JP5243838B2 - 電池パック及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、保護基板を有する電池パックに関するものである。

従来から、電池と、電池の過充電や過放電等の誘因が検知されたときに、熱暴走や内部短絡の発生を阻止するための保護基板とを備えた電池パックが知られている。

例えば、特許文献１には、ケースに、二次電池と、プリント基板とを内蔵したパック電池が開示されている。

特許文献１のパック電池においては、前記二次電池及びプリント基板をケースに内蔵した後に、前記ケースに設けられたテスト孔にテストピンを挿入して、二次電池のリード板に接触させることにより、パック電池が正常であるかどうかを検査している。
特開平１０−６９８９４号公報

つまり、前記特許文献１のパック電池を生産する際には、ケース内に設けられた保護回路の有する電気的特性が所定の仕様を満足するか否かを検査することとしている。ここで、特許文献１のパック電池は、テストピンをテスト孔に挿入して検査を行う構成なので、予め設定された単一の検査項目を実施することしかできない。

しかし、保護回路自体の機能が同一であっても、保護回路を構成する基板の種類が相違するとその電気的特性（抵抗等）が異なることとなるため、基板の種類に応じて異なる検査項目を実施することが必要となる。

特に、近年では、共通のケースを使用しながら基板の種類を変えた多種のパック電池を生産することがあり、このような場合、外観は同じであるが、内蔵された保護基板の種類に応じて、異なる検査項目を実施する必要がある。

そして、前記特許文献１のパック電池では、ケースに内蔵された基板の種類に応じて検査項目を判断することが考慮されていないため、ケース内の基板の種類を特定するためには、オシロスコープ等を用いた精密な電気的特性の検査を要することとなり、手間を要していた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、保護基板の種類に適した検査項目を容易に判断することが可能となる電池パック及びその製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電池と、前記電池に接続された保護回路の一部を構成するとともに、前記保護回路の検査を行うための検査端子を表面に有する保護基板と、前記保護基板の表面を覆うように設けられた被覆部材とを備え、前記被覆部材には、前記検査端子を露出させるための開口部が設けられ、前記保護基板の開口部を通して視認できる部分は、電気的特性の異なる別の種類の保護基板と識別可能に構成されていることを特徴とする電池パックを提供する。

本発明によれば、被覆部材の開口部に挿入された検査ピン等を検査端子に接触させることにより、保護回路の検査を行うことができる。ここで、本発明に係る保護基板は、前記開口部を通して視認できる部分が別の種類の保護基板と識別可能に構成されているため、この部分を確認することにより、前記保護回路の検査に先立って検査の対象となる保護基板の種類を特定することができる。

したがって、本発明によれば、保護基板の種類の異なる電池パックに被覆部材が共通に使用される場合であっても、保護基板の種類に適した検査項目を容易に判断することができる。

前記電池パックにおいて、前記検査端子は、前記保護基板の種類に応じて異なる形状とされていることが好ましい。

この構成によれば、保護基板の検査の際に使用される検査端子の形状自体を確認することによって、当該保護基板の種類を特定することができる。

前記電池パックにおいて、前記開口部を通して挿入された検査ピンの先端面を前記検査端子に接触させることにより、前記保護回路の検査を行うようになっており、前記検査端子の表面積は、前記検査ピンの先端面の面積よりも大きくされていることが好ましい。

この構成によれば、検査ピンの先端面の断面積よりも検査端子の表面積が大きく形成されているので、検査ピンを検査端子に接触させるための位置決め精度を緩和することができ、当該検査効率を向上することができる。

前記電池パックにおいて、前記保護基板の表面には、前記電池の電力を出力するための出力端子が設けられ、前記検査端子と出力端子とが同一の配線材料からなることが好ましい。

この構成によれば、出力端子と検査端子とが同一の配線材料とされているので、保護基板としてプリント基板を採用して、同じプリント工程において出力端子及び検査端子を形成することができるとともに、プリントパターンの変更により検査端子の形状を容易に調整することが可能となる。

前記電池パックにおいて、前記保護基板には、前記検査端子が特定方向に並べて複数個設けられているとともに、前記開口部は、前記各検査端子の全てを露出させることが好ましい。

前記構成によれば、複数個の検査端子を、１個の開口部によって露出させるようにしているので、この開口部を通して視認できる範囲のうち、各検査端子の間のスペースを、検査端子の形状を調整するために有効に活用することが可能となる。

特に、前記開口部を、前記各検査端子の幅寸法と同等の寸法で前記特定方向に延ばした構成とすれば、当該各検査端子の周囲を被覆部材によって覆いながら、各検査端子間のスペースを有効に活用することができる。

前記電池パックにおいて、前記保護基板は、前記開口部を通して視認できる範囲で、かつ、前記検査端子が設けられていない範囲に、前記保護基板の種類に応じて異なる色にされた部分を有していることが好ましい。

この構成によれば、保護基板の表面の色を確認することによって、保護基板の種類を特定することが可能となる。

前記電池パックにおいて、前記保護基板は、前記開口部を通して視認できる範囲内で、かつ、前記検査端子が設けられていない範囲に、前記保護基板の種類に応じて異なる形状とされた目印を有していることが好ましい。

この構成によれば、保護基板に設けられた目印を確認することによって、保護基板の種類を特定することが可能となる。

また、本発明は、電池に保護基板を接続して保護回路を形成する工程と、前記保護基板の表面を覆うように被覆部材を装着する工程と、電気的特性の異なる種類ごとに識別可能に構成された保護基板の一部を、前記被覆部材の開口部を通して確認することにより、当該保護基板の種類を識別する工程と、識別された保護基板の種類に応じた検査項目で保護基板を検査する工程とを含むことを特徴とする電池パックの製造方法を提供する。

本発明によれば、被覆部材の開口部を通して保護基板の種類を識別することとしているので、保護回路の検査に先立って検査の対象となる保護基板の種類を特定することができる。

したがって、本発明によれば、保護基板の種類の異なる電池パックに被覆部材が共通に使用される場合であっても、保護基板の種類に適した検査項目を判断し、この検査項目を実施することができる。

本発明によれば、上記課題に鑑みてなされたものであり、保護基板の種類に適した検査項目を容易に判断することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電池パック１の全体構成を示す斜視図である。図２は、図１の電池パック１の一部を分解して示す斜視図である。

図１及び図２を参照して、電池パック１は、電池２と、電池２の端面に設けられた保護基板３と、この保護基板３の表面を覆うように設けられたカバー（被覆部材）４と、前記電池２の側面に巻き付けられたラベル５とを備えている。

カバー（被覆部材）４の材質としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂などの樹脂材料を用いることができる。

電池２は、薄板状に形成されたリチウムイオン電池である。この電池２は、厚み方向と直交する方向に向く端面に形成された正極及び負極（それぞれ図示せず）を有している。

保護基板３は、前記電池２の正極及び負極に接続された保護回路の一部を構成するプリント基板である。前記保護回路は、電池２の過充電や過放電等の誘引が検知されたときに、熱暴走や内部短絡の発生を阻止するように構成されている。以下、保護基板３の具体的構成を図３を参照して説明する。

図３は、図２の保護基板を拡大して示す平面図である。

保護基板３は、前記電池２の正極及び負極（図示せず）を出力するための出力端子６、出力端子７及び出力端子８と、前記保護回路の検査を行うための検査端子９及び検査端子１０とを、それぞれ表面に有している。これら出力端子６〜８と検査端子９、１０とは、それぞれ同一の配線材料（例えば、金）により形成されている。

出力端子６〜８は、それぞれ略長方形に形成され、電池２の幅方向に並べて配置されている。

検査端子９は、円形に形成されている。検査端子１０は、前記検査端子９の直径と同等の幅寸法（図３の上下方向の寸法）を有し、検査端子９側が直線とされ、検査端子９と反対側が検査端子９と同一半径の円弧とされたＤ字型に形成されている。

図１及び図２を参照して、カバー４は、前記各端子６〜１０を露出させた状態で、前記保護基板３の表面を覆うように配置されている。

具体的に、カバー４は、前記出力端子６〜８を露出させるための出力窓１１、出力窓１２及び出力窓１３と、前記検査端子９、１０を露出させるための検査窓（開口部）１４と、この検査窓１４を塞ぐための目隠しラベル１５とを備えている。

出力窓１１〜１３は、それぞれ前記出力端子６〜８に対応して略長方形の開口形状でカバー４を表裏に貫通する。

検査窓１４は、検査端子９及び１０をまとめて露出させるようになっている。具体的に、検査窓１４は、図３の二点鎖線で示すように、検査端子９、１０の幅寸法（図３の上下寸法）と略同等の幅寸法で各検査端子９、１０が並ぶ方向（図３の左右方向）に延びるトラック形状の長孔である。検査窓１４の長手方向の両端部は、検査端子９、１０に沿う円弧とされている。なお、検査窓１４を通して見た検査端子９の形状（円形）と、検査端子１０の形状（Ｄ字型）とは異なっている。

目隠しラベル１５は、各検査端子９、１０に対する外部からのアクセスを遮断するために、後述する検査の終了後にカバー４に貼着される。

なお、本実施形態におけるカバー４は、電気的特性の異なる複数種類の保護基板３について共通に使用することが可能に構成されている。例えば、カバー４は、図３に示す保護基板３と、図４に示す保護基板１６とに共通に使用される。

保護基板１６は、３つの出力端子６〜８と、検査端子２４、２５とを有している。この検査端子２４は、保護基板３の検査端子９と同一の円形状であるが、検査端子２５は、保護基板３の検査端子１０とは異なり、検査端子２４と同様の円形状とされている。したがって、前記カバー４の検査窓１４を通して見たときに、検査端子の一方にストレート部分を有するものが保護基板３であり、検査端子の双方が円形であるものが保護基板１６であることを特定することが可能となる。

以下、前記保護基板３を有する電池パック１と、保護基板１６を有する電池パック１とを製造する際の手順について説明する。

まず、図２に示すように、電池２と保護基板３とを図外のリード板等を介して接続し、この保護基板３の表面を覆うようにカバー４を取り付け、ラベル５を巻きつけることにより、図１の状態とする。

同様に、保護基板１６についても電池２と接続し、保護基板１６の表面を覆うようにカバー４を取り付け、ラベル５を巻きつけることにより、図１の状態とする。

これら電池パック１の仕掛かり品は、ほぼ同じ外観とされているため、一見しただけでは保護基板３と保護基板１６との識別をすることができない。しかし、本実施形態では、上述のようにカバー４を通して見たときに、検査端子１０と検査端子２５との形状が異なるため、この違いによって保護基板３と保護基板１６とを識別することができる。

この識別の後、検査窓１４を通して検査ピン（図示せず）を挿入し、この検査ピンの端面を検査端子９、１０又は検査端子２４、２５に当接させる。そして、保護基板３、１６ごとに予め設定された検査項目を識別された保護基板に応じて選択し、その検査項目を実施する。

以下、保護基板の種類を識別可能な検査端子の別の例を図５〜図１１に示す。

図５に示す保護基板１７は、図３に示す検査端子９、１０の形状を左右に入れ替えた検査端子２６、２７を有している。図６に示す保護基板１８は、図３の検査端子１０の形状を左右対称に配置した検査端子２８、２９を有している。

図７に示す保護基板１９は、検査窓１４の幅寸法と略同等の長さの対角線を有し、前記幅方向に沿って一方の対角線が配置された正方形（菱形）の検査端子３０、３１を有している。

図８に示す保護基板２０は、図７と略同一の正方形の検査端子３２と、円形の検査端子３３とを有している。図９に示す保護基板２１は、図８の検査端子の形状を左右に入れ替えた検査端子３４、３５を有している。

図１０に示す保護基板２２は、図５の保護基板１７の検査端子２６の形状（Ｄ字形）を有する検査端子３６と、図７の保護基板１９の検査端子３０の形状（正方形）を有する検査端子３７とを備えている。図１１に示す保護基板２３は、図１０の検査端子の形状を左右に入れ替えた検査端子３８、３９を有している。

前記各検査端子の表面積は、それぞれ前記検査ピンの先端面の面積よりも大きくされている。具体的に、本実施形態では、直径１ｍｍの検査ピンを使用している。

なお、上記実施形態では、検査端子を２個備えた保護基板について説明したが、検査端子は１個でもよく、また３個以上であってもよい。

以上説明したように、前記電池パック１によれば、カバー４の検査窓１４に挿入された検査ピン等を検査端子に接触させることにより保護回路の検査を行うことができる。特に、前記電池パック１には、検査窓１４を通して視認できる範囲で検査端子の形状を確認することにより、保護回路の検査に先立って検査の対象となる保護基板の種類を特定することができる。

したがって、前記電池パック１によれば、共通のカバー４を使用しながら保護基板の種類を変えた多品種の電池パックを生産する場合であっても、保護基板の種類に適した検査項目を容易に判断することができる。

前記実施形態のように、検査端子の表面積が検査ピンの先端面の面積よりも大きくされている構成とすれば、検査ピンを検査端子に接触させるための位置決め精度を緩和することができ、当該検査効率を向上することができる。

前記実施形態のように、出力端子６〜８と検査端子とが同一の配線材料からなる構成とすれば、保護基板としてプリント基板を採用して、同じプリント工程において出力端子６〜８及び検査端子を形成することができるとともに、プリントパターンの変更により検査端子の形状を容易に調整することが可能となる。

前記実施形態のように、複数個の検査端子を１個の検査窓１４により露出させるようにした構成とすれば、検査窓１４を通して視認できる範囲のうち、各検査端子の間のスペースを、検査端子の形状を調整するために有効に活用することができる。

特に、前記実施形態では、検査窓１４が各検査端子の幅方向と同等の寸法で各検査端子の並ぶ方向に延びて形成されているため、各検査端子の周囲をカバー４によって覆いながら、各検査端子のスペースを有効に活用することができる。

なお、前記実施形態では、保護基板の種類に応じて各検査端子の形状を変えることにより、保護基板の種類を識別可能にする構成について説明したが、前記実施形態に代えて、又は加えて、前記検査窓１４を通して視認できる範囲で、かつ、前記検査端子が設けられていない範囲の保護基板の表面の一部の色を、保護基板の種類に応じて異なる色にすることによって、保護基板の種類を識別するようにしてもよい。

また、検査窓１４を通して視認できる範囲内で、かつ、検査端子が設けられていない範囲に、保護基板の種類に応じて異なる形状とされた目印を設けることもできる。この目印としては、例えば、実際には検査で使用しない端子を、識別用に設けておくことが考えられる。

これらの構成とすれば、保護基板の色又は目印を確認することによって、保護基盤の種類を特定することができる。

本発明の実施形態に係る電池パックの全体構成を示す斜視図である。 図１の電池パックの一部を分解して示す斜視図である。 図２の保護基板を拡大して示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。 図１の電池パックに使用される別の種類の保護基板を示す平面図である。

符号の説明

１ 電池パック
２ 電池
３ 保護基板
４ カバー
５ ラベル
６ 出力端子
７ 出力端子
８ 出力端子
９ 検査端子
１０ 検査端子
１１ 出力窓
１２ 出力窓
１３ 出力窓
１４ 検査窓
１５ ラベル
１６〜２３ 保護基板
２４〜３８ 検査端子

Claims (9)

1. 電池と、
   前記電池に接続された保護回路の一部を構成するとともに、前記保護回路の検査を行うための検査端子を表面に有する保護基板と、
   前記保護基板の表面を覆うように設けられた被覆部材とを備え、
   前記被覆部材には、前記検査端子を露出させるための開口部が設けられ、
   前記保護基板の開口部を通して視認できる部分は、電気的特性の異なる別の種類の保護基板と識別可能に構成されていることを特徴とする電池パック。
2. 前記検査端子は、前記保護基板の種類に応じて異なる形状と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。
3. 前記開口部を通して挿入された検査ピンの先端面を前記検査端子に接触させることにより、前記保護回路の検査を行うようになっており、前記検査端子の表面積は、前記検査ピンの先端面の面積よりも大きくされていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
4. 前記保護基板の表面には、前記電池の電力を出力するための出力端子が設けられ、前記検査端子と出力端子とが同一の配線材料からなることを特徴とする請求項２又は３に記載の電池パック。
5. 前記保護基板には、前記検査端子が特定方向に並べて複数個設けられているとともに、前記開口部は、前記各検査端子の全てを露出させることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の電池パック。
6. 前記開口部は、前記各検査端子の幅寸法と同等の寸法で前記特定方向に延びて形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
7. 前記保護基板は、前記開口部を通して視認できる範囲で、かつ、前記検査端子が設けられていない範囲に、前記保護基板の種類に応じて異なる色にされた部分を有していることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電池パック。
8. 前記保護基板は、前記開口部を通して視認できる範囲内で、かつ、前記検査端子が設けられていない範囲に、前記保護基板の種類に応じて異なる形状とされた目印を有していることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電池パック。
9. 電池に保護基板を接続して保護回路を形成する工程と、
   前記保護基板の表面を覆うように被覆部材を装着する工程と、
   電気的特性の異なる種類ごとに識別可能に構成された保護基板の一部を、前記被覆部材の開口部を通して確認することにより、当該保護基板の種類を識別する工程と、
   識別された保護基板の種類に応じた検査項目で保護基板を検査する工程とを含むことを特徴とする電池パックの製造方法。

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