JPWO2018066195A1 - 電池パック、電子機器、電動車両、電動工具および電力貯蔵システム - Google Patents
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Abstract
本技術に係る電池パックは、外装ケースと、外装ケースに収容された、電池を含む電気系統の構成物品と、を備え、電気系統の構成物品が、薄膜のコーティング剤で被覆されている。電気系統の構成物品は、少なくとも電池、回路基板および、電池間または電池と回路基板を電気的に接続する電極タブであってよい。コーティング剤は、フッ素樹脂系コーティング剤であってよい。コーティング剤の粘度は、80mP・s以下であってよい。コーティング剤の膜厚は、8μm〜200μmであってよい。
Description
1.第1実施形態に係る電池パック
(1)電池ブロック
(2)防水機能
(2−1)構成物品のコーティング
(2−2)ゴムリング
(3)熱伝導性材
(4)防振材
(5)外装ケース
(5−1)第1壁および第2壁
(5−2)段部
(5−3)放熱部
2.第2実施形態に係る電池パック
3.第3実施形態に係る電池パック
4.第4実施形態(電子機器の例)
4−1.電子機器
4−2.電子機器の具体例
5.第5実施形態(電動車両の構成例)
6.第6実施形態(電力貯蔵システムの構成例)
7.第7実施形態(電動工具の構成例)
図1〜5を用いて、本技術に係る電池パックの第1実施形態について説明する。電池パック1は、大別して、電源となる電池ブロック2と、電池ブロック2が収容される外装ケース3と、からなり、外装ケース3の内部には、電池ブロック2から生じる熱を外部に放出するための熱伝導性材4と、電池ブロック2の防振に寄与する防振材5と、が設けられる。各構成について、以下に説明する。
電池ブロック2は、電池21と、当該電池21を保持する電池ホルダ22とからなる。この第1実施形態に係る電池パック1では、電池21が7本ずつ、4列をなすように電池ホルダ22に対して配列されて電池群を構成している。
次に、本技術に係る電池パック1が備える防水機能について説明する。電池パック1では、外装ケース3に収容された、電池21を含む電気系統の構成物品が、薄膜防水かつ絶縁コーティング剤で被覆されている。ここで、「電気系統の構成物品」とは、耐水性が低く、電流が流れる機器のことを示す。また、電池21の電極Aと電極Aに対面する電池収容部23の内面との間に、防水部としてのゴムリング24が配されている。なお、電池パック1の各構成物品をコーティングする方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
図4は、電池パック1内において、薄膜のコーティング剤で被覆される構成物品を示す斜視図である。図4に示すように、電池パック1では、保護回路(PCM)21a、電池ホルダの半体22a、22b、半体22aおよび22bに収容された電池21、電極タブとしての金属板25a、25b、電極接合部26が薄膜のコーティング剤で被覆されている。上記コーティング剤で被覆する際には、まず、被覆する各構成物品を接続して組み立て、その後組み立てた各構成物品全体をコーティング剤に浸して被覆する。
電池パック1では、各電池21の電極Aと当該電極に対面する各電池収容部23の内面との間に、防水部としてのゴムリング24が配されている。このゴムリング24は、例えば、略円形状の孔が形成された円盤状に形成されている。このゴムリング24の周径は、電池21の周径と略同一またはそれより小さく設定され、電極Aを覆うようにして配される。一方で、各ゴムリング24には孔が形成されていることから、各電池21が各電池収容部23に挿入された状態では各電池21の電極がゴムリング24の孔を介して電池ホルダ22の外部に露出するようになっている。
次に、本技術に係る電池パック1が備える熱伝導性材4について説明する。図2に示すように、電池ブロック2と外装ケース3との間には、熱伝導性材4が配される。より具体的には、電池21の電極を覆う各金属板25a,25bと、各金属板25a,25bに対面する外装ケース3の内面との間に熱伝導性材4が配されており、電池パック1全体で二つの熱伝導性材4が設けられている。各熱伝導性材4の外面は外装ケース3の内面に密接し、各熱伝導性材4の内面は金属板25a,25bに密接している。すなわち、外装ケース3、各熱伝導性材4、金属板25a,25bの間には空気層が設けられていない。
本技術に係る電池パック1は、振動が電池ブロック2、特に電池21に伝播することを防止する防振材5を備える。防振材5は、略駒状に形成された頭部51と、頭部51から延設された軸部52と、を備える。
次に、本技術に係る電池パックが備える外装ケース3について説明する。図1に示す電池パック1では、外装ケース3は、一対の外装半体31,32からなり、一方の外装半体31と他方の外装半体32とが向かい合わせに組み合わさるようになっている。図1に示す電池パック1では、ネジ33を締結することにより、一対の外装半体31,32が組み合わされるようになっている。なお、一対の外装半体31,32を組み合わせる方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
外装半体31は、電池ホルダ22に組み合わされた金属板25aに対面する基板31aと、基板31aに対して垂直に設けられる四つの側面板31bと、を備える。
また図7に示すように、基板31aは略平板状に形成され、防振材5の頭部51に密接して所定の厚みを有する平板状の一対の第1壁7と、熱伝導性材4に密接して所定の厚みを有する平板状に形成されると共に外装ケース3の長手方向に関して一対の第1壁7の間に配される第2壁8と、を備える。
第1壁7と第2壁8は図7に示すように段部9を介して連結され、第1壁7は基板31aの厚み方向に関して第2壁8に対して変位している。具体的には、第2壁8は第1壁7よりも基板31aの厚み方向に関して内側に変位している。すなわち、第2壁8は一対の第1壁7の最外面が含まれる平面に対して凹部を形成しており、段部9の外面および内面は外装半体31の外面から内面に向かって勾配し、段部9の厚みは第1壁7から第2壁8に向かって徐々に薄くなっている。
図6および図7に示すように、第2壁8の外面には、電池21から生じた熱を放出するための放熱部34が形成されている。この放熱部34は、突起状に形成されたフィン34aが電池パック1の長手方向および幅方向に沿って所定の間隔で配列された構成であり、所謂放熱フィンの構造をなしている。各フィン34aは第2壁8の外面から垂直方向に突出しており、各フィン34aの先端面は第1壁7の最外面と同一平面内に配され、第1壁7の外面からは突出しないように構成されている。
次に、図8を用いて、本技術に係る電池パックの第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る電池パック101は、外装半体32が放熱部34を備えている構成以外は、第1実施形態に係る電池パック1と同一の構成である。このため、共通する構成以外は同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、図11(a)および(b)を用いて、本技術に係る電池パックの第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る電池パック111は、外装半体32が開口部134を備えている構成以外は、第1実施形態に係る電池パック1と同一の構成である。このため、共通する構成以外は同一の符号を付して、その説明を省略する。
[4−1.電子機器]
本技術に係る第3実施形態の電子機器の例は、本技術に係る第1または第2実施形態の電池パックを電力供給源として備える。
また、本技術に係る第3実施形態の電子機器としては、例えばノート型パソコン、PDA(携帯情報端末)、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。
本技術に係る第1および第2実施形態の電池パックは、本技術に係る第4実施形態の電動車両に電力を供給するために使用することができる。本技術に係る第4実施形態の電動車両の例は、本技術に係る第1または第2実施形態の記載の電池パックと、電池パックから供給された電力を駆動力に変換する変換部と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、電池パックの使用状態を制御する制御部と、を備える。電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車(ハイブリッド自動車を含む)等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
本技術に係る第1および第2実施形態の電池パックは、本技術に係る第5実施形態の電力貯蔵システムのための電力貯蔵用電源としても適用可能である。本技術に係る第5実施形態の電力貯蔵システムの例は、本技術に係る第1または第2実施形態の電池パックと、電池パックから電力が供給される1または2以上の電気機器と、電池パックからの電気機器に対する電力供給を制御する制御部と、を備える。
本技術に係る第1および第2実施形態の電池パックは、本技術に係る第6実施形態の電動工具のための電源として適用可能である。本技術に係る第5実施形態の電動工具の例は、本技術に係る第1または第2実施形態の電池パックと、該電池パックから電力が供給される可動部と、を備える。前記電動工具としては、電動ドリル、電動のこぎり、ランマーなどの転圧機、芝刈り機などの電動農機具などが挙げられる。
電池パック901は、図1〜図11に示す第1〜第3実施形態の電池パックを適用することができる。このため、ここでは、電池パックの説明は省略する。
(1)
外装ケースと、
該外装ケースに収容された、電池を含む電気系統の構成物品と、を備え、
前記電気系統の構成物品が、薄膜のコーティング剤で被覆されている、電池パック。
(2)
前記電気系統の構成物品は、少なくとも前記電池、回路基板および、前記電池間または前記電池と前記回路基板を電気的に接続する電極タブである、(1)に記載の電池パック。
(3)
前記コーティング剤は、フッ素樹脂系コーティング剤である、(1)に記載の電池パック。
(4)
前記コーティング剤の粘度は、80mP・s以下である、(1)に記載の電池パック。
(5)
前記コーティング剤の膜厚は、8μm〜200μmである、(1)に記載の電池パック。
(6)
前記電池は、電池ホルダに保持され、前記電池ホルダの内壁と電池の正極との間にゴムリングが備えられている、(1)に記載の電池パック。
(7)
前記電池は電池ホルダに保持され、
前記外装ケースの内面と前記電池ホルダの間に介在される防振材をさらに備えた、(1)に記載の電池パック。
(8)
前記防振材は、防振ゴムからなる、(6)に記載の電池パック。
(9)
前記外装ケースには、開口部が設けられている、(1)に記載の電池パック。
(10)
前記コーティング剤は、シランまたはポリシラザンベースのガラス系コーティング剤である、(1)に記載の電池パック。
(11)
前記コーティング剤は、ガラス繊維ベースのコーティング剤である、(1)に記載の電池パック。
(12)
前記コーティング剤は、アクリル系、ウレタン系、ゴム系およびシリコン系のいずれかの樹脂を有機溶剤に溶解したコーティング剤である、(1)に記載の電池パック。
(13)
前記コーティング剤は、UV照射、湿気硬化および2液混合のいずれかの反応により、高分子化または架橋して皮膜を形成したコーティング剤である、(1)に記載の電池パック。
(14)
(1)に記載の電池パックを電力供給源として備える、電子機器。
(15)
(1)に記載の電池パックと、
該電池パックから供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と、
該電池パックの使用状態を制御する制御部と
を備える電動車両。
(16)
(1)に記載の電池パックと、
該電池パックから電力が供給される可動部と
を備える電動工具。
(17)
(1)に記載の電池パックと、
該電池パックから電力が供給される1または2以上の電気機器と、
該電池パックからの該電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備える電力貯蔵システム。
2 電池ブロック
3 外装ケース
4 熱伝導性材
5 防振材
6 ハーネス
7 第1壁
8 第2壁
9 段部
12 外装半体
21 電池
21a 保護回路(PCM)
22 電池ホルダ
22a、22b 半体
23 電池収容部
24 ゴムリング
25、25a、25b 金属板(電極タブ)
26 電極接合部
31、32、131、132 外装半体
31a、32a 基板
31b、32b 側面板
33 ネジ
34 放熱部
34a フィン
35 導出孔
36 Oリング
51 防振材の頭部
52 防振材の軸部
61 グロメット
62 収容空間
134、134a 開口部
135 接続部材
71 筐体
72 制御部
73 エンジン
74 モータ
75 差動装置
76 発電機
80 トランスミッション
81 クラッチ
82、83 インバータ
84 各種センサ
85 前輪用駆動軸
86 前輪
87 後輪用駆動軸
88 後輪
90 家屋
91 制御部
92 スマートメータ
93 パワーハブ
94 電気機器
95 自家発電機
96 電動車両
97 集中型電力系統
98 工具本体
99 制御部
100 ドリル部
701、801、901 電池パック
Claims (17)
- 外装ケースと、
該外装ケースに収容された、電池を含む電気系統の構成物品と、を備え、
前記電気系統の構成物品が、薄膜のコーティング剤で被覆されている、電池パック。 - 前記電気系統の構成物品は、少なくとも前記電池、回路基板および、前記電池間または前記電池と前記回路基板を電気的に接続する電極タブである、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤は、フッ素樹脂系コーティング剤である、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤の粘度は、80mP・s以下である、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤の膜厚は、8μm〜200μmである、請求項1に記載の電池パック。
- 前記電池は、電池ホルダに保持され、前記電池ホルダの内壁と電池の正極との間にゴムリングが備えられている、請求項1に記載の電池パック。
- 前記電池は電池ホルダに保持され、
前記外装ケースの内面と前記電池ホルダの間に介在される防振材をさらに備えた、請求項1に記載の電池パック。 - 前記防振材は、防振ゴムからなる、請求項6に記載の電池パック。
- 前記外装ケースには、開口部が設けられている、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤は、シランまたはポリシラザンベースのガラス系コーティング剤である、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤は、ガラス繊維ベースのコーティング剤である、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤は、アクリル系、ウレタン系、ゴム系およびシリコン系のいずれかの樹脂を有機溶剤に溶解したコーティング剤である、請求項1に記載の電池パック。
- 前記コーティング剤は、UV照射、湿気硬化および2液混合のいずれかの反応により、高分子化または架橋して皮膜を形成したコーティング剤である、請求項1に記載の電池パック。
- 請求項1に記載の電池パックを電力供給源として備える、電子機器。
- 請求項1に記載の電池パックと、
該電池パックから供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と、
該電池パックの使用状態を制御する制御部と
を備える電動車両。 - 請求項1に記載の電池パックと、
該電池パックから電力が供給される可動部と
を備える電動工具。 - 請求項1に記載の電池パックと、
該電池パックから電力が供給される1または2以上の電気機器と、
該電池パックからの該電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備える電力貯蔵システム。
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