(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）二次電池がパック出力端子の位置から順次に積層され、第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池がパック出力端子の位置から順次に上記第１〜第ｎ二次電池の配列方向と垂直した方向に一列に位置し、上記第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池の第１極性端子が互いに接続され、上記第１極性とは反対極性である第２極性のパック出力端子、上記第ｎ、第ｎ＋１および第ｎ＋２二次電池の上記第２極性の端子が導体によって共通接続された電池パックにおいて、
上記第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池の上記第２の極性の端子が第１導体によって互いに接続され、上記第１導体の第１分岐点から第２導体が上記第２極性のパック出力端子に接続され、上記第１および第２極性のパック出力端子間の上記第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように上記第１導体の第１分岐点が設定される
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
上記第１導体の第２分岐点から第３導体が上記第ｎ二次電池の上記第２極性の端子に接続され、上記第１および第２極性のパック出力端子間の上記第ｎ＋１および第ｎ二次電池の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように上記第１導体の第２分岐点が設定される
ことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池パックに係り、より詳細には、ノート型パソコンなどの携帯用電子機器に使用される電池、例えばスマート電池に含まれた電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のスマート電池１の電池パック１１の結線構造を示したものであり、図５は、図４の結線構造に相応する等価回路を示したものである。そして図６は、図４の結線構造に相応する抵抗等価回路を示したものである。
【０００３】
図４乃至図６を参照すれば、従来のスマート電池１は、スマート回路モジュール１０および電池パック１１を含む。電池パック１１からの負極出力端子はスマート電池１の負極端子Ｂ−に接続される。また、電池パック１１からの８ボルト（Ｖ）の正極出力端子はスマート電池１の８Ｖの正極端子８Ｂ＋に接続される。そして、電池パック１１からの１２Ｖの正極出力端子はスマート電池１の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋に接続される。スマート回路モジュール１０の出力端子において、１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋と接続される正極出力端子Ｐ＋、負極端子Ｂ−と接続される負極出力端子Ｐ−、クロック端子Ｃ、データ端子Ｄおよび温度端子Ｔが備わる。
【０００４】
電池パック１１において、第１〜第７二次電池Ｂ１，…，Ｂ７はスマート回路モジュール１０の電源入力端子Ｂ−、８Ｂ＋、１２Ｂ＋と接続されたパック出力端子の位置から順次に積層される。
【０００５】
第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の正極端子は一つの導体によって共通接続されてスマート回路モジュール１０の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋に接続される。ここで、第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の正極端子の共通接続領域が導体の大部分を占めるため、この導体の内部抵抗は電流通路と関連して無視しても良い。
【０００６】
また、第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の負極端子と第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の正極端子は一つの導体によって共通接続されてスマート回路モジュール１０の８Ｖの正極端子８Ｂ＋に接続される。ここで、第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の負極端子と第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の正極端子の共通接続領域が導体の大部分を占めるため、この導体の内部抵抗は電流通路と関連して無視しても良い。
【０００７】
第９および第８二次電池Ｂ９、Ｂ８はパック出力端子の位置から順次に第１〜第７二次電池Ｂ１，…，Ｂ７の配列方向と垂直した方向に一列に位置する。
【０００８】
第９および第８二次電池Ｂ９、Ｂ８の正極端子、第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の負極端子、および第７二次電池Ｂ７の正極端子は角形の第２導体Ｌ２によって共通接続される。ここで、第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の負極端子、および第７二次電池Ｂ７の正極端子の共通接続領域が角形の第２導体Ｌ２の垂直部の大部分を占めるため、この垂直部の内部抵抗は電流通路と関連して無視しても良い。しかし、角形の第２導体Ｌ２の水平部はそうでないため、この水平部の内部抵抗は電流通路と関連して大きい影響を及ぼす。
【０００９】
一方、第７、第８および第９二次電池Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９の負極端子は第１導体Ｌ１によって共通接続される。ここで、他の導体に比べて最も長い第１導体Ｌ１の大部分は第９二次電池Ｂ９の負極端子の接続領域と第８二次電池Ｂ８の負極端子の接続領域との間にある。これにより、第１導体Ｌ１の内部抵抗は電流通路と関連して最も大きい影響を及ぼす。
【００１０】
図６を参照すれば、スマート回路モジュール１０の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋から負極端子Ｂ−へと流れる電流通路は各二次電池Ｂ１，…，Ｂ９に対して下記表１のように９種類に分岐される。
【００１１】
【表１】
0003843039.tif 000002
【００１２】
上記表１において、第１導体Ｌ２の内部抵抗は第２導体Ｌ２の内部抵抗よりも大きい。従って、上記表１を参照すれば、第８二次電池Ｂ８の電流通路上の抵抗が最も大きく、第７二次電池Ｂ７の電流通路上の抵抗が第２番目に大きく、第９二次電池Ｂ９の電流通路上の抵抗が第３番目に大きく、そして残りの第１〜第６二次電池Ｂ１，…，Ｂ６それぞれの電流通路上の抵抗が最も小さい。
【００１３】
従って、単純な内部結線による従来の電池パック１１によれば、第８二次電池Ｂ８の充放電性能が最も悪くてその寿命が最も短くなるため、電池パック１１を含むスマート電池１の性能が劣化するとともにその寿命が短くなるといった問題点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、その内部電池の電流特性が均一化することによりその充放電性能および寿命が改善できる電池パックを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電池パックでは、第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）二次電池がパック出力端子の位置から順次に積層される。また、第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池がパック出力端子の位置から順次に上記第１〜第ｎ二次電池の配列方向と垂直した方向に一列に位置する。上記第ｎ＋２および第ｎ＋１の二次電池の第１極性端子が互いに接続される。上記第１極性とは反対極性である第２極性のパック出力端子、上記第ｎ、第ｎ＋１および第ｎ＋２二次電池の上記第２極性の端子が導体によって共通接続される。ここで、上記第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池の上記第２の極性の端子が第１導体によって互いに接続される。上記第１導体の第１分岐点から第２導体が上記第２極性のパック出力端子に接続される。上記第１および第２極性のパック出力端子間の上記第ｎ＋２および第ｎ＋１二次電池の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように上記第１導体の第１分岐点が設定される。
【００１６】
本発明に係る電池パックによれば、上記パック出力端子間の上記二次電池それぞれの電流通路上の抵抗値の差が最小化できる。これにより、上記二次電池の電流特性が均一化することにより、その充放電性能および寿命が改善できる。
【００１７】
望ましくは、上記第１導体の第２分岐点から第３導体が上記第ｎ二次電池の上記第２極性の端子に接続される。ここで、上記第１および第２極性のパック出力端子間の上記第ｎ＋１および第ｎ二次電池の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように上記第１導体の第２分岐点が設定される。これにより、上記第１および第２極性のパック出力端子間の上記二次電池それぞれの電流通路上の抵抗値の差をより一層最小化できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態によるスマート電池４の電池パック４１の結線構造を示したものであり、図２は、図１の結線構造に相応する等価回路を示したものである。そして図３は、図１の結線構造に相応する抵抗等価回路を示したものである。
【００２０】
まず、図１乃至図３に開示された実施形態を請求範囲に合わせて解釈すれば、下記の通りである。
【００２１】
本発明に係る電池パック４１においては、第１〜第ｎ（ｎは７）二次電池がスマート回路モジュール１０の電源入力端子Ｂ−、８Ｂ＋、１２Ｂ＋と接続されたパック出力端子の位置から順次に積層される。また、第ｎ＋２（第９）および第ｎ＋１（第８）二次電池Ｂ９、Ｂ８がパック出力端子の位置から順次に上記第１〜第ｎ（第７）二次電池Ｂ１，…，Ｂ７の配列方向と垂直した方向に一列に位置する。第ｎ＋２（第９）および第ｎ＋１（第８）二次電池Ｂ９、Ｂ８の第１極性端子（正極性端子）は互いに接続される。第１極性（正極性）とは反対極性である第２極性（負極性）のパック出力端子、第ｎ（第７）、第ｎ＋１（第８）および第ｎ＋２（第９）二次電池Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９の第２極性（負極性）の端子は導体Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３によって共通接続される。ここで、第ｎ＋２（第９）および第ｎ＋１（第８）二次電池Ｂ９、Ｂ８の第２極性（負極性）の端子が第１導体Ｌ１１によって互いに接続される。第１導体Ｌ１１の第１分岐点Ｎ１から第２導体Ｌ１２が第２極性（負極性）のパック出力端子に接続される。第１および第２極性のパック出力端子間（すなわち、Ｂ−入力端子と８Ｂ＋入力端子との間、またはＢ−入力端子と１２Ｂ＋入力端子との間）の第ｎ＋２（第９）および第ｎ＋１（第８）二次電池Ｂ９、Ｂ８の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように第１導体Ｌ１１の第１分岐点Ｎ１が設定される。
【００２２】
本発明に係る上記電池パック４１によれば、パック出力端子の間（すなわち、Ｂ−入力端子と８Ｂ＋入力端子との間、またはＢ−入力端子と１２Ｂ＋入力端子との間）の二次電池Ｂ１，…，Ｂ９それぞれの電流通路上の抵抗値の差が最小化できる。これにより、二次電池Ｂ１，…，Ｂ９の電流特性が均一化することによってその充放電性能および寿命が改善できる。
【００２３】
一方、第１導体Ｌ１１の第２分岐点Ｎ２から第３導体Ｌ１３が第ｎ（第７）二次電池Ｂ７の第２極性（負極性）の端子に接続される。ここで、第１および第２極性のパック出力端子間（すなわち、Ｂ−入力端子と８Ｂ＋入力端子との間、またはＢ−入力端子と１２Ｂ＋入力端子との間）の第ｎ＋１（第８）および第ｎ（第７）二次電池Ｂ８、Ｂ７の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように第１導体Ｌ１１の第２分岐点Ｎ２が設定される。これにより、第１および第２極性のパック出力端子間の二次電池Ｂ１，…，Ｂ９それぞれの電流通路上の抵抗値の差をより一層最小化できる。
【００２４】
以下、図１乃至図３を参照して上記本発明に係る電池パック４１をより詳細に説明すれば、下記の通りである。
【００２５】
本発明に係る電池パック４１を含むスマート電池４は、スマート回路モジュール１０および電池パック４１を含む。電池パック４１からの負極出力端子はスマート電池４の負極端子Ｂ−に接続される。また、電池パック４１からの８Ｖの正極出力端子はスマート電池４の８Ｖの正極端子８Ｂ＋に接続される。そして、電池パック４１からの１２Ｖの正極出力端子はスマート電池４の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋に接続される。スマート回路モジュール１０の出力端子において、１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋と接続される正極出力端子Ｐ＋、負極端子Ｂ−と接続される負極出力端子Ｐ−、クロック端子Ｃ、データ端子Ｄおよび温度端子Ｔが備わる。
【００２６】
本発明に係る電池パック４１において、第１〜第７二次電池Ｂ１，…，Ｂ７はスマート回路モジュール１０の電源入力端子Ｂ−、８Ｂ＋、１２Ｂ＋と接続されたパック出力端子の位置から順次に積層される。第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の正極端子は一つの導体によって共通接続されてスマート回路モジュール１０の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋に接続される。ここで、第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の正極端子の共通接続領域が導体の大部分を占めるため、この導体の内部抵抗は電流通路と関連して無視しても良い。
【００２７】
また、第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の負極端子と第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の正極端子は一つの導体によって共通接続されてスマート回路モジュール１０の８Ｖの正極端子８Ｂ＋に接続される。ここで、第１〜第３二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の負極端子と第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の正極端子の共通接続領域が導体の大部分を占めるため、この導体の内部抵抗は電流通路と関連して無視しても良い。
【００２８】
第９および第８二次電池Ｂ９、Ｂ８はパック出力端子の位置から順次に第１〜第７二次電池Ｂ１，…，Ｂ７の配列方向と垂直した方向に一列に位置する。第９および第８二次電池Ｂ９、Ｂ８の正極端子、第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の負極端子、および第７二次電池Ｂ７の正極端子は角形の第２導体Ｌ２によって共通接続される。ここで、第４〜第６二次電池Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の負極端子、および第７二次電池Ｂ７の正極端子の共通接続領域が角形の第２導体Ｌ２の垂直部の大部分を占めるため、この垂直部の内部抵抗は電流通路と関連して無視しても良い。しかし、角形の第２導体Ｌ２の水平部はそうでないため、この水平部の内部抵抗は電流通路と関連して大きい影響を及ぼす。
【００２９】
第９および第８二次電池Ｂ９、Ｂ８の負極端子は第１導体Ｌ１１によって互いに接続される。第１導体Ｌ１１の第１分岐点Ｎ１から第２導体Ｌ１２がスマート回路モジュール１０の負極端子Ｂ−に接続される。ここで、第１分岐点Ｎ１は、スマート回路モジュール１０の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋と負極端子Ｂ−との間の第９および第８二次電池Ｂ９、Ｂ８の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように設定される。
【００３０】
一方、第１導体Ｌ１１の第２分岐点Ｎ２から第３導体Ｌ１３が第７二次電池Ｂ７の負極端子に接続される。ここで、第２分岐点Ｎ２は、スマート回路モジュール１０の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋と負極端子Ｂ−との間の第８および第７二次電池Ｂ８、Ｂ７の各電流通路上の抵抗値の差が最小化するように設定される。
【００３１】
図３を参照すれば、スマート回路モジュール１０の１２Ｖの正極端子１２Ｂ＋から負極端子Ｂ−へと流れる電流通路は各二次電池Ｂ１，…，Ｂ９に対して下記表２のように９種類に分岐される。
【００３２】
【表２】
0003843039.tif 000003
【００３３】
上記表２を参照すれば、第１導体Ｌ１１の第１分岐点Ｎ１から第２導体Ｌ１２がスマート回路モジュール１０の負極端子Ｂ−に接続されることにより、第１〜第６二次電池Ｂ１，…，Ｂ６および第９二次電池Ｂ９の各電流通路上に導体の内部抵抗Ｒ１１ａおよびＲ１２が追加される。すなわち、第１〜第６二次電池Ｂ１，…，Ｂ６および第９二次電池Ｂ９の各電流通路上の抵抗値が顕著に高まる。しかし、第８二次電池Ｂ８の電流通路上の抵抗値は僅かに高まる。これにより、第１〜第６二次電池Ｂ１，…，Ｂ６および第９二次電池Ｂ９の各電流通路上の抵抗値と第８二次電池Ｂ８の電流通路上の抵抗値との差が減る。この抵抗値の差は第１分岐点Ｎ１の位置が調整されることによって最小化できる。
【００３４】
合わせて、第１導体Ｌ１１の第２分岐点Ｎ２から第３導体Ｌ１３が第７二次電池Ｂ７の負極端子に接続されることにより、第７二次電池Ｂ７の電流通路上の抵抗値が相当高まる。しかし、第８二次電池Ｂ８の電流通路上の抵抗値は僅かに高まる。これにより、第７二次電池Ｂ７の電流通路上の抵抗値と第８二次電池Ｂ８の電流通路上の抵抗値との差が減る。この抵抗値の差は第２分岐点Ｎ２の位置が調整されることによって最小化できる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲において定義された発明の思想および範囲内であれば、当業者による変形および改良が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る電池パックによれば、パック出力端子間の二次電池それぞれの電流通路上の抵抗値の差が最小化できる。これにより二次電池の電流特性が均一化することにより、その充放電性能および寿命が改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるスマート電池の電池パックの結線構造を示した一側断面図である。
【図２】図１の結線構造に相応する等価回路を示した図面である。
【図３】図１の結線構造に相応する抵抗等価回路を示した図面である。
【図４】従来のスマート電池の電池パックの結線構造を示した一側断面図である。
【図５】図４の結線構造に相応する等価回路を示した図面である。
【図６】図４の結線構造に相応する抵抗等価回路を示した図面である。
【符号の説明】
４    スマート電池
１０    スマート回路モジュール
４１    電池パック
Ｂ−、８Ｂ＋、１２Ｂ＋    電源入力端子
Ｂ１    第１二次電池
Ｂ８    第ｎ＋１（第８）二次電池
Ｂ９    第ｎ＋２（第９）二次電池
Ｎ１    第１分岐点
Ｎ２    第２分岐点
Ｌ１１    第１導体
Ｌ１２    第２導体
Ｌ１３    第３導体
【図１】
0003843039.tif 000004
【図２】
0003843039.tif 000005
【図３】
0003843039.tif 000006
【図４】
0003843039.tif 000007
【図５】
0003843039.tif 000008
【図６】
0003843039.tif 000009