JP3676225B2 - Battery pack for electric vehicles - Google Patents

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battery pack
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charge
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてアシスト自転車等の電動の乗り物に装着されて、駆動用のモーターに電力を供給する電動の乗り物用の電池パックに関する。
【0002】
【従来の技術】
アシスト自転車は、上端にサドルを固定している垂直フレームに電池パックを脱着できるように内蔵させている。電池パックをここに内蔵しているアシスト自転車は、重い電池パックを重心に近い位置に配設するので安定して走行できる。ここに収納される電池パックは、フレームに内蔵できるように、細長い外形に製作される。この電池パックは、ケースの内部に、複数の電池を細長い形状に連結している電池コアを収納させる。そして、この電池コアには、放電コネクタと充電コネクタをリード線で接続し、これ等のコネクターをケース上下の端部に固定している。放電コネクタには放電プラグを挿入し、充電コネクタには充電プラグを挿入する。放電プラグは、モーターに接続されて、モーターに電力を供給する。充電プラグは、電池パックを充電するときに充電器に接続される。さらに、アシスト自転車の電池パックは、電池の残存量を演算して表示する表示器等も備えている。この電池パックは、自転車に装着する状態で充電され、あるいは自転車から外して充電される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構造のアシスト自転車用の電池パックは、放電コネクタと充電コネクタをケースの上下に離して固定しているので、ふたつのコネクターをケースの決められた位置にしっかりと固定するための構造が複雑になり、組み立てに手間がかり、製造コストが高くなる。また、放電コネクタと充電コネクタを電池コアに接続するためのリード線も長くなり、リード線による電圧降下による電力ロスも大きくなる欠点があった。
【0004】
さらに、電池パックは、ふたつのコネクターに加えて、電池の充放電を制御したり、あるいは電池の残存量を検出するために電子回路を実装するプリント基板を内蔵する。プリント基板は、電池コアの熱で加熱されないように、電池コアの下方に配設している。ケースの下部に配設しているプリント基板は、重い電池コアの衝撃から保護する必要がある。とくに自転車は、凹凸のある道路を走行するので、電池パックには頻繁に強い衝撃が加わる。電池パックの上下の衝撃は、重い電池コアを上下に揺らせて、その下に配設しているプリント基板を損傷させる原因となる。このため、プリント基板を重い電池コアから保護するために、この用途の電池パックは、さらに複雑な耐荷重構造が要求されて製造コストが高くなる。
【0005】
さらに、アシスト自転車は、大容量の電池と、大トルクのモーターと、さらにモーターの大電流を制御する電流容量の大きな制御回路を必要とするので、これ等の部品コストが極めて高くなる。また、自転車のフレームには、重い電池パックを内蔵するために独特の構造と強靭な強度とが要求され、フレームの製造コストも高くなる。ところが、アシスト自転車は、エンジンを搭載するオートバイではないので、販売コストがオートバイよりも高くなったのでは売れない。このため、販売コストが制限され、使用する部品コストをいかに低価格にできるかが極めて大切である。
【0006】
電池パックは、強靭な構造として、衝撃に強い構造とすると、製造コストが高くなってしまう。本発明は、全体の構造を簡単にして、強靭な構造としながら、安価に多量生産できる電動の乗り物用の電池パックを提供することを目的に開発されたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動の乗り物用の電池パックは、複数の電池を細長い形状に連結している電池コア2と、この電池コア2を収納しているケース1と、このケース1に設けられて外部に電力を供給する放電コネクタ5と、ケース1に設けられて内蔵する電池を充電するための充電コネクタ6と、ケース1に内蔵されて、電池の充放電を制御する電子回路を実装しているプリント基板7とを備える。さらに、電池パックは、放電コネクタ5と充電コネクタ6とプリント基板7を、プラスチック成形体であるインナーケース4に固定して一体構造の充放電ブロック3としている。電池パックは、この充放電ブロック3をケース1の下部に内蔵して、放電コネクタ5と充電コネクタ6をケース1の外部に表出している。
【0008】
本発明の電池パックは、好ましくは、電池コア2と充放電ブロック3との間に、電池コア2の荷重を支持する荷重受け板10を配設する。この電池パックは、荷重受け板10をケース1に連結して、荷重受け板10の下方に充放電ブロック3を配設することができる。
【0009】
さらに、本発明の電池パックは、充放電ブロック3のプリント基板7に、電池の残存量を演算する残存量演算回路を実装することができる。プリント基板7には、電池の電流を検出するシャント抵抗を固定することができる。
【0010】
さらに、本発明の電池パックは、プリント基板7に、電池に過電流が流れると溶断されるヒューズ21を装着することができる。この電池パックは、充放電ブロック3のインナーケース4に、ヒューズ21を保持する保持部22を設けて、プリント基板7にヒューズ21を直接に連結するヒューズ端子を固定することができる。
【0011】
さらに、本発明の電池パックは、充放電ブロック3のインナーケース4に、放電コネクタ5の金属端子12を直接に固定して、この金属端子12を直接にプリント基板7に固定することができる。さらにまた、本発明の電池パックは、充放電ブロック3のインナーケース4に、充電コネクタ6の金属端子13を直接に固定して、この金属端子13を直接にプリント基板7に固定することもできる。
【0012】
さらに、本発明の電動の乗り物用の電池パックは、アシスト自転車に装着することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
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電動の乗り物用の電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。
【0014】
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、「特許請求の範囲の欄」、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。
【0015】
本発明の電池パックは、電動の乗り物に装着されて、駆動用のモーターに電力を供給する。本明細書において電動の乗り物とは、装着される電池パックの電力で駆動される乗り物を意味するものとする。したがって、本発明の電池パックは、は、アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の、電池パックを装着して電動で駆動される全ての乗り物に使用することができる。以下、電動の乗り物がアシスト自転車である実施例について詳述する。
【0016】
図1の正面図と、図2の背面図と、図3の断面図に示す電池パックは、複数の電池を細長い形状に連結している電池コア2と、この電池コア2を収納しているケース1と、このケース1に設けられて外部に電力を供給する放電コネクタ5と、ケース1に設けられて内蔵する電池を充電するための充電コネクタ6と、ケース1に内蔵されて、電池の充放電を制御し、あるいは電池の残存量を検出する電子回路を実装しているプリント基板7とを備える。
【0017】
放電コネクタ5と充電コネクタ6とプリント基板7は、プラスチック成形体であるインナーケース4に固定して一体構造の充放電ブロック3としている。この充放電ブロック3は、ケース1の下部に内蔵されて、放電コネクタ5と充電コネクタ6をケース1の外部に表出している。
【0018】
電池コア2は、円筒型電池や角型電池である二次電池を、直列または並列に接続して細長い形状に連結している。二次電池は、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池、リチウムイオン二次電池等の充電できる電池である。電池コア2は、たとえば円筒型電池を2列に並べ、一方の列の電池が他方の列の電池の谷間に位置するように、すなわち俵を積むようにして、細長い形状に連結する。電池コア2は、リード線で連結し、さらに表面を熱収縮フィルム等で被覆して一体構造に連結している。
【0019】
ケース1は、プラスチックで成形している第1ケース1Aと第2ケース1Bからなり、第1ケース1Aと第2ケース1Bをネジ19で連結している。第1ケース1Aと第2ケース1Bは、上部に電池コア2を、下部に充放電ブロック3を収納できる形状に成形している。さらに、このケース1は、充放電ブロック3を収納して、充放電ブロック3の充電コネクタ6と放電コネクタ5を外部に表出するコネクター窓1a、1bを開口している。図のケース1は、放電コネクタ5のコネクター窓1bを底面と底部側面のコーナー部に開口して、充電コネクタ6のコネクター窓1aを底部側面に開口している。この構造は、電池パックの重量が、放電コネクタ5を自転車の放電端子に押し付ける方向に作用するので、放電コネクタ5に確実に放電端子を挿入して電気接続できる。
【0020】
充電コネクタ6を外部に表出させるコネクター窓1aは、弾性的に閉塞する開閉蓋8で閉塞している。この電池パックは、充電コネクタ6の接触不良を少なくできる。放電コネクタ5を外部に表出するコネクター窓1bは、開閉蓋で閉塞しない。電池パックを自転車に装着させる状態で、放電コネクタ5がつねに自転車の放電端子に接続されるからである。充電コネクタ6は、つねに充電プラグを接続しない。電池パックを充電するときにのみ充電プラグを接続する。開閉蓋8のあるコネクター窓1aは、充電プラグを接続しない状態で、充電コネクタ6に異物が付着するのを防止して、接触不良を少なくできる。
【0021】
さらに、図のケース1は、自転車から外した電池パックを持ちやすくするために、また、自転車に簡単に脱着できるように、上端に取っ手9を一体成形して設けている。さらにまた、ケース1は、電池コア2と充放電ブロック3の間に、電池コア2の荷重を支持する荷重受け板10を配設している。荷重受け板10は、両側縁をケース1に設けている係止部11に連結して、電池コア2に押されて下方に移動しない構造としている。図のケース1は、内面に突出する凸条11Aを設けて係止部11とし、さらに、ケース1の内側に突出する折曲部11Bを設けて係止部11としている。ここに荷重受け板10を設けているケース1は、電池コア2の荷重で充放電ブロック3が故障するのを有効に防止できる。
【0022】
充放電ブロック3のインナーケース4は、放電コネクタ5の金属端子12を直接に固定している。この金属端子12は、直接にプリント基板7に半田付して固定している。放電コネクタ5の金属端子12は、自転車に固定している放電プラグの金属端子が挿入される。したがって、放電コネクタ5の金属端子12は、図4の拡大図に示すように、弾性変形できる金属板を折り返してその両端部をさらに内側に折曲して、挿入される金属端子20を弾性的に挟着できる形状としている。
【0023】
インナーケース4は、充電コネクタ6の金属端子13も直接に固定しており、この金属端子13も直接にプリント基板7に半田付して固定している。インナーケース4は、充電プラグを挿入して連結できる連結凹部を設けて、連結凹部の内部に充電コネクタ6の金属端子13を固定している。
【0024】
プリント基板7は、電池の残存量を演算する残存量演算回路(図示せず)を実装している。残存量演算回路は、電池の充放電の電流を積算して電池の残存量を演算し、残存量を表示する。図の残存量演算回路は、複数の発光ダイオード15を点灯する数で残存量を表示し、残存量が多くなるにしたがって、点灯する発光ダイオード15の数を多くする。発光ダイオード15は、インナーケース4に一体成形している表示部14に固定される。表示部14の発光ダイオード15をケース1の外部から見えるように、ケース1には表示部14を外部に表出する表示窓1cを開口して、この表示窓1cに表示部14を配設している。
【0025】
残存量演算回路が電池の充放電電流を検出するために、プリント基板7には電池と直列に接続して、電流を検出するためのシャント抵抗(図示せず)を固定している。シャント抵抗の両端の電圧をアンプで増幅して、電池の充放電の電流を検出する。
【0026】
さらに、プリント基板7は、図5に示すように、電池に過電流が流れると溶断されるヒューズ21を装着している。ヒューズ21は、電池と直列に接続されて、電池に過大な電流が流れると溶断して、電流を遮断する。ヒューズ21は、交換できるようにプリント基板に装着される。したがって、プリント基板には、ヒューズ21を連結するためのヒューズ端子を固定している。ヒューズ端子は、弾性変形できる金属板で、ヒューズ21の端子を弾性的に挟着して連結する。ヒューズ21を定位置に保持するために、インナーケース4には、ヒューズ21を嵌入して保持する保持部22を成形して設けている。
【0027】
さらにまた、プリント基板7は、電池の過充電や過放電を防止する保護回路も実装している。保護回路は、電池を充電して満充電になると充電電流を遮断して過充電を防止する。また、電池が放電されて残存量が所定の容量になると放電電流を遮断して過放電を防止する。
【0028】
インナーケース4は、全体をプラスチックで一体成形しており、上面の周囲に周壁16を突出して設け、この周壁16の内側にプリント基板7を配設している。インナーケース4は、周壁16の開口部を防水カバー17で閉塞している。防水カバー17は、図3に示すように、周壁16の外側にラップされる凸条18を有する。この凸条18の内側に周壁16を嵌入して、防水カバー17を周壁16に連結する。この構造は、ケース1の内部に浸入する水が充放電ブロック3に浸入するのを防止できる。
【0029】
防水カバー17は、図6に示すように荷重受け板10と一体構造とすることもできる。この図の荷重受け板10は、下面に突出する凸条18を一体成形して設けている。この凸条18の内側にインナーケース4の周壁16を入れて、荷重受け板10が周壁16の上面開口部を防水構造に閉塞している。この構造は、荷重受け板10でインナーケース4を保護しながら、インナーケース4の内部に水が浸入するのを防止できる。
【0030】
インナーケース4は、ケース1の下部に嵌入して定位置に収納される。インナーケース4は、コネクター窓1a、1bや表示窓1cに嵌入される凸部を設けて、この凸部をコネクター窓1a、1bや表示窓1cに嵌入して定位置に配設することもできる。また、ケース1の内面に接着し、あるいはネジ止して固定することもできる。
【0031】
【発明の効果】
本発明の電動の乗り物用の電池パックは、衝撃に強い強靭な構造としながら、安価に多量生産できる特長がある。それは、本発明の電池パックが、放電コネクタと充電コネクタとプリント基板を、プラスチック成形体のインナーケースに固定して一体構造の充放電ブロックとし、この充放電ブロックをケースの下部に内蔵して、放電コネクタと充電コネクタをケースの外部に表出しているからである。この構造の電池パックは、充放電ブロックに充電コネクタと放電コネクタの両方を設けているので、充放電ブロックをケースに入れて簡単に組み立てできる。また、充電コネクタと放電コネクタの両方に別々に配線する必要もないので簡単に配線できる。さらに、充放電ブロックとして完成した状態でケースに収納するので、ケースの強度のみでなく、充放電ブロックのインナーケースでもってプリント基板等が保護されるので、強靭な構造にできる。
【0032】
さらに、本発明は、プリント基板と充電コネクタと放電コネクタを一体構造の充放電ブロックとするので、請求項2に記載している電池パックのように、電池コアと充放電ブロックとの間に荷重受け板を配設して、荷重受け板でもって、充放電ブロックを理想的な状態に保護できる。この構造は、重い電池コアが振動して、プリント基板、充電コネクタ、放電コネクタ等を損傷させる欠点を極めて有効に防止できる特長がある。
【0033】
さらに、本発明の請求項3の電池パックは、充放電ブロックのプリント基板に残存量演算回路を実装しているので、電池の残存量を表示して便利に使用できる
【0034】
さらに、本発明の請求項5のパック電池は、プリント基板に、電池に過電流が流れると溶断されるヒューズを装着しているので、電池を過電流から保護しながら使用できる。さらに、本発明の請求項6の電池パックは、インナーケースに、ヒューズを保持する保持部設けると共に、プリント基板にヒューズを直接に連結するヒューズ端子を固定しているので、簡単な構造で、ヒューズをしっかりと定位置に保持できる特長がある。
【0035】
さらにまた、本発明の請求項7と請求項8の電池パックは、放電コネクタの金属端子、あるいは、充電コネクタの金属端子をインナーケースに直接に固定して、これらの金属端子を直接にプリント基板に固定しているので、放電コネクタや充電コネクタを確実にしっかりと固定しながら、大電流による電圧降下によるロスを少なくできる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の電動の乗り物用の電池パックの正面図
【図2】図1に示す電動の乗り物用の電池パックの背面図
【図3】図1に示す電動の乗り物用の電池パックの断面図
【図4】放電コネクタの金属端子を示す拡大断面図
【図5】図3に示す電池パックのインナーケースの底面図
【図6】本発明の他の実施例の電動の乗り物用の電池パックの断面図
【符号の説明】
1…ケース 1A…第1ケース 1B…第2ケース
1a…コネクター窓 1b…コネクター窓
1c…表示窓
2…電池コア
3…充放電ブロック
4…インナーケース
5…放電コネクタ
6…充電コネクタ
7…プリント基板
8…開閉蓋
9…取っ手
10…荷重受け板
11…係止部 11A…凸条 11B…折曲部
12…金属端子
13…金属端子
14…表示部
15…発光ダイオード
16…周壁
17…防水カバー
18…凸条
19…ネジ
20…挿入される金属端子
21…ヒューズ
22…保持部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a battery pack for an electric vehicle that is mounted on an electric vehicle such as an assist bicycle and supplies electric power to a driving motor.
[0002]
[Prior art]
The assist bicycle is built in so that the battery pack can be attached to and detached from a vertical frame having a saddle fixed to the upper end. The assist bicycle having the battery pack built therein can run stably because the heavy battery pack is disposed near the center of gravity. The battery pack housed here is manufactured to have an elongated outer shape so that it can be incorporated in the frame. In this battery pack, a battery core connecting a plurality of batteries in an elongated shape is housed in a case. The battery core is connected to the discharge connector and the charge connector with lead wires, and these connectors are fixed to the upper and lower ends of the case. A discharge plug is inserted into the discharge connector, and a charge plug is inserted into the charge connector. The discharge plug is connected to the motor and supplies power to the motor. The charging plug is connected to the charger when charging the battery pack. Furthermore, the battery pack of the assist bicycle includes a display unit that calculates and displays the remaining amount of the battery. The battery pack is charged while attached to the bicycle, or removed from the bicycle and charged.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the battery pack for assist bicycles with the above structure, the discharge connector and the charge connector are fixed apart from the top and bottom of the case, so the structure for firmly fixing the two connectors to the determined position of the case is complicated. Therefore, it takes time to assemble, and the manufacturing cost increases. Moreover, the lead wire for connecting the discharge connector and the charge connector to the battery core becomes long, and there is a disadvantage that the power loss due to the voltage drop by the lead wire is also increased.
[0004]
In addition to the two connectors, the battery pack incorporates a printed circuit board on which an electronic circuit is mounted in order to control charging / discharging of the battery or to detect the remaining amount of the battery. The printed circuit board is disposed below the battery core so as not to be heated by the heat of the battery core. The printed circuit board disposed in the lower part of the case needs to be protected from the impact of a heavy battery core. In particular, since bicycles travel on uneven roads, battery packs are frequently subjected to strong impacts. The upper and lower impacts of the battery pack cause the heavy battery core to swing up and down and damage the printed circuit board disposed below the heavy battery core. For this reason, in order to protect a printed circuit board from a heavy battery core, the battery pack for this application requires a more complicated load-bearing structure, which increases the manufacturing cost.
[0005]
Furthermore, since the assist bicycle requires a large-capacity battery, a large-torque motor, and a control circuit with a large current capacity for controlling a large current of the motor, the cost of these parts becomes extremely high. In addition, the bicycle frame is required to have a unique structure and strong strength in order to incorporate a heavy battery pack, and the manufacturing cost of the frame also increases. However, assist bicycles are not motorcycles equipped with engines, so they cannot be sold if the selling cost is higher than motorcycles. For this reason, the selling cost is limited, and it is extremely important how the cost of the parts to be used can be reduced.
[0006]
If the battery pack has a tough structure and is resistant to impact, the manufacturing cost will be high. The present invention has been developed for the purpose of providing a battery pack for an electric vehicle that can be mass-produced inexpensively while simplifying the overall structure and making it a tough structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The battery pack for an electric vehicle of the present invention includes a battery core 2 in which a plurality of batteries are connected in an elongated shape, a case 1 housing the battery core 2, and a case 1 provided in the case 1 to the outside. A discharge connector 5 for supplying power, a charging connector 6 for charging a battery provided in the case 1 and a battery built in the case 1 and an electronic circuit for controlling charging / discharging of the battery are mounted. And a substrate 7. Further, in the battery pack, the discharge connector 5, the charge connector 6, and the printed board 7 are fixed to the inner case 4 that is a plastic molded body to form a charge / discharge block 3 having an integral structure. The battery pack incorporates the charge / discharge block 3 in the lower part of the case 1 and exposes the discharge connector 5 and the charge connector 6 to the outside of the case 1.
[0008]
In the battery pack of the present invention, a load receiving plate 10 that supports the load of the battery core 2 is preferably disposed between the battery core 2 and the charge / discharge block 3. In this battery pack, the load receiving plate 10 is connected to the case 1, and the charge / discharge block 3 can be disposed below the load receiving plate 10.
[0009]
Furthermore, the battery pack of the present invention can be mounted on the printed circuit board 7 of the charge / discharge block 3 with a remaining amount calculation circuit that calculates the remaining amount of the battery. A shunt resistor for detecting battery current can be fixed to the printed circuit board 7.
[0010]
Furthermore, in the battery pack of the present invention, the printed circuit board 7 can be equipped with a fuse 21 that is blown when an overcurrent flows through the battery. In this battery pack, the inner case 4 of the charge / discharge block 3 is provided with a holding portion 22 that holds the fuse 21, and the fuse terminal that directly connects the fuse 21 to the printed circuit board 7 can be fixed.
[0011]
Furthermore, in the battery pack of the present invention, the metal terminal 12 of the discharge connector 5 can be directly fixed to the inner case 4 of the charge / discharge block 3, and the metal terminal 12 can be directly fixed to the printed circuit board 7. Furthermore, in the battery pack of the present invention, the metal terminal 13 of the charging connector 6 can be directly fixed to the inner case 4 of the charging / discharging block 3, and the metal terminal 13 can be directly fixed to the printed circuit board 7. .
[0012]
Furthermore, the battery pack for an electric vehicle of the present invention can be attached to an assist bicycle.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery pack for an electric vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack as follows.
[0014]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0015]
The battery pack of the present invention is mounted on an electric vehicle and supplies power to a driving motor. In this specification, an electric vehicle means a vehicle driven by electric power of a battery pack to be mounted. Therefore, the battery pack of the present invention can be used for all vehicles that are electrically driven with the battery pack mounted, such as an assist bicycle, an electric motorcycle, an electric wheelchair, an electric tricycle, and an electric cart. Hereinafter, an embodiment in which the electric vehicle is an assist bicycle will be described in detail.
[0016]
The battery pack shown in the front view of FIG. 1, the rear view of FIG. 2, and the cross-sectional view of FIG. 3 houses a battery core 2 in which a plurality of batteries are connected in an elongated shape, and the battery core 2 is accommodated. A case 1, a discharge connector 5 provided in the case 1 for supplying electric power to the outside, a charging connector 6 provided in the case 1 for charging a built-in battery, and a built-in case 1, And a printed circuit board 7 on which an electronic circuit for controlling charge / discharge or detecting the remaining amount of the battery is mounted.
[0017]
The discharge connector 5, the charge connector 6, and the printed circuit board 7 are fixed to an inner case 4 that is a plastic molded body to form a charge / discharge block 3 having an integral structure. The charge / discharge block 3 is built in the lower part of the case 1 and exposes the discharge connector 5 and the charge connector 6 to the outside of the case 1.
[0018]
The battery core 2 is connected in a slender shape by connecting secondary batteries, which are cylindrical batteries or square batteries, in series or in parallel. The secondary battery is a rechargeable battery such as a nickel-hydrogen battery, a nickel-cadmium battery, or a lithium ion secondary battery. The battery core 2 is connected in an elongated shape, for example, by arranging cylindrical batteries in two rows, so that the batteries in one row are located in the valleys of the batteries in the other row, that is, piles are stacked. The battery cores 2 are connected by lead wires, and the surfaces are further covered with a heat shrink film or the like to be connected to an integral structure.
[0019]
The case 1 includes a first case 1A and a second case 1B that are molded of plastic, and the first case 1A and the second case 1B are connected by screws 19. 1st case 1A and 2nd case 1B are shape | molded in the shape which can accommodate the battery core 2 in the upper part, and the charging / discharging block 3 in the lower part. Further, the case 1 accommodates the charge / discharge block 3 and opens connector windows 1a and 1b for exposing the charge connector 6 and the discharge connector 5 of the charge / discharge block 3 to the outside. In the case 1 in the figure, the connector window 1b of the discharge connector 5 is opened at the corners of the bottom surface and the bottom side surface, and the connector window 1a of the charging connector 6 is opened at the bottom side surface. In this structure, since the weight of the battery pack acts in a direction in which the discharge connector 5 is pressed against the discharge terminal of the bicycle, the discharge terminal 5 can be reliably inserted into and electrically connected to the discharge connector 5.
[0020]
The connector window 1a for exposing the charging connector 6 to the outside is closed by an open / close lid 8 that is elastically closed. This battery pack can reduce the contact failure of the charging connector 6. The connector window 1b that exposes the discharge connector 5 to the outside is not closed with an opening / closing lid. This is because the discharge connector 5 is always connected to the discharge terminal of the bicycle while the battery pack is attached to the bicycle. The charging connector 6 does not always connect a charging plug. Connect the charging plug only when charging the battery pack. The connector window 1a with the open / close lid 8 prevents foreign matter from adhering to the charging connector 6 in a state where the charging plug is not connected, thereby reducing contact failure.
[0021]
Furthermore, in the case 1 shown in the figure, a handle 9 is integrally formed at the upper end so that the battery pack removed from the bicycle can be easily held and also can be easily attached to and detached from the bicycle. Furthermore, the case 1 has a load receiving plate 10 that supports the load of the battery core 2 between the battery core 2 and the charge / discharge block 3. The load receiving plate 10 has a structure in which both side edges are connected to a locking portion 11 provided on the case 1 and is not pushed downward by the battery core 2. The case 1 shown in the figure is provided with a protruding portion 11 </ b> A protruding on the inner surface to serve as a locking portion 11, and further provided with a bent portion 11 </ b> B protruding inside the case 1 as a locking portion 11. The case 1 provided with the load receiving plate 10 can effectively prevent the charge / discharge block 3 from being damaged by the load of the battery core 2.
[0022]
The inner case 4 of the charge / discharge block 3 directly fixes the metal terminal 12 of the discharge connector 5. The metal terminal 12 is directly soldered and fixed to the printed circuit board 7. The metal terminal 12 of the discharge connector 5 is inserted into the metal terminal of the discharge plug fixed to the bicycle. Therefore, as shown in the enlarged view of FIG. 4, the metal terminal 12 of the discharge connector 5 is formed by folding back a metal plate that can be elastically deformed and bending both ends thereof further inwardly, so that the inserted metal terminal 20 is elastic. The shape can be sandwiched between the two.
[0023]
In the inner case 4, the metal terminal 13 of the charging connector 6 is also directly fixed, and the metal terminal 13 is also directly fixed to the printed circuit board 7 by soldering. The inner case 4 is provided with a connecting recess that can be connected by inserting a charging plug, and the metal terminal 13 of the charging connector 6 is fixed inside the connecting recess.
[0024]
The printed circuit board 7 is mounted with a remaining amount calculation circuit (not shown) for calculating the remaining amount of the battery. The remaining amount calculation circuit calculates the remaining amount of the battery by accumulating the charge / discharge current of the battery, and displays the remaining amount. The remaining amount calculation circuit in the figure displays the remaining amount by the number of lighting of the plurality of light emitting diodes 15 and increases the number of light emitting diodes 15 to be lit as the remaining amount increases. The light emitting diode 15 is fixed to the display unit 14 that is integrally formed with the inner case 4. In order that the light emitting diode 15 of the display unit 14 can be seen from the outside of the case 1, a display window 1c that exposes the display unit 14 to the outside is opened in the case 1, and the display unit 14 is provided in the display window 1c. ing.
[0025]
In order for the remaining amount calculation circuit to detect the charging / discharging current of the battery, the printed circuit board 7 is connected in series with the battery, and a shunt resistor (not shown) for detecting the current is fixed. The voltage at both ends of the shunt resistor is amplified by an amplifier, and the charge / discharge current of the battery is detected.
[0026]
Furthermore, as shown in FIG. 5, the printed circuit board 7 is equipped with a fuse 21 that is blown when an overcurrent flows through the battery. The fuse 21 is connected in series with the battery. When an excessive current flows through the battery, the fuse 21 is blown to interrupt the current. The fuse 21 is mounted on the printed circuit board so that it can be replaced. Therefore, a fuse terminal for connecting the fuse 21 is fixed to the printed circuit board. The fuse terminal is a metal plate that can be elastically deformed, and the terminals of the fuse 21 are elastically sandwiched and connected. In order to hold the fuse 21 in a fixed position, the inner case 4 is provided with a holding portion 22 for fitting and holding the fuse 21.
[0027]
Furthermore, the printed circuit board 7 is also provided with a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge of the battery. The protection circuit prevents overcharging by cutting off the charging current when the battery is fully charged. Further, when the battery is discharged and the remaining amount reaches a predetermined capacity, the discharge current is cut off to prevent overdischarge.
[0028]
The inner case 4 is integrally formed of plastic as a whole, and a peripheral wall 16 protrudes around the upper surface, and a printed circuit board 7 is disposed inside the peripheral wall 16. In the inner case 4, the opening of the peripheral wall 16 is closed with a waterproof cover 17. As shown in FIG. 3, the waterproof cover 17 has ridges 18 that are wrapped outside the peripheral wall 16. The peripheral wall 16 is fitted inside the ridge 18 and the waterproof cover 17 is connected to the peripheral wall 16. This structure can prevent water entering the inside of the case 1 from entering the charge / discharge block 3.
[0029]
The waterproof cover 17 may be integrated with the load receiving plate 10 as shown in FIG. The load receiving plate 10 in this figure is provided with a ridge 18 projecting on the lower surface by integrally molding. The peripheral wall 16 of the inner case 4 is put inside the ridge 18, and the load receiving plate 10 closes the upper surface opening of the peripheral wall 16 with a waterproof structure. This structure can prevent water from entering the inner case 4 while protecting the inner case 4 with the load receiving plate 10.
[0030]
The inner case 4 is fitted in the lower part of the case 1 and stored in a fixed position. The inner case 4 can also be provided with convex portions that are inserted into the connector windows 1a, 1b and the display window 1c, and the convex portions can be inserted into the connector windows 1a, 1b and the display window 1c to be disposed at fixed positions. . Further, it can be bonded to the inner surface of the case 1 or fixed by screwing.
[0031]
【The invention's effect】
The battery pack for an electric vehicle of the present invention has a feature that it can be mass-produced at low cost while having a strong structure resistant to impact. That is, the battery pack of the present invention has a discharge connector, a charge connector and a printed circuit board fixed to an inner case of a plastic molded body to form a charge / discharge block of an integrated structure, and this charge / discharge block is built in the lower part of the case, This is because the discharge connector and the charge connector are exposed to the outside of the case. Since the battery pack having this structure is provided with both the charging connector and the discharging connector in the charging / discharging block, the charging / discharging block can be easily assembled by placing it in the case. In addition, since it is not necessary to separately wire both the charging connector and the discharging connector, it can be easily wired. Furthermore, since it is housed in the case in a state where it is completed as a charge / discharge block, not only the strength of the case but also the printed circuit board and the like are protected by the inner case of the charge / discharge block, so that a strong structure can be achieved.
[0032]
Further, according to the present invention, since the printed circuit board, the charging connector, and the discharging connector are formed as an integrated charging / discharging block, a load is applied between the battery core and the charging / discharging block as in the battery pack described in claim 2. By arranging the backing plate, the charge / discharge block can be protected in an ideal state by the load backing plate. This structure has an advantage that it can extremely effectively prevent a defect that a heavy battery core vibrates and damages a printed circuit board, a charging connector, a discharging connector and the like.
[0033]
Further, since the battery pack according to claim 3 of the present invention has the remaining amount calculation circuit mounted on the printed circuit board of the charge / discharge block, the remaining amount of the battery can be displayed and used conveniently.
Furthermore, since the battery pack according to claim 5 of the present invention is provided with a fuse that is blown when an overcurrent flows through the battery, the battery pack can be used while protecting the battery from the overcurrent. Furthermore, in the battery pack according to claim 6 of the present invention, the inner case is provided with a holding portion for holding the fuse, and the fuse terminal for directly connecting the fuse to the printed circuit board is fixed. Has the feature that can be held firmly in place.
[0035]
Furthermore, the battery pack according to claims 7 and 8 of the present invention is such that the metal terminal of the discharge connector or the metal terminal of the charge connector is directly fixed to the inner case, and these metal terminals are directly connected to the printed circuit board. Since it is fixed to the connector, the discharge connector and the charging connector are securely fixed, and the loss due to the voltage drop due to the large current can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a battery pack for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a rear view of the battery pack for an electric vehicle shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing metal terminals of the discharge connector. FIG. 5 is a bottom view of the inner case of the battery pack shown in FIG. 3. FIG. Sectional view of vehicle battery pack [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case 1A ... 1st case 1B ... 2nd case 1a ... Connector window 1b ... Connector window 1c ... Display window 2 ... Battery core 3 ... Charging / discharging block 4 ... Inner case 5 ... Discharge connector 6 ... Charging connector 7 ... Printed circuit board DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Opening / closing lid 9 ... Handle 10 ... Load receiving plate 11 ... Locking part 11A ... Projection 11B ... Bending part 12 ... Metal terminal 13 ... Metal terminal 14 ... Display part 15 ... Light emitting diode 16 ... Perimeter wall 17 ... Waterproof cover 18 ... ridge 19 ... screw 20 ... metal terminal 21 to be inserted ... fuse 22 ... holding part

Claims (9)

複数の電池を細長い形状に連結している電池コア(2)と、この電池コア(2)を収納しているケース(1)と、このケース(1)に設けられて外部に電力を供給する放電コネクタ(5)と、ケース(1)に設けられて内蔵する電池を充電するための充電コネクタ(6)と、ケース(1)に内蔵されて、電池の充放電を制御する電子回路を実装しているプリント基板(7)とを備える電動の乗り物用の電池パックにおいて、
放電コネクタ(5)と充電コネクタ(6)とプリント基板(7)を、プラスチック成形体であるインナーケース(4)に固定して一体構造の充放電ブロック(3)としており、この充放電ブロック(3)をケース(1)の下部に内蔵して、放電コネクタ(5)と充電コネクタ(6)をケース(1)の外部に表出してなることを特徴とする電動の乗り物用の電池パック。
A battery core (2) in which a plurality of batteries are connected in an elongated shape, a case (1) containing the battery core (2), and the case (1) provided to supply power to the outside Discharge connector (5), charge connector (6) for charging the battery built in the case (1), and electronic circuit built in the case (1) to control the charge / discharge of the battery A battery pack for an electric vehicle comprising a printed circuit board (7),
The discharge connector (5), the charge connector (6), and the printed circuit board (7) are fixed to the inner case (4), which is a plastic molded body, to form an integrated charge / discharge block (3). A battery pack for an electric vehicle characterized in that 3) is built in the lower part of the case (1) and the discharge connector (5) and the charging connector (6) are exposed to the outside of the case (1).
電池コア(2)と充放電ブロック(3)との間に、電池コア(2)の荷重を支持する荷重受け板(10)を配設しており、荷重受け板(10)をケース(1)に連結して、荷重受け板(10)の下方に充放電ブロック(3)を配設している請求項1に記載される電動の乗り物用の電池パック。Between the battery core (2) and the charge / discharge block (3), a load receiving plate (10) that supports the load of the battery core (2) is disposed, and the load receiving plate (10) is attached to the case (1 The battery pack for an electric vehicle according to claim 1, wherein a charge / discharge block (3) is disposed below the load receiving plate (10). 充放電ブロック(3)のプリント基板(7)に、電池の残存量を演算する残存量演算回路を実装している請求項1に記載される電動の乗り物用の電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to claim 1, wherein a remaining amount calculation circuit for calculating a remaining amount of the battery is mounted on the printed circuit board (7) of the charge / discharge block (3). プリント基板(7)に、電池の電流を検出するシャント抵抗を固定している請求項3に記載される電動の乗り物用の電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to claim 3, wherein a shunt resistor for detecting a battery current is fixed to the printed circuit board (7). プリント基板(7)に、電池に過電流が流れると溶断されるヒューズを装着している請求項1に記載される電動の乗り物用の電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to claim 1, wherein a fuse which is blown when an overcurrent flows through the battery is mounted on the printed circuit board (7). 充放電ブロック(3)のインナーケース(4)に、ヒューズ(21)を保持する保持部(22)を設けると共に、プリント基板(7)にヒューズ(21)を直接に連結するヒューズ端子を固定している請求項5に記載される電動の乗り物用の電池パック。The inner case (4) of the charge / discharge block (3) is provided with a holding part (22) that holds the fuse (21), and the fuse terminal that directly connects the fuse (21) to the printed circuit board (7) is fixed. A battery pack for an electric vehicle according to claim 5. 充放電ブロック(3)のインナーケース(4)に、放電コネクタ(5)の金属端子(12)を直接に固定しており、この金属端子(12)を直接にプリント基板(7)に固定している請求項1に記載される電動の乗り物用の電池パック。The metal terminal (12) of the discharge connector (5) is directly fixed to the inner case (4) of the charge / discharge block (3), and this metal terminal (12) is directly fixed to the printed circuit board (7). The battery pack for an electric vehicle according to claim 1. 充放電ブロック(3)のインナーケース(4)に、充電コネクタ(6)の金属端子(13)を直接に固定しており、この金属端子(13)を直接にプリント基板(7)に固定している請求項1に記載される電動の乗り物用の電池パック。The metal terminal (13) of the charging connector (6) is directly fixed to the inner case (4) of the charge / discharge block (3), and this metal terminal (13) is directly fixed to the printed circuit board (7). The battery pack for an electric vehicle according to claim 1. 電動の乗り物がアシスト自転車である請求項1に記載される電動の乗り物用の電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to claim 1, wherein the electric vehicle is an assist bicycle.
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