JP6689510B2 - 電池セルアセンブリー - Google Patents

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Description

本発明は、電池セルアセンブリーに関するものである。
[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１５年０８月２０日付の米国特許出願第１４／８３１、１２０号に基づく優先権の利益を主張し、当該米国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
従来の電池セルアセンブリーは、電池セルの温度水準および電圧を正確に決定することは容易ではなく、このような電池セルの温度水準および電圧を決定するために、より複雑な構造の測定手段乃至決定手段を使用しなければならないという問題点があった。
したがって、本出願の発明者らは電池セルの温度水準および電圧を決定するために、複数の電池セルに直接連結された薄膜センサーアセンブリー（ｔｈｉｎ ｓｅｎｓｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）を使用する電池セルアセンブリーの必要性を確認した。
本発明は、上記のような従来技術の問題点と過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、後述するように、電池セルアセンブリーが電池セルの温度水準および電圧水準を決定するために、積層された電池セル間に柔軟なプラスチックシートを含んでいる薄膜センサーアセンブリーを使用することによって、より簡素化された構造で電池セルの温度水準および電圧水準を容易に決定できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の実施形態による電池セルアセンブリーが提供される。前記電池セルアセンブリーはプラスチックシート、第１、第２、第３、および第４伝導性パッド（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｄｓ）、第１および第２抵抗トレース（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｔｒａｃｅｓ）、感知回路（ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）、マイクロプロセッサー、および電気コネクタを含んでいる薄膜センサーアセンブリーを含んでいる。前記プラスチックシートは第１面および第２面を含んでいる。前記プラスチックシートは第１および第２シート部（ｓｈｅｅｔ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）、第１連結部（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ）、および第１、第２、および第３タブ（ｔａｂｓ）をさらに含んでいる。前記第１連結部は第１および第２シート部の間に連結されている。前記第１および第２抵抗トレースは第１および第２シート部上に直接位置して、それぞれ連結されている。前記第１および第２伝導性パッドは第１面上で、第１および第２タブ上に直接位置して、それぞれ連結されている。前記第３伝導性パッドは第２面上で、第２タブ上に位置して連結されている。前記第３伝導性パッドは第２伝導性パッドに電気的に連結されている。前記第４伝導性パッドは第２面上で、第３タブ上に直接位置して連結されている。前記マイクロプロセッサーは第１および第２シート部のうちの少なくとも一つに連結されている。前記マイクロプロセッサーは感知回路および電気コネクタに電気的に連結されている。前記感知回路は第１および第２シート部のうちの少なくとも一つに連結されている。前記感知回路は第１および第２抵抗トレースに電気的に連結されている。前記電池セルアセンブリーは第１ハウジングと、前記第１ハウジングから延長された第１および第２電気端子を含む第１電池セルとをさらに含んでいる。前記第１ハウジングは第１シート部と第１面（ｓｉｄｅ）上に直接位置する。前記第１電池セルの第１電気端子は第１伝導性パッド上に直接位置して連結されている。前記第１電池セルの第２電気端子は第２伝導性パッド上に直接位置して連結されている。前記電池セルアセンブリーは第２ハウジングと、前記第２ハウジングから延長された第１および第２電気端子を含む第２電池セルとをさらに含んでいる。前記第２ハウジングは第２シート部と第２面上に直接位置する。前記第２電池セルの第１電気端子は第３伝導性パッド上に直接位置して連結されている。前記第２電池セルの第２電気端子は第４伝導性パッド上に直接位置して連結されている。
本発明の一実施形態による電池セルアセンブリーの模式図である。 図１の電池セルアセンブリーの他の模式図である。 図１の電池セルアセンブリーの部分模式図である。 図１の電池セルアセンブリーの分解図である。 図１の電池セルアセンブリーのまた他の分解図である。 複数の電池セルが内部に積層方向に位置する、図１の電池セルアセンブリーの側面図である。 図１の電池セルアセンブリーに使用される薄膜センサーアセンブリーのプラスチックシートの模式図である。 平面方向に図７の薄膜センサーアセンブリーの第１面の模式図である。 平面方向に図７の薄膜センサーアセンブリーの第２面の模式図である。 図１の電池セルアセンブリーに使用されるマイクロプロセッサーおよび感知回路のブロックダイアグラム（ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ）である。 図８の薄膜センサーアセンブリーの１１−１１線分による部分の垂直断面図である。 図１の電池セルアセンブリー内の電池セルの温度水準および電圧水準を決定するための図８の薄膜センサーアセンブリーを作動する方法のフローチャートである。 図１の電池セルアセンブリー内の電池セルの温度水準および電圧水準を決定するための図８の薄膜センサーアセンブリーを作動する方法のフローチャートである。
図１乃至図７を参照すれば、本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー３０が提供される。電池セルアセンブリー３０は、薄膜センサーアセンブリー５０、第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６を含んでいる。電池セルアセンブリー３０の利点は、前記電池セルアセンブリー３０が電池セル６０、６２、６４、６６の温度水準および電圧水準を決定するために、積層された電池セル６０、６２、６４、６６の間に柔軟なプラスチックシート８０を含んでいる薄膜センサーアセンブリー５０を使用するという点である。
理解のために、本明細書で前記“トレース”の用語は、薄膜電気伝導性部材（ｔｈｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｍｅｍｂｅｒ）を意味する。
図８乃至図１０を参照すれば、薄膜センサーアセンブリー５０は第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６の温度水準および電圧水準を決定するために提供される。薄膜センサーアセンブリー５０はプラスチックシート５０、伝導性パッド９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、抵抗トレース１１０、１１２、１１４、１１６、感知回路１３０、マイクロプロセッサー１３２、および電気コネクタ１３４を含んでいる。
図８および図９を参照すれば、プラスチックシート８０は第１面１５１と、第１面１５１に対向して、実質的に平行に位置している第２面１５２とを含んでいる。プラスチックシート８０はシート部１６０、１６２、１６４、１６６、連結部１７０、１７２、１７４、１７６、１７８、１８０、１８２、１８４、１８６、およびタブ２００、２０２、２０４、２０６、２０８をさらに含んでいる。
シート部１６０、１６２、１６４、１６６はそれぞれ実質的に四角形からなる。他の実施形態で、シート部１６０、１６２、１６４、１６６はそれぞれ異なる形状を有することができる。例えば、シート部１６０、１６２、１６４、１６６はほぼ円形、三角形、または楕円形（ｏｖａｌ−ｓｈａｐｅｄ）からなることができる。
シート部１６０はシート部１６０の上端から外側に延長されたタブ２００、２０２を含んでいる。また、タブ２１０はシート部１６０の第１側端部から外側に伸びており、上面に電気コネクタ１３４を固定する。伝導性パッド９１は第１面１５１上で、タブ２１０上に直接位置して連結されている。伝導性パッド９２は第１面１５１上で、タブ２０２上に直接位置して連結されている。伝導性パッド９３は第２面１５２上で、タブ２０２上に直接位置して連結されている。また、伝導性パッド９３は電気ワイヤー２１１を通じて、伝導性パッド９２に電気的に連結されている（図１１参照）。
図５および図９を参照すれば、抵抗トレース１１０は第２面１５２上で、シート部１６０上に直接位置して連結されている。抵抗トレース１１０は電池セル６０の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有し、マイクロプロセッサー１３２によって、抵抗トレース１１０に隣接して位置した電池セル６０の温度水準を決定するために使用される。一実施形態で、抵抗トレース１１０は０．３３ないし１．０ミリメートル範囲の厚さを有する。もちろん、他の実施形態で、抵抗トレース１１０は１．０ミリメートルより大きな厚さを有することができる。一実施形態で、抵抗トレース１１０はグラファイト、ニッケル、錫、銀、銅、またはこれらの素材のうちの少なくとも二つ以上の合金からなる群から選択される少なくともいずれか一つからなる。
連結部１７０、１７２、１７４はシート部１６０、１６２の間に連結されている。連結部１７０、１７２、１７４はシート部１６０が、シート部１６２に対して実質的に平行に位置できるように、曲がることができる。
図８および図９を参照すれば、シート部１６２は、シート部１６２の上端から外側方向に延長されたタブ２０４を含んでいる。伝導性パッド９４は第２面１５２上で、タブ２０４上に直接位置して連結されている。伝導性パッド９５は第１面１５１上で、タブ２０４上に直接位置して連結されている。また、伝導性パッド９５は伝導性パッド９４に電気的に連結されている。
図５および図９を参照すれば、抵抗トレース１１２は第２面１５２上で、シート部１６２上に直接位置して連結されている。抵抗トレース１１２は抵抗トレース１１２に対向して位置する電池セル６２の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有し、マイクロプロセッサー１３２によって電池セル６２の温度水準を決定するために使用される。一実施形態で、抵抗トレース１１２は０．３３ないし１．０ミリメートル範囲の厚さを有する。もちろん、他の実施形態で、抵抗トレース１１２は１．０ミリメートルより大きな厚さを有することができる。一実施形態で、抵抗トレース１１２はグラファイト、ニッケル、錫、銀、銅、またはこれらの素材のうちの少なくとも二つ以上の合金からなる群から選択される少なくともいずれか一つからなる。
連結部１７６、１７８、１８０はシート部１６２、１６４の間に連結されている。連結部１７６、１７８、１８０はシート部１６４がシート部１６２に対して実質的に平行に位置できるように、曲がることができる。
図８および図９を参照すれば、シート部１６４は、シート部１６４の上端から外側方向に延長されたタブ２０６を含んでいる。伝導性パッド９７は第２面１５２上で、タブ２０６上に直接位置して連結されている。伝導性パッド９６は第１面１５１上で、タブ２０６上に直接位置して連結されている。また、伝導性パッド９６は、伝導性パッド９７に電気的に連結されている。
図５および図９を参照すれば、抵抗トレース１１４は第２面１５２上で、シート部１６４上に直接位置して連結されている。抵抗トレース１１４は、抵抗トレース１１４に隣接して位置した電池セル６４の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有し、マイクロプロセッサー１３２によって電池セル６４の温度水準を決定するために使用される。一実施形態で、抵抗トレース１１４は０．３３ないし１．０ミリメートル範囲の厚さを有する。もちろん、他の実施形態で、抵抗トレース１１４は１．０ミリメートルより大きな厚さを有することができる。一実施形態で、抵抗トレース１１４はグラファイト、ニッケル、錫、銀、銅、またはこれらの素材のうちの少なくとも二つ以上の合金からなる群から選択される少なくともいずれか一つからなる。
連結部１８２、１８４、１８６はシート部１６４、１６６の間に連結されている。連結部１８２、１８４、１８６はシート部１６６がシート部１６４に対して実質的に平行に位置できるように、曲がることができる。
図８および図９を参照すれば、シート部１６６は、シート部１６６の上端から外側方向に延長されたタブ２０８を含んでいる。伝導性パッド９８は第２面１５２上で、タブ２０８上に直接位置して連結されている。
図５および図９を参照すれば、抵抗トレース１１６は第２面１５２上で、シート部１６６上に直接位置して連結されている。抵抗トレース１１６は、抵抗トレース１１６に対向して位置する電池セル６６の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有し、マイクロプロセッサー１３２によって電池セル６６の温度水準を決定するために使用される。一実施形態で、抵抗トレース１１６は０．３３ないし１．０ミリメートル範囲の厚さを有する。もちろん、他の実施形態で、抵抗トレース１１６は１．０ミリメートルより大きな厚さを有することができる。一実施形態で、抵抗トレース１１６はグラファイト、ニッケル、錫、銀、銅、またはこれらの素材のうちの少なくとも二つ以上の合金からなる群から選択される少なくともいずれか一つからなる。
図５、図９および図１０を参照すれば、感知回路１３０は第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６の温度水準および出力電圧水準を示す信号を発生させるために提供される。感知回路１３０はサブ−回路（ｓｕｂ−ｃｉｒｃｕｉｔｓ）３００、３０２、３０４、３０６および回路基板（ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）３１０を含んでいる。感知サブ−回路３００、３０２、３０４、３０６は抵抗トレース１１０、１１２、１１４、１１６、および第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６にそれぞれ電気的に連結されている。一実施形態で、回路基板３１０は第２面１５２上でシート部１６２上に位置して連結されている。また、サブ−回路３００、３０２、３０４、３０６は回路基板３１０上に位置して連結されている。
図４、および図８ないし図１０を参照すれば、感知サブ−回路３００はトランジスター（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３４０、抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）３４２、３４４、３４６、３４８、およびノード（ｎｏｄｅｓ）３５０、３５２、３５４を含んでいる。抵抗トレース１１０は電池セル６０の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有する。トランジスター３４０はベース（ｂａｓｅ）Ｂ１、エミッタ（ｅｍｉｔｔｅｒ）Ｅ１、およびコレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）Ｃ１を含んでいる。エミッタＥ１は伝導性パッド９１に電気的にさらに連結されているノード３５０に電気的に連結されている。伝導性パッド９１は電池セル６０の電気端子５４２にさらに連結されている。ノード３５０はマイクロプロセッサー１３２のＩ／Ｏポート１に電気的にさらに連結されている。ベースＢ１はノード３５２に電気的に連結されている。抵抗器３４２はノード３５０とノード３５２の間に電気的に連結されている。また、抵抗器３４４はノード３５２とＩ／Ｏポート２の間に電気的に連結されている。抵抗器３４６はコレクタＣ１とノード３５４の間に電気的に連結されている。また、抵抗トレース１１０はノード３５４と伝導性パッド９２の間に電気的に連結されている。伝導性パッド９２は電池セル６０の電気端子５４４にさらに連結されている。したがって、抵抗器３４６は抵抗トレース１１０と電気的に直列連結されており、電気ノード３５４はそれらの間に電気的に連結されている。抵抗器３４６はトランジスター３４０がオンになったとき、作動電圧に電気的にさらに連結される。抵抗器３４８はノード３５４とＩ／Ｏポート３の間に電気的に連結されている。
電池セル６０の温度水準を決定するために、マイクロプロセッサー１３２はトランジスター３４０を点灯させるためにＩ／Ｏポート２上に低いロジック水準電圧を出力するようにプログラミングされている。トランジスター３４０がオンになったとき、マイクロプロセッサー１３２はＩ／Ｏポート３で、抵抗器３４８に対する電圧（温度_感知１）を測定するようにプログラミングされている。マイクロプロセッサー１３２は前記電圧（温度_感知１）に基づいた電池セル６０の温度水準を示す温度値を決定するように、さらにプログラミングされている。一実施形態で、マイクロプロセッサー１３２は、Ｉ／Ｏポート３での電圧水準に対応する電池セル６０の複数の電圧値および複数の関連温度水準を含み、メモリ装置（ｍｅｍｏｒｙ ｄｅｖｉｃｅ）４９０内に貯蔵されている、ルックアップテーブル（ｌｏｏｋｕｐ ｔａｂｌｅ）を使用する。マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０の温度水準に対応するルックアップテーブル内の関連温度値に近接するために測定電圧水準を使用する。
マイクロプロセッサー１３２は電池セル６０のＶｏｐｅｎまたはＶｌｏａｄ電圧中でいずれか一つを決定するために、Ｉ／Ｏポート１に対する電圧を測定するようにさらにプログラミングされている。詳しくは、マイクロプロセッサー１３２はトランジスター３４０がオフになったとき、電池セル６０のＶｏｐｅｎ電圧水準に対応するＩ／Ｏポート１に対する電圧を測定する。一方、マイクロプロセッサーはトランジスター３４０がオンになったとき、電池セル６０のＶｌｏａｄ電圧水準に対応するＩ／Ｏポート１に対する電圧を測定する。
感知サブ−回路３０２は、トランジスター３８０、抵抗器３８２、３８４、３８６、３４８、およびノード３９０、３９２、３９４を含んでいる。抵抗トレース１１２は電池セル６２の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有する。トランジスター３８０はベースＢ２、エミッタＥ２、およびコレクタＣ２を含んでいる。エミッタＥ２は、伝導性パッド９２に電気的にさらに連結されているノード３９０に電気的に連結されている。伝導性パッド９２は電池セル６０の電気端子５４４にさらに連結されており、電池セル６２の電気端子５６２に電気的に連結されている。ノード３９０は、マイクロプロセッサー１３２のＩ／Ｏポート４に電気的にさらに連結されている。ベースＢ２はノード３８２に電気的に連結されている。抵抗器３８２はノード３９０とノード３９２の間に電気的に連結されている。また、抵抗器３８４はノード３９２とＩ／Ｏポート５の間に電気的に連結されている。抵抗器３８６はコレクタＣ２とノード３９４の間に電気的に連結されている。また、抵抗トレース１１２はノード３９４と、伝導性パッド９５に電気的に連結されている伝導性パッド９４の間に電気的に連結されている。伝導性パッド９４は、電池セル６２の電気端子５６４にさらに連結されている。したがって、抵抗器３８６は抵抗トレース１１２と電気的に直列連結されており、電気ノード３９４はそれらの間に電気的に連結されている。抵抗器３８６はトランジスター３８０がオンになったとき、作動電圧に電気的にさらに連結される。抵抗器３８８は、ノード３９４とＩ／Ｏポート６の間に電気的に連結されている。
マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０に対する電圧（温度_感知１）に対して前述したような類似の方法で、電圧（温度_感知２）に基づいた電池セル６２の温度水準を示す温度値を決定するようにプログラミングされている。また、マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０に対する電圧に対して前述したような類似の方法で、電池セル６２のＶｏｐｅｎまたはＶｌｏａｄ電圧中でいずれか一つを決定するために、Ｉ／Ｏポート４に対する電圧を測定するようにさらにプログラミングされている。
感知サブ−回路３０４は、トランジスター４２０、抵抗器４２２、４２４、４２６、４２８、およびノード４３０、４３２、４３４を含んでいる。抵抗トレース１１４は電池セル６４の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有する。トランジスター４２０はベースＢ３、エミッタＥ３、およびコレクタＣ３を含んでいる。エミッタＥ３は、伝導性パッド９４に電気的にさらに連結されているノード４３０に電気的に連結されており、伝導性パッド９４は電池セル６２の電気端子５６６および電池セル６４の電気端子５８２に電気的にさらに連結されている。ノード４３０は、マイクロプロセッサー１３２のＩ／Ｏポート７に電気的にさらに連結されている。ベースＢ３はノード４３２に電気的に連結されている。抵抗器４２２はノード４３０とノード４３２の間に電気的に連結されている。また、抵抗器４２４はノード４３２とＩ／Ｏポート８の間に電気的に連結されている。抵抗器４２６はコレクタＣ３とノード４３４の間に電気的に連結されている。また、抵抗トレース１１４はノード４３４と、伝導性パッド９７に電気的に連結されている伝導性パッド９６の間に電気的に連結されている。伝導性パッド９６は電池セル６４の電気端子５８４にさらに連結されている。したがって、抵抗器４２６は抵抗トレース１１４と電気的に直列連結されており、電気ノード４３４はそれらの間に電気的に連結されている。抵抗器４２６はトランジスター４２０がオンになったとき、作動電圧に電気的にさらに連結される。抵抗器４２８はノード４３４とＩ／Ｏポート９の間に電気的に連結されている。
マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０に対する電圧（温度_感知１）に対して前述したような類似の方法で、電圧（温度_感知３）に基づいた電池セル６４の温度水準を示す温度値を決定するようにプログラミングされている。また、マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０に対する電圧に対して前述したような類似の方法で、電池セル６４のＶｏｐｅｎまたはＶｌｏａｄ電圧中でいずれか一つを決定するために、Ｉ／Ｏポート７に対する電圧を測定するようにさらにプログラミングされている。
感知サブ−回路３０６は、トランジスター４６０、抵抗器４６２、４６４、４６６、４６８、およびノード４７０、４７２、４７４を含んでいる。抵抗トレース１１６は、電池セル６６の温度水準に基づいて変化する抵抗水準を有する。トランジスター４６０はベースＢ４、エミッタＥ４、およびコレクタＣ４を含んでいる。エミッタＥ４は伝導性パッド９６に電気的にさらに連結されているノード４７０に電気的に連結されており、伝導性パッド９６は電池セル６４の電気端子５８４および電池セル６６の電気端子６０２に電気的にさらに連結されている。ノード４７０はマイクロプロセッサー１３２のＩ／Ｏポート１０に電気的にさらに連結されている。ベースＢ４はノード４７２に電気的に連結されている。抵抗器４６２はノード４７０とノード４７２の間に電気的に連結されている。また、抵抗器４６４はノード４７２とＩ／Ｏポート１１の間に電気的に連結されている。抵抗器４６６はコレクタＣ４とノード４７４の間に電気的に連結されている。また、抵抗トレース１１６はノード４７４と、伝導性パッド９８に電気的に連結されている。伝導性パッド９８は電池セル６６の電気端子６０４にさらに連結されている。したがって、抵抗器４６６は抵抗トレース１１６と電気的に直列連結されており、電気ノード４７４はそれらの間に電気的に連結されている。抵抗器４６６はトランジスター４６０がオンになったとき、作動電圧に電気的にさらに連結される。抵抗器４６８はノード４７４とＩ／Ｏポート１２の間に電気的に連結されている。
マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０に対する電圧（温度_感知１）に対して前述したような類似の方法で、電圧（温度_感知４）に基づいた電池セル６６の温度水準を示す温度値を決定するようにプログラミングされている。また、マイクロプロセッサー１３２は、電池セル６０に対する電圧に対して前述したような類似の方法で、電池セル６６のＶｏｐｅｎまたはＶｌｏａｄ電圧中でいずれか一つを決定するために、Ｉ／Ｏポート１０に対する電圧を測定するようにさらにプログラミングされている。
図９および図１０を参照すれば、マイクロプロセッサー１３２は電池セル６０、６２、６４、６６の温度水準および電圧水準を示す信号を感知回路１３０から受け入れるようにプログラミングされている。マイクロプロセッサー１３２は電池セル６０、６２、６４、６６の温度水準および電圧水準を示すバイナリメッセージを、車両用コンピュータ（図示せず）に作動可能にさらに連結される電気コネクタ１３４に送付するようにさらにプログラミングされている。Ｉ／Ｏポート１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０はプラスチックシート８０の第２面１５２上に位置した電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）４９０、４９２、４９４、４９６、４９８、５００、５０２、５０４を通じて、電気コネクタ１３４に電気的にそれぞれ連結されている。
図４、図５、図８および図９を参照すれば、第１電池セル６０はハウジング５４０および、前記ハウジング５４０から延長された電気端子５４２、５４４を含んでいる。一実施形態で、第１電池セル６０はリチウム−イオンパウチ型電池セルである。また、一実施形態で、ハウジング５４０は実質的に四角形からなる。他の実施形態で、第１電池セル６０は、例えば、ニッケル−金属−ハイブリッド電池セル、またはニッケル−カドミウム電池セルのような異なる形態の電池セルであってもよい。電気端子５４２は伝導性パッド９１に連結されている。また、電気端子５４４は伝導性パッド９２および電池セル６２の電気端子５６２に電気的に連結されている。
第２電池セル６２はハウジング５６０、および前記ハウジング５６０から延長された電気端子５６２、５６４を含んでいる。一実施形態で、第２電池セル６２はリチウム−イオンパウチ型電池セルである。また、一実施形態で、ハウジング５６０は実質的に四角形からなる。他の実施形態で、第２電池セル６２は、例えば、ニッケル−金属−ハイブリッド電池セル、またはニッケル−カドミウム電池セルのような異なる形態の電池セルであってもよい。電気端子５６２は第１電池セル６０の電気端子５４４に連結されている。また、電気端子５６４は伝導性パッド９４に電気的に連結されている。図２を参照すれば、第２電池セル６２は第２面１５２上で、シート部１６０、１６２の間に介して直接接触している。
図４、図５、図８および図９を参照すれば、第３電池セル６４はハウジング５８０および、前記ハウジング５８０から延長された電気端子５８２、５８４を含んでいる。一実施形態で、第３電池セル６４はリチウム−イオンパウチ型電池セルである。また、一実施形態で、ハウジング５８０は実質的に四角形からなる。他の実施形態で、第３電池セル６４は、例えば、ニッケル−金属−ハイブリッド電池セル、またはニッケル−カドミウム電池セルのような異なる形態の電池セルであってもよい。電気端子５８２は伝導性パッド９６に連結されている。図２を参照すれば、第３電池セル６４は第１面１５１上で、シート部１６２、１６４の間に介して直接接触している。
図４、図５、図８および図９を参照すれば、第４電池セル６６はハウジング６００および、前記ハウジング６００から延長された電気端子６０２、６０４を含んでいる。一実施形態で、第４電池セル６６はリチウム−イオンパウチ型電池セルである。また、一実施形態で、ハウジング６００は実質的に四角形からなる。他の実施形態で、第４電池セル６６は、例えば、ニッケル−金属−ハイブリッド電池セル、またはニッケル−カドミウム電池セルのような異なる形態の電池セルであってもよい。電気端子６０２は、電気端子５８４に連結されている。また、電気端子６０４は伝導性パッド９８に電気的に連結されている。図２を参照すれば、第４電池セル６６は第２面１５２上で、シート部１６４、１６６の間に介して直接接触している。
図１０、図１２および図１３を参照して、電池セルアセンブリー３０内の電池セル６０、６２、６４、６６の温度水準および電圧水準を決定するための薄膜センサーアセンブリー５０の作動方法のフローチャートを説明する。
段階７００で、操作者はプラスチックシート８０、抵抗トレース１１０、１１２、１１４、１１６、感知回路１３０、マイクロプロセッサー１３２、および電気コネクタ１３４を含む薄膜センサーアセンブリー５０を準備する。
段階７０２で、操作者はプラスチックシート８０に直接対向して位置する第１、第２、第３および第４電池セル６０、６２、６４、６６を準備する。
段階７０４で、感知回路１３０は抵抗トレース１００の抵抗に基づいて、第１電池セル６０の第１温度水準を示す第１電圧を発生させる。
段階７０６で、感知回路１３０は抵抗トレース１１２の抵抗に基づいて、第２電池セル６２の第２温度水準を示す第２電圧を発生させる。
段階７０８で、感知回路１３０は抵抗トレース１１４の抵抗に基づいて、第３電池セル６４の第３温度水準を示す第３電圧を発生させる。
段階７１０で、感知回路１３０は抵抗トレース１１６の抵抗に基づいて、第４電池セル６６の第４温度水準を示す第４電圧を発生させる。
段階７１２で、マイクロプロセッサー１３２はそれぞれの第１、第２、第３、および第４電圧に基づいて、第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６それぞれの第１、第２、第３、および第４温度水準を決定する。
段階７１４で、マイクロプロセッサー１３２は第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６それぞれの第１、第２、第３、および第４温度水準にそれぞれ対応する第１、第２、第３、および第４温度値をそれぞれ内部に含む第１、第２、第３、および第４バイナリメッセージを電気コネクタ１３４に送付する。
段階７１６で、マイクロプロセッサー１３２は第１、第２、第３、および第４電池セル６０、６２、６４、６６それぞれの第１、第２、第３、および第４出力電圧をそれぞれ示す第１、第２、第３、および第４電圧値をそれぞれ決定する。
段階７１８で、マイクロプロセッサー１３２は第１、第２、第３、および第４電圧値を含む第５、第６、第７、および第８バイナリメッセージをそれぞれ電気コネクタ１３４に送付する。
上述した方法は、前記方法を実行するためのコンピュータ−実行可能命令（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｅｘｅｃｕｔａｂｌｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を含む一つまたはそれ以上のコンピュータ読み取り可能媒体（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉａ）の形態で、少なくとも部分的に含んでもよい。前記コンピュータ読み取り可能媒体はハードドライブ、ラム（ＲＡＭ）、ロム（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ）、および当業者に公知の他のコンピュータ読み取り可能媒体からなる群より選択される一つまたはそれ以上を含むことができ、前記コンピュータ−実行可能命令は、一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサーによってロードされて実行されるとき、前記一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサーは前記方法を実行するための装置となる。
電池セルアセンブリーは他のアセンブリーに比べて実質的な利点を提供する。詳しくは、電池セルアセンブリーは電池セルの温度水準および電圧を決定するために、積層された電池セルの間に位置した柔軟なプラスチックシートを含む薄膜センサーアセンブリーを活用する技術的効果を提供する。
本発明は、単に限定された数の例示のみに関連して具体的に記述されたが、本発明が前記に表された例示のみに限定されるものではないことを認識しなければならない。また、本発明は変形、変更、代替またはここに表現されたものだけでなく、本発明の意図と範疇に適合するように相応する組み合わせでいくらでも符合するように修正することができる。さらに、本発明の多様な例示が表現されたが、本発明の様相は単に表現された例示の一部だけを包含できることを認識しなければならない。したがって、本発明は上述した説明によって限定されない。
電池セルアセンブリーは、他のアセンブリーに比べて実質的な利点を提供する。詳しくは、電池セルアセンブリーは、電池セルの温度水準および電圧を決定するために、積層された電池セルの間に位置した柔軟なプラスチックシートを含む薄膜センサーアセンブリーを活用する技術的効果を提供する。
３０ 電池セルアセンブリー
５０ 薄膜センサーアセンブリー、プラスチックシート
６０ 第１電池セル
６２ 第２電池セル
６４ 第３電池セル
６６ 第４電池セル
８０ プラスチックシート
９１ 伝導性パッド
９２ 伝導性パッド
９３ 伝導性パッド
９４ 伝導性パッド
９５ 伝導性パッド
９６ 伝導性パッド
９７ 伝導性パッド
９８ 伝導性パッド
１００ 抵抗トレース
１１０ 抵抗トレース
１１２ 抵抗トレース
１１４ 抵抗トレース
１１６ 抵抗トレース
１３０ 感知回路
１３２ マイクロプロセッサー
１３４ 電気コネクタ
１５１ 第１面
１５２ 第２面
１６０ シート部
１６２ シート部
１６４ シート部
１６６ シート部
１７０ 連結部
１７２ 連結部
１７４ 連結部
１７６ 連結部
１７８ 連結部
１８０ 連結部
１８２ 連結部
１８４ 連結部
１８６ 連結部
２００ タブ
２０２ タブ
２０４ タブ
２０６ タブ
２０８ タブ
２１０ タブ
２１１ 電気ワイヤー
３００ サブ−回路（ｓｕｂ−ｃｉｒｃｕｉｔｓ）
３０２ サブ−回路（ｓｕｂ−ｃｉｒｃｕｉｔｓ）
３０４ サブ−回路（ｓｕｂ−ｃｉｒｃｕｉｔｓ）
３０６ サブ−回路（ｓｕｂ−ｃｉｒｃｕｉｔｓ）
３１０ 回路基板（ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）
３４０ トランジスター（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
３４２ 抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）
３４４ 抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）
３４６ 抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）
３４８ 抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）
３５０ ノード（ｎｏｄｅｓ）
３５２ ノード（ｎｏｄｅｓ）
３５４ ノード（ｎｏｄｅｓ）
３８０ トランジスター
３８２ 抵抗器、ノード
３８４ 抵抗器
３８６ 抵抗器
３８８ 抵抗器
３９０ ノード
３９２ ノード
３９４ ノード
４２０ トランジスター
４２２ 抵抗器
４２４ 抵抗器
４２６ 抵抗器
４２８ 抵抗器
４３０ ノード
４３２ ノード
４３４ ノード
４６０ トランジスター
４６２ 抵抗器
４６４ 抵抗器
４６６ 抵抗器
４６８ 抵抗器
４７０ ノード
４７２ ノード
４７４ ノード
４９０ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）、メモリ装置（ｍｅｍｏｒｙ ｄｅｖｉｃｅ）
４９２ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
４９４ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
４９６ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
４９８ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
５００ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
５０２ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
５０４ 電気トレースライン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｃｅ ｌｉｎｅｓ）
５４０ ハウジング
５４２ 電気端子
５４４ 電気端子
５６０ ハウジング
５６２ 電気端子
５６４ 電気端子
５６６ 電気端子
５８０ ハウジング
５８２ 電気端子
５８４ 電気端子
６００ ハウジング
６０２ 電気端子
６０４ 電気端子

Claims (8)

  1. プラスチックシート、第１および第２伝導性パッド（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｄｓ）、第１抵抗トレース、感知回路（ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）、マイクロプロセッサー、および電気コネクタを含んでいるセンサーアセンブリー（ｓｅｎｓｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）であって、前記プラスチックシートは、第１面（ｓｉｄｅ）および第２面、第１および第２シート部（ｓｈｅｅｔ ｐｏｒｔｉｏｎ）、前記第１および第２シート部の間で連結された第１連結部（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ）、および第１および第２タブ（ｔａｂｓ）を含んでいるセンサーアセンブリー；ならびに
    第１ハウジングと、前記第１ハウジングから延長された第１および第２電気端子と、を含む第１電池セルであって、前記第１ハウジングは、前記第１面上で、前記第１シート部上に直接位置し、前記第１電池セルの第１電気端子は第１伝導性パッド上に連結されており、前記第１電池セルの第２電気端子は第２伝導性パッド上に連結されている第１電池セル；を含む電池セルアセンブリーであって、
    前記第１連結部は前記第１および第２シート部の間で連結されており、
    前記第１抵抗トレースは前記第１シート部に連結されており、
    前記第１および第２伝導性パッドは前記第１面上で、前記第１および第２タブにそれぞれ連結されており、
    前記マイクロプロセッサーは前記第１および第２シート部のうちの少なくとも一つに連結されており、前記感知回路および前記電気コネクタに電気的に連結されており、
    前記感知回路は前記第１および第２シート部のうちの少なくとも一つに連結されており、前記第１抵抗トレースに電気的に連結されており、
    前記感知回路は、第１抵抗トレースの抵抗に基づいた、第１電池セルの第１温度水準を示す第１電圧を発生させるように構成されており、
    前記マイクロプロセッサーは前記第１電圧に基づいた第１電池セルの第１温度水準を決定するようにプログラミングされており、
    前記マイクロプロセッサーは第１電池セルの前記第１温度水準に対応する第１温度値を含む第１バイナリメッセージを電気コネクタに送付するようにさらにプログラミングされており、かつ
    前記感知回路は第１および第２伝導性パッドに電気的にさらに連結されており、
    前記マイクロプロセッサーは第２伝導性パッドから受け取った電圧に基づいた第１電池セルの出力電圧を示す第１電圧値を決定するようにプログラミングされていることを特徴とする、電池セルアセンブリー。
  2. 前記第１連結部は、第１シート部が第１および第２電池セルそれぞれの第１および第２ハウジングの間に位置してそれぞれ直接接触するように曲がることができることを特徴とする、請求項１に記載の電池セルアセンブリー。
  3. 前記電池セルアセンブリーは第３電池セルおよび第４電池セルをさらに含んでおり；
    前記センサーアセンブリーは第４、第５、第６、第７、および第８伝導性パッド、および第３および第４抵抗トレースをさらに含んでおり；
    前記プラスチックシートは第３および第４シート部、第２および第３連結部、および第３、第４および第５タブをさらに含んでおり；
    前記第２連結部は第２および第３シート部の間に連結されており、前記第３連結部は第３および第４シート部の間に連結されており、
    前記第３および第４抵抗トレースはそれぞれ第３および第４シート部上に直接位置して連結されており、
    第５伝導性パッドは第１面上で第３タブ上に位置して連結されており、第４伝導性パッドに電気的に連結されており；
    第６および第７伝導性パッドは第１および第２面上で、第４タブ上に直接位置して、それぞれ連結されており、第６伝導性パッドは第７伝導性パッドに電気的に連結されており；
    前記第８伝導性パッドは第２面上で第５タブ上に直接位置して連結されており；
    前記感知回路は第３および第４抵抗トレースに電気的に連結されており；
    前記第３電池セルは第３ハウジング、および前記第３ハウジングから延長された第１および第２電気端子を含んでおり、前記第３ハウジングは第３シート部と第１面上に直接位置し、前記第３電池セルの第１電気端子は第５伝導性パッド上に直接位置して連結されており、前記第３電池セルの第２電気端子は第６伝導性パッド上に直接位置して連結されており；
    前記第４電池セルは第４ハウジング、および前記第４ハウジングから延長された第１および第２電気端子を含んでおり、前記第４ハウジングは第４シート部と第２面上に直接位置し、前記第４電池セルの第１電気端子は第７伝導性パッド上に直接位置して連結されており、前記第４電池セルの第２電気端子は第８伝導性パッド上に直接位置して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セルアセンブリー。
  4. 第２電池セルは第２面上で第１および第２シート部の間に介して直接接触しており；
    前記第３電池セルは第１面上で第２および第３シート部の間に介して直接接触しており；
    前記第４電池セルは第２面上で第３および第４シート部の間に介して直接接触していることを特徴とする、請求項３に記載の電池セルアセンブリー。
  5. 前記第１抵抗トレースは０．３３ないし１．０ミリメートル範囲の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の電池セルアセンブリー。
  6. 前記第１抵抗トレースはグラファイト、ニッケル、錫、銀、銅、またはこれらの素材のうちの少なくとも二つ以上の合金からなる群から選択される少なくともいずれか一つからなることを特徴とする、請求項５に記載の電池セルアセンブリー。
  7. 前記マイクロプロセッサーは第１電池セルの第１および第２電気端子に電気的に連結されており、前記第１電池セルの第１および第２電気端子はマイクロプロセッサーに作動電圧を供給するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セルアセンブリー。
  8. 前記センサーアセンブリーは第１および第２シート部のうちの少なくとも一つに結合された回路基板をさらに含んでおり、前記マイクロプロセッサーは回路基板に直接連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セルアセンブリー。
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