(57)【要約】【課題】  複数の電池セルを使用する電池パックにおける電池セル間の電気的接続について、低コストで落下試験にも耐えうる信頼性を確保する【解決手段】    少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、  前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを収納するケースと、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記ケースの側面の外壁側に並んで存在する前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極とを接続するリード板と、を備え、  前記ケースには、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルの間の位置にリブが設けられており、前記リード板は、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルの間に位置する部分において、前記リブと前記ケースの側面の外壁との間に挟まれて配置される構成とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを収納するケースと、
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記ケースの側面の外壁側に並んで存在する前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極とを接続するリード板と、を備え、
前記ケースには、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルの間の位置にリブが設けられており、
前記リード板は、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルの間に位置する部分において、前記リブと前記ケースの側面の外壁との間に挟まれて配置されることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記リブは、前記リード板が、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルの間に入り込むことを防ぐ位置に設けられる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】
前記リブは、前記ケースの側面の外壁側に並んで存在する前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極が形成する面に面する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルとによってできる谷間の上部にはサーミスタが配置されており、前記サーミスタからのリード線が、前記リブの上部と、前記リード板と前記ケースの外壁との間とを経由して保護回路に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記ケースは上部ケースと下部ケースとを備えており、前記下部ケースは２つの電池セルを隔離するように、２つの電池セルの境界部分の全域にわたり複数のリブが設けられるのに対し、前記上部ケースには、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルとによってできる谷間の上部に配置されるサーミスタ及びそのリード線が存在する位置を除いて突起が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを所定の間隔をあけて、電池セルを収納するケースと、
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記ケースの側面の外壁側に並んで存在する前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極の間を接続するリード板と、を備え、
前記ケースは、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルを隔てるリブが複数設けられており、
前記複数のリブのうち前記ケースの側面の外壁側に配置されるリブは、他のリブと形状が異なっており、前記ケースの側面の外壁とともに前記リード板の位置を規制することを特徴とする電池パック。
【請求項７】
前記ケースの側面の外壁側のリブは補強部により支持されることを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の電池セルからなる電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の電源として各種電池が用いられており、電池の小型化及び高容量化の要請にともないリチウムイオン２次電池が用いられている。特に、電子機器の小型化にあたっては、電子機器内の空間を有効に利用できる角型形状の電池パックが用いられている。電源に要求される容量や電圧に応じて、複数の電池セルが直列または並列に接続された電池パックとして使用される。電池パックには、電池セルの過放電、過充電等の異常を検知して充放電動作を制御する制御回路が搭載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の電池パックは角型形状の電池を複数個配置して電池パックとしたものである。特許文献１の図１においては間隔保持部材１０を挟んで２つの単電池が配置されている。
【０００４】
また、特許文献２の図１には２つの角型電池が並んで配置されており、それぞれの角型電池の正極端子が電線１０によって接続されている電池パックが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３の図３には、電池セルが互いにその正極及び負極が逆関係になるように配置され、互いに隣り合う正極及び負極に金属タブが溶接されている電池パックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４５３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−９０９６１号公報
【特許文献３】特許第３３１８７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数の電池セルを使用して電池パックを作成する場合、各電池セルの電極間をリード板により接続する必要がある。例えば、並列に接続する場合は、隣接する電池セルの正極同士及び負極同士に金属板を溶接することにより複数の電池セルが電気的に接続させる。
複数の電池セルを使用する場合、電池パック全体の重量は１つの電池セルからなる電池パックと比較して大きくなる。それゆえ、電池の落下時など、電池パックに衝撃が加わる場合には１つの電池セルからなるパックでは予測できない大きさの応力が電池パック内に生じることとなる。
【０００８】
複数の電池セルを１つの電池パックにする場合は、それぞれの電池セルは電池パックのケースに対して固定されるものの、電池セルを接続するリード板についてはそれぞれの電池セルを接続するのみであり、落下試験等で電池パックに衝撃が加わった場合、リード板に対しては接続された複数の電池セルからの大きな応力が加えられる可能性がある。
２つの電池セルを接続するリード板は、電池パックの落下試験（例えば１．５ｍの高さから１００回落下）を繰り返すと、２つの電池セルの間に入り込む形でたわみが生じ、最終的には破断に至ることが判明した。
【０００９】
本発明は、上記の状況に鑑みて、複数の電池セルを使用する電池パックにおける電池セル間の電気的接続について、低コストで落下試験にも耐えうる信頼性を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために本発明は以下の構成とする。少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを収納するケースと、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記ケースの側面の外壁側に並んで存在する前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極とを接続するリード板と、を備え、前記ケースには、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルの間の位置にリブが設けられており、前記リード板は、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルの間に位置する部分において、前記リブと前記ケースの側面の外壁との間に挟まれて配置される構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
複数の電池セルが接続された電池パックにおいて、低コストで信頼性が確保された電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１における電池パックの概要
【図２】本発明の実施形態１における電池パックの一部の拡大図
【図３】本発明の実施形態１における電池セルの概要
【図４】本発明の実施形態１におけるケースに設けられたリブの拡大図
【図５】本発明の実施形態１における電池パックのケースの構成
【図６】本発明の実施形態１における電池パックの上部ケース
【図７】本発明の実施形態２におけるケースに設けられたリブの拡大図
【図８】本発明の実施形態３におけるケースに設けられたリブの拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明に係る電池パックを説明する。図１〜図５は本発明の第１の実施形態を示す。
【００１４】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における電池パックの構成を示す。電池パックにおいては電池セル１及び電池セル２の２個の電池セルが並列に接続されている。図３は電池セルの概要を示す。本発明の実施形態における電池セルは、角型のリチウムイオン電池である。電池缶上部には封口板２１から絶縁され、ニッケルのメッキが施された負極端子１５と、電解液を電池缶２２に注入し封止する封止ピン２４、及び防爆弁２５を備える。また電池缶の底部２３には正極端子１４が設けられる。電池缶はアルミニウム製であり、電池缶自体が正極となっている。底部２３には、アルミニウムとニッケルからなるクラッド体がアルミニウム面と電池缶に対面させて溶接されており、正極端子１４として機能する。クラッド体が溶接されるのは、電池セルの表面にニッケル面を露出させておくことによりニッケル製のリード板を容易に溶接することができるからである。
【００１５】
図１の電池セル１及び電池セル２は、中央部に複数のリブ１１を有するケース３に収納される。それぞれの電池セルの底部の正極端子がニッケルリード板４の溶接により接続されている。また、それぞれの電池セル上部の負極端子もニッケルリード板５にて接続される。それぞれのニッケルリード板は、電池セルの底部及び上部を経由して回路基板６に接続される。回路基板６は、電池セル１の側面部に配置されている。
【００１６】
また、電池セル１及び電池セル２の温度を測定するサーミスタ７は電池セル１と電池セル２の隣接する側面の谷間に配置される。電池セルの側面はＲ部を有し、サーミスタ７はＲ部に沿うように台形形状である。これにより、サーミスタ７は電池セルの谷間に入り込み、厚み方向において電池セル１及び電池セル２により形成される面から突出することはなく、電池パックの薄型化が可能となる。サーミスタから絶縁部材で覆われた２本のリード線１２が引き出されており、リード線１２は電池セル間の谷間から電池セル２の底部を経由して回路基板６に接続される。
【００１７】
サーミスタ７は電池セル１及び電池セル２の両方に接触しており、いずれの電池セルにおける温度検知も可能である。サーミスタ７から温度情報が回路基板６に入力される。サーミスタ７からのリード線１２は、電池セルの谷間から電池セル２の底部に至る途中において、電池セルの正極端子同士を接続するニッケルリード板４と交差する。ニッケルリード板は電池セルの谷間を塞ぐように配置され、そのエッジ部と、サーミスタからのリード線１２が交差する。リード線１２は、リブ１１の上方及びニッケルリード板とケース３の外壁との間を経由して回路基板６に接続される。回路基板６は、サーミスタからの温度情報に基づき電池セルの温度が所定の温度よりも大きいと判断した場合、電池セルにおける充放電を遮断するように制御する。
【００１８】
回路基板６からの出力はブッシングを一体成形したワイヤコネクタ８を経由して外部へ出力される。
【００１９】
図２は本発明の電池パックの一部を拡大したものである。電池セル１と電池セル２はケース３に収納されており、電池セル間にはケース３の底面にリブ１１（突起）が設けられている。リブ１１は、図１から分かるように、電池セル間の全体にわたって複数箇所に配置されている。リブ１１は各電池セルを分離して配置する役割を有し、これにより衝撃を受けたときに、電池セルが互いに衝突することを防止することができる。また、リブ１１が電池セルの位置を決めることにより、サーミスタ７を配置するのに適切な空間を作り出すことができる。また、サーミスタ７の上には両面テープ１３が貼り付けられており、サーミスタ７が固定される。
【００２０】
リード板４は電池セル１と電池セル２のそれぞれの正極端子部分に対し抵抗溶接にて固定されている。図示しないがリード板５も電池セル１と電池セル２のそれぞれの負極端子部分に対し抵抗溶接にて固定されている。
【００２１】
電池セル１及び電池セル２はリード板が溶接された状態でケース３に収納されている。リード板は電池セルに比べ軽量であり、落下試験等で電池セルに衝撃が加わる場合には、その力が２つの電池セルを接続しているリード板に大きな応力として働くことが考えられる。
【００２２】
複数のリブ１１のうち、ケース３の外壁側の１つは各電池セルの底部（正極端子側）が形成する面に面するように配置されている。これにより、電池セル１の底部と電池セル２の底部の面が上記リブのケース外壁側の面を介して、連続的な面としてつながることになる。リード板４は、電池底部及びリブにより形成された面と、ケース３の側面の外壁の間に挟まれて、その位置が規制されることになる。
【００２３】
この状態で繰り返し衝撃を受けたとしても、リード板が２つの面で保持されていることから、リード板の電池セル間の部分に応力や歪が集中することを緩和することができる。従って、繰り返し衝撃により各電池セルからの力によりリード板４が電池セル間に入り込むことを防ぐことができ、リード板４の破断を防止することができる。
【００２４】
図４は、ケースに形成された複数のリブ１１を拡大した図である。複数のリブ１１は、ケース３に一体に成形されており、電池セル１及び電池セル２を分離して保持する役割を有する。リブ１１の形状は電池セルの側面部のＲ部を保持するため、これに合わせた形状としている。リブ１１の頂上部は平面により構成される。上述のように、複数のリブ１１のうちケースの外壁側のリブは、ケースの側面の外壁１６との間にリード板４を保持し、リード板４が電池セル１と電池セル２の間の領域に入り込むことを防止することができる。
【００２５】
尚、上記リブにより、必ずしも電池セル１の底部と電池セル２の底部の面が連続的な面としてつながらなくとも、リブがリード板の位置を規制しうる程度の大きさ及び位置に設けられていればよい。
また、複数のリブのうち、外壁側のリブの電池セルの長辺方向の厚みを他のリブより厚くすることにより補強することにより耐衝撃性を向上させることができる。
【００２６】
図５は、電池パックの全体構成を示す。ケース３は上部ケース３１と下部ケース３２からなり、２つの電池セル、回路基板、サーミスタは、上部ケース３１と下部ケース３２に挟まれて保持される。上部ケース３１と下部ケース３２は超音波溶接により接続される。上部ケース３１と下部ケース３２の開口部からはブッシングが形成されたワイヤコネクタ８が引き出される。
【００２７】
図６は図５に示す上部ケース３１の内側（電池セル側）の構造を示す。上部ケース３１の中央部は電池セルを分離するためのリブ４１が複数箇所に設けられている。但し、サーミスタ７及びリード線１２（図５では両面テープの下に隠れている）に対応する上部ケース３１の部分にはリブが設けられていない。つまり、下部ケース３２は２つの電池セルを隔離するように、電池セルの境界部分の全域にわたり複数の突起が設けられるのに対し、上部ケース３１には、電池セル１と電池セル２とによってできる谷間の上部に配置されるサーミスタ７及びそのリード線１２が存在する位置を除いて突起が設けられる。
【００２８】
このような構造により上部ケース３１は電池セルを分離して固定しつつ、サーミスタ７及びリード線１２を配置する空間を確保することができる。
【００２９】
（実施形態２）
図７は本発明の実施形態２を示す。実施形態１との相違点は、ケース外壁側のリブ５１の形状である。他の部分は実施形態１と同様であるため説明を省略する。本実施形態のリブは、ケースに一体に成形されたリブであるが、ケース外壁側のリブには、リブが衝撃により倒れることを防止するための補強部が設けられている。補強部は三角形状であり、リブを側方から支持する。特に、設計上リブの厚みを十分に取れないような場合には、補強部を設けることにより、衝撃に対してリブの破損を防止でき、リード板の破損も防止することができる。
【００３０】
（実施形態３）
図８は本発明の実施形態３を示す。実施形態１との相違点は、ケース外壁側のリブ６１の形状である。他の部分は実施形態１と同様であるため説明を省略する。本実施形態のリブ６１は、ケースに一体に成形されたリブであるが、形状は他のリブとは異なっている。電池セル１及び電池セル２を保持する機能を持たせたリブは内側に設け、ケース外壁側には電池セル１及び電池セル２の間にリード板が入り込むことを防止する機能を持たせたリブとして、直方体形状のリブ６１を形成したものである。本実施形態によると、ケース外壁側のリブは電池セル１及び電池セル２の間にリード板が入り込むことを防止する機能に特化して設計することができるため、電池を保持する機能とは別に最適な形状に設計することができる。
【００３１】
本発明の実施形態１〜３においては電池セルを２個使用する場合について説明したが、電池セルを３個以上使用した電池パックや電池セルの他の配置例においても、同様に、電池セルの電極を接続する金属リード板が電池セル間に入り込まないように電池セル間にリブを設けることで、部品点数を増加させずに低コストで衝撃時の金属リード板の破損を防止することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電池セル
２  電池セル
３  ケース
４  リード板
５  リード板
６  回路基板
７  サーミスタ
８  ワイヤコネクタ
１１  リブ
１２  リード線
１３  両面テープ
１４  正極端子
１５  負極端子
２１  封口板
２２  電池缶
２３  底部
２４  封止ピン
２５  防爆弁
３１  上部ケース
３２  下部ケース
４１  リブ
５１  リブ
６１  リブ
【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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【図８】
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