JP2021180190A

JP2021180190A - 電池パック

Info

Publication number: JP2021180190A
Application number: JP2021130728A
Authority: JP
Inventors: 裕明田村; Hiroaki Tamura
Original assignee: Envision AESC SDI Co Ltd
Current assignee: Envision AESC SDI Co Ltd
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: JP6956545B2; JP7221344B2; JP2019016560A

Abstract

【課題】電池パック内部の電池に加わる圧力を均一化して不具合の発生を抑止する技術を提供する。【解決手段】電池パック１０は、電池部１１０と、配線基板１２０と、電池部１１０と配線基板１２０との間に位置する基板ホルダ１３０と、電池部１１０、配線基板１２０、および基板ホルダ１３０を収容する筐体１００とを有する。電池部１１０、配線基板１２０、および基板ホルダ１３０が重なる方向ｄから見た場合に、配線基板１２０は、電池部１１０および配線基板１２０よりも小さい。基板ホルダ１３０は、配線基板１２０と対向する面のうち、電池部１１０と平面視で重なり、かつ、配線基板１２０と平面視で重ならない領域に突状部材１３２を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池パックの内部構造に関する。

電池パックの内部構造に関する技術の一例が、例えば、下記特許文献１および特許文献２等に開示されている。下記特許文献１では、角型電池の外周部に燐片状の切り込みを一律に設け、当該切り込みを外装ケース側に起こす構造が開示されている。この構成によれば、角型電池に均等に圧力をかけることが可能となる。また、特許文献２には、電池パック内に電池と当該電池に接続された回路基板とを含む構造が開示されている。

実開平０６−０５６９６３号公報特開２００９−０８７５５５号公報

電池パックの内部構造は、一般に二次電池を含む電池部と、制御用の電子回路を搭載する基板部とに分けられる。この場合において、基板部は、配線基板と当該配線基板を保護する収容プレートを有していることがある。この収容プレートは、絶縁及び防水のために設けられている。電池パックの内部の部品は、収容プレートと他の部品の間に挟持されることがある。本発明者が検討した結果、収容プレートの形状によっては、電池部に圧力がかかる部分とかからない部分が生じてしまうことが判明した。

本発明の目的は、電池パック内部の電池に加わる圧力のばらつきを抑制することにある。

本発明によれば、
電池部と、
配線基板と、
前記電池部と前記配線基板との間に位置する基板ホルダと、
前記電池部、前記配線基板、および、前記基板ホルダを収容する筐体と、
を有しており、
前記電池部、前記配線基板、および、前記基板ホルダが重なる方向から見た場合に、前記配線基板は、前記電池部および前記基板ホルダよりも小さく、
前記基板ホルダは、前記配線基板と対向する面のうち、前記電池部と平面視で重なり、かつ、前記配線基板と平面視で重ならない領域に突状部材を備える、
電池パックが提供される。

本発明によれば、電池パック内部の電池に加わる圧力を均一化して不具合の発生を抑止することができる。

本発明に係る電池パックの全体的な構造を例示する図である。第１筐体部材側からの圧力の伝わり方を模式的に示す図である。突状部材の具体的な形状の一例を示す図である。突状部材の具体的な形状の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、本発明に係る電池パック１０の全体的な構造を例示する図である。図１に示されるように、電池パック１０は、筐体１００、電池部１１０、配線基板１２０、および、基板ホルダ１３０を含んで構成される。なお、図中の矢印ｄは、電池パック１０を構成するこれらの部材の積層方向を示している。

筐体１００は、電池部１１０、配線基板１２０、および基板ホルダ１３０を収容する。図１の例では、筐体１００は、第１筐体部材１０２および第２筐体部材１０４を有している。第１筐体部材１０２および第２筐体部材１０４は、電池部１１０、配線基板１２０、および基板ホルダ１３０を積層方向ｄに沿って挟み込むことによって、これらを両側から加圧する構造を少なくとも有する。この構造により、電池部１１０、配線基板１２０、および基板ホルダ１３０は、外部からの振動や衝撃などによって動かないように固定される。

電池部１１０は、直列または並列に接続された複数の電池セルを含む。電池部１１０で使用される電池セルは、例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池である。

配線基板１２０は、充放電動作を行う電子回路を搭載している。配線基板１２０は、基板ホルダ１３０に収容された状態で、図示しない配線によって電池部１１０と接続される。配線基板１２０は、さらに、セルバランス動作の制御を行う回路を搭載していてもよい。

基板ホルダ１３０は、電池部１１０と配線基板１２０との間に位置する。基板ホルダ１３０の面のうち、電池部１１０および配線基板１２０と接している面は、絶縁性の部材で形成されており、電池部１１０とほぼ同じ形状及び大きさを有している。

ここで、図１に例示される構造では、電池パック１０の部材の積層方向ｄにおいて、配線基板１２０のサイズが、電池部１１０および基板ホルダ１３０のサイズよりも小さくなっている。言い換えると、積層方向ｄにおいて、電池部１１０の一部は配線基板１２０から食み出している。このような構造においては、電池部１１０に圧力が不均一に加わる可能性が出てくる。これを、図２を用いて説明する。

図２は、第１筐体部材１０２側からの圧力の伝わり方を模式的に示す図である。図中実線の矢印で示すように、電池部１１０と基板ホルダ１３０とが平面視で重なり、かつ、配線基板１２０と基板ホルダ１３０とが平面視で重なる領域においては、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が配線基板１２０および基板ホルダ１３０を介して電池部１１０に伝わる。一方、図中点線の矢印で示すように、電池部１１０と基板ホルダ１３０とが平面視で重なり、かつ、配線基板１２０と基板ホルダ１３０とが平面視で重ならない領域（斜線部で示す領域）においては、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が電池部１１０に伝わらない。この力の伝達経路の偏りによって、電池部１１０に不均一な圧力が加わってしまう。

そこで、本発明に係る基板ホルダ１３０は、図中斜線部で示す領域に、筐体１００から加わる圧力を電池部１１０に伝えるための突状部材１３２を備える。この領域は、「配線基板１２０と対向する基板ホルダ１３０の面のうち、電池部１１０と平面視で重なり、かつ、配線基板１２０と平面視で重ならない領域」と呼ぶこともできる。なお、図１および図２において、突状部材１３２の具体的な形状は描かれていない。突状部材１３２は、電池部１１０、配線基板１２０および基板ホルダ１３０が筐体１００に収容された際に少なくとも一部が筐体１００の内壁に接触するように形成される。この構成により、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が、突状部材１３２を介して電池部１１０に伝わるようになる。これにより、電池パック１０を製品として組み立てた際に、電池部１１０に加わる圧力を均一化することができる。結果として、電池部１１０に不均一に圧力が加わることによって、電池部１１０に不具合が生じることを抑制できる。

以下に、突状部材１３２の具体的な形状をいくつか例示する。

＜突状部材１３２の具体例１＞
図３は、突状部材１３２の具体的な形状の一例を示す図である。図３の例において、突状部材１３２は格子状のリブ部材１３２２である。格子の形状は例えば矩形であるが、他の多角形（例えば三角形や六角形）であってもよい。リブ部材１３２２の少なくとも一部が第１筐体部材１０２の内壁に接することにより、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が格子状のリブ部材１３２２を介して電池部１１０に伝わるようになる。これにより、電池部１１０にかかる圧力を均一化することができる。なお、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が電池部１１０の基板ホルダ１３０側の接触面に均一に伝わるようにするため、リブ部材１３２２の格子は、図３に示されるように、好ましくは等間隔に配置される。

＜突状部材１３２の具体例２＞
図４は、突状部材１３２の具体的な形状の他の例を示す図である。図４において、突状部材１３２は複数のボス部材１３２４である。複数のボス部材１３２４の少なくとも一部が第１筐体部材１０２の内壁に接することにより、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が複数のボス部材１３２４をして電池部１１０に伝わるようになる。これにより、電池部１１０にかかる圧力を均一化することができる。なお、第１筐体部材１０２側から加わる圧力が電池部１１０の基板ホルダ１３０側の接触面に均一に伝わるようにするため、図４に示されるように、複数のボス部材１３２４は、好ましくは等間隔に配置される。図４の例では、複数のボス部材１３２４は等間隔の格子点上に配置されている。

また、図３および図４に示される例では、基板ホルダ１３０は、配線基板１２０と対向する基板ホルダ１３０の面から、突状部材１３２と同一方向に立設する壁部１３４を更に備える。そして、突状部材１３２および壁部１３４は、高さは互いにほぼ同じであり、かつ、共に、基板ホルダ１３０に収容される配線基板１２０の高さと同じ程度の高さを有する。これにより、電池部１１０、配線基板１２０、および基板ホルダ１３０を筐体１００に収容した際、配線基板１２０の少なくとも一部、突状部材１３２の少なくとも一部、および壁部１３４の少なくとも一部を、第１筐体部材１０２の内壁に接触させて、電池部１１０に圧力を伝える経路の偏りを小さくすることができる。これにより、第１筐体部材１０２側から電池部１１０に加わる圧力を均一化することが可能となる。

なお、突状部材１３２の形状は図３及び図４に示した例に限定されない。例えば、突状部材１３２は互いに平行に延在する壁状の突出部であってもよい。

以上、本発明では、配線基板１２０と対向する基板ホルダ１３０の面のうち、電池部１１０と平面視で重なり、かつ、配線基板１２０と平面視で重ならない領域に突状部材１３２が設けられている。この突状部材１３２により、第１筐体部材１０２から電池部１１０への力の伝達経路が形成され、基板ホルダ１３０を介して電池部１１０に伝わる圧力を均一化することが可能となる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０電池パック
１００筐体
１０２第１筐体部材
１０４第２筐体部材
１１０電池部
１２０配線基板
１３０基板ホルダ
１３２突状部材
１３２２リブ部材
１３２４ボス部材
１３４壁部

Claims

電池部と、
配線基板と、
前記電池部と前記配線基板との間に位置する基板ホルダと、
前記電池部、前記配線基板、および、前記基板ホルダを収容する筐体と、
を有しており、
前記電池部、前記配線基板、および、前記基板ホルダが重なる方向から見た場合に、前記配線基板は、前記電池部および前記基板ホルダよりも小さく、
前記基板ホルダは、前記配線基板と対向する面のうち、前記電池部と平面視で重なり、かつ、前記配線基板と平面視で重ならない領域に突状部材を備え、
前記基板ホルダの前記突状部材は、他の内部部材と共に前記筐体に収容された場合に、筐体部材による挟持圧力を前記電池部に伝達する経路を形成する、
電池パック。
前記突状部材は格子状のリブ部材である、
請求項１に記載の電池パック。
前記リブ部材の格子は等間隔に配置されている、
請求項２に記載の電池パック。
前記突状部材は複数のボス部材である、
請求項１に記載の電池パック。
前記複数のボス部材は等間隔に配置されている、
請求項４に記載の電池パック。
前記基板ホルダは、前記面の端部から前記突状部材と同一方向に立設する壁部を更に備え、
前記壁部の高さは前記突状部材の高さと略同一である、
請求項１乃至５に記載の電池パック。