(57)【要約】【課題】素電池間での熱連鎖の防止、および外部からの力に対して圧壊防止を確実に図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる電池パックを提供する。【解決手段】電池パックは、外装ケース（第１ケース部材１１と第２ケース部材１２との組み合わせ）と、その内部空間に収納される複数の素電池２１，２２，・・とを備える。第１のケース部材１１では、底壁１１ｅの内壁面から第２ケース部材１２に向けて障壁部１１ｊが立設されており、当該障壁部１１ｊは、紙面に対し垂直方向に鰭状に延設されており、その先端部分が素電池２１と素電池２２との外周面間に介挿されている。そして、素電池２１，２２は、その各外周面が、第１ケース部材１１に対し、底壁１１ｅの内壁面、障壁部１１ｊに面接触している。第１ケース部材１１は、障壁部１１ｊを含め一体形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のケース部材と第２のケース部材とが組み合わされてなる外装ケースと、前記外装ケースの内部空間に収納される複数の素電池とを備える電池パックであって、
前記第１のケース部材の一の内壁面からは、前記第２のケース部材に向けて障壁部が立設されており、
前記障壁部は、前記複数の素電池の内、隣接する２つの素電池の外周面間に介挿されており、
前記２つの素電池は、その各外周面が、前記第１のケース部材の前記一の内壁面および前記障壁部の双方に対して面接触しており、
前記第１のケース部材は、前記障壁部を含め一体形成されている
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記障壁部は、その断面幅が、前記隣接する２つの素電池の外周面に接触している部分よりも、根元部分の方が広い
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記障壁部は、前記素電池の外周面に沿って延設されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記第１のケース部材では、前記障壁部の根元部分に相当する部分の外壁面側が空隙となっている
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記第１のケース部材の外壁面には、前記空隙を覆うようにシート状体が貼付されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記複数の素電池は、前記外装ケースの内部空間において、二次元配列されている
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電池パック。
【請求項７】
前記複数の素電池は、互いに同一の外径サイズを有する円筒型二次電池である
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関し、特に熱連鎖防止およびセル圧壊防止のための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やノートブック型パーソナルコンピュータ（ノートパソコン）などの携帯機器、あるいは電動工具や車両（電動アシスト自転車、ハイブリッドバイク、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ））などの電源として用いられている。
図６に示すように、従来技術に係る電池パックは、２つのケース部材９１，９２の組み合わせを以って構成される外装ケース内に、複数の素電池１０１，１０２が収容された構成を有する。図６に示す従来技術に係る電池パックでは、収納された素電池１０１，１０２の一例として円筒形電池が採用されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
電池パックでは、素電池１０１と素電池１０２との間に、スペーサ９３が介挿されている。スペーサ９３は、ケース部材９１の底壁部９１ｅの内面とケース部材９２の底壁部９２ｅの内面とで支持された状態となっている。このように設けられたスペーサ９３は、素電池１０１と素電池１０２との間における熱連鎖防止の役割と、外部から力Ｆが加わった際に、素電池１０１，１０２が圧壊するのを防止する役割を担うべく挿設されている。  図６に示す電池パックでは、ケース部材９１の底壁部９１ｅに対して加わった力Ｆが、ケース部材９１の底壁部９１ｅの内面に接している素電池１０１，１０２への力成分ｆ９２，ｆ９３と（二点鎖線で囲むＨ，Ｉ部分を参照）、同じくケース部材９１の底壁部９１ｅの内面に接しているスペーサ９３への力成分ｆ９１と（二点鎖線で囲むＧ部分を参照）、に分散される。このようにスペーサ９３の介挿により、外部から加わった力Ｆの分散が図られ、セル（素電池１０１，１０２）の圧壊が防止される。
【０００４】
ところで、電池パックに対しては、更なる小型化および軽量化、あるいは高密度化が求められており、蓄電機能に寄与しないケース部材についての薄肉化が求められている。このような要望に応えながら、上記のようにセル圧壊防止を図るには、図６に示すような電池パックの構成では十分とは言えない。このような要望を考慮して、図７に示すような電池パックの構成も開発されている。
【０００５】
図７に示す電池パックでは、素電池１０１と素電池１０２との間に介挿されたスペーサ９６は、Ｚ軸方向下側のケース部材９５の底壁部９５ｅの内面には接しておらず、また、Ｚ軸方向上側のケース部材９４の底壁部９５ｅの内面からは鰭状の障壁部９４ｊが設けられており、その下端部分がスペーサ９６に当接している。ここで、ケース部材９４における障壁部９４ｊは、Ｚ軸方向上側に行くに従って断面幅が広くなっており、底壁９４ｅとの境界部分では、スペーサ９６の断面幅よりも広くなっている。
【０００６】
図７に示す電池パックでは、ケース部材９４の底壁部９４ｅに対して加わった力Ｆが、ケース部材９４の底壁部９４ｅの内面に接している素電池１０１，１０２への力成分ｆ１０３，ｆ１０４と（二点鎖線で囲むＫ，Ｌ部分を参照）、同じくケース部材９４の底壁部９４ｅの内面から障壁部９４ｊへの力成分ｆ１０１，ｆ１０２と（二点鎖線で囲むＪ部分を参照）、に分散される。そして、障壁部９４ｊに加わった力成分ｆ１０１，ｆ１０２は、Ｚ軸方向下端部分で合成されて力成分ｆ１０５となった後、スペーサ９６を介して素電池１０１，１０２に対しその側面から力成分ｆ１０６，ｆ１０７にそれぞれ分散された状態で伝播される。
【０００７】
図７に示す電池パックでは、ケース部材９４に対して素電池１０１、１０２の外周面が面接触し（二点鎖線で囲むＫ，Ｌ部分を参照）、また、障壁部９４ｊの断面幅がＺ軸方向上側に行くに従って断面幅が広くなっているので、素電池１０１，１０２に対し加わる力を更に分散し、セル（素電池１０１，１０２）の圧壊が防止に効果的な構造でとなっている。また、図７に示す電池パックでは、ケース部材９５の底壁部９５ｅとスペーサ９６とは直接接触しておらず、これによりケース部材９４の底壁部９４ｅに加わった力Ｆの内、障壁部９４ｊへの力成分ｆ１０１，ｆ１０２が直接ケース部材９５の底壁部９５ｅに加わるのを防止でき、ケース部材９４，９５の圧壊も防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１４０６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図６および図７に示す従来技術に係る電池パックでは、熱連鎖防止およびセル圧壊防止のためにスペーサ９３，９６をそれぞれ介挿させているが、これにより部品点数の増加を招き、製造コストの低減という観点から更なる改良の必要がある。
本発明は、上記問題の解決を図るべくなされたものであって、素電池間での熱連鎖の防止、および外部からの力に対して圧壊防止を確実に図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、次の特徴を有する。
本発明に係る電池パックは、外装ケースと、その内部空間に収納される複数の素電池とを備える。外装ケースは、第１のケース部材と第２のケース部材とが組み合わされてなる構成される。
本発明に係る電池パックでは、第１のケース部材における一の内壁面から、第２のケース部材に向けて障壁部が立設されおり、当該障壁部は、収納されている複数の素電池の内、外周面同士が隣接する２つの素電池の、外周面間に介挿されている。そして、前記２つの素電池は、その各外周面が、第１のケース部材における前記一の内壁面および障壁部の双方に対して面接触している。また、第１のケース部材は、障壁部を含め一体形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電池パックでは、第１のケース部材の内壁面から立設された障壁部が、隣接する２つの素電池の外周面同士の間に介挿されている。このため、障壁部が２つの素電池間におけるスペーサとして機能し、素電池間における熱連鎖の防止を図る役割を担う。また、第１のケース部材に加わった力は、その一部の力成分が障壁部に伝播されてから、素電池の外周面へと分散される。
【００１２】
なお、第１のケース部材の内壁面と素電池の外周面、および障壁部と素電池の外周面とは、ともに面接触しているので、外部から力が加わった際に、素電池に局所的な力成分が働くことがなく、接触面で分散された状態で伝播される。よって、本発明に係る電池パックは、セル（素電池）圧壊防止という観点から優れている。
また、本発明に係る電池パックでは、図６および図７に示す従来技術に係る電池パックのように、ケース部材９１，９４とスペーサ９３，９６とを別部品とするのではなく、第１のケース部材が、障壁部を含め一体形成されている。このため、本発明に係る電池パックでは、部品点数の低減を図ることができ、材料費の面、部品の管理という面、さらには、製造時における工数の低減という面などから製造コストの低減を図ることが可能である。
【００１３】
さらに、障壁部を第１のケース部材の一部として一体形成しているので、上記従来技術に係る電池パックのように、ケース部材９１，９４とスペーサ９３，９６とを別部品とする場合に比べて、第１のケース部材の剛性を高くすることも可能となる。特に、パッケージの小型化や軽量化を図るのに、ケース部材の肉厚を薄肉化して行く際には、特に優位となる。
【００１４】
以上のように、本発明に係る電池パックでは、素電池間での熱連鎖の防止、および外部からの力に対して圧壊防止を確実に図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
本発明に係る電池パックでは、例えば、次のようなバリエーションを採用することができる。
【００１５】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、第１のケース部材の障壁部の断面幅が、上記２つの素電池の外周面に接触している部分よりも、根元部分の方が広いという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、外部から第１のケース部材に加わった力の内、大きな部分の力成分が障壁部に伝播される。これにより、素電池の外周面に直接播される力成分を小さくすることができ、力の分散がより効果的に行うことができ、セル圧壊防止という観点からさらに優れる。
【００１６】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、第１のケース部材の障壁部が、上記素電池の外周面に沿って延設されているという構成を採用することができる。これにより、隣接する２つの素電池間での熱連鎖を更に効果的に防止できる。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、第１のケース部材の、上記障壁部の根元部分に相当する部分の外壁面側が空隙となっているという構成を採用することができる。このように、空隙を設けることにより、第１のケース部材において、障壁部を形成する部分での容積の増加を抑制することができ、樹脂成型時における“ヒケ”を防止することができる。
【００１７】
また、上記のように空隙を設けることにより、第１のケース部材における障壁部の根元部分とその周囲との境界箇所での応力集中を抑制することができ、外部からの力に対して、第１のケース部材がダメージを受けることを抑制することができる。
本発明に係る電池パックでは、第１のケース部材の外壁面に対して、上記空隙を覆うようにシート状体が貼付されているという構成を採用することができる。このようにシート状体を添付することにより、第１のケース部材における障壁部の形成に起因する外観上の小さな傷などをカバーすることができ、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１８】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の素電池が、外装ケースの内部空間内で二次元配列されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、収納された素電池の全てについて、第１のケース部材の内壁面と障壁部とでの力の分散、および隣接素電池間での熱の伝達を効果的に防止することができる。よって、このような構成を採用する場合には、素電池間での熱連鎖の防止、および外部からの力に対して圧壊防止を確実に図るという観点から、さらに望ましい。
【００１９】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の素電池が互いに同一の外径サイズを有する円筒型二次電池であるという構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る電池パック１の外観構成を示す外観斜視図である。
【図２】電池パック１の内部構成を示す展開斜視図である。
【図３】電池パック１の第１ケース部材１１の構成を示す斜視図である。
【図４】電池パック１の要部構成を示す断面図である。
【図５】電池パック１に対し外部から力が加わった場合の力の分散状態を示す模式断面図である。
【図６】従来技術に係る電池パックの要部構成を示す断面図である。
【図７】従来技術に係る電池パックの要部構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明を実施するための形態について、一例を用いて説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的特徴以外に以下の形態に何ら限定を受けるものではない。
１．電池パック１の外観構成
図１に示すように、実施の形態に係る電池パック１は、Ｙ軸方向に長い略直方体の外観形状を有する。電池パック１における外装ケース１０は、第１ケース部材１１と第２ケース部材１２とが、Ｚ軸方向に突き合わされて接合され構成されている。第１ケース部材１１および第２ケース部材１２は、ともに樹脂材料から構成されている。なお、第１ケース部材１１における底壁部１１ｅの外壁面（Ｚ軸方向上側の壁面）には、実際にはラベルが貼付されている（図４を参照）。
【００２２】
電池パック１では、外装ケース１０の開口部から、外部コネクタ２９の一部が外部に露出している。
２．電池パック１の内部構成
図２に示すように、電池パック１では、第１ケース部材１１と第２ケース部材１２との組み合わせを以って構成される外装ケース１０の内部空間に、コアパック２０が収納されている。コアパック２０は、６つの素電池２１〜２６と、これらを接合するリード板２７，・・と、６つの素電池２１〜２６に電気的に接続された基板２８を備える。基板２８には、外部コネクタ２９が実装されており、第１ケース部材１１の開口部１１ａから外部露出するようになっている。６つの素電池２１〜２６は、第１ケース部材１１と第２ケース部材１２との間において、２×３の配列を以って二次元配置されている。
【００２３】
ここで、素電池２１と素電池２２、素電池２３と素電池２４、素電池２５と素電池２６とは、それぞれ互いの外周面同士が、例えば、１．０［ｍｍ］未満の隙間を空けて隣接配置されている。
また、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅの外壁面には、Ｚ軸方向下向きに凹入し、Ｙ軸方向に細長い３つの空隙部１１ｂ〜１１ｄが設けられている。これについては、後述する。
【００２４】
３．第１ケース部材１１の構成
図３では、第１ケース部材１１について、図２に示す状態から裏返した状態で示す。
図３に示すように、第１ケース部材１１は、有底浅皿状の形状を有する。具体的には、第１ケース部材１１は、底壁部１１ｅとその４端辺からＺ軸方向上向きに起立する４側壁部１１ｆ〜１１ｉとを有する。そして、側壁部１１ｆの一部には、外部コネクタ２９（図１および図２を参照。）を外部露出させるための開口部１１ａが設けられている。
【００２５】
図３に示すように、第１ケース部材１１には、その底壁部１１ｅからＺ軸方向に立設された３つの障壁部１１ｊ，１１ｋ，１１ｌが設けられている。各障壁部１１ｊ，１１ｋ，１１ｌは、Ｙ軸方向に延設されており、Ｙ軸方向において、互いの間に空間があけられている。この空間は、素電池２１〜２６の接続のためのリード板２７，・・のためのものである。
【００２６】
なお、第１ケース部材１１は、底壁部１１ｅと、４つの側壁部１１ｆ〜１１ｉと、３つの障壁部１１ｊ〜１１ｌとが一体形成されている。
４．第１ケース部材１１における障壁部１１ｊ，１１ｋ，１１ｌと素電池２１〜２６の関係
第１ケース部材１１における障壁部１１ｊ，１１ｋ，１１ｌと素電池２１〜２６の関係について、障壁部１１ｊと素電池２１，２２の関係を一例として、図４を用い説明する。
【００２７】
図４に示すように、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅの内壁面から、第２ケース部材１２の底壁部１２ｅに向けてＺ軸方向に立設された障壁部１１ｊは、その先端部分が素電池２１の外周面と素電池２２の外周面との間に介挿されている。
第１ケース部材１１における障壁部１１ｊは、上述のように、底壁部１１ｅ側の根元部分の断面幅ｔ２が、素電池２１，２２の外周面と接している箇所の断面幅ｔ１よりも広くなっている。また、障壁部１１ｊの根元部分においては、底壁部１１ｅの外壁面側の相当部分が空隙部１１ｂとなっている。これにより、第１ケース部材１１においては、障壁部１１ｊの根元部分だけが肉厚となることが避けられている。
【００２８】
なお、素電池２１，２２の各外周面は、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅの内壁面および障壁部１１ｊに対し、面接触している。
５．第１ケース部材１１に対し外部より力Ｆが加わった場合の力の伝播
電池パック１において、第１ケース部材１１に対し外部より力Ｆが加わった場合の力の伝播について、図５を用い説明する。
【００２９】
図５に示すように、本実施の形態に係る電池パック１では、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅに対して加わった力Ｆが、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅの内面に外周面が面接触している素電池２１，２２への力成分ｆ３，ｆ４と（二点鎖線で囲むＢ，Ｃ部分を参照）、同じくケース部材１１の底壁部１１ｅの内壁面から障壁部１１ｊへの力成分ｆ１，ｆ２と（二点鎖線で囲むＪ部分を参照）、に分散される。そして、障壁部１１ｊに加わった力成分ｆ１，ｆ２は、Ｚ軸方向下端部分で合成されて力成分ｆ５となった後、面接触している素電池２１，２２の外周面に対し側面から力成分ｆ６，ｆ７にそれぞれ分散された状態で伝播される。
【００３０】
このように、本実施の形態に係る電池パック１では、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅおよび障壁部１１ｊの双方に対して素電池２１、２２の外周面が面接触し（二点鎖線で囲むＢ，Ｃ，Ｄ部分を参照）、また、障壁部１１ｊの断面幅がＺ軸方向上側に行くに従って広くなっているので、第１ケース部材１１から素電池２１，２２に対し加わる力成分を軽減することができ、セル（素電池２１，２２）の圧壊が防止に効果的な構造となっている。また、電池パック１では、第２ケース部材１２の底壁部１２ｅ（図４を参照。）と第１ケース部材１１の障壁部１１ｊの先端とは直接接触しておらず、これにより第１ケース部材１１の底壁部１１ｅに加わった力Ｆの内、障壁部１１ｊへの力成分ｆ１，ｆ２およびこれらの合成成分ｆ５が直接ケース部材１２の底壁部１２ｅに加わるのを防止でき、ケース部材１１，１２の圧壊も防止できる。
【００３１】
また、電池パック１では、素電池２１と素電池２２との間のスペーサとして機能する障壁部１１ｊが、第１ケース部材１１の一部として他の構成部分と一体形成されているので、部品点数の削減ができ、部品管理および部品代などの観点、さらには製造時における手間などの観点から優位である。
また、第１ケース部材１１においては、その底壁部１１ｅにおける障壁部１１の根元側の外側面に空隙１１ｂが形成されているので（図４を参照）、該当部分が中実の場合に比べて、その分の重量の軽減を図ることができる。また、間隙部１１ｂを設けるので、第１ケース部材１１に加わった力Ｆに対して、当該空隙部１１ｂの撓みなどにより、力の吸収が可能となる。よって、このような観点からも、電池パック１では、圧壊防止の効果的な構造である。
【００３２】
さらに、第１ケース部材１１の障壁部１１ｊが素電池２１と素電池２２との間でのスペーサとして機能するので、別部品としてスペーサを設けなくても互いの間での熱連鎖の防止を図ることもできる。
なお、図４および図５では、素電池２１，２２と障壁部１１ｊ、さらには、空隙部１１ｂだけを図示し、上記では当該部分に着目して説明をしたが、素電池２３〜２６と障壁部１１ｋ，１１ｌ、および空隙部１１ｃ，１１ｄについても、上記同様のメカニズムをもって機能を果たす。
【００３３】
６．その他の事項
上記実施の形態に係る電池パック１では、６本の円筒型二次電池を素電池２１〜２６として備える構成を一例として採用したが、素電池の形態および本数は、これに限定されない。例えば、角筒状の電池を素電池として採用することもでき、本数についても、５本以下であってもよいし、７本以上であってもよい。
【００３４】
上記実施の形態に係る電池パック１では、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅから障壁部１１ｊが立設された構成を一例として採用したが、これに加えて、第２ケース部材１２の底壁部１２ｅからも同様の障壁部が立設された構成を採用することもできる。また、この場合には、互いの障壁部の先端同士が当接してもよいし、しなくてもよい。
また、第１ケース部材１１の底壁部１１ｅにおいて、障壁部１１ｊの根元部分に相当する外壁面部分に空隙１１ｂ〜１１ｄを設ける構成としたが、空隙１１ｂ〜１１ｄは必須の構成要素ではない。
【００３５】
さらに、第１ケース部材１１における障壁部１１ｊは、断面幅が根元部分から先端部分に行くに従ってせまくなる、所謂、楔状としているが、断面形状などについては、これに限定されるものではない。例えば、単なる矩形の断面形状であってもよいし、曲率をもった放物線状のプロファイルを有するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ノートパソコンなどの電源として用いられ、高い信頼性を有しながら、低い製造コストでの製造が可能な電池パックを実現するに有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１．電池パック
１０．外装ケース
１１．第１ケース部材
１２．第２ケース部材
２０．コアパック
２１〜２６．素電池
２７．リード板
２８．基板
２９．外部コネクタ
３０．ラベル
１１ｂ〜１１ｄ．空隙部
１１ｅ．底壁部
１１ｆ〜１１ｉ．側壁部
１１ｊ〜１１ｌ．障壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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