(57)【要約】【課題】極めて簡単な構造で安価に多量生産しながら、電池ケースに収納している電池ブロックの電池の温度差を少なくする。複数の電池ブロック間の熱のこもりを自然対流によって効果的に解消する。多数の電池を正確な位置に配置しながら電池の温度差を少なくする。【解決手段】バッテリパックは、充電できる複数の電池１を電池ホルダー２で定位置に配置してなる電池ブロック１０を電池ケース３に収納している。バッテリパックは、電池ケース３に複数の電池ブロック１０を所定の間隔で収納すると共に、隣接する電池ブロック１０の間に、内部を中空状として中空部３３を電池ケース３の表面に開口してなる中空区画壁３２を設けており、この中空区画壁３２に、電池ブロック１０を熱結合状態に配置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電できる複数の電池(1)を電池ホルダー(2)で定位置に配置してなる電池ブロック(10)を電池ケース(3)に収納してなるバッテリパックであって、
前記電池ケース(3)に複数の電池ブロック(10)が所定の間隔で収納されると共に、隣接する電池ブロック(10)の間に、内部を中空状として中空部(33)を電池ケース(3)の表面に開口してなる中空区画壁(32)を設けており、この中空区画壁(32)に、前記電池ブロック(10)を熱結合状態に配置してなることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
前記電池ケース(3)に、前記電池ブロック(10)を電池ケース(3)に熱結合するポッティング樹脂(7)が充填されてなる請求項１に記載されるバッテリパック。
【請求項３】
前記電池ケース(3)に複数の電池ブロック(10)が平行な姿勢で収納され、隣接する電池ブロック(10)の間に中空区画壁(32)を設けてなる請求項１に記載されるバッテリパック。
【請求項４】
前記中空区画壁(32)が、前記電池ケース(3)の底面に連結して設けられてなる請求項１に記載されるバッテリパック。
【請求項５】
複数の電池ブロック(10)を連結する連結プレート(40)を備えており、前記電池ケース(3)に収納してなる電池ブロック(10)が連結プレート(40)で連結されると共に、この連結プレート(40)が前記中空区画壁(32)に嵌合構造に連結されて、電池ケース(3)の定位置に配置されてなる請求項１に記載されるバッテリパック。
【請求項６】
前記電池ブロック(10)が回路基板(5)を備えており、この回路基板(5)が前記連結プレート(40)との間に配設されてなる請求項５に記載されるバッテリパック。
【請求項７】
前記電池ホルダー(2)が、２分割された一対のホルダーユニット(2A)からなり、各々の電池(1)はその端部を分離された別々のホルダーユニット(2A)の挿入部(21)に挿入して定位置に配置され、
さらに、一対のホルダーユニット(2A)は、相対的な連結位置を特定する隙間連結具(23)を備えており、この隙間連結具(23)が、一対のホルダーユニット(2A)を、その対向面にポッティング樹脂(7)を通過させる流入隙間(24)を設けて連結する構造としており、
この隙間連結具(23)を介して一対のホルダーユニット(2A)が流入隙間(24)を設けて連結され、前記電池ケース(3)に充填されるポッティング樹脂(7)を流入隙間(24)から各々のホルダーユニット(2A)の挿入部(21)に流入するようにしてなる請求項２に記載されるバッテリパック。
【請求項８】
前記隙間連結具(23)が、一対のホルダーユニット(2A)の対向面に突出して設けられた連結ボス(23X)で、一方の連結ボス(23X)が他方の連結ボス(23X)に挿入されて、一対のホルダーユニット(2A)が流入隙間(24)を設けて連結される請求項７に記載されるバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の電池を多段多列に配列してなるバッテリパックに関し、とくに電動バイク等の電動車両に搭載している走行モータに大きな電力を供給する電源として最適なバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動バイクなどの大出力な用途に使用されるバッテリパックは、多数の電池を多段多列に配列して、直列や並列に接続している。このバッテリパックは、複数の電池を直列に接続して出力電圧を高く、並列に接続して出力電流を大きくしている。大出力な用途に使用されるバッテリパックは、大電流で充放電されて電池の温度が上昇する。電池は温度で電気特性が変化する。したがって、多数の電池を内蔵するバッテリパックは、各々の電池に温度差ができると、温度差によって電気特性がアンバランスとなる。電池のアンバランスは、特定の電池の劣化を促進してバッテリパック全体の寿命を短くする。それは、電気特性のアンバランスによって残容量に差ができ、残容量の差によって特定の電池が過充電や過放電されやすくなるからである。電池は過充電や過放電によって劣化が促進されるので、特定の電池がこの状態になると電池が劣化してバッテリパック全体の寿命を短くする。とくに、多数の電池を内蔵するバッテリパックは、複数の電池をブロック状に連結して電池ブロックとして、複数の電池ブロックを電池ケースに収納している。この構造は、電池ブロックでの温度差が発生しやすく、とくに電池ケースの中心部に配置される電池ブロックの電池温度が高くなる欠点がある。
【０００３】
この欠点を解消するために、電池ブロックの間に冷却通路を設けているバッテリパックが開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のバッテリパックは、図１に示すように、２列に配置している電池９１の間に冷媒通路９３を設けている。２列の電池９１の間に冷媒通路９３を設けるために、図２に示す溝型の電池保持部材９２を多段に積層している。電池保持部材９２は、表面を絶縁している金属板で、内側に２列に電池９１を並べて収納できる幅と高さの溝形としている。さらに、電池保持部材９２は、両側の側壁の上端縁に、外側に突出する耳部９２Ａを設けて、この耳部９２Ａを連結して、２列の電池９１の間に冷媒通路９３を設けている。
【０００６】
このバッテリパックは、冷媒通路９３に冷媒を供給して、電池保持部材９２を介して電池９１を冷却できる。このため、複数の電池ブロックを電池ケースに収納して、電池ブロックの温度差を少なくできる。しかしながら、このバッテリパックは、構造が複雑で製造に手間がかかるので、製造コストが高くなる欠点がある。また、このバッテリパックは、冷媒通路を電池保持部材の耳部で上下に区画するので、冷媒通路に外気を自然対流させる構造では、全ての電池ブロックの温度差を少なくできない欠点がある。さらに、このバッテリパックは、電池保持部材の耳部を連結しながら積層して、電池を多段に配置するので、多数の電池を収納する構造にあっては、電池の相対位置がずれやすく、多数の電池を正確な位置に配置してケースに収納することが難しく、バッテリパックの外形寸法や形状の誤差が大きく、バッテリパックを高精度で組み立てながら電池の温度差を少なくするのが難しい欠点がある。
【０００７】
本発明は、以上のバッテリパック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、極めて簡単な構造で安価に多量生産しながら、電池ケースに収納している電池ブロックの電池の温度差を少なくできるバッテリパックを提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、複数の電池ブロック間の熱のこもりを自然対流によっても効果的に解消でき、さらに、多数の電池を正確な位置に配置でき、外形寸法や形状の誤差を少なくして、高精度に組み立てしながら電池の温度差を少なくできるバッテリ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】
【０００８】
本発明のバッテリパックは、充電できる複数の電池１を電池ホルダー２で定位置に配置してなる電池ブロック１０を電池ケース３に収納している。バッテリパックは、電池ケース３に複数の電池ブロック１０を所定の間隔で収納すると共に、隣接する電池ブロック１０の間に、内部を中空状として中空部３３を電池ケース３の表面に開口してなる中空区画壁３２を設けており、この中空区画壁３２に、電池ブロック１０を熱結合状態に配置している。
【０００９】
以上のバッテリパックは、極めて簡単な構造で安価に多量生産できると共に、電池ケースに収納している電池ブロックの電池の温度差を少なくできる特徴がある。また、複数の電池ブロック間の熱のこもりを空気あるいは冷媒の対流によっても効果的に解消して、多数の電池を正確な位置に配置でき、外形寸法や形状の誤差を少なくして、高精度に組み立てできる構造を実現しながら電池の温度差を少なくできる特徴がある。それは、以上のバッテリパックが複数の電池を電池ホルダーで定位置に配置している複数の電池ブロックを、隣接する電池ブロックの間に内部を中空状として中空部を電池ケースの表面に開口してなる中空区画壁で区画している電池ケースに入れて配置して、中空区画壁に電池ブロックを熱結合状態に配置しているからである。中空区画壁は、電池ブロックを定位置に配置しながら、各々の電池ブロックに熱結合されて各々の電池ブロックを効率よく冷却して、電池の温度差を少なくする。とくに、電池ケースの中心部に配置している電池の発熱も、電池ブロックに熱結合している中空区画壁から効率よく放熱されて温度上昇が防止される。
【００１０】
本発明のバッテリパックは、電池ブロック１０を電池ケース３に熱結合するポッティング樹脂７を電池ケース３に充填することができる。
以上のバッテリパックは、ポッティング樹脂を介して電池ブロックを理想的な状態で電池ケースに熱結合できる。とくに、ポッティング樹脂が電池ブロックを構成している各々の電池を中空区画壁のある電池ケースに熱結合して、電池の温度差をより少なくする特徴がある。
【００１１】
本発明のバッテリパックは、電池ケース３に複数の電池ブロック１０を平行な姿勢で収納して、隣接する電池ブロック１０の間に中空区画壁３２を設けることができる。
このバッテリパックは、多数の電池を高密度に集積しながら、電池の温度差を少なくできる。
【００１２】
本発明のバッテリパックは、中空区画壁３２を、電池ケース３の底面３１に連結して設けることができる。
このバッテリパックは、簡単かつ容易に、中空区画壁で区画された領域に電池ブロックを配置して、電池ブロックの電池を中空区画壁で効率よく放熱できる。
【００１３】
本発明のバッテリパックは、複数の電池ブロック１０を連結する連結プレート４０を備えて、電池ケース３に収納してなる電池ブロック１０を連結プレート４０で連結すると共に、この連結プレート４０を中空区画壁３２に嵌合構造で連結して、電池ケース３の定位置に配置することができる。
このバッテリパックは、連結プレートでもって複数の電池ブロックを一体構造に連結して電池ケースに収納できる。
【００１４】
本発明のバッテリパックは、各々の電池ブロック１０が回路基板５を備えて、この回路基板５を連結プレート４０との間に配設することができる。
このバッテリパックは、各々の電池ブロックに接続している回路基板を、連結プレートで保護しながら電池ケースに収納できる。
【００１５】
本発明のバッテリパックは、電池ホルダー２を、２分割された一対のホルダーユニット２Ａで構成し、各々の電池１の端部を、分離された別々のホルダーユニット２Ａの挿入部２１に挿入して定位置に配置することができる。さらに、バッテリパックは、一対のホルダーユニット２Ａが、相対的な連結位置を特定する隙間連結具２３を備えて、この隙間連結具２３が、一対のホルダーユニット２Ａを、その対向面にポッティング樹脂７を通過させる流入隙間２４を設けて連結する構造とすることができる。バッテリパックは、この隙間連結具２３を介して一対のホルダーユニット２Ａを、流入隙間２４を設けて連結し、電池ケース３に充填されるポッティング樹脂７を流入隙間２４から各々のホルダーユニット２Ａの挿入部２１に流入することができる。
このバッテリパックは、電池ホルダーと電池との間に隙間なく速やかにポッティング樹脂を充填して、電池と電池ケースとを理想的な状態に熱結合できる。また、ポッティング樹脂を速やかに電池ブロックと電池ケースとの間に隙間なく充填できる特徴もある。
【００１６】
本発明のバッテリパックは、隙間連結具２３を、一対のホルダーユニット２Ａの対向面に突出して設けた連結ボス２３Ｘとして、一方の連結ボス２３Ｘを他方の連結ボス２３Ｘに挿入して、一対のホルダーユニット２Ａに流入隙間２４を設けて連結することができる。
このバッテリパックは、一対のホルダーユニットを定位置に連結しながら、電池ホルダーと電池との間にスムーズにポッティング樹脂を充填して、電池と電池ケースとの熱結合状態を理想的な状態にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のバッテリパックの斜視図である。
【図２】図１に示すバッテリパックの電池保持部材の斜視図である。
【図３】本発明の一実施例にかかるバッテリパックの斜視図である。
【図４】図３に示すバッテリパックのＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３に示すバッテリパックのＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３に示すバッテリパックの分解斜視図である。
【図７】図６に示すバッテリパックの底面斜視図である。
【図８】図３に示すバッテリパックの電池ケースと電池ブロックと連結プレートの分解斜視図である。
【図９】電池ブロックの斜視図である。
【図１０】図９に示す電池ブロックの垂直縦断面図である。
【図１１】図９に示す電池ブロックの分解斜視図である。
【図１２】図１１に示す電池ブロックの電池ホルダーの分解斜視図である。
【図１３】図１０に示す電池ブロックのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】図１２に示す電池ホルダーのホルダーユニットを内側から見た正面図である。
【図１５】電池ケースの斜視図である。
【図１６】連結プレートの底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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バッテリパックを例示するものであって、本発明はバッテリパックを以下のものに特定しない。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明のバッテリパックは、主として電動バイクに装着されて、走行用のモーターに電力を供給する。とくに、本発明は、多数の電池を多段多列に配置して、出力を大きくしているので、電動車両のように大出力な用途に最適である。したがって、本発明のバッテリパックは、電動バイク、アシスト自転車、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の電動車両用の電源として最適である。以下、電動バイクに使用されるバッテリパックを実施例として詳述するが、本発明はバッテリパックの用途を電動バイクに特定するものではない。
【００２１】
図３ないし図８のバッテリパックは、複数の電池１を電池ホルダー２で多段多列に配置して電池ブロック１０とし、複数の電池ブロック１０を電池ケース３に収納している。図のバッテリパックは、３組の電池ブロック１０を３列に並べて平行な姿勢で電池ケース３に収納している。
【００２２】
電池ブロック１０は、図９ないし図１３に示すように、充電できる複数の電池１と、各々の電池１を平行な姿勢で多段多列に配置している電池ホルダー２とを備える。さらに、図に示す電池ブロック１０は、電池１にリード板４を介して接続している回路基板５を備え、この回路基板５を電池ホルダー２の定位置に配置している。
【００２３】
電池１は充電できる二次電池で、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とすることもできる。さらに、図のバッテリパックは、電池１を円筒型電池とするが、角型電池とすることもできる。図の電池ブロック１０は、各々の電池１を平行な姿勢で多段多列に配置して、各々の電池１の端面を同一面に位置させるように電池ホルダー２で定位置に保持している。図の電池ブロック１０は、複数の電池１を平行な姿勢として１段に１０本の電池１を平行な姿勢で１０列に並べて、これを６段に配置して、全体で６０本の電池１を配列している。すなわち、この電池ブロック１０は、電池１を６段１０列に配置している。図の電池ブロック１０は、上下に隣接する電池１を互いに谷間に配置して、各列の電池１をジグザグ状に配置している。図の電池ブロック１０は、電池１を６段１０列に配置しているが、本発明は、電池ブロックが備える電池の本数や配列を図に示すものに特定するものではない。
【００２４】
さらに、図４ないし図６、及び図８のバッテリパックは、３組の電池ブロック１０を電池ケース３に収納している。したがって、このバッテリパックは、全体で１８０本の電池１を備える。ただ、本発明のバッテリパックは、電池ケースに収納する電池ブロックの個数を特定するものでなく、これ等は用途に最適な個数に設定される。
【００２５】
複数の電池１は、端面にリード板４を溶着して、互いに直列と並列とに接続している。リード板４は、同じ段の電池１を直列に接続して、ジグザグ状に配置している同列の電池１を並列に接続している。リード板４は金属板で、電池１の端部電極に溶接されて、同列の電池１を並列に接続している。図９ないし図１２の電池ブロック１０は、同列の電池１をジグザグ状に配置するので、リード板４もジグザグ状としている。隣の列の電池１を直列に接続するリード板４は、ジグザグ状で、その横幅を２列の電池１に接続される幅としている。図１１の電池ブロック１０は、リード板４でもって、１０本の電池１を直列に接続して、６本の電池１を並列に接続している。すなわち、６０本の電池１は、リード板４で１０直６並に接続される。バッテリパックは、直列接続する電池１の数で出力電圧を調整でき、また、並列接続する電池１の数で出力電流を調整できる。図の電池ブロック１０は、１０本の電池１を直列に接続するので、出力電圧は電池電圧の１０倍となる。したがって、定格電圧を３．７Ｖとするリチウムイオン電池を使用する電池ブロック１０の出力電圧は３７Ｖとなる。
【００２６】
図の電池ブロック１０は、各々のリード板４を、電池ホルダー２に固定している回路基板５に接続している。回路基板５に実装している保護回路（図示せず）が、各々の電池１の電圧を検出するためである。リード板４は、回路基板５に接続する接続部４Ａを端部から突出して設けている。リード板４は、接続部４Ａに、リード線６を接続しており、これらを介して回路基板５の保護回路に接続される。
【００２７】
電池ホルダー２は、図１０、図１２、及び図１４に示すように、電池１を挿入して定位置に配置する挿入部２１を隔壁２２で区画して設けている。挿入部２１に挿入される電池１は、隔壁２２に熱結合状態に接触している。この電池１は、発熱を電池ホルダー２に伝導して放熱する。電池ホルダー２は、電池１を挿入部２１に挿入して定位置に配置している。この電池ホルダー２は、絶縁材のプラスチックを成形して製作される。図に示す電池ブロック１０は６０本の電池１を備えるので、電池ホルダー２は６０個の挿入部２１を隔壁２２で区画して設ける形状として、全体をプラスチックで一体的に成形している。挿入部２１は、ここに挿入される電池１の端部電極を外部に露出できるように、その両端を開口している。
【００２８】
電池ホルダー２は、隔壁２２の肉厚を表面部よりも中央部で厚くしている。図１０、図１２、及び図１４の電池ブロック１０は、電池１を円筒形電池とするので、電池ホルダー２の挿入部２１を電池１の表面に沿う円柱状としている。この電池ホルダー２は、隔壁２２の厚さが部位によって変化し、隣接する円筒形電池の表面が最も接近する部位で隔壁２２の肉厚が最も薄くなる。この電池ホルダー２は、肉厚が最も薄くなる薄肉部２２ａの肉厚を、電池ホルダー２の中央部において表面部よりも厚くしている。図１４の電池ホルダー２は、表面から中央部に向かって、隔壁２２の薄肉部２２ａを次第に厚く、ｔ１＝１．５ｍｍ、ｔ２＝２．０ｍｍ、ｔ３＝２．５ｍｍ、ｔ４＝３．０ｍｍと変化させている。この電池ブロック１０は、多段に配置している電池１の中央の段に向かって隔壁２２の薄肉部２２ａを厚くしているが、同じ段の隔壁２２の薄肉部２２ｂは同じ厚さとしている。ただし、バッテリパックは、電池ホルダーの同じ段の隔壁も、両端部よりも中央部を厚くすることもできる。
【００２９】
電池ホルダー２の中央部の隔壁２２の肉厚を表面部よりも厚くする電池ホルダー２は、中央部に配置している電池１に熱結合される隔壁２２の熱容量を、電池ホルダー２の表面部に配置している電池１に熱結合してなる隔壁２２よりも大きくできる。熱容量が隔壁２２の体積と比熱の積で特定されるからである。熱容量の大きい隔壁２２は、電池１から吸収する熱エネルギに対する温度上昇を小さくできる。したがって、中央部に配置している電池１に熱結合される隔壁２２の熱容量を、表面部に配置している電池１に熱結合している隔壁２２よりも大きくすることで、電池ホルダー２の中央部に配置している電池１の温度上昇をより小さくできる。電池ホルダー２は表面から外部に放熱するので、表面部の電池１の温度が低くなる傾向がある。いいかえると、中央部の電池温度が高くなる傾向がある。しかしながら、中央部の隔壁２２の熱容量を大きくしている電池ホルダー２は、中央部の隔壁２２が電池１から吸収する熱エネルギを大きくして、中央部の電池１の温度上昇を少なくできる。このため、電池ホルダー２の表面部と中央部に配置している電池１の温度差を少なくできる。
【００３０】
図４と図５のバッテリパックは、電池ブロック１０を電池ケース３に入れて、ポッティング樹脂７に電池ブロック１０を埋設している。ポッティング樹脂７は、全ての電池１を完全に埋設して、各々の電池１を理想的な状態で電池ケース３に熱結合できる。ただ、ポッティング樹脂７は、全ての電池１を完全に埋設する必要はなく、たとえば、最上段の電池１の一部をポッティング樹脂７に接触する状態とすることもできる。ポッティング樹脂７を充填しているバッテリパックは、電池ホルダー２の挿入部２１と電池１の間にポッティング樹脂７を充填して、電池１と電池ホルダー２との熱結合をより理想的な状態とし、さらに、電池１と電池ケース３との熱結合状態も理想的な状態にできる。電池ホルダー２の挿入部２１に隙間なくスムーズにペースト状のポッティング樹脂７を充填するために、図９、図１１、及び図１２に示す電池ホルダー２は、一対のホルダーユニット２Ａに２分割している。この電池ホルダー２は、各々の電池１の端部を分離された別々のホルダーユニット２Ａの挿入部２１に挿入して定位置に配置している。各々のホルダーユニット２Ａは、電池１のほぼ半分を挿入できる挿入部２１を設けており、１本の電池１を一対のホルダーユニット２Ａに挿入して、定位置に配置している。さらに、電池ホルダー２は、ホルダーユニット２Ａの挿入部２１と電池１との隙間にポッティング樹脂７を隙間なくスムーズに充填するために、一対のホルダーユニット２Ａには、その相対的な連結位置を特定する隙間連結具２３を設けている。
【００３１】
隙間連結具２３は、一対のホルダーユニット２Ａを、その対向面にポッティング樹脂７を通過させる流入隙間２４を設けて連結する構造としている。隙間連結具２３は、一対のホルダーユニット２Ａの対向面に、たとえば１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜８ｍｍ、さらに好ましくは３ｍｍ〜６ｍｍの流入隙間２４を設けて、ホルダーユニット２Ａを連結する。図１３に示す隙間連結具２３は、一対のホルダーユニット２Ａの対向面に突出して設けられた連結ボス２３Ｘである。連結ボス２３Ｘである隙間連結具２３は、プラスチック製のホルダーユニット２Ａに一体的に成形して設けられる。一方の連結ボス２３Ｘは、先端に円筒状の連結凸部２３ａを有し、他方の連結ボス２３Ｘは、先端に連結凸部２３ａを挿入する連結筒部２３ｂを設けている。この隙間連結具２３は、一方の連結ボス２３Ｘの連結凸部２３ａを他方の連結ボス２３Ｘの連結筒部２３ｂに挿入して、一対のホルダーユニット２Ａに流入隙間２４を設けて連結する。ホルダーユニット２Ａは、対向面の四隅部に連結ボス２３Ｘを設けている。連結ボス２３Ｘは、ホルダーユニット２Ａの複数カ所に設けられて、ホルダーユニット２Ａを流入隙間２４を設けて連結する。流入隙間２４の間隔は、連結ボス２３Ｘがホルダーユニット２Ａの対向面から突出する突出量で特定できる。すなわち、連結ボス２３Ｘの突出量は、連結凸部２３ａを連結筒部２３ｂに入れて、所定の流入隙間２４ができる高さとしている。
【００３２】
以上の隙間連結具２３を介して連結される一対のホルダーユニット２Ａは、電池ケース３に充填されるポッティング樹脂７を、流入隙間２４から挿入部２１にスムーズに隙間なく充填できる。とくに、細長い電池１を挿入部２１に入れる状態で、電池１と挿入部２１との間に隙間なくポッティング樹脂７を充填できる。
【００３３】
さらに、ホルダーユニット２Ａは、図１３の点線で電池１の外形が示されて確認できるように、挿入部２１の内形を、流入隙間２４を設けている対向面側から端部に向かって、すなわち電池ホルダー２の挿入部２１の中央部から両端部に向かって内形を小さくするテーパー状とすることで、流入隙間２４から流入されるポッティング樹脂７をよりスムーズに挿入部２１に充填できる。円筒形電池１を定位置に配置する挿入部２１は内形を円柱状とし、かつ挿入部２１の中央部から両端に向かって内径を小さくして、両端の内径を電池１の外径にほぼ等しくして、電池１を正確に定位置に保持する。この挿入部２１は、ポッティング樹脂７をスムーズに充填できることに加えて、各々のホルダーユニット２Ａの挿入部２１に電池１をスムーズに挿入できる。また電池１を挿入する状態では、電池１の両端部を挿入部２１の内面に接触して、電池１を定位置に保持できる。
【００３４】
さらに、挿入部２１にポッティング樹脂７を充填する電池ホルダー２は、図１０に示すように、挿入部２１の内面に、電池１の長手方向に伸びる充填溝２５を設けることができる。充填溝２５は、挿入部２１の内面に複数列に設けられる。この電池ホルダー２は、ホルダーユニット２Ａ間の流入隙間２４から充填されるペースト状のポッティング樹脂７を充填溝２５に流し込んで、挿入部２１の内面と電池１との隙間に、よりスムーズに充填できる。
【００３５】
さらに、電池ホルダー２は、挿入部２１の両端に設けている開口部に位置して、リード板４を配置している。リード板４は、挿入部２１の外側において、挿入部２１の開口部から露出する電池端面に溶接して固定される。図９と図１１の電池ホルダー２は、リード板４を嵌入する位置決凹部２６を挿入部２１の開口端部に設けており、この位置決凹部２６にリード板４を入れて定位置に配置している。位置決凹部２６は、リード板４の外形よりもわずかに大きい外形として、ここにリード板４を入れて定位置に配置している。
【００３６】
分割して成形される電池ホルダー２は、図１３に示すように、一体的に成形された連結ボス２３Ｘに止ネジ１９をねじ込んで互いに連結される。図１２の電池ホルダー２は、外周部に、連結ボス２３Ｘを一体的に成形して設けている。連結ボス２３Ｘは筒状で、内部に止ネジ１９を挿通している。ただ、図示しないが、分割された電池ホルダーは、係止構造で連結し、あるいは接着して連結し、あるいはまた、これらを組み合わせて連結することもできる。
【００３７】
以上の電池ホルダー２は、２分割してプラスチックで成形しているが、本発明のバッテリパックは、電池ホルダーを以上の構造に特定しない。電池ホルダーは、複数の電池を挿入部に入れて定位置に配置できる他の全ての構造とすることができる。電池ホルダーは、たとえば、分割することなく全体を一体構造とすることも、また、ふたつ以上に分割する構造とすることもできる。また、本発明のバッテリパックは、電池を必ずしもポッティング樹脂に埋設する必要はない。このバッテリパックは、電池ホルダーの挿入部の内面と電池との接触面積を広くして、電池と電池ホルダーとを熱結合状態とする。
【００３８】
図９と図１０の電池ブロック１０は、上面に回路基板５を連結している。図に示すように電池１を水平姿勢とする電池ブロック１０は、電池ホルダー２の上面に、回路基板５を水平姿勢に配置している。図に示す電池ホルダー２は、回路基板５を定位置に案内するホルダー部２７を設けている。図に示す電池ホルダー２は、上面の外周に沿って上方に突出する位置決リブ２８を一体的に成形してホルダー部２７を設けている。図の電池ホルダー２は、一対のホルダーユニット２Ａを連結する状態で、上面に回路基板５を配置できるように、各々のホルダーユニット２Ａの上面であって、互いに対向する辺を除く外周縁に沿って位置決リブ２８を設けている。ホルダー部２７は、回路基板５を位置決リブ２８の内側に案内して定位置に配置できるように、位置決リブ２８の平面形状を、回路基板５の外周に沿う形状としている。さらに、図に示す電池ホルダー２は、上面から突出する連結ボス２９を一体成形して設けており、この連結ボス２９に止ネジ１８を介して回路基板５を固定して、回路基板５を電池ホルダー２の上面から離れた位置に配置している。この回路基板５は、電池ホルダー２との対向面に保護回路等を実現する電子部品（図示せず）を配置できる。ただ、回路基板は、図示しないが、係止構造で電池ホルダーに固定することもできる。
【００３９】
さらに、図に示す電池ホルダー２は、回路基板５の両側縁と対向する位置決リブ２８に、回路基板５に固定されたリード線６を回路基板５の外側に引き出す切欠部２８Ａを設けている。切欠部２８Ａは、回路基板５に固定されたリード線６と対向する位置に設けている。この電池ホルダー２は、回路基板５の両側から外側に引き出されるリード線６を切欠部２８Ａに案内することにより、リード線６の上端を位置決リブ２９の上端より上方に突出させることなく配置している。切欠部２８Ａにおいて回路基板５の外側に引き出されるリード線６がリード板４の接続部４Ａに接続されて、リード板４が回路基板５に接続される。
【００４０】
回路基板５は、リード線６とリード板４を介して電池１に接続される。回路基板５は、各々の電池電圧を検出して、複数の電池１の充放電をコントロールする回路（図示せず）や、充放電の電流を遮断する保護回路（図示せず）を実装している。保護回路は、いずれかの電池電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を遮断するスイッチング素子をオフに切り換えて、放電電流を遮断する。また、いずれかの電池電圧が最高電圧よりも高くなると、充電を停止するスイッチング素子をオフに切り換えて、充電を停止する。このように、各々の電池電圧を検出して、充放電をコントロールする保護回路を実装するバッテリパックは、電池１を保護しながら安全に使用できる。さらに、回路基板５は、電池１の温度異常を検出する温度検出回路も実装している。回路基板５の温度検出回路は、電池１が異常な温度に上昇したことを検出して、電池１の放電と充電の電流を制御し、あるいは充放電を停止する等の制御をする。
【００４１】
さらに、回路基板５は、リード線（図示せず）を介して絶縁プレート４０の上面に固定しているメインの回路基板６０に接続している。メインの回路基板６０は、各々の回路基板５から入力される信号で、電池１の充放電をコントロールする保護回路（図示せず）を実装している。メインの回路基板６０は、回路基板５から入力される信号で、放電電流を制御するスイッチング素子、さらに電池１の電流を制御するリレーの制御回路などを実現する電子部品（図示せず）を実装している。複数の回路基板５をリード線（図示せず）でメインの回路基板６０に接続しているバッテリパックは、いずれかの電池１の電圧が最高電圧よりも高く、あるいは最低電圧よりも低くなり、あるいは電池１の温度が最高温度よりも高く、あるいは最低温度よりも低くなると、スイッチング素子をオフに切り換えて電池１の電流を遮断する。このように、各々の電池１の電圧や温度を検出して、電池１の電流をコントロールするバッテリパックは、電池１を保護しながら安全に使用できる。
【００４２】
電池ケース３は、プラスチックを成形して製作される。図４ないし図８、及び図１５の電池ケース３は、上方を開口している箱形に成形している。この電池ケース３は、隣接する電池ブロック１０の間に、内部を中空状として中空部３３を電池ケース３の表面に開口している中空区画壁３２を設けて、この中空区画壁３２に電池ブロック１０を熱結合状態に配置している。中空区画壁３２は、電池ブロック１０の高さにほぼ等しく、たとえば、電池ブロック１０の高さの８０％よりも高く、電池ブロック１０の側面のほぼ全面に熱結合されて、電池ブロック１０を側面から放熱している。中空区画壁３２は、その両端を電池ケース３の内面に連結して、電池ケース３の対向する側壁３４に連結している。この中空区画壁３２は、図４ないし図７に示すように、中空部３３の下縁と両端縁を開口する形状として、中空部３３により効果的に外気が流れて効率よく放熱する。図の電池ケース３は、３組の電池ブロック１０を平行に並べて収納し、３組の電池ブロック１０の間に、各々の電池ブロック１０に熱結合するように中空区画壁３２を設けている。図のバッテリパックは、電池ケース３に複数の電池ブロック１０を平行な姿勢で収納して、隣接する電池ブロック１０の間に板状の中空区画壁３２を設けている。
【００４３】
さらに、図４の電池ケース３は、電池ケース３の底面３１に連結して中空区画壁３２を設けている。この中空区画壁３２は、電池ケース３の底板３１から上に伸びるように設けられて、下方に開口する中空部３３を内部に設けている。この中空区画壁３２は、両側に配置される電池ブロック１０に接近して、電池ブロック１０に熱結合されて、電池ブロック１０の熱を電池ケース３の外部に放熱する。とくに、内部を中空状とする中空区画壁３２は、外気に接触する放熱面積を大きくして電池１の発熱を効率よく外部に放熱する。また、中空区画壁３２は、中空部３３の断熱性によって、中空区画壁３２の両側に配置している電池ブロック１０の熱暴走の誘発を阻止することもできる。一方の電池ブロック１０の異常な温度上昇が、中空区画壁３２の中空部３３で遮断されるからである。
【００４４】
さらに、図に示すバッテリパックは、複数の電池ブロック１０を連結する連結プレート４０を備えている。連結プレート４０は、図４と図８に示すように、複数の電池ブロック１０の上面に配置しており、止ネジ１６を介して各々の電池ブロック１０に固定されて、複数の電池ブロック１０を一体構造に連結している。電池ブロック１０の電池ホルダー２は、図８に示すように、連結プレート４０を貫通する止ネジ１６をねじ込む連結ボス１７を上面の両端部に突出して設けている。この連結プレート４０は、貫通孔４４に挿入される止ネジ１６を電池ホルダー２の連結ボス１７にねじ込んで、複数の電池ブロック１０を一体構造で連結している。さらに、図に示す電池ブロック１０は、上面に回路基板５を備えているので、この回路基板５を連結プレート４０との間に配設して、連結プレート４０で保護することができる。このバッテリパックは、連結プレート４０でもって複数の電池ブロック１０を一体構造に連結して、各々の電池ブロック１０に接続している回路基板５を連結プレート４０で保護しながら電池ケース３に収納できる。
【００４５】
連結プレート４０は、プラスチックを成形して製作している。図１６の連結プレート４０は、複数の電池ブロック１０の上面に対向して配置されるベースプレート４１の外周に沿って、下と上に突出する周壁４２を一体成形している。周壁４２は、電池ケース３の開口縁部に嵌合するように、電池ケース３の側壁３４の内面に沿う外形としている。図１５に示す電池ケース３は、側壁３４の内面に、上下方向に延びる位置決めリブ３５と、電池ケース３の開口部を閉塞する蓋ケース３０を連結する連結ボス３６とを一体成形して設けている。図１６に示す連結プレート４０の周壁４２は、位置決めリブ３５を案内するスリット４５を下方に開口すると共に、連結ボス３６を案内する外周凹部４６を外周面に設けている。
【００４６】
さらに、連結プレート４０は、ベースプレート４１の下面から突出して、電池ケース３の中空区画壁３２に連結される連結壁４３を一体成形して設けている。図１５の電池ケース３は内部に２列の中空区画壁３２を備えているので、連結プレート４０は、これらの中空区画壁３２と対向する位置に２列の連結壁４３を設けている。この連結プレート４０は、連結壁４３を嵌合構造で中間区画壁３２に連結して、電池ケース３の定位置に配置している。図１５に示す電池ケース３の中空区画壁３２は、上面から突出する嵌入凸条３７を、中空区画壁３２に沿って設けると共に、この嵌入凸条３７に連結して、連結プレート４０を貫通する止ネジ１５をねじ込む中間連結ボス３８を一体的に成形して設けている。また、連結プレート４０の連結壁４３は、図１６に示すように、下端に沿って、中空区画壁３２の嵌入凸条３７を嵌入する嵌入溝４７を設けている。さらに、連結壁４３は、中空区画壁３２の中間連結ボス３８と対向する位置において、連結溝４７を切除して、中間連結ボス３８を嵌合状態で案内する嵌合凹部４８を設けると共に、この嵌合凹部４８の中心に位置して、止ネジ１５を挿通する貫通孔４９を開口している。
【００４７】
以上の連結プレート４０は、周壁４２の外周凹部４６に電池ケース３の連結ボス３６を案内しながら電池ケース３の開口部に挿入されると共に、周壁４２のスリット４５に電池ケース３の位置決めリブ３５が挿入されて、電池ケース３の開口縁部の定位置に配置される。さらに、連結プレート４０は、連結壁４３の嵌合凹部４８に中空区画壁３２の中間連結ボス３８を案内しながら、連結壁４３の嵌入溝４７に中空区画壁３２の嵌入凸条３７を嵌入して、連結壁４３が嵌合構造で中空区画壁３２に連結される。さらに、連結プレート４０は、図８に示すように、中央部において、貫通孔４９を貫通する止ネジ１５が中空区画壁３２の中間連結ボス３８にねじ込まれると共に、端部において、貫通孔５０を貫通する止ネジ１５が側壁３４の内面に設けた端部連結ボス３９にねじ込まれて、電池ケース３に固定される。
【００４８】
さらに、連結プレート４０は、図４、図６、及び図８に示すように、上面にメインの回路基板６０を固定している。メインの回路基板６０は、リード線（図示せず）を介して、各々の電池ブロック１０に設けた回路基板５に接続している。メインの回路基板６０は、各々の回路基板５から入力される信号で、電池１の充放電をコントロールする保護回路（図示せず）を実装している。メインの回路基板６０は、回路基板５から入力される信号で、放電電流を制御するスイッチング素子、さらに電池１の電流を制御するリレーの制御回路などを実現する電子部品（図示せず）を実装している。複数の回路基板５をリード線（図示せず）でメインの回路基板６０に接続しているバッテリパックは、いずれかの電池１の電圧が最高電圧よりも高く、あるいは最低電圧よりも低くなり、あるいは電池１の温度が最高温度よりも高く、あるいは最低温度よりも低くなると、スイッチング素子をオフに切り換えて電池１の電流を遮断する。このように、各々の電池１の電圧や温度を検出して、電池１の電流をコントロールするバッテリパックは、電池１を保護しながら安全に使用できる。
【００４９】
複数の電池ブロック１０は、連結プレート４０を介して一体的に連結されて、電池ケース３に収納される。中空区画壁３２で区画された電池ケース３は、各々の区画に電池ブロック１０が収納される。さらに、複数の電池ブロック１０が連結された連結プレート４０が電池ケース３の開口部に嵌入されて、止ネジ１５を介して定位置に固定される。
【００５０】
さらに、バッテリパックは、電池ケース３に収納された電池ブロック１０を埋設するように、すなわち電池１を埋設するように、ポッティング樹脂７を充填している。ポッティング樹脂７は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などで、未硬化なペースト状で充填されて、電池１と電池ホルダー２とを埋設する。電池ブロック１０を入れた電池ケース３にポッティング樹脂７が充填されたバッテリパックは、ポッティング樹脂７を電池ケース３の内面に隙間なく密着して、ポッティング樹脂７と電池ケース３との熱結合を理想的な状態にできる。ただし、電池をポッティング樹脂に埋設しているバッテリパックは、電池ブロックを成形用の容器に入れてポッティング樹脂を充填し、ポッティング樹脂が硬化した状態で、成形容器から取り出して電池ケースに収納することもできる。この構造は、成形容器の内形を電池ケースの内形として、ポッティング樹脂を電池ケースの内面に密着できる。このバッテリパックは、ポッティング樹脂に埋設する電池ブロックを電池ケースから取り出すことができるので、電池ブロックの交換などのメンテナンスができる特徴がある。
【００５１】
以上のバッテリパックは、以下のようにして組み立てられる。
（１）図１２に示すように、２分割されたホルダーユニット２Ａの挿入部２１に全ての電池１を挿入した後、ホルダーユニット２Ａを連結して電池ホルダー２とする。ホルダーユニット２Ａは、隙間連結具２３で対向面に流入隙間２４を設けて連結される。さらに、図１１に示すように、各々の電池１の端面電極に、リード板４を溶着して固定する。
（２）図１１に示すように、電池ホルダー２の上面に回路基板５を固定する。回路基板５は、これを貫通する止ネジ１８を介して電池ホルダー２に固定する。
（３）リード板４の接続部４Ａをリード線６を介して回路基板５に接続する。
以上の工程で、電池ブロック１０が組み立てられる。
【００５２】
（４）図８に示すように、複数の電池ブロック１０を連結プレート４０に連結する。複数の電池ブロック１０は、各々の電池ホルダー２の連結ボス１７に、連結プレート４０を貫通する止ネジ１６がねじ込まれて一体構造で連結される。
（５）連結プレート４０で連結された複数の電池ブロック１０を、電池ケース３に収納する。各電池ブロック１０は、中空区画壁３２で区画された各々の区画に収納される。連結プレート４０は、嵌合構造で電池ケース３の定位置に配置されると共に、止ネジ１５を介して電池ケース３の定位置に固定される。
以上の工程では、複数の電池ブロック１０を連結プレート４０で一体構造に連結した後、電池ブロック１０を電池ケース３に収納しているが、複数の電池ブロックを電池ケースに収納した後、連結プレートを電池ケースに嵌入して、連結プレートを各々の電池ブロックに連結することもできる。
（６）図４に示すように、電池ケース３にペースト状で未硬化なポッティング樹脂７を充填する。
（７）ポッティング樹脂７が硬化した後、電池ケース３の開口部に蓋ケース３０を連結して閉塞する。蓋ケース３０は、外周部を貫通する止ネジ１４を、電池ケース３の開口部に設けた連結ボス３６にねじ込んで固定する。
【符号の説明】
【００５３】
１…電池
２…電池ホルダー                ２Ａ…ホルダーユニット
３…電池ケース
４…リード板                    ４Ａ…接続部
５…回路基板
６…リード線
７…ポッティング樹脂
１０…電池ブロック
１４…止ネジ
１５…止ネジ
１６…止ネジ
１７…連結ボス
１８…止ネジ
１９…止ネジ
２１…挿入部
２２…隔壁                      ２２ａ…薄肉部
２２ｂ…薄肉部
２３…隙間連結具                ２３Ｘ…連結ボス
２３ａ…連結凸部
２３ｂ…連結筒部
２４…流入隙間
２５…充填溝
２６…位置決凹部
２７…ホルダー部
２８…位置決リブ                ２８Ａ…切欠部
２９…連結ボス
３０…蓋ケース
３１…底面
３２…中空区画壁
３３…中空部
３４…側壁
３５…位置決めリブ
３６…連結ボス
３７…嵌入凸条
３８…中間連結ボス
３９…端部連結ボス
４０…連結プレート
４１…ベースプレート
４２…周壁
４３…連結壁
４４…貫通孔
４５…スリット
４６…外周凹部
４７…嵌入溝
４８…嵌合凹部
４９…貫通孔
５０…貫通孔
６０…メインの回路基板
９１…電池
９２…電池保持部材              ９２Ａ…耳部
９３…冷媒通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011049012.tif 000015
【図１４】
2011049012.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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