(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-29
(54)【発明の名称】バッテリパック
(51)【国際特許分類】
H01M 50/503 20210101AFI20240822BHJP
H01M 50/213 20210101ALI20240822BHJP
H01M 50/247 20210101ALI20240822BHJP
H01M 50/505 20210101ALI20240822BHJP
H01M 50/569 20210101ALI20240822BHJP
H01M 50/522 20210101ALI20240822BHJP
H01M 50/524 20210101ALI20240822BHJP
H01M 50/244 20210101ALI20240822BHJP
【FI】
H01M50/503
H01M50/213
H01M50/247
H01M50/505
H01M50/569
H01M50/522
H01M50/524
H01M50/244 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024514477
(86)(22)【出願日】2022-09-09
(85)【翻訳文提出日】2024-04-11
(86)【国際出願番号】 US2022042991
(87)【国際公開番号】W WO2023039123
(87)【国際公開日】2023-03-16
(32)【優先日】2021-09-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】202222315581.0
(32)【優先日】2022-09-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(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
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ラドヴィッチ、カイル、ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】ブラウアー、マーク、イー.
(72)【発明者】
【氏名】バロウクリフト、マイケル、エー.
(72)【発明者】
【氏名】カービン、マックス
(72)【発明者】
【氏名】ベッカー、カイル、アール.
(72)【発明者】
【氏名】ツァオ、タオ
【テーマコード(参考)】
5H040
5H043
【Fターム(参考)】
5H040AS04
5H040AS12
5H040AS19
5H040AS27
5H040AT01
5H040AY04
5H040DD03
5H043CA03
5H043FA04
5H043JA01
5H043KA09F
5H043KA22
(57)【要約】
それぞれが第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠を有する、少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックを有する移動電源であって、第1及び第2の支持部材のそれぞれは、バッテリセルを支持するために、複数のバッテリセルを受け入れる複数の円筒形凹部を含む、移動電源。バスバーは、射出成形を介して第1の支持部材に結合され、それぞれは、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成される。バスバーは、それぞれが基部及び基部から横に遠ざかって延びる指を有する、細長い導電体を含む。指のそれぞれは、第1の面内に延び、基部は、第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動電源であって、
少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックであって、各バッテリセルアセンブリは、
それぞれが第1の端部、前記第1の端部と反対側の第2の端部、前記第1の端部に置かれた陽極端子、及び前記第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリセルと、
第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠であって、前記第1及び前記第2の支持部材のそれぞれは、前記バッテリセルを支持するために、前記複数のバッテリセルを受け入れる複数の円筒形凹部を含む、枠と、
前記第1の支持部材に射出成形を介して結合され、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成されたバスバーであって、各バスバーは、基部及び前記基部から横に遠ざかって延びる指を有する、細長い導電体を含む、バスバーとを含み、
前記指は、第1の面内に延び、前記基部は、前記第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる、バッテリパックを含む、移動電源。
【請求項2】
前記バスバーのそれぞれは、それぞれが前記基部及び前記指を含む第1の部分、及び前記第1の部分と電圧感知PCBとの間に結合された第2の部分を含む、請求項1に記載の移動電源。
【請求項3】
前記第1の部分は、第1の材料から形成され、前記第2の部分は、前記第1の材料と異なる第2の材料から形成される、請求項2に記載の移動電源。
【請求項4】
前記バスバーは、第1の外部バスバー、第2の外部バスバー、及び前記第1の外部バスバーと前記第2の外部バスバーとの間に配置された中間バスバーを含み、
前記第1の外部バスバーの前記指は、前記基部から第1の方向に延び、
前記第2の外部バスバーの前記指は、前記基部から第2の方向に延び、
前記中間バスバーの前記指は、前記基部から前記第1の方向に延びる第1の指、及び前記基部から前記第2の方向に延びる第2の指を含む、請求項1に記載の移動電源。
【請求項5】
前記第1の指及び前記第2の指は、前記基部の縦長さに沿って位置合わせされる、請求項4に記載の移動電源。
【請求項6】
前記第1の外部バスバー又は前記第2の外部バスバーの一方の前記指を少なくとも2つのバッテリセルの前記負極端子に接続し、前記中間バスバーのそれぞれの前記第1の指を少なくとも2つのバッテリセルの前記負極端子に接続する第1のワイヤと、
前記第1の外部バスバー又は前記第2の外部バスバーの他方の前記指を少なくとも2つのバッテリセルの前記陽極端子に接続し、前記中間バスバーのそれぞれの前記第2の指を前記陽極端子に接続する第2のワイヤとを更に含む、請求項4に記載の移動電源。
【請求項7】
ワイヤは、前記バスバーの前記指を前記陽極端子又は前記負極端子のいずれかに接続する、請求項1に記載の移動電源。
【請求項8】
移動電源であって、
少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックであって、各バッテリセルアセンブリは、
それぞれが第1の端部、前記第1の端部と反対側の第2の端部、前記第1の端部に置かれた陽極端子、及び前記第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリセルと、
第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠であって、前記第1及び前記第2の支持部材のそれぞれは、前記バッテリセル及び細長い凹部を支持するために、前記複数のバッテリセルを受け入れる縦列に配置された複数の円筒形凹部を含み、前記細長い凹部のそれぞれは、前記複数の円筒形凹部の少なくとも1つの列に隣接して配置される、枠と、
前記第1の支持部材の前記複数の細長い凹部のそれぞれの内部に配置され、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成されたバスバーであって、前記バスバーのそれぞれは、基部及び前記基部から横に遠ざかって延びる指を有する細長い導電体を含み、前記基部は凹部を画定し、前記指は、第1の面内に延び、前記基部は、前記第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる、バスバーと、
各基部内の前記凹部内に配置され、前記対応するバスバーを前記第1の支持部材に結合するために、前記第1の支持部材と一体形成される、接続部材と、
前記バスバーのそれぞれの前記指を前記陽極端子又は前記負極端子に接続するワイヤとを含む、バッテリパックを含む、移動電源。
【請求項9】
前記バスバーのそれぞれは、前記基部及び前記指を含む第1の部分、及び前記第1の部分と電圧感知PCBとの間に結合された第2の部分を含む、請求項8に記載の移動電源。
【請求項10】
前記第1の部分は、第1の材料から形成され、前記第2の部分は、前記第1の材料と異なる第2の材料から形成される、請求項9に記載の移動電源。
【請求項11】
前記第1の部分は、アルミニウムから形成された材料から形成され、前記第2の部分は、銅から形成された材料から形成される、請求項9に記載の移動電源。
【請求項12】
第1の外部の細長い凹部内に配置された前記バスバーは、第1の外部バスバーであり、第2の外部の細長い凹部内に配置された前記バスバーは、第2の外部バスバーであり、前記第1の外部凹部と前記第2の外部凹部との間に配置された中間凹部内に配置された前記バスバーは、中間バスバーであり、
前記第1の外部バスバーの前記指は、前記基部から第1の方向に延び、
前記第2の外部バスバーの前記指は、前記基部から第2の方向に延び、
前記中間バスバーの前記指は、前記基部から前記第1の方向に延びる第1の指、及び前記基部から前記第2の方向に延びる第2の指を含む、請求項8に記載の移動電源。
【請求項13】
前記第1の指及び前記第2の指は、前記基部の縦長さに沿って位置合わせされる、請求項12に記載の移動電源。
【請求項14】
前記ワイヤは、
前記第1の外部バスバー又は前記第2の外部バスバーの一方の前記指を少なくとも2つのバッテリセルの前記負極端子に接続し、前記中間バスバーのそれぞれの前記第1の指を少なくとも2つのバッテリセルの前記負極端子に接続する、第1のワイヤと、
前記第1の外部バスバー又は前記第2の外部バスバーの他方の前記指を少なくとも2つのバッテリセルの前記陽極端子に接続し、前記中間バスバーの前記第2の指を前記陽極端子に接続する、第2のワイヤと含む、請求項12に記載の移動電源。
【請求項15】
前記バスバーは、留め具なしに前記第1の支持部材に結合される、請求項8に記載の移動電源。
【請求項16】
移動電源を形成する方法であって、
第1の支持部材及び第2の支持部材のそれぞれが、プラスチック材料から形成される、前記第1及び前記第2の支持部材を有し、バッテリセル及び細長い凹部を支持するために、前記複数のバッテリセルを受け入れる縦列に配置された複数の円筒形凹部を含む、枠を形成することであって、前記細長い凹部のそれぞれは、前記複数の円筒形凹部の少なくとも1つの列に隣接して配置される、形成することと、
バスバーを前記第1の支持部材の前記細長い凹部の1つの中に配置することであって、各バスバーは、基部及び前記基部から横に遠ざかって延びる指を有する、細長い導電体を含み、前記基部は、凹部を画定し、前記指は、第1の面内に延び、前記基部は、前記第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる、配置することと、
前記プラスチック材料が前記凹部を充填し、前記第1の支持部材と一体形成するように、前記基部のそれぞれの前記凹部に前記プラスチック材料を射出することと、
前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の前記複数の円筒形凹部が、複数のバッテリセルを支持するように、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に前記複数のバッテリセルを配置することであって、前記バッテリセルのそれぞれは、第1の端部、前記第1の端部と反対側の第2の端部、前記第1の端部に置かれた陽極端子、及び前記第1の端部に置かれた負極端子を有する、配置することと、
前記バスバーのそれぞれの前記指と前記陽極端子又は前記負極端子のいずれかとの間にワイヤをワイヤボンディングすることとを含む、方法。
【請求項17】
前記プラスチック材料が、前記第1の支持部材と一体形成するように、前記基部のそれぞれの前記凹部を前記プラスチック材料で射出することは、前記指を露出したままにすることを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記バスバーのそれぞれは、前記基部及び前記指を有する第1の部分、並びに前記第1の部分に結合され、前記第1の部分から延びる第2の部分を含み、前記第1の部分は、第1の導電材料から形成され、前記第2の部分は、前記第1の導電材料と異なる第2の導電材料から形成される、請求項16に記載の方法。
【請求項19】
前記第2の部分を電圧感知PCBに結合することを更に含む、請求項18に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2021年9月10日に出願された米国仮特許出願第63/242,816号明細書、及び2022年9月1日に出願された中国実用新案出願第202222315581.0号明細書の優先権を主張し、各出願の内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、バッテリパックなどのポータブル電力装置に関する。
【背景技術】
【0003】
バッテリパックなどのポータブル電力装置は、複数のバッテリセルを含んでもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示は、一態様では、少なくとも2つのバッテリパックアセンブリを有するバッテリパックを含む、移動電源を提供する。各バッテリセルアセンブリは、それぞれが、第1の端部、第1の端部と反対側の第2の端部、第1の端部に置かれた陽極端子、及び第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリを含む。各バッテリセルアセンブリは、第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠も含み、第1及び第2の支持部材のそれぞれは、バッテリセルを支持するために複数のバッテリセルを受け入れる複数の円筒形凹部を含む。各バッテリセルアセンブリは、第1の支持部材に結合され、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成された、複数のバスバーを更に含む。各バスバーは、基部、基部から第1の方向に横に遠ざかって延びる複数の第1の指、及び基部から第1の方向と反対側の第2の方向に横に遠ざかって延びる複数の第2の指を有する、細長い導電体を含む。第1の指及び第2の指は、第1の面内に延び、基部は、第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる。
【0005】
いくつかの構造では、複数のバスバーの少なくとも2つのバスバーは、少なくとも2つのバスバーのそれぞれの第1の指が、バッテリパックの縦軸の方向に沿って互いに位置合わせされた状態で、互いに隣接して置かれる。そのような構造では、少なくとも2つのバスバーのそれぞれの第2の指は、バッテリパックの縦軸の方向に沿って互いに位置合わせされる。いくつかの構造では、第1の指及び第2の指は、バスバーの縦長さに沿って交互に配置される。いくつかの構造では、複数のワイヤは、1つのバスバーの第1の指を少なくとも2つのバッテリセルの負極端子に接続し、少なくとも1つのバスバーの第2の指を陽極端子に接続する。
【0006】
本開示は、別の態様では、少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックを提供する。各バッテリセルアセンブリは、それぞれが、第1の端部、第1の端部と反対側の第2の端部、第1の端部に置かれた陽極端子、及び第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリセルを含む。各バッテリセルアセンブリは、第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠も含み、第1及び第2の支持部材のそれぞれは、バッテリセルを支持するために複数のバッテリセルを受け入れる、複数の円筒形凹部を含む。各バッテリセルアセンブリは、第1の支持部材に結合された複数のバスバーを更に含む。各バスバーは、基部、基部から第1の方向に横に遠ざかって延びる複数の第1の指、及び基部から第1の方向と反対側の第2の方向に横に遠ざかって延びる複数の第2の指を有する、細長い導電体を含む。各バッテリセルアセンブリは、1つのバスバーの第1の指を少なくとも2つのバッテリセルの負極端子に接続し、少なくとも1つのバスバーの第2の指を少なくとも2つの異なるバッテリセルの陽極端子に接続する、複数のワイヤも含む。第1の指及び第2の指は、第1の面内に延び、基部は、第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる。
【0007】
本開示は、別の態様では、少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックを含む、移動電源を提供する。各バッテリセルアセンブリは、それぞれが、第1の端部、第1の端部と反対側の第2の端部、第1の端部に置かれた陽極端子、及び第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリセルと、第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠と、射出成形を介して第1の支持部材に結合され、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成された、バスバーとを含む。第1及び第2の支持部材のそれぞれは、バッテリセルを支持するために複数のバッテリセルを受け入れる複数の円筒形凹部を含み、各バスバーは、基部及び基部から横に遠ざかって延びる指を有する細長い導電体を含む。指は、第1の面内に延び、基部は、第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる。
【0008】
本開示は、別の態様では、少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックを含む、移動電源を提供する。各バッテリセルアセンブリは、それぞれが、第1の端部、第1の端部と反対側の第2の端部、第1の端部に置かれた陽極端子、及び第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリセルと、第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠と、第1の支持部材の複数の細長い凹部のそれぞれの中に配置され、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成されたバスバーとを含む。第1及び第2の支持部材のそれぞれは、バッテリセル及び細長い凹部を支持するために、複数のバッテリセルを受け入れる縦列に配置された複数の円筒形凹部を含む。細長い凹部のそれぞれは、複数の円筒形凹部の少なくとも1つの列に隣接して配置される。バスバーのそれぞれは、基部及び基部から横に遠ざかって延びる指を有する、細長い導電体を含む。基部は、凹部を画定する。指は、第1の面内に延び、基部は、第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる。接続部材は、各基部における凹部内に配置され、対応するバスバーを第1の支持部材に結合するために、第1の支持部材と一体形成される。ワイヤは、各バスバーの指を陽極端子又は負極端子のいずれかに接続する。
【0009】
本開示は、別の態様では、移動電力供給装置を形成する方法を提供し、方法は、第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠を形成することを含む。第1及び第2の支持部材のそれぞれは、プラスチック材料から形成され、バッテリセル及び細長い凹部を支持するために複数のバッテリセルを受け入れる、縦列に配置された複数の円筒形凹部を含み、細長い凹部のそれぞれは、複数の円筒形凹部の少なくとも1つの列に隣接して配置される。方法は、第1の支持部材の細長い凹部の1つの中にバスバーを配置することを更に含む。各バスバーは、基部及び基部から横に遠ざかって延びる指を有する、細長い導電体を含む。基部は凹部を画定し、指は、第1の面内に延び、基部は、第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる。方法は、プラスチック材料が凹部を充填し、第1の支持部材と一体形成するように、基部のそれぞれの凹部にプラスチック材料を射出することと、第1の支持部材及び第2の支持部材の複数の円筒形凹部が、複数のバッテリセルを支持するように、第1の支持部材と第2の支持部材との間に複数のバッテリセルを配置することとを更に含む。バッテリセルのそれぞれは、第1の端部、第1の端部の反対側の第2の端部、第1の端部に置かれた陽極端子、及び第1の端部に置かれた負極端子を有する。方法は、バスバーのそれぞれの指と陽極端子又は負極端子のいずれかとの間にワイヤをワイヤボンディングすることも含む。
【0010】
本開示のその他の態様は、詳細な説明及び添付図面を熟考することによって、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図2】
図1の電力供給装置のバッテリパックアセンブリの斜視図である。
【
図3】
図2の3-3線に沿って切り取った、
図2のバッテリパックアセンブリの断面図である。
【
図4】
図2の4-4線に沿って切り取った、
図2のバッテリパックアセンブリの別の断面図である。
【
図5】
図2の5-5線に沿って切り取った、
図2のバッテリパックアセンブリの別の断面図である。
【
図5A】一部が除去された、
図2のバッテリパックアセンブリの部分分解斜視図である。
【
図6-7】一部が除去された、
図2のバッテリパックアセンブリの斜視図である。
【
図8-9】
図2のバッテリパックアセンブリのバッテリセルアセンブリの部分分解斜視図である。
【
図10】
図2のバッテリパックアセンブリのバッテリセルの部分斜視図である。
【
図11】
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図12-13】
図10のバッテリセルアセンブリのバスバーの部分斜視図である。
【
図14】
図8のバッテリセルアセンブリのバスバーの端面図である。
【
図15】
図11の15-15線に沿って切り取った、一実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分断面図である。
【
図16】
図15の実施形態による2つの隣接したバスバーの概略図である。
【
図17】
図11の15-15線に沿って切り取った、別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分断面図である。
【
図18】
図17の実施形態による2つの隣接したバスバーの概略図である。
【
図19】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図20】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図21】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図22】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図23】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図24】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図25】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図26】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図27】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面図である。
【
図28】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの部分側面斜視図である。
【
図29】別の実施形態による
図8のバッテリセルアセンブリの側面図であり、バッテリセルアセンブリは、第1の支持部材、複数のバスバー、及び電圧感知PCBを含む。
【
図30】電圧感知PCBが除去された、
図29のバッテリセルアセンブリの斜視側面図である。
【
図31】複数のバスバー及び電圧感知PCBが除去された、
図29のバッテリセルアセンブリの斜視側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示のあらゆる実施形態が詳細に説明される前に、本開示は、以下の記載に説明され又は以下の図面に例示された、実施形態の詳細及び構成要素の配置にその適用を限定しないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践又は実行することが可能である。また、本明細書で使用される語法及び専門用語は、説明を目的としたものであり、限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。
【0013】
図1は、ポータブル電力供給装置又は電力供給装置1を示している。ポータブル電力供給装置1は、ハウジング2を含む。いくつかの実施形態では、電力供給装置1は、ハウジング2に結合された1つ又は複数の車輪3、及びハウジング2に結合されたハンドルアセンブリ4を含む。例示された実施形態では、ハンドルアセンブリ4は、伸長位置と折り畳み位置との間で可動の伸縮式ハンドルである。ハンドルアセンブリ4は、内側チューブ5及び外側チューブ6を含む。内側チューブ5は、外側チューブ6の内部に密に収まり、外側チューブ6に対してスライド可能である。内側チューブ5は、水平の把持部材7に結合される。いくつかの実施形態では、ハンドルアセンブリ4は、内側チューブ5が外側チューブ6に対して偶然に移動してしまうことを防止するために、ロック機構を更に含む。ロック機構は、ハンドルアセンブリ4が伸長位置及び/又は折り畳み位置にあるとき、内側チューブ5が外側チューブ6に対してスライドすることを阻止するためのノッチ、スライドキャッチピン又は別の適切なロック機構を含み得る。実際には、ユーザが、把持部材7を握り、上に引き上げて、ハンドルアセンブリ4を伸ばす。内側チューブ5は、ハンドルアセンブリ4が伸長位置でロックされるまで、外側チューブ6に対してスライドする。その後、ユーザは、ハンドルアセンブリ4によって電力供給装置1を引っ張り、所望の場所へ誘導することができる。電力供給装置1の車輪3は、そのような移動を容易にする。
【0014】
電力供給装置1のハウジング2は、電力入力パネル8、電力出力パネル9、及びディスプレイ11を更に含む。例示された実施形態では、電力入力パネル8は、外部電源から電力を受け入れるように構成された複数の電気接続インターフェースを含む。いくつかの実施形態において、外部電源は直流電源、例えば太陽電池(例えば、ソーラーパネル)であっても、又は電源は交流電源、例えば従来の壁面コンセントであってもよい。いくつかの実施形態において、電力入力パネル8は従来の壁面コンセントに差し込むべく構成されたケーブルで代替されるか、又は追加的に含んでいる。電力入力パネル8によって受け入れられた電力は、電力供給装置1のハウジング2内に配列された内部電源10を充電するために使用されてもよい。
【0015】
電力出力パネル9は1個以上の電力コンセントを含んでいる。例示された実施形態では、電力出力パネル9は、複数の交流電力コンセント9A及び直流電力コンセント9Bを含む。電力出力パネル9に含まれる電力コンセントの個数が
図1に示す電力コンセントに限定されないことを理解されたい。例えば電力供給装置1のいくつかの実施形態では、電力出力パネル9は、電力供給装置1の例示された実施形態に含まれた電力コンセントより多い又は少ない電力コンセントを含んでもよい。電力出力パネル9は、電力を内部電源10から1つ又は複数の周辺機器に提供するように構成される。1つ以上の周辺機器は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯音楽プレーヤ、電動工具、電動工具バッテリパック、電動工具バッテリパックチャージャ等であり得る。周辺機器は、電力出力パネル9から直流及び/又は交流電力を受電すべく構成されていてよい。いくつかの実施形態では、電力供給装置1は、1つ若しくは複数のバッテリパックを受け入れ、電力を内部電源10から1つ若しくは複数のバッテリパックに提供するように構成された、1つ又は複数のバッテリパック充電コンセント(図示せず)も含む。
【0016】
ディスプレイ11は、内部電源10の充電状態及び/又は不具合状態など、電力供給装置1の状態をユーザに示すように構成される。いくつかの実施形態では、ディスプレイ11は、内部電源10の現在の充電状態を発光して表示するように構成された1つ以上の発光ダイオード(「LED」)インジケータを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイ11は、例えば、液晶ディスプレイ(「LCD」)、発光ダイオード(「LED」)ディスプレイ、有機LED(「OLED」)ディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ(「ELD」)、表面伝導電子エミッタディスプレイ(「SED」)、電界放出ディスプレイ(「FED」)、薄膜トランジスタ(「TFT」)LCD等である。他の実施形態では、電力供給装置1は、ディスプレイを含まない。
【0017】
図2~
図30は、いくつかの異なる実施形態による内部電源10の全て又は一部を例示する。以下では、内部電源10は、バッテリパックアセンブリ10と呼ばれる。
【0018】
図2~
図6を参照すると、一実施形態では、バッテリパックアセンブリ10は、ハウジング14及びハウジング14内に受け入れられた複数のバッテリセルアセンブリ18を含む。図示の実施形態では、バッテリパックアセンブリ10は2つのバッテリセルアセンブリ18を備える。他の実施形態では、バッテリパックアセンブリ10は、1つ又は複数のバッテリセルアセンブリ18(例えば、3つ、4つなど)を備え得る。バッテリパックアセンブリ10は、電力を様々なモータ式電動工具(例えば切断鋸、マイタ鋸、卓上鋸、コアドリル、オーガ、破砕機、削岩機、圧縮機、振動機、圧搾機、ドレインクリーナ、溶接機、ケーブルタッガ、ポンプ、その他)、屋外工具(例えばチェーンソー、刈払機、ヘッジトリマ、送風機、芝刈り機、その他)、他のモータ式装置(例えば車両、ユーティリティカート、マテリアルハンドリングカート、その他)、その他、及び非モータ式電動装置(例えば電源、照明、交流/直流アダプタ、発電機、個人用電子装置、その他)に接続可能であり、作動可能である高電力バッテリパックであるように構成され、以下、いずれも本明細書では「装置」と呼ばれる。
【0019】
ハウジング14は、上面22と、底面26と、第1の側面30と、第1の側面30とは反対側にある第2の側面34と、第1の端部38と、第1の端部38とは反対側にある第2の端部42とを備える。加えて、ハウジング14は、第1の端部38及び第2の端部42を通って延びる縦軸46を備える。ハウジング14の横軸50は、第1の側面30及び第2の側面34を通って延びる。横軸50は縦軸46に直交する。
【0020】
図3~
図5を参照すると、ハウジング14は、内部に画定された内部空洞58を更に備える。各バッテリセルアセンブリ18は、内部空洞58内に配置される。加えて、ハウジング14は、内部空洞58がバッテリパックアセンブリ10の外部と流体連通しないように密閉される。他の実施形態(図示せず)では、ハウジング14は密閉されないことが可能である。
【0021】
図4~
図7を参照すると、各バッテリセルアセンブリ18は、複数のバッテリセル62、複数のバスバー66、及び内部空洞58内の複数のバッテリセル62を支持するハウジング又は枠70を含む。各バッテリセル62は、第1の端部78と第2の端部82との間に延びる本体74を有する。加えて、各本体74は、ハウジング14のそれぞれの第1及び第2の側面30、34のそれぞれを通って延びる、バッテリセル軸86(
図5)に沿って延びる。
【0022】
支持板90(
図6)は、ハウジング14の上面22に隣接したその上面におけるバッテリセルアセンブリ18のそれぞれに固定される。加えて、バッテリセルアセンブリ18の縦端部は、ハウジング14の第1の端部38又は第2の端部42のそれぞれに隣接して提供される、ファンカウル91a及び91b(
図5A)に固定される。ファンカウル91a、91bは、支持板90をセルアセンブリ18と位置合わせする支援をするために、支持板90がセルアセンブリ18に固定される前に、バッテリセルアセンブリ18に結合することができる。ファンカウル91a、91bは、バッテリパックアセンブリ10に熱有益性を提供するために、内部空洞58内に気流を発生するように作動可能な1つ又は複数のファン92を受け入れる。バッテリパックアセンブリ10は、支持板90に結合されたメインプリント回路基板(PCB)94も含む。メインPCB94は、バッテリパックアセンブリ10の作動を制御するための制御回路98を支持する。
【0023】
各バッテリセルアセンブリ18は、バッテリセル62のそれぞれがハウジング14の縦軸46に対して向けられるように内部空洞58内に配置される。図示の実施形態では、対応する各バッテリセル62のバッテリセル軸86は、内部空洞58内で縦軸46に直交して(すなわち、横軸50に平行に)延びる。他の実施形態では、バッテリセル軸86は縦軸46に平行に向けられてもよく、及び/又はバッテリセル軸86のいくつかが同じ方向又は異なる方向に向けられてもよい。例示された実施形態では、各バッテリセルアセンブリ18は、70個のバッテリセル62を含む。他の実施形態では、バッテリセルアセンブリ18は、2つ以上のバッテリセル62を備え得る。ハウジング14は、各バッテリセルアセンブリ18が所定の数のバッテリセル62の部分を有する状態で、所定の数のバッテリセルアセンブリ18を受け入れるように形状及びサイズを定められる。
【0024】
図6~
図9を参照すると、各バッテリセルアセンブリ18の枠70は、第1の支持部材102及び第1の支持部材に(例えば留め具112を介して)結合された第2の支持部材104を含む。各支持部材102、104は、バッテリセル62に対応する複数の円筒形凹部108を画定する。第1の支持部材102の凹部108は、バッテリセル62の第1の端部78を受け入れ、第2の支持部材104の凹部108は、バッテリセル62の第2の端部を受け入れる。その結果、各支持部材102、104は、バッテリセル62の数と同じ数の凹部108を有する。例示された凹部108は、縦列に(すなわち縦軸及び横軸46、50の両方に直交する方向に沿って)配置される。且つ、縦列に隣接した凹部108は、互いに対してずれる。それに応じて、支持部材102、104は、内部空洞58内に各バッテリセル62を置き、その位置を維持する。
【0025】
バッテリパックアセンブリ10内で、各バッテリセルアセンブリ18の第1の支持部材102は、側面30又は34のそれぞれに隣接して置かれる。第2の支持部材104は、第1の支持部材102の反対側に、内部空洞58内の第1の支持部材102に対して内方に配置される。2つのバッテリセルアセンブリ18の各支持部材102、104は、側面116(
図6及び
図7)を含む。第2の支持部材104の側面116どうしは、内部空洞58内で互いに対向する関係に配置される。第1の支持部材102の側面116は、互いに背を向け、各バッテリセルアセンブリ18のバスバー66の少なくとも一部を支持する。
【0026】
図10を参照すると、各バッテリセル62は、それぞれが第1の端部78に置かれる陽極端子120及び負極端子124を含む。陽極端子120は、第1の端部78の中心領域に置かれる。負極端子124は、陽極端子120から半径方向外方に置かれる。例示された実施形態では、負極端子124は、バッテリセル62のキャニスタ圧着部の一部として形成される。絶縁体又はガスケット128は、短絡を防ぐために負極端子124から陽極端子120を分離する。各バッテリセル62は、約3V~約5Vの公称電圧を有してもよく、約2Ah~約6Ah(場合によっては、約3Ah~約5Ah)の公称容量を有してもよい。バッテリセル62は、任意の種類の充電式バッテリセル化合物タイプであってよく、例えば、リチウム(Li)、リチウムイオン(Liイオン)、他のリチウム系化合物、ニッケル-カドミウム(NiCd)、ニッケル金属水素化物(NiMH)などであってよい。
【0027】
図6及び
図7を参照すると、バッテリセル62は、バッテリパックアセンブリ10の所望の電気特性(例えば公称電圧、電流出力、電流容量、電力容量、その他)を提供するために、直列、並列、又は直列と並列の組合せで接続されてもよい。バッテリセル62は、バスバー66により電気接続されてもよい。例示された実施形態では、バッテリセル62は、直並列配置で接続され、バッテリセル62の5つの群は並列に接続され、14個のバッテリセル62を有する各郡は直列に接続される(すなわち「14s5p」配置)。2つのバッテリセルアセンブリ18は、バッテリパックアセンブリ10のメイン陽極及び負極端子126、127に沿って互いに直列に接続される。それに応じて、バッテリパックアセンブリ10は、28個の直列に接続されたバッテリセル62の5つの並列に接続された群(すなわち「28s5p」バッテリパックアセンブリ)に配置された合計140個のバッテリセル62を含む。
【0028】
図11を参照すると、第1の支持部材102は、側面116と各円筒形凹部108の底面との間に延びる複数の開口132を含む。開口132は、各バッテリセル62の陽極及び負極端子120、124を露出する。バスバー66は、側面116に沿って垂直方向に延び、バッテリセル62の各列の間に配置される。各バッテリセルアセンブリ18は、メインPCB94に隣接し、ハウジング14の上面22に隣接した第1の支持部材102の側面116上に支持された、電圧感知PCB136も含む。電圧感知PCB136は、バスバー66に(例えば以下に論じるように接合されたワイヤ140又ははんだ付けを介して)電気結合され、バッテリセル62の電圧を感知するように構成されてもよい。
【0029】
例示された実施形態では、各バッテリセル62は、バッテリセル62のいずれかの側面上に延びる2つの隣接したバスバー66にワイヤ140により(例えば溶接などのワイヤボンディング工程により)接続される。例示された実施形態では、
図11の基準枠から、各バッテリセル62の陽極端子120は、バッテリセル62の左に置かれた隣接したバスバー66に1つのワイヤ140によって接続される。各バッテリセル62の各負極端子124は、バッテリセル62の右に置かれた、隣接したバスバー66に1つのワイヤ140によって接続される。こうして、各縦列の5個のバッテリセル62の陽極端子120は、左に置かれた、隣接したバスバー66にワイヤ140によってそれぞれが接続され、各縦列の5個のバッテリセル62の負極端子124は、右に置かれた、隣接したバスバー66にワイヤ140によってそれぞれが接続される。各バスバー66は、少なくとも2つ以上のバッテリセル62に結合される。例示された実施形態では、各バスバー66は、10個のバッテリセル62に(すなわちバスバー66の左にある5個の負極端子124、及びバスバー66の右にある5個の陽極端子120に)結合される。
【0030】
図11~
図14を参照すると、各例示されたバスバー66は、縦リッジ又は基部148、基部148の第1の側面から横方向外方に突起する複数の第1の指152a、及び基部148の反対側の第2の側面から横方向外方に突起する複数の第2の指152bを有する、細長い導電体144として形成される。指152a、152bは、概して幅が等しく、それぞれは基部148から外方に同じ横の距離を突出する。指152a、152bは、概して平坦であり、それぞれは第1の面P1(
図14)内に延びる。基部148も、概して平坦であり、第1の面P1に平行でそこからずれている第2の面P2内に延びる。第1の接続部156は、基部148を第1の指152aに接続し、第2の接続部160は、基部148を第2の指152bに接続する。指152a、152bは、バスバー66の縦長さに沿って互いにずれ、千鳥状又は交互の構成で配置される。換言すると、第1の縦端部から反対側の第2の縦端部に向かってバスバー66の縦長さに沿って動くと、各第1の指152aの後に第2の指152bが続き、第2の指152bに次いで後続の第1の指152aが続き、次に後続の第2の指152bなどと続く。
【0031】
続けて
図11を参照すると、第1の指152aは、各隣接したバッテリセル62の負極端子124にワイヤ140によって接続され、第2の指152bは、各隣接したバッテリセル62の陽極端子120にワイヤ140によって接続される。2つの隣接したバスバー66に対して、1つのバスバー66の第1の指152aは、縦軸46(
図2)の方向に沿って隣接したバスバー66の第2の指152bと位置合わせされる。その結果、1つのバスバー66の第1の指152aは、隣接したバスバー66の第2の指152bから遠ざかって延び、1つのバスバー66の第2の指152bは、隣接したバスバー66の第1の指152aに向かって延びる。
【0032】
図6及び
図7に戻って参照すると、各バッテリセルアセンブリ18は、第1の支持部材102の各縦端部に(すなわち各端部に1つずつ)置かれた一次バスバー66a、66bを含む。一次バスバー66aは、ハウジング14の第1の端部38に隣接した、その前縁部付近で第1の支持部材102の側面116に沿って延び、バッテリパックアセンブリ10のメイン陽極又は負極端子126又は127に接続する。一次バスバー66bは、ハウジング14の第2の端部42に隣接した、その後縁部付近で第1の支持部材102の側面116に沿って延び、バッテリセルアセンブリ18の中間陽極又は負極端子164又は168に接続する。メイン陽極端子126を有するバッテリセルアセンブリ18に対して、一次バスバー66aは、隣接したバッテリセル62の陽極端子120に(ワイヤ140を介して)接続し、一次バスバー66bは、隣接したバッテリセル62の負極端子124に接続する。逆に、メイン負極端子127を有するバッテリセルアセンブリ18に対して、一次バスバー66aは、隣接したバッテリセル62の負極端子124に接続し、一次バスバー66bは、隣接したバッテリセル62の陽極端子120に接続する。
【0033】
上記のように指152a、152bをバッテリセル62に接続することに加えて、ワイヤ140は、バッテリパックアセンブリ10内に追加の電気接続を形成するために他の構成要素に接合することもできる。例えばワイヤ140は、各バスバー66を電圧感知PCB136に接続することもできる。同じ又は他の実施形態では、ワイヤ140は、電圧感知PCB136とメインPCB94との間に1つ又は複数の電気接続を形成することができる。加えて、ワイヤ140は、2つのバッテリセルアセンブリ18を互いに電気接続するために、2つのバッテリセルアセンブリ18の一次バスバー66bを互いに接続することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤ140は、2つの一次バスバー66bの間に逆接続を形成することができる。バスバー66とバッテリセル62との間の接続に加えて、バッテリパックアセンブリ10内に他の電気接続を形成するためにワイヤ140を利用することにより、製造効率が向上される。
【0034】
図15及び
図16は、バスバー66が、縦軸46の方向に沿って動く時に、第1の支持部材102の側面116に向かって又は側面116から遠ざかるように交互に配置される、バッテリセルアセンブリ18の実施形態を例示する。より具体的には、2つの隣接したバスバー66に対して、隣接したバスバー66の一方は、指152a、152bより側面116に近い基部148に向けられ、隣接したバスバー66の他方は、基部148より側面116に近い指152a、152bに向けられる。加えて、
図16に概略的に例示されたように、バッテリセルアセンブリ18の2つの隣接したバスバー66の各対は、平面P3に沿って位置合わせされた両方のバスバー66の指152a、152bと共に配置される。換言すると、バスバー66の全ての指152a、152bは、互いに面内に配置され、基部148は、互いに面外に配置される。他の実施形態(図示せず)では、指152a、152bは、依然として互いに面内に配置することができるが、バスバー66は、それぞれが同じ方向に面することができるので、例えば基部148のそれぞれは、側面116に隣接し、又は指152a、152bのそれぞれは、側面116に隣接する。
【0035】
図17及び
図18は、隣接したバスバー66の指152a、152bが、互いに面外に配置されることを除いて、
図15及び
図16の実施形態に類似したバッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。具体的には、
図15及び
図16の実施形態のように、
図17及び
図18の実施形態のバスバー66は、第1の支持部材120の側面116に向かって又は側面116から遠ざかるように交互に配置される。しかし
図15及び
図16の実施形態とは違い、
図17及び
図18の実施形態のバスバー66は、隣接したバスバー66が、互いに面外に置かれたそれらの指152a、152bを有するように配置される。同様に、隣接したバスバー66の基部148も、互いに面外に配置される。1つのバスバー66の指152a、152bは、第4の面P4を中心に置かれ、隣接したバスバー66の指152a、152bは、第5の面P5を中心に置かれ、1つのバスバー66の基部148は、第6の面P6を中心に置かれ、隣接したバスバー66の基部148は、第7の面を中心に置かれ、面P4、P5、P6、及びP7のそれぞれは、互いに平行で互いからずれる。
【0036】
図19は、バスバー66が非線形状に形成される、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。具体的には、バスバー66は、ジグザグ形状を有して形成され、いかなる指も含まない。ジグザグのバスバー66は、バッテリセル62の隣接した列の間に配置され、隣接したジグザグのバスバー66は、バスバー66の屈曲部172が、互いに向かって及び互いから遠ざかって交互に突起するように交互に配置される。
【0037】
図20は、バスバー66が非線形状を有して形成される、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。具体的には、バスバー66は、各側面に沿って形成され、バッテリセル62の外径に対応する、丸みを帯びた切欠き176を含む。バスバー66は、バッテリセル62の隣接した列の間に配置され、隣接したバスバー66は、バスバー66の丸みを帯びた切欠き176が、交互に互いに向かって及び互いから遠ざかるように交互に配置される。
【0038】
図21は、バスバー66が等しくない幅を有する指152a、152bを含む、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。具体的には、バスバー66の縦端部に向かって置かれた指152a、152bは、比較的小さい幅であり、バスバー66の縦中心に向かって置かれた指152a、152bは、比較的大きい幅である。単一のバスバー66の指152a、指152bは、縦軸46(
図2)の方向に沿って互いにずれている。
【0039】
図22は、バスバー66が「L」字形を有して形成される、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。バスバー66は、バッテリセル62の列の間に置かれた縦に延びる長い脚180、及びバスバー66の一端から突起する横に延びる短い脚184を含む。バスバー66は、電圧感知PCB136に隣接して置かれる1つのバスバー66の短い脚184、及び電圧感知PCB136から離間する次の隣接したバスバー66の短い脚184を交互に配置される。
【0040】
図23は、各バスバー66の指152a、152bが、互いに対して千鳥状であり、バスバー66の縦方向に沿って短い間隔と長い間隔で交互に離間される、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を概略的に例示する。その上、隣接したバスバー66は、互いに対して水平に「はじかれる」ことにより、第2の指152bのそれぞれは、縦軸46(
図2)の方向に沿って互いに水平に位置合わせされ、第1の指152aのそれぞれは水平にずれる。この配置により、指152a、152bは、バッテリセル62の陽極及び負極端子120、124に向かって比較的接近して延び、指152a、152bを端子120、124に接続するためのワイヤ140の長さを最小化する。
【0041】
図24は、各バスバー66の指152a、152bが、互いに対して千鳥状であり、バスバー66の縦方向に沿って短い間隔と長い間隔で交互に離間される、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を概略的に例示する。その上、隣接したバスバー66は、互いに対して水平に「はじかれる」。その上、バスバー66は、長さが異なり、垂直にずれるので、縦軸46(
図2)の方向に沿って隣接したバスバー66の間で互いに水平に位置合わせされる指152a、152bはない。
【0042】
図25は、バスバー66が細長い平坦な線状体として形成される、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。具体的には、バスバー66は、長方形であり、それらの縦長さに沿って幅は変化しない。
【0043】
図26及び
図27は、一次バスバー66a、66bのみが提供される(一次バスバー66aのみが示されている)、バッテリセルアセンブリ18の実施形態を概略的に例示する。その結果、
図26及び
図27の実施形態は、バッテリセル62の列の間にバスバー66を含まない。その代わりに、バッテリセル62は、ワイヤボンディングによって取り付けられる、ワイヤ140自体により直列/並列配置で互いに電気接続される。具体的には、ワイヤ140は、直列/並列配置を確立するために、バッテリセル62の陽極及び負極端子120、124を接続するように延びる。ワイヤ140は、最後の列におけるバッテリセル62の陽極端子も一次バスバー66aに接続する。他の実施形態(図示せず)では、一次バスバー66a、66bが割愛されることも可能である。
【0044】
図28は、バスバー66が、正確な溶接によりバッテリセル62の陽極及び負極端子120、124に直接接続される指152a、152bを含む、バッテリセルアセンブリ18の別の実施形態を例示する。
【0045】
図5A~
図8、
図11、及び
図19~
図25の実施形態などのいくつかの実施形態では、バスバー66、66a、66bは、留め具134により側面116に結合される。
図29~
図47の実施形態などのいくつかの実施形態では、バスバー66、66a、66bは、第1及び第2の支持部材102、104内に成形して挿入され、従って留め具なしに第1及び第2の支持部材102、104に結合される。
図29~
図47の第1の支持部材102及びバッテリアセンブリ18のそれに結合されたバスバー66、66a、66bの以下の検討は、特段の記載がない限り、上記のバッテリアセンブリ18の実施形態の第1の支持部材102及びバスバー66、66a、66bと同じ又は同様の特徴を有することを理解するべきである。
【0046】
第1の支持部材102に関して
図31に示されたように、側面116は、側面116に沿って垂直方向に延び、凹部108の各列の間に配置される、複数の細長い凹部200を有する。細長い凹部200は、バスバー66、66a、66bを受け入れるように構成される。
図32に示されたように、細長い凹部200は、それぞれが第1の面P8を画定する最下面を備えた第1の部分204、及び第2の面P9を画定する最下面を備えた第2の部分216を有する。第2の面P9は、第1の面P8に平行に第1の面P8からずれる。中間バスバー66は、凹部108の隣接した列の一方に隣接して配置された第2の部分216a、及び凹部108の隣接した列の他方に隣接して配置された第2の部分216bを含む。例示された実施形態では、第2の部分216a、216bは、位置合わせされ、従って同じ面P9内に最下面を有する。他の実施形態では、第2の部分216a、216bは、千鳥状であってもよく、又は他の適切な構成を有してもよい。外部の細長い凹部200a、200b(例えば前及び後縁部に隣接して延びる前及び後の細長い凹部200)の第2の部分216は、第1の部分204の片面から延びる。その結果、前の細長い凹部200aは、凹部108の最前列に隣接して配置される第2の部分216を有し、後の細長い凹部200bは、凹部108の最後列に隣接して配置される第2の部分216を有する。追加として、前の細長い凹部200aは、上凹部200a’を含み、後の細長い凹部200bは、上凹部200b’を含む。上凹部200a’、200b’は、前及び後縁部に隣接した第1の支持部材102の上面内に配置される。
【0047】
いくつかの実施形態では、複数の開口230(
図31)は、側面116を通って延び、電圧感知PCB136内の対応する開口234(
図29)と位置合わせするように構成される。位置合わせされた開口230、234は、以下により詳細に論じるように、バスバー66、66a、66bの一部を受け入れるように構成される。
【0048】
例示された実施形態では、13個の中間バスバー66、第1の一次バスバー66a、及び第2の一次バスバー66bが存在する。他の実施形態では、より多い又は少ない中間バスバー66が存在してもよい。バスバー66、66a、66bのそれぞれは、バスバー66、66a、66bが配置される、対応する凹部200、200a、200bの形状を補完する形状を有する。
【0049】
例示された実施形態では、中間バスバー66は、それぞれが縦リッジ又は基部248を有する細長い導電体244から形成された第1の部分238、基部248の第1の側面から横方向外方に突起する複数の第1の指252a、及び基部248の反対側の第2の側面から横方向外方に突起する複数の第2の指252bを含む。指252a、252bは、概して幅が等しく、それぞれは、基部248から外方に同じ横の距離を突出する。指252a、252bは、概して平坦であり、それぞれは、第1の面P10(
図38及び
図39)内に延びる。基部248も、概して平坦であり、第1の面P10に平行でそこからずれている第2の面P11内に延びる。基部248は、その長さに沿って延びる凹部254を画定する。第1の接続部256は、基部248を第1の指252aに接続し、第2の接続部260は、基部248を第2の指252bに接続する。
図29~
図39の実施形態では、指252a、252bは、バスバー66の縦長さに沿って互いに位置合わせされる。中間バスバー66も、(例えばリベットなどの留め具を介して又はあらゆる他の適切な手段により)結合される第2の部分262を含む。第2の部分262は、概してL字形の導電部材から形成される。L字形の第1の脚262aは、第1の端部における細長い導電体244の底面に結合され、細長い導電体244の第1の端部を超えて延びる。L字形の第2の脚262bは、第1の脚262aから垂直に延びる。
【0050】
一次バスバー66a、66bのそれぞれは、概ねL字形の導電体244を備えた第1の部分238を含む。縦リッジ又は基部248を有するL字形の導電体244の第1の脚244a、基部248の片側から横方向外方に突起する複数の指252。すなわち後バスバー66bは、基部248の第1の側面から横方向外方に(例えばバッテリセル62に向かって第1の方向に)延びる指252を含み、前バスバー66aは、基部248の第2の側面から横方向外方に(例えばバッテリセル62に向かって第2の方向に)突起する指252を有する。指252は、概して幅が等しく、それぞれは、基部248から外方に同じ横の距離を突出する。指252は、概して平坦であり、それぞれは、第1の面P10(
図42、
図43、
図46、
図47)内に延びる。基部248も、概して平坦であり、第1の面P10に平行でそこからずれている第2の面P11内に延びる。接続部256は、基部248を指252に接続する。L字形の導電体244の第2の脚244bは、上に論じたようにそれぞれの陽極端子126、164及び負極端子127、168を受け入れて固定するように構成される。例示された実施形態では、それぞれの陽極端子126、164及び負極端子127、168は、圧入係合又は別の適切な型の係合(例えば螺合係合、その他)を介して第2の脚を通って延びる開口に結合されてもよい。
【0051】
中間バスバー66のように、一次バスバー66a、66bも、第1の部分238(例えば第1の脚244aの底面)に(例えばリベットなどの留め具を介して、又はあらゆる他の適切な手段により)結合される、第2の部分262を含む。第2の部分262は、第1の脚262a、第1の脚262aから延びる中間脚262c、及び中間脚262cから延びる第2の脚262bを有する、導電部材から形成される。第1の脚262aは、第1の端部で第1の部分238の第1の脚244aの底面に結合される。中間脚262cは、第1の脚262aから横方向外方に延びる。第2の脚262bは、中間脚262cから垂直に延びる。
【0052】
例示された実施形態では、バスバー66、66a、66bのそれぞれの第1の部分238は、アルミニウム又はアルミニウム合金(例えばAL3003)を含む材料などの第1の導電材料から形成され、バスバー66、66a、66bのそれぞれの第2の部分262は、銅又は銅合金を含む材料などの第2の異なる導電材料から形成される。例示された実施形態では、第2の部分262は、ニッケル及び錫メッキである。すなわち第2の部分262は、ニッケル及び錫から形成される外層を有する。例示された実施形態では、それぞれの陽極端子126、164及び負極端子127、168は、鋼を含む材料などの第3の導電材料から形成されてもよい。
【0053】
バスバー66、66a、66bは、第1の支持部材102の対応する細長い凹部200内に配置されるように構成される。具体的には、基部248は、対応する細長い凹部200の第1の部分204内に配置され、第1の部分204によって支持される一方で、指252、252a、252bのそれぞれは、細長い凹部200、200a、200bの対応する第2の部分216、216a、216b内に配置され、第2の部分216、216a、216bによって支持される。特に中間バスバー66に関して、第1の指252aのそれぞれは、第2の部分216a内に配置され、第2の指252bのそれぞれは、細長い凹部200の第2の部分216b内に配置される。外部バスバー66a、66bに関して、第2の脚244bは、上凹部200a’、200b’内に配置される。追加として、各バスバー66、66a、66bの基部248によって画定された凹部254は、側面116に対して外方に面する。また、バスバー66、66a、66bが、第1の支持部材102のそれぞれの細長い凹部200、200a、200b内に配置される時に、第2の部分262のそれぞれの第2の脚262bは、側面116の1対の位置合わせされた開口230、234、及び電圧感知PCB136内に受け入れられるように構成される。それに応じて、第2の脚262bのそれぞれの遠位端は、側面116から延びる。示されたように、第2の脚262bのそれぞれの遠位端は、同じ面P12内にある。バスバー66、66a、66bの第2の脚262bは、バスバー66、66a、66bを電圧感知PCB136と電気接続するために、それぞれが電圧感知PCB136にはんだ付けされる。最後に、接続部材270は、各基部248の凹部内に配置され、バスバー66、66a、66bの第1の部分の対向する端部で第1の支持部材102の側面116と一体形成される。具体的には、接続部材270は、接続部材270のそれぞれが、バスバー66、66a、66bの第1の部分238の対向する端部で第1の支持部材102の側面116と一体接合されるように、各バスバー66の対応する基部248の凹部254を第1の支持部材102の残余部を形成するプラスチック材料で(例えば射出成形を介して)充填することによって形成される。示されたように、接続部材270は、細長く線形であり、従って、上に論じたように、接合されたワイヤ140を介してバッテリセル626と接続するために指252、252a、252bが露出されたままである。それに応じて、バスバー66は、留め具よりむしろ射出成形を介して第1の支持部材102に結合される。
【0054】
以下の方法は、
図29~
図47のバッテリアセンブリ18を形成するために使用されてもよい。第1の支持部材102及び第2の支持部材104は、それぞれがプラスチック材料から形成されてもよい。バスバー66、66a、66bは、第1の支持部材102及び第2の支持部材104の細長い凹部200、200a、200bの1つの中に配置されてもよい。接続部材270は、プラスチック材料が凹部254を充填し、第1の支持部材102及び第2の支持部材104のそれぞれと一体形成するように、基部248のそれぞれの凹部254をプラスチック材料で射出することによって形成されてもよい。この工程は、指252、252a、252bを露出したままにする。バッテリセル62は、第1の支持部材と第2の支持部材との間に配置される。ワイヤは、バスバー66、66a、66bのそれぞれの指252、252a、252bと、陽極端子126、164又は負極端子127、168のいずれかとの間に接合される。方法は、バスバー66、66a、66bの第2の部分262の第2の脚262bを電圧感知PCB136に結合すること(例えばはんだ付けすること)を更に含む。
【0055】
図29~
図47の細長い凹部200、200a、200bの形状、及び対応するバスバー66、66a、66bの形状は例に過ぎない。他の実施形態では、細長い凹部200、200a、200b及びバスバー66、66a、66bは、他の適切な補完形状を有してもよい。例えばいくつかの実施形態では、第2の部分262は、
図29~
図47のバスバー66、66a、66bの構成から割愛されていることがある。そのような場合、バスバー66、66a、66bは、別法により電圧感知PCB136に他の方法で(例えばワイヤボンディング、溶接、又は他の適切な方法を介して)電気結合されてもよい。別の例では、細長い凹部200、200a、200bは、本明細書に開示された任意の他のバスバー66、66a、66bの構成を収容するように形状されてもよい。
【0056】
本開示を、特定の好適な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、記載されている本開示の1つ以上の独立態様の範囲及び趣旨内に変形形態及び修正形態が存在する。
【手続補正書】
【提出日】2024-04-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動電源であって、
少なくとも2つのバッテリセルアセンブリを含むバッテリパックであって、各バッテリセルアセンブリは、
それぞれが第1の端部、前記第1の端部と反対側の第2の端部、前記第1の端部に置かれた陽極端子、及び前記第1の端部に置かれた負極端子を有する、複数のバッテリセルと、
第1の支持部材及び第2の支持部材を有する枠であって、前記第1及び前記第2の支持部材のそれぞれは、前記バッテリセル及び細長い凹部を支持するために、前記複数のバッテリセルを受け入れる縦列に配置された複数の円筒形凹部を含み、前記細長い凹部のそれぞれは、前記複数の円筒形凹部の少なくとも1つの列に隣接して配置される、枠と、
前記第1の支持部材の前記複数の細長い凹部のそれぞれの内部に配置され、少なくとも2つのバッテリセルに電気接続するように構成されたバスバーであって、前記バスバーのそれぞれは、基部及び前記基部から横に遠ざかって延びる指を有する細長い導電体を含み、前記基部は凹部を画定し、前記指は、第1の面内に延び、前記基部は、前記第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる、バスバーと、
各基部内の前記凹部内に配置され、前記対応するバスバーを前記第1の支持部材に結合するために、前記第1の支持部材と一体形成される、接続部材と、
前記バスバーのそれぞれの前記指を前記陽極端子又は前記負極端子に接続するワイヤとを含む、バッテリパックを含む、移動電源。
【請求項2】
前記バスバーのそれぞれは、前記基部及び前記指を含む第1の部分、及び前記第1の部分と電圧感知PCBとの間に結合された第2の部分を含む、請求項
1に記載の移動電源。
【請求項3】
前記第1の部分は、第1の材料から形成され、前記第2の部分は、前記第1の材料と異なる第2の材料から形成される、請求項
2に記載の移動電源。
【請求項4】
前記第1の部分は、アルミニウムから形成された材料から形成され、前記第2の部分は、銅から形成された材料から形成される、請求項
2に記載の移動電源。
【請求項5】
第1の外部の細長い凹部内に配置された前記バスバーは、第1の外部バスバーであり、第2の外部の細長い凹部内に配置された前記バスバーは、第2の外部バスバーであり、前記第1の外部凹部と前記第2の外部凹部との間に配置された中間凹部内に配置された前記バスバーは、中間バスバーであり、
前記第1の外部バスバーの前記指は、前記基部から第1の方向に延び、
前記第2の外部バスバーの前記指は、前記基部から第2の方向に延び、
前記中間バスバーの前記指は、前記基部から前記第1の方向に延びる第1の指、及び前記基部から前記第2の方向に延びる第2の指を含む、請求項
1に記載の移動電源。
【請求項6】
前記第1の指及び前記第2の指は、前記基部の縦長さに沿って位置合わせされる、請求項
5に記載の移動電源。
【請求項7】
前記ワイヤは、
前記第1の外部バスバー又は前記第2の外部バスバーの一方の前記指を少なくとも2つのバッテリセルの前記負極端子に接続し、前記中間バスバーのそれぞれの前記第1の指を少なくとも2つのバッテリセルの前記負極端子に接続する、第1のワイヤと、
前記第1の外部バスバー又は前記第2の外部バスバーの他方の前記指を少なくとも2つのバッテリセルの前記陽極端子に接続し、前記中間バスバーの前記第2の指を前記陽極端子に接続する、第2のワイヤと含む、請求項
5に記載の移動電源。
【請求項8】
前記バスバーは、留め具なしに前記第1の支持部材に結合される、請求項
1に記載の移動電源。
【請求項9】
移動電源を形成する方法であって、
第1の支持部材及び第2の支持部材のそれぞれが、プラスチック材料から形成される、前記第1及び前記第2の支持部材を有し、バッテリセル及び細長い凹部を支持するために、前記複数のバッテリセルを受け入れる縦列に配置された複数の円筒形凹部を含む、枠を形成することであって、前記細長い凹部のそれぞれは、前記複数の円筒形凹部の少なくとも1つの列に隣接して配置される、形成することと、
バスバーを前記第1の支持部材の前記細長い凹部の1つの中に配置することであって、各バスバーは、基部及び前記基部から横に遠ざかって延びる指を有する、細長い導電体を含み、前記基部は、凹部を画定し、前記指は、第1の面内に延び、前記基部は、前記第1の面に平行でそこからずれている第2の面内に延びる、配置することと、
前記プラスチック材料が前記凹部を充填し、前記第1の支持部材と一体形成するように、前記基部のそれぞれの前記凹部に前記プラスチック材料を射出することと、
前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の前記複数の円筒形凹部が、複数のバッテリセルを支持するように、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に前記複数のバッテリセルを配置することであって、前記バッテリセルのそれぞれは、第1の端部、前記第1の端部と反対側の第2の端部、前記第1の端部に置かれた陽極端子、及び前記第1の端部に置かれた負極端子を有する、配置することと、
前記バスバーのそれぞれの前記指と前記陽極端子又は前記負極端子のいずれかとの間にワイヤをワイヤボンディングすることとを含む、方法。
【請求項10】
前記プラスチック材料が、前記第1の支持部材と一体形成するように、前記基部のそれぞれの前記凹部を前記プラスチック材料で射出することは、前記指を露出したままにすることを含む、請求項
9に記載の方法。
【請求項11】
前記バスバーのそれぞれは、前記基部及び前記指を有する第1の部分、並びに前記第1の部分に結合され、前記第1の部分から延びる第2の部分を含み、前記第1の部分は、第1の導電材料から形成され、前記第2の部分は、前記第1の導電材料と異なる第2の導電材料から形成される、請求項
9に記載の方法。
【請求項12】
前記第2の部分を電圧感知PCBに結合することを更に含む、請求項
11に記載の方法。
【国際調査報告】