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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Batteriepacks und insbesondere auf Batteriepacks, die vor allem für elektrische Werkzeuge verwendbar sind.
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Ein bekannter Batteriepack ist in einer perspektivischen Ansicht und teilweise im Querschnitt in 7 gezeigt. Mit Bezug auf 7 ist ein Batteriepack 100 mit einem Batteriegehäuse 102, einer Zellengruppe 104, einer Leiterplatte 106 und mit Anschlussplatten 108, 109 und 110 ausgestattet. Die Zellengruppe 104 ist in dem Batteriegehäuse 102 aufgenommen. Des Weiteren ist die Zellengruppe 104 mit einer Mehrzahl (fünf in 7) von Batteriezellen 112, die parallel zueinander sind, und einem Zellenhalter 114, der die Mehrzahl von Batteriezellen 112 hält, ausgestattet. Die Leiterplatte 106 ist in dem Batteriegehäuse 102 so aufgenommen, dass sie an der oberen Seite der Zellengruppe 104 und angrenzend an die Zellengruppe 104 ist, während sie parallel zu dieser ist. Die Anschlussplatten 108, 109 und 110 weisen jeweils zellenseitige Anschlussteile 108a, 109a und 110a, die mit der Batteriezelle 112 elektrisch verbunden sind, plattenseitige Anschlussteile 108b, 109b und 110b auf, die mit der Leiterplatte 106 elektrisch verbunden sind, und Verbindungsteile 108c, 109c und 110c auf, die den Kontakt zwischen den zellenseitigen Anschlussteilen 108a, 109a und 110a und den plattenseitigen Anschlussteilen 108b, 109b und 110b herstellen. Die Verbindungsteile 108c, 109c und 110c sind als Streifen gebildet, die sich parallel zu der Batteriezelle 112 erstrecken. Des Weiteren sind die Verbindungsteile 108c, 109c und 110c zwischen der Leiterplatte 106 und der Batteriezelle 112 angrenzend an die Leiterplatte 106 so angeordnet, dass sie parallel zu der Leiterplatte 106 sind. Eine Beschreibung der Anschlussplatten (nicht dargestellt) an der gegenüberliegenden Endfläche der Batteriezelle 112 wird unterlassen.
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In einem in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-143677 offenbarten Batteriepack sind die Anschlussplatten so zwischen einer Zellengruppe und einer Leiterplatte angeordnet, dass sie parallel zu der Leiterplatte sind.
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Im Fall des oben genannten bekannten Batteriepacks
100 (siehe
7) sind die Verbindungsteile
108c,
109c und
110c der Anschlussplatten
108,
109 und
110 zwischen der Zellengruppe
104 und der Leiterplatte
106 angeordnet. Somit ist es notwendig, zwischen der Zellengruppe
104 und der Leiterplatte
106 den erforderlichen Zwischenraum zum Anordnen der Verbindungsteile
108c,
109c und
110c der Anschlussplatten
108,
109 und
110 festzusetzen. Dies führt zu einer Vergrößerung der Größe des Batteriepacks
100 (im speziellen in der Höhenrichtung in
7). Ebenso ist es im Fall des Batteriepacks der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2011-143677 notwendig, zwischen der Zellengruppe und der Leiterplatte den erforderlichen Zwischenraum zum Anordnen der Anschlussplatten festzusetzen, das in dem gleichen Problem, wie im konventionellen Beispiel, resultiert.
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Deshalb ist ein derartiger Bedarf für eine Reduzierung der Größe eines Batteriepacks.
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Gemäß der vorliegenden Lehre enthält ein Batteriepack ein Batteriegehäuse, eine Zellengruppe, die eine Mehrzahl von Batteriezellen enthält, die in dem Batteriegehäuse aufgenommen sind, eine Leiterplatte, die innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Anschlussbauteilen, die zwischen der Leiterplatte und den Batteriezellen elektrisch verbinden. Die Anschlussbauteile erstrecken sich quer durch Zwischenräume, die zwischen der Leiterplatte und den Batteriezellen angeordnet sind.
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Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Schutzansprüchen und den beigefügten Zeichnungen leichter verstanden, in welchen Zeichnungen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Batteriepacks gemäß einem Beispiel ist;
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2 eine perspektivische Ansicht des Batteriepacks mit einem geöffneten Abdeckbauteil eines Batteriegehäuses ist;
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3 eine perspektivische Ansicht und teilweiser Querschnitt zum Zeigen von Anschlussplatten des Batteriepacks mit dem geöffneten Abdeckbauteil des Batteriegehäuses ist;
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4 eine perspektivische Ansicht und teilweiser Querschnitt zum Zeigen einer Zellengruppe des Batteriepacks mit dem geöffneten Abdeckbauteil des Batteriegehäuses ist;
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5 eine perspektivische Ansicht ist, die darstellt, wie die Batteriezellen in dem Batteriepack angeordnet sind;
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6 eine schematische Ansicht ist, die einen Schaltkreis des Batteriepacks darstellt; und
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7 eine perspektivische Ansicht und teilweiser Querschnitt eines bekannten Batteriepacks ist.
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Jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die zuvor und nachfolgend offenbart sind, können getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Batteriepacks bereitzustellen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung, dessen Beispiele viele von diesen zusätzlichen Merkmalen und Lehren sowohl getrennt als auch in Verbindung mit einander verwenden, werden nun im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich vorgesehen, um dem Fachmann weitere Details zum Ausführen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren zu lehren, und ist nicht dazu vorgesehen, den Schutzumfang der Erfindung zu begrenzen. Lediglich die Schutzansprüche definieren den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung. Deshalb müssen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die nachfolgend in der detaillierten Beschreibung offenbart werden nicht notwendig zum Ausführen der Erfindung im breitesten Sinne sein, und werden lediglich gelehrt, um repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der repräsentativen Beispiele und der abhängigen Ansprüche in nicht speziell aufgezeigten Wegen kombiniert werden, um zusätzliche brauchbare Beispiele der vorliegenden Lehren bereitzustellen. Verschiedene Beispiele werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In einem Beispiel enthält ein Batteriepack ein Batteriegehäuse, eine Zellengruppe, die eine Mehrzahl von Batteriezellen enthält, die in dem Batteriegehäuse aufgenommen und parallel zueinander sind, eine Leiterplatte, die innerhalb des Batteriegehäuses und angrenzend an die Zellengruppe angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Anschlussbauteilen. Jedes der Anschlussbauteile weist einen zellenseitigen Anschlussteil, der mit zumindest einer der Batteriezellen elektrisch verbunden ist, einem plattenseitigen Anschlussteil, der mit der Leiterplatte elektrisch verbunden ist, und einen Verbindungsteil auf, der zwischen dem zellenseitigen Anschlussteil und dem plattenseitigen Anschlussteil verbindet. Der Verbindungsteil von jedem der Anschlussbauteile ist innerhalb eines Zwischenraumes, der zwischen den Batteriezellen positioniert ist, angeordnet und ist angrenzend an die Leiterplatte.
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Deshalb ist es nicht notwendig, einen Zwischenraum zum Anordnen der Verbindungsteile der Anschlussbauteile vorzusehen, der wie in dem bekannten Beispiel (siehe 7) zwischen der Zellengruppe und der Leiterplatte festgesetzt ist. Dementsprechend ist es möglich, die Zellengruppe und die Leiterplatte nah zueinander anzuordnen, wodurch es möglich ist, die Größe des Batteriepacks zu reduzieren. Das Anschlussbauteil kann eine Anschlussplatte, Anschlussdraht oder dergleichen sein. Der Zwischenraum kann eine Mehrzahl von Zwischenräumen enthalten, wobei jeder zwischen zwei von drei oder mehr Batteriezellen positioniert ist, die entlang einer zu der Leiterplatte parallelen Richtung angeordnet sind.
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In dem Fall, in dem jedes der Anschlussbauteile eine Anschlussplatte ist, kann der Verbindungsteil von jedem der Anschlussbauteile als ein Streifen gebildet sein, der sich entlang und parallel zu den Batteriezellen erstreckt und eine Breite aufweist, die in eine Richtung gerichtet ist, die die Leiterplatte kreuzt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine kompakte Anordnung der Verbindungsteile mit Bezug auf eine zu der Leiterplatte parallelen Richtung vorzusehen, während die erforderliche Plattenbreite für die Verbindungsteile der Anschlussbauteile gewährleistet wird.
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Die Zellengruppe kann weiter einen Zellenhalter enthalten, der die Mehrzahl von Batteriezellen hält. Der Zellenhalter kann den Zwischenraum definieren und zwei oder mehr der Verbindungsteile der Anschlussbauteile können innerhalb des gleichen Zwischenraumes angeordnet sein. Der Zellenhalter kann zumindest ein Trennbauteil aufweisen, das die zwei oder mehr Verbindungsteile voneinander trennt. Somit ist es möglich, zum Beispiel Kurzschlüsse zwischen den Verbindungsteilen, wenn die Anschlussbauteile Anschlussplatten sind, und Verwicklungen der Verbindungsteile zu verhindern, wenn die Anschlussbauteile Anschlussdrähte sind.
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Ein Batteriepack gemäß einem Beispiel wird nun beschrieben. Einfachheithalber werden Richtungen nach vorne, hinten, rechts, links, oben und unten bezüglich des Batteriepacks so bestimmt, wie durch Pfeile in 1 bis 5 angezeigt.
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Zunächst wird eine allgemeine Konstruktion eines Batteriepacks 10 dieses Beispiels beschrieben. Das Batteriepack 10 von diesem Beispiel wird, zum Beispiel, für ein handgehaltenes elektrisches Werkzeug (nicht dargestellt) verwendet, wie einem Schraubendreher oder einem elektrischen Bohrer; dies ermöglicht wiederholte Verwendung durch Wiederaufladen durch ein Ladegerät (nicht dargestellt). Das Batteriepack 10 kann an das elektrische Werkzeug und an das Ladegerät durch Gleiten nach vorne montiert werden; umgekehrt kann es durch Gleiten nach hinten davon abgenommen werden.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Batteriepack 10 mit einem Boxen-ähnlichen Batteriegehäuse 12 ausgestattet, das in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gestreckt ist. Das Batteriegehäuse 12 kann aus Kunstharz hergestellt sein und enthält einen Boxen-ähnlichen Gehäusehauptkörper 13, der einen Boden hat und dessen obere Seite offen ist, und ein Abdeckbauteil 14, das die oberseitige Öffnung des Gehäusehauptkörpers 13 abdeckt. Ein Montierteil 15 zum Montieren des elektrischen Werkzeugs und des Ladegeräts ist an der Seite der oberen Fläche des Abdeckbauteils 14 vorgesehen. Der Montierteil 15 weist ein Paar von rechten und linken Führungsschienen 16 auf, die sich in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken. An den inneren Seiten der Führungsschienen 16 sind Lade-/Entladeschlitze 17 gebildet, die obere und vordere Öffnungen aufweisen. An der inneren Seite (rechte Seite) des linksseitigen Schlitzes 17 ist ein Temperaturdetektierschlitz 18 gebildet, der eine obere und vordere Öffnung aufweist und zum Detektieren der Temperatur verwendet wird. Zwischen der Temperaturdetektierschlitznut 18 und dem rechtsseitigen Schlitz 17 ist eine Verbinderöffnung 19 gebildet, die nach oben offen ist.
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Wie in 4 gezeigt, sind im Inneren des Gehäusehauptkörpers 13 eine Mehrzahl von Batteriezellen 20 (fünf in diesem Beispiel) aufgenommen, die parallel zueinander angeordnet sind und durch einen Zellenhalter 22 gehalten werden. Als Batteriezellen 20 werden zylindrische Batteriezellen verwendet. Der Zellenhalter 22 ist aus Kunstharz hergestellt und ist in einer Position innerhalb des Gehäusehauptkörpers 13 durch einen Passsitz darin gehalten. Der Zellenhalter 22 hält die fünf Batteriezellen 20 geschichtet in einer versetzten Art und Weise und enthält fünf zylindrische Aufnahmerohrteile 23, die im Stande sind, die Batteriezellen 20 in einer versetzten Art und Weise individuell aufzunehmen. Das heißt, insgesamt sind dort fünf Aufnahmerohrteile 23 (drei in der oberen Schicht und zwei in der unteren Schicht), wobei die vertikal zueinander angrenzenden Aufnahmerohrteile 23 miteinander verbunden sind. Zwischen den Aufnahmerohrteilen 23 der oberen Schicht, die horizontal angrenzend zueinander sind, sind horizontale Verbindungsplattenteile 24 vorgesehen, die sich in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken. Die Batteriezellen 20 sind jeweils in die Aufnahmerohrteile 23 eingesetzt und durch die Aufnahmerohrteile 23 gehalten. Demzufolge sind die Batteriezellen 20 so angeordnet, dass sie parallel zueinander sind. Des Weiteren bilden die fünf Batteriezellen 20 und der Zellenhalter 22 eine Zellengruppe 26.
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In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck „versetzte und geschichtete Art und Weise” eine Weise, in welcher die Batteriezellen 20 der unteren Schicht (oder der oberen Schicht) so angeordnet sind, dass sie in die Talbereiche zwischen den angrenzenden Batteriezellen 20 der oberen Schicht (oder der unteren Schicht) eintreten, so dass der resultierende Haufen nicht einstürzt (siehe 5). Zum Zweck der Darstellung wird die obere linksseitige Batteriezelle 20 als eine erste Batteriezelle 20(1) bezeichnet, die untere linksseitige Batteriezelle 20 wird als eine zweite Batteriezelle 20(2) bezeichnet, die obere zentrale Batteriezelle 20 wird als eine dritte Batteriezelle 20(3) bezeichnet, die untere rechtsseitige Batteriezelle 20 wird als eine vierte Batteriezelle 20(4) bezeichnet und die obere rechtsseitige Batteriezelle 20 wird als eine fünfte Batteriezelle 20(5) bezeichnet.
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Wie in 5 gezeigt, sind die positivseitigen Elektroden der ersten Batteriezelle 20(1), der dritten Batteriezelle 20(3) und der fünften Batteriezelle 20(5) nach hinten gerichtet und deren negativseitigen Elektroden sind nach vorne gerichtet. Die positivseitigen Elektroden der zweiten Batteriezelle 20(2) und der vierten Batteriezelle 20(4) sind nach vorne gerichtet und deren negativseitigen Elektroden sind nach hinten gerichtet. Die Batteriezellen 20(1) bis 20(5) sind in Reihe mittels Anschlussplatten 28, 29 und 31 bis 34 (nachfolgend beschrieben) verbunden (siehe 6).
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Wie in 4 gezeigt, sind an Eckteilen, die zwischen einem Bodenwandteil 13a und rechts- und linksseitigen Wandteilen 13b des Gehäusehauptkörpers 13 des Batteriegehäuses 12 gebildet sind, nach innen gerichtete konkave Teile 35 gebildet. In diesem Beispiel ist der linksseitige konkave Teil 35 als ein gestufter Teil so gebildet, dass er in den Talbereich zwischen der ersten Batteriezelle 20(1) und der zweiten Batteriezelle 20(2) eintritt. Der rechtsseitige konkave Teil 35 ist als ein gestufter Teil so gebildet, dass er den Talbereich zwischen der vierten Batteriezelle 20(4) und der fünften Batteriezelle 20(5) ausfüllt. Auf diese Weise sind die nach innen gerichteten konkaven Teile 35, die an den Eckteilen durch den Bodenwandteil 13a und die Seitenwandteile 13b des Gehäusehauptkörpers 13 des Batteriegehäuses 12 definiert sind, gebildet, wodurch es möglich ist, die Breite (die Größe in der rechten und linken Richtung) des Bodenteils des Batteriegehäuses 12 zu reduzieren und die Größe des Batteriepacks 10 zu reduzieren. Anstatt der gestuften Teile können die konkaven Teile 35 als geneigte plattenähnliche Teile, bogenförmige-plattenähnliche Teile oder der gleichen gebildet sein.
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Wie in 2 gezeigt, ist eine rechteckige Leiterplatte 36, die in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gestreckt ist, horizontal auf dem Zellenhalter 22 angeordnet. Demzufolge ist die Leiterplatte 36 in dem Batteriegehäuse 12 in einem Zustand aufgenommen, dass sie an der oberen Seite der Zellengruppe 26 und angrenzend an die Zellengruppe 26 ist, so dass sie dazu parallel ist. Der Zellenhalter 22 weist U-förmige rechte und linke Aufnahmerahmenteile 25 auf, die symmetrisch zueinander in der rechten und linken Richtung positioniert sind und die rechten und linken Seitenendteile der Leiterplatte 36 umgeben.
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Wie in 2 gezeigt, weist die Leiterplatte 36 Anschlussverbindungslöcher 38, 39 und 41 bis 44 auf. Genauer gesagt ist ein positives Anschlussverbindungsloch 38 in dem linksseitigen hinteren Endteil der Leiterplatte 36 gebildet. Das negative Anschlussverbindungsloch 39 ist in dem rechtsseitigen vorderen Endteil der Leiterplatte 36 gebildet. Das erste Anschlussverbindungsloch 41 und das dritte Anschlussverbindungsloch 43 sind in dem linksseitigen vorderen Endteil der Leiterplatte 36 gebildet. Das dritte Anschlussverbindungsloch 43 ist schräg an der rechten vorderen Seite von und angrenzend an das Anschlussverbindungsloch 41 angeordnet. Das zweite Anschlussverbindungsloch 42 und das fünfte Anschlussverbindungsloch 44 sind in dem rechtsseitigen hinteren Endteil der Leiterplatte 36 gebildet. Das vierte Anschlussverbindungsloch 44 ist schräg an der linken hinteren Seite von und angrenzend an das zweite Anschlussverbindungsloch 42 angeordnet.
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Die Anschlussverbindungslöcher 38, 39 und 41 bis 44 sind in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gestreckt als Schlitze gebildet. Die Länge in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des positiven Anschlussverbindungslochs 38 und des negativen Anschlussverbindungslochs 39 ist so festgesetzt, dass sie größer als die Länge in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des ersten bis vierten Anschlussverbindungslochs 41 bis 44 ist. Das positive Anschlussverbindungsloch 38 und das negative Anschlussverbindungsloch 39 sind punktsymmetrisch bezüglich einer Mittellinie CL der Zellengruppe 26 angeordnet. Das erste Anschlussverbindungsloch 41 und das vierte Anschlussverbindungsloch 44 sind punktsymmetrisch bezüglich der Mittellinie CL der Zellengruppe 26 angeordnet. Das dritte Anschlussverbindungsloch 43 und das zweite Anschlussverbindungsloch 42 sind punktsymmetrisch bezüglich der Mittellinie CL der Zellengruppe 26 angeordnet.
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Rechte und linke Lade-/Entladeanschlüsse 46 und 47 (siehe 6) sind auf der Leiterplatte 36 vorgesehen. Zum Beispiel ist der linke Lade-/Entladeanschluss 46 als der positivseitige Lade-/Entladeanschluss 46 gebildet und der rechte Lade-/Entladeanschluss 47 ist als der negativseitige Lade-/Entladeanschluss 47 gebildet. In 2 bis 4, die die Leiterplatte 36 zeigen, sind die auf der Leiterplatte 36 vorgesehenen Lade-/Entladeanschlüsse 46 und 47 und ein Verbinder 49, ein Temperaturdetektieranschluss 51, ein Steuerkreis 54, etc. (siehe 6) weggelassen.
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Die Lade-/Entladeanschlüsse 46 und 47 sind auf der Leiterplatte 36 so angeordnet, dass sie in Übereinstimmung mit den Schlitzen 17 (siehe 1) des Abdeckbauteils 14 sind. Somit werden durch das Montieren des Batteriepacks 10 an das elektrische Werkzeug oder an das Ladegerät die positivseitigen Verbindungsanschlüsse und negativseitigen Verbindungsanschlüsse (nicht dargestellt) des elektrischen Werkzeuges oder des Ladegeräts mit den Lade-/Entladeanschlüssen 46 und 47 über die Schlitze 17 verbunden. Wie in 6 gezeigt, ist der positivseitige Lade-/Entladeanschluss 46 mit der positivseitigen Anschlussplatte 28 über die Leiterplatte 36 (genauer gesagt einem Verdrahtungsteil 55) verbunden. Des Weiteren ist der negativseitige Lade-/Entladeanschluss 47 mit der negativseitigen Anschlussplatte 29 über die Leiterplatte 36 (genauer gesagt einem Verdrahtungsteil 56) verbunden.
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Ein Block-ähnlicher Verbinder 49 ist auf der Leiterplatte 36 vorgesehen (siehe 6). Der Verbinder 49 ist zwischen den Lade-/Entladeanschlüssen 46 und 47 angeordnet. Obwohl nicht dargestellt, ist der Verbinder 49 mit der Öffnung 19 (siehe 1) des Abdeckbauteils 14 in Passsitz, wodurch die vordere Fläche davon, welche die Fläche der Seite der externen Verbindung ist, nach vorne frei gelegt. Somit werden durch Montieren des Batteriepacks 10 an das elektrische Werkzeug oder an das Ladegerät die externen Verbinder (nicht dargestellt) des elektrischen Werkzeugs oder des Ladegeräts mit dem Verbinder 49 verbunden.
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Der Temperaturdetektieranschluss 51 ist auf der Leiterplatte 36 vorgesehen (siehe 6). Der Temperaturdetektieranschluss 51 ist auf der Leiterplatte 36 so angeordnet, dass er in Übereinstimmung mit dem Schlitz 18 (siehe 1) des Abdeckbauteils 14 ist. Somit wird durch Montieren des Batteriepacks 10 an das elektrische Werkzeugs oder an das Ladegerät Temperatureingabeanschlüsse (nicht dargestellt) des elektrischen Werkzeugs oder des Ladegeräts mit dem Temperaturdetektieranschluss 51 über den Schlitz 18 verbunden. Des Weiteren, wie in 6 gezeigt, ist ein Endteil eines Temepraturfühlelements 52, das zum Erfassen der Temperatur der Batteriezellen 20 konfiguriert ist, mit dem Temperaturdetektieranschluss 51 über die Leiterplatte 36 (genauer gesagt einem Verdrahtungsteil 63) verbunden. Der andere Endteil des Temperaturfühlelements 52 ist geerdet. Als das Temperaturfühlelement 52 wird zum Beispiel ein Thermistor verwendet, der konfiguriert ist, einen Wechsel eines Widerstandswertes gemäß der Temperatur ausgesetzt zu sein.
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Der Steuerkreis 54 ist auf der Leiterplatte 36 vorgesehen (siehe 6). Der Steuerkreis 54 ist ein Schaltkreis vor allem zum Überwachen der Lade-/Entladekonditionen der Batteriezellen 20. Obwohl nicht gezeigt, ist ein mit dem Steuerkreis 54 in Beziehung stehendes Schaltelement (nicht dargestellt) auf der Leiterplatte 36 montiert und der Verbinder 49 ist mit dem Steuerkreis 54 elektrisch verbunden.
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Wie in 6 gezeigt, weist die Leiterplatte 36 den positivseitigen Lade-/Entladeanschluss 46 und den positivseitigen Verdrahtungsteil 55 auf, der den Steuerkreis 54 und die positivseitige Anschlussplatte 28 elektrisch verbindet. Das Verbindungsende des Verdrahtungsteils 55 ist mit dem positiven Anschlussverbindungsloch 38 (siehe 2) der Leiterplatte 36 verbunden. Des Weiteren weist die Leiterplatte 36 den negativseitigen Lade-/Entladeanschluss 47 und den negativseitigen Verdrahtungsteil 56 auf, der den Steuerkreis 54 und die negativseitige Anschlussplatte 29 elektrisch verbindet. Das Verbindungsende des Verdrahtungsteils 56 ist mit dem positiven Anschlussverbindungsloch 39 (siehe 2) der Leiterplatte 36 verbunden. Des Weiteren weist die Leiterplatte 36 die ersten bis vierten Verdrahtungsteile 58 bis 61 auf, die den Steuerkreis 54 und die ersten bis vierten Anschlussplatten 31 bis 34 elektrisch verbinden. Die Verbindungsenden von diesen Verdrahtungsteilen 58 bis 61 sind jeweils mit den ersten bis vierten Anschlussverbindungslöchern 41 bis 44 (siehe 2) verbunden. Des Weiteren weist die Leiterplatte 36 einen Temperaturdetektierverdrahtungsteil 63 auf, der den Temperaturdetektieranschluss 51 und das Temperaturfühlelement 52 elektrisch verbindet.
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Nachfolgend wird die Konstruktion der Anschlussplatten 28, 29 und 31 bis 34 beschrieben. Die Anschlussplatten 28, 29 und 31 bis 34 sind durch Ausführen von Pressen, Biegen, etc. aus einem leitenden Metallmaterial gebildet. Die Anschlussplatten 28, 29 und 31 bis 34 dienen als Anschlussbauteile. Die Anschlussplatten 29, 31 und 33 sind an der vorderen Seite der Zellengruppe 26 angeordnet und die Anschlussplatten 28, 32 und 34 sind an der hinteren Seite der Zellengruppe 26 angeordnet.
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Zunächst wird die negativseitige Anschlussplatte 29 geschrieben, die an der vorderen Seite der fünften Batteriezelle 20(5) der Zellengruppe 26 angeordnet ist, wie in 3 gezeigt. Die negativseitige Anschlussplatte 29 weist einen zellenseitigen Anschlussteil 29a, einen plattenseitigen Anschlussteil 29b und einen Verbindungsteil 29c auf. Der zellenseitige Anschlussteil 29a ist als eine flache Platte gebildet, die in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zeigt. Der Anschlussteil 29a ist mit der negativseitigen Elektrode der fünften Batteriezelle 20(5) elektrisch verbunden. Der Verbindungsteil 29c ist als ein Streifen gebildet, der sich gerade nach hinten von der linksseitigen Kante des oberen Endteils des zellenseitigen Anschlussteils 29a erstreckt. Die Breitenrichtung des Verbindungsteils 29 ist in die vertikale Richtung gerichtet, dass heißt in die Richtung nach oben/nach unten.
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Der Verbindungsteil 29c der negativseitigen Anschlussplatte 29 ist unter Verwendung eines rechtsseitigen Zwischenraums 67 angeordnet, der zwischen der dritten Batteriezelle 20(3) und der fünften Batteriezelle 20(5), die an die Leiterplatte 36 angrenzen (siehe 4), definiert ist. Genauer gesagt ist der Verbindungsteil 29c zwischen dem rechtsseitigen Aufnahmerohrteil 23 und dem zentralen Aufnahmerohrteil 23, die einander in der oberen Schicht des Zellenhalters 22 angrenzen, und in dem rechtsseitigen Zwischenraum 67 an dem rechtsseitigen Verbindungsplattenteil 24, der sich dazwischen erstreckt, angeordnet.
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An dem hinteren Endteil des Verbindungsteils 29c der negativseitigen Anschlussplatte 29 steht der plattenseitige Anschlussteil 29b als ein Vorsprung nach oben hervor. Der Verbindungsteil 29c verbindet zwischen dem zellenseitigen Anschlussteil 29a und dem plattenseitigen Anschlussteil 29b. Der plattenseitige Anschlussteil 29b ist so gebildet, dass er bündig mit dem Verbindungsteil 29c ist, wobei dessen Breitenrichtung in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gerichtet ist. Der Anschlussteil 29b ist von unten in das negative Anschlussverbindungsloch 39 der Leiterplatte 36 eingesetzt (siehe 3). Der Anschlussteil 29b ist durch Löten mit dem negativseitigen Verdrahtungsteil 56 der Leiterplatte 36 elektrisch verbunden (siehe 6).
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Die positivseitige Anschlussplatte, die an der hinteren Seite der ersten Batteriezelle 20(1) der Zellengruppe 26 angeordnet ist, ist von der gleichen Konstruktion wie die negativseitige Anschlussplatte 29 und ist in Punktsymmetrie bezüglich der negativseitigen Anschlussplatte 29 angeordnet, wobei die Mittellinie CL (siehe 2) der Zellengruppe 26 die Mitte bildet, so dass eine detaillierte Beschreibung davon unterlassen wird. Die positivseitige Anschlussplatte 28 weist einen zellenseitigen Anschlussteil 28a, einen plattenseitigen Anschlussteil 28b und einen Verbindungsteil 28c auf, die jeweils dem zellenseitigen Anschlussteil 29a, dem plattenseitigen Anschlussteil 29b und dem Verbindungsteil 29c der negativseitigen Anschlussplatte 29 entsprechen (siehe 6). Der zellenseitige Anschlussteil 28a ist mit der positivseitigen Elektrode der ersten Batteriezelle 20(1) elektrisch verbunden. Der plattenseitige Anschlussteil 28b ist von unten in das positive Anschlussverbindungsloch 38 der Leiterplatte 36 eingesetzt (siehe 3). Der Anschlussteil 28b ist mit dem positivseitigen Verdrahtungsteil 55 der Leiterplatte 36 elektrisch verbunden (siehe 6).
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Nachfolgend wird die erste Anschlussplatte 31 beschrieben, die an der vorderen Seite der ersten Batteriezelle 20(1) und der zweiten Batteriezelle 20(2) der Zellengruppe 26 angeordnet ist, wie in 3 gezeigt. Die erste Anschlussplatte 31 weist einen zellenseitigen Anschlussteil 31a, einen plattenseitigen Anschlussteil 31b und einen Verbindungsteil 31c auf. Der zellenseitige Anschlussteil 31a ist als eine dünne und schmale flache Platte gebildet, die in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zeigt. Der Anschlussteil 31a ist mit der negativseitigen Elektrode der ersten Batteriezelle 20(1) und der positivseitigen Elektrode der zweiten Batteriezelle 20(2) elektrisch verbunden, wobei die zwei Batteriezellen 20(1) und 20(2) in Reihe verbunden sind. Der Verbindungsteil 31c ist als ein Streifen gebildet, der sich gerade von der rechtsseitigen Kante des oberen Endteils des zellenseitigen Anschlussteils 31a nach hinten erstreckt. Die Breitenrichtung des Verbindungsteils 31c ist in die vertikale Richtung gerichtet, das heißt in die Richtung nach oben/nach unten.
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Der Verbindungsteil 31c der ersten Anschlussplatte 31 ist unter Verwendung eines linksseitigen Zwischenraums 68 angeordnet, der zwischen der ersten Batteriezelle 20(1) und der dritten Batteriezelle 20(3), die angrenzend an die Leiterplatte 36 sind, definiert ist (siehe 4). Genauer gesagt ist der Verbindungsteil 31c zwischen dem linksseitigen Aufnahmerohrteil 23 und dem zentralen Aufnahmerohrteil 23, welche einander in der oberen Schicht des Zellenhalters 22 angrenzen, und in dem linksseitigen Teil des linksseitigen Zwischenraumes 68 an dem linksseitigen Verbindungsplattenteil 24, der sich dazwischen erstreckt, angeordnet. In diesem Beispiel ist eine Trennwand 70, die den linksseitigen Zwischenraum 68 in einen rechten und linken Teil teilt, an dem linksseitigen Verbindungsplattenteil 24 gebildet. Somit ist der Verbindungsteil 31c in dem linksseitigen Teil (durch das Symbol (L) gekennzeichnet) des linksseitigen Zwischenraums 68 angeordnet. Die Trennwand 70 kann als ein Trennbauteil bezeichnet werden.
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An dem hinteren Endteil des Verbindungsteils 31c der ersten Anschlussplatte 31 steht der plattenseitige Anschlussteil 31b als ein Vorsprung nach oben hervor. Der Verbindungsteil 31c verbindet zwischen dem zellenseitigen Anschlussteil 31a und dem plattenseitigen Anschlussteil 31b. Der plattenseitige Anschlussteil 31b ist so gebildet, dass er bündig mit dem Verbindungsteil 31c ist, wobei die Breitenrichtung davon in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gerichtet ist. Der Anschlussteil 31b ist von unten in das erste Anschlussverbindungsloch 41 der Leiterplatte 36 eingesetzt (siehe 3). Der Anschlussteil 31b ist durch Löten mit dem ersten Verdrahtungsteil 58 der Leiterplatte 36 elektrisch verbunden (siehe 6). Der plattenseitige Anschlussteil 31b und der Verbindungsteil 31c der ersten Anschlussplatte 31 dienen zum Anlegen der Zwischenspannung zwischen der ersten Batteriezelle 20(1) und der zweiten Batteriezelle 20(2) an den ersten Verdrahtungsteil 58 der Leiterplatte 36.
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Die vierte Anschlussplatte 34, die an der hinteren Seite der vierten Batteriezelle 20(4) und der fünften Batteriezelle 20(5) der Zellengruppe 26 angeordnet ist, ist von der gleichen Konstruktion wie die erste Anschlussplatte 31 und ist in Punktsymmetrie bezüglich der ersten Anschlussplatte 31 angeordnet, wobei die Mittellinie CL (siehe 2) der Zellengruppe 26 die Mitte bildet, so dass eine detaillierte Beschreibung davon unterlassen wird. Die vierte Anschlussplatte 34 weist einen zellenseitigen Anschlussteil 34a, einen plattenseitigen Anschlussteil 34b und einen Verbindungsteil 34c auf, die jeweils dem zellenseitigen Anschlussteil 31a, dem plattenseitigen Anschlussteil 31b und dem Verbindungsteil 31c der ersten Anschlussplatte 31 entsprechen (siehe 6). Der zellenseitige Anschlussteil 34a ist mit der negativseitigen Elektrode der vierten Batteriezelle 20(4) und der positivseitigen Elektrode der Batteriezelle 20(5) elektrisch verbunden, wobei die zwei Batteriezellen 20(4) und 20(5) in Reihe verbunden sind. Der plattenseitige Anschlussteil 34b ist von unten in das fünfte Anschlussverbindungsloch 44 der Leiterplatte 36 eingesetzt (siehe 3). Der Anschlussteil 34b ist mit dem vierten Verdrahtungsteil 61 der Leiterplatte 36 elektrisch verbunden (siehe 6). Der plattenseitige Anschlussteil 34b und der Verbindungsteil 34c der vierten Anschlussplatte 34 dienen zum Anlegen der Zwischenspannung zwischen den zwei Batteriezellen 20(4) und 20(5) an den vierten Verdrahtungsteil 61 der Leiterplatte 36.
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Nachfolgend wird die dritte Anschlussplatte 33 beschrieben, die an der vorderen Seite der dritten Batteriezelle 20(3) und der vierten Batteriezelle 20(4) der Zellengruppe 26 angeordnet ist, wie in 3 gezeigt. Die dritte Anschlussplatte 33 weist einen zellenseitigen Anschlussteil 33a, einen plattenseitigen Anschlussteil 33b und einen Verbindungsteil 33c auf. Der zellenseitige Anschlussteil 33a ist als eine dünne und schmale flache Platte gebildet, die in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zeigt. Der Anschlussteil 33a ist mit der negativseitigen Elektrode der dritten Batteriezelle 20(3) und der positivseitigen Elektrode der vierten Batteriezelle 20(4) elektrisch verbunden, wobei die zwei Batteriezellen 20(3) und 20(4) in Reihe verbunden sind. Der Verbindungsteil 33c ist als ein Streifen gebildet, der sich gerade von der linksseitigen Kante des oberen Endteils des zellenseitigen Anschlussteils 33a nach hinten erstreckt. Die Breitenrichtung des Verbindungsteils 33c ist in die vertikale Richtung gerichtet, dass heißt in die Richtung nach oben/nach unten.
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Der Verbindungsteil 33c der dritten Anschlussplatte 33 ist unter Verwendung des linksseitigen Zwischenraums 68 angeordnet, der zwischen der ersten Batteriezelle 20(1) und der dritten Batteriezelle 20(3), die angrenzend an die Leiterplatte 36 sind, definiert ist (siehe 4). Genauer gesagt ist der Verbindungsteil 33c in dem rechtsseitigen Teil (durch das Symbol (R) gekennzeichnet) des linksseitigen Zwischenraums 68 angeordnet. Demzufolge ist der Verbindungsteil 33c parallel zu dem Verbindungsteil 31c der ersten Anschlussplatte 31 angeordnet, während er durch die Trennwand 70 davon getrennt ist.
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An dem hinteren Endteil des Verbindungsteils 33c der dritten Anschlussplatte 33 steht der plattenseitige Anschlussteil 33b als ein Vorsprung nach oben hervor. Der Verbindungsteil 33c verbindet zwischen dem zellenseitigen Anschlussteil 33a und dem plattenseitigen Anschlussteil 33b. Der plattenseitige Anschlussteil 33b ist so gebildet, dass er bündig mit dem Verbindungsteil 33c ist, wobei die Breitenrichtung davon in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gerichtet ist. Der Anschlussteil 33b ist von unten in das dritte Anschlussverbindungsloch 43 der Leiterplatte 36 eingesetzt (siehe 3). Der Anschlussteil 33b ist durch Löten mit dem dritten Verdrahtungsteil 60 der Leiterplatte 36 elektrisch verbunden (siehe 6). Der plattenseitige Anschlussteil 33b und der Verbindungsteil 33c der dritten Anschlussplatte 33 dienen zum Anlegen der Zwischenspannung zwischen der dritten Batteriezelle 20(3) und der vierten Batteriezelle 20(4) an den dritten Verdrahtungsteil 60 der Leiterplatte 36.
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Die zweite Anschlussplatte 32, die an der hinteren Seiten der zweiten Batteriezelle 20(2) und der dritten Batteriezelle 20(3) der Zellengruppe 26 angeordnet ist, ist von der gleichen Konstruktion wie die dritte Anschlussplatte 33 und ist in Punktsymmetrie bezüglich der dritten Anschlussplatte 33 angeordnet, wobei die Mittellinie CL (siehe 2) der Zellengruppe 26 die Mitte bildet, so dass eine detaillierte Beschreibung davon unterlassen wird. Die zweite Anschlussplatte 32 weist einen zellenseitigen Anschlussteil 32a, einen plattenseitigen Anschlussteil 32b und einen Verbindungsteil 32c auf, die jeweils dem zellenseitigen Anschlussteil 33a, dem plattenseitigen Anschlussteil 33b und dem Verbindungsteil 33c der dritten Leiterplatte 33 entsprechen (siehe 6). Der zellenseitige Anschlussteil 32a ist mit der negativseitigen Elektrode der zweiten Batteriezelle 20(2) und der positivseitigen Elektrode der dritten Batteriezelle 20(3) elektrisch verbunden, wobei die zwei Batteriezellen 20(2) und 20(3) in Reihe verbunden sind. Der plattenseitige Anschlussteil 32b ist von unten in das zweite Anschlussverbindungsloch 42 der Leiterplatte 36 eingesetzt (siehe 3). Der Anschlussteil 32b ist mit dem zweiten Verdrahtungsteil 59 der Leiterplatte 36 elektrisch verbunden (siehe 6). Der plattenseitige Anschlussteil 32b und der Verbindungsteil 32c der zweiten Anschlussplatte 32 dienen zum Anlegen der Zwischenspannung zwischen den zwei Batteriezellen 20(2) und 20(3) an den zweiten Verdrahtungsteil 59 der Leiterplatte 36.
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Die Breite (die Größe in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung) der plattenseitigen Anschlussteile 28b und 29b der positivseitigen Anschlussplatte 28 und der negativseitigen Anschlussplatte 29 ist so festgesetzt, dass sie der Länge in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Anschlussverbindungslöcher 38 und 39 der Leiterplatte 36 entsprechen. Die Breite (die Größe in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung) der plattenseitigen Anschlussteile 31b bis 34b der ersten bis vierten Anschlussplatten 31 bis 34 ist so festgesetzt, dass sie der Länge in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Anschlussverbindungslöcher 41 bis 44 der Leiterplatte 36 entsprechen. Die Breite (die Größe in der Richtung nach oben und nach unten) der Verbindungsteile 28c und 29c der positivseitigen Anschlussplatte 28 und der negativseitigen Anschlussplatte 29 ist so festgesetzt, dass sie größer als die Breite (die Größe in der Richtung nach oben und nach unten) der Verbindungsteile 31c bis 34c der ersten bis vierten Anschlussplatten 31 bis 34 ist.
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Gemäß dem wie oben beschriebenen konstruierten Batteriepack 10 sind die Verbindungsteile 29c, 31c und 33c der negativseitigen Anschlussplatte 29, der ersten Anschlussplatte 31 und der dritten Anschlussplatte 33 zum Beispiel unter Verwendung der Zwischenräume 67, 68(L) und 68(R), die zwischen den an die Leiterplatte 36 angrenzenden Batteriezellen 20 gebildet sind, angeordnet (siehe 3). Somit ist es möglich, den erforderlichen Zwischenraum zum Anordnen der Verbindungsteile 108c, 109c und 110c der Anschlussplatten 108, 109 und 110, der zwischen der Zellengruppe 104 und der Leiterplatte 106 in dem konventionellen Beispiel festgesetzt ist (siehe 7), wegzulassen. Demzufolge ist es möglich, die Zellengruppe 26 und die Leiterplatte 36 nah zueinander anzuordnen und dadurch eine Reduzierung (insbesondere in der Höhenrichtung) des Batteriepacks 10 zu erreichen.
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Des Weiteren sind, zum Beispiel, die Verbindungsteile 29c, 31c und 33c der negativseitigen Anschlussplatte 29, der ersten Anschlussplatte 31 und der dritten Anschlussplatte 33 als Streifen gebildet, die sich parallel zu den Batteriezellen 20 erstrecken, wobei deren Breitenrichtung in eine Richtung gerichtet ist, die die Leiterplatte 36 kreuzt. Somit ist es möglich, den Verbindungsteil 31c kompakt bezüglich der zu der Leiterplatte 36 parallelen Richtung anzuordnen, während die erforderliche Breite (die Größe in der Richtung nach oben und nach unten) für den Anschlussteil 31c des Anschlussbauteils gewährleistet wird.
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Des Weiteren ist die Zellengruppe 26 mit dem Zellenhalter 22 ausgestattet, der die fünf Batteriezellen 20(1) bis 20(5) hält, und in dem Zwischenraum 68 sind der Verbindungsteil 31c der ersten Anschlussplatte 31 und der Verbindungsteil 33c der dritten Anschlussplatte 33 angeordnet, wobei der Zellenhalter 22 mit der Trennwand 70 vorgesehen ist, der die Verbindungsteile 31c und 33c der zwei Anschlussplatten 31 und 33 voneinander trennt. Somit ist es möglich, zwischen den Verbindungsteilen 31c und 33c der zwei Anschlussplatten 31 und 33 durch die Trennwand 70 des Zellenhalters 22 elektrisch zu isolieren, und dabei Kurzschlüsse zwischen den Verbindungsteilen 31c und 33c zu verhindern.
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Das oben beschriebene Beispiel kann in verschiedenen Weisen modifiziert werden. Zum Beispiel ist es für die Mehrzahl von Batteriezellen 20 nur notwendig, parallel zueinander angeordnet zu werden, und die Anzahl der Batteriezellen, deren Anzahl von Schichten und die Weise, wie sie versetzt (gebündelt) werden, kann entsprechend geändert werden. Des Weiteren kann zumindest eine der Anschlussplatten 28, 29 und 31 bis 34 durch einen Anschlussdraht als das Anschlussbauteil ersetzt werden. Des Weiteren ist es möglich, anstatt der Trennwand 70 des Zellenhalters 22, ein elektrisch isolierendes Material als das Trennbauteil zwischen den zwei Verbindungsteilen 31c und 33c vorzusehen. In dem Fall, in dem die Anschlussbauteile aus Anschlussdrähten bestehen, ist es durch den Vorzug des Trennbauteils möglich, Verwickelungen durch die Verbindungsteile zu verhindern. Des Weiteren ist es in dem Fall empfehlenswert, in welchem drei oder mehr Verbindungsteile in einem Zwischenraum angeordnet werden, Trennbauteile vorzusehen, die die Verbindungsteile voneinander trennen. Des Weiteren kann in dem Zwischenraum 68 das Trennbauteil in dem Fall weggelassen werden, in welchem kein Risiko von Kurzschlüssen zwischen den Verbindungsteilen 31c und 33c oder der Erzeugung von gegenseitigen Verwickelungen der Verbindungsteile der Anschlussdrähte in dem Zwischenraum 68 besteht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2001-143677 [0003]
- JP 2011-143677 [0004]
