JP5337783B2 - バッテリパック - Google Patents

Description

本発明は携帯用電子機器に用いられるバッテリパックに関し、前記バッテリパックの構造を単純化して生産費を低減し、前記バッテリパックが装着される携帯用電子機器を薄型に実現できるバッテリパックに関する。

一般に、携帯用電子機器の電源供給源として多数のベアセルが内蔵されるバッテリパックが用いられる。前記バッテリパックは、このバッテリパックが採用される電子機器によって外観が決定される。

携帯用電子機器が次第に軽量化・薄型化されるにつれて、前記電子機器に採用されるバッテリパックも軽量化・薄型化が要求されている。同時に、前記バッテリパックは落下などの外部衝撃から安定であることが要求される。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来の多数のベアセルが内蔵されたバッテリパックをより軽量化及び薄型化することにある。

また、本発明の他の目的は、前記バッテリパックの内部構造を変更して、外装ケースを使用しなくても、電気的に安定したバッテリパックを提供することにある。

更に、本発明の別の目的は、前記バッテリパックが採用される電子機器によって外形の変形が容易なバッテリパックを提供することにある。

前記のような目的を達成するために、本発明は、次のようなバッテリパックを提供する。

本発明の一側面に係るバッテリパックは、キャップ組立体と前記キャップ組立体に対応する位置に底面を備えた多数のベアセルと、前記ベアセルに備えられた保護回路モジュールと、前記ベアセル及び保護回路モジュールを覆い、第１フレームと２つの第２フレームで構成されるカバーフレームと、前記ベアセルを覆う外装部材とを含む。

前記カバーフレームの第２フレームは、第１フレームの両端側から延在して形成されることができる。このとき、前記第１フレームはベアセルの一側面を覆い、前記第２フレームは前記ベアセルのキャップ組立体と底面を覆う。また、前記第１フレームにはベアセルの一側面と接するように前記ベアセルの一側面に対応する形状を有する安着部が備えられることができる。好ましくは、前記第１フレームにはベアセルに備えられた保護回路モジュールに対応する位置に前記保護回路モジュールを収納する溝である収納部を更に含むことができる。また、前記第２フレームにはベアセルのキャップ組立体と底面に対応する形状を有し、前記ベアセルのキャップ組立体と底面を固定する固定部を含むことができる。好ましくは、前記第２フレームは前記第１フレームと線で連結されて前記第１フレームを基準に左右にそれぞれ９０゜回転される。

前記カバーフレームは熱可塑性樹脂で形成されることができ、また、前記外装部材はベアセルと接する部分に接着層を更に含むことができる。

前記外装部材はベアセルと、前記ベアセルの一側面と接するカバーフレームの一部を更に含んで覆うことができる。

前記外装部材と第１フレームと垂直に会合する面が平行するように前記ベアセルと外装部材との間の空間にスペーサを更に含むことができる。前記カバーフレームは、外側に保護回路モジュールを覆う部分に対応して突出した構造を更に含むことができる。好ましくは、前記保護回路モジュールには外部端子が備えられており、前記外部端子はカバーフレームの外側に突出した構造に備えられている端子引出部を通じて外部と連結される。

前記カバーフレームの両側面には前記バッテリパックが採用される外部電子機器との結合のための締結構造が備えられる。

前記ベアセルは円筒形又は角形ベアセルであり得る。

本発明に係るバッテリパックは、ベアセルの一部のみを覆うので、軽量化及び薄型化させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係るバッテリパックを構成するカバーフレームの構成は簡単である。従って、前記バッテリパックが採用される電子機器によってバッテリパックの外観を多様に実現できる。

更に、本発明に係るバッテリパックは、前記バッテリパックを構成するベアセルのキャップ組立体と底面を固定する固定部を含む。従って、前記ベアセルはバッテリパック内部で遊動せず、堅固に固定される。

また、本発明に係るバッテリパックを構成するカバーフレームには保護回路モジュールを収納する溝が形成されている。従って、ベアセルに備えられる保護回路モジュールを前記カバーフレームの内部に安置し、外観をより一層薄型に実現できる。

本発明の一実施形態に係るバッテリパックの分解図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックに収納される円筒形ベアセルの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカバーフレームの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカバーフレームを構成する第１フレーム及び第２フレームの連結構造の上部面を示す図である。 本発明の一実施形態に係るベアセルとカバーフレームの組立図の上部面を示す図である。 本発明の一実施形態に係るベアセルとスペーサを組み立てた斜視図である。 本発明の一実施形態に係るベアセルとスペーサを組み立てた断面図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。 ノートブックの後面と本発明の一実施形態に係るバッテリパックが採用される様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックに備えられた締結構造がノートブックと締結結合される断面を拡大した図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックが採用されたノートブックの斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るバッテリパックの分解図である。 本発明の他の実施形態に係るバッテリパックに収納される角形ベアセルの斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るカバーフレームの斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るカバーフレームを構成する第１フレーム及び第２フレームの連結構造の上部面を示す図である。 ベアセルと本発明の他の実施形態に係るカバーフレームの組立図の上部面を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るベアセルとスペーサを組み立てた斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るベアセルとスペーサを組み立てた断面図である。 本発明の他の実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。 ノートブックの後面と本発明の他の実施形態に係るバッテリパックが採用される様子を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るバッテリパックが採用されたノートブックの斜視図である。

以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態及びその他に当業者が本発明の内容を容易に理解するために必要な事項について詳細に記載する。ただし、本発明は特許請求の範囲に記載された範囲内で多様な形態に変形及び変更できるので、以下で説明する実施形態は例示的なものに過ぎないことを当業者は理解できる。

本実施形態を説明するにおいて、関連する公知となった技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にし得ると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。 また、図面において同じ構成要素がたとえ他の図面上に表示されていても、可能な限り同じ参照番号又は符号で示していることに留意しなければならない。なお、図面において各厚さや大きさは説明の便宜性及び明確性のために誇張又は縮小できるので、実際の層厚や大きさとは異なり得る。

以下、添付する図面を参照して本発明に係る実施形態の構成及び作用を詳細に説明する。

以下において、図面を参照して本発明に係るバッテリパックを説明する。前記バッテリパックは軽薄型である。

図１〜図１０は、本発明の一実施形態に係るバッテリパックに関する。

図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリパックの分解図である。

図１を参照すれば、前記バッテリパック１００は、円筒形ベアセル１０と保護回路モジュール３０、カバーフレーム２００、スペーサ３００及び外装部材４００を含む。即ち、前記バッテリパック１００は、１つ以上のベアセル１０と、前記ベアセル１０と連結される保護回路モジュール３０、前記ベアセル１０と保護回路モジュール３０が連結される部分を覆うカバーフレーム２００及び前記ベアセル１０を覆う外装部材４００と、前記ベアセル１０と外装部材４００との間の空間に配置されるスペーサ３００を含む。

図２は、本実施形態に係るバッテリパックに収納される円筒形ベアセルである。

図２を参照すれば、前記バッテリパック１００に収納されるベアセル１０は円筒形である。前記ベアセル１０は、開口部がある缶１２と前記缶１２の開口部を密閉するキャップ組立体１１で構成される。また、前記缶１２の開口部に対応する位置には底面が備えられている。図示してはいないが、前記缶１２の内部には電極組立体と電解液が収納されている。前記電極組立体は、正極板及び負極板と、前記極板の間に介在されるセパレータを巻き取ってなされる。前記正極板及び負極板にはそれぞれ電極タブが備えられており、前記電極タブは缶１２及びキャップ組立体１１と連結されている。従って、前記極板及び電解液との化学反応によって発生する電気エネルギーは前記電極タブによって外部に伝達される。このようなベアセル１０は、前記バッテリパック１００に１つ以上が直列又は並列のいずれか１つ以上の方式で連結されている。図１では６つの円筒形ベアセル１０が示されている。前記６つのベアセル１０は３つ直列に連結され、前記直列連結された３つの電池が２行で並列に連結される形態である。即ち、前記ベアセル１０は３Ｓ２Ｐで構成されているが、これは１つの実施形態に過ぎず、前記ベアセル１０の数及び連結形態は変形可能である。

更に、図１を参照すれば、ベアセル１０の側面には保護回路モジュール３０が備えられる。保護回路モジュール３０は、ベアセル１０の充放電時の電圧又は電流を制御することによって、前記ベアセル１０が過充電又は過放電されるのを防止する。従って、前記保護回路モジュール３０は、ベアセル１０の電圧又は電流を制御するための保護素子又は外部端子などの実装部品及び前記実装部品を含むことができる。外部端子は前記カバーフレーム２００を通じて外部に露出し、外部に露出した外部端子によってベアセルは外部と電気的に連結される。また、前記保護回路モジュール３０は、一側又は両側表面に前記実装部品間の電気的連結のための導電性パターンを更に含むことができる。

図３は、本実施形態に係るカバーフレームの斜視図である。

図３を参照すれば、カバーフレーム２００は、ベアセル１０の側面を覆うフレーム２１０、２２０ａ、２２０ｂを備える。また、前記カバーフレーム２００は外部衝撃からベアセル１０を保護する。前記カバーフレーム２００は片方の面が開放された形態であり、第１フレーム２１０と２つの第２フレーム２２０ａ、２２０ｂで構成される。前記第１フレーム２１０は、前記カバーフレーム２００の長部で、前記ベアセル１０の缶の側面の一部を覆う。前記第２フレーム２２０ａ、２２０ｂは、カバーフレーム２００の短部である。前記第２フレーム２２０ａ、２２０ｂは、前記第１フレーム２１０の両端側に延在形成され、前記ベアセル１０のキャップ組立体又は缶の底面のいずれか１つ以上を覆う。前記第２フレーム２２０ａ、２２０ｂは、前記第１フレーム２１０と一体に形成させるか、又はそれぞれ個別に形成させて第１フレーム２１０に前記第２フレーム２２０ａ、２２０ｂを連結することもできる。

前記カバーフレーム２００において、前記第１フレーム２１０はベアセル１０の缶の側面を覆う。

前記第１フレーム２１０の内部にはベアセル安着部２１１が備えられる。前記ベアセル安着部２１１は、ベアセル１０の側面に対面する部分である。即ち、前記安着部２１１はベアセル１０にカバーフレーム２００を装着させるとき、ベアセル１０の側面は前記カバーフレーム２００の安着部２１１に接する。従って、前記安着部２１１は前記ベアセル１０の側面に対応する形状を有することが好ましい。本実施形態において、前記ベアセル１０は円筒形であり、前記安着部２１１は前記ベアセル１０の側面に対応して曲面を有する。

また、前記第１フレーム２１０の内部には保護回路モジュール収納部２１２が更に含まれることができる。前記収納部２１２は、前記保護回路モジュールが装着される位置に対応して備えられた溝であり、保護回路モジュールを収納する。前記保護回路モジュールには端子が形成されており、前記端子は第１フレーム２１０の端子引出部２１４を通じて外部と電気的に連結される。これについては後述する。

図１を参照すれば、前記ベアセル１０の側面には保護回路モジュール３０が備えられる。図示するように、前記保護回路モジュール３０がベアセル１０と前記カバーフレーム２００が接する部分に備えられている場合、ベアセル１０にカバーフレーム２００を装着するとき、前記保護回路モジュール３０によって干渉を受けるようになる。従って、前記カバーフレーム２００の第１フレーム２１０に前記保護回路モジュール３０を収納する溝状の収納部２１２を備えて、このような干渉を防ぐ。カバーフレーム２００において、前記第１フレーム２１０はベアセル１０の保護回路モジュール３０が備えられた部分と接する部位である。従って、前記保護回路モジュール３０は収納部２１２に収納されるので、ベアセル１０は前記第１フレーム２１０の安着部２１１に十分に接するようになる。前記ベアセル１０で保護回路モジュール３０が備えられる位置は多様に変形され得る。また、図面では前記収納部２１２を四角形の溝で示したが、前記保護回路モジュールを損傷させない程度の溝であれば、その形状は制限されない。

次に、前記カバーフレーム２００で、前記第２フレーム２２０はベアセル１０の缶のキャップ組立体又は底面を覆う部分である。

前記第２フレーム２２０は前記第１フレーム２１０の両端側に延在形成され、前記ベアセル１０のキャップ組立体又は底面を覆う。前記第２フレーム２２０ａ、２２０ｂは、円筒形ベアセル１０のキャップ組立体と底面をそれぞれ覆うように２つで構成される。前記第２フレーム２２０の内側にはベアセル固定部２２１が備えられている。前記固定部２２１は、２つの円形の溝である。前記溝はベアセル１０のキャップ組立体と底面に対応する形状を有する。前記固定部２２１はベアセル１０のキャップ組立体と底面を固定させ、同時に前記カバーフレーム２００とベアセル１０との結合を堅固にする。前記固定部２２１の形状及び数は、前記カバーフレーム２００の内部に収納されるベアセル１０の形状及び数、連結方式によって決定されるものであって、図示するところによって制限されるものではない。例えば、前記ベアセル１０のキャップ組立体と底面が四角形である場合、前記固定部２２１は前記ベアセル１０のキャップ組立体と底面の形状に対応して四角形であり得る。また、前記ベアセル１０が図示したのと異なって３つ並列に連結されていれば、前記第２フレーム２２０に備えられる固定部もそれぞれ３つずつ備えられることができる。

図４は、カバーフレームを構成する第１フレーム及び第２フレームの連結構造の上部面を示す図である。

図４を参照すれば、前記第２フレーム２２０は、前記第１フレーム２１０に延在形成されているが、固定されてはいない。即ち、前記第２フレーム２２０は第１フレーム２１０にベンディング部２３０によって線で連結される。前記ベンディング部２３０によって第２フレーム２２０は第１フレーム２１０を基準に左右に９０゜ずつ回転が可能である。従って、前記ベアセル１０を第１フレーム２１０に安着させた後、第１フレーム２２０によってベアセル１０を固定することが容易である。また、前記ベンディング部２３０はヒンジ（ｈｉｎｇｅ）などを用いて備えられることができる。即ち、前記カバーフレーム２００の材質が木材などの成形性が低い材質である場合に、前記ヒンジによる連結が有用に使用され得る。

図５は、ベアセルとカバーフレームの組立図の上部面である。

即ち、図５を参照すれば、ベアセル１０の缶の側面はカバーフレーム２００の第１フレーム２１０と接し、前記ベアセル１０のキャップ組立体と底面は前記カバーフレーム２００の第２フレーム２２０によって固定される。従って、ベアセル１０の側面に備えられる保護回路モジュールは前記第１フレーム２１０の保護回路モジュール収納部２１２に収納され、前記第１フレーム２１０の安着部２１１は前記ベアセル１０の側面とフィットするように接する。また、前記第２フレーム２２０の固定部２２１は前記ベアセル１０のキャップ組立体と底面を覆いながら前記ベアセル１０を固定する。これにより、前記ベアセル１０は前記カバーフレーム２００に堅固に固定され、前記カバーフレーム２００内で遊動が発生しないので、電気的に安定的である。

前記第１及び第２フレーム２１０、２２０を含むカバーフレーム２００は、射出成形などを利用して製作できる。このとき、前記カバーフレーム２００は、熱可塑性樹脂で形成されることができる。例えば、ガラス繊維（ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ）又は前記ガラス繊維にプラスチック補強材を添加した繊維強化プラスチック（ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ；ＦＲＰ）のいずれか１つ以上を用いて形成されることができるが、これに制限されるものではない。

図６Ａは、ベアセルとスペーサを組み立てた斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａの断面図である。

図６Ａ及び図６Ｂを参照すれば、前記並列に連結されているベアセル１０は電極リード１３によって連結され、前記ベアセル１０間の空間にはスペーサ３００が満たされている。前記スペーサ３００は、ベアセル１０に外装部材４００（図１参照）を覆う前に前記ベアセル１０の上部面及び下部面に備えられることができる。前記スペーサ３００は、前記ベアセル１０をカバーフレーム２００に収納する前か、又は収納させた後に備えられることができる。即ち、本実施形態に係るバッテリパック１００は、前記外装部材４００（図１参照）と第１フレーム２１０と垂直に会合する面が平行するように前記ベアセル１０と外装部材４００（図１参照）との間の空間にスペーサ３００を更に含むことができる。

具体的に、前記本実施形態に係るバッテリパック１００は、前記バッテリパック１００を採用する電子機器によってその形状が左右される。一般に、前記バッテリパック１００は前記電子機器に接する部分が平らである。しかしながら、本実施形態に係るバッテリパック１００は、その内部に多数の円筒形ベアセル１０を前記ベアセル１０の一側面のみ覆うカバーフレーム２００と、外部に露出するベアセル１０を覆う外装部材４００からなる（図１参照）。また、後述するように、前記外装部材４００は薄膜のフィルム状であり、前記外装部材４００によっても、前記ベアセル１０の円筒形の外観が覆われない。即ち、前記並列に連結された円筒形ベアセル１０間の空間を満たすことによって、前記ベアセル１０とベアセル１０を平らに延長させる。

前記スペーサ３００は絶縁物質であって、有機材料又は無機材料で形成されることができる。好ましくは、前記スペーサ７００はポリエチレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ；ＰＥＳ）、ポリフェニレンオキシド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ；ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ；ＰＳＳ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）又はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）のいずれか１つ以上を用いて形成されることができる。

図７は、本実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。

図７を参照すれば、バッテリパック１００において、外装部材４００は前記ベアセル１０の露出する部分を覆う。また、前記ベアセル１０はカバーケース２００によって覆われない部分は前記外装部材４００によって覆われる。前記外装部材４００は前記ベアセル１０のみを覆うか、又は前記カバーケース２００の第１フレーム２１０の一部を含んで前記カバーフレーム２００に収納されたベアセル１０を覆うようになり得る。前記２つの方式とも外装部材４００によってベアセル１０は外部から遮断される。一方、前記外装部材４００が第１フレーム２１０の一部、特に安着部２１１の外面を含む場合、前記ベアセル１０とカバーフレーム２００間の結合力を増大させることができる。

また、前記外装部材４００は絶縁性薄膜である。従って、前記外装部材４００で前記ベアセル１０を覆っても、前記ベアセル１０が有する外観及び配列形態はそのまま露出し得る。従って、図６に示すように、並列に連結されたベアセル１０間の空間にはスペーサ３００が備えられるので、前記スペーサ３００によって前記バッテリパック１００は内部に収納された二次電池１０の形状に影響されず、平らな外観を有するようになる。

外装部材４００は一般に、合成樹脂などで形成されることができ、例えば、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）などが使用され得るが、これに制限されるものではない。また、前記外装部材４００の内部、即ち、前記ベアセル１０と接触する面には接着層４１０を更に含むことができる。前記接着層４１０は接着性質を有する部分であって、前記接着層４１０によって外装部材４００とベアセル１０との結合力を更に強化させることができる。

図８は、本実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。

本実施形態に係るバッテリパック１００は、第１及び第２フレーム２１０、２２０を含むカバーフレーム２００と、前記カバーフレーム２００の一部を含んで前記バッテリパック１００に収納されたベアセル（図示せず）を覆う外装部材４００で構成される。

前記カバーフレーム２００において、第１フレーム２１０はその内部は保護回路モジュール収納部２１２（図３参照）が備えられる。前記第１フレーム２１０において、前記収納部に対応する位置から外側に突出部２１３が形成されており、前記突出部２１３には端子引出部２１４が備えられる。

前述したように、前記突出部２１３は、前記第１フレーム２１０の内側で保護回路モジュールを収納する部分に対応して形成される。即ち、第１フレーム２１０の厚さを更に薄く形成することによって、前記保護回路モジュールが第１フレーム２１０の厚さを超える部分だけ第１フレーム２１０の外側に突出部２１３が形成される。ここで、第１フレーム２１０の厚さが十分に厚いため、前記保護回路モジュールの面積を含むか、或いは前記保護回路モジュールが小さいため、前記第１フレーム２１０の厚さだけでも第１フレーム２１０の内部収納部に十分に収納される場合、前記突出部２１３は形成されないこともあり得る。

また、前記突出部２１３の中心には端子引出部２１４が備えられている。

前記端子引出部２１４は、ベアセルの側面に備えられた保護回路モジュール３０（図１参照）に形成されている外部端子が露出する部分である。前記外部端子は、前記バッテリパック１００が採用される電子機器の端子と電気的に連結される。前記端子引出部２１４は、バッテリパック１００の構造によって外部フレーム２００の他の部位に形成され得る。また、前記端子引出部２１４は、図示するように、突出した形状で形成されることもできるが、これに制限されるものではない。

前記カバーフレーム２００の側面、即ち、第２フレーム２２０の外側には締結構造２２２を更に含むことができる。前記締結構造２２２は、前記バッテリパック１００を採用する電子機器と締結結合される部分である。

図９Ａは、ノートブックの後面と前記バッテリパックが採用される様子を示し、図９Ｂは、前記締結構造がノートブックと締結結合される断面を拡大した図である。また、図１０は、前記バッテリパックが採用されたノートブックの斜視図である。

図９Ａ及び図９Ｂを参照すれば、前記ノートブック４０の下端には前記バッテリパック１００を電源供給部４１が備えられている。前記電源供給部４１の両側面には締結突起４２が形成されている。また、本実施形態に係るバッテリパック１００の両側面、即ち、第２フレーム２２０の外側には締結構造２２２が形成されている。前記締結構造２２２は前記締結突起４２に対応する形状を有する溝であって、延在形成されている。また、前記締結構造２２２は前記締結突起４２と対応する位置に備えられ、前記締結突起４２と結合する。即ち、図９Ｂに示すように、前記締結構造２２２及び締結突起４２によって前記締結構造２２２により前記バッテリパック１００はノートブック４０に堅固に固定される。

図１０に示すように、本実施形態に係るバッテリパック１００の締結構造２２４によって前記バッテリパック１００はノートブック４０に採用され、前記バッテリパック１００の端子引出部２１４は前記ノートブック４０のバッテリパック１００の収納部４１の内側に備えられた端子と結合される。従って、前記ノートブック４０に電源を供給してノートブック４０を駆動させる。反面、本実施形態によるバッテリパック１００はノートブック４０だけでなく、多様な外部電子機器に採用されることができ、前述した内容によって制限されるものではない。

図１１〜図２０は、本発明の他の実施形態に係るバッテリパックに関する。

図１１は、本発明の他の実施形態に係るバッテリパックの分解図である。

図１１を参照すれば、前記バッテリパック５００は、角形ベアセル２０と保護回路モジュール３０、カバーフレーム６００、スペーサ７００及び外装部材８００を含む。即ち、前記バッテリパック５００は、１つ以上のベアセル２０と前記ベアセル２０と連結される保護回路モジュール３０、前記ベアセル２０と保護回路モジュール３０が連結される部分を覆うカバーフレーム６００及び前記ベアセル２０を覆う外装部材８００と、前記ベアセル２０と外装部材８００との間の空間に配置されるスペーサ７００を含む。

図１２は、本実施形態に係るバッテリパックに収納される角形ベアセルである。

図１２を参照すれば、前記バッテリパック５００に収納されるベアセル２０は角形である。前記ベアセル２０は、開口部がある缶２２と前記缶２２の開口部を密閉するキャップ組立体２１で構成される。また、前記缶２２の開口部に対応する位置には底面が備えられている。図示してはいないが、前記缶２２の内部には電極組立体と電解液が収納されている。前記電極組立体は、正極板及び負極板と、前記極板の間に介在されるセパレータを巻き取ってなされる。前記正極板及び負極板にはそれぞれ電極タブが備えられており、前記電極タブは缶２２及びキャップ組立体２１と連結されている。従って、前記極板及び電解液との化学反応によって発生する電気エネルギーは前記電極タブによって外部に伝達される。このようなベアセル２０は前記バッテリパック５００に１つ以上が直列又は並列のいずれか１つ以上の方式で連結されている。図１１には６つの角形ベアセル２０が示されている。前記６つのベアセル２０は３Ｓ２Ｐで構成されているが、これに制限されるものではない。

また、図１１を参照すれば、ベアセル２０の側面にはベアセル２０の充放電時の電圧又は電流を制御する保護回路モジュール３０が備えられる。前記保護回路モジュール３０によってベアセル２０が過充電又は過放電されるのを防止する。従って、前記保護回路モジュール３０には外部端子などが備えられる。前記外部端子は、前記カバーフレーム６００を通じて外部と電気的に連結される。前述した内容以外のベアセル２０及び保護回路モジュール３０の構成及び作用に関する内容は図１に示した内容と同一であるので、詳細な内容は省略する。

図１３は、本実施形態に係るカバーフレームの斜視図である。

図１３を参照すれば、本実施形態に係るカバーフレーム６００は、ベアセル２０の側面を覆うフレーム６１０、６２０ａ、６２０ｂを備える。また、前記カバーフレーム６００は、外部衝撃からベアセル２０を保護する。前記カバーフレーム６００は、片方の面が開放された形態である。前記カバーフレーム６００は長部である第１フレーム６１０と、短部である２つの第２フレーム６２０ａ、６２０ｂで構成される。前記第２フレーム６２０ａ、６２０ｂは、前記第１フレーム６１０の両端側に延在形成される。前記第２フレーム６２０ａ、６２０ｂは、前記第１フレーム６１０と一体に形成されるか、又は前記第１及び第２フレーム６１０、６２０ａ、６２０ｂはそれぞれ個別に形成されて連結させることもできる。

まず、前記カバーフレーム６００は、図示するように、多数のベアセル２０の上部面及び下部面と、一方の側面を覆うように構成されている。まず、第１フレーム６１０を見ると、前記第１フレーム６１０はその内部が曲面で形成され、ベアセル２０の缶の側面を覆う。

前記第１フレーム６１０の内部の曲面はベアセル安着部６１１である。即ち、前記安着部６１１を通じて前記カバーフレーム６００はベアセル２０の側面と接するようになる。従って、前記安着部６１１は前記ベアセル２０の側面に対応する形状を有する。本実施形態において、前記ベアセル２０の側面はラウンド状である。

また、前記第１フレーム６１０の内部には保護回路モジュール収納部６１２が更に含まれることができる。前記収納部６１２は、保護回路モジュールが収納される。即ち、ベアセル２０の側面は前記ベアセル２０の側面に備えられた保護回路モジュールによって第１フレーム６１０の安着部６１１に接するのに制限を受ける。従って、前記安着部６１１に備えられた溝を通じて前記保護回路モジュールが収納されることによって、保護回路モジュールに干渉されず、ベアセル２０が第１フレーム６１０に接するようになる。また、第１フレーム６１０において、前記保護回路モジュール収納部６１２に対応する位置の外部には突出部６１３が備えられており、前記突出部６１３と連結して端子引出部６１４が備えられる。前記突出部６１３及び端子引出部６１４については後述する。また、前記ベアセル２０で保護回路モジュール３０が備えられる位置は多様に変形され得る。図面では前記収納部６１２を四角形の溝で示したが、前記保護回路モジュールを損傷させない程度の溝であれば、その形状は制限されない。

次に、前記カバーフレーム６００において、前記第２フレーム６２０は前記第１フレーム６１０の両端側に延在形成されてベアセル２０の缶のキャップ組立体と底面を覆う部分である。前記第２フレーム６２０の内側にはベアセル固定部６２１が備えられている。前記固定部６２１は、キャップ組立体と底面に対応する形状を有する。前記固定部６２１はベアセル２０のキャップ組立体と底面を固定させ、同時に前記カバーフレーム６００とベアセル２０との結合を堅固にする。また、前記固定部６２１の形状及び数は、前記カバーフレーム６００の内部に収納されるベアセル２０によって多様に変形可能である。

図１４は、カバーフレームを構成する第１フレーム及び第２フレームの連結構造の上部面である。

図１４を参照すれば、前記第２フレーム６２０は、前記第１フレーム６１０に延在形成され、ベンディング部６３０によって線で連結される。従って、第２フレーム６２０は第１フレーム６１０を基準に左右に９０゜ずつ、計１８０゜の回転が可能である。従って、前記ベアセル２０を第１フレーム６１０に安着させた後、第１フレーム６２０によってベアセル１０を固定することが容易である。また、前記第１及び第２フレーム６１０、６２０を連結する方法としてヒンジなどを使用できる。即ち、前記カバーフレーム６００の材質が木材などの成形性が低い材質である場合に、前記ヒンジによる連結が有用に使用され得る。前述したように、前記第２フレーム６２０は回転が自由であるので、前記カバーフレーム６００に収納されるベアセル２０のキャップ組立体と底面をより容易に固定させることができる。

図１５は、ベアセルとカバーフレームの組立図の上部面である。

即ち、図１５を参照すれば、ベアセル２０の缶の側面は第１フレーム６１０と接し、前記ベアセル２０のキャップ組立体と底面は第２フレーム６２０によって固定される。従って、ベアセル２０の側面に備えられる保護回路モジュールは前記第１フレーム６１０の保護回路モジュール収納部６１２に収納され、前記第１フレーム６１０の安着部６１１は前記ベアセル２０の側面とフィットするように接する。また、前記第２フレーム６２０の固定部６２１は前記ベアセル２０のキャップ組立体と底面を覆いながら前記ベアセル２０を固定する。これにより、前記ベアセル２０は前記カバーフレーム６００に堅固に固定され、前記カバーフレーム６００内で遊動が発生しない。

前記カバーフレーム６００は射出成形などの方式を利用して製作できる。例えば、前記カバーフレーム６００はガラス繊維又は前記ガラス繊維にプラスチック補強材を添加した繊維強化プラスチックのいずれか１つ以上を用いて形成されることができるが、これに制限されるものではない。前述した内容以外のカバーフレーム６００に関する内容は図１、図３〜図５に示したカバーフレーム２００に関する内容と同一であるので、詳細な内容は省略する。

図１６Ａは、ベアセルとスペーサを組み立てた斜視図であり、図１６Ｂは、図１６Ａの断面図である。

図６Ａ及び図６Ｂを参照すれば、前記並列に連結されているベアセル２０は電極リード２３によって連結され、前記ベアセル２０間の空間にはスペーサ７００が満たされている。前記スペーサ７００は、ベアセル２０に外装部材８００（図１１参照）を覆う前に備えられるものであって、前記ベアセル２０の上部面及び下部面に備えられることができる。また、前記スペーサ７００は前記ベアセル２０をカバーフレーム６００に収納する前か、又は収納させた後に備えられることができる。

一般に、バッテリパックは、前記バッテリパックを採用する電子機器によってその外観が決定される。即ち、多数のベアセルを直列又は並列などのいずれか１つ以上の方式で連結させた後、前記ベアセルに保護回路モジュールなどを具備させる。次に、前記保護回路モジュールなどを含む多数のベアセルを高分子樹脂などを用いて前記電子機器に適切な外形に製作する。このように製作されたバッテリパックは、高分子樹脂などによって重くなり、同時に大きさが増加するという問題がある。

しかしながら、本実施形態に係るバッテリパック５００は、その内部に多数の角形ベアセル２０を前記ベアセル２０の一側面のみ覆うカバーフレーム６００と、外部に露出するベアセル２０を覆う薄膜のフィルム状である外装部材８００からなる（図１１参照）。従って、前記バッテリパック５００の外観を平らにするために、ベアセル２０間の空間を満たす必要がある。このとき、このような空間を満たすために、スペーサ７００が使用され得る。即ち、前記外装部材８００と第１フレーム６１０と垂直に会合する面が平行するように、前記ベアセル２０と外装部材８００との間の空間にスペーサ７００を更に含むことができる。

スペーサ７００は、ポリエチレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ；ＰＥＳ）、ポリフェニレンオキシド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ；ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ；ＰＳＳ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）又はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）のいずれか１つ以上を用いて形成されることができる。しかしながら、前記スペーサ７００は絶縁物質であれば十分であるので、前述した物質によって制限されるものではない。

図１７は、本実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。

図１７を参照すれば、ベアセル２０は、カバーフレーム６００と外装部材８００によって外部への露出が遮断される。即ち、前記外装部材８００は前記ベアセル２０のみを覆うか、又は前記カバーケース６００の第１フレーム６１０の一部を含んでベアセル２０を覆うようになり得る。このとき、前記外装部材８００が第１フレーム６１０の一部、特に、安着部６１１の外面を含む場合、前記ベアセル２０とカバーフレーム６００間の結合力を増大させることができる。

更に、図１６を参照すれば、前記外装部材８００は絶縁性物質で形成されるものであって、薄膜のフィルム状である。外装部材８００は、例えば、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）などが使用され得るが、これに制限されるものではない。また、前記外装部材８００の内部面には接着層８１０を更に含むことができる。前記接着層８１０によって外装部材８００とベアセル２０との結合力を更に強化させることができる。

図１８は、本実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。

本実施形態に係るバッテリパック５００は、カバーフレーム６００と、前記カバーフレーム６００の一部を含んで前記バッテリパック５００に収納されたベアセル（図示せず）を覆う外装部材８００で構成される。

前記カバーフレーム６００において、第１フレーム６１０の内部には保護回路モジュール収納部６１２（図３参照）が備えられ、前記第１フレーム６１０の外部には前記収納部に対応する位置に突出部６１３が形成されている。前記突出部６１３には端子引出部６１４が備えられる。

前記突出部６１３は第１フレーム６１０の厚さを更に薄く形成するために備えられる。即ち、前記保護回路モジュールが前記第１フレーム６１０の厚さを超える部分だけ突出部６１３が形成される。従って、前記第１フレーム６１０に含まれる保護回路モジュール収納部６１２（図１参照）と前記突出部６１３によって形成される空間に保護回路モジュールが収納される。このように、前記突出部６１３は必須のものではなく、前記第１フレーム６１０の厚さや、又は保護回路モジュールの大きさなどによって左右されることができる。

前記突出部６１３の中心には保護回路モジュール３０（図１参照）に形成されている外部端子が露出する端子引出部６１４が備えられている。前記外部端子は、前記端子引出部６１４を通じて前記バッテリパック５００が採用される電子機器の端子と電気的に連結される。前記端子引出部６１４は、図示するように、突出した形状に形成されることもできるが、これに制限されるものではない。また、本実施形態に係るバッテリパック５００が採用される電子機器によって備えられる位置などを多様に変形させることができる。

図１９は、ノートブックの後面と前記バッテリパックが採用される様子を示す図である。また、図２０は前記バッテリパックが採用されたノートブックの斜視図である。

図１９を参照すれば、前記ノートブック４０の下端には前記バッテリパック５００を電源供給部４１が備えられている。前記電源供給部４１の両側面には締結突起４２が形成されている。また、本実施形態に係るバッテリパック５００の両側面、即ち、第２フレーム６２０の外側には締結構造６２２が形成されている。前記締結構造６２２は、前記締結突起４２に対応する形状を有する溝である。前記溝は第１フレーム６１０と第２フレーム６２０が連結される部分から始まり、第１フレーム６２０の内部に延びて形成される。また、前記締結構造６２２は、前記締結突起４２と対応する位置に備えられる。従って、前記締結構造６２２は前記締結突起４２に挿入され、前記締結構造６２２を通過しながら結合する。従って、前記バッテリパック５００はノートブック４０に正確な位置で堅固に固定される。

図２０に示すように、本実施形態に係るバッテリパック５００の締結構造６２４によって前記バッテリパック５００はノートブック４０に採用され、前記バッテリパック５００の端子引出部６１４は前記ノートブック４０のバッテリパック５００の収納部４１の内側に備えられた端子と結合する。従って、前記ノートブック４０に電源を供給してノートブック４０を駆動させる。

近年、ノートブックのような電子機器は次第に軽量化、薄型化される傾向にある。このような要求を満すために、前記電子機器に採用されるバッテリパックは可能な軽量及び薄型に製作されることが要求される。また、前記バッテリパックは前記ノートブックの底面に位置するので、平らな面を備える必要がある。従って、本発明に係るバッテリパックは高分子樹脂などを用いた別途のケースを必要としない。従って、本発明に係るバッテリパックを採用した電子機器はより一層軽量化、薄型化させることができる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

Claims (15)

1. キャップ組立体と前記キャップ組立体に対応する位置に底面を備えた多数のベアセルと、
   前記ベアセルに備えられた保護回路モジュールと、
   前記ベアセル及び保護回路モジュールを覆い、第１フレームと２つの第２フレームで構成されるカバーフレームと、
   前記ベアセルを覆う外装部材と
   を含むバッテリパックであって、
   前記カバーフレームの第２フレームは、第１フレームの両端側から延在して形成され、
   前記第１フレームはベアセルの一側面を覆い、前記第２フレームは前記ベアセルのキャップ組立体と底面を覆い、
   前記第２フレームは前記第１フレームと線で連結されて前記第１フレームの長手方向を基準に左右にそれぞれ９０゜回転され、
   前記外装部材と第１フレームと垂直に会合する面が平行するように前記ベアセルと外装部材との間の空間にスペーサを更に含む、
   ノートブックに用いられるバッテリパック。
2. 前記第１フレームにはベアセルの一側面と接するように前記ベアセルの一側面に対応する形状を有する安着部が備えられることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記第１フレームにはベアセルに備えられた保護回路モジュールに対応する位置に前記保護回路モジュールを収納する溝である収納部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
4. 前記第２フレームにはベアセルのキャップ組立体と底面に対応する形状を有し、前記ベアセルのキャップ組立体と底面を固定する固定部を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
5. 前記カバーフレームは、熱可塑性樹脂で形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
6. 前記カバーフレームはガラス繊維又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）のいずれか１つ以上を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
7. 前記外装部材は、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）で形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
8. 前記外装部材は、ベアセルと接する部分に接着層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
9. 前記外装部材は、ベアセルと、前記ベアセルの一側面と接するカバーフレームの一部を
   更に含んで覆うことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
10. 前記スペーサは絶縁物質であって、有機材料又は無機材料であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
11. 前記スペーサは、ポリエチレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ；ＰＥＳ）、ポリフェニレンオキシド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ；ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ；ＰＳＳ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）又はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）のいずれか１つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
12. 前記カバーフレームは、外側に保護回路モジュールを覆う部分に対応して突出した構造を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
13. 前記保護回路モジュールには外部端子が備えられており、前記外部端子はカバーフレームの外側に突出した構造に備えられている端子引出部を通じて外部と連結されることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリパック。
14. 前記カバーフレームの両側面には前記バッテリパックが採用される外部電子機器との結合のための締結構造が備えられることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
15. 前記ベアセルは、円筒形又は角形ベアセルであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。

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