JP2007213939A

JP2007213939A - パック電池

Info

Publication number: JP2007213939A
Application number: JP2006031737A
Authority: JP
Inventors: Hideyo Morita; 秀世森田; Yasuhiro Ono; 尉浩大野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2026-02-08
Also published as: JP4925680B2

Abstract

【課題】寒冷地で使用して電池を均一な温度に加温しながら、加温するための構造を簡単にして製造コストを低減する。１枚のシートヒーターを使用して部分的な発熱量を簡単な構造で調整する。
【解決手段】パック電池は、複数の電池１を平行な姿勢で収納しているインナーケース３と、インナーケース３のリード板配置面９に配設されて、電池両端の電極に連結されて隣接する電池１を接続している金属板からなるリード板８と、インナーケース３を収納するアウターケース５と、インナーケース３とアウターケース５との間に配設されて電池１を加温するシートヒーター４０とを備える。パック電池は、シートヒーター４０をインナーケース３のリード板配置面９に配設しており、シートヒーター４０が金属板のリード板８を介して電池１を加温している。
【選択図】図６

Description

本発明は、主として多数の二次電池をケースに収納するものであって、電池を所定の温度に加温するヒーターを内蔵するパック電池に関する。

携帯電話や放送機器等の中継機の電源に使用されるパック電池は、商用電源が停電したときに中継機に電力を供給する。このような屋外使用のパック電池は、優れた耐久性と強度に加えて、広い温度範囲での動作が要求される。この種のパック電池が、寒冷地で使用される場合、電池温度を設定温度に加温するためにヒーターを内蔵させる。ヒーターを内蔵して、電池を設定温度に加温するパック電池は開発されている。（特許文献１参照）
特開２００３−２２３９３８号公報

ヒーターを内蔵するパック電池は、各々の電池を均一な温度に加温することが大切である。温度が、電池の電気特性や寿命に影響を与えるからである。たとえば電池温度が高くなると寿命が低下し、反対に電池温度が低くなると電池の実質容量が小さくなって、供給できる電力量が小さくなる。多数の電池を内蔵するパック電池は、電池に温度差が発生しやすいので、いかにして電池の温度差を小さくできるかが大切である。

特許文献１のパック電池は、ケースの表面に絶縁板を固定し、この絶縁板に分散して抵抗器からなる複数のヒーターを固定している。この構造は、ヒーターが局部的に加温するので、全体を均一に加温するのが難しい。また、絶縁板にヒーターを固定して、発熱量をコントロールするので、部分的な発熱量をコントロールするためには、絶縁板に固定する抵抗器の消費電力や固定位置を調整する必要があって、この部分の製造に手間がかかる欠点がある。また、ガラスエポキシ等の絶縁板にヒーターを固定しているので、全体を均一に加温するために、ケースの２面をヒーターで加熱する構造にあっては、２枚の絶縁板を固定する必要があり、さらに製造コストが高くなる欠点がある。

本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、寒冷地で使用して電池を均一な温度に加温しながら、加温するための構造を簡単にして製造コストを低減できるパック電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、１枚のシートヒーターを使用して部分的な発熱量を簡単な構造で調整できるパック電池を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、１枚のシートヒーターでケースの２面を加温して、全体をより均一に加温できるパック電池を提供することにある。

本発明の請求項１のパック電池は、複数の電池１を平行な姿勢で収納しているインナーケース３と、インナーケース３のリード板配置面９に配設されて、電池両端の電極に連結されて隣接する電池１を接続している金属板からなるリード板８と、インナーケース３を収納するアウターケース５と、インナーケース３とアウターケース５との間に配設されて電池１を加温するシートヒーター４０とを備える。パック電池は、シートヒーター４０をインナーケース３のリード板配置面９に配設しており、シートヒーター４０が金属板のリード板８を介して電池１を加温している。

本発明のパック電池は、インナーケース３に垂直姿勢で電池１を収納して、インナーケース３の上下面をリード板配置面９として、下面のリード板配置面９の下にシートヒーター４０を配設することができる。

本発明のパック電池は、インナーケース３に垂直姿勢で電池１を収納して、インナーケース３の上下面をリード板配置面９として、上面のリード板配置面９の上と、下面のリード板配置面９の下にシートヒーター４０を配設することができる。

本発明の請求項４のパック電池は、複数の電池１を平行な姿勢で収納しているインナーケース３と、このインナーケース３を収納するアウターケース５と、インナーケース３とアウターケース５との間に配設されて電池１を加温するシートヒーター４０とを備える。シートヒーター４０は、可撓性の絶縁シート４１に抵抗線４２を固定したものである。パック電池は、このシートヒーター４０を、インナーケース３のコーナーに沿って抵抗線４２を折曲するように折り曲げてインナーケース３の２面に固定している。さらに、シートヒーター４０は、インナーケース３のコーナーに位置する折曲部分において、抵抗線４２を、折曲ライン４３の方向に凸部又は凹部となる湾曲部４３Ａとして絶縁シート４１に固定している。

本発明の請求項５のパック電池は、請求項４に記載されるパック電池であって、シートヒーター４０を、インナーケース３の下面と端面に固定している。

本発明の請求項６のパック電池は、複数の電池１１１を平行な姿勢で収納しているインナーケース１１３と、このインナーケース１１３を収納するアウターケースと、インナーケース１１３とアウターケースとの間に配設されて電池１１１を加温するシートヒーター１１４０とを備える。シートヒーター１１４０は、可撓性の絶縁シート１１４１に抵抗線１１４２を固定したものである。このシートヒーター１１４０は、インナーケース１１３の両端部に固定される両端部を高発熱領域１１４０Ａとして、両端部の中間にある中間部を低発熱領域１１４０Ｂとしている。高発熱領域１１４０Ａは、低発熱領域１１４０Ｂよりも抵抗線１１４２の密度を高くして、絶縁シート１１４１の単位面積に対する発熱量を大きくしている。

本発明のパック電池は、寒冷地で使用して電池を均一な温度に加温しながら、加温するための構造を簡単にして製造コストを低減できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、複数の電池を平行な姿勢で収納しているインナーケースと、このインナーケースを収納するアウターケースとの間にシートヒーターを配設して、このシートヒーターで電池を加温するからである。このように、シートヒーターをケース表面に配設するパック電池は、従来にように、ケースの表面に固定される絶縁板に、抵抗器からなる複数のヒーターを分散して固定することなく、極めて簡単な構造でケース表面にヒーターを配設できるので、加温するための構造を簡単にして製造コストを低減しながら、全体を均一に加温できる。

とくに、本発明の請求項１のパック電池は、隣接する電池を接続している金属板であるリード板をインナーケースのリード板配置面に配設すると共に、シートヒーターをインナーケースのリード板配置面に配設しているので、シートヒーターの熱を、金属板であるリード板を介して電池に伝導させて、極めて効率よく電池を加温できる。

さらに、本発明の請求項２のパック電池は、インナーケースの上下面をリード板配置面とし、下面のリード板配置面の下にシートヒーターを配設しているので、インナーケースに収納される電池を下方から効率よく加温できる。また、本発明の請求項３のパック電池は、インナーケースの上下面をリード板配置面とし、上面リード板配置面の上と、下面のリード板配置面の下にシートヒーターを配設しているので、インナーケースに収納される電池を上下から加温して、極めて効果的に、しかも均一に加温できる。

さらに、本発明の請求項４のパック電池は、シートヒーターを可撓性の絶縁シートに抵抗線を固定したものとしており、このシートヒーターを、インナーケースのコーナーに沿って抵抗線を折曲するように折り曲げてインナーケースの２面に固定しているので、１枚のシートヒーターでケースの２面を加温できる特長がある。しかも、インナーケースに固定されるシートヒーターは、インナーケースのコーナーに位置する折曲部分において、抵抗線を折曲ラインの方向に凸部又は凹部となる湾曲部としているので、抵抗線が折曲される曲率半径を大きくして、断線や破損を有効に防止できる。したがって、この構造のパック電池は、シートヒーターの折曲部分における抵抗線の断線や破損を有効に防止しながら、１枚のシートヒーターでケースの２面を加温して、全体をより均一に加温できる。

さらに、本発明の請求項６のパック電池は、１枚のシートヒーターを使用して、部分的な発熱量を簡単な構造で調整できる特長がある。それは、このパック電池が、シートヒーターを、可撓性の絶縁シートに抵抗線を固定したものとしており、絶縁シートに固定される抵抗線の密度を部分的に調整して、絶縁シートの単位面積に対する発熱量を調整しているからである。このシートヒーターは、インナーケースの両端部に固定される両端部を高発熱領域とし、両端部の中間にある中間部を低発熱領域として、高発熱領域を低発熱領域よりも抵抗線の密度を高くして発熱量を大きくしている。このため、簡単な構造で１枚のシートヒーターの部分的な発熱量を調整しながら、中央部よりも冷却されやすい両端部を効果的に加温して全体をより均一に加温できる。

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。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、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。

図１ないし図７に示すパック電池は、たとえば、電話の中継機等のように屋外に設置される電気機器の電源として使用される。したがって、低温から高温まで、たとえば−３０℃〜８０℃の外部温度で使用される。また、屋外用のパック電池は、優れた耐久性と強度も要求される。

図１ないし図７に示すパック電池は、二次電池１をインナーケース３に収納しているインナーパック４と、インナーパック４を収納しているアウターケース５と、インナーパック４とアウターケース５との間に配設している金属シャーシー１６と、インナーパック４の外側に固定されて内蔵する二次電池１を加温するヒーター２７を備える。さらに、これ等の図に示すパック電池は、二次電池１の充放電とヒーター２７の通電を制御する回路基板を備える。回路基板は、インナーケース３に内蔵する第１の回路基板２と、インナーケース３の外側であって、インナーケース３とアウターケース５との間に配設している第２の回路基板６とに分離している。

インナーパック４は、複数の二次電池１と第１の回路基板２とを箱形のインナーケース３に収納している。インナーケース３はプラスチック製で、天板３ａと底板３ｂを中間で分割して、断面形状をコ字状とするケースユニット３Ａに分割している。この明細書で天板３ａと底板３ｂは図面に基づいて特定するものとし、図においてインナーケース３の上の板を天板３ａとして、下の板を底板３ｂとしている。分割して成形された一対のケースユニット３Ａは、連結されて内部に二次電池１と第１の回路基板２を収納する箱形としている。図２ないし図７に示すインナーケース３は、天板３ａと底板３ｂを中央でなくて片方に遍在する位置で分割している。このインナーケース３は、図６において、左側のケースユニット３Ａは天板３ａと底板３ｂの幅を広く、右側のケースユニット３Ａは天板３ａと底板３ｂの幅を狭くしている。これ等の図に示すケースユニット３Ａは、四角形の側面プレート３ｄの上縁に天板３ａを、下縁に底板３ｂを、両端縁に端プレート部３ｃを一体的に成形して、側部を開口している四角形の箱形に成形している。この形状のケースユニット３Ａは、側面プレート３ｄの周囲に、天板３ａと底板３ｂと端プレート部３ｃからなる周壁を一体的に成形した形状となる。分割してプラスチックで成形された一対のケースユニット３Ａは、天板３ａと底板３ｂと端プレート部３ｃからなる周壁の端縁を互いに当接させて、ネジ１７で連結している。

パック電池は、第１の回路基板２と第２の回路基板６を内蔵している。第１の回路基板２はインナーケース３の内部に、第２の回路基板６はインナーケース３の外側でアウターケース５の内側に配設している。第１の回路基板２は、大電流を流して発熱するハイパワー電子部品を備える電子回路を実装しない。たとえば、第１の回路基板２は、各々の電池電圧や電池温度を検出する回路を実装している。大電流を流して発熱するハイパワー電子部品やこれを備える電子回路は第２の回路基板６に実装される。第１の回路基板２はリード線７とリード板８を介して二次電池１の電極に接続され、第２の回路基板６は、リード線（図示せず）を介して第１の回路基板２に接続され、さらに太いリード線１０を介して二次電池１の出力に接続される。

第１の回路基板２は、インナーケース３の内面、すなわち側面プレート３ｄと平行な姿勢で、側面プレート３ｄの内面と電池１の間に配設される。図のパック電池は、第１の回路基板２を第１の基板ホルダー１１に入れてインナーケース３に収納している。第１の基板ホルダー１１は、プラスチックでもって周壁のある箱形に成形したものである。第１の基板ホルダー１１は、周壁の内部に第１の回路基板２を入れ、さらに周壁の内側に絶縁樹脂（図示せず）を充填して、絶縁樹脂で第１の回路基板２を被覆している。この構造は、第１の回路基板２を絶縁して、インナーケース３内に配設できる。このため、インナーケース３内に電池１から電解液が漏れ、あるいはガスが放出されても、電解液やガスから回路基板を絶縁して保護できる。

インナーケース３の内部に収納される第１の回路基板２は、インナーケース３で保護される。さらに第１の基板ホルダー１１に入れてインナーケース３に収納する第１の回路基板２は、第１の基板ホルダー１１とインナーケース３の両方で保護される。この構造は、第１の回路基板２と第１の基板ホルダー１１を薄く、軽くできる。それは、これ等に強い強度が要求されないからである。

図のインナーパック４は、第１の基板ホルダー１１の底面側を二次電池１側に配置する。いいかえると第１の基板ホルダー１１の開口部を、インナーケース３の側面プレート３ｄ側に配置する。このインナーパック４は、第１の回路基板２と二次電池１との間に第１の基板ホルダー１１の底板を配置する。インナーパックは、この図とは反対に、第１の基板ホルダーの底板をインナーケースの側面プレートに対向して配置することができる。このインナーパックは、第１の回路基板に固定している電子部品を、二次電池の間にできる谷間に突出するように配置して、第１の回路基板を二次電池に接近し、アウターケースの外形を小さくできる。また、第１の回路基板を第１の基板ホルダーに収納しないで、表面に固定している電子部品を二次電池の間にできる谷間に配置することもできる。さらに、第１の基板ホルダーの底に貫通孔を設け、この貫通孔に第１の回路基板に固定している電子部品を突出させて、二次電池の間の谷間に電子部品を配置することもできる。

第１の回路基板２は、リード線７とリード板８を介して二次電池１に連結される。いいかえると、複数の二次電池１はリード板８で互いに連結され、このリード板８を、リード線７を介して第１の回路基板２に連結している。第１の回路基板２は第１の基板ホルダー１１に固定しているので、第１の回路基板２と第１の基板ホルダー１１の両方がリード線７とリード板８を介して二次電池１に連結される。

二次電池１は、円筒型電池のリチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池には、円筒型電池に代わって角型電池も使用できる。また、二次電池はリチウムイオン二次電池に特定せず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、他の全ての二次電池も使用できる。図のパック電池は、図６に示すように、複数の二次電池１を互いに平行な姿勢とし、さらに第１の回路基板２の表面と平行な面内に並べ、さらに、両端面を同一面に位置させる姿勢として、３列に並べてインナーケース３に収納している。３列に配列される二次電池１は、隣の列の二次電池１を谷間に配置している。さらに、二次電池１の間には絶縁材からなるスペーサー１２を配設している。図のインナーパック４は、二次電池１を３列に配置しているが、インナーパックには、１〜２列に二次電池を並べ、あるいは４列以上に並べて収納することもできる。

二次電池１は、端面に金属板のリード板８を接続している。リード板８は、二次電池１を並列に接続して直列に接続する。図のリード板８は、６本の二次電池１の電極面にスポット溶接等の方法で接続している。このインナーパック４は、３本の二次電池１を並列に接続して１ブロックとし、並列接続された１４個のブロックを直列に接続している。

インナーパック４は、図６と図９に示すように、二次電池１をインナーケース３に垂直姿勢で収納している。リード板８は、二次電池１の上下両端の電極に連結される。したがって、リード板８は、二次電池１の上下両端に水平姿勢で配設される。このインナーパック４は、リード板８を配設するリード板配置面９を、インナーケース３の上下面、すなわち、インナーケース３の天板３ａと底板３ｂとする。

第２の回路基板６は、インナーパック４の外側であって、アウターケース５の内側に配置される。第２の回路基板６は、プラスチック製の第２の基板ホルダー１３の内部に固定される。第２の基板ホルダー１３はインナーパック４の上面に固定される。第２の基板ホルダー１３は下方を開口する四角形の箱形で、内部に絶縁樹脂（図示せず）を充填して、絶縁樹脂で第２の回路基板６を被覆している。第２の回路基板６は、リード線（図示せず）を介して第１の回路基板２や二次電池１に接続される。

図のパック電池は、アウターケース５の内面に金属シャーシー１６を設けている。金属シャーシー１６は、アウターケース５とインナーパック４との間に設けられて、ケースを補強している。図２に示すパック電池は、２枚の金属板を折曲、プレス加工して金属シャーシー１６とし、アウターケース５の内側を補強している。この金属シャーシー１６は、インナーパック４とアウターケース５の間に配設される形状に折曲加工している。

金属シャーシー１６は、第２の基板ホルダー１３を固定しているインナーパック４を内側に固定し、外側にはアウターケース５を固定している。金属シャーシー１６は、インナーパック４やアウターケース５を固定する止ネジ３６をねじ込むネジ孔１８を設けており、ここに止ネジ３６をねじ込んで、インナーパック４やアウターケース５を固定している。さらに、金属シャーシー１６には、コネクター１９等も固定している。

図２に示すパック電池は、金属シャーシー１６に挿入開口１６Ａを設け、この挿入開口１６Ａに入れられる突出部３ｅをインナーパック４の表面に設けている。図の金属シャーシー１６は、インナーパック４の側面に対向する部分に挿入開口１６Ａを開口している。インナーパック４は、側面に挿入開口１６Ａに挿入される突出部３ｅを設けている。インナーパック４は、インナーケース３の側面プレート３ｄの中央部分であって、外周縁部を除く部分に突出部３ｅを設けている。この構造は、金属シャーシー１６の挿入開口１６Ａにインナーパック４の突出部３ｅを挿入できるので、金属シャーシー１６で補強しながら、外形を小さくしてパック電池の横幅を小さくできる。

図２のパック電池は、金属シャーシー１６を２枚の金属板で構成する。２枚の金属板からなる金属シャーシー１６は、アウターケース５の内側であってインナーパック４の両側に配設されて、インナーパック４の両側面をカバーする。２枚の金属シャーシー１６は、シャーシーホルダー２８で連結してインナーパッック４の両面に固定している。さらに、金属シャーシー１６は、インナーパック４にネジ止して固定される。ただ、金属シャーシーは、インナーパックと第２の基板ホルダーに固定することもできる。

金属シャーシー１６は、発熱部品を固定して、発熱部品の放熱板に併用している。発熱部品は、大電流を流すダイオードやＦＥＴ等の大電力電子部品である。これ等の大電力電子部品は、電池と直列に接続されて電池の負荷電流や充電電流を流す電子部品である。

図のパック電池は、インナーケース３のリード板配置面９である上面と下面にヒーター２７を固定している。ヒーターは、図１０と図１１に示すように、絶縁シート４１、１１４１に抵抗線４２、１１４２を固定しているシートヒーター４０、１１４０である。このシートヒーター４０、１１４０は、図１１の断面図に示すように、２枚の絶縁シート４１、１１４１を積層して、その間に抵抗線４２、１１４２を挟着するように配設している。抵抗線４２、１１４２は、通電してジュール熱を発生されるニクロム線等の抵抗金属線である。

シートヒーター４０、１１４０は、リード板配置面９、１１９にあって、金属板のリード板８、１１８を介して二次電池１、１１１を加温する。リード板８、１１８は、低抵抗な状態で二次電池１、１１１を接続するために、できるかぎり幅広の金属板とする。リード板８、１１８は、隣接するリード板８、１１８との間に、接触を阻止する隙間を設けられるが、図６に示すように、リード板配置面９のほぼ全面をカバーする状態で配置される。リード板８、１１８は金属板で製作される。金属板は熱伝導に優れ、これがリード板配置面９、１１９のほぼ全面をカバーするので、シートヒーター４０、１１４０の熱を均一に分散させて、二次電池１、１１１を加温する。このため、シートヒーター４０、１１４０と二次電池１、１１１との間にリード板８、１１８を配設する構造は、シートヒーター４０、１１４０で二次電池１、１１１を均一に加温する効果がある。とくに、シートヒーター４０、１１４０の熱を均一に分散するために、専用の金属板等を配置することなく、リード板８、１１８を熱分散プレートに併用して、二次電池１、１１１を均一に加温する。

さらに、シートヒーター４０、１１４０で加温されるインナーパック４、１１４は、両端部の電池温度が低く、中央部分の電池温度が高くなる傾向がある。インナーパック４、１１４の両端部は、中央部よりも冷却される面積が広くなるからである。

図１０のシートヒーター４０は、この欠点を解消するために、インナーケース３の端面である端プレート部３ｃも加熱して、全ての二次電池１を均一な温度に加温する。端面も加温することで、インナーケース３の両端部を効率よく加熱できるからである。このシートヒーター４０は、コーナーで折曲できるように、可撓性の絶縁シート４１に抵抗線４２を固定している。このシートヒーター４０は、インナーケース３のコーナーに沿って抵抗線４２を折曲するように折り曲げてインナーケース３の２面に固定される。抵抗線４２はニクロム線等の金属であるから、小さい曲率半径で折曲すると断線され、あるいは破損されやすい。この弊害を防止するために、図１０のシートヒーター４０は、インナーケース３のコーナーに位置する折曲部分において、折曲ライン４３の方向に凸部又は凹部となる湾曲部４２Ａとして絶縁シート４１に固定している。この図のシートヒーター４０は、２列の抵抗線４２を、折曲部分において互いに接近する湾曲部４２Ａとして、絶縁シート４１に固定している。

シートヒーター４０の折曲部で湾曲部４２Ａとする抵抗線４２は、シートヒーター４０をインナーケース３のコーナーで折曲するとき、抵抗線４２が折曲される曲率半径を大きくして、断線や破損を防止する。折曲部分において、抵抗線４２の曲率半径が大きくなるのは、折曲部分における抵抗線４２の全長を長くできるからである。抵抗線を特定の曲率半径で折曲するとき、折曲される領域を長くすると、抵抗線が実質的に折曲される曲率半径は大きくなる。

さらに、図１１のシートヒーター１１４０は、インナーケース１１３の両端部に固定される両端部を高発熱領域１１４０Ａとし、両端部の中間にある中間部を低発熱領域１１４０Ｂとしている。高発熱領域１１４０Ａは低発熱領域１１４０Ｂよりも抵抗線１１４２の密度を高くして、絶縁シート１１４１の単位面積に対する発熱量を大きくしている。

図１１のシートヒーター１１４０は、両端部においては抵抗線１１４２を４列に蛇行する形状とし、中間部は抵抗線１１４２を２列としている。４列の抵抗線１１４２を高密度に配設する両端の高発熱領域１１４０Ａは、２列の抵抗線１１４２を低密度に配設する低発熱領域１１４０Ｂに比較して、発熱量が大きくなる。

図１１のシートヒーター１１４０は、図１３に示すように、インナーケース１１３の上下面のリード板配置面１１９に固定される。このシートヒーター１１４０は、高発熱領域１１４０Ａでもってインナーケース１１３の両端部を、低発熱領域１１４０Ｂで中間部を加温する。高発熱領域１１４０Ａは、低発熱領域１１４０Ｂよりも発熱量が大きく、中間部よりも温度が低くなるインナーケース１１３の両端部を効果的に加温して、全体を均一な温度とする。このため、インナーケース１１３に収納される全ての二次電池１１１は均一な温度に加温される。

図１１のシートヒーターは、高発熱領域１１４０Ａで抵抗線１１４２を４列の蛇行させるが、５列以上に配列して、さらに発熱量を大きくできる。また、高発熱領域は、抵抗線をじぐざぐ状に配列し、あるいはループ状に配列して発熱量を大きくすることもできる。

ヒーター２７、１１２７は、外気温度が低下して二次電池１、１１１の温度が最低動作温度よりも低くなると、通電されて二次電池１、１１１を設定温度まで加温して正常に使用できる温度に保持する。たとえば、屋外に設置される中継機等の電源として使用されるパック電池は、二次電池１、１１１の温度や周囲温度を温度センサー（図示せず）で検出して、ヒーター２７、１１２７の通電を制御する制御回路を備える。この制御回路は、回路基板に実装される。制御回路は、電池温度が最低動作温度よりも低くなり、あるいは周囲温度が予め設定している最低温度よりも低くなると、ヒーター２７、１１２７に通電してインナーパック４、１１４を加温する。ヒーター２７、１１２７に通電する電力は、パック電池に内蔵する二次電池１、１１１から供給され、あるいはパック電池をフローティング充電する商用電源から供給される。制御回路は、ヒーター２７、１１２７の供給電力をコントロールして、二次電池１、１１１の温度を設定温度に保持する。

さらに、図１４ないし図１６の金属シャーシー１４１６、１５１６、１６１６は、１枚の金属板を断面形状をコ字状に折曲加工している。この形状の金属シャーシー１４１６、１５１６、１６１６は、図示しないが、インナーパックの側面と上面と下面の３面をカバーすることができる。これらの図の金属シャーシー１４１６、１５１６、１６１６は、インナーパックやアウターケースを固定する止ネジをねじ込むネジ孔１４１８、１５１８、１６１８を両端に設けている。

図１４の金属シャーシー１４１６は、ヒーターと対向する部分に凹部１４３０を設けて非接続部としている。この金属シャーシー１４１６は、ヒーターが直接に接触しないように、ヒーターを凹部１４３０の非接続部に配置して、ヒーターと金属シャーシー１４１６とを非接続部の空気で断熱する。ヒーターの熱は、直接に接触しない金属シャーシー１４１６に伝導されず、直接に接触するインナーパックに熱伝導される。

図１５の金属シャーシー１５１６は、ヒーターが直接に金属シャーシー１５１６に接触しないように、金属シャーシー１５１６のヒーターの非接触位置に凸部１５３１を設けて、ヒーターとの対向面を非接続部としている。凸部１５３１は、金属シャーシー１５１６の非接続部をヒーターに接触させないようにして、ヒーターの熱が金属シャーシー１５１６に伝導されるのを防止する。

さらに、図１６の金属シャーシー１６１６は、非接続部を開口部１６３２としている。この金属シャーシー１６１６は、ヒーターが金属シャーシー１６１６に直接に接触しないように、ヒーターとの対向面に開口部１６３２を設けて非接続部としている。開口部１６３２からなる非接続部にヒーターを配設して、ヒーターと金属シャーシー１６１６とを非接触状態として、ヒーターの熱を金属シャーシー１６１６に熱伝導させるのを防止して、インナーパックに熱伝導させている。

図１と図２に示すアウターケース５は、長さ方向に直交する面を分割ライン１５として、一対の筒ケース５Ａに分割してプラスチックで成形している。図のアウターケース５は、全体を縦に細長い四角筒状としている。一対の筒ケース５Ａは、一端を端プレート部５ｃで閉塞して他端を開口部５ｆとする形状としている。このアウターケース５は、天板５ａと底板５ｂと側面プレート５ｄを中央部で両端に２分割して、一端を端プレート部５ｃで閉塞する角筒状にプラスチックで成形している。このアウターケース５は、両端に２分割するので分割ライン１５がアウターケース５の長手方向に直交する方向となって、最短距離となる。分割された一対の筒ケース５Ａは、一端を閉塞する端プレート部５ｃを貫通する止ネジ３６で金属シャーシー１６に固定される。金属シャーシー１６に固定される一対の筒ケース５Ａは、開口部５ｆの周縁を密閉状態に連結している。一対の筒ケース５Ａは、図３の断面図に示すように、開口縁をラップさせ、さらにラップ部にパッキン２０を挟着して、密閉状態に連結している。図３の筒ケース５Ａは、開口縁に嵌合段差部２３を設けている。嵌合段差部２３の当接面にゴム状弾性体のパッキン２０を挟着して、密閉構造に連結している。嵌合段差部２３は、互いに嵌合できるように、一方の当接面に凹部２４を、他方の当接面にはこの凹部２４に案内される凸条２５を設けた形状として、互いにラップする構造としている。嵌合段差部２３は、当接面の凸条２５を凹部２４に入れ、ラップ部の間にパッキン２０を挟着して、防水構造に連結される。さらに、図のアウターケース５は、開口部５ｆの外側を密着カバー２６で被覆している。密着カバー２６は、筒ケース５Ａの分割ライン１５の外側に密着して、分割ライン１５を防水する。また、密着カバー２６は、連結部の強度も補強する。密着カバー２６は、プラスチックシートで、アウターケース５を挿入して収縮、密着される。

図１と図２のアウターケース５は、図において左下に位置する筒ケース５Ａの端プレート部５ｃに、金属プレート３７を積層している。この筒ケース５Ａは、金属プレート３７を貫通する止ネジ３６で、端プレート部５ｃを金属シャーシー１６に固定している。金属プレート３７を積層する端プレート部５ｃは、出力端子であるコネクタ１９の開口穴５ｅを設けている。

プラスチック製の筒ケース５Ａは、端プレート部５ｃから開口部５ｆに向かって内側の断面形状を大きくするテーパー状に成形している。さらに、アウターケースである筒ケース５Ａの表面には、分割ライン１５と平行に複数列の凸条３８を一体的に成形して設けている。この構造のアウターケース５は、表面の凸条３８を係止して、成形された筒ケース５Ａを金型からスムーズに脱型できる。とくに、凸条３８を係止して脱型できる筒ケース５Ａは、引っ張って脱型するときの破損を防止でき、また、テーパー状に成形しているテーパー角、すなわち勾配を極減まで抑えることができる。このため、端プレート部５ｃの面積と開口部５ｆの開口面積との差を少なくして、アウターケース５内のスペースを有効に利用できる。また、表面に設けた凸条３８はアウターケース５の反りや引け等の成形不良対策にも効果がある。

本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図である。図１に示すパック電池の分解斜視図である。図１に示すパック電池の一部拡大水平断面図である。図１に示すパック電池の一部拡大垂直縦断面図である。図１に示すパック電池の一部拡大垂直横断面図である。図２に示すパック電池のインナーパックの分解斜視図である。図６に示すインナーパックの分解斜視図である。図２に示すパック電池のインナーパックの水平断面図である。図４に示すパック電池のインナーパックの拡大断面図である。シートヒーターの一例を示す平面図である。シートヒーターの他の一例を示す平面図である。図１０と図１１に示すシートヒーターの拡大断面図である。図１１に示すシートヒーターをインナーケースに配設した状態を示す断面図である。金属シャーシーの他の一例を示す斜視図である。金属シャーシーの他の一例を示す斜視図である。金属シャーシーの他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１…電池
２…第１の回路基板
３…インナーケース３Ａ…ケースユニット
３ａ…天板
３ｂ…底板
３ｃ…端プレート部
３ｄ…側面プレート
３ｅ…突出部
４…インナーパック
５…アウターケース５Ａ…筒ケース
５ａ…天板
５ｂ…底板
５ｃ…端プレート部
５ｄ…側面プレート
５ｅ…開口穴
５ｆ…開口部
６…第２の回路基板
７…リード線
８…リード板
９…リード板配置面
１０…太いリード線
１１…第１の基板ホルダー
１２…スペーサー
１３…第２の基板ホルダー
１５…分割ライン
１６…金属シャーシー１６Ａ…挿入開口
１７…ネジ
１８…ネジ孔
１９…コネクター
２０…パッキン
２３…嵌合段差部
２４…凹部
２５…凸条
２６…密着カバー
２７…ヒーター
２８…シャーシーホルダー
３６…止ネジ
３７…金属プレート
３８…凸条
４０…シートヒーター
４１…絶縁シート
４２…抵抗線４２Ａ…湾曲部
４３…折曲ライン
１１１…電池
１１３…インナーケース
１１４…インナーパック
１１８…リード板
１１９…リード板配置面
１１２７…ヒーター
１１４０…シートヒーター１１４０Ａ…高発熱領域
１１４０Ｂ…低発熱領域
１１４１…絶縁シート
１１４２…抵抗線
１４１６…金属シャーシー
１４１８…ネジ孔
１４３０…凹部
１５１６…金属シャーシー
１５１８…ネジ孔
１５３１…凸部
１６１６…金属シャーシー
１６１８…ネジ孔
１６３２…開口部

Claims

複数の電池(1)を平行な姿勢で収納しているインナーケース(3)と、このインナーケース(3)のリード板配置面(9)に配設されて、電池両端の電極に連結されて隣接する電池(1)を接続している金属板からなるリード板(8)と、インナーケース(3)を収納するアウターケース(5)と、インナーケース(3)とアウターケース(5)との間に配設されて電池(1)を加温するシートヒーター(40)とを備えるパック電池であって、
シートヒーター(40)をインナーケース(3)のリード板配置面(9)に配設し、シートヒーター(40)が金属板のリード板(8)を介して電池(1)を加温するようにしてなるパック電池。
インナーケース(3)に垂直姿勢で電池(1)を収納して、インナーケース(3)の上下面をリード板配置面(9)として、下面のリード板配置面(9)の下にシートヒーター(40)を配設している請求項１に記載されるパック電池。
インナーケース(3)に垂直姿勢で電池(1)を収納して、インナーケース(3)の上下面をリード板配置面(9)として、上面のリード板配置面(9)の上と、下面のリード板配置面(9)の下にシートヒーター(40)を配設している請求項１に記載されるパック電池。
複数の電池(1)を平行な姿勢で収納しているインナーケース(3)と、このインナーケース(3)を収納するアウターケース(5)と、インナーケース(3)とアウターケース(5)との間に配設されて電池(1)を加温するシートヒーター(40)とを備えるパック電池であって、
シートヒーター(40)が可撓性の絶縁シート(41)に抵抗線(42)を固定したもので、このシートヒーター(40)は、インナーケース(3)のコーナーに沿って抵抗線(42)を折曲するように折り曲げてインナーケース(3)の２面に固定され、さらにシートヒーター(40)は、インナーケース(3)のコーナーに位置する折曲部分において、抵抗線(42)を折曲ライン(43)の方向に凸部又は凹部となる湾曲部(42A)として絶縁シート(41)に固定していることを特徴とするパック電池。
シートヒーター(40)がインナーケース(3)の下面と端面に固定されてなる請求項４に記載されるパック電池。
複数の電池(111)を平行な姿勢で収納しているインナーケース(113)と、このインナーケース(113)を収納するアウターケースと、インナーケース(113)とアウターケースとの間に配設されて電池(111)を加温するシートヒーター(1140)とを備えるパック電池であって、
シートヒーター(1140)が可撓性の絶縁シート(1141)に抵抗線(1142)を固定したもので、このシートヒーター(1140)は、インナーケース(113)の両端部に固定される両端部を高発熱領域(1140A)として、両端部の中間にある中間部を低発熱領域(1140B)としており、高発熱領域(1140A)は低発熱領域(1140B)よりも抵抗線(1142)の密度を高くして、絶縁シート(1142)の単位面積に対する発熱量を大きくしてなるパック電池。