JP3073675U

JP3073675U - 電池組構造体

Info

Publication number: JP3073675U
Application number: JP2000003688U
Authority: JP
Inventors: 何策衡; 陳學哲
Original assignee: 威稷股▲フン▲有限公司
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2006-05-31
Also published as: CN2422729Y

Abstract

(57)【要約】【課題】接触面積を増大させ、電気抵抗を下げて、電池
の寿命を長くすること、さらに容易に組み立てられ、生
産コストを下げること。【解決手段】本考案は、電池組（battery pack）に関す
るものであり、具体的にはケース本体に設置する複数の
貫通孔と、各貫通孔に配置した正電極板、セパレータと
負電極板で構成された構造体と、各設置孔の両端にそれ
ぞれ固定された正電極端子と負電極端子とからなり、該
正電極端子が正電極板を緊圧することで両者が接続し、
且つ、負電極端子が負電極板を緊圧することで両者が接
続することにより構成された各電池単体を、各電池単体
のケースの正電極端子と負電極端子にそれぞれ緊圧する
ことで正電極端子と負電極端子と接続している別に設置
した複数の導電片で、各電池単体を直列或いは並列方式
で接続させることにより、完全且つ連続な電子回路を形
成することを特徴とする電池組構造体に関するするもの
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の技術分野】本考案は、電池組の構造体に関するものであって、特にバッテリーパック（battery pack）の正電極端子、負電極端子と内部の正電極板、負電極板の間は緊密圧接により接続し、複数の導電片も緊密圧接して各電極端子と接続することにより、各電池単体を並列或いは直列で電池組を形成するものである。本考案によれば、電極板と電極端子との接触面積が増加すると共に電気抵抗が低下し、放電効果が増加し、且つ、電池組構造体の放電後の温度を下げることができ、また、電池組構造体の組み立てに溶接を必要としないので、組み立て作業が容易にできる。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般の電池組の接続は、図６に示したように、複数の円筒状電池１０を、電極の方向に基づいて一個の電池の正電極と隣接するもう一個の電池の負電極を接続するように複数の導電片１１を溶接で各電池10に接続させることによって、直列電池組（配列）を形成している。

【０００３】

【本考案が解決しようとする課題】しかし、この構造は、下記の欠点が多く存在する。１溶接部が多く、不良率が高い。従来の電池組には、数多くの溶接部がある。例えば、正電極端子１２と導電片１１、導電片１１と負電極端子１３、更に電池の内部にも溶接部がいくつかあるので、溶接部が数多く存在する。その内、只一つの溶接部が不良であっても、電池組全体の品質に影響を与える。２接触面積小、電気抵抗大、電気エネルギーが溶接部に消耗される。電気抵抗Ｒ＝ρ（Ｌ／Ａ）及びＰ＝Ｉ²×Ｒから分かるように、電気エネルギーの消耗は電気抵抗と正比例している。溶接部の断面積が小さいので、電気抵抗が大きい。特に、電池組を大電流に使用される時、溶接部の不良がエネルギーの損失と温度の上昇を起こさせ、電池の使用寿命が短くなる結果になる。また、エネルギー損失が電流の２乗と正比例するので、電流が大きいほど損失が大きくなる。

【０００４】更に現在の電池スチールケースの寸法が固定されているので、寸法の相違する電池を造るのに、改めてスチールケースの製造用のダイを造ることが必要となり、相当な金額と時間がかかる。言い変えれば、電池組を変えることは、大変面倒なことである。

【０００５】本考案が解決しようとする第一の課題は、非溶接方式で形成した電池組構造体を提供することにある。すなわち、電池組の各電池単体の正電極端子、負電極端子は内部の正電極板、負電極板と緊圧接触させ、各電極端子を接続する導電片も各電極端子と緊圧接触することにより、接触面積を増大させ、電気抵抗を下げて、電気エネルギーの消耗を低下させ、電池の使用寿命を長くさせるものである。本考案が解決しようとする第二の課題は、組み立ての多様化電池組を提供することにある。すなわち、この電池組は、使用空間等にあわせて電池組のケースの形状、寸法を予め造って、其の他の部品と組み立てることにより造ることができるので、生産コストを下げ、容易に組み立てられ、製品に競争力を与える。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案の目的は、下記の各手段により達成する。

【０００７】１、ケース本体に設置する複数の貫通孔と、各貫通孔に配置した正電極板、セパレータ及び負電極板で構成された構造体と、各設置孔の両端にそれぞれ固定された正電極端子と負電極端子とからなり、該正電極端子が正電極板を緊圧することで両者を接続し、且つ、負電極端子が負電極板を緊圧することで両者が接続することにより構成された各電池単体を、各電池単体のケースの正電極端子と負電極端子にそれぞれ緊圧することで正電極端子と負電極端子と接続する複数の導電片で、各電池単体を直列或いは並列に接続させることにより、完全且つ連続した電気回路を形成することを特徴とする電池組構造体。２、前記各導電片がそれぞれ電池単体の正電極端子と負電極端子を接続し、電池単体を直列に接続することを特徴とする1に記載の電池組構造体。３、前記正電極板と負電極板とをずらして配列し、更にセパレータで正電極板と負電極板を隔離することにより、短絡を防止することを特徴とする1に記載の電池組構造体。４、前記導電片に貫通孔を設け、正電極端子と負電極端子に雌スレッド付き孔を設け、ボルトで導電片を両電極端子に固定することにより、当該導電片を正電極端子と負電極端子と接続することを特徴とする1に記載の電池組構造体。５、前記貫通孔の両端に雌スレッドを設け、正電極端子と負電極端子の外円周部に雄スレッドを設け、当該正電極端子と負電極端子を貫通孔の両端にロックし、更に当該貫通孔内の対応する正電極板と負電極板とを緊圧接続することにより、正電極端子と負電極端子とをそれぞれ正電極板と負電極板に接続することを特徴とする1に記載の電池組構造体。６、ケース本体が絶縁且つ剛性を有する材料からなることを特徴とする５に記載の電池組構造体。７、正電極板と負電極板をそれぞれ直接に貫通孔の両端にクリップされ、緊圧接続することにより、正電極端子と負電極端子がそれぞれ貫通孔に設置した正電極板と負電極板とに接続することを特徴とする1に記載の電池組構造体。８、ケース本体が絶縁且つ剛性のある材料で造ったものであることを特徴とする６に記載の電池組構造体。９、ケース本体が金属材料からなり、当該ケースに設置した貫通孔と正電極端子と負電極端子の間に挟まされたワッシャーが絶縁材料であることを特徴とする６に記載の電池組構造体。１０、ケース本体に設置した貫通孔が円形、長方形、正方形或いは其の他の形状であることを特徴とする１に記載の電池組構造体。１１、正電極端子と負電極端子が金属材料からなり、正電極端子、負電極端子の正電極板、負電極板と接触する面に複数の凸部を設けることにより、凸部の斜面と正電極板、負電極板との接触面積を増加させると共に電気抵抗を下げることを特徴とする１に記載の電池組構造体。１２、ケース本体に複数の圧力漏洩孔を設け、その圧力漏洩孔がケース本体に設置した貫通孔と連通し、その圧力漏洩孔にゴムが充填され、通常はシールされた状態であり、内部の圧力が過大になると、ゴムが外へ排出されることにより安全性を向上させることを特徴とする１に記載の電池組構造体。

【０００８】

【考案の実施の形態】以下の各実施例が本考案の実施形態であり、本考案がこれらに限定するものではない。請求範囲に記載された内容及びその変化及び修飾は、本考案の権利範囲に入ることを主張する。

【０００９】図１が本考案を示す断面図である。ケース２に複数の貫通孔２１を設置し、正電極板２２、セパレータ２３と負電極板２４からなる渦巻き状の構造体（図１、図２がその断面図である）を各貫通孔２１に設置する。各貫通孔２１の両端に正電極端子３と負電極端子４をそれぞれ固定し、、該正電極端子３、負電極端子４は、それぞれ正電極板２２、負電極板２４と緊圧接続されることにより一つの電池単体を形成する。別に設置した複数の導電片５は、各電極端子と緊圧接触することにより、各電池単体を直列方式で電池組構造体を構成する。

【００１０】以下、各構成部品の関連について説明する。まず、正電極端子３と負電極端子４を、いかに正電極板２２、負電極板２４とに接続して、電池の単体を形成するかについて説明する。

【００１１】図１、図２に示すように、ケース２に設置した複数の貫通孔２１の両端に雌スレッド２１１、２１２を設け、正電極端子３と負電極端子４の外円周部に雄スレッド３１、４１を設け、これにより、当該正電極端子３と負電極端子４を貫通孔２１の両端に固定し、且つ当該貫通孔内の対応する正電極板２２と負電極板２４を緊圧接続することにより、電池単体の電気回路ができる。なお、接触面積を増やすため、正電極端子３、負電極端子４の接触面に複数の凸部３２、４２を設ける。緊圧接続する時、電極板が曲がって凸部の斜面と接触するので、接触面積が増加し、電気抵抗を下げるので、大電流に適用できる。スレッド結合が本考案の一つの実施例であり、本考案は、これに限定されるものではない。なお、短絡を避けるため、本実施例のケース本体２０は絶縁且つ剛性を有する材料で作製されている。

【００１２】次に導電片５がいかに電極端子と接触し、更に直列方式で電池組を形成するかについて説明する。図２に示すように、導電片５が金属性の導電片であり、それに二つの貫通孔５１を設けている。正電極端子３と負電極端子４の中心部に雌スレッド３３、４３を設け、これらを結合するための金属ボルト５２により、導電片５を隣接する正電極端子３と負電極端子４の間に固定する。これにより、直列電池組を形成することができる。

【００１３】安全のため、ケース本体２に複数の圧力漏洩孔２５を設け、その圧力漏洩孔２５がケース本体に設置した各貫通孔２１と連通し、かつ、その圧力漏洩孔２５に弾性ゴムを充填し、これにより、内部の圧力が設定された値を超える時、弾性ゴムが外へ排出されることで、内部の空気が外へ排出することができる。

【００１４】本考案の電池組構造体は、ケース２はの外形寸法と形状は、実際の必要（例えばどのぐらい空間があるか）と合わせて造ることができ、多様の変化もできる。各貫通孔２１は、円形が一番よいが、長方形、正方形或いは他の形状でもよい。このような形状のケースを造るのに高額なコストがかからないが、消費者の要望を満足させ且つ商品の競争力を高めることもできる。

【００１５】図４が本考案のもう一つの実施例を示す断面図である。これは、正電極端子３と負電極端子４が正電極板２２と負電極板２４と緊圧接続する実施例である。図４に示すように、正電極端子３と負電極端子４をケース２の各貫通孔２１の両端に挟むことにより、スレッドがいらない構造となっている。その他の部分は、実施例1と同じ。この構造により、もっと速く組み立てることができ、且つケース２が導電性金属材料でできたものである時、正電極端子３と負電極端子４がケース２の貫通孔２１の間に絶縁性材料で造ったワッシャー２６を挟むことにより短絡を防ぐこともできる。ワッシャー２６が弾性のある材料であれば、もっともよいシール効果が得られる。

【００１６】以上のように、本考案の電池組構造体は、その製造工程において溶接工程が全く要らないので、電池組構造体に溶接部がない。溶接部による不良と欠陥が全くない。且つ、緊圧接続方式を利用するので、接触面積が増える。大電流放電に適用すると、大電流放電によるエネルギー損失が納め、放電後の電池温度を低下させる。

【００１７】本考案の効果を調べるため、電池容量の１０Ａh（アンペア・/ｈ）の電池単体5個を従来の方式で電池組を造り、（図６）。一方、本考案の電池組構造体（図２）を用意した。3アンペア電流を電源サパライヤー（power suppｌｙ）から充電した後、３０Ａと５０Ａで放電させた（図４、図５）。その結果、下記の通りである。充電温度変化について、従来の溶接方法で造った電池組は１１．７Ａｈまで充電すると、温度が２２℃まで上昇したが、本考案の電池組構造体は、１５℃しか上がらなかった。放電について、下記の表に纏めた。

【００１８】３０Ａ放電５０Ａ放電静電容量温度差静電容量温度差従来の電池組 8.5 30 8.2 56 本考案の電池組構造体 9.4 18 9.2 22

【００１９】

【考案の効果】以上の結果から本考案の電池組構造体は、静電容量と放電後の温度差とも従来の電池組より優れた効果があることが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電池組構造体の断面図である。

【図２】本考案の電池組構造体の分解図である。

【図３】本考案の電池組構造体の一実施例の断面図であ
る。

【図４】本考案の電池組構造体と従来の電池組の３０Ａ
で放電時の放電曲線である。

【図５】本考案の電池組構造体と従来の電池組の５０Ａ
で放電時の放電曲線である。

【図６】従来電池組の構造図である。

【符号の説明】

１０電池単体１１導伝片１２正電極端子１３負電極
端子２ケース本体２２正電極
板２１貫通孔２４負電極
板２３セパレーター２６ワッシ
ャー２５圧力漏洩孔２１１雌スレッド２１２雌ス
レッド３正電極端子３１雄スレ
ッド３２凸部３３雌スレ
ッド４負電極端子４１雄スレ
ッド４２凸部４３雌スレ
ッド５導伝片５１貫通孔５２ボルト

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケース本体に設置する複数の貫通孔と、各
貫通孔に配置した正電極板、セパレータ及び負電極板で
構成された構造体と、各貫通孔の両端にそれぞれ固定さ
れた正電極端子と負電極端子とからなり、該正電極端子
が正電極板を緊圧することで両者を接続し、且つ、負電
極端子が負電極板を緊圧することで両者を接続すること
により構成された各電池単体を、各電池単体のケースの
正電極端子と負電極端子にそれぞれ緊圧することで正電
極端子と負電極端子を接続する複数の導電片で、各電池
単体を直列或いは並列に接続させることにより、完全且
つ連続した電気回路を形成することを特徴とする電池組
構造体。
【請求項２】前記各導電片が、それぞれ電池単体の正電
極端子と負電極端子を接続し、電池単体を直列に接続す
ることを特徴とする請求項1に記載の電池組構造体。
【請求項３】前記正電極板と負電極板とをずらして配列
し、更にセパレータで正電極板と負電極板を隔離するこ
とにより、短絡を防止することを特徴とする請求項1に
記載の電池組構造体。
【請求項４】前記導電片に貫通孔を設け、正電極端子と
負電極端子に雌スレッド付き孔を設け、ボルトで導電片
を両電極端子に固定することにより、当該導電片を正電
極端子と負電極端子とに接続することを特徴とする請求
項1に記載の電池組構造体。
【請求項５】前記貫通孔の両端に雌スレッドを設け、正
電極端子と負電極端子の外円周部に雄スレッドを設け、
当該正電極端子と負電極端子を貫通孔の両端にロック
し、更に当該貫通孔内の対応する正電極板と負電極板と
を緊圧接続することにより、正電極端子と負電極端子と
をそれぞれ正電極板と負電極板に接続することを特徴と
する請求項1に記載の電池組構造体。
【請求項６】ケース本体が絶縁且つ剛性を有する材料か
らなることを特徴とする請求項５に記載の電池組構造
体。
【請求項７】正電極板と負電極板がそれぞれ直接に貫通
孔の両端にクリップされ、緊圧接続することにより、正
電極端子と負電極端子がそれぞれ貫通孔に設置した正電
極板と負電極板とに接続することを特徴とする請求項1
に記載の電池組構造体。
【請求項８】ケース本体が絶縁且つ剛性を有する材料か
らなることを特徴とする請求項６に記載の電池組構造
体。
【請求項９】ケース本体が金属材料からなり、当該ケー
スに設置した貫通孔と正電極端子と負電極端子の間に挟
まされたワッシャーが絶縁材料であることを特徴とする
請求項６に記載の電池組構造体。
【請求項１０】ケース本体に設置した貫通孔が円形、長
方形、正方形或いは其の他の形状であることを特徴とす
る請求項１に記載の電池組構造体。
【請求項１１】正電極端子と負電極端子が金属材料から
なり、正電極端子、負電極端子の正電極板、負電極板と
接触する面に複数の凸部を設けることにより、凸部の斜
面と正電極板、負電極板との接触面積を増加させると共
に電気抵抗を下げることを特徴とする請求項１に記載の
電池組構造体。
【請求項１２】ケース本体に複数の圧力漏洩孔を設け、
その圧力漏洩孔がケース本体に設置した貫通孔と連通
し、その圧力漏洩孔にゴムが充填され、通常はシールさ
れた状態であり、内部の圧力が過大になると、ゴムが外
へ排出されることにより安全性を向上させることをを特
徴とする請求項１に記載の電池組構造体。