JP2005078858A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温度センサーを内蔵するパック電池に関する。 The present invention relates to a battery pack incorporating a temperature sensor.
温度センサーを内蔵するパック電池は、電池温度を検出して電池の充放電を制御できる。たとえば、電池温度が異常に高くなると、電池の充電や放電を停止して、電池の高温による性能低下を防止して安全に使用できる。このことを実現するために、温度センサーを内蔵するパック電池は開発されている。(特許文献1参照)
この公報に記載されるパック電池は、温度センサーを配置する収納部をケースに設けている。収納部は、電池と対向する側を開口している。この収納部に温度センサーを配置し、さらに熱結合樹脂としてシリコン樹脂を充填して、電池と温度センサーとの熱抵抗を小さくしている。 The battery pack described in this publication is provided with a housing portion in which a temperature sensor is disposed in a case. The storage part opens on the side facing the battery. A temperature sensor is disposed in the housing portion and further filled with a silicon resin as a heat-bonding resin, thereby reducing the thermal resistance between the battery and the temperature sensor.
この構造のパック電池は、温度センサーと電池との相対位置がずれやすい。電池の寸法誤差や、電池の収納位置のずれが、電池と温度センサーとの相対位置をずらす原因となるからである。温度センサーが電池に対して特定の位置に配設されないと、温度センサーは電池温度を正確に検出できなくなる。さらに、この構造のパック電池は、温度センサーをケースに固定しているので、能率よく組み立てするのが難しい欠点もある。それは、温度センサーと電池とを別々にケースに収納して所定の位置に配置する状態で、特定の位置にシリコン樹脂を充填する必要があるからである。このように、電池と別工程で温度センサーをケースに配置してシリコン樹脂を充填する構造は、能率よく組み立てできないばかりか、電池と温度センサーとの相対位置をずらす原因にもなる。 In the battery pack having this structure, the relative position between the temperature sensor and the battery is likely to shift. This is because the dimensional error of the battery and the shift of the battery storage position cause the relative position between the battery and the temperature sensor to shift. If the temperature sensor is not disposed at a specific position with respect to the battery, the temperature sensor cannot accurately detect the battery temperature. Further, the battery pack having this structure has a drawback that it is difficult to assemble efficiently because the temperature sensor is fixed to the case. This is because it is necessary to fill a specific position with silicon resin in a state where the temperature sensor and the battery are separately housed in a case and arranged at a predetermined position. As described above, the structure in which the temperature sensor is arranged in the case and filled with the silicon resin in a separate process from the battery cannot be efficiently assembled, but also causes the relative position between the battery and the temperature sensor to be shifted.
ところで、パック電池は、電池をコアパックの状態として、これをケースに入れて組み立てできる構造として、能率よく安価に製造できる。電池のコアパックは、温度センサーや基板等を一体構造として連結したものである。一体構造のコアパックは、単にケースに入れて簡単に能率よく組み立てできる。電池のコアパックは、電池と温度センサーのように複数のパーツをケースの特定の位置に別々に入れる必要がなく、また、ケースに入れた状態で、特定の位置にシリコン樹脂を充填する必要もないから、能率よく組み立てできる。しかしながら、従来のパック電池においては、電池をコアパックとする状態で、温度センサーを電池に熱結合させるシリコン樹脂を充填するスペースを確保できなかった。このため、従来のパック電池は、電池をコアパックとする状態で、温度センサーを電池に対して特定の位置に正確に配設できず、電池温度を正確に検出できない欠点があった。 By the way, the battery pack can be efficiently and inexpensively manufactured as a structure in which the battery can be put in a case and assembled in the state of a core pack. The core pack of the battery is obtained by connecting a temperature sensor, a substrate, and the like as an integrated structure. The monolithic core pack can be simply and efficiently assembled in a case. The battery core pack does not need to put multiple parts separately in a specific position of the case like a battery and a temperature sensor, and it is also necessary to fill a specific position with silicon resin in the case. Because there is no, it can be assembled efficiently. However, in a conventional battery pack, a space for filling a silicone resin that thermally couples the temperature sensor to the battery cannot be secured in a state where the battery is a core pack. For this reason, the conventional battery pack has a drawback that the temperature sensor cannot be accurately disposed at a specific position with respect to the battery in a state where the battery is a core pack, and the battery temperature cannot be accurately detected.
本発明は、以上のような問題点を解決することを目的として開発されたもので、本発明の重要な目的は、電池温度を正確に検出できる位置に温度センサーを配置できると共に、簡単で能率よく組み立てでき、さらに部品単価をコストダウンして加工費を低減して、安価に多量生産でき、また省スペースな構造で温度センサーを正確な位置に配置できるパック電池を提供することにある。 The present invention was developed for the purpose of solving the above problems, and an important object of the present invention is that a temperature sensor can be arranged at a position where the battery temperature can be accurately detected, and it is simple and efficient. It is an object of the present invention to provide a battery pack that can be well assembled, further reduces the unit cost, reduces processing costs, can be mass-produced at low cost, and has a space-saving structure and can accurately place a temperature sensor.
本発明のパック電池は、電池2と、この電池2に連結している基板3と、この基板3と電池2との間に配設されて基板3を電池2に対して定位置に配設するを基板ホルダー4と、電池温度を検出する温度センサー5と、温度センサー5と電池表面との間に充填されて温度センサー5を電池2に熱結合する熱結合樹脂6とを備える。基板3と電池2の間に配設している基板ホルダー4は、基板3と電池2の両方に開口する切欠部10を備えており、この切欠部10に位置するように、基板3に温度センサー5を固定している。さらに、温度センサー5を配設している切欠部10に熱結合樹脂6を充填して、基板3に固定している温度センサー5を電池表面に熱結合している。
The battery pack according to the present invention includes a
本発明のパック電池は、基板3と電池2と基板ホルダー4をケース1に収納すると共に、基板3の電池対向面とケース内面との間に遮蔽カバー15を設けて、遮蔽カバー15を基板3とケース内面に接触させて、熱結合樹脂6が基板3の表面に漏れるのを防止することができる。基板ホルダー4は、プラスチック製として、電池2と基板3に当接するリブ14を一体的に成形して設けて、一対のリブ14の間に切欠部10を設けることができる。電池2は、薄型電池として、電池2の側面に基板3と基板ホルダー4を配設することができる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明のパック電池は、電池温度を正確に検出できる位置に温度センサーを配置できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、電池と基板との間に配設される基板ホルダーに切欠部を設けて、ここに温度センサーを配置しているからである。本発明のパック電池は、基板と電池の間に基板ホルダーを配設して、この基板ホルダーで基板を電池に対して定位置に配設すると共に、この基板ホルダーに設けた切欠部に温度センサーを配置している。基板ホルダーは、電池に接近して配設されるので、これに設けた切欠部に配置される温度センサーは、電池に接近し、しかも正確な位置に配置される。電池に連結される基板ホルダーは、電池との相対位置がずれない。このため、基板ホルダーの切欠部に配置される温度センサーは、電池の寸法誤差等で電池との相対位置がずれることなく、電池に対して正確な位置に配置される。したがって、本発明のパック電池は、温度センサーを電池に対して正確な位置に配置して、電池温度を正確に検出できる。さらに、本発明のパック電池は、基板ホルダーに設けた切欠部に温度センサーを配置するので、省スペースな構造で温度センサーを正確な位置に配置できる特長もある。 The battery pack of the present invention has a feature that a temperature sensor can be arranged at a position where the battery temperature can be accurately detected. This is because the battery pack according to the present invention is provided with a notch in the substrate holder disposed between the battery and the substrate, and the temperature sensor is disposed here. In the battery pack of the present invention, a substrate holder is disposed between the substrate, the substrate is disposed at a fixed position with respect to the battery by the substrate holder, and a temperature sensor is provided at a notch provided in the substrate holder. Is arranged. Since the substrate holder is disposed close to the battery, the temperature sensor disposed in the notch provided in the substrate holder is close to the battery and is disposed at an accurate position. The substrate holder connected to the battery is not displaced relative to the battery. For this reason, the temperature sensor disposed in the notch portion of the substrate holder is disposed at an accurate position with respect to the battery without being displaced relative to the battery due to a dimensional error of the battery. Therefore, the battery pack of the present invention can accurately detect the battery temperature by arranging the temperature sensor at an accurate position with respect to the battery. Furthermore, the battery pack according to the present invention has a feature that the temperature sensor can be arranged at an accurate position with a space-saving structure because the temperature sensor is arranged in the notch provided in the substrate holder.
さらに、本発明のパック電池は、電池と基板と基板ホルダーとを連結してコアパックとする状態でケースに入れて組み立てできるので、簡単に能率よく組み立てできる特長がある。さらにまた、本発明のパック電池は、基板を定位置に保持する基板ホルダーを、温度センサーを定位置に配置するホルダーに併用するので、部品単価をコストダウンして加工費と低減して、安価に多量生産できる特長もある。 Furthermore, since the battery pack of the present invention can be assembled in a case in a state where the battery, the substrate, and the substrate holder are connected to form a core pack, there is a feature that the battery can be assembled easily and efficiently. Furthermore, the battery pack according to the present invention uses a substrate holder that holds the substrate in a fixed position together with a holder that places the temperature sensor in a fixed position. There is also a feature that enables mass production.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the example shown below illustrates the battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are shown in “Claims” and “Means for Solving the Problems”. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1ないし図4に示すパック電池は、電池2と、この電池2に連結している基板3と、この基板3と電池2との間に配設されて、基板3を電池2に対して定位置に配設する基板ホルダー4と、電池温度を検出する温度センサー5と、温度センサー5と電池表面との間に充填されて温度センサー5を電池2に熱結合する熱結合樹脂6と、これ等を収納するケース1とを備える。
The battery pack shown in FIGS. 1 to 4 is disposed between the
ケース1はプラスチックの成形品で、下ケース1Bに上ケース1Aを連結している。下ケース1Bと上ケース1Aは、超音波溶着して連結され、あるいは接着、嵌合して連結される。図のケース1は、下ケース1Bを上方を開口している箱形に成形し、この開口部を閉塞するように上ケース1Aを連結している。図のパック電池は、薄型電池をケース1に収納するので、下ケース1Bを、薄型電池を収納できる箱形、すなわち薄型電池の外形よりも内形を大きくする箱形に成形している。下ケース1Bは、電池2に基板3と基板ホルダー4と温度センサー5を連結している電池のコアパック7を収納している。したがって、下ケース1Bは内形を電池のコアパック7の外形よりも大きい箱形としている。
さらに、下ケース1Bは、基板3に固定している出力端子8を外部に表出させる電極窓9を開口している。図1のパック電池は、基板ホルダー4の中央部分に切欠部10を設けて、電極窓9を基板ホルダー4の端部に設けて、切欠部10と電極窓9を離して設けている。この構造は、切欠部10に充填されるシリコン樹脂等の熱結合樹脂6が、電極窓9に表出するように設けている出力端子8の表面に漏れるのを防止できる。
Further, the lower case 1B has an
図のパック電池は、電池2をリチウムイオン電池の薄型電池として、ひとつの電池2をケース1に収納している。ケース1に収納する電池2は、必ずしも薄型電池とする必要はなく、円筒型電池や角型電池とすることもできる。また、ケースには、2個以上の電池を収納することもできる。また、電池を必ずしもリチウムイオン電池とする必要はなく、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての電池とすることができる。
In the illustrated battery pack, the
基板3は、出力端子8を表面側に固定している。出力端子8はケース1に設けた電極窓9から外部に表出する位置に固定される。さらに、基板3は電池2の保護回路の電子部品16を実装している。保護回路を実装するパック電池の回路図を図5に示す。この回路図のパック電池は、電池温度を検出する温度センサー5を保護回路11に接続している。この保護回路11は、電池温度が異常に高くなると、温度センサー5の信号で電池2の充放電を停止し、あるいは温度信号を、パック電池を装着している電子機器に出力する。温度信号を出力するパック電池は、信号端子12を備える。
The
図のパック電池は、薄型電池2の側面と対向するように基板3と基板ホルダー4を配設している。基板3は細長い四角形で、電池2の凸部電極を設けている一端から底面にいたる長さとしている。さらに、図2と図3に示すパック電池は、基板3の幅を薄型電池2の厚さにほぼ等しくしている。図6のパック電池は、基板3の幅を薄型電池2よりも狭くしている。
In the illustrated battery pack, a
基板ホルダー4は、基板3と電池2との間に配設されて、基板3を電池2の定位置に配置している。基板ホルダー4はプラスチックの成形品である。基板ホルダー4は、第1の面4aを電池2の表面に当接する形状とし、この第1の面4aの反対側に位置する第2の面4bを基板3に当接する形状としている。図に示す基板ホルダー4は、第1の面4aを電池2の表面に沿うプレート部13とし、この第1の面4aのプレート部13にリブ14を一体的に設けて、リブ14の先端面を第1の面4aとしている。基板ホルダー4は、図7の背面図と図8の斜視図に示すように、プレート部13の両側に沿って縦リブ14Aを設け、この縦リブ14Aを連結するように、両端に一対の横リブ14Bを設け、縦リブ14Aと横リブ14Bで基板3を支持するようにしている。
The
基板3と電池2の間に配設される基板ホルダー4は、基板3と電池2の両方に開口する切欠部10を設けている。切欠部10は、基板3の電池対向面の一部を電池2の表面に表出させて、ここに温度センサー5を配設する。図の基板ホルダー4は、縦リブ14Aの中間に設けている一対の中間リブ14Cの間を切欠部10としている。さらに、基板ホルダー4は、図7と図8に示すように、一方の側縁に開口する切欠部10を設けている。この基板ホルダー4は、一対の中間リブ14Cの先端を連結リブ14Dで連結して、連結リブ14Dと、一対の中間リブ14Cで囲まれる領域を切欠部10としている。この切欠部10は、一対の中間リブ14Cと、連結リブ14Dで3方を囲む形状であって、ひとつの開口部はケース1で閉塞される。切欠部10の周囲にある一対の中間リブ14Cと連結リブ14Dは、先端面を第2の面4bとして、これを基板3の表面に接触させる。したがって、基板ホルダー4が基板3と電池2に連結される状態で、図3の断面図に示すように、切欠部10は連結リブ14Dと、一対の中間リブ14Cと基板3とで囲まれる領域となる。この切欠部10の内部に位置するように、基板3の電池対向面に温度センサー5を固定している。基板3の電池対向面に固定されて切欠部10に温度センサー5を配設する状態で、切欠部10にはシリコン樹脂等の熱結合樹脂6が充填される。熱結合樹脂6は、図3において上方の開口部から充填される。
The
さらに、図6の基板ホルダー4は、切欠部10に充填される熱結合樹脂6が基板3の表面の出力端子8側に漏れるのを阻止する遮蔽カバー15を備える。遮蔽カバー15は、基板3の電池対向面とケース1内面との間に配設される。この遮蔽カバー15は、一方の側縁を、隙間ができないように、基板3の電池対向面に接触させている。遮蔽カバー15の他方の側縁はケース1の内面、正確にはケース1の側壁の内面に接触している。遮蔽カバー15を有するパック電池は、切欠部10に充填する熱結合樹脂6が基板3の表面に漏れるのを阻止できるので、図6に示すように、基板3の電池対向面に切欠部10を設けて、この切欠部10を設けている反対側の表面に出力端子8を設けて、いいかえると出力端子8を切欠部10に接近する位置に設けて、出力端子8の表面に熱結合樹脂6が漏れるのを防止できる。
Further, the
以上の構造のパック電池は以下のようにして製造される。
(1) 出力端子8を固定している基板3に、保護回路11の電子部品16と温度センサー5を固定する。電子部品16は電池対向面に固定されて、基板ホルダー4のリブ14の間に配設される。
(2) 電池2と基板3との間に基板ホルダー4を配設して、基板3と電池2とをリード線17で連結する。基板ホルダー4は、基板3と電池2との間に挟んで固定されて、基板3と電池2とを定位置に連結する。基板3には基板ホルダー4の切欠部10に位置するように温度センサー5を固定しているので、基板3を連結すると、温度センサー5は基板ホルダー4の切欠部10に配置される。この状態で、電池2に基板3と基板ホルダー4を一体的に連結している電池2のコアパック7が製作される。
(3) 電池2のコアパック7を下ケース1Bに入れて、基板ホルダー4の切欠部10にシリコン樹脂等の熱結合樹脂6を充填する。熱結合樹脂6は基板3に固定している温度センサー5を電池2に熱結合する。
(4) 下ケース1Bに上ケース1Aを連結して、パック電池が完成される。
The battery pack having the above structure is manufactured as follows.
(1) The
(2) The
(3) The
(4) The upper case 1A is connected to the lower case 1B to complete the battery pack.
以上の組立方法は、コアパック7を下ケース1Bに入れて、切欠部10に熱結合樹脂6を充填するが、電池2に基板3と基板ホルダー4とを連結するコアパック7の状態で、切欠部10に熱結合樹脂6を充填することもできる。この基板ホルダー4は、図6に示すように、切欠部10を深くして、切欠部10の全体に熱結合樹脂6を充填しないようにする。熱結合樹脂6が切欠部10から漏れるのを防止するためである。
In the above assembly method, the
1…ケース 1A…上ケース 1B…下ケース
2…電池
3…基板
4…基板ホルダー 4a…第1の面 4b…第2の面
5…温度センサー
6…熱結合樹脂
7…コアパック
8…出力端子
9…電極窓
10…切欠部
11…保護回路
12…信号端子
13…プレート部
14…リブ 14A…縦リブ 14B…横リブ
14C…中間リブ 14D…連結リブ
15…遮蔽カバー
16…電子部品
17…リード線
DESCRIPTION OF
14C ...
Claims (4)
基板(3)と電池(2)の間に配設している基板ホルダー(4)が、基板(3)と電池(2)の両方に開口する切欠部(10)を備えており、この切欠部(10)に位置するように、基板(3)に温度センサー(5)を固定しており、温度センサー(5)を配設している切欠部(10)に熱結合樹脂(6)を充填して、基板(3)に固定している温度センサー(5)を電池表面に熱結合しているパック電池。 The battery (2), the substrate (3) connected to the battery (2), and the substrate (3) disposed between the substrate (3) and the battery (2) are connected to the battery (2). In contrast, the substrate holder (4), the temperature sensor (5) for detecting the battery temperature, and the temperature sensor (5) and the battery surface are filled with the temperature sensor (5). A heat-bonding resin (6) that is thermally bonded to (2),
The substrate holder (4) disposed between the substrate (3) and the battery (2) has a notch (10) that opens in both the substrate (3) and the battery (2). The temperature sensor (5) is fixed to the substrate (3) so that it is located at the part (10), and the thermal bonding resin (6) is placed in the notch (10) where the temperature sensor (5) is arranged. A battery pack in which a temperature sensor (5) that is filled and fixed to a substrate (3) is thermally coupled to the surface of the battery.
The battery pack according to claim 1, wherein the battery (2) is a thin battery, and a substrate (3) and a substrate holder (4) are disposed on a side surface of the battery (2).
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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