JP5244513B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、複数の充電できる電池の端部電極にリード板を溶接してなる電池パックに関し、とくに、リード板を介して各々の電池を放熱するようにしてなる電池パックに関する。

複数の電池をリード板で直列又は並列に接続している電池パックは、各々の電池を効率よく放熱することが大切である。とくに、多数を直列や並列に接続し、また、充放電の電流が大きい電池パックは、電池の発熱量が大きく、電池の発熱を効率よく放熱することが大切である。このことを実現するために、電池に接続するリード板から放熱する電池パックが開発されている。（特許文献１参照）

特許文献１の電池パックは、リード板にリード突出部を設け、このリード突出部でもってリード板を放熱して、リード板を介して電池を放熱する。この構造の電池パックは、リード突出部で放熱するので、放熱面積を大きくすることが難しい。また、このリード突出部は電池の端部電極に接続して電位を有するので、これを外装ケースの外部に突出させて放熱できない。

放熱面積を大きくするために、外装ケースを放熱に利用する電池パックも開発されている。（特許文献２参照）
特許文献２の電池パックは、外装ケースに複数の円筒型二次電池を収納して外装ケースに放熱部を設けている。外装ケースに収納している中央部の電池の近傍に集熱部を配置し、この集熱部の熱を外装ケースの放熱部にヒートパイプで伝導して放熱している。この構造は、電池の熱を集熱部に伝導し、この集熱部の熱をヒートパイプで外装ケースの放熱部に伝導して外部に放熱する。この構造の電池パックは、放熱のために集熱部やヒートパイプなどの専用の部材を設ける必要があって、放熱のための構造が複雑になる欠点がある。
特開２００５−３１７４５６号公報 特開２００１−７６６９６号公報

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な放熱構造としながら、各々の電池の熱を有効に外装ケースの外部に放熱できる電池パックを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の電池パックは、複数の充電できる電池１と、この電池１の端部電極１Ａに接続してなるリード板３と、このリード板３で電池１を接続している電池組立９を収納している外装ケース２とを備える。外装ケース２は、電池１の熱を放熱する放熱ケース部１０を対向する面の少なくとも一面に有し、この放熱ケース部１０の内面に端部電極１Ａを対向させる姿勢として、各々の電池１を互いに平行な姿勢で外装ケース２に収納している。さらに、電池パックは、電池１の端部電極１Ａに接続しているリード板３を放熱ケース部１０の内面に配置するように、外装ケース２に電池組立９を収納して、リード板３を放熱ケース部１０の内面に熱結合している。外装ケース２はプラスチック製で、内側に配設しているリード板３に面接触状態で熱結合する内面突出部１２を放熱ケース部１０の内面に突出して設けている。放熱ケース部１０は、内面突出部１２の外側を凹部１３としている。以上の電池パックは、電池１の熱をリード板３から放熱ケース部１０の内面突出部１２に熱伝導して、外装ケース２から外部に放熱している。

以上の電池パックは、簡単な放熱構造としながら、各々の電池の熱を有効に外装ケースから外部に放熱できる特徴がある。それは、以上の電池パックが、各々の電池の端部電極に連結しているリード板を、外装ケースの放熱ケース部に内面に突出するように設けている内面突出部に熱結合し、さらに、この内面突出部を設けることで外装ケースに凹部を設けて、電池の熱をリード板から放熱ケース部の内面突出部に熱伝導して、外装ケースから外部に放熱しているからである。この構造は、内面突出部をリード板に広い面積で熱結合状態で密着させて、リード板の熱を効率よく外部に放熱できる。

また、以上の電池パックは、全ての電池の両端に設けている端部電極にリード板を接続して、このリード板の熱を外装ケースの放熱ケース部から外部に放熱する。この放熱構造は、全ての電池を均一に冷却することが可能となり、各々の電池の温度差を少なくして均一に冷却できる特徴も実現する。

本発明の電池パックは、外装ケース２の対向する両面に放熱ケース部１０を設けることができる。
このパック電池は、外装ケースの両面に設けた放熱ケース部の内面突出部に、電池の両端に接続したリード板から熱伝導させて、電池の熱を極めて効率よく外部に放熱できる。

本発明の電池パックは、放熱ケース部１０の凹部１３に放熱フィン１４を一体的に成形して設けることができる。
この電池パックは、内面突出部の外側面に設けている放熱フィンで放熱面積を大きくして効率よく放熱しながら、この放熱フィンでもって内面突出部を補強して変形を阻止する。変形しない内面突出部は、リード板の表面に確実に密着する状態となって、理想的な熱結合を保持してリード板からの熱伝導を良くして効率よく放熱する。とくに、電池の熱でリード板が加熱され、加熱されたリード板が内面突出部を加熱して強度を低下させても、外側に設けている放熱フィンに補強されて変形が防止される。したがって、電池が加熱される状態となっても、内面突出部は確実にリード板に広い面積で熱結合状態で密着して、リード板の熱を効率よく外部に放熱する。

本発明の電池パックは、電池１を定位置に配置するインナーケース４を備えることができる。このインナーケース４は、電池１を挿入して定位置に配置する両端開口の電池装着部２２を設けると共に、この電池装着部２２にセットしている電池１の端部電極１Ａに接続されるリード板３を定位置に配置する嵌着凹部２１を表面に設けることができる。さらに、外装ケース２の放熱ケース部１０に設けている内面突出部１２の外形を、嵌着凹部２１に挿入して定位置に配置できる形状として、内面突出部１２を嵌着凹部２１に案内して、リード板３に熱結合状態で配置することができる。
以上の電池パックは、外装ケースに設けている内面突出部を確実に位置ずれしないようにリード板に熱結合して、電池の熱を効率よく放熱できる。それは、インナーケースでもって、リード板と内面突出部とを定位置に配置するからである。

本発明の電池パックは、インナーケース４に、複数のリード板３を平行な姿勢で定位置に配置する複数列の嵌着凹部２１を設けて、外装ケース２の放熱ケース部１０には、各々の嵌着凹部２１に挿入される複数の内面突出部１２を設けることができる。
以上の電池パックは、隣接するリード板のショートを確実に阻止しながら、各々のリード板を介して電池を効率よく冷却できる。

本発明の電池パックは、外装ケース２に設けている内面突出部１２の突出面とリード板３との間に弾性熱伝導シート７を挟着することができる。
以上の電池パックは、弾性熱伝導シートでもってリード板の熱をより効率よく内面突出部に熱伝導して効率よく放熱できる。

本発明の電池パックは、リード板３を弾性変形できる金属板として、電池１の端部電極１Ａに弾性的に押圧される弾性押圧片３３を設けることができる。この弾性押圧片３３は、端部電極１Ａに向かって弾性的に突出して、この弾性押圧片３３を端部電極１Ａで押圧して電気接続させることができる。
以上の電池パックは、リード板を電池の端部電極にスポット溶接などの方法で連結することなく、リード板を端部電極に確実に電気接続しながら、リード板をより好ましい状態で、内面突出部の突出面に密着させて理想的な状態で熱結合できる。それは、リード板に設けている弾性押圧片が端部電極に弾性的に押圧されて電気接続されると共に、この弾性押圧片が端部電極を押圧する反作用で、リード板が内面突出部の突出面に弾性的に押圧して密着させるからである。

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。

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６の電池パックは、外装ケース２に電池組立９を収納している。電池組立９は、複数の充電できる電池１をリード板３で直列と並列に接続している。

［外装ケース］
図２、図３及び図６に示す外装ケース２は、電池１の熱を放熱する放熱ケース部１０を対向面に有する箱形であって、内部に電池組立９を収納している。図の外装ケース２は、対向する両面に放熱ケース部１０を設けているが、外装ケースは、対向面の一面にのみ、放熱ケース部を設けることもできる。図の外装ケース２は、放熱ケース部１０の外形を四角形として、この四角形の周囲を周壁１１で連結する形状としている。この外装ケース２は、各々の電池１が放熱ケース部１０に対して垂直姿勢となるように電池組立９を収納して、全ての電池１の端部電極１Ａを放熱ケース部１０の内面に対向するように配置している。この姿勢で電池組立９を外装ケース２に収納している電池パックは、各々の電池１が互いに平行な姿勢で外装ケース２に収納される。全ての電池１の端部電極１Ａにはリード板３を接続しているので、電池１と放熱ケース部１０との間にリード板３が配設される。

外装ケース２は、プラスチック製を成形して製作している。この外装ケース２は、内側に配設しているリード板３に、面接触状態で熱結合する内面突出部１２を放熱ケース部１０の内面に突出して設けている。内面突出部１２は、その突出面をリード板３の表面に熱結合している。内面突出部１２は、図６に示すように、突出面を直接にリード板３の表面に密着し、あるいは、図７に示すように、弾性熱伝導シート７を介してリード板３の表面に密着させて、リード板３に熱結合される。さらに、外装ケース２は、放熱ケース部１０に内面突出部１２を設けることで、その外側に凹部１３を設けて、この凹部１３に放熱フィン１４を一体的に成形して設けている。

図２ないし図４の電池組立９は、その両面に、複数のリード板３を互いに離して配置している。外装ケース２は、各々のリード板３の表面に熱結合するように複数の内面突出部１２を設けている。図の電池組立９は、電池１をプラスチック製のインナーケース４に入れて定位置に配置している。インナーケース４は、複数のリード板３を平行な姿勢で定位置に配置する複数列の嵌着凹部２１を設けている。外装ケース２は、図２、図３、及び図６に示すように、放熱ケース部１０に、各々の嵌着凹部２１に挿入される複数の内面突出部１２を設けている。内面突出部１２は、その外形を、嵌着凹部２１に挿入して電池組立９を外装ケース２の定位置に配置できる形状としている。内面突出部１２は、その外形を嵌着凹部２１の内形よりもわずかに小さい形状として、嵌着凹部２１に位置ずれしないように挿入される。この外装ケース２は、内面突出部１２をインナーケース４の嵌着凹部２１に挿入して、外装ケース２と電池組立９との位置ずれを防止できる。したがって、この外装ケース２は、電池組立９を定位置に収納して、内面突出部１２の突出面をリード板３の表面に熱結合できる。

図２、図３、及び図６の外装ケース２は、放熱ケース部１０の表面から突出しないように凹部１３に放熱フィン１４を設けている。図の放熱フィン１４は、複数列の凸条を互いに交差するように配置している。この放熱フィン１４は、放熱面積を広くしながら、放熱ケース部１０を補強できる。とくに、複数列の凸条を互いに交差するように配置する放熱フィン１４は、内面突出部１２の縦横の変形を防止するように補強して、突出面を安定してリード板３の表面に押圧して熱結合できる。また、凹部１３の放熱フィン１４を外装ケース２の表面から突出しないように設ける構造は、放熱フィン１４によって外装ケース２の外形が大きくならず、また放熱フィン１４が突出して損傷するのを防止できる。ただし、凹部の放熱フィンは、外装ケースの表面から突出するように高くして、より放熱面積を広くして放熱効率を高くすることもできる。以上の放熱フィン１４は、凹部１３に設けた凸条であるが、放熱フィンは、凹部に設けた局部的な突出部、あるいは凹部を凹凸形状に成形して設けることもできる。
ただ、外装ケースの放熱ケース部は、必ずしも内面突出部の外側にできる凹部に放熱フィンを設ける必要はない。この外装ケースは、内面突出部の内面をリード板に面接触状態で熱結合させて、凹部の内面から外部に放熱する。

外装ケース２は、ＡＢＳ樹脂などで成形されており、周壁１１の中間を境界として、ふたつに分割されて、ネジ止めや嵌め込み式などの連結方法により固定される。外装ケース２は、電池パックの用途や目的、使用状況、さらに、収納する電池１の外形や個数に応じた様々な形状に設計できる。図１ないし図３に示す外装ケース２は、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂに分割されている。図に示す外装ケース２は、第２外装ケース２Ｂと第１外装ケース２Ａを連結するために、外周面に沿って連結突出部１５を設けている。互いの連結突出部１５を連結して、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂとを連結している。さらに、この状態でネジ止めして外装ケース２が固定される。第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂとは概略対称な形状となっている。
なお、図面では、外装ケース２を立てた状態、すなわち、ひとつの周壁１１の面を下にして使用しているが、外装ケース２の放熱ケース部１０の放熱フィン１４が設けられた面を下にしても使用することができる。その他、外装ケース２の使用する状況に応じて、外装ケース２を含んだ実施例の電池パックの設置面を選択して使用することができる。

［電池組立］
電池組立９を図２ないし図５に示す。これらの図の電池組立９は、互いに平行な姿勢で隣接して配設されている複数の充電できる電池１と、電池１を定位置に配置するインナーケース４と、インナーケース４で配置される各々の電池１の端部電極１Ａに溶接されて、隣接する電池１を接続している複数のリード板３とを備える。

図の電池１は円筒形電池であり、両端の端部電極１Ａを同一面に位置して、複数本を多段多列に並べている。図の電池組立９は、図において上下６段、左右１４列に配列している。隣接する列の電池１は、上下にずらせて互いに隣の電池１がその中間に位置するように並べている。この配列は、円筒形の電池１を互いに接近して多列に配列できる。ただ、本発明の電池パックは、電池の個数や配置をこの状態に特定しない。たとえば、電池を碁盤目状に配置することもできる。

［電池］
電池１は、充電できる電池である。図の電池パックは、電池１を円筒型電池としているが、電池には角型電池や薄型電池も使用できる。本実施の形態においては、電池１として円筒型のリチウムイオン電池を使用する。リチウムイオン電池は、大容量、大出力の電池パックに適している。それは、リチウムイオン電池が容積や重量に対する容量を大きくできるからである。ただし、本発明の電池パックは、電池をリチウムイオン電池には特定せず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池も使用できる。

［インナーケース］
図５に示す電池組立９は、インナーケース４の電池装着部２２に電池１を挿入して定位置に配置している。インナーケース４は、図５に示すように、円柱状の電池装着部２２を有する形状に成形している。電池装着部２２は、円筒型電池を挿入できる内形に成形している。図のインナーケース４は、６段１４列の電池１を挿入できるように、８４個の電池装着部２２を設けている。電池装着部２２は両端を開口している。図５の電池パックは、インナーケース４を、円筒形電池１の長さ方向である、図において左右方向に２分割している。左右のインナーケース４は、電池装着部２２の両端を開口して、円筒形電池１を挿入できる形状に成形している。インナーケース４は、プラスチックなどの絶縁性部材で成形される。電池装着部２２を設けた形状にプラスチックを成形しているインナーケース４は、電池１を区画して配列することで、複数の電池１を正確に位置決めしながら配列でき、かつ各電池１を各々独立して分離することで、電池１の熱暴走の誘発を防止できる。２分割して成形されるインナーケース４は、２つを連結する状態で、電池１の端部電極１Ａを電池装着部２２の開口部から外部に露出させる。外部に露出する端部電極１Ａにリード板３がスポット溶接やレーザー溶接などの方法で溶接される。インナーケース４のプラスチック材料としては、ポリカーボネートが利用できる。この材料は強度が大きく、漏液したリチウムイオン電池の電解液に対して溶け難い性質がある。なお、ＡＢＳ樹脂は、漏液したリチウムイオン電池の電解液に対して解け易い性質があるので望ましくない。

インナーケース４は、電池装着部２２の両端を開口している両面に、リード板３を嵌着して定位置に配置する嵌着凹部２１を成形して設けている。リード板３は、嵌着凹部２１に案内されて、電池１の端部電極１Ａに接続される。したがって、嵌着凹部２１は、端部電極１Ａに接続されるリード板３を配置する位置に設けている。

［リード板］
リード板３は、インナーケース４の嵌着凹部２１に案内されて、電池１の端部電極１Ａにスポット溶接やレーザー溶接して接続されて、隣接する電池１を直列と並列に接続する。図２ないし図４の電池組立９は、複数枚のリード板３を、絶縁隙間６を設けて互いに平行に配列して、電池１の端部電極１Ａに溶接している。図４の電池組立９は、電池１の一方の端部（図４において左上側の端部）に、７列のリード板３を配列して、各リード板３には、６個×２列の電池１を接続している。また、電池１の他方の端部（図４において右下側の端部）には、８列のリード板３を配列して、両側のリード板３を出力リード板３Ｘとして６個×１列の電池１を接続すると共に、残りの６列のリード板３には６個×２列の電池１を接続している。このリード板３は、同じ列にある６個の電池１を並列に接続して、隣の列にある電池１を直列に接続している。すなわち、８４個の電池１を、６個を並列に、１４個を直列に、すなわち６並列、１４直列に接続している。さらに、電池１の他方の端部（図４において右下側の端部）の両側に配置される出力リード板３Ｘは、６並１４直に接続される８４個の電池１の両端の出力を出力端子３６に接続している。図の出力リード板３Ｘは、その側縁に、出力端子３６に接続するための出力部３Ｂを設けている。出力リード板３Ｘは、６個を並列に接続する帯状の接続部の側縁で折曲して折曲片を設けており、この折曲片を出力部３Ｂとしてインナーケース４の側面に配設して出力端子３６に接続している。この出力リード板３Ｘは、出力部３Ｂを幅の広い板状とするので、出力部３Ｂの電気抵抗を小さくできる。さらに、図４において、左側に配設される出力リード板３Ｘの出力部３Ｂは、保護素子３７を介して出力端子３６に接続している。この保護素子３７は、過電流が流れると電流を遮断する電流遮断素子であって、例えば、ヒューズやブレーカ、ＰＴＣ等が使用できる。両側の出力部３Ｂに接続される出力端子３６は、外装ケース２の連結突出部１５に設けた開口部１６（図２及び図３参照）から外部に表出される。さらに、図１に示すように、外装ケース２から表出する出力端子３６に、ボルト４１を介して接続されるコード４０により、電子機器側に供給される。図に示す外装ケース２は、連結突出部１５に表出する出力端子３６の側部に沿って突出する絶縁壁１７を一体的に成形して設けており、この絶縁壁１７により、出力端子３６及びコード４０の接続部を保護している。

リード板３は、電気抵抗が小さくて熱伝導に優れた金属板、たとえばニッケル板、鉄や鉄合金あるいは銅や銅合金等の表面をニッケル等のメッキをしている金属板が使用される。リード板３は、溶接に最適な厚さの金属板、たとえば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの金属板が使用される。スポット溶接やレーザー溶接されるリード板３は、厚すぎても薄すぎて理想的な状態で電池１の端部電極１Ａに溶接できない。厚すぎるリード板は、加熱して溶融させるのに大きな熱エネルギーを必要とするので、電池を加熱する弊害が大きくなる。また、薄すぎるリード板は、電気抵抗や熱抵抗が大きく、また、十分な強度がない。このため、リード板は、流れる電流や用途を考慮して最適な厚さに設定される。

図４と図６のリード板３は、電池１の端部電極１Ａにスポット溶接する溶接部に、溶接の無効電流を少なくするスリット３１を設けている。図のリード板３は、溶接部に縦スリット３１Ａと、この縦スリット３１Ａの上下に縦スリット３１Ａから離して横スリット３１Ｂを設けている。このリード板３は、縦スリット３１Ａの両側にスポット溶接の電極を押圧して、縦スリット３１Ａの両側を電池１の端部電極１Ａに溶接する。さらに、リード板３は、その上端に、回路基板５に接続するための突出部３Ａを設けている。リード板３の突出部３Ａは、リード３５を介して回路基板５に接続している。

電池１の端部電極１Ａに溶接して接続されるリード板３は、安定して電池１に接続される。図８のリード板３３は、弾性変形できる金属板で製作されて、電池１の端部電極１Ａに弾性的に押圧される弾性押圧片３３を設けている。弾性押圧片３３を端部電極１Ａに向かって弾性的に突出するように折曲している。このリード板３３は、外装ケース２の内面突出部１２で端部電極１Ａに向かって押圧されて、弾性押圧片３３を端部電極１Ａに電気接続させる。図のリード板３３は、端部電極１Ａの中心から外周に放射状に伸びるように複数の弾性押圧片３３を設けている。各々の弾性押圧片３３は、端部電極１Ａの中心から外周に向かって幅を広くしている。また、各々の弾性押圧片３３の間に隙間を設けて、各々の弾性押圧片３３が干渉することなく、端部電極１Ａを押圧できる形状としている。この構造のリード板３３は、複数の弾性押圧片３３を独立して端部電極１Ａに押圧して電気接続して、接続不良を解消する。いずれかの弾性押圧片３３が端部電極１Ａに電気接続されて、接続不良を解消できるからである。このリード板３３は、弾性押圧片３３を端部電極１Ａに押圧し、その反作用で内面突出部１２の突出面に弾性的に押圧される。すなわち、弾性押圧片３３の弾性は、先端部を端部電極１Ａに弾性的に押圧して、リード板３３の弾性押圧片３３を設けない部分を内面突出部１２の突出面に弾性的に押圧する。したがって、この構造は、リード板３３と端部電極１Ａとの接続不良を解消しながら、端部電極１Ａと内面突出部１２とに好ましい状態で接触して、端部電極１Ａの熱を有効に内面突出部１２に熱伝導する。また、振動などでリード板３３が端部電極１Ａから外れることがなく、車両用の電池パックのように振動を受ける用途に最適である。

［回路基板］
各々のリード板３が接続される回路基板５は、電子部品などを実装し、電池１の充電制御や保護回路などを構成したり、電池１の残容量の演算回路を実装している。また、基板回路５においては、残容量、異常、放電停止（指令）、充電停止（指令）等の各種情報の演算、取得等を行い、これら情報を、リード線３８を介して、本電池パックを電源とする電子機器（例えば、電動二輪車）に伝達している。そして、これらの情報より、電子機器は各種の制御を行っている。図１ないし図３に示す外装ケース２は、上面の周壁１１に、リード線３８を案内するリード線開口１８を設けており、このリード線開口１８からリード線３８を外部に引き出している。

回路基板５は、図２ないし図５において、インナーケース４の上面に固定して保持される。インナーケース４は、回路基板５を定位置に案内するために、複数の位置決めリブ２３を回路基板５の周囲に沿って一体的に成形して設けている。回路基板５は、インナーケース４の上面であって、位置決めリブ２３で囲まれる領域に案内されて、ネジ止めしてインナーケース４に固定される。

回路基板５に実装される保護回路は、電池１の過充電や過放電を検出して電流を制御する回路、電池１の過充電を検出して電流を遮断する回路等である。保護回路は、電池１の過充電や過放電を検出するために、電池１の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）を備える。電圧検出回路は、リード板３を介して各々の電池電圧を検出して、過充電や過放電を防止する。

［弾性熱伝導シート］
図７に示す電池パックは、外装ケース２の内面と、リード板３の表面との間に弾性熱伝導シート７を配設しており、この弾性熱伝導シート７を介して、外装ケース９の内面突出部１２をリード板３の表面に密着させている。この弾性熱伝導シート６は、リード板３と外装ケース３の内面に挟着されて、リード板３の熱を外装ケース２に熱伝導する。この弾性熱伝導シート７は、弾性変形できると共に、熱伝導に優れたクッション性のあるシート、たとえばシリコン樹脂からなる弾性シートである。弾性熱伝導シート７は、図示しないが、片面をリード板３に密着して、他の片面を外装ケース２の内面突出部１２の内面に密着して、リード板３の熱を効率よく外装ケース２に熱伝導する。両面をリード板３と外装ケース２に密着させる弾性熱伝導シート７は、リード板３の熱を効率よく外装ケース２に熱伝導して、電池１の熱をリード板３を介して外装ケース２の外部に効果的に放熱する。弾性熱伝導シート７は、厚くしてその両面をリード板３と外装ケース２の内面に密着できる。また、薄くしてリード板３の熱を効率よく外装ケース２に熱伝導できる。したがって、この弾性熱伝導シート７の厚さは、リード板３と外装ケース２への密着性と、熱伝導とを考慮して、たとえば０．５ｍｍないし３ｍｍとする。以上の弾性熱伝導シート７は、電池組立９を外装ケース２に収納して、外装ケース２の第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂを連結する状態で、わずかに押し潰され、弾性的な復元力でもって、片面をリード板３に、他の片面を外装ケース２の内面に密着する。

以上の電池パックは、以下のようにして組み立てられる。
（１）図５に示すように、複数の電池１をインナーケース４の電池装着部２２に所定の向きで挿入する。複数の電池１は、図において上下に配列される電池１を同じ向きとし、左右に配列される電池１が逆向きとなるように挿入する。全ての電池１をインナーケース４の電池装着部２２に挿入した後、一対のインナーケース４を連結する。
（２）図４に示すように、インナーケース４の上方に回路基板５を固定する。回路基板５は、インナーケース４の上面であって、位置決めリブ２３の内側に案内して、ネジ止めして固定する。
（３）リード板３をインナーケース４の嵌着凹部２１にセットして、各々の電池１の端部電極１Ａに溶着して固定する。リード板３は、インナーケース４の電池装着部２２の開口部から表出する電池１の端部電極１Ａに、スポット溶接やレーザー溶接などの方法で溶接される。互いに隣接するリード板３は、絶縁隙間６を設けて接触しないように配列している。さらに、リード板３の突出部３Ａを、リード３５を介して回路基板５に接続する。
（４）図２と図３に示すように、電池組立９を外装ケース２に収納する。このとき、外装ケース２の放熱ケース部１０の内面に設けた内面突出部１２を、電池組立９のリード板３とを対向させる姿勢として、リード板３を内面突出部１２の突出面に熱結合させる。図６に示す内面突出部１２は、突出面を直接にリード板３の表面に密着させて熱結合している。また、図７に示す電池パックは、リード板３と外装ケース２の内面との間に弾性熱伝導シート７を挟着する状態で配置して、弾性熱伝導シート７を介して、内面突出部１２をリード板３の表面に密着させて熱結合させる。電池組立９は、リード板３が、直接に外装ケース２の内面に熱結合状態で密着し、あるいは弾性熱伝導シート７を介して、外装ケース２の内面に熱結合状態で密着するように外装ケース２に収納する。
（５）外装ケース２の第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂとを連結する。

本発明の電池パックは、電動車いす、電動自転車、電動オートバイ、電動工具、作業用ロボット等、複数の電池を並列に接続し、かつこれらを直列に接続して出力を大きくして使用する用途に、好適に適用できる。

本発明の一実施例にかかる電池パックの斜視図である。 図１に示す電池パックの分解斜視図である。 図２に示す電池パックの背面斜視図である。 図２に示す電池パックの電池組立の一部拡大分解斜視図である。 図４に示す電池組立の分解斜視図である。 図１に示す電池パックの要部拡大一部断面斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる電池パックの分解斜視図である。 リード板の他の一例を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１…電池 １Ａ…端部電極
２…外装ケース ２Ａ…第１外装ケース
２Ｂ…第２外装ケース
３…リード板 ３Ｘ…出力リード板
３Ａ…突出部
３Ｂ…出力部
４…インナーケース
５…回路基板
６…絶縁隙間
７…弾性熱伝導シート
９…電池組立
１０…放熱ケース部
１１…周壁
１２…内面突出部
１３…凹部
１４…放熱フィン
１５…連結突出部
１６…開口部
１７…絶縁壁
１８…リード線開口
２１…嵌着凹部
２２…電池装着部
２３…位置決めリブ
３１…スリット ３１Ａ…縦スリット
３１Ｂ…横スリット
３３…弾性押圧片
３５…リード
３６…出力端子
３７…保護素子
３８…リード線
４０…コード
４１…ボルト

Claims (7)

1. 複数の充電できる電池(1)と、この電池(1)の端部電極(1A)に接続してなるリード板(3)と、このリード板(3)で電池(1)を接続している電池組立(9)を収納している外装ケース(2)とを備える電池パックであって、
   前記外装ケース(2)は、電池(1)の熱を放熱する放熱ケース部(10)を、対向する面の少なくとも一面に有し、この放熱ケース部(10)の内面に端部電極(1A)を対向させる姿勢として、各々の電池(1)は互いに平行な姿勢で前記外装ケース(2)に収納され、さらに、電池(1)の端部電極(1A)に接続している前記リード板(3)を放熱ケース部(10)の内面に配置するように、前記外装ケース(2)に前記電池組立(9)を収納して、前記リード板(3)を放熱ケース部(10)の内面に熱結合しており、
   さらにまた、前記外装ケース(2)はプラスチック製で、内側に配設しているリード板(3)に面接触状態で熱結合する内面突出部(12)を放熱ケース部(10)の内面に突出して設けて、放熱ケース部(10)は、内面突出部(12)の外側を凹部(13)として、電池(1)の熱をリード板(3)から放熱ケース部(10)の内面突出部(12)に熱伝導して、外装ケース(2)から外部に放熱するようにしてなる電池パック。
2. 前記外装ケース(2)が、対向する両面に放熱ケース部(10)を有する請求項１に記載される電池パック。
3. 前記放熱ケース部(10)の凹部(13)に放熱フィン(14)を一体的に成形して設けている請求項１に記載される電池パック。
4. 前記電池(1)を定位置に配置するインナーケース(4)を備え、このインナーケース(4)は電池(1)を挿入して定位置に配置する両端開口の電池装着部(22)を有し、さらに、この電池装着部(22)にセットしている電池(1)の端部電極(1A)に接続されるリード板(3)を定位置に配置する嵌着凹部(21)を表面に設けており、さらに、外装ケース(2)の放熱ケース部(10)に設けている内面突出部(12)の外形を、前記嵌着凹部(21)に挿入して定位置に配置できる形状としており、内面突出部(12)が嵌着凹部(21)に案内されて、リード板(3)に熱結合状態で配置されるようにしてなる請求項１に記載される電池パック。
5. 前記インナーケース(4)が、複数のリード板(3)を平行な姿勢で定位置に配置する複数列の嵌着凹部(21)を有し、前記外装ケース(2)の放熱ケース部(10)には、各々の嵌着凹部(21)に挿入される複数の内面突出部(12)を設けている請求項４に記載される電池パック。
6. 前記外装ケース(2)に設けている内面突出部(12)の突出面とリード板(3)との間に弾性熱伝導シート(7)を挟着している請求項１に記載される電池パック。
7. 前記リード板(3)が弾性変形できる金属板で、電池(1)の端部電極(1A)に弾性的に押圧される弾性押圧片(33)を有し、この弾性押圧片(33)は端部電極(1A)に向かって弾性的に突出しており、この弾性押圧片(33)が端部電極(1A)に押圧されて電気接続されてなる請求項１に記載される電池パック。

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