(57)【要約】【課題】薄肉扁平化の要望に応えることができるとともに、製造コストの低減を図ることを可能としながら、製造時における温度ヒューズの溶断を回避することができる構成の電池パックおよびその製造方法を提供する。【解決手段】回路ユニット１１において、接続端子１１１〜１１４は、それぞれ制御部１１５に接続されている。接続端子１１４と外部端子１１９との間を結ぶ導電路中には、温度ヒューズ１１６１，１１６２と加熱抵抗１１６３とからなるヒューズモジュール１１６が介挿されている。加熱抵抗１１６３と制御部１１５との間の信号路中には、互いが離間した状態で配され、一方が制御部１１５と電気的に接続され、他方が加熱抵抗１１６３と電気的に接続された２つのランド１２２，１２３を有し、２つのランド１２２，１２３間が、ハンダからなる接続体１２４によってのみ電気的に接続されている。【選択図】図２
2014102968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池を含み、少なくとも正極端子および負極端子を有する電池ユニットと、
前記電池ユニットに対して接続され、前記電池ユニットにおける正極端子および負極端子のそれぞれと電気的に接続された第１接続端子および第２接続端子と、当該第１接続端子および第２接続端子のそれぞれと第１導電路および第２導電路のそれぞれを介して接続された第１外部端子および第２外部端子と、前記第１導電路および前記第２導電路の一方に介挿された温度ヒューズと、当該温度ヒューズに熱結合された発熱体と、前記接続された電池ユニットの状態に応じて前記発熱体に電流供給するための信号を出力して、当該発熱体の発熱を以って前記温度ヒューズを溶断させる制御部とを有する回路ユニットと、
を備え、
前記発熱体に対して前記電流供給を命令するための前記制御部からの信号伝達経路中、または前記発熱体への電流供給路中には、互いが離間した状態で配された２つの導電ランドを有し、
前記２つの導電ランド間は、接続部によってのみ電気的に接続されている
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記発熱体は、加熱抵抗であって、一端が前記温度ヒューズに接続され、他端がスイッチング素子を介して前記第１導電路および前記第２導電路の他方に接続されており、
前記２つの導電ランドは、前記発熱体と前記スイッチング素子との間の導電路中、または前記スイッチング素子と前記第１導電路および前記第２導電路の他方の側との間の導電路中に介挿されており、
前記制御部は、前記接続された電池ユニットの状態に応じて前記スイッチング素子に対してＯＮ信号を出力し、前記発熱体を発熱させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記２つの導電ランドの内の前記スイッチング素子側の第１導電ランドと、前記スイッチング素子との間の導電路には、ＣＲ回路が接続されており、
前記制御部は、前記ＣＲ回路により前記２つの導電ランド間が前記接続部により接続されたことを認識する
ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池ユニットは、それぞれが素電池を含み、互いに直列接続された複数の電池モジュールからなり、各電池モジュール間の中間電圧検出用の中間端子を有し、
前記回路ユニットは、前記電池ユニットにおける前記中間端子と電気的に接続された中間接続端子を備え、
前記制御部に対しては、前記第１接続端子および前記第２接続端子および前記中間接続端子の各間の電圧情報の入力のための信号路が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記発熱体は、加熱抵抗であって、一端が前記温度ヒューズに接続され、他端がスイッチング素子を介して前記第１導電路および前記第２導電路の他方に接続されており、
前記制御部は、前記接続された電池ユニットの状態に応じて前記スイッチング素子に対してＯＮ信号を出力し、前記発熱体を発熱させ、
前記２つの導電ランドは、前記制御部と前記スイッチング素子との間の信号伝達経路中に介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
前記接続部は、ハンダからなる
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電池パック。
【請求項７】
前記回路ユニットは、基板を有し、
前記第１接続端子および前記第２接続端子は、それぞれ前記基板の主面上に形成されたランドであって、
前記電池ユニットでは、各々が板状をした正極リードおよび負極リードが延出されてなり、
前記正極端子および前記負極端子は、前記正極リードおよび前記負極リードであって、前記第１接続端子および前記第２接続端子のそれぞれに対して、当接状態で電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電池パック。
【請求項８】
素電池を含み、少なくとも正極端子および負極端子を有する電池ユニットと、
第１接続端子および第２接続端子と、当該第１接続端子および第２接続端子のそれぞれと第１導電路および第２導電路のそれぞれを介して接続された第１外部端子および第２外部端子と、前記第１導電路および前記第２導電路の一方に介挿された温度ヒューズと、当該温度ヒューズに熱結合された発熱体と、前記接続された電池ユニットの状態に応じて前記発熱体に電流供給するための信号を出力して、当該発熱体の発熱を以って前記温度ヒューズを溶断させる制御部と、前記制御部と前記発熱体との間の信号伝達経路中、または前記発熱体への電流供給路中において、互いが離間した状態で配された２つの導電ランドとを有する回路ユニットと、
を準備する第１工程と、
前記電池ユニットにおける前記正極端子および前記負極端子と、前記回路ユニットにおける前記第１接続端子および前記第２接続端子とを、それぞれ接続する第２工程と、
前記第２工程を実行した後に、前記２つの導電ランド間を、導電材料からなる接続部によって電気的に接続する第３工程と、
を備える
ことを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項９】
前記電池ユニットは、それぞれが素電池を含み、互いに直列接続された複数の電池モジュールからなり、各電池モジュール間の中間電圧検出用の中間端子を有し、
前記回路ユニットは、前記電池ユニットにおける前記中間端子と電気的に接続された中間接続端子を備え、
前記第２工程では、前記電池ユニットにおける前記中間端子と、前記回路ユニットにおける前記中間接続端子も接続する
ことを特徴とする請求項８に記載の電池パックの製造方法。
【請求項１０】
前記回路ユニットは、基板を有し、
前記第１接続端子および前記第２接続端子は、それぞれ前記基板の主面上に形成されたランドであって、
前記電池ユニットでは、各々が板状をした正極リードおよび負極リードが延出されてなり、
前記正極端子および前記負極端子は、前記正極リードおよび前記負極リードであり、
前記第２工程では、前記第１接続端子および前記第２接続端子のそれぞれに対して、前記正極端子および前記負極端子を当接させる第１サブ工程と、当該当接状態を維持しながら互いを電気的に接続する第２サブ工程と、を備える
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックとその製造方法に関し、特に、回路ユニットに温度ヒューズが含まれてなる電池パックとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、ノートブック型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートパソコン」と記載する。）や、車両あるいは蓄電システムなどに多く用いられている。従来技術に係る電池パックの一例について、図１０を用い説明する。
図１０に示すように、電池パックは、素電池９０１，９０２を有する電池ユニット９０と、回路ユニット９１とが接続されてなる。電池ユニット９０では、素電池９０１と素電池９０２とが直列接続され、負極端子９０３１と正極端子９０３３とが設けられている。また、素電池９０１と素電池９０２との接続箇所には、中間端子９０３２が設けられている。
【０００３】
一方、回路ユニット９１は、電池ユニット９０との接続に供される接続端子９１１〜９１３と、外部端子９１９，９２０とを有し、接続端子９１１と外部端子９１９、接続端子９１１と外部端子９２０を各々結ぶ導電路を有する。また、回路ユニット９１では、接続端子９１３と外部端子９１９とを結ぶ正極側の導電路中に、ヒューズモジュール９１６、充電用スイッチング素子９１７、および放電用スイッチング素子９１８が介挿されている。ヒューズモジュール９１６は、直列接続された２つの温度ヒューズ９１６１，９１６２と、その接続点に一端が接続された加熱抵抗９１６３との組み合わせにより構成されている。加熱抵抗９１６３の他端は、加熱抵抗用スイッチング素子９２１を介して、接続端子９１１と外部端子９２０とを結ぶグランド側の導電路に接続されている。
【０００４】
回路ユニット９１において、接続端子９１１〜９１３は、それぞれ制御部９１５に接続されており、制御部９１５は、各素電池９０１，９０２の電圧を監視するようになっている。また、制御部９１５は、加熱抵抗用スイッチング素子９２１のゲートにも接続されており、素電池９０１，９０２の電圧が以上であると判断した場合に、加熱抵抗用スイッチング素子９２１をＯＮにし、加熱抵抗９１６３を加熱して温度ヒューズ９１６１，９１６２を溶断するようになっている。
【０００５】
ここで、従来構造の電池パックでは、その製造での電池ユニット９０と回路ユニット９１との接続に際して、電池ユニット９０における負極端子９０３１から中間端子９０３２、正極端子９０３３というように、低電位側から高電位側の順に回路ユニット９１に接続することが必要となっていた。このような接続順を順守しない場合には、製造の途中で制御部９１５が異常を検知したと誤作動し、ヒューズモジュール９１５の温度ヒューズ９１６１，９１６２が溶断してしまうとういう事態が生じ得る。
【０００６】
このような問題に対して、図１１（ａ）に示すように、回路ユニット９１における接続端子９１１〜９１３を、基板に設けられた貫通孔９１３ａと、その内縁をドーナッツ状に取り囲むように設けられたランドにより形成し、図１１（ｂ）に示すように、挿入された端子９０３１〜９０３３（図１１（ｂ）では、負極端子９０３１のみを図示。）とランドとの間に隙間９１３ｂが存在するようにした構成を採用することが考えられる。そして、このような接続端子９１１〜９１３の各貫通孔９１３ａに端子９０３１〜９０３３を挿入し、低電位側から順に端子９０３１〜９０３３と各ランドとをハンダ接続するという方法を採用することが考えられる。
【０００７】
ただし、図１１に示すような方法では、パッケージの薄肉扁平化という要請には十分に応えることができない。即ち、このような接続形態を採用する場合には、端子９０３１〜９０３３を基板から離間した箇所で折り曲げる等の加工が必要であり（折り曲げ部９０３１ａ）、そのために、Ｚ軸方向の高さをある程度確保することが必要となる。
このため、パッケージの薄肉扁平化を進める上では、例えば、回路ユニットにおけるランドに対して、平板状の端子（リード）を載置する際に、その間に絶縁シートなどを仮に挟んでおき、低電位側から順にこの絶縁シートを外して、ランドと端子とを溶接（シリーズスポット溶接）を行うという方法を採用せざるを得ない。
【０００８】
また、図１２に示すように、特許文献２では接続のための別の方法として、電池ユニットからの各端子をコネクタ９２２に接続し、回路ユニット９２に設けられたコネクタ９２１に対して取り付けるという構成が開示されている。この技術では、コネクタ９２１の各コネクタピンが一様な長さではなく、低電位側のピン９２１１が最も長く、次いで次に低電位のピン９２１２というように、接続しようとする順序に基づきコネクタピンの長さを規定することで、接続時における手間の軽減を図るという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３４０２６７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４３４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来技術では、電池パック全体の薄肉扁平化の要望に十分に応えることができず、またコストの低減を図るのに問題があるとともに、電池パックの製造に煩雑な作業が必要となってしまう。具体的には、図１１のような接続形態を採用する場合には、上述のように、電池パックの薄肉扁平化を進めるうえでの阻害要因となり得る。
また、絶縁シートを仮に介挿させてランド上に端子を載置し、低電位側から順に絶縁シートを外しながら溶接を行うという方法では、電池ユニットと回路ユニットとの接続に煩雑な作業が必要となり、また、自動化を進めるうえでの障害となってしまう可能性がある。
【００１１】
さらに、図１２に示す接続形態を採用する場合には、コネクタ９２１，９２１の部品コストの増加、および各リードなどとコネクタ９２１，９２２との接続のための工数増加という問題を生じ得る。
本発明は、薄肉扁平化の要望に応えることができるとともに、製造コストの低減を図ることを可能としながら、製造時における温度ヒューズの溶断を回避することができる構成の電池パックおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明に係る電池パックでは、次の構成を採用することとした。
本発明に係る電池パックは、電池ユニットと、当該電池ユニットに接続された回路ユニットとを備える。
（電池ユニット）  素電池を含み、少なくとも正極端子および負極端子を有する。
（回路ユニット）  電池ユニットにおける正極端子および負極端子のそれぞれと電気的に接続された第１接続端子および第２接続端子と、当該第１接続端子および第２接続端子のそれぞれと第１導電路および第２導電路のそれぞれを介して接続された第１外部端子および第２外部端子と、第１導電路および第２導電路の一方に介挿された温度ヒューズと、当該温度ヒューズに熱結合された発熱体と、電池ユニットの状態に応じて発熱体に電流供給するための信号を出力して、当該発熱体の発熱を以って温度ヒューズを溶断させる制御部とを有する。
【００１３】
そして、本発明に係る電池パックでは、制御部と発熱体との間の信号伝達経路中、または発熱体への電流供給路中に、互いが離間した状態で配された２つの導電ランドを有し、２つの導電ランド間が、接続部によってのみ電気的に接続されていることを特徴とする。
なお、上記における「接続部」については、ハンダなどの導電材料からなるものであってもよいし、スイッチを介挿することとしてもよい。スイッチを閉状態とすることにより電気的に接続状態とすることができる。また、スイッチについては、ＦＥＴ素子などのトランジスタ素子とすることなども可能である。
【００１４】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、次の方法を採用することとした。
本発明に係る電池パックの製造方法は、次の第１工程から第３工程を備えることを特徴とする。
（第１工程）  電池ユニットと回路ユニットとを準備する。
ここで、電池ユニットは、素電池を含み、少なくとも正極端子および負極端子を有する。
【００１５】
また、回路ユニットは、第１接続端子および第２接続端子と、当該第１接続端子および第２接続端子のそれぞれと第１導電路および第２導電路のそれぞれを介して接続された第１外部端子および第２外部端子と、前記第１導電路および前記第２導電路の一方に介挿された温度ヒューズと、当該温度ヒューズに熱結合された発熱体と、前記接続された電池ユニットの状態に応じて前記発熱体に電流供給するための信号を出力して、当該発熱体の発熱を以って前記温度ヒューズを溶断させる制御部と、前記制御部と前記発熱体との間の信号伝達経路中、または発熱体への電流供給路中において、互いが離間した状態で配された２つの導電ランドとを有する。
【００１６】
（第２工程）  電池ユニットにおける正極端子および負極端子と、回路ユニットにおける第１接続端子および第２接続端子とを、それぞれ接続する。
（第３工程）  第２工程を実行した後に、２つの導電ランド間を、導電材料からなる接続部によって電気的に接続する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電池パックでは、制御部と発熱体との間の信号伝達経路中、または発熱体への電流供給路中に、互いに離間した状態で配された２つの導電ランドを有し、当該２つの導電ランドが接続部によってのみ電気的に接続されている。このため、電池ユニットの正極端子と負極端子とを、回路ユニットの第１接続端子および第２接続端子のそれぞれに対して同時に接続するような場合（接続順を順守しない場合）にあっても、当該接続を、接続部により２つの導電ランド間を接続する前の状態としておけば、仮に制御部が誤作動を起こしても、発熱体に対して発熱に係る信号が伝達されず、あるいは発熱体への電流供給がされないので、発熱体が発熱することはなく温度ヒューズが溶断されることを回避することができる。そして、上記端子間の接続が完了した後に、２つの導電ランド間を接続部で接続するようにすればよい。
【００１８】
なお、本発明に係る電池パックの構成では、端子間の接続に関して接続順を順守しなくても温度ヒューズが溶断することはないので、図１１（ａ）のような構成を採用しなくてもよく、パッケージの薄肉扁平化の要望に応えることができる。
また、本発明では、作業性を確保しながら端子間の接続に関して接続順を順守するために、図１２に示すようなコネクタを用いる必要がないので、部品コストおよび製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１９】
従って、本発明に係る電池パックでは、薄肉扁平化の要望に応えることができるとともに、製造コストの低減を図ることを可能としながら、製造時における温度ヒューズの溶断を回避することができる。
本発明に係る電池パックでは、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
【００２０】
本発明に係る電池パックでは、発熱体が加熱抵抗であって、その一端が温度ヒューズに接続され、他端がスイッチング素子を介して第１導電路および第２導電路のうちの他方に接続されており、２つの導電ランドが、発熱体とスイッチング素子との間の導電路中、またはスイッチング素子と第１導電路および第２導電路の内の他方の側との間の導電路中に介挿されており、制御部が、電池ユニットの状態に応じてスイッチング素子に対してＯＮ信号を出力し、発熱体を発熱させる、という構成を採用することができる。
【００２１】
このように、発熱体（加熱抵抗）の他端が、スイッチング素子を介して導電路に接続され、制御部が電池ユニットが異常状態であると判断した時にスイッチング素子をＯＮとし、発熱体の発熱により温度ヒューズを溶断させることができる。そして、２つの導電ランドを発熱体とスイッチング素子との間の導電路中に介挿するように構成すれば、製造時における端子接続が完了するまでの間は接続部での接続を行わず、これにより、制御部の誤作動による温度ヒューズの溶断という事態の発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明に係る電池パックでは、２つの導電ランドの内のスイッチング素子側の第１導電ランドと、スイッチング素子との間の導電路には、ＣＲ回路が接続されており、制御部が、ＣＲ回路により２つの導電ランド間が接続部により接続されたことを認識する、という構成を採用することができる。
このように第１導電ランドとスイッチング素子との間にＣＲ回路を接続しておき、ＣＲ回路により２つの導電ランドの接続検知をすることとすれば、制御部は、確実な制御を実行することができる。なお、ＣＲ回路などを設けず、電池パックの製造が完了した後に制御部に対して、２つの導電ランドの接続に関する情報を作業者が入力するようにしてもよい。
【００２３】
本発明に係る電池パックでは、電池ユニットが、それぞれが素電池を含み、互いに直列接続された複数の電池モジュールからなり、各電池モジュール間の中間電圧検出用の中間端子を有し、回路ユニットが、電池ユニットにおける中間端子と電気的に接続された中間接続端子を備え、制御部に対し、第１接続端子および第２接続端子および中間接続端子の各間の電圧情報の入力のための信号伝達経路が形成されている、という構成を採用することができる。
【００２４】
このように中間端子と中間接続端子との接続も行う場合においても、２つの導電ランド間を接続部で接続していない状態としておけば、端子接続順を考慮しなくても、制御部の誤作動による温度ヒューズの溶断発生という事態を回避することが可能となる。
本発明に係る電池パックでは、発熱体が加熱抵抗であって、一端が温度ヒューズに接続され、他端がスイッチング素子を介して第１導電路および第２導電路のうちの他方に接続されており、制御部が、電池ユニットの状態に応じてスイッチング素子に対してＯＮ信号を出力し、発熱体を発熱させ、２つの導電ランドが、制御部とスイッチング素子との間の信号伝達経路中に介挿されている、という構成を採用することができる。
【００２５】
このように、２つの導電ランドを制御部とスイッチング素子との間の信号伝達経路中に介挿することとした場合においても、端子接続に起因して制御部が誤作動を起こしても、接続部での接続がなされていない状態では、スイッチング素子がＯＮになることはない。よって、端子接続の際に接続部での２つの導電ランドの接続を行わないようにすれば、制御部の誤作動による温度ヒューズの溶断発生という事態を回避することができる。
【００２６】
本発明に係る電池パックでは、接続部がハンダからなる、という構成を採用することができる。
このようにハンダからなる接続部を採用する場合には、端子接続後において、２つの導電ランド間を容易に接続することができ、製造コストの上昇を抑えることができる。
本発明に係る電池パックでは、回路ユニットが基板を有し、第１接続端子および第２接続端子のそれぞれが、基板の主面上に形成されたランドであって、電池ユニットにおいて、各々が板状をした正極リードおよび負極リードが延出されてなり、正極端子および負極端子が正極リードおよび負極リードであって、第１接続端子および第２接続端子のそれぞれに対して、当接状態で電気的に接続されている、という構成を採用することができる。
【００２７】
このような構造の正極端子および負極端子と、第１接続端子および第２接続端子とを備え、それぞれの間の接続に関して、上記のような構成を採用する場合には、図１１に示すような構成を採用する場合に比べて、パッケージの厚みを薄肉扁平化するのに有効である。
次に、本発明に係る電池パックの製造方法では、第２工程を実行した後に、２つの導電ランド間を接続部で接続する第３工程を実行することとしているので、第１接続端子および第２接続端子に対する正極端子および負極端子の接続順を順守しなくても、制御部の誤作動による温度ヒューズの溶断発生という事態を回避することができる。
【００２８】
また、本発明に係る電池パックの製造方法では、端子間の接続に関して接続順を順守しなくても温度ヒューズが溶断することはないので、図１１（ａ）のような構成を採用しなくてもよく、パッケージの薄肉扁平化の要望に応えることができる。
また、本発明に係る電池パックの製造方法では、作業性を確保しながら端子間の接続に関して接続順を順守するために、図１２に示すようなコネクタを用いる必要がなく、部品コストおよび製造コストの上昇を抑えることができる。
【００２９】
従って、本発明に係る電池パックの製造方法では、薄肉扁平化の要望に応えることができるとともに、製造コストの低減を図ることを可能としながら、製造時における制御部の誤作動による温度ヒューズの溶断を回避することができる。
本発明に係る電池パックの製造方法では、次のようなバリエーション方法を採用することができる。
【００３０】
本発明に係る電池パックの製造方法では、電池ユニットが、それぞれが素電池を含み、互いに直列接続された複数の電池モジュールからなり、各電池モジュール間の中間電圧検出用の中間端子を有し、回路ユニットが、電池ユニットにおける中間端子と電気的に接続された中間接続端子を備え、第２工程において、電池ユニットにおける中間端子と、回路ユニットにおける中間接続端子も接続する、という方法を採用することができる。
【００３１】
このように、第２工程において、中間端子と中間接続端子との接続も行う場合でも、２つの導電ランド間を接続部で接続していないので、端子接続順を考慮しなくても、制御部の誤作動による温度ヒューズの溶断発生という事態を回避することが可能となる。
本発明に係る電池パックの製造方法では、回路ユニットが基板を有し、第１接続端子および第２接続端子が、それぞれ基板の主面上に形成されたランドであって、電池ユニットにおいて、各々が板状をした正極リードおよび負極リードが延出されてなり、正極端子および負極端子が正極リードおよび負極リードであり、第２工程において、第１接続端子および第２接続端子のそれぞれに対して、正極端子および負極端子を当接させる第１サブ工程と、当該当接状態を維持しながら互いを電気的に接続する第２サブ工程と、を備える、という方法を採用することができる。
【００３２】
このように、正極端子および負極端子と、第１接続端子および第２接続端子とのそれぞれの間の接続に関して、上記のような構成を採用する場合には、図１１に示すような構成を採用する場合に比べて、パッケージの厚みが薄肉扁平化された電池パックを製造するのに特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パック１の一部構成を示す模式平面図である。
【図２】電池パック１の回路構成の一部を示す模式回路図である。
【図３】回路ユニット１１の構成を示す模式平面図である。
【図４】（ａ）は、回路ユニット１１への電池モジュール１０１，１０２の接続工程を示す模式回路図であり、（ｂ）は、そのときのランド１２２，１２３の状態を示す模式平面図である。
【図５】（ａ）は、回路ユニット１１への電池モジュール１０１，１０２の接続工程を示す模式斜視図であり、（ｂ）は、当該接続工程を示す模式側面図である。
【図６】（ａ）は、回路ユニット１１に電池モジュール１０１，１０２を接続した状態を示す模式回路図であり、（ｂ）は、その後に接続部１２４で互いに接続された状態のランド１２２，１２３を示す模式平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る電池パック２の回路構成を示す模式回路図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る電池パック３の回路構成を示す模式回路図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る電池パック４の回路構成を示す模式回路図である。
【図１０】従来技術に係る電池パックの一例としての回路構成を示す模式回路図である。
【図１１】（ａ）は、従来技術に係る電池パックの製造における、回路ユニット９１への電池ユニットの各リード９０３１〜９０３３の接続工程を示す模式斜視図であり、（ｂ）は、その一部を矢印Ｅの方向から見たときの模式平面図である。
【図１２】従来技術に係る電池パックの製造におけるコネクタ９２１，９２２を用いた電池ユニットと回路ユニット９２との接続工程を示す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下に示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態１］
１．電池パック１の構成
本発明の実施の形態１に係る電池パック１の構成について、図１を用い説明する。なお、図１では、電池パック１の構成の一部を抜き出して描いており、例えば、外装体などを省略している。
【００３５】
図１に示すように、本実施の形態に係る電池パック１では、電池ユニット１０と回路ユニット１１とを含み構成されている。電池ユニット１０は、回路ユニット１１を挟み、Ｘ軸方向の左右に配置された電池モジュール１０１と電池モジュール１０２とから構成されている。電池モジュール１０１は、ともに扁平角形をした２つの素電池１０１１，１０１２が並列接続されてなり、同様に電池モジュール１０２も、ともに扁平角形をした２つの素電池１０２２，１０２１が並列接続されてなる。
【００３６】
電池モジュール１０１は、Ｘ軸方向に延伸するリード１０３１，１０３２を有し、回路ユニット１１の基板におけるＸ軸方向左縁部に形成された接続端子（導電ランド）１１１，１１２にそれぞれ接続されている。同様に、電池モジュール１０２は、Ｘ軸方向に延伸するリード１０３３，１０３４を有し、回路ユニット１１の基板におけるＸ軸方向右縁部に形成された接続端子（導電ランド）１１３，１１４にそれぞれ接続されている。
【００３７】
なお、接続端子１１１〜１１４へのリード１０３１〜１０３４の各接続は、例えば、シリーズスポット溶接によりなされている。
２．電池パック１の回路構成
電池パック１の回路構成について、図２を用い説明する。図２では、電池パック１の回路構成の内の一部を抜き出して描いている。
【００３８】
図２に示すように、電池モジュール１０１は、負極側のリード１０３１が回路ユニット１１における接続端子１１１に接続され、正極側のリード１０３２が接続端子１１２に接続されている。また、電池モジュール１０２は、負極側のリード１０３３が接続端子１１３に接続され、正極側のリード１０３４が接続端子１１４に接続されている。
回路ユニット１１において、接続端子１１２と接続端子１１３とは、互いに接続されており、これにより、電池ユニット１０における電池モジュール１０１と電池モジュール１０２とが直列に接続されている。そして、接続端子１１１〜１１４は、制御部１１５に接続されているとともに、接続端子１１１は、負極側の外部端子１２０に導電路を介して接続され、接続端子１１４は、導電路を介して正極側の外部端子１１９に接続されている。
【００３９】
接続端子１１４と外部端子１１９との間を結ぶ導電経路中には、ヒューズモジュール１１６、充電用スイッチング素子１１７、および放電用スイッチング素子１１８が直列に介挿されている。充電用スイッチング素子１１７および放電用スイッチング素子１１８は、各ゲートが制御部１１５に接続されている。
ヒューズモジュール１１６は、互いに直列接続されてなる温度ヒューズ１１６１，１１６２と、その接続点に一端が接続されてなる加熱抵抗１１６３との組み合わせを以って構成されている。ヒューズモジュール１１６における加熱抵抗１１６３の他端は、加熱抵抗用スイッチング素子１２１を介して、接続端子１１１と外部端子１２０とを結ぶ導電路に接続されている。加熱抵抗用スイッチング素子１２１のゲートは、制御部１１５に接続されている。
【００４０】
ここで、図２の矢印Ａ部分に示すように、電池パック１では、加熱抵抗１１６３の他端と加熱抵抗用スイッチング素子１２１との間の導電路（信号路）中に、互いに間隙をおいて配されたランド１２２とランド１２３とが設けられている。ランド１２２，１２３は、互いの間が接続体１２４によって電気的に接続されている。換言すると、ランド１２２とランド１２３とは、接続体１２４の形成を以って電気的に接続されているものであって、接続体１２４の形成前においては、電気的に絶縁された状態となっている。
【００４１】
また、図２の矢印Ｂ部分に示すように、ランド１２３と加熱抵抗用スイッチング素子１２１との間の導電路（信号路）には、ＣＲ部１２５が接続されている。ＣＲ部１２５は、一端がランド１２３と加熱抵抗用スイッチング素子１２１との間の導電路（信号路）に接続され、他端が制御部１１５に接続された抵抗１２５２と、一端が抵抗１２５２の他端に接続され、他端が接続端子１１１と外部端子１２０とを結ぶ導電路に接続されたコンデンサ１２５１との組み合わせを以って構成されており、ランド１２２，１２３間が接続体１２４により接続されたことを検知するために用いられている。
【００４２】
３．ランド１２２，１２３の形成形態と接続体１２４による接続形態
ランド１２２，１２３の形成形態と接続体１２４による接続形態について、図３を用い説明する。
図３に示すように、回路ユニット１１では、基板における接続端子１１１〜１１４が形成された主面に、ランド１２２，１２３も形成されている。二点鎖線で囲む部分に示すように、ランド１２２，１２３とは、ともに金属膜であって、互いの間に間隙ｄをあけて形成されている。間隙ｄは、例えば、０．１５［ｍｍ］〜０．３０［ｍｍ］程度である。これは、間隙ｄが０．１５［ｍｍ］未満である場合には、接続体１２４で接続していない状態でのランド１２２とランド１２３との間の電気的な絶縁を図ることが困難になるという問題があり、逆に、０．３０［ｍｍ］を超える場合には、接続体１２４を形成する上での作業性の低下が問題となるためである。また、間隙ｄが０．３０［ｍｍ］を超える場合には、接続体１２４の材質にもよるが、ランド１２２とランド１２４との間の電気抵抗が大きくなるという問題も生じる。
【００４３】
接続体１２４は、例えば、ハンダにより構成されている。
４．電池パック１の製造方法
電池パック１の製造方法について、図４から図６を用い説明する。なお、以下では、電池ユニット１０と回路ユニット１１との接続に係る工程に絞って説明する。
図４（ａ）に示すように、回路ユニット１１における接続端子１１１，１１２に対して、電池モジュール１０１のリード１０３１の先端部（負極端子）１０３１ａおよびリード１０３２の先端部（正極端子）１０３２ａをそれぞれ接続する。同様に、回路ユニット１１における接続端子１１３，１１４に対して、電池モジュール１０２のリード１０３３の先端部（負極端子）１０３３ａおよびリード１０３４の先端部（正極端子）１０３４ａをそれぞれ接続する。
【００４４】
このとき、図４（ｂ）に示すように、回路ユニット１１におけるランド１２２とランド１２３との間は電気的に接続されておらず、加熱抵抗１１６３には、電流が流れない構成となっている。よって、本実施の形態に係る電池パック１の製造においては、回路ユニット１１に対する電池モジュール１０１，１０２の接続において、低電位側から高電位側というような順序を順守しなくても、ランド１２２とランド１２３との間が電気的に離間した状態にあり、例え制御部１１５が誤作動したとしても温度ヒューズ１１６１，１１６２が溶断することはない。
【００４５】
また、図５（ａ）に示すように、接続端子１１１〜１１４（図５（ａ）では、接続端子１１３，１１４のみを図示。）が基板の主面上に形成された金属膜であり、リード１０３１〜１０３４（図５（ａ）では、リード１０３３，１０３４のみを図示。）の各先端部をそれらの上に載置して接合する構成としている（図５（ｂ）を参照）。よって、本実施の形態に係る電池パック１の構成を採用すれば、図１１に示すような接続形態に比べて、Ｚ軸方向の高さを低く抑えることができ、扁平薄肉化の要請に応えることが可能となる。
【００４６】
次に、図６（ａ）に示すように、回路ユニット１１に対して電池モジュール１０１，１０２（併せて電池ユニット１０）が接続された後に、図６（ｂ）に示すように、ランド１２２とランド１２３との間を接続体１２４で接続する。接続体１２４は、上述のように、例えば、ハンダであり、これにより、加熱抵抗用スイッチング素子１２１を介した制御部１１５と加熱抵抗１１６３との間の信号路が形成される。
【００４７】
なお、ランド１２２とランド１２３とが接続体１２４により接続されたことについては、ＣＲ部１２５を以って制御部１１５が認識する（図２を参照）。
以上のように、電池ユニット１０と回路ユニット１１との接続が完了する。電池パック１の製造に関する他の工程については、種々の従来技術を採用することができる。
５．効果
本実施の形態に係る電池パック１では、制御部１１５と加熱抵抗１１６３との間の信号路中に、互いに間隙ｄをあけて離間した状態で２つのランド１２２，１２３が配され（図２および図４を参照。）、ランド１２２，１２３が接続部１２４によってのみ電気的に接続されている。ランド１２２，１２３の間の接続は、図６に示すように、電池ユニット１０と回路ユニット１１との接続が完了した後である。よって、回路ユニット１１への電池ユニット１０への接続に際して、電位の高低に基づく接続順を順守しなくてもよい。即ち、接続順を順守しないことで制御部１１５が仮に誤作動しても、加熱抵抗１１６３に対して発熱に係る信号が伝達されることはなく、温度ヒューズ１１６１，１１６２が溶断されることを回避することができる。
【００４８】
また、本実施の形態に係る電池パック１の構成では、電位の高低に基づく接続順を順守しなくても温度ヒューズ１１６１，１１６２が溶断することはないので、図１１（ａ）のような構成を採用しなくてもよく、パッケージの薄肉扁平化の要望に応えることができる。
また、本実施の形態に係る電池パック１では、作業性を確保しながら接続順を順守するために、図１２に示すようなコネクタを用いる必要がないので、部品コストおよび製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４９】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る電池パック２の構成について、図７を用い説明する。
図７に示すように、電池パック２では、電池ユニット２０が直列接続された５つの素電池２０１〜２０５により構成されている。そして、電池ユニット２０には、正極端子と負極端子とが設けられ、それぞれ回路ユニット２１における接続端子２１４，２１１に接続されている。接続端子２１１，２１４は、外部端子１２０，１１９に接続されているとともに、制御部２１５に接続されている。
【００５０】
その他の構成については、上記実施の形態１に係る電池パック１と変わるところはない。
本実施の形態に係る電池パック２においても、制御部２１５と加熱抵抗１１６３との間の信号路中に、互いに間隙をあけて離間した状態で２つのランド１２２，１２３が配され、ランド１２２，１２３間が接続部１２４によってのみ電気的に接続されている。そして、本実施の形態においても、ランド１２２，１２３の間の接続は、電池ユニット２０と回路ユニット２１との接続が完了した後であり、電位の高低に基づく接続順を順守しなくても温度ヒューズ１１６１，１１６２が溶断されることを回避することができる。
【００５１】
また、上記実施の形態１と同様に、扁平薄肉化の要請に応えることも同様に可能であり、部品コストおよび製造コストの上昇を抑えることも可能である。
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係る電池パック３の構成について、図８を用い説明する。なお、以下では、上記実施の形態１との差異点である、ランド３２２，３２３の形成箇所について主に説明する。
【００５２】
図８に示すように、本実施の形態における電池パック３では、回路ユニット３１において、ランド３２２，３２３が制御部３１５と加熱抵抗用スイッチング素子３２１のゲートとの間の信号路中に介挿されている（矢印Ｃ部分）。ランド３２２とランド３２３とが、互いに間隙をあけて形成されている点は上記実施の形態１などと同じであり、また、ランド３２２，３２３間が接続体３２４によってのみ電気的に接続されている点も同じである。
【００５３】
また、本実施の形態に係る電池パック３では、接続体３２４によりランド３２２，３２３間が接続されたことを検知するためのＣＲ部を省略している。ＣＲ部に限らず、ランド３２２，３２３間が接続されたことを検知する構成を付加することも可能である。また、作業者が接続体３２４によりランド３２２，３２３間を接続した後に、制御部に対して、その旨の信号を入力するようにしてもよい。
【００５４】
以上のような構成の電池パック３においても、その製造に際して、電池の高低に基づく端子の接続順を順守しなくても、接続体３２４の形成前であるので制御部３１５から加熱抵抗用スイッチング素子３２１への信号は入力されず、ヒューズモジュール１１６における温度ヒューズ１１６１，１１６２が溶断されることはない。
また、上記実施の形態１と同様に、扁平薄肉化の要請に応えることも同様に可能であり、部品コストおよび製造コストの上昇を抑えることも可能である。
【００５５】
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４に係る電池パック４の構成について、図９を用い説明する。なお、以下では、上記実施の形態１との差異点である、ランド４２２，４２３の形成箇所について主に説明する。
図９に示すように、本実施の形態における電池パック４では、回路ユニット４１において、ランド４２２，４２３が加熱抵抗用スイッチング素子４２１とグランド側導電路（接続端子１１１と外部端子１２０とを結ぶ導電路）トとの間の電流供給路中に介挿されている（矢印Ｄ部分）。ランド４２２とランド４２３とが、互いに間隙をあけて形成されている点は上記実施の形態１などと同じであり、また、ランド４２２，４２３間が接続体４２４によってのみ電気的に接続されている点も同じである。
【００５６】
また、本実施の形態に係る電池パック４でも、上記実施の形態３と同様に、接続体４２４によりランド４２２，４２３間が接続されたことを検知するためのＣＲ部を省略している。本形態においても、ランド４２２，４２３間が接続されたことを検知する構成を付加することも可能であるし、作業者が接続体４２４によりランド４２２，４２３間を接続した後に、制御部に対して、その旨の信号を入力するようにしてもよい。
【００５７】
以上のような構成の電池パック４においても、その製造に際して、電池の高低に基づく端子の接続順を順守しなくても、接続体４２４の形成前であるので制御部４１５から加熱抵抗用スイッチング素子４２１のゲートにＯＮ信号が入力された場合でも、加熱抵抗１１６３への電流は流れず、ヒューズモジュール１１６における温度ヒューズ１１６１，１１６２が溶断されることはない。
【００５８】
また、上記実施の形態１と同様に、扁平薄肉化の要請に応えることも同様に可能であり、部品コストおよび製造コストの上昇を抑えることも可能である。
［その他の事項］
上記実施の形態１，３，４では、電池ユニット１０の構成について、２つの電池モジュール１０１，１０２が直列接続され、各電池モジュール１０１，１０２が２つの素電池１０１１，１０１２，１０２１，１０２２が並列接続されてなる構成を採用し、また、上記実施の形態２では、５つの素電池２０１〜２０５が直列接続されてなる電池ユニット２０を一例として採用したが、本発明では、電池ユニットの構成をこれに限定するものではない。例えば、１つの素電池からなる電池ユニットを採用する場合においても、上記構成を採用することにより同様の効果を奏することができ、逆に、上記実施の形態１，３，４とは異なる形態で接続された複数の素電池を有する電池ユニットを採用する場合にも、上記構成を採用することにより同様の効果を奏することができる。
【００５９】
また、図１に示すように上記実施の形態１〜４では、素電池として扁平角形の電池（例えば、リチウムイオン電池）を採用したが、素電池の外観形状および電池種類はこれに限定を受けるものではない。例えば、素電池の外観形状については、円筒形であってもよいし、ラミネート外装体を備える形態のものであってもよい。また、素電池の種類については、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などのアルカリ二次電池を採用することなどもできる。
【００６０】
また、上記実施の形態１〜４では、ランド１２２，１２３，３２２，３２３，４２２，４２３を基板上に形成された金属膜（ランド）としたが、これに限らず、基板上に敷設されたリードなどとすることもできる。また、リード線通しの間隔をあけて配することでもよい。
また、上記実施の形態１〜４では、ランド１２２，１２３，３２２，３２３，４２２，４２３の間を、ハンダからなる接続体１２４，３２４，４２４で電気的に接続することとしたが、接続体の材質はこれに限定されるものではなく、ワイヤーでのボンディングなどでもよい。ワイヤーの材質も導電性を備えれば、金や銀などを用いることもできる。
【００６１】
また、上記実施の形態１〜４では、ランド１２２，１２３，３２２，３２３，４２２，４２３の間を、ハンダからなる接続体１２４，３２４，４２４で電気的に接続することとしたが、ＯＮ／ＯＦＦスイッチによる接続体をランド間に使用して、回路ユニット１１に対して電池モジュール１０１，１０２（併せて電池ユニット１０）が接続された後に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えることとしてもよい。
【００６２】
さらに、ランド１２２，１２３，３２２，３２３，４２２，４２３の間に、ＦＥＴ素子などのトランジスタ素子を介挿し、回路ユニット１１に対して電池モジュール１０１，１０２（併せて電池ユニット１０）が接続された後に、当該トランジスタ素子をＯＦＦからＯＮの状態に切り替えることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、電池ユニットと回路ユニットとの接続に際して煩雑な作業を必要とせず、高い生産性を実現できる構成の電池パックを実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１，２，３，４．電池パック
１０，２０．電池ユニット
１１，２１，３１，４１．回路ユニット
１０１，１０２．電池モジュール
１１１〜１１４，２１１，２１４．接続端子
１２２，１２３，３２２，３２３，４２２，４２３．ランド
１１５，２１５，３１５，４１５．制御部
１１６．ヒューズモジュール
１１７．充電用スイッチング素子
１１８．放電用スイッチング素子
１２１，３２１，４２１．加熱抵抗用スイッチング素子
１１９，１２０．外部端子
１２４，３２４，４２４．接続体
１２５．ＣＲ部
２０１〜２０５，１０１１，１０１２，１０２１，１０２２．素電池
１０３１〜１０３４．リード
１０３１ａ〜１０３４ａ．モジュール端子
１１６１，１１６２．温度ヒューズ
１１６３．加熱抵抗
１２５１．コンデンサ
１２５２．抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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