele und das Gewicht, die Nennspannung und die Nennkapazität des Batteriepacks 2 können kleiner oder größer sein.
Das Batteriepack 2 weist ein Gehäuse 12 und eine Batteriezelleneinheit 14 auf (siehe 3), die in dem Inneren des Gehäuses 12 aufgenommen sind. Das Gehäuse 12 weist ein vorderes Gehäuse 12a und ein hinteres Gehäuse 12b auf. Das vordere Gehäuse 12a bildet vordere Hälften von äußeren Formen des Hauptkörpers 4, der rechten Lagerung 6, der linken Lagerung 8 und des Handgriffs 10 aus. Das hintere Gehäuse 12b bildet hintere Hälften der äußeren Formen des Hauptkörpers 4, der rechten Lagerung 6, der linken Lagerung 8 und des Handgriffs 10 aus.
Wie in 2 gezeigt, sind eine Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung und ein Anzeigeknopf 18 einer verbleibenden Ladung nahe dem vorderen Ende der oberen Oberfläche 4e des Hauptkörpers 4 angeordnet. Die Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung ist dazu konfiguriert, die verbleibende Ladung des Batteriepacks 2 anzuzeigen. Der Anzeigeknopf 18 einer verbleibenden Ladung ist ein Knopf für den Benutzer zum Ausführen einer Ein-Betätigung für die Anzeige 16 der verbleibenden Ladung durch die Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung. Die Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung wird eingeschaltet, wenn die Ein-Betätigung an dem Anzeigeknopf 18 einer verbleibenden Ladung ausgeführt wird, und wird automatisch nach einer vorbestimmten Zeit ausgeschaltet. In der Vorder-Rück-Richtung sind die Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung und der Anzeigeknopf 18 einer verbleibenden Ladung an der vorderen Seite des Handgriffs 10 angeordnet. In der Links-Rechts-Richtung sind die Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung und der Anzeigeknopf 18 einer verbleibenden Ladung an der linken Seite der rechten Lagerung 6 und an der rechten Seite der linken Lagerung 8 angeordnet. Wie in 3 gezeigt, ist eine Anzeigeschaltplatine 17 im Inneren des Gehäuses 12 unterhalb der Anzeige 16 einer verbleibenden Ladung und des Anzeigeknopfs 18 einer verbleibenden Ladung aufgenommen. Die Anzeigeschaltplatine 17 wird durch das vordere Gehäuse 12a gehalten. Die Anzeigeschaltplatine 17 weist einen Anzeigeschalter 17a (siehe 7) zum Erfassen von Betätigungen, die durch den Benutzer an dem Anzeigeknopf 18 einer verbleibenden Ladung ausgeführt werden und eine Mehrzahl von LEDs 17b (siehe 7) zum Einschalten und Ausschalten der Anzeige 16 der verbleibenden Ladung auf.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Anschlussschnittstelleneinheit 20 (die Schnittstelle wird nachfolgend als IF bezeichnet) an einem vorderen unteren Bereich nahe der Mitte des Hauptkörpers 4 in einer Links-Rechts-Richtung angeordnet. Die Anschluss-IF-Einheit 20 weist eine Mehrzahl von Anschlussaufnahmen 22 auf, die Seite an Seite in der Links-Rechts-Richtung angeordnet ist. Eine Anschlussöffnung 24 ist in einer unteren Oberfläche von jeder Anschlussaufnahme 22 definiert. Die Anschlussöffnungen 24 sind schlitzförmige Durchgangslöcher, die ihre Längsrichtung in der Vorder-Rück-Richtung aufweisen. Jede der Anschlussaufnahmen 22 nimmt einen batterieseitigen Anschluss 54 (siehe 4) auf. Wenn das Batteriepack 2 an die elektrische Vorrichtung oder das Ladegerät anzubringen ist, treten vorrichtungsseitige Anschlüsse (nicht gezeigt) der elektrischen Vorrichtung oder des Ladegeräts in die Anschlussaufnahmen 22 durch die Anschlussöffnungen 24 ein. Aufgrund dessen kommen die vorrichtungsseitigen Anschlüsse der elektrischen Vorrichtung oder des Ladegeräts in mechanischen Kontakt mit den batterieseitigen Anschlüssen 54 und werden dabei elektrisch mit diesen verbunden.
Eine erste Führungsnut 26 und eine zweite Führungsnut 28, die sich nach oben von dem unteren Ende der rechten Oberfläche 4c erstrecken, sind in der rechten Oberfläche 4c des Hauptkörpers 4 definiert. Wie in 2 gezeigt, sind eine erste Führungsnut 30 und eine zweite Führungsnut 32, die sich nach oben von dem unteren Ende der linken Oberfläche 4d erstrecken, in der linken Oberfläche 4d des Hauptkörpers 4 definiert. Wenn das Batteriepack 2 an der elektrischen Vorrichtung oder dem Ladegerät anzubringen ist, wird das Batteriepack 2 in Bezug auf die elektrische Vorrichtung oder das Ladegerät positioniert und ebenso eine Bewegungsrichtung des Batteriepacks 2 in Bezug auf die elektrische Vorrichtung oder das Ladegerät ist durch Führungsrippen (nicht gezeigt) definiert, die an der elektrischen Vorrichtung oder dem Ladegerät angeordnet sind, und die in die ersten Führungsnuten 26, 30 und in die zweiten Führungsnuten 28, 32 eintreten. Des Weiteren, wie in 1 gezeigt, ist eine Hakeneingriffsnut 34 in der vorderen Oberfläche 4a des Hauptkörpers 4 definiert. Wenn das Batteriepack 2 an der elektrischen Vorrichtung anzubringen ist, wird das Batteriepack 2 an der elektrischen Vorrichtung durch einen Haken (nicht gezeigt) der elektrischen Vorrichtung fixiert, der mit der Hakeneingriffsnut 34 in Eingriff kommt.
Eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 36 ist in der rechten Oberfläche 4c des Hauptkörpers 4 definiert. Wie in 2 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 38 in der linken Oberfläche 4d des Hauptkörpers 4 definiert. Wie in 1 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 40 in der vorderen Oberfläche 4a des Hauptkörpers 4 definiert. Wie in 2 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 42 in der hinteren Oberfläche 4b des Hauptkörpers 4 definiert.
Wie in 3 gezeigt, ist eine Rippe 44 für jede der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 40 in der vorderen Oberfläche 4a des Hauptkörpers 4 angeordnet. Jede der Rippen 44 weist eine Bodenplatte 44a, die nach hinten von einer unteren Kante von ihrer entsprechenden Luftzufuhröffnung 40 vorsteht und sich dann nach hinten und nach oben biegt, und Seitenplatten 44b auf, die nach hinten von einer linken und einer rechten Kante von ihrer entsprechenden Luftzufuhröffnung 40 vorstehen und mit dem linken und rechten Ende der Bodenplatte 44a verbunden sind. Durch Anordnung der Rippen 44 für die Luftzufuhröffnungen 40 kann das Innere des Hauptkörpers 4 daran gehindert werden, dass es visuell durch die Luftzufuhröffnungen 40 für den Benutzer, der den Handgriff 10 hält, erkennbar (einsehbar) wird. Des Weiteren kann durch Vorsehen der Rippen 44 für die Luftzufuhröffnungen 40 ein Eintritt von Wasser und Fremdmaterial von der Außenseite zu der Innenseite des Hauptkörpers 4 durch die Luftzufuhröffnungen 40 unterdrückt werden.
Eine Rippe 46 ist für jede der Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 42 in der hinteren Oberfläche 4b des Hauptkörpers 4 angeordnet. Jede der Rippen 46 weist eine Bodenplatte 46a, die nach vorne von einer unteren Kante ihrer entsprechenden Ableitungsöffnung 42 vorsteht und sich dann nach vorne und nach oben biegt, und Seitenplatten 46b auf, die nach vorne von einer linken und einer rechten Kante ihrer entsprechenden Ableitungsöffnungen 42 vorstehen, und mit einem linken und rechten Ende der Bodenplatte 46a verbunden sind. Durch Anordnen der Rippen 46 für die Ableitungsöffnungen 42 kann unterdrückt werden, dass das Innere des Hauptkörpers 4 durch die Ableitungsöffnungen 42 für den Benutzer, der den Handgriff 10 hält, visuell erkennbar (einsehbar) wird. Des Weiteren kann durch Vorsehen der Rippen 46 für die Ableitungsöffnungen 42 der Eintritt von Wasser und Fremdmaterial von der Außenseite zu der Innenseite des Hauptkörpers 4 durch die Ableitungsöffnungen 42 unterdrückt werden.
Wie in 4 gezeigt, weist die Batteriezelleneinheit 14 eine Mehrzahl von Batteriezellen 48, einen Zellenhalter 50, der aus Kunstharz gebildet ist und dazu konfiguriert, die Mehrzahl von Batteriezellen 48 zu halten, und eine Steuerungsschaltplatine 52 auf, die durch den Zellenhalter 50 an einem unteren Bereich des Zellenhalters 50 gehalten wird. Batterieseitige Anschlüsse 54 sind an einer unteren Oberfläche der Steuerungsschaltplatine 52 angeordnet.
Jede der Mehrzahl von Batteriezellen 48 kann z.B. eine Lithium-Ionen-Batteriezelle sein. Jede der Mehrzahl von Batteriezellen 48 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und ist derart angeordnet, dass deren Längsrichtung entlang der Vorder-Rück-Richtung ist. Die Form von jeder der Mehrzahl von Batteriezellen 48 kann z.B. die Art 18650 sein, die einen Durchmesser von 18 mm und eine Abmessung in der Längsrichtung von 65 mm aufweist. Die Mehrzahl von Batteriezellen 48 ist in vier Reihen angeordnet, die entlang der Oben-Unten-Richtung gestapelt sind. Die Mehrzahl von Batteriezellen 48 ist in acht Säulen angeordnet, die entlang der Links-Rechts-Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl von Batteriezellen 48 ist somit in einem Gittermuster angeordnet, wie beispielsweise einem Quadratgittermuster. In der Oben-Unten-Richtung sind die Positionen der Batteriezellen 48 in der gleichen Reihe im Wesentlichen die gleichen, und die Batteriezellen 48 in der gleichen Reihe sind mit Abständen zwischen diesen entlang der Links-Rechts-Richtung angeordnet. In der Links-Rechts-Richtung sind die Positionen der Batteriezellen 48 in der gleichen Säule im Wesentlichen die gleichen und die Batteriezellen 48 in der gleichen Säule sind mit Abständen zwischen diesen entlang der Oben-Unten-Richtung angeordnet. Wie in 5 und 6 gezeigt, weist jede der Mehrzahl von Batteriezellen 48 eine positive Elektrode 48a an einem von ihrem vorderen und hinteren Ende und eine negative Elektrode 48b an dem anderen von ihrem vorderen und hinteren Ende auf. Metallleitungsplatten 56 (siehe 4) sind an die positiven Elektroden 48a und die negativen Elektroden 48b der Mehrzahl von Batteriezellen 48 angebracht. Wie in 4 gezeigt, sind einige der Leitungsplatten 56 mit der Steuerungsschaltplatine 52 verbunden, indem sie direkt in die Steuerungsschaltplatine 52 eingesetzt sind, und die restlichen Leitungsplatten 56 sind elektrisch mit der Steuerungsschaltplatine 52 über Leitungsdrähte 58 verbunden.
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist der Zellenhalter 50 eine im Wesentlichen Kastenform auf. Der Zellenhalter 50 weist eine vordere Oberfläche 50a, eine hintere Oberfläche 50b, eine rechte Oberfläche 50c, eine linke Oberfläche 50d, eine obere Oberfläche 50e und eine untere Oberfläche50f auf. Der Zellenhalter 50 weist einen vorderen Zellenhalter 60 und einen hinteren Zellenhalter 62 auf. Der vordere Zellenhalter 60 hält die vorderen Enden der Mehrzahl von Batteriezellen 48. Der hintere Zellenhalter 62 hält die hinteren Enden der Mehrzahl von Batteriezellen 48.
Wie in 5 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64 in der rechten Oberfläche 50c des Zellenhalters 50 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Luftzufuhröffnungen 64 in der rechten Seitenoberfläche 50c des Zellenhalters 50 definiert, wobei eine der Luftzufuhröffnungen 64 derart angeordnet ist, dass sie einem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der ersten Reihe von oben und den Batteriezellen 48 in der zweiten Reihe von oben im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt, und die andere der Luftzufuhröffnungen 64 ist derart angeordnet, dass sie einem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der ersten Reihe von unten und den Batteriezellen 48 in der zweiten Reihe von unten im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt.
Wie in 6 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 66 in der linken Oberfläche 50d des Zellenhalters 50 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Luftzufuhröffnungen 66 in der linken Oberfläche 50d des Zellenhalters 50 definiert, wobei eine der Luftzufuhröffnungen 66 derart angeordnet ist, dass sie dem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der ersten Reihe von oben und den Batteriezellen 48 in der zweiten Reihe von oben im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt, und die andere der Luftzufuhröffnungen 66 ist derart angeordnet, dass sie dem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der ersten Reihe von unten und den Batteriezellen 48 in der zweiten Reihe von unten im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt.
Eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 68 ist in der oberen Oberfläche 50e des Zellenhalters 50 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Luftzufuhröffnungen 68 in der oberen Oberfläche 50e des Zellenhalters 50 definiert, wobei eine der Luftzufuhröffnungen 68 derart angeordnet ist, dass sie einem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der dritten Säule von rechts und den Batteriezellen 48 in der vierten Säule von rechts im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt, und die andere der Luftzufuhröffnungen 68 ist derart angeordnet, dass sie einem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der dritten Säule von links und den Batteriezellen 48 in der vierten Säule von links im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt.
Wie in 5 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 70 in der unteren Oberfläche 50f des Zellenhalters 50 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Luftzufuhröffnungen 70 in der unteren Oberfläche 50f des Zellenhalters 50 definiert, wobei eine der Luftzufuhröffnungen 70 derart angeordnet ist, dass sie dem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der dritten Säule von rechts und den Batteriezellen 48 in der vierten Säule von rechts im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt, und die andere der Luftzufuhröffnungen 70 ist derart angeordnet, dass sie dem Raum zwischen den Batteriezellen 48 in der dritten Säule von links und den Batteriezellen 48 in der vierten Säule von links im Inneren des Zellenhalters 50 gegenüberliegt.
Jede der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64, 66, 68, 70 ist derart definiert, dass sie den vorderen Zellenhalter 60 und den hinteren Zellenhalter 62 quert. Jede von der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64, 66, 68, 70 weist eine längliche Lochform auf, die ihre Längsrichtung entlang der Vorder-Rück-Richtung aufweist. Ein vorderes Ende von jeder der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64, 66, 68, 70 ist z.B. an einer Position angeordnet, die sich mit einem 1/4 der Länge der Mehrzahl von Batteriezellen 48 rückseitig von den vorderen Enden der Mehrzahl von Batteriezellen 48 in der Vorder-Rück-Richtung befindet. Ein hinteres Ende von jeder der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64, 66, 68, 70 ist z.B. an einer Position angeordnet, die sich mit einem 1/4 Länge der Mehrzahl von Batteriezellen 48 an der Vorderseite von den hinteren Enden der Mehrzahl von Batteriezellen 48 in der Vorder-Rück-Richtung befindet.
Wie in 6 gezeigt, sind eine Mehrzahl von Elektrodenöffnungen 72 und eine Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 74 in der hinteren Oberfläche 50b des Zellenhalters 50 definiert. Die Mehrzahl von Elektrodenöffnungen 72 ist entsprechend den hinteren Enden der Mehrzahl von Batteriezellen 48 angeordnet, und die positive Elektrode 48a oder die negative Elektrode 48b von jeder Batteriezelle 48 ist von ihrer entsprechenden Elektrodenöffnung 72 freigelegt. Die Leitungsplatten 56 (siehe 4) sind hinter der hinteren Oberfläche 50b des Zellenhalters 50 angeordnet und berühren die positiven Elektrode 48a oder die negativen Elektrode 48b der Batteriezellen 48 durch die Elektrodenöffnungen 72. Jede der Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 74 ist an einer Position angeordnet, die durch vier Elektrodenöffnungen 72 umgeben wird. Das heißt, jede der Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 74 ist derart angeordnet, dass sie einem Raum gegenüberliegt, der durch vier Batteriezellen 48 im Inneren des Zellenhalters 50 umgeben ist. Zwischen den Batteriezellen 48 in der ersten Säule von rechts und den Batteriezellen 48 in der zweiten Säule von rechts sind Ableitungsöffnungen 74 nicht in der hinteren Oberfläche 50b des Zellenhalters 50 definiert. Des Weiteren sind ebenso zwischen den Batteriezellen 48 in der ersten Säule von links und den Batteriezellen 48 in der zweiten Säule von links Ableitungsöffnungen 74 nicht in der hinteren Oberfläche 50b des Zellenhalters 50 definiert. Darüber hinaus sind zwischen den Batteriezellen 48 in der zweiten Reihe von oben und den Batteriezellen 48 in der dritten Reihe von oben (d.h. zweiten Reihe von unten) die Ableitungsöffnungen 74 zwischen den Batteriezellen 48 in der dritten Säule von rechts und den Batteriezellen 48 in der vierten Säule von rechts und zwischen den Batteriezellen 48 in der dritten Säule von links und den Batteriezellen 48 in der vierten Säule von links definiert, allerdings sind Ableitungsöffnungen 74 nicht in anderen Positionen als den oben beschriebenen definiert.
Wie in 5 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Elektrodenöffnungen 76 in der vorderen Oberfläche 50a des Zellenhalters 50 definiert. Die Mehrzahl von Elektrodenöffnungen 76 ist entsprechend den vorderen Enden der Mehrzahl von Batteriezellen 48 angeordnet, und die positive Elektrode 48a und die negative Elektrode 48b von jeder Batteriezelle 48 ist von ihrer entsprechenden Elektrodenöffnung 76 freigelegt. Die Leitungsplatten 56 (siehe 4) sind an der Vorderseite der vorderen Oberfläche 50a des Zellenhalters 50 angeordnet und berühren die positiven Elektroden 48a oder die negativen Elektroden 48b der Batteriezellen 48 durch die Elektrodenöffnungen 76. Ungleich der hinteren Oberfläche 50b des Zellenhalters 50 sind andere Öffnungen als die Elektrodenöffnungen 76 nicht in der vorderen Oberfläche 50a des Zellenhalters 50 definiert.
Wie in 4 gezeigt, weisen die batterieseitigen Anschlüsse 54 Leistungsanschlüsse 78 und Signalanschlüsse 80 auf. Die Leistungsanschlüsse 78 weisen einen positiven Leistungsanschluss 78a und einen negativen Leitungsanschluss 78b auf, der an der rechten Seite des positiven Leistungsanschlusses 78a angeordnet ist. Die Signalanschlüsse 80 sind zwischen dem positiven Leistungsanschluss 78a und dem negativen Leistungsanschluss 78b angeordnet. Die Signalanschlüsse 80 weisen einen Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a, der benachbart zu und an der rechten Seite des positiven Leistungsanschlusses 78a angeordnet ist, einen Signalaufnahmeanschluss 80b, der benachbart zu einer rechten Seite des positiven Leistungsanschlusses 78a und hinter dem Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a angeordnet ist, einen Überentladeausgabeanschluss 80c auf, der benachbart zu und auf der rechten Seite des Lade-/ Entlade-Steuerungsanschlusses 80a angeordnet ist, einen Signalsendeanschluss 80d, der benachbart zu und auf der rechten Seite des Signalaufnahmeanschlusses 80b und hinter dem Überentladeausgabeanschluss 80c angeordnet ist, einen Verbindungserfassungsanschluss 80e, der benachbart zu und auf der rechten Seite des Überentladeausgabeanschlusses 80c angeordnet ist, und einen Betätigungseingabeanschluss 80f auf, der benachbart zu und auf der rechten Seite des Signalsendeanschlusses 80d und hinter dem Verbindungserfassungsanschluss 80e angeordnet ist.
Der positive Leistungsanschluss 78a und der negative Leistungsanschluss 78b verwenden eine Cu-Legierung als deren Basismaterial, eine Cu-Plattierung (Cu-Beschichtung) ist als deren Basisbeschichtungsplattierung aufgebracht, und eine Sn-Beschichtung (Sn-Plattierung) ist auf die Oberseite der Basisbeschichtungsplattierung aufgebracht. Anstelle der Sn-Plattierung kann eine Plattierung (Beschichtung) aufgebracht werden, die ein reines Metall verwendet, das ein Basismetall (Nichtedelmetall) ist, wie beispielsweise Ni, und als weitere Alternative kann eine Plattierung aufgebracht werden, die ein reines Metall verwendet, das ein anderes Edelmetall als Ag ist, wie beispielsweise Au. Als noch weitere Alternative kann eine Plattierung aufgebracht werden, die eine Legierung verwendet, die kein Ag enthält.
Wenn das Batteriepack 2 in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit verwendet wird, kann ein Metall auf einer Oberfläche des positiven Leistungsanschlusses 78a ionisiert werden, sich auf der Steuerungsschaltplatine 52 in Richtung des negativen Stromanschlusses 78b bewegen und sich als Metall auf einer Oberfläche des negativen Leistungsanschlusses 78b absetzen. Ein solches Phänomen wird als Ionenwanderung bezeichnet. Wenn das Metall, das sich auf dem negativen Leistungsanschluss 78b ablagert, auf der Steuerungsschaltplatine 52 anwächst, kann ein Kurzschluss in der Steuerungsschaltplatine 52 entstehen (auftreten). Ag ist am meisten anfällig für die Ionenwanderung. Des Weiteren, da die Ionenwanderung dazu neigt, aufzutreten, wenn eine große Spannung angelegt wird, während die Ionenwanderung dazu neigt, nicht aufzutreten, wenn eine kleine Spannung angelegt wird, neigt sie dazu, bei den Leistungsanschlüssen 78 aufzutreten, und neigt nicht dazu, bei den Signalanschlüssen 80 aufzutreten. Aufgrund dessen, wie oben beschrieben, kann durch Aufbringen einer Plattierung (Beschichtung), die ein anderes reines Metall als Ag verwendet, oder einer Plattierung, die eine Legierung verwendet, die nicht Ag enthält, auf den positiven Leistungsanschluss 78a und den negativen Leistungsanschluss 78b, der Kurzschluss, der durch die Ionenwanderung verursacht wird, unterdrückt (verhindert) werden. Im Speziellen kann durch Aufbringen einer Plattierung, die ein anderes reines Metall als Ag verwendet, oder einer Plattierung, die eine Legierung verwendet, die nicht Ag enthält, auf die Oberfläche des positiven Leistungsanschlusses 78a, eine Ag-Ionisierung auf der Oberfläche des positiven Leistungsanschlusses 78a unterdrückt werden, und der Kurzschluss, der durch die Ionenwanderung verursacht wird, kann unterdrückt werden. Das andere reine Metall als Ag oder die Legierung, die nicht Ag enthält, wie oben beschrieben, kann ein anderes reines Metall als Ag, Pb oder eine Legierung sein, die nicht Ag, Pb enthält, oder kann ein anderes reines Metall als Ag, Pb, Cu oder eine Legierung sein, die nicht Ag, Pb, Cu enthält.
Der Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a, der Signalaufnahmeanschlusses 80b, der Überentladeausgabeanschluss 80c, der Signalsendeanschluss 80d, der Verbindungserfassungsanschluss 80e und der Betätigungseingabeanschluss 80f verwenden eine Cu-Legierung als deren Basismaterial, eine Cu-Plattierung ist als deren Basisbeschichtungsplattierung aufgebracht, und eine Ag-Plattierung ist auf die Oberseite der Basisbeschichtungsplattierung aufgebracht. Eine Plattierung, die ein reines Metall verwendet, das ein Edelmetall ist, wie beispielsweise Au, oder eine Edelmetalllegierungsplattierung kann anstelle der Ag-Plattierung aufgebracht sein.
In einem Zustand, bei welchem das Batteriepack 2 an der elektrischen Vorrichtung oder dem Ladegerät angebracht ist, sind die batterieseitigen Anschlüsse 54 in Kontakt mit vorrichtungsseitigen Anschlüssen der elektrischen Vorrichtung oder des Ladegeräts gehalten. In diesem Zustand, wenn eine Mikroschwingung wiederholend auf die batterieseitigen Anschlüsse 54 aufgebracht wird, schreitet ein Teilabnutzungsvorgang an Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse 54 fort, durch welche Metallstaub, der von den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse 54 abgetragen wird, oxidiert und sich an den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse 54 ansammelt. Ein solches Phänomen wird als eine Reibkorrosion (Passungsrost) bezeichnet. Wenn sich der oxidierte Staub an den Oberflächen der batterieseitigen Anschlüsse 54 ansammelt, können Leitungsstörungen (Leitungsdefekte) an den batterieseitigen Anschlüssen 54 entstehen. Generell neigen Edelmetalle nicht dazu zu oxidieren, und somit sind sie resistent gegenüber solchen Leitungsstörungen, die durch die Reibkorrosion entstehen. Im Gegensatz dazu, da Basismetalle anfällig gegenüber Oxidation sind, sind diese anfälliger für solchen Leitungsstörungen, die durch die Reibkorrosion entstehen. Des Weiteren neigen die Leitungsstörungen, die durch die Reibkorrosion verursacht werden, dazu, nicht aufzutreten, wenn eine große Spannung angelegt wird, wohingegen sie dazu neigen, aufzutreten, wenn eine kleine Spannung angelegt wird, und somit neigen die Leitungsstörungen nicht dazu, bei den Leistungsanschlüssen 78 aufzutreten, und neigen dazu, bei den Signalanschlüssen 80 aufzutreten. Deshalb können durch Platinieren des Lade-/Entlade-Steuerungsanschlusses 80a, des Signalaufnahmeanschlusses 80b, des Überentladeausgabeanschlusses 80c, des Signalsendeanschlusses 80d, des Verbindungserfassungsanschlusses 80e und des Betätigungseingabeanschlusses 80f, unter Verwendung eines reinen Metalls, das ein Edelmetall ist, oder einer Edelmetalllegierung, wie oben beschrieben, die Leitungsstörungen, die durch Reibkorrosion verursacht werden, unterdrückt werden.
Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 82 ist in der Steuerungsschaltplatine 52 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Durchgangslöcher 82 in der Steuerungsschaltplatine 52 definiert. Eines dieser Durchgangslöcher 82 erstreckt sich in der Vorder-Rück-Richtung zwischen dem positiven Leistungsanschluss 78a und dem Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a und ebenso zwischen dem positiven Leistungsanschluss 78a und dem Signalaufnahmeanschluss 80b. Ein weiteres der Durchgangslöcher 82 erstreckt sich in der Vorder-Rück-Richtung zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a und dem Überentladeausgabeanschluss 80c und ebenso zwischen dem Signalaufnahmeanschluss 80b und dem Signalsendeanschluss 80d. Ein noch weiteres der Durchgangslöcher 82 erstreckt sich in der Vorder-Rück-Richtung zwischen dem Überentladeausgabeanschluss 80c und dem Verbindungserfassungsanschluss 80e und ebenso zwischen dem Signalsendeanschluss 80d und dem Betätigungseingabeanschluss 80f. Ein letztes der Durchgangslöcher 82 erstreckt sich in der Vorder-Rück-Richtung zwischen dem Verbindungserfassungsanschluss 80e und dem negativen Leistungsanschluss 78b und ebenso zwischen dem Betätigungseingabeanschluss 80f und dem negativen Leistungsanschluss 78b. Indem die Mehrzahl von Durchgangslöchern 82 in der Steuerungsschaltplatine 52 definiert sind, kann, auch wenn eine leitende Substanz, wie beispielsweise Wasser, an der Oberfläche der Steuerungsschaltplatine 52 anhaftet, ein Kurzschluss zwischen den Leistungsanschlüssen 78, zwischen den Signalanschlüssen 80 und zwischen den Leistungsanschlüssen 78 und den Signalanschlüssen 80 unterdrückt werden.
Wie in 7 gezeigt, sind die Mehrzahl von Batteriezellen 48 elektrisch zwischen dem positiven Leistungsanschluss 78a und dem negativen Leistungsanschluss 78b verbunden. Die Steuerungsschaltplatine 52 weist eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) 84, eine Leistungszufuhrschaltung 86, ein Analog-Front-End (AFE) 88, eine Temperaturerfassungsvorrichtung 90, eine Stromerfassungsvorrichtung 92, eine Lade-/Entladesteuerung 94, einen Signalkommunikationsabschnitt 96, einen Überentladeausgabeabschnitt 98, einen Betätigungseingabeabschnitt 100 und eine Verbindungserfassungsvorrichtung 102 auf. Die MPU 84 ist dazu konfiguriert, den Betrieb des Batteriepacks zu steuern. Die MPU 84 ist elektrisch mit dem Anzeigeschalter 17a und den LEDs 17b der Anzeigeschaltplatine 17 verbunden. Die Leistungszufuhrschaltung 86 ist dazu konfiguriert, eine DC-Leistung von der Mehrzahl von Batteriezellen 48 zu einer Spannung herunterzustufen, die für den Betrieb der MPU 84 geeignet ist, und führt diese der MPU 84 zu. Die Stromerfassungsvorrichtung 92 ist dazu konfiguriert, einen Strom zu erfassen, der in der Mehrzahl von Batteriezellen 48 fließt, und diesen dem AFE 88 auszugeben. Das AFE 88 ist dazu konfiguriert, die Spannung der jeweiligen Batteriezellen 48 und den Strom, der durch die Stromerfassungsvorrichtung 92 erfasst wird, zu verstärken, so dass sie durch die MPU 84 identifiziert werden können, und diese der MPU 84 auszugeben. Die Temperaturerfassungsvorrichtung 90 ist dazu konfiguriert, Temperaturen der Mehrzahl von Batteriezellen 48 unter Verwendung eines Thermistors (nicht gezeigt) zu erfassen, der in dem Zellenhalter 50 angeordnet ist, und diese der MPU 84 auszugeben. Die Lade-/Entladesteuerung 94 verbindet elektrisch die MPU 84 und den Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a. Die Lade-/Entladesteuerung 94 ist dazu konfiguriert, ein Lade-/Entlade-Erlaubnissignal dem Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a in dem Fall auszugeben, in welchem das Batteriepack 2 in einem normalen Zustand ist, und ein Lade-/Entladeverhinderungssignal dem Lade-/Entlade-Steuerungsanschluss 80a in dem Fall auszugeben, bei welchem das Batteriepack 2 in einem abnormalen Zustand ist. Der Signalkommunikationsabschnitt 96 verbindet elektrisch zwischen der MPU 84 und dem Signalaufnahmeanschluss 80b und ebenso elektrisch zwischen der MPU 84 und dem Signalsendeanschluss 80d. Der Signalkommunikationsabschnitt 96 ist dazu konfiguriert, der MPU 84 ein Signal, das von dem Signalempfangsanschluss 80b empfangen wird, durch serielle Kommunikation einzugeben, und ein Signal, das von der MPU 84 ausgegeben wurde, unter Verwendung des Signalsendeanschlusses 80d durch serielle Kommunikation auszugeben. Der Überentladeausgabeabschnitt 98 verbindet elektrisch zwischen der MPU 84 und dem Überentladeausgabeanschluss 80c. Der Überentladeausgabeabschnitt 98 ist dazu konfiguriert, dem Überentladeausgabeanschluss 80c ein Signal auszugeben, das eine vorliegende Überentladung anzeigt, wenn die Mehrzahl von Batteriezellen 48 überentladen wird. Der Betätigungseingabeabschnitt 100 verbindet elektrisch zwischen der MPU 84 und dem Betätigungseingabeanschluss 80f. In dem Zustand, in welchem das Batteriepack 2 an der elektrischen Vorrichtung angebracht ist, ist der Betätigungseingabeabschnitt 100 dazu konfiguriert, den Betätigungseingabeanschluss 80f zum Empfangen eines Betätigungseingabesignals zu verwenden, welches von der elektrischen Vorrichtung gesendet wird, wenn ein Betätigungsschalter der elektrischen Vorrichtung durch einen Benutzer eingeschaltet wird, und dieses der MPU 84 einzugeben. Die Verbindungserfassungsvorrichtung 102 verbindet elektrisch zwischen der MPU 84 und dem Verbindungserfassungsanschluss 80e. Die Verbindungserfassungsvorrichtung 102 ist dazu konfiguriert, ein Verbindungserfassungssignal der MPU 84 einzugeben, wenn das Batteriepack 2 elektrisch mit der elektrischen Vorrichtung oder dem Ladegerät verbunden ist. Die Konfiguration, die in 7 gezeigt ist, ist lediglich ein Beispiel, und im Speziellen können die Signalanschlüsse 80 und/oder bildenden Elemente, die mit den Signalanschlüssen 80 verbunden sind, andere Arten als die zuvor beschriebenen sein, und die Anzahl der Signalanschlüsse 80 und der Bestandteile können unterschiedlich von der oben beschriebenen Anzahl sein.
Wenn das Batteriepack 2 an dem Ladegerät angebracht wird, wird die Mehrzahl von Batteriezellen 48 durch eine Lüfterradvorrichtung (nicht gezeigt) des Ladegeräts gekühlt, während die Mehrzahl von Batteriezellen 48 geladen werden, um zu unterdrücken, dass die Mehrzahl von Batteriezellen 48 exzessiv hohe Temperaturen erreichen. Bei dem Batteriepack 2 der vorliegenden Ausführungsform wird Luft von der Innenseite zu der Außenseite des Gehäuses 12 durch die Ableitungsöffnungen 42 in der hinteren Oberfläche 4b des Hauptkörpers 4, wie in 2 gezeigt, durch die Lüfterradvorrichtung des Ladegeräts angesaugt. Nachfolgend wird eine Luftströmung im Inneren des Gehäuses 12, wenn die Mehrzahl von Batteriezellen 48, wie oben beschrieben, gekühlt wird, beschrieben.
Wie in 8 gezeigt, wenn die Luft, die von der Innenseite zu der Außenseite des Gehäuses 12 durch die Ableitungsöffnungen 42 in der hinteren Oberfläche 4b des Hauptkörpers 4 angesaugt wird, strömt Luft von der Außenseite zu der Innenseite des Gehäuses 12 durch die Luftzufuhröffnungen 36 in der rechten Oberfläche 4c des Hauptkörpers 4, die Luftzufuhröffnungen 38 in der linken Oberfläche 4d des Hauptkörpers 4 und die Luftzufuhröffnungen 40 in der vorderen Oberfläche 4a des Hauptkörpers 4. Des Weiteren, wie in 9 gezeigt, strömt die Luft von der Außenseite zu der Innenseite des Gehäuses 12 durch die Anschlussöffnungen 24 der Anschluss-IF-Einheit 20 ein, obwohl ein Volumen dieser Luft klein ist.
Der Hauptteil der Luft, die von den Luftzufuhröffnungen 36 eintritt, strömt in den Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64 in der rechten Oberfläche 50c des Zellenhalters 50. Der Rest der Luft, die von den Luftzufuhröffnungen 36 eintritt, strömt in einen Raum zwischen dem Gehäuse 12 und dem Zellenhalter 50, und strömt in den Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 68 in der oberen Oberfläche 50e des Zellenhalters 50 und die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 70 in der unteren Oberfläche 50f des Zellenhalters 50.
Der Hauptteil der Luft, die durch die Luftzufuhröffnungen 38 eintritt, strömt in den Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 66 der linken Oberfläche 50d des Zellenhalters 50. Der Rest der Luft, die durch die Luftzufuhröffnungen 38 eintritt, strömt in den Raum zwischen dem Gehäuse 12 und dem Zellenhalter 50, und strömt in den Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 68 in der oberen Oberfläche 50e des Zellenhalters 50 und der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 70 in der unteren Oberfläche 50f des Zellenhalters 50.
Wie in 8 gezeigt, strömt die Luft, die von den Luftzufuhröffnungen 40 eintritt, in den Raum zwischen dem Gehäuse 12 und dem Zellenhalter 50, und strömt in den Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64 in der rechten Oberfläche 50c des Zellenhalters 50, die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 66 in der linken Oberfläche 50d des Zellenhalters 50, die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 68 in der oberen Oberfläche 50e des Zellenhalters 50 und die Mehrzahl der Luftzufuhröffnungen 70 in der unteren Oberfläche 50f des Zellenhalters 50.
Wie in 9 gezeigt, strömt die Luft, die von den Anschlussöffnungen 24 eintritt, durch die Durchgangslöcher 82 in der Steuerungsschaltplatine 52 und strömt in den Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 70 in der unteren Oberfläche 50f des Zellenhalters 50.
Die Luft, die in das Innere des Zellenhalters 50 von der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64 eintritt, strömt von rechts nach links in Räumen zwischen den Batteriezellen 48, die benachbart in der Oben-Unten-Richtung sind. Die Luft, die in das Innere des Zellenhalters 50 von der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 66 eintritt, strömt von links nach rechts in Räumen zwischen den Batteriezellen 48, die benachbart in der Oben-Unten-Richtung sind. Die Luft, die in das Innere des Zellenhalters 50 von der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 68 eintritt, strömt von oben nach unten in Räumen zwischen den Batteriezellen 48, die benachbart in der Links-Rechts-Richtung sind. Die Luft, die in den Zellenhalter 50 von der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 70 eintritt, strömt von unten nach oben in Räumen zwischen den Batteriezellen 48, die benachbart in der Links-Rechts-Richtung sind.
Wie in 8 gezeigt, wird bei Bereichen der hinteren Oberfläche 50b des Zellenhalters 50, bei welchen die Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 74 definiert ist, eine Luftströmung, die von vorne nach hinten gerichtet ist, entlang der Längsrichtung von jeder der Batteriezellen 48 erzeugt. Dementsprechend strömt die Luft, die in das Innere des Zellenhalters 50 von der Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 64, 66, 68, 70 eintritt, entweder in der Links-Rechts-Richtung oder der in der Oben-Unten-Richtung in den Räumen zwischen der Mehrzahl von Batteriezellen 48, strömt dann von vorne nach hinten, und strömt danach aus dem Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 74. Die Luft, die aus dem Zellenhalter 50 durch die Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 74 strömt, strömt aus dem Gehäuse 12 durch die Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 42 in der hinteren Oberfläche 4b des Hauptkörpers 4. Die Mehrzahl von Batteriezellen 48 wird durch die Luftströmung, wie oben beschrieben, gekühlt.
Wie oben beschrieben, ist bei einer oder mehreren Ausführungsformen das Batteriepack 2 dazu konfiguriert, an der elektrischen Vorrichtung oder dem Ladegerät, die die vorrichtungsseitigen Anschlüsse aufweisen, angebracht zu werden und von diesen entfernt zu werden. Das Batteriepack 2 weist die Batteriezellen 48, die Schaltplatine 52 (ein Beispiel der Schaltplatine), die mit den Batteriezellen 48 elektrisch verbunden ist, und die batterieseitigen Anschlüssen 54 auf, die elektrisch mit der Schaltplatine 52 verbunden sind und dazu konfiguriert sind, elektrisch mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen durch Berühren der vorrichtungsseitigen Anschlüsse verbunden zu werden. Die batterieseitigen Anschlüsse 54 weisen den positiven Leistungsanschluss 78a und den negativen Leistungsanschluss 78b zum Entladen der Batteriezelle 48 und zum Laden der Batteriezelle 48, und den zumindest einen Signalanschluss 80 auf, der elektrisch mit der Schaltplatine 52 für eine Signalkommunikation mit der Schaltplatine 52 verbunden ist. Der positive Leistungsanschluss 78a ist mit einem ersten Metall auf seiner Oberfläche plattiert. Einer von dem zumindest einen Signalanschluss 80 ist mit einem zweiten Metall auf seiner Oberfläche plattiert. Das erste Metall ist ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung, die kein Ag enthält. Das zweite Metall ist ein reines Metall, das ein Edelmetall ist, oder eine Edelmetalllegierung.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann ein Kurzschluss, der durch Ionenwanderung verursacht wird, und Leitungsstörungen, die durch Reibkorrosion verursacht werden, bei den batterieseitigen Anschlüssen 54 des Batteriepacks 2 unterdrückt werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist der negative Leistungsanschluss 78b mit einem dritten Metall auf seiner Oberfläche plattiert (beschichtet). Das dritte Metall ist ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung, die nicht Ag enthält.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Kurzschluss, der durch die Ionenwanderung verursacht wird, bei den batterieseitigen Anschlüssen 54 des Batteriepacks 2 unterdrückt werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das dritte Metall das gleiche Metall wie das erste Metall sein.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann, da der an dem positiven Leistungsanschluss 78a und an dem negativen Leistungsanschluss 78b auszuführende Plattierungsprozess integriert werden kann, die Herstellung des Batteriepacks 2 vereinfacht werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können alle des zumindest einen Signalanschlusses 80 mit dem zweiten Metall auf der Oberfläche plattiert sein.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann, da der an allen von dem zumindest einen Signalanschluss 80 auszuführende Plattierungsprozess integriert ausgeführt werden kann, die Herstellung des Batteriepacks 2 weiter vereinfacht werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist das erste Metall Sn.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann unter den batterieseitigen Anschlüssen 54 die Gleitfähigkeit des Anschlusses (der Anschlüsse), der (die) mit dem ersten Metall (z.B. der positive Leistungsanschluss 78a, der negative Leistungsanschluss 78b) plattiert ist (sind), zum Gleiten an dem vorrichtungsseitigen Anschluss (den vorrichtungsseitigen Anschlüssen) verbessert werden.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist das zweite Metall Ag.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann ein elektrischer Widerstand des Anschlusses (der Anschlüsse), der (die) mit dem zweiten Metall (z.B. die Signalanschlüsse 80) plattiert ist (sind), unter den batterieseitigen Anschlüssen 54 reduziert werden.
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
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017518193 A [0002]

Claims

Batteriepack (2), das dazu konfiguriert ist, an einer elektrischen Vorrichtung oder einem Ladegerät, die vorrichtungsseitige Anschlüsse aufweisen, angebracht zu werden und von diesen entfernt zu werden, mit einer Batteriezelle (48), einer Schaltplatine (52), die mit den Batteriezellen (48) elektrisch verbunden ist, und batterieseitigen Anschlüssen (54), die elektrisch mit der Schaltplatine (52) verbunden sind und dazu konfiguriert sind, elektrisch mit den vorrichtungsseitigen Anschlüssen durch Berühren der vorrichtungsseitigen Anschlüsse verbunden zu werden, bei dem die batterieseitigen Anschlüsse (54) einen positiven Leistungsanschluss (78a) und einen negativen Leistungsanschluss (78b) zum Entladen der Batteriezelle (48) und zum Laden der Batteriezelle (48), und zumindest einen Signalanschluss (80) aufweisen, der elektrisch mit der Schaltplatine (52) für eine Signalkommunikation mit der Schaltplatine (52) verbunden ist, bei dem der positive Leistungsanschluss (78a) mit einem ersten Metall auf seiner Oberfläche plattiert ist, einer von dem zumindest einen Signalanschluss (80) mit einem zweiten Metall auf seiner Oberfläche plattiert ist, das erste Metall ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung ist, die kein Ag enthält, und das zweite Metall ein reines Metall, das ein Edelmetall ist, oder eine Edelmetalllegierung ist.
Batteriepack (2) nach Anspruch 1, bei dem der negative Leistungsanschluss (78b) mit einem dritten Metall auf seiner Oberfläche plattiert ist, und das dritte Metall ein anderes reines Metall als Ag oder eine Legierung ist, die kein Ag enthält.
Batteriepack (2) nach Anspruch 2, bei dem das dritte Metall das gleiche Metall wie das erste Metall ist.
Batteriepack (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem alle von dem zumindest einen Signalanschluss (80) mit dem zweiten Metall auf der Oberfläche plattiert sind.
Batteriepack (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste Metall Sn ist.
Batteriepack (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das zweite Metall Ag ist.