(57)【要約】      （修正有）【課題】過冷却および／または過熱の条件下にて、放電または充電による損傷から保護を可能にする電池パックの提供。【解決手段】スタック制限構造体１０と、複数のパウチ型セル２１と、外部温度センサ３７と、制御装置５０と、を備え、パウチ型セル２１は、スタック２０中に配置され、スタックは、スタック制限構造体１０内に配置され、外部温度センサは、スタックまたはスタック制限構造体の縁部２０Ｒ、１０Ｒにて、スタック外部の、および／またはスタック制限構造体外部の、スタックの外部温度Ｔ３７を測定するように配置および構成され、制御装置は、測定された外部温度、および／または測定された外部温度に基づく数量を、少なくとも１つの温度比較値Ｔ３７Ｇと比較するように構成され、少なくとも１つの温度比較値は、パウチ型セルのうちの少なくとも１つに依存し、制御装置は、比較の結果に応じて電池パックを制御するように構成される電池パック。【選択図】図２
2020205248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動処理装置（１０１）に電気駆動力（ＡＬ）を供給するための電池パック（１）であって、前記電池パック（１）は、
スタック制限構造体（１０）と、
複数のパウチ型セル（２１）と、
外部温度センサ（３７）と、
制御装置（５０）と
を備え、
前記パウチ型セル（２１）は、スタック（２０）中に配置され、前記スタック（２０）は、前記スタック制限構造体（１０）内に配置され、
前記外部温度センサ（３７）は、前記スタック（２０）または前記スタック制限構造体（１０）の縁部（２０Ｒ、１０Ｒ）にて、前記スタック（２０）外部の、および／または前記スタック制限構造体（１０）外部の、前記スタック（２０）の外部温度（Ｔ３７）を測定するように配置および構成され、
前記制御装置（５０）は、測定された前記外部温度（Ｔ３７）および／または測定された前記外部温度（Ｔ３７）に基づく数量を、少なくとも１つの温度比較値（Ｔ３７Ｇ）と比較するように構成され、前記少なくとも１つの温度比較値（Ｔ３７Ｇ）は、前記パウチ型セル（２１）のうちの少なくとも１つに依存し、前記制御装置（５０）は、前記比較の結果に応じて前記電池パック（１）を制御するように構成される、
電池パック（１）。
【請求項２】
前記外部温度センサ（３７）は、前記パウチ型セル（２１）のうちの最も外側の１つの縁部（２０Ｒ）、特に角部（２０Ｅ）に配置され、および／または
前記少なくとも１つの温度比較値（Ｔ３７Ｇ）は、前記パウチ型セル（２１）のうちの最も外側の１つに依存する、
請求項１記載の電池パック（１）。
【請求項３】
前記スタック制限構造体（１０）は、スタックハウジング、特に大型スタックハウジングを有する、請求項１または２記載の電池パック（１）。
【請求項４】
前記電池パック（１）は、内部温度センサ（３６）を備え、
前記内部温度センサ（３６）は、前記スタック（２０）中の、特に前記パウチ型セル（２１）のうちの中央の２つの間における、および／または前記パウチ型セル（２１）の表面（２１Ｆ）の中心（２１ＦＭ）における、前記スタック（２０）の内部温度（Ｔ３６）を測定するように配置および構成され、
前記制御装置（５０）は、測定された前記内部温度（Ｔ３６）および／または測定された前記内部温度（Ｔ３６）に基づく数量を、特にさらなる、少なくとも１つの温度比較値（Ｔ３６Ｇ）と比較するように構成され、前記少なくとも１つの温度比較値（Ｔ３６Ｇ）は、前記パウチ型セル（２１）のうちの少なくとも１つ、特に中央の１つに依存し、前記制御装置（５０）は、前記比較の結果に応じて前記電池パック（１）を制御するように構成される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項５】
前記電池パック（１）は、センサ配列（３０）を備え、前記センサ配列（３０）は、前記スタック（２０）中に配置され、前記センサ配列（３０）は、前記パウチ型セル（２１）の表面（２１Ｆ）の大部分に亘り延在し、前記延在に亘る前記スタック（２０）の高さ（２０Ｈ）、特にスタック方向（ｚ）の高さ（２０Ｈ）が略等しいように構成され、前記センサ配列（３０）は、前記内部温度センサ（３６）を有する、請求項４記載の電池パック（１）。
【請求項６】
前記センサ配列（３０）は、圧力センサ（３１）を有し、前記圧力センサ（３１）は、前記パウチ型セル（２１）に、特に前記スタック方向（ｚ）に作用する押圧力（ＤＦ）を検出、特に測定するように構成され、
前記制御装置（５０）は、検出された、特に測定された前記押圧力（ＤＦ）および／または検出された前記押圧力（ＤＦ）に基づく数量を、圧力限界値（ＤＦＧ）と比較するように構成され、前記圧力限界値（ＤＦＧ）は、前記パウチ型セル（２１）のうちの少なくとも１つにより予め決定され、前記制御装置（５０）は、前記比較の結果に応じて前記電池パック（１）を制御するように構成される、
請求項５記載の電池パック（１）。
【請求項７】
前記制御装置（５０）は、前記電気駆動力（ＡＬ）の出力および／または充電電力（ＬＬ）の入力を制御するように構成され、前記スタック（２０）の側面（２０Ｖ）、特に前記スタック（２０）上に配置され、
前記外部温度センサ（３７）は、前記スタック（２０）の反対側を向く面（２０Ｏ）に、特に前記スタック（２０）または前記スタック制限構造体（１０）の最も離間した縁部（２０Ｒ、１０Ｒ）に配置される、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項８】
前記電池パック（１）は、
複数の電池パック接点（７１）と、
電池パック接点保持部（７０）と
を備え、
前記電池パック接点（７１）は、前記処理装置（１０１）に前記電池パック（１）からの電気駆動力（ＡＬ）を提供するために、前記電池パック（１）と前記処理装置（１０１）とを互いに電気的に接続するように構成され、
前記電池パック接点保持部（７０）は、前記電池パック接点（７１）および前記外部温度センサ（３７）を保持し、前記電池パック接点保持部（７０）は、前記スタック制限構造体（１０）上に配置される、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項９】
前記電池パック（１）は、
電池パックハウジング（８０）と、
少なくとも１つの空冷回路（９０）と
を備え、
前記パウチ型セル（２１）、および特に前記スタック制限構造体（１０）は、前記電池パックハウジング（８０）内に配置され、
前記少なくとも１つの空冷回路（９０）は、前記電池パックハウジング（８０）内に、冷却空気流（ＬＳ）のための複数の空気流入口（９１）および複数の空気流出口（９２）を含み、前記冷却空気流（ＬＳ）は、前記パウチ型セル（２１）を冷却するために、前記パウチ型セル（２１）、特に前記スタック制限構造体（１０）上の前記複数の空気流入口（９１）から、前記複数の空気流出口（９２）へと通過し、前記外部温度センサ（３７）は、前記複数の空気流入口（９１）と前記複数の空気流出口（９２）との間の前記空冷回路（９０）内に、特に、前記複数の空気流入口（９１）および／または前記複数の空気流出口（９２）に対向して配置される、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項１０】
前記スタック制限構造体（１０）は、前記パウチ型セル（２１）に対し熱的な接続を有し、熱伝導性を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項１１】
前記電池パック（１）は、少なくとも１つの断熱材（６０）を備え、前記少なくとも１つの断熱材（６０）は、それぞれ前記パウチ型セル（２１）のうちの２つの間に配置され、前記パウチ型セル（２１）の前記表面（２１Ｆ）の大部分に亘り延在する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項１２】
前記電池パック（１）は、最小で１ｋＷ、特に最小で２ｋＷ、および／または最大で１０ｋＷ、特に最大で５ｋＷの最大電気駆動力（ＭＡＬ）を有し、および／または
前記電池パック（１）は、最小で１０Ｖ、特に最小で２０Ｖ、および／または最大で１００Ｖ、特に最大で５０Ｖの公称電圧（ＮＳＰ）を有し、および／または
前記電池パック（１）は、最小で１００Ｗｈ、特に最小で２００Ｗｈ、および／または最大で１０００Ｗｈ、特に最大で５００Ｗｈの最大エネルギー容量（ＭＥＩ）を有し、および／または
前記電池パック（１）は、最小で０．５ｋｇ、特に最小で１ｋｇ、および／または最大で１０ｋｇ、特に最大で５ｋｇの質量（ｍ１）を有し、および／または
前記電池パック（１）は、最小で２．５ｃｍおよび／もしくは最大で１０ｃｍの高さ（１Ｈ）、ならびに／または最小で５ｃｍおよび／もしくは最大で２０ｃｍの幅（１Ｂ）、ならびに／または最小で７．５ｃｍおよび／もしくは最大で３０ｃｍの深さ（１Ｔ）を有する、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電池パック（１）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電池パック（１）と、
電動処理装置（１０１）と、
を備え、
前記電池パック（１）および前記処理装置（１０１）は、前記処理装置（１０１）に前記電池パック（１）からの電気駆動力（ＡＬ）を供給するために、互いに電気的に接続するように構成される、処理システム（１００）。
【請求項１４】
前記処理装置（１０１）は、収納部（１０２）を有し、前記収納部（１０２）は、前記電池パック（１）を収納するように構成される、請求項１３記載の処理システム（１００）。
【請求項１５】
前記処理装置（１０１）は、のこぎり（１０１’）、高枝剪定機、クリアリングソー、刈払機、植木ばさみ、植木カッタ、ブロワ装置（１０１'''）、リーフブロワ、ロッパー、カットオフグラインダ（１０１''）、スイーパ装置、ロールスイーパー、ブラシスイーパ、芝刈り機、デサッチャーまたは草刈り機である、請求項１３または１４記載の処理システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動処理装置に電気駆動力を供給するための電池パック、そのような電池パックおよび電動処理装置を含む処理システムに関する。
【発明の概要】
【０００２】
本発明は、電動処理装置に電気駆動力を供給するための電池パック、そのような電池パックおよび電動処理装置を含む処理システムを提供するという課題に基づいており、当該電池パックは諸特性が改善されており、特に比較的寿命が長い。
【０００３】
本発明は、請求項１の特徴を有する電池パックおよび請求項１３の特徴を有する処理システムを提供することにより、課題を解決する。本発明の有利な発展および／または構成を、従属請求項に記載する。
【０００４】
本発明の電池パックは、電動処理装置、特に造園、林業および／または建築機器に電気駆動力を供給する、特に自動的に供給するように設計または構成される。電池パックは、スタック制限構造体、複数のパウチ型セル、外部温度センサ、特に電気式外部温度センサ、および制御装置、特に電気制御装置を備える。パウチ型セルは、スタック中に、特に、１つが他の１つの上に配置され、または重ね合わされて配置される。スタックは、スタック制限構造体内に配置される。外部温度センサは、スタックまたはスタック制限構造体の境界または縁部におけるスタックの外部の、および／またはスタック制限構造体の外部の、スタックの外部温度、特に温度の値測定、特に自動的に測定するように配置および設計または構成される。制御装置は、測定された外部温度および／または測定された外部温度に基づく数量を、少なくとも１つの温度比較数量と比較する、特に自動的に比較するように設計または構成される。少なくとも１つの温度比較数量は、パウチ型セルの少なくとも１つに依存する、特に予め決定される。さらに、制御装置は、比較の結果に応じて電池パックを制御する、特に自動的に制御するように設計および構成される。
【０００５】
外部温度センサの配列は、特に電池パック、特にパウチ型セルの放電または充電前の時点にて、スタックの外部温度が、たとえば冬季に最低または最も低温となり得る位置、またはたとえば夏季に最高または最も高温となり得る位置にて、測定を可能にする。
【０００６】
制御装置は、パウチ型セルの過冷却および／または過熱の条件下にて、放電または充電による損傷から、パウチ型セルの、つまり電池パックの保護を可能にする。
【０００７】
これにより、パウチ型セルの、したがって電池パックのセーフティクリティカルな状態を、抑えるまたは完全に防止することが可能になる。
【０００８】
これにより、パウチ型セルの比較的長い寿命、したがって電池パックの比較的長い寿命が可能になる。
【０００９】
特に、パウチ型セルは、処理装置に駆動力を供給するように構成され得る。追加または代替として、パウチ型セルは、蓄電セルまたは電池セルとなり得、またはそれぞれの場合に電気化学の原理に基づいて作用する電気エネルギーの、個別の充電可能な蓄電要素となり得る。特に、パウチ型セルは、リチウムイオン蓄電セルとなり得る。さらに追加として、または代替として、パウチ型セルは、電気的に相互接続され得、特に直列または並列に接続され得る。さらに追加として、または代替として、パウチ型セルは、扁平形セルとなり得る。さらに追加として、または代替として、パウチ型セルの表面は、矩形となり得る。さらに追加として、または代替として、パウチ型セルは、類似、または同一、特に同じ種類および／もしくは同じ構造となり得る。さらに追加として、または代替として、スタックは、直方体となり得る。パウチ型セルは、それぞれの主面を互いに平行にして、および／またはスタック方向に対して直交にして、スタック中に配置され得る。
【００１０】
外部温度センサは、スタックまたはスタック制限構造体の角部に配置され得る。追加または代替として、縁部または角部にとは、中心よりも縁部または角部に近位であること、特に、縁部または角部から、最大で２０ミリメートル（ｍｍ）、特に最大で１０ｍｍ、特に最大で５ｍｍ離間していることを意味し得る。さらに追加として、または代替として、外部温度センサは、スタック、特にパウチ型セルへの熱的な接続を有し得る。さらに追加として、または代替として、外部温度センサは、スタック、特にパウチ型セルから最大で２０ミリメートル（ｍｍ）、特に最大で１０ｍｍ、特に最大で５ｍｍ離間して配置され得る。特に、外部温度センサは、スタック制限構造体および／またはスタック、特にパウチ型セルに物理的に接触し得る。さらに追加として、または代替として、外部温度センサは、ＮＴＣサーミスタとなり得る。
【００１１】
少なくとも１つの温度比較値は、パウチ型セルの電気化学に依存し得、特に予め決定され得る。追加または代替として、少なくとも１つの温度比較値は、少なくとも１つの外部温度限界値となり得る。
【００１２】
制御装置は、測定された外部温度および／または測定された外部温度に基づく数量が、特に、少なくとも１つの温度比較値、特に少なくとも１つの外部温度限界値を下回る、達する、または超過する際に、電池パックからの電気駆動力の出力、および／または電池パックへの充電電力の入力を制御する、特に停止するように構成され得る。
【００１３】
本発明の発展例では、外部温度センサは、最も外側のパウチ型セルの縁部、特に角部に配置される。
【００１４】
追加または代替として、少なくとも１つの外部温度比較値は、最も外側のパウチ型セル、特に最も外側のパウチ型セルに依存し、特に予め決定される。
【００１５】
特に、最も外側のパウチ型セルは、特にスタック方向において、スタックの一番上に、またはスタックの上面に、またはスタックの一番下に、またはスタックの底面にあり得る。
【００１６】
本発明の発展例では、スタック制限構造体は、スタックハウジング、特に大型スタックハウジングである。これにより、パウチ型セルの破裂の場合、周囲部分の機械的応力を抑える、または完全に防止することが可能になる。特に、スタックは、直方体であり得る。追加または代替として、スタックハウジングは、部分的または全体的にアルミニウム製となり得る。
【００１７】
本発明の発展例では、電池パックは、内部温度センサ、特に電気式内部温度センサを備える。内部温度センサは、スタック、特にスタック方向における、特に、中央の２つのパウチ型セルの間、および／またはパウチ型セルの表面の中心の、スタックの内部温度、特に温度の値を測定、特に自動的に測定するように配置および設計または構成される。制御装置は、測定された内部温度、および／または測定された内部温度に基づく数量を、少なくとも１つの温度比較値、特に追加の温度比較値と比較する、特に自動的に比較するように設計または構成される。少なくとも１つの温度比較値は、パウチ型セルの少なくとも１つ、特にパウチ型セルのうちの中央の１つに依存し、特に予め決定される。さらに、制御装置は、比較の結果に応じて電池パックを制御する、特に自動的に制御するように設計および構成される。
【００１８】
内部温度センサの配列は、特に、電池パック、特にパウチ型セルを放電または充電する前の時点にて、スタックの内部温度が、たとえば夏季に最低または最も低温となり得る位置、またはたとえば冬季に最高または最も高温となり得る位置にて、測定を可能にする。
【００１９】
特に、内部温度センサは、外部温度センサと異なり得る。追加または代替として、内部温度センサは、ＮＴＣサーミスタとなり得る。さらに追加として、または代替として、中心に、とは、縁部よりも中心に近位であること、特に、中心から最大で２０ｍｍ、特に最大で１０ｍｍ、特に最大で５ｍｍ離間していることを意味し得る。さらに追加として、または代替として、少なくとも１つの温度比較値、特に追加の温度比較値、少なくとも１つの内部温度限界値となり得る。さらに追加として、または代替として、数量は、測定された外部温度および測定された内部温度に、特に測定された内部温度と測定された外部温度との差に基づき得る。少なくとも１つの温度比較値は、温度差分比較値、特に温度差分値となり得る。さらに追加として、または代替として、制御装置は、測定された内部温度、および／または測定された内部温度に基づく数量が、少なくとも１つの温度比較値、特に少なくとも１つの外部温度限界値および／または温度差分値を下回る、達するまたは超過する際に、電池パックからの電気駆動力の出力、および／または電池パックへの充電電力の入力を制御する、特に停止するように構成され得る。
【００２０】
本発明の発展例では、電池パックは、センサ配列を備える。センサ配列は、スタック中に配置される。さらに、センサ配列は、表面、特にパウチ型セルの表面の大部分に亘り延在し、特にスタック方向におけるスタックの高さが、その延在に亘り略等しいように設計または構成される。さらに、センサ配列は、内部温度センサを有する。これにより、パウチ型セル、特にパウチ型セルの可撓性外殻上のセンサ配列の効果、特に不利な効果を抑える、または完全に防止することが可能になる。パウチ型セルの特に変形、特に局部変形、そしてそれによる荷重または応力、特に局部荷重が、抑えられる、または完全に防止される。特に、表面の大部分とは、表面の少なくとも７０パーセント（％）、特に少なくとも８０％、特に少なくとも９０％を意味し得る。特に、センサ配列は、パウチ型セルの表面全体に亘り延在し得る。さらに追加として、または代替として、センサ配列は、その延在に亘り複数の間隙を有し得る。さらに追加として、または代替として、高さは、スタック制限構造体によって制限される。さらに追加として、または代替として、略等しいとは、最大で５％、特に最大で２％、特に最大で１％の誤差を意味し得る。さらに追加として、または代替として、高さは、その延在に亘って、同等または均等となり得る。さらに追加として、または代替として、センサ配列は、２つのパウチ型セルの間に配置され、その延在に亘る２つのパウチ型セルの距離が略等しくなるように構成され得る。さらに追加として、または代替として、センサ配列は、その延在に亘り、特にスタック方向において、等しい、特に略等しい、特に一定の、配列厚さを有し得る。さらに追加として、または代替として、センサ配列は、矩形となり得る。
【００２１】
本発明の発展例では、センサ配列は、圧力センサ、特に電気式圧力センサを有する。圧力センサは、パウチ型セルに、特にスタック方向に作用する押圧力を検出する、特に自動的に検出する、特に測定するように設計または構成される。制御装置は、検出された、特に測定された押圧力、および／または検出された押圧力に基づく数量を圧力限界値と比較する、特に自動的に比較するように設計または構成される。圧力限界値は、パウチ型セルの少なくとも１つによって予め決定される。さらに、制御装置は、比較の結果に応じて電池パックを制御する、特に自動的に制御するように設計および構成される。圧力センサは、スタック方向におけるパウチ型セルの膨張を、存在する場合、検出、特に測定することを可能にする。特に、膨張は、スタックの限定的な高さと併せて、押圧力の増加を引き起こし得る。センサ配列は、相乗効果をもたらす。特に、圧力センサは、パウチ型セルに対し、表面および／または主面に直交に作用する押圧力を検出するように構成され得る。追加または代替として、圧力センサは、特に機械スイッチとして、押圧力の定性的な検出のために、または押圧力、特に押圧力の値の定量的な測定のために構成され得る。さらに追加として、または代替として、制御装置は、検出された、特に測定された押圧力、および／または検出された押圧力に基づく数量が圧力限界値に達する、または超過する際に、電池パックからの電気駆動力の出力、および／または電池パックへの充電電力の入力を制御する、特に停止するように構成され得る。さらに追加として、または代替として、制御装置は、外部温度および／または内部温度および／または押圧力に応じた電池パックの健全性を取得し、取得された健全性に応じて電池パックを制御するように構成され得る。
【００２２】
本発明の発展例では、制御装置は、電気駆動力の出力、および／または充電電力、特に前記の充電電力の入力、特に前記の入力を制御する、特に自動的に制御する、特に停止するように設計または構成される。さらに、制御装置は、スタックの側面に、特にスタック上に、特に完全に、および／またはスタック上にのみ配置される。外部温度センサは、スタックの反対側を向く面に、特にスタックまたはスタック制限構造体の最も離間した縁部に特に完全に、および／または縁部にのみ配置される。これにより、スタックの外部温度が、制御装置により、特に制御装置の熱により、わずかな程度のみ影響を受け得る、またはまったく影響を受けない位置にて、外部温度の測定が可能になる。特に、制御装置は、スタック制限構造体の外部に配置され得る。
【００２３】
本発明の発展例では、電池パックは、複数の電池パック接点を備える。電池パック接点は、処理装置に電池パックからの電気駆動力を供給するために、電池パックおよび処理装置を互いに電気的に接続するように設計または構成される。さらに、電池パックは、電池パック接点保持部を備える。電池パック接点保持部は、電池パック接点および外部温度センサを保持する。さらに、電池パック接点保持部は、スタック制限構造体上に配置される。電池パック接点保持部は、相乗効果をもたらす。特に、電池パック接点は、スタックの、制御装置とは反対側の面に配置され得る。
【００２４】
本発明の発展例では、電池パックは、電池パックハウジングを備える。パウチ型セル、および特にスタック制限構造体は、電池パックハウジング内に配置される。さらに、電池パックは、少なくとも１つの空冷回路を備え、空冷回路は電池パックハウジング内に冷却空気流のための複数の空気流入口および複数の空気流出口を含み、冷却空気流は、パウチ型セルを冷却するために、パウチ型セル上の、特にスタック制限構造体上の複数の空気流入口から、複数の空気流出口へと通過する。外部温度センサは、複数の空気流入口と複数の空気流出口との間の空冷回路内に、特に複数の空気流入口および／または複数の空気流出口に対向して配置される。特に、外部温度センサは、空冷回路の空気または冷却空気流に接触、特に直接接触し得る。
【００２５】
本発明の発展例では、スタック制限構造体は、パウチ型セルに対し熱的な接続を有し、熱伝導性を有する。これにより、パウチ型セルから外部への熱放散を可能にする。
【００２６】
本発明の発展例では、電池パックは、少なくとも１つの断熱材を備える。少なくとも１つの断熱材は、それぞれの場合に、２つのパウチ型セルの間に配置され、パウチ型セルの表面の大部分に亘って延在する。これにより、パウチ型セル間の熱放散を低減させる、または完全に防止することが可能になる。特に、少なくとも１つの断熱材は、発泡材料、特にスポンジゴムを含み得る、特に発泡材料となり得る。追加または代替として、少なくとも１つの断熱材は、少なくとも１つの緩衝要素となり得る。少なくとも１つの緩衝要素は、パウチ型セルの、特にスタック方向における膨張を、存在する場合、少なくとも１つの緩衝要素の緩衝厚さに亘り、緩衝するように構成され得る。これにより、経時変化により引き起こされる、パウチ型セルの、わずかな、特に重大でない膨張を、存在する場合、吸収または補償することが可能となり得る。
【００２７】
本発明の発展例では、電池パック、特にパウチ型セルは、最小で１キロワット（ｋＷ）、特に最小で２ｋＷ、および／または最大で１０ｋＷ、特に最大で５ｋＷの最大電気駆動力を有する。
【００２８】
追加または代替として、電池パック、特にパウチ型セルは、最小で１０ボルト（Ｖ）、特に最小で２０Ｖ、および／または最大で１００Ｖ、特に最大で５０Ｖの公称電圧、特に電気公称電圧を有する。
【００２９】
追加または代替として、電池パック、特にパウチ型セルは、最小で１００ワット時（Ｗｈ）、特に最小で２００Ｗｈ、および／または最大で１０００Ｗｈ、特に最大で５００Ｗｈの最大エネルギー容量、特に最大電気エネルギー容量を有する。
【００３０】
追加または代替として、電池パックは、最小で０．５キログラム（ｋｇ）、特に最小で１ｋｇ、および／または最大で１０ｋｇ、特に最大で５ｋｇの質量を有する。
【００３１】
追加または代替として、電池パックは、最小で２．５センチメートル（ｃｍ）および／または最大で１０ｃｍの、特にスタック方向における高さ、および／または最小で５ｃｍおよび／または最大で２０ｃｍの幅、および／または最小で７．５ｃｍおよび／または最大で３０ｃｍの深さを有する。
【００３２】
本発明の処理システムは、既に説明した１つの電池パック、特に前記の電池パック、および１つの電動処理装置、特に前記の電動処理装置を備える。電池パックおよび処理装置は、処理装置に電池パックからの電気駆動力を供給、特に自動的に供給するために、互いに電気的に接続するように構成される。
【００３３】
特に、処理システムは、造園、林業および／または建築用の処理システムとなり得る。追加または代替として、処理装置は、造園、林業および／または建築用の処理装置となり得る。さらに追加として、または代替として、処理装置は、手動操縦の、特に路面誘導または携帯用の、処理装置となり得る。特に手動操縦の、特に携帯用の処理装置とは、処理装置が、５０キログラム（ｋｇ）、特に２０ｋｇ、特に１０ｋｇの最大質量を有し得ることを意味し得る。
【００３４】
さらに追加として、または代替として、処理装置は、電気駆動モータを含み得る。さらに追加として、または代替として、電池パックおよび処理装置は、特に、工具を使うことなく、および／または破壊することなく、特に、プラグコネクタを使うことによって、取り外し可能に互いに電気接続するように構成され得る。さらに追加として、または代替として、電池パックおよび処理装置は、特に、工具を使うことなく取り外し可能に、および／または破壊することなく取り外し可能に、互いに機械接続するように構成され得る。特に、処理装置は、電池パックを保持するように構成され得る。
【００３５】
本発明の発展例では、処理装置は、電池収納部、特に電池室を有する。電池収納部は、電池パックを収容するように設計または構成される。
【００３６】
本発明の発展例では、処理装置は、のこぎり、高枝剪定機、クリアリングソー、刈払機、植木ばさみ、植木カッタ、ブロワ装置、リーフブロワ、ロッパー、カットオフグラインダ、スイーパ装置、ロールスイーパー、ブラシスイーパ、芝刈り機、デサッチャー、または草刈り機である。
【００３７】
本発明のさらなる利点および態様は、請求項から、および本明細書の以下において図面を参照して説明する、本発明の好ましい例示的実施形態の、以下に続く説明からまとめられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の電池パック、ならびに、のこぎり、カットオフグラインダおよびブロワ装置の形態の電動処理装置を含む、本発明の処理システムの斜視図を示す。
【図２】図１の電池パックの分解図を示す。
【図３】図１の電池パックの第１スタック制限構造体の斜視図を示す。
【図４】図１の電池パックの第１スタック制限構造体、パウチ型セルおよびセンサ配列の斜視図を示す。
【図５】図１の電池パックの第１スタック制限構造体、スタック状に配置されるパウチ型セルおよびセンサ配列の斜視図を示す。
【図６】図１の電池パックの第１スタック制限構造体、スタック、および第２スタック制限構造体の斜視図を示す。
【図７】図１の電池パックの第１スタック制限構造体、スタック、第２スタック制限構造体、および制御装置の一部の斜視図を示す。
【図８】図１の電池パックの第１スタック制限構造体、スタック、第２スタック制限構造体、および制御装置の斜視図を示す。
【図９】図１の電池パックの第１スタック制限構造体の背面、スタック、第２スタック制限構造体、制御装置、および外部温度センサの斜視図を示す。
【図１０】図１の電池パックの外部温度センサおよび電池パック接点保持部の斜視図を示す。
【図１１】図１の電池パックの電池パックハウジングの斜視図を示す。
【図１２】図１の電池パックの代替的なセンサ配列を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１〜１２は、電動処理装置１０１に電気駆動力ＡＬを供給するための本発明の電池パック１を示す。電池パック１は、スタック制限構造体１０、複数のパウチ型セル２１、外部温度センサ３７および制御装置５０を備える。図５に図示するように、パウチ型セル２１は、スタック２０中に配置される。スタック２０は、スタック制限構造体１０内に配置される。図９および図１０に図示するように、外部温度センサ３７は、スタック２０またはスタック制限構造体１０の縁部２０Ｒ、１０Ｒ、特に角部２０Ｅ、１０Ｅにて、スタック２０外部の、および／またはスタック制限構造体１０外部の、スタック２０の外部温度Ｔ３７を測定するように配置および構成される。図７および図８に図示するように、制御装置５０は、測定された外部温度Ｔ３７および／または測定された外部温度Ｔ３７に基づく数量を、少なくとも１つの温度比較値Ｔ３７Ｇと比較するように構成される。少なくとも１つの温度比較値Ｔ３７Ｇは、パウチ型セル２１の少なくとも１つに依存し、特に予め決定される。さらに、制御装置５０は、比較の結果に応じて電池パック１を制御するように構成される。
【００４０】
示される例示的実施形態において、電池パック１は、１０個のパウチ型セル２１を含む。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、少なくとも２つのパウチ型セルを含み得る。
【００４１】
さらに、示される例示的実施形態において、パウチ型セル２１は、それぞれ、スタック方向ｚに直交する方向ｘ、ｙに延在する。
【００４２】
さらに、示される例示的実施形態において、外部温度センサ３７は、スタック２０、特にパウチ型セル２１に対し熱的な接続を有する。特に、外部温度センサ３７は、スタック制限構造体１０に物理的に接触する。
【００４３】
さらに、示される例示的実施形態において、制御装置５０は、外部温度センサ３７に電気的に接続される。
【００４４】
さらに、示される例示的実施形態において、制御装置５０は、少なくとも１つの回路基板を含む。
【００４５】
さらに、外部温度センサは、最も外側、特に一番上のパウチ型セル２１の縁部２０Ｒ、特に角部２０Ｅに配置される。
【００４６】
追加または代替として、少なくとも１つの温度比較値Ｔ３７Ｇは、最も外側のパウチ型セル２１、特に最も外側のパウチ型セル２１に依存し、特に予め決定される。
【００４７】
さらに、図６に図示するように、スタック制限構造体１０は、スタックハウジング、特に大型スタックハウジングを有する。
【００４８】
示される例示的実施形態において、スタック制限構造体またはスタックハウジング１０は、第１ハウジング部１１および第２ハウジング部１２を備える。スタック２０は、第１ハウジング部１１と第２ハウジング部１２との間に配置される。第１ハウジング部１１および第２ハウジング部１２は、少なくとも１つの材料接合係合部１０Ｓ、特に溶接接続部によって機械的に相互接続される。
【００４９】
特に、示される例示的実施形態において、スタック制限構造体またはスタックハウジング１０は、５つのハウジング壁１３、１４、１５、１６、１７を有する。第１ハウジング部１１は、第１ハウジング壁または上面壁１３、ハウジング壁１５、特に周面壁、およびハウジング壁１７、特に背面壁を有する。第２ハウジング部１２は、第２ハウジング壁または底面壁１４、およびハウジング壁１６、特に周面壁を有する。
【００５０】
さらに、示される例示的実施形態において、特にスタック方向ｚにおけるスタック２０の高さ２０Ｈは、スタック制限構造体またはスタックハウジング１０によって制限される。
【００５１】
特に、第２スタック制限構造体または第２ハウジング壁１４は、第１スタック制限構造体または第１ハウジング壁１３の反対側に、一定の距離１０Ａを置いて配置される。スタック２０は、第１スタック制限構造体または第１ハウジング壁１３と、第２スタック制限構造体または第２ハウジング壁１４との間に配置される。特にスタック方向ｚにおけるスタック２０の高さ２０Ｈは、第１スタック制限構造体または第１ハウジング壁１３、および第２スタック制限構造体または第２ハウジング壁１４により、特にそれらの一定の距離１０Ａによって制限される。
【００５２】
さらに、示される例示的実施形態において、第１スタック制限構造体またはハウジング壁１３、および第２スタック制限構造体またはハウジング壁１４は、スタック方向ｚに対し直交の方向ｘ、ｙにそれぞれ延在する。換言すると、第２スタック制限構造体またはハウジング壁１４は、特に主面を、第１スタック制限構造体またはハウジング壁１３、特に第１スタック制限構造体またはハウジング壁１３の主面に対し平行にして配置される。さらに、示される例示的実施形態において、距離１０Ａは、スタック方向ｚである。さらに、示される例示的実施形態において、高さ２０Ｈは、距離１０Ａに等しい。
【００５３】
さらに、示される例示的実施形態において、外部温度センサ３７は、第１スタック制限構造体またはハウジング壁１３の縁部１３Ｒ、特に角部１３Ｅに配置される。
【００５４】
代替の例示的実施形態においては、外部温度センサは、第２スタック制限構造体またはハウジング壁の縁部、特に角部に配置され得る。
【００５５】
さらに、図４および図１２に図示するように、電池パック１は、内部温度センサ３６を備える。内部温度センサ３６は、特にスタック方向ｚにおける、特に中央の２つのパウチ型セル２１の間、スタック２０中の、スタック２０の内部温度Ｔ３６、および／またはパウチ型セル２１の表面２１Ｆの中心２１ＦＭの内部温度Ｔ３６を測定するように配置および構成される。制御装置５０は、測定された内部温度Ｔ３６、および／または測定された内部温度Ｔ３６に基づく数量を、少なくとも１つの、特にさらなる温度比較値Ｔ３６Ｇと比較するように構成される。少なくとも１つの温度比較値Ｔ３６Ｇは、パウチ型セルの少なくとも１つ、特に中央の１つのパウチ型セル２１に依存し、特に予め決定される。さらに、制御装置５０は、比較の結果に応じて電池パック１を制御するように構成される。
【００５６】
換言すると、内部温度センサ３６は、スタック２０の対角線の交点上に配置される。
【００５７】
示される例示的実施形態において、数量は、測定された内部温度Ｔ３６と測定された外部温度Ｔ３７との差である。少なくとも１つの温度比較値は、外部温度限界値Ｔ３７Ｇ、内部温度限界値Ｔ３６Ｇおよび温度差分値である。代替の例示的実施形態においては、少なくとも１つの温度比較値は、外部温度限界値、内部温度限界値および／または温度差分比較値、特に温度差分値となり得る。
【００５８】
さらに、示される例示的実施形態において、制御装置５０は、内部温度センサ３６に電気的に接続される。
【００５９】
さらに、電池パック１は、センサ配列３０を備える。センサ配列３０は、スタック２０中に配置される。さらに、センサ配列３０は、パウチ型セル２１の表面２１Ｆの大部分に亘り延在し、その延在に亘り、特にスタック方向ｚにおけるスタック２０の高さ２０Ｈが略等しくなるように構成される。さらに、センサ配列３０は、内部温度センサ３６を含む。
【００６０】
示される例示的実施形態において、センサ配列３０は、スタック方向ｚに対し直交の方向ｘ、ｙに延在する。さらに、示される例示的実施形態において、センサ配列３０は、パウチ型セル２１の表面２１Ｆ全体に亘って延在する。さらに、示される例示的実施形態において、センサ配列３０は、その延在に亘り、特にスタック方向ｚにおいて、等しい配置厚さ３０Ｄを有する。
【００６１】
図１〜１１の図において、センサ配列３０は、一体型である。
【００６２】
図１２では、センサ配列３０は、補償スペーサ３２を含む。補償スペーサ３２は、スタック２０中に配置される。さらに、補償スペーサ３２は、内部温度センサ３６と別個である。さらに、補償スペーサ３２は、少なくとも１つのセンサ凹部３３、３８を有する。内部温度センサ３６は、センサ凹部３８内に配置される。補償スペーサ３２のスペーサ厚さ３２Ｄおよび内部温度センサ３６のセンサ厚さ３６Ｄは、特にスタック方向ｚにおいて、略等しい。
【００６３】
さらに、図１〜１１では、センサ配列３０は、フィルム３５である。図１２では、センサ配列３０は、フィルム３４を含み、特に補償スペーサ３２は、フィルム３４である。
【００６４】
さらに、センサ配列３０は、圧力センサ３１を有する。圧力センサ３１は、パウチ型セル２１に、特にスタック方向ｚに作用する押圧力ＤＦを検出、特に測定するように構成される。制御装置５０は、検出された、特に測定された押圧力ＤＦ、および／または検出された押圧力ＤＦに基づく数量を圧力限界値ＤＦＧと比較するように構成される。圧力限界値ＤＦＧは、パウチ型セル２１の少なくとも１つにより予め決定される。さらに、制御装置５０は、比較の結果に応じて電池パック１を制御するように構成される。
【００６５】
図１２では、圧力センサ３１は、センサ凹部３３内に配置される。圧力センサ３１のセンサ厚さ３１Ｄは、特にスタック方向ｚにおいて、補償スペーサ３２のスペーサ厚さ３２Ｄ、および内部温度センサ３６のセンサ厚さ３６Ｄに略等しい。
【００６６】
さらに、示される例示的実施形態において、圧力センサ３１は、パウチ型セル２１の表面２１Ｆの中心２１ＦＭに配置される。
【００６７】
さらに、示される例示的実施形態において、制御装置５０は、圧力センサ３１に電気的に接続される。
【００６８】
さらに、示される例示的実施形態において、制御装置５０は、パウチ型セル２１の電圧を測定するように、および測定された電圧に応じて電池パック１を制御するように構成される。特に、制御装置５０は、パウチ型セル２１、特にパウチ型セル２１のセルタブ２２に電気的に接続される。
【００６９】
さらに、示される例示的実施形態において、電池パック１は、動力入出力検出装置５１を備える。動力入出力検出装置５１は、時間ｔ当たりの、電池パック１からの出力電気駆動力ＡＬを検出するように、および／または電池パック１への入力充電電力ＬＬを検出するように構成される。制御装置５０は、時間ｔ当たりの、検出された出力駆動力ＡＬおよび／または検出された入力充電電力ＬＬに応じて、圧力限界値ＤＦＧを変化させる、特に上昇させるように構成される。
【００７０】
さらに、制御装置５０は、電気駆動力ＡＬの出力、および／または充電電力ＬＬの入力を制御する、特に停止するように構成される。さらに、制御装置５０は、スタック２０の、特にスタック２０上の面２０Ｖ、特に前面に配置される。外部温度センサ３７は、スタック２０の反対側を向く面２０Ｏ、特に上面に、特にスタック２０またはスタック制限構造体１０の最も離間した縁部２０Ｒ、１０Ｒに配置される。
【００７１】
さらに、電池パック１は、複数の電池パック接点７１を備える。電池パック接点７１は、処理装置１０１に電池パック１からの電気駆動力ＡＬを供給するために、電池パック１と処理装置１０１とを互いに電気的に接続するように構成される。さらに、電池パック１は、電池パック接点保持部７０を備える。電池パック接点保持部７０は、電池パック接点７１および外部温度センサ３７を保持する。さらに、電池パック接点保持部７０は、スタック制限構造体１０上に配置される。
【００７２】
さらに、図１１に図示するように、電池パック１は、電池パックハウジング８０を備える。パウチ型セル２１、特にスタック制限構造体１０、外部温度センサ３７、内部温度センサ３６、圧力センサ３１、制御装置５０、動力入出力検出装置５１および電池パック接点保持部７０は、電池パックハウジング８０内に配置される。さらに、電池パック１は、電池パックハウジング８０内に、冷却空気流ＬＳのための複数の空気流入口９１および複数の空気流出口９２を含む少なくとも１つの空冷回路９０を備え、冷却空気流ＬＳは、パウチ型セル２１を冷却するために、パウチ型セル２１、特にスタック制限構造体１０上の複数の空気流入口９１から複数の空気流出口９２へと通過する。外部温度センサ３７は、空冷回路９０内に、複数の空気流入口９１と複数の空気流出口９２との間に、特に複数の空気流入口９１および／または複数の空気流出口９２に面して、配置される。
【００７３】
測定された外部温度Ｔ３７が比較的低い場合、測定された内部温度Ｔ３６が比較的高くても、パウチ型セル２１は、特に充電前の時点において、冷却空気流ＬＳ、特に強制冷却空気流ＬＳによって冷却される必要がない。これにより、特に冷却と対照的に、スタック２０中のパウチ型セル２１の比較的良好な熱分配が可能になる。
【００７４】
追加または代替として、外部温度Ｔ３７および内部温度Ｔ３６の測定、ならびに特にスタック２０中のパウチ型セル２１の熱抵抗の検出は、充電がいつ開始され得るおよび／または終了し得るか、またはパウチ型セル２１の過熱が起こるまで放電がどれだけ長く続き得るかの予測を可能にする。
【００７５】
さらに、スタック制限構造体またはスタックハウジング１０は、パウチ型セル２１に対し熱的な接続を有し、熱伝導性を有する。
【００７６】
特に、スタック制限構造体またはスタックハウジング１０、特にハウジング壁１３、１４、１５、１６、１７は、パウチ型セル２１に物理的に接触し、パウチ型セル２１とハウジング壁１５、１６、１７との間に熱伝導ペーストが設けられる。
【００７７】
さらに、示される例示的実施形態において、スタック制限構造体またはスタックハウジング１０は、特に、ハウジング壁１３、１４、１５、１６により画定される共通構造体またはハウジング開口部１０Ｏを有する。パウチ型セル２１は、スタックハウジング１０内でスタック２０中に、セルタブ２２が、スタック２０の前面または共通タブ面２０Ｖにて、共通構造体またはハウジング開口部１０Ｏ上に配置されるように、構成および配置される。
【００７８】
さらに、電池パック１は、少なくとも１つの断熱材６０を有する。少なくとも１つの断熱材６０は、それぞれ２つのパウチ型セル２１の間に配置され、パウチ型セル２１の表面２１Ｆの大部分に亘り延在する。
【００７９】
示される例示的実施形態において、電池パック１は、５つの断熱材６０を有する。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、単一の断熱材のみを有し得る。
【００８０】
さらに、示される例示的実施形態において、少なくとも１つの断熱材６０は、スタック方向ｚに対し直交の方向ｘ、ｙに延在する。さらに、示される例示的実施形態において、少なくとも１つの断熱材６０は、パウチ型セル２１の表面２１Ｆ全体に亘って延在する。
【００８１】
さらに、示される例示的実施形態において、少なくとも１つの断熱材６０は、緩衝要素である。少なくとも１つの緩衝要素６０は、特に、スタック方向ｚにおける、少なくとも１つの緩衝要素６０の緩衝厚さ６０Ｄに亘るパウチ型セル２１の膨張を、存在する場合、緩衝するように構成される。
【００８２】
特に、示される例示的実施形態において、少なくとも１つの緩衝要素６０は、特に緩衝前の時点で、その延在に亘り、スタック方向ｚにおいて等しい緩衝厚さ６０Ｄを有する。
【００８３】
パウチ型セル２１の膨張によって、パウチ型セル２１のセル厚さ２１Ｄが増加すると、膨張は、少なくとも１つの緩衝要素６０により緩衝することが出来なくなり、その結果、押圧力ＤＦが増加し、この現象は圧力センサ３１により検出される。
【００８４】
さらに、示される例示的実施形態において、セルタブ２２および制御装置５０は、キャスティング材料、特に熱伝導性を有するキャスティング材料により包囲される。キャスティング材料は、パウチ型セル２１の外殻にまで達する。
【００８５】
さらに、示される例示的実施形態において、電池パック１は、３ｋＷの最大電気駆動力ＭＡＬを有する。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、最小で１ｋＷの、および／または最大で１０ｋＷの最大電気駆動力を有し得る。
【００８６】
さらに、示される例示的実施形態において、電池パック１は、３６Ｖの公称電圧ＮＳＰを有する。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、最小で１０Ｖおよび／または最大で１００Ｖの公称電圧を有し得る。
【００８７】
さらに、示される例示的実施形態において、電池パック１は、３３７Ｗｈの最大エネルギー容量ＭＥＩを有する。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、最小で１００Ｗｈおよび／または最大で１０００Ｗｈの最大エネルギー容量を有し得る。
【００８８】
さらに、示される例示的実施形態において、電池パック１は、２ｋｇの質量ｍ１を有する。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、最小で０．５ｋｇおよび／または最大で１０ｋｇの質量を有し得る。
【００８９】
さらに、示される例示的実施形態において、電池パック１は、特にスタック方向ｚにおいて５ｃｍの高さ１Ｈ、特に方向ｘにおいて１０ｃｍの幅１Ｂ、および特に方向ｙにおいて１５ｃｍの深さ１Ｔを有する。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、最小で２．５ｃｍおよび／もしくは最大で１０ｃｍの高さ、ならびに／または最小で５ｃｍおよび／もしくは最大で２０ｃｍの幅、ならびに／または最小で７．５ｃｍおよび／もしくは最大で３０ｃｍの深さを有し得る。
【００９０】
図１は、本発明の処理システム１００を示す。処理システム１００は、電池パック１および電動処理装置１０１を備える。電池パック１および電動処理装置１０１は、処理装置１０１に電池パック１からの電気駆動力ＡＬを供給するために、互いに電気的に接続するように構成され、特に、電気的に接続される。
【００９１】
詳細には、処理装置１０１は、電池収納部１０２を有する。電池収納部１０２は、電池パック１を収納するように構成される。特に、電池パック１が収納される。
【００９２】
図１の図では、電動処理装置１０１は、のこぎり１０１’、カットオフグラインダ１０１''、またはブロワ装置１０１'''である。代替の例示的実施形態においては、処理装置は、高枝剪定機、クリアリングソー、刈払機、植木ばさみ、植木カッタ、リーフブロワ、ロッパー、スイーパ装置、ロールスイーパー、ブラシスイーパ、芝刈り機、デサッチャー、または草刈り機となり得る。
【００９３】
図示し、上で説明した例示的実施形態により明白であるように、図示し、上で説明した例示的実施形態により明白であるように、本発明は、電動処理装置に電気駆動力を供給するための電池パックであって、諸特性が改善され、特に比較的寿命が長い電池パック、ならびにそのような電池パックおよび電動処理装置を含む処理システムを提供する。
【図１】
2020205248.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2020205248000001.pdf
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