(57)【要約】  ここに開示されているのは、（ａ）横方向に配置された２つ以上の電池セルであって、そのそれぞれが、電池ケース内に設置されたカソード／セパレータ／アノード構造の電極集合体を電解質と共に密封状態で有する電池セルを備える電池セルアレイと、（ｂ）抵抗溶接によって電池セルの電極端子に接続される接続端子と、電池セルを互いに電気的に接続するための金属プレートと、電池パックの動作を制御するための保護回路とを含む保護回路モジュール（ＰＣＭ）であって、電池セルアレイの上端に接続されるＰＣＭと、（ｃ）電池セルアレイおよび保護回路モジュールが設置されるパックケースとを含む電池パックであって、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域は、保護回路モジュールの各接続端子の上面に取り付けられた導電性プレートが、電池セルの各カソード端子を取り囲むよう溶接される構造を有するよう構成される、電池パックである。
2013532352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）横方向に配置された２つ以上の電池セルであって、そのそれぞれが、電池ケース内に設置されたカソード／セパレータ／アノード構造の電極集合体を電解質と共に密封状態で有する電池セル、を備える電池セルアレイと、
（ｂ）抵抗溶接によって前記電池セルの電極端子に接続される接続端子と、前記電池セルを互いに電気的に接続するための金属プレートと、電池パックの動作を制御するための保護回路とを備える保護回路モジュール（ＰＣＭ）であって、前記電池セルアレイの上端に接続されるＰＣＭと、
（ｃ）前記電池セルアレイおよび前記保護回路モジュールが設置されるパックケースとを備える電池パックであって、前記電池セルのカソード端子と前記保護回路モジュールとの間の電気接続領域が、前記保護回路モジュールの前記各接続端子の上面に取り付けられた導電性プレートが前記電池セルの前記各カソード端子を取り囲むよう溶接される構造を有するよう構成される、電池パック。
【請求項２】
前記電池セルアレイが３つの電池セルを備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記電池セルが互いに電気的に直列および／または並列に接続される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記導電性プレートが、曲げられることができるように前記保護回路モジュールの前記接続端子に取り付けられ、前記電池セルの前記カソード端子が前記導電性プレート上に設置された状態で前記導電性プレートがブラケット形（ｂｒａｃｋｅｔ  ｓｈａｐｅ）に曲げられ、抵抗溶接が前記導電性プレートの屈曲部の上から行われる、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
各前記導電性プレートが、前記保護回路モジュールの前記接続端子の対応する一つの前記上面に取り付けられる第１の接続部と、前記電池セルの対応する一つの前記カソード端子の上面に取り付けられる第２の接続部とを備える、請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
各前記導電性プレートがニッケルプレートであり、前記電池セルの各前記カソード端子がアルミニウム端子である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
各前記電池セルがポーチ型二次電池である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項８】
電流を前記電池パックに入力し、電流を前記電池パックから出力し、そして情報を前記電池パックに送信および前記電池パックから受信するための外部入出力端子が、前記保護回路モジュールの前部に凹形状に設置される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記外部入出力端子がコネクタである、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記電池セルを互いに電気的に接続するための金属線が、前記保護回路モジュールの上面に形成される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記パックケースが、前記電池セルアレイおよび前記保護回路モジュールが適所で固定されるように、前記電池セルアレイおよび前記保護回路モジュールが設置される下部ケースと、前記下部ケースを覆うための上部ケースとを備え、
前記下部ケースが、前記電池セルが配置される電池セル設置部と、前記保護回路モジュールが配置される保護回路モジュール設置部とに区分けされ、
前記電池セル設置部と前記保護回路モジュール設置部との間の境界において隔壁が形成され、前記電池セルの電極端子が前記保護回路モジュールに向かって露出する開口部が、前記電池セルの前記電極端子と前記保護回路モジュールとの間の電気接続領域に対応する前記隔壁の一部において形成される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記隔壁が前記電池セル設置部および前記保護回路モジュールを互いに隔離させるのに十分な高さを有する、請求項１１に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記保護回路モジュール設置部に、電流を前記電池パックに入力し、電流を前記電池パックから出力し、情報を前記電池パックに送信および前記電池パックから受信するための外部入出力端子が設置される外部入出力端子設置部が備えられている、請求項１１に記載の電池パック。
【請求項１４】
外部入出力端子開口部が、前記外部入出力端子がその上に露出できるように、前記外部入出力端子に対応する大きさで前記上部ケースの前部に部分的に形成される、請求項１３に記載の電池パック。
【請求項１５】
前記保護回路モジュール設置部が、前記電池セルの前記電極端子と前記保護回路モジュールとの間の前記電気接続領域を支持するための支持部を備える、請求項１１に記載の電池パック。
【請求項１６】
前記支持部が上向きの突出形状で前記下部ケース上に形成される、請求項１５に記載の電池パック。
【請求項１７】
前記支持部が十字突出形状で形成される、請求項１６に記載の電池パック。
【請求項１８】
電池パックに設置された保護回路モジュール（ＰＣＭ）であって、
過充電、過放電、および過電流を制御するための保護回路を有するＰＣＭ本体と、
電池セルを互いに直接的に電気的に接続するために、前記電池セルの電極端子に対応する前記ＰＣＭ本体の位置に形成された接続端子と、
前記接続端子を互いに電気的に接続するために前記ＰＣＭ本体の上面に形成された金属線と、
電流を前記電池パックに入力し、電流を前記電池パックから出力し、そして情報を前記電池パックに送信および前記電池パックから受信するために前記ＰＣＭ本体の前部に凹形状に設置された外部入出力端子とを備えるＰＣＭ。
【請求項１９】
請求項１に記載の電池パックを電源として備えるラップトップコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規構造の電池パックに関し、より詳細には、横方向に配置された２つ以上の電池セルを備える電池セルアレイと、接続端子、金属プレート、および保護回路を含み、電池セルアレイの上端に接続された保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、パックケースとを含む電池パックであって、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域が、保護回路モジュールの各接続端子の上面に取り付けられた導電性プレートが電池セルの各カソード端子を取り囲むよう溶接される構造を有するよう構成される、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器の開発がますます進み、そういったモバイル機器に対する需要が増加しているため、二次電池に対する需要も急激に増加している。そのような二次電池としてリチウム二次電池があり、高エネルギー密度および高作動電圧並びに優れた保存および耐用年数特性を示し、モバイル機器や様々な電子製品のエネルギー源として広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、リチウム二次電池内には様々な種類の可燃性物質が含まれている。その結果、電池の過充電、電池内の過電流、またはその他の外的な物理的衝撃が原因で、リチウム二次電池は加熱されたり、または爆発したりする可能性がある。すなわち、リチウム二次電池の安全性は非常に低い。そのため、リチウム二次電池の過充電またはリチウム二次電池内の過電流等のリチウム二次電池の異常事態を効果的に制御するための、正温度係数（ＰＴＣ）素子や保護回路モジュール（ＰＣＭ）等の安全素子が、電池セルに接続された状態で、リチウム二次電池に搭載される。
【０００４】
通常、ＰＣＭは、導電性のニッケルプレートを介して、溶接またははんだ付けによって、電池セルに接続される。すなわち、ニッケルプレートは溶接によってＰＣＭの接続端子に接続され、その後ニッケルプレートは溶接によって電池セルの対応する電極端子に接続される。このようにしてＰＣＭが電池セルに接続されて、電池パックが製造される。
【０００５】
具体的には、電池パックの製造方法は、図１を参照しながら説明される。電池セル２０が互いに直列または並列に接続されるように、ニッケルプレート１０が溶接によって電池セル２０のカソード端子およびアノード端子に接続される。続いて、ニッケルプレート１０は溶接によりＰＣＭ３０の接続端子に電気的に接続されて、電池パックが完成する。この時、電池セル間の直列または並列の電気的接続は、ニッケルプレートの接続構造に応じて達成される。
【０００６】
しかし、上記電池パックは、２つのステップを通じて製造される。すなわち、ニッケルプレートを使用して電池セルを互いに直列または並列に電気的に接続するステップと、溶接によりニッケルプレートをＰＣＭに接続するステップである。その結果、電池パックの構造および製造プロセスは複雑となり、電池パックの製造コストは増加し、電池パックの欠陥率は増加する。
【０００７】
したがって、電池セルの電極端子とＰＣＭとの間の電気的接続中の溶接回数が最小化された構造に対する必要性が高い。
【０００８】
この目的を達成するため、ＰＣＭのニッケルプレートは、アルミニウム端子である電池セルのカソード端子に、抵抗溶接ロッドを使用して溶接されてもよい（図２を参照）。しかしながらこの場合、アルミニウム端子３３０の抵抗がニッケルプレート３２０の抵抗よりも低いため、溶接ロッド３４０のアノードから発生した電流は、ニッケルプレート３２０に達しない状態で、アルミニウム端子３３０のみを介して溶接ロッド３４０のカソードに流れる。その結果、抵抗溶接によるＰＣＭのニッケルプレート３２０と電池セルのアルミニウム端子３３０との間の溶接が達成されないことや、またはそれらの間の溶接結合力が低いこともある。
【０００９】
したがって、抵抗溶接によってＰＣＭのニッケルプレートと電池セルのアルミニウム端子との間の電気的接続を達成するための特定の構造を有する電池パックに対する必要性が高い。
【００１０】
一方で、ラップトップコンピュータに設置される電池パックは、高出力および大容量を必要とする。この目的のために、通常、複数の円筒形電池セルを含む従来の円筒形電池パックが使用されている。しかしながら、近年、ラップトップコンピュータのサイズが小さくなってきているため、スリムタイプの電池パックに対する必要性が高い。
【００１１】
したがって、パウチ型電池セルを使用してスリムタイプの電池パックを製造することにより電池パックの容量を増加し、そして電池セルの電極端子をＰＣＭの接続端子に直接電気的に接続することにより電池パックの製造プロセスを単純化および電池パックの全体のサイズを最小化する技術に対する必要性が高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明は、上記の問題および他の未解決の技術的問題を解決するためになされた。
【００１３】
具体的には、本発明は、高出力および大容量をもたらすために２つ以上の電池セルが含まれ、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の溶接が高い溶接性で達成され、コンパクトな構造を有する、電池パックを提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の他の目的は、単純で簡単な方法および単純化された製造プロセスを使用して製造される大容量の電池パックを提供することであり、それにより電池パックの製造コストを削減する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一つの観点によれば、上記の目的および他の目的は、（ａ）横方向に配置された２つ以上の電池セルであって、そのそれぞれが、電池ケース内に設置されたカソード／セパレータ／アノード構造の電極集合体を電解質と共に密封状態で有する電池セルを備える電池セルアレイと、（ｂ）抵抗溶接によって電池セルの電極端子に接続される接続端子と、電池セルを互いに電気的に接続するための金属プレートと、電池パックの動作を制御するための保護回路とを含む保護回路モジュール（ＰＣＭ）であって、電池セルアレイの上端に接続されるＰＣＭと、（ｃ）電池セルアレイおよび保護回路モジュールが設置されるパックケースとを含む電池パックであって、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域は、保護回路モジュールの各接続端子の上面に取り付けられた導電性プレートが、電池セルの各カソード端子を取り囲むよう溶接される構造を有するよう構成される、電池パックを提供することによって達成できる。
【００１６】
すなわち、本発明による電池パックにおいて、電池セルは電池パックの所望の容量に基づいて横方向に配置され、保護回路モジュールの接続端子および電池セルの電極端子は特定の構造を有するよう構成された導電性プレートを介して高い溶接結合力で互いに直接接続され、電池セルは保護回路モジュール内に含まれる金属プレートを介して互いに直列および／または並列に電気的に接続される。したがって、単純な方法を使用して、大容量または高出力の電池パックを容易に製造することが可能である。
【００１７】
例えば、３つの電池セルによって電池パックが構成される場合、電池セルは横方向に配置されて電池セルアレイを構成し、電池セルアレイおよびＰＣＭはパックケースに設置され、電池セルの電極端子およびＰＣＭの接続端子は抵抗溶接によって互いに接続され、これによって所望の電池パックが製造される。
【００１８】
また、高出力を必要とする電池パックでは、電池セルアレイの電極端子がＰＣＭの接続端子に溶接された状態で、ＰＣＭに含まれる金属プレートが互いに直列に接続される。一方で、長期の使用が必要とされる電池パックでは、電池セルアレイの電極端子がＰＣＭの接続端子に溶接された状態で、ＰＣＭに含まれる金属プレートが互いに並列に接続される。したがって、所望の電池パックを、そのニーズと用途に応じて選択的に製造することが可能である。
【００１９】
上述したように、電池セルアレイは、電池パックの所望の容量に基づき、複数の電池セルを横方向に配置することによって構成されてもよい。例えば、長期使用および携帯性を必要とするラップトップコンピュータ等のデバイスのために、電池セルアレイは好適には、３つの電池セルを含む。
【００２０】
電池セルは、本発明による電池パックが設置される外部デバイスの所望の出力および容量に基づいて、互いに直列または並列に選択的に接続されてもよい。例えば、電池セルは、もし長期間にわたって大容量をもたらす必要がある時には、互いに並列に接続されてもよい。逆に、もし短期間に高出力をもたらす必要がある時には、電池セルは互いに直列に接続されてもよい。
【００２１】
好適な例では、導電性プレートは、曲げられることができるよう保護回路モジュールの接続端子に取り付けられてもよく、導電性プレートは電池セルのカソード端子が導電性プレート上に設置された状態でブラケット形（ｂｒａｃｋｅｔ  ｓｈａｐｅ）に曲げられてもよく、抵抗溶接は導電性プレートの屈曲部の上から行われてもよく、これらによって保護回路モジュールの接続端子と電池セルのカソード端子との間の物理的結合および電気的接続が達成される。
【００２２】
導電性プレートの形状は、導電性プレートが容易に曲げられるのであれば、特に制限されない。例えば、導電性プレートは、保護回路モジュールの対応する接続端子に取り付けられた状態で、Ｌ字型に形成されてもよい。
【００２３】
他の例では、各導電性プレートは、保護回路モジュールの接続端子の対応する一つの上面に取り付けられる第１の接続部と、電池セルの対応する一つのカソード端子の上面に取り付けられる第２の接続部とを含んでもよい。その結果、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールの接続端子との間の接続が、より確実に達成される。更に、電池パックに外力が加えられた場合に、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域の変形が阻止される。
【００２４】
各導電性プレートを構成する材料は、導電性プレートが上述のように溶接された場合に高い結合力もたらすことができれば、特に制限されない。好ましくは、各導電性プレートはニッケルプレートであり、電池セルの各カソード端子はアルミニウム端子である。
【００２５】
そのため、ニッケルプレートとアルミニウム端子との間の抵抗溶接中、抵抗溶接ロッドからの電流は、抵抗が高いニッケルプレートから抵抗が低いアルミニウム端子へ流れ、結果としてニッケルプレートとアルミニウム端子との間の抵抗溶接が容易に達成される。
【００２６】
本発明による電池パックにおいて、任意の電池セルが、その種類や形状にかかわりなく、様々な方法で使用されてもよい。ポーチ型二次電池、好ましくはポーチ型リチウム二次電池が、電池パックの各電池セルとして使用されてもよい。
【００２７】
状況によっては、電流を電池パックに入力し、電流を電池パックから出力し、そして情報を電池パックに送信および電池パックから受信するための外部入出力端子が、保護回路モジュールの前部に凹形状に設置されてもよい。
【００２８】
この構造において、外部入出力端子がコネクタ構造を有するよう構成されているので、電池パックは外部入出力端子を介して外部デバイスに安定的に接続される。
【００２９】
好ましくは、電池セルを互いに電気的に接続するための金属線は、保護回路モジュールの上面に形成される。この構造においては、電池セルを互いに電気的に接続するために金属線がＰＣＭの保護回路内の層に形成された従来の電池パック構造と比べて、ＰＣＭを容易に製造することや、電池パックを容易に組み立てることが可能である。
【００３０】
好ましくは、パックケースは、電池セルアレイおよび保護回路モジュールが適所で固定されるように、電池セルアレイおよび保護回路モジュールが設置される下部ケースと、下部ケースを覆うための上部ケースとを含む。
【００３１】
下部ケースは、電池セルが配置される電池セル設置部と、保護回路モジュールが配置される保護回路モジュール設置部とに区分けされてもよい。また、電池セル設置部と保護回路モジュール設置部との間の境界において、隔壁が形成されてもよい。
【００３２】
また、電池セルの電極端子が保護回路モジュールに向かって露出する開口部は、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域に対応する隔壁の一部（ｐｏｒｔｉｏｎｓ）において形成されてもよい。
【００３３】
このパックケース構造において、電池セル設置部と保護回路モジュール設置部との間の境界に隔壁が形成されるので、電池セルの電極端子と保護回路モジュールの一部との間の接触を抑制することが可能である。また、一つ以上の電池セルから電解質が漏れ出した場合でも、電解質が保護回路モジュールに流れることが防止され、これによって短絡の発生を防止する。
【００３４】
また、電池セルの電極端子が保護回路モジュールに向かって露出する開口部が、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域に対応する隔壁の一部において形成されるので、開口部を通って露出する電池セルの電極端子を保護回路モジュールの接続端子に容易に溶接することが可能である。
【００３５】
隔壁の高さは、電池セル設置部および保護回路モジュール設置部を互いに十分に隔離させるのに十分な高さであってもよい。
【００３６】
状況によっては、保護回路モジュール設置部は、電流を電池パックに入力し、電流を電池パックから出力し、そして情報を電池パックに送信および電池パックから受信するための外部入出力端子が設置される、外部入出力端子設置部を備えてもよい。
【００３７】
上記構造の好適な例では、外部入出力端子開口部は、外部入出力端子がその上に露出できるように、外部入出力端子に対応する大きさで、上部ケースの前部に部分的に形成されてもよい。その結果として、電池パックからの出力は、外部入出力端子を介して外部デバイスに容易に供給され得る。
【００３８】
保護回路モジュール設置部は、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域を支持するための支持部を含む構造を有するよう構成されてもよい。
【００３９】
支持部の形状は、支持部が電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域を容易に支持できれば、特に制限されない。例えば、支持部は、上向きの突出形状で、下部ケース上に形成されてもよい。
【００４０】
他の例では、支持部は、十字突出形状で形成されてもよい。これによって、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の抵抗溶接中、支持部が、より安定的に電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域を支持することが可能である。
【００４１】
本発明の他の観点によると、電池パックに設置された保護回路モジュール（ＰＣＭ）が提供される。
【００４２】
具体的には、ＰＣＭは、過充電、過放電、および過電流を制御するための保護回路を有するＰＣＭ本体と、電池セルを互いに直接的に電気的に接続するために、電池セルの電極端子に対応するＰＣＭ本体の位置に形成された接続端子と、接続端子を互いに電気的に接続するためにＰＣＭ本体の上面に形成された金属線と、電流を電池パックに入力し、電流を電池パックから出力し、そして情報を電池パックに送信および電池パックから受信するためにＰＣＭ本体の前部に凹形状に設置された外部入出力端子とを含む。
【００４３】
本発明による保護回路モジュールにおいては、電池パックの異常事態は、ＰＣＭ本体によって制御され、電池セル間の直列および／または並列の電気的接続は、金属線によって達成される。
【００４４】
本発明の更なる観点によると、上述の構造を有する電池パックを電源として含むラップトップコンピュータが提供される。
【００４５】
しかしながら、本発明による電池パックは、電池パックを構成する電池セルの数を変えることによって、デバイスが要求する出力および容量をもたらすように製造されてもよい。したがって、本発明による電池パックは当然、ラップトップコンピュータに加え、可変電池容量を必要とする様々なデバイスに適用できる。
【００４６】
本発明の上述のおよび他の目的、特徴、ならびに他の利点は、添付の図面とともに以下の詳細な説明からより明らかに理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来のポーチ型電池セルが互いに電気的に接続された構造を示す典型図である。
【図２】従来の抵抗溶接構造を示す典型図である。
【図３】本発明の実施形態によるポーチ型電池セルが互いに電気的に接続されている構造を示す斜視図である。
【図４】図３の領域Ａを典型的に示す拡大図である。
【図５】本発明の抵抗溶接構造を示す典型図である。
【図６】本発明の別の実施形態によるポーチ型電池セルが互いに電気的に接続されている構造を示す部分斜視図である。
【図７】図６の保護回路モジュール（ＰＣＭ）を典型的に示す拡大平面図である。
【図８】図６のポーチ型電池セルおよびＰＣＭが下部ケースに設置されている構造を示す斜視図である。
【図９】図８の領域Ｂを典型的に示す拡大図である。
【図１０】図８に示された下部ケースの斜視図である。
【図１１】図１０の領域Ｃを典型的に示す拡大図である。
【図１２】本発明の実施形態による電池パックを示す分解立体図である。
【図１３】本発明の実施形態による電池パックを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
ここで、本発明の代表的な実施形態が、添付の図面を参照しながら詳細に説明される。しかし、本発明の範囲は、例示された実施形態に限定されないことに留意されたい。
【００４９】
図３は、本発明の実施形態によるポーチ型電池セルが互いに電気的に接続されている構造を典型的に示す斜視図である。図４は、図３の領域Ａを示す拡大斜視図である。
【００５０】
これらの図を参照すると、本発明による電池パック２００は、横方向に配置された３つの電池セル２２０を含む電池セルアレイ２４０と、電池セルアレイ２４０の上端に接続された保護回路モジュール２３０と、電池セルアレイ２４０および保護回路モジュール２３０が配置されるパックケース（図示せず）とを含む。
【００５１】
各電池セル２２０は、カソード／セパレータ／アノード構造を有する電極集合体が電解質と共に密封状態で電池ケース内に設置されるよう構成された、ポーチ型二次電池である。
【００５２】
保護回路モジュール２３０は、抵抗溶接によって電池セル２２０の電極端子２２２に接続される接続端子２３２と、接続端子２３２を互いに電気的に接続するための金属線（図示せず）と、電池パック２００の動作を制御するための保護回路（図示せず）とを含む。
【００５３】
各電池セル２２０のカソード端子２２２と保護回路モジュール２３０との間の電気接続領域Ａは、保護回路モジュール２３０の接続端子２３２の対応する１つに取り付けられた導電性プレート２３９が各電池セルのカソード端子２２２を取り囲む構造を有するよう構成される。
【００５４】
また、ニッケルプレートであってもよい導電性プレート２３９は、保護回路モジュール２３０の対応する接続端子２３２の上面に取り付けられる第１の接続部２３４と、対応する電池セルのアルミニウム端子であってもよいカソード端子の上面に取り付けられる第２の接続部２３６とを含む。
【００５５】
具体的には、導電性プレート２３９は、保護回路モジュール２３０の対応する接続端子２３２の上面にＬ字形に取り付けられる。導電性プレート２３９は、対応する電池セル２２０のカソード端子２２２が導電性プレート２３９の第１の接続部２３４の上面に設置された状態でブラケット形（ｂｒａｃｋｅｔ  ｓｈａｐｅ）に曲げられ、そして導電性プレート２３９の屈曲部である第２の接続部２３６の上から抵抗溶接が行われる。
【００５６】
その一方で、外部入出力端子、すなわち、電流を電池パックへ入力し、電流を電池パックから出力し、そして情報を電池パックへ送信および電池パックから受信するコネクタ２３８が、保護回路モジュール２３０の前部に凹形状に設置される。
【００５７】
図５は、本発明の抵抗溶接構造を示す典型図である。
【００５８】
図５を参照すると、ニッケルプレート４３０とアルミニウム端子４２０との間の抵抗溶接中に抵抗溶接ロッド４４０から生じた電流は、抵抗が高いニッケルプレート４３０から抵抗が低いアルミニウム端子４２０へ流れ、そしてニッケルプレート４３０へと戻る。この時、アルミニウム端子４２０とニッケルプレート４３０との間の抵抗差により、これらの間の境界から熱が発生し、結果として、ニッケルプレート４３０とアルミニウム端子４２０との間の抵抗溶接が容易に達成される。
【００５９】
図６は、本発明の別の実施形態によるポーチ型電池セルが互いに電気的に接続されている構造を典型的に示す部分斜視図である。図７は、図６の保護回路モジュール（ＰＣＭ）を典型的に示す拡大平面図である。
【００６０】
これらの図を参照すると、電池セル２２０、２５０、および２６０を互いに電気的に接続するための金属線２３５は、第１の電池セル２２０のアノード端子２２４が第２の電池セル２５０のカソード端子２５２に直列に接続された構造で、保護回路モジュール２３０の上面に形成されている。
【００６１】
また、保護回路モジュール２３０は、過充電、過放電、および過電流を制御するための保護回路を有するＰＣＭ本体２３１と、電池セル２２０、２５０、および２６０を互いに直接的に電気的に接続するために、電池セル２２０、２５０および２６０の電極端子に対応するＰＣＭ本体２３１の位置に形成された接続端子２３３および２３７と、接続端子２３３および２３７を互いに電気的に接続するためにＰＣＭ本体２３１の上面に形成された金属線２３５と、電流を電池パックに入力し、電流を電池パックから出力し、そして情報を電池パックに送信および電池パックから受信するためにＰＣＭ本体２３１の前部に凹形状に設置された外部入出力端子２３８とを含む。
【００６２】
図８は、図６の電池セルアレイおよびＰＣＭが下部ケースに設置されている構造を典型的に示す斜視図である。また、図９は、図８の領域Ｂを典型的に示す拡大図である。
【００６３】
これらの図を参照すると、下部ケース５００は、電池セル２２０が配置される電池セル設置部５１０と、保護回路モジュール２３０が配置される保護回路モジュール設置部５２０とに区分けされる。
【００６４】
隔壁５２１は、電池セル設置部５１０と保護回路モジュール設置部５２０との間の境界において形成される。電池セル２２０の電極端子２２２が保護回路モジュール２３０に向かって露出する開口部５２２は、電池セル２２０の電極端子２２２と保護回路モジュール２３０との間の電気接続領域に対応する隔壁５２１の一部において形成される。
【００６５】
隔壁５２１は、電池セル設置部５１０および保護回路モジュール２３０を互いに十分に隔離させるのに十分な高さｈを有する。状況によっては、上述の隔離を達成させるために、上部ケース（図示せず）に対応する隔壁が形成されることがある。
【００６６】
図１０は、図８の下部ケースを典型的に示す斜視図である。図１１は、図１０の領域Ｃを典型的に示す拡大図である。
【００６７】
図８および９とともにこれらの図を参照すると、電流を電池パックに入力し、電流を電池パックから出力し、そして情報を電池パックに送信および電池パックから受信する外部入出力端子２３８が設置される外部入出力端子設置部５２４は、下部ケース５００の保護回路モジュール設置部５２０において形成される。
【００６８】
また、各電池セル２２０の電極端子２２２と保護回路モジュール２３０との間の電気接続領域を支持するための支持部５２６は、隔壁５２１に接続された状態で、下部ケース５００上に上向きの十字突出形状で形成される。支持部５２６は、抵抗溶接中に、各電池セル２２０の電極端子２２２上（特に、導電性プレート２３９の屈曲部である（図４参照）第２の接続部２３６上（図４参照））に置かれる溶接チップ（図示せず）により加えられる下向きの圧力を適宜支持し、これによって高い電極加圧力をもたらす。
【００６９】
図１２および１３は、本発明の一実施態様による電池パックを示す分解立体図および斜視図である。
【００７０】
これらの図を参照すると、パックケースは、電池セルアレイ２４０および保護回路モジュール２３０が設置される下部ケース５００と、下部ケース５００を覆って電池セルアレイ２４０および保護回路モジュール２３０を適所に固定できるように、下部ケース５００の上に配置される上部ケース６００とを含む。
【００７１】
また、外部入出力端子開口部６１０は、上部ケース６００の前部に、外部入出力端子２３８に対応する大きさで形成される。その結果、外部入出力端子２３８のみが、電池パック７００から露出する。
【００７２】
本発明の代表的な実施形態が例示を目的として開示されているが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に開示された本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、様々な変更、追加、および代替が可能であることを理解するであろう。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
上述の記載より明らかであるように、本発明による電池パックは、各電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気接続領域が溶接されて、保護回路モジュールの対応する接続端子に取り付けられた導電性プレートが各電池セルのカソード端子を取り囲む構造を有するよう構成される。そのため、コンパクトな構造で高い溶接性のある電池パックを製造することが可能である。
【００７４】
また、電池セル間の直列または並列接続は、保護回路モジュールの上面に形成された金属線によって達成される。そのため、電極端子を相互接続するための追加部材は不要となり、これによって製造時間および製造コストが大幅に削減される。
【符号の説明】
【００７５】
１０  ニッケルプレート
２０  電池セル
３０  ＰＣＭ
２００  電池パック
２２０  電池セル
２２２  電極端子、カソード端子
２２４  アノード端子
２３０  保護回路モジュール
２３１  ＰＣＭ本体
２３２  接続端子
２３３  接続端子
２３４  第１の接続部
２３５  金属線
２３６  第２の接続部
２３７  接続端子
２３８  外部入出力端子、コネクタ
２３９  導電性プレート
２４０  電池セルアレイ
２５２  カソード端子
３２０  ニッケルプレート
３３０  アルミニウム端子
３４０  溶接ロッド
４２０  アルミニウム端子
４３０  ニッケルプレート
４４０  抵抗溶接ロッド
５００  下部ケース
５１０  電池セル設置部
５２０  保護回路モジュール設置部
５２１  隔壁
５２２  開口部
５２４  外部入出力端子設置部
５２６  支持部
６００  上部ケース
６１０  外部入出力端子開口部
７００  電池パック
【図１】
2013532352.tif 000003
【図２】
2013532352.tif 000004
【図３】
2013532352.tif 000005
【図４】
2013532352.tif 000006
【図５】
2013532352.tif 000007
【図６】
2013532352.tif 000008
【図７】
2013532352.tif 000009
【図８】
2013532352.tif 000010
【図９】
2013532352.tif 000011
【図１０】
2013532352.tif 000012
【図１１】
2013532352.tif 000013
【図１２】
2013532352.tif 000014
【図１３】
2013532352.tif 000015
【国際調査報告】
2013532352.tif 000016
2013532352.tif 000017
2013532352.tif 000018
2013532352.tif 000019