(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池基板アセンブリ（120）の積層体（110）を含み、各電池基板アセンブリが、回路基板（122）と、前記回路基板に取り付けられた電気コネクタ（124）と、前記回路基板の側部に固定された電池セル（126）とを含み、
前記電池セルが前記回路基板間に挟まれかつ前記コネクタが相互接続され、
前記回路基板と前記コネクタが、共に前記電池セルを電気的に接続している、電池パック（100）。
【請求項２】
前記電池セルが直列構成で接続されている、請求項1に記載の電池パック。
【請求項３】
各電池セルが非金属であるパウチ（210）を有する、請求項1または2に記載の電池パック。
【請求項４】
各電池基板アセンブリ用に、前記回路基板が前記電池セルの端子（220）に半田付けされたセルパッド（310）を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
各電池基板アセンブリ用に、前記電池セルが前記回路基板の前記側部の少なくとも半分を覆っている、請求項1から4のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
前記積層体が、回路基板（132）を含む制御基板（130）とメンテナンス回路（136）をさらに含み、前記回路基板と前記電池基板アセンブリの前記コネクタ（134）が通信回線を形成することにより、前記メンテナンス回路が各電池基板アセンブリと通信することを可能にする、請求項1から5のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項７】
前記メンテナンス回路が、前記通信回線を介して各電池セルで電圧感知を実行し、さらに任意の欠陥のある電池セルを特定するように構成されている、請求項6に記載の電池パック。
【請求項８】
各電池基板アセンブリが、前記電池セルに近接した加熱要素（330）、および前記加熱要素を前記電池セルに接続するためのスイッチ（477）を含み、前記スイッチが、前記通信回線を介して前記メンテナンス回路によって制御可能である、請求項6または7に記載の電池パック。
【請求項９】
前記メンテナンス回路が、加熱または負荷分散を実行するためにすべての前記スイッチを同時にオンにするように構成されている、請求項8に記載の電池パック。
【請求項１０】
各電池基板アセンブリの前記回路基板が、前記電池セルに隣接する熱伝導性の伝達層（340）をさらに含み、前記加熱要素が前記伝達層に熱的に近接している、請求項8または9に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型の電池基板アセンブリを含む電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックが、直列および／または並列構成で接続された電池セルの積層体を含むことができる。電池セルの端子をバスバーまたは他の導体によって接続することができる。電池パックが高振動環境を対象としている場合、電池セルをポッティング化合物で電池ケースに固定することができ、接続性を確保するために、導体を端子に半田付けまたは溶接することができる。
【０００３】
最終的には、電池セルが交換される必要があるかもしれない。電池セルを交換するために、その端子の半田付けを取り除き、そして、電池セルは、ポッティング化合物から解放されて、電池ケースから取り除かれる。表面は古いポッティング化合物が洗浄され、交換用電池セルがケース内にインサートされる。新規化合物を添加し、そして、導体は、交換用電池セルの端子に再度半田付けされる。
【０００４】
隣接する電池セルを損傷することなく、ポッティング化合物から電池セルを取り外すことは、困難で時間がかかる。また、端子の半田付けを取り除き、再度半田付けすることは困難で時間がかかる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書の実施形態によれば、電池パックは、電池基板アセンブリの積層体を含む。各電池基板アセンブリは、回路基板と、回路基板に取り付けられた電気コネクタと、回路基板の側部に固定された電池セルとを含む。電池セルは回路基板間に挟まれ、かつコネクタが相互接続されている。回路基板とコネクタは、共に電池セルを電気的に接続している。
【０００６】
本明細書の別の実施形態によれば、電池パックは、複数の電池基板アセンブリの積層体と制御基板を含む。各電池基板アセンブリは、回路基板と、回路基板上の電池セルと、電池セルに近接した少なくとも1つの加熱要素と、回路基板上の電気コネクタとを含む。制御基板は、回路基板とメンテナンス回路を含む。電池セルは回路基板間に挟まれ、かつ電気コネクタが共締めされている。回路基板とコネクタは、電池セルを直列構成で接続している。回路基板の配線とコネクタのピンは通信回線を形成することにより、メンテナンス回路が各電池基板アセンブリと通信することを可能にする。
【０００７】
本明細書の別の実施形態によれば、衛星は、電池パックを含む電源サブシステムを備える。電池パックは、電池基板アセンブリの積層体を含む。各電池基板アセンブリは、回路基板と、回路基板に取り付けられた電気コネクタと、回路基板の側部に固定されたリチウムイオン電池セルとを含む。電池セルは、回路基板間に挟まれている。回路基板の配線とコネクタのピンは、直列構成で共に電池セルを電気的に接続している。
【０００８】
これらの形態および機能を、さまざまな実施形態において独立して達成することができ、あるいは、他の実施形態において組み合わせることができる。実施形態のさらなる詳細は、以下の説明および図面を参照すると明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電池パックを示す図である。
【図２】電池セルを示す図である。
【図３Ａ】電池パックの電池基板アセンブリ用の回路基板を示す図である。
【図３Ｂ】電池パックの制御基板を示す図である。
【図４Ａ】電池パックの電池セルの直列構成を示す図である。
【図４Ｂ】回路基板の配線とコネクタピンによって形成された電池セルの接続の例を示す図である。
【図４Ｃ】回路基板の配線とコネクタピンによって形成された電池セルの接続の例を示す別の図である。
【図４Ｄ】回路基板の配線とコネクタピンによって形成された電池セルの接続の例を示すさらに別の図である。
【図５】図1の電池パックを操作する方法の説明図である。
【図６】図1の電池パックの電池セルを交換する方法の説明図である。
【図７】別の電池パックを示す図である。
【図８】並んでいる電池セルを含む電池基板アセンブリを示す図である。
【図９】電池パックを含む衛星を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図1を参照すると、複数の電池基板アセンブリ120の積層体110と制御基板130を含む電池パック100が示されている。各電池基板アセンブリ120は、回路基板122と、回路基板122に取り付けられた電気コネクタ124と、回路基板122の側部に固定された扁平型電池セル126とを含む。
【００１１】
制御基板130は、回路基板132と回路基板132上に取り付けられたコネクタ134を含むが、電池セルを含まない。また、制御基板130は、コネクタ134に電気的に接続されたメンテナンス回路136を含む。メンテナンス回路136を、例えば、電池セル126を監視し、電池セル126を加熱し、電池セル126の負荷分散をするなどのさまざまな機能を実行するように構成することができる。メンテナンス回路136は、これらのさまざまな機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを含むことができる。
【００１２】
電池基板アセンブリ120と制御基板130は、回路基板122と回路基板132との間に挟まれた電池セル126と一緒に積層されている。電池セル126を、電池セル126がわずかな圧縮の下または圧縮なしで配置された、回路基板122と回路基板132との間に締め付けることができる。
【００１３】
回路基板122および回路基板132を、フレーム140に取り付け、フレーム140によって分離することができる。例えば、フレーム140は、隔板または支柱を含むことができる。回路基板122および回路基板132が積層され、フレーム140に固定されると、コネクタ124およびコネクタ134は、接続性を確保するために共締めされる。
【００１４】
電池基板アセンブリ120の回路基板122の配線とコネクタ124のピンは、直列および／または並列構成で電池セル126を接続する。制御基板130のコネクタ134は、電池パック100の端子を提供することができる。
【００１５】
電池基板アセンブリ120の回路基板122の配線とコネクタ124のピンは、感知回線や制御回線のような通信回線を形成している。制御基板130上のメンテナンス回路136は、回路基板132の配線を介して、これらの通信回線に接続されている。これらの通信回線は、メンテナンス回路136が各電池基板アセンブリ120と通信することを可能にする。
【００１６】
電気コネクタ124および電気コネクタ134を、表面実装設計（SMD）コネクタとすることができる。例えば図1では、左端の電池基板アセンブリ120のコネクタ124を雄SMDコネクタ、他の電池基板アセンブリ120のコネクタ124を雄雌SMDコネクタ、制御基板130のコネクタ134を雌SMDコネクタとすることができる。
【００１７】
図2を参照すると、パウチセルとして知られている扁平型の電池セル126の一例が示されている。この電池セル126は、任意の特定の化学的性質に限定されるものではない。リチウムイオン（Li-ion）電池（LIB）は、特定の用途に好適である。リチウムイオン電池は、ニッケル金属水素化物およびニッケルカドミウム電池等の充電式電池よりも低重量かつ高いエネルギー密度を有する。これらは、メモリの劣化がない。
【００１８】
電池セル126は、非金属材料で作ることができるパウチ210を含む。回路基板122および回路基板132は、パンクなどの物理的損傷から電池セル126を保護する。
【００１９】
電池セルの端子220は、パウチ210から外側に延伸している。端子220は任意の特定の構成に限定されないが、タブとして構成される端子を図3Aの回路基板122に取り付けることができる。
【００２０】
図2の電池セル126は、比較的角柱状の形状で示されている。ただし、電池セル126は、これに限定されない。電池セル126は、円筒形状のような異なる形状を有してもよい。
【００２１】
図2の電池セル126は比較的平坦なものとして示されているが、電池セル126は、これに限定されない。例えば、電池セル126は、非平坦な表面を有してもよい。回路基板122を、このような電池セル126を保持するように構成することができ、すなわち電池ホルダーが、回路基板122間のこのような電池セル126を保持するために使用され得る。
【００２２】
図3Aを参照すると、電池パック100用の回路基板122の一例が示されている。タブとして構成された電池セルの端子220は、回路基板122上のセルパッド310に電気的に接続されている。例えば、電池セルの端子220は、セルパッド310に半田付けされてもよい。セルパッド310は、コネクタ124のピンに（例えば、回路基板122の配線によって）電気的に接続されている。電池セルの端子220は、セルパッド310に真っ直ぐに半田付けされてもよい。これにより、電池端子220での屈曲を排除して、電池セルの端子220での熱応力の量を低減させる。
【００２３】
電池セル126の平坦面は、回路基板122の取付け領域320に固定されている。例えば、電池セル126を取付け領域320に接着してもよいし、またはフレーム等により回路基板122に保持されてもよい。電池セル126は、回路基板122の側部の少なくとも半分を覆うことができる。
【００２４】
少なくとも1つの加熱要素330は、取付け領域320の外側の回路基板122に取り付けられている。図3Aの例では、4つの加熱要素330が、取付け領域320の周囲に取り付けられている。（図1の例では、単一の加熱要素330が、回路基板122ごとに示されている。） 加熱要素330は、例えば、チップ抵抗、薄膜ヒータ、およびポリイミドフィルムヒータを含むことができる。電界効果トランジスタ（FET）として図4Dに示されているスイッチ477が、加熱要素330を電池セル126に接続している。スイッチ477をオンにすると、電池セル126は加熱要素330に通電する。メンテナンス回路136は、通信回線を介してスイッチ477に制御信号を送る。メンテナンス回路136は、スイッチ477をオンおよびオフにする場合を判断する。
【００２５】
取付け領域320を、熱伝導性の伝達層340によって部分的にまたは完全に覆うことができる。加熱要素330は、伝達層340に熱的に近接している。すなわち、加熱要素330が発熱したときに、熱が伝達層340に伝達される。電池セル126に隣接している伝達層340（図1に最も示されている）は、均一に電池セル126に熱を分配する。伝達層340は、銅の面および貫通孔を含むことができる。貫通孔は回路基板122の対向する側面間の熱経路を提供し、これにより、電池セル126間の熱伝達を改善する。
【００２６】
電池基板アセンブリ120は、電池セル126に隣接する単一の伝達層340に限定されるものではない。いくつかの例では、各電池セル126が2つの伝達層340間にあることにより、伝達層340は回路基板122の両側にあってもよい。
【００２７】
図3Bを参照すると、制御基板130の一例が示されている。メンテナンス回路136は、ヒータ制御部350と、セル電圧感知部355と、制御ロジック部360とを含むことができる。メンテナンス回路136は、電源スイッチ365によってスイッチをオンおよびオフにすることができる。
【００２８】
すべてのセル感知回線を、コネクタ124およびコネクタ134を介して制御基板130に導くことができる。各感知回線は、電池セル126対して1つの感知電圧を提供する。セル電圧感知部355は、感知電圧をデジタル値に変換して、デジタル値のシリアルストリームを制御ロジック部360に送るための、アナログからデジタルへの変換器を含むことができ、この制御ロジック部は、別の電池セル126の感知電圧を監視する。
【００２９】
すべてのヒータ制御回線を、コネクタ124およびコネクタ134を介して制御基板130に導くことができる。制御ロジック部360の指令の下、ヒータ制御部350は、電池基板アセンブリ120上のスイッチに制御信号を送信する。この制御信号に応答して、スイッチは、加熱要素330をオンおよびオフにする。
【００３０】
また、制御基板130のコネクタ134は、正の電池端子370および負の電池端子375を設けている。電池セル126は、この電池端子370と電池端子375との間に接続されている。
【００３１】
図4Aを参照すると、電池セル126の直列構成の一例が示されている。電池セル126は、N＞4であるN個の電池基板アセンブリ120の積層体110に設けられている（電池基板アセンブリ120は図4Aに示されていない）。制御基板130に最も近い電池基板アセンブリ120が、N番目の電池基板アセンブリ120として参照され、その電池セル126は、N番目の電池セル126として参照されよう。制御基板130から最も離れた電池基板アセンブリ120が、1番目の電池基板アセンブリ120として参照され、その電池セル126は、1番目の電池セル126として参照されよう。
【００３２】
第1のコネクタ410は、制御基板130の正の電池端子370にN番目の電池セル126の正の端子を接続する。第2のコネクタ420は、次の電池セル126の正の端子に1つの電池セル126の負の端子を接続する。第3のコネクタ430は、制御基板130の負の電池端子375に1番目の電池セル126の負の端子を接続する。
【００３３】
図4Bから図4Dは、コネクタ410、420および430が、回路基板の配線とコネクタピンから形成される方法の例を提供している。図4Bおよび図4Cは、2番目からN番目の各電池基板アセンブリ120用の回路基板122の、第1の面450上および第2の面460上の配線を示している。図4Dは、1番目の電池基板アセンブリ120用の回路基板122の片面470の配線を示している。
【００３４】
N番目の電池基板アセンブリ120の回路基板122を検討してみる。制御基板130の正の電池端子370は、回路基板122の第1の面450の第1の配線452によって、またコネクタ124内のピン454によって、N番目の電池基板アセンブリ120の正のセルパッド310に接続されている。このように、第1のコネクタ410が形成される。
【００３５】
第2の配線456が、N番目の電池基板アセンブリ120の負のセルパッド310に接続されている。第2の配線456は、N番目の電池基板アセンブリ120の回路基板122の、第2の面460上の第3の配線462に接続されている。この第3の配線462は、コネクタピン454、第1の配線452、およびN-1番目の電池基板アセンブリ120のセルパッド310に接続されている。このように、第2のコネクタ420は、N番目の電池基板アセンブリ120の第2の配線456および第3の配線462と、N-1番目の電池基板アセンブリ120のピン454および第1の配線452との組み合わせによって形成される。
【００３６】
次に、積層体を終端する1番目の電池基板アセンブリ120を検討してみる。第4の配線471が、コネクタ124のピン472に正のセルパッド310を接続している。これにより、1番目と2番目の電池セル126間で第2のコネクタ420が完成される。
【００３７】
第1の電池セル126の負の端子は、コネクタ124のピン474に第5の配線473により接続されている。このピン474は、第2の電池基板アセンブリ120のコネクタ124内で（配線464を介して）ピン458に接続されている。制御基板130上の負の電池端子375への接続は、2番目からN番目の電池基板アセンブリ120のコネクタ124内のピン458によって完成される。このように、第3のコネクタ430が形成される。
【００３８】
また、図4Dは、加熱要素330を制御することができる方法を示している。加熱要素330は、ヒータパッド475とヒータパッド476との間に接続されている。一方のヒータパッド475は、第4の配線471を介して正のセルパッド310に接続されている。他方のヒータパッド476は、スイッチ477を介して負のセルパッド310に連結されている。スイッチ477は、FETであってもよい。スイッチ477を制御するための配線478が、コネクタ124のピンに接続されている。電圧を感知するための配線479が、正の電池セルパッド310とコネクタ124の別のピンとの間に接続されている。
【００３９】
図4Bおよび図4Cは、他の電池基板アセンブリ120が加熱制御を実行することができる方法を示している。回路基板122の面450と面460の両方を使用することができる。
【００４０】
図5を参照すると、電池パック100を操作する方法が示されている。初期状態（状態510）において、メンテナンス回路136はオフにされ、電池パック100は、負荷に接続されていてもいなくてもよい。特定の要因（例えば、サイクリング、高温および老化）により、時間をかけて電池性能が低下する可能性がある。電池パック100の寿命を延ばすためにメンテナンスを実施する場合がある。
【００４１】
電源スイッチ365をオンにすると、メンテナンス回路136は、セルの監視を実行する（状態520）。セル電圧感知部355が継続的に各電池セル126の電圧感知を実行し、制御ロジック部360へデジタル電圧値を送信する（状態520）。制御ロジック部360は、電池パック100が温度制限範囲内で充電され放電されることを確実にする。また、セルバランシングが実行されるべきかどうかを判断する。また、制御ロジック部360は、各電池セル126が要求を実行しているかどうかも判断する。
【００４２】
制御ロジック部360が、電池セルは不平衡であると判断した場合、他の電池セル126よりも高い電圧を有する電池セル126が識別され、そして、スイッチ477をオンにするようにヒータ制御部350に命令し、これにより識別された電池セル126が加熱要素330に放電する。スイッチ477がオンされた後、セル監視が再開する（状態520）。制御ロジック部360が、識別された電池セル126は平衡に戻ったと判断した場合、スイッチ477はオフにされる。
【００４３】
メンテナンス回路136は、電池パック100の温度を感知するための温度センサ（例えば、サーミスタ）を含むことができる。また、感知された温度は制御ロジック部360に提供され、この制御ロジック部360は、電池パック100を加熱する必要があるかどうかも判断する。
【００４４】
制御ロジック部360が、電池パック100は加熱されるべきであると判断した場合は、すべての電池基板アセンブリ120のすべてのスイッチ477をオンにすることをヒータ制御部350に命令することができる（状態540）。この結果、各電池セル126は、加熱要素330を通じて放電される。スイッチ477がオンされた後、セル監視が再開する（状態520）。
【００４５】
制御ロジック部360は、電池セル126を交換する必要があると判断する場合がある（状態550）。制御ロジック部360がこのような判断をした場合、SPI、UARTまたはI2Cインタフェースによって外部の電子機器（例えば、別のコンピューターまたはコントローラー）にその状態を伝達することができる。
【００４６】
図6を参照すると、電池パック100内の欠陥のある電池セルを交換する方法が示されている。ブロック610において、積層体110は、欠陥のある電池セル126を含む電池基板アセンブリ120を取り除くために、部分的または完全に分解される。ブロック620において、その電池基板アセンブリ120は、良好な電池セル126を有する電池基板アセンブリ120に交換される。ブロック630では、交換用の電池基板アセンブリ120で積層体110を再組み立てする。
【００４７】
このように、欠陥のある電池セル126は、迅速に交換される。欠陥のある電池セルの端子の半田付けを取り除いたり、交換用の電池セルの端子を再度半田付けする必要はない。ポッティング化合物から欠陥のある電池セル126を解放する必要はなく、この欠陥のある電池セル126が解放されている間に、隣接する電池セルを損傷する可能性はない。
【００４８】
積層可能な電池基板アセンブリ120は、他の利点を提供する。例えば、電池パック100は、拡張可能である。積層体110へ電池基板アセンブリ120を追加または積層体110から電池基板アセンブリ120を取り除くことによって、電圧を増減することができる。
【００４９】
加熱要素330が電池セル126に近接するにつれて、加熱がより均一である。したがって、ホットスポットの形成が回避される。セルバランシングと加熱は、同じ加熱要素330を利用する。
【００５０】
図7を参照すると、共に積層された第1および第2の積層体110を含む電池パック700が示されている。各積層体110は、直列構成で接続された複数の電池セル126を含む。また、各積層体110は、それ自体の制御基板130も含む。結果として2つの電池が得られ、この電池は冗長性を提供することができ、すなわち電池を並列構成で接続することができる（例えば、制御基板130の正の電池端子を接続することによって、また制御基板130の負の電池端子を接続することによって）。
【００５１】
本明細書の電池パックは、電池基板アセンブリ120ごとに単一の電池セルに限定されるものではない。例えば、各電池基板アセンブリ120は、第1および第2の電池セルを含んでもよい。
【００５２】
図8を参照すると、第1および第2の電池セル126を収容する回路基板810が示されている。回路基板810は、隣接する第1の半体820および第2の半体830を含む。半体820および半体830はそれぞれ、セルパッド310、取付け領域320、加熱要素330、および熱伝導性の伝達層340を含む。第1の側820および第2の側830は、加熱要素330のうちの1つ共有することができる。また、半体820および半体830はそれぞれ、コネクタ124を含む。
【００５３】
これらの回路基板810を含む電池基板アセンブリ120が複数積層されている場合には、第1の半体820上の電池セル126を直列に接続することができ、また第2の半体830上の電池セル126を直列に接続することができる。結果として2つの電池が得られ、この電池は冗長性を提供することができ、すなわち電池を並列構成で接続することができる。
【００５４】
電池パック100は、任意の特定の用途に限定されるものではない。ただし、電池パック100は、衛星および他の宇宙機に特に有利である。
【００５５】
図9を参照すると、推進力サブシステム920、姿勢制御サブシステム930、通信サブシステム940、および電源サブシステム950のようなサブシステムを含む衛星910が示されている。電源サブシステム950は、冗長電池パック955を含む。冗長電池パック955は、図7の電池パック700、または図8の電池パック800、または2つの別個の図1の電池パック100を含むことができる。
【００５６】
電池パック955の電池セル126は、リチウムイオン電池セル126であってもよい。電池セル126の第1の積層体は直列構成で接続され、また電池セル126の第2の積層体は直列構成で接続されている。電池セル126の第1の積層体は、第1のバスに電力を供給することができ、電池セル126の第2の積層体は、第2のバスに電力を供給することができる。
【００５７】
電池パック955は、衛星910の取得から打ち上げまで長期間、未使用であるかもしれない。この長期間の間に、電池セル126を交換する決定を下す場合がある。ポッティング化合物から電池セル126を解放することなく、その端子の半田付けを取り除くことなく、および交換用の電池の端子を再度半田付けすることなく、電池セル126を迅速に交換することができる。
【００５８】
衛星910の打ち上げの間、電池パック955は、激しい振動にさらされることになる。回路基板122と回路基板132との間で締め付けられた電池セル126により、また共締めされた電気コネクタ124および電気コネクタ134により、電池パック955は、この激しい振動に耐えることができる。
【００５９】
また、電池パック955は、打ち上げ中に経験した振動により外部センサの配線が擦れることに起因する問題を回避する。感知回線または制御回線または電池線は、パックの積層体の外側に導かれない。すべての感知回線および制御回線は、コネクタ124を介してルーティングされ、すべての電気接続は、回路基板122上に形成されている。
【００６０】
軌道上で、衛星910は、地球の変化する磁場にさらされることになる。非金属材料で作られた電池パック955は、衛星910の姿勢や位置を変更することができる磁気双極子によって問題を回避する。
【００６１】
さらに、本開示は、以下の条項に従った実施形態を含む。
第1項：電池基板アセンブリの積層体を含む、電池パックであって、各電池基板アセンブリが、回路基板と、前記回路基板に取り付けられた電気コネクタと、前記回路基板の側部に固定された電池セルとを含み、前記電池セルが前記回路基板間に挟まれかつ前記コネクタが相互接続され、前記回路基板と前記コネクタが、共に前記電池セルを電気的に接続している、電池パック。
【００６２】
第2項：電池セルが直列構成で接続されている、第1項に記載の電池パック。
【００６３】
第3項：各電池セルが非金属であるパウチを有する、第1項に記載の電池パック。
【００６４】
第4項：各電池基板アセンブリ用に、回路基板が電池セルの端子に半田付けされたセルパッドを含む、第1項に記載の電池パック。
【００６５】
第5項：各電池基板アセンブリ用に、電池セルが回路基板の側部の少なくとも半分を覆っている、第1項に記載の電池パック。
【００６６】
第6項：積層体が、回路基板を含む制御基板とメンテナンス回路をさらに含み、回路基板と電池基板アセンブリのコネクタが通信回線を形成することにより、メンテナンス回路が各電池基板アセンブリと通信することを可能にする、第1項に記載の電池パック。
【００６７】
第7項：積層体が、N＞1の整数であるN個の電池基板アセンブリを含み、電池セルが直列構成で接続され、N番目の電池基板アセンブリの電池セルの第1の端子が、N番目の電池基板アセンブリの配線とピンの組み合わせによって制御基板の第1の電池端子に接続され、連続する電池セルの端子が、その対応する電池基板アセンブリの配線とピンの組み合わせによって接続され、1番目の電池基板アセンブリの電池セルの第2の端子が、すべての電池基板アセンブリの配線とピンの組み合わせによって制御基板の第2の電池端子に接続されている、第6項に記載の電池パック。
【００６８】
第8項：メンテナンス回路が、通信回線を介して各電池セルで電圧感知を実行し、さらに任意の欠陥のある電池セルを特定するように構成されている、第6項に記載の電池パック。
【００６９】
第9項：各電池基板アセンブリが、電池セルに近接した加熱要素、およびこの加熱要素を電池セルに接続するためのスイッチを含み、このスイッチが、通信回線を介してメンテナンス回路によって制御可能である、第6項に記載の電池パック。
【００７０】
第10項：メンテナンス回路が、加熱を実行するためにすべてのスイッチを同時にオンにするように構成されている、第9項に記載の電池パック。
【００７１】
第11項：メンテナンス回路が、負荷分散を実行するために選択されたスイッチをオンにするように構成されている、第9項に記載の電池パック。
【００７２】
第12項：各電池基板アセンブリの回路基板が、電池セルに隣接する熱伝導性の伝達層をさらに含み、加熱要素が伝達層に熱的に近接している、第9項に記載の電池パック。
【００７３】
第13項：電池基板アセンブリの第2の積層体をさらに備え、第1および第2の積層体が共に積層され、各積層体の電池セルが直列構成で接続されている、第1項に記載の電池パック。
【００７４】
第14項：各電池基板アセンブリが、第1の電池セルに隣接する第2の電池セルをさらに含み、すべての電池基板アセンブリからの第1の電池セルが直列に接続され、第1および第2の電池を形成するために、すべての電池基板アセンブリからの第2の電池セルが直列に接続されている、第1項に記載の電池パック。
【００７５】
第15項：第1項の電池パック内の所与の電池セルを交換する方法であって、前記方法は、この所与の電池セルを含む電池基板アセンブリを取り除くために、積層体を分解するステップと、このアセンブリを交換用の電池セルを有する電池基板アセンブリと交換するステップと、積層体を交換用の電池セルを有する電池基板アセンブリで再組み立てするステップとを含む、方法。
【００７６】
第16項：第1項の電池パックでメンテナンスを実行する方法であって、各電池基板アセンブリが加熱要素を含み、前記方法は、電池パックを加熱するために加熱要素を通じてすべての電池セルを放電させるステップを含む、方法。
【００７７】
第17項：負荷分散を実行するために、このメンテナンスが、加熱要素を通じて選択の電池セルを放電させるステップをさらに含む、第16項に記載の方法。
【００７８】
第18項：複数の電池基板アセンブリの積層体と制御基板を含む、電池パックであって、各電池基板アセンブリが、回路基板と、回路基板上の電池セルと、電池セルに近接した少なくとも1つの加熱要素と、回路基板上の電気コネクタとを含み、前記制御基板が、回路基板およびメンテナンス回路を含み、電池セルが回路基板間に挟まれかつ電気コネクタが共締めされており、回路基板とコネクタが電池セルを直列構成で接続しており、回路基板の配線とコネクタのピンが通信回線を形成することにより、メンテナンス回路が各電池基板アセンブリと通信することを可能にする、電池パック。
【００７９】
第19項：各電池基板アセンブリが、加熱要素、および加熱要素と電池セルとの間に接続されたスイッチを含み、前記スイッチは通信回線を介してメンテナンス回路と通信しており、メンテナンス回路が、電池パックの加熱のためにすべてのスイッチをオンにし負荷分散のために選択のスイッチをオンにするように構成されたロジック部を含む、第18項に記載の電池パック。
【００８０】
第20項：電池パックを含む電源サブシステムを備える、衛星であって、前記電池パックは、電池基板アセンブリの積層体を含み、各電池基板アセンブリが、回路基板と、回路基板に取り付けられた電気コネクタと、回路基板の側部に固定されたリチウムイオン電池セルとを含み、電池セルが回路基板間に挟まれかつコネクタが相互接続され、回路基板の配線およびコネクタのピンが直列構成で共に電池セルを電気的に接続している、衛星。
【符号の説明】
【００８１】
100  電池パック
110  積層体
120  電池基板アセンブリ
122  回路基板
124  コネクタ
126  電池セル
130  制御基板
132  回路基板
134  コネクタ
136  メンテナンス回路
140  フレーム
210  パウチ
220  端子
310  セルパッド
320  取付け領域
330  加熱要素
340  伝達層
350  ヒータ制御部
355  セル電圧感知部
360  制御ロジック部
365  電源スイッチ
370  電池端子
375  電池端子
410  コネクタ
420  コネクタ
430  コネクタ
450  面
452  配線
454  ピン
456  配線
458  ピン
460  面
462  配線
464  配線
470  面
471  配線
472  ピン
473  配線
474  ピン
475  ヒータパッド
476  ヒータパッド
477  スイッチ
478  配線
479  配線
510  状態
520  状態
540  状態
550  状態
610  ブロック
620  ブロック
630  ブロック
700  電池パック
800  電池パック
810  回路基板
820  半体
830  半体
910  衛星
920  推進力サブシステム
930  姿勢制御サブシステム
940  通信サブシステム
950  電源サブシステム
955  冗長電池パック
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0006674197.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
0006674197.tif 000009
【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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