JP7295096B2 - 電池パック - Google Patents
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Description
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
電池パック100は、図1~図3に示すように四角筒状の箱形に形成している。図の外装ケース9は、ケース本体9Aと蓋部9Bに二分割されている。外装ケース9は、電池パック100で電力を供給する携帯機器と接続するためのコネクタ19を外部に引き出している。外装ケース9は、絶縁性と断熱性に優れた材質、例えば、ポリカーボネート等の樹脂製とする。
また、外装ケース9内には、図3に示すように、電池ブロック10の間に絶縁プレート11を配置している。絶縁プレート11は、外装ケース9の長手方向に並べて配置している電池ブロック10の間に配置される。この絶縁プレート11は、絶縁性と断熱性に優れた材質、例えば、マイカプレートなどの無機プレートを使用する。
電池ブロック10は、プラスチック製のホルダー2に4本の電池セル1を定位置に配置して、電池セル1をリード板3で直列に接続している。図6と図7に示す電池ブロック10は、リード板3で各々の電池セル1を直列に接続して出力電圧を高くしているが、電池ブロック10は、リード板3で電池セル1を並列に接続することもでき、また直列と並列に接続することもできる。回路基板4には複数の電池ブロック10を連結しているが、各々の電池ブロック10は、同じ外形の電池セル1、たとえば同じ寸法の円筒形電池を同一形状のホルダー2で定位置に配置して、同一形状のリード板3で電池セル1を接続して共通化できる。全ての部品を共通化している電池ブロック10は、とくに安価に多量生産できる。
図6と図7のホルダー2は、複数の電池セル1を、両端の端子面を同一平面に配置して平行姿勢に配置している。ホルダー2は、複数の電池セル1を多段多列に配置している。図のホルダー2は、4個の電池セル1を定位置に配置する保持筒22のある形状にプラスチックを成形している。このホルダー2は、4組の保持筒22を平行姿勢で2列2段に連結する形状であって、保持筒22の内側を電池セル1外形にほぼ等しくして保持部21としている。
電池ブロック10の電池セル1は、リード板3で電気的に直列に接続される。リード板3は導電性に優れた金属板を折曲して構成される。リード板3は、電池セル1の端面に設けた電極に溶接して固定される。図8は、ひとつの電池ブロック10において、リード板3が電池セル1を接続する状態を示している。この図は、リード板3の接続状態を分かりやすくするために、リード板3を電池セル1から分離した状態であって、ホルダー2を取り除いた図を示している。この図はひとつの電池ブロック10を示すが、回路基板4に連結される各々の電池ブロック10は、同じ形状のリード板3で電池セル1を同じ状態に接続している。
回路基板4は、複数の電池ブロック10を連結して、各々の電池ブロック10を電気接続し、さらに物理的に連結する。図3の分解斜視図に示す電池パック100は、回路基板4を貫通する止ネジ18で回路基板4を2組の電池ブロック10にネジ止めして、さらに強固に複数の電池ブロック10を連結している。電池ブロック10は、止ネジ18をねじ込む固定ボス28をホルダー2の固定面2Xに設けている。各々の電池ブロック10の出力端子5xは、回路基板4を介して接続され、さらにコネクタ19に接続される。回路基板4は、表面に銅箔などの導電層(図示せず)を設けている。導電層は、出力端子5xの接続部41を電気接続して電池ブロック10を直列に接続し、また、出力端子5xをコネクタ19のリード線16に接続する。さらに、導電層は、電圧検出端子5yの接続部41を回路基板4の保護回路に接続する。回路基板4は電池セル1を充放電する保護回路を実装し、各々の電池セル1を保護回路に接続する。保護回路は、各々の電池セル1の電圧や電流を検出して、充放電する電流をコントロールして電池を保護しながら充放電する。
(1)第1のホルダー2Aと第2のホルダー2Bの定位置に電池セル1と非溶融プレート13を配置して連結する。第1のホルダー2Aと第2のホルダー2Bは、各保持部21に電池セル1を挿入し、区画壁23の各挿入隙間25に非溶融プレート13に挿入した状態で連結される。第1のホルダー2Aと第2のホルダー2Bは係止構造により連結され、また、内蔵される電池セル1と非溶融プレート13を介して定位置に連結される。
(2)ホルダー2の両端面から表出する電池セル1の端面電極にリード板3を接続して、ホルダー2に収納された全ての電池セル1を直列に接続する。リード板3は、電池セル1の端面電極に、溶接により電気接続されて固定される。
以上の工程で電池ブロック10が製造される。
(4)2組の電池ブロック10に回路基板4を連結する。図3~図6に示すホルダー2は、上面に嵌合凸部29を備えており、この嵌合凸部29を回路基板4の外周縁に設けた嵌合凹部43に案内して回路基板4を定位置に配置する。さらに、図に示すホルダー2は、上面から突出する係止フック30を回路基板4に係止して、係止構造で定位置に連結される。さらに、回路基板4は、これを貫通する止ネジ18がホルダー2の上面に設けた固定ボス28にねじ込まれてホルダー2に固定される。
(5)電池ブロック10に連結された回路基板4に、リード板3から引き出された端子部5を電気接続する。端子部5は、電池ブロック10の上面であるホルダー2の固定面2Xから突出する状態で配置されており、回路基板4に設けた貫通穴42に挿入されて定位置に配置されると共に、ハンダ付けにより接続部41に電気接続されて、かつ回路基板4に物理的に連結される。
以上の状態で、図6に示すように、2個の電池ブロック10に回路基板4が連結された電池のコアパック20が製造される。
1…電池セル
2…ホルダー
2A…第1のホルダー
2B…第2のホルダー
2X…固定面
3…リード板
3A…第1のリード板
3B…第2のリード板
3C…第3のリード板
3D…第4のリード板
3E…第5のリード板
3a…溶接部
4…回路基板
5…端子部
5x…出力端子
5y…電圧検出端子
9…外装ケース
9A…ケース本体
9a…開口窓
9B…蓋部
10…電池ブロック
11…絶縁プレート
13…非溶融プレート
16…リード線
17…閉塞蓋
18…止ネジ
19…コネクタ
20…コアパック
21…保持部
22…保持筒
23…区画壁
25…挿入隙間
28…固定ボス
29…嵌合凸部
30…係止フック
31…載せリブ
40…接続部ユニット
41…接続部
42…貫通穴
43…嵌合凹部
Claims (11)
- 複数の電池セルをホルダーで定位置に配置して、前記電池セルをリード板で接続してなる複数の電池ブロックと、
前記電池ブロックを固定してなる回路基板と、
を備える電池パックであって、
各々の前記電池ブロックは、前記回路基板に接続される端子部を同一位置に配置しており、
前記回路基板は、各々の前記電池ブロックの前記端子部に接続される接続部を有し、
各々の前記電池ブロックの前記端子部が前記回路基板の前記接続部に連結されて、各々の前記電池ブロックが前記回路基板を介して直列又は並列に接続されると共に、各々の前記電池ブロックが前記回路基板を介して連結されており、
前記端子部は、前記リード板に設けられると共に、前記電池ブロックの出力端子と、前記電池セルの電圧を検出する電圧検出端子を含み、
前記リード板は、
金属板を折曲して構成され、所定の前記電池セルの電極に溶接される溶接部と前記出力端子である前記端子部とを有するリード板と、
金属板を折曲して構成され、所定の前記電池セルの電極に溶接される溶接部と前記電圧検出端子である前記端子部とを有するリード板とを含み、
前記電池ブロックは、前記ホルダーの両側に前記端子部を有し、折曲された前記リード板を介して前記ホルダーの一方の片側に前記出力端子である前記端子部を配置し、折曲された前記リード板を介して他方の片側に前記電圧検出端子である前記端子部を配置しており、
前記回路基板の片側に前記出力端子である前記端子部を連結し、前記回路基板の他の片側に前記電圧検出端子である前記端子部を連結してなることを特徴とする電池パック。 - 前記回路基板に連結してなる各々の前記電池ブロックが、同じ外形の前記電池セルが同一形状の前記ホルダーで定位置に配置され、かつ同一形状の前記リード板で前記電池セルを接続してなることを特徴とする請求項1に記載する電池パック。
- 前記電池ブロックの前記端子部がハンダ付けして前記回路基板の前記接続部に連結されてなることを特徴とする請求項1または2に記載する電池パック。
- 前記ホルダーが、両端の端子面を同一平面に配置して複数の電池セルを平行姿勢に配置しており、
前記回路基板が、前記電池セルの長手方向に細長い方形状であって、複数の前記電池ブロックが前記回路基板の長手方向に並べて配置されてなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載する電池パック。 - 前記電池ブロックが、前記電池セルを前記回路基板の長手方向に配置してなることを特徴とする請求項4に記載される電池パック。
- 前記電池ブロックが、前記回路基板に対向する固定面から突出する前記端子部を有し、
前記回路基板の接続部には、前記端子部を挿入する貫通穴が設けられ、
前記端子部が前記貫通穴に挿入されて前記接続部に連結されてなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載する電池パック。 - 前記貫通穴が、前記回路基板の長手方向に開口されたスリット孔であることを特徴とする請求項6に記載する電池パック。
- 前記電池ブロックが、折曲された前記リード板を前記ホルダーの表面に沿って配置して、前記リード板の端部に設けた前記出力端子である前記端子部と前記電圧検出端子である前記端子部とを前記ホルダーの定位置に配置して、前記電池ブロックの前記固定面から突出させてなることを特徴とする請求項6または7に記載する電池パック。
- 前記ホルダーが前記回路基板の係止フックを一体的に成形して設けており、
前記端子部が前記回路基板に設けてなる前記貫通穴に挿入される状態で、
前記係止フックが前記回路基板を係止して定位置に配置してなることを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載する電池パック。 - 各々の前記電池ブロックが、前記端子部として、正負の前記出力端子と少なくとの1つの前記電圧検出端子とを備えることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載する電池パック。
- 前記ホルダーが、前記回路基板と対向する固定面に嵌合凸部を有し、
前記回路基板が前記嵌合凸部を案内する嵌合凹部を有し、
前記嵌合凸部が前記嵌合凹部に案内されて、前記電池ブロックが前記回路基板の定位置に連結されてなることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載する電池パック。
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