JP2003142051A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
件が厳しく、水分や異物から厳重に隔離しておく必要が
ある電池セルを内蔵する電池パックを軽くする。 【解決手段】 電池セル群70を収容するケース50、
80には、冷却風導入口と52、冷却風排気口55と、
電池セル群70の側面に当接して電池セル群を固定する
固定壁86,87,51が形成されている。電池セル群
がケース内に固定されて収容されて電池パック99が完
成した状態では、電池セル群の側面とケース内面と固定
壁86,87とで画定された冷却風通路92がケース内
に形成されており、その冷却風通路92は冷却風導入口
と冷却風排気口を連通させている。その冷却風通路92
は固定壁86,87によって電池セル群の端面72a、
72bから隔離されている。冷却風は電池セル群70の
側面に触れながら電池セル群を効果的に冷却する。その
一方において電池セル群の端面72a、72bは固定壁
86,87によって冷却風から隔離され、電池セル群の
電気的接続部は外界の水分や異物から保護されている。
Description
の電池セルを備える電池パックに関する。この電池パッ
クは、充電器に取付けて電池セル群を充電し、充電済み
の電池パックを電動工具等に取付けて電動工具等に電力
を供給するのに用いられる。
ると電池セル自身が発熱して電池セル温度が上昇する。
ニッケル−水素電池は、電池容量が大きいという優れた
特徴をもつ一方、充電時の発熱量が大きく、しかも電池
セルの温度が所定温度を超えて上昇すると電池セルの寿
命が敏感に短くなるという特性を備えている。充電中の
電池セル群を効率的に冷やして電池セル群の温度を均一
に下げる技術がないと、ニッケル−水素電池の実用化は
難しい。電動工具に用いられる電池パックには大電力を
供給する能力が求められ、電池パック内で短絡等が発生
すると重大な問題がおこりかねない。そこで、電池パッ
ク内の電池セルは、外界の水分から確実に隔離されて劣
化の進行を抑制し、外界からの異物の侵入が確実に禁止
された状態で電池パック内に収容されていなければなら
ない。即ち、電池パック内の電池セル群は、充電中に効
率的に冷やされて電池セル群の温度が均一に維持され、
それでいながら、大気や外界からの水分や異物が電池セ
ルに到達しないように、電池パック内に収容しておかな
ければならない。特開平11−288744号公報に記
載の技術では、もっぱら冷やすことにのみ専念してお
り、水分や異物から電池セルを護るための方策を講じて
いない。電動工具等に脱着される電池パックには小型化
の要請が強く、その制約の中で、効率的に冷却しながら
電池セルを水分や異物から護ることは難しい。
2000-188091号公報に記載の技術を開発し
た。この技術では電池セル群を二重のケースに収容す
る。内側のケースはアルミ等の熱伝導性の良好な材質で
形成されて電池セル群に当接する。外側のケースの内面
は内側ケースの外面よりも大きく、ケース間に冷却風通
路が形成される。この構造によると、電池セル群は内側
ケースによって外界からの水分や異物から隔離され、内
外のケース間に形成される冷却風通路によって電池セル
群は効率的に冷却され、しかも、熱伝導性が良好な内側
容器が複数の電池セル間に亘って伸びていることから電
池セル群の温度が均一に維持される。
8091号公報に記載されている二重ケース構造は極め
て優れており、充電時の発熱量が大きく、しかも温度上
昇が電池セルの寿命を敏感に短くするニッケル−水素電
池の信頼性と耐久性を大幅に向上することに成功した。
しかしながら、性能に優れる反面、製造コストが高く、
電池パックが重くなるという問題を残している。そこで
本発明では、ニッケル−水素電池等のように温度管理条
件が厳しく、短絡等が発生すると重大な事態が発生しう
るために、外界の水分や異物から電池セルを厳重に隔離
しておく必要がある電池セルを内蔵する電池パックであ
って、前記二重ケース方式による電池パックよりも軽く
て簡単に製造することができる電池パックを実現するこ
とを目的にする。
かかわる1つの電池パックは、充電器に取付けて充電
し、充電後に充電器から取外して使用するものであり、
電池セル群がケース内に収容されている。電池セル群
は、複数の柱状の電池セルの端面同士が同一面内に位置
するように並置されたものであり、並置された電池セル
の端面同士が電気的に接続されている。電池セル群を収
容するケースには、冷却風導入口と、冷却風排気口と、
電池セル群を受け入れて固定する固定部が形成されてい
る。電池セル群がケース内に収容されて固定されて電池
パックが完成した状態では、電池セル群の側面とケース
内面とで画定された冷却風通路がケース内に形成されて
おり、その冷却風通路は冷却風導入口と冷却風排気口を
連通させている。その冷却風通路は電池セル群の端面か
ら隔離されている。この場合、冷却風は電池セル群の側
面に触れながら電池セル群を効果的に冷却する。その一
方において電池セル群の端面は冷却風から隔離され、電
池セル群の電気的接続部は、外界の水分や異物から保護
されている。
工具に取付けて電動工具に電力を供給する電池パックに
好適に適用される。この電池パックも、電池セル群がケ
ースに収容されて形成されている。電池セル群は、複数
の柱状の電池セルの端面同士が同一面内に位置するよう
に並置されたものであり、並置された電池セルの端面同
士が電気的に接続されている。電池セル群を収容するケ
ースには、冷却風導入口と、冷却風排気口と、電池セル
群の側面に当接して電池セル群を固定する固定壁が形成
されている。電池セル群がケース内に固定されて収容さ
れて電池パックが完成した状態では、電池セル群の側面
とケース内面と固定壁とで画定された冷却風通路がケー
ス内に形成されており、その冷却風通路は冷却風導入口
と冷却風排気口を連通させている。その冷却風通路は固
定壁によって電池セル群の端面から隔離されている。こ
の場合、冷却風は電池セル群の側面に触れながら電池セ
ル群を効果的に冷却する。その一方において電池セル群
の端面は固定壁によって冷却風から隔離され、電池セル
群の電気的接続部は外界の水分や異物から保護されてい
る。
けて電動工具に電力を供給する電池パックの場合、複数
の柱状の電池セルの側面同士が密着した状態で並置して
電池セル群を構成することが好ましい。この場合、電池
セル群の最外周側面に当接して電池セル群を固定する固
定壁をケースに形成しておくと、電池セル群がケース内
に固定されて収容されて電池パックが完成した状態で
は、電池セル群の最外周側面とケース内面と固定壁とで
画定されて冷却風通路がケース内に形成される。その冷
却風通路は冷却風導入口と冷却風排気口を連通させる。
この場合、冷却風通路が固定壁によって電池セル群の端
面のみならず電池セル間の空間からも隔離される。電池
セル間の空間等、冷却風通路から隔離された空間内に温
度センサが収容されている。この場合、冷却風は電池セ
ル群の最外周側面に触れながら電池セル群を効果的に冷
却する。その一方において電池セル群の端面は冷却風か
ら隔離され、電池セル群の電気的接続部は外界の水分や
異物から保護されている。また、温度センサは冷却風か
ら隔離されており、電池セルの温度を正確に測定するこ
とができる。さらに、電池セルの側面同士が密着されて
いるために、温度の高い電池セルから温度の低い電池セ
ルに熱量が移動しやすく、電池セルの温度が均質化され
る。
交して伸びていることが好ましい。この場合、電池パッ
ク内に収容する電池セルの数の変化に応じて簡単に設計
変更することができ、電池セル毎の温度を均質に維持し
易い。冷却風通路が柱状電池セルの長手方向に平行に伸
びていると、分岐している分岐冷却風通路の風量分布を
適値に調整するのが困難であり、設計が難しくなる。
亘って伸びている場合、冷却風導入口に近い側の電池セ
ルの側面が断熱シートで被覆されていることが好まし
い。この場合、冷却風導入口に近くて低温の冷却風によ
って冷却される電池セルが冷えやすいところ、それが断
熱シートで被覆されているため、冷えすぎることがな
い。ここでいう断熱シートとは、冷却風が電池セル側面
から熱を奪う作用を低減する効果を有するものをいい、
例えば樹脂製シートや樹脂製カバーなどを用いることも
できる。
亘って伸びている場合、冷却風排気口に近い側の電池セ
ルの近傍に、ケース内面に沿って流れる冷却風を電池セ
ルの側面に向ける風向変更体が形成されていることが好
ましい。この場合、冷却風排気口の近くでは冷却風がす
でに加熱されて電池セルを冷却しずらくなっているのに
対し、その冷えにくい電池セルの近傍に、ケース内面に
沿って流れる冷却風を電池セルの側面に向ける風向変更
体が形成されているために、ケース内面に沿って流れて
きたためにまだ加熱されていない冷却風が電池セルに当
てられ、風下側にあって冷えにくい電池セルが効果的に
冷却される。この結果、冷却風導入口に近い電池セルと
冷却風排気口に近い電池セルの温度の均質化が促進され
る。
亘って伸びている場合、冷却風通路に面する電池セルの
側面の面積が、冷却風導入口に近い電池セルでは小さ
く、冷却風排気口に近い電池セルでは大きいことが好ま
しい。この場合、冷却風排気口の近くでは冷却風がすで
に加熱されて電池セルを冷却しずらくなっているのに対
し、その冷えにくい電池セルでは冷却風通路に大面積が
曝されるので、風下側にあるために冷えにくい電池セル
が効果的に冷却され、冷却風導入口に近い電池セルと冷
却風排気口に近い電池セルの温度の均質化が促進され
る。
予定した電池セルは紙で覆われている。そこで、この電
池セルの側面を防水シートで被覆しておいて電池パック
ケースに収容することが好ましい。この場合、水分や異
物の侵入を厳格に排除する必要のある電池セルの端面は
冷却風通路から隔離されているために、電池セルを二重
のケースに収容しないでも必要な信頼性を確保すること
ができる。冷却風に曝される電池セルの側面を防水シー
トで被覆しておけば必要な耐久性を確保することができ
る。
係で複数の電池セルが並置され、極性が逆向きの電池セ
ルの端面同士が電気的に接続された電池セル群を用いる
と、複数の電池セルが直列に接続され、電池パックの出
力電圧が高くなる。この場合には電池セル群の両サイド
にある端面の中央面に対して冷却風通路を対称にするこ
とが好ましい。冷却風通路を対称に配置することによっ
て、電池セル群の温度分布が均質化され、特定の電池セ
ルが突出して昇温する現象の発生を抑制することができ
る。
徴を最初に列記する。 (形態1) 電池パックケース内に柱状の電池セルが収
容されている。電池パックケースは上下に分割されてお
り、下側ケースには電池セルの下側側面に当接する固定
壁が形成され、上側ケースには電池セルの上側側面に当
接する固定壁が形成されている。その固定壁は、電池セ
ルの一方側端面に近接する側面に当接する壁と、電池セ
ルの他方側端面に近接する側面に当接する壁から構成さ
れている。冷却風導入口と冷却風排出口は、一対の固定
壁の間に形成されている。完成した電池パックには、一
対の固定壁の間に位置する電池セルの側面と、ケース内
面と、一対の固定壁とによって画定された冷却風通路が
形成されている。それぞれの固定壁の外側空間は、ケー
ス内面と、固定壁と、電池セル自体で画定された密封空
間となっており、そこに電池セルの端面が収容されてい
る。電池セルの端面は、外界からも冷却風通路からも隔
離されており、水分や異物から保護されている。 (形態2) 形態1において、円柱状の電池セルが水平
方向に伸びた姿勢で水平方向に複数本が並んだ状態で収
容されている。電池セルは、端面同士が密着するのでは
なく、側面同士が密着した位置関係で並置されている。
電池セルの端面同士はほぼ同一面内に配置されている。
下側ケースの固定壁の上面と、上側ケースの固定壁の下
面には、各電池セルの円弧状の側面に密着する半円状の
窪みが形成されている。その半円状の窪みが固定壁の長
手方向に繰返されており、電池セル群は側面同士が密着
した位置関係に固定され、電池セル群の側面はケース内
面から離反されている。 (形態3) 形態2において、電池セル群が上下2段で
構成されている。上下2段の電池セル間に形成される空
間は、電池セル自体によって外界から遮断されており、
固定壁外側の密封空間に連通している。両サイドに存在
する固定壁外側空間は上下の電池セル間空間によって連
通している。 (形態4) 形態3において、上ケースの上面に冷却風
導入口と冷却風排気口が形成されている。上ケースの内
面に沿って冷却風導入口から冷却風排気口に達する第1
冷却風通路が形成されている。上ケースの冷却風導入口
から冷却風排気口とは反対に伸びる内面と、ケースの側
壁の内面と、下ケースの内面に沿って、第2冷却風通路
が形成されている。 (形態5) 第1冷却風通路の通気抵抗は第2の冷却風通
路の通気抵抗よりも高く、第1冷却風通路の風量は第2
冷却風通路の風量よりも少ない。 (形態6) 第2冷却風通路を画定する下ケースの一対の
固定壁間の間隔は、冷却風通路の上流側で狭く、下流側
で広い。 (形態7) 第2冷却風通路を画定する下ケースの内面に
は、冷却風の上流側から下流側に向けて電池セルの側面
に向かって接近する傾斜部が形成されている。
電池パック99は、外蓋10と、フック30と、基盤4
0と、上ケース50と、電池セル群70と、下ケース8
0等から構成され、4本のネジ11で結合されている。
2−1から72−10で構成されている。各電池セル7
2は円柱形状であり、長手方向が水平に伸び、電池セル
の端面72a、72b同士が同一平面内に納まる位置関
係におかれている。電池セル72は水平方向に5本並置
され、上下2段に並置されている。上下方向と水平方向
で隣接する電池セル72の側面同士は密着している。各
電池セル72の側面は、表側が防水加工された紙で被覆
されている。裏側は吸湿性を有し、電池セルから電解液
が漏れてもその紙で吸い取られ、電解液が外部に滲みで
ないようにしている。電池セル72の端面72a、72
bには、電極を構成する金属板が露出している。
極性が逆向きになるように配置されている。電池セル7
2−1が左側でプラスであれば、隣接する電池セル72
−2は左側でマイナスである。隣接する電池セル72の
端面72a、72b同士は、リードプレート73で電気
的に接続されている。リードプレート73群によって、
10本の電池セル72は直列に接続されている。リード
プレート73は電池セル72の端面72a、72bに溶
接されており、電気的接続を確保するとともに、電池セ
ル72同士を物理的にも接続している。電池セル群70
は、水平方向に5本の電池セル72の側面同士を密着さ
せた状態で並置したものが上下2段に積層されている。
電池セル72の側面同士は上下方向にも密着している。
電池セル72の端面72aのリードプレート73の外側
には絶縁シート74が被せられ、端面72bのリードプ
レート73の外側には絶縁シート71が被せられる。
収容される。下ケース80は、底板90と側板82が樹
脂で一体成形された箱状であり、上面が開放されてい
る。下ケース80はネジ孔81を有し、ネジ11がねじ
込まれることで、外蓋10に固定される。底板90の内
面には、電池セルの長手方向に直交して伸びる一対の固
定壁86、87が形成されている。固定壁86、87の
上面には、電池セル72の側面に密着する半円形の凹形
状86a、87aが形成されている。凹形状86a、8
7aは、固定壁86、87に沿って連続的に5個形成さ
れている。電池セル群70が下ケース80に収容される
と、電池セル群70の下側の5本の電池セル72の側面
の下側半分が固定壁86、87の上面の凹形状86a、
87aに嵌りこみ、電池セル群70は下ケース80内で
固定される。この状態で、水平方向に隣接する電池セル
72の側面同士は強く密着しあう。
側の5本の電池セル72の側面を底板90の内面から持
ち上げる。このために、下側の電池セル72の側面と底
板90の内面との間に間隔ができる。一対の固定壁8
6、87間にできる電池セル72の側面と底板90の内
面との間の間隔は、後で説明する第2冷却風通路92と
なる。第2冷却風通路92は、一対の固定壁86、87
と、電池セル72の側面と、下ケース80の内面に囲ま
れて形成される。
86a、87aが形成されているために、固定壁86、
87の上面は電池セル群70の側面に隙間なく密着す
る。このために、一対の固定壁86、87間の空間92
と、固定壁86、87の外側の空間(固定壁86と下ケ
ースの側壁82c間の空間と、固定壁87と下ケースの
側壁82a間の空間)は気密に分離される。固定壁86
は、電池セル群70の図示左側端面72aに近接する側
面に当接し、電池セル群70の図示左側端面72aを、
一対の固定壁86、87間に形成される冷却風通路92
から隔離する。同様に、固定壁87は、電池セル群70
の図示右側端面に近接する側面に当接し、電池セル群7
0の図示右側端面72bを、一対の固定壁86、87間
に形成される冷却風通路92から隔離する。
プレート73や、電気的に絶縁されていない電池セル7
2の端面72a、72bは、固定壁86と87の外側の
空間に収容される。電池セル群70の両サイドの端面7
2a、72bは、一対の固定壁86、87間に形成され
る冷却風通路92から隔離されており、冷却風と一緒に
ケース内に入り込む可能性がある水分や異物が電池セル
群70の端面72a、72bに到達しないようにしてい
る。
86、87間に形成される第2冷却風通路92を図1の
右から左に進む。図1では右側が上流である。一対の固
定壁86,87間の距離は、上流側で狭く下流側で広く
なっている。図14は上流側での断面を示し、一対の固
定壁86,87間の間隔はL1で狭い。図13はそれよ
りも下流での断面を示し、第2冷却風通路92に巾はL
2に広がっている。図12はさらに下流での断面を示
し、第2冷却風通路92の巾はL3に広がっている。即
ち、複数の柱状電池セル72の側面に亘って伸びている
冷却風通路92に面する電池セル72の側面の面積は、
上流側電池セルでは小さく、下流側電池セルでは大きく
されている。冷却風が下流に近づくほど冷却風が加熱さ
れて電池セルを冷却しずらくなっているのに応じて、冷
えにくい電池セルでは冷却風通路92に大面積が曝され
るようにしているので、全部の電池セル72が均一に冷
却され、上流側電池セル72と下流側電池セル72の温
度の均質化が促進される。
0の内面には、冷却風の下流に向けて電池セル72の側
面に接近するスロープ85,83,84が形成されてい
る。このスロープ85,83,84は、第2冷却風通路
92の全体から見ると下流部分に配置され、しかも、最
下流では1本の電池セルに対して2個のスロープ83,
84が形成されている。スロープ85は、図8に示すよ
うに、下ケース80の内面に沿って流れる冷却風を電池
セル72−6の側面にあてるように風向を変更する。ス
ロープ83,84は、図9に示すように、下ケース80
の内面に沿って流れる冷却風を電池セル72−8と72
−10の側面にあてるように風向を変更する。複数の柱
状電池セル72の側面に亘って伸びている冷却風通路9
2の下流側の電池セル72の近傍に、ケース内面90に
沿って流れる冷却風を電池セル72の側面に向ける風向
変更体83,84,85が形成されていると、冷却風が
すでに加熱されて冷却しずらくなっている下流側で、ケ
ース内面90に沿って流れてきたまだ加熱されていない
冷却風が電池セル72の側面に当たるように風向が変え
られるために、冷えにくい下流側電池セル72の冷却が
促進され、上流側電池セル72と下流側電池セル72の
温度の均質化が促進される。なお、図1に示す壁88,
89は電池セルの端面近傍の側面を補助的にささえる補
助壁であり、下ケースの側壁82に隠されて見えない反
端側にも存在している。
イドに、電池セル群70の上側の5本の電池セル72の
側面の上側半分に密着するそれぞれが半円形内面を持つ
蒲鉾形状の上面51を持つ。外蓋10が下ケース80に
固定されて上ケース50が下ケース80に密着すると、
電池セル群70の上側の5本の電池セルの側面の上側半
分が蒲鉾形状の上面51の内側の半円形面に当接する。
この状態で水平方向に隣接する電池セルの側面同士並び
に上下方向に隣接する電池セルの側面同士は強く密着し
あう。上ケース60の中央には、ダクト状に膨出してい
る壁56、60が形成されている。また、上ケースのほ
ぼ中央部には冷却風導入口52が形成され、左側端部に
冷却風排気口55が形成されている。ダクト状の壁56
は、冷却風導入口52と冷却風排気口55を直接に接続
し、その裏側に第1冷却風通路91を形成する。ダクト
状の壁60の裏側には第2冷却風通路92が形成され、
冷却風導入口52から導入された冷却風を図示右側に導
く。冷却風導入口52には、冷却風を第1冷却風通路9
1と第2冷却風通路92に分岐させる分岐板61が設け
られている。
は、専ら電池セル72−5、72−7、72−9を冷却
する。3本しか冷却しないために最下流の電池セル72
−9に至るまで効果的に冷却する。このために、第1冷
却風通路91に流れる風量は第2冷却風通路92に流れ
る流量よりも少ない。第1冷却風通路91の通気抵抗
は、第2冷却風通路92の通気抵抗よりも高く設定され
ている。図8に示すように、ダクト状の壁60の裏側に
形成された第2冷却風通路92は、電池セル群70の図
示右側面に接した後に、下ケース80の一対の固定壁8
6,87間に導かれる。第2冷却風通路92を流れる冷
却風は、順に、電池セル72−3、72−1、72−
2、72−4、72−6、72−8、72−10を冷却
する。冷却風は下流に進むほど加熱され、電池セルを冷
却する能力が低下する。したがって最も下流にある電池
セル72−10が加熱されやすい。実際には、冷却風は
電池セル72−10に沿って曲がり、電池セル72−1
0の大きな面積を冷やすので、電池セル72−8が最も
温度上昇しやすい。前記したように、電池セル72−8
の近傍には、ケース内面に沿って進む比較的低温の冷却
風を電池セル72−8の側面に向けるスロープ83,8
4を設けたり、固定壁86、87間の間隔を広げて電池
セル72−8の側面の広範囲が冷却風に曝されるように
して冷却効果を高めているが、それでも冷却されにく
い。そのために、第2冷却風通路92に大風量を流すよ
うにして電池セル72−8の温度上昇を防いでいる。
位置している電池セル72−3、72−1、72−2は
冷えすぎるという傾向にある。特に、電池セル72−1
はコーナ部にあるために、上側側面と横側側面の双方が
第2冷却風通路92に臨んでおり、冷えやすい。また電
池セル72−2は横側側面と下側側面の双方が第2冷却
風通路92に臨んでおり、冷えやすい。そこでこの実施
例では、冷えすぎやすい電池セル72−3、72−1,
72−2については第2冷却風通路92に面する面を断
熱剤75で覆って冷えすぎを防いでいる。
亘って伸びて順々に冷却する構造では、上流側の電池セ
ルを断熱材75で覆って冷えにくくし、下流側の電池セ
ルでは風向変更体83,84を活用したり、冷却風通路
に面する面積を増大させたりして冷えやすくすることに
よって、複数の電池セル72の温度を均一に維持するこ
とができる。
の上面には一対のボス53が形成され、ここに、基盤4
0がネジ43によって固定される。基盤40の上面に
は、プラス端子41、接地端子45、サーモスタット端
子42が固定されている。プラス端子41は、図示省略
したリードプレートによって、直列に接続されている電
池セル群70の最終プラス電極73aに接続される。こ
のリードフレームは上ケース50に形成されている開口
57を通過する。接地端子45は、図示省略したリード
プレートによって、直列に接続されている電池セル70
群の最終マイナス電極73bに接続される。このリード
フレームは上ケース50に形成されている開口59を通
過する。サーモスタット端子42は、図示省略したリー
ドプレートによって、電池セル群70のセル間空間に収
容されている図示されないサーモスタットに接続され
る。このリードフレームは上ケース50に形成されてい
る開口58を通過する。電池セル群70の温度が所定温
度以下であれば、サーモスタット端子41には電池セル
群70のプラス電圧がかかり、所定温度以上となるとサ
ーモスタットがオフして電圧がフローティングする。サ
ーモスタット端子41の電圧変化を監視することによっ
て、電池セル群70の温度が所定温度以下であるのか、
所定温度以上に昇温したのかがわかる。
又は電動工具に対して、電池パック99を矢印A方向に
移動させることによって、充電器又は電動工具に接続さ
れる。電池パック99は、充電器と電動工具の双方に接
続することができる。但し、同時には接続することがで
きず、いずれか一方に接続される。充電器と電動工具に
は、図1の矢印B方向に伸びる3つの端子が設けられて
おり、電池パック99を矢印A方向に移動させて取付け
ると、プラス端子41には充電器又は電動工具のプラス
端子が接続され、接地端子45には充電器又は電動工具
の接地端子が接続され、サーモスタット端子42にはサ
ーモスタット信号検出端子が接続される。充電器に電池
パック99が取付けられると、サーモスタット端子42
で電池パック99の異常昇温を監視しながら、プラス端
子41と接地端子45間に充電電流を流して電池セル群
70を充電する。電動工具に電池パック99が取付けら
れると、プラス端子41と接地端子45を使って電動工
具に駆動電力を供給する。
る。信号端子44には、一定電圧を受け入れる端子、接
地端子、電池セル群70の温度に応じて電圧を変える端
子、電池パック毎に固有のID信号を出力する端子が用
意されており、充電器に電池パック99が取付けられる
と、充電器側の信号端子に接続されて、充電器と電池パ
ック99間で信号を送受することが可能となる。
る端子にはサーミスタが接続されており、そのサーミス
タは電池セル間空間に収容されている。電池パック毎に
固有のID信号を出力する端子にはEPROMが記憶さ
れており、そのEPROMは基盤40の裏面に固定され
ている。EPROMには、電池パック99の仕様、特
性、過去の充放電履歴等の様々な情報が記憶されてお
り、この信号を充電器が読み取ることによって、充電器
に取付けられた電池パック99に適した態様で充電する
ことができる。
サーモスタットは、電池セル間の空間に収容されてい
る。即ち上下左右が電池セル72で囲繞された空間に収
容されている。電池セル72の側面同士は密着している
ために、セル間空間は冷却風通路から隔離されている。
電池セル72の端面72a、72b同士を接続するリー
ドプレート73やサーミスタとサーモスタットといった
電気回路を構成するための部材はすべて冷却風通路から
隔離されている。
ク30が上下方向にスライド可能に収容されており、バ
ネ32で上方に付勢されている。図8に良く示されてい
るように、フック30の上端33は上蓋10から上方に
飛び出している。電池パック99を矢印A方向にスライ
ドさせて充電器又は電動工具に接続する場合には、充電
器と電動工具に用意されている固定壁がフック上端33
のテーパ面33aに当接してフック30を押し下げる。
電池パック99が充電器又は電動工具に完全に接続され
るまで矢印A方向にスライドさせると、充電器と電動工
具に用意されている固定壁がフックの上端33の右側に
回りこみ、フック30はバネ32によって上昇する。こ
うなると、充電器と電動工具に対して電池パック99が
矢印B方向に移動することが禁止される。即ち、電池パ
ック99が充電器と電動工具から抜け出すことが禁止さ
れる。電池パック99を充電器や電動工具から取外す場
合には、作業者が指でフック30の操作部31を押し下
げる。これによって抜けとめ禁止状態が解除される。
の上側に外蓋10が被せられる。外蓋10の上面ほぼ中
央には冷却風導入口12が設けられており、これは上ケ
ース50の冷却風導入口52に連通する。充電器には冷
却風吹出し口が用意されており、電池パック99が充電
器に接続されると、上蓋10の冷却風導入口12は充電
器の冷却風吹出し口に重ねられる。この結果、充電中
は、充電器から強制的に冷却風が冷却風導入口12に送
り込まれる。上蓋10の上面の左側端部には、冷却風排
気口14が設けられている。この冷却風排気口14は、
図8に良く示されているように、上ケース50の冷却風
排気口55と、上ケース50の図8での左側の壁62の
外側に連通している。第2冷却風通路92は、上ケース
50の図8での左側の壁62の外側に連通しているため
に、第2冷却風通路92を通過した冷却風94も排気口
14から排気される。
口が設けられている。スリット13は、充電器や電動工
具のプラス端子を案内してプラス端子41に導く。スリ
ット16は、充電器や電動工具の接地端子を案内して接
地端子44に導く。スリット19は、充電器や電動工具
のサーモスタット端子を案内してサーモスタット端子4
4に導く。開口15は、充電器や電動工具の信号端子が
信号端子44に接続されることを許容する。開口17
は、フック30の上端33が上蓋10上に飛び出すこと
を許容する。4本のネジ11が、下ケース80の4箇所
のネジ穴81にネジこまれることで電池パック99は組
立て状態に維持される。
通路91と第2冷却風通路92が、電池セル群70の両
サイドの端面72a、72bの中央面に対して左右対称
になっている。電池セル群70の右側にプラス極がある
電池セル72と左側にプラス極がある電池セル72が同
数あるのに対応して、冷却風通路91,92が対称に用
意されていると、電池セル72ごとの温度の相違が小さ
く抑えられる。
ケース内空間は大きく2分されている。第1空間は一対
の固定壁86,87間の空間であり、第2空間は一対の
固定壁86,87の外側空間である。固定壁86が電池
セル群70の左下側端面72a近傍の側面に当接し、上
ケース50の内面が電池セル群70の左下側端面72a
近傍の側面に当接することによって、左側の第2空間
(固定壁86とケース80の左壁82c間の空間)は第
1空間から隔離されている。同様に、固定壁87が電池
セル群70の右上側端面72b近傍の側面に当接し、上
ケース50の内面が電池セル群70の右上側端面72b
近傍の側面に当接することによって、右側の第2空間
(固定壁87とケース80の右壁82a間の空間)は第
1空間から隔離されている。なお、左右の第2空間は、
電池セル間空間によって連通しているが、その電池セル
間空間も電池セル72によって第1空間から隔離されて
いる。冷却風に含まれる水分や異物が侵入しない第2空
間に、電池セル72の端面72a、72b、リードプレ
ート73、サーモスタット、サーミスタ等の電気回路を
構成する部品が収容されているために、この電池パック
99は水分や異物の侵入に強く、信頼性が高い。一方に
おいて、電池セル72の側面を直接に冷却するために、
電池セル72の過熱を効果的に防止することができる。
しかも、上記した様々な冷却能力調整手段を講じたため
に、電池セル72毎の温度のばらつきを小さな範囲内に
押させることに成功している。本実施例の電池パック9
9は、二重ケースに収容するの同等の信頼性を持ち、そ
れでいて8〜10%の軽量化が計られる。また、製造コ
ストを大幅に低減することができる。
着する半円形凹所
Claims (9)
- 【請求項1】 充電器に脱着可能な電池パックであり、 複数の柱状の電池セルの端面同士が同一面内に位置する
ように並置され、並置された電池セルの端面同士が電気
的に接続された電池セル群と、 その電池セル群を収容する、冷却風導入口と冷却風排気
口と電池セル群を受け入れて固定する固定部が形成され
たケースを備え、 電池セル群がケース内に固定されて収容されており、電
池セル群の側面とケース内面とで画定されて冷却風導入
口と冷却風排気口を連通させる冷却風通路がケース内に
形成されており、その冷却風通路が電池セル群の端面か
ら隔離されている電池パック。 - 【請求項2】 電動工具と充電器の双方に脱着可能な電
池パックであり、 複数の柱状の電池セルの端面同士が同一面内に位置する
ように並置され、並置された電池セルの端面同士が電気
的に接続された電池セル群と、 その電池セル群を収容する、冷却風導入口と冷却風排気
口と電池セル群の側面に当接して電池セル群を固定する
固定壁が形成されたケースを備え、 電池セル群がケース内に固定されて収容されており、電
池セル群の側面とケース内面と固定壁とで画定されて冷
却風導入口と冷却風排気口を連通させる冷却風通路がケ
ース内に形成されており、その冷却風通路が固定壁によ
って電池セル群の端面から隔離されている電池パック。 - 【請求項3】 電動工具と充電器の双方に脱着可能な電
池パックであり、 複数の柱状の電池セルの側面同士が密着した状態で並置
され、並置された電池セルの端面同士が電気的に接続さ
れた電池セル群と、 その電池セル群を収容する、冷却風導入口と冷却風排気
口と電池セル群の最外周側面に当接して電池セル群を固
定する固定壁が形成されたケースを備え、 電池セル群がケース内に固定されて収容されており、電
池セル群の最外周側面とケース内面と固定壁とで画定さ
れて冷却風導入口と冷却風排気口を連通させる冷却風通
路がケース内に形成されており、その冷却風通路が固定
壁によって電池セル群の端面と電池セル間空間から隔離
されており、温度センサが冷却風通路から隔離された空
間内に収容されている電池パック。 - 【請求項4】 冷却風通路が、柱状電池セルの長手方向
に直交して伸びていることを特徴とする請求項1から3
のいずれかに記載の電池パック。 - 【請求項5】 冷却風通路が、複数の柱状電池セルの側
面に亘って伸びており、冷却風導入口に近い側の電池セ
ルの側面が断熱シートで被覆されていることを特徴とす
る請求項4に記載の電池パック。 - 【請求項6】 冷却風通路が、複数の柱状電池セルの側
面に亘って伸びており、冷却風排気口に近い側の電池セ
ルの近傍に、ケース内面に沿って流れる冷却風を電池セ
ルの側面に向ける風向変更体が形成されていることを特
徴とする請求項4に記載の電池パック。 - 【請求項7】 冷却風通路が、複数の柱状電池セルの側
面に亘って伸びており、冷却風通路に面する電池セルの
側面の面積が、冷却風導入口に近い電池セルでは小さ
く、冷却風排気口に近い電池セルでは大きいことを特徴
とする請求項4に記載の電池パック。 - 【請求項8】 各電池セルの側面が、防水シートで被覆
されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか
に記載の電池パック。 - 【請求項9】 隣接する電池セルの極性が逆向きの位置
関係で複数の電池セルが並置され、極性が逆向きの電池
セルの端面同士が電気的に接続された電池セル群が収容
されており、電池セル群の両側の端面の中央面に対して
冷却風通路が対称であることを特徴とする請求項1から
3のいずれかに記載の電池パック。
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