JP6162459B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池パックに関し、特に素電池間および素電池と回路基板との間の接続構成に関する。

近年、ノートブック型やウルトラブック型、あるいはタブレット型のパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と略して記載する。）の電源として、電池パックが多く用いられている。パソコン用の電源としての電池パックにおいては、複数の円筒形素電池を備えるものが従来用いられてきたが、高いスペース効率を実現するための複数の角形素電池を備えるものが開発され、商品化されている（特許文献１〜３）。

電池パックは、複数の素電池と回路基板とが組み合わされてなるコアパックがケース内に収納された構成を有する。従来技術に係るコアパックの構成について、図９を用い説明する。
図９に示すように、従来技術に係るコアパックの一例は、４つのセルモジュール９０１〜９０４と回路基板９０５を主な要素として構成されている。各セルモジュール９０１〜９０４は、角形の外観形状を有する素電池と、各外装体の底壁外面９０１１ｄ，９０２１ｄ，９０３１ｄ，９０４１ｄに接合されたクラッド板９０１３，９０２３，９０３３，９０４３と、封口体側に取り付けられたホルダ（図示を省略。）とを有し構成されている。セルモジュール９０２，９０４は、封口体から突出した負極端子９０２１ｃ，９０４１ｃが回路基板９０５の方を向くように配置され、セルモジュール９０１，９０３は、外装体における底壁外面９０１１ｄ，９０３１ｄが回路基板９０５の方を向くように配置されている。

セルモジュール９０１とセルモジュール９０２とは、セルモジュール９０１における外装体の底壁外面９０１１ｄのクラッド板９０１３と、セルモジュール９０２の素電池における負極端子９０２１ｃとの間に接合されたブレーカ素子９２２を介して直列接続さている。同様に、セルモジュール９０２とセルモジュール９０３とは、セルモジュール９０２の素電池における外装体の底壁外面９０２１ｄに接続されたクラッド板９０２３と、セルモジュール９０３の素電池における負極端子９０３１ｃとの間に接合されたブレーカ素子９２３を介して直列接続され、セルモジュール９０３とセルモジュール９０４とは、セルモジュール９０３の素電池における外装体の底壁外面９０３１ｄに接続されたクラッド板９０３３と、セルモジュール９０４の素電池における負極端子９０４１ｃとの間に接合されたブレーカ素子９２４を介して直列接続されている。

回路基板９０５は、長尺矩形状の基板本体に複数の電子部品が実装されており（図示を省略。）、また、セルモジュール９０１〜９０４との接続のための端子ＬＰ₁〜ＬＰ₅が設けられている。回路基板９０５の端子ＬＰ₁には、セルモジュール９０４の素電池における外装体底壁外面に接続されたクラッド板９０４３にリード９１１の他端が接続され、端子ＬＰ₅には、セルモジュール９０１における素電池の負極端子９０１１ｃに接続されたブレーカ素子９２１の他端に繋がるリード９１５が接続されている。

回路基板９０５の端子ＬＰ₂には、セルモジュール９０３の素電池における外装体底壁外面に接続されたクラッド板９０３３にリード９１２の他端が接続され、端子ＬＰ₃には、セルモジュール９０２の素電池における外装体底壁外面に接続されたクラッド板９０２３にリード９１３の他端が接続され、端子ＬＰ₄には、セルモジュール９０１の素電池における外装体底壁外面に接続されたクラッド板９０１３にリード９１４の他端が接続されている。端子ＬＰ₂，ＬＰ₃，ＬＰ₄は、直列接続されたセルモジュール９０１〜９０４の中間電圧を検出するための端子である。

特開２００２−０５０３２９号公報 特開２００４−３５６０２７号公報 特開２０１０−２５１２３８号公報

しかしながら、上記従来技術に係る電池パックでは、セルモジュール９０１〜９０４と回路基板９０５の端子ＬＰ₁〜ＬＰ₅とを接続するリード９１１〜９１５の引き回しが複雑になり、リード９１１，９１３，９１５については長さも長くなって内部抵抗も増大してしまう。また、リード９１３，９１５については、隣接する素電池の外装体９０３１ａ，９０１１ａとの間での電気的な絶縁を確保するために絶縁シートなどを介挿する必要もある。

以上のように、従来技術に係る電池パックでは、コアパックにおけるリード９１１〜９１５の引き回しに起因して、パッケージの小型・薄型化を図り、製造コストの低減を図り、また、内部抵抗の低減により品質の向上を図る上で問題を有する。
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、素電池間および素電池と回路基板との間の接続のためのリードの引き回しが簡易であり、小型・薄型のパッケージを有するとともに、内部抵抗の低い電池パックを提供することを目的とする。

そこで、本発明に係る電池パックでは、次の構成を採用することを特徴とする。
本発明に係る電池パックは、複数の素電池と、当該複数の素電池に電気接続された回路基板とを備える。
複数の素電池の各々は、有底筒状の外装体と、外装体の開口を封口する封口体とを有する。

また、複数の素電池は、各々における封口体外面あるいは外装体底壁外面の何れかの素電池外面が、回路基板における１の外辺あるいは当該外辺を延長した仮想線の方を向くように、且つ、互いの外装体における側壁外面同士が対向するように隣接配置されている。
回路基板における上記１の外辺を臨む縁部には、複数の端子が設けられており、回路基板における複数の端子と複数の素電池との電気接続は、複数の素電池の各々における素電池外面に設けられた極端子を用いなされている。

本発明に係る電池パックでは、素電池外面が回路基板における１の外辺あるいは当該外辺を延長した仮想線の方を向くように配置された複数の素電池において、回路基板における複数の端子と電気接続が各々における素電池外面に設けられた極端子を用いなされている。このため、本発明に係る電池パックでは、少なくとも上記複数の素電池と回路基板との電気接続に関して素電池外装体の側面間を通過するようなリード配線が必要なく、リードの引き回しが簡易である。このため、本発明に係る電池パックでは、パッケージの小型・薄型を図ることが容易であり、また、リードの配線長を短くすることで内部抵抗の低減を図ることもできる。

本発明に係る電池パックは、次のようなバリエーション構成を採用することもできる。
（１−１） 本発明に係る電池パックは、上記複数の素電池の各々において、封口体から当該封口体外方に突出する第１極端子が設けられており、複数の素電池には、互いの外装体における側壁外面同士が対向するように隣接し、且つ、互いの外装体底壁外面が上記１の外辺あるいは上記仮想線の方（以下、「基板外辺側」と記載する。）を向くように配置された第１素電池および第２素電池が含まれている。そして、第１素電池では、封口体外面において、第１極端子と間隔をあけて第２極端子が設けられており、第２素電池に対して、第２極端子を用い電気接続がなされており、第１素電池および第２素電池の各々における外装体底壁外面には、第２極端子と同極性の第３極端子が設けられている。

また、第１素電池および第２素電池の各々における第３極端子は、リードを介して回路基板における前記複数の端子に含まれる第１端子および第２端子に電気接続されている。
なお、上記において、第１極端子とは、素電池における正極端子または負極端子の一方であり、第２極端子および第３極端子とは、互いに同極性であって、第１極端子が正極端子である場合には、負極端子であり、逆に、第１極端子が負極端子である場合には、正極端子である。

このように、第１素電池において、同極性である第２極端子と第３極端子のうち、第２極端子を封口体に設け、第３極端子を外装体底壁外面に設け、且つ、第２素電池において、外装体底壁外面に第３極端子を設けることにより、互いの素電池間での電気接続に係る配線設計を簡易にすることができ、また、上述の通り、回路基板との接続についても簡易なものとすることができる。

（１−２） 本発明に係る電池パックは、上記（１−１）の構成において、第２素電池にも、封口体外面に第１極端子と間隔をあけた状態で第２極端子が設けられており、第１素電池の第２極端子と、第２素電池の第１極端子とが、リードを介して電気接続されることにより、第１素電池と第２素電池とが直列接続されている。これにより、第１素電池と第２素電池との電気接続、および回路基板と第１素電池および第２素電池との電気接続を簡易なものとすることができる。

（１−３） 本発明に係る電池パックは、上記（１−１）または（１−２）の構成において、上記複数の素電池には、第３素電池が含まれている。第３素電池は、第１素電池に対して、第２素電池とは反対側に隣接し、且つ、封口体外面が回路基板における上記基板外辺側を向くように配置されている。そして、この第３素電池にも、封口体外面において、第１極端子と間隔をあけて第２極端子が設けられているとともに、外装体底壁外面に第２極端子と同極性の第３極端子が設けられており、第１素電池の第１極端子と第３素電池の第３極端子とが、リードを介して電気接続されている。さらに、第３素電池の第１極端子および第２極端子の各々が、リードを介して回路基板における複数の端子に含まれる第３端子および第４端子に電気接続されている。

このように、上記複数の素電池に含まれ、第１素電池に対して並設された第３素電池についても、互いに同極性の第２極端子および第３極端子を設けることで、第１素電池との接続、および回路基板における第３端子および第４端子との接続に関し、リードの引き回しを簡易なものとすることができる。
（１−４） 本発明に係る電池パックは、上記（１−３）の構成において、第３素電池は、上記複数の素電池の配列における一方の端部に配置されている。このように、第３素電池が配列の一方の端部に配置されていても、図９に示す従来技術のようにパワーライン（電力入出力線）を素電池側壁外面に沿って引き回す必要がなく、パッケージの簡易化および低コスト化、さらには内部抵抗の低減を図ることが可能となる。

（２） 本発明に係る電池パックは、上記複数の素電池の各々においては、封口体から当該封口体外方に突出する第１極端子が設けられており、複数の素電池は、各々の封口体外面が上記基板外辺側を向くように配置されているとともに、各々の封口体外面において、第１極端子と間隔をあけて第２極端子が設けられている。そして、上記複数の素電池間の電気接続、および上記複数の素電池と回路基板の複数の端子との電気接続が、第１極端子および第２極端子を用いなされている。このように、上記複数の素電池間の電気接続、および上記複数の素電池と回路基板における複数の端子との間の電気接続を、各素電池の封口体側に設けられた第１極端子および第２極端子を用いて行うことにより、素電池の外装体底壁への電気的な接続を行う必要がない。

従って、電池パックの組み立てに際して、リードの引き回しを簡易なものとすることができ、パッケージの小型化・薄型化を図ることが可能である。また、リードの引き回しに係る配線長を短くすることができるので、内部抵抗の低い電池パックとすることもできる。
本発明に係る電池パックは、上記（１−１）〜（１−４）および上記（２）の構成において、封口体がアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金（Ａｌ合金）から構成されており、第１極端子が封口体とは電気的絶縁が図られており、第２極端子が封口体外面に接合されたクラッド板である。これにより、簡易に第２極端子を設けることができ、部材コストなどの製造コストの上昇を抑えながら上記効果を得ることができる。

なお、本発明においては、パッケージに含まれる全ての素電池について、上記のような構成とすることが望ましいが、少数の素電池について、上記構成としないことも可能である。ただし、上記効果を得る上では、出来るだけパッケージに含まれる大多数の素電池が、上記構成を採用することが望ましい。

本発明の実施の形態１に係る電池パック１の外観構成を示す模式平面図である。 電池パック１の内部構成を示す模式分解斜視図である。 素電池１０１１へのクラッド板１０１２，１０１３およびホルダ１０１４の取着形態を示す模式分解斜視図である。 セルモジュール１０１〜１０４を含むモジュール群の構成を示す模式斜視図である。 （ａ）は、モジュール群におけるリード１１１の配設形態を示す図であって、図４の矢印Ａの方から見た模式平面図であり、（ｂ）は、モジュール群におけるリード１１６〜１１８の配設形態を示す図であって、（ａ）の矢印Ｂの方から見た模式端面図である。 電池パック１におけるコアパック１００の構成を示す模式ブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る電池パックにおけるコアパック２００の構成を示す模式平面図である。 コアパック２００の構成を示す模式ブロック図である。 従来技術に係る電池パックにおけるコアパックの構成を示すブロック図である。

以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下に示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態１］
１．電池パック１の外観構成
本発明の実施の形態１に係る電池パック１の外観構成について、図１を用い説明する。

図１に示すように、本発明に係る電池パック１は、パック本体１０と、当該パック本体の外辺（Ｙ軸方向下側の外辺）から延出した接続ケーブル２０、さらには接続ケーブル２０の延出端に接合されたコネクタ２１を有し構成されている。
パック本体１０は、Ｘ軸方向長さがＹ軸方向高さに比べて長い長方形状の平面形状を有し、紙面に直交する方向の厚みがこれらの４辺に比べて薄い扁平形状を有する。接続ケーブル２０は、複数本のリード線が束ねられており（例えば、１０本）、先に接続されたコネクタ２１を介して機器本体（例えば、パソコン）に接続される。

２．電池パック１の内部構成
電池パック１の内部構成について、図２を用い説明する。
図２に示すように、電池パック１は、コアパック１００と、当該コアパック１００のＺ軸方向上側に配されるケース１５０、下側に配される絶縁板１５１、さらにはケース１５０の天面と、絶縁板１５１の一部とを覆う外装ラベル１５２とを有し構成されている。

コアパック１００は、Ｘ軸方向に並設された４つのセルモジュール１０１〜１０４とセルモジュール１０１，１０２の端面に対してＹ軸方向手前側に配され、Ｘ軸方向に細長い回路基板１０５とを有し構成されている。接続ケーブル２０は、コアパック１００における回路基板１０５に一端が接続されている。なお、回路基板１０５には、複数の電子部品が実装されているが、図示を省略している。

ケース１５０は、コアパック１００の平面サイズに合わせてサイズが設定されており、Ｚ軸方向上側の壁には、各セルモジュール１０１〜１０５に対応した窓部が開けられている。これら窓部は、セルモジュール１０１〜１０４における各素電池の外装体主面の膨れ（曲率）を吸収するためのものである。
なお、図２では、外装ラベル１５２について、縁辺部分の一部が折り曲げられた形態を以って図示しているが、実際には、ケース１５０および絶縁板１５１への貼着に際して折り曲げられるものである。

３．セルモジュール１０１〜１０４の構成
コアパック１００の構成に含まれるセルモジュール１０１〜１０４の構成について、図３を用い説明する。なお、図３では、セルモジュール１０１についてだけ図示をし、それ以外のセルモジュール１０２〜１０４については、図示を省略する。
図３に示すように、セルモジュール１０１は、素電池１０１１とクラッド板１０１２，１０１３、およびホルダ１０１４との組み合わせを以って構成されている。素電池１０１１は、有底筒状の外装体１０１１ａと、その開口を塞ぐ封口体１０１１ｂとで外装が構成され、封口体１０１１ｂのＸ軸方向中央部分からは、Ｙ軸方向手前に向けて負極端子１０１１ｃが突設されている。外装体１０１１ａおよび封口体１０１１ｂは、Ａｌまたはその合金から構成されており、その外表面が当該素電池における正極端子となっている。そして、負極端子１０１１ｃは、封口体１０１１ｂとは電気的に絶縁されている。

クラッド板１０１２は、素電池１０１１の封口体１０１１ｂにおける負極端子１０１１ｃが突設された領域とＸ軸方向に隣接する領域１０１１ｅに接合され、クラッド板１０１３は、外装体１０１１ａの底壁外面に接合されている。
ホルダ１０１４は、封口体１０１１ｂのＸ軸方向右半分を覆うように配され、負極端子１０１１ｃに対応した箇所に窓部１０１４ａが開設されている。

セルモジュール１０２〜１０４についても、基本的にセルモジュール１０１と同様の構成を有する。
なお、本実施の形態では、素電池１０１１を含め、セルモジュール１０１〜１０４の素電池はリチウムイオン二次電池である。
４．セルモジュール１０１〜１０４からなるモジュール群の構成
コアパック１００の構成の内、セルモジュール１０１〜１０４で構成されたモジュール群（コアパック１００から仮に回路基板１０５を外したもの。）について、図４および図５を用い説明する。

図４に示すように、モジュール群では、４つのセルモジュール１０１〜１０４における互いの外装体側壁外面同士が対向するようにＸ軸方向に並んだ状態で配置されている。４つのセルモジュール１０１〜１０４の内、セルモジュール１０２〜１０４については、封口体外面がＹ軸方向下向きとなるように配置され、セルモジュール１０１については、封口体外面がＹ軸方向上向きとなるように配置されている。

モジュール群からは、Ｙ軸方向上向きに５つのリード１１１〜１１５が立ち上がっている。リード１１２は、セルモジュール１０３における素電池の外装体底壁外面１０３１ｄに対し、クラッド板（図３におけるクラッド板１０１３に相当。）を介して接続されている。リード１１３についても、セルモジュール１０２における素電池の外装体底壁外面１０２１ｄに対して、クラッド板（図３におけるクラッド板１０１３に相当。）を介して接続されている。

セルモジュール１０１における封口体１０１１ｂ（図３を参照。）の外面上には、ホルダ１０１４（図３を参照。）を挟んでブレーカ素子１２１が載置されており、一方の素子リードがセルモジュール１０１の素電池における負極端子１０１１ｃ（図３を参照。）に接続されており、他方の素子リードにリード１１５が接続されている。
リード１１４は、セルモジュール１０１における素電池の封口体１０１１ｂに対し、クラッド板１０１２（図３を参照。）を介して接続されている。なお、リード１１４については、回路基板１０５の端子との接続部分を除き、絶縁シートで上部が覆われている。

リード１１１は、セルモジュール１０４における素電池の外装体底壁外面１０４１ｄに対して、クラッド板（図３におけるクラッド板１０１３に相当。）を介して接続されている。図５（ａ）に示すように、リード１１１は、セルモジュール１０４における外装体底壁外面１０４１ｄの端縁で折り曲げられ、セルモジュール１０３，１０４における素電池の外装体側周面に沿ってＸ軸方向右向きに配設され、セルモジュール１０２における素電池と交差する部分からＹ軸方向上向きに延出されている。

ここで、リード１１１は、セルモジュール１０２〜１０４の各素電池における外装体との電気的な絶縁を図るために、絶縁シート１３２で回りを覆われている。また、リード１１１は、セルモジュール１０２〜１０４の各素電池における外装体からの浮き上がりを防ぐために、絶縁シート１３２を介してＰＰ（ポリプロピレン）テープ１３９が貼着されている。

なお、セルモジュール１０１〜１０３における各素電池の外装体側壁外面の一部には、隣接する素電池との間にＰＥ（ポリエチレン）テープ１３６〜１３８が貼着されている。
次に、図５（ｂ）に示すように、セルモジュール１０２〜１０４における各素電池の負極端子に対しては、ブレーカ素子１２２〜１２４が接続されている。そして、各ブレーカ素子１２２〜１２４の他方の素子リードに対しては、リード１１６〜１１８が接続されている。

リード１１６は、セルモジュール１０３における素電池の封口体１０３１ｂに対して、クラッド板（図３におけるクラッド板１０１２に相当。）を介して接続されており、リード１１７は、セルモジュール１０２における素電池の封口体１０２１ｂに対して、クラッド板（図３におけるクラッド板１０１２に相当。）を介して接続されている。
他方、リード１１８は、セルモジュール１０１における素電池の外装体底壁外面１０１１ｄに対して、クラッド板１０１３（図３を参照。）を介して接続されている。

５．セルモジュール１０１〜１０４および回路基板１０５の接続形態
セルモジュール１０１〜１０４相互の接続形態、およびセルモジュール１０１〜１０４と回路基板１０５との接続形態について、図６を用い説明する。
図６に示すように、コアパック１００においては、セルモジュール１０１〜１０４が、互いの素電池における外装体側壁外面同士が対向するように、並設されており、回路基板１０５が、セルモジュール１０１における素電池の封口体１０１１ｂ、およびセルモジュール１０２における素電池の外装体底壁外面１０２１ｄに対して１の外辺（図６におけるセルモジュール１０１，１０２に対向する下側の外辺）が対向するように配されている。

また、セルモジュール１０３およびセルモジュール１０４についても、各素電池の外装体底壁外面１０３１ｄ，１０４１ｄが、回路基板１０５における上記１の外辺を延長した仮想線と対向するように配されている。
上記のように、回路基板１０５における端子ＬＰ₁に対しては、セルモジュール１０１における素電池の外装体底壁外面１０４１ｄに対して、クラッド板１０４３およびリード１１１を介して接続されている。同様に、端子ＬＰ₂に対しては、セルモジュール１０３における素電池の外装体底壁外面１０３１ｄに対して、クラッド板１０３３およびリード１１２を介して接続され、端子ＬＰ₃に対しては、セルモジュール１０２における素電池の外装体底壁外面１０２１ｄに対して、クラッド板１０２３およびリード１１３を介して接続されている。

他のセルモジュール１０２〜１０４とは、素電池の配置方向が反対のセルモジュール１０１については、回路基板１０５の端子ＬＰ₄に対して、素電池の封口体１０１１ｂに対して、クラッド板１０１２およびリード１１４を介して接続されており、端子ＬＰ₅に対しては、素電池の負極端子１０１１ｃとの間でブレーカ素子１２１およびリード１１５を介して接続されている。

一方、セルモジュール１０１の素電池における外装体底壁外面１０１１ｄに接続されたクラッド板１０１３と、セルモジュール１０２における素電池の負極端子１０２１ｃとの間は、ブレーカ素子１２２およびリード１１８を介して接続されている。
セルモジュール１０２の素電池における封口体１０２１ｂに接続されたクラッド板１０２２と、セルモジュール１０３における素電池の負極端子１０３１ｃとの間は、ブレーカ素子１２３およびリード１１７を介して接続されている。同様に、セルモジュール１０３の素電池における封口体１０３１ｂに接続されたクラッド板１０３２と、セルモジュール１０４における素電池の負極端子１０４１ｃとの間は、ブレーカ素子１２４およびリード１１６を介して接続されている。

以上のように、コアパック１００においては、４つのセルモジュール１０１〜１０４が直列接続されており、電力の入出力経路、および中間電圧測定用のために、各セルモジュール１０１〜１０４が回路基板１０５の端子ＬＰ₁〜ＬＰ₅に接続されている。
また、図６に示すように、本実施の形態に係る電池パック１のコアパック１００においては、セルモジュール１０１における素電池の封口体１０１１ｂ、およびセルモジュール１０２〜１０４における素電池の外装体底壁外面１０２１ｄ〜１０４１ｄが、回路基板１０５における下側外辺（端子ＬＰ₁〜ＬＰ₅が設けられた側の外辺）、あるいはその延長線（仮想線）の方を向くように配置されている。そして、コアパック１００においては、セルモジュール１０１〜１０４と回路基板１０５における端子ＬＰ₁〜ＬＰ₅との接続が、セルモジュール１０１〜１０４の回路基板１０５の下側外辺の方を向いた側の封口体１０１１ｂ（負極端子１０１１ｃおよびクラッド板１０１２）および外装体底壁外面１０２１ｄ〜１０４１ｄ（クラッド板１０２３〜１０４３）を用いなされている。

従って、電池パック１では、図９に示す従来技術に係る電池パックのような、素電池外装体の側面間を通過するようなリード配線が必要なく、リード１１１〜１１５の引き回しが簡易である。よって、電池パック１では、パッケージの小型・薄型を図ることが容易であり、また、リード１１１〜１１５の配線長を短くすることで内部抵抗の低減を図ることもできる。

また、図６に示すように、コアパック１００においては、セルモジュール１０１〜１０４の相互間での接続について、回路基板１０５とは反対側を向く外装体底壁外面１０１１ｄ（クラッド板１０１３）、および封口体１０２１ｂ〜１０４１ｂ（負極端子１０２１ｃ〜１０４１ｃ、クラッド板１０２２，１０３２）を用いなされている。これによっても、パッケージの小型・薄型を図ることが容易であり、また、リード１１１〜１１５の配線長を短くすることで内部抵抗の低減を図ることもできる。

さらに、本実施の形態に係る電池パック１では、図２などに示すように、回路基板１０５におけるＸ軸方向長さが、セルモジュール１０１〜１０４の素電池における端面長手方向長さを足し合わせた長さの略半分となっている。それにもかかわらず、図６に示すような接続形態を採用することにより、複雑なリード１１１〜１１８の引き回しをすることなく、セルモジュール１０１〜１０４の相互間での接続、およびセルモジュール１０１〜１０４と回路基板１０５との間の接続が可能となっている。このため、パッケージの小型化を図りながら、内部抵抗の低減および製造コストの低減を図ることができる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係る電池パックの構成について、図面を参酌しながら説明する。なお、本実施の形態に係る電池パックの構成の内、主な特徴部分であるコアパック２００の構成に絞って説明する。
１．コアパック２００の概略構成
本実施の形態に係る電池パックは、コアパック２００を有する。

図７に示すように、コアパック２００についても、上記実施の形態１に係るコアパック１００と同様に、扁平角形のリチウムイオン電池を素電池として備えるセルモジュール２０１〜２０４と、これらに接続された回路基板２０５を備える。
ここで、コアパック２００においては、セルモジュール２０１〜２０４の各素電池における封口体外面側が回路基板２０５の下側外辺に向くように揃えて配置されている。そして、セルモジュール２０１〜２０４と回路基板２０５とは、リード２１１〜２１５により接続されている。

２．セルモジュール２０１〜２０４および回路基板２０５の接続形態
セルモジュール２０１〜２０４相互の接続形態、およびセルモジュール２０１〜２０４と回路基板２０５との接続形態について、図８を用い説明する。
図８に示すように、本実施の形態に係るコアパック２００では、セルモジュール２０１〜２０４の各素電池において、封口体２０１１ｂ〜２０４１ｂにおける負極端子２０１１ｃ〜２０４１ｃと間隔をあけた部分にクラッド板２０１２〜２０４２が接続されている。

一方、セルモジュール２０１〜２０４の各素電池では、外装体底壁外面２０１１ｄ〜２０４１ｄにはクラッド板は接続されていない。
コアパック２００では、上述の通り、セルモジュール２０１〜２０４の素電池における各封口体２０１１ｂ〜２０４１ｃの外面が回路基板２０５の下側外辺の方を向くように揃えて配置されている。セルモジュール２０１の素電池における負極端子２０１１ｃと、回路基板２０５の端子ＬＰ₅とは、ブレーカ素子２２１およびリード２１５を介して接続されている。セルモジュール２０４の素電池における封口体２０４２に接続されたクラッド板２０４２と、回路基板２０５の端子ＬＰ₁とは、リード２１１を介して接続されている。

セルモジュール２０１の素電池における封口体２０１１ｂに接続されたクラッド板２０１２と、セルモジュール２０２の素電池における負極端子２０２１ｃとの間は、ブレーカ素子２２２を介して接続されている。また、セルモジュール２０１のクラッド板２０１２と、回路基板２０５の端子ＬＰ₄との間は、リード２１４を介して接続されている。
セルモジュール２０２の素電池における封口体２０２１ｂに接続されたクラッド板２０２２と、セルモジュール２０３の素電池における負極端子２０３１ｃとの間は、ブレーカ素子２２３を介して接続されている。また、セルモジュール２０２のクラッド板２０２２と、回路基板２０５の端子ＬＰ₃との間は、リード２１３を介して接続されている。

セルモジュール２３２の素電池における封口体２０３１ｂに接続されたクラッド板２０３２と、セルモジュール２０４の素電池における負極端子２０４１ｃとの間は、ブレーカ素子２２４を介して接続されている。また、セルモジュール２０３のクラッド板２０３２と、回路基板２０５の端子ＬＰ₂との間は、リード２１２を介して接続されている。
以上のように、本実施の形態に係るコアパック２００においても、４つのセルモジュール２０１〜２０４が直列接続されており、電力の入出力経路、および中間電圧測定用のために、各セルモジュール２０１〜２０４が回路基板２０５の端子ＬＰ₁〜ＬＰ₅に接続されている。そして、本実施の形態に係るコアパック２００では、セルモジュール２０１〜２０４について、各素電池の封口体２０１１ｂ〜２０４１ｂが回路基板２０５の下側外辺の方に向くように配置し、封口体２０１１ｂ〜２０４１ｂにクラッド板２０１２〜２０４２を接続することで、セルモジュール２０１〜２０４同士の接続、およびセルモジュール２０１〜２０４と回路基板２０５との接続について、素電池の外装体側壁に沿った引き回しを行う必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。また、これにより、パッケージの小型化・軽量化を図ることができるとともに、内部抵抗の低減を図ることができる。

また、本実施の形態に係るコアパック２００では、セルモジュール２０１〜２０４の外装体底壁外面を用いた電気的な接続を行っておらず、リードの引き回しが簡易なものとすることができている。また、これにより、リード接続の際に、セルモジュール２０１〜２０５と回路基板２０５との間の領域に対してだけ接続のための治工具を挿入すればよく、製造効率の向上を図ることができる。

［その他の事項］
上記実施の形態１，２では、コアパック１００，２００に各４つのセルモジュール１０１〜１０４，２０１〜２０４を備える構成を一例としたが、コアパックの構成に含まれる素電池の数については、これに限定を受けるものではない。例えば、３つの素電池を備える構成とすることもできるし、５つ以上の構成とすることもできる。５つ以上の素電池を含む構成とする場合において、回路基板に対する素電池の配置を、上記実施の形態１，２と同様とすることで上記同様の効果を得ることができる。

ただし、必ずしも構成中に含まれる全ての素電池について、回路基板との配置形態および接続形態を上記実施の形態１，２と同様とする必要はなく、設計の自由度などの観点を考慮して、一部について異なる配置形態および接続形態とすることもできる。例えば、１つの素電池については、図９に示す従来技術の構成とすることもできる。この場合においても、残りの素電池について、上記実施の形態１，２と同様の配置形態および接続形態とすることにより、残りの素電池の分については、上記効果を得ることが可能となる。

また、上記実施の形態１，２では、４つのセルモジュール１０１〜１０４，２０１〜２０４について、素電池が直列（４直）となった形態を一例として採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の素電池が並列接続されている形態を採用することもできるし、直並列接続されている形態を採用することもできる。
また、上記実施の形態１，２では、４つのセルモジュール１０１〜１０４，２０１〜２０４の各素電池について、扁平角形のリチウムイオン電池としたが、電池種類や外観形状などについては、これに限定されるものではない。例えば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などのアルカリ電池を素電池として採用することもできる。また、外観形状については、例えば、円筒形やガム形などのものを採用することもできる。

また、図３に示すように、セルモジュール１０１における素電池１０１１について、封口体１０１１ｂから負極端子１０１１ｃが突設され、その他の外装体１０１１ａおよび封口体１０１１ｂが正極を構成することとしたが、逆であっても構わない。即ち、封口体から突設された端子が正極であり、ふぉの他の外装体および封口体が負極であってもよい。
また、上記実施の形態１，２では、コアパック１００，２００において、全てのセルモジュール１０１〜１０４，２０１〜２０４が外装体の側壁外面同士が対向するように平面配置されることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、一部のセルモジュールが、素電池厚み方向に積層された配置形態を採用することもできる。図４に示すようなモジュール群を２つあるいは３つ準備し、これらをＺ軸方向に積層することもできる。

また、図１，２に示すように、上記実施の形態１では、電池パック１と外部機器との接続のために、先端にコネクタ２１が接続された接続ケーブル２０を回路基板１０５から延出する形態を一例としたが、回路基板１０５にコネクタ２１を直接取り付けた形態を採用することもできる。
また、図２に示すように、上記実施の形態１では、コアパック１００を、ケース１５０と絶縁板１５１とで構成される内部に収納する構成を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、コアパック１００に対して、Ｘ−Ｙ方向に外壁を有する枠状のケースで側周を取り囲み、残りの露出部分について、外装ラベルで被覆するという構成を採用することもできる。

また、上記実施の形態１，２では、素電池の外装体および封口体をＡｌまたはＡｌ合金で構成することとしたが、外装体および封口体の構成材料については、これに限定されるものではない。例えば、樹脂などの電気絶縁材料であってもよい。この場合には、クラッド板ではなく、各極端子を封口体外面および外装体底壁外面などに形成することが必要となる。

また、外装体および封口体について、ニッケル鍍金鋼鈑などを用い形成する場合には、リードあるいはブレーカ素子との接続のためにクラッド板を介挿する必要はなく、直接接続することもできる。
また、上記実施の形態１，２では、隣接するセルモジュール１０１〜１０４，２０１〜２０４間にブレーカ素子１２２〜１２４，２２２〜２２４を介挿することとしたが、これらのブレーカ素子については、素電池の種類などによっては必ずしも必要ではない。

本発明は、パッケージの小型化・軽量化と製造コストの低減とを図ることができ、内部抵抗の低い電池パックを実現するのに有用である。

１．電池パック
１０．パック本体
２０．接続ケーブル
２１．コネクタ
１００，２００．コアパック
１０１〜１０４，２０１〜２０４．セルモジュール
１０５，２０５．回路基板
１１１〜１１８，２１１〜２１５．リード
１２１〜１２４，２２１〜２２４．ブレーカ素子
１３２．絶縁シート
１３６〜１３８．ＰＥテープ
１３９．ＰＰテープ
１５０．ケース
１５１．絶縁板
１５２．外装ラベル
１０１１．素電池
１０１２，１０１３．クラッド板
１０１４．ホルダ

Claims (5)

1. 複数の素電池と、当該複数の素電池に電気接続された回路基板とを備える電池パックであって、
   前記複数の素電池の各々は、有底筒状の外装体と、当該外装体の開口を封口する封口体とを有し、
   前記複数の素電池は、各々における前記封口体外面あるいは前記外装体底壁外面の何れかの素電池外面が、前記回路基板における１の外辺あるいは当該外辺を延長した仮想線の方を向くように、且つ、互いの外装体における側壁外面同士が対向するように隣接配置されており、
   前記回路基板における前記１の外辺を臨む縁部には、複数の端子が設けられており、
   前記回路基板における複数の端子と前記複数の素電池との電気接続は、前記複数の素電池の各々における前記素電池外面に設けられた極端子を用いなされており、
   前記複数の素電池の各々においては、前記封口体から当該封口体外方に突出する第１極端子が設けられており、
   前記複数の素電池には、互いの外装体における側壁外面同士が対向するように隣接し、且つ、互いの前記外装体底壁外面が前記１の外辺あるいは前記仮想線の方を向くように配置された第１素電池および第２素電池が含まれており、
   前記第１素電池では、前記封口体外面において、前記第１極端子と間隔をあけて第２極端子が設けられており、前記第２素電池に対して、前記第２極端子を用い電気接続がなされており、
   前記第１素電池および前記第２素電池の各々における前記外装体底壁外面には、前記第２極端子と同極性の第３極端子が設けられており、
   前記第１素電池および前記第２素電池の各々における前記第３極端子は、リードを介して前記回路基板における前記複数の端子に含まれる第１端子および第２端子に電気接続されている
   ことを特徴とする電池パック。
   
2. 前記第２素電池にも、前記封口体外面において、前記第１極端子と間隔をあけて第２極端子が設けられており、
   前記第１素電池の前記第２極端子と、前記第２素電池の前記第１極端子とが、リードを介して電気接続されることにより、前記第１素電池と前記第２素電池とが直列接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記複数の素電池には、前記第１素電池に対して、前記第２素電池とは反対側に隣接し、且つ、前記封口体外面が前記１の外辺あるいは前記仮想線の方を向くように配置された第３素電池が含まれており、
   前記第３素電池にも、前記封口体外面において、前記第１極端子と間隔をあけて第２極端子が設けられているとともに、前記外装体底壁外面に前記第２極端子と同極性の第３極端子が設けられており、
   前記第１素電池の前記第１極端子と前記第３素電池の前記第３極端子とが、リードを介して電気接続されており、
   前記第３素電池の前記第１極端子および前記第２極端子の各々が、リードを介して前記回路基板における前記複数の端子に含まれる第３端子および第４端子に電気接続されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。
4. 前記第３素電池は、前記複数の素電池の配列における一方の端部に配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 前記封口体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されており、
   前記第１極端子は、前記封口体とは電気的絶縁が図られており、
   前記第２極端子は、前記封口体外面に接合されたクラッド板である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

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