JP7177674B2

JP7177674B2 - バッテリパック

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Publication number: JP7177674B2
Application number: JP2018225403A
Authority: JP
Inventors: 徹山田; 秀行田賀
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2038-11-30
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Description

本発明は、電動工具といった電気機器に用いられるバッテリパックに関する。

特許文献１に、バッテリパックが開示されている。このバッテリパックは、互いに平行に支持された複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルを電気的に接続する複数のリード板とを備える。各々のバッテリセルは、少なくとも一つのバッテリセルと並列に接続されているとともに、他のバッテリセルと直列に接続されている。

特開２０１２－９９３０７号公報

通常、バッテリパックの小型化を図るために、複数のバッテリセルは互いに近接して配置されている。そのような複数のバッテリセルにおいて、並列に接続された二つのバッテリセルが隣り合っていると、一方のバッテリセルで短絡が生じたときに、他方の健全なバッテリセルもダメージを受けることがある。即ち、一方のバッテリセルで短絡が生じると、そのバッテリセルを通じて他方のバッテリセルも短絡される。その結果、一方のバッテリセルで短絡が生じたときは、並列に接続された二つのバッテリセルのそれぞれに大きな電流が流れてしまう。この状況下で、それら二つのバッテリセルが隣り合っていると、健全なバッテリセルは、自らが発熱するだけでなく、短絡したバッテリセルからの伝熱によっても加熱されてしまう。その結果、健全なバッテリパックについても、その温度が過度に上昇することによって、ダメージを受けることがある。本明細書は、このような問題を少なくとも部分的に解決し得る技術を提供する。

本明細書が開示するバッテリパックは、互いに平行に支持された複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルを電気的に接続する複数のリード板とを備える。複数のバッテリセルの各々は、第１面に対向する第１端と、第１面に平行な第２面に対向する第２端とを有する。複数のリード板は、第１面に沿って配列された少なくとも一つの第１リード板と、第２面に沿って配列された少なくとも一つの第２リード板とを含む。複数のバッテリセルは、第１列に配置された少なくとも一つの第１バッテリセルと、第１列に隣接している第２列に配置された少なくとも一つの第２バッテリセルと、第２列に隣接している第３列に配置された少なくとも一つの第３バッテリセルと、第３列に隣接している第４列に配置された少なくとも一つの第４バッテリセルとを含む。少なくとも一つの第１バッテリセルと、少なくとも一つの第２バッテリセルは、直列に接続されている。少なくとも一つの第１バッテリセルの各々には、少なくとも一つの第３バッテリセルの一つが並列に接続されており、少なくとも一つの第２バッテリセルの各々には、少なくとも一つの第４バッテリセルの一つが並列に接続されている。

上記した構成によると、互いに並列に接続された任意の二つのバッテリセルが、隣り合うことを禁止することができる。これにより、いずれかのバッテリセルで短絡が生じたときに、そのバッテリセルと並列に接続されたバッテリセルまでダメージを受けることが抑制される。

実施例１のバッテリパック１０の外観を示す斜視図。バッテリパック１０の分解図。バッテリホルダ１４の分解図。複数のバッテリセル１２、複数のリード板２０、２２及び回路基板１６の位置関係を示す正面図。図４から図７において、バッテリホルダ１４の図示は省略されている。複数のバッテリセル１２、複数のリード板２０、２２及び回路基板１６の位置関係を示す左側面図。複数のバッテリセル１２、複数のリード板２０、２２及び回路基板１６の位置関係を示す右側面図。図５の左側面図から、複数のリード板２０を取り除いた図。複数のバッテリセル１２の電気的な接続構成を示す回路図。実施例２のバッテリパック１１０の構成を模式的に示す図。実施例２のバッテリパック１１０について、複数のバッテリセル１２の電気的な接続構成を示す回路図。実施例３のバッテリパック２１０の構成を模式的に示す図。実施例３のバッテリパック２１０について、複数のバッテリセル１２の電気的な接続構成を示す回路図。実施例４のバッテリパック３１０の構成を模式的に示す図。実施例４のバッテリパック３１０について、複数のバッテリセル１２の電気的な接続構成を示す回路図。

本技術の一実施形態において、少なくとも一つの第１バッテリセルは、第１列に沿って配列された複数の第１バッテリセルを含み、少なくとも一つの第３バッテリセルは、第３列に沿って配列された複数の第３バッテリセルを含んでもよい。

上記に加えて、又は代えて、少なくとも一つの第２バッテリセルは、第２列に沿って配列された複数の第２バッテリセルを含み、少なくとも一つの第４バッテリセルは、第４列に沿って配列された複数の第４バッテリセルを含んでもよい。

本技術の一実施形態において、複数の第１バッテリセルと、複数の第２バッテリセルは、一つずつ交互に直列に接続されていてもよい。但し、他の実施形態として、複数の第１バッテリセルと、複数の第２バッテリセルは、二つ（又はそれ以上）ずつ交互に直列に接続されてもよい。複数の第１バッテリセルと及び複数の第２バッテリセルが直列に接続された回路構造において、第１バッテリセル及び第２バッテリセルの位置関係（即ち、並び順）は、適宜設計することができる。

本技術の一実施形態において、複数の第１バッテリセル及び複数の第３バッテリセルは、第１端に正極を有するとともに第２端に負極を有してもよい。即ち、複数の第１バッテリセル及び複数の第３バッテリセルは、互いに同じ向きで配置されていてもよい。加えて、複数の第２バッテリセル及び複数の第４バッテリセルは、第１端に負極を有するとともに第２端に正極を有してもよい。即ち、複数の第２バッテリセル及び複数の第４バッテリセルは、互いに同じ向きで配置されており、かつ、複数の第１バッテリセル及び複数の第３バッテリセルとは異なる向きで配置されていてもよい。

上記した実施形態において、複数の第１リード板には、一又は複数の第１多列リード板が含まれてもよい。この場合、各々の第１多列リード板は、複数の第１バッテリセルの一つの正極と、複数の第２バッテリセルの一つの負極と、複数の第３バッテリセルの一つの正極と、複数の第４バッテリセルの一つの負極とに接続されていてもよい。

上記した実施形態において、複数の第１多列リード板は、第１列に平行な方向に沿って配列されてもよい。このような構成によると、二以上の第１多列リード板が互いに交差することを避けることができる。

上記した実施形態において、複数の第１多列リード板は、互いに同じ形状を有するとともに、互いに同じ姿勢で配置されていてもよい。このような構成によると、バッテリパックの構造が簡素となり、その設計や製造を容易とすることができる。

本技術の一実施形態において、上述した複数の第１リード板に係る構成の一部又は全部が、複数の第２リード板にも同様に採用されてもよい。即ち、複数の第２リード板には、一又は複数の第２多列リード板が含まれてもよい。この場合、各々の第２多列リード板は、複数の第１バッテリセルの一つの負極と、複数の第２バッテリセルの一つの正極と、複数の第３バッテリセルの一つの負極と、複数の第４バッテリセルの一つの正極とに接続されていてもよい。

上記した実施形態において、複数の第２多列リード板は、第１列に平行な方向に沿って配列されてもよい。このような構成によると、二以上の第２多列リード板が互いに交差することを避けることができる。

上記した実施形態において、複数の第２多列リード板は、互いに同じ形状を有するとともに、互いに同じ姿勢で配置されていてもよい。このような構成によると、バッテリパックの構造が簡素となり、その設計や製造を容易とすることができる。

上記した実施形態において、第２多列リード板は、第１多列リード板と異なる形状を有してもよい。即ち、第１多列リード板と第２多列リード板の形状は、それぞれ個別に設計することができる。

本技術の一実施形態において、複数のバッテリセルは、千鳥状に配置されていてもよい。例えば、第１列の第１バッテリセルを、第２列に向けて垂直に移動させたときに、第１バッテリセルと第２バッテリセルとが完全に重ならず、少なくとも僅かにずれてもよい。第２バッテリセルと第３バッテリセルとの間の位置関係、及び、第３バッテリセルと第４バッテリセルとの間の位置関係についても同様である。その一方で、第１列の第１バッテリセルを第３列へ垂直に移動させたときに、第１バッテリセルと第３バッテリセルは、完全に重なってもよいし、あるいは、少なくとも僅かにずれてもよい。

本技術の一実施形態において、複数の第１バッテリセルと、複数の第２バッテリセルは、二つずつ交互に直列に接続されていてもよい。即ち、例えば、第１バッテリセル、第１バッテリセル、第２バッテリセル、第２バッテリセル、第１バッテリセル、第１バッテリセル、・・・の順で直列に接続されていてもよい。

本技術の一実施形態では、複数の第１バッテリセルが、第１列に沿って、交互に向きを変えて配列されているとともに、複数の第３バッテリセルが、第３列に沿って、交互に向きを変えて配列されていてもよい。加えて、又は代えて、複数の第２バッテリセルが、第１列に沿って、交互に向きを変えて配列されているとともに、複数の第４バッテリセルが、第３列に沿って、交互に向きを変えて配列されていてもよい。

本技術の一実施形態では、少なくとも一つの第１リード板に、複数の第１バッテリセルのなかで隣接する二つの第１端と、複数の第３バッテリセルのなかで隣接する二つの第１端とに接続されたリード板が含まれてもよい。加えて、又は代えて、少なくとも一つの第１リード板には、複数の第２バッテリセルのなかで隣接する二つの第１端と、複数の第４バッテリセルのなかで隣接する二つの第１端とに接続されたリード板が含まれてもよい。

上記に加えて、少なくとも一つの第２リード板には、複数の第１バッテリセルのうちの一つと、複数の第２バッテリセルのうちの一つと、複数の第３バッテリセルのうちの一つと、複数の第４バッテリセルのうちの一つとに接続されたリード板が含まれてもよい。

本技術の一実施形態において、バッテリパックは、バッテリセル、少なくとも一つの第１リード板及び少なくとも一つの第２リード板を互いに固定するバッテリホルダをさらに備えてもよい。加えて、バッテリパックは、バッテリホルダを収容するハウジングをさらに備えてもよい。なお、バッテリホルダやハウジングの具体的な構成は特に限定されない。

（実施例）図面を参照して、実施例１のバッテリパック１０について説明する。本実施例のバッテリパック１０は、再充電可能な蓄電装置であり、電動工具といった電気機器（図示省略）に電力を供給する電源として、電気機器に着脱可能に取り付けられる。図１、図２に示すように、バッテリパック１０は、複数のバッテリセル１２、複数のバッテリセル１２を保持するバッテリホルダ１４、及び、バッテリホルダ１４に固定されているととともに、複数のバッテリセル１２と電気的に接続された回路基板１６を備える。また、バッテリパック１０は、複数のバッテリセル１２、バッテリホルダ１４及び回路基板１６を収容しているハウジング１８を備える。

複数のバッテリセル１２は、バッテリホルダ１４によって、互いに平行に保持されている。各々のバッテリセル１２は、再充電可能なバッテリセルである。一例ではあるが、本実施例における各々のバッテリセル１２は、リチウムイオンバッテリセルであり、略４ボルトの公称電圧を有する。また、複数のバッテリセル１２の合計数は３２本であり、互いに並列に接続された２本のバッテリセル１２を一組として、１６組のバッテリセル１２が直列に接続されている。これにより、バッテリパック１０は、略６４ボルトの公称電圧を有している。

バッテリホルダ１４は、絶縁材料（例えば、樹脂材料）で構成されている。詳しくは後述するが、バッテリホルダ１４には、複数の第１リード板２０及び複数の第２リード板２２が組み込まれている。複数の第１リード板２０は、バッテリホルダ１４の一方の側壁に配置されており、複数の第２リード板２２は、バッテリホルダ１４の他方の側壁に配置されている。複数のバッテリセル１２は、複数の第１リード板２０及び複数の第２リード板２２を介して、互いに電気的に接続されている。また、各々の第１リード板２０及び各々の第２リード板２２は、回路基板１６に電気的に接続されている。

回路基板１６は、複数の第１リード板２０及び複数の第２リード板２２を介して、複数のバッテリセル１２に電気的に接続されている。回路基板１６は、各々の第１リード板２０及び各々の第２リード板２２の電圧を検出可能であり、それによって、各々のバッテリセル１２の電圧を把握することができる。加えて、回路基板１６には、電気機器と接続するための複数の外部接続端子２４が設けられている。複数の外部接続端子２４には、一対の電力端子と、いくつかの通信端子とが含まれている。一対の電力端子は、複数のバッテリセル１２と電気的に接続されており、複数のバッテリセル１２からの放電電力を電気機器へ出力する。また、一対の電力端子は、充電器（図示省略）と電気的に接続し、充電器から複数のバッテリセル１２への充電電力を受け入れる。通信端子は、回路基板１６に設けられたプロセッサ（図示省略）に接続されている。

ハウジング１８は、略直方体の外形を有しており、樹脂材料で構成されている。ハウジング１８の上面には、電気機器と係合するための係合構造１８ａや、電気機器の接続端子を受け入れる複数の開口部１８ｂ（例えばスリット）が形成されている。複数の開口部１８ｂの内部には、回路基板１６上の複数の外部接続端子２４がそれぞれ配置されている。なお、ここで説明するハウジング１８の構成は一例であり、ハウジング１８の具体的な構成については適宜変更することができる。

次に、図３を参照して、バッテリホルダ１４の構造について説明する。バッテリホルダ１４は、第１ホルダ本体２６と第２ホルダ本体２８とを備える。第１ホルダ本体２６と第２ホルダ本体２８は、複数のバッテリセル１２を挟んで互いに固定されており、複数のバッテリセル１２を平行に保持している。バッテリホルダ１４はさらに、第１ホルダカバー３０と第２ホルダカバー３２とを備える。第１ホルダカバー３０は、複数の第１リード板２０を挟んで、第１ホルダ本体２６に取り付けられており、複数の第１リード板２０を第１ホルダ本体２６に対して（即ち、複数のバッテリセル１２に対して）固定している。第２ホルダカバー３２は、複数の第２リード板２２を挟んで、第２ホルダ本体２８に取り付けられており、複数の第２リード板２２を第２ホルダ本体２８に対して（即ち、複数のバッテリセル１２に対して）固定している。

第１ホルダカバー３０と複数の第１リード板２０との間には、第１外側防水シート３４が設けられており、複数の第１リード板２０と第１ホルダ本体２６との間には、第１内側防水シート３６が設けられている。第１外側防水シート３４及び第１内側防水シート３６は、シリコーンゴムで構成されており、水分や微細な異物の侵入を禁止する。なお、複数の第１リード板２０は、ラミネート加工により、一対のフィルム２１間で一体的に保持されている。同様に、第２ホルダカバー３２と複数の第２リード板２２との間には、第２外側防水シート３８が設けられており、複数の第２リード板２２と第２ホルダ本体２８との間には、第２内側防水シート４０が設けられている。第２外側防水シート３８及び第２内側防水シート４０もまた、シリコーンゴムで構成されており、水分や微細な異物の侵入を禁止する。複数の第２リード板２２についても、ラミネート加工により、一対のフィルム２３間で一体的に保持されている。なお、各々の防水シート３４、３６、３８、４０は、シリコーンゴムに限定されず、例えばエラストマーといった他の高分子材料のような、その他の遮水性を有する柔軟な材料で構成されてもよい。

次に、複数の第１リード板２０及び複数の第２リード板２２について詳細に説明する。なお、図４－図６では、バッテリホルダ１４の図示が省略されている。図４－図６に示すように、複数の第１リード板２０は、第１面Ｐ１に沿って配列されており、複数の第２リード板２２は、第２面Ｐ２に沿って配列されている。そして、複数のバッテリセル１２の各々は、第１面Ｐ１に対向する第１端１２ａと、第１面Ｐ１に平行な第２面Ｐ２に対向する第２端１２ｂとを有する。なお、複数のバッテリセル１２の向きは同一ではない。即ち、一部のバッテリセル１２は、第１端１２ａに正極を有するとともに第２端１２ｂに負極を有し、他のバッテリセル１２は、第１端１２ａに負極を有するとともに、第２端１２ｂに正極を有する。

各々の第１リード板２０は、第１面Ｐ１に沿って位置する第１メイン部分２０ａと、回路基板１６に接続された第１ターミナル部分２０ｂとを有する。第１メイン部分２０ａは、複数のバッテリセル１２の少なくとも一つの第１端１２ａ（即ち、正極又は負極）に接続されている。特に限定されないが、本実施例では、第１メイン部分２０ａが、少なくとも一つのバッテリセル１２の第１端１２ａにスポット溶接（抵抗溶接）によって接合されている。一方、第１ターミナル部分２０ｂは、回路基板１６にはんだ付けによって接合されている。

同様に、各々の第２リード板２２は、第２面Ｐ２に沿って位置する第２メイン部分２２ａと、回路基板１６に接続された第２ターミナル部分２２ｂとを有する。第２メイン部分２２ａは、複数のバッテリセル１２の少なくとも一つの第２端１２ｂ（即ち、正極又は負極）に接続されている。特に限定されないが、本実施例では、第２メイン部分２２ａが、少なくとも一つのバッテリセル１２の第２端１２ｂにスポット溶接（抵抗溶接）によって接合されている。一方、第２ターミナル部分２２ｂは、回路基板１６にはんだ付けによって接合されている。

図７、図８に示すように、複数のバッテリセル１２は、第１列Ａに沿って配列されている複数の第１バッテリセル１２Ａと、第１列Ａに隣接している第２列Ｂに沿って配列された複数の第２バッテリセル１２Ｂと、第２列Ｂに隣接している第３列Ｃに沿って配列された複数の第３バッテリセル１２Ｃと、第３列Ｃに隣接している第４列Ｄに沿って配列された複数の第４バッテリセル１２Ｄとを含む。特に限定されないが、第１バッテリセル１２Ａ、第２バッテリセル１２Ｂ、第３バッテリセル１２Ｃ及び第４バッテリセル１２Ｄの数は互いに等しく、その数は８本である。また、第１列Ａから第４列Ｄは互いに平行であり、第１列Ａから第４列Ｄの各々において、バッテリセル１２の中心軸は同一平面上に位置している。

複数の第１バッテリセル１２Ａと複数の第２バッテリセル１２Ｂは、一つずつ交互に直列に接続されている。特に、互いに隣接する二つの第１バッテリセル１２Ａは、それらに最も隣接する一つの第２バッテリセル１２Ｂを介して、直列に接続されている。そして、複数の第１バッテリセル１２Ａの各々には、複数の第３バッテリセル１２Ｃの一つが並列に接続されている。また、複数の第２バッテリセル１２Ｂの各々には、複数の第４バッテリセル１２Ｄの一つが並列に接続されている。従って、複数の第３バッテリセル１２Ｃと複数の第４バッテリセル１２Ｄについても、交互に直列に接続されている。そして、互いに隣接する二つの第３バッテリセル１２Ｃは、それらに最も隣接する一つの第４バッテリセル１２Ｄを介して、直列に接続されている。

上記した構成によると、互いに並列に接続された任意の二つのバッテリセル１２が、隣り合うことを禁止することができる。例えば、各々の第１バッテリセル１２Ａは、隣接する第２バッテリセル１２Ｂでなく、一つの第３バッテリセル１２Ｃと並列に接続されている。同様に、各々の第２バッテリセル１２Ｂは、隣接する第１バッテリセル１２Ａ又は第３バッテリセル１２Ｃでなく、一つの第４バッテリセル１２Ｄと並列に接続されている。これにより、いずれかのバッテリセル１２で短絡が生じたときに、そのバッテリセル１２と並列に接続されたバッテリセル１２までダメージを受けることが抑制される。

本実施例のバッテリパック１０では、複数の第１バッテリセル１２Ａ及び複数の第３バッテリセル１２Ｃは、第１端１２ａに正極を有するとともに第２端１２ｂに負極を有している。即ち、複数の第１バッテリセル１２Ａ及び複数の第３バッテリセル１２Ｃは、互いに同じ向きで配置されている。加えて、複数の第２バッテリセル１２Ｂ及び複数の第４バッテリセル１２Ｄは、第１端１２ａに負極を有するとともに第２端１２ｂに正極を有している。即ち、複数の第２バッテリセル１２Ｂ及び複数の第４バッテリセル１２Ｄは、互いに同じ向きで配置されており、かつ、複数の第１バッテリセル１２Ａ及び複数の第３バッテリセル１２Ｃとは異なる向きで配置されている。

本実施例のバッテリパック１０では、両端に位置する第１リード板２０（２０Ｘ、２０Ｙ）を除いて、各々の第１リード板２０に、第１多列リード板が採用されている（図５参照）。各々の第１多列リード板２０は、第１列Ａから第４列Ｄに亘って延びており、複数の第１バッテリセル１２Ａのうちの一つの正極と、複数の第２バッテリセル１２Ｂのうちの一つの負極と、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つの正極と、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つの負極とに接続されている。

複数の第１多列リード板２０は、第１列Ａに平行な方向に沿って配列されている。これにより、二以上の第１多列リード板２０が、互いに近接又は交差することを避けている。特に限定されないが、複数の第１多列リード板２０は、互いに同じ形状を有するとともに、互いに同じ姿勢で配置されていてもよい。このような構成によると、バッテリパック１０の構造が簡素となり、その設計や製造を容易とすることができる。なお、第１多列リード板２０の具体的な形状については、例えば複数のバッテリセル１２の配列に応じて、適宜設計することができる。

本実施例のバッテリパック１０では、各々の第２リード板２２に、第２多列リード板が採用されている（図６参照）。各々の第２多列リード板２２は、第１列Ａから第４列Ｄに亘って延びており、複数の第１バッテリセル１２Ａのうちの一つの負極と、複数の第２バッテリセル１２Ｂのうちの一つの正極と、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つの負極と、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つの正極とに接続されている。

複数の第２多列リード板２２は、第１列Ａに平行な方向に沿って配列されている。これにより、二以上の第２多列リード板２２が、互いに近接又は交差することを避けている。特に限定されないが、複数の第２多列リード板２２は、互いに同じ形状を有するとともに、互いに同じ姿勢で配置されていてもよい。このような構成によると、バッテリパック１０の構造が簡素となり、その設計や製造を容易とすることができる。なお、第２多列リード板２２の具体的な形状については、例えば複数のバッテリセル１２の配列に応じて、適宜設計することができる。一例ではあるが、本実施例における第２多列リード板２２は、第１多列リード板２０と異なる形状を有している。

本実施例のバッテリパック１０では、複数のバッテリセル１２が、千鳥状に配置されている。例えば、第１列Ａの第１バッテリセル１２Ａを、第２列Ｂに向けて垂直に移動させたときに、第１バッテリセル１２Ａと第２バッテリセル１２Ｂは完全に重ならない。同様に、第２バッテリセル１２Ｂと第３バッテリセル１２Ｃとの間の位置関係、及び、第３バッテリセル１２Ｃと第４バッテリセル１２Ｄとの間の位置関係についても同様である。加えて、特に限定されないが、第１列Ａの第１バッテリセル１２Ａを第３列Ｃへ垂直に移動させたときに、第１バッテリセル１２Ａと第３バッテリセル１２Ｃは完全に重ならない。また、第２列Ｂの第２バッテリセル１２Ｂを、第４列Ｄに向けて垂直に移動させたときに、第２バッテリセル１２Ｂと第４バッテリセル１２Ｄは完全に重ならない。なお、複数のバッテリセル１２の配列は特に限定されない。複数のバッテリセル１２は、互い接触して配置されてもよいし、隙間を介して配列されてもよい。

図９、図１０を参照して、実施例２のバッテリパック１１０について説明する。ここでは、本実施例のバッテリパック１１０の構成のうち、実施例１のバッテリパック１０との相違点を主に説明する。以下の説明で特に言及されない限り、実施例１のバッテリパック１０の有する各構成は、本実施例のバッテリパック１１０にも選択的に採用されることができる。

図９、図１０に示すように、本実施例のバッテリパック１１０は、四つのバッテリセル１２を備える。四つのバッテリセル１２は、互いに平行に支持されており、各々が第１面に対向する第１端１２ａと、第１面に平行な第２面に対向する第２端１２ｂとを有する。また、バッテリパック１１０は、第１面に沿って配置された二つの第１リード板２０と、第２面に沿って配置された一つの第２リード板２２とを有する。これらの複数のリード板２０、２２は、四つのバッテリセル１２を電気的に接続している。

四つのバッテリセル１２は、第１列Ａに配置された単一の第１バッテリセル１２Ａと、第１列Ａに隣接している第２列Ｂに配置された単一の第２バッテリセル１２Ｂと、第２列Ｂに隣接している第３列Ｃに配置された単一の第３バッテリセル１２Ｃと、第３列Ｃに隣接している第４列Ｄに配置された単一の第４バッテリセル１２Ｄとを含む。第１バッテリセル１２Ａと第２バッテリセル１２Ｂは直列に接続されている。そして、第１バッテリセル１２Ａには、第３バッテリセル１２Ｃが並列に接続されており、第２バッテリセル１２Ｂには、第４バッテリセル１２Ｄが並列に接続されている。なお、第２リード板２２は、第２多列リード板の構造を有しており、第１バッテリセル１２Ａの負極と、第２バッテリセル１２Ｂの正極と、第３バッテリセル１２Ｃの負極と、第４バッテリセル１２Ｄの正極とに接続されている。

実施例２のバッテリパック１１０においても、互いに並列に接続された任意の二つのバッテリセル１２が、互いに隣り合わないように構成されている。例えば、第１バッテリセル１２Ａは、隣接する第２バッテリセル１２Ｂでなく、第３バッテリセル１２Ｃと並列に接続されている。同様に、第２バッテリセル１２Ｂは、隣接する第１バッテリセル１２Ａ又は第３バッテリセル１２Ｃでなく、第４バッテリセル１２Ｄと並列に接続されている。これにより、いずれかのバッテリセル１２で短絡が生じたときに、そのバッテリセル１２と並列に接続されたバッテリセル１２までダメージを受けることが抑制される。

図１１、図１２を参照して、実施例３のバッテリパック２１０について説明する。ここでは、本実施例のバッテリパック２１０の構成のうち、実施例１のバッテリパック１０との相違点を主に説明する。以下の説明で特に言及されない限り、実施例１のバッテリパック１０の有する各構成は、本実施例のバッテリパック２１０にも選択的に採用されることができる。

図１１、図１２に示すように、本実施例のバッテリパック２１０は、複数のバッテリセル１２を備える。複数のバッテリセル１２は、互いに平行に支持されており、各々が第１面に対向する第１端１２ａと、第１面に平行な第２面に対向する第２端１２ｂとを有する。また、バッテリパック２１０は、第１面に沿って配置された複数の第１リード板２０と、第２面に沿って配置された複数の第２リード板２２とを有する。これらの複数のリード板２０、２２は、複数のバッテリセル１２を電気的に接続している。

複数のバッテリセル１２は、第１列Ａに沿って配列された複数の第１バッテリセル１２Ａと、第１列Ａに隣接している第２列Ｂに沿って配列された複数の第２バッテリセル１２Ｂと、第２列Ｂに隣接している第３列Ｃに沿って配列された複数の第３バッテリセル１２Ｃと、第３列Ｃに隣接している第４列Ｄに沿って配列された複数の第４バッテリセル１２Ｄとを含む。複数の第１バッテリセル１２Ａと、複数の第２バッテリセル１２Ｂは、一つずつ交互に直列に接続されている。そして、各々の第１バッテリセル１２Ａには、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つが並列に接続されており、各々の第２バッテリセル１２Ｂには、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つが並列に接続されている。

本実施例のバッテリパック２１０においても、両端に位置する第１リード板２０（２０Ｘ、２０Ｙ）を除いて、各々の第１リード板２０は、第１多列リード板の構造を有している。即ち、各々の第１リード板２０は、第１列Ａから第４列Ｄに亘って延びており、複数の第１バッテリセル１２Ａのうちの一つの正極と、複数の第２バッテリセル１２Ｂのうちの一つの負極と、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つの正極と、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つの負極とに接続されている。

加えて、各々の第２リード板２２は、第２多列リード板の構造を有している。即ち、各々の第２リード板２２は、第１列Ａから第４列Ｄに亘って延びており、複数の第１バッテリセル１２Ａのうちの一つの負極と、複数の第２バッテリセル１２Ｂのうちの一つの正極と、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つの負極と、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つの正極とに接続されている。

実施例３のバッテリパック２１０においても、互いに並列に接続された任意の二つのバッテリセル１２が、互いに隣り合わないように構成されている。例えば、第１バッテリセル１２Ａは、隣接する第２バッテリセル１２Ｂでなく、第３バッテリセル１２Ｃと並列に接続されている。同様に、第２バッテリセル１２Ｂは、隣接する第１バッテリセル１２Ａ又は第３バッテリセル１２Ｃでなく、第４バッテリセル１２Ｄと並列に接続されている。これにより、いずれかのバッテリセル１２で短絡が生じたときに、そのバッテリセル１２と並列に接続されたバッテリセル１２までダメージを受けることが抑制される。

図１３、図１４を参照して、実施例４のバッテリパック３１０について説明する。ここでは、本実施例のバッテリパック３１０の構成のうち、実施例１のバッテリパック１０との相違点を主に説明する。以下の説明で特に言及されない限り、実施例１のバッテリパック１０の有する各構成は、本実施例のバッテリパック３１０にも選択的に採用されることができる。

図１３、図１４に示すように、本実施例のバッテリパック３１０は、複数のバッテリセル１２を備える。複数のバッテリセル１２は、互いに平行に支持されており、各々が第１面に対向する第１端１２ａと、第１面に平行な第２面に対向する第２端１２ｂとを有する。また、バッテリパック２１０は、第１面に沿って配置された複数の第１リード板２０と、第２面に沿って配置された複数の第２リード板２２とを有する。これらの複数のリード板２０、２２は、複数のバッテリセル１２を電気的に接続している。

複数のバッテリセル１２は、第１列Ａに沿って配列された複数の第１バッテリセル１２Ａと、第１列Ａに隣接している第２列Ｂに沿って配列された複数の第２バッテリセル１２Ｂと、第２列Ｂに隣接している第３列Ｃに沿って配列された複数の第３バッテリセル１２Ｃと、第３列Ｃに隣接している第４列Ｄに沿って配列された複数の第４バッテリセル１２Ｄとを含む。複数の第１バッテリセル１２Ａは、第１列Ａに沿って、交互に向きを変えて配列されている。複数の第１バッテリセル１２Ａでは、第１列Ａに沿って並ぶそれらの第１端１２ａに、正極と負極とが交互に現れる。同様に、複数の第２バッテリセル１２Ｂは、第２列Ｂに沿って交互に向きを変えて配列されており、複数の第３バッテリセル１２Ｃは、第３列Ｃに沿って交互に向きを変えて配列されており、複数の第４バッテリセル１２Ｄは、第４列Ｄに沿って交互に向きを変えて配列されている。

複数の第１バッテリセル１２Ａと複数の第２バッテリセル１２Ｂは、両端に位置するものを除いて、二つずつ交互に直列に接続されている。そして、各々の第１バッテリセル１２Ａには、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つが並列に接続されており、各々の第２バッテリセル１２Ｂには、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つが並列に接続されている。

本実施例のバッテリパック３１０では、一つの第１リード板２０が、隣接する二つの第１バッテリセル１２Ａの第１端１２ａと、隣接する二つの第３バッテリセル１２Ｃの第１端１２ａとに接続されている。また、他の一つの第1リード板２０は、隣接する二つの第２バッテリセル１２Ｂの第１端１２ａと、隣接する二つの第４バッテリセル１２Ｄの第１端１２ａとに接続されている。即ち、各々の第１リード板２０は、前述した第１多列リード板の構成を有していない。

一方、各々の第２リード板２２は、第２多列リード板の構造を有しており、第１列Ａから第４列Ｄに亘って延びている。但し、中央に位置する第２リード板２２は、複数の第１バッテリセル１２Ａのうちの一つの正極と、複数の第２バッテリセル１２Ｂのうちの一つの負極と、複数の第３バッテリセル１２Ｃのうちの一つの正極と、複数の第４バッテリセル１２Ｄのうちの一つの負極とに接続されている。その他の第２リード板２２については、他の実施例と同じく、一つの第１バッテリセル１２Ａの正極と、一つの第２バッテリセル１２Ｂの負極と、一つの第３バッテリセル１２Ｃの正極と、一つの第４バッテリセル１２Ｄの負極とに接続されている。

実施例４のバッテリパック３１０においても、互いに並列に接続された任意の二つのバッテリセル１２が、互いに隣り合わないように構成されている。例えば、第１バッテリセル１２Ａは、隣接する第２バッテリセル１２Ｂでなく、第３バッテリセル１２Ｃと並列に接続されている。同様に、第２バッテリセル１２Ｂは、隣接する第１バッテリセル１２Ａ又は第３バッテリセル１２Ｃでなく、第４バッテリセル１２Ｄと並列に接続されている。これにより、いずれかのバッテリセル１２で短絡が生じたときに、そのバッテリセル１２と並列に接続されたバッテリセル１２までダメージを受けることが抑制される。

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

１０、１１０、２１０、３１０：バッテリパック
１２：バッテリセル
１４：バッテリホルダ
１６：回路基板
１８：ハウジング
２０：第１リード板（第１多列リード板）
２２：第２リード板（第２多列リード板）
２４：外部接続端子
２６：第１ホルダ本体
２８：第２ホルダ本体
３０：第１ホルダカバー
３２：第２ホルダカバー
３４：第１外側防水シート
３６：第１内側防水シート
３８：第２外側防水シート
４０：第２内側防水シート

Claims

互いに平行に支持されており、各々が第１面に対向する第１端と前記第１面に平行な第２面に対向する第２端とを有する、複数のバッテリセルと、
前記第１面に沿って配置された複数の第１リード板と、前記第２面に沿って配置された複数の第２リード板とを含み、前記複数のバッテリセルを電気的に接続する複数のリード板と、
を備え、
前記複数のバッテリセルは、第１列に配置された複数の第１バッテリセルと、前記第１列に隣接している第２列に配置された複数の第２バッテリセルと、前記第２列に隣接している第３列に配置された複数の第３バッテリセルと、前記第３列に隣接している第４列に配置された複数の第４バッテリセルと、を含み、
前記複数の第１バッテリセルと、前記複数の第２バッテリセルは、直列に接続されており、
前記複数の第１バッテリセルの各々には、前記複数の第２バッテリセルの一つが隣接するとともに、その隣接する一つの第２バッテリセルよりも離れて位置する前記複数の第３バッテリセルの一つが並列に接続されており、
前記複数の第２バッテリセルの各々には、前記複数の第３バッテリセルの一つが隣接するとともに、その隣接する一つの第３バッテリセルよりも離れて位置する前記複数の第４バッテリセルの一つが並列に接続されている、
バッテリパック。
前記複数の第１バッテリセルと、前記複数の第２バッテリセルは、一つずつ交互に直列に接続されている、請求項１に記載のバッテリパック。
前記複数の第１バッテリセル及び前記複数の第３バッテリセルは、前記第１端に正極を有するとともに前記第２端に負極を有し、
前記複数の第２バッテリセル及び前記複数の第４バッテリセルは、前記第１端に負極を有するとともに前記第２端に正極を有する、請求項２に記載のバッテリパック。
前記複数の第１リード板には、前記複数の第１バッテリセルの一つの前記正極と、前記複数の第２バッテリセルの一つの前記負極と、前記複数の第３バッテリセルの一つの前記正極と、前記複数の第４バッテリセルの一つの前記負極とに接続された第１多列リード板が含まれる、請求項３に記載のバッテリパック。
前記複数の第１リード板には、前記第１多列リード板が複数含まれており、
前記複数の第１多列リード板は、前記第１列に平行な方向に沿って配列されている、請求項４に記載のバッテリパック。
前記複数の第１多列リード板は、互いに同じ形状を有するとともに、互いに同じ姿勢で配置されている、請求項５に記載のバッテリパック。
前記複数の第２リード板には、前記複数の第１バッテリセルの一つの前記負極と、前記複数の第２バッテリセルの一つの前記正極と、前記複数の第３バッテリセルの一つの前記負極と、前記複数の第４バッテリセルの一つの前記正極とに接続された第２多列リード板が含まれる、請求項４から６のいずれか一項に記載のバッテリパック。
前記複数の第２リード板には、前記第２多列リード板が複数含まれており、
前記複数の第２多列リード板は、前記第１列に平行な方向に沿って配列されている、請求項７に記載のバッテリパック。
前記複数の第２多列リード板は、同じ形状を有するとともに、同じ姿勢で配置されている、請求項８に記載のバッテリパック。
前記第２多列リード板は、前記第１多列リード板と異なる形状を有する、請求項７から９のいずれか一項に記載のバッテリパック。
前記複数の第１バッテリセルと、前記複数の第２バッテリセルは、少なくとも部分的に、二つずつ交互に直列に接続されている、請求項１に記載のバッテリパック。
前記複数の第１バッテリセルは、前記第１列に沿って、交互に向きを変えて配列されており、
前記複数の第３バッテリセルは、前記第３列に沿って、交互に向きを変えて配列されている、請求項１１に記載のバッテリパック。
前記複数の第２バッテリセルは、前記第２列に沿って、交互に向きを変えて配列されており、
前記複数の第４バッテリセルは、前記第４列に沿って、交互に向きを変えて配列されている、請求項１１又は１２に記載のバッテリパック。
前記複数の第１リード板には、前記複数の第１バッテリセルのなかで隣接する二つの前記第１端と、前記複数の第３バッテリセルのなかで隣接する二つの前記第１端とに接続されたリード板が含まれる、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のバッテリパック。
前記複数の第１リード板には、前記複数の第２バッテリセルのなかで隣接する二つの前記第１端と、前記複数の第４バッテリセルのなかで隣接する二つの前記第１端とに接続されたリード板が含まれる、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のバッテリパック。
前記複数の第２リード板には、前記複数の第１バッテリセルの一つと、前記複数の第２バッテリセルの一つと、前記複数の第３バッテリセルの一つと、前記複数の第４バッテリセルの一つとに接続されたリード板が含まれる、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のバッテリパック。
前記複数のバッテリセルは、千鳥状に配置されている、請求項１から１６のいずれか一項に記載のバッテリパック。
前記複数のバッテリセル、前記複数の第１リード板及び前記複数の第２リード板を互いに固定するバッテリホルダをさらに備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載のバッテリパック
前記バッテリホルダを収容するハウジングをさらに備える、請求項１８に記載のバッテリパック。