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JP5490516B2 - 電池パック - Google Patents

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JP5490516B2
JP5490516B2 JP2009291972A JP2009291972A JP5490516B2 JP 5490516 B2 JP5490516 B2 JP 5490516B2 JP 2009291972 A JP2009291972 A JP 2009291972A JP 2009291972 A JP2009291972 A JP 2009291972A JP 5490516 B2 JP5490516 B2 JP 5490516B2
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Description

本発明は、複数の円筒形電池を内蔵する外形円筒形の電池パックに関し、特に外形を小型化可能な電池パックに関する。
電動自転車やアシスト自転車など、駆動に大電流を要する用途に、複数の電池セルを内蔵して電圧を高めた電池パックが使用される。特に近年の大出力化の要求と、携行に容易な小型、軽量化の要求に応えることのできる電池パックが求められている。
このような電池パックでは、従来はスペース効率に優れた角形電池が用いられることが多かった。円筒形電池では、電池を多数並べて配置すると、電池同士の間に隙間が生じて、外形が大きくなるからである。一方で、デザイン上の観点から、外形を円筒状とした電池パックも求められている。
特開2008−34296号公報 特開2003−45505号公報 特開2007−213939号公報
しかしながら、電池パックには電池セルのみならず、電池セルの放電を制御する放電回路や保護回路を実装した基板を内蔵する必要がある。この場合、基板は通常平板状であることから、外形を円筒形とするケースに平板を配置しようとすれば、電池セルとの配置バランスが悪くなり、外形が大型化する傾向にあった。特に、大出力の電池パックでは多数の電池セルを内蔵する必要があり、この場合に小型化を維持しつつ基板を配置するスペースを確保することは容易でなかった。
本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ケースの外形を円筒形として、基板を内蔵しつつも外形の小型化を図ることの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
上記目的を達成するために、本発明の第1の電池パックによれば、外形を筒形とし、内部に円柱状の電池セル26を、円柱状の延在方向が前記筒形の開口方向と一致する姿勢として収納する複数の収納空間28を設けた第一電池ブロック21と、前記第一電池ブロック21を複数、長さ方向に積層したコアブロック20と、前記収納空間28に収納される電池セル26の放電を制御するための制御回路を実装した平板状の基板30と、前記コアブロック20と基板30を収納する外形を断面視略線対称の筒形とする外ケース10と、を備える電池パックであって、前記外ケース10の断面視において、該筒状の側面に沿うように湾曲して、縦方向に並べて配置される電池セル群27Bと、中央側において、縦方向に略直線状に並べて配置される電池セル群27Aと、を配置し、中央に配置された電池セル群27Aが、湾曲配置される電池セル群27Bよりも低い位置に配置され、かつ中央に配置された電池セル群27Aの上方に前記基板30が配置されるよう、前記収納空間28が前記第一電池ブロック21内に設けることができる。これにより、円筒形の外ケース内部に効率よく円筒形の電池と、平板状の基板とを配置でき、外ケースの大型化を回避してバランスよく小型化を図ることができる。
また、第2の電池パックによれば、一方向に延在された円柱状の複数の電池セル26と、外形を筒形とし、内部に前記円柱状の電池セル26を、円柱状の延在方向が前記筒形の開口方向と一致する姿勢として収納する複数の収納空間28を設けた第一電池ブロック21と、前記第一電池ブロック21を複数、長さ方向に積層したコアブロック20と、前記電池セル26の放電を制御するための制御回路を実装した平板状の基板30と、前記コアブロック20と基板30を収納する外形を断面視略線対称の筒形とする外ケース10と、を備える電池パックであって、前記外ケース10の断面視において、該筒状の側面に沿うように湾曲して、縦方向に並べて配置される電池セル群27Bと、中央側において、縦方向に略直線状に並べて配置される電池セル群27Aと、を配置し、中央に配置された電池セル群27Aが、湾曲配置される電池セル群27Bよりも低い位置に配置され、かつ中央に配置された電池セル群27Aの上方に前記基板30を配置させることができる。これにより、円筒形の外ケース内部に効率よく円筒形の電池と、平板状の基板とを配置でき、外ケースの大型化を回避してバランスよく小型化を図ることができる。
さらに、第3の電池パックによれば、さらに前記コアブロック20は、隣接する第一電池ブロック21同士が、ヒンジ部材24を介して折曲自在に連結されてなり、さらに前記ヒンジ部材24は一の第一電池ブロック21において、左右に隣接する第一電池ブロック21に対して各々異なる位置に設けることができる。これにより、第一電池ブロックを交互に異なる側で連結してジグザグ状に折曲でき、第一電池ブロック端面で行われる作業を効率よく纏めて行うことができ、作業性を向上できる利点が得られる。
さらにまた、第4の電池パックによれば、前記ヒンジ部材24に、隣接する第一電池ブロック21同士を電気的に接続する折曲リード板42を配置することができる。これにより、第一電池ブロック同士を連結するために必要なヒンジ部材に併せて電気的接続を担うリード板を配置できる。
さらにまた、第5の電池パックによれば、さらに各第一電池ブロック21は、内部で中央側の電池セル群27Aと側面側の電池セル群27Bとの間に、ねじ穴52を設けており、各第一電池ブロック21同士を、前記ヒンジ部材24を折曲して積層状態に重ねた状態で、前記ねじ穴52を介して一の貫通ねじ50で貫通するよう構成できる。これにより、一本の貫通ねじで複数の第一電池ブロックを積層状態に固定でき、機械的強度を向上できる。
さらにまた、第6の電池パックによれば、前記第一電池ブロック21が、複数の電池セル26よりなる電池セル群27を奇数個備えており、これら電池セル群27は、互いに平行姿勢で配置されると共に、隣接する電池セル群27同士の正負端子が互いに逆向きとなる姿勢に配置されており、さらに隣接する電池セル群27の、略同一平面に並ぶ正負極性が逆の端子同士を接続することで、電池セル群27同士を相互に直列に接続することができる。これにより、第一電池ブロックは、一方の端面に正負いずれかの電極が位置し、他方の端面に他方の電極が位置するため、複数の第一電池ブロック同士を直列に接続する際の接続部位が干渉せず、第一電池ブロックを複数接続する構成に際しての配線をスムーズに行える利点が得られる。
さらにまた、第7の電池パックによれば、さらに、前記奇数個の電池セル群27の内、少なくともいずれかの端縁に位置する電池セル群27に接続される第二電池ブロック22を備え、前記第二電池ブロック22に含まれる電池セル26の本数が、第一電池ブロック21よりも少なくできる。これにより、電池セルを配置しない残ったスペースに他の部材を効率よく配置できる。
さらにまた、第8の電池パックによれば、さらに、前記第二電池ブロック22に、電池パックの出力用端子コネクタ16を設けることができる。これにより、電池セルの本数の少ない第二電池ブロックの空きスペースを利用して、出力用端子コネクタを配置することができ、外形のサイズを変更することなく必要な出力用端子コネクタを配置できる。
さらにまた、第9の電池パックによれば、前記基板30が、前記ケースの延長方向と一致するように延長された形状であり、前記コアブロック20の上面を、前記基板30を載置する平面状に形成することができる。これにより、コアブロックの上面に基板を載置して配置でき、円筒形の外ケースの内側に電池セルと基板とをコンパクトに収納できる。
さらにまた、第10の電池パックによれば、前記第一電池ブロック21に、3つの電池セル群27を含めることができる。これにより、3列の電池セル群を円筒状の第一電池ブロックの中央と両側にバランスよく配置し、さらに奇数個の電池セル群を直列に接続して、第一電池ブロックの両端面に異なる電極を位置させることができ、複数の第一電池ブロックの積層に適した形態が提供される。
さらにまた、第11の電池パックによれば、前記外ケース(10)の断面視筒形形状を、左右対称とすることができる。
さらにまた、第12の電池パックによれば、前記外ケース(10)の断面視筒形形状を、略円筒形とすることができる。
さらにまた、第13の電池パックによれば、前記円柱状電池をリチウムイオン二次電池とできる。
さらにまた、第14の電池パックによれば、前記収納空間28の一部に、電池セル26が収納されない構成とできる。これにより、すべての収納空間に電池セルを挿入する必要がなく、必要な数の電池セルのみを必要な収納空間に挿入して、出力電圧を調整できる。
さらにまた、第15の電池パックによれば、前記電池パックを自転車の駆動用の電源装置として利用できる。
本発明の一実施の形態に係る電池パックを示す外観図である。 図1の電池パックから端面板を外した状態を示す分解斜視図である。 図2のコアブロックを示す外観図である。 コアブロックの横断面図である。 コアブロックの縦断面図である。 第一電池ブロックを示す斜視図である。 図6の第一電池ブロックからリード板を外した状態を示す分解斜視図である。 第二電池ブロックを示す斜視図である。 コアブロックから基板を外した状態を示す分解斜視図である。 第一電池ブロック同士を連結するヒンジ部材を折曲する状態を示す斜視図である。 ヒンジ部材で第一電池ブロック同士を折曲して、電極端面が同一面に並ぶ姿勢とした状態を示す斜視図である。 ヒンジ部材の拡大図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、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。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、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も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。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
図1〜図12に、本発明の一実施の形態に係る電池パック100を示す。これらの図において図1は電池パックの外観図、図2は図1の電池パックから端面板を外した状態を示す分解斜視図、図3は図2のコアブロックを示す外観図、図4はコアブロックの横断面図、図5はコアブロックの縦断面図、図6は第一電池ブロックの斜視図、図7は図6の第一電池ブロックからリード板を外した状態を示す分解斜視図、図8は第二電池ブロックの斜視図、図9はコアブロックから基板を外した状態を示す分解斜視図、図10は第一電池ブロック同士を連結するヒンジ部材を折曲する状態を示す斜視図、図11はヒンジ部材で第一電池ブロック同士を折曲して、電極端面が同一面に並ぶ姿勢とした状態を示す斜視図、図12はヒンジ部材の拡大図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パック100は、電動アシスト自転車用の電池パックを例示している。このため電池パック100は外形を構成する外ケース10をほぼ円筒状とし、自転車に固定するための固定部材12として、コ字状に折曲した固定片を、左右対称に一対に離間させ、さらに縦方向に二連に並べて設けている。これにより、自転車側に設けられた板状の連結部材をコ字状の開口部にガイドされるように挿入して、電池パック100を容易に自転車に装着できる。なお固定部材がこの構成に限定されるものでなく、既知の、或いは将来開発される種々の連結機構が適宜利用できる。また外ケースの断面視形状は、円筒状に限られず、略線対称の筒形が種々利用でき、例えば湾曲した断面の筒状、多角形の筒状とすることもできる。また線対称とは、左右対称の他、上下対称、あるいは上下左右対称とすることもできる。
(外ケース10)
この電池パック100は、図1のような円筒形の外ケース10の両端面を、それぞれ端面板14で閉塞し、内部に、図2及び図4に示すようにコアブロック20を収納している。外ケース10は、強度と放熱性に優れた、例えばアルミニウム等の金属製とする。また端面板14は外ケース10の開口端を閉塞できるよう、開口部と同じ円形状に形成される。さらにその材質は、外ケース10と同様、耐久性と放熱性に優れた金属製とする。この端面板14は四隅をねじ止めして、外ケース10に固定される。また端面板14の一方(図2において左側の端面板14A)には、出力用端子コネクタ16を設けている。
(コアブロック20)
コアブロック20は、図3の斜視図及び図5の縦断面図に示すように、複数の第一電池ブロック21を長さ方向に積層して構成される。図3の例では、3つの第一電池ブロック21と、その端面に連結された1つの第二電池ブロック22を、相互に積層している。各第一電池ブロック21同士の間は、ヒンジ部材24を介して折曲自在に連結される。ヒンジ部材24は、第一電池ブロック21同士を連結する板状の部材である。
(第一電池ブロック21)
第一電池ブロック21の外形を、図6及び図7の斜視図に示す。この第一電池ブロック21は、外観を略筒状として両端を開口させ、周壁に沿って円筒形電池セル26を配置するよう、円筒形電池セル26の外観に沿った凹凸を設けている。このような凹凸を設けた第一電池ブロック21は、円筒状の外ケース10内部に挿入すると、図4の断面図に示すように第一電池ブロック21と外ケース10との間に隙間が形成される。この隙間を利用して、外ケース10に端面板14を固定するねじ穴52や、第一電池ブロック21同士を連結するヒンジ部材24などを配置する。
さらに第一電池ブロック21は、電池セル26を個別に収納する収納空間28を内部に区画している。これらの収納空間28は、電池セル26を収納した際に、電池セル26の延在方向と第一電池ブロック21の開口方向と一致する姿勢となるように、収納空間28の開口方向を規定している。
収納空間28は、図4及び図7に示すように、電池セル26を3本ずつまとめた電池セル群27とし、側面に各々1つと、中央に1つを配置している。この際、中央の電池セル群27は、側面の電池セル群27よりも低く配置する。これによって、中央の電池セル群27の上方に空間を設け、ここに基板30を配置する基板配置空間31を形成できる。特に、中央の電池セル26はほぼ直線状に電池セル26を並べることに加え、中央部分では断面円形状の下方が若干突出するため、この空間を有効利用できる。また側面に配置する電池セル群27は、それぞれ側面に沿って湾曲させるように配置するため、距離が長くなり、中央の電池セル群27よりも相対的に上方に位置させてもバランスを維持できる。このように、電池セル群27の配置を、中央部分のみ下方にオフセットさせることで、限られた円柱状の空間内を有効利用しつつ、円柱状の電池セル26の間に平板状の基板30の配置空間を確保できる。
なお、この例では外ケース10の端面をほぼ真円状とし、その内部に第一電池ブロック21を隙間なく挿入できるよう、電池セル26を収納するための収納空間28の凹凸を有しつつも外接円が真円に沿った外形に形成している。ただ、本発明は端面を真円とする円柱状に限らず、電池セルの収納数に応じて例えば端面を楕円形としてもよい。例えば、電池セルを5並列にする場合は、横方向に長い楕円状とできる。
以上の第一電池ブロック21は、3本の電池セル群27を、それぞれ並列に接続し、かつ電池セル群27同士を直列に接続することで、一つの第一電池ブロック21で9本の電池セル26を3直3並に接続できる。さらに図3に示すように、このような第一電池ブロック21を3つ、直列に接続して、計27本の電池セル26を9直3並に接続できる。加えて、端面の第一電池ブロック21(図2において左から2番目)にさらに、第二電池ブロック22を接続する。第二電池ブロック22は、図8の斜視図に示すように、一方の側面(図8において左側)に3本の電池セル26を挿入する収納空間28を画定しており、他の部分は空洞としている。これにより、図2等に示すように空洞部分を出力用端子コネクタ16の配置スペースとして利用できる。また3本の電池セル26を第一電池ブロック21と直列接続することで、これら3つの第一電池ブロック21と1つの第二電池ブロック22を組み合わせて、合計30本の電池セル26を10直3並に接続できる。これにより、例えば電池セル26として1セル当たり3.6Vのリチウムイオン二次電池を使用する場合は、10本直列に接続して36Vの出力を得ることができる。
(第二電池ブロック22)
第二電池ブロック22は、外形を第一電池ブロック21とほぼ同じ形状とし、内部に第一電池ブロック21よりも少ない本数の電池セル26を収納する収納空間28を設けている。図8の例では、図7の第一電池ブロック21が9本まで電池セル26を収納できるのに比べ、3本までの電池セル26を収納する空間としている。収納空間28を設けない残りの空間は、各種の部材を配置する空間として利用できる。
なお、第一電池ブロック、第二電池ブロックのいずれにおいても、すべての収納空間に電池セルを挿入する必要はなく、電池パックに要求される電圧や、電池セルを並列接続する本数など、要求される仕様に応じて適宜変更されることはいうまでもない。また、第一電池ブロックや第二電池ブロックの積層数も、上記の例に限られず、同様に要求される仕様に応じて適宜変更できる。例えば第二電池ブロックを使用せず、第一電池ブロックのみを積層してコアブロックを形成したり、逆に第二電池ブロックのみでコアブロックを構成することもできる。さらに第一電池ブロックの積層体の両面に、それぞれ第二電池ブロックを設けたり、複数の第二電池ブロックを積層して第一電池ブロックの積層体に連結してもよいことはいうまでもない。これらの第一電池ブロック21及び第二電池ブロック22は、例えば樹脂製など、絶縁性に優れた部材で構成される。また図6、図7、図8に示す第一電池ブロック21及び第二電池ブロック22は、型抜きの必要上、開口方向に二分割されており、これらを接着剤やねじによって固定している。
(電池セル26)
電池セル26は、一方向に延在された円柱状又は円筒状の電池セル26を使用している。この電池セル26は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などの二次電池が好適に使用できる。
(基板30)
基板30は、電池セル26の放電あるいは充放電を制御する制御回路等の電子回路を実装している。基板30は平板状で、図3及び図9に示すようにコアブロック20の長さ方向に沿って延長されている。またコアブロック20は、第一電池ブロック21及び第二電池ブロック22を積層した際に、上面にほぼ同一平面の基板載置面32を構成するように設計される。これにより、コアブロック20の上面に基板30を固定し、必要な配線を行った後、外ケース10内に容易に収納できるようになる。特に、従来は基板をコアブロックの端面側に配置していたため、各電池セルの中間電位を検出しようとすれば、基板から所望の電池セルの位置までリード線を延長して電気接続する必要があり、配線の手間がかかる上、電池セルの数が増えるとリード線の本数も増え、リード線同士の縺れや擦れによる機械的強度面での問題もあった。これに対して、電池セル26を直列接続する長さ方向に沿うように、延長された基板30を配置することで、基板30から各電池セル26までの距離が短くなり、中間電位の検出など、各電池セル26までの配線が極めて容易となる利点が得られる。図3及び図6の例では、個別のリード線を設けることなく、各電池ブロックのリード板40の、基板30と面する端縁から延長させた折曲片44によって配線を行っており、組み立て工程を簡素化できることに加え、別部材のリード線も不要とできる。
また図3にて確認できるように、コアブロック20の前後の端面に配置される端面リード40Aの断面L字状折曲片を、基板30に接続する。さらに図3、図9に示すように、端面リード40Aと端面板14A、14との間には、絶縁シート47が配置される。基板30からの出力は、リード線(図示せず)を介して、内部コネクタを経て、出力用端子コネクタ16に出力される。
(ヒンジ部材24)
隣接する第一電池ブロック21同士及び第一電池ブロック21と第二電池ブロック22との界面は、図10及び図11に示すように、ヒンジ部材24を介して折曲自在に連結されている。ヒンジ部材24は、図12の拡大図に示すように、板材で構成され、板材を蝶板状に折曲自在とすることで連結されている。この例では、隣接する第一電池ブロック21の電池セル26同士を電気的に接続するためのリード板の一部を折曲して、この折曲リード板42をヒンジ部材24として機能させている。このように、折曲リード板42の機械的な強度が許す場合は、この折曲リード板42をヒンジ部材24に兼用でき、機械的接続と電気的接続を同一の部材で実現して、必要な部品点数を低減できる。ただ、リード板とヒンジ部材を別部材で構成することもできる。この場合は、ヒンジ部材とリード板とを、第一電池ブロックの同じ側に配置することで、ヒンジ部材を折曲させると、リード板も同様に折曲させることができる。
さらにヒンジ部材24は、図10に示すように、一の第一電池ブロック21において、一方の端面でヒンジ部材24を設けた位置が、他方の端面でヒンジ部材24を設ける位置とが、異なる位置、好ましくは対向する位置となるように配置する。例えば一方の端面で左側にヒンジ部材24を設けると、反対側の端面では右側にヒンジ部材24を設ける。このように、第一電池ブロック21毎に、交互に反対側の位置にヒンジ部材24を設けることにより、ジグザグ状に第一電池ブロック21を折曲できる。この結果、図11に示すように、第一電池ブロック21の開口面が同一面を向くように折曲させた姿勢とすることができる。この姿勢では、各第一電池ブロック21の端面に設けられたリード板40が、同一面に面するため、各第一電池ブロック21でリード板40を電池セル26に固定する作業(たとえばスポット溶接)を、同一面から纏めて行うことができるので、従来のように各第一電池ブロック21毎に個別に各面で作業を行う方法に比べ、作業の効率が各段に改善される。そしてリード板40の固定作業が終了すると、図11の姿勢からヒンジ部材24を折曲させて、図10を経て図2、図3、図5のようにコアブロック20として積層でき、この状態で貫通ねじ50(後述)によって固定できる。
また、上記の構成は、隣接する第一電池ブロック21同士の接続が、ヒンジ部材24の位置が交互に逆方向に入れ替わるような並びとなっていることで実現される。すなわち、ヒンジ部材24の位置を隣接する第一電池ブロック21同士のリード板40による固定と一致させ、この位置が交互に出現するように第一電池ブロック21のリード板40の位置を構成することによって実現されている。このことを実現するため、各第一電池ブロック21は、それぞれ、複数の電池セル26よりなる電池セル群27を奇数個備えており、さらに電池セル群27同士が直列に接続されている。具体的には、奇数個の電池セル群27が、互いに平行姿勢で、隣接する電池セル群27の、端面がほぼ同一平面に並ぶように配置される。このとき、隣接する電池セル群27同士の正負端子が互いに逆向きとなるよう、隣接する電池セル群27は、端面の向きを逆向きの姿勢に配置している。この隣接する電池セル群27の、ほぼ同一平面に並ぶ端面で、正負極性が逆の端子同士をリード板40で接続することで、第一電池ブロック21内の電池セル群27同士が相互に直列に接続される。これにより、各第一電池ブロック21は、奇数個の電池セル群27を平行姿勢で、かつ直列に接続することから、いずれか一方の端面に正負いずれかの電極が位置し、他方の端面に他方の電極が位置することになる。この結果、複数の第一電池ブロック21同士を積層して直列に接続する際の接続部位が干渉せず、第一電池ブロック21を複数接続する構成に際しての配線をスムーズに行える。
加えて、各電池セル群27は、ここに含まれる電池セル26同士を並列に接続している。このため、リード板40はこれら同一の電池セル群27に含まれる電池セル26をすべて並列に接続すると同時に、隣接する電池セル群27同士は図6に示すように同じくリード板40を介して、及び図12に示すように折曲リード板42を介して、各々直列接続できる。これによって少ない枚数のリード板40及び折曲リード板42で、電池セル26を並列に、電池セル群27を直列に、接続することが可能となる。またリード板等の枚数を少なくした上で、さらにこれらを同一面に並べて電池セル26との接続(溶接)作業を行えるようにしたので、電池パックの組み立て作業の効率が従来に比べ大幅に改善される。
なお折曲された折曲リード板42及びリード板40同士の間には、絶縁シート46を介在させてもよい。これにより、対向するリード板同士の間で意図しない放電が生じる事態を回避できる。
(ねじ穴52)
また各第一電池ブロック21及び第二電池ブロック22を、各連結界面のヒンジ部材24で折曲して積層状態のコアブロック20とし、このコアブロック状態を維持するために固定部材で固定される。図2、図3に示すコアブロック20は、固定部材として貫通ねじ50を利用している。このため図4、図7、図8などに示すように、各電池ブロックはねじ穴52を開口している。ねじ穴52は、好ましくは中央側の電池セル群27Aと側面側の電池セル群27Bとの間に配置されたスペーサ54に設けられる。好ましくは、スペーサ54は電池ブロックを構成する部材と一体成型により形成される。図4の断面図に示す例では、スペーサ54は、中央側の電池セル群27Aの左右に設けられる。特に中央側の電池セル群27Aが直線状に配置されるのに対し、側面側の電池セル群27Bは電池ブロックの円筒状の側面に沿うように、湾曲して配置されるため、中央側の電池セル群27Aと側面の電池セル群27との間には隙間が生じる。この隙間をねじ穴52を設けるスペースとして利用することで、ねじ穴52を限られた空間内に有効に配置できる。さらに、ねじ穴52を画定するスペーサ54を絶縁性の部材で構成することにより、図4の断面図に示すように中央側の電池セル群27Aと側面側の電池セル群27Bとの間を仕切り板で絶縁する効果も得られる。特に熱的に中央側の電池セル群27Aと側面の電池セル群27とを隔離することで、万一いずれかの電池セル群27の電池セル26が高温になっても、他の電池セル群27に及ぼす影響を低減できる。
ねじ穴52は、各第一電池ブロック21及び第二電池ブロック22において、積層状態でねじ穴52が一致するように設けられる。またねじ穴52に挿通される貫通ねじ50は、積層されたすべての電池ブロックを貫通する長さに設計される。この貫通ねじ50は金属製のねじなど、十分な機械的強度を備える部材とする。これにより、すべての電池ブロックを積層状態として、貫通ねじ50を貫通させて固定できるので、電池ブロックは一体的に十分な強度で固定される。特に従来のように、隣接する電池ブロック間同士のみを爪などで連結する方式に比べ、電池ブロックの全体を貫通する芯状に、貫通ねじ50を通すことで、機械的強度は極めて高く、強度面での信頼性は飛躍的に向上する。なお、図4の例では、中央側の電池セル群27Aの左右に設けられたスペーサの内、右側のスペーサ54に、ねじ穴52を設けており、1本の貫通ねじ50で電池ブロックを固定している。ただ、要求される強度に応じて、二本以上の貫通ねじで固定する構造も適宜採用できることはいうまでもない。さらにねじ穴を設ける位置も、スペーサに限られず、例えばコアブロックと外ケースとの間にできる隙間部分に配置してもよい。
このようにして、電池ブロック同士の強固な連結構造が実現できる。特に従来は、電池パックにおいては出力の調整や組み立て性などの問題から、複数のブロックに分割して電池セルを収納する構成が採用されていたが、この場合に、電池ブロック同士の固定を十分な強度で行うことが容易でなかった。また従来は、電池ブロック同士を、電池ブロックと一体成型した爪などで係止する構造が主に採用されていたが、この構成では隣接する電池ブロック同士の界面を連結しているに過ぎず、多数の電池ブロック同士を積層するような構成においては、あくまで隣接する界面同士の接続に過ぎず、電池ブロック全体を固定する構造を欠くため、より機械的強度を高めた構造が求められていた。しかしながら、このような固定構造を付加すると、さらに外形が大きくなって、小型化の要求に相反することとなる。これに対して、上述のように積層された電池ブロック全体を貫通ねじ50で貫通させ、さらにこのためのねじ穴52を電池セル群27同士の間の空間に配置することで、爪を外周に設ける構成などに比べ、電池パックの外形が大きくなる事態を回避できる。
本発明に係る電池パックは、アシスト自転車用の電源装置として好適に利用できる。
100…電池パック
10…外ケース
12…固定部材
14、14A…端面板
16…出力用端子コネクタ
20…コアブロック
21…第一電池ブロック
22…第二電池ブロック
24…ヒンジ部材
26…電池セル
27…電池セル群
27A…中央側の電池セル群
27B…側面側の電池セル群
28…収納空間
30…基板
31…基板配置空間
32…基板載置面
40、40A…リード板
42…折曲リード板
44…折曲片
46、47…絶縁シート
50…貫通ねじ
52…ねじ穴
54…スペーサ

Claims (15)

  1. 外形を筒形とし、内部に円柱状の電池セル(26)を、円柱状の延在方向が前記筒形の開口方向と一致する姿勢として収納する複数の収納空間(28)を設けた第一電池ブロック(21)と、
    前記第一電池ブロック(21)を複数、長さ方向に積層したコアブロック(20)と、
    前記収納空間(28)に収納される電池セル(26)の放電を制御するための制御回路を実装した平板状の基板(30)と、
    前記コアブロック(20)と基板(30)を収納する外形を断面視略線対称の筒形とする外ケース(10)と、
    を備える電池パックであって、
    前記外ケース(10)の断面視において、
    該筒形の側面に沿うように湾曲して、縦方向に並べて配置される電池セル群(27B)と、
    中央側において、縦方向に略直線状に並べて配置される電池セル群(27A)と、
    を配置し、
    中央に配置された電池セル群(27A)が、湾曲配置される電池セル群(27B)よりも低い位置に配置され、
    かつ中央に配置された電池セル群(27A)の上方に前記基板(30)が配置されるよう、前記収納空間(28)が前記第一電池ブロック(21)内に設けられてなることを特徴とする電池パック。
  2. 一方向に延在された円柱状の複数の電池セル(26)と、
    外形を筒形とし、内部に前記円柱状の電池セル(26)を、円柱状の延在方向が前記筒形の開口方向と一致する姿勢として収納する複数の収納空間(28)を設けた第一電池ブロック(21)と、
    前記第一電池ブロック(21)を複数、長さ方向に積層したコアブロック(20)と、
    前記電池セル(26)の放電を制御するための制御回路を実装した平板状の基板(30)と、
    前記コアブロック(20)と基板(30)を収納する外形を断面視略線対称の筒形とする外ケース(10)と、
    を備える電池パックであって、
    前記外ケース(10)の断面視において、
    該筒形の側面に沿うように湾曲して、縦方向に並べて配置される電池セル群(27B)と、
    中央側において、縦方向に略直線状に並べて配置される電池セル群(27A)と、
    を配置し、
    中央に配置された電池セル群(27A)が、湾曲配置される電池セル群(27B)よりも低い位置に配置され、
    かつ中央に配置された電池セル群(27A)の上方に前記基板(30)が配置されてなることを特徴とする電池パック。
  3. 請求項1又は2に記載の電池パックであって、さらに、
    前記コアブロック(20)は、
    隣接する第一電池ブロック(21)同士が、ヒンジ部材(24)を介して折曲自在に連結されてなり、
    さらに前記ヒンジ部材(24)は一の第一電池ブロック(21)において、左右に隣接する第一電池ブロック(21)に対して各々異なる位置に設けられていることを特徴とする電池パック。
  4. 請求項3に記載の電池パックであって、
    前記ヒンジ部材(24)に、隣接する第一電池ブロック(21)同士を電気的に接続する折曲リード板(42)を配置してなることを特徴とする電池パック。
  5. 請求項3又は4に記載の電池パックであって、さらに、
    各第一電池ブロック(21)は、内部で中央側の電池セル群(27A)と側面側の電池セル群(27B)との間に、ねじ穴(52)を設けており、
    各第一電池ブロック(21)同士を、前記ヒンジ部材(24)を折曲して積層状態に重ねた状態で、前記ねじ穴(52)を介して一の貫通ねじ(50)で貫通するよう構成してなることを特徴とする電池パック。
  6. 請求項2から5のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記第一電池ブロック(21)が、
    複数の電池セル(26)よりなる電池セル群(27)を奇数個備えており、
    これら電池セル群(27)は、互いに平行姿勢で配置されると共に、隣接する電池セル群(27)同士の正負端子が互いに逆向きとなる姿勢に配置されており、
    さらに隣接する電池セル群(27)の、略同一平面に並ぶ正負極性が逆の端子同士を接続することで、電池セル群(27)同士を相互に直列に接続してなることを特徴とする電池パック。
  7. 請求項6に記載の電池パックであって、さらに、
    前記奇数個の電池セル群(27)の内、少なくともいずれかの端縁に位置する電池セル群(27)に接続される第二電池ブロック(22)を備え、
    前記第二電池ブロック(22)に含まれる電池セル(26)の本数が、第一電池ブロック(21)よりも少ないことを特徴とする電池パック。
  8. 請求項7に記載の電池パックであって、さらに、
    前記第二電池ブロック(22)に、電池パックの出力用端子コネクタ(16)を設けてなることを特徴とする電池パック。
  9. 請求項1から8のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記基板(30)が、前記ケースの延長方向と一致するように延長された形状であり、
    前記コアブロック(20)の上面が、前記基板(30)を載置する平面状に形成されてなることを特徴とする電池パック。
  10. 請求項1から9のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記第一電池ブロック(21)に、3つの電池セル群(27)が含まれてなることを特徴とする電池パック。
  11. 請求項1から10のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記外ケース(10)の断面視筒形形状が、左右対称であることを特徴とする電池パック。
  12. 請求項11に記載の電池パックであって、
    前記外ケース(10)の断面視筒形形状が、略円筒形であることを特徴とする電池パック。
  13. 請求項1から12のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記円柱状電池がリチウムイオン二次電池であることを特徴とする電池パック。
  14. 請求項1から13のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記収納空間(28)の一部に、電池セル(26)が収納されていないことを特徴とする電池パック。
  15. 請求項1から14のいずれか一に記載の電池パックであって、
    前記電池パックが、自転車の駆動用の電源装置であることを特徴とする電池パック。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5496746B2 (ja) * 2010-03-31 2014-05-21 三洋電機株式会社 バッテリパック
JP5944204B2 (ja) * 2012-04-10 2016-07-05 三洋電機株式会社 バッテリパック
DE102013100545B4 (de) * 2013-01-18 2022-12-01 Cayago Tec Gmbh Wasserfahrzeug mit einer Akkumulatoreinheit
JP6358065B2 (ja) * 2014-12-04 2018-07-18 株式会社村田製作所 電池パックおよび電気機器
KR102059615B1 (ko) 2015-07-13 2019-12-26 주식회사 엘지화학 배열 형태의 변경이 가능한 프레임 어셈블리 및 이를 포함하는 전지모듈
DE102015013403A1 (de) * 2015-10-19 2017-04-20 Bergische Universität Wuppertal Elektro-Antriebssystem
DE102015014509A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Bergische Universität Wuppertal Elektro-Antriebssystem
KR102159263B1 (ko) * 2016-06-16 2020-09-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
JP6731368B2 (ja) * 2017-03-17 2020-07-29 株式会社シマノ 自転車用バッテリユニット
JP6865182B2 (ja) * 2018-02-01 2021-04-28 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 電池パック及び推進装置
CN109148936B (zh) * 2018-10-16 2024-03-29 苏州创能新能源实业有限公司 一种高扭力动力锂电池
KR102392788B1 (ko) * 2019-01-08 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 폴더블 사이드 플레이트를 구비하는 배터리 모듈 및 그 제조 방법
EP4007047A4 (en) * 2019-07-29 2022-11-09 SANYO Electric Co., Ltd. BATTERY PACK
DE102020119979A1 (de) * 2020-07-29 2022-02-03 Ridetronic GmbH Lagersystem zur Lagerung einer Komponente in einem Rahmenrohr eines Fahrradrahmens
JPWO2023068004A1 (ja) 2021-10-21 2023-04-27
WO2023068005A1 (ja) 2021-10-21 2023-04-27 三洋電機株式会社 電源装置及びその製造方法
WO2023106019A1 (ja) 2021-12-07 2023-06-15 パナソニックエナジ-株式会社 電池パック
CN115195922A (zh) * 2022-08-19 2022-10-18 珠海蓝图控制器科技有限公司 一种自行车电池安装结构及自行车

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10157468A (ja) * 1996-12-04 1998-06-16 Yamaha Motor Co Ltd 電動式車両用バッテリボックス
JP3807186B2 (ja) * 2000-02-29 2006-08-09 松下電工株式会社 蓄電池パック

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