(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池とこれらの単電池を保護するためのマイコンとを備えたバッテリパックにおいて、前記マイコンは、該マイコンへの外来ノイズがシールドされるように、前記複数の単電池のうちアース電位を有する単電池のマイナス極底面に近接配置されることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
前記マイコンは、前記マイナス極に接続されたシールド板で覆わ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。
【請求項３】
前記マイコンは、前記マイナス極に接続されたシールド板で少なくとも上面が覆われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記マイナス極底面は、前記マイコンが実装された基板のアース電位に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記シールド板は、前記マイコンが実装された基板のアース電位に接続されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリパックに係り、特に、複数の単電池とこれらの単電池を保護するためのマイコンとを備えたバッテリパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノートパソコン等に代表されるポータブルなＯＡ機器では、近年の電子技術の進歩によりＯＡ機器自体の電子性能が向上すると共に、ダウンサイジング化の要請により小型化・規模の縮小化が浸透しつつある。このダウンサイジング化に伴って、最近、ポータブルなＯＡ機器用の電源として高周波化されたスイッチング電源が採用されている。
【０００３】
ポータブルなＯＡ機器に内蔵されるバッテリパック（電池パック）は、バッテリパックに内蔵されたスイッチング電源によるノイズの影響を受けやすいという問題がある。特に、ポータブルなＯＡ機器の安全性や機能性の多様化、そしてＯＡ機器のダウンサイジング化に対応した電池関連部品の小型化の要請により、ＯＡ機器用バッテリパックにおいても部品点数を削減し小型化する必要があることから、マイコンを用いた制御が採用されている。
【０００４】
マイコンの周辺部品ではクロックと同期して動作する素子も増えており、基板内にクロックを引き回す場合が多くなっている。従って、マイコンの安定した動作を確保するためには、マイコンに悪影響を及ぼし誤作動の原因となるノイズ対策を講ずる必要がある。また、人体を電磁障害等から保護し、他のＯＡ機器に与える悪影響を防止するために、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）に対する各種の規制が世界各国で行われており、このような観点からもノイズ対策が必要である。
【０００５】
従来のノイズ制御の方法としては、回路をアナログ動作部とデジタル動作部に分けて基板に実装する方法、基板のパターンのループを除去又は面積を小さくしてループパターンに鎖交する磁束の影響により静電誘導でパターン内に生じる電流を減少させる方法、基板の面積に対し十分なべたパターンを採用する方法、ＩＣ等半導体素子の電源、グランドラインに小容量のバイパスコンデンサを挿入する方法等がある。それでもノイズが除去できない場合は、同相成分に有効であるコモンモードチョークの挿入、作動成分に有効である普通のチョークを挿入する方法がある。また、チョーク、コンデンサ等で構成されたラインフィルタを挿入する方法もある。更に、サージ等のインパルスノイズに対してはＰＢＡ（ＰｒｉｎｔｅｄＢｏａｒｄ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）にサージアブソーバ等のサージ対策部品を挿入する方法がある。
【０００６】
ところで、ノートパソコン等ポータブルなＯＡ機器に使用するバッテリパックでは、電池の残存容量等をノートパソコン等のポータブルなＯＡ機器に通信するための専用ＩＣを使用しマイコンを採用していないものも多い。また、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池を使用したバッテリパックでは、マイコンによる制御は行われないので、上記した従来のノイズ抑制方法は必要としない。
【０００７】
一方、ＯＡ機器用電源としてＮｉ−Ｃｄ電池やＮｉ−ＭＨ電池より高エネルギー密度を有する二次電池として最近市場を賑わしているリチウムイオン電池を採用したバッテリパックでは、リチウムイオン電池の特性上保護回路を必要とするので、マイコンによる制御が行われる。専用ＩＣを採用しているバッテリパックもあるが、マイコンを内蔵したバッテリパックでは、マイコンに影響するノイズを抑制することが複数の単電池を過放電・過充電から保護する上で必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポータブルなＯＡ機器に搭載されるバッテリパックはデザイン、機能性の観点からＯＡ機器に内蔵されるので、ＯＡ機器のダウンサイジング化に伴ってバッテリパックの外径寸法が制限される。このため、バッテリパックでは、マイコンを実装した基板の寸法も必然的に制限されるので、ノイズ対策上でも制限が生ずる、という問題がある。特に、ラインフィルタ、チョーク等は基板寸法の制限上及び価格上の問題から実装は難しく、その他基板、部品によるノイズ対策では十分とは言い難い。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、バッテリパックに内蔵されているマイコンに対し、構造的特徴をもって外来ノイズの影響を低減させることができるバッテリパックを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、複数の単電池とこれらの単電池を保護するためのマイコンとを備えたバッテリパックにおいて、前記マイコンは、該マイコンへの外来ノイズがシールドされるように、前記複数の単電池のうちアース電位を有する単電池のマイナス極底面に近接配置される。
【００１１】
本発明によれば、マイコンをアース電位を有する単電池のマイナス極底面に近接配置することにより、単電池の内部インピーダンスは小さくマイコンへの外来ノイズはアース電位を有する単電池のマイナス極底面に逃げるので、マイコンは外来ノイズに対してシールドされる。従って、マイコンへの外来ノイズの影響を低減することができるので、バッテリパックの誤作動を防止することができる。
【００１２】
この場合において、マイコンを前記マイナス極に接続されたシールド板で覆うようにすれば、マイコンをシールドする面積が増加するので、シールド効果は向上し、より誤作動の少ないバッテリパックを実現することができる。また、マイコンを、前記マイナス極に接続されたシールド板で少なくとも上面を覆うようにすれば、外来ノイズの影響を低減できると共に、基板を挟んだ上面の反対側面はシールド板で覆われないので、バッテリパックの小型化を図ることができる。更に、前記マイナス極底面又は前記シールド板をマイコンが実装された基板のアース電位に接続すれば、外来ノイズは基板のアース電位に逃げることができるので、マイコンへの外来ノイズの影響を小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明が適用されるバッテリパックの第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のバッテリパック１０は、単電池としての複数の円筒形リチウムイオン電池（以下、円筒形電池という。）１ａを備えており、これら複数の円筒形電池１ａの電池群を組み合わせた組電池１が構成されている。この組電池１は、このバッテリパック１０が内蔵されるＯＡ機器側が要求する電源仕様により円筒形電池１ａが直列及び／又は並列に接続される。
【００１５】
また、バッテリパック１０は組電池１の外側に近接して配置されたＰＢＡ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｂｏａｒｄ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）２を備えている。このＰＢＡ２は、配線がプリントされた基板とこの基板上にマウント（実装）された回路素子とで構成されており、この基板上には図示しないアース電位のべたパターンがプリントされている。
【００１６】
ＰＢＡ２の基板上の組電池１側の端部近傍には、複数の円筒形電池１ａを過放電・過充電から保護するためのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）４が実装されている。このマイコン４は、組電池１を構成する円筒形電池１ａのうち最小電位、すなわち、アース電位にある円筒形電池１ａのマイナス極底面３に近接して配置されている。なお、マイコン４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭ、及びＲＯＭを含んで構成され、複数の円筒形電池１ａを過放電・過充電から保護する他に、組電池１全体を過放電・過充電から保護し、組電池１の保護範囲内での残存容量の演算を行うことを主な役割としている。
【００１７】
更に、円筒形電池マイナス極底面３は、図示しないアース電位のべたパターンに接続されている。
【００１８】
次に、本実施形態のバッテリパック１０の作用について説明する。
【００１９】
円筒形電池１ａの内部インピーダンスは極めて小さい。従って、バッテリパック１０のアース電位として円筒形電池マイナス極底面３の電位は最適である。本実施形態では、このアース電位である円筒形電池マイナス極底面３がマイコン４の上部に近接配置されるようにマイコン４をＰＢＡ２上にマウントしたので、マイコン４へ外界から到来する外来ノイズは円筒形電池マイナス極底面３のアース電位へ逃げる。このため、マイコン４への外来ノイズは円筒形電池マイナス極底面３のアース電位により電気的にシールドされ、マイコン３への外来ノイズの影響を低減することができるので、バッテリパック１０の誤作動が防止される。従って、複数の円筒形電池１ａ及び組電池１は過放電・過充電から保護される。
【００２０】
また、ＰＢＡ２の基板はアース電位のべたパターンを有しており円筒形電池マイナス極底面３はこのべたパターンに接続されているので、マイコン４への外来ノイズは更にＰＢＡ２の基板のアース電位に逃げることができる。従って、マイコン４は外来ノイズから十分に電気的にシールドされる。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、本発明を適用したバッテリパックの第２の実施の形態について説明する。なお、本実施形態及び次の第３実施形態において、第１実施形態と同一部分には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態のバッテリパック２０は、ＰＢＡ２の基板上にマウントされたマイコン４が組電池１側（マイコン４の上部）及びＰＢＡ２を挟んで組電池１とは反対側の周部が円筒形電池マイナス極底面３に接続された導電性のシールド板５で覆われている。なお、シールド板５は、ＰＢＡ２の基板にプリントされた図示しないアース電位のべたパターンに接続されている。
【００２３】
このように、第２実施形態では、シールド板５がアース電位を有し、マイコン４への外来ノイズ対し電気的にシールドする面積が上述した第１実施形態に比べて増加するので、シールド効果が向上しマイコン４への外来ノイズの影響を更に低減させることができる。従って、より誤作動が少なく信頼性が極めて高いバッテリパックを実現することができる。
【００２４】
（第３実施形態）
図３に示すように、本実施形態のバッテリパック３０は、ＰＢＡ２の基板にマウントされたマイコン４の上部側、すなわち、円筒形電池マイナス極底面３側が円筒形電池マイナス極底面３に接続された導電性のＬ字型のシールド板６で覆われている。なお、シールド板６は、ＰＢＡ２の基板にプリントされた図示しないアース電位のべたパターンに接続されている。
【００２５】
このように、第３実施形態では、第２実施形態のようにマイコン４をアース電位であるシールド板５全体で覆うスペースが許容されない場合でも、マイコン４への外来ノイズがシールド板６でシールドされる。従って、シールド効果を得ることができると共に、バッテリパックの小型化を図ることができる。
【００２６】
なお、上記第１実施形態では、シールド板５でマイコン４のＰＢＡ２の基板へのマウント方向と直交する方向は覆っていない例について説明したが、この方向もシールド板で覆えば外来ノイズを完全にシールドすることができる。
【００２７】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイコン４の例について説明したが、ＰＢＡ２の基板上にこれらＣＰＵ等の半導体素子を分散してマウントした場合には、ＣＰＵが外来ノイズの影響を最も受けやすいので、ＣＰＵを外来ノイズからシールドするようにすればよい。
【００２８】
更に、上記実施形態では、円筒形電池１ａを組み合わせた組電池１についての例を説明したが、円筒形の電池に限らず他の形状の電池にも本発明を適用できることはいうまでもない。
【００２９】
そして、マイコン４が円筒形電池マイナス極底面３に近接配置されるようにＰＢＡ２の基板にマウントされれば、ＰＢＡ２の基板はフレキシブル基板としてもい。この場合には、マイコン４が円筒形電池マイナス極底面３に近接配置されるようにＰＢＡ２を固定する接着剤、テープ、ビス・ナット等の固定部材を使用して位置決めをすることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイコンをアース電位を有する単電池のマイナス極底面に近接配置することにより、単電池の内部インピーダンスは小さくマイコンへの外来ノイズはアース電位を有する単電池のマイナス極底面に逃げるので、マイコンは外来ノイズに対してシールドされる。従って、マイコンへの外来ノイズの影響を低減することができるので、バッテリパックの誤作動を防止することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用した第１実施形態のバッテリパック内部の組電池とＰＢＡとの配置を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明を適用した第２実施形態のバッテリパックのマイコン周辺を示す外観斜視図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第３実施形態のバッテリパックのマイコン周辺を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１  組電池
１ａ  円筒形電池
２  ＰＢＡ
３  円筒形電池マイナス極底面（マイナス極底面）
４  マイコン
５、６  シールド板
１０、２０、３０  バッテリパック
【図１】
0003546746.tif 000002
【図２】
0003546746.tif 000003
【図３】
0003546746.tif 000004