(57)【要約】【課題】複数の電池に対して均等にポッティング樹脂を密着させて、電池の熱を均一に、しかも確実に放熱する。【解決手段】電池パックは、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０と、電池組立１０を収納してなる防水容器３とを備え、電池組立１０が収納された防水容器３を電池のコアパック２０として外装ケース４に収納している。電池ホルダ２は、複数の電池セル１を互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セル１の両端に設けられた電極端子を同一面に配置すると共に、電池ホルダ２の両側面において、電池セル１の電極端子をリード板５で接続している。電池組立１０は、少なくともリード板５が配置された側面が、樹脂製の被覆部７で被覆されている。この被覆部７は、リード板５に熱結合状態で接触すると共に、リード板５と対向する領域が略均一な厚さに形成されている。【選択図】図７
2019032924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを電池ホルダに収納してなる電池組立と、
前記電池組立を収納してなる防水容器とを備え、
前記電池組立が収納された前記防水容器を電池のコアパックとして外装ケースに収納してなる電池パックであって、
前記電池ホルダは、前記複数の電池セルを互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セルの両端に設けられた電極端子を同一面に配置すると共に、該電池ホルダの両側面において、前記電池セルの電極端子がリード板で接続されており、
前記電池組立は、少なくとも前記リード板が配置された側面が、樹脂製の被覆部で被覆されており、
前記被覆部は、前記リード板に熱結合状態で接触すると共に、前記リード板と対向する領域が略均一な厚さに形成されてなる電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載される電池パックであって、
前記防水容器が可撓性シートを袋状にしている防水袋である電池パック。
【請求項３】
請求項１または２に記載される電池パックであって、
前記電池ホルダが、前記電池セルを収納する電池収納部の両側に位置して一対の支持側壁を有し、一対の支持側壁は、前記リード板を配置する凹部を外側面に形成しており、前記凹部に前記被覆部を配置してなる電池パック。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載される電池パックであって、
前記被覆部が、前記防水容器に注入されたポッティング樹脂で形成されてなる電池パック。
【請求項５】
請求項３に記載される電池パックであって、
前記被覆部が、前記支持側壁に形成された前記凹部に配置されるように樹脂成形された被覆材で、前記被覆材を該凹部に固定してなる電池パック。
【請求項６】
複数の電池セルを電池ホルダに収納してなる電池組立を備える電池パックの製造方法であって、
前記電池組立を収容するための防水容器を用意する工程と、
前記防水容器に前記電池組立を挿入する工程と、
前記防水容器にポッティング樹脂を注入し、かつ、前記防水容器を、周囲を囲む治具に表面が接触するように挿入して、前記防水容器と前記電池組立の間にポッティング樹脂を充填する充填工程と、
前記ポッティング樹脂の硬化後に前記防水容器を治具から取り出す取出工程と
を含む電池パックの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載される電池パックの製造方法であって、
前記治具が、上方を開放した箱状に形成されてなる電池パックの製造方法。
【請求項８】
複数の電池セルを電池ホルダに収納してなる電池組立を備える電池パックの製造方法であって、
前記電池組立を収容するための防水容器を用意する工程と、
前記防水容器に前記電池組立を挿入する工程と、
前記防水容器にポッティング樹脂を注入し、かつ、前記防水容器を、周囲を囲む外装ケースに表面が接触するように挿入して、前記防水容器と前記電池組立の間にポッティング樹脂を充填する充填工程と、
前記ポッティング樹脂が硬化した状態で、前記防水容器を前記外装ケースに収納する工程と
を含む電池パックの製造方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一に記載される電池パックの製造方法であって、
前記防水容器が可撓性シートを袋状にしている防水袋である電池パックの製造方法。
【請求項１０】
複数の電池セルを電池ホルダに収納してなる電池組立を備える電池パックの製造方法であって、
その内部に前記電池組立を収容した際、該電池組立の周囲に、一定の隙間を形成するよう予め設計された硬質な防水容器を用意する工程と、
前記防水容器に前記電池組立を収容すると共に、前記防水容器と電池組立の間にポッティング樹脂を充填する工程と、
前記ポッティング樹脂を硬化させる工程と
を含む電池パックの製造方法。
【請求項１１】
複数の電池セルを電池ホルダに収納してなる電池組立を備える電池パックの製造方法であって、
前記電池ホルダとして、前記電池セルを収納する電池収納部の両側に一対の支持側壁を有すると共に、一対の支持側壁が、前記電池セルを接続するためのリード板を配置する凹部を外側面に形成してなる電池ホルダを準備する工程と、
前記電池ホルダの前記凹部にポッティング樹脂を充填する工程と、
前記ポッティング樹脂を硬化させて、該凹部に前記リード板を被覆する被覆部を形成する工程と
を含む電池パックの製造方法。
【請求項１２】
複数の電池セルを電池ホルダに収納してなる電池組立を備える電池パックの製造方法であって、
前記電池ホルダとして、前記電池セルを収納する電池収納部の両側に一対の支持側壁を有すると共に、一対の支持側壁が、前記電池セルを接続するためのリード板を配置する凹部を外側面に形成してなる電池ホルダを準備する工程と、
前記凹部に配置された前記リード板を被覆する樹脂製の被覆材を用意する工程と、
前記被覆材を前記電池組立の該凹部に固定する工程と
を含む電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池組立を収納してなる防水容器にポッティング樹脂を注入して、電池組立を防水して効果的に放熱する電池パックとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
防水構造の電池パックは、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、電気自動車などの電源として、さらには家庭や店舗などでの蓄電用として幅広く用いられている。防水構造を実現するために、複数の電池を定位置に配置して保護回路を実装する回路基板を連結している電池組立を防水袋に収納して密閉する電池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】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７９５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池組立を防水袋に収納して、内部にポッティング樹脂を注入して密閉する構造の電池パックは、防水袋で電池組立を理想的な状態に防水でき、さらに、注入されるポッティング樹脂を電池に熱結合状態に密着して、電池の発熱を効率よく外部に放熱できる特徴がある。
【０００５】
しかしながら、この構造の電池パックは、注入されるポッティング樹脂を全ての電池の表面に熱結合するために、内部の間隙を満たすようにポッティング樹脂を充填することから、注入するポッティング樹脂の量が相当に多くなって、電池パックの重量が増加すると共に、多量のポッティング樹脂を使用することから製造コストが高くなる欠点がある。とくに、防水袋に注入されて電池の発熱を外部に放熱するために使用されるポッティング樹脂は、高温に発熱する電池を効率よく放熱することから、優れた熱特性や難燃性などが要求されて高品質で高価なポッティング樹脂を使用する必要があるので、このポッティング樹脂を多量に使用すると原料コストが相当に高価になる欠点がある。
【０００６】
さらに、従来の構造の電池パックにおいては、防水袋に注入されるポッティング樹脂の充填状態の制御が難しく、電池パック毎にポッティング樹脂の配置や厚さのばらつきが発生していた。このために、電池毎の放熱状態に差が生じて、複数の電池を均一に放熱できない問題点があった。
【０００７】
本発明は、従来の以上の欠点を解決するために開発されたもので、充填されるポッティング樹脂の量を最小限としながら、複数の電池に対して均等にポッティング樹脂を密着させて、電池の熱を均一に、しかも確実に放熱することができる電池パックとこの電池パックの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電池パックによれば、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０と、電池組立１０を収納してなる防水容器３とを備え、電池組立１０が収納された防水容器３を電池のコアパック２０として外装ケース４に収納している。電池ホルダ２は、複数の電池セル１を互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セル１の両端に設けられた電極端子を同一面に配置すると共に、電池ホルダ２の両側面において、電池セル１の電極端子をリード板５で接続している。電池組立１０は、少なくともリード板５が配置された側面が、樹脂製の被覆部７で被覆されている。この被覆部７は、リード板５に熱結合状態で接触すると共に、リード板５と対向する領域が略均一な厚さに形成されている。
【０００９】
上記構成により、複数の電池セルが収納された電池ホルダの両側面において、電池セルの電極端子に接続されたリード板の表面に樹脂製の被覆部を略均一な厚さで形成しながら、リード板に熱結合状態で接触させるので、複数の電池に対して均等にポッティング樹脂を密着させて、電池の熱を均一に、しかも確実に放熱することができ、しかも類焼防止効果を向上できる。
【００１０】
本発明の電池パックは、防水容器３を可撓性シートを袋状にしている防水袋３Ａとすることができる。
【００１１】
本発明の電池パックは、電池ホルダ２が、電池セル１を収納する電池収納部２３の両側に位置して一対の支持側壁２１を有し、一対の支持側壁２１が、リード板５を配置する凹部２５を外側面に形成して、凹部２５に被覆部７を配置することができきる。
【００１２】
本発明の電池パックは、被覆部７を、防水容器３に注入されたポッティング樹脂８で形成することができる。
【００１３】
本発明の電池パックは、被覆部７を、支持側壁２１に形成された凹部２５に配置されるように樹脂成形された被覆材７Ａとし、この被覆材７Ａを凹部２５に固定することができる。
【００１４】
本発明の電池の製造方法によれば、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０を備える電池パックの製造方法であって、電池組立１０を収容するための防水容器３を用意する工程と、防水容器３に電池組立１０を挿入する工程と、防水容器３にポッティング樹脂８を注入し、かつ、防水容器３を、周囲を囲む治具４０に表面が接触するように挿入して、防水容器３と電池組立１０の間にポッティング樹脂８を充填する充填工程と、ポッティング樹脂８の硬化後に防水容器３を治具４０から取り出す取出工程とを含んでいる。
【００１５】
これにより、防水容器に充填されるポッティング樹脂の量を最小限としながら、ポッティング樹脂をほぼ均一な厚さとして電池組立の表面を被覆することができる。これにより、各電池セルと接触されるポッティング樹脂の厚みのばらつきを抑えて、放熱効果を均一化し、類焼防止効果が期待できる。また、未硬化のポッティング樹脂を重力だけでは為し得ない形状に硬化させて、電池組立の側面を被覆できる。
【００１６】
本発明の電池パックの製造方法は、治具４０を、上方を開放した箱状に形成することができる。
【００１７】
本発明の他の電池パックの製造方法によれば、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０を備える電池パックの製造方法であって、電池組立１０を収容するための防水容器３を用意する工程と、防水容器３に電池組立１０を挿入する工程と、防水容器３にポッティング樹脂８を注入し、かつ、防水容器３を、周囲を囲む外装ケース４に表面が接触するように挿入して、防水容器３と電池組立１０の間にポッティング樹脂を充填する充填工程と、ポッティング樹脂８が硬化した状態で、防水容器３を外装ケース４に収納する工程とを含んでいる。これにより、外装ケースを治具に兼用することで、治具等を準備することなく、製造にかかる工程と手間を減らすことができる。また、防水容器に充填されたポッティング樹脂を外装ケースの内形に沿う形状に硬化させることができる。
【００１８】
本発明の電池パックの製造方法によれば、防水容器３を可撓性シートを袋状にしている防水袋３Ａとすることができる。
【００１９】
本発明の他の電池パックの製造方法によれば、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０を備える電池パックの製造方法であって、その内部に電池組立１０を収容した際、電池組立１０の周囲に、一定の隙間を形成するよう予め設計された硬質な防水容器３を用意する工程と、防水容器３に電池組立１０を収容すると共に、防水容器３と電池組立１０の間にポッティング樹脂８を充填する工程と、ポッティング樹脂８を硬化させる工程とを含んでいる。これにより、防水容器を電池組立の周囲に必要なポッティング量となるようクリアランスを予め設計することで、ほぼ均一な厚さでポッティング樹脂を電池組立の表面に被覆することができる。
【００２０】
本発明の他の電池パックの製造方法によれば、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０を備える電池パックの製造方法であって、電池ホルダ２として、電池セル１を収納する電池収納部２３の両側に一対の支持側壁２１を有すると共に、一対の支持側壁２１が、電池セル１を接続するためのリード板５を配置する凹部２５を外側面に形成してなる電池ホルダ２を準備する工程と、電池ホルダ２の凹部２５にポッティング樹脂８を充填する工程と、ポッティング樹脂８を硬化させて、凹部２５にリード板５を被覆する被覆部７を形成する工程とを含んでいる。これにより、電池ホルダの側面に形成された凹部内であって、電池セルに接続されたリード板の表面に、ほぼ均一な厚さでポッティング樹脂からなる被覆部を形成することができる。
【００２１】
本発明の他の電池パックの製造方法によれば、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０を備える電池パックの製造方法であって、電池ホルダ２として、電池セル１を収納する電池収納部２３の両側に一対の支持側壁２１を有すると共に、一対の支持側壁２１が、電池セル１を接続するためのリード板５を配置する凹部２５を外側面に形成してなる電池ホルダ２を準備する工程と、凹部２５に配置されたリード板５を被覆する樹脂製の被覆材７Ａを用意する工程と、被覆材７Ａを電池組立１０の凹部２５に固定する工程とを含んでいる。これにより、電池ホルダの側面に形成された凹部内であって、電池セルに接続されたリード板の表面に、均一な厚さの被覆材を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電池パックの斜視図である。
【図２】図１に示す電池パックを背面側から見た分解斜視図である。
【図３】図２に示す電池パックの電池組立を示す斜視図である。
【図４】防水袋に電池組立を挿入してポッティング樹脂を充填する工程を示す図である。
【図５】治具の一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す治具のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図５に示す治具のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５に示す治具の分解斜視図である。
【図９】図８に示す治具を底面から見た分解斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる電池パックの斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる電池パックの製造工程を示す斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる電池パックの製造工程を示す斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態にかかる電池パックの製造工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態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に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２４】
本発明の電池パックは、主として電動の乗り物である電気機器に装着されて、駆動用のモータに電力を供給する。本発明は、たとえば、アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の電源として使用される。ただし、本発明は、電池パックの用途を特定するものではなく、電動工具等の屋外で使用される種々の電気機器用の電源として使用することもできる。
【００２５】
図１と図２に示す電池パックは、複数の電池セル１を電池ホルダ２に収納してなる電池組立１０と、この電池組立１０を収納してなる防水容器３とを備えており、電池組立１０が収納された防水容器３を電池のコアパック２０として外装ケース４に収納している。
【００２６】
（電池組立１０）
電池組立１０は、両端に正負の異なる電極端子を備える複数の電池セル１と、これ等の電池セル１を互いに平行な姿勢とし、かつ電池セル１の電極端子を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ２と、この電池ホルダ２に収納している電池セル１の電極端子に接続されて、隣接する電池セル１を直列と並列に接続してなるリード板７とを備えている。
【００２７】
（電池セル１）
電池セル１は、充電できるリチウムイオン二次電池である。ただ電池セル１は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる電池であってもよい。さらに、本実施例の電池パックでは、円筒型電池が使用されているが、これに限定されず、角型電池や扁平形電池とすることもできる。電池組立１０は、複数の電池セル１を平行な姿勢として、多段多列に並べて電池ホルダ２に収納している。本実施例の電池パックは、２１本の電池セル１を７直列３並列で電気接続している。なお、図１と図２に示す電池パックは、図３に示すように、電池セル１を１個づつ平行な姿勢として並べているが、２個以上のセルを縦列状態に接続し、この状態の電池セルの複数を、平行な姿勢で並べるようにしてもよい。
【００２８】
（電池ホルダ２）
電池ホルダ２は、絶縁材料であるプラスチック等の熱可塑性樹脂によって形成されている。電池ホルダ２は、図３に示すように、電池セル１を挿通して保持する保持部２２の両端に、支持側壁２１を一体的に成形して連結している。この電池ホルダ２は、一対の支持側壁２１の対向する内側に保持部２２を設けて電池収納部２３としている。図に示す保持部２２は、円筒形の電池セル１の外周面に沿う筒状、ないし部分的に開口部を設けた筒状としている。一対の支持側壁２１は、保持部２２の両端に位置して、互いに平行な姿勢で設けられている。支持側壁２１は、保持部２２に対して直交する板状に成形されている。この支持側壁２１は、外装ケース４の内形に沿う形状としている。
【００２９】
図３に示す電池ホルダ２は、保持部２２を軸方向の中間で２分割しており、分割された保持部２２の端部を支持側壁２１に一体的に成形して一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂを形成している。この電池ホルダ２は、各ホルダーユニット２Ａ、２Ｂの保持部２２に電池セル１を収納した状態で、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂを連結させることで、電池セル１を定位置に保持する電池収納部２３を形成している。一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、係止構造で連結される。ただ、分割されたホルダーユニットは、ボスに止ネジをねじ込んで連結し、あるいは接着して連結することもできる。
【００３０】
電池ホルダ２は、図３に示すように、各保持部２２に挿入される複数の電池セル１を多段多列に配置して、定位置に保持している。さらに、電池ホルダ２は、両側に位置する支持側壁２１にリード板５を配置しており、電池ホルダ２の定位置に保持される複数の電池セル１をリード板５で接続している。支持側壁２１は、保持部２２の外側において、電池セル１の電極端子を表出する開口部２４を開口しており、この開口部２４から表出する電極端子にリード板５を溶着して連結している。図３の支持側壁２１は、リード板５を配置する凹部２５を外側面に形成している。図の凹部２５は、複数のリード板５が配置される領域であって、支持側壁２１の外側面の上端部を除くほぼ全面にわたって形成されている。さらに、図の支持側壁２１は、凹部２５の底面において、リード板５を嵌入する位置決凹部２６を設けている。この位置決凹部２６は、底面において、複数のリード板５が同一平面上に配置されている。位置決凹部２６は、一段低い凹部形状として、隣接する位置決凹部２６の境界部分には絶縁リブ２７を設けている。支持側壁２１は、リード板５を位置決凹部２６に入れて定位置に配置している。
【００３１】
なお、電池ホルダ２の支持側壁２１の外側面に形成された凹部２５には、詳細には後述するが、樹脂製の被覆部７が配置される。ここに配置される被覆部７は、リード板５に熱結合状態で接触すると共に、リード板５と対向する領域が略均一な厚さに形成される。この被覆部７は、防水容器３に充填されるポッティング樹脂８により形成される。
【００３２】
さらに、図に示す電池ホルダ２は、一対の支持側壁２１を、保持部２２の両端から上方に突出させており、一対の支持側壁２１の間に、回路基板６を収納する基板の収納スペース２８を設けている。支持側壁２１は、リード板５の接続部５Ａを回路基板６に接続するための接続窓２９を開口している。接続窓２９は、位置決凹部２６に配設されるリード板５の接続部５Ａの位置に開口されており、接続部５Ａを収納スペース２８に表出させている。リード板５の接続部５Ａは、接続窓２９に配置されて、収納スペース２８に配置される回路基板６に接続している。
【００３３】
以上の電池ホルダ２は、保持部２２の半分と支持側壁２１とを一体的に成形してホルダーユニット２Ａ、２Ｂとしているが、電池パックは、電池ホルダを以上の構造に特定しない。電池ホルダは、複数の電池を所定の位置に保持できる他の全ての構造とすることができる。
【００３４】
（リード板５）
リード板５は、支持側壁２１の凹部２５の底面に配置されて、複数の電池セル１の電極端子に接続される。リード板５は、電池セル１の電極端子にスポット溶接やレーザ溶接等の方法で溶接して接続できる。リード板５には、電気導電および熱伝導のよい材質が使用され、表面をニッケル等のメッキをした鉄板、ニッケル板、銅板、アルミニウム板等の金属板が好適に使用できる。図の電池パックは、電池ホルダ２の両側において、各々４枚のリード板５を凹部２５に配置して電池セル１の電極端子に接続している。
【００３５】
（回路基板６）
回路基板６は、リード板５を介して電池セル１に接続される。回路基板６は、各々の電池電圧を検出して、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電池パックは、電池セルを保護しながら安全に使用できる。
【００３６】
以上のように、複数の電池セル１を電池ホルダ２で所定の位置に保持すると共に、回路基板６を電池ホルダ２の上面に固定し、さらに、各々の電池セル１の電極端子がリード板５と接続され、このリード板５を介して、回路基板６に接続して電池組立１０としている。このように、複数の電池セル１を電池ホルダ２で定位置に保持してコアパック１０とする構造は、コアパック１０の組み立てを簡単かつ容易にできる特長がある。さらに、複数の電池１を定位置に保持しているコアパック１０を、防水袋３にスムーズに収納できる特徴もある。なお、図２に示す電池組立１０は、回路基板６から引出線１１が引き出されている。引出線１１の先端には、充放電端子や信号線を備えたコネクタ１２を接続している。このコネクタ１２は、外装ケース４の定位置に配置される。
【００３７】
（防水容器３）
電池組立１０は、図２で示すように、防水容器３に収納されて、電池のコアパック２０として、外装ケース４に収納される。図２では、防水容器３を鎖線で示している。電池パックは、防水性に優れた水密構造とするために、電池組立１０を防水容器３に収納している。とくに、電池組立１０を防水容器３に収納して防水容器３から電池組立１０の回路基板５に接続している引出線１１を外部に引き出している。防水容器３は、電池組立１０を収納する状態で、ポッティング樹脂を充填している。注入されるポッティング樹脂は、電池組立１０の電池セル１や回路基板５の発熱部品に熱結合して、電池セル１や発熱部品の熱を効率よく外部に伝導して放熱する。
【００３８】
（防水袋３Ａ）
防水容器３は、電池組立１０を収納できる容積を有する。図４の防水容器３は、可撓性シートを袋状に成形してなる防水袋３Ａとしている。防水袋３Ａの可撓性シートには、可撓性のあるプラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が使用できる。これらのプラスチックシートは、可撓性と耐熱性に優れている特長がある。また、電池セルの安全弁が開弁されたときに排出される電解液によって、溶融し化学反応を起こすこともない。ただ、防水容器３に使用される可撓性シートには、上述したもの以外の他のプラスチックシートも使用することができる。
【００３９】
図４に示す防水袋３Ａは、対向するシート材３１の３辺を連結して全体の形状を袋状としている。袋状の防水袋３Ａは、２枚のシート材３１を積層して３辺を熱シール等により連結して袋状とすることも、１枚のシート材３１を底辺で折り返して積層し、両側縁を熱シール等により連結して袋状とすることもできる。図４Ａに示す防水袋３Ａは、対向する２枚のシート材３１の下端縁３１ａを連結すると共に、両側縁３１ｂ、３１ｃを連結して上方開口の袋状に形成している。一方の側縁３１ｂは開口縁まで連結されており、他方の側縁３１ｃは上部まで連結されている。他方の側縁３１ｃは、連結部の上端においてさらに内側に向かって連結部を折曲しており、下端縁３１ａと略平行な方向に延びる中間連結部３２を設けている。中間連結部３２は、２枚のシート材３１を熱シール等により連結している。
【００４０】
この防水袋３Ａは、両側縁３１ｂ、３１ｃと下端縁３１ａと中間連結部３２とで囲まれた領域を収納部３３として電池組立１０を収納すると共に、中間連結部３２の先端部と対向する側縁３１ｂとの間の隙間３４を、電池組立１０の挿通隙間とすると共に、引出線１１の引き出し隙間としている。この防水袋３Ａは、図４Ａに示すように、上端開口３５から電池組立１０を挿入すると共に、隙間３４に通過させて収納部３２の内部に電池組立１０を挿入し、電池組立１０から引き出された引出線１１を隙間３４から引き出す。引き出された引出線１１は、中間連結部３２に沿って他方の側縁３１ｃの上部開口３６から外部に引き出される。さらに、この状態で、図４Ｂに示すように防水袋３Ａの上端部をシールして上部連結部３７を設けて上端開口３５を閉塞する。これにより、防水袋３Ａは、上部連結部３７、側縁３１ｂ、下端縁３１ａ、側縁３１ｃ、中間連結部３２により対向するシート材３１が略Ｇ字状に連結された防水袋３Ａとして、内部に電池組立１０を収納できる。また、側縁３１ｃ側の上部開口３６から外部に引出線１１を引き出しできる。
【００４１】
電池組立１０が収納された防水袋３Ａは、図４Ｃに示すように、溶融状態にあるポッティング樹脂８が内部に充填される。ポッティング樹脂８は、上部開口３６から注入されて防水袋３Ａの内部に充填される。防水袋３Ａに充填されるポッティング樹脂８の量は、定量とすることができる。それは、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、上方開口の容器状の治具４０に挿入することで、防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８の液面を防水袋３Ａの内部で上昇させて電池組立１０の表面に対して所定の配置に配置して、所定の厚さに形成できるからである。
【００４２】
防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８を電池組立１０の表面に沿って所定の形状に形成するために、ポッティング樹脂８が充填された防水袋３Ａは、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように治具４０に挿入してポッティング樹脂８を所定の形状とする。ポッティング樹脂８が充填された防水袋３Ａは、治具４０の内面に沿う形状に変形されて、内部に充填されたポッティング樹脂８を所定の形状に変形させる。
【００４３】
また、図４に示す防水袋３Ａは、内部の空気を排気する逆止弁１３を備えている。この構造の防水袋３Ａは、内部の空気を排気して防水袋３Ａを収縮させながら、ポッティング樹脂８を防水袋３Ａの底部から上部に移動できるので、防水袋３Ａの内部でポッティング樹脂８をスムーズに上昇できる特徴がある。ただ、逆止弁１３は必ずしも必要ではなく、これを省略することもできる。以上の防水袋３Ａは、一部又は全体を透光性として、内部に注入されるポッティング樹脂８の充填状態を確認することができる。
【００４４】
（治具４０）
治具４０は、図５〜図９に示すように、防水袋３Ａが収納される上方開口の容器状の治具本体４１と、この治具本体４１の上端開口を閉塞する蓋体４２とを備えている。治具本体４１は、図６と図７の断面図に示すように、防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８を電池組立１０の表面に沿う所定の形状に形成できるように、その内形を電池組立１０の外形に沿う形状であって、治具本体４１の内面と電池組立１０との間に防水袋３Ａとポッティング樹脂８を配置できるクリアランスに形成される。ここで、図６に示す治具本体４１は、両端の端面プレート４１Ｂ及び底面プレート４１Ｃの内面形状を、電池組立１０の対向する支持側壁２１間に形成された保持部２２及びこの保持部２２に保持された電池セル１の表面に沿う凹凸形状としている。治具本体４１は、端面プレート４１Ｂ及び底面プレート４１Ｃの内面形状を電池組立１０の中央部に沿う形状とすることで、この部分に配置されるポッティング樹脂８の量を最小限にしながら、余剰のポッティング樹脂８を他の領域に移動させることができる。
【００４５】
また、治具本体４１は、図７に示すように、電池組立１０の支持側壁２１と対向する両側の側面プレート４１Ａの内面を平面状としている。この治具本体４１は、電池ホルダ２の支持側壁２１と側面プレート４１Ａとの間に、所定の間隔の成形スペースが形成される。図７に示す電池ホルダ２は、支持側壁２１の外側表面に凹部２５を形成しており、この凹部２５と側面プレート４１Ａの内面に配置された防水袋３Ａとの間に所定の幅の形成スペースを形成している。防水袋３ａの内部を移動するポッティング樹脂８は、この形成スペースに充填されて所定の厚さに形成される。形成スペースに充填されたポッティング樹脂８は、硬化して被覆部７が形成される。図に示す治具本体４１は、側面プレート４１Ａの内面を平面状にしているので、支持側壁２１の凹部２５に形成される被覆部７の外側表面は側面プレート４１Ａに沿って配置される防水袋３Ａに沿って平面状に形成される。さらに、支持側壁２１の凹部２５に充填されるポッティング樹脂８は、凹部２５の底面に配置されたリード板５に密着して熱結合状態で接触する。これにより、電池セル１の発熱を電極端子からリード板５を介して被覆部７に効率よく熱伝導できる。また、側面プレート４１Ａによって位置付けされた防水袋３Ａと凹部２５に配置されたリード板５よって被覆部７が均一の厚さに形成されるので、電池セル１からの発熱を均等に放熱して電池温度のばらつきを有効に防止できる。
【００４６】
さらに、図７Ａに示す治具本体４１は、対向する側面プレート４１Ａの内面を上方に向かって間隔が広くなる勾配を設けており、防水袋３Ａの底部に充填されたポッティング樹脂８を速やかに上方に流動できるようにしている。また、ポッティング樹脂８が硬化した状態で、ポッティング樹脂８が電池組立１０の表面に充填された防水袋３Ａを治具本体４１からスムーズに取り出しできる。なお、治具本体４１は、図９に示すように、底面プレート４１Ｃに貫通孔４５を開口している。この治具本体４１は、防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８を硬化させた後、この貫通孔４５から電池組立１０の底面側を押圧することで、ポッティング樹脂８が硬化した電池のコアパック２０を簡単に治具本体４１から取り出しできる。
【００４７】
さらに、図５〜図９に示す治具は、治具本体４１の上端開口部を閉塞する蓋体４２を備えている。図の蓋体４２は、防水袋３Ａから引き出される引出線１１を案内する切欠開口４３を設けている。さらに、図に示す蓋体４２は、防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８が、電池組立１０の上面側において、所定の形状に形成されるように内形を特定している。図に示す蓋体４２は、引出線１１の引き出し側と反対側の端部に、内側に突出する凸部４４を形成している。この凸部４４は、ここに流動されるポッティング樹脂８を押圧して、回路基板６側に移動させる。したがって、防水袋３Ａに充填するポッティング樹脂８の量を最小限にしながら所定の形状に形成できる。
【００４８】
この蓋体４２は、たとえば、電池のコアパック２を外装ケースに収納する状態で、外装ケースの内面に沿って配置できるように、好ましくは、外装ケースの内面形状に沿う形状としている。この構造は、電池セル１を防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８を治具４０で所定の位置に配置して所定の形状に形成しながら、外装ケースの内形に沿う形状とすることで、簡単に外装ケースに収納できる。ただ、電池のコアパックは、その外形を外装ケースの内形よりも小さくすることもできる。
【００４９】
さらに、防水袋３Ａに注入されるポッティング樹脂８は、好ましくは、電池組立１０の上面に配置される回路基板６を埋設する位置まで充填されるようにすることができる。この構造は、回路基板６に実装される電子部品を防水構造で被覆しながら、回路基板６に実装される発熱部品の熱を放熱できる。
【００５０】
以上のように、防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８は、治具４０によって所定の位置に配置されて、電池組立１０の両側面において、リード板５に熱結合される所定の厚さの被覆部７が形成される。防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８が治具４０によって所定の形状に硬化されると、電池のコアパック２０は治具４０から取り出されて、図２に示すように外装ケース４に収納される。図に示す外装ケース４は、本体ケース４Ａと蓋ケース４Ｂとを備えており、電池のコアパック２０が収納された本体ケース４Ａを蓋ケース４Ｂで閉塞して電池パックが形成される。
【００５１】
以上の実施例では、防水袋３Ａの外形を特定するために治具４０を利用しており、治具４０の内面に沿って防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８を配置して所定の形状に形成している。ただ、本発明は、必ずしも治具を使用する必要はなく、外装ケースを治具に兼用することもできる。この外装ケースは、たとえば、その内形を前述の治具４０の内形と同様の形状とすることで、電池組立１０の表面に沿ってポッティング樹脂８を配置して所定の形状の被覆部７を形成することができる。この外装ケースは、本体ケースと蓋ケースとで形成することができる。ケース本体は、前述の治具本体と同様に、上方開口の容器形状として、電池組立が収納された防水袋を配置してポッティング樹脂を所定の形状に形成できる。さらに、蓋ケースは、前述の蓋体と同様に、電池組立の上面に沿う形状とすることで、外装ケースに収納される電池のコアパックを所定の外形に形成しながら定位置に配置できる。
【００５２】
このように、外装ケースを治具に兼用する構造は、ポッティング樹脂が硬化された状態で本体ケースに収納されたコアパックを定位置に固定するので、治具のようにコアパックを取り出すための貫通孔を設ける必要がない。また、外装ケースに収納されてポッティング樹脂が硬化されたコアパックは、外装ケースの内面に沿う外形に形成されて、所定の形状に形成される。
【００５３】
（防水容器の他の例）
以上の実施例では、防水容器３を可撓性シートからなる防水袋３Ａとしているが、防水容器は、ゴム状弾性体を容器形状に形成したものとすることもできる。この防水容器はその内形を電池組立に沿う形状とすることができる。これにより、充填するポッティング樹脂の量を最小限としながら、電池ホルダの側面部分には所定の形状と厚さの被覆部を形成できる。この防水容器も、一部又は全体を透光性として、内部に注入されるポッティング樹脂の充填状態を確認することができる。
【００５４】
さらに、防水容器は、図１０に示すように、樹脂製のケース３Ｂとすることもできる。この図に示すケース３Ｂは、上方を開口しており、この開口部から電池組立１０を収納できるようにしている。このケース３Ｂは、収納される電池組立１０の周囲に、一定の隙間を形成するように形成される。この構造のケース３Ｂは、例えば、硬質の樹脂で形成することができる。容器形状のケース３Ｂからなる防水容器３は、内部にポッティング樹脂８を充填した状態で電池組立１０を圧入し、ケース３Ｂの底部に充填されたポッティング樹脂８を電池組立１０の外周に沿って上昇させて、電池組立１０の周囲に所定の形状の被覆部を形成することができる。ただ、ポッティング樹脂８は、ケース３Ｂ内に電池組立１０を挿入した後、注入することもできる。このケース３Ｂは、ポッティング樹脂の量が電池組立１０の周囲に必要な量となるように、クリアランスを予め設計することで、ほぼ均一な厚さの被覆部を電池組立の表面に形成することができる。
【００５５】
さらに、樹脂製のケースからなる防水容器は、上方開口の容器形状として、ケースの内形を前述の治具と同様に、電池組立の外形に沿う形とすることもできる。すなわち、電池組立の支持側壁と対向する側壁の内面を平面状とすると共に、支持側壁の間の部分と対向する中間部分を電池セル及び電池ホルダの保持部の形状に沿う凹凸を有する形状とすることができる。この構造は、さらに、充填するポッティング樹脂の量を削減できる特徴がある。
【００５６】
（被覆部７の他の例）
さらに、本発明の電池パックは、以下のようにして、電池組立１０の電池ホルダ２の表面に被覆部７を形成することもできる。図１１と図１２に示す電池組立１０は、電池ホルダ２の側面において、支持側壁２１の中央部分にリード板５を配置するための凹部２５を形成しており、この凹部２５の周囲であって、リード板５の接続窓２９を閉塞プレート５１でせき止めて、凹部２５の周囲を閉塞している。この電池組立１０は、周囲が閉塞された凹部２５にポッティング樹脂８を供給することにより、電池セル１の端面側に所定の厚さの被覆部７を形成している。この電池組立１０は、一方の側面に被覆部７を形成した後、電池ホルダ２を反転させて、反対側の側面に被覆部を形成することで、電池組立１０の両側面に被覆部７を形成できる。
【００５７】
ここで、電池セル１の端面に対向して形成される被覆部７は、支持側壁２１に形成された凹部２５の深さによりその厚さが特定される。ただ、電池組立は、図示しないが、支持側壁の凹部の内周に沿って所定の高さを有するリング状の周壁を設けて、この周壁の内部にポッティング樹脂を充填して被覆部を形成することもできる。この被覆部は、周壁の高さにより、厚さを調整できる。
【００５８】
以上の構造は、電池ホルダ２の支持側壁２１に沿う形状の被覆部７を凹部２５に密着状態で形成できる。とくに、凹部２５の内面やリード板５の凹凸に対してポッティング樹脂８を埋設することでアンカー効果により電池ホルダ２の側面に対して外れないように被覆部７を固定できる。
【００５９】
さらに、電池組立１０の側面に配置される被覆部は、図１３に示すように支持側壁２１に固定される被覆材７Ａとすることもできる。図に示す被覆材７Ａは、支持側壁２１に形成された凹部２５に沿って連結されるように、凹部２５の内形に沿う外形を有する板状に形成されている。この被覆材７Ａは、図１３に示すように、電池ホルダ２の支持側壁２１に設けた凹部２５に配置されて、リード板５または電池ホルダ２の凹部２５の内面に接着して定位置に固定される。あるいは、凹部２５に嵌入した状態で接着テープを介して支持側壁２１に固定される。
【００６０】
この構造は、同じ外形と厚さの被覆材７Ａを製造することで、常に同じ状態で電池組立１０の側面を被覆して、対向する電池セル１の端面に対して同じ条件で配置でき、均一な放熱を実現できる。
【００６１】
以上の電池パックは、以下の工程で組み立てられる。
［防水袋３Ａを準備し、電池組立１０を挿入する工程］
図４Ａ〜図４Ｂに示すように、所定の形状に形成された防水袋３Ａを用意する。防水袋３Ａに電池組立１０を収納する。図４に示す防水袋３Ａは、上端開口３５から電池組立１０を挿入すると共に、挿入された電池組立１０を防水袋３Ａの収納部３３に挿入して定位置に配置する。さらに、収納部３３に配置された電池組立１０から引き出された引出線１１を上部開口３６から引き出して、上端開口３５をシールする。ただ、防水袋は、必ずしも図４に示す構造とする必要はなく、現在既に開発され、あるいは今後開発される防水袋であって、電池組立を収納でき、かつ収納された電池組立から延びる引出線を外部に引き出しできる他の全ての防水袋が使用できる。
【００６２】
［ポッティング樹脂８の注入工程］
図４Ｃに示すように、未硬化のポッティング樹脂８を防水袋３Ａに注入する。防水袋３Ａには、所定量のポッティング樹脂が注入される。この状態で注入されたポッティング樹脂８は、防水袋３Ａの底部に充填されている。
【００６３】
［電池組立１０が収納された防水容器を治具に挿入する工程］
図４Ｄに示すように、ポッティング樹脂８が充填された防水袋３Ａを治具本体４１に挿入する。このとき、防水袋３Ａに収納された電池組立１０が治具本体４１の内面に沿って挿入されることで、防水袋３Ａに充填されたポッティング樹脂８が治具本体４１の内面に沿って配置された防水袋３Ａの内面と電池組立１０の外周面との間を移動して、防水袋３Ａの底部から上部に向かって上昇する。この状態で、ポッティング樹脂８は、電池組立１０の側面に設けた凹部２５に充填されて、所定の形状の被覆部７が形成される。凹部に充填されたポッティング樹脂８は、リード板５に熱結合状態に接触すると共に、リード板５の表面と対応する領域が均一な厚さに形成される。
【００６４】
この方法は、防水袋３Ａの底部に充填されたポッティング樹脂８を、治具本体４１の内面に沿って配置された防水袋３Ａの内面と電池組立１０の外周とに沿って上昇させながら定位置に配置できるので、防水袋３Ａの底部から上部に向かって確実にポッティング樹脂８を充填して所定の形状に形成できる。
【００６５】
この工程で防水袋３Ａに注入されるポッティング樹脂８は、所定量を注入した状態で、その後の圧入工程において、未硬化な状態のポッティング樹脂８を電池組立１０の外周に沿って底部から上部に移動させるので、使用するポッティング樹脂８を常に最小限に抑えながら、常に電池組立１０の外周に沿う同形状の被覆部７を形成できる。
【００６６】
ここで、可撓性シートで形成される防水袋３Ａの内面に沿って未硬化のポッティング樹脂８を移動させて定位置に配置するので、可撓性シートの内面形状に沿って、内形が多少異なることもある。ただ、治具の側壁の内面に沿って配置される可撓性シートは、側壁の内面移送平面状に配置されると共に、底部からの圧力で上昇されるポッティング樹脂８に押圧されることで、防水袋３Ａを側壁の内面に密着させて、常に所定の形状に形成される。したがって、本明細書において、「同形状の被覆部を形成する」とは、完全に等しい外形には限定せず、防水袋３Ａの厚みやしわ、微細な気泡等の空隙による誤差を含む範囲内で等しい状態を含む広い意味で使用する。
【００６７】
なお、防水容器には、防水袋３Ａに代わって、樹脂製のケースやゴム製の容器も使用できるが、この場合は、可撓性シートによる防水袋３Ａよりもさらに、外形の精度を高くすることが可能となる。
【００６８】
［取り出し工程］
ポッティング樹脂８の硬化後に、防水袋３Ａを治具４０から取り出す。治具から取り出した電池のコアパック２０を、図２に示すように外装ケース４に収納する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、電池組立を防水容器に入れて防水構造としながら、電池組立の側面に均一な厚さの被覆部を形成するので、防水構造を実現しながら放熱特性を向上できる電池パックとして有効に利用できる。
【符号の説明】
【００７０】
１…電池セル
２…電池ホルダ
２Ａ、２Ｂ…ホルダーユニット
３…防水容器
３Ａ…防水袋
３Ｂ…ケース
４…外装ケース
４Ａ…本体ケース
４Ｂ…蓋ケース
５…リード板
５Ａ…接続部
６…回路基板
７…被覆部
７Ａ…被覆材
８…ポッティング樹脂
１０…電池組立
１１…引出線
１２…コネクタ
１３…逆止弁
２０…コアパック
２１…保持部
２２…支持側壁
２３…電池収納部
２４…開口部
２５…凹部
２６…位置決め凹部
２７…絶縁リブ
２８…収納スペース
２９…接続窓
３１…シート材
３１ａ…下端縁
３１ｂ、３１ｃ…側縁
３２…中間連結部
３３…収納部
３４…隙間
３５…上端開口
３６…上部開口
３７…上部連結部
４０…治具
４１…治具本体
４１Ａ…側面プレート
４１Ｂ…端面プレート
４１Ｃ…底面プレート
４２…蓋体
４３…切欠開口
４４…凸部
４５…貫通孔
５１…閉塞プレート
【図１】
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【図２】
2019032924.tif 000004
【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】
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