JP2023169888A - バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】互換性のある充電器で周期的に充電され得るバッテリパックを提供する。
【解決手段】バッテリパックは、ハウジング、コアボックス、パウチセルの積層体、エンドプレート、バッテリパック端子、及び回路基板を有する。コアボックスは、ハウジング内に配置され、支持面を有する。パウチセルの積層体は、支持面によって支持される。各パウチセルは、パウチセルの共通側面から延びるセルタブを有する。エンドプレートはスロットを有し、セルタブは、スロットを通って延びる。バッテリパック端子は、パウチセルの積層体に電気的に接続され、電気デバイスに電気的に接続され得る。回路基板は、支持面に対向するコアボックスに連結される。回路基板は、パウチセルの積層体及びバッテリパック端子に電気的に接続される。コアボックス、エンドプレート、及び回路基板は、協働してパウチセルの積層体を取り囲む。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年５月１７日に出願された先行出願で同時係属中の米国仮特許出願第６３／３４２，７６０号明細書に対する優先権を主張するものであり、その仮出願の全内容が参照により本明細書に援用される。

本開示は、バッテリパックに関し、より詳細には、パウチセルを有するバッテリパックに関する。

典型的には、例えばコードレス動力工具などの電気機器は、充電式バッテリによって電力供給される。バッテリは、互換性のある充電器で周期的に充電され得る。

本開示は、一態様において、ハウジング、コアボックス、パウチセルの積層体、エンドプレート、バッテリパック端子、及び回路基板を有するバッテリパックを提供する。コアボックスは、ハウジング内に配置され、支持面を有する。パウチセルの積層体は、支持面によって支持される。各パウチセルは、パウチセルの共通側面から延びるセルタブを有する。エンドプレートはスロットを有し、セルタブは、スロットを通って延びる。バッテリパック端子は、パウチセルの積層体に電気的に接続され、電気デバイスに電気的に接続され得る。回路基板は、支持面に対向するコアボックスに連結される。回路基板は、パウチセルの積層体及びバッテリパック端子に電気的に接続される。コアボックス、エンドプレート、及び回路基板は、協働してパウチセルの積層体を取り囲む。

本開示は、別の態様において、ハウジング、ハウジング内に配置されたコアボックス、コアボックス内に配置されたパウチセルの積層体、コアボックスに連結されたエンドプレート、及びコアボックスに連結された回路基板を有するバッテリパックを提供する。パウチセルのそれぞれが、隣接パウチセルのセルタブに連結されたセルタブを有する。パウチセルは、パウチセルを通る電気経路が蛇行パターンであるように直列で電気的に接続される。エンドプレートはスロットを有し、セルタブは、スロットを通って延びる。パウチセルの積層体が、回路基板及びコアボックスによって少なくとも部分的に取り囲まれる。セルタブの少なくとも一部が、コアボックスの側面に対向する回路基板の側面に配置される。

本開示は、さらに別の態様において、ハウジング、ハウジング内に配置されたコアボックス、コアボックス内に配置されたパウチセルの積層体、コアボックスに連結されたエンドプレート、弾性層、バッテリパック端子、第１の回路基板、第２の回路基板、電圧タップ、及びサーミスタを有するバッテリパックを提供する。パウチセルのそれぞれが、隣接パウチセルのセルタブに連結されたセルタブを有する。パウチセルは、パウチセルを通る電気経路が蛇行パターンであるように直列で電気的に接続される。エンドプレートはスロットを有し、セルタブは、スロットを通って延びる。弾性層は、パウチセルの積層体の隣接パウチセル間に配置される。バッテリパック端子は、バッテリパック端子に電気的に接続するように構成される。第１の回路基板は、パウチセルの積層体に電気的に接続され、第２の回路基板は、バッテリパック端子に電気的に接続される。電圧タップは、第１の回路基板及び第２の回路基板のうちの１つに電気的に接続され、隣接パウチセルの２つの連結されたセルタブに電気的に接続される。サーミスタは、第１の回路基板及び第２の回路基板のうちの１つに電気的に接続される。コアボックス、エンドプレート、及び第１の回路基板は、協働してパウチセルの積層体を取り囲む。

バッテリパックの前方斜視図である。 図１のバッテリパックの後方斜視図である。 図１のバッテリパックの正面図である。 図１のバッテリパックの背面図である。 図１のバッテリパックの側面図である。 図１のバッテリパックの別の側面図である。 図１のバッテリパックの上面図である。 図１のバッテリパックの底面図である。 図１のバッテリパックの上部ハウジングの斜視図である。 図１のバッテリパックの上部ハウジングの底面図である。 図１のバッテリパックの中間ハウジングの斜視図および底面図である。 図１のバッテリパックの下部ハウジングの斜視図である。 図１のバッテリパックのグリップの斜視図である。 図１のバッテリパックの断面図である。 ハウジングを除去した、図１のバッテリパックの後方斜視図である。 ハウジングを除去した、図１のバッテリパックの前方斜視図である。 図１のバッテリパックのグリップカバーの斜視図である。 図１のバッテリパックのコアボックスの斜視図である。 図１のバッテリパックのエンドプレートを有するコアボックスの斜視図である。 図１のバッテリパックのバッテリセルを有するコアボックスの斜視図である。 図１のバッテリパックの部分断面図である。 図１のバッテリパックの詳細断面図である。 バッテリパックの別の実施形態の断面図である。 図１のバッテリパックのエンドプレートの前方斜視図および後方斜視図である。 ハウジングを除去した、図１のバッテリパックの部分後方斜視図である。 ハウジングを除去した、図１のバッテリパックの部分後方斜視図である。 図１のバッテリパックの回路基板の上面図である。 図１のバッテリパックの回路基板の側面図である。 図１のバッテリパックの端子及び端子ハウジングの斜視図である。 図１のバッテリパックの正端子の斜視図である。 ハウジングを除去した、図１のバッテリパックの別の斜視図である。 図１のバッテリパックの別の断面図である。 コアボックス回路基板のスナップフィット特徴の詳細図である。 コアボックスエンドプレートのスナップフィット特徴の詳細図である。 揺動溶接の詳細図である。 別の揺動溶接の詳細図である。 ハウジングを除去したバッテリパックの別の実施形態の斜視図である。 図１のバッテリパックの組立プロセスを示す。 図１のバッテリパックの組立プロセスを示す。 図１のバッテリパックのバッテリセルの上面図である。 バッテリが放電されているときの図３２のバッテリセルの熱グラフである。 充電中の図１のバッテリパック内の空気流を示す。 充電中の図１のバッテリパック内の空気流を示す。 充電中の異なる実施形態のバッテリパック内の空気流を示す。 充電プロセス中の通気口のないバッテリパックの温度を示すグラフである。 充電プロセス中の通気口のあるバッテリパックの温度を示すグラフである。 充電プロセス中の図１のバッテリパックの温度を示すグラフである。 異なるバッテリパックの充電プロセスを比較する表である。 充電プロセス中の異なるバッテリパックの温度を比較するグラフである。 放電中の異なるバッテリパックのランタイムを比較するグラフである。 放電中の異なるバッテリパックのランタイムを比較する表である。

本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば明らかになるであろう。

本開示のいずれの実施形態を詳細に説明する前に、本開示は、以下の記述で説明される、又は以下の図面に図示されている構造の細部及び構成要素の配置の用途に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々なやり方で実践又は実行することが可能である。また、本明細書において使用される語法及び専門用語は、説明を目的としたものであり、限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。

図１～図２１及び図２３～図３０を参照すると、バッテリパック１０の第１の実施形態が示されている。バッテリパック１０は、電気デバイス（例えば、動力工具）に選択的に電力を供給するように構成される、充電式バッテリパックである。バッテリパック１０は、電気デバイスから取り外されて充電器で充電され得る。バッテリパック１０は、ハウジング１４、ハウジング１４内に配置されたバッテリモジュール１８、及び回路モジュール２２を含む。バッテリパック１０は、９０ｍｍ～７０ｍｍの全高を有し得る。より具体的には、バッテリパック１０は、８５ｍｍ～７５ｍｍの全高を有し得る。より具体的には、バッテリパック１０は、８０ｍｍの全高を有し得る。

バッテリパック１０のハウジング１４は、第１のハウジング部２６（例えば、上部ハウジング部）、第２のハウジング部３０（例えば、中間ハウジング部）、及び第３のハウジング部３４（例えば、下部ハウジング部）を含み得る。ハウジング部２６、３０、３４は、バッテリモジュール１８及び回路モジュール２２を支持するように連結される。ハウジング１４は、化学的耐性を有する第１の材料（例えば、ＧＦナイロン）及びバッテリパック１０が落下した場合の衝撃を吸収する第２の材料から形成され得る。

ハウジング１４は、第１の端部１２（例えば、前方端部）、第１の端部１２に対向する第２の端部１６（例えば、後方端部）、第１の側面１３、及び第１の側面１３に対向する第２の側面１５を画成し得る。図示された実施形態では、第１の端部１２及び第２の端部１６は、第１の側面１３及び第２の側面１５より短い。

図９Ａ～図９Ｃを参照すると、第１のハウジング部２６は、傾斜領域２４及び隆起領域２８を含む。傾斜領域は、バッテリパック１０の第１の端部１２に隣接し、隆起領域２８は、バッテリパックの第２の端部１６に隣接する。第１のハウジング部２６は、ｄ１の全高を有する（図２０）。全高ｄ１は、傾斜領域２４の上面から測定される。全高ｄ１は、３０ｍｍ～２０ｍｍであってもよい。全高ｄ１は、２８ｍｍ～２４ｍｍであってもよい。全高ｄ１は、２６ｍｍ～２５ｍｍであってもよい。全高ｄ１は、２５．４ｍｍであってもよい。

第１のハウジング部２６は、（傾斜領域２４及び隆起領域２８を除く）ｄ５の厚さを有し得る（図２０）。厚さｄ５は、１ｍｍ～３ｍｍであってもよい。厚さｄ５は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであってもよい。厚さｄ５は、２ｍｍであってもよい。

第１のハウジング部２６は、隆起領域２８上に配置されたツールインターフェース３８を含む。ツールインターフェース３８は、電気デバイス及び充電器に物理的に連結するように構成される。ツールインターフェース３８は、（以下で詳細に説明される）バッテリパック端子のセットを少なくとも部分的に露出する端子開口部４２のセットを含む。端子開口部４２のセットによって、電気デバイス及び充電器がバッテリパック１０に電気的に連結されることが可能となり、より具体的には、バッテリパック１０のバッテリパック端子に電気的に連結されることが可能となる。ツールインターフェース３８は、バッテリパック１０が電気デバイスから容易に挿入及び除去されることを可能にするガイド５４をさらに含み得る。

第１のハウジング部２６は、空気がバッテリパック１０に入り、バッテリパック１０を冷却することを可能にする、複数の給気口をさらに含む。より具体的には、第１のハウジング部２６は、ツールインターフェース３８上に位置する給気口の第１のセット４６と、第１のハウジング部２６の長さに沿って延びる給気口の第２のセット５０（図９Ｃ）と、を含み得る。給気口の第１のセット４６は、ツールインターフェース３８の一側面上の給気口の第１のグループ４６ａと、ツールインターフェース３８の他の側面上の給気口の第２のグループ４６ｂと、を含む。給気口の第１のセット４６は、複数の円形又はスロット形状の開口部から構成され得る。給気口の第２のセット５０は、第１の側面１３に沿って延びる給気口の第１のグループ５０ａと、第２の側面１５に沿って延びる給気口の第２のグループ５０ｂと、を含む。給気口の第２のセット５０は、複数のスロット形状の開口部から構成される。

第１のハウジング部２６は、複数の穴５８（例えば、ねじ穴）をさらに含み得る。複数の穴５８は、第１のハウジング部２６を第２のハウジング部３０に連結するための留め具６０（図１３）を受けるように構成される。図示された実施形態では、留め具６０は、ねじである。図示された実施形態では、複数の穴５８は、第１の端部１２に隣接して位置する２つの穴と、第２の端部１６に隣接して位置する２つの穴とを含む。他の実施形態では、第１のハウジング部２６は、より少ない、又はより多くの穴を有してもよい。

第１のハウジング部２６は、（以下で詳細に説明される）グリップ部材の対を受けるように構成される開口部６２のセットも含み得る。開口部６２は、ツールインターフェース３８の一側面上の第１の開口部６２ａと、ツールインターフェース３８の他の側面上の第２の開口部６２ｂと、を含む。開口部６２ａ、６２ｂは、傾斜領域２４と隆起領域２８との間に配置され得る。より具体的には、開口部６２ａ、６２ｂの一部が傾斜領域２４上に配置されてもよく、開口部６２ａ、６２ｂの一部が隆起領域２８上に配置されてもよい。

第２のハウジング部３０は、第１のハウジング部２６と第３のハウジング部３４との間に位置する。第２のハウジング部３０は、バッテリモジュール１８を支持する凹部６６を形成する。第２のハウジング部の底壁は、ｄ５の厚さを有し得る。厚さｄ５は、１ｍｍ～５ｍｍであってもよい。厚さｄ５は、３ｍｍ～４ｍｍであってもよい。厚さｄ５は、３．５ｍｍであってもよい。

第２のハウジング部３０は、冷却空気がバッテリパック１０から出ていくことを可能にする複数の排気口７０を含む。複数の排気口７０は、ハウジング１４の第１の側面１３に沿って配置された排気口の第１のセット７０ａと、ハウジング１４の第２の側面１５に沿って配置された排気口の第２のセット７０ｂと、を含む。複数の排気口７０は、複数のスロット形状、円形、長方形、又は楕円の開口部から構成され得る。

第２のハウジング部３０は、進入開口部７２も含み得る。進入開口部７２は、水がバッテリパック１０に入った場合にバッテリパック１０から水が出ていくことを可能にする。進入開口部７２は、排気口７０より小さい。進入開口部７２は、ハウジング１４の第１の端部１２及び第２の端部１６付近に配置され得る。図示された実施形態では、バッテリパック１０は、４つの進入開口部７２を含むが、他の実施形態では、より少ない、又はより多くの進入開口部を有してもよい。

第２のハウジング部３０は、留め具６０を受けるように構成される複数の穴７４（例えば、ねじ穴）をさらに含む。複数の穴７４は、第１のハウジング部２６の複数の穴５８と整列するように構成される。

第３のハウジング部３４は、第２のハウジング部３０に連結される。第３のハウジング部３４は、第２のハウジング部３０を完全に覆わなくてもよい。第３のハウジング部３４は、留め具を受けるように構成された複数の穴７８、複数の排気口８２、及び進入開口部８０を含む。複数の穴７８は、第２のハウジング部３０の複数の穴７４と整列する。排気口のセット８２は、第２のハウジング部３０の複数の排気口７０と整列する。進入開口部８０は、第２のハウジング部３０の進入開口部７２と整列する。

ハウジング１４は、状態標識１００及び燃料ゲージボタン１０４をさらに含み得る。状態標識１００は、ＬＥＤライトのセットであってもよい。状態標識１００は、バッテリパック１０の充電レベル又は正常性を示してもよい。例えば、状態標識１００は、バッテリパック１０が完全に充電されている場合に緑であってもよく、又は状態標識１００は、バッテリパック１０が低バッテリである場合に赤であってもよい。状態標識１００は、第１のハウジング部２６の傾斜領域２４上に配置される。

燃料ゲージボタン１０４は、第１のハウジング部２６の傾斜領域２４上の状態標識１００に隣接して配置される。燃料ゲージボタン１０４によって、ユーザは、燃料ゲージボタン１０４を押下してバッテリパック１０の状態をチェックすることが可能となる。バッテリパック１０の状態は、状態標識１００上に表示される。燃料ゲージボタン１０４は、バッテリパック１０が電気デバイス又は充電器に接続されていないときに使用され得る。

ハウジング１４は、グリップのセット８８も含む。グリップ８８のセットは、第１の開口部６２ａに配置された第１のグリップ８８ａ及び第２の開口部６２ｂに配置された第２のグリップ８８ｂを含む。グリップのセット８８によって、ユーザはバッテリパック１０を容易に保持し、バッテリパック１０を電気デバイス内に挿入することが可能となる。

図７及び図１２を参照すると、グリップ８８ａ、８８ｂは、圧縮可能部分９２及び接点板９６を含む。接点板９６は、圧縮可能部分９２が圧縮されると、第１のハウジング部２６に接触する。圧縮可能部分９２は、ユーザによって圧縮されて、バッテリパック１０が電気デバイス内へ挿入されることを可能にし得る。圧縮可能部分９２は、バッテリパック１０の挿入方向に垂直な方向に圧縮される。グリップ８８ａ、８８ｂは、圧縮可能部分９２を付勢して未圧縮状態にするばね（図示せず）をさらに含み得る。バッテリパック１０が電気デバイス内に挿入されると、圧縮可能部分９２は圧縮されず、それによって、バッテリパック１０が電気デバイスに固定され、且つ電気デバイスからバッテリパック１０を除去できない。

バッテリパック１０は、第１のハウジング部２６、バッテリモジュール１８、及び回路モジュール２２の間に配置されたグリップカバー１０８（図１３～１６）を含み得る。より具体的には、グリップカバー１０８は、グリップのセット８８と回路モジュール２２との間に配置される。グリップカバー１０８は、回路モジュール２２を覆い、グリップ８８ａ、８８ｂが圧縮されるときに侵入から回路モジュール２２（及び他のバッテリパック内部）を保護する。グリップカバー１０８は、グリップカバー１０８が回路モジュール２２の一部に固定されることを可能にする穴を含み得る。

図１７～２０を参照すると、バッテリモジュール１８は、コアボックス１１２、コアボックス１１２によって支持されるパウチセルの積層体１１４、及びエンドプレート１１６を含む。コアボックス１１２は、第２のハウジング部３０の凹部６６に配置される。

図１７及び図１８を参照すると、コアボックス１１２は、第１の側壁１２２、第１の側壁１２２に対向する第２の側壁１２３、及び第３の側壁１２４を含む。第１の側壁１２２は、第１の側面１３に隣接し、第２の側壁１２３は、第２の側面１５に隣接し、第３の側壁１２４は、第１の端部１２に隣接する。コアボックス１１２は、支持面１２５も含む。支持面１２５は、第２のハウジング部３０に接触する。側壁１２２、１２３、１２４、及び支持面１２５が、パウチセルの積層体１１４を受ける凹部１２８を形成する。

コアボックス１１２は、第１の側壁１２２及び第２の側壁１２３上に配置された少なくとも１つの開口部１３２を含む。開口部１３２によって、センサ（例えば、サーミスタ）がパウチセルの積層体１１４の中間にアクセスすることが可能となり得る。開口部１３２は、スロット形状又は長方形であってもよい。図示された実施形態では、コアボックス１１２は、第１の側壁１２２及び第２の側壁１２３のそれぞれの上に２つのスロット形状の開口部１３２を含む。

コアボックス１１２は、留め具１４０（例えば、垂直ねじ）を受けるように構成された穴１３６（例えば、ねじ穴）をさらに含み得る。留め具１４０は、コアボックス１１２を回路モジュール２２に連結する。穴１３６は、第３の側壁１２４上に配置される。図示された実施形態は、２つの穴１３６を含むが、他の実施形態では、より少ない、又はより多くの穴１３６が存在してもよい。

コアボックス１１２は、６０ｍｍ～３０ｍｍの全高を有してもよい。より具体的には、コアボックス１１２は、５０ｍｍ～４０ｍｍの全高を有してもよい。さらにより具体的には、コアボックス１１２は、４５．５ｍｍの全高を有してもよい。コアボックス１１２は、バッテリパック１０の全高の５０％より大きな高さを有する。より具体的には、コアボックス１１２は、バッテリパック１０の全高の５５％より大きな高さを有する。さらにより具体的には、コアボックス１１２は、バッテリパック１０の全高の５６％より大きな高さを有する。

コアボックス１１２の支持面１２５は、ｄ４の厚さ（図２０）を有する。厚さｄ４は、０．５ｍｍ～３ｍｍであってもよい。より具体的には、コアボックス１１２の厚さｄ４は、１ｍｍ～２．５ｍｍであってもよい。さらにより具体的には、コアボックス１１２の厚さｄ４は、２ｍｍであってもよい。

パウチセルの積層体１１４は、コアボックス１１２の支持面１２５によって支持される。より具体的には、パウチセルの積層体１１４は、コアボックス１１２の支持面１２５上に配置される。パウチセルの積層体１１４は、複数のパウチセルを含む。より具体的には、パウチセルの積層体１１４は、少なくとも第１のパウチセル１１４ａ（例えば、上部パウチセル）及び第２のパウチセル１１４ｂ（例えば、下部パウチセル又は回路基板から最も遠いパウチセル）を含み得る。図示された実施形態は、５つのパウチセルを含むが、バッテリパック１０は、より少ない、又はより多くのパウチセルを含んでもよい。

パウチセルの積層体１１４内の各パウチセル（例えば、第１のパウチセル１１４ａ及び第２のパウチセル１１４ｂ）は、ｄ２の厚さを有し得る。厚さｄ２は、５ｍｍ～８ｍｍであってもよい。より具体的には、パウチセルの厚さｄ２は、６ｍｍ～７ｍｍであってもよい。より具体的には、厚さｄ２は、６．８ｍｍであってもよい。

図示された実施形態では、パウチセルの積層体１１４は、５０ｍｍ～２０ｍｍの全高を有する。より具体的には、パウチセルの積層体１１４は、４０ｍｍ～３０ｍｍの全高を有する。さらにより具体的には、パウチセルの積層体１１４は、３４ｍｍの全高を有する。パウチセルの積層体１１４は、バッテリパック１０の全高の３０％より大きく、且つコアボックス１１２の全高の６０％より大きな高さを有する。より具体的には、パウチセルの積層体１１４は、バッテリパック１０の全高の４０％より大きく、且つコアボックス１１２の全高の７０％より大きな高さを有する。さらにより具体的には、パウチセルの積層体１１４は、バッテリパック１０の全高の４２％より大きく、且つコアボックス１１２の全高の７４％より大きな高さを有する。

パウチセルの積層体１１４内の各パウチセルは、第１のセルタブ１４２及び第２のセルタブ１４６を含む。第１のセルタブ１４２及び第２のセルタブ１４６は、パウチセルの共通側面（例えば、パウチセルの積層体１１４がバッテリパック１０内に配置されたときに第２の端部１６に隣接する側面）から延びる。第１のセルタブ１４２は、正のセルタブであってもよい。第１のセルタブ１４２は、銅で形成されてもよく、１４５ｌｂｆ（６４５Ｎ）～１６０ｌｂｆ（７１２Ｎ）の引張り強度を有してもよい。より具体的には、第１のセルタブ１４２は、１５０ｌｂｆ（６６７Ｎ）～１５５ｌｂｆ（６９０Ｎ）の引張り強度を有してもよい。より具体的には、第１のセルタブ１４２は、１５３．６ｌｂｆ（６８３．２Ｎ）の引張り強度を有してもよい。第２のセルタブ１４６は、負のセルタブであってもよい。第２のセルタブ１４６は、アルミニウムで形成されてもよく、５０ｌｂｆ（２２２Ｎ）～６５ｌｂｆ（２８９Ｎ）の引張り強度を有し、４０ｌｂｆ（１７７Ｎ）～５５ｌｂｆ（２４５Ｎ）の溶接剪断強度を有してもよい。より具体的には、第２のセルタブ１４６は、５５ｌｂｆ（２４５Ｎ）～６０ｌｂｆ（２６７Ｎ）の引張り強度を有し、４５ｌｂｆ（２００Ｎ）～５０ｌｂｆ（２２２Ｎ）の溶接剪断強度を有してもよい。より具体的には、第２のセルタブ１４６は、５７．９ｌｂｆ（２５７Ｎ）の引張り強度を有し、４８．１９ｌｂｆ（２１４．４Ｎ）の溶接剪断強度を有してもよい。セルタブ１４２、１４６は、折り畳み可能なように可撓性があってもよい。

第１のパウチセル１１４ａは、上部バッテリセルであり、したがって、第１のパウチセル１１４ａが回路モジュール２２に隣接して位置する。第２のパウチセル１１４ｂは、第１のパウチセル１１４ａとコアボックス１１２の支持面１２５との間に積層されている。第２のパウチセル１１４ｂは、下部バッテリセルであり、したがって、第２のパウチセル１１４ｂが支持面１２５に隣接する。図示された実施形態では、パウチセルの積層体１１４は、第１のパウチセル１１４ａの直下に位置する第３のパウチセル１１４ｃ、第３のパウチセル１１４ｃの直下に位置する第４のパウチセル１１４ｄ、及び第４のパウチセル１１４ｄの直下且つ第２のバッテリセル１１４ｂの真上に配置された第５のパウチセル１１４ｅをさらに含む。

図１９を参照すると、パウチセルの積層体１１４内のパウチセルは、交互のパターンで配置される。例えば、第１のパウチセル１１４ａの第１のセルタブ１４２ａ、第４のパウチセル１１４ｄの第１のセルタブ１４２ｄ、及び第２のパウチセル１１４ｂの第１のセルタブ１４２ｂは、第２の側面１５に隣接しており、一方第３のパウチセル１１４ｃの第１のセルタブ１４２ｃ及び第５のパウチセル１１４ｅの第１のセルタブ１４２ｅは、バッテリパック１０の第１の側面１３に隣接している。加えて、第１のパウチセル１１４ａの第２のセルタブ１４６ａ、第４のパウチセル１１４ｄの第２のセルタブ１４６ｄ、及び第２のパウチセル１１４ｂの第２のセルタブ１４６ｂは、第１の側面１３に隣接しており、一方第３のパウチセル１１４ｃの第２のタブ１４６ｃ及び第５のパウチセル１１４ｅの第２のセルタブ１４６ｅは、バッテリパック１０の第２の側面１５に隣接している。交互のパターンによって、パウチセルの積層体１１４が蛇行パターンで電気的に接続されることが可能となる（以下で詳細に説明される）。

エンドプレート１１６は、コアボックス１１２に連結される。より具体的には、エンドプレート１１６は、エンドプレート１１６が第２の端部１６に隣接するように、第３の側壁１２４に対向するコアボックス１１２に連結される。図示された実施形態では、エンドプレート１１６は、図３２に示されるように、コアボックス１１２に（例えば、ディテント機構で）スナップフィットされる。より具体的には、コアボックス１１２は、突起２９０及び突起に隣接するスロット３０６を含み、エンドプレート１１６は、溝３０２及び突起３１０を含む。スロット３０６は、垂直スロットであり、第１のハウジング部２６と第２のハウジング部３０との間で垂直方向に延びる。溝３０２は、水平溝であり、第１の端部１２と第２の端部１６との間で軸方向に延びる。突起３１０は、フック又はカンチレバーである。エンドプレート１１６がコアボックス１１２に連結されると、コアボックス１１２の突起２９０がエンドプレート１１６の溝３０２に受け止められ、エンドプレート１１６の突起３１０がコアボックス１１２のスロット３０６に受け止められる。スナップフィットは、コアボックス１１２に対するエンドプレート１１６の軸方向移動を制限する。図示された実施形態には、エンドプレート１１６をコアボックス１１２に連結する２つのスナップフィットが存在するが、他の実施形態では、より多くのスナップフィットが存在してもよい。エンドプレート１１６及びコアボックス１１２は、パウチセルの積層体１１４を少なくとも部分的に取り囲む。

エンドプレート１１６は、第１の面１５８、第２の面１６２、及び第１の面１５８から第２の面１６２に延びるスロットのセット１３８を含む。第１の面１５８は、バッテリパック１０の第２の端部１６に隣接し、第２の面１６２は、パウチセルの積層体１１４に隣接する。セルタブ１４２、１４６がスロット１３８を通って延びるように、スロットのセット１３８は、パウチセルの積層体１１４の中のパウチセルのセルタブ１４２、１４６と整列する。

第１の面１５８は、スロットのセット１３８、凹部のセット１７４、及び穴１７８に隣接して位置する棚のセット１６６を含む。棚のセット１６６は、第２の端部１６に向かって延びる。棚のセット１６６は、端子タブが互いに接触して短絡することを防止する。凹部のセット１７４は、各バッテリセルの放電条件を測定するセンサ（例えば、電圧タップ）を受け得る、凹んだ面のセットである。穴１７８（例えば、ねじ穴）は、留め具（例えば、ねじ）が穴１７８に受け入れられるときに、エンドプレート１１６を回路モジュール２２に連結することを可能にする。

第２の面１６２は、接触面１７０を含む。接触面１７０は、パウチセルの積層体１１４に向かって延びる。接触面１７０は、パウチセルの積層体１１４を安定させるためにパウチセルの積層体１１４に接触する。

パウチセル１１４ａ～１１４ｅのセルタブ１４２、１４６は、エンドプレート１１６の外側で互いに電気的に接続される。上記別の方法で、パウチセル１１４ａ～１１４ｅのセルタブ１４２、１４６は、エンドプレート１１６とバッテリパック１０の第２の端部１６との間で互いに電気的に接続される。セルタブ１４２、１４６は、互いの上面上でエンドプレート１１６に対してセルタブ１４２、１４６を折り畳むことによって電気的に接続される。

パウチセルの積層体１１４は、パウチセルの積層体１１４を通る電気経路が蛇行パターンであるように直列で接続される。より具体的には、（第２の側面１５に位置する）第２のパウチセル１１４ｂの第１のセルタブ１４２ｂは、（第２の側面１５に位置する）第５のパウチセル１１４ｅの第２のセルタブ１４６ｅに接続され、（第１の側面１３に位置する）第５のパウチセル１１４ｅの第１のセルタブ１４２ｅは、（第１の側面１３に位置する）第４のバッテリセル１１４ｄの第２のセルタブ１４６ｅに接続され、（第２の側面１５に位置する）第４のバッテリセル１１４ｄの第１のセルタブ１４２ｄは、（第２の側面１５に位置する）第３のバッテリセル１１４ｃの第２のセルタブ１４６ｃに接続され、（第１の側面１３に位置する）第３のバッテリセル１１４ｃの第１のセルタブ１４２ｃは、第１のバッテリセル１１４ａの第２のセルタブ１４６ａに電気的に接続される。溶接２６２（図３６Ｅ）は、セルタブ１４２、１４６を互いに固定し得る。これらの接続は、蛇行パターンを有する電気経路を形成する。パウチセルの積層体１１４は、第１のパウチセル１１４ａの第１のセルタブ１４２ａが第２のパウチセル１１４ｂの第２のセルタブ１４６ｂに電気的に接続されるように、電気的に接続される。

第１のパウチセル１１４ａの第１のセルタブ１４２ａは、第１の主要タブ１８２として機能し、第２のパウチセル１１４ｂの第２のセルタブ１４６ｂは、第２の主要タブ１８６として機能する。第１の主要タブ１８２及び第２の主要タブ１８６は、パウチセルの積層体１１４を回路モジュール２２に電気的に接続する。

バッテリモジュール１８は、パウチセルの積層体１１４内のセルの少なくともいくつかの間に配置された弾性層１５０をさらに含み得る。弾性層１５０は、圧縮可能な発泡膨張パッド、エアギャップ、又は圧縮可能な２種材料スペーサであってもよい。弾性層１５０は、パウチセル１１４ａ～１１４ｅが拡張することを可能にする。図示された実施形態では、バッテリモジュール１８は、パウチセルの積層体１１４の隣接パウチセル（例えば第１のパウチセル１１４ａと第３のパウチセル１１４ｃ）の全ての間に弾性層１５０を含む。実施形態のうちのいくつかでは、パウチセルの積層体１１４内のセルのいくつかだけの間に弾性層１５０が存在してもよい。例えば、第１のパウチセル１１４ａと第３のパウチセル１１４ｃとの間、及び第５のパウチセル１１４ｅと第２のパウチセル１１４ｂとの間にだけ弾性層１５０が存在してもよい。

弾性層１５０は、厚さｄ３を有する。弾性層１５０の厚さｄ３は、１ｍｍ～３ｍｍであってもよい。より具体的には、弾性層１５０の厚さｄ３は、１ｍｍ～２ｍｍであってもよい。さらにより具体的には、弾性層１５０の厚さｄ３は、１．５ｍｍであってもよい。図示された実施形態では、弾性層１５０を含むパウチセルの積層体１１４は、バッテリパック１０の全高の４０％より大きく、且つコアボックス１１２の全高の７５％より大きな高さを有する。より具体的には、弾性層１５０を含むパウチセルの積層体１１４は、バッテリパック１０の全高の４５％より大きく、且つコアボックス１１２の全高の８０％より大きな高さを有する。さらにより具体的には、弾性層１５０を含むパウチセルの積層体１１４は、バッテリパック１０の全高の５０％より大きく、且つコアボックス１１２の全高の８７％より大きな高さを有する。

いくつかの実施形態では、バッテリパック１０は、第２のパウチセル１１４ｂと支持面１２５との間に配置された弾性層を有し得る。他の実施形態では、バッテリパック１０は、パウチセルの積層体１１４とコアボックス１１２の第１の側壁１２２及び／又は第２の側壁１２３との間に弾性層を有してもよい。

図２２は、バッテリパック１０’の別の実施形態を示す。バッテリパック１０’はバッテリパック１０に類似であるが、バッテリパック１０’はよりコンパクトである。バッテリパック１０’は、どのセルの間にも弾性層を含まない。

バッテリモジュール１８は、上部弾性層１５４をさらに含み得る。上部弾性層１５４は、第１のパウチセル１１４ａと回路モジュール２２との間に配置される。上部弾性層１５４は、弾性層１５０と同一の材料及び厚さであってもよく、又は上部弾性層１５４は、弾性層１５０と異なる厚さを有してもよく、且つ弾性層１５０と異なる材料であってもよい。

図２５～図３０を参照すると、回路モジュール２２は、バッテリパック端子１９２、第１の回路基板１９４（例えば、下部回路基板）、及び第１の回路基板１９４の上部に配置された第２の回路基板１９８（例えば、上部回路基板）を含む。

バッテリパック端子１９２は、第１のバッテリパック端子２２６、第２のバッテリパック端子２３０、及び第３のバッテリパック端子２３４を含む。第１のバッテリパック端子２２６は、正のバッテリ端子である。第２のバッテリパック端子２３０は、負のバッテリパック端子である。第１のバッテリパック端子２２６及び第２のバッテリパック端子２３０は、接続された電気デバイスに供給するように構成される。第３のバッテリパック端子２３４は、接続された電気デバイスに信号及び情報を送信するように構成される。バッテリパック端子１９２は、第１のハウジング部２６の端子開口部４２を通って延びる。図示された実施形態では、バッテリパック１０は、第３のバッテリパック端子２３４のうちの３つを含む。

図２７及び図２８を参照すると、第１のバッテリパック端子２２６及び第２のバッテリパック端子２３０は、バッテリ接続部２３８及びツール接続部２４２を含む。バッテリ接続部２３８は、第１のバッテリパック端子２２６及び第２のバッテリパック端子２３０がパウチセルの積層体１１４に電気的に連結し得るように、第１の回路基板１９４に向かって下向きに延びる。バッテリパック端子２２６、２３０のツール接続部２４２は、エンドプレート１１６と同一平面である平面に向かう方向に延びる。第１のバッテリパック端子２２６及び第２のバッテリパック端子２３０は、ＥＦＴＥＣ９７又はＥＦＴＥＣ５５０－Ｅで形成されてもよい。

第１の回路基板１９４は、コアボックス１１２の上に位置する。第１の回路基板１９４及びコアボックス１１２は、パウチセルの積層体１１４を少なくとも部分的に取り囲む。より具体的には、第１の回路基板１９４は、上部弾性層１５４の上、且つコアボックス１１２の支持面１２５に対向して位置する。第１の回路基板１９４は、コアボックス１１２、第１の回路基板１９４、及びエンドプレート１１６が協働して取り囲まれた空間を形成し、協働してパウチセルの積層体１１４を取り囲むように、コアボックス１１２を覆う。第１の回路基板１９４は、留め具１４０が第１の回路基板１９４をコアボックス１１２及びエンドプレート１１６に固定し得るように、コアボックス１１２の穴１３６及びエンドプレート１１６の穴１７８と整列する穴２０６（例えば、ねじ穴）を含む。

図３１を参照すると、第１の回路基板１９４は、少なくとも１つのスナップ２８６（例えば、ディテント機構）によってコアボックス１１２に固定される（例えば、スナップフィットされる）。図示された実施形態では、コアボックス１１２は、第１の側壁１２２上に沿った２つのスナップ２８６及びコアボックス１１２の第２の側壁１２３上の２つのスナップ２８６を含む４つのスナップ２８６を含む。スナップ２８６は、フック形状又はカンチレバー形状の突起２９８を含む。フック形状の突起２９８は、第１の回路基板１９４に部分的に沿って延び、第１の回路基板１９４の垂直移動を制限する。フック形状の突起２９８は、パウチセルの積層体１１４が拡張する余地があるように、第１の回路基板１９４から垂直方向にオフセットされ得る。他の実施形態では、コアボックス１１２は、より少ない、又はより多くのスナップ２８６を含み得る。

第１の回路基板１９４は、平坦な平面形状を有する。第１の回路基板１９４は、回路銅層、誘電層、及びアルミニウム層を有するアルミニウムで裏打ちされた回路基板であってもよい。第１の回路基板１９４は、ｄ８の厚さを有し得る。図示された実施形態では、第１の回路基板１９４の厚さｄ８は、１ｍｍ～３ｍｍであってもよい。より具体的には、第１の回路基板１９４の厚さｄ８は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであってもよい。さらにより具体的には、第１の回路基板１９４の厚さｄ８は、２ｍｍであってもよい。

第１の回路基板１９４は、パウチセルの積層体１１４をバッテリパック端子１９２に電気的に接続する電力経路要素を含む。より具体的には、電力経路要素は、第１の主要セルタブ１８２を第１のバッテリパック端子２２６に電気的に接続し、第２の主要セルタブ１８６を第２のバッテリパック端子２３０に電気的に接続する。

第１の主要セルタブ１８２は、第１の主要セルタブ１８２の少なくとも一部がコアボックス１１２に対向する第１の回路基板１９４の側面に配置されるように、第１の回路基板１９４上に折り畳まれる。第１の主要セルタブ１８２は、端子バスバー２１０（例えば、第１のバスバー）によって第１のバッテリパック端子２２６に連結される。端子バスバー２１０は、端子バスバー２１０が第１の主要セルタブ１８２に直接連結されるように、第１の主要セルタブ１８２の上面の上に直接置かれる。第１の主要セルタブ１８２は、溶接２６６で端子バスバー２１０に溶接される（図３６Ｉ）。溶接２６６は、溶接２６２（以下で詳細に説明される）に類似であってもよく、揺動形状を有してもよい。

端子バスバー２１０は、１つの一体片であってもよく、又は端子バスバー２１０は、電子的に接続される複数の区画から形成される。例えば、端子バスバー２１０は、第１の主要セルタブ１８２に接続された第１の端子バスバー片２１０ａと、第１の端子バスバー片２１０ａ及び第１のバッテリパック端子２２６に接続された第２の端子バスバー片２１０ｂと、を含む。第１の端子バスバー片２１０ａは、銅又はＦＡＳ－６８０などの銅合金から形成され得る。第１の端子バスバー片２１０ａは、０．１ｍｍ～０．４ｍｍの厚さを有してもよく、１４５ｌｂｆ（６４５Ｎ）～１６０ｌｂｆ（７１２Ｎ）の溶接剪断強度を有してもよい。より具体的には、第１の端子バスバー片２１０ａは、０．２ｍｍ～０．３ｍｍの厚さを有してもよく、１５０ｌｂｆ（６６７Ｎ）～１５５ｌｂｆ（６９０Ｎ）の溶接剪断強度を有してもよい。より具体的には、第１の端子バスバー片２１０ａは、０．２５ｍｍの厚さ及び１５３．６ｌｂｆ（６８３．２Ｎ）の溶接剪断強度を有してもよい。第２の端子バスバー片２１０ｂは、銅又はＣ１１００などの銅合金から形成され得る。第２の端子バスバー片２１０ｂは、１ｍｍ～１．５ｍｍの厚さを有し得る。より具体的には、第２の端子バスバー片２１０ｂは、０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍの厚さを有し得る。より具体的には、第２の端子バスバー２１０ｂは、０．５ｍｍの厚さを有し得る。第１の端子バスバー片２１０ａは、溶接２６６で第２の端子バスバー片２１０ｂに溶接される。

第１の端子バスバー片２１０ａ及び第２の端子バスバー片２１０ｂは、第１の回路基板１９４上に配置された接続パッド２１０ｃに電気的に接続され得る。接続パッド２１０ｃは、銅又はＣ１１０などの銅合金から形成され得る。接続パッド２１０ｃは、０．２ｍｍ～１．７５ｍｍの厚さを有し得る。より具体的には、接続パッド２１０ｃは、０．５ｍｍ～１．５ｍｍの厚さを有し得る。より具体的には、接続パッド２１０ｃは、０．５８ｍｍの厚さを有し得る。接続パッド２１０ｃは、第１の主要セルタブ１８２を第１の回路基板１９４に電気的に接続する。溶接２６６は、第１の端子バスバー片２１０ａ、第２の端子バスバー片２１０ｂ、及び接続パッド２１０ｃを通って延び得る。より薄い端子バスバー片が使用されるときは、より低出力のレーザが、端子バスバー片を溶接するために使用され得る。

第２の主要セルタブ１８６は、コアボックス１１２の支持面１２５に隣接する。第２の主要セルタブ１８６は、端子バスバー２１４（例えば、第２のバスバー）によって第２のバッテリパック端子２３０に接続される。端子バスバー２１４は、第１の端子バスバー片２１４ａ及び第２の端子バスバー片２１４ｂを含む。第１の端子バスバー片２１４ａは、第２の主要セルタブ１８６を第１の回路基板１９４に接続する。第１の端子バスバー片２１４ａは、エンドプレート１１６に沿って延び、第１の回路基板１９４の縁の上に折れ曲がる。第１の端子バスバー片２１４ａの第１の端部は、第２の主要セルタブ１８６に溶接され、第１の端子バスバー片２１４ａの第２の端部は、第１の回路基板１９４上に折り畳まれ、第１の回路基板１９４に溶接される。第１の端子バスバー片２１４ａを第１の回路基板１９４に直接溶接することが、吸熱することに役立つ。セパレータ２４６（例えば、絶縁性フレーム）は、短絡を防止するために第１の端子バスバー片２１４ａとセルタブ１４２、１４６との間に位置し得る。セパレータ２４６は、絶縁材料で形成され得る。第２の端子バスバー片２１４ｂは、第１の回路基板１９４及び第２の端子２３０に接続される。端子バスバー２１０とは異なり、第１の端子バスバー片２１４ａ及び第２の端子バスバー片２１４ｂは溶接されないが、その代わりに、第１の端子バスバー片２１４ａ及び第２の端子バスバー片２１４ｂが、物理的に分離され、第１の回路基板１９４を通って電気的に接続されるだけである。第２の端子バスバー片２１４ｂは、接続パッド２１４ｃに電気的に接続され得る。第２の端子バスバー片２１４ｂは、溶接２６６で接続パッド２１４ｃに溶接され得る。

第１の回路基板１９４は、ＤＦＥＴ（放電電界効果トランジスタ）２１８を含む。ＤＦＥＴ２１８は、電力経路を制御し得るように電力経路要素に電気的に接続される。例えば、ＤＦＥＴ２１８は、過電流を防止するために電力経路回路を切断してもよい。図示された実施形態では、第１の回路基板１９４は、４つのＤＦＥＴ２１８を含むが、他の実施形態は、より少ない、又はより多くのＤＦＥＴ２１８を使用してもよい。ＤＦＥＴ２１８は、バッテリパック１０を過電流及び過熱から保護するために使用される。ＤＦＥＴ２１８は、ＤＦＥＴが吸熱に役立つように、第１の回路基板１９４上に直接取り付けられる。

第１の回路基板１９４は、第２の回路基板１９８に電気的に接続される。複数のアルミニウムスタンドオフ２０２が、第１の回路基板１９４を第２の回路基板１９８に連結する。複数のアルミニウムスタンドオフのうちの各スタンドオフが、１．１Ｎｍのブレーキトルク、３３０Ｎの引張り強度、及び６ｍｍの距離で１５４Ｎの剪断力を有する。

第２の回路基板１９８は、第１の回路基板１９４の上に位置する。第２の回路基板１９８は、バッテリパック１０の情報を制御し、電流を放電し得る。

第２の回路基板１９８は、バッテリパック端子１９２を支持する端子ハウジング２２２を含む。端子ハウジング２２２は、バッテリパック端子１９２を分離し、且つバッテリパック端子１９２が接触することを妨げる、セパレータ２２４を含む。端子ハウジング２２２は、絶縁材料又はプラスチックで形成され得る。端子ハウジング２２２は、第１の回路基板１９４に向かって下向きに延びる区画を有し、第１の回路基板１９４に接触し得る。

第２の回路基板１９８は、２次端子支持体２３６をさらに含み得る。２次端子支持体２３６は、金属で形成されてもよく、端子ハウジング２２２の周囲に位置し得る。２次端子支持体２３６は、バッテリパック１０が落下するとバッテリパック端子１９２をさらに支持する。２次端子支持体２３６は、ｄ６の厚さを有し得る。厚さｄ６は、１ｍｍ～３ｍｍであってもよい。厚さｄ６は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであってもよい。厚さｄ６は、２．２５ｍｍであってもよい。

２次端子支持体２３６と第１の回路基板１９４との間にエアギャップが存在する。エアギャップは、ｄ７の厚さを有し得る。厚さｄ７は、１ｍｍ～２ｍｍであってもよい。厚さｄ７は、１ｍｍ～１．５ｍｍであってもよい。厚さｄ７は、１．３５ｍｍであってもよい。

回路モジュール２２は、少なくとも１つのサーミスタ２５０及び電圧タップ２５８をさらに含む。サーミスタ２５０は、パウチセルの積層体１１４内のパウチセル１１４ａ～１１４ｅの温度をモニタリングする。サーミスタ２５０は、フレックス回路であってもよい。図示された実施形態では、バッテリパックは、第１の側面１３に隣接する第１のサーミスタ２５０ａ及び第２の側面１５に隣接する第２のサーミスタ２５０ｂを含む。サーミスタ２５０ａ、２５０ｂは、第１の回路基板１９４に接続する第１の端部２５１と、パウチセルの積層体１１４内のパウチセル１１４ａ～１１４ｅの間に延びる第２の端部２５２と、を有する。サーミスタ２５０ａ、２５０ｂの第１の端部２５１は、第１の回路基板１９４に沿って第１の側面１３と第２の側面１５との間に部分的に延びる。より具体的には、第１のサーミスタ２５０ａの第１の端部２５１ａは、第１の回路基板に沿って第１の側面１３に向かって第２の側面１５から延び、第２のサーミスタ２５０ｂの第１の端部２５１ｂは、第１の回路基板１９４に沿って第２の側面１５に向かって第１の側面１３から延びる。

サーミスタ２５０ａ、２５０ｂの第２の端部２５２が、コアボックス１１２の外側で下に延びる。サーミスタ２５０ａ、２５０ｂの第２の端部２５２は、コアボックス１１２の側壁１２２、１２３上に配置された開口部１３２を通って延びることによりコアボックス１１２の凹部１２８に入ることによって、パウチセルの積層体１１４にアクセスする。第２の端部２５２は、パウチセル１１４ａ～１１４ｅの間に延びる枝２５３を含む。より具体的には、第１のサーミスタ２５０ａは、第１のパウチセル１１４ａと第３のパウチセル１１４ｃとの間に部分的に延びる第１の枝２５３ａを含むが、第２のサーミスタ２５０ｂは、第３のパウチセル１１４ｃと第４のパウチセル１１４ｄとの間に部分的に延びる第１の枝２５３ｂを含む。第１のサーミスタ２５０ａは、第４のパウチセル１１４ｄと第５のパウチセル１１４ｅとの間に部分的に延びる第２の枝２５３ｃをさらに含んでもよく、第２のサーミスタは、第２のパウチセル１１４ｂと第５のパウチセル１１４ｅとの間に部分的に延びる第２の枝２５３ｄをさらに含んでもよい。第２の端部２５２は、パウチセル１１４ａ～１１４ｅの最も温かい部分にあるパウチセル１１４ａ～１１４ｅに接触し得る。第１の端部２５１と同様に、サーミスタ２５０ａ、２５０ｂの第２の端部２５２もまた、第２の側面１５と第１の側面１３との間に延びる。

電圧タップ２５８は、パウチセルの積層体１１４の放電電圧をモニタリングする。電圧タップ２５８は、フレックス回路２５６及び電圧センサ２５４を含む。フレックス回路２５６は、第１の回路基板１９４及びエンドプレート１１６に電気的に接続される。フレックス回路２５６は、第１の回路基板１９４に沿って第２の端部１６から第１の端部１２に部分的に延びる。フレックス回路２５６は、また、エンドプレート１１６に沿って延びる。

電圧センサ２５４は、電圧センサ２５４がセルタブ１４２、１４６とエンドプレート１１６との間に位置するように、エンドプレート１１６の凹部１７４内に配置される。より具体的には、第２のパウチセル１１４ｂの第１のセルタブ１４２ｂ及び第５のパウチセル１１４ｅの第２のセルタブ１４６ｅに接続された第１の電圧センサ２５４ａと、第４のパウチセル１１４ｄの第１のセルタブ１４２ｄ及び第３のパウチセル１１４ｃの第２のセルタブ１４６ｃに接続された第２の電圧センサ２５４ｂと、第５のパウチセル１１４ｅの第１のセルタブ１４２ｅ及び第４のパウチセル１１４ｄの第２のセルタブ１４６ｄに接続された第３の電圧センサ２５４ｃと、第３のパウチセル１１４ｃの第１のセルタブ１４２ｃ及び第１のパウチセル１１４ａの第２のセルタブ１４６ａに接続された第４の電圧センサ２５４ｄと、がある。電圧センサ２５４ａ～２５４ｄは、電圧センサ２５４ａ～２５４ｄが各溶接２６２における電圧を測定するように、溶接２６２でセルタブ１４２、１４６に溶接される。電圧センサ２５４ａ～２５４ｄは、フレックス回路２５６に連結される。電圧センサ２５４ａ～２５４ｄは、フレックス回路２５６上にスナップし得る。

図３３を参照すると、溶接２６２は、揺動パターンを有する。溶接２６２は、第１のピーク２６３（例えば、正のピーク又は最高ピーク）及び第２のピーク２６４（例えば、負のピーク又は最低ピーク）を含む。溶接２６２のピーク２６３、２６４は、丸みを帯びている。図示された実施形態では、ピーク２６３、２６４は、異なる幅を有する。より具体的には、第１のピーク２６３は、第２のピーク２６４より幅が広い。他の実施形態では、第２のピーク２６４は、第１のピーク２６３より幅が広くてもよく、又はピーク２６３、２６４が同じ幅を有してもよい。溶接２６２は、溶接の振幅の一部が直線又は平坦線を有するように、平坦な形状を有する。いくつかの実施形態では、溶接の直線部分は、振幅の５分の１である。いくつかの実施形態では、溶接の直線部分が、振幅の４分の１である。いくつかの実施形態では、溶接の直線部分が、振幅の３分の１である。

別の溶接２６２’が、図３４に示されている。溶接２６２’もまた、揺動パターンを有し、第１のピーク２６３’及び第２のピーク２６４’を含む。ピーク２６３’、２６４’は、尖った形状を有する。第１のピーク２６４’は、溶接２６２の第１のピーク２６３又は第２のピーク２６４の厚さに類似した幅を有し得る。第２のピーク２６４’は、第１のピーク２６３’より狭く、溶接２６２の第２のピーク２６４より狭い。第２のピーク２６４’は、溶接２６２’の第２のピーク２６４’の部分に近い区画が２重溶接されるほど狭い。溶接中、溶接２６２’の溶接パターンでは、溶接２６２’のピーク２６３’、２６４’でレーザが開始及び停止する必要があり、ピーク２６３’、２６４’を溶接するときにレーザが折り返しされる。

回路モジュール２２は、サーミスタ２５０及び電圧タップ２５８からの情報に基づいてバッテリパック１０の動作を制御するコントローラ（図示せず）を含んでもよい。例えば、コントローラは、測定された温度がある温度閾値を超える場合に、バッテリパック１０が放電しないようにしてもよい。コントローラは、また、測定された電圧がある電圧閾値を下回る場合に、バッテリパック１０が放電しないようにしてもよい。

図示された実施形態では、バッテリパック１０は、１８ボルトのバッテリパックである。図示された実施形態では、第１の電圧センサ２５４ａにおける電圧は、３．６ボルトであり、第３の電圧センサ２５４ｃにおける電圧は、７．２ボルトであり、第２の電圧センサ２５４ｂにおける電圧は、１０．８ボルトであり、第４のセンサ２５４ｄにおける電圧は、１４．４ボルトである。第１の主要セルタブ１８２における電圧は、１８ボルトである。第２の主要セルタブ１８６における電圧は、０ボルトである。電圧値は、バッテリパック１０において使用されるセル及びバッテリパック１０において使用されるセルの数に応じて異なってもよい。

図３５は、バッテリパック１０１０の別の実施形態を示す。バッテリパック１０１０は、バッテリパック１０に類似であり、その差異だけが詳細に説明される。バッテリパック１０１０は、パウチセルの積層体を含むコアボックス１１１２、第１の回路基板１１９４、第１の回路基板１１９４の上面上に配置された第２の回路基板１１９８、サーミスタ１２５０、及び電圧タップ１２５８を含む。コアボックス１１１２は、側壁の１つの上にあり、且つサーミスタ１２５０に隣接する開口部１１３２を１つだけ含む。バッテリパック１０とは異なり、バッテリパック１０１０は、１つのサーミスタ１２５０のみを含み、サーミスタ１２５０は、セルの積層体とコアボックス１１１２との間に位置する。加えて、バッテリパック１０１０の電圧タップ１２５８は、第２の回路基板１１９８に電気的に連結され、第１の回路基板１１９４には連結されない。

図３６Ａ～３６Ｌは、バッテリパック１０を組み立てる方法を示す。パウチセルの積層体１１４が、コアボックス１１２の外側に積層される。パウチセルの積層体１１４は、パウチセル１１４ａ～１１４ｅのいくつか又は全ての間に弾性層１５０を含み得る。パウチセル１１４ａ～１１４ｅは、交互のパターンで積層される。サーミスタ２５０は、パウチセルの積層体１１４内のセルの間に置かれ、サーミスタ２５０を有するパウチセルの積層体１１４は、コアボックス１１２の支持面１２５上に置かれる（図３６Ｂ）。次に、エンドプレート１１６が、コアボックス１１２に固定される（図３６Ｃ）。エンドプレート１１６は、コアボックス１１２にスナップフィットされ得る。電圧センサ２５４は、エンドプレート１１６に固定され、セルタブ１４２、１４６は、エンドプレート１１６の外側に折り畳まれる。いくつかの実施形態では、パウチセルの積層体１１４は、コアボックス１１２の内側に積層される。いくつかの実施形態では、セルタブ１４２、１４６は、第１の回路基板１９４がコアボックス１１２に連結された後で、折り畳まれる。

次いで、第１の回路基板１９４、コアボックス１１２、及びエンドプレート１１６がパウチセルの積層体１１４を取り囲むように、第１の回路基板１９４は、コアボックス１１２及びエンドプレート１１６に連結される（図３６Ｄ）。第１の回路基板１９４は、留め具１４０及びスナップ２８６を用いてコアボックス１１２及びエンドプレート１１６に連結される。次いで、隣接するセルタブ１４２、１４６が接続する溶接２６２が存在するように、セルタブ１４２、１４６が溶接される（図３６Ｅ）。次に、端子バスバー２１０が、第１の主要セルタブ１８２及び端子バスバー２１４に接続され、セパレータ２４６が、第２の主要セルタブ１８６に接続される（図３６Ｆ）。

次のステップは、第２の回路基板１９８を第１の回路基板１９４に固定している（図３６Ｇ）。次いで、電圧タップ２５８及びサーミスタ２５０が、パウチセルの積層体１１４及び第１の回路基板１９４に接続されるように、設置される（図３６Ｈ）。次に、電気素子が、溶接２６６を用いて溶接される（図３６Ｉ）。溶接２６６は、パウチセルの積層体１１４が確実に、第１のバッテリパック端子２２６及び第２のバッテリパック端子２３０に電気的に連結されるようにする。いくつかの実施形態では、第２の回路基板１９８が第１の回路基板１９４と共に設置されるように、第２の回路基板１９８は第１の回路基板１９４と事前に組み立てられている。いくつかの実施形態では、電圧タップ２５８及びサーミスタ２５０が設置され、又は第１の回路基板１９４に接続される前に、電気素子が溶接２６６を用いて溶接される。

次いで、バッテリモジュール１８及び回路モジュール２２は、侵入から素子を保護するために薄膜で噴霧され、又はコーティングされる（図３６Ｊ）。薄膜は、ペリレンなどのポリマーであってもよい。バッテリモジュール１８及び回路モジュール２２が、第２のハウジング部３０内に挿入され得る（図３６Ｋ）。第１のハウジング部２６は、留め具６０を用いて第２のハウジング部３０に連結され得る（図３６Ｌ）。留め具６０は、留め具が第２のハウジング部３０から第１のハウジング部２６へと延びるように、第２のハウジング部３０から挿入され得る。

図３７及び図３８を参照すると、放電中のパウチセル１１４ａ～１１４ｅのうちの１つの温度が、示されている。パウチセルの温度が第１の位置２７０、第２の位置２７４、及び第３の位置２７８において取得された。第１の位置は、第２のセルタブ１４６の側面にあり、第２の位置２７４は、第１のセルタブ１４２の側面にあり、第３の位置２７８は、セルタブ１４２、１４６に対向し、且つ第１の位置２７０と第２の位置２７４との間にある。

図３８を参照すると、セルが５０アンペアで放電されると、セルは、摂氏４９度の最高温度に到達する。セルが５０アンペアで放電されているとき、セルは摂氏５０度より高い温度に到達しない。最大温度は、第３の位置２７８において発生する。セルがバッテリパック１０内に置かれるとき、サーミスタ２５０が第３の位置２７８にあるセル上に置かれ、それによってサーミスタ２５０がセルの最大温度を測定する。セルは、放電の３００秒後に最大温度に到達する。

図３９及び図４０は、バッテリパック１０の冷却空気流路２８２を示している。冷却空気流路は、第１のハウジング部２６上に配置された給気口の第１のセット４６及び第２のセット５０と第２のハウジング部３０上に配置された排気口のセット７０との間に延びる。冷却空気流路２８２は、ハウジング１４とコアボックス１１２との間を通る。空気（例えば、充電器からの空気）の流れは、バッテリパック１０を過熱から妨げるためにバッテリパック１０を冷却するように、冷却空気流路２８２に沿って流れる。

図４１は、従来のバッテリパック１０’’の冷却空気流路２８２’’を示す。ハウジング１４とコアボックス１１２との間を通る冷却空気流路２８２とは異なり、冷却空気流路２８２’’は、第１のハウジング部２６’’から第２のハウジング部３０’’へバッテリパック１０’’のコアボックス内へ延びる。図３７に示されるように、従来のバッテリパック１０’’は、バッテリパック１０’’の側面（例えば、ハウジングとコアボックスとの間）で高温を有する。

図４２～図４６は、充電中の４つの異なるバッテリパックを比較する。第１のバッテリパックは、バッテリパック通気口（例えば、給気口及び排気口）を含み得るが、空気流を含まない。第２のバッテリパックは、空気流を含み得るが、パック通気口を全く含まない。第３のバッテリパックは、パウチセル、冷却空気流路２８２、及びパック通気口（例えば、給気口４６、５０及び排気口７０）を含む、バッテリパック１０である。第４のバッテリパックは、円筒セル、空気流路、及びパック通気口を含む。

図４２を参照すると、第１のバッテリパックは、ｔ１の時間に充電を開始し、完全に充電されるのにｔ２の時間がかかり、摂氏３０度まで完全に冷却されるのにｔ３の時間がかかる。第１のバッテリパックが充電を開始するのにかかる時間ｔ１は、１２分である。第１のバッテリパックが完全に充電するのにかかる時間ｔ２は、３５分である。第１のバッテリパックが完全に充電するのにかかる時間ｔ３は、９７分である。第１のバッテリパックは、１４５分の総充電周期時間（例えば、ｔ１、ｔ２、及びｔ３の合計）を有する。第１のバッテリパックは、１３．５アンペアの充電電流を受け、充電周期の間に電流スロットリングを経験する。

図４３を参照すると、第２のバッテリパックは、ｔ１’の時間に充電を開始し、完全に充電されるのにｔ２’の時間がかかり、摂氏３０度まで完全に冷却されるのにｔ３’の時間がかかる。第２のバッテリパックが充電を開始するのにかかる時間ｔ１’は、６分である。第２のバッテリパックが完全に充電するのにかかる時間ｔ２’は、２８分である。第２のバッテリパックが完全に充電するのにかかる時間ｔ３’は、８０分である。第２のバッテリパックは、１１４分の総充電周期時間（例えば、ｔ１’、ｔ２’、及びｔ３’の合計）を有する。第２のバッテリパックは、１８アンペアの充電電流を受け、充電周期の間に電流スロットリングを経験する。

図４４を参照すると、バッテリパック１０（即ち、第３のバッテリパック）は、ｔ１’’の時間に充電を開始し、完全に充電されるのにｔ２’’の時間がかかり、摂氏３０度まで完全に冷却されるのにｔ３’’の時間がかかる。バッテリパック１０が充電を開始するのにかかる時間ｔ１’’は、２分である。バッテリパック１０が完全に充電するのにかかる時間ｔ２’’は、２３分である。バッテリパック１０が完全に充電するのにかかる時間ｔ３’’は、５３分である。バッテリパック１０は、８０分未満の総充電周期時間（例えば、ｔ１’’、ｔ２’’、及びｔ３’’の合計）を有する。より具体的には、バッテリパック１０は、７８分の総充電周期時間を有する。バッテリパック１０は、第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックの充電周期よりも短い充電周期を有する。バッテリパック１０は、１８アンペアの充電電流を受け、第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックとは異なり、充電周期の間に電流スロットリングを経験しない。

図４５を参照すると、第４のバッテリパックは、充電を開始するのに１分かかり、完全に充電するのに４４分かかる。充電後、バッテリパックは、摂氏３７度まで冷却するのに４１分かかる。第４のバッテリパックについての総充電周期は、８６分以内に完了する。第４のバッテリパックは、１２アンペアの電流で充電され、充電周期の間に電流スロットリングを経験しない。第４のバッテリパックは、バッテリパック１０より前に充電を開始するが、バッテリパックは、より充電時間がかかり、したがって、バッテリパック１０と比較して第４のバッテリパックにおいて全充電周期時間が長くなる。

図４７及び図４８は、放電中の４つの異なるバッテリセルを比較する。第１のバッテリセルは、６．０Ａｈ ＭＰバッテリセルである。第２のバッテリセルは、１２．０Ａｈ ＭＰバッテリセルである。第３のバッテリセルは、通気孔のある８Ａｈバッテリセルである。第４のバッテリセルは、６Ａｈパウチセルである。パウチセルの積層体１１４は、バッテリセルの第４のタイプのバッテリセルから構成され得る。

第１のバッテリセルは、２０アンペア～６０アンペアの放電電流を有し得る。第１のバッテリセルは、２０アンペア～６０アンペアの間の任意の電流で放電するとき、過熱することなく完全に放電し得るが、６０アンペアでは第１のバッテリセルは電圧不足である。第１のバッテリセルが２０アンペアで放電されるとき、第１のバッテリセルは、１７．７分のランタイムを有する。第１のバッテリセルが６０アンペアで放電されるとき、第１のバッテリセルは、５．８分のランタイムを有する。

第２のバッテリセルは、２０アンペア～１００アンペアの放電電流を有し得る。第２のバッテリセルは、２０アンペア～５０アンペアの間の任意の電流で放電するとき、過熱することなく完全に放電し得るが、５０アンペアを超える電流では、第２のバッテリセルは過熱する。第２のバッテリセルが２０アンペアで放電されるとき、第２のバッテリセルは、２３．４分のランタイムを有する。第２のバッテリセルが５０アンペアで放電されるとき、第２のバッテリセルは、９．６分のランタイムを有する。第２のバッテリセルが１００アンペアで放電されるとき、過熱する前に２．７分のランタイムを有する。

第３のバッテリセルは、２０アンペア～１００アンペアの放電電流を有し得る。第３のバッテリセルは、２０アンペア～６０アンペアの間の任意の電流で放電するとき、過熱することなく完全に放電し得るが、６０アンペアを超える電流では、第３のバッテリセルは過熱する。第３のバッテリセルが２０アンペアで放電されるとき、第４のバッテリセルは、３５．８分のランタイムを有する。第３のバッテリセルが６０アンペアで放電されるとき、第３のバッテリセルは、９．２分のランタイムを有する。第３のバッテリセルが１００アンペアで放電されるとき、過熱する前に３．６分のランタイムを有する。

第４のバッテリセルは、２０アンペア～１００アンペアの放電電流を有し得る。第４のバッテリセルは、２０アンペア～６０アンペアの間の任意の電流で放電するとき、過熱することなく完全に放電し得るが、６０アンペアを超える電流では、第４のバッテリセルは過熱する。第４のバッテリセルが２０アンペアで放電されるとき、第４のバッテリセルは、１６．７分のランタイムを有する。第４のバッテリセルが６０アンペアで放電されるとき、第４のバッテリセルは、５．８分のランタイムを有する。第４のバッテリセルが１００アンペアで放電されるとき、過熱する前に２．７分のランタイムを有する。

本発明の様々な特徴は、以下の特許請求の範囲に記載されている。

１０ バッテリパック
１４ ハウジング
１８ バッテリモジュール
２２ 回路モジュール
２６ 第１のハウジング部
３０ 第２のハウジング部
３４ 第３のハウジング部
４６ 給気口の第１のセット
５０ 給気口の第２のセット
７０ 排気口
８２ 排気口
１１２ コアボックス
１１４ パウチセルの積層体
１１４ａ 第１のパウチセル
１１４ｂ 第２のパウチセル
１１４ｃ 第３のパウチセル
１１４ｄ 第４のパウチセル
１１４ｅ 第５のパウチセル
１１６ エンドプレート
１２５ 支持面
１４２ 第１のセルタブ
１４６ 第２のセルタブ
１５０ 弾性層
１９２ バッテリパック端子
１９４ 第１の回路基板
１９８ 第２の回路基板
２１０ 端子バスバー
２２６ 第１のバッテリパック端子
２３０ 第２のバッテリパック端子
２３４ 第３のバッテリパック端子
２４６ セパレータ
２５０ サーミスタ
２５８ 電圧タップ

Claims (24)

1. バッテリパックであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置されたコアボックスであって、前記コアボックスが支持面を含む、コアボックスと、
   前記支持面によって支持されるパウチセルの積層体であって、各パウチセルが前記パウチセルの共通側面から延びるセルタブを有する、パウチセルの積層体と、
   前記コアボックスに連結されたエンドプレートであって、前記エンドプレートが、画成されたスロットを有し、前記セルタブが前記スロットを通って延びる、エンドプレートと、
   前記パウチセルの積層体に電気的に接続されたバッテリパック端子であって、前記バッテリパック端子が、電気デバイスに電気的に接続するように構成される、バッテリパック端子と、
   前記支持面に対向する前記コアボックスに連結された回路基板であって、前記回路基板が、前記パウチセルの積層体及び前記バッテリパック端子に電気的に接続される、回路基板と、
   を備え、
   前記コアボックス、前記エンドプレート、及び前記回路基板が、協働して前記パウチセルの積層体を取り囲む、バッテリパック。
2. 前記パウチセルの積層体のうちの隣接パウチセル間に配置された弾性層をさらに備える、請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記回路基板と前記パウチセルの積層体との間に配置された弾性層をさらに含む、請求項１に記載のバッテリパック。
4. 前記パウチセルの積層体が、前記コアボックスの高さの６０％より大きな高さを有する、請求項１に記載のバッテリパック。
5. 前記パウチセルの積層体が、前記コアボックスの前記高さの７０％より大きな高さを有する、請求項４に記載のバッテリパック。
6. 前記バッテリパックが、８５ｍｍ～７５ｍｍの高さを有する、請求項１に記載のバッテリパック。
7. 前記コアボックスが、前記バッテリパックの全高の５０％より大きな高さを有する、請求項１に記載のバッテリパック。
8. 前記コアボックスが、前記バッテリパックの前記全高の５５％より大きな高さを有する、請求項７に記載のバッテリパック。
9. 前記パウチセルの積層体が、前記バッテリパックの全高の３０％より大きな高さを有する、請求項１に記載のバッテリパック。
10. 前記パウチセルの積層体が、前記バッテリパックの前記全高の４０％より大きな高さを有する、請求項９に記載のバッテリパック。
11. 前記バッテリパック端子が、前記エンドプレートと同一平面である平面に向かう方向に延びる、請求項１に記載のバッテリパック。
12. 前記セルタブが、前記エンドプレートに対して折り畳まれる、請求項１に記載のバッテリパック。
13. 前記ハウジングが、給気口及び排気口を含み、
    冷却空気流路が、前記給気口から前記排気口へ延び、
    前記冷却空気流路が、前記コアボックスと前記ハウジングとの間に延びる、請求項１に記載のバッテリパック。
14. 前記コアボックスが、前記エンドプレートにスナップフィットされる、請求項１に記載のバッテリパック。
15. 前記コアボックスが、前記回路基板にスナップフィットされる、請求項１に記載のバッテリパック。
16. バッテリパックであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置されたコアボックスと、
    前記コアボックス内に配置されたパウチセルの積層体であって、前記パウチセルのそれぞれが、隣接パウチセルのセルタブに連結されるセルタブを含み、前記パウチセルが、前記パウチセルを通る電気経路が蛇行パターンであるように直列で電気的に接続される、パウチセルの積層体と、
    前記コアボックスに連結されたエンドプレートであって、前記エンドプレートが、画成されたスロットを有し、前記セルタブが前記スロットを通って延びる、エンドプレートと、
    前記コアボックスに連結された回路基板であって、前記パウチセルの積層体が、前記回路基板及び前記コアボックスによって少なくとも部分的に取り囲まれる、回路基板と、
    を備え、
    セルタブの少なくとも一部が、前記コアボックスの側面に対向する前記回路基板の側面に配置される、バッテリパック。
17. 前記エンドプレートの一部の上に配置されたバスバーをさらに備え、前記バスバーが、前記パウチセルの積層体の前記回路基板から最も遠いパウチセルのセルタブに連結される、請求項１６に記載のバッテリパック。
18. 前記バスバーが、前記エンドプレートに沿って延び、前記回路基板の縁の上に折れ曲がり、前記コアボックスの前記側面に対向する前記回路基板の前記側面に連結される、請求項１７に記載のバッテリパック。
19. 前記バスバーと前記エンドプレートとの間に配置された絶縁性フレームをさらに備える、請求項１７に記載のバッテリパック。
20. 電圧タップをさらに備え、前記電圧タップが、前記回路基板及び隣接するパウチセルの２つの連結されたセルタブに電気的に接続される、請求項１６に記載のバッテリパック。
21. 前記回路基板に電気的に接続されたサーミスタをさらに備える、請求項１６に記載のバッテリパック。
22. 前記回路基板が、第１の回路基板を含み、
    前記バッテリパックが、前記コアボックスの前記側面に対向する前記第１の回路基板の前記側面に配置された第２の回路基板を含み、
    前記第２の回路基板が、前記第１の回路基板に電気的に接続される、請求項１６に記載のバッテリパック。
23. 隣接するパウチセルの前記セルタブ同士が溶接され、
    前記溶接が、揺動形状を有する、請求項１６に記載のバッテリパック。
24. バッテリパックであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置されたコアボックスと、
    前記コアボックス内に配置されたパウチセルの積層体であって、前記パウチセルのそれぞれが、隣接パウチセルのセルタブに連結されるセルタブを含み、前記パウチセルが、前記パウチセルを通る電気経路が蛇行パターンであるように直列で電気的に接続される、パウチセルの積層体と、
    前記コアボックスに連結されたエンドプレートであって、前記エンドプレートが、画成されたスロットを有し、前記セルタブが前記スロットを通って延びる、エンドプレートと、
    前記パウチセルの積層体の隣接パウチセル間に配置された弾性層と、
    前記パウチセルの積層体に電気的に接続されたバッテリパック端子であって、前記バッテリパック端子が、電気デバイスに電気的に接続するように構成される、バッテリパック端子と、
    前記パウチセルの積層体に電気的に接続された第１の回路基板と、
    前記バッテリパック端子に電気的に接続された第２の回路基板と、
    前記第１の回路基板及び前記第２の回路基板の少なくとも１つ、並びに隣接するパウチセルの２つの連結されたセルタブに電気的に接続された、電圧タップと、
    前記第１の回路基板及び前記第２の回路基板のうちの１つに電気的に接続された、サーミスタと、
    を備え、
    前記コアボックス、前記エンドプレート、及び前記第１の回路基板が、協働して前記パウチセルの積層体を取り囲む、バッテリパック。