JP7217252B2 - バッテリジャンプスタート装置用バッテリコネクタ装置 - Google Patents

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Description

ジャンプスタート装置のバッテリと、充電されるバッテリとの間の導電率を高めるように構成された携帯用のバッテリコネクタ装置、例えば、バッテリジャンプスタート装置（特に携帯型車両ジャンプスタート装置）用のバッテリコネクタ配置ないしアセンブリ。
ヌック（Nook）らの米国特許第９００７０１５号に開示されているような携帯型車両バッテリジャンプスタート装置が存在する。この装置は、リチウムイオンバッテリパックを使用する。このタイプの装置では、バッテリパックからジャンプスタートされる車両の車載バッテリへの導電率を最大化する必要がある。
自動車のジャンプスタートの成功のためには、結果を決定づける主な要素が２つある。第１の要素は、前記リチウムイオンバッテリパックから供給される電力量であり、第２の要素は、最大導電率である。大型のエンジンをジャンプスタートする最良の可能性を得るためには両方の要素が必要である。他方の要素がなく一方の要素だけでは、不十分である。
ここで説明する主題は、車両のジャンプスタート用の装置に使用されるバッテリ装置（例えば、バッテリコネクタ、バッテリコネクタ配置、又はバッテリ導体アセンブリ）、及びバッテリコネクタ装置を有する車両のジャンプスタート用の装置を対象にする。
ここで説明する主題は、バッテリの端子に接続された少なくとも１つのバッテリ導体を有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリのバッテリタブに接続された少なくとも１つのバッテリ導体ないしケーブルを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリに接続された正極導体及び負極導体を有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリに接続された正極導体板及び／又は負極導体板を有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリに接続された正極導体板及び／又は負極導体板と、正極導体板に接続された正極ケーブル及び／又は負極導体板に接続された負極ケーブルとを有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子に接続された負極バッテリ導体を有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子接点に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子接点に接続された負極バッテリ導体を有し、前記バッテリ導体は、前記バッテリのそれぞれの端子にはんだ付けされている前記バッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子接点に接続された負極バッテリ導体と、バッテリのバッテリ導体の１つに接続されたリレーとを有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子接点に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子接点に接続された負極バッテリ導体と、負極バッテリ導体に接続されたリレーとを有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子接点に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子接点に接続された負極バッテリ導体と、負極バッテリ導体に接続されたリレーとを有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子接点に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子接点に接続された負極バッテリ導体と、負極バッテリ導体に接続された複数のリレーとを有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
ここで説明する主題は、バッテリの正極端子接点に接続された正極バッテリ導体及び／又はバッテリの負極端子接点に接続された負極バッテリ導体と、正極バッテリ導体に接続された正極ケーブルとを有するバッテリを備えるないしはかかるバッテリからなるバッテリコネクタ装置を対象とする。
クランプが展開されていないバッテリジャンプスタート装置の正面図。 図１に示したバッテリジャンプスタート装置の背面斜視図。 図１及び図２に示したバッテリジャンプスタート装置の端部斜視図。 図１に示したバッテリジャンプスタート装置（ただし、クランプが展開されている）の正面斜視図 図１に示したバッテリジャンプスタート装置内に格納されたバッテリコネクタ装置（ただし、負極ケーブルはまだ設置されていない）の正面斜視図。 図５に示したバッテリコネクタ装置の平面図。 図５に示したバッテリコネクタ装置の側面図。 図５に示したバッテリコネクタ装置の端面図。 図５に示したバッテリコネクタ装置（ただし、バッテリコネクタ装置に接続された負極ケーブルを有する）の斜視図。 図５に示したバッテリコネクタ装置（ただし、正極ケーブルに設置されたダイオード導体を備える）の斜視図。 バッテリジャンプスタート装置の他の構成要素ないし部品が接続されたバッテリコネクタ装置の斜視図。 図５に示したバッテリコネクタ装置のバッテリアセンブリの斜視図。 バッテリジャンプスタート装置用の他のバッテリコネクタ装置の正面斜視図。 リレープリント回路基板にはんだ付けされる前のリレープリント回路基板との正極ケーブル接続の詳細図。 リレープリント回路基板にはんだ付けされた後のリレープリント回路基板との正極ケーブル接続の詳細図。 図１３に示したバッテリコネクタ装置のバッテリアセンブリの正面斜視図。 図１６に示したバッテリアセンブリ（ただし、巻かれていない状態の正極端子導体を有する）の部分平面図。 図１６に示したバッテリアセンブリの正極端子導体の部分平面図。 正極ケーブルの端部を部分的に巻いた正極端子導体の端部斜視図。 正極ケーブルの端部を完全に巻いた正極端子導体の端部斜視図。 正極ケーブルの端部を完全に巻き、はんだ付けされた正極端子導体の側部斜視図。 正極ケーブルの端部を完全にまきはんだ付けされた正極端子導体の反対端部斜視図。 正極ケーブルのセクション間のダイオードコネクタの斜視図。 ダイオードコネクタに使用されるショットキーダイオードの斜視図。 収縮包装スリーブで絶縁されたダイオードコネクタの斜視図。 図５から図１０に示したバッテリ接続の負荷試験を示すグラフィックイラスト。 図１３から図２５に示したバッテリ接続の負荷試験を示したグラフィックイラスト。 ジャンプスタート装置用のさらなるバッテリコネクタ装置の正面斜視図。 組み立て前の複数のバッテリセル、セパレートタブ、及び導体（例えば、板状導体）を備えるバッテリコネクタ装置の正面図。 タブを長くするためのセパレートタブを有するバッテリセルを備えるバッテリコネクタ装置の正面図。 組み立て後の図２９に示した複数のバッテリセル、セパレートタブ、及び導体を備えるバッテリコネクタ装置の正面図。 バッテリセルを折り畳んだ後の、図３１に示したバッテリセルアセンブリを備えるバッテリコネクタ装置を示す斜視図。 正極ケーブルの露出端部を包むか巻き付いて、共にはんだ付けされたセパレートタブを示すバッテリコネクタ装置の端部斜視図。 負極端子導体板を包んで、共に溶着及び／又ははんだ付けされた負極バッテリタブを示すバッテリコネクタ装置の反対端部斜視図。 正極ケーブルに接続される前の、バッテリに接続されて外側に延在する平坦なセパレートタブを示すバッテリコネクタ装置の斜視図。 ワイヤとコネクタとを有する温度センサアセンブリの側面図。 正極ケーブルに一列に接続され接合されたダイオード回路基板の斜視図。
バッテリジャンプスタータ装置１０を図１及び２に示す。バッテリジャンプスタート装置１０は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤｓ）１６が配列されたディスプレイ１４を有するケーシング１２を備える。
バッテリジャンプスタート装置１０は、正極クランプ２０を有する正極ケーブル１８と、負極クランプ２４を有する負極ケーブル２２とを更に備える。正極ケーブル１８及び負極ケーブル２２とは、ケーシング１２中の開口１２ａ，１２ｂをそれぞれ通過する。
クランプ２０，２４は、図１に示すようにクランプ２０，２４のそれぞれがケーシング１２の両端から外側に延びるそれぞれのサイドポスト２６をクランプすることによって、展開されていない状態で格納ないしは固定される。サイドポスト２６は、図２に示される。クランプ２０，２４は、バッテリジャンプスタータ装置１０が使用されないときに固定され、その後使用するときにサイドポスト２６からアンクランプされる。
バッテリジャンプスタート装置１０は、車載バッテリをジャンプスタートするように構成されている。例えば、バッテリジャンプスタート装置１０は、米国特許第９００７０１５号（参照することにより本明細書に全体を援用する）に開示されている安全保護付携帯型車両ジャンプスタート装置、又はこれに類似する装置であってもよい。
バッテリジャンプスタート装置１０は、ケーシング１２の内側に配置された電気部品ないしは部品を備える。例えば、バッテリジャンプスタート装置１０は、図３から図９に示すバッテリコネクタ装置１００を備える。
バッテリコネクタ装置１００は、バッテリ１１２を有するバッテリアセンブリ１１０を備える。例えば、バッテリ１１２は、充電式リチウムイオンバッテリである。バッテリコネクタ装置１００は、バッテリ１１２からバッテリジャンプスタータ装置１０のケーブル１８，２２及びクランプ２０，２４への電気導電率を最大化するように構成されている。バッテリ１１２は、バッテリケーシング１１２ａ、例えば、矩形状のバッテリケーシング１１２ａを備える。
バッテリ１１２は、バッテリ１１２の一方の端部（例えば幅端部）に正極タブを備え、バッテリ１１２の他方の端部（例えば幅端部）に負極タブを備える。例えば、バッテリ１１２は、正極タブ及び負極タブをそれぞれ有する１又は複数のバッテリセルを備える。例えば、バッテリセルの正極タブは、バッテリ１１２の前記一方の端部に配置され、バッテリセルの負極タブは、バッテリ１１２の前記他方の端部に配置される。正極端子導体板１１４は、バッテリ１１２の前記一方の端部で、バッテリ１１２の正極タブ（すなわち接点）に接続（例えば、はんだ付け、溶接、又は超音波接合）される。正極端子導体板１１４は、バッテリ１１２の前記一方の端部（例えば幅端部）に沿って延在している。
正極ケーブル１８は、正極端子導体板１１４及び／又はバッテリ１１２の正極タブに接続（例えば、はんだ付けによって直接接続）されてもよい。例えば、正極端子導体バー１１４は、導体環１１６を備えていてもよい。導体環１１６は、正極ケーブル１８の露出端部１８ａに巻き付いて（例えば、全体に巻き付いて）、接続（例えば、圧着及び／又ははんだ付け）されている。例えば、正極端子導体板１１４は、（例えば、機械加工された、切断された、又は厚肉銅板から打ち抜かれた）厚肉銅板から作られる。
図５及び図６に示すように、正極端子導体シート１１４は、（例えば、Ｌ字状の）バッテリ１１２の矩形状のケーシング１１２ａの正方形状の角部のうちの１つに巻き付くように構成（例えば、屈曲）されていてもよい。Ｌ字状正極端子導体シート１１４は、図５に示すように、バッテリ１１２の端部と、バッテリ１１２の側部の少なくとも一部に沿って延在してもよい。
また、正極端子導体板１１４は、（例えば、バッテリジャンプスタータ装置１０を落下試験したときに機械的な衝撃に耐えるように組み立てられる）付加的な支持及び安定性を提供するように、バッテリケーシング１１２ａの外表面に機械的に結合及び／又は接着されてもよい。例えば、正極端子導体バー１１４は、バッテリケーシング１１２に接着剤（例えば、シリコン接着剤）、両面テープ、両面フォームテープ、スナップフィット接続及び／又は接着接続を有する絶縁プラスチック若しくはセラミックのコネクタによって機械的に接続されてもよい。バッテリケーシング１１２は、正極端子導体板１１４と機械的に接続（例えば、スナップフィット接続又は干渉接続）するように形成（例えば、成形）されていてもよい。
正極ケーブル１８は、バッテリ１１０から正極クランプ２０へと延びる１本のワイヤないしはケーブル（例えば、撚線又は編組線）であってもよい。具体的には、正極ケーブル１８の一方の端部は、バッテリ１８に接続された正極端子導体板１１４に接続されており、正極ケーブル１８の他方の端部は、正極クランプ２０に接続されている。
より具体的には、正極ケーブル１８は、ケーシング１２内で正極ケーブル１８の向きを変更するために、可撓性ケーブル部ないしは屈曲ケーブル部１１８を備えていてもよい。正極ケーブル１８は、ケーシング１２を通過する正極ケーブル１８を柔軟に収容するために、可撓性内側スリーブ部１２２につながる可撓性外側スリーブ部１２０が装着されてもよい。可撓性外側スリーブ部１２０は、バッテリジャンプスタータ装置１０のケーシング１２に対して外側に位置しており、可撓性内側スリーブ部１２２は、バッテリジャンプスタータ装置１０のケーシング１２に対して内側に位置している。
可撓性外側スリーブ部１２０は、可撓性を維持しつつ、正極ケーブル１８とバッテリジャンプスタータ装置のケーシング１２との間の接続を補強するように構成されている。例えば、可撓性外側スリーブ部１２０は、正極ケーブル１８の複数の部分を露出させる１又は複数（例えば、図５では３つ）の溝１２４を備える。１又は複数の溝１２４は、ヒンジとして機能して、可撓性外側スリーブ部１２０内の正極ケーブル１８の屈曲を容易にする。
可撓性スリーブ１２０は、内側フランジ１２６から（例えば、バッテリジャンプスタータ装置１０のケーシング１２の壁厚とほぼ等しい短い距離で）離間した外側フランジ１２４を備える。フランジ１２４，１２６は、正極ケーブル１８をバッテリジャンプスタータ装置１０のケーシング１２にさらに固定する。
可撓性スリーブ１２０は、外側フランジ１２４と内側フランジ１２６とを接続するスリーブ部１２８(図６)を備える。例えば、可撓性外側スリーブ部１２０は、単一ユニットとして正極ケーブル１８上及びその周囲に、成形ないしは取り付けられる（例えば、可撓性スリーブ１２０は、成形工程の間に金型内に挿入されている正極ケーブル１８の一部に成形される）。あるいは、可撓性スリーブ１２０は、別個に製造（例えば成形）され、その後正極ケーブル１８の一部に設置されるか組み付けられる。
正極ケーブル１８は、外側絶縁シース１８ｃ（例えば、押出プラスチックシース）内に配置された内側導体１８ｂ（例えば、素線導体、撚線、又は編組線）を備える。
内側導体１８ｂは、例えば、単線導体又はワイヤ束１８ｄを有する多重撚線金属線導体を備えていてもよい。
内部電線は、銅ないしはアルミニウムから作られてもよい。可撓性スリーブ１２０は、正極ケーブル１８の外側絶縁シース１８ｃ上及びその周りに（例えば、成形されるか設置されるか組み付けられて）取り付けられてもよい。
バッテリコネクタ装置１００は、バッテリ１１２の負極タブ（すなわち接点）に、バッテリ１１２の他方の端部において接続（例えば、はんだ付け、溶接又は超音波溶着）された負極端子導体板１３０を更に備える。負極端子導体板１３０は、バッテリ１１２の他方の端部に沿って延在してもよい。
負極端子導体板１３０の他方の端部は、図５及び図６に示すように、負極端子導体板コネクタ部１３２を備える。
負極端子導体板１３０は、矩形状バッテリ１１２の複数の角部の１つに巻き付くように（例えばＬ字状に）構成されていてもよい。Ｌ字状負極端子導体板１３０は、図５及び図６に示すように、バッテリ１１２の端部に沿って及びバッテリ１１２の側部の少なくとも一部に沿って延在してもよい。
負極端子導体バー１３０は、また、（例えば、バッテリジャンプスタータ装置１０を落下試験したときに機械的な衝撃に耐えるために）付加的な支持及び安定性を提供するために、バッテリケーシング１１２ａの外表面に機械的に結合及び／又は接着されてもよい。
例えば、負極端子導体バー１１４は、接着剤（例えばシリコン接着剤）、両面テープ、両面フォームテープ、スナップフィット接続及び／又は接着接続を有する絶縁プラスチックないしはセラミックのコネクタによって、バッテリケーシング１１２ａに機械的に接続されてもよい。バッテリケーシング１１２は、正極端子導体板１１４と機械的に接続（例えば、スナップフィット接続又は干渉接続）するように形成（例えば成形）されてもよい。
バッテリコネクタ装置１００は、スマートスイッチバッテリインターフェイス１３４をさらに備える。スマートスイッチバッテリインターフェイス１３４は、リレープリント回路基板（ＰＣＢ）１３６を備え、回路基板１３６は、図５及び図６に示すように、回路基板１３６の一方側に配置された第２回路基板導体バー１４０から離間した第１回路基板導体バー１３８を備える。
一対のリレー１４２は、回路基板１３６の反対側に搭載されている。リレー１４２は、リレープリント回路基板１３６の部品穴１３６ａに配置されているリレーアンカーピン１４２ａを含む。リレー１４２は、回路基板１３６に設けられた部品穴１３６ｂと第１導体バーに設けられたスロット１３８ａとを通過して延びるリレーコネクタピン１４２ｂを備える。さらに、リレー１４２は、回路基板１３６に設けられた部品穴１３６ｃと第２導体バー１４０に設けられた部品穴１４０ａとに配置されたリレーコネクタピン１４２ｃをさらに備える。リレーアンカーピン１３６ａは、適切な位置にはんだ付けされて、リレー１４２を回路基板１３６に機械的に接続している。リレーコネクタピン１４２ｂ，１４２ｃは、適切な位置にはんだ付けされて、それぞれリレー１４２を回路基板導体板１３８，１４０に機械的及び電気的に接続している。
回路基板１３６の部品穴１３６ａは、矩形状（図５及び図７）であり、リレーアンカーピン１４２ａを収容する。具体的には、リレーアンカーピン１４２ａの基部は、正方形の端部を有する矩形状である。前記正方形の端部は、回路基板１３６の外表面と同一平面に配置された横方向の縁部を形成する基部と比較して、寸法的に幅が狭い。リレーアンカーピン１４２ａの露出端部にはんだが塗布されたとき、はんだは、前記正方形の端部の側部と横方向の縁部とを接続し、リレーアンカーピンを回路基板１３６に固定及び固着する。
負極端子導体板コネクタ部１３２に設けられたスロット１３２ａは、矩形状であり、第１回路基板導体バー１３８に設けられた部品穴１３８ａ（図３）は、Ｔ字状であり、図３に示すように３つの水平を向いたリレーコネクタピン１４２ｃを収容する。リレーコネクタピン１４２ｂの端部は、負極端子導体バーコネクタ部１３２の外表面と同一平面に示されている。はんだがリレーコネクタピン１４２ｂの露出端部に塗布されたとき、はんだは負極端子導体バーコネクタ部１３２のスロット１３２ａと、第１回路基板導体バー１３８の部品穴１３８ａとを満たし、コネクタピン１４２ｂの側部とスロット１３２ａ及び部品穴１３８ａの内縁とを接続し、リレー１４２を回路基板１３６と負極端子導体バーコネクタ部１３２とに接続する。また、塗布されたはんだは、負極端子導体バーコネクタ部１３２を第１回路基板導体バー１３８に電気的に接続する。
第２回路基板導体バー１４０に設けられた部品穴１４０ａは、図３に示すように、Ｔ字状であり、３つの垂直に向いたリレーコネクタピン１４２ｃを収容する。リレーコネクタ突起１４０ａは、図７に示すように、回路基板１３６の外表面から外側に延びて、負極ケーブル１４４の露出導体端部１４４ａと接続している。露出導体端部１４４ａとリレーコネクタ突起１４０ａの端部とにはんだが塗布されたとき、はんだは、Ｔ字状のスロットを満たし、リレーコネクタ突起１４０ａと、第２回路基板導体１４０と、負極ケーブル１４４の露出導体端部１４４ａとを接続する。
負極端子導体バー１３０の負極端子導体バーコネクタ部１３２は、回路基板１３６の第１回路基板導体バー１３８に（例えば、はんだ付けにより）接続されている。負極ケーブル２２の露出導体端部２２ａ（すなわち、絶縁シースが取り除かれている）は、図９に示すように第２回路基板導体バー１４０に（例えば、はんだ付けにより）接続されている。
バッテリコネクタ装置１００は、図１０に示すように、正極ケーブル１８にダイオード接続部１５０を提供することで改良されてもよい。例えば、ダイオード接続部は、正極ケーブル１８に設置される（例えば、接合される）。ダイオード接続部１５０は、ダイオードプリント回路基板（ＰＣＢ）１５２を備える。
ダイオードプリント回路基板１５２は、回路基板１５２の一方側に配置された一組のバックチャージダイオード１５４（例えば、ショットキーダイオード）と、回路基板１５２の他方側に設けられた導体バー１５６とを備える。
（組み立て）
バッテリジャンプスタート装置１０は、図１１に示すように、上側ケーシング部１２ａと下側ケーシング部１２ｂとを有するケーシング１２を備える。上側ケーシング部１２ａと下側ケーシング部１２ｂとは、バッテリジャンプスタート装置１０を組み立てるときに、互いに接続されるように構成されている。
バッテリジャンプスタート装置１０は、バッテリコネクタ装置１００とコントローラアセンブリ２１０とをさらに備え、バッテリコネクタ装置１００とコントローラアセンブリ２１０との両方が、ケーシング１２内に配置されている。コントローラアセンブリ２１０は、回路基板２１２を備え、回路基板２１２は、他の回路基板２１４に隣接して配置されている。
バッテリアセンブリ１１０（図１２）の正極端子は、正極電源線２１６を介して回路基板２１２に接続されている。例えば、正極電源線２１６は、正極導体バー１１４（図５）に接続されている。バッテリアセンブリ１１０の負極端子は、負極電源線２１８を介して回路基板２１４に接続されている。
リレー回路基板１３６は、コネクタ２２２を有するワイヤセット２２０を備える。コネクタ２２２は、バッテリジャンプスタート装置１０の組み立てのときに、コントローラアセンブリ２１０の回路基板２１２上に配置されるリレー基板コネクタ２２４と接続するように構成されている。
バッテリアセンブリ１１０は、コネクタ２２８を有するワイヤセット２２６をさらに備える。コネクタ２２８は、コントローラアセンブリ２２０の回路基板２１２上に配置されたバッテリセル充電／監視コネクタ２３０と接続するように構成されている。
バッテリアセンブリ１１０は、ワイヤセット２３２を有するバッテリ温度センサを備え、ワイヤセット２３２はコネクタ２３４を有する。コネクタ２３４は、コントローラアセンブリ２２０の回路基板２１２上に配置された温度センサコネクタ２３６と接続するように構成されている。
回路基板２１２は、図１１に示すように、充電電力抵抗器２４０と、出力リレー２４２とを備える。
さらに、下側ケーシング部１２ａは、回路基板２１４に接続されたワイヤセット２４６を有するメインユーザ出力コネクタ２４４と、回路基板２１４に接続されたワイヤセット２５０を有するメインユーザ入力コネクタ２４８とを備える。
バッテリアセンブリ１１０は、図１１に示すように、バッテリジャンプスタート装置１０と接続されている。バッテリコネクタ装置１１０は、組み立てられたとき、バッテリジャンプスタート装置１０のケーシング１２内に設置されている。
（導電率の改良）
改良導電率バッテリコネクタ装置４００は、図１３から図２５に示されている。改良導電率バッテリコネクタ装置４００は、図５から図１０に示されたバッテリコネクタ装置１００と比較して大幅に増加した導電率を提供する。
バッテリ４１２からクランプへと伝導される電力量は、以下のように改良され得る。
１）ワイヤゲージを大きくする
例えば、４ＡＷＧ（米国ワイヤゲージ規格）の正極ケーブル１８及び負極ケーブル２２（図９）を、２ＡＷＧ正極ケーブル３１８及び負極ケーブル３２２（図１３及び図１５）に変更する。
２）負極ケーブル接続部の導電率を高める
例えば、リレーへの負極ケーブル端部３２２ａ（図１５）が、リレー４２２のコネクタピン４２２ｃに幅広くまたがって延びる。
３）正極ケーブル接続部の導電率を高める
例えば、正極ケーブル３１８が正極バッテリタブ４１４に巻かれ、互いに完全にはんだ付けされるように正極バッテリタブ４１４を伸ばす。
４）ダイオード接続部の導電率を高める
例えば、ダイオード接続部１５０（図５）をダイオード接続部４５０（図２３）に置き換える。
５）抵抗器／ダイオードプリント回路基板（ＰＣＢ）を再設計する
例えば、ダイオードプリント回路基板（ＰＣＢ）１５２をダイオードプリント回路基板（ＰＣＢ）４５２（図２３）に置き換える。
６）抵抗器を再接続する
例えば、再び接続されるダイオードプリント回路基板（ＰＣＢ）１５２（図１０）上に配置された抵抗器Ｒ１３４Ａ及びＢ、１３５Ａ及びＢを再接続する。
これらの導電率を増加する特徴ないし配置のそれぞれの詳細な説明を以下に述べる。
１）ワイヤゲージを大きくする
正極ケーブル１８及び負極ケーブル２２（図９）のゲージは、例えば、４ＡＷＧ（米国ワイヤゲージ規格）ケーブルから、正極ケーブル３１８及び負極ケーブル３２２（図１３及び図１５）の２ＡＷＧケーブルへと増加されてもよい。４ＡＷＧケーブルと２ＡＷＧケーブルの比較仕様は、以下の通りである。
Figure 0007217252000001
２ＡＷＧケーブルは、４ＡＷＧケーブルと比較して、導電率（すなわち許容電流）の大幅な増加（すなわち約３６％）を提供する。
２）負極ケーブル接続部の導電率を増加する
負極ケーブル３２２（図１５）は、バッテリ４１２と負極ケーブル３２２との間の導電率（すなわち許容電流）を増加する方法で、バッテリ４１２（図１３）に接続されてもよい。例えば、負極ケーブル端部３２２ａは、リレー４２２のコネクタ突起４４２ｃ（図１５）に直接接続（例えば、はんだ付け）されてもよい。具体的には、負極ケーブル端部３２２ａは、図１４及び図１５に示すように、スマートスイッチバッテリインターフェイス４３４の全てのリレー３４２に渡って延在して、それらに直接接続されてもよい。
さらに、負極ケーブル端部３２２ａは、回路基板導体バー４４０の導体環４４１に接続されてもよい。
負極ケーブル３２２は、例えば、内側電線導体３２２ｂを有する撚線であってもよい。内側電線導体３２２ｂは、外側電気絶縁シース３２２ｃ内に配置された、撚られていない又は撚られたワイヤ束３２２ｄから構成される。負極ケーブル３２２の電気絶縁シース３２２ｃは、負極ケーブル端部３２２ａから取り除かれて、負極ケーブル端部３２２ａにおいて内側電導体３２２ｂを露出してもよい。
電導体３２２ｂの露出ワイヤ束３２２ｄは、リレー４２２の露出コネクタピン４４２ｃの端部に押し付けられ、ワイヤ３２２ｄの撚り糸が隣接するコネクタピン４４２ｃの間に捕捉される。露出ワイヤ束３３２ｄは、導体バー４４０（例えば、銅からなる）に接触されてもよい。はんだ４２３は、このアセンブリに塗布され、はんだが露出ワイヤ束４２２ｄとコネクタピン４４２ｃと導体バー４４０との間を流れ、負極ケーブル３２２と、バッテリ４１２に接続されたスマートスイッチバッテリインターフェイス４３４との間の電気的な接続が完成する
露出ワイヤ束３２２ｄの長さは、露出ワイヤ束３２２ｄがひとつひとつのリレー４２２のコネクタピン４２２ｃの各組と直接接続し、負極ケーブル３２２とバッテリ４１２との間の最大電気導電率（すなわち最大許容電流）を提供するように、選択される。
３）正極ケーブル接続の導電率を増加する
正極ケーブル３１８は、バッテリ４１２と正極ケーブル３１８との間の導電率（すなわち、許容電流）を増加する方法で、バッテリ４１２に接続されてもよい。例えば、正極ケーブル３１８は、正極バッテリタブ４１４に巻かれて、完全に互いにはんだ付けされてもよい。正極ケーブル３１８とバッテリ４１２との間の接続は、図１６から図２２に示される。
正極ケーブル３１８は、例えば、内側電線導体３１８ｂを有する撚線であってもよい。内側電線導体３１８ｂは、外側電気絶縁シース３１８ｃ内に配置された、撚られていないないしは撚られたワイヤ束３１８ｄから構成される。正極ケーブル３１８の電気絶縁シース３１８ｃは、正極ケーブル端部３１８ａから取り除かれて、正極ケーブル端部３１８ａにおいて内側電導体３１８ｂを露出してもよい。
バッテリ４１２は、正極バッテリタブ４１４を備える。正極バッテリタブ４１４は、バッテリ４１２の正極バッテリタブ４１４に接続された金属板（例えば銅板）である。
内側電導体３１８ｂの露出ワイヤ束３１８ｄは、スズを用いてはんだ付けされて、その後正極バッテリタブ３１２ａ内に巻かれてもよい。はんだ４１５（図２１）は、露出ワイヤ束３１８ｄと正極バッテリタブ３１２ａとに塗布されている。
露出ワイヤ束３１８ｄの長さは、露出ワイヤ束３１８ｄが正極バッテリタブ４１４の全幅と直接接続し、バッテリ３１２と正極ケーブル３１８との間の最大電気導電率（すなわち最大許容電流）を提供するように、選択される。
４）ダイオード接続部の導電率を高める
正極ケーブル３１８は、図２３から図２５に示すように、正極ケーブル３１８に沿った導電率を高めるように構成されたダイオード接続部４５０を備えてもよい。
ダイオード接続部４５０は、正極ケーブル部分３１８ｅ及び３１８ｆ（図２５）との間に接続された複数のダイオード４５４を備える。
例えば、ダイオード接続部４５０は、６つのバックチャージ型ダイオード（例えば、ショットキーバリアダイオード）を備える。
ダイオード４５４は、正極ケーブル部分３１８ｅ及び３１８ｆの間にはんだ付けされている。具体的には、ダイオード導体タブ４５４ａは、正極ケーブル部分３１８ｅにはんだ付けされ、ダイオード導体突起４５４ｂは、正極ケーブル部分３１８ｆにはんだ付けされる。より具体的には、ダイオード３５４のダイオード導体突起４５４ｂは、ダイオード回路基板４５２を通じて、ワイヤ束３１８ｄに及び、その後適切な位置ではんだ付けされて、ダイオード接続部４５０の組み立てを完了する。
ダイオード接続部４５０は、その後、例えば収縮包装絶縁体４５５（図２５）を用いて、絶縁される。収縮包装絶縁体４５５は、ダイオード接続部４５０の周囲に取り付けられ、その後、熱を加えることで（例えば、熱線銃を用いて）収縮する。
抵抗器／ダイオードプリント回路基板（ＰＣＢ）を再設計する
例えば、抵抗器／ダイオードＰＣＢを再設計して、抵抗器／ダイオードＰＣＢから延びるダイオードを排除する。
抵抗器を再接続する
例えば、再度接続される抵抗器／ダイオードＰＣＢ上の抵抗器Ｒ１３４Ａ及びＢ、１３５Ａ及びＢを再接続する。
（試験１）
図５に示されるバッテリコネクタ装置１００は、１２５０Ａの負荷試験に付された。結果を図２６に示す。また、以下の通りである。
Figure 0007217252000002
（試験２）
図１３に示されるバッテリコネクタ装置４００は、１２５０Ａの負荷試験に付された。結果を図２７に示す。また、以下の通りである。
Figure 0007217252000003
これは、試験１の結果と比較して、最大出力で約２０パーセント（２０％）の大幅な増加という結果になった。
他の改良伝導率バッテリ導体装置５００は、図２８から図３６に示される。
改良伝導率バッテリコネクタ装置５００は、図５から図１０に示されるバッテリコネクタ装置１００と比較して、大幅に増加した導電率を提供する。
バッテリ導体装置５００は、バッテリアセンブリ４１０を備え、バッテリアセンブリ４１０は、正極ケーブル５１８及び負極端子導体板５３０に接続されたバッテリ５１２を含む。正極ワイヤ５１９は、バッテリ５３０の正極タブないし正極ケーブル５１８と直接的又は間接的に接続され、負極ワイヤ５２３は、負極タブないし負極端子導体板５３０に直接的又は間接的に接続される。バッテリ導体装置５００は、バッテリ５１２に接続されるか、バッテリ５１２の動作に関連するワイヤ束５７０を更に含んでいてもよい（例えば、バッテリ温度センサ、電力供給など）。
バッテリ５１２は、単一のバッテリセル５１２ｃ（図２９）、又は端と端を直列に接続された複数のバッテリセル５１２Ｃを備えていてもよい。図２９では、３つの別々のバッテリセル５１２ｃが示されている。
バッテリセル５１２ｃは、各バッテリセル５１２ｃの対向する端部に配置された正極及び負極タブ５１２ｄをそれぞれ有する。バッテリセル５１２ｃは、正極及び負極タブ５１２ｄをそれぞれ直列に共に溶接（例えば、超音波溶着及び／又は熱溶着）及び／又ははんだ付けすることで、共に接続されている。
例えば、タブ５１２ｄは、互いに重なるように配置されている（例えば、縁部が対向するタブ５１２ｄに重なるか、又は縁部と縁部）
タブ５１２ｄは、各バッテリセル５１２ｃの本体及び両端から外側に延在する金属板（例えば、比較的薄い金属片）である。図２９に示すように、タブ５１２ｄは、各バッテリセル５１２ｃの幅の両端に沿って延在する。タブ５１２ｄは、それぞれ、中央に位置し、各バッテリセル５１２ｃの両端部のそれぞれの幅の大部分に延在する。
図２９及び図３０に示すように、セパレートタブ５１２ｅは、バッテリセル５１２ｃの右側に追加されるか接続されて、タブ５１２ｄの長さを伸ばす。セパレートタブ５１２ｅは、タブ５１２ｄと同一の幅を有するものとしてしめされているが、この幅は異なってもよい。セパレートタブ５１２ｅをタブ５１２ｄに組み付けるために、例えば、セパレートタブ５１２ｅは、タブ５１２ｄ上に重なるように配置され、その後溶着（例えば超音波溶着及び／又は熱溶着）及び／又ははんだ付けされる。正極ケーブル５１８の露出端部は、図３１及び図３３に示すように、その後、セパレートタブの内側に巻き上げられる。例えば、最初は平坦なセパレートタブ５１２ｅは、正極ケーブル５１８の露出端部に巻き付き、その後、溶着（例えば、超音波溶着及び／又は熱溶着）及び／又ははんだ付けによって、露出端部に接続される。例えば、はんだの層は、セパレートタブ５１２ｅの一方側又は両側に塗布され、そして、セパレートタブ５１２ｅを正極ワイヤ５１８の露出端部の周りに巻き付けた後、アセンブリは、加熱されて、層状のはんだは溶かされ、アセンブリは全体としてはんだ付けされる、
図３１に示すように、一度共に接続された３つのバッテリセル５１２ｃは、その後、図３２に示す層状のバッテリセル構成に互いに折り畳まれる。層状のバッテリセル構成は、包装されてもよいし（例えば、３つのバッテリセルは、ともにテープでくくられるか、収縮包装される）、又は、図３３に示すように、バッテリカバーないしケーシングの内部に配置される。
図３４に示すように、負極タブ５１２ｄは、負極端子導体板５３０に取り付けられてもよい。例えば、負極タブ５１２ｄは、部分的に又は全体的に（図視するように）負極端子導体板５３０の周りに巻き付けられてもよい。負極タブ５１２ｄは、負極タブ５１２ｄの負極端子導体板５３０への溶着及び／又ははんだ付けを容易にするために、複数の部品穴５１２ｆを備えてもよい。例えば、部品穴５１２ｆは、図３４に示すように、格子状に配置された複数の正方形状の部品穴であってもよい。負極ワイヤ５２３は、負極タブ５１２ｄに接続（例えば、はんだ付け）されて示されている。
セパレートタブ５１２ｅ（図２９参照）は、負極タブ５１２ｄに接続されて、負極タブ５１２ｄを伸ばしてもよく、伸ばされた負極タブは、１回以上（例えば、２、３、４又はそれ以上）負極端子導体板５３０を包み込むか巻き付く。この方法で、負極タブ５１２ｄと負極端子導体板５３０との間の電気的な接続は強化される。このセパレートタブ５１２ｅは、一方側ないし両側にはんだの層を備えていてよく、セパレートタブ５１２ｅが負極端子導体板５３０を包み込むか巻き付いた後に、アセンブリは、加熱されて、セパレートタブ５１２ｅを負極端子導体板５３０上にはんだ付けする。
正極ケーブル５１８（図２８）の露出端部を包むか巻き付く準備ができている接続されたセパレート正極タブ５１２ｄを有するバッテリ導体装置５００の完成したアセンブリは、図３５に示されている。図３５に示されているワイヤ束５７０は、バッテリ５１２内に埋設された温度センサ（例えば、バッテリタブの近傍、又はバッテリセルの間に配置された温度センサ）用のワイヤ５７２を含む。ワイヤ５７２ａ，５７２ｂを有する温度センサ５７４は、図３６に示されている。
バッテリ導体装置５００は、図３７に示すように、一列に接続されたダイオードコネクタ５５０を備えてもよく、正極ケーブル５１８に接合されてもよい。
バッテリ導体装置５００は、ダイオード回路基板５５２を備え、ダイオード回路基板５５２は、ダイオード回路基板５５２上に組み付けられた複数のダイオード４５４を備える。ダイオード４５４は、正極ケーブル５１８の露出端部に接続（例えば、はんだ付け）されたダイオード導体タブ４５４ａをそれぞれ備える。ダイオード４５４の突起は、ダイオード回路基板５５２の部品穴に延在し、導電性トレースと正極ケーブル５１８の露出端部との両方に、抵抗器５７６と共にはんだ付けされ、アセンブリは完成する。

Claims (20)

  1. 車両ジャンプスタータにおいて使用されるバッテリ装置であって、
    リチウムイオン充電式バッテリであって、前記リチウムイオン充電式バッテリの両端から外側に延びた正極バッテリ端子タブ及び負極バッテリ端子タブを有し、前記リチウムイオン充電式バッテリは、端から端まで電気的に直列な配置で互いに接続された複数のバッテリセルを備え、前記複数のバッテリセルの各々は、正極バッテリセルタブと負極バッテリセルタブとを有し、前記リチウムイオン充電式バッテリの前記正極バッテリ端子タブは、前記複数のバッテリセルのうちの１つのバッテリセルの前記正極バッテリセルタブであり、前記複数のバッテリセルのうちの前記１つのバッテリセルの前記正極バッテリセルタブは、長さが延ばされている、前記リチウムイオン充電式バッテリと、
    前記リチウムイオン充電式バッテリの前記正極バッテリ端子タブに電気的に接続された前記車両ジャンプスタータの正極バッテリケーブルであって、前記リチウムイオン充電式バッテリの前記正極バッテリ端子タブは、前記正極バッテリケーブルの露出端部を少なくとも部分的に覆うか又は巻き付けられている、前記正極バッテリケーブルと、
    使い切った又は放電されたバッテリのブースト又は充電作業中に前記リチウムイオン充電式バッテリの前記負極バッテリ端子タブに接続可能な又は接続された負極バッテリケーブルと
    を備える、バッテリ装置。
  2. 前記複数のバッテリセルのうちの前記１つのバッテリセルの前記正極バッテリセルタブは、セパレートタブを前記複数のバッテリセルのうちの前記１つのバッテリセルの前記正極バッテリセルタブに電気的に接続することで、長さが延ばされている、請求項１に記載のバッテリ装置。
  3. 前記セパレートタブは、前記正極バッテリケーブルの前記露出端部を全体的に覆うか又は巻き付けられている、請求項２に記載のバッテリ装置。
  4. 前記リチウムイオン充電式バッテリの前記負極バッテリ端子タブは、前記使い切った又は放電されたバッテリのブースト又は充電作業中に前記負極バッテリケーブルに接続可能な又は接続された負極端子導体バーの少なくとも一部を、少なくとも部分的に覆うか又は巻き付けられている、請求項２に記載のバッテリ装置。
  5. セパレートタブは、前記複数のバッテリセルの１つのバッテリセルの前記負極バッテリセルタブに電気的に接続されて、前記複数のバッテリセルの前記負極バッテリセルタブの長さを延ばしており、前記リチウムイオン充電式バッテリの前記負極バッテリ端子タブは、前記複数のバッテリセルのうちの１つのバッテリセルの負極バッテリセルタブであり、前記複数のバッテリセルのうちの１つのバッテリセルの負極バッテリセルタブは、長さが延ばされており、前記負極バッテリ端子タブは、前記負極端子導体バーの少なくとも一部を少なくとも部分的に覆うか又は巻き付けられている、請求項４に記載のバッテリ装置。
  6. 前記複数のバッテリセルのうちの前記１つのバッテリセルの前記正極バッテリセルタブは、延ばされており、前記正極バッテリケーブルの前記露出端部が、前記複数のバッテリセルのうちの前記１つのバッテリセルの延ばされた前記正極バッテリセルタブ内に巻き上げられている、請求項１に記載のバッテリ装置。
  7. 前記リチウムイオン充電式バッテリの前記正極バッテリ端子タブは、前記正極バッテリケーブルの前記露出端部の外表面を、少なくとも部分的に覆うか又は巻き付けられている、請求項１に記載のバッテリ装置。
  8. 前記リチウムイオン充電式バッテリの前記正極バッテリ端子タブは、前記正極バッテリケーブルの前記露出端部を全体的に覆うか又は巻き付けられている、請求項７に記載のバッテリ装置。
  9. 前記負極バッテリ端子タブは、前記負極端子導体バーの少なくとも一部を、全体的に覆うか又は巻き付けられている、請求項４に記載のバッテリ装置。
  10. 前記複数のバッテリセルのうちの前記１つのバッテリセルの前記正極バッテリセルタブの前記セパレートタブは、前記正極バッテリケーブルの前記露出端部にはんだ付けされている、請求項３に記載のバッテリ装置。
  11. 前記負極バッテリ端子タブは、前記負極端子導体バーにはんだ付けされている、請求項４に記載のバッテリ装置。
  12. 前記正極バッテリケーブルは、前記リチウムイオン充電式バッテリの長さに対して横方向に向いている、請求項１に記載のバッテリ装置。
  13. 前記正極バッテリケーブルの前記露出端部は、前記リチウムイオン充電式バッテリの幅に沿って延びている、請求項１２に記載のバッテリ装置。
  14. 前記負極端子導体バーは、前記リチウムイオン充電式バッテリの長さに対して横方向に向いている、請求項４に記載のバッテリ装置。
  15. 前記負極端子導体バーの少なくとも一部は、前記リチウムイオン充電式バッテリの幅に沿って延びている、請求項１４に記載のバッテリ装置。
  16. 前記リチウムイオン充電式バッテリは、矩形であり、
    前記正極バッテリ端子タブと前記負極バッテリ端子タブとは、前記リチウムイオン充電式バッテリから外側に向かって前記リチウムイオン充電式バッテリの幅に沿って延びている前記少なくとも１つのバッテリセルの両端にそれぞれ配置されている、請求項１に記載のバッテリ装置。
  17. バッテリカバーを更に備え、
    前記複数のバッテリセルは、前記バッテリカバー内に配置されている、請求項４に記載のバッテリ装置。
  18. 前記正極バッテリ端子タブは、前記バッテリカバーを通して延びており、前記バッテリカバーの外側において前記正極バッテリケーブルの前記露出端部に接続されており、
    前記負極バッテリ端子タブは、前記バッテリカバーの内側に配置された負極端子導体バーの少なくともに接続されており、
    前記負極端子導体バーの一部は、前記車両ジャンプスタータの前記負極バッテリケーブルへの接続のために、前記バッテリカバーを通して延びている、請求項１７に記載のバッテリ装置。
  19. 前記リチウムイオン充電式バッテリは、リチウムイオンバッテリパックである、請求項１に記載のバッテリ装置。
  20. 前記リチウムイオン充電式バッテリの前記正極バッテリ端子タブは、前記正極バッテリケーブルの前記露出端部の外表面に接触して少なくとも部分的に覆うか巻き付けられている、請求項１８に記載のバッテリ装置。
JP2020167183A 2016-02-11 2020-10-01 バッテリジャンプスタート装置用バッテリコネクタ装置 Active JP7217252B2 (ja)

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