▶ ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024072810
(43)【公開日】2024-05-28
(54)【発明の名称】プラスチックが成形された電子デバイス
(51)【国際特許分類】
H01M 50/519 20210101AFI20240521BHJP
H01M 50/507 20210101ALI20240521BHJP
H01M 50/514 20210101ALI20240521BHJP
H01M 50/291 20210101ALI20240521BHJP
H01M 50/211 20210101ALI20240521BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20240521BHJP
H01M 50/284 20210101ALI20240521BHJP
H01M 10/6552 20140101ALI20240521BHJP
H01M 10/6555 20140101ALI20240521BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20240521BHJP
H01M 50/293 20210101ALN20240521BHJP
【ＦＩ】
H01M50/519
H01M50/507
H01M50/514
H01M50/291
H01M50/211
H01M50/204 401H
H01M50/284
H01M10/6552
H01M10/6555
H01M10/613
H01M50/293
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023194125
(22)【出願日】2023-11-15
(31)【優先権主張番号】63/425,739
(32)【優先日】2022-11-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】598073073
【氏名又は名称】ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】エルファリング ジェイムス
(72)【発明者】
【氏名】ファスベンダー カイル
(72)【発明者】
【氏名】ポラコウスキー マシュー
【テーマコード（参考）】
5H031
5H040
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H031AA09
5H031BB02
5H031KK01
5H040AA07
5H040AA28
5H040AS19
5H040AT06
5H040AY04
5H040AY05
5H040AY08
5H040JJ05
5H040LL06
5H040NN03
5H043AA01
5H043AA09
5H043BA15
5H043BA19
5H043CA08
5H043FA04
5H043FA05
5H043KA22F
(57)【要約】
【課題】従来技術の問題を解決する。
【解決手段】電気デバイスは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたプリント回路基板と、プリント回路基板の少なくとも一部分に成形されたプラスチックとを含む。
【選択図】図１
【解決手段】電気デバイスは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたプリント回路基板と、プリント回路基板の少なくとも一部分に成形されたプラスチックとを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されるプリント回路基板と、
前記プリント回路基板の少なくとも一部分に成形されるプラスチックと、を含む、
電気デバイス。
前記ハウジング内に配置されるプリント回路基板と、
前記プリント回路基板の少なくとも一部分に成形されるプラスチックと、を含む、
電気デバイス。
【請求項2】
前記プリント回路基板は、
その上に取り付けられる電気コンポーネントと、
その中に画定される複数の開口と、を含む、
請求項１に記載の電気デバイス。
その上に取り付けられる電気コンポーネントと、
その中に画定される複数の開口と、を含む、
請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項3】
前記ハウジング内に配置される複数のバッテリセルと、
前記プリント回路基板に取り付けられる複数の端子と、
ストラップを有するセルタップアセンブリと、を含み、各ストラップは、前記プリント回路基板の前記複数の開口のそれぞれの開口を通じて延在するポストを含み、各ストラップは、前記複数のバッテリセルの１つ以上のバッテリセルに係合する少なくとも１つのタブを含み、前記セルタップアセンブリは、前記複数のバッテリセルを前記プリント回路基板上の前記電気コンポーネントの少なくとも１つの電気コンポーネントに電気的に接続するように構成される、
請求項２に記載の電気デバイス。
前記プリント回路基板に取り付けられる複数の端子と、
ストラップを有するセルタップアセンブリと、を含み、各ストラップは、前記プリント回路基板の前記複数の開口のそれぞれの開口を通じて延在するポストを含み、各ストラップは、前記複数のバッテリセルの１つ以上のバッテリセルに係合する少なくとも１つのタブを含み、前記セルタップアセンブリは、前記複数のバッテリセルを前記プリント回路基板上の前記電気コンポーネントの少なくとも１つの電気コンポーネントに電気的に接続するように構成される、
請求項２に記載の電気デバイス。
【請求項4】
前記プラスチックは、前記プリント回路基板上の前記電気コンポーネントの少なくとも一部を覆い、前記ポストおよび前記複数の開口の各々は、露出されたままである、請求項３に記載の電気デバイス。
【請求項5】
前記プラスチックは、前記プリント回路基板上の前記電気コンポーネントの少なくとも一部、前記複数の端子の少なくとも一部分、前記セルタップアセンブリの少なくとも一部分、および前記複数の開口の各開口を覆う、請求項３に記載の電気デバイス。
【請求項6】
当該電気デバイスは、バッテリパックを含む、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項7】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置される少なくとも１つのバッテリセルと、
前記少なくとも１つのバッテリセルの少なくとも一部分に成形されるプラスチックと、を含む、
電気デバイス。
前記ハウジング内に配置される少なくとも１つのバッテリセルと、
前記少なくとも１つのバッテリセルの少なくとも一部分に成形されるプラスチックと、を含む、
電気デバイス。
【請求項8】
前記少なくとも１つのバッテリセルは、複数のバッテリセルを含み、各バッテリセルは、外面と、前記バッテリセルのそれぞれの端部に配置される端子とを含む、請求項７に記載の電気デバイス。
【請求項9】
前記プラスチックは、各バッテリセルの前記外面を覆い、前記端子は、露出されたままであり、前記プラスチックは、前記複数のバッテリセルの隣接するバッテリセルの間に少なくとも部分的に配置され、前記プラスチックは、前記複数のバッテリセルを単一のバッテリユニットとして互いに結合する、請求項８に記載の電気デバイス。
【請求項10】
前記プラスチックは、各バッテリセルの前記外面の一部分および前記端子の各端子の一部分を覆い、前記プラスチックは、前記複数のバッテリセルの隣接するバッテリセルの間に少なくとも部分的に配置され、前記プラスチックは、前記複数のバッテリセルを単一のバッテリユニットとして互いに結合する、請求項８に記載の電気デバイス。
【請求項11】
前記プラスチックは、各バッテリセルの前記外面の一部分を覆い、前記端子は、露出されたままであり、前記プラスチックは、前記複数のバッテリセルの隣接するバッテリセルの間に少なくとも部分的に配置され、前記プラスチックは、前記複数のバッテリセルを単一のバッテリユニットとして互いに結合する、請求項８に記載の電気デバイス。
【請求項12】
前記プラスチックは、各バッテリセル上に個別に成形され、前記プラスチックは、各バッテリセルの前記外面の一部分を覆い、前記端子は、露出されたままである、請求項８に記載の電気デバイス。
【請求項13】
各バッテリセルに成形される前記プラスチックは、複数のタブと、複数の溝とを含み、各溝は、隣接するバッテリセルからそれぞれのタブを受け入れるように構成される、請求項１２に記載の電気デバイス。
【請求項14】
当該電気デバイスは、少なくとも１つのヒートパイプをさらに含み、前記プラスチックは、前記少なくとも１つのヒートパイプを受け入れるように構成される開口を含み、前記プラスチックは、各バッテリセルの前記外面の一部分を覆い、前記複数のバッテリセルは、前記開口を囲むように配置される、請求項８に記載の電気デバイス。
【請求項15】
前記少なくとも１つのバッテリセルは、複数のバッテリセルを含み、前記複数のバッテリセルは、パウチセルを含み、各パウチセルは、本体と、前記本体から離れる方向に延びる少なくとも１つの端子タブとを含み、各パウチセルの前記本体の大部分は、前記プラスチックによって覆われる、請求項７に記載の電気デバイス。
【請求項16】
前記プラスチックは、第１のプラスチックであり、当該電気デバイスは、前記第１のプラスチックを覆い、バッテリコアを形成するように、前記パウチセルの少なくとも一部分に成形される第２のプラスチックをさらに含む、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項17】
当該電気デバイスは、
その上に形成された複数のタブによって前記第２のプラスチックに結合される第１のプリント回路基板と、
前記第１のプリント回路基板に取り付けられる第２のプリント回路基板と、
前記第２のプリント回路基板の少なくとも一部分に成形される第３のプラスチックと、をさらに含む、
請求項１６に記載の電気デバイス。
その上に形成された複数のタブによって前記第２のプラスチックに結合される第１のプリント回路基板と、
前記第１のプリント回路基板に取り付けられる第２のプリント回路基板と、
前記第２のプリント回路基板の少なくとも一部分に成形される第３のプラスチックと、をさらに含む、
請求項１６に記載の電気デバイス。
【請求項18】
当該電気デバイスは、
前記第２のプリント回路基板に取り付けられる端子区画と、
前記端子区画の少なくとも一部分に成形される第４のプラスチックと、をさらに含み、
前記第４のプラスチックは、前記第３のプラスチックの少なくとも一部分を覆う、
請求項１７に記載の電気デバイス。
前記第２のプリント回路基板に取り付けられる端子区画と、
前記端子区画の少なくとも一部分に成形される第４のプラスチックと、をさらに含み、
前記第４のプラスチックは、前記第３のプラスチックの少なくとも一部分を覆う、
請求項１７に記載の電気デバイス。
【請求項19】
前記第１のプラスチック、前記第２のプラスチック、前記第３のプラスチック、および前記第４のプラスチックは、同じ材料である、請求項１８に記載の電気デバイス。
【請求項20】
電気デバイスを製造する方法であって、
プリント回路基板を型のキャビティ内に取り付けることと、
溶融したプラスチックを前記キャビティ内に注入してプラスチック本体を形成することであって、前記プラスチック本体は、前記プリント回路基板の少なくとも一部分に成形される、前記プラスチック本体を形成することと、
前記キャビティから前記プラスチック本体を有する前記プリント回路基板を取り外すことと、を含み、
前記プラスチックは、少なくとも５０ｐｓｉの圧力で前記キャビティ内に注入される、
方法。
プリント回路基板を型のキャビティ内に取り付けることと、
溶融したプラスチックを前記キャビティ内に注入してプラスチック本体を形成することであって、前記プラスチック本体は、前記プリント回路基板の少なくとも一部分に成形される、前記プラスチック本体を形成することと、
前記キャビティから前記プラスチック本体を有する前記プリント回路基板を取り外すことと、を含み、
前記プラスチックは、少なくとも５０ｐｓｉの圧力で前記キャビティ内に注入される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の参照）
本出願は、２０２２年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／４２５，７３９号に対する優先権を主張するものであり、その内容全体を参照により本明細書に組み入れる。
本出願は、２０２２年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／４２５，７３９号に対する優先権を主張するものであり、その内容全体を参照により本明細書に組み入れる。
【0002】
（技術分野）
本開示は、電気デバイスに関する。より具体的には、本開示は、バッテリパックのような電気デバイスに関する。
本開示は、電気デバイスに関する。より具体的には、本開示は、バッテリパックのような電気デバイスに関する。
【背景技術】
【0003】
バッテリパックのような電気デバイスは、プリント回路基板と、少なくとも１つのバッテリセルとを含む。プリント回路基板は、バッテリパックに入ることがある破片から保護される必要のある電気コンポーネントを含む。バッテリセルは、バッテリパックの内部容積内に配置される。バッテリパックは、バッテリセルをバッテリパック内に確実に配置する内部ハウジングをさらに含むことがある。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、１つの態様において、ハウジングと、ハウジング内に配置されるプリント回路基板と、プリント回路基板の少なくとも一部分に成形されるプラスチックとを含む、電気デバイスを提供する。
【0005】
本開示は、別の態様において、ハウジングと、ハウジング内に配置される少なくとも１つのバッテリセルと、少なくとも１つのバッテリセルの少なくとも一部分に成形されるプラスチックとを含む、電気デバイスを提供する。
【0006】
本開示は、別の態様では、電気デバイスを製造する方法を提供する。本方法は、プリント回路基板を型(モールド)のキャビティに取り付けることと、溶融したプラスチックをキャビティ内に注入してプラスチック本体を形成することと、を含む。プラスチック本体は、プリント回路基板の少なくとも一部分に成形される。本方法は、プラスチック本体を有するプリント回路基板をキャビティから除去することをさらに含む。プラスチックは、少なくとも５０ｐｓｉの圧力でキャビティ内に注入される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】バッテリパックの斜視図である。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【図3A】プラスチック本体によって覆われた回路基板の斜視図である。
【0014】
【0015】
【0016】
【図4A】プラスチック本体のない回路基板の頂面図である。
【0017】
【0018】
【図5】端子区画の斜視図である。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【図8A】第１のプラスチック本体によって覆われたＵＳＢバッテリの斜視図である。
【0023】
【0024】
【図9A】第１のプラスチック本体によって覆われた複数のバッテリセルの斜視図である。
【0025】
【0026】
【図9C】第２のプラスチック本体によって覆われた複数のバッテリセルの斜視図である。
【0027】
【0028】
【図10A】別の実施形態による、プラスチック本体によって部分的に覆われた複数のバッテリセルの斜視図である。
【0029】
【0030】
【図11A】別の実施形態による、バッテリパックの断面図である。
【0031】
【0032】
【図12A】別の実施形態による、バッテリパックの断面図である。
【0033】
【0034】
【図13A】別の実施形態による、バッテリパックの断面図である。
【0035】
【0036】
【図14A】別の実施形態による、複数のバッテリセルの斜視図である。
【0037】
【0038】
【図15A】別の実施形態による、複数のバッテリセルの斜視図である。
【0039】
【0040】
【図16A】内部バッテリハウジングの斜視図である。
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【図19】別の実施形態による、部分が除去されたバッテリパックの斜視図である。
【0047】
【図20A】パウチセルの斜視図である。
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【図23】プラスチック本体によって覆われた端子区画の斜視図である。
【0052】
【図24】別の実施形態による、回路基板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0053】
本開示の如何なる実施形態も詳細に説明される前に、本開示は、その適用において、以下の記述に示される或いは以下の図面に図示されるコンポーネントの構造および配置の詳細に限定されないことが理解されるべきである。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または実行されることができる。本明細書で使用される語法および用語は、記述の目的のためのものであり、限定的であるとみなされるべきでないことも理解されるべきである。
【0054】
図１は、バッテリパック１０を示している。バッテリパック１０は、底部ハウジング１８と、底部ハウジング１８に結合された頂部ハウジング２２とによって形成された、ハウジング１４を含む。底部ハウジング１８は、バッテリパック１０の様々な内部コンポーネントを受け入れて支持するように構成される。頂部ハウジング２２は、電気デバイス（例えば、動力工具）によって受け入れられ、それによって、バッテリパック１０を電気デバイスに結合して動力を供給するように構成された、出力ポート２６を含む。頂部ハウジング２２は、複数のファスナ（図示せず）によって底部ハウジング１８に固定されることがある。バッテリパック１０は、底部ハウジング１８内に配置された複数のバッテリセル（図示せず）も含む。複数のバッテリセルは、バッテリパック１０が電気デバイスに結合されるときに、電気デバイスに動力を供給するように構成される。各バッテリセルは、正の端子および負の端子を含む。複数のバッテリセルは、多数の異なる公称電圧（例えば、１２Ｖ、１８Ｖなど）のいずれかを含んでよく、多数の異なる化学特性（例えば、リチウムイオン、ニッケルカドミウムなど）のいずれかを有するように構成されてよい。バッテリセルは、円筒形、パウチ(pouch)、プリズム状などであってよい。
【0055】
図２Ａ～図３Ｃを参照すると、バッテリパック１０は、バッテリパック１０のハウジング１４内に配置される、セルタップアセンブリ３０、プリント回路基板（ＰＣＢ）３４、および端子区画３８をさらに含む。ＰＣＢ３４は、バッテリセルの上方に配置されるように構成され、接着剤または他の締結方法によってＰＣＢ３４の頂部側および底部側に取り付けられた（破線で示された）複数の電気コンポーネント４２を含む。電気コンポーネント４２は、バッテリセルの放電および充電動作を制御するように構成される。また、電気コンポーネント４２は、バッテリセルの温度をモニタリング(監視)するように構成される。頂部ハウジング２２は、出力ポート２６が端子区画３８を取り囲むように、端子区画３８のプロファイルに適合する。端子区画３８は、端子ハウジング３９と、端子ハウジング３９によって囲まれた複数の端子４０とを有する。端子区画３８は、バッテリセルから電気デバイスに動力を提供するために、ＰＣＢ３４に取り付けられ、ＰＣＴ３４に電気的に接続される。
【0056】
セルタップアセンブリ３０(cell tap assembly)は、複数のストラップ４６を含む。各ストラップ４６は、ポスト５０と、タブ５４と、ポスト５０をタブ５４に接続するように構成された接続部分５６とを含む。各ストラップ４６のポスト５０は、ＰＣＢ３４内に画定されたそれぞれの開口５８（図２Ｅ～図３Ｃ）を通じて延在するように構成される。タブ５４は、バッテリセル上に形成されたそれぞれの端子と係合するように構成される。よって、セルタップアセンブリ３０は、ＰＣＢ３４を複数のバッテリセルに電気的に接続するように構成される。
【0057】
ひとたび電気コンポーネント４２がＰＣＢ３４に取り付けられると、プラスチック本体６２がＰＣＢ３４の少なくとも一部分に成形される。幾つかの実施態様において、プラスチック本体６２は、低圧オーバーモールディング（ＬＰＯＭ）によって形成される。本明細書中の実施形態は、インサート成形、オーバーモールド成形、または液体プラスチックを既存の物体に付加する任意の他のプロセスを想定する。成形プロセスの間に、ＰＣＢ３４は、型（図示せず）内に形成されたキャビティ内に固定される。キャビティは、プラスチック本体６２の形状を形成する構成(features)／輪郭(contours)を含む。キャビティの構成／輪郭は、プラスチック本体６２がＰＣＢ３４の特定のエリアを覆うように特別に設計される。プラスチックは、溶融されるまでプラスチックを加熱するように構成された加熱機構によって囲まれた注入ユニット（図示せず）内で輸送される。加熱機構は、華氏３５０～４５０度の間の温度でプラスチックを暖めることがある。次いで、溶融されたプラスチックは、型のキャビティ内に注入され、プラスチックが硬化してプラスチック本体６２を形成するまで、型内に留まる。幾つかの実施態様において、プラスチックは、５０～２００ｐｓｉ（３４５～１３７９ｋＰａ）の間の低圧でキャビティ内に注入される。次いで、ＰＣＢ３４は、型のキャビティから除去される。ポリアミドおよびポリオレフィンのようなプラスチック材料を使用することができる。他の実施形態において、材料は、バッテリパック１０の熱性能を向上させるために熱伝導性材料を含んでよい。
【0058】
他の実施形態において、ＰＣＢ３４は、少なくとも２つのプラスチック材料によって作られたプラスチック本体を形成するために、マルチショット成形(multi-shot molding)を受けてよい。マルチショット成形の間に、第１のプラスチック材料を第１の型の第１のキャビティ内に注入して、ＰＣＢ３４の一部分を覆う第１のプラスチック本体を形成する。次いで、ＰＣＢ３４および第１のプラスチック本体を第２の型の第２のキャビティに移す。次いで、第２のプラスチック材料を第２のキャビティ内に注入して、第２のプラスチック本体を形成してよい。１つの実施形態において、第２のプラスチック本体は、第１のプラスチック本体およびＰＣＢ３４を完全に覆ってよい。別の実施形態において、第２のプラスチック本体は、第１のプラスチック本体の一部分を覆ってよい。追加の実施形態において、第１のプラスチック本体は、ＰＣＢ３４の一部分を覆ってよい。第２のプラスチック本体は、第１のプラスチック本体と同様に、ＰＣＢ３４の残りの部分を覆ってよい。幾つかの実施態様において、第２のプラスチック本体は、第１のプラスチック本体と同じ材料で作られる。マルチショット成形を使用することは、高温になることがある電気コンポーネント４２の周囲の相変化を助け、それによって、熱暴走の発生を減らすことがある。よって、プラスチック本体６２は、ＰＣＢ３４によって生成される熱を拡散して、ＰＣＢ３４が低温で動作することを可能にし、それによって、信頼性を向上させることができる。
【0059】
型のキャビティは、ＰＣＢ３４がプラスチック本体６２によって完全に覆われないように、特別に設計される。例えば、図２Ｅにおいて、開口５８は、周囲の環境に曝されたままである。各ストラップ４６のポスト５０は、プラスチック本体６２が干渉することなく、開口５８を通じて延在することができる。端子区画３８が取り付けられるＰＣＢ３４の部分も、プラスチック本体６２によって覆われない。プラスチック本体６２は、ＰＣＢ３４の頂部分および底部分を覆う。具体的には、プラスチック本体６２は、電気コンポーネント４２が取り付けられるエリアを覆う。加えて、複数の電気コンポーネント４２ａ～４２ｅが、プラスチック本体６２を通じて延在してよい。
【0060】
プラスチック本体６２は、接着剤の支持なしにＰＣＢ３４に結合される。何故ならば、プラスチック本体６２は、ＰＣＢ３４に結合されたときに、それ自体が接着剤として作用するからである。また、プラスチック本体６２は、電気コンポーネント４２を覆い、バッテリパック１０に入ることがある破片および水から電気コンポーネント４２を保護するように構成される。よって、プラスチック本体６２は、入口保護(ingress protection)を提供する耐水性バリアとして機能し、それによって、破片および水が電気コンポーネント４２に接触し、電気コンポーネント損傷を引き起こすのを防止する。プラスチック本体６２は、ＰＣＢ３４に腐食が発生するのも防止する。従って、幾つかの実施態様において、プラスチック本体６２は、ＰＣＢ３４をコンフォーマル(共形)コーティング(conformal coatings)で覆う必要をなくす。これはバッテリパック１０が製造されるタイミングおよび一貫性を向上させる。幾つかの実施形態において、バッテリパック１０の製造プロセスは、もはや、コンフォーマルコーティングでＰＣＢ３４を手動でマスキングすることを含まない。
【0061】
開口５８が位置するエリアは、ＰＣＢ３４のこれらのエリアでコンフォーマルコーティングを手動でマスキング(masking)およびマスキング除去(demasking)することの故に、共通の腐食場所として識別されることがある。よって、コンフォーマルコーティングは、ＰＣＢ３４を適切に保護しないことがある。何故ならば、コンフォーマルコーティングは、ＰＣＢ３４の正確な幾何学的形状を適切に覆うことができないからである。プラスチック本体６２は、コンフォーマルコーティングの必要性を排除する。何故ならば、プラスチック本体６２は、均一な保護を提供するように精密に構成されるからである。図示の実施形態において、プラスチック本体６２は、開口５８を囲むように意図的に構成され、それによって、ＰＣＢ３４全体の入口保護を向上させる。
【0062】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、ＰＣＢ６３の別の実施形態が示されている。ＰＣＢ６３は、その上に取り付けられた複数の電気コンポーネント６４と、複数の開口６５と、電極６９を備えた一対の溶接部分６７とを含む。図示の実施形態において、プラスチック本体（図示せず）は、電気コンポーネント６４の一部分が覆われるように、ＰＣＢ６３の少なくとも一部分に成形される。複数の開口６５は、溶接部６７と同様に、周囲の環境に曝されたままである。溶接部分６７に沿ってプラスチック本体を成形することは、電極６９を汚れさせ、溶接上の問題を生じさせることがある。
【0063】
図５を参照すると、端子区画７０が示されている。端子区画７０は、ＰＣＢ６３に取り付けられることがある。よって、プラスチック本体は、端子区画７０を覆うように構成されない。また、プラスチック本体は、端子区画７０がＰＣＢ６３上に配置されるエリアを覆わない。
【0064】
図６～図７Ｂを参照すると、バッテリパック１００の別の実施形態が示されている。バッテリパック１００は、図１～図３Ｃのバッテリパック１０と同様であり、従って、同様の構造は、同様の参照番号に「１００」を加えた番号によって識別される。
【0065】
ＰＣＢ１３４は、バッテリパック１００の底部ハウジング内に配置されるバッテリコア１９０の頂部に取り付けられる。プラスチック本体１６２は、ＰＣＢ１３４およびセルタップアセンブリ１３０を部分的に覆う。具体的には、プラスチック本体１６２は、各ストラップ１４６のポスト１５０および接続部分１５６の一部分を覆う。何故ならば、タブ１５４は、露出されたままであるからである。各ストラップ１４６のポスト１５０は、セルタップアセンブリ１３０およびＰＣＢ１３４上にプラスチック本体１６２を成形する前に、レーザ溶接によってＰＣＢ１３４に結合されてよい。これは半田付けの必要性をなくし、ＰＣＢ１３４とセルタップアセンブリ１３０との間の溶接強度を向上させることがある。バッテリパック１００を製造するのにかかる時間も短縮される。加えて、プラスチック本体１６２は、隣接するストラップ１４６間により多くの隔離を提供して、入口保護を向上させる。
【0066】
図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、ＵＳＢバッテリ２００が示されている。ＵＳＢバッテリ２００は、内部ハウジング２０４と、内部ハウジング２０４内に配置される少なくとも１つのバッテリセル（図示せず）と、内部ハウジング２０４を囲むセルタップストラップ２０８とを含む。内部ハウジング２０４およびセルタップストラップ２０８は、図８Ａに破線で示されている。ＵＳＢバッテリ２００は、マルチショット成形によって形成された第１のプラスチック本体２１２および第２のプラスチック本体２１６によって覆われる。具体的には、第１のプラスチック本体２１２は、内部ハウジング２０４およびセルタップストラップ２０８を覆って、内部ハウジング２０４およびセルタップストラップ２０８を所定の場所に適切に固定する。第２のプラスチック本体２１６は、ＵＳＢバッテリ２００の外部ハウジングとして機能するように、第１のプラスチック本体２１２上に成形される。よって、少なくとも１つのバッテリセルは、５ＡＨの容量を有する２１７００バッテリセルであることができる。他の実施形態において、ＵＳＢバッテリ２００は、単一のプラスチック本体によって覆われてよい。
【0067】
図９Ａ～図９Ｄを参照すると、複数のバッテリセル３００が示されている。図示の実施形態において、複数のバッテリセル３００は、３つのバッテリセル３００ａ、３００ｂ、３００ｃによって形成される。幾つかの実施態様において、複数のバッテリセル３００は、３つよりも多くのバッテリセルによって形成されることができる。各バッテリセル３００ａ、３００ｂ、３００ｃは、各バッテリセル３００ａ、３００ｂ、３００ｃの内部コンポーネントのためのハウジングとして機能する外面３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃを有する。バッテリセル３００ａ、３００ｂ、３００ｃは、成形によって形成される第１のプラスチック本体３１０によって互いに結合される。第１のプラスチック本体３１０は、バッテリセル３００ａ、３００ｂ、３００ｃを互いに結合して、単一のバッテリユニットを形成する。第１のプラスチック本体３１０は、隣接するバッテリセル３００ａ、３００ｂ、３００ｃの接触外面３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃの部分に成形される。よって、第１のプラスチック本体３１０は、複数のバッテリセル３００の間に配置される。
【0068】
ひとたび第１のプラスチック本体３１０が複数のバッテリセル３００上に成形されると、複数のバッテリセル３００は、次いで、バッテリパックを製造する残りのプロセスのために互いに永久的に結合される。ＰＣＢ３１２および端子３１６は、複数のバッテリセル３００に電気的に結合される。複数のバッテリセル３００は、バッテリセル３００、ＰＣＢ３１２、および端子３１６を、単一ユニットとして結合するために、マルチショット成形を受ける。その上、バッテリセル３００およびＰＣＢ３１２は、第２のプラスチック本体３１４によって覆われる一方で、端子３１６は、露出されたままである。次いで、ハウジング３２４が、第２のプラスチック本体３１４および端子３１６の周りに配置されて、バッテリパックを形成する。
【0069】
図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、複数のバッテリセル４００の別の実施形態が示されている。図示の実施形態において、複数のバッテリセル４００は、５つのバッテリセル４００ａ～４００ｅによって形成される。幾つかの実施態様において、複数のバッテリセル４００は、５未満のバッテリセルによって形成されることができる。他の実施形態において、複数のバッテリセル４００は、５つを超えるバッテリセルによって形成されることができる。各バッテリセル４００ａ～４００ｅは、各バッテリセル４００ａ～４００ｅの内部コンポーネントのためのハウジングとして機能する外面４０４ａ～４０４ｅと、バッテリセル４００ａ～４００ｅのそれぞれの端部に形成される端子４０６ａ～４０６ｅとを有する。バッテリセル４００ａ～４００ｅは、成形によって形成されるプラスチック本体４０８によって互いに結合される。プラスチック本体４０８は、複数のバッテリセル４００上に成形されて、単一の電池ユニットを形成する。プラスチック本体４０８は、隣接するバッテリセル４００ａ～４００ｅの外面４０４ａ～４０４ｅの間に成形される。プラスチック本体４０８は、複数のバッテリセル４００の下にも配置され、バッテリセル４００が水平に横たわる位置に配置される単一のバッテリユニットを形成するように、平坦な表面を形成する。また、端子４０６ａ～４０６ｅの一部分が、プラスチック本体４０８によって覆われる。
【0070】
ひとたび複数のバッテリセル４００が成形を受けると、複数のバッテリセル４００は、次いで、バッテリパックを製造する残りのプロセスのために互いに永久的に結合される。次いで、バッテリコア４１２、ＰＣＢ４１６、および端子４２０を、複数のバッテリセル４００の頂部に位置付けることができる。複数のバッテリセルをＰＣＢ４１６に電気的に接続するために、セルタップアセンブリ４２４も設けられる。
【0071】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、バッテリパック５００の別の実施形態が示されている。バッテリパック５００は、ハウジング５０４と、ＰＣＢ５０８と、バッテリコア５１２と、端子区画５１４と、バッテリコア５１２によって収容された複数のバッテリセル５１６とを含む。ＰＣＢ５０８およびバッテリコア５１２は、バッテリパック５００のハウジング５０４内に配置される。複数のバッテリセル５１６は、バッテリコア５１２内にペアで配置される。バッテリセル５１６ａ、５１６ｂの各ペアは、成形によって形成されたプラスチック本体５２４によって互いに結合される。プラスチック本体５２４は、一対のバッテリセル５１６ａ、５１６ｂの間に配置され、隣接するバッテリセル５１６、５１６ｂに面する外面５２４ａ、５２４ｂの一部分を覆う。プラスチック本体５２４は、各バッテリセル５１６ａ、５１６ｂのそれぞれの端部に形成された各端子５２８ａ、５２８ｂの一部分も覆う。
【0072】
図１２Ａおよび図１２Ｂを参照すると、バッテリパック６００の別の実施形態が示されている。バッテリパック６００は、ハウジング６０４と、ＰＣＢ６０８と、ＰＣＢ６０８に取り付けられた端子区画６１０と、バッテリコア６１２と、バッテリコア６１２によって収容された複数のバッテリセル６１８とを含む。図示の実施形態において、複数のバッテリセル６１８は、１５のバッテリセルによって形成される。幾つかの実施態様において、複数のバッテリセル６１８は、１５を超えるバッテリセルによって形成されることができる。他の実施形態において、複数のバッテリセル６１８は、１５未満のバッテリセルによって形成されることができる。複数のバッテリセル６１８は、成形によって形成されたプラスチック本体６２２によって互いに永久的に結合される。プラスチック本体６２２は、隣接するバッテリセル６１８の間に配置され、最も外側に面するバッテリセルとして配置されたバッテリセル６１８の外面６２６の周りに配置される。よって、プラスチック本体６２２は、バッテリパック６００の熱性能を向上させるために、隣接するバッテリセル６１８の間に形成されることがある任意の空気ギャップを除去する。
【0073】
図１３Ａおよび図１３Ｂを参照すると、バッテリパック７００の別の実施形態が示されている。バッテリパック７００は、図１２Ａおよび図１２Ｂのバッテリパック６００と同様であり、従って、同様の構造は、同様の参照番号に「１００」を加えた番号によって識別される。
【0074】
バッテリコア７１２は、成形によって生成されたプラスチック本体として形成される。よって、複数のバッテリセル７１８は、マルチショット成形プロセスを受けて、バッテリコア７１２およびプラスチック本体７２２を形成する。マルチショット成形プロセスでは、第１の材料が、複数のバッテリセル７１８上に成形され、第２の材料が、第１の材料上に成形されて、バッテリコア７１２を形成する。成形プロセスの間に、バッテリパック７００の他の内部コンポーネントが、ＰＣＢ７０８および端子７１０のようなコンポーネントを適切に固定するために、第２の材料によって覆われてもよい。他の実施形態において、第２の材料は、ＰＣＢ７０８および端子７１０をバッテリコア７１２に固定するように構成された固定コンポーネント（例えば、タブ）を形成してよい。
【0075】
図１４Ａおよび図１４Ｂを参照すると、複数のバッテリセル８００の別の実施形態が示されている。各バッテリセル８００は、外面８０４と、各バッテリセル８００のそれぞれの端部に形成された端子８０８とを含む。各バッテリセル８００は、成形によって形成されたそれぞれのプラスチック本体８１２によって覆われる。各プラスチック本体８１２は、各バッテリセル８００の外面８０４の一部分を覆う。具体的には、プラスチック本体８１２は、バッテリセル８００の各端部まで延びない。また、プラスチック本体８１２は、特定の幾何学的形状をとる。図示の実施形態において、プラスチック本体８１２は、六角形の形状を有する。他の実施形態において、プラスチック本体８１２は、円形、直線形、または三角形の形状を有してよいが、これらに限定されない。各バッテリセル８００がそれぞれのプラスチック本体８１２によって覆われると、複数のバッテリセル８００は、バッテリパックのハウジング内に容易に積み重ねられて、配置されることができる。また、各プラスチック本体８１２は、バッテリパック内に配置されるときに、バッテリセル８００を所定の場所に保持し、それによって、バッテリセル８００の回転を防止して、溶接故障を減少させる。
【0076】
図１５Ａおよび図１５Ｂを参照すると、複数のバッテリセル９００の別の実施形態が示されている。複数のバッテリセル９００は、図１４Ａおよび図１４Ｂの複数のバッテリセル８００と同様であり、従って、同様の構造は、同様の参照番号に「１００」を加えた番号によって識別される。
【0077】
各プラスチック本体９１２は、複数の溝９１６と、複数のタブ９２０とを含む。各プラスチック本体９１２の複数の溝９１６は、隣接するバッテリセル９００からそれぞれのタブを受け入れるように構成される。よって、複数のバッテリセル９００は、バッテリパックのハウジング内に配置されるときに、互いに物理的に接続されることができる。
【0078】
図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、バッテリパック用の内部バッテリハウジング１０００が示されている。内部バッテリハウジング１０００は、ハウジング１００４と、第１のセットのバッテリセル１００８、第２のセットのバッテリセル１０１２と、ヒートパイプ１０１６とを含む。それぞれのヒートパイプ１０１６は、第1および第２のセットのバッテリセル１００８、１０１２の間に延在する。第１のセットのバッテリセル１００８は、第１のプラスチック本体１０１８によって互いに永久的に結合される。第２のセットのバッテリセル１０１２は、第２のプラスチック本体１０２０によって互いに永久的に結合される。第１および第２のプラスチック本体１０１８、１０２０は、それぞれ、プラスチック本体１０１８、１０２０の中心を通じて延在する開口１０２４、１０２６（図１７Ａ～図１８Ｂ）を有する。開口１０２４、１０２６は、それぞれのヒートパイプ１０１６を受け入れるように構成される。第１および第２のセットのバッテリセル１００８、１０１２は、各ヒートパイプ１０１６がバッテリセル１００８、１０１２から熱を奪うように、ヒートパイプ１０１６の周りに配置される。また、第１および第２のプラスチック本体１０１８、１０２０は、ヒートパイプ１０１６がバッテリセル１００８ａ～１００８ｄ、１０１２ａ～１０１２ｄ（図１７Ａ～図１８Ｂ）から電気的に絶縁されることを可能にする。
【0079】
図１７Ａおよび図１７Ｂを参照すると、第１のセットのバッテリセル１００８が示されている。第１のセットのバッテリセル１００８の各バッテリセル１００８ａ～１００８ｄは、各バッテリセル１００８ａ～１００８ｄのそれぞれの端部上に形成される外面１０２８ａ～１０２８ｄおよび端子１０３２ａ～１０３２ｄを含む。第１のプラスチック本体１０１８は、各バッテリセル１００８ａ～１００８ｄの外面１０２８ａ～１０２８ｄ全体を覆う一方で、端子１０３２ａ～１０３２ｄは、覆われないままである。
【0080】
図１８Ａおよび図１８Ｂを参照すると、第２のセットのバッテリセル１０１２が示されている。第２のセットのバッテリセル１０１２の各バッテリセル１０１２ａ～１０１２ｄは、各バッテリセル１０１２ａ～１０１２ｄのそれぞれの端部上に形成される外面１０３４ｂ～１０３４ｄおよび端子１０３５ａ～１０３５ｄを含む。第２のプラスチック本体１０２０は、各バッテリセル１０１２ａ～１０１２ｄの外面１０３４ａ～１０３４ｄの一部分を覆うだけである。具体的には、第２のプラスチック本体１０２０は、隣接するバッテリセル１０１２ａ～１０１２ｄに面する各外面１０３４ａ～１０３４ｄの一部分を覆う。第１および第２のセットのバッテリセル１００８、１０１２を製造するときに、バッテリセルの各セット１００８、１０１２は、第１および第２のプラスチック本体１０１８、１０２０をそれぞれ形成するように、先ず一緒に成形される。次いで、それぞれのヒートパイプ１０１６を、第１および第２のセットのバッテリ１００８、１０１２に圧入することができる。
【0081】
図８Ａ～１８Ｂのバッテリセルにプラスチック本体を適用することは、バッテリパックの熱性能およびバッテリパックの外側ハウジングへの熱伝導を向上させる。プラスチック本体は、隣接するバッテリセルの間の空気ギャップを除去する。また、バッテリパックが落下したときに或いは振動を受けたときに、バッテリパック内のバッテリセルの移動は、プラスチック本体によって最小限に抑えられることがある。マルチショット成形を使用する図８Ａ～図１８Ｂの実施形態において、バッテリパック内の熱暴走が防止されることがある。マルチショット成形は、バッテリセルの周りの場所における位相変化を助けることがある。
【0082】
図１９～図２３を参照すると、バッテリパック２０００の別の実施形態が示されている。バッテリパック２０００の部分は、明確にするために取り外されている。バッテリパック２０００は、ハウジング２００４と、ハウジング２００４内に積み重ねられた複数のバッテリセル２０１２と、各バッテリセル２０１２の間にそれぞれ配置された複数のパッド２０１４とを含む。複数のバッテリセル２０１２は、バッテリパック２０００に結合された電気デバイスに動力を提供するように構成される。図示の実施形態において、バッテリセル２０１２は、パウチセルである。
【0083】
幾つかの実施形態において、各バッテリセル２０１２は、成形プロセスを受けてよい。具体的には、バッテリセル２０１２ａは、本体２０１６ａと、正および負のセルタブによって画定される一対のセルタブ２０２０ａ、２０２０ｂ（すなわち、端末タブ）とを含む。一対のセルタブ２０２０ａは、本体２０１６ａから離れて延在する。バッテリセル２０１２ａの本体２０１６ａは、成形によって形成される第１のプラスチック本体２０２８によって覆われる。第１のプラスチック本体２０２８は、振動および落下作用によって生じる外力が、バッテリセル２０１２ａの本体２０１６ａを損傷することを防止する。また、第１のプラスチック本体２０２８は、プラスチック本体のないバッテリセルと比較して、改良された寸法公差を提供する。加えて、第１のプラスチック本体２０２８は、バッテリパック２０００に入ることがある水および破片から本体２０１６ａを取り囲んで保護することによって、入口保護を提供する。
【0084】
ひとたび各バッテリセル２０１２が第１のプラスチック本体２０２８によって覆われると、バッテリセル２０１２は、成形によって形成される第２のプラスチック本体２０３２によって覆われる。第２のプラスチック本体２０３２は、内部ハウジングとして機能し、それによって、バッテリセル２０１２を単一のバッテリユニットとして互いに永久的に結合する。第２のプラスチック本体２０３２は、バッテリパック２０００のハウジング２００４の内部容積内に適合し、各バッテリセル２０１２のセルタブ２０２０ａ、２０２０ｂと係合する前方プレート２０３４を受け入れるように構成された開口（図示せず）を画定する、矩形のベースとして形成される。また、第２のプラスチック本体２０３２は、バッテリセル２０１２から離れて延在する複数のタブ２０３６ａ、２０３６ｂを含む。
【0085】
バッテリパック２０００は、さらに、第２のプラスチック本体２０３２に取り付けられた第１のＰＣＢ２０４０と、第１のＰＣＢ２０４０に取り付けられた第２のＰＣＢ２０４４と、第２のＰＣＢ２０４４に取り付けられた端子２０４８とを含む。端子２０４８は、バッテリセル２０１２から電気デバイスに動力を供給するように構成される。具体的には、第２のプラスチック本体２０３２の端部に形成されたタブ２０３６ａは、第１のＰＣＢ２０４０内に画定された開口（図示せず）に挿入され、それによって、第１のＰＣＢ２０４０を第２のプラスチック本体２０３２に結合する。第２のプラスチック本体２０３２の側面に形成されたタブ２０３６ｂは、第１のＰＣＢ２０４０の側面にラッチして、第１のＰＣＢ２０４０を第２のプラスチック本体２０３２にさらに結合するように構成される。
【0086】
第２のＰＣＢ２０４４は、第３のプラスチック本体２０５２によって覆われる。よって、第２のＰＣＢ２０４４上に取り付けられた電気コンポーネント２０５４の一部分が、第３のプラスチック本体２０４２によって覆われる。幾つかの実施態様において、端子２０４８は、第４のプラスチック本体２０５６によって覆われる。第４のプラスチック本体２０５６は、各端子２０４８の間に配置されて、端子２０４８の周りに壁を形成し、隣接する端子２０４８の分離を向上させる。第３のプラスチック本体２０５２および第４のプラスチック本体２０５６は、両方とも、第３のプラスチック本体２０５２が第４のプラスチック本体２０５６と一体であるように、マルチショット成形プロセスによって形成される。他の実施形態において、第１のプラスチック本体２０２８、第２のプラスチック本体２０３２、第３のプラスチック本体２０５２、および第４のプラスチック本体２０５６は、同じ材料で作られる。よって、第３のプラスチック本体２０５２は、第２のＰＣＢ２０４４を第１のＰＣＢ２０４０に結合するように形成され、セルタップ２０６０は、第２のプラスチック本体２０３２の側面に配置される。
【0087】
図２４を参照すると、ＰＣＢ３０００が図示されている。ＰＣＢ３０００は、その上に取り付けられた複数の電気コンポーネント３００４を含む。ＰＣＢ３０００は、バッテリパック内のバッテリセル（図示せず）の充電および放電を制御するために、バッテリパック（図示せず）内に配置されるように構成される。バッテリパックは、端子区画３００８およびセルタップアセンブリ３０１２も含む。端子区画３００８は、バッテリパックを電気デバイスに電気的に結合するように構成される。セルタップアセンブリ３０１２は、複数のストラップ３０１６を含み、バッテリセルをＰＣＢ３０００に電気的に結合するように構成される。各ストラップ３０１６は、ＰＣＢ３０００内に画定された開口（図示せず）を通じて延在するように構成されたポスト３０１８と、バッテリセルと係合するように構成されたタブ（図示せず）と、ポスト３０１８とタブとを相互接続するように構成された接続部分３０２０とを含む。端子区画３００８の一部分およびセルタップアセンブリ３０１２の一部分は、プラスチック本体３０２２によって覆われる。よって、セルタップアセンブリ３０１２は、ＰＣＢ３０００からさらに離れて隔離されることがある。また、プラスチック本体３０２２は、端子区画３００８をＰＣＢ３０００に物理的に取り付けることなく、端子区画３００８をＰＣＢ３０００の上方に配置するために、端子区画３００８の端部分３０２４に配置される。端子区画３００８の端子３０２８は、端部分３０２４から延び、自由に移動することが可能にされる。何故ならば、端子３０２８は、プラスチック本体３０２２によって覆われないからである。
【0088】
本開示は、特定の好ましい実施形態を参照して詳細に記載されたが、変形および修正が、記載された本開示の１つ以上の独立した態様の範囲および精神内に存在する。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【外国語明細書】