JP3662895B2

JP3662895B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP3662895B2
Application number: JP2002134467A
Authority: JP
Inventors: 正渡辺
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003331803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池をケース内に収容して電池パックに構成したとき、電池に異常が発生したときに、それが他の電池に影響を及ぼさないように構成された電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
適用する機器が要求する動作電力に対応させるために、複数の電池を直列及び／又は並列に接続して電池パックが構成される。電池パックの主たる適用対象は携帯電子機器であるため小型化が要求され、例えば、図８に示すように、複数の二次電池１ａ〜１ｆは密集状態にケース本体１０内に配設される。この電池パックの場合は、６個の二次電池１ａ〜１ｆが２並列３直列に接続されており、並列接続された二次電池（１ａ，１ｂ），（１ｃ，１ｄ），（１ｅ，１ｆ）はそれぞれ接触した状態に配置することが可能であるため、電池パックの短手方向の寸法を削減して小型を図ることができる。
【０００３】
また、図９は、９個の二次電池１ａ〜１ｉを３並列３直列に接続してケース本体２６に収容した電池パックの構成例を示すもので、並列接続された二次電池（１ａ〜１ｃ），（１ｄ〜１ｆ），（１ｇ〜１ｉ）はそれぞれ密着配置され、直列接続される間には絶縁板２８を配して絶縁が図られている。直並列接続は複数の二次電池１ａ〜１ｉの両端側に配置された接続板２９ａ，２９ｂを各二次電池１ａ〜１ｉの正極又は負極に接続することによりなされる。接続板２９ａ，２９ｂは金属薄板３０の両面を絶縁シート３１で被覆し、各二次電池１ａ〜１ｉに接合する部位の絶縁シート３１を除去した接合窓３３から金属薄板３０を外部露出させ、接合窓３３で金属薄板３０を各二次電池１ａ〜１ｉにスポット溶接する。
【０００４】
各二次電池１ａ〜１ｉを直並列接続した接続板２９ａ，２９ｂの一端は回路基板３２に接続され、回路基板３２に固定された外部接続端子３４により外部接続の用に供している。複数の二次電池１ａ〜１ｉを収容したケース本体２６の開口部には蓋板２７が接合されて封止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成のように複数の電池を密集配置して電池パックを構成した場合に、電池特性のばらつきあるいは異常によって特定の電池が発熱したとき、その電池に近接もしくは接触している電池は熱伝導によって温度上昇し、複数の電池が熱影響を受ける問題点があった。また、特定の電池が発火に至るような異常状態になったとき、隣り合う電池にも被害が及ぶことになる。
【０００６】
また、並列接続された複数の電池は１つの電池に短絡が発生した場合、並列接続された他の電池にも短絡電流が流れるため、複数の電池が過熱して互いの発熱の相乗効果によって温度上昇が激しくなるため、発火等の重大事故に陥る恐れがある。
【０００７】
本発明が目的とするところは、電池に異常が生じたとき発熱による影響が他に影響することを抑制する構造を備えた電池パックを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、半殻体に形成さたケース本体内に複数の電池を収容し、ケース本体に蓋体を接合して開口部が封止される電池パックであって、複数の電池はケース本体に形成された隔壁によって隔てられた電池収容空間内にそれぞれ個別に収容されてなる基本構成の点で、複数の電池それぞれが隔壁によって隔てられていることにより、特定の電池に発熱が生じたとき、その熱が隣り合う電池に伝熱することが抑制され、特定の電池の発熱が他の電池に及んで複数の電池が熱影響を受けることが抑制される。
【０００９】
また、隔壁は間隙を形成した二重構造に形成した改良点で、断熱効果が向上して熱影響の遮断に効果的である。しかも、この二重構造の間隙の間に、複数の電池を接続する配線部材を収納した応用の点で、間隙の有効活用ができる。場合によって、１つの端の電池収容空間には回路基板が電池と共に収容される。
【００１０】
また、隔壁に切欠部を形成して、隣り合う電池収容空間にまたがる配線部材を切欠部に保持することにより、隔壁によって仕切られた電池収容空間の間の配線を確実に実施することができる。
【００１１】
また、並列接続された複数の電池が隣り合わないように配置することにより、短絡の発生時に並列接続された複数の電池に短絡電流が流れて複数の電池が同時に発熱しても、分散配置されていることにより発熱が１か所に集中することがなく、熱の集中による発火等を防止することができる。
【００１２】
また、蓋体の接合時に隔壁の一端を蓋体に接合することにより、パックケースの強度が向上するので、薄肉形成しても所要の強度を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】
図１は、第１の実施形態に係る電池パックの構成を分解して示すもので、６個の二次電池１ａ〜１ｆを接続部材２ａ，２ｂにより２並列３直列に接続してケース本体３内に収容し、ケース本体３の開口部に図示しない蓋体を接合してケース本体３の開口部が封止されるように構成されている。
【００１５】
前記ケース本体３内には隔壁４が形成され、各二次電池１ａ〜１ｆは隔壁４で仕切られた電池収容空間内に収容される。隔壁４の所要部位には前記接続部材２ａ，２ｂを隣り合う電池収容空間に通すための切欠部４ａが形成されている。ケース本体３に形成された基板収容空間５には、図示しない回路基板や外部接続端子が配設され、各接続部材２ａ，２ｂに図示しないリード線の一端を接続して、リード線の他端は回路基板に接続される。回路基板は電池保護回路などを構成したもので、リード線接続により回路基板は各二次電池１ａ〜１ｆの電圧を検出して過充電や過放電、過電流から二次電池１ａ〜１ｆを保護する。
【００１６】
接続部材２ａ，２ｂに接続されたリード線を基板収容空間５に配線するためには、隔壁４を通過させる必要があり、リード線が通過する隔壁４には、図２に示すように、リード保持切欠部６を形成することができ、リード線７をリード保持切欠部６に圧入することによりリード線は隔壁４上に保持される。
【００１７】
上記構成のように、複数の二次電池１ａ〜１ｆをそれぞれ隔壁４によって隔てられた電池収容空間に収容することにより、電池特性のバラツキや異常により特定の電池に発熱や発火が生じたとき、それが他の電池に及ぶことが抑制され、１つの電池の異常により他の電池にも損傷が及ぶことが防止できる。特に、短絡が発生したとき、並列接続された複数の電池には短絡電流が流れて発熱し、複数の電池が同時に発熱すると互いに熱影響が及んで温度上昇は激しくなって発火に至る恐れがあるが、並列接続された電池間に隔壁４が存在することにより互いの熱影響が抑制され、異常に温度上昇することが防止できる。
【００１８】
上記隔壁４は、図３に示すように、二重構造の隔壁４、４に形成することができ、電池間の熱影響を遮断する効果を向上させることができる。また、二重の隔壁４、４の間に形成される間隙内にリード線７の収容スペースとして利用することができる。
【００１９】
複数の二次電池１ａ〜１ｆを収容したケース本体３の開口部は蓋体を接合して封止されるが、蓋体の接合時に隔壁４の上端部を蓋体に接合すると、ケース本体の底面は隔壁４により複数部位で蓋体に接合されることになるため、電池パックとしての強度が大幅に向上する。従って、ケース本体３の外殻部分の肉厚を薄く形成しても所要の強度を確保することが可能となり、ケース本体３を樹脂成形する樹脂材料の量を削減してコストダウンを図ることができ、電池パックの小型化にも有効となる。
【００２０】
隔壁４と蓋体との接合は、図４に示すように、ケース本体３と蓋体９とが超音波接合によってなされる場合は、隔壁４の上端部に超音波接合用の突起４ｂを形成して、超音波加振により突起４ｂが蓋体９に溶着させるのが好適なものとなる。また、図５に示すように、隔壁４の上端部を蓋体９に形成されたリブ１１、１１間に嵌合させる嵌合構造や、図６に示すように、隔壁４の上端部を蓋体９に形成されたリブ１１、１１間に充填した接着剤により接着させる接着構造を適用することもできる。
【００２１】
図７は、第２の実施形態に係る電池パックの構成を示すもので、９個の二次電池１ａ〜１ｉを３並列３直列に接続して回路基板１５と共にケース本体１６内に収容し、ケース本体１６の開口部は蓋体１７を接合して封止されるように構成されている。この構成では、並列接続される二次電池（１ａ〜１ｃ），（１ｄ〜１ｆ），（１ｇ〜１ｉ）がそれぞれ隣り合わないように並列配置され、接続板１８ａ，１８ｂの各二次電池１ａ〜１ｉへの接合により直並列接続がなされる。
【００２２】
前記接続板１８ａは所定の配線パターンに形成された金属薄板２０の両面に絶縁シート２１が貼着され、金属薄板２０の二次電池１ａ〜１ｉへの接合部分は両面の絶縁シート２１を除去した接合窓２４が形成されている。接合板１８ｂも同様に構成され、所定の配線パターンに形成された金属薄板２２の両面に絶縁シート２３が貼着され、金属薄板２２の二次電池１ａ〜１ｉへの接合部分は両面の絶縁シート２３を除去した接合窓２４が形成されている。
【００２３】
複数の二次電池１ａ〜１ｉはそれぞれの配置方向を規制して治具上に等間隔に並列配置され、その両端側の正極及び負極に接続板１８ａ，１８ｂがスポット溶接（シリーズ溶接）により接合される。接合は絶縁シート２１、２３に形成された接合窓２４から外部露出する金属薄板２０、２２に一対の溶接電極を加圧当接させ、溶接電極間に溶接電流を流して金属薄板２０、２２を各二次電池１ａ〜１ｉの正極又は負極に接合する。各二次電池１ａ〜１ｉは接続板１８ａ，１８ｂの接合と、接続板１８ａ，１８ｂの一端が接続される回路基板１５の配線パターンにより３並列３直列に接続された状態が得られる。
【００２４】
直並列接続された複数の二次電池１ａ〜１ｉは、図７に示すようにケース本体１６内に収容される。ケース本体１６内には複数の隔壁１９が形成されており、各二次電池１ａ〜１ｉは隔壁１９によって仕切られた電池収容空間内に収容される。このように各二次電池１ａ〜１ｉがそれぞれ隔壁１９によって隔てられていることによって、電池特性のバラツキや異常により特定の電池に発熱や発火が生じたとき、それが他の電池に及ぶことが抑制され、１つの電池の異常により他の電池にも損傷が及ぶことが防止できる。特に、短絡が発生したとき、並列接続された複数の電池には短絡電流が流れて発熱し、複数の電池が同時に発熱すると互いに熱影響が及んで温度上昇は激しくなって発火に至る恐れがあるが、並列接続された電池間に隔壁１９が存在し、更に離れた位置に配設されていることにより互いの熱影響が抑制され、異常に温度上昇することが防止できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、複数の電池それぞれが隙間を持った隔壁によって隔てられていることにより、特定の電池に発熱が生じたとき、その熱が隣り合う電池に伝熱することが抑制され、特定の電池の発熱が他の電池に及んで複数の電池が熱影響を受けることが抑制される。また、並列接続された複数の電池は分散配置されるので、短絡が生じたときに並列接続された複数の電池が同時に発熱しても分散配置されていることにより発熱が１か所に集中することがなく、熱の集中による発火等を防止することができる。しかも、隔壁の隙間は回路基板と電池及び／又は複数の電池を接続する配線部材の収納に有効活用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る電池パックの構成を分解して示す斜視図。
【図２】隔壁に形成したリード保持切欠部を示す断面図。
【図３】二重構造に形成した隔壁の構成を示す断面図。
【図４】隔壁を蓋体に超音波接合する構成を示す断面図。
【図５】隔壁を蓋体に嵌合接合する構成を示す断面図。
【図６】隔壁を蓋体に接着接合する構成を示す断面図。
【図７】第２の実施形態に係る電池パックの構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）（ｃ）は側面図。
【図８】従来技術に係る電池パックの構成を示す斜視図。
【図９】従来技術に係る電池パックの構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）（ｃ）は側面図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｉ二次電池
２ａ，２ｂ接続部材
３，１６ケース本体
４，１９隔壁
７リード線

Claims

半殻体に形成されたケース本体内に複数の電池を収容し、ケース本体の開口部に蓋体を接合してケース本体が封止されてなる電池パックであって、複数の電池はケース本体に形成された隔壁によって隔てられた電池収容空間内にそれぞれ個別に収容されてなり、隔壁は、間隙を形成した二重構造に形成されてなり、間隙の間に複数の電池を接続する配線部材が収納されてなる電池パック。
半殻体に形成されたケース本体内に複数の電池を収容し、ケース本体の開口部に蓋体を接合してケース本体が封止されてなる電池パックであって、複数の電池はケース本体に形成された隔壁によって隔てられた電池収容空間内にそれぞれ個別に収容され、そのうちの１つの端の電池収容空間の隔壁を介した基板収容空間には回路基板が収容されてなり、隔壁は、間隙を形成した二重構造に形成されてなり、間隙の間に回路基板と電池及び／又は複数の電池を接続する配線部材が収納されてなる電池パック。