JP3773882B2 - battery pack - Google Patents

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素電池をケースに収納しているバッテリーパックに関し、とくにケースの横幅をできるかぎり小さくして素電池を収納してなるバッテリーパックに関する。
【0002】
【従来の技術】
素電池を収納するケースは、しっかりと強靭な構造とする必要がある。このバッテリーパックは、本体ケースと蓋ケースに分離したケースをプラスチック等で成形し、本体ケースに素電池を入れて蓋ケースで本体ケースの開口部を閉塞して製作される。本体ケースは、素電池を収納できるように、側壁と端部壁のある箱形に成形される。側壁と端部壁の内側に素電池を入れ、側壁と端部壁との開口部を蓋ケースで閉塞する。このとき、本体ケースの側壁と端部壁とをしっかりと蓋ケースに連結することが大切である。本体ケースと蓋ケースは、超音波溶着して連結される。この構造で連結されるバッテリーパックは、本体ケースと蓋ケースとをしっかりと超音波溶着するためには、側壁と端部壁を所定の厚さとする必要がある。また、超音波溶着して連結される側壁は、互いに溶着位置がずれないように、一方に連結溝を設け、他方には連結溝に嵌入される凸条を設けている。この構造で超音波溶着される側壁は、たとえば厚さを0.65〜0.8mmよりも厚くする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本体ケースの側壁等を厚くして、本体ケースと蓋ケースの連結強度を向上できるが、このことはケースの外形を大きくしてしまう。本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ケースの外形を大きくすることなく、本体ケースと蓋ケースとをしっかりと連結できるバッテリーパックを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明のバッテリーパックは、両側面にコーナー湾曲面2Aを有する素電池2をケース1に収納している。ケース1は、素電池2を内側に収納する一対の側壁4と端部壁5とを有する本体ケース1Aと、この本体ケース1Aの側壁4と端部壁5との開口部に超音波溶着される蓋ケース1Bとを備える。本体ケース1Aの側壁4は、蓋ケース1Bに超音波溶着される端縁部分を素電池2のコーナー湾曲面2Aに向かってケース1の内側に突出させて肉厚溶着部6とし、かつ一対の側壁4に設けている肉厚溶着部6の内幅を素電池2の幅よりも狭くしている。この本体ケース1Aは、側壁4を弾性変形させて一対の側壁4の間に素電池2を挿入するようにしている。蓋ケース1Bは、本体ケース1Aの端部壁5に超音波溶着される垂直壁15を有する。本体ケース1Aの端部壁5は、両端を側壁4に連結して中間に凹部9を設けている。蓋ケース1Bの垂直壁15は、本体ケース1Aの凹部9に嵌入される突出部16を有する。ケース1は、蓋ケース1Bの垂直壁15を本体ケース1Aの端部壁5に超音波溶着すると共に、蓋ケース1Bを本体ケース1Aの側壁4の肉厚溶着部6に超音波溶着して内部に素電池2を収納している。
【0005】
本体ケース1Aは、底面と側壁4との境界部分を、素電池2のコーナー湾曲面2Aに沿って、コーナー湾曲面2Aよりも大きな曲率半径で湾曲することができる。蓋ケース1Bは、垂直壁15の突出部16に電極窓13を開口することができる。
【0006】
さらに、本体ケース1Aは、側壁4の一方の端部に連結している端部壁5に凹部9を設けることができる。この本体ケース1Aは、側壁4の他方の端部には内面溝10を設けて、内面溝10によって側壁4を薄くして弾性変形しやすくすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
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バッテリーパックを例示するものであって、本発明はバッテリーパックを以下のものに特定しない。
【0008】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、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」、および「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。
【0009】
図1ないし図6に示すバッテリーパックは、二次電池である素電池2と、この素電池2を収納するケース1とを備える。二次電池である素電池2は、リチウムイオン二次電池である。ただ、素電池2は、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等の充電できる全ての電池とすることができる。図に示す素電池2は、両側面にコーナー湾曲面2Aを有する角型電池である。素電池2には、薄型電池や円筒型電池も使用できる。
【0010】
図5のバッテリーパックは、素電池2に加えて、回路基板3をケース1の定位置に配設している。回路基板3は、素電池2の保護回路を実現する電子部品と、出力端子17とを固定している。この回路基板3は、リード板(図示せず)を介して素電池2に接続されて、ケース1内の定位置に配置されている。
【0011】
ケース1は、熱可塑性のプラスチックでもって別々に成形されてなる本体ケース1Aと蓋ケース1Bからなる。蓋ケース1Bは、素電池2と回路基板3とを定位置に配置している本体ケース1Aの開口部に超音波溶着して連結される。
【0012】
本体ケース1Aは、素電池2を内側に収納するように、一対の側壁4と端部壁5とを有する箱形に成形されている。側壁4は、図6の断面図に示すように、蓋ケース1Bを超音波溶着する部分に肉厚溶着部6を設けている。この肉厚溶着部6は、ケース1の外側には突出することなく、ケース1の内側に突出して設けられる。さらに、肉厚溶着部6は、素電池2のコーナー湾曲面2Aにできる空隙を有効に利用するために、蓋ケース1Bに超音波溶着される端縁部分であって、素電池2のコーナー湾曲面2Aに向かって突出するように設けられる。図6に示すように、素電池2が本体ケース1Aに収納されると、素電池2のコーナー湾曲面2Aは、本体ケース1Aの底面側と開口部側とに位置する。肉厚溶着部6は、開口部側のコーナー湾曲面2Aに向かって突出するように設けられる。素電池2が側壁4の内側に入れられるからである。さらに、本体ケース1Aは、底面と側壁4との境界部分であって、素電池2の底面側のコーナー湾曲面2Aと対向する部分を、素電池2のコーナー湾曲面2Aに沿って湾曲させてコーナー湾曲部12としている。このコーナー湾曲部12は、素電池2のコーナー湾曲面2Aよりも大きな曲率半径で湾曲させて、側壁4を弾性変形しやすくすることができる。この本体ケース1Aは、側壁4を簡単に弾性変形させて、一対の側壁4の間に素電池2を楽に挿入できる。
【0013】
肉厚溶着部6は、内側に突出して厚く成形される。たとえば、肉厚溶着部6の厚さを1mmとして、肉厚溶着部6でない側壁4の厚さを0.4mmに成形する。ただ、肉厚溶着部6と側壁4の厚さは、素電池2の重さや大きさ、ケース1に使用するプラスチックの強度等により変化させる必要がある。重くて大きい素電池2を収納するバッテリーパックは、肉厚溶着部6と側壁4を厚く成形する。したがって、肉厚溶着部6の厚さは、たとえば0.8〜1.5mmとし、側壁4の厚さは0.3〜0.8mmとする。
【0014】
図の本体ケース1Aは、肉厚溶着部6の溶着面に連結溝8を設けている。この連結溝8に蓋ケース1Bの凸条7が入れられて、側壁4と蓋ケース1Bとを位置ずれしないように連結している。図示しないが、肉厚溶着部の溶着面に凸条を設けて、この凸条を入れる連結溝を蓋ケースに設けることもできる。肉厚溶着部6は、溶着面に向かって次第に厚くなるように、すなわち素電池2のコーナー湾曲面2Aに沿って次第に厚く成形している。この構造の肉厚溶着部6は、素電池2をスムーズに側壁4の内側に案内すると共に、素電池2のコーナー湾曲面2Aに広い面積で当接する。このため、肉厚溶着部6が素電池2に局部的に当接して損傷させることがない。
【0015】
肉厚溶着部6を設けて厚くしている一対の側壁4は、肉厚溶着部6の内幅を素電池2の幅よりも狭くしている。できるかぎりケース1の横幅を小さくするためである。この構造の本体ケース1Aは、側壁4を弾性変形させて素電池2を入れる。ケース1の横幅をできる限り小さくするために薄くしている側壁4は、両端を端部壁5に連結して、端部壁5を補強リブとして曲げ強度を向上させている。端部壁5は、側壁4を補強して、素電池2を入れるときに側壁4が変形するのを難しくする。端部壁5は、側壁4を補強するが側壁4を変形できるように、その両端を側壁4に連結して、その中間には凹部9を設けている。端部壁5に設けられた凹部9は、端部壁5の上端縁、すなわち垂直壁15への溶着部を伸びやすくする。凹部9が上端縁を両側に切り離すからである。素電池2を入れるとき、側壁4は肉厚溶着部6の内幅が広がる方向に変形する必要がある。側壁4がこの方向に変形するためには、端部壁5の上端縁を伸長させる必要がある。凹部9のない端部壁5は極めて伸び難く、両端を側壁4に連結して側壁4の変形を阻止する。中間に凹部9を設けて、側壁4に連結している両端部を切り離している端部壁5は、上端縁が伸びやすく、側壁4を変形しやすくする。この構造の端部壁5は、蓋ケース1Bの垂直壁15に超音波溶着して連結される境界であるパートラインを、本体ケース1Aの底面側に近付けて、中間において端部壁5を低くしている。端部壁5の凹部9は、幅を広くして深くするほど、側壁4を変形しやすくできる。端部壁5は、凹部9を設けて側壁4を素電池2を入れる程度に変形させるが、側壁4を補強する作用もする。したがって、凹部9の幅と深さは、素電池2を入れることができるように側壁4を変形できるように特定される。たとえば、凹部9の幅は、端部壁5の全長の15〜80%、好ましくは15〜50%、より好ましくは15〜30%に特定される。また凹部9の深さは、端部壁5の高さの例えば20〜100%、好ましくは30〜80%、さらに好ましくは30〜60%程度に特定される。
【0016】
図の本体ケース1Aは、側壁4の一方の端部、図5において左下の端部に連結している端部壁5にのみ凹部9を設けて、側壁4の他方の端部、図において右上の端部には内面溝10を設けて、内面溝10によって側壁4を薄くして弾性変形しやすくしている。内面溝10は、側壁4を変形しやすくするので、溶着面に肉厚溶着部6を設けていない。ただ、蓋ケース1Bを定位置に連結するために、蓋ケース1Bの凸条7を位置決めする嵌着形状に成形している。内面溝10を設けている側壁4は、内面溝10で変形しやすくしているので、こちら側の端部に連結している端部壁5は、凹部を設けない形状としている。さらに、内面溝10は、側壁4を変形しやすくするために、所定の幅がある。たとえば内面溝10は、その幅を約2〜3mmとする。
【0017】
図5の本体ケース1Aは、側壁4の内面溝10を設けている部分に段差11を設けて、ここに回路基板3を配設している。段差11は端部壁5で成形されるので、端部壁5は段差11のある形状に成形している。段差11のある端部壁5は、側壁4に連結している。端部壁5は、回路基板3に固定している出力端子17を外部に表出させる電極窓13を、外部に突出している面に開口している。
【0018】
以上のバッテリーパックは、凹部9を設けない端部壁5に電極窓13を開口して、電極窓13の内側に出力端子17を配置している。ただ、本発明のバッテリーパックは、図7に示すように、凹部9を設けた端部壁5に配設される垂直壁15の突出部16に電極窓13を開口する構造とすることもできる。このバッテリーパックは、電極窓13の内側に出力端子17を配設する。出力端子17は回路基板(図示せず)に固定されて、電極窓13を設けている垂直壁15の内側に固定される。このように、蓋ケース1Bの垂直壁15に電極窓13を開口する構造は、本体ケース1Aに素電池2を収納するとき、すなわち側壁4を弾性変形させるときに、電極窓13やその周辺部が弾性変形する側壁4の影響を受けることがない。このため、側壁4を弾性変形させるときに、電極窓13やその周辺部に応力が作用してこの部分が損傷したり、変形するのを有効に防止できる。さらに、電極窓13を開口する垂直壁15は、側壁4を弾性変形させるための制約を受けないので、充分な厚さとして電極窓13の周辺部の強度を高くできる特長もある。とくに、垂直壁15の突出部16に電極窓13を設ける構造は、電極窓13の開口面積を大きくできる特長がある。
【0019】
以上のバッテリーパックは、側壁4の一方の端に連結している端部壁5に凹部9を設けている。ただ、本発明のバッテリーパックは、側壁の両端に設けている両方の端部壁に凹部を設けて、側壁を変形しやすくすることもできる。このように、両方の端部壁に凹部を設ける構造は、側壁の端部に内面溝を設けることなく、側壁を変形しやすくできる。
【0020】
端部壁5は、蓋ケース1Bの垂直壁15に超音波溶着して連結される。したがって、端部壁5は、溶着面に連結溝を設けており、蓋ケース1Bの垂直壁15には、この連結溝に入れられる凸条を設けている。ただし、端部壁に凸条を設けて垂直壁に連結溝を設けることもできるのはいうまでもない。
【0021】
蓋ケース1Bは、本体ケース1Aの端部壁5に超音波溶着される垂直壁15を一体的に成形して設けている。この垂直壁15は、本体ケース1Aの凹部9に嵌入される突出部16を有する。蓋ケース1Bの垂直壁15は、本体ケース1Aの端部壁5に超音波溶着される。また、蓋ケース1Bは、本体ケース1Aの側壁4に設けている肉厚溶着部6にも超音波溶着して連結される。蓋ケース1Bは、本体ケース1Aの側壁4に超音波溶着するための連結壁14を両側に設けている。すなわち、蓋ケース1Bは、連結壁14と垂直壁15を、本体ケース1Aの側壁4と端部壁5の開口部に連結できる形状に成形している。図の蓋ケース1Bは、連結壁14を設けてここを側壁4に超音波溶着しているが、かならずしも連結壁を側壁に溶着する必要はない。図示しないが、蓋ケースの両側を側壁に超音波溶着することもできるからである。
【0022】
以上のバッテリーパックは以下のようにして組み立てられる。
(1) 蓋ケース1Bを分離した本体ケース1Aに、回路基板3を連結している素電池2を入れる。このとき、素電池2の幅が肉厚溶着部6の内幅よりも狭いので、側壁4を弾性的に変形させて側壁4の間に素電池2を入れる。この状態で、素電池2と回路基板3は、本体ケース1Aの定位置に配置される。
(2) 本体ケース1Aの開口部に蓋ケース1Bを載せる。
(3) 本体ケース1Aを基台に載せ、蓋ケース1Bの上面を超音波ホーンで押圧し、超音波ホーンで蓋ケース1Bを超音波振動させて、蓋ケース1Bの周縁を本体ケース1Aに超音波溶着する。超音波溶着された蓋ケース1Bと本体ケース1Aは、蓋ケース1Bの連結壁14を本体ケース1Aの側壁4に、蓋ケース1Bの垂直壁15を端部壁5に溶着する。
【0023】
以上にようにして製作されるバッテリーパックは、蓋ケース1Bの全周を本体ケース1Aに超音波溶着するので、極めて強靭な構造にできる。ただ、本発明のバッテリーパックは、必ずしも蓋ケース1Bの全周を本体ケース1Aの開口部に超音波溶着する必要はなく、一部を溶着しないで連結することもできる。
【0024】
【発明の効果】
本発明のバッテリーパックは、ケースを必要最小限の大きさとしながら、本体ケースと蓋ケースとをしっかりと連結できる特長がある。それは、本発明のバッテリーパックが、本体ケースの側壁にケースの内側に突出する肉厚溶着部を設けて、その側壁開口部の内幅を素電池よりも狭くし、側壁を弾性変形させて、素電池を側壁の間に挿入するからである。とくに、本発明のバッテリーパックは、本体ケース端部壁の中間に凹部を設けて、側壁を変形しやすくしている。このため、素電池を狭い側壁の間にスムーズに入れることができる。
【0025】
さらに、本発明のバッテリーパックは、側壁の端部に端部壁を連結しているので、端部壁が側壁の曲げを防止する補強リブの作用する。このため、端部壁が側壁を補強して、側壁の強度、とくに曲げ強度を向上させる。ただ、端部壁が側壁を補強する構造は、側壁を変形させて素電池を入れときには、素電池をスムーズに入れることができないので、端部壁の中間に凹部を設けて、素電池を曲がりやすくしながら、端部壁で側壁を補強する。さらに、この凹部には蓋ケースの垂直壁に設けている突出部を嵌入して超音波溶着するので、組立られた状態では、側壁が端部壁と垂直壁とで補強されてしっかりと強靭な構造となる。
【0026】
さらに、本発明の請求項2のバッテリーパックは、本体ケースの底面と側壁との境界部分を、素電池のコーナー湾曲面に沿って湾曲しているので、素電池を本体ケースに入れるときに、側壁を変形しやすくしながら、しっかりと強靭な構造にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかるバッテリーパックの底面図
【図2】図1に示すバッテリーパックの正面図
【図3】図1に示すバッテリーパックの背面図
【図4】図1に示すバッテリーパックの側面図
【図5】本体ケースに素電池を挿入する状態を示す一部拡大斜視図
【図6】図1に示すバッテリーパックの横断面図
【図7】本発明の他の実施例にかかるバッテリーパックの背面図
【符号の説明】
1…ケース 1A…本体ケース 1B…蓋ケース
2…素電池 2A…コーナー湾曲面
3…回路基板
4…側壁
5…端部壁
6…肉厚溶着部
7…凸条
8…連結溝
9…凹部
10…内面溝
11…段差
12…コーナー湾曲部
13…電極窓
14…連結壁
15…垂直壁
16…突出部
17…出力端子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery pack in which unit cells are housed in a case, and more particularly to a battery pack in which unit cells are housed with the lateral width of the case as small as possible.
[0002]
[Prior art]
The case for storing the unit cell needs to have a firm and strong structure. This battery pack is manufactured by molding a case separated into a main body case and a lid case with plastic or the like, putting a unit cell in the main body case, and closing the opening of the main body case with the lid case. The main body case is formed into a box shape having side walls and end walls so that the unit cells can be accommodated. A unit cell is put inside the side wall and the end wall, and the opening between the side wall and the end wall is closed with a lid case. At this time, it is important to firmly connect the side wall and the end wall of the main body case to the lid case. The main body case and the lid case are connected by ultrasonic welding. The battery packs connected with this structure need to have a predetermined thickness on the side wall and the end wall in order to firmly ultrasonically weld the main body case and the lid case. Further, the side walls connected by ultrasonic welding are provided with a connecting groove on one side and a ridge fitted into the connecting groove on the other side so that the welding positions are not shifted from each other. The side wall to be ultrasonically welded with this structure needs to be thicker than 0.65 to 0.8 mm, for example.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Although the thickness of the side wall of the main body case can be increased to improve the connection strength between the main body case and the lid case, this increases the outer shape of the case. The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to provide a battery pack capable of firmly connecting a main body case and a lid case without increasing the outer shape of the case.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the battery pack of the present invention, a unit cell 2 having corner curved surfaces 2A on both side surfaces is housed in a case 1. The case 1 is ultrasonically welded to a main body case 1A having a pair of side walls 4 and an end wall 5 that house the unit cell 2 inside, and an opening between the side wall 4 and the end wall 5 of the main body case 1A. Lid case 1B. The side wall 4 of the main body case 1A has an edge portion that is ultrasonically welded to the lid case 1B and protrudes from the inside of the case 1 toward the corner curved surface 2A of the unit cell 2 to form a thick welded portion 6. The inner width of the thick weld portion 6 provided on the side wall 4 is narrower than the width of the unit cell 2. In the main body case 1 </ b> A, the side wall 4 is elastically deformed so that the unit cell 2 is inserted between the pair of side walls 4. The lid case 1B has a vertical wall 15 that is ultrasonically welded to the end wall 5 of the main body case 1A. The end wall 5 of the main body case 1A is connected to the side wall 4 at both ends and is provided with a recess 9 in the middle. The vertical wall 15 of the lid case 1B has a protrusion 16 that is fitted into the recess 9 of the main body case 1A. The case 1 is formed by ultrasonically welding the vertical wall 15 of the lid case 1B to the end wall 5 of the main body case 1A, and ultrasonically welding the lid case 1B to the thick weld portion 6 of the side wall 4 of the main body case 1A. The unit cell 2 is housed.
[0005]
The main body case 1 </ b> A can bend a boundary portion between the bottom surface and the side wall 4 along the corner curved surface 2 </ b> A of the unit cell 2 with a larger radius of curvature than the corner curved surface 2 </ b> A. The lid case 1 </ b> B can open the electrode window 13 in the protruding portion 16 of the vertical wall 15.
[0006]
Furthermore, the main body case 1 </ b> A can be provided with a recess 9 in the end wall 5 connected to one end of the side wall 4. The main body case 1 </ b> A can be provided with an inner surface groove 10 at the other end portion of the side wall 4, and the inner surface groove 10 can make the side wall 4 thinner to facilitate elastic deformation.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack as follows.
[0008]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0009]
The battery pack shown in FIGS. 1 to 6 includes a unit cell 2 that is a secondary battery and a case 1 that houses the unit cell 2. The unit cell 2 which is a secondary battery is a lithium ion secondary battery. However, the unit cell 2 can be any rechargeable battery such as a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery. The unit cell 2 shown in the figure is a prismatic battery having corner curved surfaces 2A on both side surfaces. A thin battery or a cylindrical battery can also be used for the unit cell 2.
[0010]
In the battery pack of FIG. 5, in addition to the unit cell 2, a circuit board 3 is disposed at a fixed position of the case 1. The circuit board 3 fixes an electronic component that realizes a protection circuit for the unit cell 2 and an output terminal 17. The circuit board 3 is connected to the unit cell 2 via a lead plate (not shown) and is disposed at a fixed position in the case 1.
[0011]
The case 1 includes a main body case 1A and a lid case 1B which are separately molded with thermoplastic plastic. The lid case 1B is connected by ultrasonic welding to the opening of the main body case 1A in which the unit cell 2 and the circuit board 3 are arranged at fixed positions.
[0012]
The main body case 1 </ b> A is formed in a box shape having a pair of side walls 4 and end walls 5 so as to accommodate the unit cells 2 inside. As shown in the sectional view of FIG. 6, the side wall 4 is provided with a thick weld portion 6 at a portion where the lid case 1 </ b> B is ultrasonically welded. The thick weld 6 does not protrude outside the case 1 but protrudes inside the case 1. Further, the thick welded portion 6 is an edge portion that is ultrasonically welded to the lid case 1B in order to effectively use the gap formed in the corner curved surface 2A of the unit cell 2, and the corner curved portion of the unit cell 2 is curved. It is provided so as to protrude toward the surface 2A. As shown in FIG. 6, when the unit cell 2 is housed in the main body case 1A, the corner curved surface 2A of the unit cell 2 is positioned on the bottom surface side and the opening side of the main body case 1A. The thick weld portion 6 is provided so as to protrude toward the corner curved surface 2A on the opening side. This is because the unit cell 2 is placed inside the side wall 4. Further, the main body case 1A is a boundary portion between the bottom surface and the side wall 4, and a portion facing the corner curved surface 2A on the bottom surface side of the unit cell 2 is curved along the corner curved surface 2A of the unit cell 2. The corner bending portion 12 is used. The corner bending portion 12 can be curved with a larger radius of curvature than the corner curved surface 2A of the unit cell 2, and the side wall 4 can be easily elastically deformed. In the main body case 1 </ b> A, the side wall 4 is easily elastically deformed, and the unit cell 2 can be easily inserted between the pair of side walls 4.
[0013]
The thick weld portion 6 protrudes inward and is formed thick. For example, the thickness of the thick weld portion 6 is set to 1 mm, and the thickness of the side wall 4 that is not the thick weld portion 6 is formed to 0.4 mm. However, the thickness of the thick welded portion 6 and the side wall 4 needs to be changed depending on the weight and size of the unit cell 2, the strength of the plastic used for the case 1, and the like. The battery pack for storing the heavy and large unit cell 2 is formed by thickly forming the thick welded portion 6 and the side wall 4. Therefore, the thickness of the thick weld portion 6 is, for example, 0.8 to 1.5 mm, and the thickness of the side wall 4 is 0.3 to 0.8 mm.
[0014]
The main body case 1 </ b> A shown in the figure has a connection groove 8 on the welding surface of the thick weld portion 6. The projection 7 of the lid case 1B is inserted into the coupling groove 8, and the side wall 4 and the lid case 1B are coupled so as not to be displaced. Although not shown, it is also possible to provide a ridge on the welding surface of the thick welded portion, and to provide a connecting groove for receiving this ridge in the lid case. The thick welded portion 6 is formed so as to gradually become thicker toward the welded surface, that is, gradually thicker along the corner curved surface 2A of the unit cell 2. The thick welded portion 6 having this structure smoothly guides the unit cell 2 to the inside of the side wall 4 and abuts the corner curved surface 2A of the unit cell 2 over a wide area. For this reason, the thick weld part 6 does not contact the unit cell 2 locally to be damaged.
[0015]
The pair of side walls 4 that are thickened by providing the thick welded portion 6 make the inner width of the thick welded portion 6 narrower than the width of the unit cell 2. This is to reduce the lateral width of the case 1 as much as possible. In the main body case 1A having this structure, the side wall 4 is elastically deformed and the unit cell 2 is inserted. The side walls 4 which are thinned to make the lateral width of the case 1 as small as possible have both ends connected to the end walls 5 and the end walls 5 serve as reinforcing ribs to improve the bending strength. The end wall 5 reinforces the side wall 4 and makes it difficult for the side wall 4 to deform when the unit cell 2 is inserted. The end wall 5 reinforces the side wall 4, but both ends thereof are connected to the side wall 4 so that the side wall 4 can be deformed, and a recess 9 is provided in the middle. The recess 9 provided in the end wall 5 makes it easy to extend the upper end edge of the end wall 5, that is, the welded portion to the vertical wall 15. This is because the recess 9 separates the upper edge on both sides. When the unit cell 2 is inserted, the side wall 4 needs to be deformed in a direction in which the inner width of the thick welded portion 6 increases. In order for the side wall 4 to deform in this direction, it is necessary to extend the upper edge of the end wall 5. The end wall 5 without the recess 9 is extremely difficult to extend, and both ends are connected to the side wall 4 to prevent the side wall 4 from being deformed. An end wall 5 provided with a recess 9 in the middle and separating both end portions connected to the side wall 4 is easy to extend at the upper end edge and to easily deform the side wall 4. The end wall 5 of this structure brings a part line, which is a boundary connected by ultrasonic welding to the vertical wall 15 of the lid case 1B, close to the bottom surface side of the main body case 1A, and lowers the end wall 5 in the middle. is doing. As the recess 9 of the end wall 5 is made wider and deeper, the side wall 4 can be easily deformed. The end wall 5 is provided with a recess 9 to deform the side wall 4 to the extent that the unit cell 2 can be inserted, but also functions to reinforce the side wall 4. Therefore, the width and depth of the recess 9 are specified so that the side wall 4 can be deformed so that the unit cell 2 can be inserted. For example, the width of the recess 9 is specified to be 15 to 80%, preferably 15 to 50%, more preferably 15 to 30% of the total length of the end wall 5. The depth of the recess 9 is specified to be, for example, 20 to 100%, preferably 30 to 80%, more preferably about 30 to 60% of the height of the end wall 5.
[0016]
The body case 1A shown in the figure is provided with a recess 9 only in one end of the side wall 4, the end wall 5 connected to the lower left end in FIG. 5, and the other end of the side wall 4, upper right in the figure. An inner surface groove 10 is provided at the end of the inner wall, and the side wall 4 is thinned by the inner surface groove 10 to facilitate elastic deformation. Since the inner surface groove 10 makes the side wall 4 easily deformable, the thick weld portion 6 is not provided on the weld surface. However, in order to connect the lid case 1B to a fixed position, the lid case 1B is molded into a fitting shape for positioning the ridges 7 of the lid case 1B. Since the side wall 4 provided with the inner surface groove 10 is easily deformed by the inner surface groove 10, the end wall 5 connected to the end portion on this side has a shape without a recess. Furthermore, the inner surface groove 10 has a predetermined width so that the side wall 4 can be easily deformed. For example, the inner groove 10 has a width of about 2 to 3 mm.
[0017]
The main body case 1A shown in FIG. 5 is provided with a step 11 at a portion where the inner surface groove 10 of the side wall 4 is provided, and the circuit board 3 is disposed here. Since the step 11 is formed by the end wall 5, the end wall 5 is formed in a shape having the step 11. The end wall 5 with the step 11 is connected to the side wall 4. The end wall 5 has an electrode window 13 that exposes the output terminal 17 fixed to the circuit board 3 to the outside, and opens to a surface projecting to the outside.
[0018]
In the above battery pack, the electrode window 13 is opened in the end wall 5 where the recess 9 is not provided, and the output terminal 17 is disposed inside the electrode window 13. However, as shown in FIG. 7, the battery pack of the present invention can also have a structure in which the electrode window 13 is opened in the protruding portion 16 of the vertical wall 15 disposed on the end wall 5 provided with the recess 9. . In this battery pack, an output terminal 17 is disposed inside the electrode window 13. The output terminal 17 is fixed to a circuit board (not shown), and is fixed inside the vertical wall 15 provided with the electrode window 13. As described above, the structure in which the electrode window 13 is opened in the vertical wall 15 of the lid case 1B is such that when the unit cell 2 is housed in the main body case 1A, that is, when the side wall 4 is elastically deformed, the electrode window 13 and its peripheral portion. Is not affected by the side wall 4 that is elastically deformed. For this reason, when the side wall 4 is elastically deformed, it is possible to effectively prevent the portion from being damaged or deformed due to stress acting on the electrode window 13 and its peripheral portion. Furthermore, since the vertical wall 15 that opens the electrode window 13 is not restricted to elastically deform the side wall 4, there is a feature that the strength of the peripheral portion of the electrode window 13 can be increased to a sufficient thickness. In particular, the structure in which the electrode window 13 is provided in the protruding portion 16 of the vertical wall 15 has a feature that the opening area of the electrode window 13 can be increased.
[0019]
In the above battery pack, the recess 9 is provided in the end wall 5 connected to one end of the side wall 4. However, in the battery pack of the present invention, the side walls can be easily deformed by providing recesses in both end walls provided at both ends of the side walls. As described above, the structure in which the concave portions are provided in both the end walls can easily deform the side walls without providing the inner surface grooves in the end portions of the side walls.
[0020]
The end wall 5 is connected to the vertical wall 15 of the lid case 1B by ultrasonic welding. Therefore, the end wall 5 is provided with a connecting groove on the welding surface, and the vertical wall 15 of the lid case 1B is provided with a protrusion that can be inserted into the connecting groove. However, it goes without saying that protrusions can be provided on the end walls and connection grooves can be provided on the vertical walls.
[0021]
The lid case 1B is integrally formed with a vertical wall 15 that is ultrasonically welded to the end wall 5 of the main body case 1A. The vertical wall 15 has a protrusion 16 that is fitted into the recess 9 of the main body case 1A. The vertical wall 15 of the lid case 1B is ultrasonically welded to the end wall 5 of the main body case 1A. The lid case 1B is also ultrasonically welded to the thick welded portion 6 provided on the side wall 4 of the main body case 1A. The lid case 1B is provided with connecting walls 14 on both sides for ultrasonic welding to the side wall 4 of the main body case 1A. That is, the lid case 1B is formed in a shape that allows the connecting wall 14 and the vertical wall 15 to be connected to the side wall 4 and the opening of the end wall 5 of the main body case 1A. The lid case 1B shown in the figure is provided with a connecting wall 14 and is ultrasonically welded to the side wall 4. However, the connecting wall is not necessarily welded to the side wall. This is because although not shown, both sides of the lid case can be ultrasonically welded to the side wall.
[0022]
The above battery pack is assembled as follows.
(1) The unit cell 2 connecting the circuit board 3 is placed in the main body case 1A from which the lid case 1B is separated. At this time, since the width of the unit cell 2 is narrower than the inner width of the thick weld portion 6, the side wall 4 is elastically deformed and the unit cell 2 is inserted between the side walls 4. In this state, the unit cell 2 and the circuit board 3 are disposed at fixed positions of the main body case 1A.
(2) Place the lid case 1B on the opening of the main body case 1A.
(3) Place the main body case 1A on the base, press the upper surface of the lid case 1B with an ultrasonic horn, and ultrasonically vibrate the lid case 1B with the ultrasonic horn. Sonic welding. The ultrasonic welded lid case 1B and main body case 1A weld the connecting wall 14 of the lid case 1B to the side wall 4 of the main body case 1A and the vertical wall 15 of the lid case 1B to the end wall 5.
[0023]
Since the battery pack manufactured as described above is ultrasonically welded to the main body case 1A on the entire circumference of the lid case 1B, it can be made to have an extremely strong structure. However, the battery pack of the present invention does not necessarily require ultrasonic welding of the entire circumference of the lid case 1B to the opening of the main body case 1A, and can be connected without welding a part thereof.
[0024]
【The invention's effect】
The battery pack of the present invention has the feature that the main body case and the lid case can be firmly connected while the case is made the minimum size. That is, the battery pack of the present invention is provided with a thick welded portion projecting inside the case on the side wall of the main body case, the inner width of the side wall opening is narrower than the unit cell, and the side wall is elastically deformed, This is because the unit cell is inserted between the side walls. In particular, the battery pack of the present invention is provided with a recess in the middle of the main body case end wall to facilitate deformation of the side wall. For this reason, a unit cell can be smoothly inserted between narrow side walls.
[0025]
Further, in the battery pack of the present invention, since the end wall is connected to the end portion of the side wall, the end wall acts as a reinforcing rib that prevents the side wall from being bent. For this reason, an end part wall reinforces a side wall and improves the intensity | strength of a side wall, especially bending strength. However, the structure in which the end wall reinforces the side wall cannot be smoothly inserted when the unit cell is inserted by deforming the side wall. Therefore, a concave portion is provided in the middle of the end wall to bend the unit cell. While facilitating, the side walls are reinforced with end walls. Further, since the protrusion provided on the vertical wall of the lid case is inserted into this concave portion and ultrasonic welding is performed, the side wall is reinforced by the end wall and the vertical wall in the assembled state, and is firmly strong. It becomes a structure.
[0026]
Furthermore, in the battery pack according to claim 2 of the present invention, since the boundary portion between the bottom surface and the side wall of the main body case is curved along the corner curved surface of the unit cell, when the unit cell is put into the main body case, While easily deforming the side wall, it can be firmly and tough.
[Brief description of the drawings]
1 is a bottom view of a battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the battery pack shown in FIG. 1. FIG. 3 is a rear view of the battery pack shown in FIG. FIG. 5 is a partially enlarged perspective view showing a state in which a unit cell is inserted into the main body case. FIG. 6 is a cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 1. FIG. Rear view of an example battery pack [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case 1A ... Main body case 1B ... Lid case 2 ... Cell 2A ... Corner curved surface 3 ... Circuit board 4 ... Side wall 5 ... End wall 6 ... Thick welding part 7 ... Projection 8 ... Connection groove 9 ... Concave 10 ... Inner groove 11 ... Step 12 ... Corner bend 13 ... Electrode window 14 ... Connecting wall 15 ... Vertical wall 16 ... Protrusion 17 ... Output terminal

Claims (5)

両側面にコーナー湾曲面(2A)を有する素電池(2)をケース(1)に収納しているバッテリーパックであって、ケース(1)は、素電池(2)を内側に収納する一対の側壁(4)と端部壁(5)とを有する本体ケース(1A)と、この本体ケース(1A)の側壁(4)と端部壁(5)との開口部に超音波溶着される蓋ケース(1B)とを備えており、
本体ケース(1A)の側壁(4)は、蓋ケース(1B)に超音波溶着される端縁部分であって素電池(2)のコーナー湾曲面(2A)に向かってケース(1)の内側に突出させて肉厚溶着部(6)とし、かつ一対の側壁(4)に設けている肉厚溶着部(6)の内幅を素電池(2)の幅よりも狭くして、側壁(4)を弾性変形させて一対の側壁(4)の間に素電池(2)を挿入するようにしており、
蓋ケース(1B)は本体ケース(1A)の端部壁(5)に超音波溶着される垂直壁(15)を有し、本体ケース(1A)の端部壁(5)は両端を側壁(4)に連結して中間に凹部(9)を設けており、蓋ケース(1B)の垂直壁(15)は本体ケース(1A)の凹部(9)に嵌入される突出部(16)を有し、蓋ケース(1B)の垂直壁(15)を本体ケース(1A)の端部壁(5)に超音波溶着すると共に、蓋ケース(1B)を本体ケース(1A)の側壁(4)の肉厚溶着部(6)に超音波溶着して内部に素電池(2)を収納しているバッテリーパック。
A battery pack in which a unit cell (2) having corner curved surfaces (2A) on both sides is stored in a case (1), and the case (1) is a pair of units storing a unit cell (2) inside. A body case (1A) having a side wall (4) and an end wall (5), and a lid that is ultrasonically welded to the opening of the side wall (4) and the end wall (5) of the body case (1A) With a case (1B)
The side wall (4) of the main body case (1A) is an edge portion that is ultrasonically welded to the lid case (1B), and is directed to the corner curved surface (2A) of the unit cell (2), inside the case (1). The inner width of the thickness welded portion (6) provided on the pair of side walls (4) is made narrower than the width of the unit cell (2), and the side wall ( 4) is elastically deformed so that the unit cell (2) is inserted between the pair of side walls (4),
The lid case (1B) has a vertical wall (15) ultrasonically welded to the end wall (5) of the main body case (1A), and the end wall (5) of the main body case (1A) 4) is provided with a recess (9) in the middle, and the vertical wall (15) of the lid case (1B) has a protrusion (16) that fits into the recess (9) of the body case (1A). Then, the vertical wall (15) of the lid case (1B) is ultrasonically welded to the end wall (5) of the main body case (1A), and the lid case (1B) is attached to the side wall (4) of the main body case (1A). A battery pack in which the unit cell (2) is accommodated by ultrasonic welding to the thick weld (6).
本体ケース(1A)の底面と側壁(4)との境界部分を、素電池(2)のコーナー湾曲面(2A)に沿って、コーナー湾曲面(2A)よりも大きな曲率半径で湾曲している請求項1に記載されるバッテリーパック。The boundary between the bottom surface of the main body case (1A) and the side wall (4) is curved along the corner curved surface (2A) of the unit cell (2) with a larger radius of curvature than the corner curved surface (2A). The battery pack according to claim 1. 蓋ケース(1B)の垂直壁(15)の突出部(16)に電極窓(13)を開口している請求項1に記載されるバッテリーパック。The battery pack according to claim 1, wherein an electrode window (13) is opened in the protrusion (16) of the vertical wall (15) of the lid case (1B). 側壁(4)の一方の端部に連結している端部壁(5)に凹部(9)を設けている請求項1に記載されるバッテリーパック。The battery pack according to claim 1, wherein a recess (9) is provided in an end wall (5) connected to one end of the side wall (4). 側壁(4)の一方の端部に連結している端部壁(5)に凹部(9)を設け、側壁(4)の他方の端部には内面溝(10)を設けて内面溝(10)によって側壁(4)を薄くして弾性変形しやすくしている請求項4に記載されるバッテリーパック。The end wall (5) connected to one end of the side wall (4) is provided with a recess (9), the other end of the side wall (4) is provided with an inner surface groove (10), and an inner surface groove ( The battery pack according to claim 4, wherein the side wall (4) is thinned by 10) to facilitate elastic deformation.
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