CN107210402B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

提供一种将多个方形电池串联连接，同时能够降低部件个数从而廉价地大量生产，而且，能够使制造工序变得容易从而高效地制造的电池组。电池组具备配置为层叠状态且彼此串联连接的多个方形电池(1)、和检测该方形电池(1)的温度来阻断电流的保护元件(5)，多个方形电池(1)以将端子面(1X)配置为同一方向的姿势进行层叠，并且保护元件(5)与方形电池(1)的端子面(1X)对置配置，并与将相邻地层叠的方形电池(1)串联连接的导线(3)连接。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及具备多个方形电池并将这些方形电池串联连接的电池组，特别涉及将检测电池温度来阻断电流的保护元件连接于方形电池的电池组。
背景技术
具备多个电池的电池组通过将这些电池串联连接从而能够提高输出电压。特别是，将内置的电池设为方形电池的电池组通过将多个方形电池以层叠状态进行配置，从而能够使整体紧凑而缩小外形。进而，电池组通过将检测电池温度来阻断电流的保护元件连接于电池，从而能够在流动过电流的状态下或被加热至异常的温度的状态下阻断电流来保护电池。(例如，参照专利文献1以及2)
图20示出具备多个方形电池并且将这些方形电池串联连接而成的现有的电池组的一例。该附图所示的电池组具备：两个方形电池91；与这些方形电池91连接的保护元件95；以及与层叠的方形电池91的一端对置配置的电路基板94。方形电池91用封口板82将外装罐81的开口部封闭，并且在封口板82的中央部设置凸部电极83来作为一个电极80，将外装罐81作为另一个电极80。图20的电池组将两个方形电池91以彼此反向的姿势，即，以设置了凸部电极83的端子面91X分别配置于相反方向的姿势进行层叠从而成为电池块98。进而，电池组在电池块98的一端，将第1方形电池91A的外装罐81的底面81A与设置于第2方形电池91B的端子面91X的凸部电极83经由导板93串联连接，并且在电池块98的另一端，将设置于第1方形电池91A的端子面91X的凸部电极83和第2方形电池91B的外装罐81的底面81A分别经由保护元件95连接于电路基板94。此外，电池组为了将串联连接的中间连接点的电压输入到电路基板94，而将与电池块98的一端连接的导板93延长配置到电路基板94。
该电池组由于将两个方形电池91串联连接，因此在层叠的外装罐81产生电位差。因此，为了将两个方形电池91绝缘，在层叠的方形电池91之间层叠有绝缘板92。此外，对中间连接点的电压进行检测的导板93沿着第1方形电池91A的外装罐81的表面而配置。这是因为，在该导板93与第2方形电池91B的外装罐81之间产生了电位差。此外，在电池块98的另一端，连接在方形电池91的电极80与电路基板94之间的两个保护元件95分别与方形电池91的端面对置配置。
该电池组以如下方式制造。
(1)如图20所示，将两个方形电池91以端子面91X成为相反方向的姿势进行层叠从而成为电池块98。此时，在层叠的方形电池91之间配置绝缘板92来彼此绝缘。进而，如图21所示，在层叠的方形电池91的周围缠绕固定胶带87，以给定的姿势来固定两个方形电池91。
(2)在电池块98的第1端面98X配置两个保护元件95。如图20所示，各保护元件95与方形电池91的端面对置配置。第1保护元件95A隔着绝缘片88配置在端子面91X的端部，并且一个连接导板96点焊于第1方形电池91A的凸部电极83。第2保护元件95B隔着绝缘片88配置在第2方形电池91B的外装罐81的底面81A的端部，并且一个连接导板96点焊连接于第2方形电池91B的外装罐81的底面81A。第1保护元件95A和第2保护元件95B彼此相邻配置。进而，在第1保护元件95A和第2保护元件95B的表面、以及与电极80的连接部附着固定胶带89来将这些固定于电池块98的固定位置，同时对表面进行包覆来进行保护。
(3)如图21所示，将第1保护元件95A以及第2保护元件95B的另一个连接导板96分别通过钎焊等连接于电路基板94的短边侧的端部。进而，在电路基板94的相反侧的端部，将导板93的一端通过钎焊等连接于作为长边侧的侧缘部的第1方形电池91A侧的侧部。
(4)在电路基板94与保护元件95之间，将两条连接导板96翻折，将电路基板94以与电池块98的第1端面98X对置的姿势进行配置。
(5)将连接于电路基板94的长边侧的导板93在电路基板94的附近的折弯部93a进行折弯，将导板93的延长部93A沿着第1方形电池91A的外装罐81的表面进行配置，并且在第1方形电池91A的底面侧在折弯部93b进行折弯，将设置于前端的连接部93B以与电池块98的第2端面98Y对置的姿势进行配置。
(6)在电池块98的第2端面98Y，将导板93的连接部93B点焊连接于第1方形电池91A的外装罐81的底面81A和第2方形电池91B的端子面91X的凸部电极83，将第1方形电池91A与第2方形电池91B串联连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2006-040623号公报
专利文献2：JP特开2002-298805号公报
发明内容
发明要解决的课题
以上的电池组具有如下特征，即，将两个方形电池91串联连接来提高输出电压，同时能够由与各个方形电池91连接的保护元件95来保护方形电池91。此外，具有如下特征，即，由于将使两个方形电池91串联连接而成的中间连接点的电压输入到电路基板94，因此通过安装于电路基板94的保护电路(未图示)，检测各个方形电池91的电压的同时进行管理，由此能够可靠地防止方形电池91的过充电、过放电来对电池进行保护。
不过，图20所示的构造的电池组存在如下问题点，即，由于将两个方形电池91以端子面91X成为相反方向的姿势进行层叠而成为电池块98，因此需要对两个方形电池91准确地进行定位，同时反向进行层叠，而且，需要用固定胶带87对层叠的两个方形电池91进行固定，以使得不发生位置偏差，该操作很费时间。此外，由于与电路基板94连接的两个保护元件95的连接导板96的延长方向和与电路基板94连接的导板93延长方向成为交叉的方向，因此存在如下问题点，即，对于层叠两个方形电池91而成的电池块98连接电路基板94的工序变得复杂。特别是，存在用于检测中间连接点的电压的导板93的布线变得复杂的缺点。此外，由于在层叠的方形电池91的每一个连接保护元件95，因此还存在部件个数增多、无法低成本地制造的问题点。
本发明以解决以上缺点为目的而开发。本发明的重要的目的在于，提供一种将多个方形电池串联连接，同时能够减少部件个数来廉价地大量生产，并且，能够使制造工序变得容易从而高效地制造的电池组。
解决课题的手段
本发明的电池组具备：多个方形电池1，其配置为层叠状态且彼此串联连接；和保护元件5，其检测该方形电池1的温度来阻断电流，多个方形电池1以将端子面1X配置为同一方向的姿势进行层叠，并且保护元件5与方形电池1的端子面1X对置配置，并与将相邻地层叠的方形电池1串联连接的导线3进行连接。
本发明的电池组可以构成为，方形电池1具备：在一面开口的有底筒状的外装罐11；和将该外装罐11的开口封闭的封口板12，将封口板12作为端子面1X，设置作为凸部电极13的第1电极10A和第2电极10B，在端子面1X配置正负的电极10。
本发明的电池组可以构成为，在方形电池1的封口板12固定包覆板19来形成第2电极10B，彼此相邻的方形电池1将第2电极10B配置在非对置位置。
本发明的电池组可以构成为，将方形电池1设为厚度(t)比宽度(w)小的方形电池，将多个方形电池1在彼此绝缘的状态下在厚度方向上层叠而形成电池块8，与该电池块8的一个端面即配置有方形电池1的端子面1X的第1端面8X对置地配置电路基板4。进而，电池组在第1端面8X，将相邻的方形电池1经由导线3串联连接，并且将电池块8的正负的输出侧和串联连接的方形电池1的中间连接点3a分别与电路基板4连接。
本发明的电池组可以构成为，在电池块8的第1端面8X，将与电池块8的正负的输出侧连接的一对导线3和与中间连接点3a连接的导线3从第1端面8X的一边向相同方向引出并与电路基板4连接。
本发明的电池组可以构成为，具备：电池保持架2，其将多个方形电池1配置在固定位置，电池保持架2具备：绝缘板部21，其配置在相邻的方形电池1之间，将相邻的方形电池1绝缘；和盖板部22，其配置在方形电池1的端子面1X，并覆盖端子面1X，盖板部22在与方形电池1的第1电极10A以及第2电极10B对置的位置，开口使电极10露出的电极窗24。
本发明的电池组可以构成为，电池保持架2具备位于与盖板部22对置的端部且与多个方形电池1的底面11A对置的端面板部23。
本发明的电池组可以构成为，具备：罩部61，其配置在电池块8的第1端面8X并收纳电路基板4；和外装片62，其对电池块8的外周面进行包覆。罩部61将收纳电路基板4的收纳部的开口缘沿着电池保持架2的盖板部22的外周缘进行连结，外装片62延长至端面板部23以及罩部61的外周面来进行包覆。
本发明的电池组可以构成为，具备：外装壳体7，其收纳电池块8以及电路基板4。
本发明的电池组可以构成为，具备3个或4个方形电池1。进而，本发明的电池组可以构成为，将4个方形电池1进行层叠而对2串联进行2并联连接或者对2并联进行2串联连接。
发明效果
本发明的电池组具有如下特征，即，将多个方形电池串联连接，同时能够降低部件个数从而廉价地大量生产，而且，能够使制造工序变得容易从而高效地制造。这是因为，本发明的电池组以方形电池的端子面成为同一方向的姿势对多个方形电池进行层叠，并且与方形电池的端子面对置地配置保护元件，并将保护元件与将相邻地层叠的方形电池串联连接的导线进行连接。
附图说明
图1是本发明的一个实施例所涉及的电池组的立体图。
图2是图1所示的电池组的分解立体图。
图3是图2所示的电池组的电池块的分解立体图。
图4是表示图2所示的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的立体图。
图5是表示图4所示的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图6是图5所示的电池组的等效电路图。
图7是本发明的其他实施例所涉及的电池组的立体图。
图8是图7所示的电池组的分解立体图。
图9是表示本发明的其他实施例所涉及的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图10是表示本发明的其他实施例所涉及的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图11是图9以及图10所示的电池组的等效电路图。
图12是表示本发明的其他实施例所涉及的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图13是图12所示的电池组的等效电路图。
图14是表示本发明的其他实施例所涉及的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图15是图14所示的电池组的等效电路图。
图16是表示本发明的其他实施例所涉及的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图17是图16所示的电池组的等效电路图。
图18是表示本发明的其他实施例所涉及的电池组的方形电池、保护元件和电路基板的连接状态的概略俯视图。
图19是图18所示的电池组的等效电路图。
图20是现有的电池组的分解立体图。
图21是表示图20所示的电池组的制造工序的立体图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。不过，以下所示的实施例是例示用于将本发明的技术思想具体化的电池组的实施例，本发明不将电池组特定为以下的实施例。并且，本说明书决不是将权利要求书所示的构件特定为实施例的构件。
图1至图6所示的电池组100具备：配置为层叠状态且彼此串联连接的多个方形电池1；和检测方形电池1的温度来阻断电流的保护元件5。
(方形电池1)
方形电池1是能够充放电的二次电池。附图的电池组使用了锂离子二次电池作为二次电池。锂离子二次电池的相对于容量和重量的充放电容量大，能够缩小电池组的外形，又能够使电池组变得轻量来增大充放电容量。不过，本发明的电池组也可以取代锂离子二次电池而使用其他能够充放电的所有二次电池。
图3的方形电池1具备：在一面开口的有底筒状的外装罐11；和将该外装罐11的开口封闭的封口板12。外装罐11的开口部通过对金属板进行压制加工而成的平板状的封口板12利用激光焊接进行了密封。图3的方形电池1是厚度(t)比宽度(w)小的外形，将整体设为较薄的形状的方形电池。方形电池1采用了将外装罐11的两侧设为弯曲面，并对外装罐11的四角的角部进行了倒角的形状。此外，如图3所示，方形电池1的封口板12具备用于在方形电池1的内压异常上升时开阀来将外装罐11的内部的气体放出到外部的安全阀14的排出口15。并且，封口板12还具备用于向外装罐11的内部注入电解液的注液部16。图3所示的封口板12在一个端部设置有安全阀14的排出口15，在另一个端部设置有注液部16。
并且，方形电池1将封口板12作为端子面1X，在其中央部具备凸部电极13。对于该方形电池1而言，设置于封口板12的凸部电极13成为一个电极10，封口板12以及外装罐11成为另一个电极10。图3的方形电池1为了将彼此相邻的方形电池1在端子面1X进行连接，而将封口板12的凸部电极13作为第1电极10A，将封口板12作为第2电极10B，在端子面1X设置了正负的电极10。图3的方形电池1在封口板12的一个端部与注液部16相邻地固定包覆板19，形成了第2电极10B。该方形电池1能够经由包覆板19可靠地连接导线3。另外，在图3所示的方形电池1中，凸部电极13(第1电极10A)成为负极，封口板12以及包覆板19(第2电极10B)成为正极。
(保护元件5)
保护元件5是若过电流流过方形电池1则阻断电流、或者若方形电池1被加热至异常的温度则阻断电流的元件，是断路器、保险丝、PTC等。附图的保护元件5是断路器5A，连接于将相邻的方形电池1串联连接的导线3。如图6所示，作为断路器5A的保护元件5，连接在彼此串联连接的方形电池1的中间电位的位置，在方形电池1的温度异常升高的状态下阻断电流来保护方形电池1。
图3的断路器5A具备板状且从四方形的主体部的两端突出的导板，经由与一对导板连接的连接导板3B与方形电池1的正负的电极10连接。经由连接导板3B与方形电池1的电极10连接的保护元件5，与方形电池1的端子面1X对置配置。该保护元件5迅速地检测与连接导板3B连接的方形电池1的温度，在电池温度异常地变高的状态下阻断电流。
(电池块8)
电池组100将多个方形电池1在彼此绝缘的状态下在厚度方向上层叠而形成电池块8A。电池块8A将多个方形电池1如图3所示以端子面1X位于同一方向以及同一平面的姿势进行层叠。并且，图3的电池组100将保护元件5与方形电池1的端子面1X对置配置，将保护元件5连接于将相邻层叠的方形电池1串联连接的导线3的连接导板3B。附图的电池组100将保护元件5连接在彼此串联连接的方形电池1的中间电位的位置。若与连接导板3B连接的方形电池1被加热至异常的温度，则方形电池1的发热经由连接导板3B被高效地传导，从而连接在该位置的保护元件5能够迅速地阻断电流。
进而，如图3和图5所示，电池块8A将彼此相邻的方形电池1以第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠，即，层叠为使图5中相邻的方形电池1的第2电极10B成为点对称的位置。该电池块8A能够在封口板12的一个端部且未配置第2电极10B的区域，由连接导板3B将彼此相邻的方形电池1串联连接，同时将保护元件5理想地配置于该空间。
进而，图3的电池组100具备将多个方形电池1配置于固定位置的电池保持架2A。图3的电池组100将两个方形电池1经由电池保持架2A以给定的姿势进行层叠而成为电池块8A。
(电池保持架2)
电池保持架2通过绝缘材料的塑料对整体进行了成型。图3的电池保持架2A具备：配置在相邻的方形电池1之间，将相邻的方形电池1绝缘的绝缘板部21；配置在方形电池1的端子面1X，对端子面1X进行覆盖的盖板部22；和位于与盖板部22对置的端部，与多个方形电池1的底面11A对置的端面板部23。图3所示的电池保持架2A用塑料对绝缘板部21、盖板部22和端面板部23进行了一体成型。
绝缘板部21是与方形电池1的宽幅面即主面大致相等的大小，将层叠的方形电池1进行绝缘。图3的绝缘板部21成型为中央凹状，能够吸收在充电时厚度发生变化的方形电池1的膨胀。并且，图3所示的绝缘板部21沿着两侧缘设置有较低的侧壁，能够对将两侧设为弯曲面并对角部进行了倒角的外装罐11进行定位，同时配置于固定位置。配置于绝缘板部21的方形电池1经由双面胶带或者进行粘接而固定于固定位置。
盖板部22沿着绝缘板部21的一端，在绝缘板部21的两侧突出设置，并与在绝缘板部21的两侧层叠的方形电池1的端子面1X对置设置。盖板部22为了在电池块8A的一个端面使在方形电池1的端子面1X设置的电极10露出而开口有电极窗24。图3所示的盖板部22在与作为第1电极10A的凸部电极13对置的位置和与在封口板12的一个端部设置的第2电极10B对置的位置分别设置有电极窗24。彼此相邻的方形电池1的第2电极10B，在俯视下配置于点对称的位置，因此在盖板部22开口的多个电极窗24也如图3所示设置于点对称的位置。
该盖板部22在电池保持架2A的固定位置放置方形电池1的状态下，使作为第1电极10A的凸部电极13和作为第2电极10B的包覆板19从电极窗24露出。电池块8A在该电极窗24处，将导线3与方形电池1的第1电极10A和第2电极10B进行连接。以上的盖板部22具有如下特征，即，由未开口电极窗24的部分包覆端子面1X的电极10以外的区域，因此能够有效地防止在盖板部22的外侧表面配置的导线3和端子面1X意外地接触的弊病。
端面板部23沿着绝缘板部21的另一端，在绝缘板部21的两侧突出设置，并与在绝缘板部21的两侧层叠的方形电池1的底面11A对置设置。电池组100将导线3焊接连接于从电池保持架2A的盖板部22的电极窗24露出的第1电极10A以及第2电极10B。此时，在方形电池1的电极10的表面重叠导线3，在其表面按压焊接电极，将导线3点焊连结于电极10。在焊接电极将导线3按压于电极10的表面来进行点焊的状态下，电池保持架2A的端面板部23成为对焊接电极的按压力进行支撑的台。因此，电池保持架2A的端面板部23优选成型为能承受焊接电极的按压力的强度。不过，也可以在将导线3按压于方形电池1的端子面1X的状态下，对导线3的表面照射激光束，将导线3激光焊接而连接于端子面1X。
以上的电池保持架2A将设置于绝缘板部21的两端的盖板部22和端面板部23以彼此平行的姿势进行配置。该电池保持架2A能够对配置在盖板部22与端面板部23之间的方形电池1的两端面的位置进行定位的同时配置于固定位置。
(电路基板4)
进而，如图2所示，电池组100将电路基板4与电池块8A的一个端面即配置有方形电池1的端子面1X的第1端面8X对置配置。电路基板4是玻璃环氧基板等绝缘基板，设为与电池块8A的端面的外形大致相等的四方形。该电路基板4安装有实现用于保护方形电池1不受过充电/过放电影响的保护电路的电子部件(未图示)。保护电路为了防止方形电池1过充电或过放电，对从串联连接的方形电池1的中间连接点3a输入的电压进行检测。若正在放电的电池的电压变得低于最低电压则该保护电路阻断放电电流，此外若正在充电的电池的电压变得高于最高电压则该保护电路抑制充电电流来保护电池。在电路基板4安装保护电路的电池组，能够在由保护电路保护方形电池1的同时进行充放电。
进而，如图3所示，电路基板4在表面具备用于与外部连接的输出端子41以及信号端子42。输出端子41以及信号端子42设置在电路基板4的表面上，且作为与印刷布线连接的金属薄膜而固定于电路基板4。设置于电路基板4的输出端子41以及信号端子42从后述的罩部61、外装壳体7的端子窗61A、71A露出而与外部连接。
如图2所示，电路基板4与电池块8A的第1端面8X对置配置于固定位置。如图2至图4所示，为了将电路基板4配置在固定位置，电池保持架2A的盖板部22具备朝向电路基板4突出的支撑肋25以及外周肋26。支撑肋25设置在盖板部22的中央部分，使前端与电路基板4的背面抵接，以使电路基板4从盖板部22分离的姿势对电路基板4进行支撑。外周肋26沿着盖板部22的外周缘设置。在附图中位于第1端面8X的长边侧的外周肋26设为与支撑肋25相同的高度，对长方形状的电路基板4的长边侧的端缘部从背面侧进行支撑。此外，位于第1端面8X的短边侧的外周肋26形成得比支撑肋25高，通过沿着其前端部的内侧配置长方形状的电路基板4的短边侧的端缘，从而对电路基板4的两端进行定位来配置于电池保持架2A的固定位置。该电池保持架2A使支撑肋25的前端和位于第1端面8X的长边侧的外周肋26的前端与电路基板4的背面抵接，将电路基板4以相对于盖板部22平行的姿势配置于固定位置。对于该构造而言，作为使电路基板4从盖板部22分离的姿势，在与盖板部22之间，形成对安装于电路基板4的电子部件、导线3等进行配置的空间，同时能够将电路基板4可靠地配置于电池保持架2A的固定位置。进而，在电路基板4的表面侧设置输出端子41以及信号端子42的构造中，由于通过电池保持架2A的支撑肋25以及外周肋来支撑输出端子41以及信号端子42的背面侧，因此能够使输出端子41以及信号端子42可靠地接触设置根池组100的设备侧的连接端子。
(导线3)
进而，如图3至图5所示，电池组100具备用于将相邻的方形电池1串联连接或者将方形电池1的电极10连接于电路基板4的导线3。如图3至图6所示，导线3具备：将电池块8A的输出侧与电路基板4连接的输出导板3A；和将相邻的方形电池1串联连接的连接导板3B。导线3将金属板裁剪为给定的形状而制作。另外，在图5中，将对方形电池1的电极10、保护元件5和电路基板4进行连接的导线3简化而用粗线来表示。
输出导板3A与位于串联连接的方形电池1的两端的电极10连接，将电池块8A的正负的输出侧与电路基板4连接。输出导板3A的一端通过点焊等焊接而固定于方形电池1的电极10，另一端进行钎焊或者焊接而固定于电路基板4。
连接导板3B与相邻地配置的方形电池1的电极10连接，将相邻的方形电池1串联连接。图3所示的连接导板3B在中间连接有保护元件5，在从保护元件5的两端突出的一对导板连接有一对连接导板3B。一对连接导板3B的一方连接于第1方形电池1A的第2电极10B，另一方连接于第2方形电池1B的第1电极10A，将第1方形电池与第2方形电池串联连接。连接导板3B通过点焊或激光焊接等焊接而固定于方形电池1的电极10。
进而，连接于保护元件5的两端的一对连接导板3B中的一个连接导板3B，具备将中间连接点3a的电压输出到电路基板4的检测导线部3b。检测导线部3b的前端部与电路基板4连接，将串联连接的方形电池1的中间电位输出到电路基板4。
如图3至图6所示，该电池组100在电池块8A的第1端面8X，经由导线3将相邻的方形电池1串联连接，并且经由导线3将电池块8A的正负的输出侧和串联连接的方形电池1的中间连接点3a分别连接于电路基板4。第1方形电池1A在作为一个电极10的第1电极10A焊接连结有输出导板3A，在作为另一个电极10的第2电极10B焊接连结有连接导板3B。第2方形电池1B在作为一个电极10的第1电极10A焊接连结有连接导板3B，在作为另一个电极10的第2电极10B焊接连结有输出导板3A。两个方形电池1经由在中间连接了保护元件5的连接导板3B而彼此串联连接。进而，彼此串联连接的两个方形电池1的正负的输出，经由输出导板3A连接于电路基板4。进而，将从连接导板3B延长的检测导线部3b作为电池间的中间电位即电池电压的检测端子而连接于电路基板4。
如图4和图5所示，在电池块8A的第1端面8X，与电池块8A的正负的输出侧连接的一对输出导板3A和与中间连接点3a连接的检测导线部3b，从第1端面8X的一边(在附图中，第1方形电池1A的宽幅面侧)向相同方向被引出并与电路基板4连接。该构造通过以图4所示的姿势与电池块8A的第1端面8X的一边相邻地连接了电路基板4之后，将一对输出导板3A以及检测导线部3b翻折，从而能够简单地将电路基板4配置在电池块8A的对置位置。此外，图4所示的一对输出导板3A和检测导线部3b在方形电池1的宽度方向上分离配置。该构造能够有效地防止导线3彼此的接触从而能够确保安全性。
进而，电池组100在电池块8A的第1端面8X，将多个方形电池1串联连接，并且将电池块8A的正负的输出和方形电池1的中间连接点3a分别在电池块8A的第1端面8X侧与电路基板4连接。因此，能够将多个方形电池1的电极10与导线3的连接、导线3与电路基板4的连接全部在电池块8A的第1面侧进行，能够简单且容易地进行点焊等的连接工序。
不过，电池块8A不必一定在第1端面8X将与电池块8A的正负的输出侧连接的一对输出导板3A和与中间连接点3a连接的检测导线部3b从第1端面8X的一边向相同方向引出，也可以从第1端面8X的不同的边引出并与电路基板4连接。将导线3从第1端面8X的不同的边引出到外侧的构造，例如，可以在将电路基板配置在电池块的对置位置的状态下，将从不同的边引出的导线连接到电路基板的表面侧，或者，将从不同的边引出的导线与连接于电路基板的背面或表面的导线进行连接从而与电路基板连接。
此外，电池块也可以不将与电池块的正负的输出侧连接的一对输出导板和与中间连接点连接的检测导线部全部从第1端面引出到外侧，而是将一部分导线在第1端面上与电路基板连接。该构造的详情在后面叙述(参照图10)，将电路基板切割得较短，或者，在电路基板设置缺口部，使电池块的第1端面的一部分从电路基板露出，并且在该露出部分，将连接于电路基板的背面或表面的导线与在第1端面配置的方形电池的电极、或连接于该电极的导线进行连接，从而将电池块与电路基板进行连接。
像这样，将导线从第1端面的不同的边引出并与电路基板进行连接，或者，不将导线从第1端面向外侧引出而在第1端面上与电路基板进行连接的构造，具有能够有效地防止在电池块的第1端面布线的多个导线发生接触的特征。
(外装体)
以上的电池组100由外装体6包覆了电池块8A的外周。图1所示的外装体6具备：在电池块8A的第1端面8X配置的罩部61；在电池块8A的第2端面8Y配置的端面板部23；和对电池块8A的外周面进行包覆的外装片62。该电池组100将电池保持架2A的端面板部23兼用作外装体6的一部分。即，图1的电池组100由配置于一端的罩部61对电路基板4进行包覆，由配置于另一端的电池保持架2的端面板部23对方形电池1的外装罐11的底面11A进行包覆。
(罩部61)
罩部61配置在电池块8A的第1端面8X侧，对电路基板4进行收纳。对电路基板4进行收纳的罩部61形成为由与电路基板4的外侧面对置的端面壁、和沿着该端面壁的外周形成的周壁构成的浅的容器状，将其内部作为对电路基板4进行收纳的收纳部。端面壁开口有端子窗61A，使在收纳于收纳部的电路基板4的表面设置的输出端子41以及信号端子42露出。
进而，罩部61将作为收纳电路基板4的收纳部的开口缘的周壁的端缘与电池保持架2A的盖板部22连结，固定于电池保持架2A的固定位置。图2至图4所示的电池保持架2A沿着盖板部22的外周缘设置了外周肋26，在该外周肋26的外侧面设置有卡止凸部27。罩部61能够使该卡止凸部27与设置于周壁的卡止部61B进行卡止来进行连结。附图的卡止凸部27成型为钩状从而成为对罩部61进行卡止的形状，卡止部61B设为使钩形状的卡止凸部27卡合的贯通孔。不过，卡止部也可以设为在周壁的内面设置的卡止凹部。
(外装片62)
外装片62设为在单面设置了粘接层的标签片。该外装片62在使两侧缘与罩部61的外周以及端面板部23的外周重叠的状态下被附着从而对电池块8A的外周进行包覆。图2的外装片62具有从对方形电池1的外周面进行包覆的主体片部62X的两侧缘向电池块8A的第1端面8X侧突出的突出片62A和向第2端面8Y侧突出的突出片62B。该外装片62由主体片部62X的中央部分对电池块8A的单侧面进行包覆，由第1端面8X侧的突出片62A对罩部61的表面进行包覆，由第2端面8Y侧的突出片62B对端面板部23的表面进行包覆，进而，在电池块8A的背侧面使主体片部62X的前端部与各个突出片62A、62B的前端部重叠来对电池块8A的外周进行包覆。
该构造的外装体6具有如下特征，即，不会使方形电池1的表面露出到外部，由外装片62对方形电池1的外周面进行包覆，同时在电池块8A的两端配置罩部61和端面板部23，由此能够对方形电池1进行保护。特别是，通过将罩部61和端面板部23设为塑料制，能够提高落下等冲击的耐冲击强度。此外，虽未图示，但电池组100的两端面，是在将电池组100插入到数码照相机等便携式设备的电池收纳部的状态下，与在电池收纳部的底面或电池收纳部的开口部设置的防脱用的卡止钩抵接的部位，因此是要求强度和耐久性的部分。因此，通过用作为塑料制的构件的罩部、端面板部对该部分进行包覆，从而即使在反复取放于便携式设备来使用的用途下也能够实现优异的耐久性，能够长期安心使用。
进而，使用外装片62作为外装体6的构造，不会增大电池组100的外形，而且，无需使用另外的构件的外装壳体，能够以简单的构造来实现对电池块8A进行包覆的构造。不过，电池组也可以设为将连结了电路基板的电池块收纳于外装壳体的构造。
图7和图8所示的电池组200将在电池块8B的固定位置配置了电路基板4的电池组装体9收纳于外装壳体7。
(外装壳体7)外装壳体7为塑料制，由上方开口且成型为箱形的主体壳体71和对该主体壳体71的开口部进行封闭的盖壳体72构成。主体壳体71和盖壳体72成型为在能够收纳电池组装体9的大小的四方形的表面板的周围设置了周壁的箱形。主体壳体71和盖壳体72对彼此的周壁进行超声波熔敷而连结，在内部内置电池组装体9。主体壳体71在与所收纳的电池组装体9的电路基板4对置的周壁，开口有使电路基板4的输出端子41以及信号端子42露出到外部的端子窗71A。
在此，图8所示的电池块8B的电池保持架2B在配置于方形电池1之间的绝缘板部21的后端并未设置端面板部。该电池保持架2B具有如下特征，即，能够缩短电池块的全长，能够减小收纳电池组装体9的外装壳体7的外形。不过，收纳于外装壳体的电池组装体，也可以在电池保持架的绝缘板部的后端设置端面板部。该电池组将电池块的第2端面侧设为二重壁构造，能够提高对于落下等冲击的强度。
以上的电池组将两个方形电池1层叠并串联连接。不过，对于本发明的电池组而言，进行层叠的方形电池的个数以及串联连接的方形电池的个数不限定于两个。电池组也可以层叠3个以上的方形电池，并且将这些方形电池串联连接，或者，也可以层叠4个以上的方形电池，并将这些方形电池的多个串联(原文：多直列)进行多个并联连接(原文：多亚列に接続)，或者，将多个并联进行多个串联连接。在此，电池组能够通过串联连接的方形电池的个数来调整输出电压，并通过并联连接的方形电池的个数来调整容量。因此，电池组决定所层叠的方形电池的个数及其连接状态，使得成为最适于所使用的用途的输出电压、容量。
图9至图11示出了具备3个方形电池1的电池组300、400的例子。在此，图9和图10示出了电池组300、400的端子面1X侧的、方形电池1的电极10、保护元件5和电路基板4的连接构造，图11示出了这些电池组300、400的等效电路图。另外，在图9中，将对方形电池1的电极10、保护元件5和电路基板4进行连接的导线3简化而用粗线来表示。
图9和图10所示的电池组300、400将由第1、第2、第3方形电池1A、1B、1C构成的3个方形电池1以端子面1X成为同一方向的姿势进行层叠，并且以彼此相邻的方形电池1的第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠从而成为电池块8C。相邻的3个方形电池1在端子面1X侧经由连接导板3B而串联连接。在彼此串联连接的方形电池1的中间电位的位置连接有保护元件5。电池组300、400将位于被串联连接的方形电池1的两端的电极10和中间连接点3a分别在电池块8C的端面(端子面1X侧的端面)与电路基板4、4’连接。
图9的电池组300将与电池块8C的正负的输出侧连接的一对输出导板3A、和与中间连接点3a连接的两条检测导线部3b，从电池块8C的端面的一边(在附图中，第1方形电池1A的宽幅面侧)向相同方向引出并与电路基板4连接。在导线3靠近的部位，如图9的单点划线所示，在导线3与导线3之间配置绝缘片63而绝缘。该构造的电池组300也通过在端子面1X侧在方形电池1连接了电路基板4之后，将一对输出导板3A以及两条检测导线部3b翻折，从而能够简单地将电路基板4配置于电池块8C的对置位置。
图10的电池组400将与电池块8C的正负的输出中的负极侧的输出(在附图中，第1方形电池1A的第1电极10A)连接的输出导板3A、和与中间连接点3a连接的两条检测导线部3b，从电池块8C的端面的一边(在附图中，第1方形电池1A的宽幅面侧)引出并与电路基板4’连接。与电池块8C的正负的输出中的正极侧的输出(在附图中，第3方形电池1C的第2电极10B)连接的输出导板3A设为如下构造，即，不从电池块8C的端面的一边引出，而在电池块8C的端面上(在附图中，第3方形电池1C的端子面1X上)与电路基板4’连接。
图10所示的电路基板4’将与连接从电池块8C的端面的一边引出的输出导板3A以及两条检测导线部3b的端部相反一侧的端部部分地切掉而设置了缺口部4a。缺口部4a设置于在将电路基板4’与电池块8C的端面对置配置的状态下与第3方形电池1C的第2电极10B对置的位置，将配置在该缺口部4a的输出导板3A与电路基板4’的背面侧连接。该电池组400将从电池块8C的端面的一边引出的输出导板3A和两条检测导线部3b如图10的箭头所示那样翻折，在将电路基板4配置在电池块8C的对置位置的状态下，在电路基板4’的缺口部4a，通过点焊或激光焊接等将电池块8C的正极侧的输出即第3方形电池1C的第2电极10B、和与电路基板4’的背面侧连接的输出导板3A进行连接。电路基板4’与输出导板3A的连接部分通过绝缘密封件或绝缘涂料等绝缘构件64而绝缘，避免了与靠近的导线3等的接触。该电路基板4’在表面侧，在未形成缺口部4a的区域，形成输出端子(未图示)和信号端子(未图示)。该构造的电池组400能够防止在电池块8C的端面与方形电池1连接的导线3靠近，能够不配置图9所示的绝缘片63而进行布线。
图12至图19分别示出了具备4个方形电池1的电池组500、600、700、800的例子。图12、图14、图16以及图18示出了电池组500、600、700、800的端子面1X侧的、方形电池1的电极10和保护元件5以及电路基板4的连接构造，图13、图15、图17以及图19示出了这些电池组500、600、700、800的等效电路图。在此，图12和图13所示的电池组500示出了将4个方形电池1串联连接的例子，图14至图19所示的电池组600、700、800示出了对4个方形电池1的2级串联进行2并联连接，或者，对2并联进行2级串联连接的例子。另外，在图12、图14、图16以及图18中，将对方形电池1的电极10、保护元件5和电路基板4进行连接的导线3简化而用粗线进行了表示。
图12所示的电池组500将由第1、第2、第3、第4方形电池1A、1B、1C、1D构成的4个方形电池1以端子面1X成为同一方向的姿势进行层叠，并且以彼此相邻的方形电池1的第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠从而成为电池块8D。相邻的4个方形电池1在端子面1X侧经由连接导板3B而串联连接。进而，图12和图13所示的电池组500，在第1方形电池1A与第2方形电池1B的中间电位的位置、和第3方形电池1C与第4方形电池1D的中间电位的位置连接有保护元件5。该电池组500针对4个方形电池1配置有两个保护元件5。该构造能够减少保护元件5的个数，同时能够在任意一个方形电池1被加热至异常的温度的状态下迅速地检测方形电池1的温度来阻断电流。不过，电池组可以如图12和图13的点划线所示那样在第2方形电池1B与第3方形电池1C的中间电位的位置也连接保护元件5。该电池组针对4个方形电池1配置3个保护元件5来进行保护。
进而，图12所示的电池组500将位于串联连接的方形电池1的两端的电极10和中间连接点3a分别在电池块8D的端面(端子面1X侧的端面)与电路基板4进行连接。图12的电池组500，将与电池块8D的正负的输出侧连接的一对输出导板3A、和与中间连接点3a连接的3条检测导线部3b从电池块8D的端面的一边(在附图中，第1方形电池1A的宽幅面侧)向相同方向引出并与电路基板4连接。在导线3靠近的部位，如图12的单点划线所示那样，在导线3与导线3之间配置绝缘片63而绝缘。该构造的电池组500也能够通过在端子面1X侧在方形电池1连接了电路基板4之后，将一对输出导板3A以及3条检测导线部3b翻折，从而简单地将电路基板4配置在电池块8D的对置位置。
图14和图15所示的电池组600将由第1、第2、第3、第4方形电池1A、1B、1C、1D构成的4个方形电池1以端子面1X成为同一方向的姿势进行层叠从而成为电池块8E。图14和图15所示的电池组600，由并联连接的两个方形电池1构成一个并联单元31，并且将两个并联单元31串联连接，对4个方形电池1的2并联进行2串联连接。图14的电池组600对于构成并联单元31的两个方形电池1，以第2电极10B成为对置位置的姿势进行层叠，在彼此相邻的并联单元31中，以对置的方形电池1的第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠。图14的电池组600将第1方形电池1A与第2方形电池1B并联连接而作为第1并联单元31A，将第3方形电池1C与第4方形电池1D并联连接而作为第2并联单元31B。两个并联单元31在端子面1X侧经由连接导板3B而串联连接。进而，图14和图15的电池组600在第1并联单元31A与第2并联单元31B的中间电位的位置连接有保护元件5。该电池组600针对4个方形电池1配置有一个保护元件5。该构造能够使保护元件5的个数最少，同时能够在任意一个方形电池1被加热至异常的温度的状态下，迅速地检测方形电池1的温度并阻断电流。
进而，图14所示的电池组600将位于串联连接的两个并联单元31的两端的电极10和中间连接点3a分别在电池块8E的端面(端子面1X侧的端面)与电路基板4连接。图14的电池组600将与电池块8E的正负的输出侧连接的一对输出导板3A、和与中间连接点3a连接的检测导线部3b从电池块8E的端面的一边(在附图中，第1方形电池1A的宽幅面侧)向相同方向引出并与电路基板4连接。该电池组600从与中间连接点3a连接的检测导线部3b检测并联单元31的平均电压，来保护各个方形电池1。该构造的电池组600也能够通过在端子面1X侧在方形电池1连接了电路基板4之后，将一对输出导板3A以及检测导线部3b翻折，从而简单地将电路基板4配置在电池块8E的对置位置。
进而，图16至图19所示的电池组700、800，将由第1、第2、第3、第4方形电池1A、1B、1C、1D构成的4个方形电池1以端子面1X成为同一方向的姿势进行层叠从而成为电池块8F、8G。图16至图19所示的电池组700、800，由串联连接的两个方形电池1构成一个串联单元32，并且将两个串联单元32并联连接，对4个方形电池1的2串联进行2并联连接。图16和图18的电池组700、800将彼此相邻的第1方形电池1A和第2方形电池1B串联连接而作为第1串联单元32A，将彼此相邻的第3方形电池1C和第4方形电池1D串联连接而作为第2串联单元32B。构成串联单元32的两个方形电池1在端子面1X侧经由连接导板3B而串联连接。各个串联单元32在彼此串联连接的方形电池1的中间电位的位置连接有保护元件5。这些电池组700、800针对4个方形电池1配置有两个保护元件5。
图16所示的电池组700对于构成串联单元32的两个方形电池1，以第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠，对于彼此相邻的串联单元32，也以对置的方形电池1的第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠。即，以彼此相邻的方形电池1的第2电极10B交替地成为非对置位置的姿势进行层叠。进而，图16所示的电池组700在电池块8F的端面(端子面1X侧的端面)将两个串联单元32经由输出导板3A并联连接，并且将对两个串联单元32并联连接的一对输出导板3A和与中间连接点3a连接的两条检测导线部3b从电池块8F的端面的一边(在附图中，第1方形电池1A的宽幅面侧)向相同方向引出并与电路基板4连接。在导线3靠近或者重叠的部位，在导线3与导线3之间配置绝缘片63而绝缘。该电池组700将各个串联单元32的中间连接点3a处的中间电位经由检测导线部3b输出到电路基板4，因此能够检测各个方形电池1的电压来保护方形电池1。该构造的电池组700也能够通过在端子面1X侧在方形电池1连接了电路基板4之后，将一对输出导板3A以及两条检测导线部3b翻折，从而简单地将电路基板4配置在电池块8E的对置位置。
图18所示的电池组800对于构成串联单元32的两个方形电池1，以第2电极10B成为非对置位置的姿势进行层叠，对于彼此相邻的串联单元32，以对置的方形电池1的第2电极10B成为对置位置的姿势进行层叠。即，该电池块8G在图18所示的俯视下，将4个方形电池1层叠为以第2方形电池1B和第3方形电池1C的边界线为对称轴而线对称的配置。进而，图18所示的电池组800将两个串联单元32的一端(在附图中为负极侧)在电池块8G的端面(端子面1X侧的端面)通过输出导板3A而相互连接，但两个串联单元32的另一端(在附图中为正极侧)并非在电池块8G的端面(端子面1X侧的端面)相互连接，而是使各自经由输出导板3A与电路基板4连接。即，两个串联单元32的另一端(在附图中为正极侧)在电路基板4上连接，两个串联单元32并联连接。
进而，图18所示的电池组800将对两个串联单元32的一端进行连接的输出导板3A、与两个串联单元32的另一端连接的两条输出导板3A、和与中间连接点3a连接的两条检测导线部3b，从电池块8G的端面的一边向相同方向引出，但并不是如前述的实施例那样在方形电池1的宽幅面侧引出，而是从方形电池1的侧面即窄幅面侧向相同方向引出并与电路基板4连接。在导线3靠近或者重叠的部位，在导线3与导线3之间配置绝缘片63而绝缘。该构造的电池组800也能够通过在端子面1X侧在方形电池1连接了电路基板4之后，将3条输出导板3A以及两条检测导线部3b翻折，从而简单地将电路基板4配置在电池块8G的对置位置。
另外，图14、图16、以及图18所示的电池组600、700、800，将彼此相邻的方形电池1并联连接而作为并联单元31，或者，将彼此相邻的方形电池1串联连接而作为串联单元32。不过，本发明的电池组也可以将层叠的多个方形电池中处于分离的位置的方形电池彼此连接而作为并联单元或串联单元。例如，在将4个方形电池层叠的电池组中，也可以将第1方形电池与第4方形电池连接而作为并联单元或串联单元。
进而，虽未图示，但本发明的电池组也可以层叠6个方形电池，并且对这些方形电池的2级串联进行3并联连接、对2并联进行3串联连接，或者，对3串联进行2并联连接、对3并联进行2串联连接。
工业实用性
本发明能够作为将多个方形电池串联连接的同时具备在方形电池的温度异常变高的状态下阻断电流的保护元件的电池组来适宜地使用。
符号说明
100、200、300、400、500、600、700、800…电池组
1…方形电池
1A…第1方形电池
1B…第2方形电池
1C…第3方形电池
1D…第4方形电池
1X…端子面
2、2A、2B…电池保持架
3…导线
3A…输出导板
3B…连接导板
3a…中间连接点
3b…检测导线部
4、4’…电路基板
4a…缺口部
5…保护元件
5A…断路器
6…外装体
7…外装壳体
8、8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G…电池块
8X…第1端面
8Y…第2端面
9…电池组装体
10…电极
10A…第1电极
10B…第2电极
11…外装罐
11A…底面
12…封口板
13…凸部电极
14…安全阀
15…排出口
16…注液部
19…包覆板
21…绝缘板部
22…盖板部
23…端面板部
24…电极窗
25…支撑肋
26…外周肋
27…卡止凸部
31…并联单元
31A…第1并联单元
31B…第2并联单元
32…串联单元
32A…第1串联单元
32B…第2串联单元
41…输出端子
42…信号端子
61…罩部
61A…端子窗
61B…卡止部
62…外装片
62X…主体片部
62A、62B…突出片
63…绝缘片
64…绝缘构件
71…主体壳体
71A…端子窗
72…盖壳体

Claims (8)

1.一种电池组，具备：多个方形电池，其配置为层叠状态且彼此串联连接；和保护元件，其检测所述方形电池的温度来阻断电流，
所述电池组的特征在于，
所述多个方形电池以将端子面配置为同一方向的姿势进行层叠，
所述保护元件与所述方形电池的所述端子面对置配置，并与将相邻地层叠的所述方形电池串联连接的导线连接，
所述多个方形电池经由在中间连接了所述保护元件的作为所述导线的连接导板而彼此串联连接，
所述方形电池具备：在一面开口的有底筒状的外装罐；和将所述外装罐的开口封闭的封口板，将所述封口板作为所述端子面，设置作为凸部电极的第1电极和第2电极，在所述端子面配置正负的电极，
所述电池组还具备：电池保持架，其将所述多个方形电池配置在固定位置，
所述电池保持架具备：绝缘板部，其配置在相邻的所述方形电池之间，将相邻的所述方形电池绝缘；和盖板部，其配置在所述方形电池的所述端子面，并覆盖所述端子面，
所述盖板部在与所述方形电池的所述第1电极以及所述第2电极对置的位置，开口有使所述电极露出的电极窗，
通过配置在所述盖板部的外侧表面的所述连接导板来连接从所述电极窗露出的所述电极。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
所述方形电池在所述封口板固定包覆板来形成所述第2电极，彼此相邻的所述方形电池的所述第2电极配置在非对置位置。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，
所述方形电池是厚度t比宽度w小的方形电池，所述多个方形电池在彼此绝缘的状态下在厚度方向上层叠而形成电池块，
而且，与所述电池块的一个端面即配置有所述方形电池的所述端子面的第1端面对置配置有电路基板，
在所述第1端面，相邻的所述方形电池经由所述导线而串联连接，并且所述电池块的正负的输出侧和串联连接的所述方形电池的中间连接点分别与所述电路基板连接。
4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，
在所述电池块的所述第1端面，与所述电池块的正负的输出侧连接的一对导线和与所述中间连接点连接的导线，从所述第1端面的一边向相同方向引出并与所述电路基板连接。
5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，
所述电池保持架具备位于与所述盖板部对置的端部且与所述多个方形电池的底面对置的端面板部。
6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，
还具备：
罩部，其配置在所述电池块的第1端面并收纳所述电路基板；和
外装片，其对所述电池块的外周面进行包覆，
所述罩部将收纳所述电路基板的收纳部的开口缘沿着所述电池保持架的所述盖板部的外周缘进行连结，
所述外装片延长至所述端面板部以及所述罩部的外周面来进行包覆。
7.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，
还具备：外装壳体，其收纳所述电池块以及所述电路基板。
8.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，
具备3个或4个所述方形电池。
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