JP2018026215A - 組電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば、比較的容易に導電部材の他部材への接続が可能な新規な構成の組電池を得る。【解決手段】実施形態の組電池は、複数の電池セルと、回路基板と、導電部材と、弾性部と、を備えた。電池セルは、電極端子を有した。導電部材は、電極端子と接触した複数の接触部を有し、回路基板に設けられ、複数の電池セルの電極端子を電気的に接続した。弾性部は、弾性力によって接触部と電極端子との一方を他方に押し付けた。【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、組電池に関する。
従来、複数の電池セルの電極端子同士を導電部材で接続した組電池が知られている。
この種の組電池では、例えば、比較的容易に導電部材の他部材への接続が可能な新規な構成が得られれば、有意義である。
実施形態の組電池は、複数の電池セルと、回路基板と、導電部材と、弾性部と、を備えた。前記電池セルは、電極端子を有した。前記導電部材は、前記電極端子と接触した複数の接触部を有し、前記回路基板に設けられ、複数の前記電池セルの前記電極端子を電気的に接続した。前記弾性部は、弾性力によって前記接触部と前記電極端子との一方を他方に押し付けた。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。
また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、以下の各図では、便宜上、方向(x方向、y方向、z方向)が規定されている。x方向、y方向、およびz方向は、互いに直交している。
<第1の実施形態>
図1,2に示されるように、組電池1は、例えば、筐体11と、複数の電池セル12と、複数の導電部材13と、複数の回路基板17と、を備えている。電池セル12、導電部材13、および回路基板17は、筐体11に収容されている。複数の電池セル12は、複数の導電部材13によって互いに電気的に接続されている。複数の電池セル12の電力、すなわち組電池1の電力は、コネクタ(不図示)から出力可能となっている。
図1,2に示されるように、組電池1は、例えば、筐体11と、複数の電池セル12と、複数の導電部材13と、複数の回路基板17と、を備えている。電池セル12、導電部材13、および回路基板17は、筐体11に収容されている。複数の電池セル12は、複数の導電部材13によって互いに電気的に接続されている。複数の電池セル12の電力、すなわち組電池1の電力は、コネクタ(不図示)から出力可能となっている。
組電池1は、種々の装置や、機械、設備等に設置され、それら種々の装置や、機械、設備の電源として使用される。例えば、組電池1は、自動車や自転車(移動体)等の電源等、移動型の電源としても使用される他、例えば、POS(Point Of Sales)システム用の電源等、定置型の電源としても使用されうる。また、種々の装置等には、複数の、本実施形態で示される組電池1を、直列あるいは並列に接続したセットとして搭載することもできる。なお、組電池1に含まれる電池セル12の数や配置等は、本実施形態で開示されるものには限定されない。組電池1は、電池モジュールや電池装置等とも称される。また、筐体11は、ケースや容器等とも称される。また、電池セル12は、単電池や電池等とも称される。
電池セル12は、例えば、リチウムイオン二次電池として構成されている。なお、電池セル12は、ニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等、他の電池であってもよい。
図2〜4に示されるように、電池セル12は、例えば、x方向に薄い偏平な直方体状に構成されている。電池セル12は、筐体21と、筐体21に支持された一対の電極端子22と、弁部24と、を有している。一対の電極端子22は、正極端子22Aおよび負極端子22Bである。筐体21内には、不図示の電極体および電解液が収容されている。電極体は、一例として、発電要素である正極シートおよび負極シートがセパレータを介してスパイラル状に巻かれて形成されうる。また、電極体は、一例として、正極シートおよび負極シートがセパレータを介して積層されて形成されうる。電極体の正極シートおよび負極シートに、正極端子22Aおよび負極端子22Bがそれぞれ接続されている。
筐体21は、例えば、収容部材21aと蓋体21bとが組み合わせられて構成されている。収容部材21aは、上部が開放された略直方体の箱型に形成されている。この収容部材21aに電極体および電解液が収容されている。蓋体21bは、y方向に長い長方形状の板状に形成され、収容部材21aの開放された上部を塞いでいる。筐体21は、金属材料(例えば、アルミニウムや、アルミニウム合金、ステンレス等)や合成樹脂材料等で構成されている。筐体21は、ケースや容器、セル筐体等とも称される。
正極端子22Aおよび負極端子22Bは、蓋体21bに設けられて、蓋体21bの外面から突出している。正極端子22Aと負極端子22Bとは、蓋体21bの長手方向、すなわちy方向に互いに間隔をあけて配置されている。正極端子22Aと負極端子22Bとは、それぞれ導電性材料によって構成されている。
図2,5に示されるように、各電極端子22は、端面22aと、嵌合部22bと、を有している。端面22aは、筐体21の外側に位置され、xy平面に延びている。嵌合部22bは、端面22aから筐体21の内側へ向かって凹んだ形状に形成されている。図5に示されるように、嵌合部22bには、開口部22cと、筒面22dと、が設けられている。開口部22cは、端面22aに開口し端面22aから筐体21の内側へ向かって凹んだ凹部である。また、筒面22dは、端面22aから筐体21の内側へ向かって延びている。すなわち、筒面22dの内側に開口部22cが設けられている。
図2に示されるように、弁部24は、蓋体21bにおいて正極端子22Aと負極端子22Bとの間に設けられている。弁部24は、筐体21内の圧力が閾値よりも高くなった場合に開放され、当該筐体21内の圧力を低下させる。
図2〜4に示されるように、複数の電池セル12は、筐体11内において、例えば、一列に並べられている。複数の電池セル12は、蓋体21bの外面が同じ方向(一例として、z方向)に向くように配置されているとともに、蓋体21bの短手方向が同じ方向(一例として、x方向)に沿うように配置されている。これにより、x方向に一例に並べられた複数の電極端子22によって構成された端子群25(図2参照)が、y方向に互いに間隔を空けて二列設けられている。複数の電池セル12は、複数の導電部材13によって電気的に直列に接続されている。なお、複数の導電部材13は、電気的に並列に接続されていてもよい。
図1,2に示されるように、筐体11は、例えば、x方向に長い直方体状の外観を呈している。筐体11は、底壁部11a、端壁部11b,11c、側壁部11d,11e、および天壁部11f等の複数の壁部(壁)を有している。
底壁部11aは、x方向に長い長方形状(四角形状)の板状に形成されている。底壁部11aは、xy平面に沿って延びている。底壁部11aの外面は、平面状に構成されている。
端壁部11b,11cは、y方向に長い長方形状(四角形状)の板状に形成され、底壁部11aの長手方向、すなわちx方向の両端部に接続されている。また、端壁部11b,11cは、底壁部11aと交差する方向(一例として直交する方向、yz平面)に沿って延びている。端壁部11b,11cは、x方向に間隔を空けて互いに略平行に設けられている。
側壁部11d,11eは、x方向に長い長方形状(四角形状)の板状に形成され、底壁部11aの短手方向、すなわちy方向の両端部に接続されている。また、側壁部11d,11eは、底壁部11aと交差する方向(一例として直交する方向、xz平面)に沿って延びている。側壁部11d,11eは、y方向に間隔を空けて互いに略平行に設けられている。また、側壁部11d,11eは、隣接する端壁部11b,11cと接続されている。
天壁部11fは、底壁部11aに沿って延びた長方形状(四角形状)の板状に形成されている。天壁部11fは、端壁部11b,11cおよび側壁部11d,11eの、底壁部11aとは反対側の端部に接続されている。天壁部11fは、底壁部11aの厚さ方向、すなわちz方向に底壁部11aと間隔を空けて設けられている。天壁部11fは、底壁部11aと略平行に延びている。
筐体11の内部には、底壁部11a、端壁部11b,11c、側壁部11d,11e、および天壁部11fによって囲まれた収容室11i(図2参照)が設けられている。収容室11iは、x方向に開口し、複数の電池セル12を収容している。x方向は、第一の方向の一例である。
筐体11は、金属材料によって構成されていてもよいし、絶縁性を有した合成樹脂材料によって構成されていてもよい。筐体11が金属材料によって構成される場合、筐体11の表面に絶縁層が設けられうる。また、筐体11の合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、PEや、PP、PMP等のオレフィン樹脂、PETや、PBT、PEN等のポリエステル系樹脂、POM樹脂、PA6、PA66、PA12等のポリアミド系樹脂、PPS樹脂、LCP樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂、あるいは、PSや、PC、PC/ABS、ABS、AS、変性PPE、PES、PEI、PSF等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を、用いることができる。
また、図2等に示されるように、筐体11は、複数の部材、具体的には、収容部材41および蓋部材43の組み合わせとして構成されている。蓋部材43は、収容部材41のz方向の端部に重ねられて収容部材41と結合されている。収容部材41と蓋部材43とは、例えば、不図示の引掛部によって機械的に結合されている。収容室11iは、収容部材41および蓋部材43に囲まれている。収容部材41は、下ケース等とも称され、蓋部材43は、上ケースやトップカバー等とも称される。
収容部材41は、底壁部11aと、端壁部11b,11cの一部と、側壁部11d,11eの一部と、を有している。収容部材41には、底壁部11aと、端壁部41b,41cと、側壁部41d,41eと、に囲まれた開口部41f(凹部、空間)が設けられている。開口部41fは、x方向に開口し、複数の電池セル12を収容している。開口部41fは、収容室11iの少なくとも一部(一例として、一部)を構成している。開口部41fは、第一の開口部の一例である。
蓋部材43は、天壁部11fと、端壁部11b,11cの一部と、側壁部11d,11eの一部と、を有している。蓋部材43は、収容部材41の開口部41fを覆っている。
図2,3等に示される回路基板17は、例えば、プリント回路板(PCB)である。回路基板17の一方の面である実装面17aには、配線パターンが設けられるとともに、複数の電子部品45が実装されている。電子部品45は、導電部材13等に電気的に接続されている。電子部品45は、例えば、導電部材13の温度を検出するサーミスタである。なお、電子部品45は、電池セル12の電圧を測定するものであってもよい。また、電子部品45は、導電部材13の温度を測定する機能と電池セル12の電圧を測定する機能との両方を有するものであってもよい。電子部品45は、検出部とも称される。
回路基板17は、各端子群25ごとに設けられている。回路基板17は、端子群(x方向)に沿って延びている。二つの回路基板17は、y方向に互いに間隔を空けて位置されている。回路基板17は、電極端子22の端面22a側に配置され、電極端子22の端面22aに面している。実装面17aは、回路基板17の電極端子22とは反対側に設けられている。また、回路基板17には、複数の開口部17b(図5参照)が設けられている。開口部17bは、例えば、貫通孔であり、回路基板17の板厚方向(z方向)に回路基板17を貫通している。なお、開口部17bは、切欠であってもよい。
また、各回路基板17には、複数の導電部材13が設けられている。例えば、本実施形態では、一方の回路基板17には、三つの導電部材13が設けられ、他方の回路基板17には、二つの導電部材13が設けられている。なお、導電部材13の個数は、上記に限られない。
図5に示されるように、導電部材13は、ベース部13aと、一対の延出部13bと、を有している。導電部材13は、端子群25中でx方向に隣り合う二つの電極端子22を電気的に接続している。導電部材13は、例えば、アルミニウム等の導電性材料によって構成されている。導電部材13は、バスバーや、接続部材、結合部材等とも称される。延出部13bは、嵌合部や端子部とも称される。
ベース部13aは、x方向に長い長方形状(四角形状)に形成されている。ベース部13aは、xy平面に沿って延びている。ベース部13aは、回路基板17の実装面17aに固定(実装)されている。
一対の延出部13bの一方は、端子群25中でx方向に隣り合う二つの電極端子22の一方と接続され、一対の延出部13bの他方は、当該二つの電極端子22の他方と接続されている。
一対の延出部13bは、x方向に互いに間隔を空けて設けられている。各延出部13bは、ベース部13aから電極端子22に向かって延びている。詳細には、延出部13bは、ベース部13aから電極端子22に向かって延びた複数の弾性部13cを有している。複数の弾性部13cは、z方向に沿った中心軸回りに互いに間隔を空けて並べられている。延出部13bでは、複数の弾性部13cが、回路基板17の開口部17bを貫通した状態で、電極端子22の開口部22cに入れられて、電極端子22の筒面22dと接触している。弾性部13cは、当該弾性部13cの弾性力によって、当該弾性部13cを筒面22dに押し付けている。弾性部13cは、x方向(第一の方向)と交差する方向(xy平面に沿った方向)に、弾性部13cを筒面22dに押し付けている。各弾性部13cは、板ばねとして機能する。弾性部13cの弾性力によって、延出部13bと筒面22dとの嵌め合い状態が維持され、延出部13bと電極端子22との電気的な接続が維持される。弾性部13cは、接触部の一例である。すなわち、本実施形態では、弾性部13cは、接触部を兼ねている。別の言い方をすると、接触部は、弾性部13cを兼ねている。
上記構成の導電部材13の電極端子22への取り付けは、回路基板17を電極端子22に向けて移動させながら、延出部13bを電極端子22の嵌合部22bに挿入させることにより行われる。この際、本実施形態では、一つの回路基板17に複数の導電部材13が設けられているので、これら複数の導電部材13を一つの取付工程で、電極端子22に取り付けることができる。
また、複数の電池セル12と、これら複数の電池セル12を接続した複数の導電部材13と、これら複数の導電部材13が設けられた複数の回路基板17とは、電池ユニット部50を構成している。すなわち、本実施形態では、一つの電池ユニット部50が筐体11に収容されている。
以上のように、本実施形態では、導電部材13は、電極端子22と接触した複数の弾性部13c(接触部)を有し、回路基板17に設けられ、複数の電池セル12の電極端子22を電気的に接続している。弾性部13cは、弾性力によって弾性部13cと電極端子22との一方(一例として、弾性部13c)を他方(一例として、電極端子22)に押し付けている。よって、本実施形態によれば、例えば、電極端子22と導電部材13とを、溶接したりねじ止めしたりする必要がないので、比較的容易に導電部材13を他部材としての電極端子22に接続することができる。
なお、電極端子22に弾性部が設けられ、この弾性部が、弾性力によって当該弾性部を導電部材13に押し付ける構成であってもよい。
<第2の実施形態>
図6に示される本実施形態の組電池201は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、複数(一例として、二つ)の電池ユニット部50が設けられている点が、第1の実施形態と主に相違している。すなわち、組電池201は、複数の回路基板17と、複数の回路基板17に設けられた導電部材13によって電気的に接続された複数の電池セル12と、を有した複数の電池ユニット部50を備えている。複数の電池ユニット部50は、一つの筐体11に収容されて、不図示の導電部材によって互いに電気的に直列に接続されている。なお、複数の電池ユニット部50は、電気的に並列に接続されていてもよい。
図6に示される本実施形態の組電池201は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、複数(一例として、二つ)の電池ユニット部50が設けられている点が、第1の実施形態と主に相違している。すなわち、組電池201は、複数の回路基板17と、複数の回路基板17に設けられた導電部材13によって電気的に接続された複数の電池セル12と、を有した複数の電池ユニット部50を備えている。複数の電池ユニット部50は、一つの筐体11に収容されて、不図示の導電部材によって互いに電気的に直列に接続されている。なお、複数の電池ユニット部50は、電気的に並列に接続されていてもよい。
<第3の実施形態>
図7〜13に示される本実施形態の組電池301は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、回路基板17と、導電部材13とが、第1の実施形態と主に異なる。
図7〜13に示される本実施形態の組電池301は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、回路基板17と、導電部材13とが、第1の実施形態と主に異なる。
図7,10に示されるように、本実施形態の回路基板17は、蓋部材43に支持されている。詳細には、蓋部材43の天壁部11fの内面には、支持部11faが設けられている。図10に示されるように、支持部11faは、天壁部11fの内面から底壁部11aに向けて延びた延出部11fbと、延出部11fbの先端部に設けられた爪部11fcと、を有している。爪部11fcは、回路基板17に設けられた開口部17c(貫通孔)を貫通した状態で、回路基板17の実装面17aとは反対側の面を支持している。支持部11faは、爪部11fcと延出部11fbとによって回路基板17を挟んだ状態で、回路基板17を支持している。すなわち、支持部11faは、回路基板17を天壁部11fに結合している。蓋部材43への回路基板17の取り付けの際には、爪部11fcが、弾性変形しながら回路基板17の開口部17cに挿通される。
また、図8,9に示されるように、回路基板17には、複数の嵌合部17dが設けられている。図11〜13に示されるように、嵌合部17dは、実装面17aからz方向に延びている。図11に示されるように、嵌合部17dは、ベース部17daと、一対の弾性部17dbと、一対の接続部17dcと、を有している。ベース部17daは、xz平面に延びた板状に形成されている。一対の弾性部17dbは、一対の接続部17dcを介して、ベース部17daのx方向に沿った方向の両端部に接続されている。一対の弾性部17dbは、ベース部17daとy方向に間隔を空けて設けられている。嵌合部17dは、導電性材料によって構成されている。嵌合部17dは、電子部品45と電気的に接続されている。嵌合部17dは、回路基板17に設けられた導電部の一例である。
また、図8,13に示されるように、導電部材13は、ベース部13aと、延出部313bと、を有している。ベース部13aは、端子群25中でx方向に隣り合う二つの電極端子22と接続され、当該二つの電極端子22を電気的に接続している。ベース部13aは、例えば、電極端子22と溶接されている。延出部313bは、z方向に延びた板状に形成されている。延出部313bは、ベース部13aからz方向に延びている。ベース部13aは、端子接続部の一例であり、延出部313bは、接触部の一例である。
図13に示されるように、延出部313bは、回路基板17の嵌合部17dに嵌められている(入れられている)。延出部313bは、嵌合部17dのベース部17daと一対の弾性部17dbとに接触した状態で、一対の弾性部17dbによって、ベース部17daに押し付けられている。弾性部17dbは、当該弾性部17dbの弾性力によって、延出部313bをベース部17daに押し付けている。弾性部17dbは、x方向(第一の方向)と交差する方向(xy平面に沿った方向)に、延出部313bをベース部17daに押し付けている。また、弾性部17dbは、当該弾性部17dbの弾性力によって、当該弾性部17dbを延出部313bに押し付けているとも言える。弾性部17dbは、x方向(第一の方向)と交差する方向(xy平面に沿った方向)に、弾性部17dbを延出部313bに押し付けている。各弾性部17dbは、板ばねとして機能する。弾性部17dbの弾性力によって、嵌合部17dと延出部313bとの嵌め合い状態が維持され、嵌合部17dと延出部313bとの電気的な接続が維持される。
本実施形態では、導電部材13と電子部品45とは、嵌合部17dを介して電気的に接続されている。
以上のように、本実施形態の組電池301の筐体11は、x方向(第一の方向)に開口し複数の電池セル12を収容した開口部41f(第一の開口部)、が設けられた収容部材41と、回路基板17を支持し、開口部41fを覆った状態で収容部材41と結合された蓋部材43(第一の覆部材)と、を有している。そして、弾性部17dbは、x方向(第一の方向)と交差する第二の方向に、延出部313bをベース部17daに押し付けている。
上記構成の組電池301の組み立ての際には、例えば、蓋部材43をz方向の反対方向に移動させながら収容部材41に取り付ける過程で、導電部材13の延出部313bが回路基板17の嵌合部17dに挿入される。この結果、導電部材13と電子部品45とが、嵌合部17dを介して電気的に接続される。よって、比較的容易に、導電部材13と電子部品45とを接続させることができる。
<第4の実施形態>
図14〜20に示される本実施形態の組電池401は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、筐体11と、回路基板17と、導電部材13とが、第1の実施形態と主に異なる。
図14〜20に示される本実施形態の組電池401は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、筐体11と、回路基板17と、導電部材13とが、第1の実施形態と主に異なる。
図14,15に示されるように、本実施形態の筐体11は、収容部材41、中間部材42、および蓋部材43の組み合わせとして構成されている。中間部材42は、収容部材41のz方向の端部に重ねられて収容部材41と結合されている。また、蓋部材43は、中間部材42のz方向の端部に重ねられて中間部材42と結合されている。収容部材41は、下ケース等とも称され、中間部材42は、上ケース等とも称され、蓋部材43は、トップカバー等とも称される。
中間部材42は、端壁部11b,11cの一部と、側壁部11d,11eの一部と、中間壁部11gと、を有している。中間部材42は、収容部材41の開口部41fを覆っている。中間壁部11gは、z方向での端壁部11b,11cおよび側壁部11d,11eのそれぞれの中間部に接続されている。また、中間部材42には、収容室11iの一部と、収容室11kとが、設けられている。収容室11kは、中間部材42に設けられた開口部42fによって構成されている。開口部42fは、収容室11iとは反対側に設けられて、x方向に開口している。蓋部材43は、開口部42f(収容室11k)を覆っている。開口部42fは、第二の開口部の一例である。
収容部材41と中間部材42とは、不図示の引掛部によって機械的に結合され、中間部材42と蓋部材43とは、不図示の引掛部によって機械的に結合されている。すなわち、収容部材41と蓋部材43とは、中間部材42を介して結合されている。収容室11iは、収容部材41および中間部材42に囲まれ、収容室11kは、中間部材42と蓋部材43とに囲まれている。
また、図15〜19に示されるように、本実施形態では、導電部材13および回路基板17は、開口部42f(収容室11k)に収容されて、中間壁部11gと天壁部11fとの間に位置されている。また、電池セル12の電極端子22は、中間壁部11gに設けられた開口部11geに入れられた状態で、開口部42f(収容室11k)内に突出している。すなわち、電極端子22の端面22aは、開口部42f(収容室11k)に位置されている。
また、図17,18に示されるように、回路基板17は、中間部材42に支持されている。詳細には、中間部材42の中間壁部11gの上面には、支持部11gaが設けられている。支持部11gaは、中間壁部11gの上面から天壁部11fに向けて延びた延出部11gbと、延出部11gbの先端部に設けられた爪部11gcと、を有している。爪部11gcは、回路基板17に設けられた開口部17c(貫通孔)を貫通した状態で、回路基板17の実装面17aを支持している。支持部11gaは、爪部11gcと延出部11gbとによって回路基板17を挟んだ状態で、回路基板17を支持している。すなわち、支持部11gaは、回路基板17を中間壁部11gに結合している。中間部材42への回路基板17の取り付けの際には、爪部11gcが、弾性変形しながら回路基板17の開口部17cに挿通される。
また、図15,16,19に示されるように、回路基板17には、複数の嵌合部17dが設けられている。これらの嵌合部17dは、図11等に示された第3の実施形態の嵌合部17dと同様である。すなわち、嵌合部17dは、ベース部17daと、一対の弾性部17dbと、一対の接続部17dcと、を有している。嵌合部17dは、電子部品45と電気的に接続されている。嵌合部17dは、回路基板17に設けられた導電部の一例である。
また、図15,20に示されるように、本実施形態の導電部材13は、図13等に示された第3の実施形態の導電部材13と同様の構成である。すなわち、導電部材13は、ベース部13aと、延出部313bと、を有している。ベース部13aは、端子接続部の一例であり、延出部313bは、接触部の一例である。
図20に示されるように、導電部材13は、第3の実施形態と同様に、回路基板17の嵌合部17dに嵌められている(入れられている)。そして、弾性部17dbの弾性力によって、嵌合部17dと延出部313bとの嵌め合い状態が維持され、嵌合部17dと延出部313bとの電気的な接続が維持される。
また、本実施形態では、第3の実施形態と同様に、導電部材13と電子部品45とは、嵌合部17dを介して電気的に接続されている。
以上のように、本実施形態の組電池401の筐体11は、x方向(第一の方向)に開口し複数の電池セルを収容した開口部41f(第一の開口部)、が設けられた収容部材41と、x方向に開口し導電部材13を収容した開口部42f(第二の開口部)が設けられ、開口部41fを覆った状態で収容部材41と結合された中間部材42(第一の覆部材)と、開口部42fを覆った状態で中間部材42と結合された蓋部材43(第二の覆部材)と、を有している。そして、回路基板17は、中間部材42(第一の覆部材)に支持されている。
上記構成の組電池401では、導電部材13と電子部品45とが、嵌合部17dを介して電気的に接続される。よって、比較的容易に、導電部材13と電子部品45とを接続させることができる。
<第5の実施形態>
図21〜25に示される本実施形態の組電池501は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、回路基板17と、導電部材13とが、第1の実施形態と主に異なる。なお、図21〜25では、筐体11の図示が省略されているが、本実施形態の筐体11は、第1の実施形態の筐体11または第4の実施形態の筐体11と同様の構成である。
図21〜25に示される本実施形態の組電池501は、第1の実施形態の組電池1と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、回路基板17と、導電部材13とが、第1の実施形態と主に異なる。なお、図21〜25では、筐体11の図示が省略されているが、本実施形態の筐体11は、第1の実施形態の筐体11または第4の実施形態の筐体11と同様の構成である。
図21〜24に示されるように、本実施形態では、複数の電池セル12に対して一つの回路基板17が設けられている。また、本実施形態では、回路基板17には、複数の開口部17f(貫通孔)が設けられている。開口部17fは、回路基板17の板厚方向に回路基板17を貫通している。
また、図23,25に示されるように、電池セル12の電極端子22は、回路基板17の開口部17fに入れられた状態で、回路基板17の実装面17aに対して外側に突出している。
また、図24,25に示されるように、導電部材13は、回路基板17の実装面17a側に面している。導電部材13は、ベース部13aと、一対の延出部513bと、を有している。ベース部13aは、端子群25中でx方向に隣り合う二つの電極端子22と接続され、当該二つの電極端子22を電気的に接続している。ベース部13aは、例えば、電極端子22と溶接されている。ベース部13aは、端子接続部の一例である。
延出部513bは、ベース部13aから、回路基板17の配線パターン60に向けて延びている。一例として、二つの延出部513bの間に、配線パターン60上の電子部品45が位置している。配線パターン60は、導電部の一例である。
延出部513bは、弾性部513baと、接触部513bbと、を有している。弾性部513baは、ベース部13aから配線パターン60に延び、接触部513bbは、弾性部513baのベース部13aとは反対側の端部(先端部)に設けられている。弾性部513baは、弾性力によって接触部513bbを配線パターン60に押し付けている。弾性部513baは、板ばねとして機能している。
以上のように、本実施形態の導電部材13は、複数の電池セル12の電極端子22を電気的に接続したベース部13a(端子接続部)と、配線パターン60(導電部)と接触した接触部513bbと、を有している。そして、弾性部513baは、弾性力によって接触部513bbと配線パターン60(導電部)との一方(一例として、接触部513bb)を他方(一例として、配線パターン60)に押し付けている。よって、本実施形態によれば、例えば、導電部材13と配線パターン60とを、溶接したりねじ止めしたりする必要がないので、比較的容易に導電部材13を他部材としての配線パターン60に接続することができる。
また、本実施形態では、導電部材13は、ベース部13a(端子接続部)から配線パターン60(導電部)に向けて延びた延出部513bを有し、接触部513bbと弾性部513baとは、延出部513bに含まれている。よって、接触部513bbと弾性部513baとが別部材として構成された場合に比べて、組電池501を簡素な構成にすることができる。
<第6の実施形態>
図26〜29に示される本実施形態の組電池601は、第5の実施形態の組電池501と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、回路基板17と、導電部材13とが、第5の実施形態と主に異なる。なお、図26〜29では、筐体11の図示が省略されているが、本実施形態の筐体11は、第1の実施形態の筐体11または第4の実施形態の筐体11と同様の構成である。
図26〜29に示される本実施形態の組電池601は、第5の実施形態の組電池501と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、回路基板17と、導電部材13とが、第5の実施形態と主に異なる。なお、図26〜29では、筐体11の図示が省略されているが、本実施形態の筐体11は、第1の実施形態の筐体11または第4の実施形態の筐体11と同様の構成である。
図26〜29に示されるように、本実施形態では、回路基板17に嵌合部65が設けられている。嵌合部65は、導電性を有した材料によって構成されている。嵌合部65は、配線パターン60上に設けられ、配線パターン60と電気的に接続されている。嵌合部65は、配線パターン60を介して、電子部品45と電気的に接続されている。嵌合部65は、例えば、配線パターン60に半田等によって結合されている。嵌合部65は、導電部の一例である。
図29に示されるように、詳細には、嵌合部65は、ベース部65aと、一対の弾性部65bと、を有している。ベース部65aは、平板状に形成され、配線パターン60と重ねられている。一対の弾性部65bは、y方向に互いに間隔を空けて、ベース部65aからz方向に延びている。弾性部65bは、板ばねとして機能する。
また、図26,29に示されるように、導電部材13は、ベース部13aと、一対の延出部613bと、を有している。ベース部13aは、端子群25中でx方向に隣り合う二つの電極端子22と接続され、当該二つの電極端子22を電気的に接続している。ベース部13aは、例えば、電極端子22と溶接されている。ベース部13aは、端子接続部の一例である。
延出部613bは、ベース部13aから、回路基板17の嵌合部65に向けて延びている。一例として、二つの延出部613bの間に、配線パターン60上の電子部品45が位置している。配線パターン60は、導電部の一例である。
延出部613bは、板部613baと、接触部613bbと、を有している。板部613baは、ベース部13aから実装面17aと略平行に延び、接触部613bbは、板部613baのベース部13aとは反対側の端部(先端部)に設けられている。
接触部613bbは、z方向に沿って延びた板状に形成されている。接触部613bbは、板部613baから、z方向の反対方向に延びて嵌合部65に嵌められている(入れられている)。接触部613bbは、嵌合部65の一対の弾性部65bに接触した状態で、一対の弾性部65bに挟まれている。弾性部65bは、当該弾性部65bの弾性力によって、当該弾性部65bを接触部613bbに押し付けている。弾性部65bは、x方向(第一の方向)と交差する方向(xy平面に沿った方向)に、弾性部65bを接触部613bbに押し付けている。各弾性部65bは、板ばねとして機能する。弾性部65bの弾性力によって、嵌合部65と接触部613bbとの嵌め合い状態が維持され、嵌合部65と接触部613bbとの電気的な接続が維持される。
本実施形態では、導電部材13と電子部品45とは、嵌合部65を介して電気的に接続されている。
以上のように、本実施形態の導電部材13は、複数の電池セル12の電極端子22を電気的に接続したベース部13a(端子接続部)と、嵌合部65(導電部)と接触した接触部613bbと、を有している。そして、弾性部65bは、弾性力によって接触部613bbと嵌合部65(導電部)との一方(一例として、嵌合部65)を他方(一例として、接触部613bb)に押し付けている。よって、本実施形態によれば、例えば、導電部材13と嵌合部65(配線パターン60)とを、溶接したりねじ止めしたりする必要がないので、比較的容易に導電部材13を他部材としての嵌合部65(配線パターン60)に接続することができる。
また、本実施形態では、接触部613bbを挟んだ複数(一例として、二つ)の弾性部65bが設けられている。よって、複数の弾性部65bによって、接触部613bbを入れることにより、接触部613bbと弾性部65bとを電気的に接続することができる。
<第7の実施形態>
図30〜33に示される本実施形態の組電池701は、第5の実施形態の組電池501と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、導電部材13が、第5の実施形態と主に異なる。
図30〜33に示される本実施形態の組電池701は、第5の実施形態の組電池501と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、導電部材13が、第5の実施形態と主に異なる。
本実施形態では、導電部材13と電池セル12の電極端子22とは、嵌め合わされている。詳細には、導電部材13は、ベース部713aと、一対の延出部513bと、を有している。ベース部713aは、一対の嵌合部713aaと、一対の嵌合部713aaを接続した接続部713abと、を有している。一対の嵌合部713aaは、端子群25中でx方向に隣り合う二つの電極端子22と嵌め合わされている。嵌合部713aaは、電極端子22の側面(周面)と接触した複数の接触部713acを有している。複数の接触部713acは、電極端子22の端部(先端部)を挟んだ状態で支持している。すなわち、各接触部713acは、ばねとして機能する。ベース部713aは、二つの電極端子22を電気的に接続している。ベース部713aは、端子接続部の一例である。延出部513bは、第5の実施形態と同様の構成である。
以上のように、本実施形態では、導電部材13と電池セル12の電極端子22とは、嵌め合わされている。よって、本実施形態によれば、例えば、導電部材13と電極端子22とを、溶接したりねじ止めしたりする必要がないので、比較的容易に導電部材13を他部材としての電極端子22に接続することができる。
<第8の実施形態>
図34〜37に示される本実施形態の組電池801は、第3の実施形態の組電池301と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第3の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、導電部材13および回路基板17が、第3の実施形態と主に異なる。なお、図34〜37では、筐体11の図示が省略されている。
図34〜37に示される本実施形態の組電池801は、第3の実施形態の組電池301と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第3の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、導電部材13および回路基板17が、第3の実施形態と主に異なる。なお、図34〜37では、筐体11の図示が省略されている。
図34〜36に示されるように、本実施形態では、複数の電池セル12に、一つの回路基板17が設けられている。回路基板17は、複数の電池セル12の電極端子22を覆っている。また、本実施形態では、回路基板17には、嵌合部17d(図11参照)は設けられていない。また、回路基板17は、実装面17aが電極端子22に向いた姿勢で、筐体11(図7参照)に支持されている。
本実施形態の導電部材13は、回路基板17と電池セル12との間に配置されている。図36,37に示されるように、導電部材13は、板部813mを有している。板部813mは、二つの壁部813aや、二つの壁部813b、一つの壁部813c、二箇所の曲部813d、二箇所の曲部813e等を有する。具体的に、板部813m(導電部材13)は、一枚の板状(帯状、短冊状)の部材が、四箇所(二箇所の曲部813dおよび二箇所の曲部813e)で屈曲されてハット型(クランク状)に構成されている。
壁部813a,813b,813cは、それぞれ四角形状の板状(帯状)に構成されている。二つの壁部813a(第一の接続部、横壁部、底壁部)は、それぞれ、電極端子22の端面22aに面して、端面22aと電気的に接続されている。壁部813aは、例えば、端面22aと溶接等によって結合されている。壁部813b(立壁部、側壁部)は、それぞれ壁部813aに曲部813dを介して接続されている。壁部813bは、端面22aと交差する方向(直交する方向、z方向)に延びている(起立している)。壁部813cは、二つの壁部813aと離れた位置で、二つの壁部813b間に亘って設けられている。壁部813cは、二箇所の曲部813eを介して、二つの壁部813bに接続されている。壁部813cは、壁部813aと略平行に設けられている。壁部813cは、実装面17aの配線パターン60と接触している。壁部813aは、第一の部分の一例であり、壁部813cは、接触部の一例であり、配線パターン60は、導電部の一例である。
また、導電部材13のうち二つの壁部813aの間に介在した壁部813b,813cおよび曲部813d,813eは、弾性変形可能な凸部813f(弾性部)を構成している。このような構成の導電部材13に、二つの壁部813a同士が離間する方向の外力や、二つの壁部813a同士が近接する方向の外力が作用すると、凸部813fが弾性変形する。凸部813fの変形によって、二つの壁部813a間の間隔が調整される。凸部813fは、第二の部分の一例である。
導電部材13は、一対の電極端子22と、回路基板17とに挟まれており、凸部813fが弾性変形している。例えば、凸部813fは、二つの壁部813bが離間する方向に開き変形(座屈変形)している。このような、凸部813fは、壁部813cを配線パターン60に押し付けている。また、このとき、壁部813aも弾性変形して、壁部813cを配線パターン60に押し付けている。すなわち、本実施形態では、壁部813a,813bが、板ばねとして機能している。これらの壁部813a,813bの弾性力によって、壁部813cと配線パターン60との接触状態が維持され、導電部材13と配線パターン60との電気的な接続が維持される。壁部813a,813bは、弾性部の一例である。
以上のように、本実施形態では、導電部材13は、互いに離れて位置され電極端子22と電気的に接続された二つの壁部813a(第一の部分)と、二つの壁部813aの間に介在し配線パターン60(導電部)に向けて突出した凸部813f(第二の部分)と、を有している。壁部813c(接触部)と壁部813b(弾性部)とは、凸部813fに含まれている。よって、本実施形態によれば、例えば、導電部材13に、二つの壁部813a同士が離間する方向の外力や、二つの壁部813a同士が近接する方向の外力が作用すると、凸部813fが弾性変形するので、応力集中が大きくなるのが抑制される。
<第9の実施形態>
図38〜41に示される本実施形態の組電池901は、第5の実施形態の組電池501と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、導電部材13が、第5の実施形態と主に異なる。なお、図38〜41では、筐体11の図示が省略されている。
図38〜41に示される本実施形態の組電池901は、第5の実施形態の組電池501と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第5の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、本実施形態では、導電部材13が、第5の実施形態と主に異なる。なお、図38〜41では、筐体11の図示が省略されている。
図38〜41に示されるように、本実施形態の導電部材13は、第8の実施形態(図37参照)の導電部材13と同様の構成である。すなわち、本実施形態の導電部材13は、
板部813m(壁部813a、壁部813b、壁部813c、曲部813d、曲部813e、凸部813f)等を有している。ただし、本実施形態では、導電部材13は、凸部813fが電池セル12の蓋体21b(z方向の反対方向)に向く姿勢で、配置されている。凸部813fは、弾性変形している。例えば、凸部813fは、二つの壁部813bが離間する方向に開き変形(座屈変形)している。このような、凸部813fは、壁部813cを配線パターン60に押し付けている。また、このとき、壁部813aも弾性変形して、壁部813cを配線パターン60に押し付けている。すなわち、本実施形態では、壁部813a,813bが、板ばねとして機能している。これらの壁部813a,813bの弾性力によって、壁部813cと配線パターン60との接触状態が維持され、導電部材13と配線パターン60との電気的な接続が維持される。壁部813a,813bは、弾性部の一例である。
板部813m(壁部813a、壁部813b、壁部813c、曲部813d、曲部813e、凸部813f)等を有している。ただし、本実施形態では、導電部材13は、凸部813fが電池セル12の蓋体21b(z方向の反対方向)に向く姿勢で、配置されている。凸部813fは、弾性変形している。例えば、凸部813fは、二つの壁部813bが離間する方向に開き変形(座屈変形)している。このような、凸部813fは、壁部813cを配線パターン60に押し付けている。また、このとき、壁部813aも弾性変形して、壁部813cを配線パターン60に押し付けている。すなわち、本実施形態では、壁部813a,813bが、板ばねとして機能している。これらの壁部813a,813bの弾性力によって、壁部813cと配線パターン60との接触状態が維持され、導電部材13と配線パターン60との電気的な接続が維持される。壁部813a,813bは、弾性部の一例である。
なお、上記の複数の実施形態は、可能な範囲で任意に組み合わせて実施されてもよい。
以上のように、上記の各実施形態によれば、比較的容易に導電部材13を他部材に接続することができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本発明は、上記実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成(技術的特徴)によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)を得ることが可能である。また、各構成要素のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
1,201,301,401,501,601,701,801,901…組電池、11…筐体、11i…収容室(第一の収容室)、11k…収容室(第二の収容室)、12…電池セル、13…導電部材、13a…ベース部(端子接続部)、13c…弾性部(接触部)、17…回路基板、17d…嵌合部(導電部)、22…電極端子、41…収容部材、41f…開口部(第一の開口部)、42…中間部材(第一の覆部材)、42f…開口部(第二の開口部)、43…蓋部材(第一の覆部材、第二の覆部材)、50…電池ユニット部、60…配線パターン(導電部)、65…嵌合部(導電部)、313b…延出部(接触部)、813a…壁部(第一の部分、弾性部)、813b…壁部(弾性部)、813c…壁部(接触部)、813f…凸部(第二の部分)。
Claims (11)
- 電極端子を有した複数の電池セルと、
回路基板と、
前記電極端子と接触した複数の接触部を有し、前記回路基板に設けられ、複数の前記電池セルの前記電極端子を電気的に接続した導電部材と、
弾性力によって前記接触部と前記電極端子との一方を他方に押し付けた弾性部と、
を備えた組電池。 - 電極端子を有した複数の電池セルと、
導電部が設けられた回路基板と、
前記電極端子と接触した複数の接触部を有し、複数の前記電池セルの前記電極端子を電気的に接続した導電部材と、
弾性力によって前記接触部と前記導電部との一方を他方に押し付けた弾性部と、
を備えた組電池。 - 前記導電部材は、複数の前記電池セルの前記電極端子を電気的に接続した端子接続部と、前記端子接続部から前記導電部に向けて延びた延出部を有し、
前記接触部と前記弾性部とは、前記延出部に含まれた、請求項2に記載の組電池。 - 前記接触部を挟んだ複数の前記弾性部が設けられた、請求項2または3に記載の組電池。
- 前記電極端子と前記導電部材とは、嵌め合わされた、請求項2〜4のうちいずれか一つに記載の組電池。
- 前記導電部材は、互いに離れて位置され前記電極端子と電気的に接続された二つの第一の部分と、前記二つの第一の部分の間に介在し前記導電部に向けて突出した第二の部分と、を有し、
前記接触部と前記弾性部とは、前記第二の部分に含まれた、請求項2〜5のうちいずれか一つに記載の組電池。 - 前記導電部は、前記弾性部を有した、請求項1〜6のいずれか一つに記載の組電池。
- 前記導電部材が設けられた複数の前記回路基板を備えた、請求項1〜7のいずれか一つに記載の組電池。
- 前記回路基板と、前記回路基板に設けられた前記導電部材によって電気的に接続された複数の前記電池セルと、を有した複数の電池ユニット部を備えた請求項1〜8のいずれか一つに記載の組電池。
- 第一の方向に開口し複数の前記電池セルを収容した第一の開口部、が設けられた収容部材と、前記回路基板を支持し、前記第一の開口部を覆った状態で前記収容部材と結合された第一の覆部材と、を有した筐体を備え、
前記弾性部は、前記第一の方向と交差する方向に、前記一方を前記他方に押し付けた、請求項1〜9のいずれか一つに記載の組電池。 - 第一の方向に開口し複数の前記電池セルを収容した第一の開口部、が設けられた収容部材と、前記第一の方向に開口し前記導電部材を収容した第二の開口部が設けられ、前記第一の開口部を覆った状態で前記収容部材と結合された第一の覆部材と、前記第二の開口部を覆った状態で前記第一の覆部材と結合された第二の覆部材と、を有した筐体を備え、
前記回路基板は、前記第一の覆部材に支持された、請求項1〜9のいずれか一つに記載の組電池。
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