JP2005056721A - パック電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】多数の電池を極めて低抵抗な状態で接続する。リード板を外れない状態で電池に連結する。電池の個数を変更する設計変更に簡単に対応させる。
【解決手段】パック電池は、複数の電池１を互いに接近して縦横に並べてなる電池ブロック３と、電池ブロック３を収納しているケース２と、電池１に接続されている回路基板４とを備える。電池ブロック３は、横列に並べている複数の電池１の向きを同じ方向として、電池１の電極にリード板５を接続して並列ユニット６とすると共に、複数の並列ユニット６を縦方向に、電池１の向きが異なる向きとなるように並べて、リード板５で縦方向に直列に接続している。リード板５は、電池ブロック３の領域から横方向に突出する突出部１０を有し、この突出部１０を回路基板４に接続している。パック電池は、リード板５の突出部１０を回路基板４に接続して、電池ブロック３と回路基板４とを一体的に連結している。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として大電流の放電に適しているパック電池に関し、とくに、複数の電池を並列と直列に接続しているパック電池に関する。
パック電池は、並列に接続する電池の個数を多くして出力電流を大きくでき、また、直列に接続する直列の個数で出力電圧を高くできる。このことから、大出力が要求される用途、たとえば自転車、工具、自動車等に使用されるパック電池は、複数の電池を並列に接続し、さらに、これを直列に接続して出力を大きくできる。この構造のパック電池は、多数の電池を内蔵するので、各々の電池を能率よく接続できる構造とすることが大切である。このことを実現するパック電池として、独特の構造のリード板で電池を接続するパック電池が開発されている。（特許文献１参照）
特開平１０−３０８２０５号
この公報に記載されるパック電池は、図１に示すように、２列に横並べしている電池３１の端面にリード板３２をスポット溶接して接続している。リード板３２は、中間でスムーズに折曲できるように、中間に沿ってスリット３３を設けている。さらに、スリット３３に沿って折曲すると、回路基板３４に接続する突起が突出するように、リード板３２の中間には配線用突起３５を設けている。このリード板３２は、中間をスリット３３に沿って１８０度折り返すと、図２に示すように配線用突起３５が突出する。突出した配線用突起３５が回路基板３４に接続されて、電池３１は回路基板３４に連結される。
図１と図２に示す配列のパック電池は、並列に接続している電池を直列に接続するリード板の電気抵抗が大きくなる。それは、リード板を、直列に接続する中間部分で折曲するために、スリット等を設けて折曲しやすくしているからである。大出力のパック電池は、電気抵抗を極力小さくすることが大切である。それは、極めてわずかな電気抵抗があっても、電流が大きいために損失が大きくなり、しかも最大出力を制限するからである。
また、図１と図２のパック電池は、全ての電池の電極にリード板を接続した後、リード板を１８０度折り曲げて回路基板に接続するので、リード板を折り曲げるときに、リード板と電池との接続が外れやすい欠点もある。また、完全には外れないが、外れ易い状態となって、使用しているときにリード板が電池から外れて故障しやすい欠点がある。さらに困ったことに、リード板を対向する電池端面の狭い隙間に配設するので、リード板と電池との接続を確認することが難しく、また、外れたリード板を電極に接続するのも極めて難しい欠点がある。
さらにまた、この構造のパック電池は、回路基板が大きくなると共に、並列に接続する電池の個数を増加させると、回路基板がさらに大きくなる欠点があり、電池の個数を設計変更するのに簡単に対応できない欠点もある。
本発明は、こ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、多数の電池を極めて低抵抗な状態で接続できると共に、リード板を確実に外れない状態で電池に連結でき、しかもリード板と電池との接続部分の確認を簡単にでき、またリード板と電池とを能率よく接続でき、さらに電池の個数を変更する設計変更に簡単に対応して、用途に最適な状態にできるパック電池を提供することにある。
本発明のパック電池は、複数の電池１をケース２の特定の面に対して垂直な姿勢で、互いに接近して縦横に並べてなる電池ブロック３と、この電池ブロック３を収納しているケース２と、電池１に接続されている回路基板４とを備える。電池ブロック３は、横列に並べている複数の電池１の向きを同じ方向として、同じ向きに並べている電池１の電極にリード板５を接続して複数の電池１を並列に接続してなる並列ユニット６としている。さらに、電池ブロック３は、複数の並列ユニット６を縦方向に、電池１の向きが異なる方向となるように並べている。並列ユニット６の複数の電池１を並列に接続するリード板５は、縦方向に隣接する並列ユニット６の電池１の電極にも接続されて複数の並列ユニット６を縦方向に直列に接続している。さらに、このリード板５は、電池ブロック３の領域から横方向に突出する突出部１０を有し、この突出部１０を回路基板４に接続している。回路基板４は、複数のリード板５の突出部１０を接続できるように、電池ブロック３の側面に対向する姿勢で配設している。パック電池は、リード板５の突出部１０を回路基板４に接続して、電池ブロック３と回路基板４とを一体的に連結している。
リード板５は、電池１の電極に接続する部分に馬蹄形のスリット１１を設けて、この馬蹄形のスリット１１の内側を、電池１の電極にスポット溶接することができる。さらに、リード板５は、電極接続部分の幅を、隣接して並べている２列の並列ユニット６の縦幅にほぼ等しくすることができる。回路基板４は、並列ユニット６の電圧を検出する電圧検出回路を備えることができる。
さらに、本発明のパック電池は、互いに隣接する並列ユニット６の間に横方向にスペーサー７を配設すると共に、縦方向には位置決プレート９を配設して、スペーサー７と位置決プレート９とを互いに連結して固定することができる。
本発明のパック電池は、多数の電池を極めて低抵抗な状態で接続できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、複数の電池の電極にリード板を接続して並列ユニットとすると共に、このリード板で複数の並列ユニットを直列に接続しているからである。とくに、本発明のパック電池は、１つのリード板に複数の電池の電極を接続して、これらの電池を並列に接続すると共に、直列に接続している。この構造のパック電池は、従来のパック電池のように、リード板を２つに折り返すことなく、並列接続された電池を広いリード板で直列に接続できる。したがって、直列接続される部分の抵抗を小さくすることなく、低抵抗な状態で多数の電池を直列接続できる。
さらに、本発明のパック電池は、従来のリード板のように２つ折りにすることなく、１つのリード板で複数の電池を並列と直列とに接続するので、製造工程において、リード板が電池電極から外れるのを有効に防止して、リード板を確実に外れない状態で電池に連結できる特長がある。しかも、このパック電池は、リード板と電池との接続部分の確認を簡単にでき、またリード板と電池とを能率よく接続できる特長もある。
さらに、本発明のパック電池は、電池の個数を変更する設計変更に簡単に対応して、用途に最適な状態にできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、リード板の横方向の長さを種々に変更して、並列に接続される電池の個数を調整できるからである。このため、本発明のパック電池は、回路基板の大きさを変更することなく、言いかえると、種々の用途に最適な個数の電池を理想的に並列接続できる。
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パック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
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。
図３に示すパック電池は、複数の電池１をケース２の特定の面（図において紙面に平行な面）に対して垂直な姿勢で、互いに接近して縦横に並べている電池ブロック３と、この電池ブロック３を収納しているケース２と、電池１に接続されている回路基板４とを備える。
電池ブロック３は、横列（図３において左右方向）に並べている電池１の向きを同じ方向としている。さらに、同じ向きに並べている電池１の電極にリード板５を接続して、複数の電池１を並列に接続してなる並列ユニット６としている。さらに、電池ブロック３は、図３ないし図５に示すように、複数の並列ユニット６を、縦方向（図において上下方向）に、電池１の向きが異なる方向となるように並べている。さらに、電池ブロック３は、図５に示すように、縦方向に隣接する並列ユニット６の電池１の電極をリード板５で接続して、複数の並列ユニット６を縦方向に直列に接続している。電池ブロック３を構成する複数の電池１は、図５に示すように、両端の電池端面を同一平面に位置させる姿勢で配列している。互いに隣接する電池１の電極面を平面状のリード板５で接続するためである。
電池ブロック３の電池１は、充電できる二次電池である。図のパック電池は、電池１を円筒型電池としている。ただし、電池には、角型電池や薄型電池も使用できる。電池１は、リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は、複数個を並列に接続して、これを直列に接続するパック電池の二次電池として適している。それは、複数のリチウムイオン電池を並列に接続して、内部抵抗を小さくして出力電流を大きくできるからである。また、リチウムイオン電池は、充電容量も大きいので、大電流を流して出力容量も大きくできる。ただし、本発明のパック電池は、電池をリチウムイオン電池に特定せず、電池にはニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池も使用できる。
図３と図４の電池ブロック３は、碁盤格子の交点に電池１が位置するように、複数の電池１を縦と横に互いに接近して並べている。さらに、電池ブロック３は、互いに隣接する並列ユニット６の間にスペーサー７を配設している。スペーサー７は絶縁材で、並列ユニット６に挟着されて、隣接して配設される並列ユニット６の電池１を絶縁している。
ただ、電池ブロックは、図示しないが、複数の電池を碁盤格子の交点に配置することなく、俵積みのように配置することもできる。すなわち、縦方向に隣接する電池列の電池の湾曲面を、互いの電池列の谷間に位置するように配置することもできる。この配列構造の電池ブロックは、隣接する並列ユニット間に配設するスペーサーを、波形あるいは鋸刃形の板材とし、あるいは絶縁シートとすることができる。このように、隣接する電池列を俵積みのように配列する構造は、多数の電池を省スペースに配置できる特長がある。
図３の電池ブロック３は、８個の電池１を横に、７個の電池１を縦に並べて、全体で５６個の電池１を縦横に並べている。この電池ブロック３は、横１列に並べてなる８個の電池１を並列に接続して並列ユニット６とし、縦方向に並べてなる７列の並列ユニット６を直列を接続している。横に並べる電池１は並列に接続されるので、横に並べる電池１の個数を増加して、並列に接続する電池１の個数を増加できる。パック電池は、並列に接続する電池１の個数を多くして、内部抵抗を小さく、最大出力電流を大きくできる。また、縦に並べる電池１は直列に接続されるので、縦に並べる電池１の個数を増加して、直列に接続する電池１の個数を増加できる。パック電池は、直列に接続する電池１の個数を多くして、出力電圧を高くして、最大出力を大きくできる。
図５に示す電池ブロック３は、図において最上段に配置された並列ユニット６の電池１の右端と、上から２段目に配置された並列ユニット６の電池１の右端とをリード板５で接続して、上下に隣接するこれらの並列ユニット６を直列に接続している。さらに、上から２段目に配置された並列ユニット６の電池１の左端と、上から３段目に配置された並列ユニット６の電池１の左端とをリード板５で接続して、これらの並列ユニット６を直列に接続している。以下同様にして、最下段に配置された並列ユニット６までリード板５で接続して、複数の並列ユニット６を直列に接続している。さらに、最上段に配列された並列ユニット１の左端と、最下段に配列された並列ユニット１の右端には、出力用のリード板５Ａを接続している。
図３ないし図５に示す電池ブロック３は、１つの並列ユニット６を横１列の電池１で構成している。ただ、本発明のパック電池は、並列ユニットを複数列の電池で構成することもできる。図６に示す電池ブロック３は、複数の電池１を横２列に配列しており、これら２列の電池列で並列ユニット６を構成している。この並列ユニット６は、電池端面において、縦方向に隣接する２列の電池列の電池１の電極をリード板５で並列に接続している。さらに、縦方向に配置された複数の並列ユニット６をリード板５で直列に接続している。この配列構造は、並列に接続する電池１の個数を２倍にできる。したがって、並列に接続する電池１の個数をさらに多くして、内部抵抗をより小さくし、最大出力電流をより大きくできる。さらに図示しないが、並列ユニットは、横方向に、３列以上に電池を配列することもできる。
電池ブロック３は、横に並べる電池１の個数を、例えば２〜２０個、好ましくは４〜１５個とし、縦に並べる電池１の個数を、例えば２〜３０個、好ましくは４〜２０個とする。図３に示すように、横１列に電池１を並べて並列ユニット６を構成してなる電池ブロック３は、横に並べる電池１の個数が並列に接続される電池の個数となり、縦に並べる電池１の個数が、直列接続される並列ユニット６の数なる。図６に示すように、横２列に電池１を並べて並列ユニット６を構成してなる電池ブロック３は、横に並べる電池１の個数の２倍が並列に接続される電池の個数となり、縦に並べる電池１の個数の１／２が直列接続される並列ユニット６の数となる。
絶縁材であるスペーサー７は、たとえば、硬質あるいは軟質のプラスチックを平面状に成形した長方形のプラスチック板である。平面状のプラスチック板であるスペーサー７は、複数の電池１を正確に位置決めしながら配列できる。とくに、硬質プラスチック製のスペーサーは、円筒型電池を正確に直線状に配置できる特長がある。また、軟質プラスチック製のスペーサーは、緩衝性に優れると共に、円筒型電池の湾曲面をしっかりと保持できる特長がある。このように、隣接する並列ユニット６の間に平面状のスペーサー７を配置する構造は、縦方向に隣接する並列ユニット６の電池１とスペーサー７との接触面積を小さくできるので、並列ユニット６間で熱が伝導されるのを有効に防止できる特長がある。ただ、スペーサーは、必ずしも平面状とする必要はなく、表面を凹凸形状とすることもできる。このスペーサーは、表面に設けた凹部に円筒型電池の湾曲面を位置させて、複数の円筒型電池を正確に位置決めしながら配列できる特長がある。
さらに、長方形のプラスチック板であるスペーサー７は、その全長を、横列に複数の電池１を並べてなる並列ユニット６の全長よりもやや長くして、並列ユニット６から突出する両端部分に位置決プレート９を連結している。位置決プレート９は、電池ブロック３の横方向の両端面に配設している。位置決プレート９は、図において電池ブロック３の左右の両端であって、最も端に位置する電池１に当接する状態で配設している。位置決プレート９とスペーサー７は、互いに交差する姿勢で連結される。この位置決プレート９も、長方形のプラスチック板とすることができる。
スペーサー７と位置決プレート９は、図７に示すように、互いの連結部分に連結スリット２１を設けて連結することができる。この図に示すスペーサー７と位置決プレート９は、一方の側縁から中央に向かって、電池１の軸方向に延長してなる連結スリット２１を開口している。スペーサー７は、両端部に連結スリット２１を設けている。位置決プレート９は、複数のスペーサー７を連結できるように、複数の連結スリット２１を等間隔に設けている。連結スリット２１は、ここに挿入されるスペーサー７や位置決プレート９の厚さとほぼ等しい幅に開口している。スペーサー７と位置決プレート９は、互いに対向する連結スリット２１を嵌合させて交差する姿勢で連結している。この連結構造は、極めて簡単にスペーサー７と位置決プレート９とを所定の位置で連結できる特長がある。さらに、連結スリット２１を介して連結されるスペーサー７と位置決プレート９は、連結部分の対向する位置に係止フックと係止部を設けて外れないように係止構造で連結することも、接着して固定することも、あるいは溶着して固定することもできる。さらに、図示しないが、スペーサーは、複数の連結スリットを所定の間隔で設けることもできる。このスペーサーは、並列ユニットの電池の個数を種々に変更する場合においても、並列ユニットの長さに対応させて、最適な位置で位置決プレートを連結できる特長がある。
さらに、スペーサーと位置決プレートは、一方を他方に貫通させる構造で連結することができる。図８に示すスペーサー７は、先端部の幅を狭くして突出部７Ａを設けており、この突出部７Ａを、位置決プレート９の中央部分に設けた挿入スリット２２に挿入して互いに交差する姿勢で連結している。位置決プレート９は、複数のスペーサー７を連結できるように、複数の挿入スリット２２を等間隔に設けている。図の挿入スリット２２は、電池１の軸方向に延長して開口している。挿入スリット２２に挿入される突出部７Ａは、図示しないが、係止構造で固定し、あるいは、接着や溶着して外れないように連結する。さらに、スペーサーと位置決プレートは、図８に示す連結構造とは反対に、スペーサーの両端部に挿入スリットを開口し、この挿入スリットに、全体の幅を狭くしてなる位置決スペーサーを挿入して互いに連結することもできる。この連結構造は、複数のスペーサーを、位置決プレートで櫛差しする状態に連結する。さらに、この構造で連結されるスペーサーは、複数の連結スリットを所定の間隔で設けることもできる。このスペーサーは、並列ユニットの電池の個数を種々に変更する場合においても、並列ユニットの長さに対応させて、最適な位置で位置決プレートを挿入して連結できる特長がある。
さらに、図３の電池ブロック３は、縦方向の両端面に保持プレート８を配設している。保持プレート８は、図において、最上段の並列ユニット６の上面と、最下段の並列ユニット６の下面とに配設されている。２枚の保持プレート８は、電池ブロック３の最上段と最下段に配列されてなる電池列の上端面と下端面とに当接する状態で配設されており、両端部に位置決プレート９が連結されて、複数の並列ユニット６を挟着する状態で所定の位置に保持している。この保持プレート８には、前述のスペーサー７が使用できる。さらに、保持プレート８と位置決プレート９は、前述のスペーサー７と位置決プレート９の連結構造と同じ構造で連結することきる。
以上のように、電池ブロック３は、図において上下両端面に配置された保持プレート８と、中間に配設された複数のスペーサー７とを２枚の位置決プレート９で連結している。位置決プレート９は、両端の保持プレート８と中間のスペーサー７とを、所定の間隔で、互いに平行となるように連結して、これらを所定の形状に枠組みしている。電池ブロック３は、枠組みされたスペーサー７と保持プレート８と位置決プレート９とで、複数の並列ユニット６を所定の姿勢に保持して、複数の電池１を互いに接近して縦横に並べている。さらに、位置決プレート９の一方は、電池ブロック３と回路基板４の間に配設して、回路基板４を電池１から分離する区画壁に併用している。
リード板５は、横列に同じ向きに並べている複数の電池１を並列に接続している。さらに、リード板５は、縦に隣接する並列ユニット６の電池１を直列に接続している。すなわち、リード板５は、図４と図５に示すように、横列に並べてなる複数の電池１の電極と、縦方向に隣接して横列に並べてなる複数の電池１の電極を接続している。リード板５は、平面状の金属プレートで、縦横に配列される複数の電池１の電池端面である電極が同一平面上に位置する状態で接続している。
リード板５は、横方向に配列される複数の電池１を並列に接続できると共に、縦方向に隣接して配列される並列ユニット６の電池１を直列に接続できる形状と大きさに成形している。リード板５は、横方向の長さを種々に変更して、並列に接続される電池１の個数を調整できる。すなわち、横方向の長さを長くして並列接続する電池１の個数を多くし、横方向の長さを短くして並列接続する電池１の個数を少なくする。また、リード板５は、電極接続部分の幅である縦方向の幅を、隣接して並べている２列の並列ユニット６の縦方向の幅である縦幅で決定される。すなわち、リード板５の縦方向の幅は、図３ないし図５に示すように、並列ユニット６を横１列の電池１で構成する場合は、電池２個を接続できる幅とし、図６に示すように、横２列に並べた電池１で並列ユニット６を構成する場合は、電池４個を接続できる幅とする。図３に示すリード板５は、全体の形状を略長方形としている。略長方形のリード板５は、横方向の長さを横列に配列される電池列全体の長さよりもやや短くすると共に、縦方向の幅を、縦方向に接続される電池列全体の幅よりもやや小さくして、リード板５同士が互いに接触するのを防止している。
さらに、図４と図９に示すリード板５は、電池１の電極に接続する部分に、電極に抵抗溶接される溶着部１２を設けている。図に示すリード板５は、電池１の電極に接続する部分に馬蹄形のスリット１１を設けて、この馬蹄形のスリット１１の内側を溶着部１２として電極にスポット溶接している。この構造のリード板５は、スリット１１で分離された溶着部１２がリード板５に対して変形できるので、電池１の誤差や衝撃による振動を吸収して、電池１がリード板５から外れるのを有効に防止できる特長がある。ただ、溶着部は、必ずしも馬蹄形のスリットの内側とする必要はなく、Ｖ字状やコ字状のスリットを設けてその内側を溶着部とすることもできる。さらに、図９に示すリード板５は、内側に溶着部１２を設けてなるスリット１１の非開口部１３が、直列に接続される電池１の方向を向くように、すなわち互いに縦方向で対向する姿勢となるように複数のスリット１１を開口している。この構造のリード板５は、直列に接続される電池列を最短距離で、いいかえるとスリット１１で分断することなく低抵抗に接続できる特長がある。
さらに、リード板５は、電池ブロック３の領域から横方向に突出する突出部１０を有する。この突出部１０は、リード板５よりも幅を小さくしており、リード板５の端縁から横方向に突出して設けられている。突出部１０は、電池ブロック３から引き出されて、回路基板４に接続している。突出部１０は、図４に示すように、電池ブロック３の回路基板４側の端面に配設された位置決プレート９の端縁に設けた切欠部９Ａに挿入されて、電池ブロック３の領域から回路基板４まで延長されている。この突出部１０は、直列に接続されてなる電池１の中間電位を検出する電圧検出端子として回路基板４に接続される。
さらに、図３ないし図５の電池ブロック３において、最上段と最下段に配置された並列ユニット６の出力側を回路基板４に接続する出力用のリード板５Ａは、図４に示すように、幅を狭くすることなく回路基板４まで引き出されて回路基板４に接続している。出力用のリード板５Ａの抵抗を小さくして、この部分によるロスを極減するためである。この出力用のリード板５Ａは、充放電用の出力端子（図示せず）に接続されて、この出力端子から大電流で充放電される。
回路基板４は、電池１の保護回路を実現する電子部品（図示せず）を実装しているプリント基板である。回路基板４は、複数のリード板５の突出部１０を接続できるように、電池ブロック３の側面に対向する姿勢で配設している。回路基板４は、リード板５の突出部１０と、出力用のリード板５Ａが接続されて、電池ブロック３に一体的に連結される。図３に示す回路基板４は、図において上下の端部に、電池ブロック３の上下の端面に配置された保持プレート８の先端を連結して、所定の位置に固定している。
図３に示す回路基板４は、電池ブロック３の側面に平行に配置している。このように、電池ブロック３の側面に配置されて電池ブロック３に連結される回路基板４は、図５に示すように、その幅Ｄを電池１の全長とほぼ等しくでき、全長Ｗを縦方向に並べてなる電池１の幅の総和とほぼ等しくすることができる。したがって、回路基板４の幅Ｄは、接続する電池１の長さで決定され、また、回路基板４の全長Ｗは、直列に接続する並列ユニット６の数で決定される。すなわち、回路基板４は、各並列ユニット６に並列に接続される電池１の個数によって変更されない。このため、リード板５の全長を長くして並列に接続する電池１の個数を種々に変更する場合においても、回路基板４の大きさを変更することなく、パック電池の用途に最適な個数の電池１を並列接続できる。
回路基板４の保護回路は、電池１の過充電や過放電を検出して電流を制御する回路、電池１の過充電を検出して電流を遮断する回路等である。保護回路は、電池１の過充電や過放電を検出するために、並列ユニット６の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）を備える。電圧検出回路は、突出部１０を介して電池ブロック３の中間電圧である各並列ユニット６の電圧を検出し、検出した電圧から電池１の過充電や過放電を検出する。さらに、回路基板は、図示しないが、充放電用の出力端子に接続されている。パック電池は、充放電用の出力端子が電動機器に接続される状態で放電し、充放電用の出力端子が充電器に接続される状態で電池１が充電される。
ケース２は、電池ブロック３と回路基板４とを一体的に連結してなるコアパック１４を内部に収納している。ケース２は、コアパック１４を収納する箱形の本体ケース２Ａと、この本体ケース２Ａの開口部を閉塞する蓋ケース（図示せず）とで構成している。図３に示す本体ケース２Ａは、蓋ケースを連結するために、外周面に沿って連結リブ１５を設けている。蓋ケースの外周にも連結リブを設けており、互いの連結リブ１５を止ネジ等の連結具を介して連結して、本体ケース２Ａと蓋ケースとを連結している。ただ、本体ケースと蓋ケースは、係止部を設けて係止構造で連結することも、接着や溶着によって連結することもできる。さらに、図３に示すケースは、取手１６を設けており、パック電池を便利に持ち運びできるようにしている。
さらに、本発明のパック電池は、図１０と図１１に示す構造とすることもできる。これらの図に示すパック電池の電池ブロック３は、横列に２個、縦列に５個の電池１を碁盤格子の交点の位置に配列している。電池ブロック３は、横列に、同じ向きに並べている２個の電池１をリード板５で接続して並列ユニット６とすると共に、このリード板５で縦に隣接する並列ユニット６を直列に接続している。このリード板５は、電池ブロック３の領域から横方向に突出する突出部１０を回路基板４に接続している。さらに、図１０において最下段に位置する並列ユニット６と、図１１において最上段に位置する並列ユニット６は、出力用のリード板５Ａを介して回路基板４に接続している。電池ブロック３と回路基板４は、リード板５の突出部１０と出力用のリード板５Ａを介して一体的に連結されて、コアパック１４としている。
さらに、図１０と図１１に示すパック電池は、電池ブロック３と回路基板４とを一体的に連結してなるコアパック１４をケース２の内部に収納している。これらの図に示すケース２は、区画壁１７を設けて、電池ブロック３を収納する電池収納部１８と、回路基板４を収納する基板収納部１９とに区画している。このように、ケース２内を電池収納部１８と基板収納部１９に区画する構造は、ケース２の側壁と区画壁１７とで電池ブロック３を正確に位置決めしながら配置できると共に、基板収納部１９に配置される回路基板４を保護しながら配置できる特長がある。
さらに、図１０に示すパック電池は、基板収納部１９側の側面に接続用のコネクター２０を設けている。この接続用のコネクター２０は充放電コネクターで、電動機器や充電器に接続される出力端子（図示せず）を外部に表出している。この出力端子は回路基板４に接続されており、回路基板４に配設された保護回路によって電池１の充放電が制御されている。このパック電池は、充放電コネクターを電動機器に接続する状態で、電池ブロック３から出力される電力を電動機器に供給し、充放電コネクターを充電器に接続する状態で、充電器から供給される電力で電池ブロック３の電池１を充電する。
さらに、図１１に示すパック電池は、基板収納部１９側の側面と電池収納部１８側の側面とに、接続用のコネクター２０を設けている。基板収納部１９側の側面に設けているコネクターは充電用コネクター２０Ａで、電池収納部１８側の側面に設けているコネクターは放電用コネクター２０Ｂである。これらの接続用のコネクター２０も、外部に表出する出力端子を備えており、この出力端子が回路基板４に接続されて、回路基板４に配設された保護回路によって電池１の充電や放電が制御されている。このパック電池は、放電コネクター２０Ｂを電動機器に接続する状態で、電池ブロック３から出力される電力が電動機器に供給され、充電コネクター２０Ａを充電器に接続する状態で、充電器から供給される電力で電池ブロック３の電池１を充電する。
図１０と図１１のパック電池は、回路基板４をケース２に内蔵させて接続用のコネクター２０をケース２の定位置に配置している。ただ、本発明のパック電池は、ケースからリード線を引き出して、その先端に接続用のコネクターを連結する構造とすることもできる。
従来のパック電池であって、電池にリード板を接続した状態を示す斜視図である。 図１に示すリード板を２つ折りにした状態を示す側面図である。 本発明の一実施例にかかるパック電池の内部構造を示す断面図である。 図３に示すパック電池の電池ブロックと回路基板の連結構造を示す拡大図である。 図４に示す電池ブロックの並列ユニットとリード板の連結構造を示すＡ−Ａ線断面図である。 本発明の他の実施例にかかるパック電池の並列ユニットとリード板の連結構造を示す断面図である。 スペーサーと位置決プレートの連結構造の一例を示す分解斜視図である。 スペーサーと位置決プレートの連結構造の他の一例を示す分解斜視図である。 図４に示す電池ブロックのリード板の正面図である。 本発明の他の実施例にかかるパック電池の内部構造を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかるパック電池の内部構造を示す断面図である。
符号の説明
１…電池
２…ケース ２Ａ…本体ケース
３…電池ブロック
４…回路基板
５…リード板 ５Ａ…出力用のリード板
６…並列ユニット
７…スペーサー ７Ａ…突出部
８…保持プレート
９…位置決プレート ９Ａ…切欠部
１０…突出部
１１…スリット
１２…溶着部
１３…非開口部
１４…コアパック
１５…連結リブ
１６…取手
１７…区画壁
１８…電池収納部
１９…基板収納部
２０…接続用のコネクター ２０Ａ…充電用コネクター ２０Ｂ…放電用コネクター
２１…連結スリット
２２…挿入スリット
３１…電池
３２…リード板
３３…スリット
３４…回路基板
３５…配線用突起

Claims (5)

  1. 複数の電池(1)をケース(2)の特定の面に対して垂直な姿勢で、互いに接近して縦横に並べてなる電池ブロック(3)と、この電池ブロック(3)を収納しているケース(2)と、電池(1)に接続されている回路基板(4)とを備えるパック電池であって、
    電池ブロック(3)は、横列に並べている複数の電池(1)の向きを同じ方向として、同じ向きに並べている電池(1)の電極にリード板(5)を接続して複数の電池(1)を並列に接続してなる並列ユニット(6)とすると共に、複数の並列ユニット(6)を縦方向に電池(1)の向きが異なる方向となるように並べており、
    並列ユニット(6)の複数の電池(1)を並列に接続するリード板(5)は、縦方向に隣接する並列ユニット(6)の電池(1)の電極にも接続されて複数の並列ユニット(6)を縦方向に直列に接続しており、
    さらに、このリード板(5)は、電池ブロック(3)の領域から横方向に突出する突出部(10)を有し、この突出部(10)を回路基板(4)に接続しており、
    回路基板(4)は、複数のリード板(5)の突出部(10)を接続できるように、電池ブロック(3)の側面に対向する姿勢で配設され、
    リード板(5)の突出部(10)を回路基板(4)に接続して、電池ブロック(3)と回路基板(4)とを一体的に連結してなるパック電池。
  2. リード板(5)が、電池(1)の電極に接続する部分に馬蹄形のスリット(11)を設けており、この馬蹄形のスリット(11)の内側を電極にスポット溶接している請求項１に記載されるパック電池。
  3. リード板(5)の電極接続部分の幅が、隣接して並べている２列の並列ユニット(6)の縦幅にほぼ等しい請求項１に記載されるパック電池。
  4. 回路基板(4)が、並列ユニット(6)の電圧を検出する電圧検出回路を備える請求項１に記載されるパック電池。
  5. 互いに隣接する並列ユニット(6)の間に横方向にスペーサー(7)を配設すると共に、縦方向には位置決プレート(9)を配設しており、スペーサー(7)と位置決プレート(9)とを互いに連結して固定している請求項１に記載されるパック電池。
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