(57)【要約】      （修正有）【課題】パウチ型セルの変形、それによる暴露が抑えられ得る電池パックの提供。【解決手段】第１スタック制限構造体１３および第２スタック制限構造体と、複数のパウチ型セル２１と、センサ配列３０とを備え、第２スタック制限構造体は、第１スタック制限構造体の反対側に、一定の距離を置いて配置され、パウチ型セルは、スタック中に配置され、スタックは、第１スタック制限構造体と第２スタック制限構造体との間に配置され、スタック方向ｚにおけるスタックの高さは、第１スタック制限構造体および第２スタック制限構造体によって制限され、センサ配列は、スタック中に配置され、センサ配列は、パウチ型セルの表面２１Ｆの大部分に亘り延在し、延在に亘るスタックの高さが略等しいように構成され、センサ配列は、圧力センサ３１を有し、圧力センサは、パウチ型セルに、スタック方向ｚに作用する押圧力ＤＦを検出するように構成される電池パック。【選択図】図４
2020205247.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、
第１スタック制限構造体（１３）および第２スタック制限構造体（１４）と、
複数のパウチ型セル（２１）と、
センサ配列（３０）と
を備え、
前記第２スタック制限構造体（１４）は、前記第１スタック制限構造体（１３）の反対側に、一定の距離（１０Ａ）を置いて配置され、
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、前記第１スタック制限構造体（１３）と前記第２スタック制限構造体（１４）との間に配置され、スタック方向（ｚ）における前記スタック（２０）の高さ（２０Ｈ）は、前記第１スタック制限構造体（１３）および前記第２スタック制限構造体（１４）によって制限され、
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）の前記高さ（２０Ｈ）が略等しいように構成され、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、前記スタック方向（ｚ）に作用する押圧力（ＤＦ）を検出するように構成される、
電池パック（１）。
【請求項２】
前記センサ配列（３０）は、一体型設計である、請求項１記載の電池パック（１）。
【請求項３】
前記センサ配列（３０）は、補償スペーサ（３２）を有し、前記補償スペーサ（３２）は、前記スタック（２０）中に配置され、前記補償スペーサ（３２）は、前記圧力センサ（３１）と別個であり、前記補償スペーサ（３２）は、センサ凹部（３３）を有し、前記圧力センサ（３１）は、前記センサ凹部（３３）内に配置され、前記スタック方向（ｚ）における前記補償スペーサ（３２）のスペーサ厚さ（３２Ｄ）および前記圧力センサ（３１）のセンサ厚さ（３１Ｄ）は、略等しい、請求項１記載の電池パック（１）。
【請求項４】
前記センサ配列（３０）は、フィルム（３４、３５）を含み、特に、フィルムである、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】
前記センサ配列（３０）は、温度センサ（３６）、特に内部温度センサ（３６）を有し、前記温度センサ（３６）は、温度（Ｔ３６）、特に前記スタック（２０）の内部温度（Ｔ３６）を測定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（１）。
【請求項６】
前記センサ配列（３０）は、２つのパウチ型セル（２１）の間、特に前記スタック方向（ｚ）において中心に配置され、および／または
前記圧力センサ（３１）および／または前記温度センサ（３６）、特に前記内部温度センサ（３６）は、前記パウチ型セル（２１）の前記表面（２１Ｆ）の中心（２１ＦＭ）に配置される、請求項１〜５のいずれか１項、特に請求項５記載の電池パック（１）。
【請求項７】
前記電池パック（１）は、外部温度センサ（３７）を備え、前記外部温度センサ（３７）は、前記スタック（２０）、前記第１スタック制限構造体（１３）または前記第２スタック制限構造体（１４）の縁部（２０Ｒ、１３Ｒ）、特に角部（２０Ｅ、１３Ｅ）における前記スタック（２０）の外部の、および／または前記第１スタック制限構造体（１３）または前記第２スタック制限構造体（１４）の外部の、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る、請求項１〜６のいずれか１項、特に請求項５または６記載の電池パック（１）。
【請求項８】
前記電池パック（１）は、制御装置（５０）を備え、前記制御装置（５０）は、検出された前記押圧力（ＤＦ）および／または測定された前記温度（Ｔ３６）、特に前記内部温度（Ｔ３６）および／または測定された前記外部温度（Ｔ３７）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１〜７のいずれか１項、特に請求項５〜７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、動力入出力検出装置（５１）を備え、
前記動力入出力検出装置（５１）は、前記時間（ｔ）当たりの、出力の前記電気駆動力（ＡＬ）および／または入力の充電電力（ＬＬ）を検出するように構成され、
前記制御装置（５０）は、検出された前記押圧力（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、可変の圧力限界値（ＤＦＧ）と比較し、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、
前記制御装置（５０）は、前記時間（ｔ）当たりの、検出された、出力の前記駆動力（ＡＬ）および／または検出された、入力の前記充電電力（ＬＬ）に応じて、前記圧力限界値（ＤＦＧ）を変化させるように構成される、請求項８記載の電池パック（１）。
【請求項１０】
前記電池パック（１）は、少なくとも１つの緩衝要素（６０）を備え、前記少なくとも１つの緩衝要素（６０）は、前記スタック（２０）中に配置され、前記少なくとも１つの緩衝要素（６０）は、前記パウチ型セル（２１）の前記表面（２１Ｆ）の大部分に亘り延在し、前記少なくとも１つの緩衝要素（６０）の緩衝厚さ（６０Ｄ）に亘る、前記スタック方向（ｚ）における前記パウチ型セル（２１）の膨張を緩衝するように構成される、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、スタックハウジング（１０）、特に大規模スタックハウジング（１０）を備え、前記第１スタック制限構造体（１３）は、前記スタックハウジング（１０）の第１ハウジング壁であり、前記第２スタック制限構造体（１４）は、前記スタックハウジング（１０）の第２ハウジング壁である、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、電池収納部（１０２）を有し、前記電池収納部（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／または建築用の処理装置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、第１スタック制限構造体、第２スタック制限構造体、複数のパウチ型セル、およびセンサ配列を備える。第２スタック制限構造体は、第１スタック制限構造体の反対側に、一定の距離を置いて配置される。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、第１スタック制限構造体と第２スタック制限構造体との間に配置される。スタック方向におけるスタックの高さは、第１スタック制限構造体および第２スタック制限構造体により、特にそれらの一定の距離によって制限される。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、パウチ型セルの表面の大部分に亘って延在し、スタックの高さが、その延在に亘って略等しいように構成される。さらに、センサ配列は、圧力センサ、特に電気的な圧力センサを有する。圧力センサは、スタック方向でパウチ型セルに作用する押圧力を検出、特に自動検出、特に測定するように構成される。
【０００５】
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。
【０００６】
さらに、パウチ型セルの表面の大部分に亘る延在、およびその延在に亘るスタックの略等しい高さにより、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、そしてそれによる暴露、特に局部暴露が、抑えられ得る、または完全に防止され得る。
【０００７】
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。
【０００８】
特に、一定の距離とは、第１スタック制限構造体と第２スタック制限構造体の距離が、特にパウチ型セルの膨張中に、スタック方向におけるパウチ型セルのセル厚さと比較して、わずかな程度のみ変化し得る、またはまったく変化しないことを意味し得る。追加または代替として、第２スタック制限構造体は、特に主面を、第１スタック制限構造体、特に第１スタック制限構造体の主面に対し平行にして配置され得る。
【０００９】
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る、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。
【００１０】
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直交にして、および／または第１スタック制限構造体、特に第１スタック制限構造体の主面に対し平行にして、および／または第２スタック制限構造体、特に第２スタック制限構造体の主面に対し平行にしてスタック中に配置され得る。追加または代替として、スタックは、スタック方向を、第１スタック制限構造体、特に第１スタック制限構造体の主面、および／または第２スタック制限構造体、特に第２スタック制限構造体の主面に対し直交にして、配置され得る。さらに追加として、または代替として、距離は、スタック方向となり得る。さらに追加として、または代替として、高さは、距離に対応し得、特に等しくなり得る。
【００１１】
センサ配列は、スタックの一番上に、またはスタックの上面に、またはスタック中のずっと下に、またはスタックの底面に配置され得る。追加または代替として、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、その延在に亘り特定の間隙を有し得る。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、その延在に亘る高さは、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、スタック制限構造体とパウチ型セルの距離、または２つのパウチ型セルの距離が、その延在に亘り略同等となり得るように、スタック制限構造体の１つとパウチ型セルの１つとの間に、または２つのパウチ型セルの間に配置および構成され得る。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、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。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明の発展例では、センサ配列は、一体型または統合型設計または構成である。特に、センサ配列は、その延在に亘り、スタック方向において等しい、特に一定の、配列厚さを有し得る。
【００１４】
本発明の発展例では、センサ配列は、補償スペーサを有する。補償スペーサは、スタック中に配置される。さらに、補償スペーサは、圧力センサと別個に設計または構成される。さらに、補償スペーサは、センサ凹部を有する。圧力センサは、センサ凹部内に配置または受容される。スタック方向における補償スペーサのスペーサ厚さおよび圧力センサのセンサ厚さは、略等しい。スペーサ厚さが、センサ厚さの補償を可能にする。特に、センサ厚さは、スペーサ厚さに等しくなり得、またはそれよりも若干、たとえば０．１ミリメートル大きくなり得る。これによって、圧力センサが、公差を含めて、補償スペーサと同一平面となり得る。追加または代替として、センサ配列は、複数部品または複数部分の設計となり得る。
【００１５】
本発明の発展例では、センサ配列は、フィルムを含む、特に、フィルムである。特に一体型のセンサ配列の設計の場合、前述の配列は、フィルムとなり得る。追加または代替として、複数部分のセンサ配列の設計の場合、補償スペーサおよび／または圧力センサは、特に、それぞれ、フィルムとなり得る。
【００１６】
本発明の発展例では、センサ配列は、温度センサ、特に電気式および／または内部温度センサを有する。温度センサは、スタックの温度、特に内部温度、特に温度の値を測定するように、特に自動的に測定するように設計または構成される。センサ配列は、相乗効果をもたらす。特に、温度センサ、特に内部温度センサは、ＮＴＣサーミスタとなり得る。
【００１７】
本発明の発展例では、センサ配列は、２つのパウチ型セルの間、特にスタック方向において中心に配置される。
【００１８】
追加または代替として、圧力センサおよび／または温度センサ、特に内部温度センサは、存在する場合、パウチ型セルの表面の中心に配置される。これにより、押圧力が最大となる、および／または温度、特に内部温度が最高または最も高温となる位置において、検出、特に測定が可能になる。
【００１９】
特に、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。
【００２０】
本発明の発展例では、電池パックは、温度センサ、特に電気式および／または外部温度センサを有する。外部温度センサは、スタックの、第１スタック制限構造体、または第２スタック制限構造体の境界または縁部、特に角部におけるスタックの外部の、および／または第１スタック制限構造体または第２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。これにより、外部温度が最低または最も低温となり得る位置における測定が可能になる。特に、外部温度センサは、内部温度センサと、存在する場合、異なり得る。追加または代替として、外部温度センサは、パウチ型セルのうちの最も外側の１つの縁部、特に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、ＮＴＣサーミスタとなり得る。
【００２１】
本発明の発展例では、電池パックは、制御装置、特に電気制御装置を有する。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、存在する場合、測定された温度、特に内部温度、および／または、存在する場合、測定された外部温度に応じて、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または構成される。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。特に、制御装置は、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。追加または代替として、制御装置は、押圧力ならびに／または温度、特に内部温度および／もしくは外部温度に応じた電池パックの健全性を検出し、検出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、電池パックは、動力入出力検出装置、特に電力入出力検出装置を有する。動力入出力検出装置は、時間当たりの、電池パックからの電気駆動力の出力、および／または充電電力、特に電池パックに入力される充電電力を検出する、特に自動的に検出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、可変の圧力限界値と比較、特に自動的に比較し、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または構成される。さらに、制御装置は、時間当たりの、検出された出力駆動力および／または検出された入力充電電力に応じて、圧力限界値を変化させる、特に自動的に変化させる、特に増加させるように設計または構成される。これにより、特に使用に関連する、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、考慮することが可能になる。特に、パウチ型セルの少なくとも１つの圧力限界値は、予め決定され得る。追加または代替として、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。
【００２３】
本発明の発展例では、電池パックは、少なくとも１つの緩衝要素を有する。少なくとも１つの緩衝要素は、スタック中に配置される。さらに、少なくとも１つの緩衝要素は、パウチ型セルの表面の大部分に亘って延在し、少なくとも１つの緩衝要素の緩衝厚さに亘る、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、緩衝するように設計または構成される。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になる。特に、少なくとも１つの緩衝要素は、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つの緩衝要素は、断熱材であってもよく、少なくとも１つの断熱材は、２つのパウチ型セルの間にそれぞれ配置され得る。
【００２４】
本発明の発展例では、電池パックは、スタックハウジング、特に大規模スタックハウジングを有する。第１スタック制限構造体は、スタックハウジングの第１ハウジング壁であり、第２スタック制限構造体は、スタックハウジングの第２ハウジング壁である。パウチ型セルの破裂の場合、この特徴により、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、スタックハウジングは、直方体の形状となり得る。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製となり得る。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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設計され得る。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設計され得る。特に、処理装置は、電池パックを保持するように設計され得る。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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】
【００３５】
【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支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】
【００３６】
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、第１スタック制限構造体１３、第２スタック制限構造体１４、複数のパウチ型セル２１、およびセンサ配列３０を備える。図６に図示するように、第２スタック制限構造体１４は、第１スタック制限構造体１３の反対側に、一定の距離１０Ａを置いて配置される。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、第１スタック制限構造体１３と第２スタック制限構造体１４との間に配置される。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１３および第２スタック制限構造体１４によって制限される。図４に図示するように、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の大部分に亘って延在し、スタック２０の高さ２０が、その延在に亘って略等しいように構成される。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、スタック方向ｚに、パウチ型セル２１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。
【００３７】
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。
【００３８】
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１３および第２スタック制限構造体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。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。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、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。
【００３９】
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、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、スタック方向ｚにおける等しい配置厚さ３０Ｄを有する。
【００４０】
図１〜１１の図において、センサ配列３０は、一体型である。
【００４１】
図１２では、センサ配列３０は、補償スペーサ３２を有する。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、圧力センサ３１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。圧力センサ３１は、センサ凹部３３内に配置される。補償スペーサ３２のスペーサ厚さ３２Ｄおよびスタック方向ｚにおける圧力センサ３１のセンサ厚さ３１Ｄは、略等しい。
【００４２】
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を有し、特に補償スペーサ３２は、フィルム３４である。
【００４３】
さらに、図４および図１２に図示するように、センサ配列３０は、温度センサ３６、特に内部温度センサ３６を有する。温度センサ３６は、スタック２０の温度Ｔ３６、特に内部温度Ｔ３６を測定するように構成される。
【００４４】
図１２では、内部温度センサ３６は、センサ凹部３８内に配置される。内部温度センサ３６のセンサ厚さ３６Ｄは、補償スペーサ３２のスペーサ厚さ３２Ｄ、およびスタック方向ｚにおける圧力センサ３１のセンサ厚さ３１Ｄと略等しい。
【００４５】
さらに、図示する例示的実施形態では、センサ配列３０は、２つのパウチ型セル２１の間、スタック方向ｚにおいて中心に配置される。
【００４６】
さらに、圧力センサ３１および温度センサ３６、特に内部温度センサ３６は、パウチ型セル２１の表面２１Ｆの中心２１ＦＭに配置される。
【００４７】
換言すると、圧力センサ３１および温度センサ３６、特に内部温度センサ３６は、スタック２０の対角線の交点に配置される。
【００４８】
さらに、図９および図１０に図示するように、電池パックは、外部温度センサ３７を備える。外部温度センサ３７は、スタック２０または第１スタック制限構造体１３の縁部２０Ｒ、１３Ｒ、特に角部２０Ｅ、１３Ｅにおけるスタック２０の外部の、および／または第１スタック制限構造体１３の外部のスタック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。
【００４９】
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の縁部、特に角部に、および／または第２スタック制限構造体の外部に配置され得る。
【００５０】
さらに、図７および図８に図示するように、電池パック１は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、検出された、特に測定された押圧力ＤＦ、ならびに測定された温度Ｔ３６、特に内部温度Ｔ３６および測定された外部温度Ｔ３７に応じて電池パック１を制御するように構成される。
【００５１】
特に、制御装置５０は、特にそれぞれの場合に、圧力センサ３１に、ならびに温度センサ３６、特に内部温度センサ３６、および外部温度センサ３７に電気的に接続される。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
さらに、示される例示的実施形態において、制御装置５０は、電池パック１からの電気駆動力ＡＬの出力、および／または電池パック１への充電電力ＬＬの入力を制御するように構成される。
【００５５】
詳細には、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、検出された、特に測定された押圧力を、可変の圧力限界値ＤＦＧと比較するように、および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。さらに、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。
【００５６】
代替の例示的実施形態においては、制御装置は、検出された押圧力ＤＦに基づく数量を可変の圧力限界値と比較するように構成される。
【００５７】
示される例示的実施形態において、パウチ型セル２１の少なくとも１つの圧力限界値ＤＦＧは、予め決定される。
【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、測定された温度Ｔ３６、特に内部温度Ｔ３６、および／または測定された温度Ｔ３６、特に内部温度Ｔ３６に基づく数量を、温度比較数量、特に内部温度比較数量、特に内部温度限界値Ｔ３６Ｇと比較するように構成される。温度比較数量、特に内部温度比較数量Ｔ３６Ｇは、パウチ型セル２１の少なくとも１つ、特に中央にある１つに依存する、特にそれによって予め決定される。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。
【００５９】
さらに、示される例示的実施形態において、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、外部温度比較数量、特に外部温度限界値Ｔ３７Ｇと比較するように構成される。外部温度限界値Ｔ３７Ｇは、パウチ型セル２１の少なくとも１つ、特に最も外側の１つに依存し、特に、それによって予め決定される。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。
【００６０】
追加または代替として、代替の例示的実施形態においては、制御装置は、測定された温度、特に内部温度と測定された外部温度との差を、温度比較数量、特に差分温度限界値に比較するように構成され得る。温度比較数量は、パウチ型セルの少なくとも１つに依存し得る、特に、それによって予め決定され得る。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ように構成され得る。
【００６１】
さらに、示される例示的実施形態において、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または第１スタック制限構造体１３の最も離間した縁部２０Ｒ、１３Ｒに配置される。
【００６２】
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、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、電池パック接点支持部７０を備える。電池パック接点支持部７０は、電池パック接点７１および外部温度センサ３７を支持する。さらに、電池パック接点支持部７０は、第１スタック制限構造体１３および第２スタック制限構造体１４に配置される。
【００６３】
さらに、図１１に図示するように、示される例示的実施形態において、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、ならびに特に第１スタック制限構造体１３、第２スタック制限構造体１４、センサ配列３０、外部温度センサ３７、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支持部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のための多数の空気流入口９１および多数の空気流出口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、特に第１スタック制限構造体１３および／または第２スタック制限構造体１４上の多数の空気流入口９１から多数の空気流出口９２へと通過する。外部温度センサ３７は、空冷回路９０内に、多数の空気流入口９１と多数の空気流出口９２との間に、特に多数の空気流入口９１および／または多数の空気流出口９２に面して、配置される。
【００６４】
さらに、電池パック１は、スタックハウジング１０、特に大規模スタックハウジング１０を備える。第１スタック制限構造体１３は、スタックハウジング１０の第１ハウジング壁であり、第２スタック制限構造体１４は、スタックハウジング１０の第２ハウジング壁である。
【００６５】
示される例示的実施形態において、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１０Ｓ、特に溶接接続部により機械的に相互接続される。
【００６６】
特に、示される例示的実施形態において、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、特に周面壁１５およびハウジング壁、特に背面壁１７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。
【００６７】
さらに、示される例示的実施形態において、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。
【００６８】
特に、スタックハウジング１０は、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。
【００６９】
さらに、示される例示的実施形態において、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ハウジング開口部１０Ｏを有する。パウチ型セル２１は、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、共通ハウジング開口部１０Ｏ上に配置されるように、スタックハウジング１０内でスタック２０中に構成および配置される。
【００７０】
さらに、電池パック１は、少なくとも１つの緩衝要素６０を備える。少なくとも１つの緩衝要素６０は、スタック２０中に配置される。さらに、少なくとも１つの緩衝要素６０は、パウチ型セル２１の表面２１Ｆの大部分に亘り延在し、少なくとも１つの緩衝要素６０の緩衝厚さ６０Ｄに亘る、スタック方向ｚにおけるパウチ型セル２１の膨張を、存在する場合、緩衝するように構成される。
【００７１】
示される例示的実施形態において、電池パック１は、５つの緩衝要素６０を含む。代替の例示的実施形態においては、電池パックは、単一の緩衝要素のみを含み得る。
【００７２】
特に、示される例示的実施形態において、２つのパウチ型セル２１が、それぞれの場合に、２つの緩衝要素６０の間に配置される。
【００７３】
さらに、示される例示的実施形態において、少なくとも１つの緩衝要素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つの緩衝要素６０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、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。
【００７４】
さらに、示される例示的実施形態において、少なくとも１つの緩衝要素６０は、断熱材である。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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】
2020205247.tif 000003
【図２】
2020205247.tif 000004
【図３】
2020205247.tif 000005
【図４】
2020205247.tif 000006
【図５】
2020205247.tif 000007
【図６】
2020205247.tif 000008
【図７】
2020205247.tif 000009
【図８】
2020205247.tif 000010
【図９】
2020205247.tif 000011
【図１０】
2020205247.tif 000012
【図１１】
2020205247.tif 000013
【図１２】
2020205247.tif 000014
【外国語明細書】
2020205247000001.pdf
2020205247000002.pdf
2020205247000003.pdf
2020205247000004.pdf