JP2017112004A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池セルに回路基板を接続してなる電池パックに関し、とくに回路基板に保護素子を実装してなる電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which a circuit board is connected to a secondary battery cell, and more particularly to a battery pack in which a protective element is mounted on a circuit board.
ノート型パソコンやスレート型ＰＣ（いわゆるタブレット）など、携帯機器の普及と共に、その電源として、充放電可能な二次電池セルを備える電池パックが求められている。このような電池パックには、二次電池セルの過充電や過放電を検出して電流を遮断する保護素子としてブレーカが内蔵されているものがある。ブレーカは二次電池セルに近接して設けられ、二次電池セルが発熱して所定の温度に達したときに開放されて電流を遮断するよう構成されている。 With the widespread use of portable devices such as notebook personal computers and slate PCs (so-called tablets), battery packs equipped with chargeable / dischargeable secondary battery cells are required as their power sources. Some of such battery packs have a built-in breaker as a protective element that detects overcharge or overdischarge of a secondary battery cell and interrupts the current. The breaker is provided close to the secondary battery cell, and is configured to be opened to cut off the current when the secondary battery cell generates heat and reaches a predetermined temperature.
しかしながら、電池パックの構成によっては、ブレーカを二次電池セルの温度が検出できる位置に設けることが困難な場合があった。例えば、図１７のように、二次電池セル１０１の封口板１１２と平行な姿勢でブレーカ１７１を配置した電池パックにおいては、二次電池セル１０１の発熱をブレーカ１７１で検出して確実に電流を遮断できる。一方、図１８に示すように、回路基板１０５を二次電池セル１０１の主面に対して平行な姿勢（封口板１１２に対して垂直な姿勢）で配置した構成においては、二次電池セル１０１の発熱をブレーカ１７１で正確に検出できず、二次電池セル１０１の発熱時に電流を遮断できないことがあった。
However, depending on the configuration of the battery pack, it may be difficult to provide the breaker at a position where the temperature of the secondary battery cell can be detected. For example, as shown in FIG. 17, in a battery pack in which the
本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものである。本発明の一の目的は、二次電池セルが接続される回路基板に保護素子を実装しながら、二次電池セルの発熱を保護素子で正確に検出して電流を遮断できる電池パックを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a conventional background. One object of the present invention is to provide a battery pack capable of accurately detecting heat generation of a secondary battery cell with the protection element and cutting off the current while mounting the protection element on a circuit board to which the secondary battery cell is connected. There is.
上記の目的を達成するため、本発明の電池パックによれば、端子面１Ｘに正負の接続リード板１６を有する二次電池セル１と、二次電池セル１と電気的に接続された回路基板５と、回路基板５に実装されると共に、二次電池セル１に直列に接続されて、二次電池セル１の温度を検出して電流を遮断する保護素子７とを備えている。回路基板５は、二次電池セル１の電極１０を設けた端子面１Ｘに近接するように配置されている。接続リード板１６は、保護素子７の表面に熱結合状態で積層されている。
To achieve the above object, according to the battery pack of the present invention, the
上記構成により、二次電池セルの端子面に設けた電極に接続された通電のための接続リード板を、回路基板に実装された保護素子の表面に熱結合状態で積層するので、二次電池セルが接続される回路基板に保護素子を実装しながら、二次電池セルの発熱を保護素子で確実に検出して電流を遮断できる。とくに、この電池パックは、二次電池セルの発熱を保護素子に熱伝導させるための専用の部材を用意することなく、端子面に設けた電極を回路基板に電気接続するための接続リード板を熱伝導のための部材に兼用するので、部品点数を増やすことなく、製造コストを抑えながら保護素子を確実に動作できる電池パックを製造できる。 With the above configuration, the connection lead plate for energization connected to the electrode provided on the terminal surface of the secondary battery cell is laminated in a thermally coupled state on the surface of the protective element mounted on the circuit board. While mounting the protection element on the circuit board to which the cell is connected, heat generation of the secondary battery cell can be reliably detected by the protection element and the current can be cut off. In particular, this battery pack has a connection lead plate for electrically connecting the electrode provided on the terminal surface to the circuit board without preparing a dedicated member for conducting heat generated by the secondary battery cell to the protective element. Since it is also used as a member for heat conduction, it is possible to manufacture a battery pack that can reliably operate the protective element while suppressing the manufacturing cost without increasing the number of components.
本発明の電池パックは、回路基板５を、二次電池セル１の主面１Ａと平行な姿勢で配置し、保護素子７は、外形を角型とする本体部７１Ｘを備えて、回路基板５に実装される状態で、本体部７１Ｘの幅広面７１ｘを端子面１Ｘに対して交差する姿勢で配置して、接続リード板１６を幅広面７１ｘに積層することができる。上記構成により、回路基板に実装される保護素子を二次電池セルの端子面に対して交差姿勢に配置しながら、二次電池セルの発熱を保護素子で正確に検出して電流を遮断することができる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明の電池パックは、保護素子７が、外形を角型とする本体部７１Ｘと、本体部７１Ｘの両端から突出する一対のリード板７１Ａ、７１Ｂとを備えて、接続リード板１６を、本体部７１Ｘの表面に積層させると共に、リード板７１Ａ、７１Ｂの一方に電気接続させて保護素子７と二次電池セル１とを直列に接続することができる。上記構成により、保護素子の本体部に積層される接続リード板を、保護素子のリード板に接続することで、保護素子と二次電池とを短い距離で直列に接続できる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明の電池パックは、回路基板５が、端子面１Ｘと対向する端縁部に、保護素子７を回路基板５の両面に表出させる状態で収納する切欠部５１を備えて、切欠部５１に配置される保護素子７を、回路基板５の第１面に電気接続し、接続リード板１６を回路基板５の第２面に電気接続することができる。上記構成により、保護素子と接続リード板とを回路基板の異なる面に電気接続するので、保護素子と接続リード板の接続部分におけるショート等の弊害を確実に防止できる。また、回路基板に設けた切欠部に回路基板の両面に表出する状態で保護素子を配置できるので、回路基板の第２面に配置される接続リード板を切欠部から表出する保護素子の表面に確実に積層できる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明の電池パックは、保護素子７と接続リード板１６を交差する姿勢で互いに積層することができる。上記構成により、接続リード板を保護素子の表面に確実に積層させて良好な熱結合状態を維持できる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明の電池パックは、二次電池セル１が、一面を開口した有底筒状の外装缶１１と、外装缶１１の開口を閉塞する封口板１２とを備えて、封口板１２を端子面１Ｘとして、封口板１２に設けた凸部電極１３を第１の電極１０Ａとし、封口板１２を第２の電極１０Ｂとして、端子面１Ｘに正負の電極１０を設けて、第１の電極１０Ａに接続された接続リード板１６を保護素子７に積層することができる。上記構成により、二次電池セルの凸部電極から伝導される熱を保護素子に伝導できるので、二次電池セル内部の発熱を凸部電極から保護素子に効果的に熱伝導させて保護素子を確実に動作させることができる。したがって、この電池パックは、二次電池セルの内部温度に近似する温度を保護素子で検出しながら二次電池セルを保護できる。
The battery pack of the present invention includes a bottomed cylindrical outer can 11 having an open surface on one side, and a
本発明の電池パックは、二次電池セル１が、一面を開口した有底筒状の外装缶１１と、外装缶１１の開口を閉塞する封口板１２とを備えて、封口板１２を端子面１Ｘとして、封口板１２に設けた凸部電極１３を第１の電極１０Ａとし、封口板１２を第２の電極１０Ｂとして、端子面１Ｘに正負の電極１０を設けて、第２の電極１０Ｂに接続された接続リード板１６を保護素子７に積層することができる。上記構成により、二次電池セルの封口板から伝導される熱を保護素子に伝導できるので、二次電池セルの封口板に近似する温度を保護素子に伝達して保護素子を動作させることができる。したがって、この電池パックは、二次電池セルの表面温度に近似する温度を保護素子で検出しながら二次電池セルを保護できる。
The battery pack of the present invention includes a bottomed cylindrical outer can 11 having an open surface on one side, and a
本発明の電池パックは、接続リード板１６を保護素子７の表面に面接触状態で連結することができる。上記構成により、接続リード板から伝導される熱を効果的に保護素子に伝導できる。
The battery pack of the present invention can connect the
本発明の電池パックは、接続リード板１６を接合部材７５を介して保護素子７の表面に連結することができる。上記構成により、接続リード板と保護素子とを確実に熱結合させて安定して熱伝導できる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明の一実施形態に係る電池パックを図１〜図６に示す。これ等の図に示す電池パックは、主としてノート型パソコンやタブレット等の薄型の携帯電子機器に装着されて、これ等の機器の電源として使用される。ただ、本発明の電池パックは、薄型の携帯電子機器以外の電気機器に装着して、電源として使用することもできる。 A battery pack according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. The battery pack shown in these figures is mainly mounted on a thin portable electronic device such as a notebook computer or tablet and used as a power source for these devices. However, the battery pack of the present invention can be used as a power source by being mounted on an electric device other than a thin portable electronic device.
図１〜図６に示す電池パック１００は、薄型の二次電池セル１と、二次電池セル１と電気的に接続され、保護回路を実装した回路基板５と、二次電池セル１と回路基板５を収納するホルダーケース２と、ホルダーケース２に収納された回路基板５をインサート成形してなる樹脂モールド部４と、回路基板５に実装されると共に、二次電池セル１に直列に接続されて、二次電池セル１の温度を検出して電流を遮断する保護素子７とを備えている。図に示す電池パック１００は、２個の二次電池セル１を備えており、これ等の二次電池セル１を対向する姿勢でホルダーケース２の両端部に配置すると共に、対向する二次電池セル１の間に回路基板５を配置して、二次電池セル１と回路基板５とを略同一平面に配置している。
（二次電池セル１）
1 to 6 includes a thin
(Secondary battery cell 1)
二次電池セル１は、幅よりも厚さが小さい外形であって、全体を薄い形状の角型電池としている。二次電池セル１は、図７に示すように、一面を開口した有底筒状の金属製の外装缶１１と、この外装缶１１の開口を閉塞する封口板１２とを備えている。外装缶１１の開口部は、金属板をプレス加工した平板状の封口板１２により、レーザー溶接でもって密封されている。図に示す二次電池セル１は、外装缶１１の両側を湾曲面としている。ただし、薄型の二次電池セルには、角形電池のみでなく、プラスチック製または金属製の外装フィルムの内部に電極を配置しているラミネート電池も使用できる。薄型の二次電池セル１は、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍのリチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池セルは、リチウムイオン二次電池以外の非水系電解液二次電池や、ニッケル−水素電池等の充電できる他の全ての二次電池とすることができる。二次電池セル１をリチウムイオン二次電池とする電池パック１００は、全体の電池容量を大きくできる。
The
二次電池セル１は、封口板１２を端子面１Ｘとして、この端子面１Ｘに正負の電極１０を設けている。図７に示す二次電池セル１は、封口板１２の中央部に、封口板１２と絶縁された凸部電極１３を設けている。この二次電池セル１は、封口板１２に設けた凸部電極１３を第１の電極１０Ａとし、封口板１２を第２の電極１０Ｂとして端子面１Ｘに正負の電極１０を設けている。図の二次電池セル１は、封口板１２の一方の端部にクラッド板１４を固定して、第２の電極１０Ｂを形成している。この二次電池セル１は、クラッド板１４を介して接続リード板１６を確実に接続できる。なお、図に示す二次電池セル１では、凸部電極１３（第１の電極１０Ａ）が負極となり、封口板１２及びクラッド板１４（第２の電極１０Ｂ）が正極となる。
The
さらに、二次電池セル１は、封口板１２に安全弁１５を設けている。安全弁１５は、電池の内圧が設定圧力よりも高くなるときに開弁して、内部のガス等を排出して、内圧上昇を防止する。ただ、二次電池セルの安全弁は、外装缶に設けてもよい。この場合、封口板を樹脂モールド部で埋設する電池パックは、内部のガス等の排出を外装缶の側面から容易に行うことができる。
Further, the
さらに、二次電池セル１は、端子面１Ｘに設けた正負の電極１０に、通電のための接続リード板１６を接続している。二次電池セル１は、第１の電極１０Ａである凸部電極１３に接続された第１接続リード板１６Ａと、第２の電極１０Ｂである封口板１２に接続された第２接続リード板１６Ｂを介して回路基板５に接続される。図に示す電池パック１００は、２個の二次電池セル１を回路基板５に接続している。２個の二次電池セル１は、回路基板５上において直列に接続されている。
なお、斯かる実施形態では、第１接続リード板及び第２接続リード板は、二次電池セル１の封口板１２に設けられた第１の電極１０Ａ及び第２の電極１０Ｂに接続される形態で設けられているが、これに限らず、例えば、ラミネート電池であれば、フィルムからなる外装体の内部に配置された電極体に直接接続されたリード板を、外装体の端子面から露出するように設けることによって、露出したリード板を接続リード板とするようにしてもよい。
Further, in the
In this embodiment, the first connection lead plate and the second connection lead plate are connected to the
（回路基板５）
回路基板５は、二次電池セル１の保護回路などを実現する電子部品を実装している。保護回路は、二次電池セル１の温度、電圧、電流などを検出して、充放電の電流をコントロールする。このことを実現する保護回路は、二次電池セル１の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）と、電流を検出する電流検出回路（図示せず）と、二次電池セル１の温度を検出する温度センサ（図示せず）と、二次電池セル１の充放電電流をコントロールするＦＥＴなどの半導体スイッチング素子（図示せず）と、二次電池セル１の温度や過電流を検出して動作する電流遮断素子等の保護素子７とを実装している。回路基板５への保護素子７の実装及びその接続の詳細については後述する。
(Circuit board 5)
The
回路基板５は、エポキシ樹脂製とすることができる。本発明の電池パックでは、ホルダーケース２により全体の強度を高めることができるので、回路基板５には、ガラス繊維等の補強繊維で補強された樹脂を使用することなく低コストに製造できる。ただ、ガラス繊維等で補強されたエポキシ樹脂で製造することもできる。ホルダーケース２に配置される回路基板５は、電池パックに要求される外形や大きさに応じて、その形状や大きさ、及びホルダーケースに配置される姿勢等が決定される。回路基板は、詳細には後述するが、ホルダーケースに形成される基板収納部に配置できる外形となるように形成される。
The
（ホルダーケース２）
ホルダーケース２は、二次電池セル１と回路基板５とを収納して定位置に配置している。ホルダーケース２は、薄型の二次電池セル１と回路基板５とを同一平面に配置できるように、全体を薄い板状であって、片側面（図２〜図６では上面）に二次電池セル１や回路基板５を収納できる収納開口を有する形状に樹脂で成形している。ホルダーケース２は、樹脂モールド部４を成形する樹脂とは異なる樹脂製であって、好ましくは耐熱性と強度に優れた樹脂、例えば、ポリカーボネートやＡＢＳ等の樹脂で成形される。これ等の樹脂で成形されるホルダーケース２は、耐熱温度を７０℃以上としながら、外形の寸法精度を高めることができる。
(Holder case 2)
The
ホルダーケース２は、二次電池セル１が配置される電池配置領域２１と、回路基板５が配置される基板配置領域２２とを同一平面に有している。図６に示すホルダーケース２は、２個の二次電池セル１を収納できるように、両端部に電池配置領域２１を設けて、対向する電池配置領域２１の間に基板配置領域２２を設けている。このように、電池配置領域２１と基板配置領域２２を有するホルダーケース２は、基板配置領域２２の大きさを調整することで、ホルダーケース２の外形を容易に変更できる。例えば、二次電池セル１はその規格や容量によりその外形が特定されるため、電池配置領域２１における大きさ等の設計変更は難しいが、基板配置領域２２は高い自由度で設計変形が可能である。したがって、このホルダーケース２は、電池パックに要求される外形を実現するために基板配置領域２２を最適な大きさや形状に設計変形することで、電子機器への対応を容易にできる。さらに、複数の二次電池セルを備える電池パックにおいては、収納する二次電池セルの個数や、電池配置領域と基板配置領域の配置を調整することによっても、ホルダーケースの外形を容易に変更して、電池パックが装着される電子機器への対応を容易にできる。
The
図６に示すホルダーケース２は、全体の外形を一方向に延在された矩形状としている。このホルダーケース２は、長手方向の両端部に電池配置領域２１を形成すると共に、中間に形成される基板配置領域２２を長手方向に延在された形状として、ホルダーケース２の全長を調整している。この基板配置領域２２には、対向して配置される二次電池セル１の端子面１Ｘに回路基板５の両端が近接するように、長手方向に延在された回路基板５が配置される。
The
ここで、ホルダーケース２の外形を調整するために、面積を広くする基板配置領域２２においては、配置される回路基板５や樹脂モールド部４を小さくしてコストを下げることが求められる。このことを実現するために、図６に示すホルダーケース２は、基板配置領域２２を、回路基板５が配置されて樹脂モールド部４が成形される樹脂成形領域２３と、樹脂モールド部４が成形されない中空領域２４とに区画している。図に示すホルダーケース２は、基板配置領域２２の中央部であって、対向する二次電池セル１の端子面１Ｘの中央部を繋ぐ領域を樹脂成形領域２３とし、樹脂成形領域２３の両側を中空領域２４としている。樹脂成形領域２３と中空領域２４は、区画壁３３で区画されている。図のホルダーケース２は、基板収納領域２２の中央部に、長手方向に沿って一対の区画壁３３を設けており、対向する区画壁３３の間に回路基板５を収納する基板収納部２６を形成している。
Here, in order to adjust the outer shape of the
中空領域２４は、格子状に縦横に交差する複数の補強リブ３４を設けて、全体を複数の中空室２８に分割して補強している。このように、基板配置領域２２に中空領域２４を設けて、複数の中空室２８を設ける構造は、ホルダーケース２を軽量にしながら、使用する絶縁成形樹脂を少なくして製造コストを低減できる。図６のホルダーケース２は、基板配置領域２２の両側に中空部２４を設けているが、ホルダーケースは、要求される外形に応じて、中空部の配置や形状、大きさ等を種々に変更できる。ただ、ホルダーケースは、必ずしも基板配置領域に中空領域を設ける必要はなく、基板配置領域全体を基板収納部とすることもできる。例えば、基板配置領域を、全長を短くして幅方向（ホルダーケースの短手方向）に長くする構造においては、中空領域を設けることなく、対向する二次電池セルの間に、短手方向に延在する回路基板を収納する基板収納部を設けることもできる。
The
図３〜図６に示すホルダーケース２は、矩形状の外周に沿って周壁３０を設けて、内側に二次電池セル１を収納する電池収納部２５と回路基板５を収納する基板収納部２６とを設けている。ホルダーケース２は、図３に示すように、基板配置領域２２の底面となる底面プレート３２を電池配置領域２１の底面となる表面プレート３１よりも高くなる段差構造として、回路基板５が配置される基板収納部２６を電池収納部２５よりも浅く成形している。この構造は、回路基板５をインサート成形する樹脂モールド部４を薄く成形して使用する絶縁成形樹脂の量を少なくできる。さらに、図に示すホルダーケース２は、外周に設けた周壁３０から外側に突出する複数の突出片３８を一体成形して設けている。この突出片３８は、電池パック１００が装着される電子機器に連結するための連結部として使用される。
The
ホルダーケース２は、電池配置領域２１に、二次電池セル１の外形に沿うフレーム部２７を備えており、このフレーム部２７の内側を電池収納部２５としている。フレーム部２７は、二次電池セル１の端子面１Ｘに沿う保持壁３５と、端子面１Ｘを除く３辺に沿う周壁３０と、二次電池セル１の一方の主面１Ａに沿う表面プレート部３１とを備えている。保持壁３５は、図５に示すように、基板収納部２６と対向する部分をカットして、電池収納部２５と基板収納部２６とを連通させている。表面プレート部３１は、中央部を開口して、二次電池セル１の主面１Ａの外周縁部に沿う四角いリング形状としている。フレーム部２７の周壁３０の高さは、二次電池セル１の厚さとほぼ等しくして、電池収納部２５に二次電池セル１を収納できるようにしている。フレーム部２７の内形は、二次電池セル１の外形とほぼ等しくして、ここに収納される二次電池セル１を定位置に配置できるようにしている。二次電池セル１は、一対の電極１０を設けた端子面１Ｘが基板配置部２２と対向する姿勢となるようにフレーム部２７に収納される。
The
基板収納部２６は、図８に示すように、対向する一対の区画壁３３と底面プレート３２とで囲まれた空間に形成される。この基板収納部２６は、回路基板５が配置されると共に、溶融された絶縁成形樹脂が内部に充填されて樹脂モールド部４が成形される。図８の基板収納部２６は、連結機構１９を介して回路基板５を定位置に固定している。図に示す連結機構１９は、ホルダーケース２に設けられて回路基板５の両側縁部を係止する係止リブ３６及び係止フック３７と、回路基板５に設けた係止部５６とで構成している。ホルダーケース２は、一方の区画壁３３（図８において右側）に、係止リブ３６として、基板収納部２６の内側に突出する垂直リブ３６ａと水平リブ３６ｂとを設けると共に、この区画壁３３と対向する側に位置して、底面プレート３２から突出する係止フック３７を設けている。水平リブ３６ｂは水平方向に配置されており、底面プレート３２との間に回路基板５の側縁部を挿入できるようにしている。回路基板５は、図５に示すように、係止部５６として、垂直リブ３６ａと対向する位置にスリット凹部５６ａを設けると共に、係止フック３７と対向する位置には係止凹部５６ｂを設けている。この連結機構１９は、スリット凹部５６ａに垂直リブ３６ａを案内して回路基板５の左右方向の位置を特定する。さらに、連結機構１９は、水平リブ３６ｂと底面プレート３２の間に回路基板５の一方の側縁部を挿入すると共に、回路基板５の反対側の側縁部に設けた係止凹部５６ｂに係止フック３７のフック部を係止させて回路基板５を抜けないように定位置に固定する。
As shown in FIG. 8, the
さらに、図５と図６に示すホルダーケース２は、基板収納部２６に配置される回路基板５を樹脂モールド部４にインサート成形するために、溶融された絶縁成形樹脂を注入するための樹脂注入ガイド２９を基板配置領域２２に設けている。図５のホルダーケース２は、基板収納部２６の一方の端部（図において左側）と外部とを連通する通路を設けて樹脂注入ガイド２９としている。図５に示す樹脂注入ガイド２９は、対向する通路壁３９によって、中空室２８と区画されている。この構造のホルダーケース２は、樹脂モールド部４の成形時において、基板配置領域２２の開口部側を成形金型（図示せず）で閉塞して基板収納部２６の内部に成形室が形成される。樹脂注入ガイド２９は、周壁３０に注入孔２９ａを開口しており、樹脂注入時において、基板配置領域２２の開口部を成形金型で閉塞する状態で、この注入孔２９ａを外部に表出させるようにしている。
Furthermore, the
さらに、ホルダーケース２は、基板収納部２６の一方の端部側に設けた樹脂注入ガイド２９に加えて、基板収納部２６の反対側の端部と外部とを連通する第２の樹脂注入ガイドを設けることもできる。この構造は、樹脂モールド部の成形工程において、２箇所から絶縁成形樹脂を注入できるので、絶縁成形樹脂の注入時間を短縮しながら、成形室の隅々まで絶縁成形樹脂を充填できる特長がある。
In addition to the resin injection guide 29 provided on one end side of the
（樹脂モールド部４）
樹脂モールド部４は、回路基板５、回路基板５に実装された電子部品、及び二次電池セル１の端子面１Ｘの一部または全体を絶縁成形樹脂に埋設して定位置に固定する。樹脂モールド部４は、回路基板５と二次電池セル１とをホルダーケース２の定位置に配置した状態で、ホルダーケース２の収納開口を成形金型（図示せず）で閉塞して成形室を形成し、この成形室に溶融された絶縁成形樹脂を注入して成形される。
(Resin mold part 4)
The
樹脂モールド部４は、熱可塑性樹脂を加熱し溶融状態で成形室に注入して成形される。絶縁成形樹脂の熱可塑性樹脂は、低温に加熱して、低圧で成形室に注入して成形できる樹脂、たとえば、ポリアミド樹脂やポリオレフィン系やウレタン系の熱可塑性樹脂を使用する。低温低圧で成形室に注入される樹脂は、二次電池セル１や回路基板５の実装部品に熱による悪影響を及ぼさない特徴がある。成形室に注入される溶融樹脂の温度は、ホルダーケース２の耐熱温度よりも低くすることが好ましく、例えば、７０℃以下とする。ポリオレフィン系の樹脂はポリアミド樹脂に比較して機械的強度が高いので、回路基板５や二次電池セル１をより強固に連結できる特徴がある。ポリアミド樹脂はポリオレフィン系の樹脂に比較して使用温度範囲が−４０℃〜１５０℃と広いので、二次電池セル１が使用中に高温になる場合でも強固に連結できる特徴がある。成形室に注入される溶融された絶縁成形樹脂は、回路基板５を埋設して、二次電池セル１の端子面１Ｘの一部または全体を埋設して、これらを埋設して定位置に固定する。
The
回路基板５を埋設する樹脂モールド部４は、回路基板５に実装されるＦＥＴなどの半導体スイッチング素子も埋設している。この構造は、半導体スイッチング素子の発熱を樹脂モールド部４に伝導して放熱できる。したがって、樹脂モールド部４は、半導体スイッチング素子等の発熱部材の発熱を吸収して温度上昇を少なくし、さらに吸収した熱エネルギを表面から放熱して、半導体スイッチング素子の温度上昇を小さくする。また、回路基板５と二次電池セル１の端子面１Ｘを樹脂モールド部４に埋設しているので、回路基板５と二次電池セル１の端子面１Ｘとを防水構造にできる特徴もある。
The
さらに、図２に示す樹脂モールド部４は、表面に複数列の溝部４１を形成している。複数列の溝部４１は、回路基板５の長手方向に沿って設けられている。このように、樹脂モールド部４の表面に複数列の溝部４１を設ける構造は、使用する絶縁成形樹脂の量を少なくして製造コストを低減できる特徴がある。図に示すように、複数列の溝部４１は、例えば、絶縁成形樹脂で樹脂モールド部４を成形する成形室の内面であって、成形金型の表面に複数列の凸条を形成することで実現できる。ここで、図２に示す樹脂モールド部４は、回路基板５の長手方向に沿って複数列の溝部４１が形成されるようにしている。この構造は、図６の矢印Ａで示すように、樹脂注入ガイド２９から供給される溶融状態にある絶縁成形樹脂を、矢印Ｂで示すように、回路基板５の長手方向に沿ってスムーズに流入できる特徴がある。すなわち、成形室に注入される絶縁成形樹脂は、成形金型の表面に形成された複数列の凸条に沿って流動させて注入側の反対側まで充填することができる。これにより、一方向に延長された回路基板５の片側から溶融状態にある絶縁成形樹脂を注入しながら、反対側にまで流動させて成形室の隅々まで充填できる。なお、成形室の端部から溶融樹脂を注入する構造は、回路基板５に引出線６や接続リード板１６を半田付けする際に微細な半田屑が発生して回路基板５上に残存することがあっても、流動される溶融樹脂により成形室の隅部まで押し流すことができるので安全性を向上できる。さらに、表面に複数列の溝部４１を設けている樹脂モールド部４は、表面側の表面積を広くできるので、この部分からの放熱特性を向上して放熱できる特徴も実現できる。ただ、樹脂モールド部は、必ずしも表面に溝部を設ける必要はなく、表面を平面状に成形することもできる。
Further, the
（保護素子７）
保護素子７は、二次電池セル１の温度を検出して、検出温度が設定温度よりも高くなると電流を遮断する素子であって、ブレーカ７１やヒューズ、ＰＴＣ等が使用できる。すなわち、本明細書において、保護素子７とは、二次電池セル１の温度上昇や回路に流れる過電流を検出して電流を遮断するブレーカ７１やヒューズ、ＰＴＣ等の電流遮断素子を含む広い意味で使用する。図に示す回路基板５は、長手方向における両端部であって、二次電池セル１の端子面１Ｘと対向する位置にブレーカ７１を配置している。
(Protective element 7)
The
（ブレーカ７１）
保護素子７であるブレーカ７１は、電池パック１００に内蔵される各二次電池セル１に対して配置されている。図に示す電池パック１００は２個の二次電池セル１を備えているので、２個のブレーカ７１を各々の二次電池セル１に接続している。各ブレーカ７１は、回路基板５の端縁部に実装されており、図５に示すように、二次電池セル１を回路基板５に接続する接続リード板１６を介して、対向する二次電池セル１に直列に接続されている。
(Breaker 71)
The
ブレーカ７１は、図９と図１０に示すように、外形を角型とする本体部７１Ｘと、この本体部の両端から突出する一対のリード板７１Ａ、７１Ｂとを備えている。図のブレーカ７１は、回路基板５の端縁部に形成された切欠部５１に全体を収納する状態で配置されている。図の回路基板５は、端子面１Ｘと対向する端縁部をコ字状に切り欠いて、ブレーカ７１を回路基板５の両面に表出させる状態で収納する切欠部５１を設けている。このブレーカ７１は、切欠部５１に配置される状態で、本体部７１Ａの表面を、回路基板５の表面と略同一平面に配置している。さらに、切欠部５１に配置されるブレーカ７１は、回路基板５の第１面である裏側面に電気接続されている。このブレーカ７１は、図１０に示すように、回路基板５の第１面において、切欠部５１の両側部から内側に突出して固定された一対の接続プレート５３を介して回路基板５に接続されている。具体的には、ブレーカ７１の一方のリード板７１Ａを第１接続プレート５３Ａに接続すると共に、他方のリード板７１Ｂを第２接続プレート５３Ｂに接続して回路基板５に接続している。接続プレート５３には、例えばニッケル板等の金属板が使用できる。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
さらに、回路基板５の裏側面に固定された第１接続プレート５３Ａは、回路基板５の内部に配線された金属パターンである接続ライン５４を介して、回路基板５の第２面である表側面に形成された第１接続ランド５２Ａに電気接続されている。図９に示す回路基板５は、二次電池セル１から引き出された一対の接続リード板１６を接続するために、第２面の端部に一対の接続ランド５２を形成している。二次電池セル１は、第１接続リード板１６Ａが第１接続ランド５２Ａに接続されると共に、第２接続リード板１６Ｂが第２接続ランド５２Ｂに接続されて回路基板５の第２面に電気接続される。この二次電池セル１は、第２の電極１０Ｂ側では、平面電極１４→第２接続リード板１６Ｂ→第２接続ランド５２Ｂの順に通電して、回路基板５のプラス側出力ライン（図示せず）に出力する。また、二次電池セル１は、第１の電極１０Ａ側では、回路基板５のマイナス側出力ライン（図示せず）から供給される電力が、第２接続プレート５３Ｂ→リード板７１Ｂ→ブレーカ７１の本体部７１Ｘ→リード板７１Ａ→第１接続プレート５３Ａ→接続ライン５４→第１接続ランド５２Ａ→第１接続リード板１６Ａ→凸部電極１３の順に通電されて二次電池セル１に入力される。このように、二次電池セル１の負極側である第１の電極１０Ａをブレーカ７１を接続する構造は、保護素子７をグランド側に接続できるので、安全性を確保できる。ただ、ブレーカは二次電池セルの正極側である第２の電極に接続することもできる。
Further, the
以上の構造は、回路基板５の第１面である裏側面においてブレーカ７１のリード板７１Ａ、７１Ｂを回路基板５に接続し、回路基板５の第２面である表側面において二次電池セル１から引き出された接続リード板１６を回路基板５に接続するので、ブレーカ７１と接続リード板１６とを接近させて配線する状態においても、接続リード板１６とリード板７１Ａ、７１Ｂとが接触してショートするのを確実に阻止できる特長がある。ただ、ブレーカは、必ずしも回路基板に設けた切欠部に配置する必要はなく、回路基板の表面に実装することもできる。このように配置されるブレーカは、例えば、リフロー半田等の方法で簡単に回路基板に実装することができる。
In the above structure, the
さらに、電池パック１００は、二次電池セル１の発熱を、保護素子７であるブレーカ７１で確実に検出するために、ブレーカ７１の本体部７１Ｘの表面に接続リード板１６を熱結合状態で積層している。図９と図１０に示す電池パック１００は、回路基板５を、二次電池セル１の主面１Ａと平行な姿勢で配置しており、回路基板５に実装されるブレーカ７１の本体部７１Ｘの幅広面７１ｘが端子面１Ｘに対して交差する姿勢で配置されている。図９と図１０に示す構造では、第１の電極１０Ａである凸部電極１３に接続された第１接続リード板１６Ａを、ブレーカ７１の本体部７１Ｘの幅広面７１ｘに積層する状態で配置して、ブレーカ７１の本体部７１Ｘと第１接続リード板１６Ａとを熱結合させている。これにより、二次電池セル１の発熱を効果的にブレーカ７１に熱伝導させて、二次電池セル１の温度が設定温度まで上昇すると、この発熱をブレーカ７１で確実に検出して電流を遮断できようにしている。
Further, the
図に示す第１接続リード板１６Ａは、ブレーカ７１の本体部７１Ｘに対して交差する姿勢で配置されており、第１接続リード板１６Ａの先端部を第１接続ランド５２Ａに接続する状態で、第１接続リード板１６Ａの中間部を、本体部７１Ｘの表面に確実に接触させるようにしている。とくに、図に示すブレーカ７１は、回路基板５に設けた切欠部５１に配置することで、本体部７１Ｘの表面を回路基板５の表側面と略同一平面としている。このため、二次電池セル１の電極１０から引き出された接続リード板１６を回路基板５の表側面に設けた接続ランド５２に接続する状態で、接続リード板１６を理想的にブレーカ７１の本体部７１Ｘの表面に積層させて接触させることができる。
The first
さらに、電池パックは、図１１に示す構造で、保護素子７であるブレーカ７１と接続リード板１６とを熱結合させることもできる。図に示す回路基板５は、第２面である表側面にブレーカ７１を実装している。接続リード板１６は、凸部電極１３に接続される第１接続リード板１６ＣをＬ字状に折曲した形状としている。この第１接続リード板１６Ｃは、先端部を回路基板５に設けた第１接続ランド５２Ａに接続すると共に、中間部をブレーカ７１の本体部７１Ｘの幅広面７１ｘに積層して熱結合させている。この構造は、簡単な構造でブレーカ７１を回路基板５に実装しながら、接続リード板１６をブレーカ７１の表面に確実に熱結合状態で積層できる。
Furthermore, the battery pack can have the structure shown in FIG. 11, and the
以上の電池パック１００は、二次電池セル１の凸部電極１３に接続された接続リード板１６をブレーカ７１に積層している。このように、二次電池セル１の凸部電極１３に接続された接続リード板１６をブレーカ７１に熱結合させる構造は、二次電池セル内部の発熱を凸部電極１３からブレーカ７１に効果的に熱伝導させてブレーカ７１を確実に動作させることができる。ただ、電池パックは、図示しないが、二次電池セルの封口板に接続された接続リード板をブレーカに積層させて、二次電池セルの発熱を検出することもできる。
In the
ここで、二次電池セル１の外装缶１１に収納される電極体（図示せず）は、正負の電極板をセパレータで絶縁して積層しており、一方の電極板が外装缶１１及び封口板１２に電気接続され、他方の電極板が凸部電極１３に電気接続されている。このため、一方の電極１０である凸部電極１３に接続される接続リード板１６をブレーカ７１に熱伝導させる構造では、より効果的な温度検出が可能となる。例えば、二次電池セル１の内部温度に近似する温度をブレーカ７１で検出しながら二次電池セル１を保護できる。これに対して、他方の電極である封口板１２に接続された接続リード板１６をブレーカに熱結合させて温度を検出する構造では、封口板１２及び外装缶１１の広い表面から放熱された状態での温度が検出される。したがって、この電池パック１００は、二次電池セルの表面温度に近似する温度を保護素子で検出しながら二次電池セルを保護できる。
Here, an electrode body (not shown) housed in the outer can 11 of the
以上の電池パック１００は、ブレーカ７１の本体部７１Ｘの幅広面７１ｘに接続リード板１６を面接触状態で積層して熱結合状態としている。ただ、本発明は、接続リード板１６を直接に保護素子７の表面に接触させることなく、図１１の鎖線で示すように、接続リード板１６を接合部材７５を介して保護素子７の表面に連結することもできる。このような接合部材７５として両面テープや接着剤が使用できる。とくに、薄膜の両面テープや熱伝導性に優れた接着剤を使用することで、良好な熱伝導を実現できる。このように、接続リード板１６と保護素子７の表面とを接合部材７５で接合させる構造は、樹脂モールド部の成形時において、充填される溶融樹脂が接続リード板と保護素子との間に浸入するのを防止して、安定した結合状態を維持できる特徴がある。したがって、本明細書において、接続リード板を保護素子の表面に熱結合状態に積層するとは、面接触状態で積層する状態だけでなく、接合部材を介在させて積層する状態を含む広い意味で使用する。
In the
以上のようにして、二次電池セル１の電極１０に接続される接続リード板１６を保護素子７の表面に熱結合させて温度検出する構造は、接続リード板１６と保護素子７との接触面積を調整することで熱伝導状態を調整することができ、あるいは、接続リード板１６と保護素子７の間に介在される接合部材の有無やその量によっても熱伝導状態を調整することができる。接続リード板１３と保護素子７は、積層される面積を広くすることで熱伝導を良好にできる。また、接続リード板１３と保護素子７は、積層される面積を狭くし、あるいは、両面テープや接着剤等の接合部材を介在させることで熱伝導を抑制させて、最適な熱伝導状態に調整することができる。
As described above, the structure in which the
（引出線６）
さらに、図１〜図６に示す電池パック１００は、複数の引出線６を回路基板５に接続して、これを樹脂モールド部４から外部に引き出している。引出線６は、正負の電力ラインと信号ラインからなり、電池パック１００をセットする機器のコネクタに直接に接続される。複数の引出線６は、一端を回路基板５に連結すると共に、他端にはコネクタ６９を接続している。引出線６は、一端が回路基板５に接続された状態で、絶縁成形樹脂に埋設されて固定され、回路基板５がインサート成形された樹脂モールド部４から外部に引き出される。複数の引出線６は、図１２に示すように、回路基板５に接続される端部を、位置決め機構６０を介して定位置に配置している。
(Leader 6)
Further, in the
図１２〜図１４に示す位置決め機構６０は、ホルダーケース２に一体成形して設けている。図に示すホルダーケース２は、基板収納部２６に配置された回路基板５の定位置に複数の引出線６を配置するために、基板収納部２６の外周面であって区画壁３３の一部に位置決め機構６０を設けている。図１２〜図１４に示す位置決め機構６０は、複数の引出線６を平行な姿勢で所定の間隔で配置できるように、互いに平行な姿勢で形成された複数列の櫛状リブ６１を備えており、隣接する櫛状リブ６１の間に引出線６を挿入して定位置に配置する複数列のガイド溝６２を設けている。複数列のガイド溝６２は、各々の引出線６を別々に独立して挿入でき、かつ挿入された引出線６を櫛状リブ６１に沿って移動できるようにしている。
The
図１４に示す位置決め機構６０は、複数列の櫛状リブ６１を等間隔に並設して複数列のガイド溝６２を等間隔に設けている。この位置決め機構６０は、各々のガイド溝６２に引出線６を挿入して、各引出線６を一定の間隔に配置する。ガイド溝６２の間隔は、先端のコネクタ６９に連結している引出線６の間隔とほぼ等しくすることができる。この位置決め機構６０は、コネクタ６９に連結している各引出線６を、コネクタ６９の近傍で速やかにガイド溝６２に案内できる。それは、コネクタ６９を介して複数の引出線６をガイド溝６２の間隔に配置できるので、複数の引出線６をガイド溝６２に押し込んで、全ての引出線６を簡単にガイド溝６２に挿入できるからである。
The
ガイド溝６２は、引出線６を挿入できる深さと幅を有すると共に、上端開口６３を引出線６の太さよりもやや狭くして、ここに挿入される引出線６が外部に抜けるのを防止している。図１３と図１４に示すガイド溝６２は、櫛状リブ６１の上端部を内側に突出する形状に形成して上端開口６３を狭くしている。このガイド溝６２は、上端開口６２の開口幅を引出線６の外形よりも小さく、かつ、引出線６の芯線６ａの太さよりも大きくしている。このガイド溝６２は、上端開口６３から引出線６を押し込むことで、引出線６を簡単に挿入できると共に、ガイド溝６２に挿入した状態では、引出線６をガイド溝６２に沿って摺動させることができる。
The
さらに、図１３と図１４に示す位置決め機構６０は、ガイド溝６２の回路基板５側であって、基板収納部２６との境界である区画壁３３に、引出線６の外周面に沿う円形溝６４を設けている。このように、回路基板側の端面に形成される円形溝６４は、ここに挿通される引出線６との隙間を狭くできるので、樹脂モールド部４の成形時に成形室となる基板収納部２６に充填される溶融樹脂がガイド溝６２から外部に漏れるのを有効に防止できる。さらに、図に示すホルダーケース２は、引出線６が引き出される側の周壁３０と位置決め機構６０との間に引出線６を通過させる引き出し凹部６６を設けている。
Further, the
以上の位置決め機構６０は、上端開口６３からそれぞれのガイド溝６２に引出線６を挿入する状態で、引出線６を軸方向に摺動できるようにしている。この位置決め機構６０は、コネクタ６９の近傍で引出線６をガイド溝６２に挿入した後、コネクタ６９をガイド溝６２から遠ざける方向に移動させて、ホルダーケース２から引き出される引出線６の長さが所定の長さとなるように調整する。複数の引出線６は、ホルダーケース２から所定の長さが引き出された状態で、先端部が回路基板５に半田付けして接続される。さらに、位置決め機構６０は、回路基板４にハンダ付けされる引出線６の先端部を回路基板５との接続部分まで移動させた状態で、複数の引出線６を一定の間隔に配置する。回路基板４には、図１２に示すように、位置決め機構６０で一定の間隔に保持される引出線６の先端部をハンダ付けできる位置に、複数の接続部５５を設けている。複数の接続部５５の間隔は、位置決め機構６０が引出線６を配置する間隔に等しいので、各引出線６の先端をハンダ付けする接続部５５に配置して、各引出線６を能率よくハンダ付けできる。位置決め機構６０を介して回路基板５の定位置に接続された複数の引出線６は、回路基板５が絶縁成形樹脂に埋設される状態で固定されて、樹脂モールド部４から外部に引き出される。
The
以上の位置決め機構６０は、ホルダーケース２に一体成形して設けている。ただ、位置決め機構６０は、ホルダーケース２と別部材の位置決めホルダとして、ホルダーケースに連結して固定することもできる。この位置決めホルダは、前述の位置決め機構と同様の形状とすることができ、ホルダーケースには、位置決めホルダを定位置に配置する連結部を設けることができる。この位置決めホルダは、例えば、回路基板の定位置に固定した状態で、引出線を接続し、その後、ホルダーケースの基板収納部に回路基板を配置してホルダーケースの定位置に配置することができる。
The
（外装シート８）
さらに、電池パック１００は、二次電池セル１の周囲を外装シート８で被覆している。図１の電池パック１００は、ホルダーケース２のフレーム部２７に収納された二次電池セル１とフレーム部２７とを外装シート８で被覆して固定している。この外装シート８は絶縁シートで、二次電池セル１の外周を絶縁しながら、フレーム部２７と二次電池セル１とを強固に連結している。
(Exterior sheet 8)
Furthermore, the
以上の電池パック１００は、以下のようにして製造される。
（１）回路基板５に保護素子７であるブレーカ７１を接続する。回路基板５は、図５に示すように、長手方向の両端部であって、二次電池セル１の端子面１Ｘと対向する部分にブレーカ７１が固定される。ブレーカ７１は、図９と図１０に示すように、回路基板５の端部に設けた切欠部５１に配置されると共に、本体部７１Ｘの両端から突出するリード板７１Ａ、７１Ｂが回路基板５に設けた接続プレート５３に接続される。
The
(1) The
（２）回路基板５をホルダーケース２に配置する。回路基板５は、ホルダーケース２の基板収納部２６に案内されて、図８に示すように、連結機構１９を介して係止構造で定位置にセットされる。
(2) The
（３）ホルダーケース２にセットされた回路基板５に引出線６を接続する。図４と図６に示す引出線６は、他端にコネクタ６９を備えており、コネクタ側の中間部を位置決め機構６０のガイド溝６２に挿入した後、コネクタ６９をガイド溝６２から遠ざける方向に移動させて引出線６の長さを調整する。この状態で、複数の引出線６の先端部が回路基板５に半田付けして接続される。
(3) The
（４）ホルダーケース２の電池収納部２５に二次電池セル１を配置する。図５に示すホルダーケース２は、両端部にフレーム部２７を備えており、このフレーム部２７の内側に二次電池セル１をセットして定位置に配置する。２個の二次電池セル１は、端子面１Ｘが互いに対向する姿勢で配置される。
(4) The
（５）二次電池セル１の端子面１Ｘに接続された一対の接続リード板１６を回路基板５に接続する。二次電池セル１は、図９に示すように、第１の電極１０Ａに接続された第１接続リード板１６Ａが、ブレーカ７１の表面に積層する状態で配置されて、回路基板５の第１接続ランド５２Ｂに接続され、第２の電極１０Ｂに接続された第２接続リード板１６Ｂが、回路基板５の第２接続ランド５２Ｂに接続される。
(5) A pair of
（６）ホルダーケース２の基板配置領域２２の開口部側を成形金型（図示せず）で閉塞して基板収納部２６の内部に成形室を成形する。この状態で、溶融された絶縁成形樹脂を樹脂注入ガイド２９の注入孔２９ａから注入して樹脂モールド部４を成形する。
(6) The opening side of the
（７）絶縁成形樹脂が硬化して、成形金型を脱型した後、ホルダーケース２のフレーム部２と二次電池セル１とを外装シート８で被覆する。
(7) After the insulating molding resin is cured and the molding die is removed, the
以上の電池パック１００は、対向する二次電池セル１を両端部に配置して、これ等の間に回路基板５を配置する構造としているが、電池パックは、複数の二次電池セルを端子面が同一平面に位置するように横に並べて配置し、複数の端子面と対向する位置に回路基板を配置することもできる。
The
さらに、以上の実施形態の電池パック１００は、２個の二次電池セル１をホルダーケース２の両端部に配置して、対向する二次電池セル１の間に回路基板５を配置する構造としたが、本発明の電池パックは、１個の二次電池セルを備えることも、３個以上の二次電池セルを備えることもできる。以下、本発明の他の実施形態に係る電池パックとして、１個の二次電池セル１を備える電池パック２００の一例を図１５に、また、４個の二次電池セル１を備える電池パック３００の一例を図１６にそれぞれ示している。ここで、図１５と図１６に示す電池パック２００、３００は、樹脂モールド部と外装シートを除いた状態を示している。また、これ等の図に示す実施形態において、前述の実施形態と同じ構成要素については、同符号を付してその詳細な説明は省略している。
Furthermore, the
図１５に示す電池パック２００は、ホルダーケース２Ｂが、１個の二次電池セル１が配置されるフレーム部２７Ｂで構成される電池配置領域２１Ｂと、この二次電池セル１の端子面１Ｘに沿って回路基板５Ｂが配置される基板配置領域２２Ｂとを備えている。図に示す基板配置領域２２Ｂは、中空部を設けることなく、樹脂成形領域２３Ｂのみを設けており、この樹脂成形領域２３Ｂを基板収納部２６Ｂとして回路基板５Ｂを配置している。ただ、ホルダーケースは、図の鎖線で示すように、基板収納部の設計変更等により領域を広くする場合に中空部を設けることもできる。図の回路基板５Ｂは、ホルダーケース２Ｂの短手方向に延在された形状としており、二次電池セル１の端子面１Ｘと対向する側縁部に保護素子７であるブレーカ７１を実装している。また、この電池パック２００は、ホルダーケース２Ｂの周壁３０Ｂに設けた位置決め機構６０Ｂを介して複数の引出線６を回路基板５Ｂの定位置に接続すると共に、コネクタ６９を接続した引出線６を外部に引き出す構造としている。
In the
さらに、図１６に示す電池パック３００は、ホルダーケース２Ｃが、両端部にそれぞれ２個ずつの二次電池セル１が配置されるフレーム部２７Ｃで構成される電池配置領域２１Ｃを有すると共に、これらの電池配置領域２１Ｃの間に基板配置領域２２Ｃを設けて回路基板５を配置している。電池配置領域２１Ｃは、２個の二次電池セル１を収納できるように、３辺を囲う周壁３０Ｃと、隣接する二次電池セル１の間に配置される中間壁４０とで、２つの電池収納部２５を形成している。さらに、基板配置領域２２Ｃは、樹脂モールド部が形成される樹脂成形領域２３Ｃと、中空領域２４Ｃとが形成されている。図１６に示す電池パック３００は、図において前方に配置される２個の二次電池セル１の間に基板収納部２６を設けて回路基板５を配置し、図において後方に配置される２個の二次電池セル１の間には回路基板を配置することなく、ほぼ全体を中空領域２４Ｃとしている。
In addition, the
また、図１６に示す電池パック３００においては、前方に配置される２個の二次電池セル１の端子面１Ｘと対向する位置に回路基板５を配置し、後方に配置される２個の二次電池セル１は、延長リード板１７を介して回路基板５に接続する構造としている。この電池パック３００は、延長リード板１７が配置される領域を樹脂成形領域２３Ｃとして、絶縁成形樹脂を充填することで、後方に配置される二次電池セル１の端子面１Ｘ及び延長リード板１７を樹脂モールド部にインサートして固定できる。
Further, in the
以上、本発明の実施形態乃至実施例を図面に基づいて説明した。ただ、上記の実施形態乃至実施例は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は上記のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以上の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 The embodiments and examples of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the above embodiments and examples are examples for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the above. Moreover, this specification does not specify the member shown by the claim as the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the above description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
本発明の電池パックは、薄型の二次電池セルと回路基板を同一平面に配置して強固に連結できるので、薄くて高電圧や高電池容量の電池パックが要求されるノート型パソコンやタブレットなどの携帯電子機器に好適に使用される。 Since the battery pack of the present invention can be firmly connected by arranging the thin secondary battery cell and the circuit board on the same plane, the laptop PC or tablet which requires a thin, high voltage or high battery capacity battery pack, etc. It is suitably used for portable electronic devices.
１００、２００、３００…電池パック
１…二次電池セル
１Ａ…主面
１Ｘ…端子面
２、２Ｂ、２Ｃ…ホルダーケース
４…樹脂モールド部
５、５Ｂ…回路基板
６…引出線
６ａ…芯線
７…保護素子
８…外装シート
１０…電極
１０Ａ…第１電極
１０Ｂ…第２電極
１１…外装缶
１２…封口板
１３…凸部電極
１４…クラッド板
１５…安全弁
１６…接続リード板
１６Ａ、１６Ｃ…第１接続リード板
１６Ｂ…第２接続リード板
１７…延長リード板
１９…連結機構
２１、２１Ｂ、２１Ｃ…電池配置領域
２２、２２Ｂ、２２Ｃ…基板配置領域
２３、２３Ｂ、２３Ｃ…樹脂成形領域
２４、２４Ｃ…中空領域
２５…電池収納部
２６、２６Ｂ…基板収納部
２７、２７Ｂ、２７Ｃ…フレーム部
２８…中空室
２９…樹脂注入ガイド
２９ａ…注入孔
３０、３０Ｂ、３０Ｃ…周壁
３１…表面プレート
３２…底面プレート
３３…区画壁
３４…補強リブ
３５…保持壁
３６…係止リブ
３６ａ…垂直リブ
３６ｂ…水平リブ
３７…係止フック
３８…突出片
３９…通路壁
４０…中間壁
４１…溝部
４２…遮蔽溝
５１…切欠部
５２…接続ランド
５２Ａ…第１接続ランド
５２Ｂ…第２接続ランド
５３…接続プレート
５３Ａ…第１接続プレート
５３Ｂ…第２接続プレート
５４…接続ライン
５５…接続部
５６…係止部
５６ａ…スリット凹部
５６ｂ…係止凹部
６０、６０Ｂ…位置決め機構
６１…櫛状リブ
６２…ガイド溝
６３…上端開口
６４…円形溝
６６…引き出し凹部
６９…コネクタ
７１…ブレーカ
７１Ａ…リード板
７１Ｂ…リード板
７１Ｘ…本体部
７１ｘ…幅広面
７５…接合部材
１０１…二次電池セル
１０５…回路基板
１１２…封口板
１７１…ブレーカ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記二次電池セルと電気的に接続された回路基板と、
前記回路基板に実装されると共に、前記二次電池セルに直列に接続されて、前記二次電池セルの温度を検出して電流を遮断する保護素子と
を備える電池パックであって、
前記回路基板は、前記二次電池セルの前記端子面に近接するように配置されており、
前記接続リード板が、前記保護素子の表面に熱結合状態で積層されてなる電池パック。 A secondary battery cell having positive and negative connection lead plates on the terminal surface;
A circuit board electrically connected to the secondary battery cell;
A battery pack that is mounted on the circuit board and is connected in series to the secondary battery cell, and includes a protection element that detects a temperature of the secondary battery cell and cuts off a current,
The circuit board is disposed so as to be close to the terminal surface of the secondary battery cell,
A battery pack in which the connection lead plate is laminated on the surface of the protective element in a thermally coupled state.
前記回路基板は、前記二次電池セルの主面と平行な姿勢で配置されており、
前記保護素子は、外形を角型とする本体部を備え、該回路基板に実装される状態で、前記本体部の幅広面が前記端子面に対して交差する姿勢で配置されると共に、前記接続リード板が前記幅広面に積層されてなる電池パック。 The battery pack according to claim 1,
The circuit board is arranged in a posture parallel to the main surface of the secondary battery cell,
The protective element includes a main body having a rectangular outer shape, and is disposed in a posture in which a wide surface of the main body intersects the terminal surface in a state of being mounted on the circuit board, and the connection A battery pack in which a lead plate is laminated on the wide surface.
前記保護素子は、外形を角型とする本体部と、前記本体部の両端から突出する一対のリード板とを備えており、
前記接続リード板が、前記本体部の表面に積層されると共に、前記リード板の一方に電気接続されて前記保護素子と前記二次電池セルが直列に接続されてなる電池パック。 The battery pack according to claim 1 or 2,
The protective element includes a main body having a rectangular outer shape, and a pair of lead plates protruding from both ends of the main body,
A battery pack in which the connection lead plate is laminated on the surface of the main body, and is electrically connected to one of the lead plates so that the protection element and the secondary battery cell are connected in series.
前記回路基板は、前記端子面と対向する端縁部に、前記保護素子を該回路基板の両面に表出させる状態で収納する切欠部を備えており、
前記切欠部に配置される前記保護素子を、前記回路基板の第１面に電気接続し、
前記接続リード板を該回路基板の第２面に電気接続してなる電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 3,
The circuit board is provided with a notch for storing the protective element in a state where the protection element is exposed on both surfaces of the circuit board at an edge portion facing the terminal surface.
Electrically connecting the protective element disposed in the notch to the first surface of the circuit board;
A battery pack formed by electrically connecting the connection lead plate to the second surface of the circuit board.
前記保護素子と前記接続リード板が交差する姿勢で互いに積層されてなる電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 4,
A battery pack in which the protection element and the connection lead plate are stacked in an intersecting posture.
前記二次電池セルは、一面を開口した有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を閉塞する封口板とを備えており、前記封口板を前記端子面として、該封口板に設けた凸部電極を第１の電極とし、該封口板を第２の電極として、該端子面に正負の電極を設けており、
前記第１の電極に接続された前記接続リード板を前記保護素子に積層してなる電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 5,
The secondary battery cell includes a bottomed cylindrical outer can that is open on one side and a sealing plate that closes the opening of the outer can, and the sealing plate is provided on the sealing plate as the terminal surface. The convex electrode is a first electrode, the sealing plate is a second electrode, and positive and negative electrodes are provided on the terminal surface,
A battery pack formed by laminating the connection lead plate connected to the first electrode on the protection element.
前記二次電池セルは、一面を開口した有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を閉塞する封口板とを備えており、前記封口板を前記端子面として、該封口板に設けた凸部電極を第１の電極とし、該封口板を第２の電極として、該端子面に正負の電極を設けており、
前記第２の電極に接続された前記接続リード板を前記保護素子に積層してなる電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 6,
The secondary battery cell includes a bottomed cylindrical outer can that is open on one side and a sealing plate that closes the opening of the outer can, and the sealing plate is provided on the sealing plate as the terminal surface. The convex electrode is a first electrode, the sealing plate is a second electrode, and positive and negative electrodes are provided on the terminal surface,
A battery pack formed by laminating the connection lead plate connected to the second electrode on the protection element.
前記接続リード板を前記保護素子の表面に面接触状態で連結してなる電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 7,
A battery pack formed by connecting the connection lead plate to the surface of the protection element in a surface contact state.
前記接続リード板を接合部材を介して前記保護素子の表面に連結してなる電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 7,
A battery pack formed by connecting the connection lead plate to the surface of the protection element via a bonding member.
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| JP2015246418A JP2017112004A (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Battery pack |
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| CN111557055B (en) * | 2018-03-23 | 2022-07-08 | 重庆金康新能源汽车有限公司 | Battery cell of electric vehicle battery pack |
| WO2024172331A1 (en) * | 2023-02-13 | 2024-08-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery pack having excellent shock resistance |
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