JP2013120747A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池ケース内に素電池とともに収納される基板上でイオンマイグレーションが発生した場合でも、イオンマイグレーションの成長を防止することにより端子間での短絡の発生を防止可能な構成を実現する。
【解決手段】電池パック（１）は、素電池（１０）と、複数の端子を有する回路（４０）が形成された回路基板（１５）と、素電池（１０）及び回路基板（１５）が収納される電池ケース（２０）と、複数の端子間でのイオンマイグレーションの発生を検出するための短絡検出端子（４５）を有し、短絡検出端子（４５）によってイオンマイグレーションが発生したことを検出した場合に電流を遮断する短絡防止回路部（４２）とを備える。回路基板（１５）に、同じ極性を有する複数の端子を隣り合って配置するとともに、異なる極性を有する端子同士の間には、少なくとも一部に、短絡検出端子（４５）を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、素電池と複数の端子が形成された基板とが電池ケース内に収納された電池パックに関する。

従来より、電池ケース内に、素電池と、複数の端子が形成された基板とが収納された電池パックが知られている。このような電池パックでは、例えば特許文献１に開示されるように、電池ケースは、厚み方向に２つの部材に分かれている。電池ケースを構成する２つの部材は、素電池及び基板を覆うように取り付けられる。

特開２００５−２１６６３２号公報

ところで、前記特許文献１の構成では、電池ケース内に素電池及び基板が収納された構成なので、該素電池から電解液が漏れた場合、電解液が基板に付着する可能性がある。そうすると、基板上に形成された複数の端子のうち極性が異なる端子間では、一方の端子から他方の端子に金属イオンが移行して金属化合物等が析出する、いわゆるイオンマイグレーションが生じる場合がある。このようなイオンマイグレーションが発生すると、端子間で短絡が生じるため、短絡部分に異常電流が流れて、発熱等の不具合を生じる可能性がある。

そのため、本発明の目的は、電池ケース内に素電池とともに収納される基板上でイオンマイグレーションが発生した場合でも、イオンマイグレーションの成長を防止することにより端子間での短絡の発生を防止可能な構成を実現することにある。

本発明の一実施形態にかかる電池ユニットは、素電池と、複数の端子を有する回路が形成された基板と、前記素電池及び前記基板が収納される電池ケースと、前記複数の端子間でのイオンマイグレーションの発生を検出するための短絡検出端子を有し、前記短絡検出端子によってイオンマイグレーションが発生したことを検出した場合に電流を遮断する短絡防止回路とを備え、前記基板には、前記複数の端子のうち同じ極性を有する複数の端子が隣り合って配置されるとともに、前記複数の端子のうち異なる極性を有する端子同士の間には、少なくとも一部に、前記短絡検出端子が設けられている（第１の構成）。

以上の構成では、電池ケース内に素電池とともに収納される基板には、同じ極性を有する複数の端子同士が隣り合って配置されるため、イオンマイグレーションの発生を極力防止することができる。しかも、前記基板には、異なる極性を有する端子同士の間には、少なくとも一部に、短絡防止回路の短絡検出端子が設けられるため、短絡検出端子によってイオンマイグレーションの発生を検出することができる。これにより、イオンマイグレーションの成長を防止することが可能になる。したがって、上述の構成により、イオンマイグレーションによる端子間での短絡発生を防止することが可能になる。

前記第１の構成において、前記複数の端子のうち一部の端子は、前記素電池の電位を出力するための検出端子であり、前記短絡検出端子は、前記検出端子と、前記複数の端子のうち前記検出端子とは異なる極性を有する端子との間に設けられている（第２の構成）。

これにより、素電池の電位を出力するための検出端子と、該検出端子とは異なる極性を有する端子との間で、イオンマイグレーションによる短絡が発生するのを防止できる。したがって、基板上に設けられた回路内で、素電池の電位に応じた過電流が流れるのを防止できる。

前記第２の構成において、前記短絡防止回路は、その一部が前記素電池の保護回路として機能し、前記検出端子は、前記素電池の負極と前記保護回路との間の電位を出力可能な負極検出端子である（第３の構成）。

このように、素電池と保護回路との間に位置する端子の場合、短絡等が生じても、保護回路が作動しない。よって、このような端子と短絡を生じる可能性がある他の端子との間に、上述の第２の構成のように短絡検出用端子を設けることで、素電池の電位に応じた過電流が流れるような短絡の発生を防止することができる。

前記第３の構成において、前記基板には、正極側の出力端子としての正極端子と、前記素電池の正極側の電位を出力するための正極検出端子と、前記正極端子と前記正極検出端子との間に位置する抵抗とが設けられているとともに、前記負極検出端子と前記正極検出端子とが、並んで設けられている（第４の構成）。

このように正極端子と正極検出端子との間に抵抗を設けることにより、該正極端子と正極検出端子とを異なる電位にすることができる。よって、正極検出端子と負極検出端子とが短絡を生じた場合でも、前記抵抗によって電流を消費することができ、過電流が流れるのを防止できる。これにより、正極検出端子と負極検出端子とを、それらの間に短絡検出端子を設けることなく、並べて設けることが可能になる。したがって、短絡検出端子を設ける箇所を減らすことができる。

前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記短絡検出端子は、正極側の出力端子としての正極端子と、負極側の出力端子としての負極端子との間に設けられている（第５の構成）。

これにより、電池パックにおける正極側の出力端子である正極端子と、負極側の出力端子である負極端子との間で、イオンマイグレーションによる短絡が発生するのを防止できる。

前記第１から第５の構成のうちいずれか一つの構成において、前記短絡検出端子は、一体の電極によって構成されている（第６の構成）。こうすることで、短絡検出端子の出力を検出するための部品（例えば検出用ＩＣなど）を一つにすることが可能となる。したがって、短絡防止回路の構成を簡略化できるとともに、該短絡防止回路の製造コストの低減を図れる。

前記第１から第６の構成のうちいずれか一つの構成において、前記基板上に設けられた複数の端子の一部に接続されるワイヤをさらに備え、前記基板は、平面視で一方向に長い形状を有し、前記ワイヤは、前記基板の長手方向に延びて前記電池ケース外に引き出され、前記基板には、前記ワイヤが接続される端子のうち同じ極性を有する端子が、前記基板の短手方向に並んで設けられている（第７の構成）。

これにより、基板上の端子にワイヤが接続される構成において、狭い基板上に、各種端子を効率良く配置することができる。すなわち、ワイヤが接続される端子のうち同じ極性を有する端子を、基板の短手方向に並べて設けることにより、基板上でのイオンマイグレーションによる短絡を防止しつつ、ワイヤを基板に対して効率良く接続することができる。

しかも、ワイヤを半田によって基板に接続する場合、半田に用いる材料（錫など）はイオンマイグレーションを生じやすいが、上述の各構成のようなイオンマイグレーションを防止する構成を適用することで、半田部分でのイオンマイグレーションの発生を効果的に防止できる。

本発明の一実施形態にかかる電池パックによれば、電池ケース内に素電池とともに収納される基板上に、同じ極性を有する端子同士を並べて設ける一方、異なる極性を有する端子同士の間には、少なくとも一部に、短絡検出端子を設けた。これにより、基板上でのイオンマイグレーションの成長を防止することができ、イオンマイグレーションによる短絡の発生を防止することができる。

図１は、実施形態１に係る電池パックの概略構成を示す分解斜視図である。 図２は、電池パックの基板回路の回路構成を示す回路図である。 図３は、回路基板の概略構成を示す平面図である。 図４は、実施形態１の変形例１に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す平面図である。 図５は、実施形態１の変形例２に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す図４相当図である。 図６は、実施形態２に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す図４相当図である。 図７は、実施形態３に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す図４相当図である。 図８は、実施形態４に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す図４相当図である。 図９は、実施形態５に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す図４相当図である。 図１０は、実施形態６に係る電池パックの回路基板の概略構成を示す図４相当図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施形態１］
（全体構成）
図１は、実施形態１に係る電池パック１の概略構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、電池パック１は、概略直方体状の素電池１０と、該素電池１０を覆う電池ケース２０とを備える。電池ケース２０は、素電池１０の厚み方向に２つの部材に分かれていて、第１ケース２１と第２ケース２２とを有する。すなわち、素電池１０は、第１ケース２１と第２ケース２２とによって厚み方向に挟み込まれている。

素電池１０は、充放電可能なリチウムイオン電池である。素電池１０は、有底筒状の外装缶１１と、該外装缶１１の開口を覆う蓋板１２と、該外装缶１１内に収納される電極体１３とを備えている。外装缶１１に蓋板１２を取り付けることによって、内部に空間を有する柱状のケーシング１４が構成される。なお、このケーシング１４内には、電極体１３以外に、非水電解液（以下、単に電解液という）も封入されている。

電極体１３は、特に図示しないが、それぞれシート状に形成された正極及び負極を、例えば両者の間にセパレータが位置するように重ね合わせた状態で渦巻状に巻回することによって形成された巻回電極体である。電極体１３は、正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶして扁平状に形成される。

また、特に図示しないが、電極体１３の正極には、正極リードが接続されている一方、負極には負極リードが接続されている。これにより、正極リード及び負極リードが、電極体１３の外部に引き出されている。そして、この正極リードの先端側は、蓋板１２に接続されている。一方、負極リードの先端側は、蓋板１２に設けられた負極端子に接続されている。

外装缶１１は、アルミニウム合金製の有底筒状部材であり、蓋板１２とともにケーシング１４を構成する。外装缶１１は、図１に示すように、長方形の短辺側が円弧状に形成された底面（図１における図面奥側の面）を有する有底筒状の部材である。詳しくは、外装缶１１は、底面と、滑らかな曲面を有する扁平筒状の側壁とを備える。すなわち、外装缶１１は、底面の短辺方向に対応する厚み方向（図１における上下方向）の寸法が、底面１１の長辺方向に対応する幅方向（図１における横方向）よりも小さくなるように、扁平形状に形成されている。また、この外装缶１１は、正極リードに接続される蓋板１２と接合されている。

蓋板１２は、外装缶１１の開口部を覆うように、該外装缶１１の開口部に溶接によって接合されている。この蓋板１２は、外装缶１１と同様、アルミニウム合金製の部材からなり、該外装缶１１の開口部の内側に嵌合可能なように長方形の短辺側が略円弧状に形成されている。また、蓋板１２には、その長手方向の中央部分に貫通孔が形成されていて、この貫通孔内に、ステンレス鋼製の負極端子が挿通している。

また、蓋板１２には、図１に示すように、ベントを構成する開裂溝１２ａが形成されている。この開裂溝１２ａは、ケーシング１４内の圧力が閾値を超えると、開裂するように構成されている。このように開裂溝１２ａが開裂した場合には、ケーシング１４内部のガスが外部へ放出されるため、該ケーシング１４内の圧力が閾値を超えて大きくなるのを防止することができる。

素電池１０の厚み方向に延びる側面のうち、該素電池１０の長辺側の側面には、回路基板１５（基板）が取り付けられている。回路基板１５には、複数の端子が形成されているとともに、素電池１０の過充電や過放電等を防止するための保護回路などを含む回路４０を構成する回路部品が実装されている。回路基板１５の一面側には、後述するように、正極の出力端子である正極端子３１、負極の出力端子である負極端子３２、ＩＤ端子３３、正極のテスト端子３４、負極のテスト端子３５及びサーミスタ端子３６が設けられている。一方、回路基板１５の他面側には、素電池１０に対して電気的に接続される正極の接続端子３７及び負極の接続端子３８が設けられている。回路基板１５の詳しい構成については後述する。

蓋板１２には、回路基板１５に繋がる負極リード線１６が接続されている。図示しないが、外装缶１１の底面には、回路基板１５に繋がる正極リード線が接続されている。負極リード線１６は、回路基板１５の他面側に設けられた負極の接続端子３８に電気的に接続される一方、正極リード線は、回路基板１５の他面側に設けられた正極の接続端子３７に電気的に接続される。

後述するように、回路基板１５に形成された端子３１，３２，３３，３６には、それぞれ、ワイヤ３９が半田付けによって接続されている。これらのワイヤ３９の他端側には、電池パック１が装着される機器に繋がるコネクタ１７が設けられている。また、ワイヤ３９はブッシング１８によって纏められている。

電池ケース２０は、既述のとおり、素電池１０を厚み方向に挟み込むように、第１ケース２１及び第２ケース２２の２つの部材によって構成される。第１ケース２１及び第２ケース２２は、それぞれ、平面視で略矩形状に形成されているとともに素電池１０の厚みの約半分の深さを有する盆状に形成されている。第１ケース２１及び第２ケース２２には、それぞれ、素電池１０上に配置した状態で一方向に突出する突出部２１ａ，２２ａが設けられている。これらの突出部２１ａ，２２ａ内には、上述のブッシング１８が収納される。

（回路構成）
次に、回路基板１５に形成される回路４０について、図２を用いて説明する。回路４０は、素電池１０に対して、正極の接続端子３７及び負極の接続端子３８によって接続される。また、回路４０は、出力端子としての正極端子３１及び負極端子３２、ＩＤ端子３３、サーミスタ１９の信号を出力するサーミスタ端子３６を有する。ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６は、負極端子３２と同じ負極である。サーミスタ１９は、素電池１０の温度を検出可能に構成されていて、例えば、回路基板１５上に設けられる。

回路４０は、素電池１０の過充電及び過放電を防止する保護回路部４１（保護回路）と、イオンマイグレーションによる短絡を防止する短絡防止回路部４２（短絡防止回路）とを備える。回路４０は、図２に示すように、保護回路部４１が短絡防止回路部４２の一部を構成している。すなわち、短絡防止回路部４２は、保護回路部４１を利用してイオンマイグレーションによる短絡を防止するように構成されている。

まず、保護回路部４１の構成について説明する。保護回路部４１は、保護ＩＣ４３及び電流遮断部４４を有する。

保護ＩＣ４３は、素電池１０の正極側の電位が入力されるＶｃｃの端子と、素電池１０の負極側の電位が入力されるＶｓｓの端子とから得られる素電池１０の電位に異常が発生した場合に、電流遮断機４４を遮断状態にする。具体的には、保護ＩＣ４３は、素電池１０の電位に異常が発生すると、充電時には端子ＣＨＧから電流遮断機４４に信号を出力することにより、充電を停止する一方、放電時には端子ＤＣＨから電流遮断機４４に信号を出力することにより、放電を停止する。

電流遮断機４４は、ドレイン同士が接続されるように直列に接続された一対のＭＯＳＦＥＴを有する。電流遮断機４４は、回路４０において、素電池１０の負極側に接続される接続端子３８と負極端子３２との間に設けられている。電流遮断機４４における一対のＭＯＳＦＥＴのうち一方を非道通状態にすることで、充電または放電を停止させることができる。

短絡防止回路部４２は、上述の保護回路部４１に加えて、イオンマイグレーションによる短絡を検出するための短絡検出端子４５と、該短絡検出端子４５で短絡を検出した場合に保護ＩＣ４３の電圧を低下させるバイパス回路を形成するスイッチング素子４６とを備える。詳しくは後述するように、回路基板１５上に形成された各端子間には、短絡検出端子４５が設けられている。そのため、回路基板１５上の端子間でイオンマイグレーションが生じて、回路基板１５上の端子と短絡検出端子４５とが短絡すると、該短絡検出端子４５に電流が流れる。そうすると、短絡検出端子４５の電位によって、スイッチング素子４６がオン状態になって、保護ＩＣ４３に対するバイパス回路を形成し、該保護ＩＣ４３の電位を低下させる。これにより、上述のように保護ＩＣが動作して、電流遮断機４４によって回路４０内の電流を遮断する。したがって、イオンマイグレーションの成長を防止することができ、イオンマイグレーションによる端子間の短絡を防止できる。

また、回路４０は、上述のバイパス回路上で且つスイッチング素子４６と正極端子３１との間に、正極のテスト端子３４（検出端子、正極検出端子）を有する。さらに、回路４０は、保護ＩＣ４３と負極の接続端子３８との間に、負極のテスト端子３５（検出端子、負極検出端子）を有する。これらのテスト端子３４，３５は、製品出荷時等に素電池１０の導通テストを行うための端子である。

正極のテスト端子３４と正極端子３１との間には、抵抗４７が設けられている。この抵抗４７は、保護ＩＣ４３と、正極の接続端子３７及び正極端子３１との間に設けられている。抵抗４７は、素電池１０を逆充電した場合、または、保護ＩＣ４３の最大定格電圧以上の電圧を有する電源が回路４０に接続された場合などに、保護ＩＣ４３を保護するために、保護ＩＣ４３に流れる電流を制限する。正極のテスト端子３４と負極側の端子とが短絡を生じた場合には、抵抗４７によって、短絡部分に流れる電流が制限されるため、過電流が流れるのを防止できる。なお、抵抗４７を設けることによって、正極のテスト端子３４の電位は、正極端子３１の電位とは異なる。

（回路基板）
次に、上述のような回路４０が構成される回路基板１５上の各端子の配置について、図３を用いて説明する。なお、この図３では、端子以外の回路部品等については図示を省略している。

図３に示すように、回路基板１５は、一方向に長い長方形状である。回路基板１５の一面上には、負極側の端子である、負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６が長手方向の一側（図３の左側）にまとめて配置されている。また、これらの負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６は、回路基板１５の短手方向に並んで設けられている。

回路基板１５の一面上で且つ長手方向の中央部分には、正極のテスト端子３４及び負極のテスト端子３５が前記長手方向に並んで設けられている。また、回路基板１５の長手方向の中央部分には、正極側のテスト端子３４及び負極側のテスト端子３５に対し、回路基板１５の短手方向に並んで正極端子３１が設けられている。

これにより、回路基板１５の一面側に、負極側の各端子３２，３３，３６と、テスト端子３４，３５と、正極端子３１とが、分けて配置される。なお、回路基板１５の他面側には、長手方向両端部分に、正極側の接続端子３７及び負極側の接続端子３８がそれぞれ設けられている（図中の破線参照）。

回路基板１５には、負極側の各端子３２，３３，３６と、テスト端子３４，３５と、正極端子３１との間に、イオンマイグレーションによる短絡を検出するための短絡検出端子４５が設けられている。すなわち、短絡検出端子４５は、回路基板１５の一面を４つの領域に区画するようにＨ状に形成されている。そして、短絡検出端子４５によって区画された各領域に、それぞれ、負極側の各端子３２，３３，３６と、テスト端子３４，３５と、正極端子３１とが設けられている。

短絡検出端子４５は、回路基板１５上で、正極側の端子と負極側の端子との間に位置付けられるように設けられている。これにより、異なる極性の端子間でイオンマイグレーションが発生した場合に、短絡検出端子４５によって検出することができる。この短絡検出端子４５は、正極端子３１と負極のテスト端子３５との間には、必ず設ける必要がある。負極のテスト端子３５は、既述のとおり、素電池１０の負極側に接続される接続端子３８と保護ＩＣ４３との間に設けられているため、正極端子３１と短絡を生じた場合には、保護ＩＣによって保護されることなく、素電池１０の短絡になるからである。

図３に示すように、本実施形態では、テスト端子３４，３５同士の間には、短絡検出端子４５が設けられていない。既述のとおり、正極のテスト端子３４と正極端子３１との間には抵抗４７が設けられていて、該正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間に短絡が生じても、抵抗４７によって短絡部分に流れる電流を制限できるからである。

このように、テスト端子３４，３５間に短絡検出端子４４を設けないことで、回路基板１５上に形成する回路パターンの構成の簡略化を図れる。

なお、負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６と、負極のテスト端子３５との間に、短絡検出端子を設けなくても良い。負極端子３２、ＩＤ端子３３、サーミスタ端子３６及び負極のテスト端子３５は、いずれも負極であり、極性が同じだからである。

また、負極端子３２、ＩＤ端子３３、サーミスタ端子３６及び正極端子３１には、それぞれ、ワイヤ３９が半田付けによって接続されている。各端子に接続されるワイヤ３９は、回路基板１５の長手方向の一方向に延びている。これにより、複数のワイヤ３９を同じ方向に引き出すことができるため、ワイヤ３９同士が干渉したり、ワイヤ３９によって回路基板１５上のテスト端子３４，３５が隠れたりするのを防止できる。

（実施形態１の効果）
この実施形態では、回路基板１５上に同じ極性の端子を集めるように配置したため、端子間でのイオンマイグレーションの発生を極力防止することができる。しかも、異なる極性の端子間には、イオンマイグレーションを検出するための短絡検出端子４５を設けたため、イオンマイグレーションの発生を短絡検出端子４５によって検出して、回路４０内の電流を電流遮断部４４によって遮断することができる。

しかも、短絡検出端子４５は、Ｈ状に形成された一体の電極であるため、該短絡検出端子４５の電圧の変化を検出するためのスイッチング素子４６を一つ設ければよい。これにより、スイッチング素子４６の数をできるだけ少なくして回路４０の構成の簡略化を図れる。

また、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７を設けることにより、該テスト端子３４と負極のテスト端子３５との間で短絡が生じた場合でも、抵抗４７によって、短絡部分に流れる電流を制限することができる。よって、正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間に短絡検出端子４５を設ける必要がないため、その分、回路基板１５上に形成する回路パターンを簡略化することができ、ワイヤ３９の引き出し方向の自由度の向上を図れる。

さらに、ワイヤ３９が半田付けされる端子を、回路基板１５上に短手方向に並べて設けるとともに、複数のワイヤ３９を回路基板１５の長手方向の一側に引き出すことにより、狭い回路基板１５上に複数の端子を効率良く配置することができる。

（実施形態１の変形例１）
図４に、実施形態１の変形例１に係る電池パックの回路基板５１の構成を示す。この変形例１では、実施形態１の短絡検出端子４５とは異なり、正極のテスト端子３４の長手方向他側（図４の右側）には短絡検出端子が設けられていない。すなわち、回路基板５１上には、該回路基板５１の一面を３つの領域に分割する短絡検出端子５２が形成されている。回路基板５１上には、正極のテスト端子３４の長手方向他側に、該テスト端子３４との間でイオンマイグレーションを生じる端子が存在しないため、短絡検出端子を設ける必要がない。

このように、短絡検出端子の一部を省略することにより、回路基板５１上に形成する回路パターンの構成を簡略化することができ、ワイヤ３９の引き出し方向の自由度の向上を図れる。

（実施形態１の変形例２）
図５に、実施形態１の変形例２に係る電池パックの回路基板６１の構成を示す。この変形例２では、実施形態１の短絡検出端子４５とは異なり、正極端子３１の長手方向他側には短絡検出端子が設けられていない。これにより、上述の変形例１と同様、回路基板６１上には、該回路基板６１の一面を３つの領域に分割する短絡検出端子６２が形成される。回路基板６１上には、正極端子３１の長手方向他側に、該正極端子３１に対してイオンマイグレーションを生じる端子が存在しないため、短絡検出端子を設ける必要がない。

このように、短絡検出端子の一部を省略することにより、変形例１と同様、回路基板６１上に形成する回路パターンの構成を簡略化することができ、ワイヤ３９の引き出し方向の自由度の向上を図れる。

［実施形態２］
図６に、実施形態２に係る電池パックの回路基板７１の概略構成を示す。この実施形態では、短絡検出端子７２の配置が上述の実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図６に示すように、短絡検出端子７２は、負極端子３２、ＩＤ端子３３、サーミスタ端子３６及び負極のテスト端子３５と、正極端子３１及び正極のテスト端子３４との間に設けられている。すなわち、短絡検出端子７２は、負極側の各端子と正極側の各端子との間に設けられている。なお、本実施形態では、各端子の配置に合わせて、短絡検出端子７２はクランク状に形成されている。

なお、この実施形態でも、実施形態１と同様、正極端子３１と負極側のテスト端子３５との間に短絡検出端子を設ける必要があるが、他の部分では短絡検出端子を省略してもよい。特に、上述の実施形態１と同様、正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間に位置する短絡検出端子を省略してもよい。

（実施形態２の効果）
この実施形態では、イオンマイグレーションが生じる可能性がある異なる極性の端子間に、短絡検出端子７２を設けた。これにより、回路基板７１上でのイオンマイグレーションの発生をより確実に検出することができる。

［実施形態３］
図７に、実施形態３に係る電池パックの回路基板８１の概略構成を示す。この実施形態では、短絡検出用端子８２及びテスト端子３４，３５の配置が上述の実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図７に示すように、短絡検出端子８２は、回路基板８１の一面を長手方向に３つの領域に区画するように、該長手方向の２箇所に、短手方向に延びるように設けられている。短絡検出端子８２によって区画された回路基板８１上の３つの領域には、それぞれ、負極側の各端子（負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６）と、正極端子３１と、テスト端子３４，３５とが設けられている。すなわち、短絡検出端子８２は、負極側の各端子と正極端子３１との間、該正極端子３１とテスト端子３４，３５との間に、それぞれ設けられている。これにより、イオンマイグレーションが生じる可能性がある端子同士を、短絡検出端子８２によってより確実に分離することができる。

回路基板８１の長手方向２箇所に設けられた短絡検出端子８２は、特に図示しないが、該回路基板８１の長手方向中央部分で、互いに繋がっている。すなわち、回路基板８１の長手方向２箇所に設けられた短絡検出端子８２は、図示しない保護膜の下層で互いに繋がっていて、全体としてＨ状に形成されている。これにより、実施形態１と同様、一つのスイッチング素子によって、イオンマイグレーションによる短絡を検出することができる。

なお、図７に示す例では、テスト端子３４，３５を回路基板８１の短手方向に並べて設けているが、この限りではなく、テスト端子３４，３５を回路基板８１の長手方向に並べて設けてもよい。

（実施形態３の効果）
この実施形態では、回路基板８１を長手方向に３つの領域に区画するように、該回路基板８１の長手方向２箇所に、短手方向に延びる短絡検出端子８２を設けた。これにより、回路基板８１上で、イオンマイグレーションを生じる可能性がある端子同士を長手方向に配置できるため、イオンマイグレーションの発生をより確実に防止できる。しかも、イオンマイグレーションを生じる可能性がある端子同士の間に、短絡検出端子８２を設けることにより、正極側の端子と負極側の端子との間でイオンマイグレーションによる短絡をより確実に防止できる。

［実施形態４］
図８に、実施形態４に係る電池パックの回路基板９１の概略構成を示す。この実施形態では、抵抗４７が設けられていない点及び短絡検出用端子９２の配置が上述の実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図示を省略するが、この実施形態では、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７が設けられていない。そのため、正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間で短絡が生じた場合に、電流を制限できない。よって、上述の実施形態１とは異なり、正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間に、イオンマイグレーションによる短絡を検出するための短絡検出端子を設ける必要がある。

本実施形態では、図８に示すように、極性が異なる端子間に、短絡検出端子９２を設ける。すなわち、短絡検出端子９２は、回路基板９１の一面を５つの領域に区画するように設けられる。負極側の各端子（負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６）と、負極のテスト端子３５と、正極のテスト端子３４と、正極端子３１とは、それぞれ、短絡検出端子９２によって回路基板９１上に形成された別々の領域に設けられている。これにより、イオンマイグレーションを生じる可能性がある端子間に短絡検出端子９２を配置できるため、イオンマイグレーションによる短絡を検出することができる。

ここで、負極のテスト端子３５は、図２に示すように、素電池１０の負極側と保護ＩＣ４３との間に位置するため、正極側の端子と短絡を生じた場合に保護ＩＣ４３は動作しない。そのため、負極側のテスト端子３５と、正極側の端子（本実施形態では、正極端子３１、正極側のテスト端子３４）との間には、短絡検出端子が必要になるが、その他の部分では短絡検出端子を省略することも可能である。

すなわち、図８に示す短絡検出端子９２において、負極側の各端子（負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６）と負極のテスト端子３５との間に位置する部分は省略してもよい。また、短絡検出端子９２において、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に位置する部分も省略してもよい。さらに、短絡検出端子９２において、正極のテスト端子３４及び正極端子３１に対し、回路基板９１の長手方向他側（図８の右側）に位置する部分も省略してもよい。

（実施形態４の効果）
この実施形態では、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７が設けられていない構成において、負極のテスト端子３５と正極側の端子との間に、短絡検出端子９２を設けた。これにより、負極のテスト端子３５と正極側の端子との間でイオンマイグレーションによる短絡が生じるのを防止できる。

［実施形態５］
図９に、実施形態５に係る電池パックの回路基板１０１の概略構成を示す。この実施形態では、抵抗４７が設けられていない点及び短絡検出端子１０２の配置が上述の実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

この実施形態も、上述の実施形態４と同様、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７が設けられていない。よって、上述の実施形態４と同様、正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間に短絡が生じると、過電流が流れる可能性がある。

図９に示すように、回路基板１０１を長手方向に３つの領域に区画するように、該回路基板１０１の長手方向２箇所に、回路基板１０１の短手方向に延びる短絡検出端子１０２が設けられている。短絡検出端子１０２によって区画された３つの領域には、それぞれ、負極側の各端子（負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６）と、正極側のテスト端子３４及び正極端子３１と、負極側のテスト端子３５とが設けられている。これにより、極性の異なる端子を、回路基板１０１の長手方向に分けて配置できるとともに、極性の異なる端子間に短絡検出端子１０２を設けることができる。

なお、この実施形態でも、実施形態３の場合と同様、回路基板１０１の長手方向２箇所に設けられた短絡検出端子１０２は、特に図示しないが、該回路基板１０１の長手方向中央部分で、互いに繋がっている。すなわち、回路基板１０１の長手方向２箇所に設けられた短絡検出端子１０２は、保護膜の下層で互いに繋がっていて、全体としてＨ状に形成されている。これにより、実施形態３と同様、一つのスイッチング素子によって、イオンマイグレーションによる短絡を検出することができる。

（実施形態５の効果）
この実施形態では、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７が設けられていない構成において、極性が異なる端子を、回路基板１０１の長手方向に分けて配置するとともに、極性の異なる端子間に短絡検出端子１０２を設けた。これにより、極性が異なる端子間でイオンマイグレーションによる短絡が生じるのをより確実に防止できる。

［実施形態６］
図１０に、実施形態６に係る電池パックの回路基板１１１の概略構成を示す。この実施形態では、抵抗４７が設けられていない点及び短絡検出端子１１２の配置が上述の実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

この実施形態も、上述の実施形態４、５と同様、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７が設けられていない。よって、上述の実施形態４、５と同様、正極のテスト端子３４と負極のテスト端子３５との間に短絡が生じると、過電流が流れる可能性がある。

図１０に示すように、回路基板１１１を長手方向に２つの領域に区画するように、該回路基板１１１の長手方向１箇所に、回路基板１１１の短手方向に延びる短絡検出端子１１２が設けられている。短絡検出端子１１２によって区画された２つの領域には、それぞれ、負極側の各端子（負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６）及び負極のテスト端子３５と、正極のテスト端子３４及び正極端子３１とが設けられている。これにより、極性の異なる端子を、回路基板１１１の長手方向に分けて配置できるとともに、極性の異なる端子間に短絡検出端子１１２を設けることができる。

（実施形態６の効果）
この実施形態では、正極端子３１と正極のテスト端子３４との間に抵抗４７が設けられていない構成において、極性が異なる端子を、回路基板１１１の長手方向に分けて配置するとともに、極性の異なる端子間に短絡検出端子１１２を設けた。これにより、極性が異なる端子間でイオンマイグレーションによる短絡が生じるのをより確実に防止できる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記各実施形態では、回路基板１５，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１に、正極側の端子として正極端子３１が、負極側の端子として、負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６が、それぞれ設けられている。しかしながら、正極側の端子及び負極側の端子として、上述以外の端子を設けてもよい。

前記各実施形態では、負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６を、回路基板１５，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１の短手方向に並べて設けているが、この限りではなく、負極端子３２、ＩＤ端子３３及びサーミスタ端子３６を、回路基板上にどのように配置してもよい。また、正極端子３１及び正極のテスト端子正極端子３１及びテスト端子３４，３５を回路基板上にどのように配置してもよい。ただし、抵抗４７が設けられている場合には正極端子３１と負極のテスト端子３５との間でイオンマイグレーションによる短絡を防止し、抵抗４７が設けられていない場合には正極側の端子と負極側の端子との間でイオンマイグレーションによる短絡を防止するように、各端子を配置する必要がある。また、テスト端子３４，３５同士は近くに配置するのが好ましい。

前記各実施形態では、負極端子３２、ＩＤ端子３３、サーミスタ端子３６及び正極端子３１に、それぞれ、ワイヤ３９を半田付けによって接続している。しかしながら、負極端子３２、ＩＤ端子３３、サーミスタ端子３６及び正極端子３１にワイヤを接続しない構成であってもよい。

前記各実施形態では、短絡検出回路４５，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２を一体の電極によって構成している。しかしながら、短絡検出回路を複数の電極によって構成してもよい。

前記各実施形態では、回路基板にサーミスタ１９が設けられた構成としているが、この限りではなく、電池パック外にサーミスタが設けられた構成であってもよい。この場合には、回路基板上にサーミスタからの出力信号が入力される端子を設ける必要がある。

本発明は、素電池及び回路基板が電池ケース内に収納された電池ユニットに利用可能である。

１：電池パック、１０：素電池、１５，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１：回路基板（基板）、２０：電池ケース、２１：第１ケース、２２：第２ケース、３１：正極端子、３２：負極端子、３３：ＩＤ端子、３４：正極側のテスト端子（検出端子、正極検出端子）、３５：負極側のテスト端子（検出端子、負極検出端子）、３６：サーミスタ端子、３７：正極側の接続端子、３８：負極側の接続端子、３９：ワイヤ、４０：回路、４１：保護回路部（保護回路）、４２：短絡防止回路部（短絡防止回路）、４５，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２：短絡検出端子、４７：抵抗

Claims (7)

1. 素電池と、
   複数の端子を有する回路が形成された基板と、
   前記素電池及び前記基板が収納される電池ケースと、
   前記複数の端子間でのイオンマイグレーションの発生を検出するための短絡検出端子を有し、前記短絡検出端子によってイオンマイグレーションが発生したことを検出した場合に電流を遮断する短絡防止回路とを備え、
   前記基板には、前記複数の端子のうち同じ極性を有する複数の端子が隣り合って配置されるとともに、前記複数の端子のうち異なる極性を有する端子同士の間には、少なくとも一部に、前記短絡検出端子が設けられている、電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   前記複数の端子のうち一部の端子は、前記素電池の電位を出力するための検出端子であり、
   前記短絡検出端子は、前記検出端子と、前記複数の端子のうち前記検出端子とは異なる極性を有する端子との間に設けられている、電池パック。
3. 請求項２に記載の電池パックにおいて、
   前記短絡防止回路は、その一部が前記素電池の保護回路として機能し、
   前記検出端子は、前記素電池の負極と前記保護回路との間の電位を出力可能な負極検出端子である、電池パック。
4. 請求項３に記載の電池パックにおいて、
   前記基板には、
   正極側の出力端子としての正極端子と、前記素電池の正極側の電位を出力するための正極検出端子と、前記正極端子と前記正極検出端子との間に位置する抵抗とが設けられているとともに、
   前記負極検出端子と前記正極検出端子とが、並んで設けられている、電池パック。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の電池パックにおいて、
   前記短絡検出端子は、正極側の出力端子としての正極端子と、負極側の出力端子としての負極端子との間に設けられている、電池パック。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の電池パックにおいて、
   前記短絡検出端子は、一体の電極によって構成されている、電池パック。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の電池パックにおいて、
   前記基板上に設けられた複数の端子の一部に接続されるワイヤをさらに備え、
   前記基板は、平面視で一方向に長い形状を有し、
   前記ワイヤは、前記基板の長手方向に延びて前記電池ケース外に引き出され、
   前記基板には、前記ワイヤが接続される端子のうち同じ極性を有する端子が、前記基板の短手方向に並んで設けられている、電池パック。

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