电池组以及其制造方法与流程

本发明涉及电池组以及其制造方法。

背景技术：

将多个二次电池单体串联、并联连接来提高输出、容量的电池组作为助力自行车、电动工具等的动力源而利用。这样的电池组以将多根二次电池单体收纳于电池支架的状态收纳在外装壳体中。另外，在电池支架设置安装了二次电池单体的充放电电路、保护电路等的电路基板(例如，专利文献1)。

在这样的电路基板中，从提高散热性、此外防水性、异物对策等观点出发，进行灌封来将表面被覆。为了进行这样的灌封，电路基板如图10a的分解立体图所示那样设置收纳其的基板支架91，如图10b所示那样在基板支架91中收纳了电路基板90的状态下填充液体树脂93并使其固化，在此基础上，如图10c所示那样载置于电池支架94，从而得到图10d所示那样的电池组。

但是，在该结构中，存在如下问题：需要电池支架和基板支架，部件件数增加，而且还需要将基板支架固定在电池支架上的构造、用于此的螺纹固定这样的固定作业。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开wo2016/006143号

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明鉴于这样的背景而提出，其目的之一在于，提供电池组，其能以更简易的结构实现用灌封树脂使电路基板的散热性提高的结构。

用于解决课题的手段以及发明效果

根据本发明的第1电池组，具备：相互串联和/或并联连接的多个二次电池单体；保持所述多个二次电池单体的电池支架；与所述多个二次电池单体连接的电路基板；和在内部收纳所述电池支架的外装壳体，所述电池支架分割成多个分割支架而构成，各分割支架在使所述分割支架彼此接合的界面形成用于将所述分割支架彼此嵌合的嵌合构造，在将所述分割支架彼此用所述嵌合构造连结的状态下，所述电池支架形成以用侧壁包围所述电路基板的周围的状态进行保持的基板保持区域，在所述基板保持区域中，使以所述分割支架彼此的嵌合构造相互嵌合的接合界面露出来，在所述基板保持区域中，将所述电路基板的表面用灌封树脂被覆。根据上述结构，通过为了能在基板保持区域填充灌封树脂而在分割支架彼此的接合界面设置嵌合构造，不像以往那样另外准备与电池支架不同构件的基板支架，就能在电路基板保持基板保持区域。

另外，根据本发明的第2电池组，能在上述结构基础上，用硬质的树脂构成所述电池支架。

进而，根据本发明的第3电池组，能在上述任意的结构基础上，将所述嵌合构造设为嵌入构造。根据上述结构，能降低将分割支架彼此接合的接合界面的间隙，从而能将有某种程度的粘性的灌封树脂填充在基板保持区域。

进一步地，另外，根据本发明的第4电池组，能在上述任意的结构基础上，由形成于一方的分割支架的接合界面的相互分离形成的槽部和形成于另一方的分割支架的接合界面的压入到所述槽部的插入部构成所述嵌合构造。根据上述结构，能用比较简易的构造降低接合界面的间隙，从而能避免灌封树脂的泄漏。

进一步地，另外，根据本发明的第5电池组，能在上述任意的结构基础上，为了在其间形成所述槽部而分离的一对夹持部分别形成为大致相等的厚度。

进一步地，另外，根据本发明的第6电池组，能在上述任意的结构基础上，所述基板保持区域在俯视观察下形成为矩形状，使所述分割支架彼此的接合界面位于沿着该矩形状的长边方向的位置。

进一步地，另外，根据本发明的第7电池组，能在上述任意的结构基础上，将所述电池支架在大致中央二分割。根据上述结构，通过将电池支架二等分成大致相同体积，能使分割的各分割支架的厚度大致相等，能得到易于用一个模具进行复合模制的优点。

进一步地，另外，根据本发明的第8电池组的制造方法，所述电池组具备：相互串联和/或并联连接的多个二次电池单体；保持所述多个二次电池单体的电池支架；与所述多个二次电池单体连接的电路基板；和在内部收纳所述电池支架的外装壳体，所述电池组的制造方法包含如下工序：在将所述电池支架分割成多个分割支架的状态下，将所述多个二次电池单体夹入进行保持；用形成于使所述分割支架彼此接合的界面的、用于将所述分割支架彼此嵌合的嵌合构造进行连结来构成所述电池支架，并在该电池支架的上表面形成基板保持区域，该基板保持区域使用于所述电路基板的保持的、以所述分割支架彼此的嵌合构造相互嵌合的接合界面露出来；将所述电路基板以用侧壁包围该电路基板的周围的状态保持在所述基板保持区域；在所述基板保持区域中，将所述电路基板的表面用灌封树脂被覆并使其固化；和将所述电池支架收纳于所述外装壳体。由此，通过为了能在基板保持区域填充灌封树脂而在分割支架彼此的接合界面设置嵌合构造，不像以往那样另外准备与电池支架不同构件的基板支架，就能将电路基板保持在基板保持区域。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电池组的立体图。

图2是图1的ii-ii线的截面图。

图3是图1的iii-iii线的截面图。

图4是将图1的电池组的外装壳体拆下的分解立体图。

图5是图4的电池支架的立体图。

图6是表示从图5的电池支架拆下电路基板的状态的分解立体图。

图7是将图6的电池支架二分割的分解立体图。

图8是从背面侧来看图7的电池支架的分解立体图。

图9a是表示用实施方式1所涉及的电池组的电池支架保持二次电池单体的状态的分解立体图，图9b是表示从图9a的状态组装的电池支架的立体图，图9c是表示从图9b的状态载置电路基板的状态的分解立体图，图9d是表示对图9c的电池支架进行灌封的状态的立体图。

图10a是表示将现有的电池组的电路基板收纳于基板支架的状态的分解立体图，图10b是表示在图10a的状态下进行灌封的状态的立体图，图10c是表示将图10b的基板支架固定于电池支架的状态的分解立体图，图10d是从图10c的状态组装的电池组的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。其中，以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示，本发明并不确定为以下的实施方式。另外，本说明书绝对不是将权利要求书的范围所示的构件确定为实施方式的构件。特别是实施方式记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，只要没有特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意思，而只是单纯的说明例。另外，各图面所示的构件的大小、位置关系等有时会为了使说明明确而进行夸张。进一步地，在以下的说明中，关于相同名称、符号，表示相同或同质的构件，适宜省略详细说明。进而，构成本发明的各要素可以设为用相同构件构成多个要素而由一个构件兼用作多个要素的方式，相反也也可以由多个构件分担实现一个构件的功能。

(实施方式1)

在图1～图8示出本发明的实施方式1所涉及的电池组。在这些图中，图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电池组100的立体图，图2是图1的ii-ii线处的截面图，图3是图1的iii-iii线处的截面图，图4是将图1的电池组100的外装壳体10拆下的分解立体图，图5是图4的电池支架20的立体图，图6是表示从图5的电池支架20将电路基板30拆下的状态的分解立体图，图7是表示将图6的电池支架20二分割的分解立体图，图8是从背面侧来看图7的电池支架20的分解立体图。电池组100在内部收纳多个二次电池单体1，将其串联、并联连接来获取容量，能进行充放电。将该电池组100与驱动对象的外部设备连接，通过使二次电池单体1放电来提供电力。在此，将连接电池组100的外部设备设为助力自行车，但本发明的电池组并不将所连接的外部设备限于助力自行车，还能设为其他电气设备、电子设备，例如设为电动工具、割草机、修剪器、喷雾器、小型手扶拖拉机、剪枝器、高枝剪等农机具，入浴用升降座椅、电动助力设备、辅助设备、查房车等护理福利设备，手提灯、灯光器、清洁器、摄录机、便携型dvd播放器、便携型导航仪、便携音乐播放器、笔记本型个人计算机等家电产品等。另外，电池组除了直接拆装式装备在外部设备使用的形态以外，还可以设为设为收纳于或埋入外部设备的内部、或者经由线缆等连接的形态。

(外装壳体10)

电池组100如图1～图3等所示那样将外观形成为在一个方向上延长的箱形。箱形的主体由外装壳体10构成。该外装壳体10具备与用于以电池组100提供电力的驱动对象的电气设备(这里是助力自行车)连接的连接机构13进而连接器14。另外，也可以设置用于在将电池组100装备于电气设备的状态下进行维持的锁定机构。外装壳体10设为绝缘性和隔热性卓越的材质，例如设为聚碳酸酯等树脂制。另外，外装壳体10如图2～图4等所示那样被二分割成上壳体11和下壳体12，并在内部收纳电池支架20。

(电池支架20)

电池支架20如图5的立体图所示那样将外形设为箱状。在其表面形成散热翅片28来增加表面积，提高散热性。在图2的截面图所示的示例中，在电池支架20的前后使多片散热翅片28相互分离地突出。

另外，如图2、图3的截面图以及图6的分解立体图所示那样，在电池支架20的上表面保持电路基板30。进而，如图7的分解立体图所示那样保持多个二次电池单体1。进而，另外，在电池支架20的上表面保持电路基板30。

电池支架20为了保持二次电池单体1而左右二分割。该电池支架20由第一分割支架21和第二分割支架22构成，在第一分割支架21与第二分割支架22之间夹入二次电池单体1进行保持。

第一分割支架21和第二分割支架22保持多个二次电池单体1、引线板35等。在该示例中，作为二次电池单体1，使用使外装罐为圆筒状的圆筒形二次电池单体。在此，使用14根二次电池单体，将其中的7根串联连接而成的电池串并联连接2组。二次电池单体的根数、连接形态能自由变更。

第一分割支架21和第二分割支架22如图7的分解立体图等所示那样，分别形成多个保持二次电池单体1的电池保持筒29。电池保持筒29设为二次电池单体1的长度的约一半的深度，在将第一分割支架21和第二分割支架22接合的状态下将二次电池单体1收纳于电池保持筒29内。另外，第一分割支架21和第二分割支架22在将二次电池单体1插入电池保持筒29内的状态下使该二次电池单体1的端面从开口窗露出来，并使开口窗保持引线板35，并将引线板35和二次电池单体1的端面焊接。

另外，第一分割支架21和第二分割支架22优选由绝缘性以及耐热性卓越的硬质的树脂构成。例如能设为聚碳酸酯制等。由此，能将相邻的二次电池单体1彼此相互绝缘且隔热。

圆筒形二次电池单体1是锂离子二次电池。其中，圆筒形二次电池单体能使用镍氢电池、镍镉电池等能充放电的二次电池。另外，二次电池单体1彼此用引线板35串联、并联电连接。引线板35将导电性卓越的金属板折曲而构成。引线板35焊接在二次电池单体1的端面的电极。另外，将二次电池单体彼此连接的电池集合体的总+、总-与电路基板30连接。

(电路基板30)

电路基板30与多个二次电池单体1连接。该电路基板30安装充放电电路、保护电路。另外，电路基板30由于掌握各二次电池单体1的电压，因此，还能连接用于测定中间电位的中间电位用引线，或连接用于检测各二次电池单体1的温度的温度检测部的电位。对于温度检测部利用热敏电阻等。

(基板保持区域23)

另外，为了保持电路基板30，电池支架20在其上表面形成基板保持区域23。基板保持区域23以用侧壁24包围电路基板30的周围的状态进行保持。电路基板30通过螺纹固定等固定在基板保持区域23。进而，在该状态下，用灌封树脂40被覆电路基板30，使得包括安装的半导体元件等在内被埋设。由此，即使用作充放电电路的fet等半导体元件发热，也能通过灌封树脂40热传导而散热。

该基板保持区域23与电池支架20一体成形，由此能不再需要用另外的构件准备以往需要的用于保持基板的基板支架。

各分割支架在使分割支架彼此接合的界面形成用于将分割支架彼此嵌合的嵌合构造。通过用嵌合构造将分割支架彼此连结来形成基板保持区域23。另外，基板保持区域23在俯视观察下形成为矩形状，使分割支架彼此的接合界面位于沿着该矩形状的长边方向的位置。

在基板保持区域23中，使分割支架彼此的用嵌合构造相互嵌合的接合界面露出来。进而，在将电路基板30配置于基板保持区域23的状态下，将电路基板30的表面用灌封树脂40被覆。由此，通过为了能在基板保持区域23填充灌封树脂40而在分割支架彼此的接合界面设置嵌合构造，不用如以往那样分离准备电池支架20和不同构件的基板支架，就能将电路基板30保持在基板保持区域23。

(嵌合构造)

用于使第一分割支架21和第二分割支架22在接合界面嵌合的嵌合构造优选如图3、图7等所示那样，设为嵌入式的嵌入构造。由此，降低了将分割支架彼此接合的接合界面的间隙，从而能将有某种程度的粘性的灌封树脂40填充在基板保持区域23。

(槽部25、插入部26)

作为这样的嵌入构造的嵌合构造，在图7、图8所示的示例中，分别在第一分割支架21的接合界面形成槽部25，在第二分割支架22的接合界面形成插入部26。槽部25在第一分割支架21的接合界面形成在以一定间隔分离的一对夹持部之间。将插入部26压入到该槽部25来将第一分割支架21和第二分割支架22嵌合。槽部25和插入部26形成为能将插入部26压入到槽部25并嵌合的大小。另外，如图2的截面图等所示那样，第一分割支架21与第二分割支架22的接合界面形成为剖视观察字状，嵌合构造也沿着该接合界面形成为字状。由此，用比较简易的构造降低了接合界面的间隙，从而能避免灌封树脂40的泄漏。优选将一对夹持部的厚度分别形成为大致相等的厚度。

另外，电池支架20优选在大致中央进行二分割。由此，能使第一分割支架21和第二分割支架22的大小除了插入部26的突出量以外都大致相等，从而与将电池支架20一体形成的情况相比，能减小第一分割支架21和第二分割支架22的模具。另外，还能得到易于用一个模具进行复合模制的优点，能期待小批量应对、模具面数削减等制造成本的削减。

(电池组100的制造方法)

接下来，基于图9a～图9d来说明该电池组100的制造方法。首先，如图9a所示那样，在一方的分割支架(图9a的示例中是第二分割支架22)的电池保持筒29插入圆筒形的二次电池单体1，使得在第一分割支架21与第二分割支架22之间夹入二次电池单体1。在该状态下，由于二次电池单体1的约一半露出，因此将另一方的分割支架(图9a的示例中是第一分割支架21)重叠，做出将露出的二次电池单体1用电池保持筒29覆盖的状态，并将第一分割支架21和第二分割支架22连结。第一分割支架21与第二分割支架22的接合界面通过嵌合构造而嵌合。即，在形成于第一分割支架21的接合界面的槽部25压入第二分割支架22的插入部26并进行嵌合。另外，第一分割支架21与第二分割支架22的连结如图9a所示那样用连结爪27进行卡止。其中也可以使用螺纹固定等其他兼列结构。另外，将二次电池单体1的端面和保持于电池支架20的引线板35焊接。如此地如图9b所示那样，在电池支架20的上表面形成基板保持区域23。

接下来，如图9c所示那样，在基板保持区域23载置并固定电路基板30。在此，如图7所示那样，通过利用了螺丝32的螺合来将电路基板30固定于基板保持区域23，并在形成于引线板35的上端的连接片连接形成于电路基板30上的引线，从而将二次电池单体1和电路基板30电连接。

若如此地将电路基板30固定于基板保持区域23，就如进一步图9d所示的那样，在基板保持区域23填充灌封树脂40。这时，虽然第一分割支架21与第二分割支架22的接合界面在基板保持区域23露出，但由于是通过上述的嵌入构造接合，因此，能避免灌封树脂40从接合界面漏出到电池支架20的内部。

将如此得到的电池支架20收纳到图4所示那样二分割成上壳体11和下壳体12的外装壳体10内，并将外装壳体10固定，从而能得到电池组100。

如以上那样，能简化将电路基板30用灌封树脂40被覆的结构。特别通过使安装于电路基板30的半导体元件的发热有效地散热，能实现电路的动作稳定性。另外，以往为了降低fet等半导体元件的发热量，通过将多个半导体元件并联连接来进行降低每一个元件的电流量，但在充分实现散热的情况下，不需要这样的结构，也能得到能降低半导体元件的使用量的效果。此外，通过不是将包括二次电池单体在内的整体进行灌封，而是仅将需要的部位灌封，能降低灌封所需的树脂的使用量，从而实现电池组的轻量化。

产业上的可利用性

本发明所涉及的电池组适合作为笔记本型个人计算机、便携电话、便携型dvd播放器、便携型导航仪、便携音乐播放器、电动工具、助力自行车等以电池驱动的设备用的能充放电的电池组来利用。

符号说明

100…电池组

1…二次电池单体

10…外装壳体

11…上壳体

12…下壳体

13…连接机构

14…连接器

20…电池支架

21…第一分割支架

22…第二分割支架

23…基板保持区域

24…侧壁

25…槽部

26…插入部

27…连结爪

28…散热翅片

29…电池保持筒

30…电路基板

32…螺丝

35…引线板

40…灌封树脂

90…电路基板

91…基板支架

93…液体树脂

94…电池支架。