(57)【要約】【課題】要求される容量および形状に応じて、電池ブロックの数や配線を容易に変えることができる電池パックを提供すること。【解決手段】複数の電池ブロックが互いに電気的に接続されている電池パックであって、配線部材がパターニングされた配線基板と、前記配線基板の上に配置され、複数の貫通孔を有するマウント基板と、前記マウント基板の上に配置され、複数の単電池および一対の電極端子を有する複数の電池ブロックとを有し、前記電池ブロックは、同一平面上に前記一対の電極端子を有しており、前記電池ブロックの前記一対の電極端子は、前記マウント基板の前記貫通孔内を通過して、前記配線基板の前記配線部材と接触している、電池パック。【選択図】図１
2012248467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池ブロックが互いに電気的に接続されている電池パックであって、
配線部材がパターニングされた配線基板と、
前記配線基板の上に配置され、複数の貫通孔を有するマウント基板と、
前記マウント基板の上に配置され、複数の単電池および一対の電極端子を有する複数の電池ブロックと、を有し、
前記電池ブロックは、同一平面上に前記一対の電極端子を有しており、
前記電池ブロックの前記一対の電極端子は、前記マウント基板の前記貫通孔内を通過して、前記配線基板の前記配線部材と接触している、
電池パック。
【請求項２】
前記複数の電池ブロックは、前記一対の電極端子の中心間距離が同一である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記一対の電極端子の形状は、円柱状または平板状である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
複数の電池ブロックが互いに電気的に接続されている電池パックの製造方法であって、
所定の配線パターンで配線部材がパターニングされた配線基板を準備するステップと、
前記配線基板の上に複数の貫通孔を有するマウント基板を配置するステップと、
前記マウント基板の上に複数の単電池および一対の電極端子を有する複数の電池ブロックを配置し、前記電池ブロックのそれぞれについて前記一対の電極端子を前記配線部材に接触させるステップと、
を含む、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、複数の電池ブロックを含む電池パックおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車などでは、大容量の電池パックが用いられる。このような大容量の電池パックは、多数の単電池を接続することで製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、配線回路が設けられた接続プレートの貫通孔に単電池（バッテリセル）の電極を挿入して、複数の単電池を電気的に接続することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２２０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電池パックの用途が多種多様となっており、電池パックに求められる容量および形状も用途に応じて多種多様となっている。したがって、様々な用途に対応するためには、要求される容量および形状に応じて、単電池の数や配線を容易に変えられることが好ましい。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、要求される容量および形状に応じて、電池ブロックの数や配線を容易に変えることができる電池パック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】
【０００７】
本発明は、以下の電池パックに関する。
［１］複数の電池ブロックが互いに電気的に接続されている電池パックであって：
配線部材がパターニングされた配線基板と；前記配線基板の上に配置され、複数の貫通孔を有するマウント基板と；前記マウント基板の上に配置され、複数の単電池および一対の電極端子を有する複数の電池ブロックとを有し；前記電池ブロックは、同一平面上に前記一対の電極端子を有しており；前記電池ブロックの前記一対の電極端子は、前記マウント基板の前記貫通孔内を通過して、前記配線基板の前記配線部材と接触している、電池パック。
［２］前記複数の電池ブロックは、前記一対の電極端子の中心間距離が同一である、［１］に記載の電池パック。
［３］前記一対の電極端子の形状は、円柱状または平板状である、［１］または［２］に記載の電池パック。
【０００８】
また、本発明は、以下の電池パックの製造方法に関する。
［４］複数の電池ブロックが互いに電気的に接続されている電池パックの製造方法であって：
所定の配線パターンで配線部材がパターニングされた配線基板を準備するステップと；前記配線基板の上に複数の貫通孔を有するマウント基板を配置するステップと；前記マウント基板の上に複数の単電池および一対の電極端子を有する複数の電池ブロックを配置し、前記電池ブロックのそれぞれについて前記一対の電極端子を前記配線部材に接触させるステップとを含む、電池パックの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、要求される容量および形状に応じて、電池ブロックの数や配線を容易に変えることができる電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態の電池パックの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２Ａ，Ｂは、実施の形態の電池ブロックの構成を示す斜視図である。
【図３】実施の形態の電池パックの構成を示す斜視図である。
【図４】実施の形態の電池パックの製造工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．電池パック
本発明の電池パックは、配線部材がパターニングされた配線基板と、配線基板の上に配置されたマウント基板と、マウント基板の上に配置された複数の電池ブロックとを有する。本発明の電池パックでは、複数の電池ブロックが、配線基板の配線部材により互いに電気的に接続されている。以下、各構成要素について説明する。
【００１２】
配線基板は、所定の配線パターンで配線部材がパターニングされた絶縁基板である。通常、配線基板は、プリント配線板である。絶縁基板は、リジット基板であってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。たとえば、配線基板は、銅薄膜からなる配線パターンを有するポリイミドフィルムである。また、配線部材として線材を用いて、配線パターンを構成してもよい。配線パターンは、電池パックに要求される容量および形状に応じて自由に設定されうる。
【００１３】
マウント基板は、予め所定のパターンで複数の貫通孔が設けられた絶縁基板である。マウント基板は、配線基板の配線パターンが形成されている面の上に配置され、電池ブロックの支持部材として機能する。マウント基板の貫通孔は、電池ブロックの電極端子が配線基板の配線部材に接触するためのコンタクトホールとして機能する。
【００１４】
マウント基板の種類は、絶縁基板であれば特に限定されない。マウント基板の例には、樹脂基板、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂で被覆された金属基板が含まれる。マウント基板の厚さは、１〜５ｍｍ程度である。
【００１５】
貫通孔の形状は、電池ブロックの電極端子が挿入できる形状であれば、特に限定されない。たとえば、貫通孔の開口部の形状は、円形または長方形である。また、貫通孔の開口部の径は、１０〜２０ｍｍ程度である。
【００１６】
貫通孔の配列パターンは、電池ブロックの一対の電極端子を同時に貫通孔に挿入できれば、特に限定されない。たとえば、貫通孔は、マトリクス状に配置される。貫通孔の中心間距離は、２０〜１００ｍｍ程度である。
【００１７】
マウント基板は、配線基板に固定されていることが好ましい。たとえば、マウント基板は、絶縁性接着剤により配線基板に接着される。
【００１８】
各電池ブロックは、複数の単電池を含む。各単電池は、通常、蓄電性能を有しており、好ましくは互いに並列に接続されている。したがって、電池ブロック自体も、大容量の蓄電池として機能する。
【００１９】
単電池の形状は、特に限定されないが、柱状であることが好ましい。たとえば、単電池の形状は、円柱状または角柱状である。また、柱状の単電池は、頂部に一方の電極を有し、底部に他方の電極を有していることが好ましい。
【００２０】
各電池ブロックは、一対の電極端子を有している。各電池ブロックにおいて、一対の電極端子は、同一平面に所定の中心間距離で配置されている。前述の通り、一対の電極端子は、マウント基板の貫通孔に挿入され、配線基板の配線部材と接触する。電極端子の形状は、マウント基板の貫通孔に挿入可能であり、かつマウント基板の貫通孔の高さ（マウント基板の厚さ）よりも高ければ特に限定されない。好ましくは、電極端子の形状は、マウント基板の貫通孔の形状と一致する。たとえば、電極端子の形状は、円柱状または平板状である。
【００２１】
一対の電極端子の中心間距離は、すべての電池ブロックにおいて同一であることが好ましい。この場合、電極端子間の中心間距離は、マウント基板の貫通孔の中心間距離の整数倍に一致していることが好ましい。電極端子間の中心間距離は、５０〜２００ｍｍ程度である。
【００２２】
たとえば、電池ブロックは、複数の円柱状の単電池と、単電池の頂部側に配置された第１の電極板と、単電池の底部側に配置された第２の電極板と、第１の電極端子と、第２の電極端子とを有する。複数の円柱状の単電池は、同一平面上に並列に配列されている。単電池の頂部側に配置された第１の電極板は、各単電池の頂部の電極および第１の電極端子に電気的に接続されている。一方、単電池の底部に配置された第２の電極板は、各単電池の底部の電極および第２の電極端子に接続されている。各電池ブロックにおいて、一対の電極端子は、同一平面に配置されている。
【００２３】
電池ブロックに含まれる複数の単電池は、ハウジングと称される収容部材に収容されていてもよい。たとえば、ハウジングは、各単電池を収容可能なパイプ状部材の集合体や、各単電池を収容可能な孔を設けた鋳物などである。
【００２４】
各電池ブロックは、配線基板またはマウント基板に固定されていることが好ましい。たとえば、各電極端子と配線部材とを溶接またははんだ付けすることで、各電池ブロックを配線基板に固定することができる。また、各電池ブロックは、絶縁性接着剤によりマウント基板に接着されていてもよい。
【００２５】
以上のように、本発明の電池パックでは、電池ブロックの電極端子と配線基板の配線部材とが接触することで、複数の電池ブロックが互いに電気的に接続される。各電池ブロックは、直列で接続されていてもよいし、並列で接続されていてもよい。
【００２６】
電池ブロックの接続パターンは、配線基板の配線パターンを変更することで容易に変更することができる。このとき、電池ブロックやマウント基板を変更する必要はない。したがって、本発明の電池パックは、要求される容量および形状に応じて配線基板のみを変更することで、電池ブロックの数や配線をフレキシブルに変えることができる。
【００２７】
本発明の電池パックの製造方法は、特に限定されない。たとえば、以下の手順により本発明の電池パックを製造することができる。
【００２８】
２．電池パックの製造方法
本発明の電池パックの製造方法は、１）配線基板を準備する第１のステップと、２）配線基板の上にマウント基板を配置する第２のステップと、３）マウント基板の上に複数の電池ブロックを配置する第３のステップとを含む。以下、各工程について説明する。
【００２９】
第１のステップでは、所定の配線パターンで配線部材がパターニングされた配線基板を準備する。前述の通り、配線パターンは、電池パックに要求される容量および形状に応じて自由に設定されうる。
【００３０】
第２のステップでは、第１のステップで準備した配線基板の配線パターンが形成された面の上に、複数の貫通孔（コンタクトホール）を有するマウント基板を配置する。前述の通り、絶縁性接着剤などを用いてマウント基板を配線基板に固定してもよい。
【００３１】
第３のステップでは、第２のステップで配置したマウント基板の上に複数の電池ブロックを配置する。このとき、各電池ブロックについて、電極端子をマウント基板の貫通孔に挿入し、電極端子を配線基板の配線部材に接触させる。この後、溶接やはんだ付けなどにより、電極端子と配線部材との接続を固定することが好ましい。
【００３２】
以上の手順により、複数の電池ブロックが所定のパターンで互いに電気的に接続された、本発明の電池パックを製造することができる。
【００３３】
本発明の電池パックの製造方法は、要求される容量および形状に応じて配線基板のみを変更することで、電池ブロックの数や配線をフレキシブルに変えることができる。このとき、電池ブロックやマウント基板を変更する必要はないため、製造コストを抑制することができる。
【００３４】
３．実施の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本実施の形態に係る電池パック１００の分解斜視図である。図２Ａは、電池ブロック１１０の外観斜視図であり、図２Ｂは、電池ブロック１１０の透視斜視図である。
【００３６】
図１に示されるように、電池パック１００は、複数の電池ブロック１１０、マウント基板１２０および配線基板１３０を有する。図面をわかりやすくするために、図１では、一部の電池ブロック１１０を省略している。
【００３７】
図２Ａに示されるように、電池ブロック１１０は、一対の電極端子１１２ａ，ｂを有する。また、図２Ｂに示されるように、電池ブロック１１０の内部には、複数の円柱状の単電池１１４が収容されている。各単電池１１４の頂部の電極は、電極端子１１２ａに電気的に接続されている。一方、各単電池１１４の底部の電極は、電極端子１１２ｂに接続されている。電極端子１１２ａ，ｂは、電池ブロック１１０の同一平面に配置されている。
【００３８】
マウント基板１２０は、複数の貫通孔（コンタクトホール）１２２を有する絶縁基板である。複数の貫通孔１２２は、マトリクス状に配置されている。図１に示される例では、貫通孔１２２の中心間距離は、電池ブロック１１０の一対の電極端子１１２ａ，ｂの中心間距離の１／４倍となっている。したがって、電池ブロック１１０は、マウント基板１２０の任意の位置において、一対の電極端子１１２ａ，ｂを同時に貫通孔１２２に挿入することができる。
【００３９】
配線基板１３０は、所定の配線パターンで配線部材１３２がパターニングされた絶縁基板である。図１に示される例では、最大１６個の電池ブロック１１０を直列接続（８個）と並列接続（２列）とを組み合わせて接続できるように配線部材１３２がパターニングされている（図３参照）。このように直列接続と並列接続を組み合わせることで、８個の電池ブロック１１０を直列接続した場合に比べて電池パック１００の容量を増大することができる。なお、８個の電池ブロック１１０を直列接続する場合（並列接続をしない場合）は、それに合わせて配線部材１３２がパターニングされた配線基板１３０を用意すればよい。
【００４０】
図１に示されるように、各電池ブロック１１０をマウント基板１２０上の所定の位置に配置することで、その電池ブロック１１０の一対の電極端子１１２ａ，ｂがマウント基板１２０の貫通孔１２２に挿入される。その結果、電極端子１１２ａ，ｂが配線基板１３０の配線部材１３２に接触し、電池ブロック１１０と配線部材１３２とが電気的に接続される。その後、図４に示されるように、電極端子１１２ａ，ｂと配線部材１３２とを溶接１４０することで、電池ブロック１１０を固定することができる。
【００４１】
本実施の形態の電池パック１００は、異なる配線パターンの配線基板１３０を準備することで、電池ブロック１１０の数や配線パターンを容易に変えることができる。したがって、本実施の形態の電池パック１００は、要求される容量および形状に応じて配線基板のみを変更することで、電池ブロック１１０の数や配線を容易に変えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の電池パックは、要求される容量および形状に応じて、電池ブロックの数や配線を容易に変えることができる。本発明の電池パックは、様々な用途に適用できる電池パックとして有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  電池パック
１１０  電池ブロック
１１２ａ，ｂ  電極端子
１１４  単電池
１２０  マウント基板
１２２  貫通孔
１３０  配線基板
１３２  配線部材
１４０  溶接
【図１】
2012248467.tif 000003
【図２】
2012248467.tif 000004
【図３】
2012248467.tif 000005
【図４】
2012248467.tif 000006