(57)【要約】  急速な直接加熱のために、例えば自動車用途における電気化学電池用の可撓性ヒーターを、電池のパウチセルに直接取り付けることができる。電気車両に適合する高電圧動作が、電流を主に長手方向に流れるように制限する長手方向に延びる堀によって、正の温度係数の加熱材料を分離することでもたらされ、そのような材料におけるホットスポット発生の傾向を低減する。【選択図】図１
2018530857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性ポリマー基板と、
ヒーター端子と長手方向軸線に沿って離間された電極フィンガとの間を連通させる導電性電極と、
前記導電性電極よりも高い抵抗を有し、前記電極フィンガ間を電気的に相互接続するとともに該電極フィンガ間に延在する、正の温度係数材料であって、該正の温度係数材料は、複数の絶縁堀を有し、該複数の絶縁堀は、該堀を横切って前記正の温度係数材料を通る電流の流れを阻止し、前記堀は、前記正の温度係数材料を通る前記長手方向軸線に沿った前記電流の流れを、前記正の温度係数材料を通る前記長手方向軸線に対して垂直な電流の流れに比べて優先するような配置及びサイズになっている、正の温度係数材料と、
を備える、電池用のヒーターパネル。
【請求項２】
前記堀は、前記長手方向軸線に沿って測定される長手方向長さが、前記長手方向軸線に対して垂直方向に測定される前記堀の横断方向高さの少なくとも５倍である、前記正の温度係数材料における間隙である、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項３】
前記堀は、電極フィンガの横並びの対間に連続的に延在する、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項４】
各電極フィンガ間の前記正の温度係数材料は、各長手方向位置において重なり合う複数の横断方向に離間された堀によって分離されている、請求項２に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項５】
前記複数の横断方向に離間された堀は、少なくとも５つの堀である、請求項４に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項６】
前記堀は、前記長手方向軸線に沿った蛇行状経路を辿る、請求項５に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項７】
前記正の温度係数材料の一部が堀によって分離される横断方向の範囲において、前記正の温度係数材料にわたって横断方向に延在するフローティング電極を更に備える、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項８】
前記フローティング電極は、少なくとも１つの堀に架橋する、請求項７に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項９】
前記可撓性ポリマー基板と熱的に連通するように前記可撓性ポリマー基板に取り付けられ、少なくとも１つの可撓性の正負極板と、少なくとも１つの可撓性ポリマー外壁とを含む、電気化学セルを更に含む、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項１０】
前記ヒーター端子と連通し、５０ボルトよりも大きい電圧をもたらす電圧源を更に備える、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項１１】
前記正の温度係数材料は、導電性インクである、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項１２】
前記導電性電極は、前記正の温度係数材料よりも低い抵抗を有する導電性インクである、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項１３】
前記端子間の前記抵抗は、周囲温度において５００オーム〜１０Ｋオームである、請求項１に記載の電池用のヒーターパネル。
【請求項１４】
複数のセルパウチを有する電池パックを加熱する方法であって、
可撓性ポリマー基板と、
ヒーター端子と長手方向軸線に沿って離間された電極フィンガとの間を連通させる導電性電極と、
前記導電性電極よりも高い抵抗を有し、前記電極フィンガ間を電気的に相互接続するとともに該電極フィンガ間に延在する正の温度係数材料であって、該正の温度係数材料は、複数の絶縁堀を有し、該複数の絶縁堀は、該堀を横切って前記正の温度係数材料を通る電流の流れを阻止し、前記堀は、前記正の温度係数材料を通る前記長手方向軸線に沿った前記電流の流れを、前記正の温度係数材料を通る前記長手方向軸線に対して垂直方向の電流の流れに比べて優先するような配置及びサイズになっている、正の温度係数材料と、
を備えるヒーターパネルを各セルパウチに取り付けることと、
５０ボルトよりも大きい電圧を前記ヒーターパネルに印加して、各セルパウチを加熱することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願に対する相互参照］
本出願は、２０１５年７月３１日に出願された、全体を引用することにより本明細書の一部をなす米国仮出願第６２／１９９，５８１号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、電気ヒーターに関し、特に、高電圧での使用に好適な厚膜ポリマー電気ヒーターに関する。
【背景技術】
【０００３】
電気車両及びハイブリッド電気車両は、エネルギーを蓄積するために電池を利用する。この適用例では、電池は、氷点下温度を含む、或る範囲の保存温度にさらされる場合がある。低温では、リチウムイオン電池を含む、数多くのタイプの電池の場合に利用可能な電力が大きく減少し、電池効率が低下する。
【０００４】
本譲受人に譲渡されているとともに、引用することにより本明細書の一部をなす、２０１４年４月１０日に出願された同時係属中の米国特許出願第６１／９７７，８０２号は、櫛形導電性電極を上に重ねた基板上に「厚膜（thick film）」ポリマーの正の温度係数（ＰＴＣ）材料を有する、可撓性基板の形態の電気車両電池用のヒーターを記載している。電極を用いて、正の温度係数材料を通して電流を印加することができ、それにより、電池の近くに組み込むことで寒冷温度にある電池を加温することができる可撓性ヒーターユニットが提供される。
【０００５】
このような可撓性ヒーターは、通常、比較的低電圧、例えば１００ボルト未満で用いられるが、より高電圧で動作する電気車両の電力系統と適合性のある自動車用途では、所与の電力量を得る電流の流量を低減することによって配線のコスト及び重量を低減するために、より高い動作電圧が望ましい場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、標準的な厚膜ポリマーヒーター設計は、高電圧（例えば、３３０ボルトＤＣ〜１０００ボルトＤＣ）で動作する場合、電流分布に極度の不均一性を示し、ホットスポット及び早期故障の潜在的リスクをもたらす可能性があると判断した。この不均一な電流の流れは、ＰＴＣ材料の固有の電流調節特性があるにもかかわらず生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＰＴＣ材料内に、収束することなく平行な電流の流れを促す、電流を隔離する１組の「堀（moats）」を形成することによって、この高電圧の不均一な電流密度の問題に対処する。いくつかの実施形態において、絶縁チャネルは、ＰＴＣ材料の隔離部分を通して均一な電流の流れを回復する役目を果たすフローティングバスによって周期的に架橋される。この結果、温度均一性が向上した、より高電圧で動作することが可能な可撓性厚膜ポリマーヒーターとなる。
【０００８】
具体的には、１つの実施形態において、本発明は、可撓性ポリマー基板と、ヒーター端子と長手方向軸線に沿って離間された電極フィンガとの間を連通させる導電性電極とを備える、電池用のヒーターパネルを提供する。導電性電極よりも高い抵抗を有する正の温度係数材料が、電極フィンガ間を電気的に相互接続するとともに電極フィンガ間に延在する。正の温度係数材料は、複数の絶縁堀を有し、複数の絶縁堀は、堀を横切って正の温度係数材料を通る電流の流れを阻止し、堀は、正の温度係数材料を通る長手方向軸線に沿った電流の流れを、正の温度係数材料を通る長手方向軸線に対して垂直な電流の流れに比べて優先するような配置及びサイズになっている。
【０００９】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、ホットスポットの発生を最小限にしながら、利用可能な高電圧の電気を使用することができる、自動車用途等の高効率セルヒーターを提供することである。
【００１０】
堀は、長手方向軸線に沿って測定される長手方向長さが、長手方向軸線に対して垂直方向に測定される堀の横断方向高さの少なくとも５倍である、正の温度係数材料における間隙とすることができる。
【００１１】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、戦略的に配置された絶縁ギャップによって、電流を好ましい方向に柔軟に制御することである。
【００１２】
堀は、電極フィンガの横並びの対間に連続的に延在することができる。
【００１３】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、正の温度係数材料を通る電流の流れを、独立した１組の長手方向チャネルに完全に隔絶することである。
【００１４】
堀は、長手方向軸線に沿った蛇行状経路を辿る。
【００１５】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、電流の横断方向流路を変化させることによって、ＰＴＣ材料における局所的な横断方向のばらつきの影響を低減することである。
【００１６】
ヒーターパネルは、正の温度係数材料の一部が堀によって分離される横断方向の範囲において、正の温度係数材料にわたって横断方向に延在するフローティング電極を更に備えることができる。
【００１７】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、低抵抗の横断方向フローティング電極導体を設けることによって、ホットスポットが生じることなく、電流の流れの横断方向の再調整及び再均等化を可能にすることである。
【００１８】
フローティング電極は、少なくとも１つの堀に架橋することができる。
【００１９】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、フローティング電極とＰＴＣ材料との間の接続不良の際のホットスポット発生をなくす単純な構造を提供することである。
【００２０】
正の温度係数材料は、導電性インクとすることができる。
【００２１】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、高電圧動作によって悪化するいくらかのプロセスばらつきを示し得る厚膜ＰＴＣ材料に対処する方法を提供することである。
【００２２】
導電性電極は、正の温度係数材料よりも低い抵抗を有する導電性インクとすることができる。
【００２３】
したがって、本発明の少なくとも１つの実施形態の特徴は、ヒーターパネルを製造する単純な印刷プロセスを提供することである。
【００２４】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面を検討することによって当業者に明らかになる。図面では、同様の参照符号は同様の特徴を指すために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による、セル壁に取り付けられる一体型ヒーター素子を有するパウチセルの組立分解斜視図である。
【図２】櫛形導電性電極を上に重ねたＰＴＣ材料を示すとともに、可撓性膜ヒーターの異なる層の一部の断面も示す、簡略化された従来技術の可撓性膜ヒーターの上面図である。
【図３】導電性電極間の均一な制限された加熱を示す、低電圧で動作する図２の可撓性膜ヒーターのＰＴＣ材料の経験的に得られるサーモグラフィー表現による簡略化された図である。
【図４】図２の可撓性膜ヒーターの３００ボルトにおける動作、及びホットスポットを形成し得るような電流分布の乱れを示す「Ｍ」字形の加熱パターンの発生を示す、図３と同様の図である。
【図５】高電圧におけるより均一な電流の流れを促す、電流を平行に隔離する非直線的な堀をＰＴＣ材料内に組み込んでいる、本発明の第１の実施形態の図２と同様の図である。
【図６】電流を平行に隔離する互い違いの堀をフローティングバスバーとともに用いて電流の均一性を促進する、代替的な一実施形態を示す、図２及び図５と同様の図である。
【図７】フローティングバスバー間のＰＴＣ材料が整列状態を保ち、互い違いになっていない、図６に対する代替的な一実施形態の部分図である。
【図８】電流を平行に隔離する非直線的な堀の代替的なパターンを示す、図５の代替的な一実施形態の部分図である。
【図９】電流を隔離する限られた数の堀に交差するフローティングバスバーの使用を示す、図６の代替的な一実施形態の部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態が詳細に説明される前に、本発明が、その適用において、以下の説明で述べられるか又は図面で示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことが理解される。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、種々の方法で実施又は実行されることが可能である。同様に、本明細書で使用される言い回し及び用語は、説明のためのものであり、制限的であるとみなされるべきでないことが理解される。「含む」及び「備える」並びにその変形の使用は、その前に挙げられる事項及びその等価物並びに更なる事項及びその等価物を包含することを意図される。
【００２７】
ここで図１を参照すると、自動車のような電気車両において使用するために組み合わせて１つの電池にするのに適したパウチセル８が、上側長方形パウチ壁１１ａ及び下側長方形パウチ壁１１ｂを有する概ね扁平なプリズムフォームファクタを有することができる。上側長方形パウチ壁１１ａ及び下側長方形パウチ壁１１ｂは通常、可撓性の絶縁ポリマーシートから構成され、それは、密閉容積１７を画定するパウチを設けるために、合わせ目周辺部１５においてヒートシール可能とすることができる。
【００２８】
密閉容積１７は、種々のプレートと、セパレーターと、電気化学的蓄積を提供し、電力を解放するように選択された電解質とを保持することができる。具体的には、容積１７は、金属フォイル又は他の導体のような上側集電体プレート１９ａを保持することができ、上側集電体プレート１９ａは、容積１７内に収まるプレート領域と、上側集電体プレート１９ａへの外部接続のために、上側長方形パウチ壁１１ａ及び下側長方形パウチ壁１１ｂの合わせ目周辺部１５を越えて突出する延長タブ電極２１ａとを有する。上側集電体プレート１９ａは、上側長方形パウチ壁１１ａに隣接して位置決めされる。
【００２９】
類似の下側集電体プレート１９ｂは、下側長方形パウチ壁１１ｂに隣接して位置決めすることができ、同様に、容積１７に収まるプレート領域と、合わせ目周辺部１５を越えて突出し、タブ電極２１ａからずらして配置されるタブ電極２１ｂとを有することができ、タブ電極は、例えば、合わせ目周辺部１５の１つのエッジの左右両側にある。
【００３０】
上側集電体プレート１９ａ及び下側集電体プレート１９ｂは、上側集電体プレート１９ａに隣接する負の電極材料１９ｃと、下側集電体プレート１９ｂに隣接する正の電極材料１９ｄと、負の電極材料１９ｃと正の電極材料１９ｄとの間にあるセパレーター１９ｅとを含むスタックの両側に位置することができる。一般的に、個々のパウチセル１０は、単一の正の電極材料１９ｄ及び負の電極材料１９ｃを保持することになる。
【００３１】
上記のようなパウチセルの構成は、Envia Systems, Inc.に譲渡され、引用することにより本明細書の一部をなす「High-Energy Lithium-Ion Secondary Batteries」と題する米国特許出願第２０１２／０２６３９８７号の記述に従うことができる。
【００３２】
ここで、図１及び図２を参照すると、従来技術の厚膜ポリマーヒーター１０は、実質的に非導電性のポリマーシートをもたらす可撓性基板１２を提供することができる。一例の基板１２は、７ミルのポリエステル材料とすることができる。
【００３３】
可撓性基板１２の広い上面上の加熱領域１３（この例では、矩形の領域）は、正の温度係数（ＰＴＣ）材料１４の実質的に連続した厚膜で被覆することができる。抵抗の正の温度係数は、電気の流量を材料の温度に応じて変化させる。このとき、より低い温度では電気の流れは増加し、より高い温度では電気の流れは減少し、通常、温度の関数として実質的に非線形パターンを辿る。この特性は、ＰＴＣ材料１４にわたって実質的に一定の電圧源が印加される場合、ＰＴＣ材料１４の温度の自己調節をもたらす。
【００３４】
１つの実施形態において、ＰＴＣ材料１４は、温度とともに抵抗の上昇を示し、温度駆動型の電流制限効果をもたらす導電性ポリエステル材料とすることができる。このＰＴＣ材料１４の固有の電流制限により、電流の流れが過剰な領域の抵抗を増加させることによって、厚膜ポリマーヒーター１０におけるホットスポットを低減することが期待される。
【００３５】
可撓性基板１２の加熱領域１３は、例えば、スクリーン印刷等を用いた導電性インクの塗布を含む多様な技法によって、ＰＴＣ材料１４で被覆することができる。本発明に適した正の温度係数（ＰＴＣ）ヒーターは、全体を引用することにより本明細書の一部をなす、Leslie M.Wattsに対する米国特許第４，８５７，７１１号及び第４，９３１，６２７号においても開示される。
【００３６】
ともに導電性材料により形成される正電極アレイ１６ａ及び負電極アレイ１６ｂは、ＰＴＣ材料１４と電気的に連通するように、ＰＴＣ材料１４の上面に導電性インクを用いて印刷するか又は別様に施すことができる。これらの電極アレイ１６ａ及び１６ｂは、電力源４０を介して、例えば、自動車の電気系統に接続された５０ボルトを超える電圧の高電圧ＤＣ又はパルス幅変調ＤＣを介して接続することができる。
【００３７】
正電極アレイ１６ａは、等間隔の平行軸２０ａに沿った第１の方向において、ＰＴＣ材料１４の表面にわたって延在するフィンガ１８ａを有することができる。これらのフィンガ１８ａは、ＰＴＣ材料１４の１つの縁部に沿った軸２０ａに対して概ね垂直に延びるバス導体２２ａと電気的に連通することができる。
【００３８】
負電極アレイ１６ｂは、フィンガ１８ａの方向とは反対の第２の方向に、フィンガ１８ａと交互に噛み合う形で、ＰＴＣ材料１４の表面にわたって延在するフィンガ１８ｂを有することができる。また、これらのフィンガ１８ｂは、軸２０ａ間に軸２０ａに対して平行に均等に位置する規則的な平行軸２０ｂに沿って延在することができる。フィンガ１８ｂは、バス導体２２ａとは反対側のＰＴＣ材料１４の縁部において、軸２０ｂに対して概ね垂直に延びるバス導体２２ｂに接合することができる。
【００３９】
バス導体２２ａ及び２２ｂは、基板１２の一端部まで延在し、ＤＣ電力又はパルス幅変調された電力を印加することができる接続端子２４を呈することができる。端子２４に電力が印加されると、電流が、軸２０に対して概ね垂直の長手方向電流流れ軸２３の方向に、フィンガ１８ａ及び１８ｂ間を、ＰＴＣ材料１４を通って全体的に流れる。
【００４０】
電極アレイ１６、フィンガ１８、及び端子２４の導電性材料は、例えば、通常、同等の断面積でＰＴＣ材料よりもはるかに低い抵抗をもたらす、銀等の導電性材料の微粒子フィラーを含むポリマーベースから合成されるもの等の導電性ポリマーとすることができる。
【００４１】
一例の厚膜ポリマーヒーター１０は、例えば、およそ４インチ×６インチの面積にわたって２４ワットの電力、すなわち、１平方インチあたり約１ワットを提供し、室温において５５℃〜６５℃の目標温度範囲をもたらすことができる。端子２４間の全抵抗は、周囲温度において５Ｋオーム〜１０Ｋオーム程度とすることができる。
【００４２】
ここで、図３を参照すると、図２の厚膜ポリマーヒーター１０が比較的低電圧、例えば１２ボルトで動作する場合、実質的に均一であるが上昇した温度の規則的な矩形の加熱領域２６が、軸２０ａ及び２０ｂ間に形成される。加熱領域２６のこの均一な温度は、フィンガ１８間の長手方向電流流れ軸２３に沿ったこれらの領域における実質的に均一な電流の流れを反映している。
【００４３】
矩形の加熱領域２６は、フィンガ１８（図２に示されている）の位置において軸２０に整列した幅狭の低温ゾーン２９によって分離される。これらの低温ゾーン２９は、電流は最も抵抗の低い経路を求めて流れるので、電流がＰＴＣ材料１４を避けてフィンガ１８へと流れることによって生じる。
【００４４】
ここで、図４を参照すると、図２の厚膜ポリマーヒーター１０が高電圧、例えば３００ボルトで動作する場合、隣り合う矩形の加熱領域（例えば、２６ａ及び２６ｂ）は、軸２０を横切って融合し、期待される矩形の電流分布における乱れを示す場合がある。この乱れが加熱領域２６ａ及び２６ｂの上端部から電流を奪い、軸２０のフィンガの下の加熱領域２６の他の領域よりも高温のホットスポット箇所２７へと電流を逸らし、厚膜ポリマーヒーター１０によって与えられる熱の均一性に悪影響を及ぼす。
【００４５】
ここで、図５を参照すると、本発明の第１の実施形態において、高電圧の厚膜ポリマーヒーター１０を、フィンガ１８間のＰＴＣ材料１４の形態を変更して構成することができる。この（例えば、フィンガ１８ａ及び１８ｂ間の）変更では、電流が流れることができない電流隔離堀３０をＰＴＣ材料１４に導入する。隔離堀３０は、例えば、ＰＴＣ材料１４を除去して、隔離堀３０の領域において基板１２を露出させることによって形成することができる。堀３０は、側方に隣接するフィンガ１８間に連続的に又はその途中まで延在することができる。概して、堀３０は、長手方向軸線２３に沿って測定される長手方向長さが、長手方向軸線に対して垂直に測定される堀３１の横断方向高さの少なくとも５倍である。
【００４６】
隔離堀３０は、概して長手方向電流流れ軸２３に沿って延在し、その結果、概ね軸２３に沿って電流の局所的な流れ方向を強制する。隔離堀３０は、長手方向電流流れ軸２３に対して垂直な方向において、ＰＴＣ材料１４にわたって周期的に間隔を置き、軸２３に沿って延在するＰＴＣ材料の多数の別個の導電性トレース３１を形成することができる。この実施形態において、ＰＴＣ材料のトレース３１は、軸２３に対して平行なジグザグ（非直線）経路を走る実質的に均一な幅（長手方向電流流れ軸２３に対して垂直方向）を有することができる。
【００４７】
上述したように、隔離堀３０は、軸２３に沿って実質的に独立した線の電流の流れを強制し、例えば、図４に示されている加熱領域２６間の軸２０を横断する領域に電流が収束することを防止する。この実施形態では、フィンガ１８の数は、加熱の均一性を犠牲にすることなく大幅に低減されており、フィンガ１８の導電性材料の削減を可能にすることに留意すべきである。他の態様において、この厚膜ポリマーヒーター１０は、厚膜ポリマーヒーター１０と同様とすることができる。この実施形態は、３３０ボルトＤＣ〜１０００ボルトＤＣの電圧で動作することができ、その範囲内の電圧において向上した熱均一性をもたらすことがわかっている。
【００４８】
ここで、図６を参照すると、代替的な一実施形態において、一連のフローティングバスバー３２を、各対のフィンガ１８ａ及び１８ｂ間に、これらのフィンガに対して平行に、かつ間に均等な間隔を置いて配置することができる。フローティングバスバー３２は、バス導体２２に、又はフィンガ１８に、又は互いに電気的に接続しないことが重要である。フローティングバスバー３２は、概して、電流の流路に対して垂直に延在し、ＰＴＣ材料１４の複数のトレース３１の間を架け渡すことができる。これらのフローティングバスバー３２は、長手方向電流流れ軸２３に対して垂直な方向において、トレース３１間の堀３０を横切って、ＰＴＣ材料１４のトレース３１の間で電流を横断方向に再分配する役目を果たす。フローティングバスバー３２の材料は、バス導体２２及びフィンガ１８の材料と概ね同一であり、ＰＴＣ材料１４よりもはるかに低い抵抗を有する。フローティングバスバー３２は、堀３１に架橋することができるか、又はＰＴＣ材料１４上に重なることができ、そうすることで、本質的に、その覆われたＰＴＣ材料１４から電流を逸らして伝導する。
【００４９】
この実施形態において、フローティングバスバー３２のそれぞれの間又はフローティングバスバー３２とフィンガ１８との間の堀３０及びトレース３１は、長手方向電流流れ軸２３に対して垂直な横断方向において互い違いにすることができ、それにより、所与の列３６（各列は、所与の組のフローティングバスバー３２間又はフローティングバスバー３２とフィンガ１８との間にある）におけるＰＴＣ材料１４のトレース３１は、隣り合う列３６のトレース３１と、フローティングバスバー３２又はフィンガ１８によってのみ接続し、ＰＴＣ材料１４の直接接続によっては接続しない。このようにして、異なる列３６のトレース３１間に緩和されることなく直接電流が流れることによってホットスポットが生じる可能性は、フローティングバスバー３２によって大幅に低減される。
【００５０】
この実施形態は、３３０ボルトＤＣ〜１０００ボルトＤＣの電圧で動作することができ、その範囲内の電圧において向上した熱均一性をもたらすことがわかっている。
【００５１】
ここで、図７を参照すると、図６の厚膜ポリマーヒーター１０は、代替的に、列３６間のＰＴＣトレース３１の整列及び直接接続を可能にすることができることが理解される。この変形は、フィンガ１８又はフローティングバスバー３２が、電流を再分配し、トレース３１間の架橋部におけるホットスポットを回避することに依拠している。これにより、トレース３１間の良好な接続をもたらすことを可能にすることができ、フローティングバスバー３２のより低抵抗の材料が、例えば、適切な接触領域によって確実となる。
【００５２】
ここで、図８を参照すると、図５のトレース３１のジグザグ状のＰＴＣ材料１４は、軸２３に対して平行に延在する滑らかな正弦波状パターンを含む、他の種々の非直線的な形状をとることができることが理解される。これらの波状パターンは、「蛇行状（serpentine）」と総称される。これらは波状パターンではあるが、平均すると長手方向軸線２３に沿って進む。トレース３１は、直線で、軸２３に対して平行とすることもできる。
【００５３】
ここで、図９を参照すると、代替的な一実施形態において、フローティングバスバー３２は、軸２３に対して垂直な長さに沿って断片に分割することができる。ここでは、各断片は、異なる列３６の限られた数のＰＴＣトレース３１のみに接続し（例えば、図示のように、第１の列３６の１つのＰＴＣトレース３１は、第２の列３６の１つのＰＴＣトレース３１のみに接続することができる）、長手方向電流流れ軸２３に対して垂直方向の電流の移動（migration）を更に防止する。
【００５４】
これらの種々の技法は、例えば、フィンガ１８ａ及び１８ｂ間に均等に間隔を置き、これらのフィンガ１８に対して平行である、図５に示されているタイプのフローティングバスバー３２によって同様に架け渡される図４のトレース３１と組み合わせることができる。
【００５５】
概して、抵抗とは、文脈に応じて、バルク抵抗又は空中線抵抗又はその双方を指す。
【００５６】
参照するためだけに本明細書において或る特定の用語が使用されており、それゆえ、制限することは意図していない。例えば、「上側」、「下側」、「上方」及び「下方」のような用語は、参照される図面内の方向を指している。「前方」、「後方」、「背後」、「底部」及び「側方」等の用語は、一貫しているが、任意の座標系内の構成要素の部分の向きを示しており、その座標系は、論じられている構成要素を説明する本文及び関連する図面を参照することにより明らかになる。そのような用語は、これまで具体的に述べられた言葉、その派生語及び同様の意味の言葉を含むことができる。同様に、「第１の」、「第２の」、及び構造を参照する他のそのような数字を使った用語は、文脈によって明確に指示されない限り、一連のもの、又は順序を意味しない。
【００５７】
本開示及び例示的な実施形態の要素又は特徴を導入するとき、冠詞「１つの（a, an）」、「その（the）」及び「前記（said）」は、そのような要素又は特徴のうちの１つ以上が存在することを意味している。「備える、含む（comprising）」、「備える、含む（including）」及び「有する（having）」という用語は、包括的であることを意図しており、具体的に言及される以外の更なる要素又は特徴が存在する場合があることを意味している。本明細書において説明される方法、ステップ、プロセス及び動作は、実行する順序として具体的に特定されない限り、論じられるか、又は例示される特定の順序において必ず実行する必要があると解釈されるべきでないことを更に理解されたい。また、追加又は代替のステップが利用される場合があることも理解されたい。
【００５８】
本発明の種々の特徴が、添付の特許請求の範囲で述べられる。本発明が、その適用において、本明細書で述べる構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、種々の方法で実施又は実行されることが可能である。上述の形態の変形形態及び変更形態が本発明の範囲内にある。本明細書で開示され規定される発明が、述べられたか又はテキスト及び／又は図面から明らかな個々の特徴のうちの２つ以上の全ての代替の組合せに拡張されることも理解される。これらの異なる組合せは全て、本発明の種々の代替の態様を構成する。本明細書で述べる実施形態は、本発明を実施するために知られている最良の形態を説明し、当業者が本発明を利用することを可能にすることになる。
【００５９】
特許公報及び非特許刊行物を含む、本明細書において記述される全ての刊行物は、その全体を参照することにより本明細書の一部をなす。
【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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【国際調査報告】
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