JP2010225338A - バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】多数の電池セルを直列と並列に接続して回路基板と共に外装ケースに収納しながら、各々の電池セルの温度差を少なくして、全体としての寿命を長くする。
【解決手段】バッテリパックは、リード板３を介して複数の電池セル１を直列と並列に接続してなる複数の電池モジュール２と回路基板４０を外装ケース５０に収納している。各々の電池モジュール２は、複数列２段に配設して、間にセパレータ６０を配設している。外装ケース５０は金属製で、セパレータ６０に平行な対向面を複数列２段の電池モジュール２の表面に沿う湾曲形状としている。リード板３は、各々の電池モジュール２の両端を並列に接続して回路基板４０に接続するメインリード板９と、複数の電池セル１の接続部を回路基板４０に接続してなるサブリード板３０とからなり、メインリード板９とサブリード板３０とで全ての電池セル１の電極を回路基板４０に接続している。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として、電動バイクやモータでアシストするアシスト自転車などの高出力な電源に使用されるバッテリパックに関する。

高出力なバッテリパックは、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高く、また並列に接続して出力電流を大きくしている。多数の電池を直列と並列に接続してなるバッテリパックは、多数の電池を内蔵するので、各々の電池を効率よく冷却して温度上昇を少なくすることが大切である。さらに、各々の電池の温度差を少なくすることも大切である。温度差が電池の電気特性をアンバランスとして、特定の電池を急激に劣化させてバッテリパック全体の寿命を短くするからである。

収納している複数の電池を効率よく冷却するために、外装ケースをアルミニウムとし、また、電池の表面に沿う形状とするバッテリパックは開発されている。（特許文献１及び２参照）

特開２００１−３０７７８４号公報 特開２００２−２１６７２６号公報

外装ケースをアルミニウム製として、これを電池の表面に沿う形状とするバッテリパックは、電池の熱を外装ケースから外部に効率よく放熱できる。しかしながら、特許文献２に記載するように、外装ケースに回路基板を収納し、さらに、電池を複数の電池セルを直線状に連結している電池モジュールとし、複数の電池モジュールを外装ケースに収納しているバッテリパックにあっては、全ての電池セルの温度差を少なくすることが難しい。たとえば、回路基板に対向する電池セルは回路基板に対向しない電池セルよりも放熱が悪くなる。また、多数の電池セルを直線状に連結して電池モジュールとして外装ケースに収納するバッテリパックにあっては、各々の電池セルの温度差を少なくするのが難しい。両側に配設される電池セルが効率よく冷却されて、中央部の電池セルの冷却が悪くなるからである。

さらに、多数の電池セルを直列や並列に接続しているバッテリパックは、各々の電池セルを均等に充放電することも大切である。それは、充放電のアンバランスが電池の寿命を短くするからである。各々の電池セルのアンバランスを解消するために、各々の電池電圧を検出して、充放電を制御するバッテリパックは特定の電池セルが劣化するのを防止して、バッテリパックとしての寿命を長くできる。このことを実現するバッテリパックは、全ての電池セルの電圧を検出する電圧検出回路を実装する回路基板を外装ケースに収納している。このバッテリパックは、各々の電池セルの正負の電極をリード板で回路基板に接続している。このバッテリパックは、特定の電池セルの劣化を防止できる特徴はあるが、全ての電池セルの正負の電極を回路基板に接続するためにリード線の配線が複雑になる欠点がある。

本発明は、以上の全ての欠点を一挙に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、多数の電池セルを直列と並列に接続して回路基板と共に外装ケースに収納しながら、各々の電池セルの温度差を少なくして、全体としての寿命を長くでき、しかも、全ての電池セルの電圧を検出するための配線を簡単に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

本発明のバッテリパックは、複数の円筒形電池からなる電池セル１を直線状に連結してなる複数の電池モジュール２と、電池セル１を直列と並列に接続してなるリード板３と、このリード板３を介して各々の電池セル１の正負の電極に接続されて各々の電池セル１の電圧を検出する電圧検出回路を実装する回路基板４０と、電池モジュール２と回路基板４０を収納してなる外装ケース５０とを備えている。各々の電池モジュール２は、直線状に連結してなる電池セル１の個数を同じとして、互いに平行な姿勢で複数列２段に配設されて、複数列２段の電池モジュール２の間にセパレータ６０を配設している。外装ケース５０は、金属製であって、セパレータ６０に平行な対向面を複数列２段の電池モジュール２の表面に沿う湾曲形状として、電池モジュール２の表面に接触させている。さらに、回路基板４０は、セパレータ６０の側縁に位置し、かつセパレータ６０の両面に直交し、なおかつ電池モジュール２の長手方向に伸びる姿勢であって、セパレータ６０の両面に突出するように外装ケース５０に収納している。さらに、リード板３は、各々の電池モジュール２の両端を並列に接続して回路基板４０に接続するメインリード板９と、直線状に連結している複数の電池セル１の接続部を回路基板４０に接続してなるサブリード板３０とからなる。メインリード板９は、同じ段に配設している全ての電池モジュール２の一端に接続してなる正負の出力リード板１０と、全ての電池モジュール２の反対側の端部に接続してなる１枚の中間リード板３２とからなる。サブリード板３０は、メインリード板９と平行な姿勢であって、同じ段に配設している全ての電池モジュール２の接続点に接続されている。バッテリパックは、メインリード板９とサブリード板３０とで全ての電池セル１の電極を回路基板４０に接続している。

以上のバッテリパックは、多数の電池セルを直列と並列に接続して回路基板と共に外装ケースに収納しながら、各々の電池セルの温度差を少なくして、全体としての寿命を長くでき、しかも、全ての電池セルの電圧を検出するための配線を簡単にできる特徴がある。それは、以上のバッテリパックが、複数の電池セルを直線状に連結している複数の電池モジュールの間にセパレータを挟んで複数列２段に並べて外装ケースに収納すると共に、外装ケースを金属製として対向面を電池モジュールの表面に沿う湾曲形状として電池モジュールの表面に接触し、さらに、回路基板を独特の姿勢でセパレータの片側に配置して、さらに、この回路基板には、電池モジュールの両端を接続するメインリード板と、複数の電池セルの接続部を接続するサブリード板とで各々の電池セルを接続し、メインリード板は、電池モジュールの一端に接続される一対の出力リード板とし、電池モジュールの反対側に接続している１枚の中間リード板とで構成し、さらに、サブリード板は、メインリード板と並列な姿勢で、同列に配設している全ての電池モジュールの接続点に接続して、メインリード板とサブリード板とで全ての電池セルの電極を回路基板に接続しているからである。この構造のバッテリパックは、各々の電池セルを外装ケースで効果的に放熱する。ただ、外装ケースのみでは全ての電池セルを温度差ができないように放熱できないが、各々の電池セルの温度差は、電池セルの電圧を検出するために全ての電池セルに接続しているリード板の熱伝導で少なくできる。すなわち、リード板を独特の構造で配置することで、各々の電池セルの電圧を検出しながら、温度差も少なくできる特徴を実現する。

本発明のバッテリパックは、各段に複数の電池モジュール２を配設して電池ブロック４とし、出力リード板１０を電池ブロック４を構成する電池モジュール２の端部に接続すると共に、中間リード板３２を２段の電池ブロック４を構成する電池モジュール２の端部に接続し、さらにサブリード板３０を電池ブロック４を構成する複数の電池セル１に接続することができる。
以上のバッテリパックは、外装ケースとリード板とで全ての電池セルの温度差を少なくしながら、電池モジュールを効率よく冷却できる。

本発明のバッテリパックは、外装ケース５０の表面に放熱フィン５３を設けることができる。
このバッテリパックは、放熱フィンでもって外装ケースをより効率よく放熱して、内蔵する電池モジュールの温度上昇を少なくできる。

本発明のバッテリパックは、回路基板４０を基板ホルダ４２を介して外装ケース５０の内部に収納することができる。
このバッテリパックは、基板ホルダでもって回路基板を外装ケースの正確な位置に配置できる。

本発明のバッテリパックは、電池セルをリチウムイオン電池とすることができる。
このバッテリパックは、リチウムイオン電池のアンバランスを少なくしながら、充放電できる特徴がある。

本発明の一実施例にかかるバッテリパックの外観斜視図である。 図１に示すバッテリパックの分解斜視図である。 図１に示すバッテリパックの横断面図である。 出力リード板の正面図である。 図４に示す出力リード板の一部拡大Ｖ−Ｖ線断面図である。 接続リード板の斜視図である。 図６に示す接続リード板の平面図である。 図６に示す接続リード板の正面図である。 本発明の他の実施例にかかるバッテリパックの横断面図である。

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。

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１ないし図３に示すバッテリパック１００は、複数の円筒形電池からなる電池セル１を直線状に連結してなる複数の電池モジュール２と、電池セル１を直列と並列に接続してなるリード板３と、このリード板３を介して各々の電池セル１の正負の電極に接続されて各々の電池セル１の電圧を検出する電圧検出回路を実装する回路基板４０と、電池モジュール２と回路基板４０を収納してなる外装ケース５０とを備える。各々の電池モジュール２は、直線状に連結してなる電池セル１の個数を同じとして、互いに平行な姿勢で複数列２段に配設されて、複数列２段の電池モジュール２の間にセパレータ６０を配設している。また、リード板３は、各々の電池モジュール２の両端を並列に接続して回路基板４０に接続するメインリード板９と、直線状に連結している複数の電池セル１の接続部を回路基板４０に接続してなるサブリード板３０とを備える。

図２の電池モジュール２は、５個の電池セル１を直列に直線状に連結している。電池セル１は円筒形電池であるリチウムイオン電池である。電池モジュール２は、複数の電池セル１の間の接続点にサブリード板３０を配設し、このサブリード板３０を隣接する電池セル１の正負の電極に溶接して製作される。電池セル１は円筒形電池であるから、電池モジュール２は、電池セル１の整数倍の長さの円筒形電池となる。電池モジュール２は５個よりも少なく、あるいは５個よりも多数の電池セル１を直線状に連結することができる。電池モジュール２は、直線状に接続する電池セル１の個数で電圧を調整する。本発明のバッテリパックは、２段に配列している２組の電池モジュール２を直列に接続するので、出力電圧は電池モジュール２の電圧の２倍となる。したがって、電池モジュール２を５個の電池セル１で構成するバッテリパックにあっては、１０個の電池セル１が直列に接続される。このことから、電池セル１に定格電圧を３．６Ｖとするリチウムイオン電池を使用し、電池モジュール２に５個の電池セル１を直線状に連結するバッテリパックにあっては、出力電圧が３６Ｖとなる。電池セル１をリチウムイオン電池とするバッテリパック１００は、充放電容量を大きくできる。ただ、電池セル１は、リチウムイオン電池に代わって、ニッケル水素電池などの充電できる他の全ての円筒形電池を使用することができる。

サブリード板３０は、平面板をＵ字状に折り曲げた状態のＵ曲された金属板で、Ｕ曲された両側の金属板に、直線状に連結される電池セル１の電極を溶接して接続している。サブリード板３０は、同じ列の電池セル１を並列に接続し、かつ、直線状に連結する電池セル１を直列に接続する。図のバッテリパックは１段に６本の電池モジュール２を配設している。したがって、サブリード板３０は、両側に各々６本ずつ、全体で１２本の電池セル１を溶接した後、中央をＵ曲して、６本の電池セル１を並列に接続しながら、直線状に連結する電池セル１を直列に接続する。さらに、サブリード板３０は、回路基板４０に接続するための接続タブ３１を一端に突出して設けている。接続タブ３１は、回路基板４０の電圧検出回路に接続される。

サブリード板３０は、同じ段の電池セル１を並列に接続し、さらに直線状に連結される電池セル１を直列に接続するので、サブリード板３０で直線状に連結されて同じ段に配設される複数の電池モジュール２は、サブリード板３０を介して互いに連結される。したがって、サブリード板３０で接続された電池モジュール２は、互いに連結された電池ブロック４となる。図２の電池ブロック４は、サブリード板３０でもって６本の電池セル１を並列に接続している。各々の電池モジュール２は、５本の電池セル１を直線状に直列に接続しており、６本の電池モジュール２で電池ブロック４を構成している。さらに、バッテリパック１００は、２組の電池ブロック４をセパレータ６０の両面に配設して、電池モジュール２を２段に配設している。

２段に配設される電池ブロック４は、その両端にメインリード板９を接続している。メインリード板９は、各々の電池モジュール２の両端を並列に接続して回路基板４０に接続する。このメインリード板９は、同じ段に配設している全ての電池モジュール２、すなわち同じ電池ブロック４を構成する電池モジュール２の一端に接続している正負の出力リード板１０と、全ての電池モジュール２の反対側の端部に接続している中間リード板３２とからなる。

出力リード板１０は、図４ないし図８に示すように、電池セル１の電極に直接に溶接して接続される薄い金属板の接続リード板１１と、この接続リード板１１を接続してなる厚い金属板の金属プレート２０とからなる。

接続リード板１１は、図６ないし図８に示すように、金属プレート２０よりも薄い金属板であって、電池セル１の電極に溶接される溶接面１２の周囲に筒状周壁１３を設けた形状に成形している。接続リード板１１は、好ましくはニッケル又はニッケル合金の金属板、あるいは表面をニッケルメッキをしている金属板が使用される。また、この接続リード板１１に使用される金属板は、０．２ｍｍよりも厚く０．８ｍｍよりも薄い金属板が使用される。厚すぎる金属板は、電池の電極に安定して確実に溶接できないからである。

図の接続リード板１１は、溶接面１２を円板状として、筒状周壁１３を円筒状としている。また溶接面１２にはスリット１４を設けている。この溶接面１２は、スリット１４の両側にスポット溶接の電極を押圧して、無効電流を少なくして抵抗溶接できる。溶接面１２はスポット溶接などの方法で抵抗溶接され、あるいはレーザ溶接することもできるので、必ずしもスリットを設ける必要はない。レーザ溶接はスリットを設けない溶接面１２を電極に溶接できるからである。

図の接続リード板１１は、筒状周壁１３の先端部が細くなるテーパー状としている。この筒状周壁１３は、金属板プレート２０に開口した貫通孔２１にスムーズに挿入できる。とくに、筒状周壁１３の外径を貫通孔２１の内径よりも小さくして、筒状周壁１３を貫通孔２１に圧入して接続リード板１１を金属プレート２０に電気接続する構造は、先端部をテーパー状として貫通孔２１にスムーズに挿入できる。筒状周壁１３を貫通孔２１に圧入して電気接続する接続リード板１１は、最も簡単に接続リード板１１を金属プレート２０に接続しながら固定できる。また、テーパー状を実現するために、先端に向かうに従い内径を狭くしたり、先端部分の周縁を面取りすることができる。

さらに、図の接続リード板１１は、筒状周壁１３の開口端縁に、外側に突出するツバ１５を設けている。図の接続リード板１１は、筒状周壁１３を円筒状として、ツバ１５を円盤状としている。この接続リード板１１は、ツバ１５を金属プレート２０の表面に密着させるまで、筒状周壁１３を貫通孔２１に挿入する。いいかえると、ツバ１５が筒状周壁１３を貫通孔２１に挿入するストッパとなるので、筒状周壁１３を簡単に貫通孔２１の定位置に挿入できる。また、ツバ１５が金属プレート２０の表面に接触するので、ツバ１５を金属プレート２０の表面にスポット溶接し、あるいはハンダ付けし、あるいはまたロウ付けすることができる。

金属プレート２０は接続リード板１１より厚い金属板であって、電気抵抗が小さく、かつ熱伝導に優れた金属板が使用される。金属プレート２０には銅や銅合金が使用される。また、金属プレート２０の厚さは１ｍｍよりも厚く、５ｍｍよりも薄い金属板が使用される。金属プレート２０を厚くすることで電気抵抗を小さくし、さらに熱伝導を良くできる。ただ、厚すぎる金属プレート２０は重くなるので、接続リード板１１を貫通孔２１に挿入して確実に固定しながら、最大電流における電圧降下を小さくできる厚さに設定される。

金属プレート２０は、接続リード板１１を接続する位置に貫通孔２１を設けている。貫通孔２１は、接続リード板１１の筒状周壁１３を挿入できる内形で、筒状周壁１３を圧入して電気接続して固定する貫通孔２１は、筒状周壁１３の外径よりもわずかに小さく、たとえば筒状周壁１３の外径よりも０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ小さい内径とする。この貫通孔２１は、筒状周壁１３を圧入して抜けない状態で固定でき、また筒状周壁１３を貫通孔２１の内面に弾性的に押圧して、小さい接触抵抗で電気接続できる。接続リード板１１のツバ１５を溶接、ハンダ付け、ロウ付け等の方法で電気接続する金属板は、貫通孔２１の内形を筒状周壁１３の外形に等しく、あるいはこれよりもわずかに大きくして、スムーズに挿入できる形状とすることができる。

以上の構成を備える出力リード板１０は、接続リード板１１を金属プレート２０に圧入し、あるいは溶接、ハンダ付け、ロウ付け等の方法で固定した後、接続リード板１１を電池セル１の電極に溶接して固定する。ただ、接続リード板を先に電池セルの電極に溶接した後、接続リード板を金属プレートの貫通孔に挿入して連結することもできる。

接続リード板１１と金属プレート２０からなる出力リード板１０は、各々の電池モジュール２の端縁を並列に接続して回路基板４０に接続する。図５の出力リード板１０は、金属プレート２０の一端をＬ字状に折曲しており、回路基板４０と接続するための接続タブ２２を設けている。金属プレート２０は、電池モジュール２に接続される部分から突出して接続タブ２２を設けている。出力リード板１０は、同じ段に配設している全ての電池モジュール２、すなわち同じ電池ブロック４を構成する電池モジュール２の一端に接続している。さらに、出力リード板１０は、同じ段の電池モジュール２を並列に接続して出力端子となり、かつ電池モジュール２の端部を回路基板４０に接続する。２組の電池ブロック４に接続している一対の出力リード板１０は、一方がプラス側の出力端子となり、他方がマイナス側の出力端子となる。

中間リード板３２は、各段に配設している電池ブロック４を構成する電池モジュール２を並列に接続して、２段に配設している２組の電池ブロック４を直列に接続する。中間リード板３２は１枚の金属板からなり、出力リード板１０と反対側にあって、全ての電池モジュール２の端部に接続されて、２組の電池ブロック４を直列に接続し、かつ同じ段の電池モジュール２を並列に接続する。この中間リード板３２も、電池セル１の電圧を回路基板４０に入力するために接続タブ３３を突出して設けており、接続タブ３３を回路基板４０の電圧検出回路に接続している。中間リード板３２は１枚の金属板であって、２組の電池ブロック４を連結するので、中間リード板３２を接続する状態で、２組の電池ブロック４はセパレータ６０を挟んで互いに連結された状態となる。

セパレータ６０は、絶縁材のプラスチックからなり、複数列２段に配設される電池モジュール２間に配設されて、２段の電池ブロック４を絶縁する。セパレータ６０は２段の電池ブロック４を絶縁するので、その外形を電池ブロック４の外形とする四角形としている。すなわち、セパレータ６０は、長さと幅を電池ブロック４に等しくしている。図２のセパレータ６０は、全体を平面状としている。ただ、セパレータは、図示しないが、円筒形電池に沿う嵌着溝（又は湾曲溝）を両面に設けることもできる。このセパレータは、電池モジュールを嵌着溝に案内して定位置に配置できる。たとえば、６列の電池モジュールを同一平面に平行に連結している電池ブロックを配置するセパレータは、両面に６列の嵌着溝を設けて、各々の電池モジュールを定位置に配置できる。このセパレータは、たとえば、両面接着テープ（図示せず）を介して電池モジュールを接着して、２段の電池ブロックを定位置に配置して互いに連結できる。

セパレータ６０の側縁には回路基板４０を配設している。回路基板４０は、基板ホルダ４２を介してセパレータ６０の側縁の定位置に配設される。基板ホルダ４２は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作している。図３の基板ホルダ４２は、電池ブロック４との対向面に、２段に配設される電池モジュール２を案内する案内溝４４を２列に設けている。この基板ホルダ４２は、案内溝４４に２段の電池モジュール２を案内して、２段の電池ブロック４に対して位置ずれしないように配置できる。さらに、基板ホルダ４２は、電池モジュール２との対向面の反対側の外側面には、回路基板４０を定位置に配置する周壁４６を設けている。回路基板４０は周壁４６の内側に入れて、定位置に配設される。さらに、図２と図３の基板ホルダ４２は、電池ブロック４との対向面の両側に、サブリード板３０の接続タブ３１と中間リード板３２の接続タブ３３を挿通する貫通孔４５を開口して設けている。図の基板ホルダ４２は、案内溝４４の側縁部であって周壁４６に接近して貫通孔４５を開口している。回路基板４０は、基板ホルダ４２の貫通孔４５と対向する外周に、接続タブ３１、３３を案内する連結凹部４１を設けている。サブリード板３０の接続タブ３１と中間リード板３２の接続タブ３３は、基板ホルダ４２の貫通孔４５に挿入されると共に、回路基板４０の連結凹部４１に案内されて、回路基板４０にハンダ付けして接続される。さらに、図の基板ホルダ４２は、周壁４６の内側に配置される回路基板４０の外周を支持する支持リブ４８を周壁４６の内面に突出して設けている。図の支持リブ４８は、貫通孔４５の両側に位置して設けている。この支持リブ４８は、連結凹部４１において接続タブ３１、３３に接続される回路基板４０を定位置に支持する。

基板ホルダ４２は、回路基板４０をセパレータ６０の両面に直交する姿勢とし、かつ電池モジュール２の長手方向に伸びる姿勢であって、セパレータ６０の両面に突出するように回路基板４０を配置して、外装ケース５０の定位置に収納する。

回路基板４０は、好ましくは電池モジュール２の長さに略等しく、かつ２段に配設される２組の電池ブロック４に接続しているサブリード板３０とメインリード板９の接続タブ３１、２２、３３を接続できる幅としている。図２の回路基板４０は、２段の電池ブロック４の幅にほぼ等しくしている。回路基板４０は、全ての電池セル１の電圧を検出して、電池の充放電を制御する電圧検出回路と保護回路とを実装している。図２のバッテリパック１００は、１本の電池モジュール２に５本の電池セル１を直列に接続し、さらに、上下段の電池モジュール２を中間リード板３２で直列に接続することで、全体で１０本の電池セル１を直列に接続している。したがって、電圧検出回路は、互いに直列に接続している１０本の電池セル１の電圧を検出する。互いに直列に接続される１０本の電池セル１は、各々の電池セル１が６本ずつ並列に接続されるが、並列に接続している電池セル１の電圧は同じ電圧となるので、１０本の電池セル１の電圧を検出して、電圧検出回路は全ての電池セル１の電圧を検出できる。各々の電池セル１の電圧は、サブリード板３０とメインリード板９を介して電圧検出回路に入力される。

メインリード板９とサブリード板３０からなるリード板３は、互いに平行に配設されて、回路基板４０に接続される。メインリード板９は、電池モジュール２の両端の電圧を電圧検出回路に入力し、サブリード板３０は、電池モジュール２を構成する電池セル１同士の接続点の電圧を電圧検出回路に入力する。各々の電池セル１の電圧は、メインリード板９とサブリード板３０を介して電圧検出回路に入力される。したがって、メインリード板９とサブリード板３０は、各々の電池セル１の電圧を電圧検出回路に入力すると共に、全ての電池セル１を並列と直列に接続する。メインリード板９とサブリード板３０からなるリード板３は、熱伝導に優れた金属板である。リード板３は、同じ段に配設される全ての電池セル１の両端に連結されて、同じ段にある電池セル１を並列に接続し、さらに、同じ段にある電池セル１を熱結合状態として、電池セル１の温度差を少なくする。

一方、電池ブロック４を収納する外装ケース５０は、金属製であり、アルミニウム製で、セパレータ６０に平行な対向面を複数列２段の電池モジュール２の表面に沿う湾曲形状として、内面を電池セル１の表面に熱結合状態に接触させている。外装ケース５０は、表面を湾曲形状とする有底筒状の本体ケース５１と、この本体ケース５１の一端開口部を閉塞する蓋ケース５２とからなる。この本体ケース５１は、アルミニウムを鍛造して製作される。また、本体ケースは、両端を開口することもでき、この場合、蓋ケースは、両端の開口部を閉塞するように本体ケースに固定される。この本体ケースは、アルミニウムを押し出し成形して製作される。図２の本体ケース５１は、対向面を円筒形電池セルに沿う湾曲形状とし、さらに、一方の側面を円筒形電池セルに沿う湾曲形状としつつ、反対側の側面であって回路基板４０との対向面は平面状に形成している。これにより、基板ホルダ４２を配置しやすい形状とできる。なお、外装ケース５０は、図９の変形例に示すように、その表面に放熱フィン５３を設けて、より効果的に放熱することもできる。

外装ケース５０は、蓋ケース５２の内面とメインリード板９との間に絶縁プレート５５を配設している。絶縁プレート５５は、メインリード板９が外装ケース５０に接触してショートするのを防止する。

以上のバッテリパック１００は、以下の工程で組み立てられる。
（１）サブリード板３０を介して複数の電池セル１を並列と直列に接続して電池ブロック４とする。
（２）２組の電池ブロック４をセパレータ６０の両面に配設して、電池ブロック４にメインリード板９を接続する。
（３）基板ホルダ４２を介して、２段に連結している電池ブロック４に回路基板４０を連結して電池組立体とする。
（４）電池組立体を外装ケース５０の本体ケース５１に挿入する。このとき、電池組立体の外周面を絶縁シートで被覆して複数の電池セル１とリード板３を外装ケース５０から絶縁する。この絶縁シートには熱伝導に優れたシートが使用できる。ただ、外装ケース５０は、内面に絶縁塗料を塗布して電池組立から絶縁することもできる。本体ケース５１に挿入された電池組立体のメインリード板９の外側に絶縁プレート５５を配設して、蓋ケース５２を本体ケース５１の開口部に固定する。メインリード板９の出力リード板１０は、外装ケース５０から外部に引き出されて正負の出力端子となる。

本発明のバッテリパックは、屋外で使用される電気機器、とくに、電動自転車や電動オートバイの電源として好適に使用される。

１…電池セル
２…電池モジュール
３…リード板
４…電池ブロック
９…メインリード板
１０…出力リード板
１１…接続リード板
１２…溶接面
１３…筒状周壁
１４…スリット
１５…ツバ
２０…金属プレート
２１…貫通孔
２２…接続タブ
３０…サブリード板
３１…接続タブ
３２…中間リード板
３３…接続タブ
４０…回路基板
４１…連結凹部
４２…基板ホルダ
４４…案内溝
４５…貫通孔
４６…周壁
４８…支持リブ
５０…外装ケース
５１…本体ケース
５２…蓋ケース
５３…放熱フィン
５５…絶縁プレート
６０…セパレータ
１００…バッテリパック

Claims (5)

1. 複数の円筒形電池からなる電池セル(1)を直線状に連結してなる複数の電池モジュール(2)と、電池セル(1)を直列と並列に接続してなるリード板(3)と、このリード板(3)を介して各々の電池セル(1)の正負の電極に接続されて各々の電池セル(1)の電圧を検出する電圧検出回路を実装する回路基板(40)と、電池モジュール(2)と回路基板(40)を収納してなる外装ケース(50)とを備えるバッテリパックであって、
   各々の電池モジュール(2)は、直線状に連結してなる電池セル(1)の個数を同じとして、互いに平行な姿勢で複数列２段に配設されて、複数列２段の電池モジュール(2)の間にセパレータ(60)を配設しており、
   前記外装ケース(50)は、金属製であって、前記セパレータ(60)に平行な対向面を複数列２段の電池モジュール(2)の表面に沿う湾曲形状として、電池モジュール(2)の表面に接触しており、
   さらに、前記回路基板(40)は、前記セパレータ(60)の側縁に位置し、かつ前記セパレータ(60)の両面に直交し、なおかつ電池モジュール(2)の長手方向に伸びる姿勢であって、前記セパレータ(60)の両面に突出するように外装ケース(50)に収納しており、
   さらにまた、前記リード板(3)は、各々の電池モジュール(2)の両端を並列に接続して回路基板(40)に接続するメインリード板(9)と、直線状に連結している複数の電池セル(1)の接続部を回路基板(40)に接続してなるサブリード板(30)とからなり、メインリード板(9)は、同じ段に配設している全ての電池モジュール(2)の一端に接続してなる正負の出力リード板(10)と、全ての電池モジュール(2)の反対側の端部に接続してなる１枚の中間リード板(32)とからなり、
   前記サブリード板(30)は、メインリード板(9)と平行な姿勢であって、同じ段に配設している全ての電池モジュール(2)の接続点に接続されて、前記メインリード板(9)とサブリード板(30)とで全ての電池セル(1)の電極を回路基板(40)に接続してなるバッテリパック。
2. 各段に複数の電池モジュール(2)を配設して電池ブロック(4)とし、前記出力リード板(10)は電池ブロック(4)を構成する電池モジュール(2)の端部に接続され、前記中間リード板(32)は２段の電池ブロック(4)を構成する電池モジュール(2)の端部に接続され、さらに前記サブリード板(30)が電池ブロック(4)を構成する複数の電池セル(1)に接続してなる請求項１に記載されるバッテリパック。
3. 前記外装ケース(50)の表面に放熱フィン(53)を設けている請求項１に記載されるバッテリパック。
4. 前記回路基板(40)が、基板ホルダ(42)を介して外装ケース(50)の内部に収納されてなる請求項１に記載されるバッテリパック。
5. 前記電池セル(1)がリチウムイオン電池である請求項１に記載されるバッテリパック。

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