JP4934934B2

JP4934934B2 - battery pack

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Publication number: JP4934934B2
Application number: JP2001279444A
Authority: JP
Inventors: 俊夫竹下; 久青木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2003086155A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーケース内に複数の四角柱状をしたバッテリーセルを収納して成るバッテリーパックにおいて、バッテリーケース内におけるバッテリーセルの安定した収納状態を維持する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリーパックは充電可能なバッテリーとして、種々の電子機器に用いられ、このようなバッテリーパックにはバッテリーケース内に複数のバッテリーセルを収納したものがある。
【０００３】
バッテリーセルには扁平な四角柱状をしたものがあり、このようなバッテリーセルを複数収納するバッテリーケースは、複数のバッテリーセルを結合させたものより一回り大きな四角柱状をしたものにするのがスペース的に効率がよい。
【０００４】
また、バッテリーパックは、通常その一端面又は一端寄り部位にバッテリー端子を設けるため、電池缶底から電池蓋側に負極側タブを電池缶の側面を這うように設けている。
【０００５】
さらに、複数のバッテリーセルを直列に接続する場合には、一のバッテリーセルの電池缶底と隣接する別のバッテリーセルの正極端子部と接続するために中間接続タブを設け、該中間接続タブを上記負極側タブと同様に電池缶の側面を這うように設ける。
【０００６】
なお、これら負極側タブおよび中間接続タブは電池缶の側面に這うように配置するとき、電池缶との間に絶縁シートが介在される。
【０００７】
また、バッテリーパックの安全性を確保するために、上記負極側タブおよび中間接続タブを、それぞれ２つに分割してこれら分割したタブ片とタブ片との間にＰＴＣ（positive temperature coefficient）を介在させ、バッテリーセルが高温になったときに電力の供給を遮断するようにしたものがある。
【０００８】
そして、四角柱状をしたバッテリーセルにあっては、充電時などに矩形の中央部が膨張してしまう傾向がある。
【０００９】
以上のような理由から、バッテリーケースは複数のバッテリーセルを結合した状態のものの外形よりも一回り或いは二回り大きく形成する必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにバッテリーケースを接合させた複数のバッテリーセルに対して大きく形成した場合、その内部でバッテリーセルがガタついてしまうという問題がある。
【００１１】
バッテリーセルがバッテリーケース内においてガタついてしまうと、バッテリー端子に接続されている上記負極側タブや正極側タブが変形を繰り返し、破損したりする事故に繋がる。通常、バッテリー端子はバッテリーケースに固定されているためである。
【００１２】
そして、バッテリーセルがガタついてしまうと、上記負極側タブおよび中間接続タブが動いてしまい、絶縁シートからずれてショートなどの事故に繋がるという問題もある。
【００１３】
そこで、本発明バッテリーパックは、バッテリーケース内に複数重ね合わされたバッテリーセルを収納するスペースと上記負極側タブや中間接続タブ、或いはバッテリーセルの膨張を許容するための最低限の間隙とを確保し、収納されたバッテリーセルのガタつきを防止するとともに、積み重ねられた複数のバッテリーセル間の絶縁を図ることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明バッテリーパックは、上記した課題を解決するために、複数の四角柱状のバッテリーセルを接続してバッテリーケースに収納したバッテリーパックであって、バッテリーケースは、ともに箱状をした上側ケースと下側ケースとが組み合わさるようにして構成され、複数のバッテリーセルは、ともに電池蓋が前側に位置し、上下方向に積み重なるようにして上記バッテリーケース内に収納されており、各バッテリーセルとバッテリーセルとの間には絶縁材料からなるセパレーターが介在されており、該セパレーターの上下両面には、上記バッテリーセルの前後方向に延びる側縁部を押さえる扁平突条を設け、該扁平突条には上記バッテリーセルの厚さ寸法の基準位置に対応した位置に扁平突起部を形成し、上記セパレーターの前端側に左右２つの基板規制片を設け、該セパレーターが収納されたバッテリーケース内において上記２つの基板規制片間に形成された空間内に基板を配設すると共に、バッテリーセルの缶底が当接してバッテリーセルの前後方向の位置決めをするバッテリー規制片を設けたものである。
【００１５】
したがって、本発明バッテリーパックによれば、バッテリーセルの前後方向に延びる側縁部を押さえる側縁押さえ部を設けたので、バッテリーケース内において、バッテリーセルをガタつかないように保持することができるとともに、バッテリーケース内に収納されたバッテリーセルの左右方向の中央部とセパレーターとの間には所定の間隙が形成され、バッテリーパックの充電時にバッテリーセルが膨張してその上面および下面の中央部が膨らんでも、その膨らんだ分を上記間隙で吸収することができ、バッテリーケースの全体が膨らんだり変形することを防止することができる。
また、セパレーターの上下両面に、バッテリーセルの前後方向に延びる側縁部を押さえる扁平突条を設け、扁平突条にはバッテリーセルの厚さ寸法の基準位置に対応した位置に扁平突起部を形成したので、バッテリーセルの厚さが不均一の場合であっても、バッテリーセルの外形寸法が良い部分のみを当接させることによって、バッテリーセルの位置決め精度を高めることができます。
そして、さらに、バッテリーセルの缶底の位置を規制するバッテリー規制片とセパレーターの前端側の空間を確保する基板規制片を設けたので、バッテリーセルの前後、左右方向の位置がセパレーターによって位置決めされることによって、バッテリー缶のガタツキを抑え、基板が収納される空間を確保することができます。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明バッテリーパックの詳細を添付図面に示した実施の形態に従って説明する。
【００１７】
バッテリーパック１は、直方体状のバッテリーケース２と、該バッテリーケース２に収納された４つのバッテリーセル３、３、・・・と、これらバッテリーセル３、３、・・・のうち上下に配列されたバッテリーセル３、３を離間させるセパレーター４と、当該バッテリーパック１の残量などを計算し記憶するＩＣチップ５などがマウントされた基板６と、該基板６に取着されバッテリーケース２の長手方向の一端面（前端面）に露出されるバッテリー端子７とを有する（図２参照）。
【００１８】
なお、各図において矢印で示す、Ｕ方向、Ｄ方向、Ｌ方向、Ｒ方向、Ｆ方向、Ｂ方向は、それぞれ、上方、下方、左方、右方、前方、後方を意味するものとする。また、本明細書において示す上記方向性は便宜上のものであり、当該バッテリーパック１が使用される状況において、その方向性は適宜変更される。
【００１９】
４つのバッテリーセル３、３、・・・は、後に詳述するが、上下左右に積み重なるように配設され、左右方向に配設された２つのバッテリーセル３ｒ（「ｒ」は右側を示す。以下同じ。）とバッテリーセル３ｌ（「ｌ」は左側を示す。以下同じ。）とは絶縁部材となる両面接着シート材８にて結合され、これらは後述するように直列に接続されており、また、上側の左右２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌ（「ｕ」は上側を示す。以下同じ。）と下側の左右２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌ（「ｄ」は下側を示す。以下同じ。）とは基板６に形成された回路パターン（図示は省略する。）により並列に接続されている。
【００２０】
バッテリーケース２は、上側ケース１０と下側ケース２０とから成り、上側ケース１０と下側ケース２０はともに箱状を為し、互いの開口が合わされように組み合わされることにより構成される（図２参照）。
【００２１】
上側ケース１０と下側ケース２０はこれらの左右方向の内寸法は、左右に配列された２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの左右幅とほぼ同じか又はやや大きく形成され、上側ケース１０の内側の高さは１つのバッテリーセル３の高さ寸法よりも大きく、下側ケース２０の内側の高さは１つのバッテリーセル３の高さ寸法よりも小さく形成されており、バッテリーケース２として組み合わされたときの内部空間の高さは、セパレーター４を介して上下に重ね合わされた２つのバッテリーセル３ｕ、３ｄの高さとほぼ同じか又はやや大きく形成されている（図１３参照）。
【００２２】
上側ケース１０の左右方向の中央部には、前後方向にやや長く、表面側が凹所、内面側が凸所になる段差部１１が形成され、該段差部１１の内側面のほぼ中央部には突部１２が垂設されており、該突部１２は後述する上側の左右に配設された２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの互いに隣接する上側の側縁部３Ｅ、３Ｅに対応する位置に形成され、これら上側縁部３Ｅ、３Ｅを上方から押圧するようになっている（図１３参照）。
【００２３】
上側ケース１０の左右内面側の上部隅部には、小さなリブ（以下、「上部隅リブ」という。）１３、１３、・・・が形成され（図７参照）、該上部隅リブ１３、１３、・・・はバッテリーケース２内に収納された上側のバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの上側の側縁部３Ｅ、３Ｅを上方から押圧するようになっている（図１３参照）。
【００２４】
下側ケース２０の下部内面の左右中央部には左右方向に延びる小リブ２１、２１、・・・が前後方向に適宜間隔をあけて設けられており（図８参照）、該小リブ２１、２１、・・・は後述する下側の左右に配設された２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの互いに隣接する下側の側縁部３Ｅ、３Ｅに対応する位置に形成され、バッテリーケース２内に収納された下側のバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの下側の側縁部３Ｅ、３Ｅを下方から押圧するようになっている（図１３参照）。
【００２５】
下側ケース２０の左右内面側の下部隅部には、小さなリブ（以下、「下部隅リブ」という。）２２、２２、・・・が形成され（図８参照）、該下部隅リブ２２、２２、・・・はバッテリーケース２内にバッテリーセル３を収納したときに下側のバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの下側の側縁部３Ｅ、３Ｅを下方から押圧するようになっている（図１３参照）。
【００２６】
下側ケース２０の前端面であってその左右方向の中央部より右側寄り位置および該位置と連続した下面の前端部に開口する矩形切欠２３が形成され、該矩形切欠２３に上記バッテリー端子７が上方からスライドされて取着されるようになっており、該矩形切欠２３に取着されたバッテリー端子７の前面は下側ケース２０とほぼ面一になるようになっている（図１７参照）。
【００２７】
上側ケース１０の下面開口周縁には内方および下方を向く段差が形成されて、その外側の薄肉にされた周壁（以下、「外周壁」という。）１４が形成されており、がい外周壁１４の下端縁の内側縁にはテーパー部１４ａが形成されている（図１９参照）。
【００２８】
上記段差の上面は内側に行くにしたがい下方に偏倚する傾斜面に形成されて、傾斜面を有する内側の部分は下方へ突出する環状の突条（以下、「内側突条」という。）１５となっていて、これにより、該内側突条１５と上記外周壁１４との間に下方に開口する環状のＶ溝１６が形成されている（図１９参照）。
【００２９】
また、該Ｖ溝１６の底面（上面）１６ａは狭幅な水平面に形成されていて、上記内側突条１５の内側縁にはテーパー部１５ａが形成されている（図１９参照）。
【００３０】
下側ケース２０の上面開口周縁には外方および上方を向く段差が形成されて、その内側の薄肉にされた周壁（以下、「内周壁」という。）２４が形成されており、該内周壁２４の上端はその外側に小さな傾斜面（以下、「外側傾斜面」という。）２５と内側に比較的大きな傾斜面（以下、「内側傾斜面」という。）２６が形成されており、該内側傾斜面２６の鉛直方向に対する角度は上記上側ケース１０のＶ溝１６を形成する内側突条１５の傾斜面よりやや小さく形成されている（図２０参照）。なお、各部の具体的な形状（数値）については、後述する。
【００３１】
バッテリーセル３は、やや扁平な直方体形状をし長手方向の一端面が開口した電池缶３１と該電池缶３１の開口を覆うように取着された電池蓋３２と図示は省略したが電池缶３１内に収納された電池素子などから成り、電池蓋３２には正極端子部３３が設けられている（図６参照）。
【００３２】
また、各バッテリーセル３、３、・・・の電池蓋３２、３２、・・・に設けられた正極端子部３３、３３、・・・は左右方向おける中央から一方へ偏倚した位置に設けられており、左右に配列された２つのバッテリーセル３ｒ、３ｌは両者の正極端子部３３ｒ、３３ｌが互いに離れる位置になる向きで結合されている（図６参照）。
【００３３】
なお、上下２組の直列に接続された左右２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌと３ｄｒ、３ｄｌは、上下で同じ構成をしているため、その一方（上側）の左右２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌについて説明し、他方（下側）の左右２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌのについてはその詳細な説明は省略する。
【００３４】
左右２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌは、これらを電気的に見ると、右側バッテリーセル３ｕｒは直列に配列されたもののうち正極側に、左側バッテリーセル３ｕｌはその負極側にそれぞれ配列される（図６参照）。
【００３５】
右側バッテリーセル３ｕｒの正極端子部３３ｕｒには右方に延び先端が前方に折り曲げられた正極側タブ３４がスポット溶接により取着され（図４、図６参照）、前方に折り曲げられた先端部は上記基板６に半田付けされるリード部３４ａとなっている（図２参照）。
【００３６】
左右に配列された２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの上面には２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの左右両側縁を除くほぼ全面と同じ大きさの絶縁シート（セル側絶縁シート）５０が貼着されており、該セル側絶縁シート５０のほぼ中央部には左右２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの結合された部分が露出するように長孔状の開口（以下、「長孔開口」という。）５１が形成され、また、その前側縁には下方に折り曲げられ電池蓋３２ｕの一部を覆う折り曲げ部５２が形成されている（図６参照）。
【００３７】
そして、右側バッテリーセル３ｕｒには、該缶底３５ｕｒから電池蓋３２ｕｒ側に延び、電池缶３１ｕｒの上側面を上記セル側絶縁シート５０を介して這うように中間接続タブ３６が設けられ、該中間接続タブ３６は、前後に２つに分割され、缶底側タブ３６ａと電池蓋側タブ３６ｂとからなり（図６参照）、上記缶底側タブ３６ａの缶底側端部は右側バッテリーセル３ｕｒの缶底３５ｕｒにスポット溶接され（図３参照）、また、上記電池蓋側タブ３６ｂの電池蓋側端部は左方に延びた後、下方へ屈曲されて電池蓋３２ｕｌを這うようにして、左側バッテリーセル３ｕｌの正極端子部３３ｕｌまで延び、該正極端子部３３ｕｌにスポット溶接されている（図４参照）。
【００３８】
また、左側バッテリーセル３ｕｌには、該缶底３５ｕｌから電池蓋３２ｕｌ側に延び、電池缶３１ｕｌの上側面を上記セル側絶縁シート５０を介して這うように負極側タブ３７が設けられ、該負極側タブ３７は、上記中間接続タブ３６と同様に、前後に２つに分割され、缶底側タブ３７ａと電池蓋側タブ３７ｂとからなり（図６参照）、上記缶底側タブ３７ａの缶底側端部は左側バッテリーセル３ｕｌの缶底３５ｕｌにスポット溶接され（図３参照）、また、上記電池蓋側タブ３７ｂの電池蓋側端部はその前端が下方に折り曲げられた後、左側バッテリーセル３ｕｌの電池蓋３２ｕｌの前面側において前方に折り曲げられ、該前方に折り曲げられた先端部は上記基板６に半田付けされるリード部３７ｃとなっている（図２、図４参照）。
【００３９】
これにより、中間接続タブ３６および負極側タブ３７と電池缶３１ｕｒ、３１ｕｌとの間には上記セル側絶縁シート５０が介在されているため、電池缶３１ｕｒ、３１ｕｌと中間接続タブ３６又は負極側タブ３７、特に、それぞれの電池蓋側タブ３６ｂ、３７ｂとの絶縁が図られている（図６参照）。
【００４０】
上記中間接続タブ３６および負極側タブ３７のそれぞれ前後に２つに分割された缶底側タブ３６ａ、３７ａと電池蓋側タブ３６ｂ、３７ｂとの間には、それぞれＰＴＣ３８、３８が介在されており、これにより、バッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌが、高温になったときに電力の供給が遮断されるようになっている（図６参照）。
【００４１】
これら中間接続タブ３６および負極側タブ３７が這わされた２つの左右バッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの上面にはさらに上記セル側絶縁シート５０とほぼ同じ大きさの別の絶縁シート（上側絶縁シート）５３が貼着される（図６参照）。
【００４２】
具体的には、上側絶縁シート５３は上記中間接続タブ３６および負極側タブ３７のうち缶底側タブ３６ａ、３７ａと電池蓋側タブ３６ｂ、３７ｂとがＰＴＣ３８、３８を介して接続された部分に対応する位置に矩形の開口（以下、「矩形開口」という。）５４、５４が形成され、また、上記セル側絶縁シート５０の長孔開口５１に対向する位置にこれと同じ大きさの長孔開口５５が形成されている（図６参照）。
【００４３】
そして、このような上側絶縁シート５３の貼着面には、接着剤が塗布されており、上記左右２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌ上のセル側絶縁シート５０に、上記中間接続タブ３６および負極側タブ３７を挟むように貼着されている。
【００４４】
これにより、中間接続タブ３６および負極側タブ３７は２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの上面側においてほぼ固定され、容易には動かないように配置されるとともに、各缶底側タブ３６ａ、３７ａと電池蓋側タブ３６ｂ、３７ｂとＰＴＣ３８、３８とが接続された部分、すなわち、上下方向の厚さが大きくなった部分が上側絶縁シート５３の矩形開口５４、５４から上方へ露出するようになっている（図４参照）。
【００４５】
セパレーター４は、左右に配列された２つのバッテリーセル３ｒ、３ｌと平面形状がほぼ同じ大きさをした平板部４０と、該平板部４０の前端縁の左右両角部にその上下方向に延びるように突設された２つの基板規制片４１、４１と、上記平板部４０の後端縁に各バッテリーセル３、３、・・・の缶底３５、３５、・・・に対応するように上下方向に突設されたバッテリーセル規制片４２、４２が一体に形成されている（図９参照）。
【００４６】
基板規制片４１、４１は、当該セパレーター４がバッテリーケース２内に収納されたときに、バッテリーケース２内の前側に上記基板６が収納される空間を確保するためのものである（図１７、図１８参照）。
【００４７】
平板部４０の後端縁に形成された２つのバッテリーセル規制片４２、４２は、左右２つのバッテリーセル３ｕｒ（ｄｒ）、３ｕｌ（ｄｌ）（上側も下側も）の缶底３５、３５、・・・が当接して、これらの前後方向の位置決めを行うためのものである（図１７、図１８参照）。なお、バッテリーセル規制片４２、４２のうち下側に突出する部分はその中央部に矩形の切り欠きが形成されており、該切欠を形成することにより、下側の２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの缶底側タブ３６ａ、３７ａがバッテリーセル規制片４２、４２と干渉しないようになっている（図３参照）。
【００４８】
セパレーター４の平板部４０の上面には、その中央に前後方向に延びる上面中央扁平突条４３が、その左右両側縁に前後方向に延びる上面左右扁平突条４４、４４がそれぞれ一体に形成され、各扁平突条４３、４４、４４の前端部および後端部にはさらに僅かに上方に突出した扁平凸部４３ａ、４３ａ、４４ａ、４４ａ、・・・が形成されている（図９参照）。
【００４９】
なお、各扁平凸部４３ａ、４３ａ、４４ａ、４４ａ、・・・の形成位置は、バッテリーセル３の厚さ寸法の基準位置に対応されている。
【００５０】
すなわち、バッテリーセル３の電池缶３１は、通常、絞り加工により成形されるため、上下方向の厚さがすべての箇所において精度良く加工することは難しい。そのため、その電池缶３１の厚さ（上下方向の寸法）に関しては、平面から見た周縁のうち、数ヶ所について寸法の基準となる箇所を決め、該基準位置において寸法精度を高めて電池缶３１を成形するのが一般的である。
【００５１】
そのため、バッテリーセル３の厚さは、かかる基準位置が最も精度良く形成された部位であり、該部位をバッテリーケース２の内面で押さえることが、両者の寸法誤差が現れにくく、よって、バッテリーケース２内にバッテリーセル３を収納したときにガタツキなく押さえることができる。
【００５２】
セパレーター４の平板部４０の下面には、その中央に前後方向に延びる下面中央扁平突条４５が、その左右両側縁に前後方向に延びる下面左右扁平突条４６、４６がそれぞれ一体に形成され、下面左右扁平突条４６、４６の前端部および後端部にはさらに僅かに下方に突出した扁平凸部４６ａ、４６ａ、・・・が形成されている（図１０参照）。なお、かかる扁平凸部４６ａ、４６ａ、・・・もバッテリーセル３の厚さ方向の寸法の基準位置に対応した位置に形成されている。
【００５３】
また、平板部４０の下面には上記下面中央扁平突条４５と両下面左右扁平突条４６、４６とのそれぞれ間には、前後方向に長い扁平な凹部（以下、「下面扁平凹部」という。）４７、４７が形成されており（図１０参照）、該下面扁平凹部４７、４７は上記下側の左右２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの缶底側タブ３６ａ、３７ａと電池蓋側タブ３６ｂ、３７ｂとＰＴＣ３８、３８とが接続された部分、すなわち、上下方向の厚さが大きくなった部分と対向するようになっている（図１３参照）。かかる下面扁平凹部４７、４７は、請求項２における「凹部」に相当する。また、この「凹部」はセパレーター４の下面側にのみ形成したが、これは、上述のように負極側タブ３７又は中間接続タブ３６が下側のバッテリーセル３ｄ、３ｄの上面に配設したためであり、たとえば、セパレーター４の上側にのバッテリーセル３ｕ、３ｕの下面に負極側タブ３７又は中間接続タブ３６を配設したものにあっては、セパレーター４の上面側に上記「凹部」を形成すればよい。
【００５４】
このように形成されたセパレーター４に、上記左右に配列された２つのバッテリーセル３ｒ、３ｌがその上面側および下面側にそれぞれ取着される。
【００５５】
具体的には、先ず、セパレーター４の上面には、バッテリーセル３の平面形状より一回り小さな２つの矩形孔６０ａ、６０ａが形成された両面接着シート６０が貼られ、その上に、２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌが載置されて、セパレーター４に貼着される（図４参照）。
【００５６】
このとき、各バッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌは上記上面中央扁平突条４３および上面左右扁平突条４４、４４のうち、前後両端の各扁平凸部４３ａ、４３ａ、４４ａ、４４ａ、・・・に載置され、すなわち、バッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの後端側縁部３Ｅ、３Ｅおよび前端寄りの左右両側縁部３Ｅ、３Ｅがセパレーター４に上記両面接着シート６０を介して接触することになり、したがって、バッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの下面のほとんどはセパレーター４との間に間隙を有した状態となっている（図１４、図１５参照）。なお、図１４乃至図１８においては、上記両面接着シート６０は図示を省略する。
【００５７】
セパレーター４の上面側の上記扁平突部４３ａ、４３ａ、４４ａ、４４ａ、・・・がバッテリーセル３、３、・・・の側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・を押さえるようにしたのは、バッテリーセル３、３、・・・の厚さが不均一の場合の基準となる位置（基準位置）を押さえるようにしたためである。
【００５８】
また、セパレーター４の下面には、上記上面に貼着した両面接着シート６０と同様の両面接着シート６１が貼られ、その下側に、２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌが位置されてセパレーター４に貼着される（図４参照）。
【００５９】
このとき、各下側の２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌは上記下面中央扁平突条４５と下面左右扁平突条４６、４６のうち前後両端の各扁平凸部４６ａ、４６ａ、・・・がバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌに接触し、すなわち、各バッテリーセル３の後端側縁部３Ｅ、３Ｅおよび前端寄りの左右両側縁部３Ｅ、３Ｅとがセパレーター４に上記両面接着シート６１を介して接触することになり、また、下側の左右２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの上面のうち、缶底側タブ３６ａ、３７ａと電池蓋側タブ３６ｂ、３７ｂとＰＴＣ３８、３８とが接続された部分、すなわち、上下方向の厚さが大きくなった部分は上記下面扁平凹部４７、４７内に位置されて、セパレーター４と接触せず、所定の間隙を有した状態となっている（図１４、図１５参照）。なお、図１４乃至図１８においては、上記両面接着シート６１は図示を省略する。
【００６０】
セパレーター４の下面側の上記扁平突部４６ａ、４６ａ、・・・がバッテリーセル３、３、・・・の側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・を押さえるようにしたのは、バッテリーセル３、３、・・・の厚さが不均一の場合の基準となる位置（基準位置）を押さえるようにしたためである。
【００６１】
上下左右に配列された４つのバッテリーセル３、３、・・・の前方に配設された基板６には、その左側にＩＣチップ５がマウントされ、また、右側の下部にバッテリー端子７がマウントされており、基板６と４つのバッテリーセル３、３、・・・との間には絶縁シート（以下、「基板側絶縁シート」という。）７０が介在されている（図５参照）。
【００６２】
基板６には、上記各バッテリーセル３、３、・・・における正極側タブ３４、３４および負極側タブ３７、３７のリード部３４ａ、３４ａ、３７ｃ、３７ｃに対応する位置にランド孔６ａ、６ａ、・・・が形成され、また、基板側絶縁シート７０には基板６のランド孔６ａ、６ａ、・・・に対応する位置に切れ目７１、７１、・・・が形成されている（図５参照）。
【００６３】
そして、基板６は各バッテリーセル３、３、・・・に対する組み付けは、先ず、各正極側タブ３４、３４および負極側タブ３７、３７のリード部３４ａ、３４ａ、３７ｃ、３７ｃを基板側絶縁シート７０の各切れ目７１、７１、・・・に挿通させ、基板６の各ランド孔６ａ、６ａ、・・・に挿通した後、該基板６のランド孔６ａ、６ａ、・・・から突出した各リード部３４ａ、３４ａ、３７ｃ、３７ｃを基板６に半田付けすることにより為される（図２参照）。
【００６４】
これにより、４つのバッテリーセル３、３、・・・は、左右の２つのバッテリーセル３ｒ、３ｌがそれぞれ直列で、上側および下側の２組のバッテリーセル３、３、・・・が並列に接続される（図２参照）。
【００６５】
なお、左上側バッテリーセル３ｕｌの負極側タブ３７のリード部３７ｃに対応する基板側絶縁シート７０の位置には切れ目でなく切欠が形成されている（図５参照）。これは、基板側絶縁シート７０の上側縁部が上側絶縁シート５３の折り曲げ部５２に裏面側に位置されており、左上側バッテリーセル３ｕｌの負極側タブ３７のリード部３７ｃは折り曲げ部５２の前面を這うように位置されるからである。
【００６６】
しかして、このように基板６が取着された４つのバッテリーセル３、３、・・・は次のようにしてバッテリーケース２内に収納されて、バッテリーパック１が組み立てられる。
【００６７】
先ず、セパレーター４を介して上下左右に結合された４つのバッテリーセル３、３、・・・を下側ケース２０内に上方から収納する。
【００６８】
このとき、バッテリー端子７を下側ケース２０の矩形切欠２３内に上方からスライドさせながら挿入する（図２参照）。これにより、バッテリー端子７は下側ケース２０に対して、その前後方向および左右方向の位置決めが為される。
【００６９】
また、収納された４つのバッテリーセル３、３、・・・のうち下側の２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌは下側ケース２０の小リブ２１、２１、・・・および下部隅リブ２２、２２、・・・上に載置され、すなわち、バッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの左右両側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・だけが下側ケース２０に接触し、これにより、バッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの下面の大部分には下側ケース２０の底面との間に間隙を有した状態とされる。
【００７０】
次に、バッテリーセル３、３、・・・を覆うように上側ケース１０を下側ケース２０に合わせて両者を結合する（図１３、図１６参照）。
【００７１】
先ず、上側ケース１０の開口縁に形成されたＶ溝１６内に、下側ケース２０の開口縁に形成された内周壁２４の上端縁を嵌合させる（図２１参照）。
【００７２】
このとき、上側ケース１０の外周壁１４の内側にテーパー部１４ａを形成し、また、下側ケース２０の内周壁２４の外側に外側傾斜面２５を形成したので、上側ケース１０と下側ケース２０とが前後左右において多少ずれた位置関係であっても、Ｖ溝１６と内周壁２４の上端縁との嵌合を確実に行うことができる（図２１参照）。
【００７３】
この状態で、上側ケース１０の外周壁１４の内側面が下側ケース２０の内周壁２４の外側面と面接触して、上側ケース１０の表面と下側ケース２０の表面とがほぼ面一となっている（図２１参照）。
【００７４】
また、上側ケース１０を下側ケース２０に合わせると、上側ケース１０の右前側の開口縁がバッテリー端子７を上方から押さえることになり、バッテリー端子７は下側ケース２０と上側ケース１０とに挟まれるようにして上下方向の位置決めが為され、バッテリーケース２に固定される。
【００７５】
次に、上側ケース１０と下側ケース２０とを超音波溶着を行い、両者を結合する（図２２乃至図２４参照）。
【００７６】
具体的には、合わせた状態の上側ケース１０と下側ケース２０との上下逆にして、超音波溶着装置８０の受け台８１に載置する（図２３、図２４参照）。
【００７７】
なお、図１９および図２０に上側ケース１０および下側ケース２０のそれぞれの開口周縁の各部の具体的な形状（数値）を示す。この数値はあくまで、一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７８】
上側ケース１０の肉厚は１．０ｍｍ、上側ケース１０の外周壁１４の肉厚は０．４５ｍｍ、外周壁１４のＶ溝底面１６ａからの高さは０．７ｍｍ、Ｖ溝底面（水平面）１６ａの幅は０．１５ｍｍ、内側突条１５のＶ溝１６を形成する傾斜面はその垂直に対する角度が４２．０°、内側突条１５のＶ溝底面１６ａからの高さは０．３ｍｍに形成されている（図１９参照）。
【００７９】
また、下側ケース２０の肉厚は１．０ｍｍ、下側ケース２０の内周壁２４の肉厚は０．５２５ｍｍ、内周壁１４の高さは１．２５ｍｍ、外側傾斜面２５が形成された部位の高さは０．３ｍｍ、内側傾斜面２６が形成された部位の高さは０．６６５ｍｍ、該内側傾斜面２６の垂直に対する角度が３２．６°に形成されている（図２０参照）。
【００８０】
上記受け台８１には、ほぼ上側ケース１０を前後左右の四方から囲う受け治具８２、８２、・・・を有し、これら受け治具８２、８２、・・・に囲まれた上側ケース１０との間には０．１ｍｍ程度の間隙が形成されるようになっている（図２３、図２４参照）。
【００８１】
次に、超音波溶着装置８０の溶着ホーン８３を上下逆さまにした下側ケース２０の上面に適当な接触圧で接触させ、該溶着ホーン８３により所定の周波数の振動を加える（図２４参照）。
【００８２】
これにより、下側ケース２０と上側ケース１０との接触部、すなわち、上側ケース１０のＶ溝１６の底面１６ａと下側ケース２０の内周壁２４の先端部とが溶着される（図２２参照）。
【００８３】
かかる溶着は、上記寸法のおける上側ケース１０、下側ケース２０の場合、溶着分が０．２５ｍｍとなったとき、すなわち、溶着方向の高さが０．２５ｍｍ減少した位置で終了させる（図２２参照）。
【００８４】
そして、溶着時の上側ケース１０および下側ケース２０の溶融された材料は、上側ケース１０のＶ溝１６の底面１６ａと内側ケース２０の内周壁２４の外側傾斜面２５との間の間隙と、Ｖ溝１６の傾斜面と内周壁２４の内側傾斜面２６との間の空間と、外側ケース１０の内側突条１５のテーパー部１５ａとに流入するため、バッテリーケース２の内面側に余分な溶融材料がはみ出ることはほとんどない（図２２参照）。
【００８５】
かかる溶着は、上述のように下側ケース２０の内周壁２４の上端縁が高さ寸法で０．２５ｍｍ溶融したところまで為され、そして、上側ケース１０の外周壁１４の内側面と下側ケース２０の内周壁２４の外側面とが摺接するため、上側ケース１０と下側ケース２０の表面には段差部１１ができず、すなわち、ほぼ面一となってきわめて見栄えを良好にすることができる（図２２参照）。
【００８６】
また、このような上側ケース１０および下側ケース２０の肉厚に対して０．２５ｍｍの溶着部を形成することは強度的に十分であり、これ以上溶着された場合は、溶融した材料がはみ出てしまい、見栄えを悪くする。
【００８７】
しかして、このようにバッテリーケース２内に４つのバッテリーセル３、３、・・・が収納された状態においては、各バッテリーセル３、３、・・・はその左右両側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・がバッテリーケース２とセパレーター４とによって狭持された状態となり、したがって、各バッテリーセル３、３、・・・の上面および下面とバッテリーケース２又はセパレーター４との間には間隙が形成されることになる（図１４、図１５参照）。
【００８８】
具体的には、上側２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌは、その下面側の左右両側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・がセパレーター４の上面側に形成された３つの扁平突条（上面中央扁平突条４３と２つの上面左右扁平突条４４、４４）の前後両端部にそれぞれ形成された各扁平凸部４３ａ、４３ａ、４４ａ、４４ａ、・・・に両面接着シート６０を介して接触することにより、これら上側２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの下面とセパレーター４との間には所定の間隙が形成され、また、その上面側の左右両側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・が上側ケース１０の上部内側面のほぼ中央に垂設された突部１２および上部隅リブ１３と直接接触することにより、これら上側２つのバッテリーセル３ｕｒ、３ｕｌの上面と上側ケース１０の上部内側面との間には所定の間隙が形成される（図１４、図１５参照）。
【００８９】
また、下側２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌは、その上面側の左右両側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・がセパレーター４の下面側に形成された下面中央扁平突条４５と２つの下面左右扁平突条４６、４６にそれぞれ形成された前後両端部の各扁平凸部４６ａ、４６ａ、・・・に両面接着シート６０を介して接触することにより、これら下側２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの上面とセパレーター４との間には所定の間隙が形成され、また、その下面側の左右両側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・が下側ケース２０の下部内側面のほぼ中央に形成された小リブ２１、２１、・・・および下部隅リブ２２、２２、・・・と直接接触することにより、これら下側２つのバッテリーセル３ｄｒ、３ｄｌの下面と下側ケース２０の下部内側面との間には所定の間隙が形成される（図１４、図１５参照）。
【００９０】
特に、各バッテリーセル３、３、・・・の上面側とバッテリーケース２又はセパレーター４との間の間隙は比較的大きく、該間隙内に上記負極側タブ３７又は中間接続タブ３６が位置され、かつ、これら負極側タブ３７および中間接続タブ３６が位置していても、さらに間隙を有している（図１４、図１５参照）。
【００９１】
なお、上記バッテリーセル３、３、・・・の各側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・とセパレーター４との接触は、上述のように両面接着シート６０、６１を介して為される。
【００９２】
以上のようにした組み立てられたバッテリーケース２内の上下で対向する上部隅リブ１３、１３、・・・、下部隅リブ２２、２２、・・・の先端間の距離と、セパレーター４を介して結合された４つのバッテリーセル３、３、・・・の高さ方向の寸法とは、同じか又はバッテリーセル３、３、・・・の方が僅かに大きくなるように形成されており、これにより、バッテリーセル３、３、・・・がバッテリーケース２に収納された状態において、各両面接着シート６０、６１が僅かに圧潰されて、バッテリーケース２内においてバッテリーセル３、３、・・・がガタつかないようになっている。
【００９３】
しかも、バッテリーセル３、３、・・・の各側縁部３Ｅ、３Ｅ、・・・が、セパレーター４の各扁平突条４３、４３、４４、４６のそれぞれの扁平凸部４３ａ、４３ａ、４４ａ、４４ａ、４６ａ、４６ａ、・・・（側縁押さえ部）によりほぼ直接押さえられるため、その収納状態はガタツキがほとんどない状態にすることができ、バッテリーケース２内のバッテリーセル３、３、・・・の安定した保持を行うことができる。
【００９４】
そして、当該バッテリーパック１を充電すると、各バッテリーセル３の電池缶３１が扁平な直方体形状を呈しているため、その上面および下面の中央部が膨らむが、各バッテリーセル３と、上側ケース１０、下側ケース２０又はセパレーター４との間には上記間隙が形成されているため、該間隙内において、バッテリーセル３の膨らんだ分を吸収することができ、バッテリーケース２の全体が膨らんだり変形することはない（図１６、図１８参照）。なお、図１６、図１８において実線で示すバッテリーセル３、３、・・・は、膨らんだ状態のものを、２点鎖線で示すバッテリーセル３、３、・・・は膨らむ前の状態のものを示す。
【００９５】
なお、上記実施の形態においては、バッテリーセル３を覆うように上側ケース１０を下側ケース２０に合わせたときの結合は、両者の開口周縁を合わせた状態で、超音波溶着することにより行うものについて説明したが、本発明にこれに限らず、接着剤による結合であっても良い。
【００９６】
この他、上記実施の形態において示した各部の具体的な形状乃至構造は、本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００９７】
なお、上記実施の形態にあっては、左右方向に２つのバッテリーセル３ｒ、３ｌを配列したものを２段に重ね合わせたものについて説明したが、本発明はその左右方向への配列および段数についてはこれに限定されるものでなく、たとえば、左右方向に１つ（配列せず。）でこれを複数重ね合わせるようにしたものでもよい。要は、セパレーター４にバッテリーセル３、３の側縁部３Ｅ、３Ｅを押さえる側縁押さえ部を設けたものであればよい。
【００９８】
また、上記実施の形態においては、バッテリーセル３を覆うように上側ケース１０を下側ケース２０に合わせたときの結合は、両者の開口周縁を合わせた状態で、超音波溶着することにより行うものについて説明したが、本発明にこれに限らず、接着剤による結合であっても良い。
【００９９】
この他、上記実施の形態において示した各部の具体的な形状乃至構造は、本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【０１００】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明バッテリーパックは、複数の四角柱状のバッテリーセルを接続してバッテリーケースに収納したバッテリーパックであって、バッテリーケースは、ともに箱状をした上側ケースと下側ケースとが組み合わさるようにして構成され、複数のバッテリーセルは、ともに電池蓋が前側に位置し、上下方向に積み重なるようにして上記バッテリーケース内に収納されており、各バッテリーセルとバッテリーセルとの間には絶縁材料からなるセパレーターが介在されており、該セパレーターの上下両面には、上記バッテリーセルの前後方向に延びる側縁部を押さえる扁平突条を設け、該扁平突条には上記バッテリーセルの厚さ寸法の基準位置に対応した位置に扁平突起部を形成し、上記セパレーターの前端側に左右２つの基板規制片を設け、該セパレーターが収納されたバッテリーケース内において上記２つの基板規制片間に形成された空間内に基板を配設すると共に、バッテリーセルの缶底が当接してバッテリーセルの前後方向の位置決めをするバッテリー規制片を設けたことを特徴とする。
【０１０１】
したがって、本発明バッテリーパックによれば、セパレーターでバッテリーセルの前後方向に延びる側縁部を押さえる側縁押さえ部を設けたので、バッテリーケース内にバッテリーセルを収納した状態で、バッテリーセルをガタつかないように保持することができるとともに、バッテリーケース内に収納されたバッテリーセルの中央部とセパレーターとの間には所定の間隙が形成され、バッテリーパックの充電時にバッテリーセルが膨張してその上面および下面の中央部が膨らんでも、その膨らんだ分を上記間隙で吸収することができるため、バッテリーケースの全体が膨らんだり変形することを防止することができる。
また、セパレーターの上下両面に、バッテリーセルの前後方向に延びる側縁部を押さえる扁平突条を設け、扁平突条にはバッテリーセルの厚さ寸法の基準位置に対応した位置に扁平突起部を形成したので、バッテリーセルの厚さが不均一の場合であっても、バッテリーセルの外形寸法が良い部分のみを当接させることによって、バッテリーセルの位置決め精度を高めることができます。
そして、さらに、バッテリーセルの缶底の位置を規制するバッテリー規制片とセパレーターの前端側の空間を確保する基板規制片を設けたので、バッテリーセルの前後、左右方向の位置がセパレーターによって位置決めされることによって、バッテリー缶のガタツキを抑え、基板が収納される空間を確保することができます。
【０１０２】
請求項２に記載した発明にあっては、上記セパレーターにおけるバッテリーセルの中央部に対向する部位に凹部を形成したので、ＰＴＣの逃げを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図面は、本発明バッテリーパックをバッテリーセルが４つのものに適用した実施の形態の一例を示すもので、本図は全体の斜視図である。
【図２】バッテリーケースを上下に分解して示す斜視図である。
【図３】バッテリーケースを除いた状態を後方から見た斜視図である。
【図４】４つのバッテリーセルのうち上下の２組とセパレーターとを上下方向に分解して示す斜視図である。
【図５】４つのバッテリセルと基板とを前後方向に分解して示す斜視図である。
【図６】左右の２つのバッテリーセルと各タブとを分解して示す斜視図である。
【図７】上側ケースの底面図である。
【図８】下側ケースの平面図である。
【図９】セパレーターを上斜め前方から見た斜視図である。
【図１０】セパレーターを下斜め前方から見た斜視図である。
【図１１】図９のXI−XI線に沿う断面図である。
【図１２】図９のXII−XII線に沿う断面図である。
【図１３】バッテリーパックの前後方向のほぼ中央部において切断し、各部を上下に分解して示す断面図である。
【図１４】図１のXIV−XIV線に沿う断面図であり、その一部を拡大して示す。
【図１５】図１のXV−XV線に沿う断面図であり、その一部を拡大して示す。
【図１６】バッテリーパックの拡大横断面図である。
【図１７】バッテリーパックをバッテリー端子を含む位置で縦断面方向に切断し、バッテリーセルおよびセパレーターは切断せずに見せた拡大縦断面図である。
【図１８】バッテリーパックをバッテリー端子を含む位置で縦断面方向に切断した拡大縦断面図である。
【図１９】上側ケースの開口周縁を拡大して示す断面図である。
【図２０】下側ケースの開口周縁を拡大して示す断面図である。
【図２１】上側ケースの開口周縁と下側ケースの開口周縁とを合わせた状態を拡大して示す断面図である。
【図２２】図２１の状態から超音波溶着した状態を拡大して示す断面図である。
【図２３】超音波溶着装置の受け台にバッテリーパックを載置した状態を概略的に示す平面図である。
【図２４】超音波溶着装置の受け台にバッテリーパックを載置した状態を一部を断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
１…バッテリーパック、２…バッテリーケース、３…バッテリーセル、３ｕｒ…バッテリーセル、３ｕｌ…バッテリーセル、３ｄｒ…バッテリーセル、３ｄｌ…バッテリーセル、３Ｅ…バッテリーセルの側縁部、４…セパレーター、６…基板、１０…上側ケース、２０…下側ケース、、３２ｒ…電池蓋、３２ｌ…電池蓋、３５…缶底、４１…基板規制片、４２…バッテリー規制片、４３…上面中央扁平突条（扁平突条）、４３ａ…扁平凸部（扁平突起部）、４４…上面左右扁平突条（扁平突条）、４４ａ…扁平凸部（扁平突起部）、４５…下面中央扁平突条（扁平突条）、４６…下面左右扁平突条（扁平突条）、４６ａ…扁平凸部（扁平突起部）、４７…下面扁平凹部（凹部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for maintaining a stable storage state of battery cells in a battery case in a battery pack in which a plurality of square columnar battery cells are stored in a battery case.
[0002]
[Prior art]
A battery pack is used as a rechargeable battery in various electronic devices. Some of such battery packs contain a plurality of battery cells in a battery case.
[0003]
Some battery cells have a flat quadrangular prism shape, and a battery case that houses a plurality of such battery cells has a square column shape that is slightly larger than a combination of a plurality of battery cells. Efficient.
[0004]
In addition, since the battery pack is usually provided with a battery terminal at one end surface or a portion near one end, a negative electrode tab is provided from the bottom of the battery can to the battery lid side so as to face the side surface of the battery can.
[0005]
Furthermore, when connecting a plurality of battery cells in series, an intermediate connection tab is provided to connect a battery can bottom of one battery cell to a positive electrode terminal portion of another battery cell adjacent thereto, and the intermediate connection tab is provided. Similar to the negative electrode tab, the side surface of the battery can is provided.
[0006]
In addition, when arrange | positioning these negative electrode side tabs and intermediate | middle connection tabs so that it may face the side surface of a battery can, an insulating sheet is interposed between battery cans.
[0007]
In order to ensure the safety of the battery pack, the negative electrode tab and the intermediate connection tab are divided into two parts, and a PTC (positive temperature coefficient) is interposed between the divided tab pieces and the tab pieces. In some cases, the supply of power is cut off when the battery cell becomes hot.
[0008]
And in a battery cell having a quadrangular prism shape, the rectangular central portion tends to expand during charging.
[0009]
For these reasons, the battery case needs to be formed one or two times larger than the outer shape of the battery case in which a plurality of battery cells are combined.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the battery case is formed so as to be large with respect to the plurality of battery cells joined together, there is a problem that the battery cell is rattled inside.
[0011]
If the battery cell rattles in the battery case, the negative electrode tab and the positive electrode tab connected to the battery terminal are repeatedly deformed, leading to an accident. This is because the battery terminal is usually fixed to the battery case.
[0012]
And if a battery cell rattles, the said negative electrode side tab and intermediate | middle connection tab will move, and there also exists a problem which leads to accidents, such as being shifted from an insulating sheet and short-circuiting.
[0013]
Therefore, the battery pack of the present invention secures a space for storing a plurality of stacked battery cells in the battery case and a minimum gap for allowing expansion of the negative electrode tab, the intermediate connection tab, or the battery cell. It is an object of the present invention to prevent rattling of stored battery cells and to insulate between a plurality of stacked battery cells.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the battery pack of the present invention is a battery pack in which a plurality of quadrangular prism-shaped battery cells are connected and housed in a battery case, and the battery case is a box-shaped upper case. A plurality of battery cells are housed in the battery case so that the battery lid is positioned on the front side and stacked in the vertical direction. A separator made of an insulating material is interposed between the battery cells, and side edges extending in the front-rear direction of the battery cell are provided on the upper and lower surfaces of the separator.A flat protrusion to be pressed is provided, a flat protrusion is formed at a position corresponding to a reference position of the thickness dimension of the battery cell on the flat protrusion, and two left and right substrate regulating pieces are provided on the front end side of the separator, A battery in which a substrate is disposed in a space formed between the two substrate regulating pieces in the battery case in which the separator is housed, and the battery cell can bottom contacts to position the battery cell in the front-rear direction. Regulation pieceIs provided.
[0015]
  Therefore, according to the battery pack of the present invention, since the side edge pressing part for pressing the side edge part extending in the front-rear direction of the battery cell is provided, the battery cell can be held in the battery case so as not to rattle. A predetermined gap is formed between the left and right central portion of the battery cell stored in the battery case and the separator, and the battery cell expands when the battery pack is charged, and the upper and lower central portions expand. However, the bulging portion can be absorbed by the gap, and the entire battery case can be prevented from bulging or deforming.
  In addition, flat protrusions that hold the side edges extending in the front-rear direction of the battery cell are provided on both the upper and lower surfaces of the separator, and flat protrusions are formed on the flat protrusions at positions corresponding to the reference position of the thickness dimension of the battery cell. Therefore, even if the thickness of the battery cell is not uniform, the battery cell positioning accuracy can be improved by contacting only the part with good external dimensions.
  Further, since the battery regulating piece for regulating the position of the bottom of the battery cell and the board regulating piece for ensuring the space on the front end side of the separator are provided, the position of the battery cell in the front-rear and left-right directions is positioned by the separator. As a result, it is possible to suppress the backlash of the battery can and secure a space for storing the board.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the battery pack of the present invention will be described below according to the embodiments shown in the accompanying drawings.
[0017]
The battery pack 1 is a rectangular parallelepiped battery case 2, four battery cells 3, 3,... Stored in the battery case 2, and the battery cells 3, 3,. The separator 4 that separates the battery cells 3 and 3, the substrate 6 on which the IC chip 5 that calculates and stores the remaining amount of the battery pack 1 and the like is mounted, and the length of the battery case 2 attached to the substrate 6 And a battery terminal 7 exposed on one end surface (front end surface) in the direction (see FIG. 2).
[0018]
In addition, the U direction, the D direction, the L direction, the R direction, the F direction, and the B direction indicated by arrows in the drawings respectively mean upward, downward, leftward, rightward, forward, and backward. Moreover, the directionality shown in this specification is for convenience, and the directionality is appropriately changed in a situation where the battery pack 1 is used.
[0019]
Although the four battery cells 3, 3,... Will be described in detail later, the two battery cells 3r ("r" indicates the right side) arranged so as to be stacked vertically and horizontally. The same shall apply hereinafter) and the battery cell 3l ("l" indicates the left side. The same shall apply hereinafter) are connected by a double-sided adhesive sheet material 8 serving as an insulating member, and these are connected in series as will be described later. Also, the upper left and right battery cells 3ur, 3ul ("u" indicates the upper side; the same applies hereinafter) and the lower left and right battery cells 3dr, 3dl ("d" indicates the lower side; the same applies hereinafter). ) Are connected in parallel by a circuit pattern (not shown) formed on the substrate 6.
[0020]
The battery case 2 includes an upper case 10 and a lower case 20, and both the upper case 10 and the lower case 20 are formed in a box shape and are combined so that their openings are matched (FIG. 2). reference).
[0021]
The upper case 10 and the lower case 20 are formed so that the inner dimensions in the left and right direction are substantially the same as or slightly larger than the left and right widths of the two battery cells 3ur and 3ul arranged on the left and right sides. The height is larger than the height dimension of one battery cell 3, and the inner height of the lower case 20 is smaller than the height dimension of one battery cell 3. The height of the internal space is substantially the same as or slightly larger than the height of the two battery cells 3u and 3d that are stacked one above the other via the separator 4 (see FIG. 13).
[0022]
A step portion 11 is formed in the central portion of the upper case 10 in the left-right direction, which is slightly longer in the front-rear direction, having a concave portion on the surface side and a convex portion on the inner surface side. The projection 12 is formed at a position corresponding to the upper side edges 3E and 3E adjacent to each other of two battery cells 3ur and 3ul disposed on the left and right of the upper side, which will be described later. These upper edge portions 3E and 3E are pressed from above (see FIG. 13).
[0023]
Small ribs (hereinafter referred to as “upper corner ribs”) 13, 13,... (See FIG. 7) are formed at upper corners on the left and right inner surfaces of the upper case 10, and the upper corner ribs 13, 13 are formed. The upper side edges 3E and 3E of the upper battery cells 3ur and 3ul housed in the battery case 2 are pressed from above (see FIG. 13).
[0024]
Small ribs 21, 21,... Extending in the left-right direction are provided at right and left central portions of the lower inner surface of the lower case 20 at appropriate intervals in the front-rear direction (see FIG. 8). 21,... Are formed at positions corresponding to lower side edge portions 3E, 3E adjacent to each other of two battery cells 3dr, 3dl disposed on the left and right sides, which will be described later. The lower side edge portions 3E and 3E of the stored lower battery cells 3dr and 3dl are pressed from below (see FIG. 13).
[0025]
Small ribs (hereinafter referred to as “lower corner ribs”) 22, 22,... (See FIG. 8) are formed at lower corners on the left and right inner surfaces of the lower case 20, and the lower corner ribs 22, 22,... Are configured to press the lower side edges 3E and 3E of the lower battery cells 3dr and 3dl from below when the battery cell 3 is stored in the battery case 2 (FIG. 13). reference).
[0026]
A rectangular notch 23 is formed at the front end surface of the lower case 20 at a position closer to the right side than the central portion in the left-right direction and at the front end portion of the lower surface continuous with the position. The battery terminal 7 is attached to the rectangular cutout 23 by being slid from above, and the front surface of the battery terminal 7 is substantially flush with the lower case 20 (see FIG. 17). .
[0027]
Steps facing inward and downward are formed on the periphery of the lower surface opening of the upper case 10, and a thin peripheral wall (hereinafter referred to as “outer peripheral wall”) 14 is formed on the outer side of the upper case 10. A taper portion 14a is formed on the inner edge of the lower end edge (see FIG. 19).
[0028]
The upper surface of the step is formed as an inclined surface that deviates downward as it goes inward, and an inner portion having the inclined surface is an annular protrusion (hereinafter referred to as “inner protrusion”) 15 that protrudes downward. Thus, an annular V-shaped groove 16 that opens downward is formed between the inner ridge 15 and the outer peripheral wall 14 (see FIG. 19).
[0029]
The bottom surface (upper surface) 16a of the V-groove 16 is formed in a narrow horizontal plane, and a tapered portion 15a is formed on the inner edge of the inner protrusion 15 (see FIG. 19).
[0030]
On the upper surface opening peripheral edge of the lower case 20, a step facing outward and upward is formed, and a thin peripheral wall (hereinafter referred to as “inner peripheral wall”) 24 inside thereof is formed. The inner peripheral wall A small inclined surface (hereinafter referred to as “outside inclined surface”) 25 and a relatively large inclined surface (hereinafter referred to as “inner inclined surface”) 26 are formed on the inner side of the upper end of 24. The angle of the inclined surface 26 with respect to the vertical direction is slightly smaller than the inclined surface of the inner ridge 15 forming the V groove 16 of the upper case 10 (see FIG. 20). The specific shape (numerical value) of each part will be described later.
[0031]
The battery cell 3 has a somewhat flat rectangular parallelepiped shape, a battery can 31 having one end face in the longitudinal direction opened, a battery lid 32 attached so as to cover the opening of the battery can 31, and a battery can 31 that is not shown. The battery lid 32 is provided with a positive terminal portion 33 (see FIG. 6).
[0032]
Further, the positive terminal portions 33, 33,... Provided on the battery covers 32, 32,... Of the respective battery cells 3, 3,. The two battery cells 3r and 3l arranged on the left and right are coupled in such a direction that the positive electrode terminal portions 33r and 33l are separated from each other (see FIG. 6).
[0033]
Since the two left and right battery cells 3ur, 3ul and 3dr, 3dl connected in series in the upper and lower sides have the same configuration in the upper and lower sides, the left and right two battery cells 3ur, 3ul on one side (upper side) The description will be omitted, and the detailed description of the other two (lower) left and right battery cells 3dr and 3dl will be omitted.
[0034]
When the two left and right battery cells 3ur and 3ul are electrically viewed, the right battery cell 3ur is arranged on the positive electrode side of the battery cells arranged in series, and the left battery cell 3ul is arranged on the negative electrode side thereof (FIG. 6). reference).
[0035]
The positive electrode terminal portion 33ur of the right battery cell 3ur is attached to the positive electrode side tab 34 extending rightward and bent forward by spot welding (see FIGS. 4 and 6). The lead portion 34a is soldered to the substrate 6 (see FIG. 2).
[0036]
An insulating sheet (cell-side insulating sheet) 50 having the same size as the entire surface except for the left and right side edges of the two battery cells 3ur and 3ul is attached to the upper surfaces of the two battery cells 3ur and 3ul arranged on the left and right. In addition, an elongated hole-like opening (hereinafter referred to as “long hole opening”) 51 is provided in the substantially central portion of the cell-side insulating sheet 50 so that the joined portion of the two left and right battery cells 3ur and 3ul is exposed. In addition, a bent portion 52 is formed on the front side edge thereof so as to be bent downward and cover a part of the battery lid 32u (see FIG. 6).
[0037]
The right battery cell 3ur is provided with an intermediate connection tab 36 extending from the can bottom 35ur to the battery lid 32ur side so that the upper surface of the battery can 31ur is sandwiched through the cell-side insulating sheet 50. The connection tab 36 is divided into two in the front and rear, and is composed of a can bottom side tab 36a and a battery lid side tab 36b (see FIG. 6), and the can bottom side end of the can bottom side tab 36a is the right battery cell 3ur. (See FIG. 3), and the battery lid side end of the battery lid side tab 36b extends to the left and then bent downward so as to crawl the battery lid 32ul. It extends to the positive electrode terminal portion 33ul of the left battery cell 3ul and is spot-welded to the positive electrode terminal portion 33ul (see FIG. 4).
[0038]
The left battery cell 3ul is provided with a negative electrode side tab 37 extending from the can bottom 35ul to the battery lid 32ul side so as to cover the upper surface of the battery can 31ul through the cell side insulating sheet 50. Similar to the intermediate connection tab 36, the side tab 37 is divided into two parts at the front and rear, and is composed of a can bottom side tab 37a and a battery lid side tab 37b (see FIG. 6), and the can bottom side tab 37a can. The bottom end is spot-welded to the can bottom 35ul of the left battery cell 3ul (see FIG. 3), and the battery lid side end of the battery lid tab 37b is bent downward at the front end of the left battery. The front end portion of the battery lid 32ul of the cell 3ul is bent forward, and the front end portion is a lead portion 37c soldered to the substrate 6 (see FIGS. 2 and 4).
[0039]
Accordingly, since the cell-side insulating sheet 50 is interposed between the intermediate connection tab 36 and the negative electrode side tab 37 and the battery cans 31ur and 31ul, the battery cans 31ur and 31ul and the intermediate connection tab 36 or the negative electrode side tabs are provided. 37, in particular, is insulated from the respective battery lid side tabs 36b and 37b (see FIG. 6).
[0040]
PTCs 38 and 38 are interposed between the can bottom side tabs 36a and 37a and the battery lid side tabs 36b and 37b, respectively, which are divided into two on the front and rear sides of the intermediate connection tab 36 and the negative electrode side tab 37, respectively. Thereby, when the battery cells 3ur and 3ul become high temperature, the supply of electric power is cut off (see FIG. 6).
[0041]
On the upper surfaces of the two left and right battery cells 3ur and 3ul where the intermediate connection tab 36 and the negative electrode side tab 37 are wound, another insulating sheet (upper insulating sheet) 53 having the same size as the cell side insulating sheet 50 is further provided. Affixed (see FIG. 6).
[0042]
Specifically, the upper insulating sheet 53 is a portion of the intermediate connection tab 36 and the negative electrode side tab 37 where the can bottom tabs 36a, 37a and the battery lid side tabs 36b, 37b are connected via the PTCs 38, 38. Rectangular openings (hereinafter referred to as “rectangular openings”) 54, 54 are formed at corresponding positions, and long holes of the same size are formed at positions facing the long hole openings 51 of the cell-side insulating sheet 50. An opening 55 is formed (see FIG. 6).
[0043]
An adhesive is applied to the sticking surface of the upper insulating sheet 53, and the intermediate connection tab 36 and the negative electrode side are attached to the cell-side insulating sheet 50 on the two left and right battery cells 3ur and 3ul. It sticks so that the tab 37 may be pinched | interposed.
[0044]
Thus, the intermediate connection tab 36 and the negative electrode side tab 37 are substantially fixed on the upper surface side of the two battery cells 3ur and 3ul, and are arranged so as not to move easily, and each can bottom side tab 36a, 37a and the battery A portion where the lid-side tabs 36b, 37b and the PTC 38, 38 are connected, that is, a portion whose thickness in the vertical direction is increased is exposed upward from the rectangular openings 54, 54 of the upper insulating sheet 53. (See FIG. 4).
[0045]
The separator 4 extends in the vertical direction at the left and right corners of the front edge of the flat plate portion 40, and the flat plate portion 40 having a plane shape substantially the same as the two battery cells 3r, 3l arranged on the left and right. Up and down direction so as to correspond to the can bottoms 35, 35,... Of the battery cells 3, 3,. The battery cell restricting pieces 42 and 42 projecting from each other are integrally formed (see FIG. 9).
[0046]
The board regulating pieces 41 and 41 are for securing a space in which the board 6 is housed on the front side in the battery case 2 when the separator 4 is housed in the battery case 2 (FIG. 17, FIG. 17). (See FIG. 18).
[0047]
The two battery cell regulating pieces 42, 42 formed on the rear edge of the flat plate portion 40 are the bottoms 35, 35, 35, 35ul (dr), 3ul (dl) (both upper and lower) of the left and right battery cells, Are in contact with each other for positioning in the front-rear direction (see FIGS. 17 and 18). In addition, a rectangular notch is formed at the center of the portion of the battery cell regulating piece 42, 42 that protrudes downward. By forming the notch, the two lower battery cells 3dr, 3dl are formed. The can bottom side tabs 36a and 37a are configured not to interfere with the battery cell regulating pieces 42 and 42 (see FIG. 3).
[0048]
On the upper surface of the flat plate portion 40 of the separator 4, an upper surface central flat ridge 43 extending in the front-rear direction is formed at the center thereof, and upper left and right flat ridges 44, 44 extending in the front-rear direction are integrally formed on the left and right side edges, respectively. Flat protrusions 43a, 43a, 44a, 44a,... Projecting slightly upward are formed on the front end and the rear end of each flat protrusion 43, 44, 44 (see FIG. 9).
[0049]
In addition, the formation position of each flat convex part 43a, 43a, 44a, 44a, ... corresponds to the reference position of the thickness dimension of the battery cell 3.
[0050]
That is, since the battery can 31 of the battery cell 3 is usually formed by drawing, it is difficult to accurately process the vertical thickness at all locations. Therefore, with respect to the thickness (vertical dimension) of the battery can 31, locations serving as dimensional references are determined at several locations in the periphery viewed from the plane, and the dimensional accuracy is increased at the reference position to increase the battery can 31. Is generally molded.
[0051]
For this reason, the thickness of the battery cell 3 is a part where the reference position is formed with the highest accuracy, and pressing the part with the inner surface of the battery case 2 makes it difficult for dimensional errors to occur. When the battery cell 3 is stored inside, it can be held without rattling.
[0052]
On the lower surface of the flat plate portion 40 of the separator 4, a lower surface central flat ridge 45 extending in the front-rear direction is formed at the center thereof, and lower left and right flat ridges 46, 46 extending in the front-rear direction are integrally formed on both left and right edges, respectively. Flat protrusions 46a, 46a,... Projecting slightly further downward are formed at the front and rear end portions of the lower left and right flat protrusions 46, 46 (see FIG. 10). The flat protrusions 46a, 46a,... Are also formed at positions corresponding to the reference position of the dimension of the battery cell 3 in the thickness direction.
[0053]
Further, on the lower surface of the flat plate portion 40, a flat concave portion that is long in the front-rear direction (hereinafter referred to as “lower flat concave portion”) is provided between the lower central flat projection 45 and the lower left and right flat projections 46, 46. ) 47, 47 are formed (see FIG. 10), and the lower flat recesses 47, 47 are the bottom left tabs 36a, 37a and the battery lid side tabs 36b of the two lower left and right battery cells 3dr, 3dl, It faces the portion where 37b and PTCs 38, 38 are connected, that is, the portion where the thickness in the vertical direction is increased (see FIG. 13). The lower flat recesses 47 and 47 correspond to “recesses” in claim 2. Further, this “concave portion” was formed only on the lower surface side of the separator 4 because the negative electrode side tab 37 or the intermediate connection tab 36 was disposed on the upper surface of the lower battery cells 3d and 3d as described above. For example, in the case where the negative electrode side tab 37 or the intermediate connection tab 36 is disposed on the lower surface of the battery cells 3u, 3u on the upper side of the separator 4, the above-mentioned "recess" is formed on the upper surface side of the separator 4. That's fine.
[0054]
The two battery cells 3r and 3l arranged on the left and right are attached to the upper surface side and the lower surface side of the separator 4 formed in this way.
[0055]
Specifically, first, a double-sided adhesive sheet 60 in which two rectangular holes 60a, 60a that are slightly smaller than the planar shape of the battery cell 3 are pasted is pasted on the upper surface of the separator 4, and two batteries are placed thereon. Cells 3ur and 3ul are placed and attached to the separator 4 (see FIG. 4).
[0056]
At this time, each of the battery cells 3ur, 3ul is placed on the flat convex portions 43a, 43a, 44a, 44a,... At the front and rear ends of the upper central flat protrusion 43 and the upper left and right flat protrusions 44, 44. That is, the rear end side edges 3E and 3E of the battery cells 3ur and 3ul and the left and right side edges 3E and 3E near the front end come into contact with the separator 4 via the double-sided adhesive sheet 60, and thus the battery Most of the lower surfaces of the cells 3ur and 3ul have a gap with the separator 4 (see FIGS. 14 and 15). 14 to 18, the double-sided adhesive sheet 60 is not shown.
[0057]
  The flat protrusions 43a, 43a, 44a, 44a,... On the upper surface side of the separator 4 press the side edges 3E, 3E,. This is because the position (reference position) serving as a reference when the thickness of the battery cells 3, 3,.
[0058]
Further, a double-sided adhesive sheet 61 similar to the double-sided adhesive sheet 60 attached to the upper surface is attached to the lower surface of the separator 4, and two battery cells 3dr and 3dl are positioned below and attached to the separator 4. Worn (see FIG. 4).
[0059]
At this time, each of the two lower battery cells 3dr, 3dl is composed of the flat protrusions 46a, 46a,... At the front and rear ends of the lower central flat protrusion 45 and the lower left and right flat protrusions 46, 46. 3dr and 3dl, that is, the rear end side edges 3E and 3E of each battery cell 3 and the left and right side edges 3E and 3E near the front end are in contact with the separator 4 via the double-sided adhesive sheet 61. Of the upper surfaces of the two lower left and right battery cells 3dr, 3dl, the portion where the can bottom tabs 36a, 37a, the battery lid tabs 36b, 37b and the PTC 38, 38 are connected, that is, the vertical direction The portion with the increased thickness is positioned in the lower flat recesses 47, 47 and does not contact the separator 4 and has a predetermined gap (FIGS. 14 and 1). Reference). 14 to 18, the double-sided adhesive sheet 61 is not shown.
[0060]
  The flat protrusions 46a, 46a,... On the lower surface side of the separator 4 press the side edges 3E, 3E,... Of the battery cells 3, 3,. This is because the reference position (reference position) when the thicknesses of 3,.
[0061]
The IC chip 5 is mounted on the left side of the substrate 6 disposed in front of the four battery cells 3, 3,... Arranged vertically and horizontally, and the battery terminal 7 is mounted on the lower part on the right side. An insulating sheet (hereinafter referred to as “substrate-side insulating sheet”) 70 is interposed between the substrate 6 and the four battery cells 3, 3,... (See FIG. 5).
[0062]
In the substrate 6, land holes 6a, 6a are formed at positions corresponding to the lead portions 34a, 34a, 37c, 37c of the positive electrode side tabs 34, 34 and the negative electrode side tabs 37, 37 in each of the battery cells 3, 3,. Are formed in the substrate side insulating sheet 70 at positions corresponding to the land holes 6a, 6a,... Of the substrate 6 (FIG. 5). reference).
[0063]
The substrate 6 is assembled to each of the battery cells 3, 3,..., First, the lead portions 34 a, 34 a, 37 c, 37 c of the positive side tabs 34, 34 and the negative side tabs 37, 37 are connected to the substrate side insulating sheet. 70 are inserted through the respective cuts 71, 71,..., And are inserted into the respective land holes 6a, 6a,... Of the substrate 6 and then protruded from the land holes 6a, 6a,. This is done by soldering the lead portions 34a, 34a, 37c, 37c to the substrate 6 (see FIG. 2).
[0064]
As a result, the four battery cells 3, 3,... Have two left and right battery cells 3r, 3l in series, and two upper and lower battery cells 3, 3,. Connected (see FIG. 2).
[0065]
In addition, a notch is formed in the position of the substrate side insulating sheet 70 corresponding to the lead portion 37c of the negative electrode side tab 37 of the upper left battery cell 3ul (see FIG. 5). This is because the upper edge of the substrate-side insulating sheet 70 is positioned on the back side of the bent portion 52 of the upper insulating sheet 53, and the lead portion 37 c of the negative electrode side tab 37 of the upper left battery cell 3 ul is the front surface of the bent portion 52. It is because it is positioned so as to crawl.
[0066]
Thus, the four battery cells 3, 3,... With the substrate 6 attached in this way are housed in the battery case 2 as follows, and the battery pack 1 is assembled.
[0067]
First, four battery cells 3, 3,... That are coupled vertically and horizontally through the separator 4 are stored in the lower case 20 from above.
[0068]
At this time, the battery terminal 7 is inserted into the rectangular cutout 23 of the lower case 20 while sliding from above (see FIG. 2). Thereby, the battery terminal 7 is positioned in the front-rear direction and the left-right direction with respect to the lower case 20.
[0069]
Also, the lower two battery cells 3dr, 3dl of the four stored battery cells 3, 3, ... are small ribs 21, 21, ... and lower corner ribs 22, 22 of the lower case 20. ..,..., That is, only the left and right side edges 3E, 3E,... Of the battery cells 3dr, 3dl are in contact with the lower case 20, and thereby the lower surfaces of the battery cells 3dr, 3dl In most cases, a gap is provided between the lower case 20 and the bottom surface.
[0070]
Next, the upper case 10 is aligned with the lower case 20 so as to cover the battery cells 3, 3,... (See FIGS. 13 and 16).
[0071]
First, the upper end edge of the inner peripheral wall 24 formed at the opening edge of the lower case 20 is fitted into the V groove 16 formed at the opening edge of the upper case 10 (see FIG. 21).
[0072]
At this time, since the tapered portion 14 a is formed inside the outer peripheral wall 14 of the upper case 10 and the outer inclined surface 25 is formed outside the inner peripheral wall 24 of the lower case 20, the upper case 10 and the lower case 20 are formed. Can be reliably engaged with the V-groove 16 and the upper edge of the inner peripheral wall 24 (see FIG. 21).
[0073]
In this state, the inner surface of the outer peripheral wall 14 of the upper case 10 is in surface contact with the outer surface of the inner peripheral wall 24 of the lower case 20, and the surface of the upper case 10 and the surface of the lower case 20 are substantially flush. (See FIG. 21).
[0074]
When the upper case 10 is aligned with the lower case 20, the opening edge on the right front side of the upper case 10 holds the battery terminal 7 from above, and the battery terminal 7 is sandwiched between the lower case 20 and the upper case 10. Thus, the vertical positioning is performed and the battery case 2 is fixed.
[0075]
Next, the upper case 10 and the lower case 20 are ultrasonically welded to couple them together (see FIGS. 22 to 24).
[0076]
Specifically, the upper case 10 and the lower case 20 in the combined state are placed upside down and placed on the cradle 81 of the ultrasonic welding device 80 (see FIGS. 23 and 24).
[0077]
FIGS. 19 and 20 show specific shapes (numerical values) of respective portions of the peripheral edges of the upper case 10 and the lower case 20. This numerical value is merely an example, and the present invention is not limited to this.
[0078]
The thickness of the upper case 10 is 1.0 mm, the thickness of the outer peripheral wall 14 of the upper case 10 is 0.45 mm, the height of the outer peripheral wall 14 from the V groove bottom surface 16a is 0.7 mm, and the V groove bottom surface (horizontal plane) 16a. The angle of the inclined surface forming the V groove 16 of the inner ridge 15 is 42.0 ° with respect to the vertical, and the height of the inner ridge 15 from the bottom surface 16a of the V groove is 0.3 mm. (See FIG. 19).
[0079]
Further, the thickness of the lower case 20 is 1.0 mm, the thickness of the inner peripheral wall 24 of the lower case 20 is 0.525 mm, the height of the inner peripheral wall 14 is 1.25 mm, and the portion where the outer inclined surface 25 is formed. The height of the inner inclined surface 26 is 0.665 mm, and the angle of the inner inclined surface 26 with respect to the vertical is 32.6 ° (see FIG. 20).
[0080]
The receiving table 81 includes receiving jigs 82, 82,... That surround the upper case 10 from the front, rear, left, and right sides, and the upper case 10 surrounded by the receiving jigs 82, 82,. A gap of about 0.1 mm is formed between them (see FIGS. 23 and 24).
[0081]
Next, the welding horn 83 of the ultrasonic welding apparatus 80 is brought into contact with the upper surface of the lower case 20 turned upside down at an appropriate contact pressure, and vibrations of a predetermined frequency are applied by the welding horn 83 (see FIG. 24).
[0082]
As a result, the contact portion between the lower case 20 and the upper case 10, that is, the bottom surface 16a of the V groove 16 of the upper case 10 and the tip of the inner peripheral wall 24 of the lower case 20 are welded (see FIG. 22). .
[0083]
In the case of the upper case 10 and the lower case 20 having the above dimensions, the welding is terminated when the welding amount becomes 0.25 mm, that is, at a position where the height in the welding direction is reduced by 0.25 mm (FIG. 22). reference).
[0084]
The melted material of the upper case 10 and the lower case 20 at the time of welding is a gap between the bottom surface 16a of the V groove 16 of the upper case 10 and the outer inclined surface 25 of the inner peripheral wall 24 of the inner case 20, Since it flows into the space between the inclined surface of the V-groove 16 and the inner inclined surface 26 of the inner peripheral wall 24 and the tapered portion 15a of the inner protrusion 15 of the outer case 10, excess melting occurs on the inner surface side of the battery case 2. The material hardly protrudes (see FIG. 22).
[0085]
Such welding is performed until the upper end edge of the inner peripheral wall 24 of the lower case 20 is melted by 0.25 mm in height as described above, and the inner side surface of the outer peripheral wall 14 of the upper case 10 and the lower case 20 is in sliding contact with the outer surface of the inner peripheral wall 24, the stepped portion 11 cannot be formed on the surfaces of the upper case 10 and the lower case 20, i.e., can be almost flush with each other and can have a very good appearance. (See FIG. 22).
[0086]
Further, it is sufficient in strength to form a welded portion of 0.25 mm with respect to the thickness of the upper case 10 and the lower case 20, and if the welded portion is further welded, the molten material protrudes. End up making it look bad.
[0087]
Thus, in the state in which the four battery cells 3, 3,... Are housed in the battery case 2, each battery cell 3, 3,. Are sandwiched between the battery case 2 and the separator 4, and therefore, a gap is formed between the upper and lower surfaces of each battery cell 3,... And the battery case 2 or the separator 4. (See FIGS. 14 and 15).
[0088]
Specifically, the upper two battery cells 3ur, 3ul are provided with three flat protrusions (upper center flat protrusions) whose left and right side edges 3E, 3E,... On the lower surface side are formed on the upper surface side of the separator 4. By contacting the flat projections 43a, 43a, 44a, 44a,... Formed on the front and rear ends of the strip 43 and the two upper left and right flat projections 44, 44) via the double-sided adhesive sheet 60, respectively. A predetermined gap is formed between the lower surfaces of the upper two battery cells 3ur, 3ul and the separator 4, and left and right side edges 3E, 3E,. By directly contacting the protrusions 12 and the upper corner ribs 13 that are suspended substantially at the center of the inner surface, the upper surface of the upper two battery cells 3ur and 3ul and the upper inner surface of the upper case 10 are separated. The predetermined gap is formed (see FIG. 14, FIG. 15).
[0089]
Further, the lower two battery cells 3dr and 3dl are provided with a lower center flat ridge 45 formed on the lower surface side of the separator 4 on the upper and lower side edges 3E, 3E,. The flat projections 46a, 46a,... Formed on the ridges 46, 46 are respectively brought into contact with the flat projections 46a, 46a,... Via the double-sided adhesive sheet 60, whereby the upper surfaces of the lower two battery cells 3dr, 3dl. A predetermined gap is formed between the separator 4 and the left and right side edges 3E, 3E,... Are in direct contact with the lower corner ribs 22, 22,... Between the lower surfaces of the lower two battery cells 3 dr, 3 dl and the lower inner surface of the lower case 20. Is given Gap is formed (see FIG. 14, FIG. 15).
[0090]
In particular, the gap between the upper surface side of each battery cell 3, 3,... And the battery case 2 or the separator 4 is relatively large, and the negative electrode side tab 37 or the intermediate connection tab 36 is positioned in the gap. And even if these negative electrode side tab 37 and the intermediate | middle connection tab 36 are located, it has a clearance gap further (refer FIG. 14, FIG. 15).
[0091]
In addition, the contact between the side edge portions 3E, 3E,... Of the battery cells 3, 3,... And the separator 4 is made through the double-sided adhesive sheets 60, 61 as described above.
[0092]
In the assembled battery case 2 as described above, the distance between the tips of the upper corner ribs 13, 13,..., The lower corner ribs 22, 22,. The height dimension of the four battery cells 3, 3,... Combined is the same or formed so that the battery cells 3, 3,. Thus, in a state where the battery cells 3, 3,... Are stored in the battery case 2, the respective double-sided adhesive sheets 60, 61 are slightly crushed, and the battery cells 3, 3,. Is not rattling.
[0093]
Moreover, the side edge portions 3E, 3E,... Of the battery cells 3, 3,... Are flat projections 43a, 43a, 44a of the flat protrusions 43, 43, 44, 46 of the separator 4, respectively. , 44a, 46a, 46a,... (Side edge pressing portion), so that the storage state can be made almost free of rattling, and the battery cells 3, 3,. ..Stable holding can be performed.
[0094]
When the battery pack 1 is charged, since the battery can 31 of each battery cell 3 has a flat rectangular parallelepiped shape, the center part of the upper surface and the lower surface swells, but each battery cell 3, upper case 10, Since the gap is formed between the lower case 20 and the separator 4, the amount of swelling of the battery cell 3 can be absorbed in the gap, and the entire battery case 2 is swollen or deformed. There is nothing (see FIGS. 16 and 18). In FIG. 16 and FIG. 18, the battery cells 3, 3,... Shown by solid lines are in an expanded state, and the battery cells 3, 3,. Indicates.
[0095]
In the above embodiment, the coupling when the upper case 10 is fitted to the lower case 20 so as to cover the battery cell 3 is performed by ultrasonic welding in a state in which both opening peripheral edges are matched. However, the present invention is not limited to this, and bonding by an adhesive may be used.
[0096]
In addition, the specific shape or structure of each part shown in the above embodiment is merely an example of the embodiment for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is limited by these. It should not be interpreted in a general way.
[0097]
In the above embodiment, the two battery cells 3r and 3l arranged in the left-right direction are described as being stacked in two stages. However, the present invention relates to the arrangement and the number of stages in the left-right direction. Is not limited to this, and for example, a plurality of them may be overlapped by one (not arranged) in the left-right direction. In short, what is necessary is just to provide the separator 4 with the side edge pressing part which presses the side edge parts 3E and 3E of the battery cells 3 and 3.
[0098]
Moreover, in the said embodiment, when the upper case 10 is match | combined with the lower case 20 so that the battery cell 3 may be covered, it couple | bonds by ultrasonic welding in the state which match | combined both opening periphery. However, the present invention is not limited to this, and bonding by an adhesive may be used.
[0099]
In addition, the specific shape or structure of each part shown in the above embodiment is merely an example of the embodiment for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is limited by these. It should not be interpreted in a general way.
[0100]
【The invention's effect】
  As is apparent from the above description, the battery pack of the present invention is a battery pack in which a plurality of square columnar battery cells are connected and housed in a battery case, and the battery case is a box-shaped upper case. A plurality of battery cells are housed in the battery case so that the battery lid is positioned on the front side and stacked in the vertical direction. A separator made of an insulating material is interposed between the battery cells, and side edges extending in the front-rear direction of the battery cell are provided on the upper and lower surfaces of the separator.A flat protrusion to be pressed is provided, a flat protrusion is formed at a position corresponding to a reference position of the thickness dimension of the battery cell on the flat protrusion, and two left and right substrate regulating pieces are provided on the front end side of the separator, A battery in which a substrate is disposed in a space formed between the two substrate regulating pieces in the battery case in which the separator is housed, and the battery cell can bottom contacts to position the battery cell in the front-rear direction. Regulation pieceIs provided.
[0101]
  Therefore, according to the battery pack of the present invention, since the side edge pressing portion for pressing the side edge portion extending in the front-rear direction of the battery cell is provided by the separator, the battery cell is rattled with the battery cell stored in the battery case. In addition, a predetermined gap is formed between the central portion of the battery cell stored in the battery case and the separator, and the battery cell expands when the battery pack is charged. Even if the central portion of the lower surface swells, the swelled portion can be absorbed by the gap, so that the entire battery case can be prevented from swelling or deforming.
  In addition, flat protrusions that hold the side edges extending in the front-rear direction of the battery cell are provided on both the upper and lower surfaces of the separator, and flat protrusions are formed on the flat protrusions at positions corresponding to the reference position of the thickness dimension of the battery cell. Therefore, even if the thickness of the battery cell is not uniform, the battery cell positioning accuracy can be improved by contacting only the part with good external dimensions.
  Further, since the battery regulating piece for regulating the position of the bottom of the battery cell and the board regulating piece for ensuring the space on the front end side of the separator are provided, the position of the battery cell in the front-rear and left-right directions is positioned by the separator. As a result, it is possible to suppress the backlash of the battery can and secure a space for storing the board.
[0102]
In the invention described in claim 2, since the concave portion is formed at a portion of the separator facing the central portion of the battery cell, the escape of the PTC can be ensured.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 shows an example of an embodiment in which a battery pack of the present invention is applied to one having four battery cells, and this figure is an overall perspective view.
FIG. 2 is a perspective view showing the battery case in an exploded state.
FIG. 3 is a perspective view of a state where a battery case is removed as viewed from the rear.
FIG. 4 is a perspective view showing two upper and lower sets of four battery cells and a separator exploded in the vertical direction.
FIG. 5 is a perspective view showing four battery cells and a substrate exploded in the front-rear direction.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing two left and right battery cells and tabs.
FIG. 7 is a bottom view of the upper case.
FIG. 8 is a plan view of the lower case.
FIG. 9 is a perspective view of the separator as viewed obliquely from the front.
FIG. 10 is a perspective view of the separator as viewed from diagonally forward.
11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the battery pack, which is cut at substantially the center in the front-rear direction and each part is disassembled vertically.
14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG. 1, showing a part thereof in an enlarged manner.
15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 1, showing a part of the enlarged view.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of the battery pack.
FIG. 17 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a battery pack cut in a vertical cross-sectional direction at a position including a battery terminal, and a battery cell and a separator shown without being cut.
FIG. 18 is an enlarged longitudinal sectional view of the battery pack cut in the longitudinal sectional direction at a position including the battery terminal.
FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view showing the opening periphery of the upper case.
FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view showing the opening periphery of the lower case.
FIG. 21 is an enlarged sectional view showing a state in which the opening periphery of the upper case and the opening periphery of the lower case are combined.
22 is an enlarged sectional view showing a state where ultrasonic welding is performed from the state shown in FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a plan view schematically showing a state in which the battery pack is placed on the cradle of the ultrasonic welding apparatus.
FIG. 24 is a side view, partly in cross section, showing a state where the battery pack is placed on the cradle of the ultrasonic welding apparatus.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery pack, 2 ... Battery case, 3 ... Battery cell, 3ur ... Battery cell, 3ul ... Battery cell, 3dr ... Battery cell, 3dl ... Battery cell, 3E ... Side edge part of battery cell, 4 ... Separator, 6 ... Substrate, 10 ... upper case, 20 ... lower case, 32r ... battery lid, 32l ... battery lid,35 ... can bottom,41 ... Substrate regulating piece,42 ... Battery restriction piece,43 ... upper central flat ridge(Flat ridge), 43a ... Flat convex part(Flat protrusion), 44 ... upper left and right flat ridge(Flat ridge)44a ... Flat convex part(Flat protrusion), 45 ... flat flat protrusion on the bottom surface(Flat ridge), 46 ... lower left and right flat ridges(Flat ridge), 46a ... Flat convex part(Flat protrusion), 47 ... lower surface flat recess (recess)

Claims

A battery pack in which a plurality of prismatic battery cells are connected and stored in a battery case,
The battery case is configured by combining a box-shaped upper case and a lower case together,
The plurality of battery cells are housed in the battery case so that the battery lid is positioned on the front side and stacked in the vertical direction.
A separator made of an insulating material is interposed between each battery cell and the battery cell.
Flat separators are provided on the upper and lower surfaces of the separator to hold the side edges extending in the front-rear direction of the battery cell, and the flat protrusions are formed at positions corresponding to the reference position of the thickness dimension of the battery cell. Forming part,
The left and right substrate restricting pieces are provided on the front end side of the separator, the substrate is disposed in a space formed between the two substrate restricting pieces in the battery case in which the separator is accommodated, and the battery cell can A battery pack comprising a battery restricting piece for positioning the battery cell in the front-rear direction by contacting the bottom .

The battery pack according to claim 1,
A battery pack, wherein a recess is formed in a portion of the separator that faces the center of the battery cell.