JP6022348B2

JP6022348B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP6022348B2
Application number: JP2012285106A
Authority: JP
Inventors: 篤史川角; 寺岡　大樹; 大樹寺岡
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103904380B; CN103904380A; JP2014127418A

Description

本発明は、直列に接続してなる複数の素電池に、電圧検出回路などの電子回路を実装する回路基板をリードを介して接続してなる電池パックに関し、とくに電動自転車や電動スクータ等の電源に最適な電池パックに関する。

電動スクータや電動自転車等、電池パックから電力を得て駆動される電気機器の普及に伴い、電池パックの高出力化が求められている。このような電池パックでは、大出力を得るために、複数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。また、素電池として体積あたりの容量が大きいリチウムイオン二次素電池等が用いられている。

複数の素電池を使用した電池パックでは、各素電池を長期にわたって安定的に使用し、また、劣化を少なくするために、各素電池の管理が重要となる。この電池パックは、例えば素電池の電圧を、電圧検出回路等の電子回路で検出して監視し、電圧が一定の範囲を超えると充放電の電流値を制限したり、充放電を停止して電池を保護している。この電池パックは、電子回路を実装する回路基板を、リード板やリード線のリードを介して各素電池に接続する必要がある。この電池パックは、図１に示すように、互いに直列に接続している各素電池１０１の電極端子をリード１０３を介して回路基板１０２に接続している。さらに、回路基板１０２に実装する電子回路１１１に動作電力を供給するために、電子回路１１１の電源ライン１１５のプラス側とマイナス側とを、直列に接続している素電池１０１のプラス側とマイナス側とに接続している。

以上の電池パックは、複数の素電池１０１を直列に接続して電池ブロック１１０とし、この電池ブロック１１０を構成する素電池１０１の電極端子にリード１０３を介して回路基板１０２を接続して組み立てられる。組み立て工程においては、電池ブロック１１０に接続しているリード１０３を回路基板１０２にハンダ付けして接続される。各リード１０３は、特定の順番で回路基板１０２に接続する必要があり、接続順によっては、回路基板１０２に実装する電子回路１１１に規定よりも高い電圧が印加されて、電池パックに設けているヒューズ１１３を溶断したり、電子回路１１１に耐圧よりも高い電圧が入力されて故障する等の弊害が発生する。たとえば、図１において、リード１０３がＡ、Ｂ、Ｃ・・・・の順番で接続されず、アースラインのＡとプラス側の電源ライン１１５のＦとが接続されて電子回路１１１が動作状態となって、Ｅのリード１０３が接続されると、電子回路１１１が素電池１０１の電圧を正確に検出できなくなって、素電池１０１が異常な電圧に上昇したと判定して、スイッチング素子１１４がオンされ、ヒューズ１１３、１１３とスイッチング素子１１４との間に設けられた加熱抵抗Ｒに電流が流れ、ヒューズ１１３を溶断する等の弊害が発生する。また、Ｄのリード１０３が接続されずにＥのリード１０３が接続されると、入力端子の電圧差が異常に大きくなって、電子回路１１１の入力側に耐圧を越える電圧が入力されて故障する等の弊害が発生する。電子回路は、ひとつの素電池の電圧検出を想定して選定されているため、多数の素電池の直列接続による高電圧に対する耐性は、設計時に考慮されておらず、この結果、定格以上の高電圧が印加されることで素子が破壊されるおそれがある。

以上の弊害を防止するために、特別な構造のコネクタを使用して、電池ブロックと回路基板とを接続する電池パックが開発されている。（特許文献１参照）

特開２０１１−２４３４２６号公報

特定のコネクタを使用する電池パックは、簡単に電池ブロックと回路基板とを接続できる。ただ、コネクタを使用する電池パックは、部品コストが高くなることに加えて、接点の接触不良を皆無にできない欠点がある。とくに、専用設計されたコネクタは、コストが高くなって、部品コストが高くなる欠点がある。この欠点は、素電池に接続しているリードを回路基板に特定の順番でハンダ付けすることで解消できる。このことを実現するには、専用の回路基板、とくにリードを接続する導電部のランドを特定の形状とする必要がある。図２は、ハンダ付けしてリード２０３を特定の順番で回路基板２０２の電子回路に接続できる回路基板２０２を示している。この回路基板２０２は、リード２０３を回路基板２０２の接続孔２１８に挿入する状態では、電子回路に接続している導電部２０５のランド２０６には接続されず、リード２０３をランド２０６にハンダ付けしてランド２０６に接続される。リードを接続孔に挿入して、電子回路に接続される回路基板は、リードを接続孔に挿入する順番を特定する必要があるが、電池ブロックと回路基板とを特定位置に連結して、全てのリードを特定の順番で接続孔に挿入することはできない。また、仮に特定の順番で接続孔に挿入できるとしても、接続孔に挿入されたリードは、確実に電子回路のランドには接続されない。したがって、リードを特定の順番で接続するランドは、ハンダ付けしてリードに接続される構造とする必要がある。図２の回路基板２０２は、このことを実現するために、接続孔２１８の周囲には導電部を設けないランド２０６を表面に設けている。このランド２０６は、接続孔２１８に挿入されたリード２０３をハンダ付けして、ハンダでリード２０３に接続される。したがって、リード２０３を順番にランド２０６にハンダ付けすることで、ハンダ付けの順番でリード２０３をランド２０６に接続できる。

しかしながら、図２の回路基板２０２は、絶縁基材２０４の表面に付着しているランド２０６にリード２０３をハンダ付けして固定するので、振動や衝撃などでランド２０６が絶縁基材２０４から剥がれやすい欠点がある。この欠点は、図３に示す回路基板３０２のように、電子回路に接続しているランド３０６を、絶縁基材３０４に設けたスルーホール３０８に接続し、このスルーホール３０８にリード３０３を挿入してハンダ付けする構造で解消できる。ただ、この構造は、リード３０３を接続孔３１８に挿入する状態で、ランド３０６に接続されるので、リード３０３を特定の順番でランド３０６に接続できず、前述したように、電池パックのヒューズが溶断され、あるいは回路基板に実装している電子回路が故障する等の弊害が発生する。

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ハンダ付けの順番でリードを理想的な順番で回路基板のランドに接続できると共に、リードを接続するランドの剥離を有効に阻止できる電池パックを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の電池パックは、互いに直列に接続してなる複数の素電池１と、この素電池１の電極端子にリード板３Ａ又はリード線からなるリード３を介して接続してなる回路基板２とを備えている。回路基板２は、絶縁基材４の表面に導電部５を設けて、導電部５に電子回路１１を実装している。さらに、回路基板２は、電子回路１１に接続され、かつリード３を介して素電池１に接続される導電部５である複数のランド６を絶縁基材４の表面に設けている。複数のランド６の少なくともひとつは、電子回路１１に接続してなる第１のランド部６Ａと、リード３がハンダ付けして接続される第２のランド部６Ｂとからなる分割ランド６Ｘとしている。分割ランド６Ｘは、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとが非接続状態で絶縁基材４の表面に配置され、かつ、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとの間には、リード３がハンダ付けされるハンダ３０で互いに接続されるハンダ付隙間７を設けている。さらに、回路基板２は、第２のランド部６Ｂに接続され、かつリード３が挿入されるスルーホール８を有し、このスルーホール８に挿入されるリード３が第２のランド部６Ｂにハンダ付けして接続され、かつ、リード３を第２のランド部６Ｂにハンダ付けしてなるハンダ３０でもって、ハンダ付隙間７の両側にある第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとを接続して、リード３を第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとを介して回路基板２の電子回路１１に接続している。

以上の電池パックは、ハンダ付けする順番でリードを回路基板のランドに接続しながら、リードがハンダ付けされるランドの剥離を有効に阻止できる特徴がある。それは、以上の電池パックの回路基板が、電子回路に接続してなる第１のランド部と、リードがハンダ付けして接続される第２のランド部とからなる分割ランドを備えており、電子回路に接続している第１のランド部と、リードを接続するスルーホールのある第２のランド部の間にハンダ付隙間を設けるので、スルーホールにリードを接続する状態では、リードが第２のランド部と第１のランド部とを介して電子回路には接続されず、第２のランド部のスルーホールに挿入しているリードを第２のランド部にハンダ付けして、第１のランド部と第２のランド部とがハンダで接続されて、リードが電子回路に接続されるからである。

本発明の電池パックは、互いに直列に接続してなる複数の素電池１で電池ブロック１０を構成し、この電池ブロック１０の最高電位の出力側に接続されたリード３が接続されるランド６のみを分割ランド６Ｘとする。
以上の電池パックは、回路基板に設ける複数のランドのうち、電池ブロックの最高電位の出力側に接続されたリードが接続されるランドのみを分割ランドとする簡単な構造としながら、複数のリードを理想的な順番で回路基板のランドにハンダ付けして接続して、組み立て工程における電子回路の故障やヒューズの溶断等の弊害を有効に防止できる。

本発明の電池パックは、ハンダ付隙間７をスリット状として、スリットの内幅を０．０１ｍｍ以上であって、０．５ｍｍ以下とすることができる。
この電池パックは、リードを第２のランド部にハンダ付けするとで、リードを確実に安定して電子回路に接続できる。それは、ハンダ付けして第１のランド部と第２のランド部とを確実に接続できるからである。

本発明の電池パックは、第２のランド部６Ｂを、スルーホール８の周囲に設けてなるループ状として、第２のランド部６Ｂの外側に第１のランド部６Ａを設けて、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとの間にハンダ付隙間７を設けることができる。
以上の電池パックは、リードを第２のランド部にハンダ付けして、第１のランド部と第２のランド部とを確実に接続できる。それは、第２のランド部にハンダ付けされるハンダが周囲に流れて、第１のランド部に接続されるからである。

本発明の電池パックは、第２のランド部６Ｂを、絶縁基材４を貫通するスルーホール８を介して絶縁基材４の裏面に設けてなる導電部５に接続することができる。
この電池パックは、耐振動強度をより向上できる特徴がある。それは、第２のランド部がスルーホールを介して絶縁基材の両面に付着している導電部に接続されるからである。

本発明の電池パックは、第２のランド部６Ｂを、複数のサブスルーホール９を介して絶縁基材４の裏面に設けてなる導電部５に接続することができる。
この電池パックは、第２のランド部をより確実に絶縁基材に固定できる。

本発明の電池パックは、回路基板２に実装される電子回路１１が、各素電池１の電圧を検出する電圧検出回路１９を備えることができる。
この電池パックは、回路基板に実装される電圧検出回路で素電池の電圧を検出することで、素電池の電圧をコントロールしながら充放電できる。

本発明の電池パックは、回路基板２に実装される電子回路１１が、各素電池１の電圧を検出する電圧検出回路１９を備え、この電圧検出回路１９に動作電力を供給する電源ライン１５のプラス側とマイナス側の何れか又は両方に接続しているランド６を分割ランド６Ｘとして、電源ライン１５を第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとリード３を介して素電池１に接続することができる。
この電池パックは、素電池から電子回路に電力供給するタイミングをコントロールできるので、電子回路の故障やヒューズの溶断を確実に防止できる。

従来の電池パックのブロック図である。従来の回路基板のランドの一例を示す平面図である。従来の回路基板のランドの他の一例を示す断面図である。本発明の一実施の形態にかかる電池パックのブロック図である。本発明の一実施の形態にかかる電池パックの概略断面図である。本発明の一実施の形態にかかる電池パックの回路基板の分割ランドを示す平面図である。図６に示す回路基板にリードをハンダ付けした状態を示す断面図であって、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面に相当する図である。図６に示す回路基板にリードをハンダ付けした状態を示す断面図であって、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面に相当する図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

以下、本発明の実施の形態に係る電池パックとして、アシスト自転車用の電源装置に適用した例を説明する。図４と図５に示す電池パックは、複数の素電池１を接続した電池ブロック１０と、素電池１に接続された回路基板２と、これらを内部に収納する外装ケース２０とで構成される。この電池パックの電池ブロック１０は、５個の素電池１を直列に接続し、これを２列に配置して並列に接続して、１０個の素電池１を５直２並に接続している。電池ブロック１０は、直列に接続する素電池１の個数で出力電圧を調整し、並列に接続する素電池１の個数で出力電流を調整して、用途に最適な電圧と電流に設定する。したがって、本発明の電池パックは、直列や並列に接続する素電池１の個数を特定するものではない。

素電池１はリチウムイオン電池である。素電池１をリチウムイオン電池とする電池パックは、容積と重量に対する出力を大きくできる。ただし、素電池には、リチウムイオン電池に代わって、リチウムポリマー電池やニッケル水素電池等も使用できる。したがって、本発明は、素電池をリチウムイオン電池に特定せず、素電池には充電できる全ての電池を使用できる。さらに、素電池１には、温度検出のための温度センサ（図示せず）が設けられている。温度センサは、素電池毎に設け、あるいは代表的な位置にある素電池のみの監視用として設けることもできる。温度センサは、回路基板２に接続されて回路基板２に実装する電子回路１１でもって、素電池１の温度で電池パックの充放電の電流をコントロールする。

電池パックは、電池ブロック１０を構成する各素電池１の異常な電圧での充放電を防止して、電池の劣化を少なくし、また安全性を保障するための電子回路１１を備える。この電子回路１１は、回路基板２に実装されて素電池１に接続される。電子回路１１は、素電池１の電圧を検出して充放電の電流をコントロールするために電圧検出回路１９を備える。回路基板２の電子回路１１は、素電池１の電極端子に接続されて、素電池１の電圧を検出する。図４と図５の電池パックは、全ての素電池１の電圧を検出するために、全ての素電池１の電極端子を回路基板２に接続している。この電池パックは、全ての素電池１を過電圧から防止できる。ただ、電池パックは、必ずしも全ての素電池の電極端子を回路基板に接続する必要はない。たとえば、直列に接続している２個あるいは３個以上の素電池を電池ユニットとして、各電池ユニットの電圧を検出して、電池ユニットを構成する素電池の電圧を検出することもできる。

さらに、図４の電池パックは、出力端子１２との間に接続されるヒューズ１３と、ヒューズ１３、１３間に接続された加熱抵抗Ｒと、異常時にオンに切り換えられて、加熱抵抗Ｒに電流を流してヒューズ１３を溶断するスイッチング素子１４とを備える。ヒューズ１３とスイッチング素子１４は、回路基板２に実装される。スイッチング素子１４は、回路基板２に実装している電子回路１１でもって、素電池１の異常な状態を検出してオン状態に切り換えられてヒューズ１３を溶断する。たとえば、何れかの素電池１の電圧が異常な電圧まで上昇すると、スイッチング素子１４がオンに切り換えられてヒューズ１３を溶断する。図４のスイッチング素子１４は、電池側と出力側に設けたヒューズ１３の中間に接続される。このスイッチング素子１４は、オン状態において、素電池１の電流で電池側のヒューズ１３を溶断し、出力側から入力される電流で出力側のヒューズ１３を溶断することができる。

さらに、回路基板２は、素電池１の電圧のみでなく、各種の電池情報（例えば電流、温度、異常状態）等を検出して充放電の電流をコントロールし、また、電池パックが接続される機器に電池情報を伝送することもできる。このことを実現する回路基板２は、電池情報を検出する検出回路やセンサと、検出回路やセンサで検出される信号を処理するマイクロコンピュータと、外部の機器に通信する通信回路（図示せず）などの実装している。さらに、回路基板２は、出力端子１２の間に、ＭＯＳＦＥＴなどの出力スイッチを設けて、電池の異常な状態で出力スイッチをオフに切り換えて、電流を遮断することもできる。

回路基板２は、リード３を介して電池ブロック１０に接続される。リード３は各素電池１の電極端子に溶接して接続され、回路基板２にハンダ付けして接続される。図５の電池パックは、素電池１を並列に接続するリード３を延長して、回路基板２に接続している。リード３は金属板からなるリード板３Ａである。リード板３Ａは薄くして電流容量を大きくできる。ただ、リードはリード線とすることもできる。リード３は、回路基板２に設けたスルーホール８に挿入され、ハンダ付けして回路基板２に接続される。

回路基板２は、絶縁基材４の表面に、銅箔などの金属箔を設けて導電部５とし、この導電部５に電子回路１１を実現する電子部品の端子をハンダ付けして接続している。さらに、回路基板２は、リード３をハンダ付けして接続するために、導電部５からなるランド６を絶縁基材４の表面に設けている。このランド６にはリード３がハンダ付けして接続され、この状態でリード３を電子回路１１に接続する。回路基板２は、電池ブロック１０に接続された複数のリード３を接続するために複数のランド６を備えており、これらのランド６のうち、少なくともひとつを、電子回路１１に接続してなる第１のランド部６Ａと、リード３がハンダ付けして接続される第２のランド部６Ｂとからなる分割ランド６Ｘとしている。

分割ランド６Ｘの平面図を図６に示す。この分割ランド６Ｘは、第１のランド部６Ａと、第１のランド部６Ａに接近して配置している第２のランド部６Ｂとからなり、第１のランド部６Ａは電子回路１１に接続している。第２のランド部６Ｂは、リード３がハンダ付けして接続される。第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂは非接続状態で絶縁基材４の表面に互いに接近して配置されて、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとの間には、リード３がハンダ付けされるハンダで互いに接続されるハンダ付隙間７を設けている。ハンダ付隙間７は、図７の断面図に示すように、リード３を第２のランド部６Ｂにハンダ付けして接続する溶融状態のハンダ３０を第２のランド部６Ｂから第１のランド部６Ａに流して、第２のランド部６Ｂと第１のランド部６Ａとを接続する隙間である。

図６の分割ランド６Ｘは、ハンダ付隙間７をスリット状としている。ハンダ付隙間７をスリット状とする分割ランド６Ｘは、溶融状態のハンダ３０でもって、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとを安定して確実に電気接続できる。ハンダ付隙間７の間隔、スリットでは内幅を、たとえば０．０１ｍｍ以上であって、０．５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上であって、０．４ｍｍ以下とする。ハンダ付隙間７は、狭くして溶融状態のハンダ３０でもって、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとを確実に安定して電気接続でき、反対に広くして、ハンダ付けしない状態において、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとを確実に非接続状態にできる。ただ、狭すぎると、ハンダ付けしない状態で第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとが接触しやすく、また、広すぎると溶融状態のハンダ３０で第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとを確実に電気接続するのが難しくなる。したがって、ハンダ付隙間７は、その形状や、溶融状態のハンダ３０の粘度等を考慮して用途に最適や形状や隙間とする。

さらに、回路基板２は、リード３を挿入するスルーホール８を設けている。スルーホール８は、絶縁基材４に設けた貫通孔１８の内面に導電部５を設けて、導電部５を絶縁基材４の表面に設けた第２のランド部６Ｂの導電部５に接続している。スルーホール８は、第２のランド部６Ｂには接続されるが、第１のランド部６Ａには接続されない。

分割ランド６Ｘの第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂは、ハンダ付隙間７を介して互いに接続されない状態にあるので、第２のランド部６Ｂのスルーホール８に挿入されてハンダ付けされないリード３は、第１のランド部６Ａに電気接続されない。したがって、リード３をスルーホール８に挿入してハンダ付けしない状態では、リード３は第１のランド部６Ａ、すなわち電子回路１１には接続されない。ハンダ付隙間７によって、第２のランド部６Ｂが第１のランド部６Ａに接続されないからである。リード３が第２のランド部６Ｂにハンダ付けして接続されると、第２のランド部６Ｂと第１のランド部６Ａとが接続される。溶融したハンダ３０が第２のランド部６Ｂから第１のランド部６Ａに流れて、ハンダ付隙間７で離された第１のランド部６Ａを第２のランド部６Ｂに接続するからである。この状態において、リード３は第２のランド部６Ｂと第１のランド部６Ａとを介して電子回路１１に接続される。この構造の分割ランド６Ｘは、回路基板２のスルーホール８にリード３を挿入して電子回路１１には接続せず、ハンダ付けして電子回路１１に接続する。この構造は、リード３をスルーホール８に挿入する順番でなく、ハンダ付けする順番で電子回路１１に接続できる。したがって、ハンダ付けする順番を特定することで、リード３を特定の順番で電子回路１１に接続できる。

図６に示す第２のランド部６Ｂは、スルーホール８の周囲に設けたループ状で、第２のランド部６Ｂの外側に第１のランド部６Ａを設けて、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとの間にハンダ付隙間７を設けている。スルーホール８は、スリット状でリード板３Ａを挿入できる形状としている。図示しないが、リード線を挿通するスルーホールは円形とする。スリット状のスルーホール８の周囲に設けた第２のランド部６Ｂは、長手方向の両端部の外側に第１のランド部６Ａを設けている。両側に設けている一対の第１のランド部６Ａは、導電部５で互いに接続され、導電部５を介して電子回路１１に接続される。図６の分割ランド６Ｘは、第２のランド部６Ｂの両端部の幅を狭くして、その外側に第１のランド部６Ａを設けて、第２のランド部６Ｂと第１のランド部６Ａとの外周縁を同一ライン状に配置している。この分割ランド６Ｘは、第２のランド部６Ｂの両側に複数の第１のランド部６Ａを設けている。この分割ランド６Ｘは、ハンダ付けされて、複数の第１のランド部６Ａを第２のランド部６Ｂに接続する。したがって、リード３は第２のランド部６Ｂと第１のランド部６Ａとを介してより確実に安定して電子回路１１に接続される。

さらに、回路基板２は、図７の断面図で示すように、第２のランド部６Ｂを、絶縁基材４を貫通するスルーホール８を介して絶縁基材４の裏面に設けている導電部５に接続している。この構造はスルーホール８の両端を、絶縁基材４の両面に配置している導電部５に接続する。すなわち、両面の導電部５をスルーホール８で連結する構造となる。この構造の第２のランド部６Ｂは、スルーホール８に挿入してハンダ付けされるリード３をより確実に回路基板２に固定できる。スルーホール８がより強固に絶縁基材４に固定されるからである。このため、この回路基板２の電池パックは、耐振動強度をより向上できる特徴がある。

さらに、図６の平面図と図８の断面図に示す回路基板２は、第２のランド部６Ｂの複数点を複数のサブスルーホール９を介して絶縁基材４の裏面に設けてなる導電部５に接続している。サブスルーホール９は、リード３を挿入するスルーホール８よりも小さく、第２のランド部６Ｂの複数点を導電部５に接続する。

図４の回路構成の電池パックは、回路基板２に実装される電子回路１１に、各素電池１の電圧を検出する電圧検出回路１９を設けて、電子回路１１に電池ブロック１０から動作電力を供給している。したがって、電子回路１１の電源ライン１５には、電池ブロック１０のプラス側とマイナス側をリード３を介して接続している。この回路構成の電池パックは、組み立て工程において、リード３を、図においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの順番で回路基板２に接続して、電子回路１１の故障やヒューズ１３の溶断を防止できる。電子回路１１は、動作状態となって、電池の電圧を検出して、電圧が異常な状態にあるとスイッチング素子１４をオンに切り換えてヒューズ１３を溶断するので、電子回路１１のプラス側、またはマイナス側を最後に回路基板２に接続することで、組み立て工程におけるヒューズ１３の溶断は防止できる。動作状態になる電子回路１１がスイッチング素子１４をオンに切り換えないからである。したがって、リード３の接続順でヒューズ１３が溶断される電池パックは、電子回路１１のプラス側、又はマイナス側のリード３を最後に接続して、ヒューズ１３の溶断を防止できる。このため、電子回路１１のプラス側又はマイナス側に接続しているランド６であって、図４において、Ａ、Ｆのいずれか又は両方のリード３を接続するランド６のみを、図６に示すように、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとに分割する構造の分割ランド６Ｘとすることで、図４において、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで示すリード３を接続するランド６を、図２で示す従来の構造としても、ランド６とリード３の電気的接触がなく、ヒューズ１３の溶断は防止でき、高電圧の印加を防止できる。また、電子回路１１の電源を最高電位側のリード３より得ることより、最高電位側のリード３が分割ランド６Ｘによって電気的に接続されていないことで、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで示すリード３を接続するランド６を、図３の断面図に示す従来の構造としても、組み立て工程におけるヒューズ１３の溶断は防止できる。
たとえば、図４において、電池ブロック１０の最高電位側のＦで示すリード３を接続するランド６のみを、図６に示すように、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとに分割する構造の分割ランド６Ｘとしてもよい。電池ブロック１０の最低電位側のＡで示すリード３を接続するランド６、及びその他のリード３を接続するランド６は、図３に示す構造であってもよい。

また、電子回路１１の電源ライン１５を電池ブロック１０に接続する状態で、素電池１の接続点１６に接続されたリード３を、図４において、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順番で電子回路１１に接続しても、電子回路１１は素電池１の異常な電圧を検出せず、電子回路１１が電池の異常な電圧を検出してスイッチング素子１４をオンに切り換えてヒューズ１３を溶断することはない。したがって、図４において、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを接続するランド６のみを、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂに分割する構造の分割ランド６Ｘとし、Ａ、Ｆを接続するランド６を、図３に示す従来の構造として、組み立て工程におけるヒューズ１３の溶断を防止できる。

したがって、本発明の電池パックは、必ずしもリード３を回路基板２に接続するすべてのランド６を、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとに分離する構造の分割ランド６Ｘとする必要はない。最も簡単な回路基板２は、電子回路１１のプラス側の電源ライン１５に接続しているランド６のみを、第１のランド部６Ａと第２のランド部６Ｂとに分割する構造の分割ランド６Ｘとして、他のランド６を図３に示す従来の構造とするものである。

本発明に係る電池パックは、電動自転車や電動スクータ用の電源として好適に利用できる。

１…素電池
２…回路基板
３…リード３Ａ…リード板
４…絶縁基材
５…導電部
６…ランド６Ｘ…分割ランド
６Ａ…第１のランド部
６Ｂ…第２のランド部
７…ハンダ付隙間
８…スルーホール
９…サブスルーホール
１０…電池ブロック
１１…電子回路
１２…出力端子
１３…ヒューズ
１４…スイッチング素子
１５…電源ライン
１６…接続点
１８…貫通孔
１９…電圧検出回路
２０…外装ケース
３０…ハンダ
１０１…素電池
１０２…回路基板
１０３…リード
１１０…電池ブロック
１１１…電子回路
１１３…ヒューズ
１１４…スイッチング素子
１１５…電源ライン
２０２…回路基板
２０３…リード
２０４…絶縁基材
２０５…導電部
２０６…ランド
２１８…貫通孔
３０２…回路基板
３０３…リード
３０４…絶縁基材
３０６…ランド
３０８…スルーホール
３１８…接続孔
Ｒ…加熱抵抗

Claims

互いに直列に接続してなる複数の素電池(1)と、この素電池(1)の電極端子にリード板(3A)又はリード線からなるリード(3)を介して接続してなる回路基板(2)とを備える電池パックであって、
前記回路基板(2)は、絶縁基材(4)の表面に導電部(5)を設けて、導電部(5)に電子回路(11)を実装しており、さらに、回路基板(2)は、前記電子回路(11)に接続され、かつ前記リード(3)を介して前記素電池(1)に接続される導電部(5)である複数のランド(6)を絶縁基材(4)の表面に設けており、
前記複数のランド(6)の少なくともひとつを、前記電子回路(11)に接続してなる第１のランド部(6A)と、リード(3)がハンダ付けして接続される第２のランド部(6B)とからなる分割ランド(6X)としており、
前記分割ランド(6X)は、前記第１のランド部(6A)と前記第２のランド部(6B)とが非接続状態で絶縁基材(4)の表面に配置され、かつ、第１のランド部(6A)と第２のランド部(6B)との間には、リード(3)がハンダ付けされるハンダ(30)で互いに接続されるハンダ付隙間(7)を設けており、
さらに、前記回路基板(2)は、前記第２のランド部(6B)に接続され、かつ前記リード(3)が挿入されるスルーホール(8)を有し、このスルーホール(8)に挿入されるリード(3)が第２のランド部(6B)にハンダ付けして接続され、かつ、前記リード(3)を第２のランド部(6B)にハンダ付けしてなるハンダ(30)でもって、ハンダ付隙間(7)の両側にある前記第１のランド部(6A)と前記第２のランド部(6B)とを接続して、前記リード(3)が第１のランド部(6A)と第２のランド部(6B)とを介して前記回路基板(2)の電子回路(11)に接続してなり、
互いに直列に接続してなる前記複数の素電池(1)で電池ブロック(10)を構成すると共に、前記電池ブロック(10)の最高電位の出力側に接続されたリード(3)が接続されるランド(6)のみを前記分割ランド(6X)としてなる電池パック。
前記ハンダ付隙間(7)がスリット状で、スリットの内幅が０．０１ｍｍ以上であって、０．５ｍｍ以下である請求項１に記載される電池パック。
前記第２のランド部(6B)が、前記スルーホール(8)の周囲に設けてなるループ状で、第２のランド部(6B)の外側に第１のランド部(6A)を設けて、第１のランド部(6A)と第２のラ
ンド部(6B)との間にハンダ付隙間(7)を設けてなる請求項１または２のいずれかに記載される電池パック。
前記第２のランド部(6B)が、絶縁基材(4)を貫通するスルーホール(8)を介して前記絶縁基材(4)の裏面に設けてなる導電部(5)に接続してなる請求項１ないし３のいずれかに記載される電池パック。
前記第２のランド部(6B)が、複数のサブスルーホール(9)を介して前記絶縁基材(4)の裏面に設けてなる導電部(5)に接続してなる請求項１ないし４のいずれかに記載される電池パック。
前記回路基板(2)に実装される電子回路(11)が、各素電池(1)の電圧を検出する電圧検出回路(19)を備える請求項１ないし５のいずれかに記載される電池パック。
前記回路基板(2)に実装される電子回路(11)が、各素電池(1)の電圧を検出する電圧検出回路(19)を備え、この電圧検出回路(19)に動作電力を供給する電源ライン(15)のプラス側とマイナス側の何れか又は両方に接続しているランド(6)が前記分割ランド(6X)で、
前記電源ライン(15)が前記第１のランド部(6A)と前記第２のランド部(6B)と前記リード(3)を介して素電池(1)に接続されてなる請求項１ないし６のいずれかに記載される電池パック。