JP6081866B2 - Battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、複数の薄板状の電池セルが積み重ねられた電気積層体と回路基板とを備えた電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack including an electrical laminate in which a plurality of thin plate-like battery cells are stacked and a circuit board.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、自動車やバイク等の各種移動機器、携帯情報端末、無停電電源装置(UPS(Uninterruptible Power Supply))、蓄電装置等の電源として利用されている。このような用途において、エネルギー密度を更に向上させるため、可撓性を有するラミネートシートで発電要素を外装した薄板状のラミネート形リチウムイオン二次電池が多く使用されている。更に、所望する電池容量を得るために、複数の薄板状の二次電池(電池セル)を積み重ねてこれらを直列に接続した電池積層体も実用されている(例えば特許文献1参照)。   Non-aqueous electrolyte batteries typified by lithium-ion secondary batteries are characterized by high energy density. Therefore, various mobile devices such as cars and motorcycles, personal digital assistants, uninterruptible power supplies (UPSs), and electricity storage It is used as a power source for devices. In such applications, in order to further improve the energy density, a thin plate-like laminated lithium ion secondary battery in which a power generation element is packaged with a flexible laminate sheet is often used. Furthermore, in order to obtain a desired battery capacity, a battery stack in which a plurality of thin plate-like secondary batteries (battery cells) are stacked and these are connected in series is also in practical use (see, for example, Patent Document 1).

複数の電池セルを積層した電池積層体は回路基板とともに筐体内に収納されて電池パックとなる。回路基板には、保護回路が搭載されている。保護回路は、電池積層体を構成する各電池セルの電圧をモニタし、異常を検知すると電池積層体と外部との電気的接続を遮断する。各電池セルの電圧をモニタするために、隣り合う電池セルの電気的に接続された正極タブと負極タブとの接続部分に、電圧監視用の配線(ワイヤ)が接続される。この配線の末端は、回路基板に設けられた端子に接続される(例えば特許文献2参照)。   A battery stack in which a plurality of battery cells are stacked is housed in a housing together with a circuit board to form a battery pack. A protection circuit is mounted on the circuit board. A protection circuit monitors the voltage of each battery cell which comprises a battery laminated body, and if an abnormality is detected, it will interrupt | block the electrical connection of a battery laminated body and the exterior. In order to monitor the voltage of each battery cell, a voltage monitoring wiring (wire) is connected to a connection portion between a positive electrode tab and a negative electrode tab which are electrically connected to adjacent battery cells. The end of the wiring is connected to a terminal provided on the circuit board (see, for example, Patent Document 2).

特特許第4499977号明細書Japanese Patent No. 4499977 特開2012−89470号公報JP 2012-89470 A

一般に、電池パックには、複数の電圧監視用の配線が設けられている。回路基板上に一直線に沿って配置された複数の端子に、当該複数の配線が順次接続される。電池パックの搬送時や使用時に振動や衝撃が加えられることによって、配線が破断することがある。この場合、破断した配線が、近傍の配線や端子に接触し短絡する可能性がある。短絡は、電池セルの異常発熱を生じさせ、最悪の場合には発煙や発火に至る。   In general, a battery pack is provided with a plurality of voltage monitoring wires. The plurality of wirings are sequentially connected to a plurality of terminals arranged along a straight line on the circuit board. Wiring may be broken by vibration or impact applied during transportation or use of the battery pack. In this case, the broken wiring may come into contact with a nearby wiring or terminal and short-circuit. The short circuit causes abnormal heat generation of the battery cell, and in the worst case, smoke or fire occurs.

本発明は、電圧監視用の配線が破断しても短絡事故が生じる可能性が低減された、安全性の高い電池パックを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a highly safe battery pack in which the possibility of a short circuit accident occurring even when a voltage monitoring wiring breaks is reduced.

本発明の電池パックは、複数の薄板状の電池セルが積み重ねられ且つ前記複数の電池セルが直列に接続された電池積層体と、前記電池積層体とは反対側の面に複数の端子が設けられた回路基板と、前記電池積層体から導出され且つ前記複数の端子にそれぞれ電気的に接続された複数の電圧監視用の配線と、前記複数の端子及び前記複数の配線を少なくとも覆うカバーとを備える。前記カバーに仕切板が立設されている。前記仕切板によって複数の空間が画定されている。前記複数の端子に接続された前記複数の配線のそれぞれの一部が、前記複数の空間のそれぞれに収納されている。   The battery pack according to the present invention includes a battery stack in which a plurality of thin plate-like battery cells are stacked and the plurality of battery cells are connected in series, and a plurality of terminals on a surface opposite to the battery stack. A plurality of voltage monitoring wires that are derived from the battery stack and are electrically connected to the plurality of terminals, respectively, and a cover that covers at least the plurality of terminals and the plurality of wires. Prepare. A partition plate is erected on the cover. A plurality of spaces are defined by the partition plate. A part of each of the plurality of wirings connected to the plurality of terminals is housed in each of the plurality of spaces.

本発明では、各配線の一部が仕切板によって画定された空間内に収納されている。従って、配線が破断しても、配線が仕切板の変位を制限するので、破断した配線が当該配線に対応する空間より外にはみ出して、隣の配線等に接触することはない。その結果、本発明によれば、電圧監視用の配線が破断しても短絡事故が生じる可能性が低減された、安全性の高い電池パックを提供することができる。   In the present invention, a part of each wiring is accommodated in a space defined by the partition plate. Accordingly, even if the wiring breaks, the wiring restricts the displacement of the partition plate, so that the broken wiring does not protrude beyond the space corresponding to the wiring and does not contact the adjacent wiring or the like. As a result, according to the present invention, it is possible to provide a highly safe battery pack in which the possibility of a short circuit accident occurring even when the voltage monitoring wiring is broken is reduced.

図1Aは、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する電池セルの正面側から見た斜視図、図1Bは、その背面側から見た斜視図である。FIG. 1A is a perspective view seen from the front side of a battery cell constituting a battery pack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view seen from the back side thereof. 図2は、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する電池積層体の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery stack constituting the battery pack according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する電池積層体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the battery stack constituting the battery pack according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態にかかる電池パックの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態にかかる電池パックの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery pack according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する回路基板の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a circuit board constituting the battery pack according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成するカバーの下面側から見た斜視図である。FIG. 7 is a perspective view seen from the lower surface side of the cover constituting the battery pack according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施形態にかかる電池パックにおいて、カバーに形成された仕切板間の空間内に収納された電圧監視用の配線を示した切り欠き斜視図である。FIG. 8 is a cutaway perspective view showing voltage monitoring wiring housed in a space between partition plates formed on the cover in the battery pack according to the embodiment of the present invention. 図9は、比較例にかかる電池パックを構成するカバーの下面側から見た斜視図である。FIG. 9 is a perspective view seen from the lower surface side of the cover constituting the battery pack according to the comparative example. 図10は、比較例にかかる電池パックにおいて、カバーに形成された仕切板間の空間内に収納された電圧監視用の配線を示した切り欠き斜視図である。FIG. 10 is a cutaway perspective view showing voltage monitoring wires housed in a space between partition plates formed on the cover in the battery pack according to the comparative example. 図11は、図10に示した比較例にかかる電池パックにおいて、破断した配線が隣の配線に短絡している状態を示した切り欠き斜視図である。FIG. 11 is a cutaway perspective view showing a state in which a broken wire is short-circuited to an adjacent wire in the battery pack according to the comparative example shown in FIG. 10. 図12は、図8に示した本発明の一実施形態にかかる電池パックにおいて、配線が破断した状態を示した切り欠き斜視図である。FIG. 12 is a cutaway perspective view showing a state in which the wiring is broken in the battery pack according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 8.

本発明の上記の電池パックにおいて、前記複数の端子が一直線上に配置されていてもよい。この場合、前記仕切板は、前記一直線と平行な方向に沿って互いに離間して複数個配置されていることが好ましい。複数の端子を一直線上に配置することにより、電圧監視用の複数の配線を、電池積層体から複数の端子に、互いに接触することなく案内することができる。このような場合に、複数の仕切板を、複数の端子の配置方向と平行に、互いに離間して配置することにより、複数の配線のうちの1つが破断しても、破断した配線が隣の配線と短絡する可能性を、簡単な仕切板の構成で効率よく低減することができる。   In the battery pack of the present invention, the plurality of terminals may be arranged on a straight line. In this case, it is preferable that a plurality of the partition plates are arranged apart from each other along a direction parallel to the straight line. By arranging the plurality of terminals on a straight line, it is possible to guide a plurality of wirings for voltage monitoring from the battery stack to the plurality of terminals without contacting each other. In such a case, even if one of the plurality of wirings breaks by disposing the plurality of partition plates in parallel with the arrangement direction of the plurality of terminals, the broken wiring is adjacent to each other. The possibility of short-circuiting with the wiring can be efficiently reduced with a simple partition plate configuration.

上記において、前記複数の仕切板をつなぐ、前記一直線と平行な衝立板が、前記カバーに立設されていてもよい。これにより、破断した配線が回路基板上の各種部品や配線回路と短絡するのを衝立板が防止する。従って、配線の破断によって短絡事故が発生する可能性を更に低減することができる。   In the above, the partition plate that connects the plurality of partition plates and is parallel to the straight line may be erected on the cover. Accordingly, the screen plate prevents the broken wiring from being short-circuited with various components and the wiring circuit on the circuit board. Therefore, it is possible to further reduce the possibility that a short circuit accident will occur due to the breakage of the wiring.

前記回路基板に、前記回路基板と平行な方向における前記配線の位置を規制する位置規制機構が形成されていてもよい。これにより、破断した配線の位置を位置規制機構が規制するので、破断した配線が当該配線に対応する空間より外にはみ出して、隣の配線等に接触する可能性を更に低減することができる。   A position regulating mechanism for regulating the position of the wiring in a direction parallel to the circuit board may be formed on the circuit board. Thereby, since the position restricting mechanism regulates the position of the broken wiring, the possibility that the broken wiring protrudes outside the space corresponding to the wiring and contacts the adjacent wiring or the like can be further reduced.

以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、以下の各図では、実際の部材の寸法および各部材の寸法比率等が忠実に表されていない。   Below, this invention is demonstrated in detail, showing suitable embodiment. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments. For convenience of explanation, the drawings referred to in the following description show only the main members necessary for explaining the present invention in a simplified manner among the constituent members of the embodiment of the present invention. Therefore, the present invention can include any member not shown in the following drawings. Further, in the following drawings, the actual dimensions of the members and the dimensional ratios of the members are not faithfully represented.

<電池セル>
本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する電池セルについて説明する。
<Battery cell>
The battery cell which comprises the battery pack concerning one Embodiment of this invention is demonstrated.

図1Aは、電池セル10の正面側から見た斜視図、図1Bは、その背面側から見た斜視図である。電池セル10は、平面視形状が略矩形であり、当該略矩形の縦横寸法に比べて厚みが薄い薄板形状を有する。この電池セル10では、ラミネートシート13からなる外装内に、略矩形の平面視形状を有する薄板状の発電要素(図示せず)が電解液とともに封入されている。発電要素は、正極集電体の所定領域の両面に正極活物質を含む正極合剤層が塗布形成された正極と、負極集電体の所定領域の両面に負極活物質を含む負極合剤層が塗布形成された負極とが、セパレータを介して交互に積層されてなる電極積層体である。電池の種類は特に制限はないが、二次電池、中でもリチウムイオン二次電池が好ましい。   1A is a perspective view seen from the front side of the battery cell 10, and FIG. 1B is a perspective view seen from the back side. The battery cell 10 has a substantially rectangular shape in plan view, and has a thin plate shape that is thinner than the vertical and horizontal dimensions of the substantially rectangular shape. In the battery cell 10, a thin plate-shaped power generation element (not shown) having a substantially rectangular plan view shape is enclosed in an exterior made of a laminate sheet 13 together with an electrolytic solution. The power generation element includes a positive electrode in which a positive electrode mixture layer including a positive electrode active material is applied and formed on both surfaces of a predetermined region of the positive electrode current collector, and a negative electrode mixture layer including a negative electrode active material on both surfaces of the predetermined region of the negative electrode current collector Is an electrode laminate in which negative electrodes formed by coating are alternately laminated via separators. The type of the battery is not particularly limited, but a secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery is preferable.

ラミネートシート13は、発電要素に比べて薄く、且つ、可撓性を有している。ラミネートシート13は、例えば、アルミニウム等からなる基層の、発電要素に対向する側の面に熱融着性樹脂層(例えば変性ポリオレフィン層)が積層された可撓性を有する多層シートであってもよい。1枚の矩形のラミネートシート13が、発電要素を挟むように下辺(一方の短辺)14bで二つ折りにされ、下辺14b以外の三辺に沿って重ね合わされてヒートシール法などによりシールされている。   The laminate sheet 13 is thinner than the power generation element and has flexibility. The laminate sheet 13 may be a flexible multilayer sheet in which a heat-fusible resin layer (for example, a modified polyolefin layer) is laminated on the surface of the base layer made of aluminum or the like on the side facing the power generation element. Good. One rectangular laminate sheet 13 is folded in two at the lower side (one short side) 14b so as to sandwich the power generation element, is overlapped along three sides other than the lower side 14b, and is sealed by a heat sealing method or the like. Yes.

下辺14bに対向する上辺(他方の短辺)14aから、正極タブ11p及び負極タブ11nが導出されている。正極タブ11p及び負極タブ11nは、短冊形状を有し、上辺14aに対して直交する方向(即ち、上辺14aに隣接する一対の側辺(長辺)14sと平行な方向)に沿って延びている。正極タブ11pは、例えばアルミニウムの薄板からなり、発電要素を構成する複数の正極集電体(図示せず)と電気的に接続されている。また、負極タブ11nは、例えば銅の薄板、ニッケルメッキされた銅の薄板、または銅/ニッケルのクラッド材等からなり、発電要素を構成する複数の負極集電体(図示せず)と電気的に接続されている。   A positive electrode tab 11p and a negative electrode tab 11n are led out from an upper side (the other short side) 14a facing the lower side 14b. The positive electrode tab 11p and the negative electrode tab 11n have a strip shape and extend along a direction orthogonal to the upper side 14a (that is, a direction parallel to a pair of side sides (long sides) 14s adjacent to the upper side 14a). Yes. The positive electrode tab 11p is made of, for example, an aluminum thin plate, and is electrically connected to a plurality of positive electrode current collectors (not shown) constituting the power generation element. The negative electrode tab 11n is made of, for example, a copper thin plate, a nickel-plated copper thin plate, or a copper / nickel clad material, and is electrically connected to a plurality of negative electrode current collectors (not shown) constituting the power generation element. It is connected to the.

図1Aに示されているように、発電要素に対応する長方形の領域16が電池セル10の三辺14a,14s,14sに沿ったラミネートシート13のシール領域に対して突出している。領域16が突出した面を、電池セル10の「正面」と呼ぶ。一方、図1Bに示されているように、略一平面をなす、正面とは反対側の面を、電池セル10の「裏面」と呼ぶ。   As shown in FIG. 1A, a rectangular region 16 corresponding to the power generation element protrudes from the sealing region of the laminate sheet 13 along the three sides 14 a, 14 s and 14 s of the battery cell 10. The surface from which the region 16 protrudes is referred to as the “front surface” of the battery cell 10. On the other hand, as shown in FIG. 1B, the surface on the opposite side from the front surface that forms a substantially flat surface is referred to as the “back surface” of the battery cell 10.

本発明において、電池セルの構成は上記に限定されない。例えば、発電要素を2枚の矩形状のラミネートシートで挟み、4辺に沿って2枚のラミネートシートをシールした四方シールタイプの電池セルであってもよい。   In the present invention, the configuration of the battery cell is not limited to the above. For example, a battery cell of a four-side seal type in which a power generation element is sandwiched between two rectangular laminate sheets and two laminate sheets are sealed along four sides may be used.

<電池積層体>
図2は、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する電池積層体20の分解斜視図である。電池積層体20は、複数の電池セル10が積層されて構成される。電池セル10が積層される方向(図2において横方向)を「積層方向」と呼ぶ。図2に示されているように、複数の電池セル10は、隣り合う2つの電池セル10間において異極のタブ(即ち正極タブ11pと負極タブ11n)同士が積層方向に互いに対向するように、1つおきの電池セル10は裏返されている。二点鎖線23で示すように、積層方向に対向する正極タブ11pと負極タブ11nとが電気的に接続される。その結果、複数の電池セル10が直列に接続される。異極タブと接続されない両端の正極タブ11p’及び負極タブ11n’は、電池積層体20に対して電力の入出力を行う入出力タブとなる。
<Battery laminate>
FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery stack 20 constituting the battery pack according to the embodiment of the present invention. The battery stack 20 is configured by stacking a plurality of battery cells 10. The direction in which the battery cells 10 are stacked (lateral direction in FIG. 2) is referred to as “stacking direction”. As shown in FIG. 2, the plurality of battery cells 10 are arranged so that tabs of different polarities (that is, positive electrode tab 11p and negative electrode tab 11n) face each other in the stacking direction between two adjacent battery cells 10. Every other battery cell 10 is turned over. As indicated by a two-dot chain line 23, the positive electrode tab 11p and the negative electrode tab 11n facing each other in the stacking direction are electrically connected. As a result, the plurality of battery cells 10 are connected in series. The positive electrode tab 11 p ′ and the negative electrode tab 11 n ′ at both ends that are not connected to the different polarity tab serve as input / output tabs for inputting / outputting electric power to / from the battery stack 20.

図3は、電池積層体20の斜視図である。本実施形態の電池積層体20は直列に接続された14個の電池セル10で構成されている。図示を省略しているが、隣り合う電池セル10間に、薄い板材を介在させてもよい。板材の材料は任意であるが、例えば電池セル10間の絶縁性を向上させる目的であればポリカーボネート等の絶縁性を有する樹脂材料を用いることができ、放熱性を向上させる目的であれば銅、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属材料を用いることができる。隣り合う電池セル10(更には、その間の板材)は、例えば両面粘着テープを用いて一体化されている。   FIG. 3 is a perspective view of the battery stack 20. The battery stack 20 of the present embodiment is composed of 14 battery cells 10 connected in series. Although not shown, a thin plate material may be interposed between adjacent battery cells 10. The material of the plate material is arbitrary, but for example, a resin material having insulation properties such as polycarbonate can be used for the purpose of improving insulation between the battery cells 10, and copper for the purpose of improving heat dissipation, A metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum can be used. Adjacent battery cells 10 (and the plate material therebetween) are integrated using, for example, a double-sided adhesive tape.

積層方向に対向する正極タブ11pと負極タブ11nとが電気的に接続されてタブ接続部11cを形成している。本実施形態の電池積層体20は、13個のタブ接続部11cを有している。入出力用正極タブ11p’と入出力用負極タブ11n’とを結ぶ直線に沿って6個のタブ接続部11cが配置され、この直線と平行な直線に沿って7個のタブ接続部11cが配置されている。13個のタブ接続部11cのそれぞれに、電圧監視用の配線(後述する図5に示された配線22)が接続される。タブ接続部11cは、図3において下向きに折り返されてもよい。   The positive electrode tab 11p and the negative electrode tab 11n facing each other in the stacking direction are electrically connected to form a tab connection portion 11c. The battery stack 20 of the present embodiment has 13 tab connecting portions 11c. Six tab connection portions 11c are arranged along a straight line connecting the input / output positive electrode tab 11p ′ and the input / output negative electrode tab 11n ′, and the seven tab connection portions 11c are arranged along a straight line parallel to the straight line. Has been placed. Voltage monitoring wiring (wiring 22 shown in FIG. 5 described later) is connected to each of the 13 tab connecting portions 11c. The tab connecting portion 11c may be folded downward in FIG.

<電池パック>
図4は本発明の一実施形態にかかる電池パック1の斜視図、図5は電池パック1の分解斜視図である。以下の説明の便宜のために、図4の紙面の上下方向を電池パック1の「上下方向」と呼び、上下方向と垂直な方向を「水平方向」と呼ぶ。但し、この「上下方向」及び「水平方向」は、電池パック1の実際の使用時の向きを意味するものではない。
<Battery pack>
FIG. 4 is a perspective view of the battery pack 1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery pack 1. For the convenience of the following description, the vertical direction of the paper surface of FIG. However, the “vertical direction” and “horizontal direction” do not mean the direction in which the battery pack 1 is actually used.

図5に示されているように、上方が開口した中空の略直方体形状を有する筐体30内に、電池積層体20が収納されている。21pは、電池積層体20の入出力用正極タブ11p’(図3参照)に接続された短冊状の正極リードであり、21nは、電池積層体20の入出力用負極タブ11n’(図3参照)に接続された短冊状の負極リードである。22は、電池積層体20のタブ接続部11c(図3参照)に接続された電圧監視用の配線(ワイヤ)である。図5では、図面を簡単化するために、電池積層体20を構成する電池セル10やこれから上方に向かって導出された正極タブ11p及び負極タブ11nの図示を省略し、電池積層体20の上面を単なる一平面で示している。   As shown in FIG. 5, the battery stack 20 is housed in a housing 30 having a hollow, substantially rectangular parallelepiped shape that is open at the top. 21p is a strip-like positive electrode lead connected to the input / output positive electrode tab 11p ′ (see FIG. 3) of the battery stack 20, and 21n is the input / output negative electrode tab 11n ′ of the battery stack 20 (FIG. 3). A strip-like negative electrode lead connected to the reference). Reference numeral 22 denotes a voltage monitoring wire (wire) connected to the tab connecting portion 11c (see FIG. 3) of the battery stack 20. In FIG. 5, in order to simplify the drawing, the illustration of the battery cell 10 constituting the battery stack 20 and the positive electrode tab 11p and the negative electrode tab 11n led upward therefrom is omitted, and the upper surface of the battery stack 20 is illustrated. Is shown in one plane.

筐体30の上側の開口を塞ぐように、回路基板40が筐体30に嵌入され固定される。図6は回路基板40の平面図である。回路基板40は、略矩形の平面視形状を有する板状部材である。回路基板40の電池積層体20とは反対側の面(上面)には、保護回路(例えばIC)41、複数(本実施形態では13個)の端子42、正極端子45p、負極端子45n、入出力用端子ボックス47等が搭載されている。端子42、正極端子45p、負極端子45n、端子ボックス47は、回路基板40上又は回路基板40内に形成された配線回路(図示せず)を介して保護回路41に接続されている。   The circuit board 40 is fitted into the housing 30 and fixed so as to close the upper opening of the housing 30. FIG. 6 is a plan view of the circuit board 40. The circuit board 40 is a plate-like member having a substantially rectangular plan view shape. On the surface (upper surface) opposite to the battery stack 20 of the circuit board 40, a protection circuit (for example, IC) 41, a plurality (13 in this embodiment) of terminals 42, a positive terminal 45p, a negative terminal 45n, an input An output terminal box 47 and the like are mounted. The terminal 42, the positive terminal 45p, the negative terminal 45n, and the terminal box 47 are connected to the protection circuit 41 via a wiring circuit (not shown) formed on or in the circuit board 40.

13個の端子42のうちの6個が回路基板40の側端40aに沿って一定ピッチで配置され、残りの7個が側端40aとは反対側の側端40bに沿って一定ピッチで配置されている。13個の略L字形状の切り欠き43が、回路基板40に形成されている。切り欠き43と端子42とは一対一に対応し、切り欠き43は対応する端子42の近傍に形成されている。各切り欠き43は、回路基板40の側端40a又は40bに開口している。電圧監視用の配線22は、切り欠き42に係止されて回路基板40より上側に案内され、端子42に接続される(後述する図8参照)。配線22と端子42との接続方法は任意である。本実施形態では、配線22の末端(上端)に取り付けられたオス型コネクタ(図示せず)をメス型コネクタとして機能する端子42に挿入することで、配線22と端子42とが接続される。但し、これ以外の方法、例えばはんだ付けによる方法など公知の方法を用いることもできる。   Six of the thirteen terminals 42 are arranged at a constant pitch along the side edge 40a of the circuit board 40, and the remaining seven are arranged at a constant pitch along the side edge 40b opposite to the side edge 40a. Has been. Thirteen substantially L-shaped notches 43 are formed in the circuit board 40. The notches 43 and the terminals 42 correspond one to one, and the notches 43 are formed in the vicinity of the corresponding terminals 42. Each notch 43 is open to the side end 40 a or 40 b of the circuit board 40. The voltage monitoring wiring 22 is locked to the notch 42, guided above the circuit board 40, and connected to the terminal 42 (see FIG. 8 described later). The connection method of the wiring 22 and the terminal 42 is arbitrary. In this embodiment, the wiring 22 and the terminal 42 are connected by inserting the male connector (not shown) attached to the terminal (upper end) of the wiring 22 into the terminal 42 that functions as a female connector. However, other methods such as a known method such as soldering may be used.

正極リード21p及び負極リード21nは、回路基板40を貫通するスリット状の開口46p及び開口46nに貫挿され、正極端子45p及び負極端子45nにそれぞれ接続される。   The positive electrode lead 21p and the negative electrode lead 21n are inserted into slit-like openings 46p and openings 46n that penetrate the circuit board 40, and are connected to the positive electrode terminal 45p and the negative electrode terminal 45n, respectively.

端子ボックス47は、図示していないが正極端子及び負極端子を備え、電池パック1に対して電力の入出力を行うために使用される。   Although not shown, the terminal box 47 includes a positive terminal and a negative terminal, and is used to input and output power to the battery pack 1.

図5に戻り、カバー50が、回路基板40の上方からかぶせられ、筐体30に固定される。図4に示すように、回路基板40はカバー50で覆われる。   Returning to FIG. 5, the cover 50 is placed from above the circuit board 40 and fixed to the housing 30. As shown in FIG. 4, the circuit board 40 is covered with a cover 50.

図7は、カバー50の下面(回路基板40に対向する面)側から見た斜視図である。カバー50の天板53から複数(本実施形態では11枚)の仕切板51が立設されている。5枚の仕切板51がカバー50の上下方向に平行な側壁50aに沿って一定ピッチで配置され、6枚の仕切板51がカバー50の側壁50aに対向する側壁50bに沿って一定ピッチで配置されている。仕切板51のピッチは、回路基板40に設けられた端子42のピッチと同じである。   FIG. 7 is a perspective view of the cover 50 as viewed from the lower surface (the surface facing the circuit board 40). A plurality (11 in the present embodiment) of partition plates 51 are erected from the top plate 53 of the cover 50. Five partition plates 51 are arranged at a constant pitch along the side wall 50a parallel to the vertical direction of the cover 50, and six partition plates 51 are arranged at a constant pitch along the side wall 50b facing the side wall 50a of the cover 50. Has been. The pitch of the partition plates 51 is the same as the pitch of the terminals 42 provided on the circuit board 40.

側壁50aに沿った5枚の仕切板51は、いずれも側壁50aに接続され、且つ、側壁50aに対して垂直である。この5枚の仕切板51をつなぐ衝立板52aが、側壁50aに対向し且つこれと平行に、天板53から立設されている。衝立板52aと側壁50aとの間に、5枚の仕切板51によって区画された6つの空間55が形成されている。   The five partition plates 51 along the side wall 50a are all connected to the side wall 50a and are perpendicular to the side wall 50a. A partition plate 52a connecting the five partition plates 51 is erected from the top plate 53 so as to face and be parallel to the side wall 50a. Six spaces 55 partitioned by five partition plates 51 are formed between the partition plate 52a and the side wall 50a.

同様に、側壁50bに沿った6枚の仕切板51は、いずれも側壁50bに接続され、且つ、側壁50bに対して垂直である。この6枚の仕切板51をつなぐ衝立板52bが、側壁50bに対向し且つこれと平行に、天板53から立設されている。衝立板52bと側壁50bとの間に、6枚の仕切板51によって区画された7つの空間55が形成されている。   Similarly, the six partition plates 51 along the side wall 50b are all connected to the side wall 50b and are perpendicular to the side wall 50b. A partition plate 52b connecting the six partition plates 51 is erected from the top plate 53 so as to face and be parallel to the side wall 50b. Seven spaces 55 defined by six partition plates 51 are formed between the partition plate 52b and the side wall 50b.

図8は、側壁50a側から見た端子42、切り欠き43、配線22、仕切板51等を示した拡大斜視図である。カバー50内のこれらの部材を示すため、側壁50a及び天板53の一部を切り欠いている。   FIG. 8 is an enlarged perspective view showing the terminal 42, the notch 43, the wiring 22, the partition plate 51, and the like as seen from the side wall 50a. In order to show these members in the cover 50, a part of the side wall 50a and the top plate 53 is notched.

仕切板51の下端と回路基板40とはわずかに離間している。仕切板51によって画定された各空間55に対応して、端子42及び切り欠き43が各1つ配置されている。配線22が切り欠き43に係止されて回路基板40の下側から上側に向かって延び、下向きに湾曲されて端子42に接続されている。配線22のうち少なくとも湾曲した部分は空間55内に収納されている。   The lower end of the partition plate 51 and the circuit board 40 are slightly separated from each other. One terminal 42 and one notch 43 are arranged corresponding to each space 55 defined by the partition plate 51. The wiring 22 is locked to the notch 43, extends from the lower side to the upper side of the circuit board 40, is bent downward, and is connected to the terminal 42. At least a curved portion of the wiring 22 is accommodated in the space 55.

詳細な説明を省略するが、側壁50aに対向する側壁50b側の端子42、切り欠き43、配線22、仕切板51等の構成も、図8と同じである。   Although not described in detail, the configuration of the terminal 42 on the side wall 50b facing the side wall 50a, the notch 43, the wiring 22, the partition plate 51, and the like is the same as that in FIG.

<作用>
本実施形態の電池パック1の作用を、比較例にかかる電池パックと比較しながら説明する。
<Action>
The operation of the battery pack 1 of the present embodiment will be described in comparison with the battery pack according to the comparative example.

図9は、比較例にかかる電池パックに使用されるカバー150の下面(回路基板40に対向する面)側から見た斜視図である。図9において、図7に示した部材と同じ部材には同一の符号を付してある。図9を本発明の一実施形態にかかるカバー50を示した図7と比較すれば容易に理解できるように、比較例のカバー150には、カバー50に形成されていた仕切板51及び衝立板52a,52bが形成されていない。比較例の電池パックでは、本発明の電池パック1においてカバー50に代えてカバー150が用いられる。   FIG. 9 is a perspective view of the cover 150 used in the battery pack according to the comparative example, as viewed from the lower surface (the surface facing the circuit board 40). In FIG. 9, the same members as those shown in FIG. As can be easily understood by comparing FIG. 9 with FIG. 7 showing the cover 50 according to the embodiment of the present invention, the cover 150 of the comparative example includes a partition plate 51 and a partition plate formed on the cover 50. 52a and 52b are not formed. In the battery pack of the comparative example, the cover 150 is used instead of the cover 50 in the battery pack 1 of the present invention.

図10は、比較例にかかる電池パックの側壁50a側から見た端子42、切り欠き43、配線22等を図8と同様に示した拡大斜視図である。図10において、図8に示した部材と同じ部材には同一の符号を付してある。図10を図8と比較すれば容易に理解できるように、図10では図8に示された仕切板51及び衝立板52aが存在しない。これを除いて図10は図8と同じである。   FIG. 10 is an enlarged perspective view showing the terminals 42, the notches 43, the wirings 22 and the like as seen from the side wall 50a side of the battery pack according to the comparative example in the same manner as FIG. In FIG. 10, the same members as those shown in FIG. As can be easily understood by comparing FIG. 10 with FIG. 8, the partition plate 51 and the partition plate 52a shown in FIG. 8 do not exist in FIG. Except this, FIG. 10 is the same as FIG.

上述したように、電池パックの搬送時や輸送時に電池パックに振動や衝撃が加えられることがある。このような振動や衝撃により筐体30内で電池積層体20が移動することがあり、これにより、配線22が変位したり、配線22に張力が印加されたりする。その結果、配線22が破断することがある。   As described above, vibration or impact may be applied to the battery pack during transportation or transportation of the battery pack. The battery stack 20 may move in the housing 30 due to such vibrations and shocks, which causes the wiring 22 to be displaced and tension to be applied to the wiring 22. As a result, the wiring 22 may break.

図11は、図10に示した比較例にかかる電池パックにおいて、配線22と端子42との接続部分において1本の配線22が破断した状態を示した切り欠き斜視図である。上述したように、配線22は曲げ変形させられて端子42に接続されている。配線22が破断すると、曲げ変形されていた配線22が弾性回復し、図11に示すようにその隣の配線22に接触し、短絡が生じることがある。電圧監視用の配線22同士が短絡すると、電池セル10が異常発熱し、最悪の場合には発煙や発火に至る。また、図示を省略するが、短絡した配線22が、回路基板40上に搭載された部品や回路基板40上に形成された配線回路に接触することもあり、このような場合も、短絡によって電池セル10の異常発熱を生じうる。   FIG. 11 is a cutaway perspective view showing a state in which one wiring 22 is broken at the connection portion between the wiring 22 and the terminal 42 in the battery pack according to the comparative example shown in FIG. 10. As described above, the wiring 22 is bent and deformed and connected to the terminal 42. When the wiring 22 is broken, the wiring 22 that has been bent and deformed elastically recovers and contacts the adjacent wiring 22 as shown in FIG. When the voltage monitoring wirings 22 are short-circuited, the battery cell 10 abnormally generates heat, and in the worst case, smoke or fire occurs. Although not shown in the drawing, the shorted wiring 22 may come into contact with components mounted on the circuit board 40 or a wiring circuit formed on the circuit board 40. Abnormal heat generation of the cell 10 can occur.

これに対して、本発明の電池パック1では、図8に示したように、仕切板51によって画定された空間55内に配線22の一部が収納されている。従って、図12に示すように、1本の配線22が破断したとしても、破断した配線22は仕切板51に衝突してその変位が制限され、当該配線22に対応する空間55より外にはみ出すことはない。従って、破断した配線22がその隣の配線22や端子42等に接触して短絡事故が生じる可能性は低い。また、衝立板52aも破断した配線22の変位を制限するので、破断した配線22が周囲の部品や配線回路等に接触して短絡事故が生じる可能性は低い。   On the other hand, in the battery pack 1 of the present invention, as shown in FIG. 8, a part of the wiring 22 is accommodated in the space 55 defined by the partition plate 51. Therefore, as shown in FIG. 12, even if one wire 22 is broken, the broken wire 22 collides with the partition plate 51 and its displacement is limited, and the wire 22 protrudes beyond the space 55 corresponding to the wire 22. There is nothing. Therefore, there is a low possibility that the broken wiring 22 contacts the adjacent wiring 22, the terminal 42, etc., and a short circuit accident occurs. Further, since the partition plate 52a also restricts the displacement of the broken wiring 22, it is unlikely that the broken wiring 22 will come into contact with surrounding parts, wiring circuits, etc., causing a short circuit accident.

以上のように、本発明の電池パック1では、カバー50の回路基板40に対向する面に仕切板51が形成されている。仕切板51によって、カバー50内に複数の空間(小部屋)55が形成される。空間55は配線22に一対一に対応する。端子42に接続された1本の配線22の一部が、当該配線22に対応する1つの空間55内に収納される。従って、当該配線22が破断しても、配線22が仕切板51を超えて空間55外に水平方向にはみ出すことがない。よって、配線22の破断に起因する短絡事故の発生を防止することができるのである。   As described above, in the battery pack 1 of the present invention, the partition plate 51 is formed on the surface of the cover 50 that faces the circuit board 40. A plurality of spaces (small rooms) 55 are formed in the cover 50 by the partition plate 51. The space 55 corresponds to the wiring 22 one to one. A part of one wiring 22 connected to the terminal 42 is accommodated in one space 55 corresponding to the wiring 22. Therefore, even if the wiring 22 breaks, the wiring 22 does not protrude beyond the partition 55 in the horizontal direction beyond the space 55. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit accident due to the breakage of the wiring 22.

回路基板40には、複数の配線22をそれぞれ係止する複数の切り欠き43が形成されている。切り欠き43は、配線22の水平方向(回路基板40と平行な方向)の位置を規制する位置規制機構として機能し、配線22が破断しても、当該配線22の位置を規制し続ける。従って、位置規制機構は、破断した配線22が対応する空間55外に水平方向にはみ出す可能性を低減させるのに有利である。   The circuit board 40 is formed with a plurality of cutouts 43 that respectively lock the plurality of wirings 22. The notch 43 functions as a position regulating mechanism that regulates the position of the wiring 22 in the horizontal direction (the direction parallel to the circuit board 40), and continues to regulate the position of the wiring 22 even if the wiring 22 is broken. Therefore, the position regulating mechanism is advantageous in reducing the possibility that the broken wiring 22 protrudes outside the corresponding space 55 in the horizontal direction.

上記の実施形態は例示にすぎない。本発明は上記の実施形態に限定されず、種々に変更することができる。   The above embodiments are merely exemplary. The present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified.

配線22が収納される空間55を画定する仕切板の構成は、配線22及び端子42の回路基板40上の配置に応じて適宜変更することができる。上方から見たとき配線22、端子42及び空間55は、上記の実施形態のように一直線上に配置されている必要はない。例えば配線22及び端子42が格子点上に配置されている場合には、仕切板を格子状に配置することができる。   The configuration of the partition plate that defines the space 55 in which the wiring 22 is accommodated can be appropriately changed according to the arrangement of the wiring 22 and the terminal 42 on the circuit board 40. When viewed from above, the wiring 22, the terminal 42, and the space 55 do not need to be arranged in a straight line as in the above-described embodiment. For example, when the wiring 22 and the terminal 42 are arranged on a lattice point, the partition plate can be arranged in a lattice shape.

上記の実施形態では、カバー50の側壁50a,50b及び衝立板52a,52bも空間55を画定するのに寄与しているが、側壁50a,50b及び衝立板52a,52bが空間55を画定する必要はない。即ち、上記の実施形態において、仕切板55は側壁50a,50bから離間していていてもよい。また、衝立板52a,52bを省略してもよい。   In the above embodiment, the side walls 50a and 50b and the partition plates 52a and 52b of the cover 50 also contribute to defining the space 55. However, the side walls 50a and 50b and the partition plates 52a and 52b need to define the space 55. There is no. That is, in said embodiment, the partition plate 55 may be spaced apart from the side walls 50a and 50b. Further, the partition plates 52a and 52b may be omitted.

仕切板のカバー50の天板53からの突出高さは任意である。破断した配線22に起因する短絡を防止できるのであれば、仕切板が、天板53からの突出高さが低いリブ状の突起であってもよい。また、回路基板40上に搭載された部品に仕切板が衝突しない場合には、仕切板の下端が回路基板40に接触してもよい。   The protruding height of the partition plate cover 50 from the top plate 53 is arbitrary. As long as the short circuit due to the broken wiring 22 can be prevented, the partition plate may be a rib-shaped projection having a low protrusion height from the top plate 53. In addition, when the partition plate does not collide with components mounted on the circuit board 40, the lower end of the partition plate may contact the circuit board 40.

配線22の水平方向の位置を規制する位置規制機構の構成は、上記の略L字状の切り欠き43に限定されない。例えば、略L字形状以外の任意の形状の切り欠きであってもよい。あるいは、切り欠き43に代えて、回路基板40の側端に開口していない貫通孔であってもよい。共通する1つの位置規制機構によって複数の配線22の水平方向における位置が規制されてもよい。配線22を回路基板40の電池積層体20側からその反対側に案内するために回路基板40に形成された切り欠き又は貫通孔が、実質的に配線22の位置規制機能を有しないほどに大きな寸法を有していてもよい。回路基板40の寸法を、筐体30の上側の開口寸法より小さくすることにより、配線22を案内するための切り欠き43を省略してもよい。   The configuration of the position restricting mechanism that restricts the position of the wiring 22 in the horizontal direction is not limited to the substantially L-shaped notch 43 described above. For example, a cutout having an arbitrary shape other than a substantially L shape may be used. Alternatively, instead of the cutout 43, a through hole that is not opened at the side end of the circuit board 40 may be used. The position in the horizontal direction of the plurality of wirings 22 may be restricted by one common position restriction mechanism. A notch or a through hole formed in the circuit board 40 for guiding the wiring 22 from the battery stack 20 side of the circuit board 40 to the opposite side is so large that the wiring 22 does not substantially have a position regulating function. You may have dimensions. The notch 43 for guiding the wiring 22 may be omitted by making the size of the circuit board 40 smaller than the opening size on the upper side of the housing 30.

本発明の電池パックが備える電池積層体の構成は上記の実施形態に限定されない。電池積層体を構成する電池セル10の数は、上記の実施形態より多くてもよく、また、少なくてもよい。電池セル10の数に応じて、配線22、端子42、空間55の数が変更される。   The structure of the battery laminated body with which the battery pack of this invention is provided is not limited to said embodiment. The number of battery cells 10 constituting the battery stack may be larger or smaller than in the above embodiment. Depending on the number of battery cells 10, the number of wirings 22, terminals 42, and spaces 55 is changed.

本発明の利用分野は特に制限はなく、自動車、バイク、電動アシスト自転車等の各種移動機器、携帯情報端末、無停電電源装置(UPS)、蓄電装置等の電源に使用される電池パックとして広範囲に利用することができる。   The field of application of the present invention is not particularly limited, and is widely used as a battery pack used as a power source for various mobile devices such as automobiles, motorcycles, and electrically assisted bicycles, personal digital assistants, uninterruptible power supplies (UPS), and power storage devices. Can be used.

1 電池パック
10 電池セル
20 電池積層体
22 電圧監視用の配線
40 回路基板
42 端子
43 切り欠き(位置規制機構)
50 カバー
51 仕切板
52a,52b 衝立板
55 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack 10 Battery cell 20 Battery laminated body 22 Voltage monitoring wiring 40 Circuit board 42 Terminal 43 Notch (position control mechanism)
50 Cover 51 Partition plate 52a, 52b Screen 55

Claims (4)

複数の薄板状の電池セルが積み重ねられ且つ前記複数の電池セルが直列に接続された電池積層体と、
前記電池積層体とは反対側の面に複数の端子が設けられた回路基板と、
前記電池積層体から導出され且つ前記複数の端子にそれぞれ電気的に接続された複数の電圧監視用の配線と、
前記複数の端子及び前記複数の配線を少なくとも覆うカバーとを備えた電池パックであって、
前記カバーに仕切板が立設されており、
前記仕切板によって複数の空間が画定され、
前記複数の端子に接続された前記複数の配線のそれぞれの一部が、前記複数の空間のそれぞれに収納されていることを特徴とする電池パック。
A battery stack in which a plurality of thin battery cells are stacked and the plurality of battery cells are connected in series;
A circuit board provided with a plurality of terminals on the surface opposite to the battery laminate;
A plurality of voltage monitoring wirings derived from the battery stack and electrically connected to the plurality of terminals, respectively;
A battery pack comprising a cover that covers at least the plurality of terminals and the plurality of wires,
A partition plate is erected on the cover,
A plurality of spaces are defined by the partition plate,
A part of each of the plurality of wirings connected to the plurality of terminals is housed in each of the plurality of spaces.
前記複数の端子が一直線上に配置されており、
前記仕切板は、前記一直線と平行な方向に沿って互いに離間して複数個配置されている請求項1に記載の電池パック。
The plurality of terminals are arranged in a straight line;
The battery pack according to claim 1, wherein a plurality of the partition plates are spaced apart from each other along a direction parallel to the straight line.
前記複数の仕切板をつなぐ、前記一直線と平行な衝立板が、前記カバーに立設されている請求項2に記載の電池パック。   The battery pack according to claim 2, wherein a partition plate that connects the plurality of partition plates and is parallel to the straight line is erected on the cover. 前記回路基板に、前記回路基板と平行な方向における前記配線の位置を規制する位置規制機構が形成されている請求項1〜3のいずれかに記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein a position regulation mechanism that regulates a position of the wiring in a direction parallel to the circuit board is formed on the circuit board.
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