JP2010027501A

JP2010027501A - 電池組立体及びパック電池

Info

Publication number: JP2010027501A
Application number: JP2008189943A
Authority: JP
Inventors: Sadao Yamagami; 定男山上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】
二次電池を組み立てる際に、組立性が良好な電池組立体、パック電池を提供することを目的とする。
【解決手段】
４つの電池ブロック3を連結した電池組立体10であって、前記電池ブロック3は、一方向に延在する電池1と、前記電池1を収納すると共に前記電池1が延在する方向に延在するセルホルダー2とを備え、前記セルホルダー2において、延在方向から直行する方向に突出する側方係止部2Sと、延在方向の一端側に設けられた端側係止部2Eとを有し、隣接する２つの前記セルホルダー2において、一方の前記セルホルダー2の前記側方係止部2Sと、他方の前記セルホルダー2の前記端側係止部2Eとが係止されて、４つの前記セルホルダー2が連結される。
【選択図】図４

Description

本発明は、電池組立体及びパック電池に関する。

以下の特許文献には、その図に開示されるように、複数の二次電池２をリード板等で電気接続された電池組立体、及び、これをケース１に収納したパック電池が開示されている。

同号公報の図面等に開示されるように、ケース１はプラスチックの成形品で、二次電池２やプリント基板４を収納して簡単に組み立てできるように、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂに分割している。

第１ケース１Ａは、同号公報の図２の斜視図に示すように、ケースの内面から突出する隔壁８を一体成形して設けている。図の第１ケース１Ａは、電池の間に隔壁８を設けて、隔壁８で電池を定位置に装着している。図の隔壁８は、周壁５よりも高く突出して、電池のほぼ上面に近い位置まで突出している。さらに図の隔壁８は、ケース１のほぼ中央に設けている中央隔壁８Ａと、この中央隔壁８Ａの両端に直交して連結してなる端部隔壁８Ｂからなる。中央隔壁８Ａは、両端を段差ができる形状に折曲して、折曲部の端部を周壁５に連結している。折曲部は、端部隔壁８Ｂの一端を閉塞する位置に配設される。端部隔壁８Ｂは、周壁５との間に１本の電池を収納できるように、周壁５から離して配設している。さらに、図２において、左上に位置する端部隔壁８Ｂは、プリント基板４と電池との間に配設してる基板支持隔壁８Ｃに連結している。基板支持隔壁８Ｃは、周壁５と平行に配設される。この基板支持隔壁８Ｃと周壁５との間にプリント基板４が配設される。さらに、同号公報の図２において右下に配設している端部隔壁８Ｂは一端を周壁５に連結している。

中央隔壁８Ａや端部隔壁８Ｂは、ケース１内で二次電池２を収納する際に、区画整理を行い、二次電池２の位置決めや配置を容易にして組立性を向上させることができる。
特開２００１−３０７６９５号公報

上述の電池組立体、パック電池においては、ケース１内で二次電池２を収納する際に、区画整理を行い、二次電池２の位置決めや配置を容易にして組立性を向上させることができるものの、ケース１に二次電池２を収納する前の製造工程においては、二次電池にリード板を接続する際には、位置決めする部材等がなく、組立性が良好でなかった。

本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、二次電池を組み立てる際に、組立性が良好な電池組立体、パック電池を提供することを目的とする。

本発明の電池組立体は、４つの電池ブロック3を連結した電池組立体10であって、前記電池ブロック3は、一方向に延在する電池1と、前記電池1を収納すると共に前記電池1が延在する方向に延在するセルホルダー2とを備え、前記セルホルダー2において、延在方向から直行する方向に突出する側方係止部2Sと、延在方向の一端側に設けられた端側係止部2Eとを有し、一端側において、前記電池1の一端側にリード板4が接続されると共に、前記リード板4は延出する延出部4Lを備え、他端側において、前記電池1の他端側にリード板5が接続されると共に、リード板5は延出する延出部5Lを備え、隣接する２つの前記セルホルダー2において、一方の前記セルホルダー2の前記側方係止部2Sと、他方の前記セルホルダー2の前記端側係止部2Eとが係止されて、４つの前記セルホルダー2が連結されることを特徴とする。

更に、隣接する前記電池ブロック3において、一方の前記電池ブロック3の一端側の前記リード板4の前記延出部4Lと、他方の前記電池ブロック3の他端側の前記リード板5の前記延出部3Lとが電気接続されて、該電池ブロック3間で前記電池1が電気接続されることを特徴とする。

そして、他端側の前記リード板5の前記延出部5Lが前記電池ブロック3の下面又は上面に折り返されていることを特徴とする。

また、前記セルホルダー2において、前記側方係止部2Sは、上面から突出すると共に、穴部2SHを備え、前記端側係止部2Eは、前記上面に凸部2EPを備え、隣接する前記電池ブロック3が連結されるとき、一方の前記セルホルダー2の前記側方係止部2Sの前記穴部2SHに、他方の前記セルホルダー2の前記端側係止部2Eの凸部2EPが嵌合することを特徴とする。

また、前記セルホルダー2において、下面から突出する前記側方係止部2Sを備えると共に、前記下面に前記端側係止部2Eを備え、隣接する前記電池ブロック3が連結されるとき、一方の前記セルホルダー2の前記下面から突出する前記側方係止部2Sが、他方の前記セルホルダー2の前記下面の前記端側係止部2Eが係合することを特徴とする。

更には、本発明のパック電池は、電池組立体を収納する外装ケースを備えることを特徴とする。

本発明においては、４つの電池ブロック3を連結した電池組立体によって、1つの電池ブロックよりも電池容量を大きくする事ができ、セルホルダーによって電池を固定する事ができ、またセルホルダーにおいて、一方のセルホルダーの側方係止部と、他方のセルホルダーの端側係止部とが係止されて、４つのセルホルダーが連結される事によって、組立性良く組み立てることができ、４つの電池ブロックが容易に外れない安定した構造とすることができる。さらに、一端側のリード板(4)、他端側のリード板は、それぞれ延出部を備え、これによって電池ホルダー間を接続するリード板の溶接部分が大きくなったため、以前より容易に溶接することができる。

更に、隣接する電池ブロックにおいては、一方の電池ブロックの一端側のリード板の延出部と、他方の電池ブロックの他端側のリード板の延出部とが隣接することになるので、ここで、容易に電気接続を行うことができる。例えば、電気接続にスポット溶接を用いるなら、一端側の延出部と、他端側の延出部とがスポット溶接されることによって、４つの電池ブロック間の電池が電気接続され、従来必要であったコードが不要になり工程の簡略化、コスト削減に貢献することができる。

そして、延出部が電池ブロックの下面又は上面に折り返されていることにより、電池組立体内に電気接続部分を余分に設ける必要がなく、電気接続部分を大きくする事ができ、安定した接続を保つことができる。下面に折り返されるなら、下面より電気接続の工程を行うことができ、また、上面に折り返されるなら、上面より電気接続の工程を行うことができる。

また、側方係止部は、上面から突出すると共に、穴部を備え、端側係止部は、上面に凸部を備えている事によって、隣接する電池ブロックが連結されるとき、電池ブロック間を安定して固定することができる。

また、側方係止部は下面から突出すると共に、下面に端側係止部を備え、隣接する電池ブロックが連結されるとき、一方のセルホルダーの下面から突出する側方係止部が、他方のセルホルダーの下面の端側係止部が係合することによって、電池ブロックを安定して強固に接続することができ、電池組立体の上面、電池組立体の下面からの意図しない力に対して電池ブロック間の結合力を高めることができる。

更には、電池組立体を収納する外装ケースによって、電池組立体を保護すると共に、機器への設置や運搬の際の使用をより簡便にする事ができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池組立体、パック電池を例示するものであって、本発明は電池組立体、パック電池を下記のものに特定しない。
さらに、この明細書は特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１の分解斜視図に示すパック電池60は、ケース7と、このケース7に収納している電池組立体50と、ケース7の定位置に装着しているコネクター6と、ケース7に内蔵しているＦＥＴやマイコン等の半導体素子を実装しているプリント基板8とを備えている。コネクター6は、プリント基板8に装着され、ケース7の一側壁の内側に隣接して並行に設置される。なお、図１において、電池組立体50は、以下に説明する電池組立体50の上面を、下方に向けて、収納されている。

ケース7はプラスチックの成形品で、電池組立体50を構成する電池1や電池ブロック3、プリント基板8等を収納して、簡単に組み立てできるように、下側を開口した上方第一ケース7Aと上側を開口した下方第二ケース7Bに分割している。第一ケース7Aと第二ケース7Bとからなるケース7は、方形状の箱形で、上方第一ケース7Aは4辺の外周縁に沿って周壁7ACを一体成形して設け、プリント基板8上に被さる側方部分の面には、パック電池60を組立、完成したときに、ケース7より突出して設けられるコネクター6を押圧するために、２つの突出するコネクター固定部7AFを設けている。

下方第二ケース7Bは4辺の外周縁に沿って周壁7BCを一体成形して設け、下方第二ケース7Bはコネクター6を外部に表出させる部位には周壁としての側壁を設けない。下方第二ケース7Bはプリント基板8に接する部位に、コネクター固定部7BFを設けている。コネクター固定部7BFはコネクター6を底部で支えるため、下方第二ケース7Bの外縁より突出した形状となっている。コネクター固定部9Aとコネクター固定部9Bが衝合する事によって、コネクター6を定位置に固定している。

電池組立体50を収納した状態で、上方第一ケース7Aと下方第二ケース7Bとが係合され、係合する周壁周壁7AC、周壁7BCとが、超音波溶接、接着剤等を利用して、確実に連結される。

以下に、本発明の特徴である電池組立体50について、詳細に説明する。４つの電池ブロック3を連結した電池組立体10であって、各電池ブロック3は、一方向に延在する円筒型電池1と、前記電池1を収納すると共に前記電池1が延在する方向に延在するセルホルダー2とを備えている。

電池1は、円筒型電池であるリチウムイオン二次電池である。また、二次電池にはニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等の電池も使用できる。

セルホルダー2は、プラスチック材料からなり、円筒型電池1が収納できるように円筒形状３つ接続した形状であり、セルホルダー2は収納される円筒型電池１の延在方向と同方向に延在している。

図示されるように、各セルホルダー2において、延在方向から直行する方向に突出する側方係止部2Sと、延在方向の一端側に設けられた端側係止部2Eとを有している。

各セルホルダー2において、側方係止部2Sについては、上面から突出すると共に方形状の穴部2SHを備える方形板状の２つの側方係止部2Sと、隣接するセルホルダー2の円筒形状を受ける形状である下面から突出する側方係止部2Sとを備えている。ここで、下面から突出する側方係止部(2S)が挿入できるように、セルホルダー2の３つの円筒形状うち真ん中の円筒は、両端の円筒より、上方に位置することになる。

各セルホルダー2において、端側係止部2Eについては、上述のように３つの円筒形状の両端上である上面に凸部(2EP)と、下面に前記端側係止部2Eとを備えている。

各セルホルダー2、電池ブロック3における一端側において、３つの電池1の一端（一方の極）側にリード板4が接続されると共に、前記リード板4は突出、延出する延出部4Lを備えている。

各セルホルダー2、電池ブロック3における他端側において、３つの電池1の他端（他方の極）側にリード板5が接続されると共に、リード板5は延出する延出部5Lを備える。裏側（下側）から見た図５、図９等で確認できるように、他端側の前記リード板5の前記延出部5Lが前記電池ブロック3の下面に折り返されている。これに上面、側面に折り返すことができるが、このとき、電気接続される隣接する電池ブロック３の一端側の前記リード板4の前記延出部4Lは、このような面の延出部5Lに延出することになる。
また、これとは逆に、延出部5Lを突出、延出させ、延出部4Lを折り返した状態で、電気接続することができる。各電池ブロック3において、各電池1は電気的に並列に接続されることになる。

以上の構成を備える電池ブロック3は、４つの電池ブロック3A、3B、3C、3Dを連結し、電気接続して、電池組立体50としている。電池組立体60は図示されるように、上述のプリント基板8が電気接続されている。

隣接する２つの前記セルホルダー2において、一方の前記セルホルダー2の前記側方係止部2Sと、他方の前記セルホルダー2の前記端側係止部2Eとが係止されて、４つの前記セルホルダー2が連結される。

係止部2Sの穴部2SHに、端側係止部2Eの凸部2EPが嵌合されることによって、電池ブロック3A、3B、3C、3Dは連結される。

さらに、図３に示すように連結を安定的なものとするため、セルホルダー2の下面から突出する前記側方係止部2Sが、隣接しているセルホルダー2の下面の端側係止部2Eとが係合するようにしている。

連結された電池組立体50において、電池ブロック3A、3D間を除いて、隣接する電池ブロック3A、3B、3C、3D間において、一方の前記電池ブロック3の一端側の前記リード板4の前記延出部4Lと、他方の前記電池ブロック3の他端側の前記リード板5の前記延出部(5L)とが電気接続されて、該電池ブロック(3)間で前記電池(1)が電気接続される。

連結された電池組立体50においては、図９に示すように、一方の電池ブロック3の一端側のリード板4の延出部4Lと、他方の電池ブロック3の他端側のリード板5の延出部5Lとが、重なり合うことになるので、ここで、容易に電気接続されている。なお、このような延出部4L、延出部5Lの電気接続には、図９に示されるように、溶接棒を２本利用するシリーズ・スポット溶接を利用することができる。

次に、電池組立体50と、プリント基板8との電気接続を説明する。図４、図５に示すように、電池ブロック3Aにおいて、一端側リード板4の延出部4Lは、セルホルダー2の側面側に折り返され、プリント基板8に電気接続された断面L字状の金属片8Aと、スポット溶接等により、電気接続される。また、電池ブロック3Dにおいて、他端側のリード板5の延出部5Lが、セルホルダー2の延在方向において外側に、延在、突出し、プリント基板8に電気接続された断面L字状の金属片8Dと、スポット溶接等により、電気接続される。

以上の構成により、各電池ブロック3の電気出力は、直列に接続され、電池ブロック3A、3Dからプリント基板8に出力される。なお、詳細は説明は省略するが、中間の電池電圧を測定するために、図１０に示されるように、リード線9Dの一端が、電池ブロック3Dの一端側リード板4に、リード線9Cの一端が、電池ブロック3Cの一端側リード板4に、リード線9Bの一端が、電池ブロック3Bの一端側リード板4に電気接続され、これらの他端がプリント基板8に電気接続されている。

更に、本実施例の有利な点について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施例のパック電池50における電池1の方向を説明する図である。図において、円筒型電池1の凸状のプラス極＋、マイナス極−が開示されている。ここで、電池1のプラス側端面においては、周知の技術であって、安全弁、封口板（図示せず）が備えられている。このような安全弁、封口板により、万が一、電池内の内部ショート等の原因で、発火・破裂するような場合は、安全弁が作動したり、封口板が有底円筒缶より外れることより、図１１の矢印が示す方向に、ガス、火炎等が噴出し、爆発等の現象を防止している。図１１（ａ）に示す場合においては、電池ブロック3Bの電池１のプラス極＋側に、電池ブロック3Aが位置し、電池ブロック3Dの電池１のプラス極＋側に、電池ブロック3Cが位置している。よって、電池ブロック3Bの電池１のプラス極＋側から、噴出するガス、火炎等が、電池ブロック3Aの電池１にあたり、熱の影響等により、電池ブロック3Aの正常な電池１も、ガス、火炎等が噴出することがある（熱連鎖）。同様に、電池ブロック3Cの正常な電池１も、電池ブロック3Dの電池１のプラス極＋側から噴出するガス、火炎等の影響を受けることがある。

また、図１１（ｂ）の配置においては、同じように、電池ブロック3Aの正常な電池１も、電池ブロック3Dの電池１のプラス極＋側から噴出するガス、火炎等の影響を受けることがあり、また、電池ブロック3Cの正常な電池１も、電池ブロック3Bの電池１のプラス極＋側から噴出するガス、火炎等の影響を受けることがある。

一方、図１１（ｃ）の配列においては、各電池ブロック３の電池１のプラス極＋側が、全て、外側に向かっており、隣接する電池ブロック３の電池１が影響を受けにくい構造となっている。

本発明の実施例のパック電池の分解斜視図本発明の実施例の電池組立体の斜視図本発明の実施例の電池組立体の下面を上方に向けた状態の斜視図本発明の実施例の電池組立体の分解斜視図本発明の実施例の電池組立体の下面を上方に向けた状態の分解斜視図本発明の実施例の主要構造であるセルホルダー間の連結を示す分解斜視図本発明の実施例の主要構造であるセルホルダー間の連結を、下面を上方に示す分解斜視図本発明の実施例の主要構造であるセルホルダーの側方係止部の穴部と、セルホルダーの端側係止部の凸部とが嵌合しているのを示す斜視図本発明の実施例の主要構造であるセルホルダーの一端側リード板の延出部と、他端側リード板の延出部とが電気接続された状態を示す斜視図本発明の実施例のプリント基板、リード線が接続された状態を示す電池組立体（電池組立体の下面を上方に向けた状態）本発明の実施例において、各セルブロックにおける電池のプラス極、マイナス極の方向を示す図

符号の説明

50…電池組立体
60…パック電池
1…電池
2…セルホルダー
2S…側方係止部
2SH…穴部
2E…端側係止部
2E…凸部
3…電池ブロック
3A…電池ブロック（その１）
3B…電池ブロック（その２）
3C…電池ブロック（その３）
3D…電池ブロック（その４）
4…一端側リード板
4L…延出部
5…他端側リード板
5L…延出部
6…コネクター
7…ケース
7A…上方第一ケース
7AC…周壁
7AF…コネクター固定部
7B…下方第二ケース
7BC…周壁
7BF…コネクター固定部
8…プリント基板
8A…金属片
8D…金属片
9D…リード線
9C…リード線
9B…リード線

Claims

４つの電池ブロック(3)を連結した電池組立体(10)であって、
前記電池ブロック(3)は、一方向に延在する電池(1)と、前記電池(1)を収納すると共に前記電池(1)が延在する方向に延在するセルホルダー(2)とを備え、
前記セルホルダー(2)において、延在方向から直行する方向に突出する側方係止部(2S)と、延在方向の一端側に設けられた端側係止部(2E)とを有し、
一端側において、前記電池(1)の一端側にリード板(4)が接続されると共に、前記リード板(4)は延出する延出部(4L)を備え、
他端側において、前記電池(1)の他端側にリード板(5）が接続されると共に、リード板(5)は延出する延出部(5L)を備え、
隣接する２つの前記セルホルダー(2)において、一方の前記セルホルダー(2)の前記側方係止部(2S)と、他方の前記セルホルダー(2)の前記端側係止部(2E)とが係止されて、４つの前記セルホルダー(2)が連結されることを特徴とする電池組立体。
隣接する前記電池ブロック(3)において、一方の前記電池ブロック(3)の一端側の前記リード板(4)の前記延出部(4L)と、他方の前記電池ブロック(3)の他端側の前記リード板(5)の前記延出部(3L)とが電気接続されて、該電池ブロック(3)間で前記電池(1)が電気接続されることを特徴とする請求項１の電池組立体。
他端側の前記リード板(5)の前記延出部(5L)が前記電池ブロック(3)の下面又は上面に折り返されていることを特徴とする請求項１に電池組立体。
前記セルホルダー(2)において、前記側方係止部(2S)は、上面から突出すると共に、穴部(2SH)を備え、前記端側係止部(2E)は、前記上面に凸部(2EP)を備え、隣接する前記電池ブロック(3)が連結されるとき、一方の前記セルホルダー(2)の前記側方係止部(2S)の前記穴部(2SH)に、他方の前記セルホルダー(2)の前記端側係止部(2E)の凸部(2EP)が嵌合することを特徴とする請求項１の電池組立体。
前記セルホルダー(2)において、下面から突出する前記側方係止部(2S)を備えると共に、前記下面に前記端側係止部(2E)を備え、
隣接する前記電池ブロック(3)が連結されるとき、一方の前記セルホルダー(2)の前記下面から突出する前記側方係止部(2S)が、他方の前記セルホルダー(2)の前記下面の前記端側係止部(2E)が係合することを特徴とする請求項４の電池組立体。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された電池組立体を収納する外装ケースを備えることを特徴とするパック電池。