(57)【要約】【課題】  複数の電池セルを使用する電池パックにおいて、複数が交差する場合に、低コストで落下試験に耐えうる安全性を確保することを課題とする。【解決手段】  少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極を接続するリード板と、前記リード板が接続され、前記第１の電池セル又は前記第２の電池セルにおける充電または放電を制御する回路基板と、  前記回路基板に接続される前記リード板とは異なるリード線と、を備え、前記リード線が前記回路基板に接続される経路において前記リード板と交差し、前記リード線と交差する前記リード板のエッジを保護部材で覆う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、
前記第1の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極を接続するリード板と、
前記リード板が接続され、前記第１の電池セル又は前記第２の電池セルにおける充電または放電を制御する回路基板と、
前記回路基板に接続される前記リード板とは異なるリード線と、を備え、
前記リード線が前記回路基板に接続される経路において前記リード板と交差し、前記リード線と交差する前記リード板のエッジを保護部材で覆うことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記リード板のエッジを覆う保護部材は両面テープであり、前記両面テープを介して、前記リード板と、前記リード線とが電池セルの一つの面に対して固定され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】
前記両面テープは、前記リード板全体を覆うように配置され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】
前記リード線は、絶縁部材によって被覆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５】
前記保護部材はシリコン接着剤であり、前記配線は、リード板に対して固定され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】
少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記第１の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極を接続するリード板と、
前記第１の電池セルと前記第２の電池セルの間に配置された温度計測手段と、
前記温度計測手段から入力された情報に基づき、前記第１の電池セルまたは前記第２の電池セルにおける充電または放電を制御する回路基板と、
前記温度計測手段と前記回路基板とを接続するリード線であって、前記リード線が前記回路基板に接続される経路において前記リード板と交差するリード線と、を備え、
前記リード線と交差する前記リード板のエッジを保護部材で覆うことを特徴とする電池パック。
【請求項７】
前記温度計測手段は、前記第１の電池セル及び前記第２のセルに接触することを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記温度計測手段は、サーミスタ素子を含むことを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【請求項９】
前記回路基板は、前記第1の電池セルの側面であって、前記第１の電池セルを挟んで前記温度計測手段と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の電池セルからなる電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の電源として各種電池が用いられており、電池の小型化及び高容量化の要請にともないリチウムイオン２次電池が用いられている。特に、電子機器の小型化にあたっては、電子機器内の空間を有効に利用できる角型形状の電池パックが用いられている。電源に要求される容量や電圧に応じて、複数の電池セルが直列または並列に接続された電池パックとして使用される。電池パックには、電池セルが過放電、過充電等の異常を検知して充放電動作を制御する制御回路が搭載されている。また、各電池セルの温度異常を検出した場合にも充放電を停止させることができる。
【０００３】
特許文献１に記載の電池パックは角型形状の電池を複数個配置して電池パックとしたものである。特許文献１の図１においては２つの単電池の間に温度フューズ５が配置されており、両単電池のいずれか少なくとも一方の電池温度が所定の温度以上に上昇した場合に溶断して電気回路を遮断することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には２つのセルの間に嵌り込んで配置される温度センサが開示されており、温度センサ（サーミスタ素子）よりリード線が引き出されている。
【０００５】
特許文献３の図４において、温度ヒューズ８を含む保護素子１を角型電池の間に配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４５３８３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１５９３号公報
【特許文献３】特開２０００−２５１９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数の電池セルの温度を計測するにあたり、電池セルの近傍にサーミスタ等の温度センサを配置する。温度センサにて得られた情報は、電池セルとは別に設けられた保護回路に温度センサからの配線を経由して入力され、温度センサからの情報に応じて電池セルの充放電の状態を制御する。所定の温度よりも高い温度を検出した場合には、電池セルの充放電を停止する。
【０００８】
一方、複数の電池セルにおいては、電池セル同士を直列又は並列に接続するにあたって、複数の電池セルの電極部をリード部材によって接続する必要が生じる。図１に２つの電池セルの間にサーミスタ素子を配置した配置例を示す。図１においては２つの角型電池セルをその長辺を接するようにして並べている。２つの電池セルは並列に接続されており、それぞれの正極端子と負極端子がNi製のリード板にて接続されている。サーミスタ素子からの情報に基づき電池を制御する回路基板は、一方の電池セルの側面部分に配置している。サーミスタの配線は２つのセルの間から出て、一方の電池セルの底部を経由し、電池セルの側面部分に配置された回路基板に接続されている。
【０００９】
複数の電池セルを使用する場合、電池パック全体の重量は１つの電池セルからなる電池パックと比較して大きくなる。それゆえ、電池の落下時など、電池パックに衝撃が加わる場合には１つの電池セルからなるパックでは予測できない大きさの応力が電池パック内に生じることとなる。
【００１０】
上記の電池パックにおいては、サーミスタ素子からの配線は、電極部を接続するリード板に接触しやすい位置に配置されている（図１のＡ参照）。この状況で、落下試験（高さ１０ｃｍから６０００回落下）を行ったところ、サーミスタからのリード線の被覆が、電極間のリード板の金属エッジと擦れることで破れ、電池パックが短絡に至ることが判明した。
【００１１】
本発明は、上記の状況に鑑みて、複数の電池セルを使用することで、回路基板に接続されるリード線とリード板のエッジが交差する場合に、低コストで安全性を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために本発明は以下の構成とする。少なくとも第１の電池セルと第２の電池セルを含む電池パックであって、前記第1の電池セルと前記第２の電池セルを直列又は並列に接続するために、前記第1の電池セルの電極と前記第２の電池セルの電極を接続するリード板と、前記リード板が接続され、前記第１の電池セル又は前記第２の電池セルにおける充電または放電を制御する回路基板と、前記回路基板に接続される前記リード板とは異なるリード線と、を備え、前記リード線が前記回路基板に接続される経路において前記リード板と交差し、前記リード線と交差する前記リード板のエッジを保護部材で覆う構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
複数の電池セルを接続して使用する場合において、低コストで安全性を確保す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】
【００１４】
【図１】複数の電池セルを接続した場合の課題を示す図
【図２】本発明の実施形態における電池パックの内部の構成
【図３】本発明の実施形態における電池セルの概要
【図４】本発明の実施形態における電池パックの全体構成
【図５】本発明の実施形態における電池パックの内部の構成の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は本発明の実施形態における電池パックの内部の構成を示す。電池パックにおいては電池セル１及び電池セル２の２個の電池セルが並列に接続されている。図３は電池セル１及び電池セル２の概要を示す。本発明の実施形態における電池セルは、角型のリチウムイオン電池である。電池缶上部には封口板２１から絶縁され、ニッケルのメッキが施された負極端子４と、電解液を電池缶２２に注入し封止する封止ピン２４、及び防爆弁２５を備える。また電池缶の底部２３には正極端子３が設けられる。電池缶はアルミニウム製であり、電池缶自体が正極となっている。底部２３には、アルミニウムとニッケルからなるクラッド体がアルミニウム面と電池缶に対面させて溶接されており、正極端子３として機能する。クラッド体が溶接されるのは、電池セルの表面にニッケル面を露出させておくことによりニッケル製のリード板を容易に溶接することができるからである。
【００１６】
図２において電池セル１及び電池セル２において、それぞれの電池セルの底部の正極端子３にニッケルリード板５が溶接により接続されている。また、それぞれの電池セル上部の負極端子４もニッケルリード板６にて接続される。それぞれのニッケルリード板は、電池セルの底部及び上部を経由して回路基板７に接続される。回路基板７は、電池セル２の側面部に配置されている。
【００１７】
また、電池セル１及び電池セル２の温度を測定するサーミスタ９は電池セル１と電池セル２の隣接する側面の谷間に配置される。電池セルの側面はＲ部を有し、サーミスタ９はＲ部に沿うように台形形状である。これにより、サーミスタ９は電池セルの谷間に入り込み、厚み方向において電池セル１及び電池セル２により形成される面から突出することはなく、電池パックの薄型化が可能となる。サーミスタから絶縁部材で覆われた２本のリード線１０が引き出されており、リード線１０は電池セル間の谷間から電池セル２の底部を経由して回路基板の端子部分に接続される。リード線１０が上記のような経路をとるのは、電池パックの薄型化のために電池パックの厚み方向に出るようにして電池セルの側面部を通過する経路はとれないことと、回路基板７のサーミスタ用の端子との接続を容易にすることに起因する。
【００１８】
サーミスタ９は電池セル１及び電池セル２の両方に接触しており、いずれの電池セルにおける温度検知も可能である。サーミスタ９から温度情報が回路基板７に入力される。回路基板７にはサーミスタからの情報を入力する端子が設けられており、当該端子は、電池セルの正極側に位置する。回路基板７は、サーミスタからの温度情報により電池セルの温度が所定の温度よりも大きいと判断した場合、電池セルにおける充放電を遮断するように制御する。
【００１９】
回路基板７からの出力は回路基板の端子に接続された、ブッシングを一体成形したワイヤコネクタ８より外部へ出力される。サーミスタ９からのリード線１０は、電池セルの谷間から電池セル２の底部に至るまでにおいて、電池セルの正極端子同士を接続するニッケルリード板５と交差する。ニッケルリード板は電池セルの谷間を塞ぐように配置され、そのエッジ部と、サーミスタからのリード線１０が交差する。
【００２０】
本発明の実施形態においては、ニッケルリード板５とサーミスタからのリード線１０の間に両面テープ１１を配置する。両面テープ１１はニッケルリード板５のエッジ部とリード線１０とが直接接触することを避けるために配置される。図２において両面テープ１１は電池セル１の底部の一部及び電池セル２の底部の全部を覆うように配置されており、サーミスタ９からのリード線１０が両面テープにより電池セルの底部に固定されている。これにより、リード線１０が直接ニッケルリード板５のエッジ部に接触することはなく、擦れによる、リード線１０の絶縁部材による被覆部の破損を防止できる。
【００２１】
図２においては両面テープ１１は電池セル１の底部の一部を覆っているが、両面テープ１１を電池セル１に接続されているニッケルリード板５の全部を覆うようにしてもよい。そうすることにより、ニッケルリード板５と電池セル１の正極端子３との接続がより確実になり、ニッケルリード板が正極端子からの剥離を防止することができる。
【００２２】
また、両面テープ１１をニッケルリード板５とサーミスタのリード線１０が交差する部分にのみ貼り付けてもよい。これにより、材料費の低減が可能となる。
【００２３】
また、両面テープ１１に代えてシリコン接着剤をニッケルリード板５のエッジ部に塗布することで、リード線が直接ニッケルリード板のエッジ部に接触することを防止することができる。同時にリード線の電池セル２の底部への固定も行われる。
【００２４】
その他、サーミスタからのリード線１０と直接ニッケルリード板５のエッジ部に種々の材料を保護部材として配置することで、擦れによるリード線の破れを防止できる。
【００２５】
図４は、電池パックの全体構成を示す。２つの電池セル、回路基板、サーミスタは、上部ケース３１と下部ケース３２に挟まれて保持される。サーミスタの上には両面テープ３３を貼り付けることで、サーミスタを固定している。上部ケース３１と下部ケース３２は超音波溶接により接続される。上部ケース３１と下部ケース３２の開口部からはブッシングが形成されたワイヤコネクタ８が引き出される。
【００２６】
図５は、電池セルを下部ケースに収納した構成を示す。両面テープ３３が２つの電池セルに跨るように貼り付けられており、サーミスタが両面テープの下方の２つの電池セルの谷間に配置されている。２つの電池セルは、その正極端子がリード板５により接続されている。また、さらに下部ケース３２の外壁側には両面テープ１１が貼り付けられている。両面テープ１１はリード板５のエッジ部分を覆うように高さ方向において、リード板５のエッジ部より突出している。サーミスタからのリード線１０は、電池セルの谷間を下部ケース３２の外壁側に延びており、リード板５のエッジ部を覆う両面テープ１１の上方を経由して、下部ケース３２の外壁と両面テープ１１の間に配置され、両面テープ１１により固定される。両面テープを貼り付けるという低コストの構成により、サーミスタのリード線がリード板のエッジと直接接触することがなく、サーミスタのリード線の破損を防止することができる。
【００２７】
本発明の実施形態においては電池セルを２個使用する場合について説明したが、電池セルを３個以上使用した電池パックにおいても、同様に、金属リード板のエッジとサーミスタ等の他のリード線が交差するような位置関係になる場合は本発明の適用が可能である。
【００２８】
本発明の実施形態においてはサーミスタのリード線と電池セルの電極を接続するリード板とが交差する場合の形態を示したが、サーミスタのリード線のみならず、例えば、電池セルの配置に起因して複数の電池セルを接続するためのリード線が、電池セルの電極を接続するリード板との交差する場合についても本発明の適用は可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  電池セル
２  電池セル
３  正極端子
４  負極端子
５  リード板
６  リード板
７  回路基板
８  ワイヤコネクタ
９  サーミスタ
１０  リード線
１１  両面テープ
２１  封口板
２２  電池缶
２３  底部
２４  封止ピン
２５  防爆弁
３１  上部ケース
３２  下部ケース
３３  両面テープ
【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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