特開 2024-995 バッテリパック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024000995

(43)【公開日】2024-01-09

(54)【発明の名称】バッテリパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/284 20210101AFI20231226BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20231226BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20231226BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20231226BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20231226BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20231226BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20231226BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

H01M50/284

H01M50/211

H01M10/613

H01M10/658

H01M50/204 401H

H01M50/242

H01M50/289

H01M50/204 401D

H01M50/296

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023100887

(22)【出願日】2023-06-20

(31)【優先権主張番号】63/354,032

(32)【優先日】2022-06-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/430,520

(32)【優先日】2022-12-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】598073073

【氏名又は名称】ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ワイアット アール． シルハ

(72)【発明者】

【氏名】カルメン ジェイ． カスタニョス

(72)【発明者】

【氏名】ザケリー メイヤー

(72)【発明者】

【氏名】エリ エム． ジデル

(72)【発明者】

【氏名】ジョナサン ディー． クエンザー

【テーマコード（参考）】

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031KK02

5H040AA28

5H040AA32

5H040AA37

5H040AT04

5H040NN00

(57)【要約】

【課題】 バッテリパックを提供する。
【解決手段】 バッテリパックは、電気デバイスに結合されるように構成される。バッテリパックは、バッテリセルと、金属ベース層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）と、バッテリセルとＰＣＢとの間に配置された中間層であって、第１の材料で形成された第１のセクション及び第２の材料で形成された第２のセクションを含み、第１の材料は、第２の材料よりも低い熱伝導率を有する、中間層とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリパックであって、
バッテリセルと、
前記バッテリセルに電気的に接続された第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）であって、アルミニウムベース層を含む第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
前記第１のＰＣＢに電気的に接続された第２のＰＣＢであって、前記第１のＰＣＢのうち、前記バッテリセルの側と反対の側に配置される第２のＰＣＢと
を含むバッテリパック。

【請求項2】

前記ＰＣＢと前記バッテリセルとの間に少なくとも部分的に配置された断熱層を更に含む、請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項3】

前記第２のＰＣＢは、アルミニウムを含まず、前記バッテリセルは、パウチセルである、請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項4】

電流を出力する端子であって、前記第２のＰＣＢに取り付けられる端子を更に含む、請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項5】

前記バッテリセルは、複数のバッテリセルの１つであり、前記バッテリパックの内側ハウジングは、前記複数のバッテリセルを収容し、前記第１のＰＣＢは、前記内側ハウジングの３つの壁に接触する、請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項6】

圧縮性ライニングは、前記内側ハウジングの前記３つの壁のそれぞれに付着され、且つ前記複数のバッテリセルに接触する、請求項５に記載のバッテリパック。

【請求項7】

ギャップパッドは、前記複数のバッテリセルのそれぞれの間に配置され、前記ギャップパッドは、前記隣接するバッテリセルのそれぞれに付着される、請求項５に記載のバッテリパック。

【請求項8】

上部パッドは、前記複数のバッテリセルのうちの最上部のバッテリセルに付着される、請求項５に記載のバッテリパック。

【請求項9】

前記第１のＰＣＢ、前記第２のＰＣＢ及び前記複数のバッテリセルを覆うコーティング材料を更に含み、前記コーティング材料は、ポリマーを含む、請求項５に記載のバッテリパック。

【請求項10】

前記第２のＰＣＢは、前記第１のＰＣＢに取り付けられ、前記第２のＰＣＢは、複数のポストによって前記第１のＰＣＢからオフセットされ、及び前記複数のポストのそれぞれは、エポキシを用いて前記第１のＰＣＢに付着される、請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項11】

前記第１のＰＣＢに電気的に接続された正極セルストラップであって、前記第１のＰＣＢの前記アルミニウムベース層は、前記正極セルストラップからの熱を放散する、正極セルストラップと、
前記第１のＰＣＢに電気的に接続された負極セルストラップであって、前記第１のＰＣＢの前記アルミニウムベース層は、前記負極セルストラップからの熱を放散する、負極セルストラップと
を更に含む、請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項12】

バッテリパックであって、
バッテリセルと、
金属ベース層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
前記バッテリセルと前記ＰＣＢとの間に配置された中間層であって、第１の材料で形成された第１のセクション及び第２の材料で形成された第２のセクションを含み、前記第１の材料は、前記第２の材料よりも低い熱伝導率を有する、中間層と
を含むバッテリパック。

【請求項13】

前記中間層の前記第１のセクションから前記ＰＣＢの反対側で前記ＰＣＢに結合された検出抵抗器を更に含む、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項14】

前記中間層の前記第１のセクションから前記ＰＣＢの反対側で前記ＰＣＢに結合された電界効果トランジスタを更に含む、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項15】

前記中間層の前記第２のセクションから前記ＰＣＢの反対側で前記ＰＣＢに結合されたサーミスタであって、前記中間層の前記第２のセクションから前記ＰＣＢの反対側で前記ＰＣＢに結合された複数のサーミスタの１つであるサーミスタを更に含む、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項16】

前記ＰＣＢは、第１の表面と、前記第１の表面の反対側の第２の表面とを更に含み、前記第２の表面は、前記第１の表面よりも前記バッテリセルに近く、前記中間層の前記第１のセクションは、前記ＰＣＢの前記第２の表面の半分超を覆い、前記中間層の前記第１のセクションは、前記ＰＣＢの前記第２の表面の３分の２を覆う、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項17】

前記ＰＣＢは、内部部分を形成する第１の表面と、周縁部分を形成する第２の表面とを更に含む、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項18】

前記金属ベース層は、８０ワット毎メートル毎ケルビン（Ｗ／ｍＫ）～２６０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項19】

前記金属ベース層は、アルミニウムを含む、請求項１２に記載のバッテリパック。

【請求項20】

前記中間層の前記第１のセクションから前記ＰＣＢの反対側で前記ＰＣＢに結合された正極セルストラップ及び負極セルストラップを更に含む、請求項１２に記載のバッテリパック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バッテリパックに関し、より詳細には、バッテリパックのためのプリント回路基板（ＰＣＢ）に関する。

【背景技術】

【0002】

動力工具（例えば、ドリル、ドライバ、鋸、釘打ち機、グラインダなど）、屋外工具（例えば、刈り込み用道具、ポールソー、ブロワなど）などのコードレス工具及び他の電気デバイス（例えば、モータ駆動デバイス、非モータ駆動デバイス、充電器など）（本明細書では一般に複数又は１つの「デバイス」と呼ばれる）は、充電式バッテリパックによって電力供給される。バッテリパックは、充電するため又は他のデバイスで使用するためにデバイスから取り外され得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

一態様では、本開示は、バッテリセルと、第１のＰＣＢと、第２のＰＣＢとを含むバッテリパックを提供する。第１のＰＣＢは、バッテリセルに電気的に接続される。第１のＰＣＢは、アルミニウムベース層を含む。第２のＰＣＢは、第１のＰＣＢに電気的に接続される。第２のＰＣＢは、第１のＰＣＢのうち、バッテリセルの側と反対の側に配置される。

【0004】

別の態様では、本開示は、バッテリセルと、ＰＣＢと、中間層とを含むバッテリパックを提供する。ＰＣＢは、金属ベース層を有する。中間層は、バッテリセルとＰＣＢとの間に配置される。中間層は、第１の材料で形成された第１のセクションと、第２の材料で形成された第２のセクションとを含む。第１の材料は、第２の材料よりも低い熱伝導率を有する。

【0005】

本発明の他の独立態様は、詳細な説明及び添付の図面を検討することによって明らかになり得る。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態によるバッテリパックの斜視図である。

【図2A】図１のバッテリパックの内部の斜視図である。

【図2B】図１のバッテリパックの内部の別の実施形態の斜視図である。

【図3】３－３線で切断した図１のバッテリパックの斜視図である。

【図4A】図１のバッテリパックの内部ハウジングの斜視図である。

【図4B】図１のバッテリパックの内部ハウジングの別の実施形態の斜視図である。

【図4C】図１のバッテリパックの、エンドプレートを含む内部ハウジングの斜視図である。

【図5A】図１のバッテリパックのパウチセルの斜視図である。

【図5B】図１のバッテリパックのパウチセルの積層体の斜視図である。

【図6】図１のバッテリパックのＰＣＢの概略図である。

【図7A】図１のバッテリパックのＰＣＢの斜視図である。

【図7B】図１のバッテリパックの第１のＰＣＢ及び第２のＰＣＢの一実施形態の斜視図である。

【図8A】図１のバッテリパックのＰＣＢの上面図である。

【図8B】図１のバッテリパックのＰＣＢの別の実施形態の上面図である。

【図9】図２Ａのバッテリパックの内部の一部の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されるか又は以下の図面に示される構造の細部及び構成要素の配置に本発明の用途を限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践又は実行することが可能である。

【0008】

図１は、バッテリパック１０を示す。バッテリパックは、動力工具などのデバイスに電流を供給し得る出力ポート１８を備えた外部ハウジング１４を含む。バッテリパック１０は、電流を発生させるための複数のバッテリセル２２（図５Ａ、図５Ｂ）を含む。図示の実施形態では、バッテリセル２２（図５Ａ、図５Ｂ）は、パウチセルである。他の実施形態では、バッテリパック１０は、リチウムイオンバッテリセル、ニッケルカドミウムバッテリセル又は別の同様のバッテリセルを含み得る。

【0009】

図２及び図３に示すように、バッテリパック１０は、複数のパウチセル２２、第１のＰＣＢ３０、第２のＰＣＢ３４及び端子３８を収容する内部ハウジング２６（コアボックスとも呼ばれる）を含む。図４Ａを参照すると、図示の実施形態では、内部ハウジング２６は、少なくとも１つの開口部４２を部分的に画定する３つの壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含む。更に図２Ａを参照すると、第１のＰＣＢ３０は、内部ハウジング２６の３つの壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃに接触する。換言すれば、第１のＰＣＢ３０は、第１のＰＣＢ３０が内部ハウジング２６の表面を形成するように、少なくとも１つの開口部４２を実質的に覆う。再び図２及び図３を参照すると、第２のＰＣＢ３４は、第１のＰＣＢ３０のうち、パウチセル２２の側と反対の側に配置される。別の言い方をすれば、第１のＰＣＢ３０は、パウチセル２２と第２のＰＣＢ３４との間に配置される。端子３８は、第２のＰＣＢ３４に取り付けられ、出力ポート１８（図１）からの電流をデバイスに出力するために出力ポート１８（図１）と整列するように配置される。

【0010】

図４Ｂを参照すると、図示の実施形態では、内部ハウジング２６は、同様に、少なくとも１つの開口部４２を部分的に画定する３つの壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含む。図示の実施形態では、圧縮性ライニング２８は、３つの壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃのそれぞれの内面及び内部ハウジング２６の底部部分２６ｅの上面に（例えば、接着剤を用いて）付着される。いくつかの実施形態では、内部ハウジング２６は、少なくとも１つの開口部４２を画定する第４の壁としてエンドプレート２６ｅを含む（図４Ｃを参照されたい）。いくつかの実施形態では、圧縮性ライニング２８は、エンドプレート２６ｅの内面及び／又は一番下のパウチセル２２ａ（図５Ｂ）に付着される。いくつかの実施形態では、圧縮性ライニング２８は、発泡体を含む。いくつかの実施形態では、圧縮性ライニング２８は、電解液漏れを緩和し、衝撃を受けるシナリオにおいてパウチのシームを保護する。いくつかの実施形態では、圧縮性ライニング２８は、上面及び底面の両方に接着剤を含み、接着剤は、圧縮性ライニング２８の両面、壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、底部部分２６ｅ又はエンドプレート２６ｅ及びパウチセル２２ａ～２２ｅの積層体（図５Ｂ）に付着する。

【0011】

図５Ａを参照すると、パウチセル２２は、複数のパウチセル２２の１つであるが、図５Ａには１つのパウチセル２２のみが示されている。図示の実施形態では、バッテリパック１０（図１）は、５つのパウチセル２２を含む。他の実施形態では、バッテリパック１０（図１）は、６つ以上のパウチセル２２を含み得る。更なる実施形態では、バッテリパック１０（図１）は、５つ未満のパウチセル２２を含み得る。図５Ａに示すように、各パウチセル２２は、本体４６と、第１の面５０と、第２の面５４と、正極セルタブ５８と、負極セルタブ６２とを含む。正極セルタブ５８及び負極セルタブ６２は、本体４６から離れるようにパウチセル２２の第１の面５０から延びる。

【0012】

再び図２及び図３を参照すると、５つのパウチセル２２が内部ハウジング２６内で積層されて配置される。第１のＰＣＢ３０から最も遠くに配置された第１のパウチセル２２ａは、第１のパウチセル２２ａの第１の面５０（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面するように向けられる。積層体における次のパウチセル２２である第２のパウチセル２２ｂは、第２のパウチセル２２ｂの第１の面５０（図５Ａ）が第１のパウチセル２２ａに面し、第２のパウチセル２２ｂの第２の面５４（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面するように向けられる。第３のパウチセル２２ｃは、第３のパウチセル２２ｃの第１の面５０（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面するように向けられ、第４のパウチセル２２ｄは、第４のパウチセル２２ｄの第１の面５０（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０と反対を向くように向けられ、第５のパウチセル２２ｅは、第５のパウチセル２２ｅの第１の面５０（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面するように向けられる。このように、複数のパウチセル２２は、１つおきのパウチセル２２の第１の面５０（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面するように向きを交互に入れかえて内部ハウジング２６に収容される。

【0013】

図５Ｂを参照すると、図示の実施形態では、接着ギャップパッド２４は、パウチセル２２ａ～２２ｅの積層体のそれぞれの間に含まれる。いくつかの実施形態では、ギャップパッド２４の上面及び底面は、対応するパウチセル２２のそれぞれに付着する接着剤を含む。いくつかの実施形態では、ギャップパッド２４は、発泡体を含む。図示の実施形態では、上部パッド２５は、最上部のパウチセル２２ｅ上に配置される。いくつかの実施形態では、上部パッド２５は、最上部のパウチセル２２ｅに取り付けられる面に接着剤を含む。いくつかの実施形態では、上部パッド２５は、第１のＰＣＢ３０（図示せず）の底面に付着する上面に接着剤を含む。いくつかの実施形態では、接着シート（図示せず）は、一番下のパウチセル２２ａの底部に取り付けられる。いくつかの実施形態では、接着シートは、内部ハウジング２６の底部部分２６ｅ（図示せず）又は底部部分２６ｅに取り付けられた圧縮性ライニング２８（図示せず）に直接取り付けられる。接着ギャップパッド２４、上部パッド２５及び接着シートは、パウチセル２２が膨らんだり広がったりすることを防止する。

【0014】

引き続き図２及び図３を参照すると、内部ハウジング２６内のパウチセル２２ａ～２２ｅの積層体は、セルタブ６６の第１の列及びセルタブ７０の第２の列を形成する。パウチセル２２ａ、２２ｃ、２２ｅの第１の面５０（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面する状態で向けられたパウチセル２２ａ、２２ｃ、２２ｅでは、正極セルタブ５８は、第１の列６６に配置され、負極セルタブ６２は、第２の列７０に配置される。パウチセル２２ｂ、２２ｄの第２の面５４（図５Ａ）が第１のＰＣＢ３０に面する状態で向けられたパウチセル２２ｂ、２２ｄでは、負極セルタブ６２は、第１の列６６に配置され、正極セルタブ５８は、第２の列７０に配置される。このように、第１の列６６は、３つの正極セルタブ５８と２つの負極セルタブ６２とを含み、第２の列７０は、３つの負極セルタブ６２と２つの正極セルタブ５８とを含む。第１の列６６は、正味の正電荷を有し、第２の列７０は、正味の負電荷を有する。

【0015】

バッテリパック１０は、正極セルストラップ７８と、負極セルストラップ８２と、複数の接続パッド８６（ただし、図２Ａには接続パッド８６が１つのみ示されている）と、複数の電圧タップ９０と、フレックス回路９４とを更に含む。正極セルストラップ７８は、セルタブ６６の第１の列に電気的に接続され、したがって正味の正電荷を有する。負極セルストラップ８２は、セルタブ７０の第２の列に電気的に接続され、したがって正味の負電荷を有する。正極セルストラップ７８は、第１の接続パッド８６ａ（図７Ａ）に溶接されて、正極セルストラップ７８と第１のＰＣＢ３０との間に電気的且つ熱的接続を提供する。負極セルストラップ８２は、第２の接続パッド８６ｂ（図７Ａ）に溶接されて、負極セルストラップ８２と第１のＰＣＢ３０との間に電気的且つ熱的接続を提供する。セルタブ５８、６２間の複数の電圧タップ９０は、パウチセル２２ａ～２２ｅの電圧出力を測定する。電圧タップ９０は、電圧測定値をフレックス回路９４に中継する。その後、フレックス回路９４は、電圧測定値を第１のＰＣＢ３０に差し向ける。いくつかの実施形態では、フレックス回路９４は、接着剤の量を減らし、端子接点を塞がないために、対応するロックコネクタ９６（図２Ｂを参照されたい）を介して第１のＰＣＢ３０及び／又は第２のＰＣＢ３４に接続される。

【0016】

次に図６を参照すると、第１のＰＣＢ３０（図２Ａ）は、少なくとも金属ベース層９８、誘電体層１０２及び回路銅層１０６で形成される。図示の実施形態では、金属ベース層９８は、アルミニウムを含む。誘電体層１０２は、金属ベース層９８と回路銅層１０６との間に配置される。誘電体層１０２は、熱伝導性且つ電気絶縁性の材料を含む。回路銅層１０６は、後述するように、第１のＰＣＢ３０（図２Ａ）の表面において第１のＰＣＢ３０（図２Ａ）に取り付けられたコンポーネント間を電気的に接続する。図７Ａを参照すると、第１のＰＣＢ３０は、第１の表面１０８と、第１の表面１０８の反対側の第２の表面１１０とを更に含む。第２の表面１１０は、第１の表面１０８よりもパウチセル２２ａ～２２ｅ（図３）に近い。

【0017】

再び図６を参照すると、図示の実施形態では、金属ベース層９８は、少なくとも８０ワット毎メートル毎ケルビン（Ｗ／ｍＫ）の熱伝導率を有する金属で形成され得る。他の実施形態では、金属ベース層９８は、最大２６０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する金属で形成され得る。更なる実施形態では、金属ベース層９８は、８０Ｗ／ｍ～２６０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する金属で形成され得る。図示の実施形態では、金属ベース層９８は、最大２５％のアルミニウムで形成され得る。他の実施形態では、金属ベース層９８は、最大５０％のアルミニウムで形成され得る。更なる実施形態では、金属ベース層９８は、最大７５％のアルミニウムで形成され得る。より更なる実施形態では、金属ベース層９８は、完全にアルミニウムで形成され得る。図示の実施形態では、金属ベース層９８は、アルミニウム合金６０６１、アルミニウム合金３００３、アルミニウム合金１１００又は別の同様のアルミニウム合金などのアルミニウム合金で形成され得る。

【0018】

図７Ａに示すように、第１のＰＣＢ３０は、その上に取り付けられた複数の電気コンポーネントを含む。複数の電気コンポーネントは、少なくとも、充電電界効果トランジスタ１１２と、放電電界効果トランジスタ１１６と、検出抵抗器１２０とを含む。充電電界効果トランジスタ１１２及び放電電界効果トランジスタ１１６は、第１のＰＣＢ３０を通る電流の流れを制御及び方向付けるように動作可能である。具体的には、充電電界効果トランジスタ１１２は、第１のＰＣＢ３０の銅回路層１０６を流れる電流の流れのレベル及び方向を制御し得る。充電電界効果トランジスタ１１２は、バッテリパック１０が充電される際の電流の流れを制御する。第１のＰＣＢ３０は、複数の充電電界効果トランジスタ１１２を含み得る。放電電界効果トランジスタ１１６も、第１のＰＣＢ３０の銅回路層１０６を流れる電流の流れのレベル及び方向を制御し得る。放電電界効果トランジスタ１１６は、バッテリパック１０から（例えば、動力工具に）放電される電流の流れを制御する。第１のＰＣＢ３０は、複数の放電電界効果トランジスタ１１６を含み得る。検出抵抗器１２０は、充電電界効果トランジスタ１１２及び放電電界効果トランジスタ１１６によって制御される際の第１のＰＣＢ３０を通る電流レベルを検出及び測定するために使用され得る。第１のＰＣＢ３０は、その上に取り付けられた少なくとも１つのサーミスタ１２４を更に含む。より具体的には、第１のＰＣＢ３０は、複数のサーミスタ１２４を含む。サーミスタ１２４は、バッテリパック１０の温度を検出及び測定するように構成される。複数のサーミスタ１２４は、１つのサーミスタ１２４が故障した場合、バッテリパック１０（図３）がバックアップサーミスタ１２４を有するようにバッテリパック１０の耐故障性を可能にする。

【0019】

図８Ａ、図８Ｂ及び図９を参照すると、バッテリパック１０（図３）は、パウチセル２２と第１のＰＣＢ３０との間に配置される中間層１２８を更に含む。中間層１２８は、第１の材料で形成された第１のセクション１３２と、第２の材料で形成された第２のセクション１３６とを含む。第１の材料は、第２の材料よりも低い熱伝導率を有する。そのため、第１の材料は、断熱材料（例えば、グラスファイバ、ポリウレタンフォームなど）であり、第２の材料は、熱伝導性材料（例えば、グラファイト、亜鉛など）である。したがって、パウチセル２２が発生する熱は、第１のＰＣＢ３０のうち、中間層１２８の第１のセクション１３２に重なるか又はそれを覆う領域で第１のＰＣＢ３０から断熱され得る。追加的に、パウチセル２２が発生する熱は、第１のＰＣＢ３０のうち、中間層１２８の第２のセクション１３６に重なるか又はそれを覆う領域で第１のＰＣＢ３０に熱伝導され得る。中間層１２８の第１のセクション１３２は、第１のＰＣＢ３０の第２の表面１１０の半分超を覆う。図８Ａに示す実施形態では、中間層１２８の第１のセクション１３２は、第１のＰＣＢ３０の第２の表面１１０の約２／３を覆う。他の実施形態では、中間層１２８の第１のセクション１３２は、第１のＰＣＢ３０の第２の表面１１０の２／３未満と重なり得る。更なる実施形態では、中間層１２８の第１のセクション１３２は、第１のＰＣＢ３０の第２の表面１１０の２／３超と重なり得る。図８Ｂに示す実施形態では、中間層１２８の第１のセクション１３２は、第１のＰＣＢ３０の内部部分を形成し、中間層１２８の第２のセクション１３６は、第１のＰＣＢ３０の周縁部分を形成する。いくつかの実施形態では、第１のセクション１３２は、内側圧縮性パッドであり、第２のセクション１３６は、外側熱伝導性周縁部である。図８Ｂに示す実施形態により、セル間の中央が圧縮され得る（セルは中央でより多く膨らむ）が、依然として縁部に沿って熱が伝達され得る。いくつかの実施形態では、内側圧縮性パッドは、重量削減のために取り外される。

【0020】

引き続き図８Ａ、図８Ｂ及び図９を参照すると、第１のＰＣＢ３０上に取り付けられている電気コンポーネント（例えば、充電電界効果トランジスタ１１２、放電電界効果トランジスタ１１６及び検出抵抗器１２０）、正極セルストラップ７８（図２Ａ）及び負極セルストラップ８２（図２Ａ）は、バッテリパック１０の使用時に熱を発生又は伝導し得る。そのため、第１のＰＣＢ３０の金属ベース層９８（図６）は、バッテリパック１０（図１）のうち、熱を発生するあらゆる構成要素のためのヒートシンクを提供する。換言すれば、金属ベース層９８（図６）は、電気コンポーネント、正極セルストラップ７８（図２Ａ）及び負極セルストラップ８２（図２Ａ）からの熱を放散して、バッテリパック１０（図１）の過熱を抑制する。電気コンポーネント（例えば、充電電界効果トランジスタ１１２、放電電界効果トランジスタ１１６及び検出抵抗器１２０）のそれぞれは、中間層１２８の第１のセクション１３２から第１のＰＣＢ３０の反対側で第１のＰＣＢ３０に結合される。追加的に、正極セルストラップ７８（図２Ａ）及び負極セルストラップ８２（図２Ａ）の両方は、中間層１２８の第１のセクション１３２から第１のＰＣＢ３０の反対側で第１のＰＣＢ３０に結合される。このように、中間層１２８の第１のセクション１３２は、パウチセル２２と第１のＰＣＢ３０との間の熱伝導を抑制することにより、電気コンポーネント及びセルストラップ７８、８２（図２Ａ）の過熱を更に抑制する。従来のバッテリパックは、アルミニウムＰＣＢを含まないため、電気コンポーネント及びセルストラップ７８、８２（図２Ａ）から熱を引き抜くために更なるヒートシンクを必要とする。このように、第１のＰＣＢ３０は、バッテリパック１０（図１）のサイズの縮小を可能にする。

【0021】

少なくとも１つのサーミスタ１２４は、中間層１２８の第２のセクション１３６から第１のＰＣＢ３０の反対側で第１のＰＣＢ３０に結合される。中間層１２８の第２のセクション１３６は、パウチセル２２と第１のＰＣＢ３０との間の熱伝導を可能にする。したがって、第１のＰＣＢ３０は、第１のＰＣＢ３０のうち、第１のＰＣＢ３０の第２のセクション１３６を覆うか又はそれに重なる領域でパウチセル２２と実質的に同じ温度を有する。そのため、少なくとも１つのサーミスタ１２４は、バッテリパック１０（図１）の真の温度の正確な読み値を取得するために、第１のＰＣＢ３０の第１の表面１０８上に直接配置され得る。従来のバッテリパックは、第１のＰＣＢ３０ほどの熱伝導性がなく、そのためにバッテリセルの温度と同様の温度に達しないＰＣＢを有する。したがって、従来のバッテリパックのＰＣＢ上に配置されたサーミスタ１２４は、上記従来のバッテリパックの真の温度を不適切に検出及び測定する。

【0022】

再び図２及び図３を参照すると、第２のＰＣＢ３４は、第１のＰＣＢ３０に取り付けられる。具体的には、第２のＰＣＢ３４は、第１のＰＣＢ３０の反対側で第１のＰＣＢ３０に取り付けられる。そのため、第１のＰＣＢ３０は、パウチセル２２と第２のＰＣＢ３４との間に配置される。バッテリパック１０は、第１のＰＣＢ３０に第２のＰＣＢ３４を取り付けるための複数のポスト１４０を含む。複数のポスト１４０は、第１のＰＣＢ３０と第２のＰＣＢ３４との間に空間が画定されるように、第１のＰＣＢ３０から第２のＰＣＢ３４をオフセットさせる。ポスト１４０１つは、第１のＰＣＢ３０から第２のＰＣＢ３４及び端子３８を通して延び、それにより第２のＰＣＢ３４に端子３８を固定する。図７Ｂに示す実施形態では、複数のポスト１４０の少なくとも１つは、エポキシ１４２を用いて第１のＰＣＢ３０及び第２のＰＣＢ３４に取り付けられる。

【0023】

いくつかの実施形態では、第２のＰＣＢ３４は、ＦＲ－４ ＰＣＢである。そのため、第２のＰＣＢ３４は、ガラスエポキシパネルの各面にラミネート又は表面溶接され得る銅箔の薄層を含む。図示の実施形態では、第２のＰＣＢ３４は、アルミニウムを含まない。他の実施形態では、第２のＰＣＢ３４は、いくらかのアルミニウムを含み得る。より更なる実施形態では、第２のＰＣＢ３４は、第１のＰＣＢ３０と同一に形成され得る。

【0024】

引き続き図２及び図３を参照すると、端子３８は、第２のＰＣＢ３４に取り付けられ、第１のＰＣＢ３０及び第２のＰＣＢ３４の両方に電気的に接続される。正極セルストラップ７８及び負極セルストラップ８２によって形成される電流ループは、端子３８を通過する。そのため、端子３８は、正極端子３８ａと負極端子３８ｂとを含む。端子３８は、バッテリパック１０から動力工具などのデバイスに電流を出力し得る。正極端子３８ａ及び負極端子３８ｂの両方とも、第１のＰＣＢ３０及び第２のＰＣＢ３４に電気的に接続される。端子３８は、第１の接続パッド８６ａ及び第３の接続パッド８６ｃにおいて第１のＰＣＢ３０に電気的且つ熱的に接続する。より具体的には、正極端子３８ａは、第１の接続パッド８６ａに溶接又ははんだ付けすることにより、第１のＰＣＢ３０に電気的且つ熱的に接続する。負極端子３８ｂは、第３の接続パッド８６ｃに溶接又ははんだ付けすることにより、第１のＰＣＢ３０に電気的且つ熱的に接続する。端子３８ａ、３８ｂのアルミニウムの第１のＰＣＢ３０への熱接続は、端子３８ａ、３８ｂにヒートシンクを提供し、したがって端子３８ａ、３８ｂが動作不能又は潜在的に損傷を与える温度まで上昇するのを抑制する。いくつかの実施形態では、端子３８は、第２のＰＣＢ３４にはんだ付けされる。いくつかの実施形態では、端子３８は、第１のＰＣＢ３０にレーザ溶接されて、より強力で熱的に堅牢な接続を提供する。

【0025】

パウチセル２２ａ～２２ｅの積層体及び内部全体を含む、バッテリパック１０の内部の説明された実施形態の様々な構成要素は、ポリマーなどのコーティング材料を噴霧され得る。いくつかの実施形態では、コーティング材料は、バッテリパック１０の内部の様々な構成要素に噴霧される前に加熱される。いくつかの実施形態では、コーティング材料は、噴霧後の発熱反応で乾燥される。いくつかの実施形態では、コーティング材料により、パウチセル２２ａ～２２ｅの積層体が使用時に拡大及び／又は収縮することが可能になる。いくつかの実施形態では、コーティング材料は、パウチセル２２ａ～２２ｅの積層体の完全性を維持するのに役立ち（すなわちパウチセルを一体に保持するのに役立ち）、それによりセルが膨張し得る程度を制限する。

【0026】

本開示を、特定の好適な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、記載されている本開示の１つ又は複数の独立態様の範囲及び趣旨内に変形形態及び修正形態が存在する。

【0027】

例示的な構成
本開示の様々な態様は、以下の例示的な構成のいずれか１つ以上を取り得る。

【0028】

ＥＥＥ（１）バッテリパックであって、バッテリセルと、バッテリセルに電気的に接続された第１のＰＣＢであって、アルミニウムベース層を含む、第１のＰＣＢと、第１のＰＣＢに電気的に接続された第２のＰＣＢであって、第１のＰＣＢのうち、バッテリセルの側と反対の側に配置される第２のＰＣＢとを含むバッテリパック。

【0029】

ＥＥＥ（２）ＰＣＢとバッテリセルとの間に少なくとも部分的に配置された断熱層を更に含む、ＥＥＥ（１）に記載のバッテリパック。

【0030】

ＥＥＥ（３）第２のＰＣＢは、アルミニウムを含まない、ＥＥＥ（１）又はＥＥＥ（２）に記載のバッテリパック。

【0031】

ＥＥＥ（４）バッテリセルは、パウチセルである、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（３）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0032】

ＥＥＥ（５）電流を出力する端子であって、第２のＰＣＢに取り付けられる端子を更に含む、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（４）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0033】

ＥＥＥ（６）バッテリセルは、複数のバッテリセルの１つである、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（５）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0034】

ＥＥＥ（７）バッテリパックの内側ハウジングは、複数のバッテリセルを収容する、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（６）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0035】

ＥＥＥ（８）第１のＰＣＢは、内側ハウジングの３つの壁に接触する、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（７）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0036】

ＥＥＥ（９）圧縮性ライニングは、内側ハウジングの３つの壁のそれぞれに付着され、且つ複数のバッテリセルに接触する、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（８）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0037】

ＥＥＥ（１０）ギャップパッドは、複数のバッテリセルのそれぞれの間に配置される、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（９）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0038】

ＥＥＥ（１１）ギャップパッドは、隣接するバッテリセルのそれぞれに付着される、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１０）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0039】

ＥＥＥ（１２）上部パッドは、複数のバッテリセルのうちの最上部のバッテリセルに付着される、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１１）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0040】

ＥＥＥ（１３）第１のＰＣＢ、第２のＰＣＢ及び複数のバッテリセルを覆うコーティング材料を更に含む、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１２）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0041】

ＥＥＥ（１４）コーティング材料は、ポリマーを含む、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１３）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0042】

ＥＥＥ（１５）第２のＰＣＢは、第１のＰＣＢに取り付けられる、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１４）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0043】

ＥＥＥ（１６）第２のＰＣＢは、複数のポストによって第１のＰＣＢからオフセットされる、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１５）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0044】

ＥＥＥ（１７）複数のポストのそれぞれは、エポキシを用いて第１のＰＣＢに付着される、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１６）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0045】

ＥＥＥ（２２）第１のＰＣＢに電気的に接続された正極セルストラップを更に含む、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１７）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0046】

ＥＥＥ（１９）第１のＰＣＢのアルミニウムベース層は、正極セルストラップからの熱を放散する、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（２２）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0047】

ＥＥＥ（２０）第１のＰＣＢに電気的に接続された負極セルストラップを更に含む、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（１９）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0048】

ＥＥＥ（２１）第１のＰＣＢのアルミニウムベース層は、負極セルストラップからの熱を放散する、ＥＥＥ（１）～ＥＥＥ（２０）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0049】

ＥＥＥ（２２）バッテリセルと、金属ベース層を有するＰＣＢと、バッテリセルとＰＣＢとの間に配置された中間層であって、第１の材料で形成された第１のセクション及び第２の材料で形成された第２のセクションを含み、第１の材料は、２の材料よりも低い熱伝導率を有する、中間層とを含む、バッテリパック。

【0050】

ＥＥＥ（２３）中間層の第１のセクションからＰＣＢの反対側でＰＣＢに結合された検出抵抗器を更に含む、ＥＥＥ（２２）に記載のバッテリパック。

【0051】

ＥＥＥ（２４）中間層の第１のセクションからＰＣＢの反対側でＰＣＢに結合された電界効果トランジスタを更に含む、ＥＥＥ（２２）又はＥＥＥ（２３）に記載のバッテリパック。

【0052】

ＥＥＥ（２５）中間層の第２のセクションからＰＣＢの反対側でＰＣＢに結合されたサーミスタを更に含む、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（２４）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0053】

ＥＥＥ（２６）サーミスタは、中間層の第２のセクションからＰＣＢの反対側でＰＣＢに結合された複数のサーミスタの１つである、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（２５）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0054】

ＥＥＥ（２７）ＰＣＢは、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを更に含む、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（２６）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0055】

ＥＥＥ（２８）第２の表面は、第１の表面よりもバッテリセルに近い、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（２７）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0056】

ＥＥＥ（２９）中間層の第１のセクションは、ＰＣＢの第２の表面の半分超を覆う、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（２８）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0057】

ＥＥＥ（３０）中間層の第１のセクションは、ＰＣＢの第２の表面の３分の２を覆う、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（２９）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0058】

ＥＥＥ（３１）ＰＣＢは、内部部分を形成する第１の表面と、周縁部分を形成する第２の表面とを更に含む、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（３０）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0059】

ＥＥＥ（３２）金属ベース層は、８０Ｗ／ｍＫ～２６０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（３１）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0060】

ＥＥＥ（３３）金属ベース層は、アルミニウムを含む、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（３２）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【0061】

ＥＥＥ（３４）中間層の第１のセクションからＰＣＢの反対側でＰＣＢに結合された正極セルストラップ及び負極セルストラップを更に含む、ＥＥＥ（２２）～ＥＥＥ（３３）のいずれか１つに記載のバッテリパック。

【符号の説明】

【0062】

１０ バッテリパック
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ バッテリセル
２４ ギャップパッド
２５ 上部パッド
２６ 内部ハウジング
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 壁
２８ 圧縮性ライニング
３０ 第１のＰＣＢ
３４ 第２のＰＣＢ
３８、３８ａ、３８ｂ 端子
７８ 正極セルストラップ
８２ 負極セルストラップ
９８ メタルベース層
１０８ 第１の表面
１１０ 第２の表面
１１２、１１６ 電界効果トランジスタ
１２０ 検出抵抗器
１２４ サーミスタ
１２８ 中間層
１３２ 第１のセクション
１３６ 第２のセクション
１４０ ポスト
１４２ エポキシ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【外国語明細書】