(57)【要約】  開放可能な相互接続モジュールの形態での相互接続モジュールシステムが提供される。前記開放可能な相互接続モジュールは、複数の開放可能な接点領域を有する基板を含んでよく、前記開放可能な接点領域の各々は電力セルの対応する端子に重なる位置に設けられてよい。前記開放可能な相互接続モジュールはまた、前記基板に取り付けられた少なくとも１つの相互接続導電部材を含んでよく、前記相互接続導電部材は前記基板の開放可能な接点領域内に配置された少なくとも１つの開放可能な導電接点を含む。前記開放可能な導電接点は、前記第１の開放可能な接点領域に対して電力セルの端子に向かう方向に力が加わったときに、前記電力セルの前記端子と開放可能な電気接続を形成する位置に設けられてよい。追加のおよび関連する方法および装置も提供される。
2013525942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開放可能な接点領域を含む基板、および、前記基板に取り付けられた少なくとも第１の相互接続導電部材を含む開放可能な相互接続モジュールであって、
前記開放可能な接点領域の各々は電力セルの対応する端子に重なる位置に設けられ、
前記第１の相互接続導電部材は、前記基板の第１の開放可能な接点領域内に配置された少なくとも第１の開放可能な導電接点を含み、
前記第１の開放可能な導電接点は、前記第１の開放可能な接点領域に対して第１の電力セルの端子に向かう方向に力が加わったときに、前記第１の電力セルの前記端子と開放可能な電気接続を形成する位置に設けられていることを特徴とする開放可能な相互接続モジュール。
【請求項２】
前記基板が可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項３】
前記第１の相互接続導電部材が導電性の箔を含むことを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項４】
前記第１の開放可能な接点領域に取り付けられた磁気部材であって、前記第１の電力セルと磁気的に結合して、前記開放可能な電気接続を形成する前記第１の開放可能な接点領域に加わる力に寄与するように構成された磁気部材を、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項５】
前記第１の開放可能な接点領域に取り付けられた磁気部材であって、強度が当該磁気部材の温度の関数である磁場を生成する磁気部材をさらに含み、前記磁気部材は、前記磁気部材の温度が所定の温度よりも低いときに、前記第１の電力セルと磁気的に結合して、前記開放可能な電気接続を形成する前記第１の開放可能な接点領域に加わる力に寄与するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項６】
前記第１の開放可能な接点領域に取り付けられた磁気部材であって、強度が当該磁気部材の温度の関数である磁場を生成する磁気部材をさらに含み、前記磁気部材は、当該磁気部材の温度が所定の温度よりも高いときに、前記第１の電力セルと磁気的に脱結合して、前記第１の開放可能な接点領域に加わる力への寄与を低減し、これによって、前記第１の電力セルの前記端子との前記開放可能な電気接続の形成を防止するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項７】
前記第１の開放可能な導電接点と前記第１の電力セルの前記端子との間に配置された導電性ペーストであって、前記開放可能な電気接続の形成を容易にするように構成された導電性ペーストを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項８】
前記基板の各開放可能な接点領域は、前記基板の開口によって形成されたタブを含み、前記タブは、前記基板によって、電力セルの対応する端子に対して近づくまたは離れる当該タブの動きを容易にする少なくとも１つの縁に沿って、支持されていることを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項９】
前記基板に取り付けられた前記第１の相互接続導電部材は、前記第１の開放可能な導電接点に電気的に接続された第２の開放可能な導電接点であって、前記基板の第２の開放可能な接点領域内に配置され、前記第２の開放可能な接点領域に対して第２の電力セルの端子に向かう方向に力が加わったときに、前記第２の電力セルの前記端子と開放可能な電気接続を形成する位置に設けられた第２の開放可能な導電接点を含み、前記第１の相互接続導電部材は、前記第１の電力セルの前記端子との前記開放可能な電気接続および前記第２の電力セルの前記端子との前記開放可能な電気接続を介して、前記第１の電力セルの前記端子と前記第２の電力セルの前記端子との間に、並列または直列の電気接続を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の開放可能な相互接続モジュール。
【請求項１０】
電力セルの端子に向かう接続力が加わったときに、電力セルの端子に向かって移動して、前記端子と電気接続を形成する開放可能な導電接点であって、前記移動を容易にするように、または、前記端子から離れて前記端子との前記電気接続を妨げる移動を容易にするように、移動可能に支持された開放可能な導電接点と、
磁場を生成する磁気部材であって、前記磁場の強度が当該磁気部材の温度の関数であり、前記開放可能な導電接点に取り付けられ、前記電力セルと磁気結合を形成し、それによって前記開放可能な導電接点に前記接続力を加えるように位置する磁気部材と
を含むことを特徴とする開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１１】
前記磁気部材は、当該磁気部材が所定の温度に達したときに、前記磁場の強度を低下させて、前記電力セルの前記端子から離れる前記開放可能な導電接点の移動を容易にするように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１２】
前記磁気部材は、当該磁気部材が選択されたキュリー温度に達したときに、前記磁場の強度を低下させて、前記電力セルの前記端子から離れる前記開放可能な導電接点の移動を容易にするように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１３】
前記磁気部材は、さらに、前記電力セルの近傍に位置して前記電力セルからの熱エネルギーを受けることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１４】
複数の電力セルを含む複数セル筺体内に含まれており、前記複数セル筺体から取り外し可能であることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１５】
複数の電力セルを含む複数セル筺体内に含まれており、前記複数の電力セルのいずれをも除去することなく、前記複数セル筺体から取り外し可能であることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１６】
前記開放可能な導電接点と前記電力セルの前記端子との間に配置された導電ペーストであって、前記電力セルの前記端子との前記電気接続を容易にする導電ペーストをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１７】
前記開放可能な導電接点に加わる前記電力セルの前記端子から離れる向きの切断力を生成するように構成された、切断ばねをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１８】
前記開放可能な導電接点に加わる前記電力セルの前記端子から離れる向きの切断力を生成するように構成された、切断磁石をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項１９】
磁場を生成し、該磁場によって生成される磁気結合を介して、前記開放可能な導電接点に加わる前記電力セルの前記端子から離れる向きの切断力を生成するように構成された切断磁石をさらに含み、前記切断磁石によって生成される磁場の強度が、前記切断磁石、前記磁気部材または両者の温度の関数であることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２０】
前記開放可能な導電接点は前記磁気部材内に配置された導電材料を含み、前記磁気部材は前記開放可能な導電接点と前記電力セルの前記端子との間に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２１】
前記開放可能な導電接点に対して前記電力セルの前記端子に向けて力を加えて、前記電力セルの前記端子から離れる向きの力に打ち克って、前記開放可能な導電接点と前記電力セルの端子との間に電気接続を確立するリセット部材を受けるように構成された、リセット通路をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２２】
電力セルの端子に向かう接続力が加わったときに、電力セルの端子に向かって移動して、前記端子と電気接続を形成する開放可能な導電接点であって、前記移動を容易にするように、または、前記端子から離れて前記端子との前記電気接続を妨げる移動を容易にするように、移動可能に支持された開放可能な導電接点と、
前記開放可能な導電接点に取り付けられた磁気部材であって、前記電力セルと磁気結合を形成し、それによって、当該磁気部材によって生成される磁場を介して前記開放可能な導電接点に前記接続力を加えるように位置する磁気部材と
を含むことを特徴とする開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２３】
複数の電力セルを含む複数セル筺体内に含まれており、前記複数セル筺体から取り外し可能であることを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２４】
複数の電力セルを含む複数セル筺体内に含まれており、前記複数の電力セルのいずれをも除去することなく、前記複数セル筺体から取り外し可能であることを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２５】
前記開放可能な導電接点と前記電力セルの前記端子との間に配置された導電ペーストであって、前記電力セルの前記端子との前記電気接続を容易にする導電ペーストをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２６】
前記開放可能な導電接点に加わる前記電力セルの前記端子から離れる向きの切断力を生成するように構成された、切断ばねをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２７】
前記開放可能な導電接点に加わる前記電力セルの前記端子から離れる向きの切断力を生成するように構成された、切断磁石をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２８】
磁場を生成し、該磁場によって生成される磁気結合を介して、前記開放可能な導電接点に加わる前記電力セルの前記端子から離れる向きの切断力を生成するように構成された切断磁石をさらに含み、前記切断磁石によって生成される磁力の強度は、温度および前記磁気部材の熱履歴の関数であることを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項２９】
前記開放可能な導電接点は前記磁気部材内に配置された導電材料を含み、前記磁気部材は前記開放可能な導電接点と前記電力セルの前記端子との間に配置されて、前記磁気部材を流れる電流によるオーム加熱を介して熱を受けることを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【請求項３０】
前記開放可能な導電接点に対して前記電力セルの前記端子に向けて力を加えて、前記電力セルの前記端子から離れる向きの力に打ち克って、前記開放可能な導電接点と前記電力セルの端子との間に電気接続を確立するリセット部材を受けるように構成された、リセット通路をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の開放可能な電力セル接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、広くは電気接続部品に関し、より具体的には相互接続モジュールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーの貯蔵および生成の技術は、消費者が、便利であるとともに環境に優しいエネルギー解決策の要求を増大させるにつれて、急速に発達している。エネルギーシステム（エネルギーの貯蔵および生成のシステムを含んでもよい）は、しばしば多くの小さなセル（たとえば充電式電池セル）を含んでおり、それらは相互に電気的に接続されている。多くのシステムにおいて、これらのセルは、永久接続（例えばタック溶接）を介して接続されて、セル間に電気接続を形成する。これらの公知のシステムにおけるセル間の接続は、単一の用途で使用する場合には、エネルギーシステムが電圧および電流容量の状態が一定であることを維持することができるように構成されている。さらに、個々のセル間の永久接続は、たとえばタック溶接が使用されるときに、熱ストレス、振動および異なる金属の結合のせいで、電力セルの寿命期間にわたって劣化しやすい。溶接の微細な裂け目が発達して、導電性の低下、エネルギー伝達効率の低下、および熱の増加という結果になり得る。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の例示的な実施形態は、所望の電圧および電流容量を達成するために、エネルギーシステム内の多くの電力セルを接続して直列および並列な群にするように構成された、相互接続モジュールシステムおよび開放可能な相互接続モジュールを含む。エネルギーシステムは、エネルギー貯蔵システムまたはエネルギー生成システムを指してよい。「電力セル」の用語は、たとえば、エネルギー貯蔵システムにおける電池セル、エネルギー生成システムにおける太陽電池セルなどを指す。開放可能な相互接続モジュールは、電力セルの端子（たとえば、正極端子および負極端子）と開放可能な電気接続を形成するように構成することが可能である。開放可能接続部は、セルの交換、エネルギーシステムの保守、および非破壊的な態様でのエネルギーシステムの再構築を容易にし得るのみならず、エネルギーシステムの出力の効率の低下を、たとえばタック溶接に比べて、長時間にわたって最小にする。加えて、いくつかの例示の実施形態において、磁気部材が、開放可能な相互接続モジュールの個々の開放可能な接点に関連して配置されてよい。磁気部材は、電力セルに磁気的に結合して、電力セルの端子との電気接続を形成する力を生成するために、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を定位置に保持することが可能である。いくつかの実施形態において、磁気部材によって生成される磁場の強度は、磁気部材の温度の関数であってよい。この点に関して、磁気部材は、電力セルの近傍に、または、セルによってもしくはオーミックに生成される熱を受けるように電気接続の近傍に配設されてよい。おそらくは切迫した故障によって電力セルが過剰な熱を生成した場合、磁気部材によって生成される磁場は、磁気部材によって吸収される熱によって低下してよい。、これによって、セルの端子に向けて開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点に加わる力を、応答性よく低下させる。この加わる力の低下の結果として電力セルとの電気的切断が生じ得る。本発明のこれらのおよび追加の例示の実施形態を、以下にさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
ここまで本発明を概括的な言葉で説明したが、以下、添付の図面を参照する。ただし、図面は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
【０００５】
【図１】図１は、様々な例示の実施形態に係る複数の電力セルを収容するエネルギーシステムのコンテナの一例の上面図である。
【図２】図２は、様々な例示の実施形態に係る電力セルと開放可能な相互接続モジュールとの相互作用の部分切除側面図である。
【図３】図３は、様々な例示の実施形態に係る電力セルと開放可能な相互接続モジュールとの相互作用の部分切除側面図である。
【図４】図４は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールの一例によって生成され得る電気的構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールの一例よって生成され得る電気的構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールの一例を示す図である。
【図７】図７は、様々な例示の実施形態に係る図６の開放可能な相互接続モジュールに対して相補的な他の開放可能な相互接続モジュールの一例を示す図である。
【図８】図８は、様々な例示の実施形態に係る電力セルの共通表面上の正極端子および負極端子の双方へのアクセスを有する電力セルと共に使用する基板の一例を示す図である。
【図９】図９は、様々な例示の実施形態に係る図８の基板に取り付け得る開放可能な相互接続モジュールの一例のための導電パターンを示す図である。
【図１０】図１０は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールのための追加の導電パターンを示す図である。
【図１１】図１１は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールのための追加の導電パターンを示す図である。
【図１２ａ】図１２ａは、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールの上部基板層を示す図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、様々な例示の実施形態に係る相互接続導電部材を示す図である。
【図１２ｃ】図１２ｃは、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールの下部基板層を示す図である。
【図１２ｄ】図１２ｄは、様々な例示の実施形態に係る図１２ａの上部積層シート、図１２ｂの相互接続導電部材および図１２ｃの下部積層シートを含む開放可能な相互接続モジュールを示す図である。
【図１３】図１３は、様々な例示の実施形態に係る図１２ｄの開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点領域の詳細図である。
【図１４】図１４は、様々な例示の実施形態に係る図１２ｄの開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点領域の詳細図である。
【図１５】図１５は、様々な例示の実施形態に係る相補的開放可能な相互接続モジュールの一例を有する図１２の開放可能な相互接続モジュールを示す図である。
【図１６】図１６は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールの可撓性を有する実施形態を示す図である。
【図１７ａ】図１７ａは、様々な例示の実施形態に係る太陽電池セルのアレイと共に使用する開放可能な相互接続モジュールの側面図である。
【図１７ｂ】図１７ｂは、様々な例示の実施形態に係る太陽電池セルのアレイと共に使用する開放可能な相互接続モジュールの上面図である。
【図１８】図１８は、様々な例示の実施形態に係る太陽電池セルと共に使用するように構成された開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点領域の詳細図である。
【図１９ａ】図１９ａは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用してよい磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｂ】図１９ｂは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用してよい磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｃ】図１９ｃは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｄ】図１９ｄは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｅ】図１９ｅは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｆ】図１９ｆは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｇ】図１９ｇは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｈ】図１９ｈは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｉ】図１９ｉは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｊ】図１９ｊは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｋ】図１９ｋは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図１９ｌ】図１９ｌは、様々な例示の実施形態に係る電力セル端子に開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を電気的に接続または切断するために使用し得る磁石支援接続部を形成するための様々な技術を示す図である。
【図２０】図２０は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールにおいて使用する開放可能な電力セル接続装置を示す図である。
【図２１】図２１は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールにおいて使用する開放可能な電力セル接続装置を示す図である。
【図２２】図２２は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールにおいて使用する開放可能な電力セル接続装置を示す図である。
【図２３】図２３は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールにおいて使用する追加の例示の開放可能な電力セル接続装置を示す図である。
【図２４】図２４は、様々な例示の実施形態に係る開放可能な相互接続モジュールにおいて使用する追加の例示の開放可能な電力セル接続装置を示す図である。
【発明の詳細な説明】
【０００６】
以下、添付の図面を参照して本発明の例示の実施形態をより詳細に説明する。図面は、本発明のすべての実施形態ではなく、いくつかの実施形態を示している。実際、本発明は、多くの異なる形態で実施してよく、ここで説明する実施形態に限られると理解すべきではない。本明細書の全体にわたって、類似の参照符号は類似の要素を示す。
【０００７】
本発明の様々な例示の実施形態によると、エネルギーシステム内の複数の電力セルと開放可能な電気接続を形成するように構成された、開放可能な相互接続モジュールが提供される。電力セルは、電力を出力するあらゆる形式の装置であってよい。たとえば電気化学的または静電的セルであり、これは、電池（たとえばリチウム−イオン、鉛−酸、金属−空気電池など）、キャパシタ（たとえば、ウルトラキャパシタ、スーパーキャパシタなど）、燃料電池、光電池、ペルチェ接合装置、圧電セル、熱電対装置、固相変換セル、他の電気化学的または静電的セルのハイブリッドなど、およびこれらの組み合わせを含んでよい。各電力セルは、たとえば、正極および負極端子を含む円筒状デバイスであってよい。ただし、本発明の例示の実施形態は、円筒形状の電力セルに限られない。たとえば、プリズム形状の電力セルが追加でまたは代替で利用されてよい。開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点を介して、電力セルの正極端子または負極端子と開放可能な電気接続が形成されてもよい。開放可能な相互接続モジュールは、電力セルを接続するための１つ以上の種々の導体パターンに従って設計されてよい。所与のパターンについて、電力セル間に並列または直列の接続が形成され、これがエネルギーシステムの出力電圧および電流容量を決定する。開放可能な相互接続モジュールは、電力セルの電気的構成によって提供される電圧および電流を出力するための、正および負の極性の相互接続出力端子を含むこともできる。この点に関して、エネルギーシステムの出力電圧は、相互接続部の出力端子間で測定してよい。
【０００８】
様々な例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールと電力セルとの電気接続が開放可能であるため、開放可能な相互接続モジュールを利用するエネルギーシステムは、開放可能な相互接続モジュールを除去すること、および、たとえば、故障した電力セルを交換することによって、容易に保守することが可能である。この点に関して、開放可能な電気接続は、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な導電接点と電力セルの端子との間に加わる力または圧力によって形成される電気接続であってよい。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールは、開放可能な相互接続モジュールを定位置に保つあらゆる力（開放可能な導電接点を電力セル端子に保持する力を含む）に打ち克つことによって（たとえば、開放可能な相互接続モジュールを電力セルから持ち上げることによって）、電力セルから除去する（つまり取り外す）ことが可能である。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールは、たとえば筺体のカバーを除去することによって触れるようにした後、工具を使用することなく除去されてよい。開放可能な相互接続モジュールは、たとえば、位置合わせピン、ばね、磁石、または、容器に付属したカバーであって、開放可能な相互接続モジュールを定位置に保持するためのカバー（ばね、位置合わせピンなどを有してよい）によって位置合わせされてよい。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールの取り外しは、エネルギーシステムからの開放可能な相互接続モジュールの取り外しの結果エネルギーシステムのどの部品も破棄または修理する必要のないように非破壊的な態様で実施してよい。この特徴の結果、いくつかの例示の実施形態は、効率的で安価な態様でのエネルギーシステムの保守を提供する。
【０００９】
さらに、開放可能な相互接続モジュールは、たとえば、移動する車両または自転車に取り付けるなど、振動を受ける環境で利用することが可能である。さらに、いくつかの環境において、開放可能な相互接続モジュール、電気接続部および電力セルは、たとえば電池エネルギーシステムとの関連で、熱サイクルに曝されてよい。これは、部品および電気接続部の質にさらなる影響を及ぼし得る。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点同士の接続部は、電気接続を維持したままで少し移動することが許容されるので、タック溶接などの固定接続に比べて、開放可能な接点の疲労が軽減または排除される。疲労は、固定接続の質を低下させ、電力伝送効率を低下させる結果となる。いくつかの例示の実施形態は、固定接続が影響を受ける態様と同様の態様で振動の影響を受けないので、特にエネルギーシステムの寿命全体にわたって改善された電力伝送が実現され得る。
【００１０】
開放可能な電気接続は、他の開放可能な相互接続モジュールとの置換（セルの電気配置が変化する結果となる）のための開放可能な相互接続モジュールの除去を容易にする。開放可能な相互接続モジュールの除去または置換は非破壊的な態様で行ってよいので、開放可能な相互接続モジュールによってエネルギーシステムの応用の柔軟性が向上する。さらに、開放可能な相互接続モジュールを置換することによって、既に破壊されたエネルギーシステムの電気的再構築も容易になる。
【００１１】
さらに、いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールの接点と電力セルの端子との間に開放可能な電気接続を形成するために加えられる力は、１つ以上の磁気部材を備えることによって生成されてよい。この点に関して、磁気部材は、電力セルまたは電力セルの端子に磁気結合する開放可能な相互接続モジュールの各接点に関連してよい。磁気結合は、開放可能な接点を電力セルの端子に電気接続された状態に保って開放可能な電気接続を形成する力を生成し得る。
【００１２】
いくつかの例示の実施形態において、開放可能な接点が電力セルの端子から接続破壊されるか、または電気接続が破壊されたままにすることを容易にするために、切断力が開放可能な接点にも（たとえば切断ばね、切断磁石などを介して）加えられてよい。切断力に打ち克つ力を生成するための十分な磁気結合を提供するために、磁気部材が備えられてよい。いくつかの例示の実施形態において、開放可能な接点に関連する磁気部材は、強度が磁気部材の温度の関数である磁場を生成してよい。この点に関して、磁気部材によって生成される磁場の強度は、磁気部材の温度が上昇するにつれて低下してよい。このように、いくつかの例示の実施形態によると、磁気部材の磁場によって生成される力が選択された温度での切断力に打ち克つには不足して、その結果開放可能な接点が端子から離れる方向に移動することによって、開放可能な接点と電力セルの端子との電気接続が破壊されるように磁気部材の特性（たとえば、キュリー温度）が選択されてよい。故障寸前の電力セルはしばしば多くの熱を生成し、故障寸前のセルに近い磁気部材は、故障寸前の電力セルによって生成される熱エネルギーを受けて、故障寸前の電力セルとの開放可能な電気接続が破壊されてもよい。同様に、電気接続自体は接続のオーム抵抗により熱源になり得る。そして、磁気部材は、電気接続の近くに位置して電気接続によって生成されるオーム熱（これは、接続を流れる電流を示し得る）を受けてよい。この点に関連して、接点つまり相互接続導電部材の一部分の抵抗は、その部分を流れる電流が選択された限界を超えた場合に、オーム熱が磁気部材に作用して対応する保持力の低下をもたらし、電気接続を破壊するように設計することが可能である。故障寸前の電力セルの端子への開放可能な電気接続を破壊することによって、故障寸前の電力セルを電気回路から取り除き、これによって、故障寸前のセルによって生成される熱を制限して、故障寸前のセルを電流経路から排除することが可能になる。システムがその設計電流容量を超える場合、１つの並列グループ内の電力セルの端子に電気的に接続された開放可能な接点は、電気接続を破壊して、その接点と電力セルとに関して開回路を形成してよい。いくつかの例において、その並列グループ内の全ての電気接続の次第に増大する速さでの開回路化が、これに続いてよい。電流は、Ｘをシステム端子電流、Ｐを並列のセルの数として、第１のセルの開回路化の後、セルあたりＸ／ＰからＸ／（Ｐ−１）に変化し、次いで、故障が連鎖するにつれて、Ｘ／（Ｐ−２）などに変化し得る。
【００１３】
いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールは可撓性を有してよい。この点に関連して、開放可能な相互接続モジュールは、開放可能な相互接続モジュールの相互接続導電部材を支持する可撓の機械的支持を提供する可撓性を有する（たとえばシートの形態の）非導電性基板を含んでよい。いくつかの例示の実施形態において、基板は剛性を有してもよい。
【００１４】
開放可能な相互接続モジュールの相互接続導電部材のレイアウトは、所望の構成における種々の電力セルを接続するためのパターンによって規定されてよい。相互接続導電部材は、電力セルと電気接続を形成するように構成された開放可能な接点を含んでよい。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールの相互接続導電部材のいくつかまたは全ては、導電性の可撓の箔を含んでよい。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールの可撓性は、上述のように開放可能な相互接続モジュールの非破壊的除去を容易にするのみならず、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点が変形しまたは歪んで電力セルの端子と接触する接点の表面積を最大にすることを可能にする。その結果、電気接続の改善が実現される。さらに、いくつかの例示の実施形態によると、体積に対する表面積の比が大きいこと、つまり高アスペクト比によって、あるいは、いくつかの例示の開放可能な相互接続モジュールの薄い断面によって、電力セルからの放熱も向上する。
【００１５】
開放可能な相互接続モジュールを利用するエネルギーシステムは、様々な設定で採用してよい。たとえば車両（自動車、トラック、自転車など）は、エネルギーシステムによって電力供給されてよく、また、車両が使用されない時に、あるいはたとえばエネルギー再補足技術などの機構を通じて再充電されてよい。加えて、エネルギーシステムは、たとえばグリッドピークシェービング、バックアップ電力などを行うスマートグリッド技術と共に利用してよい。さらに、開放可能な相互接続モジュールがエネルギーシステムにもたらす応用の柔軟性のおかげで、エネルギーシステムは目的を再設定または再構築することができる。その結果たとえば、エネルギーシステムが、１２ボルトの供給を必要とする電気自転車で使用され、開放可能な相互接続モジュールの交換を通じて、同じエネルギーシステムが、２４ボルトの供給電圧を必要とする家庭用インバータのためのバックアップ電源として使用されてよい。
【００１６】
以上を踏まえて、図１は、エネルギーシステム１００における電力セルの配置の一例を表しており、これは、電力セルを横方向の定位置に保持する電力セルアレイレシーバ（ＰＣＡＲ）１０５を含む。ＰＣＡＲ１０５は、電力セルを受けて保持するための開口１１０を含んでいる。図１は、４０個の電力セルを保持する六方グリッド配置の例における開口１１０を表しているが、ＰＣＡＲは、あらゆる数の電力セルを様々な位置に保持するように設計してよい。電力セルは、１つ以上の端子を上面または下面に有することが多く、開口の配置は、開放可能な相互接続モジュールのための開放可能な接点の配置の一般的な目安を与え得る。開放可能な接点の位置に基づいて、開放可能な相互接続モジュールの様々なパターンが、所望の電圧および電流容量特性をエネルギーシステムのために生成するように設計されてよい。また、エネルギーシステム１００は、相互接続出力端子との電気接続を形成するように位置する出力バス１２０，１３０を含んでおり、いくつかの例示の実施形態において、出力バスとの接続は関連する磁気部材により生成される磁力の支援によって形成することが可能である。開放可能な接点と電力セルの端子との間の開放可能な電気接続と同様に、相互接続出力端子と出力バス１２０，１３０との間の電気接続は、開放可能であってよい。いくつかの例示の実施形態によると、出力バス１２０，１３０は、エネルギーシステム出力端子１４０，１５０とそれぞれ電気的に接続されてよい。エネルギーシステム出力端子は、最終的に、負荷または電力の分配を容易にする他のエネルギーシステムに接続されてよい。出力バス１２０，１３０およびエネルギーシステム出力端子１４０，１５０は、図１のエネルギーシステム１００の反対側の端部に示されているが、出力バス１２０，１３０およびエネルギーシステム出力端子１４０，１５０は、エネルギーシステムの種々の応用を容易にするために、エネルギーシステム１００の筺体内の様々な場所に配置してよい。たとえば、出力バスおよびエネルギーシステム出力端子は筺体の同じ端部に位置してよい。または、出力バス１２０，１３０は筺体の長手方向の縁に沿って位置してよい。開放可能な相互接続モジュール内での相互接続出力端子の対応する配置も考えられる。
【００１７】
図２は、エネルギーシステムの４つの電力セル２００、上部開放可能な相互接続モジュール２１５および下部開放可能な相互接続モジュール２３０を含む部分の切除側面図の一例である。各電力セル２００は、第１の端子２０５および第２の端子２１０を含んでいる。第１の端子２０５は正極性を有してよく、第２の端子２１０は負極性を有してよい。電力セル２００は上面および下面の双方に端子を有しているので、上部開放可能な相互接続モジュール２１５および下部開放可能な相互接続モジュール２３０は、所望の電気的構成でセルを接続するのに使用してよい。いくつかの例示の実施形態によると、電力セルは、電力セルのキャニスターから電気的に隔離した上部端子を有してよく、上部端子は、第２の端子として機能するように構成されてよい。
【００１８】
上部開放可能な相互接続モジュール２１５および下部開放可能な相互接続モジュール２３０は、それぞれ、基板２２０，２４０および開放可能な接点２２５，２３５を含んでよい。基板２２０，２４０は、あらゆる種類の絶縁材料（たとえばプラスチック、ポリウレタン、ポリエステル、ポリマー材料、他の非導電性有機材料、雲母、他の非導電性無機材料など）を含んでよい。いくつかの例示の実施形態において、基板２２０に使用される材料の厚さまたは特性によって、基板は剛性を有することも可撓性を有することもある。電力セルが反応ガスを放出する必要があるいくつかの例示の実施形態においては、たとえば基板の開口を通る流路が提供されてよい。
【００１９】
開放可能な接点２２５，２３５は、電力セルの端子との間に電気接続を形成する相互接続導電部材の一部であってよい。相互接続導電部材は、基板に取り付けられてよく、基板の層と層の間に配置されてもよい。いくつかの例示の実施形態において、相互接続導電部材は、基板の層に（たとえば、接着、熱接続、積層、スクリーン印刷などで）取り付けられてよい。開口は、切除または他の方法で基板から除去されて、相互接続導電部材の開放可能な接点がセルの端子と電気接続を形成することを可能にしてよい。相互接続導電部材の反対側は、基板の他の層に積層されてよい。相互接続導電部材は、あらゆる種類の導電性材料（銅、アルミナ、銀、導電性無機材料、導電性有機材料などを含む）を含んでよく、また薄く可撓の箔として実施されてよい。いくつかの例示の実施形態において、相互接続導電部材は、銅板（たとえば、１オンス銅板）から打ち抜いて作製されてよい。いくつかの例示の実施形態において、相互接続導電部材は、高電流をサポートするように構成されてよく、また、電流の方向に垂直な厚さに対する辺の長さのアスペクト比がたとえば１０：１またはそれ以上であってよい。
【００２０】
一例では、上部開放可能な相互接続モジュール２１５は開放可能な接点２２５と端子２０５との間に間隙を有するように示されているが、動作中、上部開放可能な相互接続モジュール２１５は、開放可能な接点２２５が端子２０５と電気的または物理的接続を形成するように位置する。同様に、一例では、下部開放可能な相互接続モジュール２３０も、開放可能な接点２３５と端子２１０との間に間隙を有するように示されているが、動作中、下部開放可能な相互接続モジュール２３０は、開放可能な接点２３５が端子２１０と電気的または物理的接続を形成するように位置する。いくつかの例示の実施形態によると、質の高い（たとえば低インピーダンスの）電気接続の形成を容易にするために、開放可能な接点と電力セル端子との間に導電ペーストが適用されてよい。この点に関連して、いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な接点と端子とは物理的な開放可能な接触をしてなくてよく、開放可能な接点と電力セルの端子との電気接続は導電ペーストを介して生成されてよい。
【００２１】
加えて、端子２０５，２１０と開放可能な接点２２５，２３５との間に形成される開放可能な電気接続は、開放可能な接点を端子に向けて移動させるように加わる力によって促進される。この力は、たとえば開放可能な相互接続モジュールまたは電力セルに取り付けられた磁気部材との磁気結合の結果であってよい。磁気部材は、常磁性体、強磁性体、フェリ磁性体などであってよい。いくつかの例示の実施形態において、磁気部材は開放可能な相互接続モジュールに取り付けられてよく、電力セルは磁場を印加されてよい。この点に関して、電力セルによって生成される磁場は、接続力の生成を促進してよい。
【００２２】
図２の電力セル２００は、極性配向を有する（たとえば、全ての正極端子が上方を向く）ように示されているが、いくつかの例示の実施形態において、１つ以上の電力セルは、反対の極性配向（たとえば、正極端子が下方を向く）であってよいことは、注目に値する。開放可能な相互接続モジュールに使用されるパターンは、電力セルのそのような混合の極性配向を許容するように設計されてよい。
【００２３】
図３は、電力セル３００が、電力セル３００の同一表面に、第１の端子３０５（たとえば正極端子）および第２の端子（たとえば負極端子）を含む、他の実施形態の切除側面図である。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールが電力セルの同一表面上の電力セルの両方の端子と接続を形成するように構成されるとき、単一の開放可能な相互接続モジュール３０５が、セルの所望の電気的構成を生成するために使用されてよい。いくつかの例示の実施形態によると、おそらく非導電性基板層によって互いに分離されている相互接続部材の複数の層が、所望の電気的構成を生成するために使用されてよい。開放可能な相互接続モジュール３０５は、基板３１５、第１の開放可能な接点３１０および第２の開放可能な接点３２０を含む。開放可能な相互接続モジュール３０５の第１の開放可能な接点３１０は、電力セル３００の第１の端子３０５と電気接続を形成するように位置している。開放可能な相互接続モジュール３０５の第２の開放可能な接点３２０は、第２の端子３２５と電気接続を形成するように位置している。再び、図３は開放可能な相互接続モジュール３０５とセル３００の端子との間に間隙を示しているが、動作中、開放可能な相互接続モジュール３０５は、開放可能な接点３１０，３２０がそれぞれ端子３０５，３２５と電気的または物理的接続を形成するように位置する。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な接点と端子とは物理的な開放可能な接点でなくてよく、開放可能な接点と電力セルの端子との電気接続は、導電ペーストを介して生成されてよい。
【００２４】
開放可能な相互接続モジュールによって複数のセル間に形成される接続に基づいて、エネルギーシステムにより種々の電圧および電流容量が実現され得る。図４および図５は、所望の電圧および電流容量出力を生成するように設計された開放可能な相互接続モジュールを使用することにより生成することが可能な多くの電気的構成のうちの２つを示す。上述のように、開放可能な相互接続モジュールのパターンに基づいてセルの並列グループが生成されてよい。パターンは並列グループを直列に接続することもできる。この種の電気的構成を記載するために、「ｘｓｙｐ」の命名法を使用することが可能であり、ここで、ｘは直列な並列グループの数を、ｙは並列グループ中の電力セルの数を表す。図４の電気的構成４００を参照すると、各並列グループは１０個の電力セルを含み、４つの並列グループが直列である。したがって、電気的構成４００は「４ｓ１０ｐ」電気的構成である。図５の電気的構成４５０については、各並列グループは５個の電力セルを含み、８つの並列グループが直列に接続されている。したがって、電気的構成４５０は「８ｓ５ｐ」電気構成である。
【００２５】
たとえば、「４ｓ１０ｐ」構成を生成するために設計された開放可能な相互接続モジュールは、「８ｓ５ｐ」構成を生成するために設計された開放可能な相互接続モジュールとは異なるパターンを有するであろうが、様々な例示の実施形態に係る特定の筺体内の電力セルの配置は、同一であってよい。たとえば、図１のＰＣＡＲ１０５を使用しても、パターンを相違させた開放可能な相互接続モジュールを使用することによって、「４ｓ１０ｐ」構成または「８ｓ５ｐ」を実現することができる。したがって、いくつかの例示の実施形態によると、単に第1の開放可能な相互接続モジュール（または、上部および下部開放可能な相互接続モジュールの第１のセット）を第２の開放可能な相互接続モジュール（または上部および下部開放可能な相互接続モジュールの第２のセット）で置き換えるだけで、同一のＰＣＡＲおよび電力セルを使用してエネルギーシステムの異なる電圧および電流容量特性を実現することが可能である。
【００２６】
図６は、上部開放可能な相互接続モジュールである例示の開放可能な相互接続モジュール１０００を表す。図７は、下部開放可能な相互接続モジュールである例示の開放可能な相互接続モジュール２０００を表す。下部開放可能な相互接続モジュール２０００は、上部開放可能な相互接続モジュール１０００に対して相補的に構成されており、電力セルの所望の電気的構成を形成する。開放可能な相互接続モジュール１０００，２０００の導電パターンは、並列化部材、バス部材、および電力セルの端子間に電気接続を形成するための開放可能な接点を含む、いくつかの相互接続導電部材を含んでよい。
【００２７】
開放可能な相互接続モジュール１０００は、１００５の位置の第１のセルの端子を、第１の相互接続の開放可能な接点領域１００２を通じて、バス部材１１５５の並列化部材１１５４に電気的に接続するための第１の相互接続の開放可能な接点領域１００２を含む。バス部材１１５５は、相互接続出力端子でもあってよく、第１の極性を有してよい。開放可能な相互接続モジュールの中央領域１３００は、たとえば１００７および１００９の位置のセル間の接続などの、セル−セル接続を形成するように構成されてよい。第２相互接続の開放可能な接点領域１５０１が、１０１１の位置のセルを、バス部材１２０５の並列化部材１２０４に電気的に接続する。バス部材１２０５は、相互接続の出力端子でもあってよく、第２の極性を有してよい。１００５および１０１５の位置のセルは、図６における１００５および１０１５の位置の真下に位置するセルと同様に、並列化部材１１５４および図７の並列化部材２４４を介して電気的に並列に接続されている。１００７および１０１７の位置のセルは、図６における１００７および１０１７の位置の真下に位置するセルと同様に、並列化部材１３０４および図７の並列化部材２４４を介して電気的に並列に接続されている。１００７および１０１７の位置のセルならびに１００９および１０１９の位置のセルは、図６における１００９および１０１９の位置の真下に位置するセルと同様に、並列化部材１３０４および図７の並列化部材２５４を介して並列に接続された、別の並列グループを形成する。１０１１および１０２１の位置のセルは、図６における１０１１および１０２１の位置の真下に位置するセルと同様に、並列化部材１２０４および図７の並列化部材２５４を介して並列に接続されている。さらに、開放可能な相互接続モジュール２０００は、開放可能な相互接続モジュール１０００に対して相補的であり、１００５の位置の第２の極性の端子を、セル−セル相互接続導電部材２４０を通じて、１００７の位置の第１の極性の端子に接続する。同様に、１００９の位置の第２の極性の端子は、セル−セル相互接続導電部材２５０を通じて、１０１１の位置の第１の極性の端子に接続される。上述の接続と図６および図７に示した他の接続を介して、それらの接続で形成された結果の並行グループは、電気的に直列に接続されて、図４に示した「４ｓ１０ｐ」構成を形成する。
【００２８】
図８は、複数の電力セルと共に使用されて図３に示した開放可能な相互接続モジュール３０５と同様に、電力セルの同一面上の２つの端子（たとえば共に正極または負極の端子は電力セルの同一面に接触することができる）にアクセスする基板８５０の例示の配置を表す。開口に重なる相互接続導電部材が開放可能な接点となって下に位置するセルの対応する端子と電気接続を形成することを可能にするように開口８５１，８５２が位置している。開口８５１は、たとえば対応する電力セルの第１の端子の一部分と揃うように構成された半円形の開口であり、開口８５２は、対応する電力セルの第２の端子と揃うように構成されている。これに関連して、図９は、基板８５０に取り付けられて電力セルの正極または負極の端子と電気接続を形成することが可能な、開放可能な相互接続モジュールの導電部８５３のパターンの一例を表している。電力セルは、たとえば、１００６，１００８，１０１０および１０１２の位置にあってよい。相互接続導電部材２４１，１３０１および２５１はセル−セル接続を形成し、相互接続導電部材１１５６および１１０６は、相互接続出力端子のためのバス部材を形成する。開放可能な相互接続モジュールは基板８５０を含み、導電部８５３は、図４に示した「４ｓ１０ｐ」セル構成を生成するように構成することができる。図１０および図１１は、正極性および負極性の電気接続を電力セルの同一面上に形成するように構成された開放可能な相互接続モジュール４６０，４７０の追加の例を表している。開放可能な相互接続モジュール４６０は、相互接続出力端子４６１を含む。同様に、開放可能な相互接続モジュール４７０は、相互接続出力端子４７１を含む。開放可能な相互接続モジュール４６０は「１０ｓ４ｐ」電気構成を形成し、開放可能な相互接続モジュール４７０は完全な並列電気構成（つまり、全ての電力セルが並列に接続される）を形成する。
【００２９】
図１２ａ、図１２ｂおよび図１２ｃは、図１２ｄに示す開放可能な相互接続モジュール１２００の層を表す。図１２ａの上部基板層１２０９は、積層体などの非導電性材料で構成されてよい。開口１２０５（たとえば、開口１２０５ａ〜１２０５ｉ）は、上部基板層１２０９の材料が取り除かれて基板タブ１２０６（たとえば、基板タブ１２０６ａ〜１２０６ｉ）となっている領域である。図１２ｂは、相互接続導電部材１２０２（たとえば、相互接続導電部材１２０２ａ〜１２０２ｉ）を表し、これは、開放可能な接点１２０３（たとえば図１２ｄに示す開放可能な接点１２０３ｄ〜１２０３ｆ）である領域を含む。相互接続導電部材または少なくとも開放可能な接点１２０３は、可撓の導電箔を含んでよい。相互接続導電部材１２０２は、たとえば接着剤などによって、上部基板層１２０９の下面に取り付けられてよい。いくつかの例示の実施形態によると、タブ１２０６は、開放可能な接点１２０３の上面に重なってそれに取り付けられてよい。いくつかの例示の実施形態において、基板タブ１２０６は、基板タブ１２０６の上面の磁気部材に取り付けられてもよい。図１２ｃは、下部基板層１２０１を表し、これも積層体などの非導電性材料で構成されてよい。開口１２１０（たとえば、開口１２１０ａ〜１２１０ｉ）は、下部基板層１２０１の材料が取り除かれて電力セル端子への接続のために開口１２１０を介して開放可能な接点１２０３を露出させている領域である。下部基板層１２０１は、相互接続導電部材が上部基板層１２０９と下部基板層１２０１との間に位置するように、上部基板層１２０９の下面および相互接続導電部材１２０２に取り付けられる。
【００３０】
図１２ｄは、上部基板層１２０９、相互接続導電部材１２０２および下部基板層１２０１を含む、結果の開放可能な相互接続モジュール１２００を表す。開放可能な接点１２０３の各々は、対応する開放可能な接点領域１２０４（たとえば、開放可能な接点領域１２０４ｄ〜１２０４ｆ）内に位置する。開放可能な接点領域１２０４は、電力セルの端子表面がエネルギーシステム内に位置する領域に重なる。開放可能な接点１２０３を介して、相互接続導電部材１２０２は、電力セル間に直列または並列の電気接続を形成して所望の電気構成を生成するように構成されてよい。開口１２０５の作成によって、タブに取り付けられた開放可能な接点１２０３が電力セルの端子に対して近づきまたは離れるように移動することを容易にする基板タブ１２０６が各開放可能な接点領域１２０４内に現出する結果となる。加えて、相互接続導電部材１２０２ａ，１２０２ｉは、相互接続出力端子１２１１ａ，１２１１ｂとして構成された導電部を含む。相互接続出力端子１２１１ａ，１２１１ｂは、好ましくは、バス部材またはエネルギーシステム出力端子と電気接続を形成するように設計される。
【００３１】
図１３および図１４は、開放可能な接点領域１２０４の一例をより詳細に表す。図１３を参照すると、開放可能な接点領域１２０４は、上部基板層１２０９と下部基板層１２０１との間に配置された相互接続導電部材１２０２、開放可能な接点１２０３、開口１２０５，１２１０および基板タブ１２０６を含む。上述のように、開口１２１０は、開放可能な接点１２０３の下面を露出させる下基板層１２０１の開口であり、開口１２０５は、開放可能な接点１２０３の上面に取り付けられた基板タブ１２０６となる上基板層１２０９の開口である。これに代えて、いくつかの例示の実施形態において、基板の両層の開口は、開放可能な接点１２０３が開放可能な接点１２０３の上面および下面の双方に露出するように作成されてよい。開口を作成することによって、基板タブ１２０６および開放可能な接点１２０３は移動可能に支持され得る。
【００３２】
図１４は、基板タブ１２０６および開放可能な接点１２０３の基板層の平面から外れる可動特性を表している。この点に関連して、基板タブ１２０６は可動であってよく、基板によって形成される平面の面内および面外に歪んでよく、基板層によって形成される平面の上方または下方のどちらに歪んでもよい。図１４は、矢印の方向に加わる力１２０７に応じた動きの後の基板タブ１２０６および開放可能な接点１２０３を表している。仮に、電力セルが開放可能な接点１２０３の下方に位置するならば、開放可能な接点１２０３は電力セルの端子と電気接続を形成するかもしれない。基板タブ１２０６および開放可能な接点１２０３の可撓性のため、開放可能な接点１２０３は、力１２０７の結果として基板層の平面から歪んで電力セルの端子への大表面積の接続を形成するように平坦になることができる。
【００３３】
力１２０７は、様々な方法で生成してよい。いくつかの例示の実施形態において、磁気部材は、上部基板タブ１２０６または開放可能な接点１２０３に取り付けられて、磁気結合を形成し、これによって接続および保持力に寄与してよい。いくつかの例示の実施形態において、磁気部材は磁場の強度が磁気部材の温度の関数であるように選択されまたは構成されてよい。この点に関連して、磁気部材は、たとえば電力セルと磁気結合して磁気部材の温度が所定の温度未満のときに開放可能な接点または開放可能な電気接続を形成する基板タブに加わる力に寄与してよい。所定の温度は磁気部材のキュリー温度であってよく、また、所定の温度は電力セルの安全な動作のための最高温度として選択されてよい。この点に関連して、電力セルによって生成される熱エネルギーを磁気部材が受けるのを確実にするために、磁気部材は電力セルの近傍に位置してよい。これに加えてまたは代えて、磁気部材は電気接続の近傍に位置してオーム生成される熱を受けてよい。いくつかの例示の実施形態において、所定の温度は電力セルと磁気部材との距離に基づいて選択されてもよい。いくつかの例示の実施形態によると、磁気部材が所定の温度に達したまたは超えたときに、磁気部材が磁性を失って電力セルから脱結合し、これによって開放可能な接点と電力セルの端子との間に加わる力への寄与を低減してよく、また、いくつかの例示の実施形態によると開放可能な接続の形成を妨げてよい。これに代えて、いくつかの例示の実施形態において、基板タブを押して接続および保持力を生成し、電力セルの端子との電気接続の形成を促進する圧力点を含む圧力板クッションが開放可能な相互接続モジュール１２００上に載置されてよい。
【００３４】
図１５は、下面および上面に端子を有する電力セルと共に使用される上部開放可能な相互接続モジュールとしての開放可能な相互接続モジュール１２００を表す。開放可能な相互接続モジュール１２５０は、上部開放可能な相互接続モジュール１２００によって形成される電気接続に対して相補的で電力セルの電気構成を形成する下部開放可能な相互接続モジュールであってよい。上部および下部開放可能な相互接続モジュール１２００，１２５０は、対応する基板タブに取り付けられて電力セルと磁気結合し、電力セルの端子と電気接続を形成する磁気部材１２５１を有するように示されている。
【００３５】
図１６は、開放可能な相互接続モジュール１２００の可撓特性を表している。開放可能な相互接続モジュール１２００の可撓性は、電力セルの端子との高品位の電気接続の形成を容易にする。なぜならば、開放可能な相互接続モジュール１２００は、開放可能な相互接続モジュールに加わる力の下で、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点と電力セルの端子との増大した表面積の接続を提供する態様で変形し得るからである。加えて、開放可能な相互接続モジュール１２００の可撓性は、いくつかの例示の実施形態によると、エネルギーシステムの筺体内での開放可能な相互接続モジュールの容易な除去および置換を促進する。
【００３６】
図１７ａおよび図１７ｂは、太陽電池アレイ内の太陽電池３０１０の電気構成を生成するように構成された、別の開放可能な相互接続モジュール３０００を表している。図１７ａは、太陽電池４個分の高さの太陽電池アレイの側面図を示す。図１７ｂは、太陽電池４個分の幅の太陽電池アレイの断面図を示す。太陽電池３０１０は、光電池であってよい。太陽電池３０１０は、開放可能な相互接続モジュール３０００を介して直列接続された電気構成でよい。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な相互接続モジュールは、いくつかのまたは全ての太陽電池を直列または並列に電気接続するように設計されてよい。図１８の開放可能な接点領域の拡大図に示されるように、開放可能な相互接続モジュール３０００の開放可能な接点３０１５は、導電ペースト３０２５を介する太陽電池の端子３０２０への開放可能な電気接続を介して電気接続されてよい。いくつかの例示の実施形態において、電気接続は、たとえば開放可能な接点３０１５と太陽電池端子３０２０との物理的接続を介して、導電ペーストなしで形成されてもよい。磁気部材３０３０は、太陽電池または太陽電池の端子に磁気結合して開放可能な接点３０１５と太陽電池端子３０２０との接続力を生成するように構成されてよい。いくつかの例示の実施形態によると、開放可能な接点３０１５は基板３０４０に取り付けられてよい。いくつかの例示の実施形態において、磁気部材３０３０は開放可能な接点に取り付けられて、高品位の電気接続を促進する。いくつかの例示の実施形態において、基板３０４０および開放可能な接点３０１５は、可撓性であってよく、太陽電池の非破壊的な修理および交換、または開放可能な相互接続モジュール３０００の交換を容易にする。
【００３７】
図１９ａ〜図１９ｌは、電力セルの端子への開放可能な相互接続モジュール開放可能な接点の取り付けに磁気結合が使用される複数の例示の実施形態を表す。これらの図は、磁気材料（Ｍ）（これは、開放可能な相互接続モジュールまたは電力セルの磁気部材であってよい）および導体（Ｃ）（これは、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点または電力セルの端子であってよい）が、開いたまたは閉じた開放可能な電気接続を形成する相互関係で配置されてよい態様を表している。例示の実施形態は、磁気引力に基づくもの、および磁気斥力に基づくものを含む。磁気引力の実施形態は、ＭＣＣＭ（サンドイッチ）構成およびＭＣＭＣ（インターカレート）構成を含む。磁気斥力の実施形態は、ＭＭＣＣ（単極）構成を含む。好適な磁気材料は、これらに限られるわけではないが、適所にレムナント場を有するもしくは有しない強磁性材料、適所にレムナント場を有するもしくは有しないフェリ磁性材料、常磁性材料、または反磁性材料を含む。いくつかの例示の実施形態によると、導体材料は磁気材料と同じ材料であってよい。たとえば、スチールケースに収容された電力セルは、導電性（Ｃ）および強磁性（Ｍ）の両方の端子を有し得る。表１に、接続の各様式に関連するパラメータを示す。
【表１】
2013525942.tif 000003
【００３８】
電気接続を形成つまり閉成するために、２つの導体を押し合わせて電流経路を形成する圧縮力を提供する磁場を使用してよい。自立的に電気接続を破壊つまり開放するために導体を一体に保持する磁気結合に関与する磁気材料の１つが磁気材料のキュリー温度またはそれ以上に加熱されてよい。キュリー温度を超えると、材料は、磁気結合への他の関与によって材料に加わる磁気引力または磁気斥力に応答しなくなる。一旦キュリー温度未満に冷却されると、磁気材料は、その印加された磁場を失って石に引かれるであろうがもはや磁石ではなくなる。ただし、永久磁石が使用される場合は、印加された場ではない磁気特性は冷却後回復する。例として、単極様式の接続のために、接続の閉成状態は、図１９ｉおよび図１９ｊに示すように磁気斥力に依存する。磁気材料１４２０が、図１９ｋに示すように、磁気材料１４２０のキュリー温度以上に加熱され、その後磁気材料１４２０のキュリー温度未満に冷却された後は、磁気材料１４２０は磁気材料１４１０を排斥する印加された場をもはや有していない。キュリー温度を超えている間、接点は、たとえばばねによって供給されるような真に機械的な力によって開いてよい。結果として、たとえば切断ばねを介して生成される機械的な力は磁気材料１４２の排斥的な印加された場がなくなっているため、磁気材料１４２０を磁石１４１０に向けて移動させる。一旦キュリー温度未満に冷却されると、部材１４２０は再び磁気材料となるが、先に印加されていた排斥場は有しない。それでも、部材１４１０の印加された場に対する基本的な強磁性またはフェリ磁性引力は残存し、したがって、部材１４２０は、キュリー温度未満に冷却された後、図１９ｌに示すように、部材１４１０に向けて磁気的に引かれる。このように、部材１４２０は、まず、印加された場を有する強磁性またはフェリ磁性材料であり、次いで、加熱により部材１４２０は常磁性材料となり、その後、冷却により部材１４２０は印加された場を有しない強磁性またはフェリ磁性材料になるいくつかの状態を遷移する。力の存在については、初めの斥力を持つ状態から力を持たない状態に変化し、最後に引力を持つ状態となる。
【００３９】
キュリー温度相遷移を経て開回路条件を活性化する磁気材料は、電力セルによって生成される熱磁束の経路内であると予想される領域（たとえば開放可能な接点または電力セルの端子の領域内にまたはこれらに取り付けられる領域内）に、位置してよい。他の磁気材料が、好ましくはより高いキュリー温度の永久磁石である場合、磁気材料が一旦キュリー温度未満に冷却されると、接続を相互に引きつける十分な力が提供され得る（磁場強度および幾何的因子によって選択可能）。その構造は、加熱が継続する場合に、振動してよい。回路が閉じているとき、熱はセルまたは開放可能な接点領域から低いキュリー温度の磁気材料へと流れ続けてよく、これによって、磁気材料の温度がキュリー温度を超えて上昇する。電気接続は、磁力が失われるにつれて、機械的な切断力によって破壊されてよく、また、セルまたは開放可能な接点領域から第１の磁気材料への熱の流れを低減させる。磁気材料が一旦キュリー温度未満に冷却されると、磁気材料は、再び他の磁気材料（これは振動を生じさせる永久磁石であってよい）に引きつけられてよい。引力は、回路を開いた機械的な力を克服してよく、回路は再び閉じられてよい。加熱が再開された場合、このサイクルが繰り返してよい。
【００４０】
図１９ａ、図１９ｂ、図１９ｃおよび図１９ｄは、それぞれ、閉じる遷移の状態、閉じた状態、開く遷移の状態、及び開いた状態におけるＭＣＣＭ様式つまりサンドイッチ様式の接続構成を表す。図１９ａは、閉じた状態へと遷移しつつあるＭＣＣＭつまりサンドイッチ様式接続の模式図である。磁気材料１４１０は、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点または電力セルの端子である導体１４５１に取り付けられた永久磁石として示されている。磁気材料１４２０は、電力セルの端子または開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点である導体１４５２に取り付けられた強磁性材料またはフェリ磁性材料であってよい。したがって、磁気材料１４１０の磁場のおかげで、実線矢印で示すように磁気材料１４１０は磁気材料１４２０に引きつけられる。破線の矢印は、たとえばばねによって生成される外部からの機械的な切断力または他の磁気材料によって生成される切断磁力を示す。いくつかの例示の実施形態において、磁気材料１４２０はレムナント場（磁気材料１４２０を永久磁石にする）を有してよい。
【００４１】
図１９ｂにおいて、磁場の引力は、機械的な切断力に打ち克って電気接続を形成している。図１９ｃにおいて、磁気材料１４１０は、おそらく故障寸前の電力セルによって生成される熱のためキュリー温度を超える温度に加熱されている。結果として、磁気材料１４１０によって先に生成された磁場は低減または消去され機械的な力が導体を分離する。図１９ｄにおいて、磁気材料１４１０は、キュリー温度未満に冷却された後の強磁性またはフェリ磁性の状態にある。加熱のため、磁気材料１４１０は、もはやレムナント場を有しておらず、冷却後は導体１４５１，１４５２を相互の開放可能な接点に戻すようには働かない。磁気材料１４１０，１４２０が、共に永久磁石であり、部材１４２０がキュリー温度に達していない場合、選択された磁気材料がキュリー温度未満に冷却されると、磁気引力が再構築されてよい。よって、電気接続が自動的に再構築されてよい。
【００４２】
図１９ｅ、図１９ｆ，図１９ｇおよび図１９ｈは、それぞれ、閉じる遷移の状態、閉じた状態、開く遷移の状態、及び開いた状態におけるＭＣＭＣ式つまりインターカレーション様式の接続構成を表す。図１９ｅは、閉じた状態へと遷移しつつあるＭＣＭＣつまりインターカレーション様式接続の模式図である。磁気材料１４１０は、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点または電力セルの端子である導体１４５１に取り付けられた、永久磁石として示されている。磁気導体１４２０は、電力セルの端子または開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点である導体１４５２に取り付けられた、磁気材料であってよい。磁気材料１４２０は、図１９ｅ〜図１９ｈにおいて、本質的な特性の結果として、または導電性の被覆のおかげで、（実線の輪郭で示されているように）導電材料であってよい。磁気材料１４１０の磁場のおかげで、実線矢印で示すように、磁気材料１４１０は磁気材料１４２０に引きつけられてよい。破線の矢印は、たとえばばねによって生成される外部からの機械的な切断力を示す。いくつかの例示の実施形態において、磁気材料１４２０は、レムナント場（磁気材料１４２０を永久磁石にする）を有してよい。
【００４３】
図１９ｆにおいて、磁場の引力は、機械的な切断力に打ち克って、電気接続を形成している。図１９ｇにおいて、磁気材料１４１０は、おそらく電気接続を流れる電流からのオーム熱のため加熱され、おそらく故障寸前の電力セルによって生成される熱のため、キュリー温度を超える温度にまで加熱される。結果として、磁気材料１４１０によって先に生成された磁場は、低減または消去され、機械的な力が導体を分離する。図１９ｈにおいて、磁気材料１４１０は、キュリー温度未満に冷却された後の、強磁性またはフェリ磁性の状態にある。加熱のため、磁気材料１４１０は、もはやレムナント場を有しておらず、冷却後は導体１４５１，１４５２を相互の開放可能な接点に戻すようには働かない。磁気材料１４１０，１４２０は、共に永久磁石であり、部材１４２０が部材１４１０よりも高いキュリー温度を有しているか、あるいは、部材１４２０が十分に熱を受けずキュリー温度に達していない場合、選択された磁気材料がキュリー温度未満に冷却されると、磁気引力が再構築されてよい。よって、電気接続が自動的に再構築されてよい。
【００４４】
単極様式は、２つの導体を接続するように作用する力として磁気斥力を使用し、開放可能な接点の２つの導体に永久磁石が取り付けられ、または一体化されたときに、自律的に可逆的な様式で動作することができる。図１９ｉ，図１９ｊ，図１９ｋおよび図１９ｌは、それぞれ、閉じる遷移の状態、閉じた状態、開く遷移の状態、及び開いた状態におけるＭＭＣＣ様式つまり単極様式の接続構成を表す。図１９ｉは、閉じた状態へと遷移しつつあるＭＭＣＣつまり単極様式接続の模式図である。磁気材料１４１０は、機械的支持部１４４１に取り付けられた永久磁石である。磁気材料１４２０もまた、開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点または電力セルの端子であってよい、導体１４５１に取り付けられた永久磁石である。電力セルの端子または開放可能な相互接続モジュールの開放可能な接点であってよい導体１４５２は、機械的支持部１４４２に接続されてよい。したがって、磁気材料１４１０，１４２０の磁場のおかげで、実線矢印で示すように、磁気材料１４１０は磁気材料１４２０から排斥される（同極性が近傍に位置する）。破線の矢印は、たとえばばねによって生成される外部からの機械的な切断力を示す。
【００４５】
図１９ｊにおいて、磁場の斥力は、機械的な切断力に打ち克って電気接続を形成している。図１９ｋにおいて、磁気材料１４２０は、おそらく故障寸前の電力セルによって生成される熱のためキュリー温度を超えて加熱される。結果として、磁気材料１４１０によって先に生成された磁場は低減または消去され機械的な力が導体を分離する。図１９ｌにおいて、磁気材料１４２０は、キュリー温度未満に冷却された後の強磁性またはフェリ磁性の状態にある。加熱のため、磁気材料１４２０は、もはやレムナント場を有しておらず、導体１４５１，１４５２を相互の開放可能な接点に戻すようには働かない。その代わり、磁気材料１４２０は、磁気材料１４１０に引きつけられて新たな磁気材料が導入されるまで、または、既存の磁気材料が再磁化されるまで導体を分離したままに保つ。
【００４６】
ＭＣＣＭおよびＭＣＭＣ接続の磁気材料１４１０およびＭＭＣＣ接続の磁気材料１４２０は、可撓導体の上面または下面に存在してよい。これに代えて、磁気材料１４２０は、は導体の下面にあってよい。磁気材料１４１０または１４２０は、タブ付きの角柱については、銅導体１４５１もしくは１４５２上のニッケルメッキであってよく、または、セルの缶を構成するメッキの下のスチール層もしくは裸のスチールであってよい。いくつかの実施形態において、構成は１対の磁気材料を利用し、たとえばそのうちの少なくとも一方が開放可能な電気接点を可逆的な態様で保持する印加された磁場を担持する。磁気材料は、理論的には、電磁石の柱状片であり得、または、他の場合、環境の場と協働する磁束集束構造であり得る。これに代えて、電気機械的リレーを使用してもよい。加えてもよい追加の特徴には、周囲の温度が材料のキュリー温度にまで上昇したときに結合力を失う結果となるキュリー温度を有する磁気材料が含まれる。加えて、流動性導電界面材料たとえば導電ペーストが、対向する開放可能な電気接点の間に挿入されて、低電流密度、大表面積、および高品質の開放可能な電気接点を生成してよい。流動性導電界面材料は、シリコーンもしくは他の高分子材料（導電グリースなど）または液体金属（水銀など）であってよい。導体の分離は、ばね力または接続を開く方向に残余の磁気材料を引く第３の磁気材料によって達成することができる。
【００４７】
加えて、接続を開くに足る強度ではあるが、一定の温度／材料の磁気強度未満では接続を開かせるに足る強度ではない機械的な力たとえば弱いばねが、開放可能な接点を強制的に分離するために使用されてよい。開放可能な接点を強制的に開かせることは本質的に必要ではない。いくつかの例示の実施形態において、磁気材料は自己作動型ではない静的な相互接続と共に使用されてよい。いくつかの例示の実施形態によると、熱暴走からの安全が磁気材料の導入によって達成され得る。
【００４８】
図１９ａ〜図１９ｌに関連して説明した技術に基づき、開放可能な相互接続モジュールと共に使用するための開放可能な電力セル接続装置を説明することができる。図２０〜図２４は、開放可能な電力セル接続装置５００，８００，９００の構造と動作を説明する。開放可能な電力セル接続装置は、開放可能な相互接続モジュールの一部であってよく、したがって、たとえば複数の電力セルを含む複数セル筺体に含まれてよい。開放可能な電力セル接続装置は、たとえば図１２ｄに関して説明したように、開放可能な接点領域に位置してよい。開放可能な電力セル接続装置は、電力セルのどれも取り除くことなく、たとえば開放可能な相互接続モジュールと共に複数セル筺体からり外し可能であってもよい。図２０は、電力セル５１０に対して開回路位置にある開放可能な電力セル接続装置５００を表している。開放可能な電力セル接続装置５００は、磁気部材５５５，５７０、導電ペースト５３０および開放可能な接点５５０を含んでよい。開放可能な接点５５０は、上層１２０９および下層１２０１を含む基板の層間に配置されてよい。いくつかの例示の実施形態において、上層１２０９は剛性を有してよく、下層１２０１は可撓性を有してよい。いくつかの例示の実施形態によると、電力セル５１０は磁気部材５１５を含んでよく、磁気部材５１５は、磁場が刷り込まれていてよく、また、強磁性、フェリ磁性または常磁性の材料を含んでよい。電力セル５１０の外筺体は、ニッケルメッキされたスチールまたは他の磁性材料であってよい。
【００４９】
磁気部材５５５は、永久磁石（たとえば、強磁性磁石またはフェリ磁性磁石）であってよく、磁気部材５５５と電力セル５１０との磁気結合を介して開放可能な接点５５０に力を加えることによって、電力セル５１０の端子と開放可能な接点５５０との間に電気接続を形成するための磁場を生成するように構成されてよい。いくつかの例示の実施形態において、磁気部材５５５によって生成される磁場の強度は、磁気部材の温度の関数であってよい。磁気部材５５５は、開放可能な接点５５０に取り付けられてよく、また、電力セル（たとえば磁気部材５１５）と磁気結合を生成し、これにより開放可能な接点５５０に接続力を加えるように位置してよい。いくつかの例示の実施形態において、開放可能な電力セル接続装置５００は磁気部材５７０を含んでよく、磁気部材５７０は、磁気部材５５５がそのキュリー温度を超えて加熱され、次いで冷却されたときに開回路条件を維持するように構成された切断磁気部材であってよい。いくつかの例示の実施形態によると、磁気部材５１５が永久磁石の場合、磁気部材５５５は磁気材料を含んでよいが永久磁石である必要はない。
【００５０】
磁気部材５７０は、永久磁石、たとえば強磁性磁石またはフェリ磁性磁石であってよい。磁気部材５７０は、電力セルの端子から離れる向きの開放可能な接点５５０に加わる切断力を生成するように構成されてよい。磁気部材５７０によって生成される磁場もまた温度の関数であってよい。この点に関して、磁気部材５５５の温度応答性により、磁気部材５５５，５７０によって生成される磁力は、磁気部材５７０の温度、磁気部材５５５の温度または両者の関数であってよい。いくつかの例示の実施形態によると、基板層１２０９は、磁気部材５５０の動作、おそらくは基板層１２０９と開放可能な接点５５０との間に物理的に接続され切断力に寄与する切断ばねの動作を容易にするように構成されてよい。
【００５１】
開放可能な接点５５０は、可撓性を有する材料であって、移動可能に支持されて端子に向かう力が開放可能な接点５５０に加わったときに電力セル５１０の端子に向かい端子と電気接続を形成する開放可能な接点の移動を容易にする材料を含んでよい。開放可能な接点５５０は、また、電力セルの端子５１０から離れて端子との電気接続を防止する移動を容易にするように移動可能に支持されてもよい。いくつかの例示の実施形態において、開放可能な接点５５０は、磁気部材５５５と磁気部材５１５との間に生成される磁気引力に対抗する機械的張力を受けていてよい。たとえば、開放可能な接点５５０とたとえば切断ばね５４０とによって生成される張力によって生成される機械的切断力は磁気部材５５５と磁気部材５１５とによって生成される磁気引力よりも小さくてよい。
【００５２】
開放可能な電力セル接続装置５００の動作に関して、磁気部材５５５の温度がそのキュリー温度よりも低くなったとき、磁気部材５５５は、電力セルの磁気部材５１５と磁気結合してよい。磁気結合の結果、磁気部材５５５と磁気部材５１５との間に引力が生じてよい。磁気部材５５５は開放可能な接点５５０に取り付けられているので、引力は開放可能な接点５５０を電力セル５１０の端子に向けて移動させるように働き得る。引力が切断力よりも大きいとき、開放可能な接点５５０は電力セル５１０の端子に向かって動くことが可能であり、その切断力は、開放可能な接点５５０における張力、切断ばねによって加えられる力、または、磁気部材５７０と磁気部材５５５との間に生成されるあらゆる磁気結合の組み合わせによって生成されてよい。図２１は、磁気部材５５５の温度が磁気部材５５５にとってのキュリー温度よりも低く、電力セル５１０の端子への開放可能な電気接続が形成されているときのセル接続装置５００の状態を表している。いくつかの例において、電力セル５１０の端子と接点５５０との間の電気接続を流れる電流が増大するにつれて、電気接続のオーム熱は上昇し得る。結果として、電気接続のオーム熱は、電気接続を流れる電流の指標を提供することができる。電気接続のオーム熱は、また、磁気部材５５５が受ける熱に寄与して、磁気部材の温度を磁気部材のキュリー温度へと近づけることができる。
【００５３】
磁気部材５５５のキュリー温度特性は、電力セルが危険なつまり切迫セル故障温度レベルに達したとき、または、電気接続を流れる電流がオーム熱によって示される閾値を超えたとき、磁気部材５５５の磁場が低減し、脱結合が生じて、切断力が、磁気部材５５５と磁気部材５１５との磁気結合に打ち克って、開放可能な接点５５０を移動させて開放可能な電気接続を破壊するように、選択してよい。いくつかの例示の実施形態によると、切断が望まれる温度は、磁気部材の電力セル５１０への近さを含むいくつかの因子または他の伝熱基準に基づいて、あらかじめ定めてよい。さらに、いくつかの例示の実施形態によると、電気接続のオーム熱は接続を流れる電流に関連するので、切断の温度は、過電流条件に磁気部材の動作が応答するように、選択されてよい。図２２は、磁気部材５５５の温度がキュリー温度に達したとき、またはキュリー温度を超えたときの、セル接続装置５００の状態を表している。この点に関して、磁場の低減によって、開放可能な接点５５０は、電力セル５１０の端子から切断されて移動し離れている。開放可能な接点５５０の移動の結果、磁気部材は磁気部材５７０の一層の近傍に来る。磁気部材５５５と磁気部材５７０との磁気結合は、手動でリセットされるまで、開放可能な接点を開回路位置に留まらせてよい。
【００５４】
様々な例示の実施形態によると、磁気部材が永久磁石の場合、磁気部材５５５が冷えたときに、磁気特性が戻って永久磁気部材５７０への引力となり、接続力が生成され、開放可能な接点を開回路位置に保持してよい。既に磁気部材５５５に磁場が刷り込まれている（永久磁石）場合は、磁場が磁気部材に戻らなくてよく、開放可能な接点は開回路位置に留まってよい。
【００５５】
図２３は、別の開放可能な電力セル接続装置８００を表している。開放可能な電力セル接続装置５００と比べて、開放可能な電力セル接続装置８００は、開放可能な接点５５０と電力セル端子５１５との間に位置する磁気部材５５５を含んでいる。この点に関して、磁気部材５５５は図２０〜図２２について説明した動作と同様に動作するが、磁気部材５５５は、導電材料を含んでまたは被覆されて、これにより、開放可能な接点５５０の磁気部材部分および電流路の一部分が開放可能な電気接続によって形成されようにしてよい。いくつかの実施形態において、磁気部材５５５の熱は、たとえば磁気部材５５５を包む導電層を流れる電流によって生成されてよい。この点に関して、導電層は、所定の電流にて十分な抵抗熱が生成されて磁気部材５５５の温度をキュリー温度よりも上昇させ、これにより開放可能な接点５５０を切断するような、厚さおよび抵抗値を有してよい。いくつかの例示の実施形態において、磁気部材５５５は、本質的に導体であってよく、追加の導電被覆または導電層を必要としない。
【００５６】
図２４は、開回路位置にあるもう１つの開放可能な電力セル接続装置９００を表している。開放可能な電力セル接続装置９００は、開放可能な電力セル接続装置５００の構成要素の他に、リセット経路９９０、空隙９９２、および磁極片９９４を含んでいる。開放可能な電力セル接続装置９００の磁気回路は、磁気部材５５５（たとえば、永久磁石）、磁極片９９４および磁気部材５１５を含む。磁気部材５１５は、磁気部材５５５と磁気結合して閉回路位置で示されるように電気接続を形成してよい。開回路位置のために、磁場およびその結果の磁力は、磁気部材５７０によって形成される磁気結合に基づいてよい。リセット経路９９０は、押棒または開放可能な電気接点を開位置から閉位置にリセットする他の道具のための上部基板層１２０９を貫通する孔であってよい。空隙９９２は、磁気部材９９４と磁気部材９９４との間に位置しており、磁気部材９９４は、セルの最大安全動作温度の近くに選択されたキュリー温度を有する磁極片である。磁極片９９４を具体化する例示の材料は、ガドリニウム、ヒ化マンガンなどを含む。リセット経路９９０は、この目的のための開口９９０を通って移動する押棒または他の道具によって接続を機械的にリセットするように動作してよい。
【００５７】
上述の例示の自己駆動の実施形態のいくつかにおいて、開放可能な接点を駆動する磁気結合に使用される磁気部材の少なくとも１つは、開放可能接続が作製されるセルの安全上限動作温度の近くの適切なキュリー温度を有するように選択されてよい。セルが磁気材料のキュリー温度またはそれよりも高い温度に達したとき、磁気材料は、常磁性状態へと変化してよく、開放可能な接点領域を有する開放可能な接点内に開放可能な相互接続モジュールを保持する磁力は、除去または少なくとも低減されてよい。結果として、開放可能な電力セル接続装置を含む開放可能な相互接続モジュールは、受動素子ではなく能動回路素子として利用してよい。さらに、開放可能な相互接続モジュールをセルの端子との開放可能接触状態に保つ磁力の低減または除去は、過熱セルから近隣のセルへの伝熱の防止を支援して、それにより熱破損の暴走連鎖を防止し得る。回路から過熱セルを除去することは、温度上昇を中断し得る。結果として、切断を通じて安全がさらに強化され、これが良好に動作している近隣セルの潜在的な損傷を最小にするように働いて全システムの全体的な高い有用性を保全する。キュリー温度に基づいて磁気材料を選択することは、したがって、電流セル技術の使用に柔軟性をもたらすとともに安全動作温度範囲が異なる将来技術の受け入れを可能にする。
【００５８】
上記の説明および添付の図面に示される教示の利点を有する、ここに説明した発明の多くの変更および他の実施形態をこれらの発明が関連する技術分野の熟練者は思い付くであろう。したがって、本発明は開示した特定の実施形態に限られるものではなく、変更および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に含まれると意図されていると理解すべきである。しかも、上述の説明および関連する図面は、要素および機能のいくつかの例示の組み合わせとの関連における例示の実施形態を説明するものであるが、添付の特許請求の範囲から逸脱することのない代替の実施形態によって要素および機能の別の組み合わせが提供されてよいと認識すべきである。この点に関して、たとえば、ここまで明示的に説明したもの以外の要素および機能の組み合わせもまた添付の請求項のいくつかに述べられているように考えらる。ここでは特定の用語を使用したが、これらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており限定を意図するものではない。
【図１】
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【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１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８】
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【図１９ａ−ｄ】
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【図１９ｅ−ｈ】
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【図１９ｉ−ｌ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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