JP5431084B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池パックに関し、特に、複数の素電池と保護素子とを備えるパック電池の構造に関する。

電池パックは、ノートブック型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や電動アシスト自転車、ハイブリッド自動車、さらには電気自動車などの電源として用いられている。これらの用途に用いられている電池パックは、複数の素電池とＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子などの保護素子、さらには制御回路が構成された回路基板とが外装体に収納された構成を有する（例えば、特許文献１〜３）。

ところで、従来においては、例えば特許文献１に開示されているように、複数の素電池を備える場合において、素電池毎に保護素子が接続された構成が採用されていた。これにより、各素電池の温度がそれぞれの保護素子で検知可能であり、保護素子の検知特性という観点から優れている。
上記特許文献１に開示の技術を始めとする従来構成に対し、構成の簡素化、および部品点数削減によるコストダウンなどの要望があり、複数の素電池に対して一つの保護素子を接続するという構成が、例えば特許文献２、３に開示されている。特許文献２、３に開示の技術では、複数の素電池の極端子同士を接続リードで接続し、当該接続リードに対して保護素子の素子リードを接続するという構成が採用されている。

特開２００８−２３５０２８号公報 特開２００８−１９２４４７号公報 特開２００４−２２８０４４号公報

しかしながら、上記特許文献３で開示されている技術では、複数の素電池に対して一つの保護素子を接続する構成を採用しているので、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンなどの点では優位であるものの、保護素子における素子本体が回路基板に直付けされているので、配置上の自由度が少ない。
また、上記特許文献３で開示されている技術では、保護素子における素子本体が回路基板に直付けされているので、素電池と保護素子の素子本体とを接近させて配置することが困難であり、熱検知感度という観点から問題がある。これは、回路基板には、複数の電子部品が実装され、また配線パターンが形成されているが、これらと素電池などとの不所望の電気的な接触を防止し、回路基板を素電池に対し固定するために、互いの間には基板ホルダやモールディング樹脂などが介在されるためである。

また、上記特許文献２に開示されている技術では、複数の素電池に対して一つの保護素子を適用することで、コストダウンを図っているが、素電池の極端子間を接続するために板状のリードを採用しているので、製造に係る工数という観点からは、優位性が少ないという問題もある。
本発明は、上記問題の解決を図るべくなされたものであって、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図りながら、設計上における高い自由度および保護素子における高い検知感度の確保を図ることができる電池パックを提供することを目的とする。

そこで、本発明は、第１および第２の素電池と、当該第１および第２の素電池に接続される保護素子とを備える電池パックにおいて、保護素子が温度に応じて通電状態が変化する素子本体と、この素子本体をその厚み方向に挟んで接合された２つの素子リードとを有し構成されており、その内の一方の素子リード（以下では、「第１の素子リード」と記載する）が、長尺な短冊形状を有している。第１の素子リードは、その一方の端部で第１の素電池における一方の極端子と接合され、他方の端部で第２の素電池における一方の極端子と接合されている。そして、保護素子における素子本体は、第１の素子リードに対し、その長手方向の中間部分表面に接合されている。

本発明に係る電池パックでは、第１の素子リードが、第１の素電池および第２の素電池における各一方の極端子間を接続する接続リードとしての機能を兼ね備えていることを特徴とする。

本発明に係る電池パックでは、第１および第２の素電池に対して、一つの保護素子が接続されている。このため、素電池毎に保護素子を接続している上記特許文献１に開示の技術に対し、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図ることが可能である。
また、本発明に係る電池パックでは、保護素子における第１の素子リードが、第１の素電池の一方の極端子と第２の素電池の一方の極端子との間を接続する接続リードとしての機能を兼ね備えている。このように素子本体が、その厚み方向に２つの素子リードで挟まれた構成の保護素子を採用しているので、上記特許文献３に開示の、素子本体が回路基板に直付けされた構成の保護素子を採用する場合に比べて、配置の自由度を持たせることが可能である。

また、本発明に係る電池パックでは、保護素子の素子本体が回路基板に直付けされていないので、保護素子の素子本体を素電池に対して接近させて配置することが可能であり、保護素子における高い検知感度を確保することができる。
また、本発明に係る電池パックでは、保護素子における素子本体が第１の素子リードに対し、その長手方向の中間部分表面に接合されているので、第１および第２の素電池の双方からの熱が素子本体に対して同等の時間で伝達されることになり、熱検知性能という観点から優れている。

従って、本発明に係る電池パックでは、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図りながら、設計上における高い自由度および保護素子における高い検知感度の確保を図ることができる。
本発明に係る電池パックでは、例えば、次のようなバリエーションを採用することができる。

本発明に係る電池パックでは、保護素子における第１の素子リードと第１の素電池および第２の素電池における各一方の極端子との間にリードなどを介在させて接続することも排除するものではないが、熱伝達における抵抗という観点から、直に接合することが望ましい。
上記のように、第１の素子リードを、第１の素電池および第２の素電池における各一方の極端子に対して直に接合する構成を採用する場合には、２つの素電池における各一方の極端子と保護素子の素子本体の間の熱伝達経路が第１の素子リードにより構成されることになる。このため、このような構成を採用する場合には、素電池における各極端子と保護素子における素子リードとを別の接続リードを介在させて接続している上記特許文献２、３に開示の技術に対し、素電池の熱が保護素子の素子本体にさらに良好な特性を以って伝達され、複数の素電池の温度を高い感度を以って保護素子が検知可能であり、高い安全性が確保されている。

本発明に係る電池パックでは、上記構成において、保護素子の素子本体の両端部分が、第１の素電池における一方の極端子および第２の素電池における一方の極端子の双方に対し、第１の素子リードをその厚み方向に挟んで表裏の関係となる状態で配されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、第１の素電池および第２の素電池の各々の熱が、保護素子における第１の素子リードの厚み方向に素子本体へと伝達されることになり、さらに良好な感度での熱検知が可能となる。

また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、保護素子における第２の素子リードが、制御回路の構成要素としての電子部品が実装されてなる回路基板の導電ランドに接続されているという構成を採用することができる。
また、本発明に係る電池パックでは、第１および第２の素電池が、ともに扁平薄型の角形外観を有し、一の端面に前記一方の極端子が形成されているものであり、互いの前記一の端面が同一方向を向くように並設されているという構成を採用することができる。このような構成の場合には、保護素子における第１の素子リードが、第１の素電池における上記一方の極端子と、第２の素電池における上記一方の極端子との間で、架設されていることになる。

また、本発明に係る電池パックでは、第１および第２の素電池が、ともに金属ラミネート外装を備える扁平薄型の外観を有し、各外装の封止部分を横断して上記一方の極端子が延出されており、互いの上記一方の極端子が平行となるように並設されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、保護素子における第１の素子リードが、第１の素電池における上記一方の極端子と、第２の素電池における上記一方の極端子との間で、架設されており、第１および第２の素電池における上記一方の極端子が、その長手方向の中間で曲折されることにより、保護素子における素子本体が、外装における封止部分の上に重なるように配されているという構成とすることができる。このような構成を採用する場合には、第１および第２の素電池における封止部分の上の空きスペースに保護素子を配することができるので、パッケージ内における無駄なスペースを無くし、高い効率を備えることができる。

実施の形態１に係る電池パック１の外観を示す斜視図である。 電池パック１が備えるコアパック２０の外観を示す斜視図である。 コアパック２０の構成を示す展開斜視図である。 コアパック２０が備えるＰＴＣ素子２６を示す斜視図である。 電池パック１の組み立てに係る一部の工程を示す平面図である。 実施の形態２に係る電池パック３の外観を示す斜視図である。 電池パック３における内部構成を示す展開斜視図である。 電池パック３の組み立てに係る一部の工程を示す平面図である。 電池パック３の組み立てに係る一部の工程を示す平面図である。 実施の形態３に係る電池パック５の主要部の構成を示す展開斜視図である。

以下では、本発明を実施するための形態について、数例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる例示であって、 本発明は、その本質的部分以外に以下の形態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
図１に示すように、実施の形態１に係る電池パック１の外観は、浅皿状の外装ケース１０と、その外周に貼着された外装ラベル１１により主な部分が構成されている。外装ケース１０におけるＸ軸方向左手前側の主面１０ａには、５つの端子２３ａ〜２３ｅが窓部を通し露出している。５つの端子２３ａ〜２３ｅの内、端子２３ａ〜２３ｃが外部接続端子であり、端子２３ｄ，２３ｅがテスト用端子である。端子２３ｄ，２３ｅは、出荷前には水没判定シール１２が上から被覆されて、ユーザの目には触れないようになっている。

外装ケース１０には、装着対象機器との係合のための爪部１０ｂ〜１０ｅが設けられている。
２．コアパック２０の外観構成
図２に示すように、電池パック１に備えられているコアパック２０は、２つの素電池２１，２２と、これに接続された回路基板２３および間に介挿される基板ホルダ２４とを有し構成されている。素電池２１，２２は、例えば、リチウムイオン二次電池であって、扁平薄型の角形外観を有する。そして、素電池２１と素電池２２とは、Ｘ軸方向左手前側に負極端子が形成された端面を向けた状態で、Ｙ軸方向に並設されている。

図２では詳しく示していないが、基板ホルダ２４は、コの字状（またはエの字状）断面を有し、Ｘ軸方向左手前の開口部分で回路基板２３を保持する。また、基板ホルダ２４には、Ｙ軸方向の両端にそれぞれ爪部２４ａ，２４ｂが形成されている。基板ホルダ２４の爪部２４ａ，２４ｂは、外装ケース１０との係合のためのものである。
３．コアパック２０の構成
図３に示すように、コアパック２０においては、素電池２１と素電池２２とが、外装缶の底面２１ｂ，２２ｂ同士が、Ｙ軸方向に細長い短冊状の接続リード２９により接続されている。一方、素電池２１および素電池２２におけるＸ軸方向左手前の端面（封口板）２１ａ，２２ａには、負極端子２１ｃ，２２ｃが突設されている。負極端子２１ｃ，２２ｃは、素電池２１，２２の端面２１ａ，２２ａの各々に対して絶縁された状態となっている。

素電池２１の負極端子２１ｃおよび素電池２２の負極端子２２ｃには、ＰＴＣ素子２６における素子リード２６ｂが直に接合され、ＰＴＣ素子２６は、両負極端子２１ｃ，２２ｃ間で架設された状態となっている。なお、図３に示すように、素電池２１，２２の端面（封口板）２１ａ，２２ａと素子リード２６ｂとの間には、負極端子２１ｃ，２２ｃを通すための開口２５ａ，２５ｂが開けられた絶縁板２５が介挿されている。これにより、素子リード２６ｂと素電池２１，２２の端面（封口板）２１ａ，２２ａとの間の絶縁が図られている。

ＰＴＣ素子２６は、温度に応じて通電状態が変化する素子本体２６ａと、その両面に接合された素子リード２６ｂ，２６ｃとから構成されており、上記のように、一方の素子リード２６ｂが素電池２１，２２の負極端子２１ｃ，２２ｃに対し接合されている。ＰＴＣ素子２６におけるもう一方の素子リード２６ｃは、その一部分がコの字状に曲折加工されており、先端が回路基板２３の導電ランド（図３では、図示を省略）に接続されている。

素電池２１における端面（封口板）２１ａの一部領域には、クラッド板２７が接合されており、クラッド板２７は、コの字状に曲折加工された接続リード２８を介して回路基板２３の導電ランド（図３では、図示を省略）に接続されている。
電池パック１におけるコアパック２０は、図３に示すような接続形態により、素電池２１と素電池２２とが並列接続され、その負極側に保護素子としてのＰＴＣ素子２６が接続されている。

４．ＰＴＣ素子２６の構成
図４に示すように、電池パック１が備えるＰＴＣ素子２６は、上述の通り、素子本体２６ａと、そのＸ軸方向の両主面に接合された２つの素子リード２６ｂ，２６ｃとから構成されている。素子本体２６ａは、Ｙ軸方向の長さに比べてＺ軸方向の幅およびＸ軸方向の厚みが薄い扁平の板状をしている。

素子本体２６ａに対しＸ軸方向下側の主面に接合される素子リード２６ｂは、素子本体２６ａに対してＹ軸方向に長尺な短冊形状を有している。そして、素子リード２６ｂに対しては、一方の端部（矢印Ａで示す部分）で素電池２２の負極端子２２ｃに直に接合され、他方の端子（矢印Ｂで示す部分）で素電池２１の負極端子２１ｃに直に接続される。素子リード２６ｂは、素電池２１の負極端子２１ｃと素電池２２の負極端子２２ｃとに対して直に接合されることにより、素電池２１，２２の間を接続する接続リードとしての機能も兼ね備えることになる。

素子本体２６ａは、素子リード２６ｂに対し、その長手方向（Ｙ軸方向）の中間部分表面に接合されている。
素子本体２６ａに対してＸ軸方向上側の主面に接合される素子リード２６ｃは、Ｘ軸方向上側より見るとき、Ｔ字状をしている。そして、素子リード２６ｃのＴ字の先端部分（矢印Ｃで示す部分）で、回路基板２３の導電ランドに接続される。

なお、図４に示すように、本実施の形態に係る電池パック１では、ＰＴＣ素子２６において、素子本体２６ａが、素子リード２６ｂに対してＹ軸方向の長さが短く、且つ、素子リード２６ｂの長手の中間部分表面に接合されている構成としたが、素子本体２６ａの長さをより長くし、矢印Ａで示す部分および矢印Ｂで示す部分の近傍まで配される構成とすることもできる。このような構成を採用すれば、ＰＴＣ素子２６における素子本体２６ａが、その両端において、素電池２１，２２の負極端子２１ｃ，２２ｃに対し、素子リード２６ｂをその厚み方向に挟んで表裏の関係となる。これにより、図４で示す形態の場合よりも、素電池２１，２２の熱をより高い感度で検知することができるようになる。

５．電池パック１の組み立て
図５（ａ）に示すように、電池パック１の組み立てにおいては、２つの素電池２１，２２をＹ軸方向に並設し、各端面２１ａ，２２ａに対し絶縁板２５を介した状態でＰＴＣ素子２６を配する。そして、ＰＴＣ素子２６の素子リード２６ｂを、各素電池２１，２２の負極端子２１ｃ，２２ｃと接合する。

また、素電池２１の端面（封口板）２１ａにおけるＹ軸方向左端部分には、クラッド板２７を介して接続リード２８を接合する。
次に、ＰＴＣ素子２６のもう一方の素子リード２６ｃの先端を回路基板２３における導電ランド２３ｈに接合し、接続リード２８の他端を回路基板２３における導電ランド２３ｇに接合する。なお、回路基板２３における導電ランド２３ｇ，２３ｈが形成されたのと同じ周面には、制御用の電子部品（例えば、電池制御ＩＣ）２３ｆが実装されている。

図５（ａ）に示すように、素子リード２３ｃおよび接続リード２８は、この状態ではＬ字状となっている。
次に、図５（ｂ）に示すように、接続リード２８および素子リード２６ｃを曲折し、回路基板２３における端子２３ａ〜２３ｅがＸ軸方向上向きとなるようにする。なお、図５（ｂ）では、素電池２１，２２と回路基板２３との間に介挿される基板ホルダ２４について、図示の都合上、二点鎖線で描いている。

６．優位性
本実施の形態に係る電池パック１では、図３などに示すように、２つの素電池２１，２２に対して、一つのＰＴＣ素子２６が接続されている。このため、素電池毎にＰＴＣ素子を接続する従来技術に対し、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図ることが可能である。

また、電池パック１では、ＰＴＣ素子２６における一方の素子リード２６ｂが、素電池２１の負極端子２１ｃと素電池２２の負極端子２２ｃとの双方に接合され、これらの間を接続する接続リードとしての機能を兼ね備えている。このため、電池パック１では、素電池における各負極端子とＰＴＣ素子における素子リードとを別のリードで接続している上記従来技術に対し、素電池２１，２２で発生した熱が素子リード２６ｂを経路として伝達され、これよりＰＴＣ素子２６の素子本体２６ａへと良好な特性を以って伝達される。よって、電池パック１では、２つの素電池２１，２２の温度を高い感度を以ってＰＴＣ素子２６で検知可能であり、高い安全性が確保されている。

なお、本実施の形態では、素子リード２６ｂと各素電池２１，２２における負極端子２１ｃ，２２ｃとの間を直に接合しているので、さらに熱の伝達効率を高くすることができる。
また、電池パック１では、ＰＴＣ素子２６の素子本体２６ａが、その厚み方向に２つの素子リード２６ｂ，２６ｃで挟まれた構成としているので、上記特許文献３に開示の、素子本体が回路基板に直付けされた構成の保護素子を採用する場合に比べて、配置の自由度を持たせることが可能である。また、ＰＴＣ素子２６は、素子本体２６ａが回路基板２３に直付けされていないので、素電池２１，２２により接近させて配置することができ、熱検知感度という観点から優れている。

また、図４に示すように、電池パック１では、ＰＴＣ素子２６において、素子リード２６ｂの長手方向（Ｙ軸方向）の中間部分表面に素子本体２６ａが接合されており、素子リード２６ｂの両端部分（矢印Ａおよび矢印Ｂで指し示す部分）に素電池２１，２２の負極端子２１ｃ，２２ｃが接合されるので、双方の素電池２１，２２との接続箇所からＰＴＣ素子２６の素子本体２６ａまでの熱伝達経路の長さが同一となり、熱の感知精度という観点から優れている。

さらに、ＰＴＣ素子２６における素子本体２６ａのＹ軸方向の長さを、図４に示すよりも長くする場合には、素電池２１，２２における負極端子２１ｃ，２２ｃとの接続箇所（矢印Ａおよび矢印Ｂで指し示す部分）と素子本体２６ａとの間の熱伝達経路の長さを短くすることができる。この場合には、熱の検知に係るレスポンスをより速くすることが可能であり、更に高い安全性を確保することができる。

従って、本実施の形態に係る電池パック１では、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図りながら、複数の素電池の温度を高い感度を以ってＰＴＣ素子２６が検知可能である。
［実施の形態２］
１．電池パック３の外観構成
図６に示すように、実施の形態２に係る電池パック３は、全体として扁平薄型の直方体状の外観形状を有する。電池パック３における外装は、外装ラベル３０により構成されており、Ｙ軸方向における左端であって、Ｘ軸方向の手前の部分から外部接続端子４３ｂが接続された外部リード４３ａが延出されている。

２．コアパックの構成
図７に示すように、本実施の形態に係る電池パック３では、コアパックに２つの素電池４１，４２を備えている点で上記実施の形態１と同様であるが、素電池４１，４２が金属ラミネート外装を備えるポリマー二次電池である点で相違する。素電池４１，４２では、それぞれのＸ軸方向左手前の封止部分４１ａ，４２ａから、正負両極タブ４１ｂ，４１ｃ，４２ｂ，４２ｃが延出されている。素電池４１と素電池４２とは、Ｘ軸方向左手前側に封止部分４１ａ，４２ａが配されるように、Ｙ軸方向に並列配置されている。

素電池４１の負極タブ４１ｃおよび素電池４２の負極タブ４２ｃは、各素電池４１，４２における封止部分４１ａ，４２ａのＺ軸方向上側へと曲折されており、先端部分にＰＴＣ素子４６の素子リード４６ｂが直に接合されている。なお、各素電池４１，４２における外装と、曲折された負極タブ４１ｃ，４２ｃおよびＰＴＣ素子４６の素子リード４６ｂとの間には、絶縁シートが介挿されている（図示を省略）。

一方、素電池４１の正極タブ４１ｂおよび素電池４２の正極タブ４２ｂは、各素電池４１，４２における封止部分４１ａ，４２ａのＺ軸方向下側（裏面側）へと曲折されており、先端部分に接続リード４８が接合されている。上記同様に、各素電池４１，４２における外装と、曲折された負極タブ４１ｂ，４２ｂおよび接続リード４８との間には、絶縁シートが介挿されている（図示を省略）。

素電池４１と素電池４２とは、ＰＴＣ素子４６の素子リード４６ｂおよび接続リード４８の接続により、並列接続されている。
ＰＴＣ素子４６は、素子本体４６ａが２つの素子リード４６ｂ，４６ｃにより挟まれた構成を有し、Ｔ字状をした素子リード４６ｃは、コの字状に曲折された先端部分で回路基板４３の導電ランド（図７では、図示を省略）に接続されている。接続リード４８は、Ｌ字状となっており、Ｙ軸方向右側の部分４８ａがコの字状に曲折された状態で、回路基板４３の導電ランド（図７では、図示を省略）に接続されている。

回路基板４３における外部リード４３ａは、Ｙ軸方向左上側に向けて延びている。また、図７に示すように、回路基板４３には、主面に制御ＩＣ４３ｆが実装されている。
なお、図７に示すように、本実施の形態に係る電池パック３が備えるＰＴＣ素子４６も、上記実施の形態１に係るＰＴＣ素子２３と基本的に同じ構成を備え、サイズの違いに応じて、素子リード４６ｂ，４６ｃの長さや幅が変更されることがある。

３．電池パック３の組み立て
図８（ａ）に示すように、電池パック３の組み立てにおいては、先ず、素電池４１と素電池４２とを、各正負極タブ４１ｂ，４１ｃ，４２ｂ，４２ｃがＸ軸方向上向きとなるように並設する。そして、素電池４１の負極タブ４１ｃと素電池４２の負極タブ４２ｃに対し、ＰＴＣ素子４６の素子リード４６ｂを接合する。このとき、ＰＴＣ素子４６の素子リード４６ｂは、負極タブ４１ｃ，４２ｃに対して、図８（ａ）の紙面奥側となり、且つ、もう一方の素子リード４６ｃの先端がＸ軸方向下向きとなるように直に接合されている。

次に、図８（ｂ）に示すように、負極タブ４１ｃ，４２ｃをその中間部分で折り返し、ＰＴＣ素子４６が紙面手前側となるようにする。なお、図示を省略しているが、素電池４１の封止部分４１ａおよび素電池４２の封止部分４２ａと、各負極タブ４１ｃ，４２ｃおよび素子リード４６ｂとの間には、電気的な絶縁性を確保するための絶縁シートを介挿させている。

図８（ｂ）に示すように、素電池４１の正極タブ４１ｂ素電池４２の正極タブ４２ｂに対し、接続リード４８を接合する。接続リード４８は、Ｌ字状をしており、そのＬ字腕部分４８ａの先端がＸ軸方向下向きとなる。
次に、図９（ａ）に示すように、正極タブ４１ｂ，４２ｂをその中間部分で紙面奥側へと折り返し、接続リード４８との接続箇所が素電池４１の封止部分４１ａおよび素電池４２の封止部分４２ａの裏側へと配す。このとき、上記同様に、素電池４１，４２の封止部分４１ａ，４２ａと各正極タブ４１ｂ，４２ｂおよび接続リード４８との間に絶縁シートを介挿させる。

上記のように、正極タブ４１ｂ，４２ｂを折り返すことにより、図９（ａ）に示すように、接続リード４８のＬ字腕部分４８ａの先端がＸ軸方向上向きとなる。そして、当該Ｌ字腕部分４８ａをその先端で回路基板４３の導電ランド４３ｇに接合する。この接合は、例えば、半田づけで行うことができる。同様に、ＰＴＣ素子４６の素子リード４６ｃを、その先端部分で回路基板４３の導電ランド４３ｈに接合する。この接合も、例えば、半田づけで行うことができる。

図９（ｂ）に示すように、素子リード４６ｃおよび接続リード４８のＬ字腕部分４８ａを、その各中間部分で折り返し、回路基板４３が素電池４１，４２の封止部分４１ａ，４２ａに対し、紙面手前側に重なるようにする。このとき、回路基板４３の裏面側には、ＰＴＣ素子４６および接続リード４８などとの絶縁を図るために絶縁シートを介挿させる（図示を省略）。このように、回路基板４３を配することにより、回路基板４３の制御ＩＣ４３ｆが、素電池４１および素電池４２の最大厚みの範囲内に収まり、無駄なスペースを排除することができる。

４．優位性
本実施の形態に係る電池パック３でも、図７などに示すように、金属ラミネート外装を有する２つの素電池４１，４２に対して、一つのＰＴＣ素子４６が接続されている。このため、素電池毎にＰＴＣ素子を接続する従来技術に対し、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図ることが可能である。

また、電池パック３では、ＰＴＣ素子４６における一方の素子リード４６ｂが、素電池４１の負極タブ４１ｃと素電池２２の負極タブ４２ｃとの双方に直に接合され、これらの間を接続する接続リードとしての機能を兼ね備えている。このため、電池パック３では、素電池における各負極タブとＰＴＣ素子における素子リードとの間に接続リードが介在する上記従来技術に対し、素電池４１，４２で発生した熱が素子リード４６ｂだけを伝達され、これよりＰＴＣ素子４６の素子本体４６ａへと良好な特性を以って伝達される。よって、電池パック３では、２つの素電池４１，４２の温度を高い感度を以ってＰＴＣ素子４６で検知可能であり、高い安全性が確保されている。

また、本実施の形態に係る電池パック３においても、ＰＴＣ素子４６の素子本体４６ａが、素子リード４６ｂの長手方向の中間部分に接合されているので、熱の感知精度という観点から優れている。
従って、本実施の形態に係る電池パック１では、構成の簡素化および部品点数削減によるコストダウンを図りながら、複数の素電池の温度を高い感度を以ってＰＴＣ素子２６が検知可能である。

［実施の形態３］
図１０に示すように、実施の形態３に係る電池パック５では、４本の素電池５１〜５４と、ＰＴＣ素子６６および接続リード６８とを有している。なお、図示を省略しているが、４本の素電池５１〜５４、ＰＴＣ素子６６および接続リード６８については、熱収縮チューブなどで外側が包装されている。

素電池５１〜５４は、例えば、それぞれが円筒形外径を備えるニッケル水素二次電池であり、Ｙ軸方向左上向きに正極端子が向くように並設されている。そして、各素電池５１〜５４の正極端子同士は、接続リード６８により接続されている。
一方、各素電池５１〜５４におけるＹ軸方向右下側の負極端子５１ａ〜５４ａには、ＰＴＣ素子６６の素子リード６６ｂが接合されている。素子リード６６ｂは、各素電池５１〜５４の端面に対応する部分を有する平板状をしており、素電池５１〜５４の負極端子５１ａ〜５４ａとの接続面とは反対側の面（Ｙ軸方向右手前側の面）に、素子本体６６ａが接合されている。そして、素子本体６６ａのもう一方の主面には、短冊状をした素子リード６６ｃが接合されている。

本実施の形態に係る電池パック５においても、４本の素電池５１〜５４に対して、一つのＰＴＣ素子６６が接合されている。このため、各素電池に対してＰＴＣ素子を接合する従来技術に対し、部品点数の削減を図ることができ、コスト面で優位である。
また、電池パック５においても、４本の素電池５１〜５４の負極端子５１ａ〜５４ａ同士の接合を、ＰＴＣ素子６６の素子リード６６ｂで兼ねている。このため、ＰＴＣ素子の素子リードとは別に、素電池同士の接合のための接続リードを用いる従来技術に対し、部品点数の削減を図ることができるとともに、組み立てに係る工数の低減も図ることが可能である。また、素電池５１〜５４の熱が素子リード６６ｂだけを介して素子本体６６ａに伝達されるので、熱の伝達という観点から熱感知性能が高いという優位性も有する。

また、ＰＴＣ素子６６では、素子本体６６ａを素子リード６６ｂの中央部分に接合しているので、各素電池５１〜５４からの熱が均一にＰＴＣ素子６６の素子本体６６ａに伝達され、バラツキの少ない高い精度での熱感知が実現される。
［その他の事項］
上記実施の形態１，２では、２つの素電池２１，２２，４１，４２を備える構成を一例として採用したが、３つ以上の素電池を備える構成を採用することもできる。この場合には、その内の少なくとも２との素電池に対するＰＴＣ素子の上記接合形態を採用することもできるし、全ての素電池に対するＰＴＣ素子の上記接合形態を採用することもできる。

また、上記実施の形態１〜３では、保護素子の一例としてＰＴＣ素子を採用したが、これ以外にも、素子本体が検知温度に応じて通電状態が変化するものであれば、採用することができる。例えば、保護素子として、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子や、温度ヒューズ素子、あるいはバイメタルスイッチ素子などを採用することもできる。

また、上記実施の形態１〜３では、素電池２１，２２，４１，４２，５１，５２，５３，５４が、その端面あるいは端部同士が揃うように並設された形態を一例としたが、必ずしもこのような配置形態に限定されるものではない。例えば、特開２００８−２３５０２８号公報の図１に示されるように、端面同士が段違いとなっているような配置形態においても、本発明の適用が可能であり、その場合においても、上記同様の作用・効果を奏することができる。

また、上記実施の形態１〜３では、保護素子であるＰＴＣ素子２６，４４，６６の素子リード２６ｂ，４６ｂ，６６ｂと、素電池２１，２２，４１，４２，５１，５２，５３，５４における負極端子２１ｃ，２２ｃ，５１ａ〜５４ａあるいは負極タブ４１ｃ，４２ｃに対し直に接合することとしたが、間にリードを介在させることもできる。ただし、直に接合することが、素電池２１，２２，４１，４２，５１，５２，５３，５４からＰＴＣ素子２６，４４，６６への熱伝達性能という観点、および部品点数の削減という観点から望ましい。

本発明は、ノートＰＣや電動アシスト自転車、ハイブリッド自動車、さらには電気自動車などの電源として、低いコストと高い信頼性とを備える電池パックを実現するのに有用である。

１，３，５．電池パック
１０．外装ケース
１１，３０．外装ラベル
１２．水没判定シール
２０．コアパック
２１，２２，４１，４２，５１，５２，５３，５４．素電池
２３，４３．回路基板
２４．基板ホルダ
２５．絶縁板
２６，４６，６６．ＰＴＣ素子
２７．クラッド板
２８，２９，４８，６８．接続リード

Claims (6)

1. 第１および第２の素電池と、前記第１および第２の素電池に接続される保護素子とを備える電池パックにおいて、
   前記保護素子は、温度に応じて通電状態が変化する素子本体と、当該素子本体をその厚み方向に挟んで接合された２つの素子リードとを有し構成されており、
   前記２つの素子リードの内の一方は、長尺な短冊形状を有し、一方の端部で前記第１の素電池における一方の極端子に接合され、他方の端部で前記第２の素電池における一方の極端子に接合されており、
   前記素子本体は、前記一方の素子リードに対し、その長手方向の中間部分表面に接合されており、
   前記一方の素子リードは、前記第１の素電池および第２の素電池における各一方の極端子間を接続する接続リードとしての機能を兼ね備えている
   ことを特徴とする電池パック。
2. 前記一方の素子リードと、前記第１の素電池における一方の極端子および前記第２の素電池における一方の極端子とは、直に接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記保護素子における前記素子本体の両端部分は、前記第１の素電池における前記一方の極端子および前記第２の素電池における前記一方の極端子の双方に対し、前記一方の素子リードをその厚み方向に挟んで表裏の関係となる状態で配されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック。
4. 前記保護素子における他方の素子リードは、制御回路の構成要素としての電子部品が実装されてなる回路基板の導電ランドに接続されている
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電池パック。
5. 前記第１および第２の素電池は、ともに扁平薄型の角形外観を有し、一の端面に前記一方の極端子が形成されているものであり、互いの前記一の端面が同一方向を向くように並設されており、
   前記保護素子における前記一方の素子リードは、前記第１の素電池における前記一方の極端子と、前記第２の素電池における前記一方の極端子との間で、架設されている
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電池パック。
6. 前記第１および第２の素電池は、ともに金属ラミネート外装を備える扁平薄型の外観を有し、各外装の封止部分を横断して前記一方の極端子が延出されており、互いの前記一方の極端子が平行となるように並設されており、
   前記保護素子における前記一方の素子リードは、前記第１の素電池における前記一方の極端子と、前記第２の素電池における前記一方の極端子との間で、架設されており、
   前記第１および第２の素電池における前記一方の極端子が、その長手方向の中間で曲折されることにより、前記保護素子における前記素子本体が、前記外装における封止部分の上に重なるように配されている
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電池パック。

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