JP2011171125A - Battery pack and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の円筒形の素電池をリード板で電気接続している電池パック及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a battery pack in which a plurality of cylindrical unit cells are electrically connected by lead plates and a method for manufacturing the same.
パック電池は、並列接続する素電池の数を多くして出力電流を大きく、また直列接続する素電池の数を多くして出力電圧を高くできる。このことから、大出力が要求される用途、例えば自転車、電動工具、自動車等に使用されるパック電池は、複数の素電池を並列に接続し、さらにこれを直列に接続して出力を大きくしている。多数の素電池を内蔵するパック電池として、素電池の両端部をエンドプレートで保持して定位置に配置し、さらに、エンドプレートの定位置にリード板を配置して、これを素電池の端部電極にスポット溶接してなるパック電池が開発されている(特許文献1参照)。 The battery pack can increase the output current by increasing the number of cells connected in parallel, and can increase the output voltage by increasing the number of cells connected in series. For this reason, battery packs used in applications requiring high output, such as bicycles, power tools, automobiles, etc., connect a plurality of unit cells in parallel and further connect them in series to increase the output. ing. As a battery pack containing a large number of unit cells, both ends of the unit cell are held by the end plate and placed at a fixed position, and a lead plate is placed at a fixed position of the end plate. A battery pack that is spot-welded to a partial electrode has been developed (see Patent Document 1).
リード板を素電池にスポット溶接する際には、作業の効率化などの観点から、複数の素電池を水平に維持した状態で積み上げた電池ブロックの両側にリード板を配置し、リード板を垂直姿勢に維持した状態で治具などによって保持して、両側からスポット溶接機で溶接される。この際、電池パックを冶具に固定するまでの間、リード板がエンドプレートから倒れずに垂直に立った状態を維持する必要がある。リード板には薄い金属板が使用されるため、そのままでは自重で倒れる可能性がある。このため、電池ホルダは図15に示すように、リード板5を所定姿勢に仮止めする仮固定部9を複数設けており、リード板5の自重による落下を仮固定部9で支持することで阻止していた。この例では、仮固定部9として、下端に2箇所水平に設けた仮固定部9Aと、上端に1箇所垂直に設けた仮固定部9Bとを備えている。
When spot welding a lead plate to a unit cell, from the standpoint of improving work efficiency, place the lead plate on both sides of the stacked battery block while keeping the unit cells horizontally, and place the lead plate vertically. It is held by a jig etc. while maintaining the posture, and is welded by a spot welder from both sides. At this time, until the battery pack is fixed to the jig, it is necessary to keep the lead plate standing vertically without falling from the end plate. Since a thin metal plate is used for the lead plate, there is a possibility that the lead plate will fall down due to its own weight. For this reason, as shown in FIG. 15, the battery holder is provided with a plurality of
しかしながら、近年のパック電池の高出力化、高容量化の要請に伴い、使用する素電池の数が増大する傾向にある。この結果、電池ブロックを構成する素電池の数が多くなり、素電池を多く積み上げる必要が生じ、これに応じて電池ブロックの側面に固定されるリード板の高さも増大する。リード板が高くなるほど、リード板は倒れやすくなるため、従来のような仮固定部のみでは、高くなったリード板を電池ブロックが治具にセットされるまでの間、安定的に保持できない可能性があった。また仮固定部を増やすと、リード板の固定の妨げとなったり、リード板と仮固定部との接触箇所が増えてガタつきや騒音の原因となる可能性もあった。 However, with recent demands for higher output and higher capacity of battery packs, the number of unit cells used tends to increase. As a result, the number of unit cells constituting the battery block increases, and it is necessary to stack a large number of unit cells. Accordingly, the height of the lead plate fixed to the side surface of the battery block also increases. The higher the lead plate, the easier it is for the lead plate to fall down, so it may not be possible to hold the raised lead plate stably until the battery block is set in the jig using only the temporary fixing part as in the past. was there. Further, if the number of temporarily fixed portions is increased, the lead plate may be prevented from being fixed, or the number of contact points between the lead plate and the temporarily fixed portion may increase, resulting in rattling and noise.
本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、リード板を素電池にスポット溶接する際に、リード板を確実に垂直姿勢に維持可能な電池パック及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a conventional background. A main object of the present invention is to provide a battery pack capable of reliably maintaining a lead plate in a vertical posture when spot welding the lead plate to a unit cell and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明の第1の電池パックによれば、外形を円筒型として、両側の端面に端面電極11を備える複数の素電池10と、前記複数の素電池10を互いに平行で、かつ端面を略同一平面上に位置させた姿勢に積層した状態で保持するための電池ホルダ20と、前記電池ホルダ20の定位置に固定されて、該電池ホルダ20で保持される前記素電池10の積層体である電池ブロック1の両側で、それぞれ端面電極11に溶接されて、隣接する素電池10を電気接続してなる可撓性を有する一対の金属製のリード板30と、を備えるパック電池であって、前記電池ホルダ20は、前記リード板30の一端を保持するよう開口した端部係止部26と、前記リード板30の内、前記複数の素電池10の積層方向における中間の一部を保持するよう開口した中間係止部28とを形成してなり、前記リード板30が、前記中間係止部28に保持するリード中間係止領域34と、前記端部係止部26に保持するリード端部係止領域35とを、互いに略平行に形成することができる。これにより、電池ホルダはリード板の一部を端部係止部と中間係止部で保持することができ、素電池の積層数を増やしてリード板が大きくなっても安定的にこれを保持でき、リード板に素電池を溶接する作業を確実に行うことができる。またほぼ並行に離間された2つの部位でリード板を保持することで、安定性も増す。
In order to achieve the above object, according to the first battery pack of the present invention, the outer shape is cylindrical, and the plurality of
また、第2の電池パックによれば、前記中間係止部28は、前記リード中間係止領域34の下端を開口部分に挿入して保持することができる。これにより、リード板の中間を水平方向の下端から保持することで、リード板の抜け落ちを阻止して確実にリード板を保持できる。
Further, according to the second battery pack, the
さらに、第3の電池パックによれば、前記端部係止部26は、上向きに突出した端部突起27を有しており、前記中間係止部28は、上向きに突出した中間突起29を有しており、前記端部係止部26及び中間係止部28は、前記端部突起27及び中間突起29でそれぞれ前記リード板30の表面を挟み込むことにより、該リード板30を保持することができる。これにより、端部突起及び中間突起をリード板の表面に張り出すように突出させて、リード板が自重で倒れないように保持できる。
Further, according to the third battery pack, the
さらにまた、第4の電池パックによれば、前記端部係止部26の開口が底に向かうほど狭くなるように、前記端部突起27の背面を傾斜面状に形成してなり、前記中間係止部28の開口が底に向かうほど狭くなるように、前記中間突起29の背面を傾斜面状に形成することができる。これにより、端部突起及び中間突起に挿入されたリード板を、傾斜面でスムーズに各開口の底方向に案内でき、リード板を確実に保持できる。
Furthermore, according to the fourth battery pack, the back surface of the
さらにまた、第5の電池パックによれば、前記素電池10の積層体が、積層方向において円筒形の端面をオフセット状に配置しており、前記リード板30が、前記オフセット状に配置された素電池10の端面に一致するように、ジグザグ状に形成することができる。これにより、素電池が千鳥状に積層された積層体の端面で、リード板が直線状でなくそのままスライド式に挿入できない場合でも、中間係止部と端部係止部に係止する構造によって倒れないように保持できる利点が得られる。
Furthermore, according to the fifth battery pack, the stacked body of the
さらにまた、第6の電池パックによれば、前記端部係止部26を、前記円筒形の素電池10を収納する電池収納部の、隣接する電池収納部同士の間を跨ぐように形成することができる。これにより、円筒形の素電池同士の間に生じるデッドスペースに端部係止部を配置してスペースを有効利用できる。
Furthermore, according to the sixth battery pack, the
さらにまた、第7の電池パックによれば、前記リード板30が、その下端において、接続する複数の素電池10の、隣接する素電池10同士の間に、前記リード端部係止領域35を形成することができる。これにより、リード端部係止領域を素電池同士の間に配置することで、電池ホルダにセットされたリード板を素電池に溶接する際、端部係止部が溶接作業の邪魔となる事態を回避できる。
Furthermore, according to the seventh battery pack, the
さらにまた、第8の電池パックによれば、前記リード端部係止領域35を、前記リード板30の下端の略中央に形成された凹状の段差状とすることができる。これにより、リード板の下端の全域でなく中央部分のみを係止してリード板をバランスよく保持できる。
Furthermore, according to the eighth battery pack, the lead
さらにまた、第9の電池パックによれば、前記素電池10の積層体を構成する素電池10の積層数を、5段以上とできる。これにより、5段以上の素電池を端面で接続する縦長の倒れやすいリード板であっても、安定的に保持してスポット溶接することが可能となる。
Furthermore, according to the ninth battery pack, the number of stacked
さらにまた、第10の電池パックによれば、前記電池ホルダ20が、前記リード板30を所定位置に案内するためのガイド部25を設けており、前記ガイド部25が、前記リード板30の外形を囲むように形成された枠状に形成されてなると共に、前記ガイド部25の枠内に前記リード板30を挿入した状態で、前記リード板30と前記ガイド部25との間に隙間を形成することができる。これにより、リード板を電池ホルダの所定位置に保持することに加え、リード板とガイド部との間のクリアランスを設けることで、可撓性を有するリード板を変形させて端部係止部及び中間係止部に挿入し易くできる。
Furthermore, according to the tenth battery pack, the
さらにまた、第11の電池パックの製造方法によれば、外形を円筒型として、両側の端面に端面電極11を備える複数の素電池10と、前記複数の素電池10を互いに平行で、かつ端面を略同一平面上に位置させた姿勢に積層した状態で保持するための電池ホルダ20と、前記電池ホルダ20の定位置に固定されて、該電池ホルダ20で保持される前記素電池10の積層体の両側で、それぞれ端面電極11に溶接されて、隣接する素電池10を電気接続してなる可撓性を有する一対の金属製のリード板30とを備えるパック電池の製造方法であって、前記電池ホルダ20に前記素電池10をセットする工程と、前記電池ホルダ20の両側端面において、前記リード板30の下端を前記電池ホルダ20に形成された端部係止部26で保持すると共に、前記リード板30の内、前記複数の素電池10の積層方向における中間の一部を、前記電池ホルダ20に形成された中間係止部28で保持するよう、前記リード板30を平行移動させる工程と、前記リード板30を前記素電池10の端面電極11とを溶接する工程と、を含むことができる。これにより、リード板をスライド式に電池ホルダの端部係止部と中間係止部にそれぞれセットして保持でき、特に比較的短いリード板を電池ホルダに係止する作業に好適となる。
Furthermore, according to the eleventh battery pack manufacturing method, the plurality of
さらにまた、第12の電池パックの製造方法によれば、外形を円筒型として、両側の端面に端面電極11を備える複数の素電池10と、前記複数の素電池10を互いに平行で、かつ端面を略同一平面上に位置させた姿勢に積層した状態で保持するための電池ホルダ20と、前記電池ホルダ20の定位置に固定されて、該電池ホルダ20で保持される前記素電池10の積層体の両側で、それぞれ端面電極11に溶接されて、隣接する素電池10を電気接続してなる可撓性を有する一対の金属製のリード板30と、を備えるパック電池の製造方法であって、前記電池ホルダ20に前記素電池10をセットする工程と、前記電池ホルダ20の両側端面において、前記リード板30の下端を前記電池ホルダ20に形成された端部係止部26に係止させ、さらにこの位置を支点として前記リード板30を回転させて、前記リード板30の内、前記複数の素電池10の積層方向における中間の一部を、前記電池ホルダ20に形成された中間係止部28に係止する工程と、前記リード板30を前記素電池10の端面電極11とを溶接する工程と、を含むことができる。これにより、リード板を電池ホルダの端部係止部に一旦挿入した後、リード板を回転させて中間係止部に挿入できるため、リード板の長さによらず電池ホルダへのセットが可能となる。
Furthermore, according to the twelfth battery pack manufacturing method, the outer shape is cylindrical, and the plurality of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電池パック及びその製造方法を例示するものであって、本発明は電池パック及びその製造方法を以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery pack and its manufacturing method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention specifies the battery pack and its manufacturing method as follows. do not do. In addition, the member shown by the claim is not what specifies the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the constituent members described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the description unless otherwise specified. It is just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing. In addition, the contents described in some examples and embodiments may be used in other examples and embodiments.
図1〜図14に、本発明の一実施の形態に係る電池パック100として、アシスト自転車用のバッテリパックに適用した例を示す。これらの図において図1は電池パック100の外観斜視図、図2は図1を背面から見た外観斜視図、図3は図1の分解斜視図、図4は図2の分解斜視図、図5は図4の電池パック100の分解斜視図、図6は図5のリード板30の斜視図、図7は図5の電池ホルダ20の側面図、図8は図4のVIII−VIII線における断面図及び端部係止部26を示す拡大斜視図、図9は図8の端部係止部26の断面図、図10は図4のX−X線における断面図及び端部係止部26を示す拡大斜視図、図11は図10の端部係止部26の断面図、図12は図4の電池ホルダ20がリード板30を保持する様子を示す拡大斜視図、図13は図12の電池ホルダ20にリード板30を挿入する一例を示す拡大斜視図、図14は図12の電池ホルダ20にリード板30を挿入する他の例を示す拡大斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パック100は、外装ケース40と、内部に収納された電池ブロック1とで構成される。外装ケース40は、図1〜図4に示すように、上ケース41と下ケース42に2分割されている。この外装ケース40は、絶縁性に優れたプラスチックなどで構成される。また一方の端部には持ち運びに便利な取っ手43を、他方の端部には駆動機器であるアシスト自転車と接続するためのコネクタ3を、それぞれ設けている。これら上ケース41及び下ケース42は、各側面に係止用の突起及び係止孔を2箇所に形成しており、一方のケースに設けられた突起を他方のケースに設けられた係止孔に係止して連結される。さらにねじで4箇所を螺合して外装ケース40が固定される。
FIGS. 1-14 shows the example applied to the battery pack for assist bicycles as the
外装ケース40の内部に、電池ブロック1を収納できるよう、上ケース41及び下ケース42はそれぞれ有底箱状に形成され、電池ブロック1を収納する収納空間を形成する。電池ブロック1は、好ましくは図3及び図4に示すように、カバー2で外部を被覆した状態で、上ケース41及び下ケース42の間に配置されて収納される。カバー2は、防水性及び絶縁性を有するポリエチレンなどで袋状に形成し、その内部に電池ブロック1を挿入した状態で封止する。
The
また電池ブロック1は、コネクタ3とリード線を介して電気的に接続される。コネクタ3は、下ケース42の底面にコ字状に開口された枠内に嵌め込むようにして、上ケース41で上面を閉塞して外装ケース40に固定される。またコネクタ3は、アシスト自転車の接続端子と接続するための接続ソケットを複数開口している。
(電池ブロック1)
The
(Battery block 1)
電池ブロック1は、図5の分解斜視図に示すように、複数の素電池10と、素電池10を定位置に配置する電池ホルダ20と、電池ホルダ20の外側に配置されて、素電池10に溶接して接続されるリード板30と、このリード板30を接続している回路基板46と、この回路基板46を収納する基板ホルダ44とを備える。
(素電池10)
As shown in the exploded perspective view of FIG. 5, the
(Unit cell 10)
素電池10は、充電可能な二次電池で、リチウムイオン二次電池が好適に利用できる。ただ、素電池10としてニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池を利用してもよい。この素電池10は円筒型電池であり、平行に複数本を並べて、さらにその上に複数本の素電池10を積層する姿勢で、電池ホルダ20に保持される。ここで素電池10は、上下方向に積層された隣接する素電池10同士が、中心軸をずらしたオフセット状又は千鳥状に配置されている。これにより、円筒形電池の積層によって生じるデッドスペースを低減できる。図5の例では、横に並べた7本の素電池10を5段積層し、計35本の素電池10を使用している。また多方向に並ぶ5本の素電池10を並列に接続し、これを7列直列に接続している。もちろん、積層数や各段の素電池数を要求される電池ブロック1の容量や電圧に応じて変更できることはいうまでもない。
The
さらに素電池10は、それぞれ端面を略同一平面上に並べている。このように素電池10を長さ方向に並べない配置とすることで、素電池10同士の接続はリード板30との溶接で処理できる。特に素電池10の両側、すなわち後述するように外装ケース40の両側でリード板30を溶接することで、素電池10同士の接続を行える。また素電池10を長さ方向に1本分のみとして積層する構成は、各素電池10の両側端面が外装ケース40に面するため、外装ケース40を通じて放熱しやすいという利点も得られる。
(電池ホルダ20)
Furthermore, the
(Battery holder 20)
電池ホルダ20は、左右に2分割されて第一ホルダ21と第二ホルダ22で構成され、素電池10を両側から挟み込むように保持している。第一ホルダ21と第二ホルダ22は、ほぼ鏡面対称に形成されている。第一ホルダ21及び第二ホルダ22は、それぞれ、素電池10を挿入する円筒状の保持筒23を複数形成している。保持筒23を有する第一ホルダ21及び第二ホルダ22は、一体的に成型される。この電池ホルダ20は、絶縁性に優れたプラスチックなどの樹脂製とする。
The
保持筒23は、素電池10の端面電極11にリード板30を溶接するための電極窓24を貫通して設けている。各電極窓24は、リード板30を溶接できる大きさに形成される。電池ホルダ20は、保持筒23に素電池10を挿通して、複数の素電池10を所定の位置に保持している。図の電池ホルダ20は、35本の円筒型素電池10を連結して保持するので、35個の電極窓24を設けている。35個の電極窓24は、各段に7個設けて5段に並べている。さらに図5に示す保持筒23は、隣接して配設している素電池10の谷間に他の素電池10を配設しており、複数段に配置する素電池10を俵積みの状態で配設している。また図に示す保持筒23は、軸方向の中間で2分割して、各々の電池ホルダ20に連結している。各々の電池ホルダ20は、分割された保持筒23の端部を連結してなる形状にプラスチックで一体成形している。この保持筒23は、分割端である開口部から素電池10を挿入し、一対の保持筒23を互いに連結して、複数の素電池10を電池ホルダ20の定位置に保持する。
The holding
中間で分割される保持筒23は、分割端側からホルダ側板側に向かって次第に内径が小さくなるテーパ状に内面を成形している。この保持筒23は、電池ホルダ20側の端部の内面に突出する部分を素電池10の表面に面接触させて素電池10を定位置に保持できる。このように、保持筒23を分割する構造は、プラスチックを成形する金型の設計を簡単にして、プラスチック成形を容易にできる特長がある。
(ガイド部25)
The holding
(Guide part 25)
電池ホルダ20は、素電池10を収納する保持筒23の一端に連結され、その外側面に設けているガイド部25にリード板30を入れて定位置に配置している。電池ホルダ20は、電極窓24から表出する端面電極11にリード板30を溶着して連結している。図3ないし図4、図5の電池ホルダ20は、リード板30を配置するガイド部25を外側面に設けており、このガイド部25にリード板30を入れて定位置に配置している。
The
さらに電池ホルダ20は、図12及び図7に示すように、ガイド部25の裏側でリード板30を当接して係止することもできる。すなわち、素電池10が保持筒23から抜け落ちないように設けられたガイド部25を利用して、リード板30の保持にも兼用できる。これによって、より広い面積でリード板30を電池ホルダ20に係止して保持できる。
Furthermore, as shown in FIGS. 12 and 7, the
各素電池10は、両端の端面電極11にリード板30を溶着して、互いに直列と並列とに接続している。また各リード板30は、回路基板46と接続される。回路基板46は、図3、図4、図5において電池ホルダ20の上面に配置された基板ホルダ44に収納されている。基板ホルダ44は回路基板46を収納できる大きさの開口を形成した枠状に構成される。
(回路基板46)
In each
(Circuit board 46)
回路基板46は、素電池10の放電あるいは充放電を制御する制御回路等の電子回路を実装している。回路基板46は平板状で、図3〜図5に示すように電池ホルダ20の長さ方向に沿って延長されている。また電池ホルダ20は、その上面に回路基板46を収納する基板ホルダ44を載置している。電池ホルダ20の上面に回路基板46を固定し、必要な配線を行った後、外装ケース40内に収納する。さらに、電池ホルダ20の上面には、各リード板30の接続部33が突出されて、リード線などによって回路基板46と接続される。この構成は、リード板30と回路基板46との配線を最短距離とでき、組み立て工程を簡素化できることに加え、別部材のリード線も最低限とできる。
(リード板30)
The
(Lead plate 30)
リード板30は、図5及び図6の斜視図に示すように、素電池10をオフセット状に積層した状態で、縦方向の素電池10を2列にわたって接続するよう、全体をジグザグ状又は波状に形成している。このリード板30は導電性及び可撓性に優れた金属板で形成される。またリード板30には、素電池10の端面電極11にスポット溶接する位置に、無効電流減少スリット16を設けている。さらにリード板30の上端には、回路基板46に接続する接続部33が突出するように設けている。接続部33は、リード線13を介して回路基板46に接続される。さらにまたリード板30は、後述する電池ホルダ20の中間係止部28に保持するリード中間係止領域34と、端部係止部26に保持するリード端部係止領域35とを、互いに平行に形成している。
As shown in the perspective views of FIGS. 5 and 6, the
リード板30は、図5及び図6に示すように素電池10の積層体の端面電極11を完全に被覆する形状でなく、これよりも若干小さく形成される。これによって、リード板30のガイド部25の枠内にリード板30を挿入した状態で、リード板30とガイド部25との間に隙間が形成される。この隙間が遊びとなって、リード板30をガイド部25に配置すると共に、リード板30を変形させて端部係止部26及び中間係止部28に挿入し易くできる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図5の例では、5段の素電池10を2列に接続する第一リード板31を3枚と、5段の素電池10を1列に接続する第二リード板32を1枚が使用されている。ここでは第一リード板31を3枚並べ、その左に第二リード板32が1枚配置される。
(端部係止部26)
In the example of FIG. 5, three
(End locking part 26)
さらに電池ホルダ20は、図7〜図14に示すように、リード板30を定位置に保持するよう開口された端部係止部26と中間係止部28とを形成している。端部係止部26は、図7及び図8に示すように、リード板30の下端のほぼ中央のリード端部係止領域35を保持する。このため、端部係止部26は保持筒23同士の間に、電極窓24を跨ぐように形成されている。図7の例では、隣接する電極窓24の接線部分を通る直線状に形成される。このように素電池10同士の間に端部係止部26を設けることで、素電池10の端面電極11とリード板30との溶接部分と離れた位置とでき、電池ホルダ20にセットされたリード板30を素電池10に溶接する際に端部係止部26が溶接作業の邪魔となる事態を回避できる。また、円筒形の素電池10同士を積層する際に生じるデッドスペースを有効利用できる利点も得られる。
(端部突起27)
Furthermore, as shown in FIGS. 7 to 14, the
(End projection 27)
さらに端部係止部26は、直線状の両端に電極窓24を閉塞する方向に突出した端部突起27を設けている。これにより、端部突起27をリード板30の表面に張り出すように突出させて、リード板30が自重で倒れないように保持できる。またこの端部突起27は、図9の断面図に示すように、背面を傾斜面としている。このように形成することで、端部突起27の内側に挿入されたリード板30下端のリード端部係止領域35は、傾斜面によって下り方向、すなわち電極窓24に接する方向に案内される。このため端部係止部26の開口は、傾斜面によって底方向に向かって狭くなるように形成されている。
(中間係止部28)
Further, the
(Intermediate locking portion 28)
また中間係止部28は、リード板30の長さ方向の中間に形成されたリード中間係止領域34を保持する。中間係止部28は図10に示すように、上から2段目の保持筒23の下端を覆うように、直線状に配置される。またその端縁側の隅部には、電極窓24を閉塞する方向に突出した中間突起29が形成される。これにより、中間突起29をリード板30の表面に張り出すように突出させて、リード板30が自重で倒れないように保持できる。また中間突起29も図11の断面図に示すように、その背面を傾斜面としている。このように形成することで、中間突起29の内側に挿入されたリード板30のリード中間係止領域34は、傾斜面によって下り方向、すなわち電極窓24に接する方向に案内される。このため中間係止部28の開口は、傾斜面によって底方向に向かって狭くなるように形成されている。
The
これら端部係止部26、中間係止部28は、互いに平行に形成される。またこれに対応してリード板30も、電池ホルダ20の中間係止部28に保持するリード中間係止領域34と、端部係止部26に保持するリード端部係止領域35とを、互いに平行に形成している。これにより、端部係止部26にリード端部係止領域35を挿入すると共に、この上側に中間係止部28にリード中間係止領域34を係止して、下端と中間という離間された2箇所で平行に保持することでリード板30が倒れないよう垂直姿勢に保持しやすくできる。また素電池10の積層数を増やしてリード板30が大きくなっても安定的にこれを保持でき、リード板30に素電池10を溶接する作業を確実に行うことができる。いいかえると、図15に示すようにリード板の側面で縦方向に保持する仮固定部9Bでは、リード板30が高くなると自重で抜けやすくなる問題があるが、リード板30の中間を水平方向の下端から保持する構成とすることで、このような抜け落ちを阻止して確実にリード板30を保持できる利点が得られる。この例では、電池ブロック1を構成する素電池10の積層数を5段以上としており、従来の方法ではリード板30を保持できずに自重で倒れてしまうところ、このような縦長の倒れやすいリード板30であっても、安定的に保持してスポット溶接することが可能となる。
The
さらに、従来はリード板に穴を開口し、電池ホルダに穴に挿通する突起を設けて、リード板の保持や位置決めを行っていたが、本発明によれば端部係止部26と中間係止部28とでリード板の保持と同時に位置決めも行われるため、このような構成を不要として金型などの製造コストを低減できる利点も得られる。加えて、リード板の開口を無くすことでリード板を流れる電流経路の増大が可能となり温度特性的にも有利となる。
Further, conventionally, the lead plate is provided with a hole, and the battery holder is provided with a protrusion that is inserted through the hole to hold and position the lead plate. Positioning is also performed simultaneously with holding of the lead plate with the
図6に示すリード端部係止領域35は、リード板30の下端のほぼ中央に形成された凹状の段差である。これにより、リード板30の下端の全域でなく中央部分のみを一箇所で係止して、リード板30をバランスよく保持できる。
The lead end
また素電池10の積層体は、上述の通り素電池10をオフセット状に積層している。このためリード板30は、オフセット状に配置された素電池10の端面に一致させるよう、ジグザグ状に形成される。言い換えると、リード板を直線状に形成できず、例えば挿入方向に沿ってリード板の両側を案内する断面コ字状のガイドレールを形成することが容易でない。そこで本実施の形態では上述の通り、中間部分を保持する中間保持部を、スライド方向に沿った姿勢でなく、スライド方向と交差するように、いいかえると水平姿勢に形成している。これにより、素電池10が千鳥状に積層された積層体の端面で、リード板が直線状でなくそのままスライド式に挿入できない場合でも、中間係止部28と端部係止部26に係止する構造によって倒れないように保持できるようになる。
(リード板のスライドイン式セット方法)
Moreover, the laminated body of the
(Lead plate slide-in type setting method)
このリード板30を電池ホルダ20にセットする手順を、図13に基づいて説明する。まず電池ホルダ20に素電池10をセットした状態で、リード板30を電池ホルダ20の側面で上方から下方に差し込む。このとき、リード板30のリード端部係止領域35を電池ホルダ20の端部係止部26の開口に挿入すると共に、リード中間係止領域34を、中間係止部28の開口に挿入する。ここでは、リード板30を上から下に平行移動させるようにして、係止する。この状態でリード板30は図12に示すように端部保持部と中間保持部とで確実に保持されるので、電池ブロック1を治具に移して、スポット溶接機でリード板30を端面電極11とスポット溶接する。このセット方法は、特に比較的背の低いリード板30を電池ホルダ20にセットするのに適している。
The procedure for setting the
またリード板のセット方法はこのようなスライドイン式に限られない。例えば先にリード端部係止領域35を端部係止部26の開口に挿入した後、リード板を電池ホルダに押さえつけるように弾性変形させて、リード中間係止領域34を中間係止部28の開口に挿入することもできる。この場合は、リード板を曲げるように変形させるためリード板への負担が大きく、リード板が比較的小さい場合に有効となる。
The method for setting the lead plate is not limited to such a slide-in type. For example, after the lead
また、図14に示すようなリード板を回転させる方法も利用できる。この方法は、電池ホルダ20に素電池10をセットした状態で、リード板30のリード端部係止領域35のみを端部係止部26に係止させ、ここを支点としてリード板30を回転させるようにして、リード中間係止領域34を中間係止部28に挿入する。すなわち、リード板30を少し捻るようにして弾性変形させて、リード中間係止領域34を中間係止部28に挿入する。この方法は、リード板の変形が捻り方向であるため負担が少なく、リード板が長くとも適用できる。
A method of rotating the lead plate as shown in FIG. 14 can also be used. In this method, with the
本発明に係る電池パック及びその製造方法は、アシスト自転車用の電源装置として好適に利用できる。 The battery pack and the manufacturing method thereof according to the present invention can be suitably used as a power supply device for an assist bicycle.
100…電池パック
1…電池ブロック
2…カバー
3…コネクタ
9、9A、9B…仮固定部
10…素電池
11…端面電極
20…電池ホルダ
21…第一ホルダ
22…第二ホルダ
23…保持筒
24…電極窓
25…ガイド部
26…端部係止部
27…端部突起
28…中間係止部
29…中間突起
30…リード板
31…第一リード板
32…第二リード板
33…接続部
34…リード中間係止領域
35…リード端部係止領域
40…外装ケース
41…上ケース
42…下ケース
43…取っ手
44…基板ホルダ
46…回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記複数の素電池(10)を互いに平行で、かつ端面を略同一平面上に位置させた姿勢に積層した状態で保持するための電池ホルダ(20)と、
前記電池ホルダ(20)の定位置に固定されて、該電池ホルダ(20)で保持される前記素電池(10)の積層体である電池ブロック(1)の両側で、それぞれ端面電極(11)に溶接されて、隣接する素電池(10)を電気接続してなる可撓性を有する一対の金属製のリード板(30)と、
を備えるパック電池であって、
前記電池ホルダ(20)は、
前記リード板(30)の一端を保持するよう開口した端部係止部(26)と、
前記リード板(30)の内、前記複数の素電池(10)の積層方向における中間の一部を保持するよう開口した中間係止部(28)とを形成してなり、
前記リード板(30)が、前記中間係止部(28)に保持するリード中間係止領域(34)と、前記端部係止部(26)に保持するリード端部係止領域(35)とを、互いに略平行に形成してなることを特徴とする電池パック。 A plurality of unit cells (10) provided with end face electrodes (11) on both end faces as a cylindrical shape,
A battery holder (20) for holding the plurality of unit cells (10) in a state of being stacked in parallel with each other and in a posture in which end faces are positioned on substantially the same plane;
End electrodes (11) on both sides of the battery block (1), which is a laminate of the unit cells (10) fixed in place at the battery holder (20) and held by the battery holder (20), respectively. A pair of flexible metal lead plates (30) welded to and electrically connected adjacent unit cells (10), and
A battery pack comprising:
The battery holder (20)
An end locking portion (26) opened to hold one end of the lead plate (30);
Of the lead plate (30), forming an intermediate locking portion (28) opened to hold a part of the middle in the stacking direction of the plurality of unit cells (10),
The lead plate (30) is a lead intermediate locking region (34) held by the intermediate locking portion (28), and a lead end locking region (35) held by the end locking portion (26). Are formed substantially parallel to each other.
前記中間係止部(28)は、前記リード中間係止領域(34)の下端を開口部分に挿入して保持してなることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to claim 1,
The battery pack, wherein the intermediate locking portion (28) is formed by inserting and holding the lower end of the lead intermediate locking region (34) into the opening portion.
前記端部係止部(26)は、上向きに突出した端部突起(27)を有しており、
前記中間係止部(28)は、上向きに突出した中間突起(29)を有しており、
前記端部係止部(26)及び中間係止部(28)は、前記端部突起(27)及び中間突起(29)でそれぞれ前記リード板(30)の表面を挟み込むことにより、該リード板(30)を保持してなることを特徴とするパック電池。 The battery pack according to claim 2,
The end locking part (26) has an end protrusion (27) protruding upward,
The intermediate locking portion (28) has an intermediate protrusion (29) protruding upward,
The end locking portion (26) and the intermediate locking portion (28) are formed by sandwiching the surface of the lead plate (30) with the end protrusion (27) and the intermediate protrusion (29), respectively. (30) The battery pack characterized by the above-mentioned.
前記端部係止部(26)の開口が底に向かうほど狭くなるように、前記端部突起(27)の背面を傾斜面状に形成してなり、
前記中間係止部(28)の開口が底に向かうほど狭くなるように、前記中間突起(29)の背面を傾斜面状に形成してなることを特徴とするパック電池。 The battery pack according to claim 3,
The back surface of the end protrusion (27) is formed into an inclined surface so that the opening of the end locking portion (26) becomes narrower toward the bottom,
A battery pack, wherein the back surface of the intermediate projection (29) is formed in an inclined surface so that the opening of the intermediate locking portion (28) becomes narrower toward the bottom.
前記素電池(10)の積層体が、積層方向において円筒形の端面をオフセット状に配置しており、
前記リード板(30)が、前記オフセット状に配置された素電池(10)の端面に一致するように、ジグザグ状に形成されてなることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 4,
The unit cell (10) stack has a cylindrical end face arranged in an offset shape in the stacking direction,
The battery pack, wherein the lead plate (30) is formed in a zigzag shape so as to coincide with an end face of the unit cell (10) arranged in the offset shape.
前記端部係止部(26)が、前記円筒形の素電池(10)を収納する電池収納部の、隣接する電池収納部同士の間を跨ぐように形成されてなることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to claim 5,
The battery, wherein the end locking portion (26) is formed so as to straddle between adjacent battery storage portions of the battery storage portion for storing the cylindrical unit cell (10). pack.
前記リード板(30)が、その下端において、接続する複数の素電池(10)の、隣接する素電池(10)同士の間に、前記リード端部係止領域(35)を形成してなることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to claim 6,
The lead plate (30) is formed at its lower end with the lead end locking region (35) between adjacent unit cells (10) of a plurality of unit cells (10) to be connected. A battery pack characterized by that.
前記リード端部係止領域(35)が、前記リード板(30)の下端の略中央に形成された凹状の段差であることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to claim 7,
The battery pack according to claim 1, wherein the lead end portion locking region (35) is a concave step formed substantially at the center of the lower end of the lead plate (30).
前記素電池(10)の積層体を構成する素電池(10)の積層数が、5段以上であることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 8,
A battery pack, wherein the number of stacked unit cells (10) constituting the stacked unit of unit cells (10) is five or more.
前記電池ホルダ(20)が、前記リード板(30)を所定位置に案内するためのガイド部(25)を設けており、
前記ガイド部(25)が、前記リード板(30)の外形を囲むように形成された枠状に形成されてなると共に、
前記ガイド部(25)の枠内に前記リード板(30)を挿入した状態で、前記リード板(30)と前記ガイド部(25)との間に隙間を形成してなることを特徴とする電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 9,
The battery holder (20) is provided with a guide portion (25) for guiding the lead plate (30) to a predetermined position,
The guide portion (25) is formed in a frame shape so as to surround the outer shape of the lead plate (30), and
A gap is formed between the lead plate (30) and the guide portion (25) in a state where the lead plate (30) is inserted into the frame of the guide portion (25). Battery pack.
前記複数の素電池(10)を互いに平行で、かつ端面を略同一平面上に位置させた姿勢に積層した状態で保持するための電池ホルダ(20)と、
前記電池ホルダ(20)の定位置に固定されて、該電池ホルダ(20)で保持される前記素電池(10)の積層体の両側で、それぞれ端面電極(11)に溶接されて、隣接する素電池(10)を電気接続してなる可撓性を有する一対の金属製のリード板(30)と、
を備えるパック電池の製造方法であって、
前記電池ホルダ(20)に前記素電池(10)をセットする工程と、
前記電池ホルダ(20)の両側端面において、前記リード板(30)の下端を前記電池ホルダ(20)に形成された端部係止部(26)で保持すると共に、前記リード板(30)の内、前記複数の素電池(10)の積層方向における中間の一部を、前記電池ホルダ(20)に形成された中間係止部(28)で保持するよう、前記リード板(30)を平行移動させる工程と、
前記リード板(30)を前記素電池(10)の端面電極(11)とを溶接する工程と、
を含むことを特徴とする電池パックの製造方法。 A plurality of unit cells (10) provided with end face electrodes (11) on both end faces as a cylindrical shape,
A battery holder (20) for holding the plurality of unit cells (10) in a state of being stacked in parallel with each other and in a posture in which end faces are positioned on substantially the same plane;
The battery holder (20) is fixed at a fixed position and is welded to the end surface electrode (11) on both sides of the stacked body of the unit cells (10) held by the battery holder (20) and adjacent to each other. A pair of flexible metal lead plates (30) formed by electrically connecting the unit cells (10);
A method for producing a battery pack comprising:
Setting the unit cell (10) in the battery holder (20);
On both side end surfaces of the battery holder (20), the lower end of the lead plate (30) is held by an end locking portion (26) formed on the battery holder (20), and the lead plate (30) The lead plate (30) in parallel so that an intermediate part in the stacking direction of the plurality of unit cells (10) is held by an intermediate locking portion (28) formed in the battery holder (20). A process of moving;
Welding the lead plate (30) to the end face electrode (11) of the unit cell (10);
The manufacturing method of the battery pack characterized by including.
前記複数の素電池(10)を互いに平行で、かつ端面を略同一平面上に位置させた姿勢に積層した状態で保持するための電池ホルダ(20)と、
前記電池ホルダ(20)の定位置に固定されて、該電池ホルダ(20)で保持される前記素電池(10)の積層体の両側で、それぞれ端面電極(11)に溶接されて、隣接する素電池(10)を電気接続してなる可撓性を有する一対の金属製のリード板(30)と、
を備えるパック電池の製造方法であって、
前記電池ホルダ(20)に前記素電池(10)をセットする工程と、
前記電池ホルダ(20)の両側端面において、前記リード板(30)の下端を前記電池ホルダ(20)に形成された端部係止部(26)に係止させ、さらにこの位置を支点として前記リード板(30)を回転させて、前記リード板(30)の内、前記複数の素電池(10)の積層方向における中間の一部を、前記電池ホルダ(20)に形成された中間係止部(28)に係止する工程と、
前記リード板(30)を前記素電池(10)の端面電極(11)とを溶接する工程と、
を含むことを特徴とする電池パックの製造方法。 A plurality of unit cells (10) provided with end face electrodes (11) on both end faces as a cylindrical shape,
A battery holder (20) for holding the plurality of unit cells (10) in a state of being stacked in parallel with each other and in a posture in which end faces are positioned on substantially the same plane;
The battery holder (20) is fixed at a fixed position and is welded to the end surface electrode (11) on both sides of the stacked body of the unit cells (10) held by the battery holder (20) and adjacent to each other. A pair of flexible metal lead plates (30) formed by electrically connecting the unit cells (10);
A method for producing a battery pack comprising:
Setting the unit cell (10) in the battery holder (20);
On both side end surfaces of the battery holder (20), the lower end of the lead plate (30) is locked to an end locking portion (26) formed on the battery holder (20), and the position is used as a fulcrum. An intermediate latch formed on the battery holder (20) by rotating the lead plate (30) and, in the lead plate (30), a part of the middle in the stacking direction of the plurality of unit cells (10) Locking to the part (28);
Welding the lead plate (30) to the end face electrode (11) of the unit cell (10);
The manufacturing method of the battery pack characterized by including.
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