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特表2023-510116充電式電気化学セルまたは電池用の組み込まれた電力バスを提供、組み立て、管理するためのシステムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-13
(54)【発明の名称】充電式電気化学セルまたは電池用の組み込まれた電力バスを提供、組み立て、管理するためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/507 20210101AFI20230306BHJP
H01M 50/519 20210101ALI20230306BHJP
H01M 50/284 20210101ALI20230306BHJP
H01M 50/516 20210101ALI20230306BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20230306BHJP
H01M 10/655 20140101ALI20230306BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20230306BHJP
H01M 50/569 20210101ALI20230306BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20230306BHJP
H01M 10/42 20060101ALI20230306BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20230306BHJP
H01M 50/583 20210101ALI20230306BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20230306BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
H01M50/507
H01M50/519
H01M50/284
H01M50/516
H01M10/613
H01M10/655
H01M50/204 401H
H01M50/204 401D
H01M50/569
H01M10/48 101
H01M10/48 P
H01M10/42 P
H01M10/44 P
H01M50/583
H02J7/00 301B
H02J7/02 J
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022537727
(86)(22)【出願日】2020-12-18
(85)【翻訳文提出日】2022-08-15
(86)【国際出願番号】 US2020065907
(87)【国際公開番号】W WO2021127371
(87)【国際公開日】2021-06-24
(31)【優先権主張番号】62/951,206
(32)【優先日】2019-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/951,243
(32)【優先日】2019-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/951,262
(32)【優先日】2019-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/951,269
(32)【優先日】2019-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500287732
【氏名又は名称】シオン・パワー・コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100156122
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 剛
(72)【発明者】
【氏名】ハンブリン，グレン アラン
(72)【発明者】
【氏名】リブレット，デイビッド ウォーレン
(72)【発明者】
【氏名】リブレット，シェイ トーマス
(72)【発明者】
【氏名】ボック，ジェイムズ アンソニー
(72)【発明者】
【氏名】ニエジヴィエツキ，マーク
【テーマコード（参考）】
5G503
5H030
5H031
5H040
5H043
【Ｆターム（参考）】
5G503BA04
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA11
5G503CB11
5G503FA03
5H030AA01
5H030AA10
5H030AS06
5H030AS08
5H030FF22
5H030FF42
5H030FF43
5H030FF44
5H031AA09
5H031KK00
5H040AA01
5H040AS05
5H040AS07
5H040AT06
5H040AY04
5H040DD15
5H040DD26
5H043AA05
5H043AA13
5H043BA19
5H043CA21
5H043FA02
5H043FA32
5H043GA02
(57)【要約】
基板に組み込まれた電池電力バスおよびパックコントローラを含む基板；および基板に直接接続された少なくとも１つの電気化学セルを備える電池パック。プリント回路基板に組み込まれた電力バス、および少なくとも１つの電気化学セルを制御するように構成された少なくとも１つのコントローラを備え、電力バスは、少なくとも１つの電気化学セルに接続され、かつ少なくとも１つの電気化学セルに、および／または少なくとも１つの電気化学セルから電力を伝達するように構成される、プリント回路基板。少なくとも１つの電気化学セルと；少なくとも１つの電気化学セルに直接接続され、基板と少なくとも１つの電気化学セルとの間で熱、電力、および信号を伝達するように構成された基板とを備える熱管理システム。熱管理方法。電池パックの少なくとも１つの電気化学セルを、溶接によって基板に少なくとも部分的に直接取り付けることを含む電池パックを組み立てる方法。
【選択図】図２Ｃ
【選択図】図２Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に組み込まれた電池電力バス、および パックコントローラ
を含む基板と、
前記基板に直接接続された少なくとも１つの電気化学セルと
を備える電池パック。
【請求項2】
前記電池電力バスは、前記少なくとも１つの電気化学セルに配線なしで物理的に接続される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項3】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、レーザー溶接によって前記基板に少なくとも部分的に接続される、請求項１～２のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項4】
前記少なくとも１つの電気化学セルおよび前記基板が配置されるハウジングを更に備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項5】
前記基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間の物理的接続が、前記少なくとも１つの電気化学セルへの熱伝達および／または前記少なくとも１つの電気化学セルからの熱伝達を提供するように構成される、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項6】
前記基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間の物理的接続が、前記少なくとも１つの電気化学セルと追加の少なくとも１つの電気化学セルとの間の直接の熱伝達、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルと前記基板との間の直接の熱伝達をいずれかの方向に提供するように構成される、請求項５記載の電池パック。
【請求項7】
前記パックコントローラは、前記電池パックの温度情報、
前記電池パックの前記少なくとも１つの電気化学セルの電圧および／または電流情報、
前記電池パックのバランス情報、
前記電池パックの充電情報、
前記電池パックの診断情報、ならびに
前記電池パックの健康情報
のうちの少なくとも１つを決定および／または通信するように構成される、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項8】
前記基板がプリント回路基板を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項9】
前記基板が、コントローラ・エリア・ネットワークバスおよび少なくとも１つのサーキット・ブレーカを備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項10】
前記基板が少なくとも１つの電気化学セル端子を備える、請求項１～９のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項11】
前記電池電力バスが、前記基板に埋め込まれた少なくとも１つの導電材料層を含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項12】
配線なしで前記基板にそれぞれ直接接続される複数の電気化学セルを含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項13】
前記パックコントローラが少なくとも１つのプロセッサを備える、請求項１～１２のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項14】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、リチウム金属電極活物質を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項15】
前記基板が、前記少なくとも１つの電気化学セルの少なくとも一部が挿入される少なくとも１つの開口部を備える、請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項16】
前記パックコントローラが、前記少なくとも１つの電気化学セルと追加の少なくとも１つの電気化学セルとの間の充電および／または放電のバランスをとるように構成される、請求項１～５および７～１５のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項17】
プリント回路基板に組み込まれた電力バス、および少なくとも１つの電気化学セルを制御するように構成された少なくとも１つのコントローラを備え、
前記電力バスは、少なくとも１つの電気化学セルに接続され、かつ少なくとも１つの電気化学セルに、および／または少なくとも１つの電気化学セルから電力を伝達するように構成される、プリント回路基板。
【請求項18】
前記電力バスは、配線なしで前記少なくとも１つの電気化学セルに物理的に接続される、請求項１７に記載のプリント回路基板。
【請求項19】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、レーザー溶接によって前記プリント回路基板に少なくとも部分的に接続される、請求項１７～１８のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項20】
前記少なくとも１つの電気化学セルおよび前記プリント回路基板が、ハウジング内に配置される、請求項１７～１９のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項21】
前記プリント回路基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間の物理的接続が、前記少なくとも１つの電気化学セルへの熱伝達および／または前記少なくとも１つの電気化学セルからの熱伝達を提供するように構成される、請求項１７～２０のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項22】
前記プリント回路基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間の物理的接続が、前記少なくとも１つの電気化学セルと追加の少なくとも１つの電気化学セルとの間の直接の熱伝達、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルと前記プリント回路基板との間の直接の熱伝達をいずれかの方向に提供するように構成される、請求項２１に記載のプリント回路基板。
【請求項23】
前記少なくとも１つのコントローラは、前記少なくとも１つの電気化学セルの温度情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルの電圧および／または電流情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルのバランス情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルの充電情報、
前記少なくとも一つの電気化学セルの診断情報、ならびに
前記少なくとも１つの電気化学セルの健康情報
のうちの少なくとも１つを決定および／または通信するように構成される、請求項１７～２２のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項24】
前記少なくとも１つの電気化学セルの少なくとも一部が挿入される少なくとも１つの開口部を含む、請求項１７～２３のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項25】
コントローラ・エリア・ネットワークバスおよび少なくとも１つのサーキット・ブレーカを更に備える、請求項１７～２４のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項26】
少なくとも１つの電気化学セル端子を更に含む、請求項１７～２５のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項27】
前記電力バスが、前記プリント回路基板に埋め込まれた少なくとも１つの導電材料層を含む、請求項１７～２６のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項28】
配線なしで前記プリント回路基板にそれぞれ直接接続される複数の電気化学セルを含む、請求項１７～２７のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項29】
前記少なくとも１つのコントローラが少なくとも１つのプロセッサを含む、請求項１７～２８のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項30】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、リチウム金属電極活物質を含む、請求項１７～２９のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項31】
前記少なくとも１つのコントローラは、前記少なくとも１つの電気化学セルと追加の少なくとも１つの電気化学セルとの間の充電および／または放電のバランスをとるように構成される、請求項１７～２１および２３～３０のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
【請求項32】
電池パックの少なくとも１つの電気化学セル、ならびに前記少なくとも１つの電気化学セルに直接接続され、基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間で熱、電力、および信号を伝達するように構成された基板
を備える、電池パック用熱管理システム。
【請求項33】
前記基板が、前記少なくとも１つの電気化学セルと追加の少なくとも１つの電気化学セルとの間で直接、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルと前記基板との間で直接、いずれかの方向に熱を伝達するように構成される、請求項３２に記載の熱管理システム。
【請求項34】
前記基板が、前記基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間の物理的接続によって、前記少なくとも１つの電気化学セルへの熱伝達、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルからの熱伝達を提供するように構成される、請求項３２に記載の熱管理システム。
【請求項35】
前記基板に組み込まれた電力バスを更に備え、前記電力バスは、前記少なくとも１つの電気化学セルに接続され、かつ前記少なくとも１つの電気化学セルに、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルから電力を伝達するように構成される、請求項３２～３４のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項36】
前記電力バスは、配線なしで前記少なくとも１つの電気化学セルに物理的に接続される、請求項３５に記載の熱管理システム。
【請求項37】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、レーザー溶接によって前記基板に少なくとも部分的に接続される、請求項３２～３６のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項38】
前記少なくとも１つの電気化学セルおよび前記基板が、ハウジング内に配置される、請求項３２～３７のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項39】
前記少なくとも１つの電気化学セルの温度情報、前記少なくとも１つの電気化学セルの電圧および／または電流情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルのバランス情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルの充電情報、
前記少なくとも一つの電気化学セルの診断情報、ならびに
前記少なくとも１つの電気化学セルの健康情報
のうちの少なくとも１つを決定および／または通信するように構成された少なくとも１つのコントローラを更に備える、請求項３２～３８のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項40】
前記基板は、コントローラ・エリア・ネットワークバスおよび少なくとも１つのサーキット・ブレーカを備える、請求項３２～３９のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項41】
前記基板が少なくとも１つの電気化学セル端子を備える、請求項３２～４０のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項42】
前記電力バスが、前記基板に埋め込まれた少なくとも１つの導電材料層を含む、請求項３２～４１のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項43】
配線なしで前記基板にそれぞれ直接接続された複数の電気化学セルを更に含む、請求項３２～４２のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項44】
前記少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つのプロセッサを備える、請求項３２～４３のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項45】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、リチウム金属電極活物質を含む、請求項３２～４４のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項46】
前記基板が、前記少なくとも１つの電気化学セルの少なくとも一部が挿入される少なくとも１つの開口部を備える、請求項３２～４５のいずれか１項に記載の熱管理システム。
【請求項47】
電池パックの少なくとも１つの電気化学セルに直接接続された基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間で熱、電力、および信号を伝達することを含む、電池パックのための熱管理方法。
【請求項48】
前記少なくとも１つの電気化学セルと追加の少なくとも１つの電気化学セルとの間で直接、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルと前記基板との間で直接、いずれかの方向に熱を伝達することを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項49】
前記基板と前記少なくとも１つの電気化学セルとの間の物理的接続によって、前記基板を使用して前記少なくとも１つの電気化学セルへの熱伝達、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルからの熱伝達を提供することを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項50】
電力バスが前記基板に組み込まれ、前記電力バスが前記少なくとも１つの電気化学セルに接続され、前記少なくとも１つの電気化学セルに、および／または前記少なくとも１つの電気化学セルから電力を伝達するために前記電力バスを使用することを含む、請求項４７～４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項51】
前記電力バスは、配線なしで前記少なくとも１つの電気化学セルに物理的に接続される、請求項５０に記載の方法。
【請求項52】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、レーザー溶接によって前記基板に少なくとも部分的に接続される、請求項４７～５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項53】
前記少なくとも１つの電気化学セルおよび前記基板が、ハウジング内に配置される、請求項４７～５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項54】
前記少なくとも１つの電気化学セルの温度情報、前記少なくとも１つの電気化学セルの電圧および／または電流情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルのバランス情報、
前記少なくとも１つの電気化学セルの充電情報、
前記少なくとも一つの電気化学セルの診断情報、ならびに
前記少なくとも一つの電気化学セルの健康情報
のうちの少なくとも１つを決定および／または通信することを含む、請求項４７～５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項55】
前記基板が、コントローラ・エリア・ネットワークバスおよび少なくとも１つのサーキット・ブレーカを備える、請求項４７～５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項56】
前記基板が少なくとも１つの電気化学セル端子を備える、請求項４７～５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項57】
前記電力バスが、前記基板に埋め込まれた少なくとも１つの導電材料層を含む、請求項４７～５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項58】
複数の電気化学セルが、配線なしで前記基板にそれぞれ直接接続される、請求項４７～５７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項59】
前記少なくとも１つのコントローラが、少なくとも１つのプロセッサを備える、請求項４７～５８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項60】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、リチウム金属電極活物質を含む、請求項４７～５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項61】
前記基板が、前記少なくとも１つの電気化学セルの少なくとも一部が挿入される少なくとも１つの開口部を備える、請求項４７～６０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項62】
電池パックの少なくとも１つの電気化学セルを、溶接によって基板に少なくとも部分的に直接取り付けることを含み、前記基板が、少なくとも１つのコントローラおよび少なくとも１つの電池電力バスを備える、電池パックを組み立てる方法。
【請求項63】
前記溶接がレーザー溶接を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項64】
前記少なくとも１つの電気化学セルを前記基板に取り付けることには、前記少なくとも１つの電気化学セルを前記少なくとも１つの電池電力バスに配線なしで物理的に接続することが含まれる、請求項６２～６３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項65】
前記少なくとも１つの電気化学セルの少なくとも一部を、前記基板の少なくとも１つの開口部に挿入することを含む、請求項６２～６４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項66】
前記少なくとも１つの電気化学セルおよび前記基板をハウジング内に挿入することを含む、請求項６２～６５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項67】
前記基板がプリント回路基板を含む、請求項６２～６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項68】
前記基板が、コントローラ・エリア・ネットワークバスおよび少なくとも１つのサーキット・ブレーカを備える、請求項６２～６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項69】
前記基板が少なくとも１つの電気化学セル端子を備える、請求項６２～６８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項70】
前記少なくとも１つの電池電力バスが、前記基板に埋め込まれた少なくとも１つの導電材料層を備える、請求項６２～６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項71】
前記少なくとも１つのコントローラが、少なくとも１つのプロセッサを備える、請求項６２～７０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項72】
前記少なくとも１つの電気化学セルが、リチウム金属電極活物質を含む、請求項６２～７１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願）
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下で、２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「Systems and Methods for Providing, Assembling, and Managing Integrated Power Bus for Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」の米国仮出願第６２／９５１，２０６号、２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「Printed Circuit Board with Integrated Power Bus for Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」の米国仮出願第６２／９５１，２４３号、２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「System and Method of Thermal Management for Rechargeable Electrochemical Cell, Battery, or Battery Pack」の米国仮出願第６２／９５１，２６２号、および２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「Method of Assembling Battery Pack with Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」の米国仮出願第６２／９５１，２６９号に基づく優先権を主張し、それぞれ参照によりその全体が本明細書中に援用される。
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下で、２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「Systems and Methods for Providing, Assembling, and Managing Integrated Power Bus for Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」の米国仮出願第６２／９５１，２０６号、２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「Printed Circuit Board with Integrated Power Bus for Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」の米国仮出願第６２／９５１，２４３号、２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「System and Method of Thermal Management for Rechargeable Electrochemical Cell, Battery, or Battery Pack」の米国仮出願第６２／９５１，２６２号、および２０１９年１２月２０日に出願され、発明の名称「Method of Assembling Battery Pack with Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」の米国仮出願第６２／９５１，２６９号に基づく優先権を主張し、それぞれ参照によりその全体が本明細書中に援用される。
【0002】
電気化学セルのためのパワーバス、並びに関連するシステムおよび方法が、概して記載されている。
【背景技術】
【0003】
従来、電池は、自動車などの様々な産業における内燃機関などの確立された動力源とうまく競合することができなかった。この失敗の理由の１つは、従来、電池が質量効率および体積効率に劣ることであった。
【発明の概要】
【0004】
本明細書に開示されるのは、電気化学セルおよび関連システムのための電力バス（power bus）の組立および管理に関連する実施形態である。本発明の主題は、場合によっては、相互に関連する製品、特定の問題に対する代替的な解決策、および／または１つ以上のシステムおよび／または物品の複数の異なる用途を含む。
【0005】
いくつかの実施形態は、電池パックを対象にしている。電池パックは、基板に組み込まれた電池電力バス（battery power bus）およびパックコントローラを含む基板；並びに基板に直接接続された少なくとも１つの電気化学セルを備えてもよい。
【0006】
いくつかの実施形態は、プリント回路基板に組み込まれた電力バスと、少なくとも１つの電気化学セルを制御するように構成された少なくとも１つのコントローラとを備える、プリント回路基板を対象にしており、上記電力バスは、少なくとも１つの電気化学セルに接続され、かつ、少なくとも１つの電気化学セルに、および／または少なくとも１つの電気化学セルから電力を伝達するように構成される。
【0007】
いくらかの実施形態は、電池パックのための熱管理システムを対象にしている。熱管理システムは、電池パックの少なくとも１つの電気化学セルと、少なくとも１つの電気化学セルに直接接続され、基板および少なくとも１つの電気化学セルの間で熱、電力、および信号を伝達するように構成された基板と、を備えてもよい。
【0008】
更なる実施形態は、電池パックの熱管理方法を対象にしている。この方法は、電池パックの少なくとも１つの電気化学セルに直接接続された基板と、少なくとも１つの電気化学セルとの間で熱、電力、および信号を伝達することを含んでもよい。
【0009】
いくつかの実施形態は、電池パックを組み立てる方法を対象にしている。この方法は、電池パックの少なくとも１つの電気化学セルを、溶接によって基板に少なくとも部分的に直接取り付けることを含んでもよい。
【0010】
本発明の他の利点および新規な特徴は、添付の図面と併せて考慮すると、本発明の様々な非限定的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなる。本明細書と参照により援用される文献とが矛盾するおよび／または整合しない開示を含む場合、本明細書が支配的であるものとする。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の非限定的な実施形態は、添付の図を参照して例示的に説明されるが、これらは概略的なものであり、縮尺通りに示されることを意図していない。図において、図示された各同一またはほぼ同一の要素は、典型的には、単一の数字によって表される。明瞭化のために、すべての要素がすべての図に表示されているわけではなく、また、当業者が本発明を理解するために図示が必要でない場合には、本発明の各実施形態のすべての要素が表示されているわけでもない。
【図1A】いくつかの実施形態による、代表的な電池パックを例示するブロック図である。
【図1B】いくつかの実施形態による、代表的なプリント回路基板を例示するブロック図である。
【図1C】いくつかの実施形態による、電池パックのための代表的な熱管理システムを例示するブロック図である。
【図1D】いくつかの実施形態による、代表的な電池管理システムを例示する配線図である。
【図2A】いくつかの実施形態による、代表的な基板および電池の上面図である。
【図2B】いくつかの実施形態による、代表的な基板および電池の側面図である。
【図2C】いくつかの実施形態による、代表的な基板および電池の透視図である。
【図2D】いくつかの実施形態による、代表的な電池パックの上面図である。
【図2E】いくつかの実施形態による、代表的な電池パックの側面図である。
【図2F】いくつかの実施形態による、代表的な電池パックの透視図である。
【図3A】いくつかの実施形態による、代表的な電池管理システムを例示するブロック図である。
【図3B】いくつかの実施形態による、代表的な電池パックを例示するブロック図である。
【図4】いくつかの実施形態による、電池パックを組み立てるための代表的なプロセスを示すフローチャートである。
【図5】いくつかの実施形態による、電池パックを組み立てるための追加の代表的な工程を示すフローチャートである。
【図6】いくつかの実施形態による、電池パックのための熱管理のための代表的なプロセスを示すフローチャートである。
【図7】いくつかの実施形態による、電池パックのための熱管理のための追加の代表的な工程を示すフローチャートである。
【図8】特定の態様を実施するために使用され得る代表的なコンピュータシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明者らは、電気化学セル用のパワーバスを提供するための従来の構造および技術が、過度に質量および体積効率の悪い電池パックをもたらしていることを認識し、理解している。従来、電池セルはバスバーによって接続され、バスバーは、主電源コンセントから制御用の接点につながる。そして、各セルや制御部品には、電池マネージメントシステム（ＢＭＳ）ユニットにデータを送るための配線（センスラインなど）がある。ＢＭＳユニットは、充電ステーション、車両ＥＣＵ、および／または電池パック制御装置に制御信号を送信する。ＢＭＳユニットはまた、電池パックシステムを監視するために、チャンネル数を増やすための１つ以上のスレーブＢＭＳユニットを備えたメインコントローラを有することが多い。従来の電力バスは、必要なすべての電流を処理するために銅線が非常に重くなるため、分離されている。このような従来の設計では、電池パックやその他の電気化学セルシステムは、航空車両などの多くの目的には質量や体積の面で効率が悪すぎるという問題があった。
【0013】
本発明者らはまた、これらおよび他の従来の構造および技術が、多くの目的に対して必要以上に、または望ましいもしくは許容される以上に、高価であり、故障しやすく、危険であり、ノイズが多いことを認識し評価している。例えば、従来のシステムは、大きな長さを有する多くの配線／バスバー接続を有し、高い部品数および複雑さを生じ、したがって、高いコストを生じる。更に、従来のシステムは、多くの接続点を有し、多くの可能な点または故障のモードを作り出している。更に、これらの接続点で多くの別個の部品が取り付けられていることは、ユーザ操作および車両インターフェイスの分離の観点から安全性の問題を生じさせる。状況によっては、電池セルのタブと基板の接点の間の従来の取り付けが不適切であったり、適切であっても弱すぎたりして、さらなる故障のリスクとその結果としての危険（火災など）が生じることがある。更に、低電力と高電力の輸送の長さによって、干渉やノイズの問題が発生する可能性があり、質量やコストの非効率性が更に高まる。
【0014】
本発明者らは、ＢＭＳユニットに組み込まれた電力バスを提供することによって、従来のシステムにおけるこれらおよび他の問題が大幅に緩和され、改善され得ることを更に認識し、理解している。例えば、電力バスをＢＭＳユニットと統合することにより、特に従来のシステムの長さおよび複雑さを伴う配線およびバスバー接続の必要性を排除することができる。更に、いくつかの実施形態は、接続点の数を減らし、電池セルタブと基板接点との間により強く、より適切な取り付けを提供し得る。
【0015】
本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、接続部および材料の量を減らすことによって、組立がより速く、より自動化され得る一方で、より良い品質を提供し、エンドオブライン検証試験をより速く、より全体的にすることを認識し、理解している。
【0016】
本明細書中のいくつかの実施形態は、低電力エフェクタおよびコントローラを含み、これにより、従来のシステムよりも電力効率を更に向上させることができる。本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、低電力エフェクタおよびコントローラが、ＢＭＳ信号を処理および制御し、高電力制御回路を制御しながらも、かかる利点を提供し得ることを認識および理解している。いくつかの実施形態では、制御システムは、大部分がデジタル部品に限定されないが、より大きな電力部品は、サーキット・ブレーカ（または回路遮断器）、接触器、およびヒューズ要素を含むことができる。本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、このような低電力および高電力輸送を直接取り付けられたコンポーネントおよび電池セルと統合することにより、従来のシステムよりも質量効率および体積効率の高いシステムを生成し得ることを認識し、理解している。
【0017】
更に、本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、ＢＭＳユニットまたはセルからの廃熱をより良く利用および移動させてパック内の任意の要素の動作温度を改善することによって、従来のシステムの熱力学的性能も改善され得ることを認識および理解し、これは、本明細書中のいくつかの実施形態を用いて達成され得る。
【0018】
図１Ａは、代表的な電池パック１１０を示す。いくつかの実施形態において、代表的な電池パック１１０は、パックコントローラ（例えば、１１４）および電気化学セル（例えば、１２１Ａ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、セル１２１Ａは、単独で存在してもよい。他の実施形態では、追加のセル（例えば、図１Ａの任意のセル１２１Ｂおよび１２１Ｃ）および／または追加のセルセット（例えば、セルセット１２１に加えて、図１Ａの任意のセルセット１２２）が存在してもよい（例えば、電池１２０を形成するためのものである）。いくつかの実施形態において、コントローラは、１つ以上のプロセッサを含んでもよく、これらのプロセッサは、アプリケーションに適した任意の複雑さを有していてもよい。代替的にまたは追加的に、コントローラは、アナログ回路および／またはプロセッサまたはマイクロプロセッサよりも複雑でない論理デバイスを含んでもよい。
【0019】
いくつかの実施形態において、電池パック１１０は、基板（例えば、１１３Ａ）を含んでもよく、この基板は、基板に組み込まれた電池パックのための電池電力バス（例えば、電力バス１１８）を含んでもよい。例えば、電池電力バスは、電池電力バスと基板との間の材料を除去または変形（例えば、塑性変形）させなければ取り外せないように、基板に永久的に物理的に取り付けられてもよく、または埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、電池電力バスは、基板の物理的な一部である銅を含んでもよい。例えば、電池電力バスは、トレースやコンポーネントのフットプリントのように基板にメッキされてもよいが、厚さははるかに大きい（例えば、厚さは少なくとも０．３ミリメートル）。
【0020】
いくつかの実施形態では、コントローラは、セルまたはセルグループの電圧および／または電力バス電流を測定することによって、電力バスと相互作用してもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、セルまたはセルグループ（本明細書では「セルセット」とも呼ばれる場合がある）のバランスをとること、電力バスを負荷に／から接続／切断すること、および／または電力バス温度を測定することにより、電力バスと相互作用してもよい。
【0021】
いくつかの実施形態では、基板は、図１Ｂに関連して更に説明するようなプリント回路基板であってもよいし、プリント回路基板を含んでもよい。いくつかの実施形態では、基板は、コントローラ・エリア・ネットワーク（controller area network; ＣＡＮ）バス（例えば、１１５）および少なくとも１つのサーキット・ブレーカ（例えば、１１７）を、すべて単一の基板に含んでもよい。更に、基板は、セルが接続され得る少なくとも１つの電気化学的セル端子を含んでもよい。例えば、セル端子は、基板から直接立ち上がることができる。
【0022】
いくつかの実施形態では、セルは、基板に直接接続されてもよい。いくつかの実施形態では、基板は、セルと電力バスとの間の物理的接続を介するなどして、配線なしでセル（１つまたは任意の数のセルであり得る）に物理的に接続されてもよい。本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、配線の代わりにこの物理的接続を使用すると、接続距離が短くなり（例えば、距離は、バスを上り下りする代わりに、セル間の距離だけでよい）、それによって抵抗および結果として生じる廃熱並びに電圧損失等の他の非効率が減少する可能性があることを認識し、理解している。
【0023】
いくつかの実施形態では、（電力バスなどによって）基板とセルとの間の物理的接続は、セルへのおよび／またはセルからの熱伝達を提供してもよい。いくつかの実施形態において、基板とセルとの間の物理的接続は、複数のセル間で直接、および／またはセルと基板との間のいずれかの方向で直接、熱伝達を提供してもよい。これらの熱伝達の例は、図２Ａ～図２Ｆに関連して説明される。いくつかの実施形態において、熱伝達経路は、セル自体の間、およびセルのタブ（例えば、図２Ａ～図２Ｆの１６０）に沿って基板のビア（例えば、１６５）へ基板とセルとの間に作成される。
【0024】
いくつかの実施形態において、セルは、少なくとも部分的に、レーザー溶接によって基板に接続されてもよい。いくつかの実施形態において、このレーザー溶接または別の種類の溶接または永久的な取り付けは、セルへのおよび／またはセルからの熱伝達を提供する物理的な接続を作成してもよい。例えば、超音波溶接、摩擦溶接、および／または抵抗溶接は、レーザー溶接（または他の任意の精密金属接続技術）に加えて、またはレーザー溶接に代えて使用されて、物理的接続を形成してもよい。いくつかの実施形態では、物理的接続は、電気的および熱的に低抵抗であってよい。例えば、物理的接続部は、平均して、３×１０－８Ω-ｍ以下の電気抵抗率および２００ワット／ｍ-ケルビン以上の熱伝導率を有してもよい。
【0025】
物理的接続部を形成するために、熱伝導性材料および電気伝導性材料などの様々な材料が使用されてもよい。いくつかの実施形態において、物理的接続を作成するために使用される材料は、セルが摂氏１００度の温度を有し、基板が摂氏２５度の温度を有するとき、接続を介して少なくとも１平方メートル当たり１５００ワットの熱流束を提供し得る。いくつかの実施形態では、銅、アルミニウム、および／またはステンレスのような材料が、物理的接続に使用されてもよい。
【0026】
【0027】
任意選択的に、電池パック１１０は、１つ以上のセンサ（例えば、１１６）を含んでもよい。図１Ａには、単一のコントローラ１１４および単一のセンサ１１６のみが示されているが、これらの要素の任意の適切な数が使用されてもよいと理解されるべきである。多数の異なる実施態様のいずれかが採用されてもよい。
【0028】
いくつかの実施形態では、コントローラは、様々な情報を決定し（例えば、センサ１１６を使用して）、および／または通信し（例えば、ＣＡＮバス１１５を使用して）てもよい。この情報の例としては、電池パックの温度情報、電池パック内のセルの電圧および／または電流情報、電池パックのバランス情報（balancing information）、電池パックの充電情報、電池パックの診断情報、ならびに電池パックの健康情報などが挙げられる。本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、この様々な情報のいずれかが、遠隔地から配線を介して送られるのではなく、ローカルに（例えば、単一基板上に）得られることに起因して、より信頼性が高くなり得ることを認識し、理解している。
【0029】
いくつかの実施形態では、電力バスは、基板に埋め込まれた導電性材料の少なくとも１つの層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、層は、熱伝導性および電気伝導性のいずれか一方または両方であってもよい。例えば、基板は、埋め込まれた重い銅の内層、およびいくつかの実施形態では、重い銅の上層（例えば、基板は、各側面に最大３０オンスの銅を含んでもよい）を有してもよい。いくつかの実施形態において、埋め込まれた内側層（銅など）の質量は、１平方フィートあたり１０～３０オンスであってよい。
【0030】
いくつかの実施形態では、基板自体が熱伝導性であってもよい。例えば、基板は、３５０～４００ワット／メートルケルビンの間など、少なくとも２００［Ｗ／(ｍ・Ｋ)］の熱伝導率を有していてもよい。本発明者らは、いくらかの実施形態に従って、これは、望ましい場合には、廃熱の除去および熱伝達の利用を含む熱管理を更に改善し得ることを認識し、理解している。基板および／または電力バスの熱伝導率は、定常法および過渡法（過渡熱線法等）を含む、いくつかの実施形態による任意の適切な方法を用いて測定されてもよい。
【0031】
いくつかの実施形態において、セルは、基板がセルの上に嵌め込まれることを可能にし、および／またはセルが基板に挿入されることを可能にする位置合わせ機能を含んでもよい。いくつかの実施形態において、基板は、セルの少なくとも一部が挿入される少なくとも１つの開口部を含む。例えば、セルのタブは、開口部を通して引っ張られるか、またはその中に挿入されてもよい。いくつかの実施形態では、タブは、セルと同じ軸に沿って直線状であってよく、その後、基板と接触するように曲げられるか、さもなければ回転または変形させられる（基板内のセルおよびタブの例示的構成および配向については図２Ａ～図２Ｆを参照のこと）。
【0032】
いくつかの実施形態において、コントローラは、複数のセル間の充電および／または放電のバランスをとってもよい。例えば、コントローラは、パッシブバランシング動作および／またはアクティブバランシングを用いて、セルが同じ量の充電および／または放電を達成することを保証してもよい。いくつかの実施形態では、バランシングは、セルが最大充電電圧に達すると、それと直列の他のセルがその電圧値まで上がるようにバイパスされ得るように、「充電のトップで（at top of charge）」実行されてもよい。代替的または追加的に、バランシングは、「充電の底（bottom of charge）」または任意の他の適切な構成で実行されてもよい。
【0033】
いくつかの実施形態では、コントローラは、電池パック全体またはより多くの電荷を有するセルのいずれかから電荷を取り、より少ない電荷を有するセルに与えるなど、アクティブバランシングを用いてよく、これはサイクルのどの時点でも行うことができる。
【0034】
いくつかの実施形態によれば、セルは、少なくとも１つのリチウム金属電極活物質を含んでもよい。更に、セルの各セット（例えば、セルセット１２１）は、１つまたは複数のセル（例えば、１２１Ａ～１２１Ｃ）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、セルの各セットは、単一のセルを備えてもよい。あるいは、各セルのセットは複数のセルを含んでよく、セル「ブロック」を形成してもよく、または複数のセットのセルが一緒になってセルブロックを形成してもよい。更に、各セル（電池、電池パック内の全ての電池、またはセルのセット内のいずれか）またはセルのセットは、同じ電気化学を利用してもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、各セルは、同じアノード活物質および同じカソード活物質を利用してもよい。
【0035】
複数のセルを有する実施形態などのいくつかの実施形態では、以下の図３Ａに関連して説明するような多重化スイッチ装置（図１Ａには示されていない）が含まれてもよく、スイッチのアレイを含んでもよい。更に、多重化スイッチ装置は、セルの各セットに、および／または各セルに個別に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、１１４などのコントローラは、多重化スイッチ装置を使用して、セルまたはセルのセットを選択的に放電させてもよい。代替的または追加的に、コントローラは、同様に、熱、電力、および／または信号を複数のセル間で直接、および／またはセルと基板との間でいずれかの方向に選択的に伝達してもよい。
【0036】
図１Ｂは、代表的なプリント回路基板（ＰＣＢ）１１３Ｂを示す。いくつかの実施形態では、ＰＣＢ１１３Ｂは、コントローラ（例えば、１１４）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、電気化学セル（例えば、１２１Ａ）が含まれてもよく、ＰＣＢおよび／またはコントローラに接続されてもよい。いくつかの実施形態では、セル１２１Ａは、単独で存在してもよい。他の実施形態では、追加のセル（例えば、オプションのセル１２１Ｂおよび１２１Ｃ）および／または追加のセルセット（例えば、セルセット１２１に加えてオプションのセルセット１２２）が存在してよい（例えば、電池１２０を形成するために）。いくつかの実施形態において、コントローラは、ＰＣＢに組み込まれてもよいし、取り付けられてもよい。いくつかの実施形態において、コントローラは、セルを制御してもよく、例えば、セルがどのようにおよび／またはいつ充電、放電、接続または切断されるか等を制御することによってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、１つ以上のプロセッサ（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているような）を含んでもよい。
【0037】
いくつかの実施形態において、電力バス（例えば、１１８）は、ＰＣＢに組み込まれてもよい。いくつかの実施形態において、電力バスは、セルに接続されてもよく、セルに電力を伝達し、および／またはセルから電力を伝達してもよい。いくつかの実施形態において、電力バスは、（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）配線なしでセルに物理的に接続されてもよい。例えば、複数のセルはそれぞれ、ＰＣＢに組み込まれた電力バスを介してなど、配線なしでＰＣＢに直接接続されてもよい。いくつかの実施形態において、電力バスは、所定のアプリケーションの電圧、電流、および接続要件に適した配置でセルに接続されてもよい。
【0038】
いくつかの実施形態において、ＰＣＢとセルとの間の物理的接続は、セルへのおよび／またはセルからの熱伝達を提供してもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されるように）。いくつかの実施形態において、熱伝達および／または放散を強化するために、追加のバス材料が含まれてもよい。
【0039】
いくつかの実施形態において、セルは、少なくとも部分的に、レーザー溶接によってＰＣＢに接続されてもよい。例えば、１つまたは複数のセルは、ＰＣＢに組み込まれてもよい電力バスにレーザー溶接することによって、ＰＣＢにレーザー溶接されてもよい。
【0040】
いくつかの実施形態において、セルおよびＰＣＢは、ハウジング（例えば、１１１）内に配置されてもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されるように）。
【0041】
いくつかの実施形態において、コントローラは、様々な情報を決定し（例えば、センサ１１６を使用して）、および／または通信してもよい（例えば、ＣＡＮバス１１５を使用して）。この情報の例は、セルの温度情報、セルの電圧および／または電流情報、セルのバランス情報、セルの充電情報、セルの診断情報、ならびにセルの健康情報（例えば、本書の他の場所で説明されるような）を含む。
【0042】
いくつかの実施形態では、ＰＣＢは、セルの少なくとも一部が挿入され得る少なくとも１つの開口部を有していてもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。
【0043】
いくつかの実施形態において、ＰＣＢは、ＣＡＮバス（例えば、１１５）および少なくとも１つのサーキット・ブレーカ（例えば、１１７）を含んでもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されるように）。
【0044】
いくつかの実施形態において、ＰＣＢは、少なくとも１つの電気化学セル端子（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されるような）を含んでもよい。
【0045】
いくつかの実施形態において、電力バスは、ＰＣＢに埋め込まれた少なくとも１つの導電性材料の層を含んでもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。
【0046】
いくつかの実施形態において、セルは、リチウム金属電極活物質（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているような）を含んでもよい。
【0047】
いくつかの実施形態において、コントローラは、複数のセル間の充電および／または放電のバランスをとってもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。
【0048】
図１Ｃは、電池パックのための代表的な熱管理システムを示している。いくつかの実施形態において、システムは、基板（例えば、１１３Ｃ）および電池パックの電気化学セル（例えば、１２１Ａ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、セル１２１Ａは単独で存在してもよく、他の実施形態では、追加のセル（例えば、任意のセル１２１Ｂおよび１２１Ｃ）および／または追加のセルセット（例えば、セルセット１２１に加えて、任意のセルセット１２２）が存在してもよい（例えば、電池１２０を形成するために）。いくつかの実施形態では、基板は、コントローラ（例えば、１１４）を含んでもよく、このコントローラは、基板に組み込まれてもよいし、取り付けまたは接続されてもよい。いくつかの実施形態において、コントローラは、セルを制御してもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。いくつかの実施形態では、コントローラは、１つまたは複数のプロセッサ（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているような）を含んでもよい。
【0049】
いくつかの実施形態では、基板は、セルに直接接続されてもよく、基板とセルとの間で熱、電力、および信号を伝達するように構成される。
【0050】
いくつかの実施形態では、基板は、複数のセル間で直接、および／または１つ以上のセルと基板との間で直接、いずれかの方向に熱を伝達してもよい。いくつかの実施形態では、基板およびセルは、一方がそれに熱を伝達させる必要がある場合、他方からの熱がそれに熱を伝達でき、一方がそこから熱を伝達させる必要がある場合、他方がそこから熱を吸収できるように、熱的責任を共有してもよい。例えば、非常に寒いとき（例えば、高地）にセルを充電することは、通常、セルに有害であり、基板は冷たいセルに熱を伝達し得るが、他の場合、基板はセルのヒートシンクとして動作することができる。いくつかの実施形態では、基板は、それ自体で全使用例の約３０％において熱管理に十分であり、電池システムは、そのような使用例に限定すれば、追加の熱管理なしに動作することができる。
【0051】
いくつかの実施形態では、熱の伝達は、少なくとも部分的に、熱伝導性材料（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているような）を用いることによって達成されてもよい。
【0052】
いくつかの実施形態において、基板は、基板とセルとの間の物理的接続を介して、セルへのおよび／またはセルからの熱伝達を提供してもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。
【0053】
いくつかの実施形態において、電力バスは、基板に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態において、電力バスは、セルに接続されてもよく、セルに電力を伝達してもよく、および／またはセルから電力を伝達してもよい。例えば、基板は、セルと負荷および／または充電源との間の電力伝達を提供し得る電子トレースまたは他の接続を含んでもよい。
【0054】
いくつかの実施形態では、基板は、コントローラ、セル、および任意の他の電子部品との間の信号伝達を提供する電子トレースまたは他の接続を含んでもよい。例えば、基板は、ＣＡＮバス（例えば、１１５）および少なくとも１つのサーキット・ブレーカ（例えば、１１７）を含んでもよい。更に、基板は、少なくとも１つの電気化学セル端子を含んでもよい。
【0055】
いくつかの実施形態では、電力バスは、（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されるように）配線なしでセルに物理的に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、セルは、少なくとも部分的に、レーザー溶接によって基板に接続されてもよい。
【0056】
いくつかの実施形態では、セルおよび基板は、ハウジング内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ハウジングは、セルおよび／または基板の一部を包囲してもよい。いくつかの実施形態では、ハウジングは、セルを所望の構成に保持するための圧力を提供してもよい。
【0057】
いくつかの実施形態において、コントローラは、様々な情報を決定し（例えば、センサ１１６を使用して）、および／または通信してもよい（例えば、ＣＡＮバス１１５を使用して）。この情報の例は、セルの温度情報、セルの電圧および／または電流情報、セルのバランス情報、セルの充電情報、セルの診断情報、並びにセルの健康情報（例えば、本書の他の箇所に記載されているような情報）を含む。
【0058】
いくつかの実施形態では、電力バスは、基板に埋め込まれた少なくとも１つの導電材料層（または伝導性材料層；layer of conductive material）を含んでもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。
【0059】
いくつかの実施形態では、セルは、リチウム金属電極活物質（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているような）を含んでもよい。
【0060】
いくつかの実施形態において、基板は、セルの少なくとも一部が挿入され得る少なくとも１つの開口部を含んでもよい（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されているように）。
【0061】
図１Ｄは、電池管理システム２００の代表的な配線図を示している。いくつかの実施形態では、システム２００は、マイクロコントローラおよび関連回路２１４などの少なくとも１つのコントローラを含んでもよく、これは、本明細書中の他の箇所に記載される他のコントローラと同様であってもよい。いくつかの実施形態では、システム２００は、ＣＡＮバス２１５などの少なくとも１つの通信バスを含んでもよく、これは、本明細書中の他の箇所に記載されるＣＡＮバス１１５と類似していてもよい。いくつかの実施形態において、システム２００は、本明細書中の他の箇所に記載されるセンサ１１６と同様であってよい、回路２１６などの少なくとも１つの調整および測定要素を含んでもよい。いくつかの実施形態において、回路２１６は、電圧、温度、および電流などの特性の信号調整および測定を実行してもよい。
【0062】
いくつかの実施形態では、システム２００は、本明細書中の他の箇所に記載されているブレーカ１１７と同様であり得る電力回路２１７などの少なくとも１つの通信バスを含み得る。いくつかの実施形態では、電力回路２１７は、回路遮断、電力供給、シャントなどを提供することができる。いくつかの実施形態では、システム２００は、平衡回路２２０などの少なくとも１つの平衡要素を含み得る。いくつかの実施形態では、平衡回路２２０は、セルグループ化およびセルグループ平衡化を実行し得る。いくつかの実施形態では、システム２００は、トランジスタ－トランジスタ論理シリアル通信などのためのシリアルインターフェイスを含み得るインターフェイス２２１などの少なくとも１つのインターフェイスを含んでもよい。
【0063】
いくつかの実施形態では、それらすべてを含む図１Ｄの要素の任意の組み合わせは、単一の基板（ＰＣＢなど）に含めることができる。本発明者らは、バランス要素などのそのような要素を含むいくらかの実施形態によれば、単一の基板上に、特に要素が配線なしで接続され得る（それ自体が発火する可能性がある）ため、本明細書中の他の箇所に記載されているように、火災のリスクを低減し得ることを認識し、理解している。
【0064】
図２Ａは、代表的な基板（例えば、１１３Ｄ）および電池（そのうちのセルタブは一例として１６０で示されている）を上面図から示している。いくつかの実施形態では、基板は、３つのセルグループ平衡回路１８０などの少なくとも１つのセルグループ平衡回路を含み得、これは、本明細書中の他の箇所に記載される平衡回路２２０と同様であり得る。いくつかの実施形態では、基板は、接続された要素を通過する電流を測定することができるシャント１９０などの少なくとも１つの電流測定要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、基板は、セルタブ１６０の間または任意の他の適切な位置に配置され得る多数のヒューズ１７０などの少なくとも１つのヒューズ回路を含み得る。いくつかの実施形態では、ヒューズはそれぞれセルを保護し、本明細書中の他の箇所に記載されているサーキット・ブレーカを超えて追加の保護を提供し得る。
【0065】
いくつかの実施形態では、基板は、多数のビア１６５などの少なくとも１つのＰＣＢビアを含み得る。いくつかの実施形態では、基板は、正電池ポスト１７５および負電池ポスト１７６などの少なくとも１つの電池ポストを含み得る。
【0066】
図２Ｂは、代表的な基板および電池を側面図から示している。いくつかの実施形態では、電池（例えば、１２０）は、セル１２１Ａおよび図１に示される多数の他のセルなどの少なくとも１つのセルを含み得る。２B。いくつかの実施形態では、セルは、タブ１６０などの少なくとも１つのタブを含み得る。いくつかの実施形態では、セルは、全幅アクティブエリアポーチセクション１２１Ａ１などの少なくとも１つのアクティブエリアを含み得る。いくつかの実施形態では、セルは、ポーチシール領域１２１Ａ２などの少なくとも１つのシール領域を含み得る。
【0067】
【0068】
図２Ｄは、上面図からの代表的な電池パック（例えば、１１０）を示している。いくつかの実施形態では、電池パックは、ハウジング１１１などのハウジングを含むことができる（例えば、本明細書中の他の箇所に記載されるように）。いくつかの実施形態では、電池パックは、６０００立方センチメートル以下の体積を有し得る。いくつかの実施形態では、電池パックは、１８０００立方センチメートル以下の体積を有し得る。いくつかの実施形態では、電池パックは、公称１２ボルトで５アンペアのセル間の最小平均電流を有し得る。
【0069】
図２Ｅは、代表的な電池パックを側面図から示している。図。図２Ｆは、代表的な電池パックを斜視図から示している。いくつかの実施形態では、電池パックは、２つのエンドプレート１１１Ｂなどの少なくとも１つのプレートを含み得る。いくつかの実施形態では、プレートは、反対側からセルに均等に圧力を加えることができる。いくつかの実施形態では、電池パックは、４つの張力棒１１１Ａなどの少なくとも１つの留め具を含み得る。いくつかの実施形態では、留め具はプレートを一緒に保持し、プレートに圧力を提供することができる。いくつかの実施形態では、電池パックは、正の電池ポスト１７５および負の電池ポスト１７６などの少なくとも１つの電池ポストを含んでもよい。
【0070】
図３Ａは、代表的な電池管理システム３００Ａを示している。複数のセルを有する実施形態などのいくつかの実施形態では、代表的なシステム３００Ａは、多重化スイッチ装置（例えば、１１２）、コントローラ（例えば、１１４）、１つまたは複数のセンサ（例えば、１１６）、および１つまたは複数の電池（例えば、例：１２０、１３０、１４０、１５０など）。単一の多重化スイッチ装置１１２、コントローラ１１４、センサ１１６、および４つの電池１２０～１５０のみが図１に示されているが、理解されるべきである。図３Ａに示されるように、これらの要素の任意の適切な数を使用することができる。多数の異なる実装モードのいずれかを使用することができる。更に、本明細書中では、多重化スイッチ装置を言及するために単一の符号が使用されているが、本明細書中に記載される多重化およびスイッチングに使用される要素は、任意の適切な数のデバイス（例えば、スイッチ）に分散されていてもよいと解されるべきである。
【0071】
いくつかの実施形態によれば、１つまたは複数の電池は、少なくとも１つのリチウム金属電池を含み得る。更に、１つまたは複数の電池（たとえば、１２０～１５０）は、それぞれ、セットとも呼ばれる１つまたは複数のセルセット（たとえば、１２１～１２４、１３１～１３２、１４１～１４２、１５１～１５２など）を含み得る。細胞の。いくつかの実施形態では、２つ以上のセルのセットが、１２１～１２２などのように、各電池に含まれる。更に、セルの各セット（例えば、セルセット１２１）は、１つまたは複数のセル（例えば、１２１Ａ～１２１Ｃ）を含み得る。いくつかの実施形態では、セルの各セットは、単一のセルを有し得る。あるいは、セルの各セットは、複数のセルを含み、セル「ブロック」を形成し得るか、または複数のセルのセットが一緒にセルブロックを形成し得る。更に、各セル（電池内、電池パック内のすべての電池、またはセルのセット内のいずれか）またはセルのセットは、同じ電気化学を利用することができる。すなわち、いくつかの実施形態では、各セルは、同じアノード活物質および同じカソード活物質を利用することができる。
【0072】
いくつかの実施形態では、コントローラは、多重化スイッチ装置を使用して、異なるプログラム可能な速度でセルまたはセルのセットを選択的に放電および充電することができる。例えば、コントローラは、多重化スイッチ装置を使用して、セルのセットを充電する第２の速度より少なくとも２倍高い第１の速度でセルまたはセルのセットを選択的に放電する（すなわち、充電の２倍の速さで放電する）ことができる。代替的または追加的に、第１の放電速度は、セルのセットを充電する第２の速度よりも少なくとも４倍高くあり得る（すなわち、充電の４倍の速さで放電する）。本発明者らは、いくらかの実施形態によれば、充電速度に対する放電速度のそのような比率が、セルの性能およびサイクル寿命を改善し得ることを認識し、認識している。
【0073】
いくつかの実施形態では、負荷は、車両の少なくとも１つの要素であり得る。車両は、陸路、海路、および／または空路での移動に適合した任意の適切な車両であり得る。例えば、車両は、自動車、トラック、オートバイ、ボート、ヘリコプター、飛行機、および／または他の任意の適切なタイプの車両であり得る。
【0074】
図３Ｂは、代表的な電池パック２１０を示す。いくつかの実施形態では、代表的な電池パック２１０は、スイッチング制御システム（例えば、２１８）および１つまたは複数の電池（例えば、１２０、１３０、１４０、１５０など）を含み得る。単一のスイッチング制御システム２１８および４つの電池１２０～１５０のみが図１に示されているが、理解されるべきである。図３Ｂに示されるように、これらの要素の任意の適切な数を使用することができる。多数の異なる実装モードのいずれかを使用することができる。更に、単数形のラベルは、スイッチング制御システムを参照するために本明細書中で使用されるが、本明細書で説明される制御およびスイッチングに使用されるコンポーネントは、任意の適切な数のデバイス（例えば、スイッチ、コントローラ）など）。
【0075】
いくつかの実施形態では、スイッチング制御システム（例えば、２１８）は、スイッチのアレイを含み得、そしてそれは、コントローラを含み得る。更に、スイッチング制御システムは、セルの各セットおよび／または電池の各セルに個別に接続することができる。いくつかの実施形態では、スイッチング制御システムは、電池パックに組み込まれ得る。更に、スイッチング制御システムは、スイッチ（スイッチアレイ内など）を制御して、セルまたはセルセットに関連付けられた事前定義された順序などで、セルまたはセルセットを順次放電することができる。代替的または追加的に、スイッチング制御システムは、以下のいずれか１つ以上に基づいてセルまたはセルのセットを放電するようにスイッチを制御することができる：負荷と現在接続されているセルのセットとの間の接続の持続時間。負荷（いくつかの実施形態では少なくとも０．０１秒である可能性がある）、接続で供給される放電容量、および関数の値。いくらかの実施形態では、制御の基礎は、セルのセットのいくつかの以前の放電サイクルを含まない場合がある。
【0076】
【0077】
代表的なシステム３００Ａまたは代表的な電池パック２１０の要素のいずれかが、ハードウェアおよび／またはソフトウェア要素の任意の好適な組み合わせを使用して実装されてもよいことを理解されたい。このように、様々な要素は、説明された機能を実行するためにハードウェアおよび／またはソフトウェア要素の任意の適切な集まりを採用することができるコントローラと見なすことができる。
【0078】
本明細書中に記載される電気化学セルのアノードは、様々なアノード活物質から構成されてもよい。本明細書中で使用される場合、「アノード活物質」という用語は、アノードに関連する任意の電気化学的活性種を指す。例えば、アノードは、リチウム含有材料から構成されてもよく、リチウムはアノード活物質である。本明細書中に記載の電気化学セルの負極における負極活物質として使用するのに適した電気活性材料には、リチウム箔や導電性基板に蒸着されたリチウムなどのリチウム金属、およびリチウム合金（例えば、リチウム‐アルミニウム合金およびリチウム‐錫合金）などがあるが、それだけに限定されるわけではない。負極材料（例えば、リチウムなどのアルカリ金属負極）を基板上に堆積させる方法としては、熱蒸発、スパッタリング、ジェット気相成長、およびレーザーアブレーションなどの方法を挙げることができる。あるいは、アノードがリチウム箔、またはリチウム箔と基板を備える場合、これらを当技術分野で知られているようなラミネート加工によって積層してアノードを形成することができる。
【0079】
１つの実施形態において、アノード活物質層の電気活性なリチウム含有材料は、５０重量％以上のリチウムを含む。別の実施形態では、アノード活物質層の電気活性リチウム含有材料は、７５重量％より多いリチウムを含んでなる。更に別の実施形態では、アノード活物質層の電気活性なリチウム含有材料は、９０重量％を超えるリチウムを含む。負極に使用するのに適した追加の材料および配置は、例えば、２００９年８月４日に出願されたScordilis-Kelleyらに対する米国特許公開第２０１０／００３５１２８号「Application of Force in Electrochemical Cells」に記載されており、これは、全ての目的のために参照によりその全体を本明細書に援用される。
【0080】
本明細書中に記載される電気化学セルにおけるカソードは、様々なカソード活物質から構成されてもよい。本明細書中で使用される場合、「カソード活物質」という用語は、カソードに関連する任意の電気化学的に活性な種を指す。いくつかの実施形態の電気化学セルのカソードにおけるカソード活物質として使用するための適切な電気活性材料は、１つ以上の金属酸化物、１つ以上のインターカレーション材料、電気活性遷移金属カルコゲニド、電気活性導電性ポリマー、硫黄、炭素および／またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されるわけではない。
【0081】
いくつかの実施形態では、カソード活物質は、１つまたは複数の金属酸化物を含む。いくつかの実施形態では、インターカレーションカソード（例えば、リチウムインターカレーションカソード）が使用されてもよい。電気活性材料のイオン（例えば、アルカリ金属イオン）をインターカレートし得る好適な材料の非限定的な例としては、金属酸化物、硫化チタン、および硫化鉄が挙げられる。いくつかの実施形態では、カソードは、リチウム遷移金属酸化物またはリチウム遷移金属リン酸塩を含むインターカレーションカソードである。追加の例としては、ＬｉｘＣｏＯ２（Ｌｉ１．１ＣｏＯ２など）、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４（Ｌｉ１．０５Ｍｎ２Ｏ４など）、ＬｉｘＣｏＰＯ４、ＬｉｘＭｎＰＯ４、ＬｉＣｏｘＮｉ（１-ｘ）Ｏ２、ＬｉＣｏｘＮｉｙＭｎ（１-ｘ-ｙ）Ｏ２などがある。３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２、ＬｉＮｉ４／５Ｍｎ１／１０Ｃｏ１／１０Ｏ２、ＬｉＮｉ１／２Ｍｎ３／１０Ｃｏ１／５Ｏ２）などが挙げられる。Ｘは、０以上、２以下であってもよく、電気化学セルが完全に放電された場合、Ｘは、典型的には１以上、２以下であり、電気化学セルが完全に充電された場合、１以下である。いくつかの実施形態では、完全に充電された電気化学セルは、１以上かつ１．０５以下、１以上かつ１．１以下、または１以上かつ１．２以下であるｘの値を有することができる。さらなる例としては、（０＜ｘ≦１）であるＬｉｘＮｉＰＯ４、（ｘ＋ｙ＝２）であるＬｉＭｎｘＮｉｙＯ４（例えば、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４）、（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）であるＬｉＮｉｘＣｏｙＡｌ２Ｏ２、ＬｉＦｅＰＯ４およびこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、カソード内の電気活性材料は、リチウム遷移金属リン酸塩（例えば、ＬｉＦｅＰＯ４）からなり、これは、いくらかの実施形態では、ホウ酸塩および／またはケイ酸塩で置換されることができる。
【0082】
上述のように、いくつかの実施形態において、カソード活物質は、１つまたは複数のカルコゲニドを含む。本明細書中で使用する場合、「カルコゲニド」という用語は、酸素、硫黄、およびセレンの元素のうちの１つ以上を含む化合物に係るものである。好適な遷移金属カルコゲニドの例としては、これらに限定されないが、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、およびＩｒからなる群から選択される遷移金属の電気活性酸化物、硫化物、およびセレン化物が含まれる。１つの実施形態では、遷移金属カルコゲニドは、ニッケル、マンガン、コバルト、およびバナジウムの電気活性酸化物、並びに鉄の電気活性硫化物からなる群から選択される。１つの実施形態では、カソードは、二酸化マンガン、ヨウ素、クロム酸銀、酸化銀および五酸化バナジウム、酸化銅、オキシリン酸銅、硫化鉛、硫化鉄、ビスマス酸鉛、三酸化ビスマス、二酸化コバルト、塩化銅、二酸化マンガンおよび炭素のうちの１以上の材料が含まれる。別の実施形態では、カソード活物質層は、電気活性導電性ポリマーを含んでいる。適切な電気活性導電性ポリマーの例には、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフェニレン、ポリチオフェン、およびポリアセチレンからなる群から選択される電気活性導電性ポリマーおよび電子導電性ポリマーが含まれるが、これらに限定されるわけではない。導電性ポリマーの例には、ポリピロール類、ポリアニリン類、およびポリアセチレン類が含まれる。
【0083】
いくつかの実施形態では、本明細書中に記載される電気化学セルにおけるカソード活物質として使用するための電気活性材料は、電気活性な硫黄含有材料を含む。「電気活性硫黄含有材料」は、本明細書中で使用される場合、任意の形態の硫黄元素を含むカソード活物質に関し、電気化学活性は、硫黄原子または部位の酸化または還元を伴うものである。いくつかの実施形態の実施において有用な電気活性な硫黄含有材料の性質は、当該技術分野で知られているように、広く変化し得る。例えば、１つの実施形態では、電気活性硫黄含有材料は、元素状硫黄を含む。別の実施形態では、電気活性硫黄含有材料は、元素状硫黄と硫黄含有ポリマーとの混合物を含む。したがって、適切な電気活性硫黄含有材料は、元素状硫黄、および硫黄原子と炭素原子を含む有機材料（重合体であってもなくてもよい）を含み得るが、これらに限定されない。好適な有機材料には、ヘテロ原子を更に含むもの、導電性ポリマーセグメント、複合体、および導電性ポリマーが含まれる。
【0084】
いくつかの実施形態では、カソード活物質層の電気活性硫黄含有材料は、５０重量％を超える硫黄を含む。別の実施形態では、電気活性な硫黄含有材料は、７５重量％を超える硫黄を含む。更に別の実施形態では、電気活性な硫黄含有材料は、９０重量％を超える硫黄を含んでなる。
【0085】
いくつかの実施形態のカソード活物質層は、約２０～１００重量％の電気活性カソード材料を含んでいてもよい（例えば、適切な量の溶媒がカソード活物質層から除去された後および／または層が適切に硬化された後に測定した場合）。１つの実施形態では、カソード活性層中の電気活性な硫黄含有材料の量は、カソード活性層の５～３０重量％の範囲である。別の実施形態では、カソード活物質層中の電気活性な硫黄含有材料の量は、カソード活物質層の２０重量％～９０重量％の範囲にある。
【0086】
カソードに使用するのに適した追加の材料、およびカソードを製造するのに適した方法は、例えば、「新規複合カソード、新規複合カソードを構成する電気化学セル、およびそれを製造するためのプロセス」と題する、１９９７年５月２１日出願の米国特許第５，９１９，５８７号、および米国特許公開第２０１２，４９０号に記載されている。年８月４日に出願されたScordilis-Kelleyらに対する米国特許公開第２０１０／００３５１２８号、名称「Application of Force in Electrochemical Cells」、これらの各々は、すべての目的のために参照によりその全体が本明細書に援用される。
【0087】
様々な電解質が、本明細書中に記載される電気化学セルと関連して使用され得る。いくつかの実施形態では、電解質は、非固体電解質を含んでよく、これは、多孔質セパレータを組み込んでもよいし、組み込まなくてもよい。本明細書中で使用されるように、「非固体」という用語は、静的なせん断応力に耐えることができず、せん断応力が加えられると、非固体が継続的かつ永久的な歪みを経験する材料を指すために使用される。非固体の例としては、例えば、液体、変形可能なゲルなどが挙げられる。
【0088】
本明細書中に記載された電気化学セルに使用される電解質は、イオンの貯蔵および輸送のための媒体として機能し得、固体電解質およびゲル電解質の特別な場合、これらの材料は更に、アノードとカソードとの間のセパレータとして機能し得る。イオンを貯蔵し輸送することができる液体、固体、またはゲル材料は、材料がアノードとカソードの間のイオン（例えば、リチウムイオン）の輸送を促進する限り、どのようなものでも使用することができる。電解質に使用するのに適した例示的な材料は、例えば、２００９年８月４日に出願されたScordilis-Kelleyらに対する米国特許公開第２０１０／００３５１２８号「Application of Force in Electrochemical Cells」に記載されており、その全体が参照によりすべての目的のために本明細書中に援用される。
【0089】
２０１９年７月３１日に出願され、「Multiplexed Charge Discharge Battery Management System」と題された米国出願第１６／５２７，９０３号は、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書中に援用される。２０１９年１０月３１日に出願され、「System and Method for Operating a Rechargeable Electrochemical Cell or Battery」と題された米国出願第１６／６７０，９０５号は、すべての目的のためにその全体が参考により本明細書に援用される。
【0090】
以下の文献は、すべての目的のために、その全体が参照により本明細書中に援用される。
発明の名称「Lithium Anodes for Electrochemical Cells」の、２００１年５月２３日に出願された米国特許第７，２４７，４０８号明細書；
発明の名称「Stabilized Anode for Lithium-Polymer Batteries」の、１９９６年３月１９日に出願された米国特許第５，６４８，１８７号明細書；
発明の名称「Stabilized Anode for lithium-Polymer Batteries」の、１９９７年７月７日に出願された米国特許第５,９６１,６７２号明細書；
発明の名称「Novel Composite Cathodes, Electrochemical Cells Comprising Novel Composite Cathodes, and Processes for Fabricating Same」の、１９９７年５月２１日に出願された米国特許第５，９１９，５８７号明細書；
発明の名称「Rechargeable Lithium/Water, Lithium/Air Batteries」の、米国特許出願公開第２００７／０２２１２６５号明細書として公開され、２００６年４月６日に出願された米国特許出願第１１／４００，７８１号；
発明の名称「Swelling Inhibition in Lithium Batteries」の、国際公開第２００９／０１７７２６号として公開された、２００８年７月２９日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００９１５８；
発明の名称「Separation of Electrolytes」の、米国特許出願公開第２０１０／０１２９６９９号明細書として公開された、２００９年５月２６日出願の米国特許出願第１２／３１２，７６４号；
発明の名称「Primer for Battery Electrode」の、国際公開第２００９／０５４９８７号として公開された、２００８年１０月２３日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２０４２；
発明の名称「Protective Circuit for Energy-Storage Device」の、米国特許出願公開第２００９／０２００９８６号明細書として公開された、２００８年２月８日出願の米国特許出願第１２／０６９，３３５号；
発明の名称「Electrode Protection in both Aqueous and Non-Aqueous Electrochemical Cells, including Rechargeable Lithium Batteries」の、米国特許出願公開第２００７／０２２４５０２号明細書として公開された、２００６年４月６日出願の米国特許出願第１１／４００，０２５号；
発明の名称「Lithium Alloy/Sulfur Batteries」の、米国特許出願公開第２００８／０３１８１２８号明細書として公開された、２００７年６月２２日出願の米国特許出願第１１／８２１，５７６号；
発明の名称「Lithium Sulfur Rechargeable Battery Fuel Gauge Systems and Methods」の、米国特許出願公開第２００６／０２３８２０３号明細書として公開された、２００５年４月２０日出願の米国特許出願第１１／１１１，２６２号；
発明の名称「Co-Flash Evaporation of Polymerizable Monomers and Non-Polymerizable Carrier Solvent/Salt Mixtures/Solutions」の、米国特許出願公開第２００８／０１８７６６３号明細書として公開された、２００７年３月２３日出願の米国特許出願第１１／７２８，１９７号；
発明の名称「Electrolyte Additives for Lithium Batteries and Related Methods」の、国際公開第２００９／０４２０７１号として公開された、２００８年９月１９日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１０８９４；
発明の名称「Porous Electrodes and Associated Methods」の、国際公開第２００９／０８９０１８号として公開された、２００９年１月８日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００００９０；
発明の名称「Application of Force In Electrochemical Cells」の、米国特許出願公開第２０１０／００３５１２８号明細書として公開された、２００９年８月４日出願の米国特許出願第１２／５３５，３２８号；
発明の名称「Cathode for Lithium Battery」の、２０１０年３月１９日出願の米国特許出願第１２／７２７，８６２号；
発明の名称「Hermetic Sample Holder and Method for Performing Microanalysis Under Controlled Atmosphere Environment」の、２００９年５月２２日出願の米国特許出願第１２／４７１，０９５号；
（発明の名称「Release System for Electrochemical Cells」の、２００９年８月２４日出願の仮特許出願第６１／２３６，３２２号から優先権を主張する）発明の名称「Release System for Electrochemical Cells」の、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５１３号；
発明の名称「Electrically Non-Conductive Materials for Electrochemical Cells」の、２０１０年８月２４日出願の米国仮特許出願第６１／３７６，５５４号；
発明の名称「Electrochemical Cell」の、米国特許出願公開第２０１１／０１７７３９８号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５２８号；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００７０４９４号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５６３号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００２９ＵＳ００]；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００７０４９１号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５５１号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００３０ＵＳ００]；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００５９３６１号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５７６号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００３１ＵＳ００]；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００７６５６０号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５８１号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００２４ＵＳ０１]；
発明の名称「Low Electrolyte Electrochemical Cells」の、２０１０年９月２２日出願の米国特許出願第６１／３８５，３４３号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００３３ＵＳ００]；および
発明の名称「Porous Structures for Energy Storage Devices」の、２０１１年２月２３日出願の米国特許出願第１３／０３３，４１９号[Ｓ１５８３．７００３４ＵＳ００]。
本明細書中に開示された他の全ての特許および特許出願もまた、全ての目的のために、その全体が参照により本明細書中に援用される。
発明の名称「Lithium Anodes for Electrochemical Cells」の、２００１年５月２３日に出願された米国特許第７，２４７，４０８号明細書；
発明の名称「Stabilized Anode for Lithium-Polymer Batteries」の、１９９６年３月１９日に出願された米国特許第５，６４８，１８７号明細書；
発明の名称「Stabilized Anode for lithium-Polymer Batteries」の、１９９７年７月７日に出願された米国特許第５,９６１,６７２号明細書；
発明の名称「Novel Composite Cathodes, Electrochemical Cells Comprising Novel Composite Cathodes, and Processes for Fabricating Same」の、１９９７年５月２１日に出願された米国特許第５，９１９，５８７号明細書；
発明の名称「Rechargeable Lithium/Water, Lithium/Air Batteries」の、米国特許出願公開第２００７／０２２１２６５号明細書として公開され、２００６年４月６日に出願された米国特許出願第１１／４００，７８１号；
発明の名称「Swelling Inhibition in Lithium Batteries」の、国際公開第２００９／０１７７２６号として公開された、２００８年７月２９日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００９１５８；
発明の名称「Separation of Electrolytes」の、米国特許出願公開第２０１０／０１２９６９９号明細書として公開された、２００９年５月２６日出願の米国特許出願第１２／３１２，７６４号；
発明の名称「Primer for Battery Electrode」の、国際公開第２００９／０５４９８７号として公開された、２００８年１０月２３日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２０４２；
発明の名称「Protective Circuit for Energy-Storage Device」の、米国特許出願公開第２００９／０２００９８６号明細書として公開された、２００８年２月８日出願の米国特許出願第１２／０６９，３３５号；
発明の名称「Electrode Protection in both Aqueous and Non-Aqueous Electrochemical Cells, including Rechargeable Lithium Batteries」の、米国特許出願公開第２００７／０２２４５０２号明細書として公開された、２００６年４月６日出願の米国特許出願第１１／４００，０２５号；
発明の名称「Lithium Alloy/Sulfur Batteries」の、米国特許出願公開第２００８／０３１８１２８号明細書として公開された、２００７年６月２２日出願の米国特許出願第１１／８２１，５７６号；
発明の名称「Lithium Sulfur Rechargeable Battery Fuel Gauge Systems and Methods」の、米国特許出願公開第２００６／０２３８２０３号明細書として公開された、２００５年４月２０日出願の米国特許出願第１１／１１１，２６２号；
発明の名称「Co-Flash Evaporation of Polymerizable Monomers and Non-Polymerizable Carrier Solvent/Salt Mixtures/Solutions」の、米国特許出願公開第２００８／０１８７６６３号明細書として公開された、２００７年３月２３日出願の米国特許出願第１１／７２８，１９７号；
発明の名称「Electrolyte Additives for Lithium Batteries and Related Methods」の、国際公開第２００９／０４２０７１号として公開された、２００８年９月１９日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１０８９４；
発明の名称「Porous Electrodes and Associated Methods」の、国際公開第２００９／０８９０１８号として公開された、２００９年１月８日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００００９０；
発明の名称「Application of Force In Electrochemical Cells」の、米国特許出願公開第２０１０／００３５１２８号明細書として公開された、２００９年８月４日出願の米国特許出願第１２／５３５，３２８号；
発明の名称「Cathode for Lithium Battery」の、２０１０年３月１９日出願の米国特許出願第１２／７２７，８６２号；
発明の名称「Hermetic Sample Holder and Method for Performing Microanalysis Under Controlled Atmosphere Environment」の、２００９年５月２２日出願の米国特許出願第１２／４７１，０９５号；
（発明の名称「Release System for Electrochemical Cells」の、２００９年８月２４日出願の仮特許出願第６１／２３６，３２２号から優先権を主張する）発明の名称「Release System for Electrochemical Cells」の、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５１３号；
発明の名称「Electrically Non-Conductive Materials for Electrochemical Cells」の、２０１０年８月２４日出願の米国仮特許出願第６１／３７６，５５４号；
発明の名称「Electrochemical Cell」の、米国特許出願公開第２０１１／０１７７３９８号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５２８号；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００７０４９４号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５６３号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００２９ＵＳ００]；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００７０４９１号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５５１号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００３０ＵＳ００]；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００５９３６１号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５７６号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００３１ＵＳ００]；
発明の名称「Electrochemical Cells Comprising Porous Structures Comprising Sulfur」の、米国特許出願公開第２０１１／００７６５６０号明細書として公開された、２０１０年８月２４日出願の米国特許出願第１２／８６２，５８１号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００２４ＵＳ０１]；
発明の名称「Low Electrolyte Electrochemical Cells」の、２０１０年９月２２日出願の米国特許出願第６１／３８５，３４３号[代理人整理番号：Ｓ１５８３．７００３３ＵＳ００]；および
発明の名称「Porous Structures for Energy Storage Devices」の、２０１１年２月２３日出願の米国特許出願第１３／０３３，４１９号[Ｓ１５８３．７００３４ＵＳ００]。
本明細書中に開示された他の全ての特許および特許出願もまた、全ての目的のために、その全体が参照により本明細書中に援用される。
【0091】
図４は、電池パックを組み立てるための代表的な高レベルプロセス４００を示している。代表的なプロセス４００の改善は、以下の段落で詳細に説明される。
【0092】
いくつかの実施形態では、代表的なプロセス４００は、電池パックの少なくとも１つの電気化学セル（上記の電気化学セル２１２Ａなど）を基板（上記の１１３Ａ～Ｄのいずれかなど）に直接取り付けることができる改善４３０を含むことができる。少なくとも部分的には溶接による。いくつかの実施形態では、基板は、少なくとも１つのコントローラ（上記のコントローラ１１４など）および少なくとも１つの電池電力バス（上記の電力バス１１８など）を含み得る。
【0093】
いくつかの実施形態では、プロセス４００は、その後、より多くのセルの場合など、必要に応じて終了または繰り返すことができる。
【0094】
図５は、電池パックを組み立てるための代表的なプロセス５００を示している。代表的なプロセス５００の改善は、以下の段落で詳細に説明される。
【0095】
いくつかの実施形態では、代表的なプロセス５００は、任意選択で、改善５１０で開始することができ、電池パックの少なくとも１つの電気化学セル（例えば、１１２Ａ）の少なくとも一部を、基板（例えば、１１３Ａ～１１３Ｄ）。いくつかの実施形態では、基板は、少なくとも１つのコントローラ（上記のコントローラ１１４など）および少なくとも１つの電池電力バス（上記の電力バス１１８など）を含み得る。
【0096】
いくつかの実施形態では、電池パック（例えば、２１０）の１つまたは複数の電池（例えば、１２０～１５０）は、セル（例えば、１２１１Ａ～Ｃ ）、およびセルの各セットは、様々な時間または同時に少なくとも部分的に挿入され得る１つまたは複数のセルを含み得る。例えば、電池パック内のすべてのセルは、少なくとも部分的に同時に基板に挿入され得る。
【0097】
いくつかの実施形態では、代表的なプロセス５００は、次に、改善作５３０に進むことができ、電池パックのセルは、少なくとも部分的に溶接によって基板に直接取り付けられ得る。
【0098】
いくつかの実施形態では、改善５３０は、任意選択で改善５３１を含み得、ここで、セルは、基板にレーザー溶接され得る。いくつかの実施形態では、改善５３０は、任意選択で改善５３２を含み得、ここで、セルは、配線なしで電池電力バスに物理的に接続され得、これは、上記の取り付けを提供し得るか、または追加の取り付けであり得る。
【0099】
いくつかの実施形態では、次に、プロセス５００は、作用５４０に進み得、ここで、細胞および／または基板は、ハウジング（例えば、ハウジング１１１）に挿入され得る。
【0100】
いくつかの実施形態では、プロセス５００は、その後、必要に応じて終了または繰り返すことができる。
【0101】
図６は、電池パックの熱管理のための代表的な高レベルプロセス６００を示している。代表的なプロセス６００の改善は、以下の段落で詳細に説明される。
【0102】
いくつかの実施形態では、代表的なプロセス６００は、熱、電力、および信号が、少なくとも１つの電気化学セル（例えば、１１２Ａ～１１２Ｃのいずれか）に直接接続された基板（例えば、１１３Ａ～１１３Ｄのいずれか）の間で伝達され得る改善６５０を含み得る。）電池パックとセルの。
【0103】
いくつかの実施形態では、プロセス６００は、その後、必要に応じて終了または繰り返すことができる。
【0104】
図７は、電池パックの熱管理のための代表的な高レベルプロセス７００を示している。代表的なプロセス７００の改善は、以下の段落で詳細に説明される。
【0105】
いくつかの実施形態では、代表的なプロセス７００は、熱、電力、および信号が、少なくとも１つの電気化学セル（例えば、１１２Ａ～１１２Ｃのいずれか）に直接接続された基板（例えば、１１３Ａ～１１３Ｄのいずれか）の間で伝達され得る改善７５０を含み得る。）電池パックとセルの。
【0106】
いくつかの実施形態では、改善７５０は、任意選択で、改善７５１を含み得、ここで、熱は、複数のセル間で直接、および／または１つのセルと基板との間で直接、いずれかの方向に伝達され得る。
【0107】
いくつかの実施形態では、改善７５０は、任意選択で、改善７５２を含み得、ここで、熱伝達は、基板を使用して、基板とセルとの間の物理的接続を介してセルへおよび／またはセルから電池パックに提供され得る。
【0108】
いくつかの実施形態では、改善７５０は、任意選択で、電力バス（上記の電力バス１１８など）を使用して、セルとの間で電力を伝達することができる改善７５３を含むことができる。例えば、電力バスは基板に組み込まれ得、電力バスはセルに接続され得る。
【0109】
いくつかの実施形態では、改善７５０は、任意選択で、改善７５４を含み得、ここで、以下：少なくとも１つの電気化学セルの温度情報、少なくとも１つの電気化学セルの電圧および／または電流情報、少なくとも１つの電気化学セルのバランス情報、少なくとも１つの電気化学セルの充電情報、少なくとも１つの電気化学セルの診断情報、ならびに少なくとも１つの電気化学セルの健康情報のうちの少なくとも１つは、例えば、コントローラ（上記のコントローラ１１４など）によって決定および／または伝達され得る。例えば、センサー（図１Ａ～１Ｃおよび３Ａの１１６など）は、この情報のいずれかを測定および／またはコントローラが決定および／または通信することができる。
【0110】
いくつかの実施形態では、プロセス７００は、その後、必要に応じて終了または繰り返すことができる。
【0111】
いくつかの実施形態では、図４～図７を参照して前述した方法を理解されたい。は、さまざまな方法で変化する可能性がある。例えば、いくつかの実施形態では、前述の方法のステップは、記載されたものとは異なる順序で実行されてもよく、方法は、前述以外の追加のステップを含んでもよく、および／または方法は、前述のステップのすべてを含んでいなくてもよい。
【0112】
いくつかの態様は、コンピューティングデバイスを使用して実施され得ることが、前述の説明から更に理解されるべきである。図８は、システム８００における汎用コンピューティングデバイスを、コンピュータ８１０の形態で示しており、これは、前述のコントローラのいずれか（例えば、１１４）のような、いくらかの態様を実施するために使用されてもよい。
【0113】
コンピュータ８１０において、要素は、処理ユニット８２０、システムメモリ８３０、およびシステムメモリを含む様々なシステム要素を処理ユニット８２０に結合させるシステムバス８２１を含むが、これらに限定されるわけではない。システムバス８２１は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、および様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造のいずれであってもよい。限定ではなく例として、そのようなアーキテクチャには、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、ビデオ電子標準協会（ＶＥＳＡ）ローカルバス、およびメザニンバスとしても知られる周辺コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）バスが含まれる。
【0114】
コンピュータ８１０は、典型的には、様々なコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ８１０によってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であり得、揮発性媒体と不揮発性媒体、取り外し可能媒体と非取り出し可能媒体の双方を含む。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体から構成され得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術で実装された揮発性および不揮発性の両方、取り外し可能および非取り出し可能な媒体を含む。コンピュータ記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ‐ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、または所望の情報を格納するために使用することができ、コンピュータ８１０によってアクセス可能な他の任意の１以上の媒体があるが、それらに限定はされない。通信媒体は、典型的には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを、搬送波または他の搬送機構などの変調データ信号で具現化し、任意の情報配信媒体を含む。用語「変調データ信号」とは、信号内に情報をエンコードするような方法で、その特性の１つ以上が設定または変更された信号を意味する。例として、限定するものではないが、通信媒体には、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体、および音響、ＲＦ、赤外線などの無線媒体が含まれる。また、上記のいずれかの組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲に含まれるものとする。
【0115】
システムメモリ８３０は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）８３１およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３２などの揮発性および／または不揮発性メモリの形態のコンピュータ記憶媒体を含む。起動時など、コンピュータ８１０内の要素間で情報を伝達するのに役立つ基本ルーチンを含む基本入出力システム８３３（ＢＩＯＳ）は、通常、ＲＯＭ８３１に格納される。ＲＡＭ８３２は、典型的には、処理ユニット８２０に直ちにアクセス可能であり、かつ／または現在処理ユニット８２０によって操作されているデータおよび／またはプログラムモジュールを含む。限定ではなく例として、図８は、オペレーティングシステム８３４、アプリケーションプログラム８３５、他のプログラムモジュール８３９、およびプログラムデータ８３７を示す。
【0116】
コンピュータ８１０は、他の取り外し可能／取り外し不可能な、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体を含むこともできる。例としてのみ、図８は、取り外し不可能な不揮発性の磁気媒体から読み出しまたは書き込むハードディスクドライブ８４１、取り外し可能な不揮発性の磁気ディスク８５２から読み出しまたは書き込む磁気ディスクドライブ８５１、およびＣＤ‐ＲＯＭまたは他の光学媒体などの取り外し可能な不揮発性の光ディスク８５９から読み出しまたは書き込む光ディスクドライブ８５５を図示する。例示的なコンピューティングシステムで使用できる他の取り外し可能／取り外し不可能、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体には、磁気テープカセット、フラッシュメモリカード、デジタル多用途ディスク、デジタルビデオテープ、ソリッドステートＲＡＭ、ソリッドステートＲＯＭなどがあるが、これらに限定はされない。ハードディスクドライブ８４１は、典型的には、インターフェイス８４０などの非リムーバブルメモリインターフェイスによってシステムバス８２１に接続され、磁気ディスクドライブ８５１および光ディスクドライブ８５５は、典型的には、インターフェイス８５０などのリムーバブルメモリインターフェイスによってシステムバス８２１に接続される。
【0117】
前述し、図８に図示したドライブおよびその関連するコンピュータ記憶媒体は、コンピュータ８１０のためのコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよび他のデータのストレージを提供する。図８では、例えば、ハードディスクドライブ８４１は、オペレーティングシステム８４４、アプリケーションプログラム８４５、他のプログラムモジュール８４９、およびプログラムデータ８４７を記憶するものとして図示されている。これらの要素は、オペレーティングシステム８３４、アプリケーションプログラム８３５、他のプログラムモジュール５３９、およびプログラムデータ８３７と同じであっても異なっていてもよいことに留意されたい。オペレーティングシステム８４４、アプリケーションプログラム８４５、他のプログラムモジュール８４９、およびプログラムデータ８４７は、最低限、異なるコピーであることを説明するために、ここでは異なる番号を付与している。ユーザは、キーボード８９２や、一般にマウス、トラックボール、タッチパッドと呼ばれるポインティングデバイス８９１などの入力デバイスを介して、コンピュータ８１０にコマンドや情報を入力することができる。他の入力装置（図示せず）としては、マイク、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信機、スキャナなどを挙げることができる。これらおよび他の入力装置は、システムバスに結合されたユーザ入力インターフェイス５９０を介して処理ユニット８２０に接続されることが多いが、パラレルポート、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの他のインターフェイスおよびバス構造によって接続されてもよい。モニタ８９１または他のタイプの表示装置も、ビデオ・インターフェイス８９０などのインターフェイスを介してシステムバス８２１に接続される。モニタに加えて、コンピュータは、スピーカ８９７やプリンタ８９９などの他の周辺出力デバイスを含むこともあり、これらは出力周辺インターフェイス８９５を介して接続されることがある。
【0118】
コンピュータ８１０は、リモートコンピュータ８８０などの１つ以上のリモートコンピュータへの論理接続を使用して、ネットワーク化された環境で動作してもよい。リモートコンピュータ８８０は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ピアデバイス、または他の一般的なネットワークノードであってもよく、典型的にはコンピュータ８１０に関連して前述した要素の多くまたは全てを含むが、図８ではメモリ記憶装置８８１のみが図示されている。図８に示された論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）８７１およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）８７３を含むが、他のネットワークも含むことができる。このようなネットワーク環境は、オフィス、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット、インターネットなどでは当たり前のように存在する。
【0119】
ＬＡＮネットワーク環境で使用される場合、コンピュータ８１０は、ネットワークインターフェイスまたはアダプタ８７０を介してＬＡＮ８７１に接続される。ＷＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ８１０は、典型的には、インターネットなどのＷＡＮ８７３を介して通信を確立するためのモデム８７２または他の手段を含む。内部または外部であってもよいモデム８７２は、ユーザ入力インターフェイス８９０、または他の適切な機構を介してシステムバス８２１に接続されてもよい。ネットワーク環境において、コンピュータ８１０に関連して示されたプログラムモジュール、またはその一部は、リモートメモリストレージデバイスに格納されてもよい。限定ではなく例として、図８は、メモリデバイス８８１に常駐するものとしてリモートアプリケーションプログラム８８５を図示している。示されたネットワーク接続は例示的なものであり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段が使用されてもよいことが理解される。
【0120】
実施形態は、１つ以上のコンピュータまたは他のプロセッサで実行されると、前述した様々な実施形態を実施する方法を実行する１つ以上のプログラムをエンコードしたコンピュータ可読記憶媒体（または複数のコンピュータ可読媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１つ以上のフロッピーディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、光ディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、磁気テープ、フラッシュメモリ、Field Programmable Gate Arrayまたは他の半導体デバイスにおける回路構成、または他の有形コンピュータ記憶媒体）として具現されてもよい。前述の例から明らかなように、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ実行可能命令を非一時的な形態で提供するのに十分な時間、情報を保持することができる。そのようなコンピュータ可読記憶媒体または媒体は、そこに記憶されたプログラムまたはプログラムを１つまたは複数の異なるコンピュータまたは他のプロセッサにロードして、前述した本発明の様々な態様を実施できるように、搬送可能であり得る。本明細書中で使用されるように、用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピュータが情報を読み取ることができる有形の機械、機構、または装置のみを包含する。代替的または追加的に、いくつかの実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体以外のコンピュータ可読媒体として具現化され得る。コンピュータ可読記憶媒体でないコンピュータ可読媒体の例としては、伝搬信号のような一過性の媒体が挙げられる。
【0121】
本発明のいくつかの態様が本明細書中に記載および例示されたが、当業者は、機能を実行し、および／または結果および／または前述の１つ以上の利点を得るための様々な他の手段および／または構造体を容易に予測し、そのような変形および／または改良はそれぞれ、本発明の範囲内であるとみなされる。より一般的に、当業者は、本明細書中に記載の全てのパラメータ、寸法、材料、および構成が例示であることを意味することを容易に理解し、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成は、そのために本発明の教示が用いられる特定の用途に依存することを容易に理解する。当業者は、日常的な実験のみを用いて、本明細書中に記載された本発明のいくらかの態様に対する多くの同等物を認識し、または確認することができる。従って、前述の態様は、例示のためだけに示され、かつ添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内で、本発明は、具体的に説明され、特許請求の範囲に記載された以外の方法で実施することができると理解されるべきである。本発明は、本明細書中に記載された、個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法に関する。また、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の組み合わせは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が互いに矛盾しない場合には、本発明の範囲内に包含されている。
【0122】
明細書中および特許請求の範囲において使用されるように、不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、明確に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味すると解されるべきである。
【0123】
明細書中および特許請求の範囲において使用されるように、句「および／または」は、結合した要素、即ち、ある場合には結合して存在し、他方で分離して存在する要素の「いずれかまたは両方」を意味すると解されるべきである。明確に示されない限り、具体的に識別されたそれらの要素に関連するかまたは関連しないかを、「および／または」の文節によって具体的に識別された要素以外に、他の要素が任意に存在してもよい。従って、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」は、「～を含む」などのオープンエンドの語と合わせて使用される場合、１つの態様において、ＢなしのＡ（任意にＢ以外の要素を含む）；別の態様において、ＡなしのＢ（任意にＡ以外の要素を含む）；更に別の態様において、ＡおよびＢの両方（任意に他の要素を含む）；などを意味する。
【0124】
明細書中および特許請求の範囲において使用されるように、「または」は、上記定義した「および／または」と同じ意味を有すると解されるべきである。例えば、１つのリスト中の項目を分離する場合、「または」または「および／または」は包括的である、即ち、
多くの要素または要素のリストの、１つより多いも含む少なくとも１つ、任意に、リストに挙げられていない更なる項目を含むと解釈されるべきである。明確に示されている項目のみ、例えば、「～の内の１つのみ」または「～の内の正確に１つ」、或いは特許請求の範囲において使用される場合の「～から成る」は、多くの要素または要素のリストの内の正確に１つを含むことを意味する。一般的に、本明細書中で用いられる用語「または」は、「どちらか」、「～の内の１つ」、「～の内の１つのみ」または「～の内の正確に１つ」などの排他性を有する用語が先行する場合、排他的選択肢（即ち、「一方、または両方でない他方」）を示すものとして解釈されるのみである。特許請求の範囲において使用される場合の「本質的に～から成る」は、特許法の分野で使用されるようなその通常の意味を有する。
多くの要素または要素のリストの、１つより多いも含む少なくとも１つ、任意に、リストに挙げられていない更なる項目を含むと解釈されるべきである。明確に示されている項目のみ、例えば、「～の内の１つのみ」または「～の内の正確に１つ」、或いは特許請求の範囲において使用される場合の「～から成る」は、多くの要素または要素のリストの内の正確に１つを含むことを意味する。一般的に、本明細書中で用いられる用語「または」は、「どちらか」、「～の内の１つ」、「～の内の１つのみ」または「～の内の正確に１つ」などの排他性を有する用語が先行する場合、排他的選択肢（即ち、「一方、または両方でない他方」）を示すものとして解釈されるのみである。特許請求の範囲において使用される場合の「本質的に～から成る」は、特許法の分野で使用されるようなその通常の意味を有する。
【0125】
明細書中および特許請求の範囲において使用されるように、１つ以上の要素の１つのリストに関する語句「少なくとも１つ」は、要素のリスト中の１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味すると解されるべきであるが、要素のリスト内に具体的に挙げられたそれぞれの要素の少なくとも１つを必ずしも含んでおらず、かつ要素のリスト中の要素どうしの組み合わせを必ずしも除外しない。この定義はまた、語句「少なくとも１つ」が、具体的に識別されたそれらの要素に関連するかまたは関連しないかを意味する要素のリスト内で具体的に識別された要素以外に、要素が任意に存在してもよいことを可能にする。従って、非限定的な例として、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」（同等に、「ＡまたはＢの少なくとも１つ」、或いは同等に、「Ａおよび／またはＢの少なくとも１つ」）は、１つの態様において、任意に１つより多いことを含む少なくとも１つ、Ｂが存在しないＡ（任意にＢ以外の要素を含む）；別の態様において、任意に１つより多いことを含む少なくとも１つ、Ａが存在しないＢ（任意にＡ以外の要素を含む）；更に別の態様において、任意に１つより多いことを含む少なくとも１つ、Ａおよび任意に１つより多いことを含む少なくとも１つ、Ｂ（任意に他の要素を含む）；などを意味することができる。
【0126】
明細書中と同様に特許請求の範囲において、このような「～を含有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「～を有する（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「～を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「～を含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「～を含む（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「～を含む（ｈｏｌｄｉｎｇ）」などのすべての移行句は、オープンエンドである、即ち、それらに限定されないが含むことを意味すると解される。移行句「～から成る」および「本質的に～から成る」だけは、「Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｐａｔｅｎｔ Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，Ｓｅｃｔｉｏｎ ２１１１．０３」に記載されているように、それぞれクローズまたはセミクローズな移行句である。
【符号の説明】
【0127】
１１０、２１０ … 電池パック
１１１ … ハウジング
１１２ … 多重化スイッチ装置
１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄ … プリント回路基板
１１４ … パックコントローラ
１１５ … コントローラ・エリア・ネットワーク
１１６ … センサ
１１７ … サーキット・ブレーカ
１１８ … 電力バス
１２０、１３０、１４０、１５０ … 電池
１２１、１２２ … セルセット
１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ … 電気化学セル
１６０ … タブ
１６５ … ビア
１７０ … ヒューズ
１７５、１７６ … ポスト
１９０ … シャント
２００、３００Ａ … システム
２１６、２１７、２２０ … 回路
２２１ … インターフェイス
３００Ａ … 電池管理システム
１１１ … ハウジング
１１２ … 多重化スイッチ装置
１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄ … プリント回路基板
１１４ … パックコントローラ
１１５ … コントローラ・エリア・ネットワーク
１１６ … センサ
１１７ … サーキット・ブレーカ
１１８ … 電力バス
１２０、１３０、１４０、１５０ … 電池
１２１、１２２ … セルセット
１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ … 電気化学セル
１６０ … タブ
１６５ … ビア
１７０ … ヒューズ
１７５、１７６ … ポスト
１９０ … シャント
２００、３００Ａ … システム
２１６、２１７、２２０ … 回路
２２１ … インターフェイス
３００Ａ … 電池管理システム
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】