(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024012331
(43)【公開日】2024-01-30
(54)【発明の名称】電池パック、車両及びエネルギー蓄積装置
(51)【国際特許分類】
H01M 50/291 20210101AFI20240123BHJP
H01M 50/244 20210101ALI20240123BHJP
H01M 50/224 20210101ALI20240123BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20240123BHJP
H01M 50/131 20210101ALI20240123BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20240123BHJP
【FI】
H01M50/291
H01M50/244 Z
H01M50/224
H01M50/249
H01M50/131
B60K1/04 Z
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023179209
(22)【出願日】2023-10-18
(62)【分割の表示】P 2022119156の分割
【原出願日】2019-06-21
(31)【優先権主張番号】201910021244.0
(32)【優先日】2019-01-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201910020967.9
(32)【優先日】2019-01-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201910021246.X
(32)【優先日】2019-01-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201910021248.9
(32)【優先日】2019-01-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201910021247.4
(32)【優先日】2019-01-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201910020925.5
(32)【優先日】2019-01-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】510177809
【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100169904
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100132698
【弁理士】
【氏名又は名称】川分 康博
(72)【発明者】
【氏名】何▲龍▼
(72)【発明者】
【氏名】▲孫▼▲華▼▲軍▼
(72)【発明者】
【氏名】江文▲鋒▼
(72)【発明者】
【氏名】▲魯▼志佩
(72)【発明者】
【氏名】▲鄭▼▲衛▼▲しん▼
(72)【発明者】
【氏名】唐江▲龍▼
(72)【発明者】
【氏名】朱燕
(72)【発明者】
【氏名】王信月
(72)【発明者】
【氏名】何科峰
(57)【要約】 (修正有)
【課題】空間利用率が高く、エネルギー密度が大きく、航続能力が強く、コストが低いなどの利点を有する電池パックを提供する。
【解決手段】電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池100を含み、前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する2つの平行平面のピッチの最大値である第1の寸法を有し、少なくとも1つの単電池は、600mm≦第1の寸法≦2500mmの条件を満たす。バッテリーパックは、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。前記支持部材は、支持領域に当接して前記単電池を支持する。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池アレイ及び支持部材を含み、
前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持す
る2つの平行平面のピッチの最大値である第1の寸法を有し、
少なくとも1つの単電池は、600mm≦第1の寸法≦2500mmの条件を満たし、
かつケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前
記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持されること
を特徴とする、電池パック。
【請求項2】
前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する2つの平行平面のピッチの最小値である
第2の寸法を有し、前記第2の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、P方向
であり、複数の単電池は、前記少なくとも1つの単電池のP方向に沿って配列されること
を特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項3】
前記少なくとも1つの単電池は、10≦第1の寸法/第2の寸法≦208の条件を満た
すことを特徴とする、請求項2に記載の電池パック。
【請求項4】
前記少なくとも1つの単電池は、23≦第1の寸法/第2の寸法≦208の条件を満た
すことを特徴とする、請求項3に記載の電池パック。
【請求項5】
前記少なくとも1つの単電池は、50≦第1の寸法/第2の寸法≦70の条件を満たす
ことを特徴とする、請求項4に記載の電池パック。
【請求項6】
前記ケースは、ケース本体と、ケース本体を密封する蓋板とを含むことを特徴とする、
請求項1に記載の電池パック。
【請求項7】
前記ケース本体は、アルミニウム又は鋼で製造されることを特徴とする、請求項6に記
載の電池パック。
【請求項8】
前記少なくとも1つの単電池は、600mm≦第1の寸法≦1500mmの条件を満た
すことを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項9】
前記少なくとも1つの単電池は、600mm≦第1の寸法≦1000mmの条件を満た
すことを特徴とする、請求項8に記載の電池パック。
【請求項10】
前記単電池は、体積Vを有し、前記少なくとも1つの単電池は、0.0005mm-2
≦第1の寸法/V≦0.002mm-2の条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記
載の電池パック。
【請求項11】
前記単電池は、体積V及び表面積Sを有し、前記少なくとも1つの単電池は、0.1m
m-1≦S/V≦0.35mm-1の条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の
電池パック。
【請求項12】
前記少なくとも1つの単電池は、第1の寸法方向に沿って第1の端部及び第2の端部を
有し、前記第1の端部及び第2の端部のうちの少なくとも1つは、単電池の内部電流を引
き出す電極端子を有し、単電池間の電極端子は、接続部材により電気的に接続されること
を特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項13】
前記電池パックは、前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前記電池アレイを挟持
する2つの側板部材をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項14】
前記第1の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり、前記電池
パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、前記Q方向に沿って対向して設け
られた第1の側部梁及び第2の側部梁を含み、前記支持部材は、前記第1の側部梁及び第
2の側部梁であり、前記単電池の両端は、それぞれ前記第1の側部梁及び前記第2の側部
梁に支持されることを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項15】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、前記電池アレイの下方に位置す
ることを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項16】
前記第1の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり、前記底部
梁は、第1の梁と、第1の梁に位置し、第1の梁と交差する第2の梁とを含み、前記第1
の梁の延在方向とQ方向がなす角度は、60~90度であり、前記単電池は、第1の梁に
支持されることを特徴とする、請求項15に記載の電池パック。
【請求項17】
前記第1の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり、前記底部
梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向とQ方向が
なす角は、60~90度であり、前記単電池は、前記矩形梁に支持されることを特徴とす
る、請求項15に記載の電池パック。
【請求項18】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、前記電池アレイは、自動車のシャーシに位
置することを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項19】
前記第1の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり、前記電池
パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前
記電池パックは、1つの電池アレイを含み、前記単電池は、前記Q方向に沿って前記電池
載置領域の一側から前記電池載置領域の他側まで延びることを特徴とする、請求項1に記
載の電池パック。
【請求項20】
前記電池パックは、前記Q方向に1つの前記単電池のみを収容することを特徴とする、
請求項19に記載の電池パック。
【請求項21】
前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する2つの平行平面のピッチの最小値である
第2の寸法を有し、前記第2の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、P方向
であり、前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置
領域に位置し、前記電池パックは、前記P方向に沿ったN個(Nは1以上である)の電池
アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続さ
れることを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。
【請求項22】
前記第1の寸法に対応する前記2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり、前記電池
パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前
記電池パックは、前記Q方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレイを含み、電
池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続されることを特徴と
する、請求項1に記載の電池パック。
【請求項23】
電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池
は、前記単電池の最小外接直方体の長さである寸法Aを有し、
少なくとも1つの単電池は、600mm≦寸法A≦2500mmの条件を満たし、かつ
ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単
電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持されることを特
徴とする、電池パック。
【請求項24】
前記複数の単電池は、K方向に沿って配列され、前記K方向は、電池アレイにおける前
記少なくとも1つの単電池の最小外接直方体の幅方向であることを特徴とする、請求項2
3に記載の電池パック。
【請求項25】
前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の幅である寸法Bを有し、前記少なくとも
1つの単電池は、10≦寸法A/寸法B≦208の条件を満たすことを特徴とする、請求
項24に記載の電池パック。
【請求項26】
前記少なくとも1つの単電池は、23≦寸法A/寸法B≦208の条件を満たすことを
特徴とする、請求項25に記載の電池パック。
【請求項27】
前記少なくとも1つの単電池は、50≦寸法A/寸法B≦70の条件を満たすことを特
徴とする、請求項26に記載の電池パック。
【請求項28】
前記複数の単電池は、K方向に沿って配列され、前記K方向は、電池アレイにおける前
記少なくとも1つの単電池の最小外接直方体の高さ方向であることを特徴とする、請求項
23に記載の電池パック。
【請求項29】
前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の高さである寸法Cを有し、前記少なくと
も1つの単電池は、10≦寸法A/寸法C≦208の条件を満たすことを特徴とする、請
求項28に記載の電池パック。
【請求項30】
前記少なくとも1つの単電池は、23≦寸法A/寸法C≦208の条件を満たすことを
特徴とする、請求項29に記載の電池パック。
【請求項31】
前記少なくとも1つの単電池は、50≦寸法A/寸法C≦70の条件を満たすことを特
徴とする、請求項30に記載の電池パック。
【請求項32】
前記ケースは、ケース本体と、前記ケース本体を密封する蓋板とを含むことを特徴とす
る、請求項23に記載の電池パック。
【請求項33】
前記ケース本体は、アルミニウム又は鋼で製造されることを特徴とする、請求項32に
記載の電池パック。
【請求項34】
前記少なくとも1つの単電池は、600mm≦寸法A≦1500mmの条件を満たすこ
とを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項35】
前記少なくとも1つの単電池は、600mm≦寸法A≦1000mmの条件を満たすこ
とを特徴とする、請求項34に記載の電池パック。
【請求項36】
前記電池パックは、前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前記電池アレイを挟持
する2つの側板部材をさらに含むことを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項37】
前記電池パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、前記少なくとも1つの
単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って対向して設けられた第1の側部梁及び第2の
側部梁を含み、前記支持部材は、第1の側部梁及び第2の側部梁であり、前記少なくとも
1つの単電池の両端は、それぞれ前記第1の側部梁及び前記第2の側部梁に支持されるこ
とを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項38】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、電池アレイの下方に位置するこ
とを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項39】
前記底部梁は、第1の梁と、第1の梁に位置し、第1の梁と交差する第2の梁とを含み
、前記第1の梁の延在方向と前記少なくとも1つの単電池の最小外接直方体の長手方向が
なす角は、60~90度であり、前記少なくとも1つの単電池は、第1の梁に支持される
ことを特徴とする、請求項38に記載の電池パック。
【請求項40】
前記底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向
と前記単電池の最小外接直方体の長手方向がなす角は、60~90度であり、前記少なく
とも1つの単電池は、矩形梁に支持されることを特徴とする、請求項38に記載の電池パ
ック。
【請求項41】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、前記電池アレイは、自動車のシャーシに位
置することを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項42】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に
位置し、前記電池パックは、1つの電池アレイを含み、前記単電池は、前記少なくとも1
つの単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って前記電池載置領域の一側から前記電池載
置領域の他側まで延びることを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項43】
前記電池パックは、前記少なくとも1つの単電池の最小外接直方体の長手方向に1つの
前記単電池のみを収容することを特徴とする、請求項42に記載の電池パック。
【請求項44】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置
し、前記電池パックは、前記単電池の最小外接直方体の幅方向に沿ったN個(Nは1以上
である)の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により
電気的に接続されることを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項45】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置
し、前記電池パックは、前記少なくとも1つの単電池の最小外接直方体の長手方向に沿っ
たM個(Mは1以上である)の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子
間の接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項23に記載の電池パッ
ク。
【請求項46】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置
し、前記電池パックは、前記単電池の最小外接直方体の高さ方向に沿ったJ個(Jは1以
上である)の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材によ
り電気的に接続されることを特徴とする、請求項23に記載の電池パック。
【請求項47】
電池アレイ及び支持部材を含む電池パックであって、
前記電池アレイは、複数の単電池を含み、
少なくとも1つの単電池は、電池本体と、前記電池本体から延出し、電池本体の内部電
流を引き出す電極端子とを含み、
前記電池本体が、長さがLの略直方体であり、600mm≦L≦2500mmであると
いう条件を満たし、
前記少なくとも1つの単電池は、ケースと、前記ケース内に位置する極芯とをさらに含
み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材
に当接して前記支持部材に支持される、
電池パック。
【請求項48】
前記電池本体は、厚さがDであり、高さがHであり、厚さ方向がX方向であり、長手方
向がY方向であり、高さ方向がZ方向である、
請求項47に記載の電池パック。
【請求項49】
前記複数の単電池は、電池アレイにおける前記少なくとも1つの単電池のX方向に沿っ
て配列される、
請求項48に記載の電池パック。
【請求項50】
前記少なくとも1つの単電池は、10≦L/D≦208の条件を満たす、
請求項49に記載の電池パック。
【請求項51】
前記少なくとも1つの単電池は、23≦L/D≦208の条件を満たす、
請求項50に記載の電池パック。
【請求項52】
前記少なくとも1つの単電池は、50≦L/D≦70の条件を満たす、
請求項51に記載の電池パック。
【請求項53】
前記複数の単電池は、電池アレイにおける前記少なくとも1つの単電池のZ方向に沿っ
て配列されることを特徴とする、
請求項48に記載の電池パック。
【請求項54】
前記少なくとも1つの単電池は、10≦L/H≦208の条件を満たす、
請求項53に記載の電池パック。
【請求項55】
前記少なくとも1つの単電池は、23≦L/H≦208の条件を満たす、
請求項54に記載の電池パック。
【請求項56】
前記少なくとも1つの単電池は、50≦L/H≦70の条件を満たすことを特徴とする
、請求項55に記載の電池パック。
【請求項57】
前記単電池の体積はVであり、前記少なくとも1つの単電池は、0.0005mm-2
≦L/V≦0.002mm-2の条件を満たす、
請求項47に記載の電池パック。
【請求項58】
前記少なくとも1つの単電池は、600mm≦L≦1500mmの条件を満たす、
請求項47に記載の電池パック。
【請求項59】
前記少なくとも1つの単電池は、600mm≦L≦1000mmの条件を満たす、
請求項58に記載の電池パック。
【請求項60】
前記電池本体は、厚さがDであり、高さがHであり、厚さ方向がX方向であり、長手方
向がY方向であり、高さ方向がZ方向であり、前記電池本体の高さH≧前記電池本体の厚
さDであり、前記少なくとも1つの単電池は、23≦L/D≦208、4≦L/H≦21
の条件を満たし、前記複数の単電池は、前記電池アレイにおける少なくとも1つの前記単
電池のX方向に沿って配列される、
請求項58に記載の電池パック。
【請求項61】
前記少なくとも1つの単電池は、9≦L/H≦13の条件を満たす、
請求項60に記載の電池パック。
【請求項62】
前記少なくとも1つの単電池は、Y方向に沿って第1の端部及び第2の端部を有し、第
1の端部及び第2の端部のうちの少なくとも1つは、単電池の内部電流を引き出す電極端
子を有し、単電池間の電極端子は、接続部材により電気的に接続される、
請求項58に記載の電池パック。
【請求項63】
前記電池本体は、体積がVであり、表面積がSであり、表面積Sと体積Vとの関係は、
0.1mm-1≦S/V≦0.35mm-1である、
請求項58に記載の電池パック。
【請求項64】
前記電池パックは、前記X方向に沿って前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前
記電池アレイを挟持する2つの側板部材をさらに含む、
請求項60に記載の電池パック。
【請求項65】
前記電池パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、Y方向に沿って対向し
て設けられた第1の側部梁及び第2の側部梁を含み、
前記第1の側部梁及び前記第2の側部梁は、前記支持部材であり、
前記単電池の両端は、それぞれ前記第1の側部梁及び前記第2の側部梁に支持される、
請求項60に記載の電池パック。
【請求項66】
前記第1の側部梁と前記第2の側部梁は、それぞれ前記単電池の2つの端面に合わせた
内壁面を含み、前記第1の側部梁及び前記第2の側部梁の内壁面と前記単電池の端面との
間にそれぞれ絶縁板が挟設される、
請求項65に記載の電池パック。
【請求項67】
前記トレイは、底板を含み、前記第1の側部梁と前記第2の側部梁は、それぞれ前記底
板の両端に設けられ、前記単電池と前記底板は、離間して設けられる、
請求項65に記載の電池パック。
【請求項68】
前記単電池と前記底板との間に保温層が設けられることを特徴とする、請求項67に記
載の電池パック。
【請求項69】
前記電池パックは、前記トレイと共に、電池アレイを収容する収容チャンバーを形成す
る密封カバーをさらに含む、
請求項67に記載の電池パック。
【請求項70】
前記第1の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、突出した第1の支持板を有し、前記
第1の支持板の前記密封カバーに向かう面に第1の支持面が設けられ、前記第1の支持板
の密封カバーから離れる面に第1の取付面が設けられ、
前記第2の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、突出した第2の支持板を有し、前記
第2の支持板の前記密封カバーに向かう面に第2の支持面が設けられ、前記第2の支持板
の密封カバーから離れる面に第2の取付面が設けられ、
前記第1の支持面及び前記第2の支持面は、単電池を支持するためのものであり、前記
第1の取付面及び前記第2の取付面は、前記底板を取り付けるためのものである、
請求項69に記載の電池パック。
【請求項71】
前記第1の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、第1の接続面を有し、
前記第1の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記第1の支持面から前記密封カ
バーまでの距離よりも小さく、
前記第2の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、第2の接続面を有し、
前記第2の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記第2の支持面から前記密封カ
バーまでの距離よりも小さく、
前記単電池の両端は、それぞれ前記第1の接続面と前記第2の接続面に接触する、
請求項70に記載の電池パック。
【請求項72】
前記第1の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、少なくとも2段の段差構造を有し、
2段の段差の密封カバーに向かう面は、それぞれ前記第1の接続面と前記第1の支持面を
形成し、
前記第2の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、少なくとも2段の段差構造を有し、
2段の段差の密封カバーに向かう面は、それぞれ前記第2の接続面と前記第2の支持面を
形成する、
請求項71に記載の電池パック。
【請求項73】
第1の端板と、第2の端板とをさらに含み、前記第1の端板は、前記少なくとも1つの
単電池の前記第1の端部と、前記第1の側部梁との間に配置され、前記第2の端板は、前
記少なくとも1つの前記単電池の第2の端部と、前記第2の側部梁との間に配置され、前
記少なくとも1つの単電池の前記第1の端部は、前記第1の端板を介して前記第1の接続
面に接続され、前記少なくとも1つの単電池の前記第2の端部は、前記第2の端板を介し
て前記第2の接続面に接続される、
請求項71に記載の電池パック。
【請求項74】
前記第1の端板は、前記単電池の端面に対向して設けられた端板本体と、前記端板本体
に接続され、前記第1の側部梁に向かって突出した第1の接続板とを含み、
前記第2の端板は、前記単電池の端面に対向して設けられた端板本体と、前記端板本体
に接続され、前記第2の側部梁に向かって突出した第1の接続板とを含み、前記第1の接
続板は、前記第1の接続面及び第2の接続面に接続される、
請求項73に記載の電池パック。
【請求項75】
少なくとも1つの前記単電池の第1の端部に防爆弁が設けられ、前記第1の側部梁の内
部に排気通路が設けられ、前記第1の側部梁の前記防爆弁に対応する位置に排気孔が設け
られ、前記排気孔は、前記排気通路に連通し、
前記単電池の第2の端部に防爆弁が設けられ、前記第2の側部梁の内部に排気通路が設
けられ、前記第2の側部梁の前記防爆弁に対応する位置に排気孔が設けられ、前記排気孔
は、前記排気通路に連通し、前記電池パックに、前記排気通路に連通する排気口が設けら
れる、
請求項65~74のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項76】
前記トレイは、X方向に沿って対向して設けられた第3の側部梁及び第4の側部梁をさ
らに含み、前記第3の側部梁及び第4の側部梁は、前記電池アレイに押圧力を提供する、
請求項69に記載の電池パック。
【請求項77】
前記第1の接続面、第2の接続面、前記単電池及び前記密封カバーの間に、電池管理部
品と配電部品を収容する管理収容チャンバーが画定されることを特徴とする、請求項74
に記載の電池パック。
【請求項78】
前記電池パックは、さらに、第1の弾性装置と、および/または、第2の弾性装置とを
含み、前記第1の弾性装置は、前記第3の側部梁と前記第3の側部梁に隣接する単電池と
の間に弾性的に挟設され、前記第2の弾性装置は、前記第4の側部梁と前記第4の側部梁
に隣接する単電池との間に弾性的に挟設されている、
請求項76に記載の電池パック。
【請求項79】
第1の側板、及び/又は、第2の側板をさらに含み、
前記第1の側板は、前記第3の側部梁と前記第3の側部梁に隣接する単電池との間に配
置され、
前記第2の側板は、前記第4の側部梁と前記第4の側部梁に隣接する単電池との間に配
置されている、
請求項76に記載の電池パック。
【請求項80】
前記第1の側板は、単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接
続され、前記第3の側部梁に向かって突出した第2の接続板とを含み、
前記第2の側板は、単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接
続され、前記第4の側部梁に向かって突出した第2の接続板とを含み、
前記第3の側部梁に、前記密封カバーに向かう第3の接続面が設けられ、前記第4の側
部梁に、前記密封カバーに向かう第4の接続面が設けられ、
前記第1の側板は、対応する第2の接続板により前記第3の接続面に接続され、前記第
2の側板は、対応する第2の接続板により前記第4の接続面に接続される、請求項79に
記載の電池パック。
【請求項81】
少なくとも一部の複数の単電池の上面及び下面にそれぞれ接続された第1のパネル及び
第2のパネルと、
前記少なくとも一部の複数の単電池の2つの端面にそれぞれ設けられた第1の端板及び
第2の端板と、
最も外側の2つの単電池の外側にそれぞれ設けられた第1の側板及び第2の側板と、
をさらに含み、
前記第1の端板、前記第2の端板、前記第1の側板及び前記第2の側板は、いずれも前
記第1のパネル及び前記第2のパネルに接続され、
前記第1の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第1の支持面及び第1の接続面を有し、
前記第2の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第2の支持面及び第2の接続面を有し、単
電池の前記第1の端部は、前記第1の支持面に支持され、単電池の前記第2の端部は、前
記第2の支持面に支持され、前記第1の端板は、前記第1の接続面に接続され、前記第2
の端板は、前記第2の接続面に接続され、
前記第3の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第3の接続面を有し、前記第4の側部梁
の前記単電池に向かう内壁面は、第4の接続面を有し、前記第1の側板は、前記第3の接
続面に接続され、前記第2の側板は、前記第4の接続面に接続される、
請求項76に記載の電池パック。
【請求項82】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、電池アレイの下方に位置する、
請求項48~63のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項83】
前記底部梁は、第1の梁と、前記第1の梁上に位置し、前記第1の梁と交差する第2の
梁とを含み、前記第1の梁の延在方向とY方向がなす角は、60~90度であり、単電池
は、前記第1の梁に支持される、
請求項82に記載の電池パック。
【請求項84】
前記第2の梁が2つあり、2つの第2の梁は、それぞれ前記第1の梁の両端に位置し、
かつそれぞれ前記第1の梁に垂直であり、前記単電池は、前記第1の梁に支持される、
請求項83に記載の電池パック。
【請求項85】
単電池の中心は、前記第1の梁に位置する、
請求項84に記載の電池パック。
【請求項86】
前記底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向
とY方向がなす角は、60~90度であり、単電池は、前記矩形梁に支持される、
請求項82に記載の電池パック。
【請求項87】
前記矩形梁は、Y方向に沿って均一に配置され、前記矩形梁の延在方向は、Y方向に垂
直である、
請求項86に記載の電池パック。
【請求項88】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、電池アレイは、自動車のシャーシに位置す
る、
請求項47~63のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項89】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、
前記電池パックは、1つの電池アレイを含み、単電池は、Y方向に沿って前記電池載置領
域の一側から前記電池載置領域の他側まで延びる、
請求項48~74、76~81又は83~87のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項90】
前記電池パックは、Y方向に1つの前記単電池のみを収容する、
請求項89に記載の電池パック。
【請求項91】
前記単電池は、X方向に沿って前記電池載置領域の一端から他端まで配列される、
請求項89に記載の電池パック。
【請求項92】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前電池アレイは、前記電池載置領域に位
置し、前記電池載置領域には、X方向に沿ったN個(Nは1以上である)の電池アレイが
設けられ、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される
、
請求項47~74、76~81又は83~87のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項93】
N-1番目の電池アレイにおける最後の単電池の電極端子は、N番目の電池アレイにお
ける1番目の単電池の電極端子に、接続部材により接続される、
請求項92に記載の電池パック。
【請求項94】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置
し、前記電池パックは、Y方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレイを含み、
電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項48~74、76~81又は83~87のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項95】
M-1番目の電池アレイにおける最後の単電池の電極端子とM番目の電池アレイにおけ
る1番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される、
請求項94に記載の電池パック。
【請求項96】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、
前記電池パックは、X方向に沿ったN個(Nは1以上である)の電池アレイとY方向に沿
ったM個(Mは1以上である)の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端
子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項48~74又は76~81又は83~87のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項97】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、
前記電池パックは、Z方向に沿ったJ個(Jは1以上である)の電池アレイを含み、電池
アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項47~74、76~81又は83~87のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項98】
前記電池アレイにおける単電池の数は、60~200である、
請求項47に記載の電池パック。
【請求項99】
前記電池アレイにおける単電池の数は、80~150である、
請求項98に記載の電池パック。
【請求項100】
前記電池アレイにおける少なくとも一部の前記単電池は、接着剤で接着される、
請求項47に記載の電池パック。
【請求項101】
前記電池アレイの上面に取り付けられる熱交換板をさらに含む、
請求項47に記載の電池パック。
【請求項102】
前記電池本体の体積はVであり、前記電池本体の高さHと対応する電池本体の体積Vと
の関係は、0.0001mm-2≦H/V≦0.00015mm-2である、
請求項48に記載の電池パック。
【請求項103】
請求項1~102のいずれか1項に記載の電池パックを含む、車両。
【請求項104】
前記電池パックは、前記車両の底部に設けられ、前記支持部材は、前記車両のシャーシ
に固定接続される、
請求項103に記載の車両。
【請求項105】
前記車両は、前記車両の底部に設けられた1つの電池パックを含み、前記Q方向、単電
池の最小外接直方体の長手方向、又は、Y方向は、前記車両の車体幅方向に沿うように配
置され、前記P方向、前記単電池の最小外接直方体の幅方向又はX方向は、前記車両の車
体長手方向に沿うように配置される、
請求項103又は104に記載の車両。
【請求項106】
前記電池パックのQ方向、前記単電池の最小外接直方体の長手方向又はY方向の幅L3
と車体の幅Wは、50%≦L3/W≦80%の条件を満たす、
請求項105に記載の車両。
【請求項107】
前記単電池のQ方向、前記単電池の最小外接直方体の長手方向又はY方向の寸法L’と
車体の幅Wは、46%≦L’/W≦76%の条件を満たす、
請求項105に記載の車両。
【請求項108】
前記車体の幅Wは、600mm~2000mmである、
請求項104に記載の車両。
【請求項109】
請求項1~102のいずれか1項に記載の電池パックを含むことを特徴とする、
エネルギー蓄積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが2019年1月9日に提出した、
中国特許出願第「201910021244.0」、「201910020967.9」
、「201910021246.X」、「201910021248.9」、「2019
10021247.4」及び「201910020925.5」号の優先権を主張するも
のであり、その全ての内容は参照により本願に組み込まれるものとする。
【0002】
本願は、車両製造の技術分野に属し、具体的には、電池パック、該電池パックを有する
車両、該電池パックを有するエネルギー蓄積装置に関する。
【背景技術】
【0003】
従来技術において、例えば、電気自動車に適用される電池パックは、主に、パック本体
と、電池パック内に取り付けられ、それぞれが複数の単電池からなる複数の電池モジュー
ルとを含む。
【0004】
電気自動車の航続能力に対するユーザーの要件が徐々に高まっているにつれて、車体の
底部の空間が限られている場合、従来技術における動力電池パックを採用すれば、内部空
間の利用率が低くなり、動力電池パックのエネルギー密度が需要を満たすことができず、
これも電気自動車の発展を制限する重要な要因となってきている。
【発明の概要】
【0005】
従来技術において、
図1に示すように、電池パックは、電池パックケースを含み、複数
の横方向梁500と複数の縦方向梁600は、電池パックケースを複数の電池モジュール
400の取付領域に分割し、電池モジュール400は、ねじなどにより、横方向梁500
又は縦方向梁600に固定される。電池モジュール400は、順に配列された複数の単電
池を含み、複数の単電池は、配列して電池アレイを形成し、電池アレイの外部に端板及び
/又は側板が設けられ、一般的には、端板と側板を同時に含み、端板と側板は、固定され
て電池アレイを収容する空間を囲む。また、端板と側板は、電池アレイの固定を実現する
ために、ねじにより接続されてもよく、溶接されてもよく、タイロッドなどの他の接続部
材により接続されてもよい。
【0006】
電池モジュール400がねじなどの構造により横方向梁500又は縦方向梁600に固
定されるため、空間が無駄になり、また、ねじなどの接続部材を増加させるため、重量が
高くなり、エネルギー密度が低くなり、なお、電池モジュール400が端板と側板の組み
合わせにより設計され、端板と側板がいずれも一定の厚さ及び高さを有するため、電池パ
ックの内部の空間が無駄になり、電池パックの体積利用率が低くなる。一般的な場合には
、上記従来技術における電池パックは、電池パック内の単電池の体積の和と電池パックの
体積との比がいずれも50%程度であり、更に40%まで低い。
【0007】
上記従来技術の実施例に係る電池パックによれば、電池モジュール400の端板、側板
、及び電池パックの内部の接続取付形態などは、いずれも電池パックの内部空間の利用率
を低下させ、その結果、電池パックでは、単電池の体積の和と電池パックの体積との比が
低すぎて、そのエネルギー密度が上記高まっている需要を満たすことができず、これは、
電気自動車の発展を制限する重要な要因となってきている。なお、煩雑な組立過程があり
、組立工程が複雑であり、先に電池モジュールに組み立て、次に電池モジュールを電池パ
ック内に取り付ける必要があるため、手間や物資などのコストを増加させ、また、複数回
の組立工程が必要であるため、電池パックの組立過程において、不良品発生の確率が高ま
り、複数回の組立により、電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性が大きくなり
、動力電池パックの品質に悪影響を及ぼし、かつ電池パックの安定性及び信頼性を低下さ
せる。
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本願は、少なくとも従来技術における技術的課題の1つを解決することを目的とする。
したがって、本開示は、空間利用率が高く、エネルギー密度が大きく、航続能力が強く、
コストが低いなどの利点を有する電池パックを提供することを1つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本願に係る電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み
、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持す
る2つの平行平面のピッチの最大値である第1の寸法を有し、少なくとも1つの単電池は
、600mm≦第1の寸法≦2500mmの条件を満たし、かつケースと、ケース内に位
置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域に
より前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。
【0010】
本願に係る電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の
単電池を含み、前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の長さである寸法Aを有し、
少なくとも1つの単電池は、600mm≦寸法A≦2500mmの条件を満たし、かつケ
ースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電
池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。
【0011】
本願に係る電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の
単電池を含み、少なくとも1つの単電池は、電池本体と、前記電池本体から延出し、電池
本体の内部電流を引き出す電極端子とを含み、前記電池本体が略直方体であり、前記電池
本体の長さがLであり、かつ600mm≦L≦2500mmであるという条件を満たし、
かつケースと、ケース内に位置する極芯とをさらに含み、前記ケースに支持領域が形成さ
れ、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持され
る。
【発明の効果】
【0012】
上記技術手段によれば、電池パックにおける単電池の配列形態と単電池の寸法を限定す
ることにより、電池パックにおいてより多くの単電池を配置することができ、単電池が前
記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持されるため、電池パックに
おける横方向梁及び/又は縦方向梁の使用を減らすことができ、さらに、電池パックにお
いて横方向梁及び/又は縦方向梁を使用しなくてよく、その結果、横方向梁及び/又は縦
方向梁が電池パックに占める空間を低減し、電池パックの空間利用率を向上させ、電池パ
ックに電池パックを可能な限り多く配置し、電池パックをより安全かつ確実にすることが
できる。ひいては、電池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させる。例えば、電
気自動車において、この設計は、空間利用率を従来の40%程度から60%以上、更にそ
れ以上、例えば80%に向上させることができる。
【0013】
また、電池パック内に横方向梁及び/又は縦方向梁を配置する必要がないため、電池パ
ックの製造プロセスを簡略化し、単電池の組立の複雑度を低減し、生産コストを低減する
一方、電池パック及び電池パック全体の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現する。
特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向上させ
、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【0014】
また、従来技術における単電池と比較して、本開示で限定された単電池がハードケース
電池であり、かつ提供された単電池の寸法が長く、単電池自体は、電池パックの構造強度
を補強する横方向梁又は縦方向梁として機能することができ、すなわち、電池パックにお
いてその構造強度を補強する補強構造をさらに設ける必要がなく、単電池は、支持部材に
支持されてよく、すなわち、補強構造に代えて単電池自体で電池パックの構造強度を確保
し、電池パックが外力の作用下で変形しにくいことを確保することができる。
【0015】
本願に係る車両は、上記電池パックを含む。
【0016】
本願に係るエネルギー蓄積装置は、上記電池パックを含む。
【0017】
前記車両と前記エネルギー蓄積装置の利点は、上記電池パックの従来技術に対する利点
と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0018】
本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明に
おいて明らかになるか又は本願の実施により把握される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
以下、本願の上記及び/又は追加の様態及び利点は、図面を参照して実施例を説明する
ことにより、明らかになって理解されやすくなる。
【
図1】従来技術に係る電池パックの分解組立図である。
【
図2】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【
図3】本願の一実施形態に係る単電池の斜視構成図である。
【
図4】本願の一実施形態に係る複数の単電池の電池パック内の配列模式図である。
【
図5】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【
図6】本願の別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【
図7】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【
図9】本願の一実施形態に係る電池パックの断面斜視図である。
【
図11】本願の別の実施形態に係る電池パックの断面図であり、第1の側部梁及び第2の側部梁は図示されていない。
【
図12】本願の一実施形態に係る電池パックの分解図である。
【
図13】本願の一実施形態に係る第1の側板又は第2の側板の斜視構成図である。
【
図14】本願の一実施形態に係る第1の端板又は第2の端板の斜視構成図である。
【
図15】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池モジュールが複数ある。
【
図16】本願の一実施形態に係る電池パック(チャンバー)が電気自動車に形成される場合の斜視構成図である。
【
図17】本願の一実施形態に係るチャンバーの断面図である。
【
図18】本願の一実施形態に係る車両用トレイが電気自動車に固定される場合の斜視構成図である。
【
図19】本願の一実施形態に係る電池パック(車両用トレイ)が電気自動車に固定される場合の分解組立図である。
【
図20】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【
図21】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【
図22】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【
図23】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【
図24】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【
図25】本願の一実施形態に係る底部梁の斜視図である。
【
図26】本願の一実施形態に係る車両の概略構成図である。
【
図27】本願の一実施形態に係るエネルギー蓄積装置の概略構成図である。
【
図28】本願に係る第1の寸法と第2の寸法の測定原理図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本願の実施例を詳細に説明し、実施例の例は図面に示され、全体を通して同一又
は類似する符号は、同一又は類似する部品、若しくは同一又は類似する機能を有する部品
を示す。以下、図面を参照して説明される実施例は、例示的なものであり、本願を解釈す
るものに過ぎず、本願を限定するものであると理解すべきではない。
【0021】
図2~
図25に示すように、本願の一態様に係る電池パック200は、電池アレイ3及
び支持部材4を含む。
【0022】
電池アレイ3は、複数の単電池100を含み、単電池100は、単電池100を仮想的
に挟持する2つの平行平面のピッチの最大値である第1の寸法を有する。少なくとも1つ
の単電池100は、600mm≦第1の寸法≦2500mmの条件を満たす。
【0023】
なお、上記単電池100を仮想的に挟持する2つの平行平面は、上記第1の寸法の理解
を容易にするために導入されるものに過ぎず、本願の解決手段には実際に存在しない。例
えば、単電池100は、規則的又は不規則な外郭を有し、上記第1の寸法を決定するため
に、複数組の平面が存在し、各組の平面が離間して設けられた2つの平行平面を含み、各
組の2つの平行平面が共に該単電池100の2つの対向側を仮想的に挟持できることを想
定することができ、このとき、各組の2つの平行平面の間に距離があり、第1の寸法は、
これらの距離のうちの最大値である。
【0024】
図28に示すように、第1の寸法の定義について、フェレ(feret)径を参照する
ことができ、フェレ(feret)径は、ある方向に沿って測定したある物体の寸法であ
る。一般的には、該測定方法は、2つの平行平面間の距離を測定するように定義され、こ
れらの2つの平行平面が物体を挟持し、指定された方向に垂直である必要がある。
【0025】
単電池100の形状は、様々であってよく、規則的な幾何形状であってもよく、不規則
な幾何形状であってもよく、例えば、方形、円形、多角形、三角形であってもよく、異形
電池のように任意の形状であってもよい。本願は、単電池の形状を限定するものではない
ことが理解される。
【0026】
該単電池100が異形電池である場合、第1の寸法は、以下のように理解することがで
きる。該単電池100の輪郭エッジに接する2つの平行平面が複数組存在し、そのうちの
1組の2つの平行平面のピッチが他の各組の2つの平行平面のピッチよりも大きいとき、
最大ピッチを上記第1の寸法と定義することができる。
【0027】
単電池100は、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、ケースに支持領域が形
成され、上記単電池100は、上記支持領域により上記支持部材に当接して上記支持部材
に支持される。
【0028】
従来技術と比較して、本願に係る電池パック200は、少なくとも以下のような改良を
有する。
【0029】
1)電池パックのコストの顕著な低減:単電池自体が支持作用を有するため、電池トレ
イの補強リブを省略するか又は減少させることができ、電池パックの製造プロセスが簡単
であり、製造コストを低減し、また、本願に係る単電池の寸法が電池パックの寸法に合わ
せ、単電池を電池パックに直接的に並んで配置することができ、従来技術のように、先に
複数の単電池を、2つの端板と2つの側板で囲まれたモジュールフレーム内に並んで配置
し、次に電池モジュールを電池パックに組み立てる必要がなく、本願に係る単電池の寸法
が十分に長く、複数の単電池を電池パックに直接的に並んで配置することができ、電池モ
ジュールを組み立てる端板、側板、及び電池モジュールを固定して取り付けるねじなどの
大量の締結具を省略するか又は減少させ、単電池の組立プロセスがより簡単であり、大量
の手間や物資などの製造コストを節約し、コストの低い電池パックは、新エネルギー自動
車の普及に有利である。
【0030】
2)電池パックの体積利用率の顕著な向上による電池パックの体積エネルギー密度の向
上:以上のように、単電池自体の支持作用により、補助的な支持部材及び固定部材の使用
を減らすことができ、等体積の電池パックがより多くの単電池を収容して、電池パックの
体積利用率及びエネルギー密度を向上させることができる。車両における予約された電池
パックの取付空間が限られているため、本願に係る電池パックは、車両の航続能力を効果
的に向上させることができる。
【0031】
3)電池パックの安定性及び信頼性の向上:電池パックの組立プロセスが複雑になるほ
ど、不良品発生の確率が高くなり、電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性も大
きくなり、電池パックの品質に悪影響を及ぼし、電池パックの安定性及び信頼性を低下さ
せる。本願に係る単電池を電池パックに組み立てると、組立プロセスがより簡単になるた
め、電池パックの安定性及び信頼性を向上させ、電池パックの不良率も低下させる。
【0032】
上述した単電池が長いことによってもたらす顕著な技術的効果に基づいて、単電池の自
体に対する支持を実現するために、成形プロセス、構造設計などの面の改善により、ケー
スの支持強度を向上させるとともに、ケースのアスペクト比を所定の範囲内に制御するこ
とができる。また、集電経路の最適化などにより、単電池の内部抵抗を低減することがで
きる。また、注液プロセスの改善により、単電池の寸法が長いことによってもたらす、注
液時間が長くなるという問題を解決することもできる。
【0033】
ケースは、ケース本体と、ケース本体を密封する蓋板、を含み、ケース本体は、アルミ
ニウム製ケース又は鋼製ケースである。
【0034】
上記ケース本体は、開口が設けられた多面体であってよく、それに応じて、上記蓋板は
、上記開口を密封する。具体的な実施において、上記開口の数は1つ以上であってよく、
それに応じて、上記蓋板の数は1つ以上であってもよい。
【0035】
なお、支持領域は、ケース本体又は蓋板のうちの一方の外面の一部の領域であってもよ
く、ケース本体の外面、蓋板の外面、ケース本体の外面の一部の領域及び蓋板の外面の一
部の領域の任意の順列組み合わせであってもよく、支持領域は、支持部材4に当接可能な
ものであればよい。
【0036】
実際の実行において、支持領域は、単電池100の第1の寸法方向に沿った両端に設け
られてよく、このように、単電池100を第1の寸法方向に沿って支持部材4に支持する
ことができる。
【0037】
本願の発明者は、単電池100の第1の寸法を600mm~2500mmに設計すると
、単電池100が十分に長いため、単電池100を支持部材4に直接的に支持することが
でき、複数の単電池100をモジュールに形成した後に支持することにより、単電池10
0自体だけで支持の作用を果たし、補強構造に代えて電池パック200の構造強度を保証
することができ、このように、電池パック200における横方向梁500及び/又は縦方
向梁600の使用を減らすことができ、さらに、電池パック200において横方向梁50
0及び/又は縦方向梁600を使用しなくてよく、その結果、横方向梁500及び/又は
縦方向梁600が電池パック200に占める空間を低減し、電池パック200の空間利用
率を向上させ、電池パック200に単電池100を可能な限り多く配置し、ひいては、電
池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることを見出した。例えば、電気自動
車において、この設計は、空間利用率を従来の40%程度から60%以上、更にそれ以上
、例えば80%に向上させることができる。本願の発明者は、複数回の実験により、単電
池100をパウチ電池に設計し、すなわち、単電池のケースをアルミラミネートフィルム
にし、アルミラミネートフィルムを用いて単電池を支持すれば、単電池のアルミラミネー
トフィルムに摩耗が生じる恐れがあり、かつパウチ単電池が電池パック内でずれやすいた
め、単電池の摩耗をさらに加速させ、アルミラミネートフィルムの摩耗に伴って、単電池
100が故障し、電池パックの航続能力が低くなり、また、パウチ単電池の放熱性能が低
いため、パウチ単電池を本願に係る寸法に設計して電池パック内で配列した後、電池パッ
ク全体の放熱性能が比較的低くなることを見出した。したがって、本願において、単電池
100は、ケースと、蓋板と、ケース及び蓋板が形成した空間内に位置する極芯とを含み
、換言すれば、単電池は、ハードケース電池であり、単電池の第1の寸法が600mm~
2500mmであるとき、ケース及び/又は蓋板に支持領域が形成され、支持部材4は、
支持領域に当接して単電池を支持する。ここで、支持部材4が支持領域に当接するとは、
支持部材4が上記支持領域に直接的に接触することを意味してもよく、支持部材4が他の
部材により上記支持領域に間接的に接触するか又は接続されることを意味してもよく、こ
れは、使用状況に応じて設定することができ、本願は、これを限定しない。
【0038】
また、電池パック200内に横方向梁及び/又は縦方向梁を配置する必要がないため、
電池パック200の製造プロセスを簡略化し、単電池100の組立の複雑度を低減し、生
産コストを低減する一方、電池パック200の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現
する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向
上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【0039】
600mm≦第1の寸法≦1500mmであり、好ましくは、600mm≦第1の寸法
≦1000mmである。該長さの単電池100は、支持部材4に支持できるのに十分に長
く、かつ長すぎず、電池パック200に用いられる場合、単電池100自体の剛性も十分
に大きい。
【0040】
本願において、電池パックの具体的な形態を特に限定せず、電池パックが支持部材4を
含み、電池アレイ3が支持部材4に位置し、単電池100が支持部材4に支持されること
のみを限定すればよく、本願は、支持部材4の具体的な構造を限定せず、単電池100が
支持部材4に支持可能であればよく、支持部材4の具体的な構造について後述する。単電
池100は、支持部材4に支持され、単電池100は、支持部材4により直接的に支持さ
れ、すなわち、それぞれ支持部材4に載置されてもよく、支持部材4に固定されてもよく
、具体的な固定態様について後述し、特定の支持及び固定態様について、本願は限定しな
い。
【0041】
上記支持部材4は、電池アレイ3を支持するためのものであり、支持部材4は、一般的
に剛性構造であり、車両全体又は他の装置に取り付けやすいために、独立して加工された
トレイであってもよく、車両のシャーシに成形された剛性支持構造であってもよい。
【0042】
なお、上記単電池100は、局所的な支持領域と支持部材4の当接のみにより自体の支
持を実現することができる。しかしながら、いくつかの適用場面では、例えば、上記支持
部材4が自動車のシャーシである場合、上記単電池100の支持領域が位置する側面全体
が自動車のシャーシに接触する可能性もあり、このとき、自動車のシャーシの、上記支持
領域に対応する領域を局所的に強化するなどの設計を採用して本願の上記発明の思想を実
現することができ、それに応じて、自動車のシャーシの、上記単電池100の非支持領域
に対応する領域が弱まり、さらに部分的に除去されてよい。
【0043】
単電池100のケースが金属材料で製造される場合、単電池100の金属製ケースの熱
伝導性能がさらに高く、単電池100の放熱効率を向上させ、放熱効果を最適化すること
ができる。
【0044】
いくつかの実施例では、単電池100は、単電池を仮想的に挟持する2つの平行平面の
ピッチの最小値である第2の寸法を有し、第2の寸法に対応する2つの平行平面の法線方
向は、P方向であり、複数の単電池は、少なくとも1つの単電池のP方向に沿って配列さ
れる。
【0045】
なお、ある単電池100にとって、複数組の平行平面が存在し、各組の平行平面は、い
ずれも2つの平行平面を含み、各組の2つの平行平面は、いずれも該単電池100を仮想
的に挟持することができ、各組の2つの平行平面の間に距離があり、第2の寸法は、これ
らの距離のうちの最小値である。
【0046】
図28に示すように、第2の寸法の定義について、フェレ(feret)径を参照する
ことができ、フェレ(feret)径は、ある方向に沿って測定したある物体の寸法であ
る。一般的には、該測定方法は、2つの平行平面間の距離を測定するように定義され、こ
れらの2つの平行平面が物体を挟持し、指定された方向に垂直である必要がある。
【0047】
上記単電池100が異形電池である場合、上記第2の寸法は、以下のように理解するこ
とができる。上記単電池100の輪郭エッジに接する2つの平行平面が複数組存在し、そ
のうちの1組の2つの平行平面のピッチが他の各組の2つの平行平面のピッチよりも小さ
いとき、最小ピッチを上記第2の寸法と定義することができる。
【0048】
第2の寸法に対応する上記2つの平行平面の法線方向は、P方向であり、複数の単電池
は、電池アレイ3におけるいずれか1つの単電池のP方向に沿って配列される。
【0049】
少なくとも1つの単電池は、23≦第1の寸法/第2の寸法≦208の条件を満たし、
本願の実施例では、50≦第1の寸法/第2の寸法≦70の条件を満たす。発明者は、大
量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池100の
、第2の寸法が所在する方向の厚さが薄くなることにより、単電池100自体が高い放熱
能力を有することを見出した。
【0050】
いくつかの実施例では、単電池100の体積はVであり、少なくとも1つの単電池10
0の電池本体は、0.0005mm-2≦L/V≦0.002mm-2の条件を満たす。
単電池の体積Vは、排水法により得られ、すなわち、単電池を水で満たした容器内に入れ
、容器から溢れた水の体積が単電池の体積に等しい。発明者は、大量の試験により、単電
池100が上記限定を満たす場合、単電池100の断面が小さく、放熱効果が高く、この
ように単電池100の内部と周囲の温度差が小さいことを見出した。
【0051】
本願に係る別の実施形態では、単電池100の電池本体の表面積Sと体積Vとの比は、
0.1mm-1≦S/V≦0.35mm-1の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さ
が薄い上記単電池100により実現してもよく、寸法の調整により実現してもよく、単電
池100の表面積Sと体積Vとの比を制御することにより、単電池100の長さがY方向
に沿って延びるとともに、十分な放熱面積を有することを保証して、単電池100の放熱
効果を保証することができる。
【0052】
なお、単電池の表面積とは、単電池の全面の面積の和を意味する。
【0053】
本願の実施形態では、少なくとも1つの単電池100は、第1の寸法方向に沿って第1
の端部及び第2の端部を有し、第1の端部及び第2の端部のうちの少なくとも1つは、単
電池100の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池100間の電極端子は、接続部
材により電気的に接続される。
【0054】
ここで、単電池100の「第1の端部」及び「第2の端部」は、単電池100の方向を
説明するためのものであり、単電池100の具体的な構造を限定して説明するためのもの
ではなく、例えば、第1の端部及び第2の端部は、単電池100の正極及び負極を限定し
て説明するためのものではなく、一実施形態では、
図2~
図4に示すように、単電池10
0の第1の電極端子101は、単電池100の第1の端部から引き出され、単電池100
の第2の電極端子102は、単電池100の第2の端部から引き出される。換言すれば、
単電池100の第1の寸法方向は、単電池100の内部の電流方向であってよく、すなわ
ち、単電池100の内部の電流方向は、第1の寸法方向である。このように、電流方向が
単電池100の第1の寸法方向と同じであるため、単電池100の有効放熱面積がさらに
大きく、放熱効率がさらに高い。ここで、第1の電極端子101は、単電池100の正極
であり、第2の電極端子102は、単電池100の負極であり、或いは、第1の電極端子
101は、単電池100の負極であり、第2の電極端子102は、単電池100の正極で
ある。単電池100の電極端子は、接続部材により直並列接続される。
【0055】
電池パックは、電池アレイ3の両側に対向して設けられ、電池アレイ3を挟持する2つ
の側板部材をさらに含み、側板部材は、電池アレイ3を挟持し、複数の単電池100の膨
張変形を制限する機能を有することにより、防爆弁103及び電流遮断装置(CID)の
起動を確保することができる。具体的には、いくつかの実施例では、
図4に示すように、
側板部材は、第3の側部梁203及び第4の側部梁204であってよく、他の実施例では
、
図12に示すように、側板部材は、第1の側板209及び第2の側板210であってよ
い。
【0056】
いくつかの実施例では、
図3及び
図20~
図24に示すように、第1の寸法に対応する
2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり、電池パックは、Q方向に沿って対向して設
けられた第1の側部梁201及び第2の側部梁202を含む車両用トレイを含み、支持部
材4は、第1の側部梁201及び第2の側部梁202であり、単電池100の両端は、そ
れぞれ第1の側部梁201及び第2の側部梁202に支持される。
【0057】
他の実施例では、支持部材4は、複数の底部梁であり、底部梁は、電池アレイ3の下方
に位置する。底部梁は、電池アレイ3を支持するためのものであり、底部梁の上面は、電
池アレイ3の表面に支持されるように、平面であってよい。実際の実行において、底部梁
は、矩形断面を有する。底部梁が複数あってよく、複数の底部梁は、平行に離間して設け
られてもよく、交差して設けられてもよい。電池アレイ3は、接着、ねじ接続部材などの
方式で底部梁に固定されてよい。電池パックは、底部梁と共に、電池アレイ3を収容する
収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む。密封カバーは、塵埃や水などの侵入
を防止するためのものである。
【0058】
図25に示すように、第1の寸法に対応する2つの平行平面の法線方向は、Q方向であ
り、底部梁は、第1の梁501と、第1の梁501に位置し、第1の梁501と交差する
第2の梁502とを含み、第1の梁501の延在方向とQ方向がなす角は、60~90度
であり、単電池100は、第1の梁501に支持される。
図25に示す実施例では、第1
の梁501と第2の梁502は、垂直に接続され、第1の梁501と第2の梁502との
接続形態は、ねじ接続部材による接続、溶接などを含むが、これらに限定されない。第1
の梁501と第2の梁502は、いずれも直線型梁であってよい。
【0059】
実際の実行において、第2の梁502が2つあり、2つの第2の梁502は、それぞれ
第1の梁501の両端に位置し、それぞれ第1の梁501に垂直であり、単電池100は
、第1の梁501に支持される。第2の梁502は、第1の梁501に対して上向きに突
出し(Z方向)、例えば、第2の梁502の下面は、第1の梁501の上面に接続されて
よく、単電池100を配列するとき、最も外側の2つの単電池100のそれぞれに、2つ
の第2の梁502が互いの側面に向かうように当接してよい。単電池100の中心は、第
1の梁501に位置し、単電池100の長手方向は、第1の梁501の長手方向に垂直で
あり、単電池100の中心を第1の梁501に合わせることにより、単電池100を単一
の梁で支持することを実現することができる。当然のことながら、他の実施例では、第1
の梁501が複数あってもよく、複数の第1の梁501は、第2の方向に沿って平行に離
間する。
【0060】
他の実施形態では、第1の寸法に対応する2つの平行平面の法線方向は、Q方向であり
、底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であってもよく、矩形梁の延在方向
とQ方向がなす角は、60~90度であり、単電池100は、矩形梁に支持される。矩形
梁は、Q方向に沿って均一に配置されてよく、矩形梁の延在方向は、Y方向に垂直であり
、単電池100は、均一に配置された矩形梁に位置する。
【0061】
当然のことながら、底部梁の形状は、直線型、矩形を含むが、これらに限定されず、三
角形、台形又は他の異形であってもよい。本願に係る別の実施形態では、
図16に示すよ
うに、支持部材4は、自動車のシャーシであり、電池アレイ3は、自動車のシャーシに位
置し、電池パック200は、電気自動車に直接形成されてよく、すなわち、電池パック2
00は、電気自動車の任意の適切な位置に形成され、単電池100を取り付ける装置であ
る。例えば、電池パック200は、電気自動車のシャーシに形成されてよい。
【0062】
いくつかの実施例では、単電池100の組立を容易にするために、自動車のシャーシに
下向きに凹んだチャンバー300が設けられる。
【0063】
本願に係る1つの具体的な実施形態では、該チャンバー300は、対向して設けられた
第1の側壁301及び第2の側壁302を含んでよく、第1の側壁301が電気自動車の
シャーシから下向きに延びて第1の側壁301の延在部を得ることができ、第1の側壁3
01が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第2の側壁302の延在部を得ることが
でき、このように、一実施形態として、単電池100の第1の端部は、第1の側壁301
の延在部に支持されてよく、単電池100の第の端部は、第2の側壁302の延在部に支
持されてよい。すなわち、本願は、上記技術手段に従って単電池100を配列できる電気
自動車をさらに提供し、本願に係る電池パック200を構成するために、該電気自動車に
は、単独の車両用トレイの特徴と同様な特徴を有するチャンバー300が形成される。
【0064】
いくつかの実施例では、
図2に示すように、第1の寸法に対応する2つの平行平面の法
線方向は、Q方向であり、電池パック200は、電池載置領域を形成し、電池アレイ3は
、電池載置領域に位置し、電池パック200は、1つの電池アレイ3を含み、単電池10
0は、Q方向に沿って電池載置領域の一側から電池載置領域の他側まで延びる。電池パッ
クは、Q方向に1つの単電池のみを収容する。
【0065】
いくつかの実施例では、単電池は、単電池を仮想的に挟持する2つの平行平面のピッチ
の最小値である第2の寸法を有し、第2の寸法に対応する2つの平行平面の法線方向は、
P方向であり、電池パック200内に電池載置領域が形成され、電池アレイ3は、電池載
置領域に位置し、電池載置領域には、P方向に沿ったN個(Nは1以上である)の電池ア
レイ3とQ方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレイ3が設けられ、電池アレ
イ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。N-1番目(N
は1以上である)の電池アレイ3における最後の単電池の電極端子とN番目の電池アレイ
3における1番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される。換言すれば、電池
パックにおいて、単電池100の配列方向に沿って複数の電池アレイ3が設けられてよく
、すなわち、電池パック200内に複数列の電池アレイ3が設けられる。
【0066】
具体的には、
図21に示すように、第1のセパレータ700は、図示される電池アレイ
3を電池パック200のP方向に沿って2つの電池アレイ3に分割する。前の電池アレイ
3における最後の単電池100と後の電池アレイ3における最初の単電池は、接続部材に
より接続される。
【0067】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池
アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Q方向に沿ったM個(Mは1以
上である)の電池アレイ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続
部材により電気的に接続される。M-1番目(Mは1以上である)の電池アレイ3におけ
る最後の単電池の電極端子とM番目の電池アレイ3における1番目の単電池の電極端子は
、接続部材により接続される。換言すれば、単電池100の延在方向に複数の単電池10
0が収容されてよく、すなわち、電池パック200内に複数列の電池アレイ3が設けられ
る。
【0068】
具体的には、
図20に示すように、第2のセパレータ800は、電池アレイ3を電池パ
ック200のQ方向に沿って2つの電池アレイ3に分割する。前の電池アレイ3における
最後の単電池100と後の電池アレイ3における最初の単電池は、接続部材により接続さ
れる。
【0069】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池
アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、P方向に沿ったN個(Nは1以
上である)の電池アレイ3とQ方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレイ3が
設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続され
る。換言すれば、電池パックのP方向に、電池載置領域が複数のサブ電池載置領域に分割
され、かつ単電池100の延在方向Q方向に、複数の単電池100が収容されてよく、す
なわち、電池パック200内に複数行複数列の電池アレイ3が設けられる。
【0070】
具体的には、
図22に示すように、電池パック200内に第1のセパレータ700及び
第2のセパレータ800が設けられ、第1のセパレータ700及び第2のセパレータ80
0は、複数の単電池を二行二列の電池アレイ3に分割する。任意の2つの電池アレイ3は
、電極端子間の接続部材により接続される。
【0071】
上記説明において、第1のセパレータ700及び第2のセパレータ800は、補強リブ
であってもよく、断熱綿などの他の構造部材であってもよく、本願は、これを限定しない
。
【0072】
本願は、電池アレイ3における単電池100の数を特に限定せず、異なる車種、必要な
異なる動力に応じて、異なる数の単電池100を配置することができ、本願のいくつかの
具体例では、電池アレイ3における単電池の数は60~200であり、本願の他の具体例
では、電池アレイ3における単電池の数は80~150である。
【0073】
なお、本願に係る電池アレイにおける単電池100の数は、限定されず、例えば2つで
あってよい。本願に係る電池パックは、上記1つの電池アレイを含んでもよく、複数の電
池アレイを含んでもよく、各電池アレイは、同じであっても異なってもよく、電池パック
内には、上記電池アレイに加えて、他のタイプの単電池、例えば電池パックの内部空間に
応じて設けられた寸法の小さい電池が含まれてもよく、その具体的な載置は、本発明に係
る電池アレイに対して限定されない。
【0074】
図2~
図25に示すように、本願の別の態様に係る電池パック200は、電池アレイ3
及び支持部材4を含む。
【0075】
電池アレイ3は、複数の単電池100を含み、単電池100は、単電池100の最小外
接直方体の長さである寸法Aを有する。少なくとも1つの単電池100は、600mm≦
寸法A≦2500mmの条件を満たす。
【0076】
上記最小外接直方体は、上記寸法Aを容易に理解するために導入されるものに過ぎず、
本願の解決手段には実際に存在しない。
【0077】
具体的には、上記最小外接直方体は、以下のように理解することができる。上記単電池
100に対して、1つの直方体型のケースが存在し、この直方体型のケースの6つの側面
の内壁が上記単電池の外郭に同時に当接すると仮定すると、該直方体型のケースは、上記
最小外接直方体である。上記寸法Aは、該最小外接直方体の長さである。当然のことなが
ら、直方体にとって、長さ>高さ>幅である。
【0078】
単電池100の形状は、様々であってよく、規則的な幾何形状であってもよく、不規則
な幾何形状であってもよく、例えば、方形、円形、多角形、三角形であってもよく、異形
電池のように任意の形状であってもよい。本願は、単電池の形状を限定するものではない
ことが理解される。
【0079】
単電池100は、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、ケースに支持領域が形
成され、支持部材4は、支持領域に当接して単電池100を支持する。ケースは、ケース
本体と、ケース本体を密封する蓋板とを含み、ケース本体は、アルミニウム製ケース又は
鋼製ケースである。
【0080】
なお、支持領域は、ケース本体又は蓋板の一方の外面であっても、ケース本体又は蓋板
の一方の外面の一部の領域であっても、ケース本体の外面、蓋板の外面、ケース本体の外
面の一部の領域及び蓋板の外面の一部の領域の任意の順列組み合わせであってもよく、支
持領域は、支持部材4に当接して単電池100を支持できるものであればよい。
【0081】
実際の実行において、支持領域は、単電池100の、寸法Aの方向に沿った両端に設け
られてよく、このように、単電池100を寸法Aの方向に沿って支持部材4に支持するこ
とができる。
【0082】
本願の発明者は、単電池100の寸法Aを600mm~2500mmに設計すると、単
電池100が十分に長いため、単電池100を支持部材4に直接的に支持することができ
、複数の単電池100をモジュールに形成した後に支持することにより、単電池100自
体だけで支持の作用を果たし、補強構造に代えて電池パック200の構造強度を保証する
ことができ、このように、電池パック200における横方向梁500及び/又は縦方向梁
600の使用を減らすことができ、さらに、電池パック200において横方向梁500及
び/又は縦方向梁600を使用しなくてよく、その結果、横方向梁500及び/又は縦方
向梁600が電池パック200に占める空間を低減し、電池パック200の空間利用率を
向上させ、電池パック200に単電池100を可能な限り多く配置し、ひいては、電池パ
ック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることを見出した。例えば、電気自動車に
おいて、この設計は、空間利用率を従来の40%程度から60%以上、更にそれ以上、例
えば80%に向上させることができる。本願の発明者は、複数回の実験により、単電池1
00をパウチ電池に設計し、すなわち、単電池のケースをアルミラミネートフィルムにし
、アルミラミネートフィルムを用いて単電池を支持すれば、単電池のアルミラミネートフ
ィルムに摩耗が生じる恐れがあり、かつパウチ単電池が電池パック内でずれやすいため、
単電池の摩耗をさらに加速させ、アルミラミネートフィルムの摩耗に伴って、単電池10
0が故障し、電池パックの航続能力が低くなり、また、パウチ単電池の放熱性能が低いた
め、パウチ単電池を本願に係る寸法に設計して電池パック内で配列した後、電池パック全
体の放熱性能が比較的低くなることを見出した。したがって、本願において、単電池10
0は、ケースと、蓋板と、ケース及び蓋板が形成した空間内に位置する極芯とを含み、換
言すれば、単電池は、ハードケース電池であり、単電池の寸法Aが600mm~2500
mmであるとき、ケース及び/又は蓋板に支持領域が形成され、支持部材4は、支持領域
に当接して単電池を支持する。ここで、支持部材4が支持領域に当接するとは、支持部材
4が上記支持領域に直接的に接触することを意味してもよく、支持部材4が他の部材によ
り上記支持領域に間接的に接触するか又は接続されることを意味してもよく、これは、使
用状況に応じて設定することができ、本願は、これを限定しない。
【0083】
また、電池パック200内に横方向梁及び/又は縦方向梁を配置する必要がないため、
電池パック200の製造プロセスを簡略化し、単電池100の組立の複雑度を低減し、生
産コストを低減する一方、電池パック200の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現
する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向
上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【0084】
いくつかの実施例では、600mm≦寸法A≦1500mm、600mm≦寸法A≦1
000mmである。該長さの単電池100は、支持部材4に支持できるのに十分に長く、
かつ長すぎず、電池パック200に用いられる場合、単電池100自体の剛性も十分に大
きい。
【0085】
本願において、電池パックの具体的な形態を特に限定せず、電池パックが支持部材4を
含み、電池アレイ3が支持部材4に位置し、単電池100が支持部材4に支持されること
のみを限定すればよく、本願は、支持部材4の具体的な構造を限定せず、単電池100が
支持部材4に支持可能であればよく、支持部材4の具体的な構造について後述する。単電
池100は、支持部材4に支持され、単電池100は、支持部材4により直接的に支持さ
れ、すなわち、それぞれ支持部材4に載置されてもよく、支持部材4に固定されてもよく
、具体的な固定態様について後述し、特定の支持及び固定態様について、本願は限定しな
い。
【0086】
上記支持部材4は、電池アレイ3を支持するためのものであり、支持部材4は、一般的
に剛性構造であり、車両全体又は他の装置に取り付けやすいために、独立して加工された
トレイであってもよく、車両のシャーシに成形された剛性支持構造であってもよい。
【0087】
単電池100のケースが金属材料で製造される場合、単電池100の金属製ケースの熱
伝導性能がさらに高く、単電池100の放熱効率を向上させ、放熱効果を最適化すること
ができる。
【0088】
いくつかの実施例では、複数の単電池は、K方向に沿って配列され、K方向は、電池ア
レイ3における少なくとも1つの単電池の最小外接直方体の幅方向である。
【0089】
単電池100は、上記単電池の最小外接直方体の幅である寸法Bを有し、寸法Bに対応
する2つの平行平面の法線方向は、K方向であり、複数の単電池は少なくとも1つの単電
池のK方向に沿って配列される。
【0090】
少なくとも1つの単電池は、10≦寸法A/寸法B≦208の条件を満たし、いくつか
の実施例では、少なくとも1つの単電池は、23≦寸法A/寸法B≦208の条件を満た
し、本願の実施例では、50≦寸法A/寸法B≦70の条件を満たす。発明者は、大量の
試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池100の、寸
法Bが所在する方向の厚さが薄くなることにより、単電池100自体が高い放熱能力を有
することを見出した。
【0091】
いくつかの実施例では、複数の単電池は、K方向に沿って配列され、K方向は、電池ア
レイ3における少なくとも1つの単電池100の最小外接直方体の高さ方向である。単電
池100は、単電池100の最小外接直方体の高さである寸法Cを有する。
【0092】
少なくとも1つの単電池100は、10≦寸法A/寸法C≦208、23≦寸法A/寸
法C≦208、例えば、50≦寸法A/寸法C≦70の条件を満たす。発明者は、大量の
試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池100の、寸
法Cが所在する方向の厚さが薄くなることにより、単電池100自体が高い放熱能力を有
することを見出した。
【0093】
電池パック200は、電池アレイ3の両側に対向して設けられ、電池アレイ3を挟持す
る2つの側板部材をさらに含み、側板部材は、電池アレイ3を挟持し、複数の単電池10
0の膨張変形を制限する機能を有することにより、防爆弁103及び電流遮断装置(CI
D)の起動を確保することができる。具体的には、いくつかの実施例では、
図4に示すよ
うに、側板部材は、第3の側部梁203及び第4の側部梁204であってよく、他の実施
例では、
図12に示すように、側板部材は、第1の側板209及び第2の側板210であ
ってよい。
【0094】
いくつかの実施例では、
図3及び
図20~
図24に示すように、電池パック200は、
電池パック200の最小外接直方体の長手方向に沿って対向して設けられた第1の側部梁
201及び第2の側部梁202を含む車両用トレイを含み、支持部材4は、第1の側部梁
201及び第2の側部梁202であり、単電池100の両端は、それぞれ第1の側部梁2
01及び第2の側部梁202に支持される。
【0095】
他の実施例では、支持部材4は、複数の底部梁であり、底部梁は、電池アレイ3の下方
に位置する。底部梁は、電池アレイ3を支持するためのものであり、底部梁の上面は、電
池アレイ3の表面に支持されるように、平面であってよい。実際の実行において、底部梁
は、矩形断面を有する。底部梁が複数あってよく、複数の底部梁は、平行に離間して設け
られてもよく、交差して設けられてもよい。電池アレイ3は、接着、ねじ接続部材などの
方式で底部梁に固定されてよい。電池パックは、底部梁と共に、電池アレイ3を収容する
収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む。密封カバーは、塵埃や水などの侵入
を防止するためのものである。
【0096】
図25に示すように、底部梁は、第1の梁501と、第1の梁501に位置し、第1の
梁501と交差する第2の梁502とを含み、第1の梁501の延在方向と単電池100
の最小外接直方体の長手方向がなす角は、60~90度であり、単電池100は、第1の
梁501に支持される。
図25に示す実施例では、第1の梁501と第2の梁502は、
垂直に接続され、第1の梁501と第2の梁502との接続形態は、ねじ接続部材による
接続、溶接などを含むが、これらに限定されない。第1の梁501と第2の梁502は、
いずれも直線型梁であってよい。
【0097】
実際の実行において、第2の梁502が2つあり、2つの第2の梁502は、それぞれ
第1の梁501の両端に位置し、それぞれ第1の梁501に垂直であり、単電池100は
、第1の梁501に支持される。第2の梁502は、第1の梁501に対して上向きに突
出し(Z方向)、例えば、第2の梁502の下面は、第1の梁501の上面に接続されて
よく、単電池100を配列するとき、最も外側の2つの単電池100のそれぞれに、2つ
の第2の梁502が互いの側面に向かうように当接してよい。単電池100の中心は、第
1の梁501に位置し、単電池100の長手方向は、第1の梁501の長手方向に垂直で
あり、単電池100の中心を第1の梁501に合わせることにより、単電池100を単一
の梁で支持することを実現することができる。当然のことながら、他の実施例では、第1
の梁501が複数あってもよく、複数の第1の梁501は、第2の方向に沿って平行に離
間する。
【0098】
当然のことながら、底部梁の形状は、直線型、矩形を含むが、これらに限定されず、三
角形、台形又は他の異形であってもよい。本願に係る別の実施形態では、
図16に示すよ
うに、支持部材4は、自動車のシャーシであり、電池アレイ3は、自動車のシャーシに位
置し、電池パック200は、電気自動車に直接形成されてよく、すなわち、電池パック2
00は、電気自動車の任意の適切な位置に形成され、単電池100を取り付ける装置であ
る。例えば、電池パック200は、電気自動車のシャーシに形成されてよい。
【0099】
いくつかの実施例では、単電池100の組立を容易にするために、自動車のシャーシに
下向きに凹んだチャンバー300が設けられる。
【0100】
本願に係る1つの具体的な実施形態では、該チャンバー300は、対向して設けられた
第1の側壁301及び第2の側壁302を含んでよく、第1の側壁301が電気自動車の
シャーシから下向きに延びて第1の側壁301の延在部を得ることができ、第1の側壁3
01が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第2の側壁302の延在部を得ることが
でき、このように、一実施形態として、単電池100の第1の端部は、第1の側壁301
の延在部に支持されてよく、単電池100の第2の端部は、第2の側壁302の延在部に
支持されてよい。すなわち、本願は、上記技術手段に従って単電池100を配列できる電
気自動車をさらに提供し、本願に係る電池パック200を構成するために、該電気自動車
には、単独の車両用トレイの特徴と同様な特徴を有するチャンバー300が形成される。
【0101】
いくつかの実施例では、
図2に示すように、電池パック200は、電池載置領域を形成
し、電池アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池パック200は、1つの電池アレイ3
を含み、単電池100は、単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って電池載置領域の一
側から電池載置領域の他側まで延びる。電池パック200は、単電池100の最小外接直
方体の長手方向に1つの単電池のみを収容する。
【0102】
いくつかの実施例では、電池パック200内に電池載置領域が形成され、電池アレイ3
は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、単電池の最小外接直方体の幅方向に沿っ
たN個(Nは1以上である)の電池アレイ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の
電極端子間の接続部材により電気的に接続される。
【0103】
電池載置領域には、単電池の最小外接直方体の長手方向に沿ったM個(Mは1以上であ
る)の電池アレイ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材に
より電気的に接続される。
【0104】
具体的には、
図21に示すように、第1のセパレータ700は、図示される電池アレイ
3を電池パック200のK方向に沿って2つの電池アレイ3に分割する。前の電池アレイ
3における最後の単電池100と後の電池アレイ3における最初の単電池は、接続部材に
より接続される。
【0105】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池
アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Q方向に沿ったM個(Mは1以
上である)の電池アレイ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続
部材により電気的に接続される。M-1番目(Mは1以上である)の電池アレイ3におけ
る最後の単電池の電極端子とM番目の電池アレイ3における1番目の単電池の電極端子は
、接続部材により接続される。換言すれば、単電池100の延在方向に複数の単電池10
0が収容されてよく、すなわち、電池パック200内に複数列の電池アレイ3が設けられ
る。
【0106】
具体的には、
図20に示すように、第2のセパレータ800は、電池アレイ3を電池パ
ック200のQ方向に沿って2つの電池アレイ3に分割する。前の電池アレイ3における
最後の単電池100と後の電池アレイ3における最初の単電池は、接続部材により接続さ
れる。
【0107】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池
アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、K方向に沿ったN個(Nは1以
上である)の電池アレイ3とQ方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレイ3が
設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続され
る。換言すれば、電池パックのK方向に、電池載置領域が複数のサブ電池載置領域に分割
され、かつ単電池100の延在方向Q方向に、複数の単電池100が収容されてよく、す
なわち、電池パック200内に複数行複数列の電池アレイ3が設けられる。
【0108】
具体的には、
図22に示すように、電池パック200内に第1のセパレータ700及び
第2のセパレータ800が設けられ、第1のセパレータ700及び第2のセパレータ80
0は、複数の単電池を二行二列の電池アレイ3に分割する。任意の2つの電池アレイ3は
、電極端子間の接続部材により接続される。
【0109】
上記説明において、第1のセパレータ700及び第2のセパレータ800は、補強リブ
であってもよく、断熱綿などの他の構造部材であってもよく、本願は、これを限定しない
。
【0110】
電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ3は、電池載置領域に位置し、電
池載置領域には、単電池の最小外接直方体の高さ方向に沿ったJ個(Jは1以上である)
の電池アレイ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材により
電気的に接続される。
【0111】
本願は、電池アレイ3における単電池100の数を特に限定せず、異なる車種、必要な
異なる動力に応じて、異なる数の単電池100を配置することができ、本願のいくつかの
具体例では、電池アレイ3における単電池の数は60~200であり、本願の他の具体例
では、電池アレイ3における単電池の数は80~150である。
【0112】
図2~
図25に示すように、本願のさらに別の態様に係る電池パック200は、電池ア
レイ3及び支持部材4を含む。
【0113】
電池アレイ3は、複数の単電池100を含み、少なくとも1つの単電池100は、電池
本体と、電池本体から延出し、電池本体の内部電流を引き出す電極端子とを含み、電池本
体が略直方体であり、電池本体の長さがLであり、かつ600mm≦L≦2500mmで
あるという条件を満たす。単電池100は、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み
、ケースに支持領域が形成され、支持部材4は、支持領域に当接して単電池100を支持
する。
【0114】
なお、上記電池本体が略直方体であるとは、上記電池本体が直方体状、正方体状であっ
てもよく、異形が局在するが、略直方体状、正方体状であってもよく、切り欠き、突起、
面取り、弧度、曲げが局在するが、全体が略直方体状、正方体状であってもよいことを意
味している。
【0115】
従来技術において、単電池100の寸法が小さく、電池本体の長さLが短く、電池パッ
クのY方向又はX方向の寸法よりもはるかに小さいため、単電池100は、電池パックの
構造強度を補強するという作用を果たすことができず、その結果、単電池100の組立を
容易にするために、電池パック200に横方向梁500及び/又は縦方向梁600(
図1
に示す)を設ける必要がある。単電池100が電池モジュール400により電池パック2
00に取り付けられると、電池モジュールは、締結具により隣接する横方向梁500及び
/又は縦方向梁600に固定される。
【0116】
従来技術における電池パック内に横方向梁500及び/又は縦方向梁600が設けられ
、横方向梁500及び/又は縦方向梁600が、電池パック200内の、単電池を収容す
るための取付空間を多く占めるため、電池パックの体積利用率が低く、一般的には、電池
パック200の体積利用率が約40%であり、更にそれ以上低く、すなわち、従来技術に
おける電池パック200内に、単電池を取り付けるための空間が40%程度のみであるた
め、電池パック200内に収容可能な単電池100の数が限られ、電池パック全体の容量
、電圧が制限され、電池パックの航続能力が低い。
【0117】
本願の発明者は、単電池100の電池本体の長さLを600mm~2500mmに設計
すると、単電池100の電池本体が十分に長いため、電池本体自体だけで支持の作用を果
たし、補強構造に代えて電池パック200の構造強度を保証することができ、このように
、電池パック200における横方向梁500及び/又は縦方向梁600の使用を減らすこ
とができ、さらに、電池パック200において横方向梁500及び/又は縦方向梁600
を使用しなくてよく、その結果、横方向梁500及び/又は縦方向梁600が電池パック
200に占める空間を低減し、電池パック200の空間利用率を向上させ、電池パック2
00に単電池100を可能な限り多く配置し、ひいては、電池パック全体の容量、電圧及
び航続能力を向上させることを見出した。例えば、電気自動車において、この設計は、空
間利用率を従来の40%程度から60%以上、更にそれ以上、例えば80%に向上させる
ことができる。本願の発明者は、複数回の実験により、単電池100をパウチ電池に設計
し、すなわち、単電池のケースをアルミラミネートフィルムにし、アルミラミネートフィ
ルムを用いて単電池を支持すれば、単電池のアルミラミネートフィルムに摩耗が生じる恐
れがあり、かつパウチ単電池が電池パック内でずれやすいため、単電池の摩耗をさらに加
速させ、アルミラミネートフィルムの摩耗に伴って、単電池100が故障し、電池パック
の航続能力が低くなり、また、パウチ単電池の放熱性能が低いため、パウチ単電池を本願
に係る寸法に設計して電池パック内で配列した後、電池パック全体の放熱性能が比較的低
くなることを見出した。したがって、本願において、単電池100は、ケースと、蓋板と
、ケース及び蓋板が形成した空間内に位置する極芯とを含み、換言すれば、単電池は、ハ
ードケース電池であり、単電池の長さLが600mm~2500mmであるとき、ケース
及び/又は蓋板に支持領域が形成され、支持部材4は、支持領域に当接して単電池を支持
する。ここで、支持部材4が支持領域に当接するとは、支持部材4が上記支持領域に直接
的に接触することを意味してもよく、支持部材4が他の部材により上記支持領域に間接的
に接触するか又は接続されることを意味してもよく、これは、使用状況に応じて設定する
ことができ、本願は、これを限定しない。
【0118】
また、電池パック200内に横方向梁及び/又は縦方向梁を配置する必要がないため、
電池パック200の製造プロセスを簡略化し、単電池100の組立の複雑度を低減し、生
産コストを低減する一方、電池パック200の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現
する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向
上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【0119】
本願において、電池パックの具体的な形態を特に限定せず、電池パックが支持部材4を
含み、電池アレイ3が支持部材4に位置し、単電池100が支持部材4に支持されること
のみを限定すればよく、本願は、支持部材4の具体的な構造を限定せず、単電池100が
支持部材4に支持可能であればよく、支持部材4の具体的な構造について後述する。単電
池100は、支持部材4に支持され、単電池100は、支持部材4により直接的に支持さ
れ、すなわち、それぞれ支持部材4に載置されてもよく、支持部材4に固定されてもよく
、具体的な固定態様について後述し、特定の支持及び固定態様について、本願は限定しな
い。
【0120】
上記支持部材4は、電池アレイ3を支持するためのものであり、支持部材4は、一般的
に剛性構造であり、独立して加工されたトレイであってもよく、車両のシャーシに成形さ
れた剛性支持構造であってもよい。支持部材4は、電池パックを完全な外形に保持し、か
つ電池パックを車両全体又は他の装置に取り付けることを容易にする。
【0121】
本願では、単電池100の電池本体の長さLの寸法が長いため、電池本体自体が支持の
作用を果たすことができ、電池パックにおける横方向梁及び縦方向梁の補強作用を低減し
、電池パックの空間利用率が高くなり、より多くの単電池を配置することができる。
【0122】
単電池100の電池本体は、互いに垂直なX方向、Y方向、Z方向という3つの方向を
有する。X方向、Y方向、Z方向は、2つずつ垂直であり、X方向は、単電池100の配
列方向であり、Y方向は、単電池100の長手方向であり、Z方向は、単電池100の高
さ方向である。実際の実行において、例えば、
図20~
図23に示す実施例では、電池パ
ック200を車両全体に取り付ける場合、電池パック200の長手方向は、車両1の縦方
向と平行であってよく、電池パック200の幅方向は、車両1の横方向と平行であってよ
く、Y方向は、車両1の横方向と平行であってよく、X方向は、車両1の縦方向と平行で
あってよく、Z方向は、車両1の鉛直方向と平行であってよく、例えば、
図24に示す実
施例では、電池パック200を車両全体に取り付ける場合、電池パック200の長手方向
は、車両1の縦方向と平行であってよく、電池パック200の幅方向は、車両1の横方向
と平行であってよく、Y方向は、車両1の縦方向と平行であってよく、X方向は、車両1
の横方向と平行であってよく、Z方向は、車両1の鉛直方向と平行であってよい。当然の
ことながら、電池パック200を車両全体に取り付ける場合、X方向、Y方向、Z方向は
、車両の実際の方向とは別の対応関係を有してもよく、その実際の対応関係は、電池パッ
ク200の取付方向に依存する。
【0123】
特に断りのない限り、本願に係る車両が進行する方向は、車両の縦方向であり、車両の
進行方向に垂直かつ面一な方向は、車両の横方向であり、一般的には、水平方向であり、
上下方向は、車両の鉛直方向であり、一般的には、垂直方向である。
【0124】
いくつかの実施例では、単電池100は、X方向に順に配列されてよく、数が制限され
てよく、上記配列方式では、電池パック内に配列された単電池の数が多くなるため、電池
パック全体の放熱性能が比較的低くなり、電池パック全体の安全性能を向上させるために
、L/H又はL/Dを限定することにより、X方向に沿った厚さ及びZ方向に沿った高さ
を小さくし、1つの単電池の表面積を従来技術における単電池の表面積よりも大きくして
、単電池の放熱面積を大きくし、単電池の放熱速度を向上させ、さらに電池パック全体の
安全性を向上させ、電池パックをより安全で確実にすることができる。
【0125】
一方、単電池100のケースが金属材料で製造される場合、単電池100の金属製ケー
スの熱伝導性能がさらに高く、単電池100の放熱効率を向上させ、放熱効果を最適化す
ることができる。
【0126】
複数の単電池100は、電池アレイ3において複数の配列形態を有し、電池本体は、長
さがLであり、厚さがDであり、高さがHであり、厚さ方向がX方向であり、長手方向が
Y方向であり、高さ方向がZ方向である。
【0127】
本願に係る一実施形態では、複数の単電池100は、X方向に沿って離間して配列され
てもよく、密に配列されてもよく、
図2に示すように、本実施形態では、空間を十分に利
用するために、X方向に沿って密に配列される。
【0128】
いくつかの実施例では、複数の単電池100は、電池アレイ3における少なくとも1つ
の単電池のX方向に沿って配列され、X方向は、電池アレイ3におけるいずれか1つの単
電池100の厚さ方向である。電池本体の厚さは、Dであり、少なくとも1つの単電池1
00は、10≦L/D≦208、23≦L/D≦208、50≦L/D≦70の条件を満
たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満
たす単電池100のX方向の厚さが薄くなることにより、単電池100自体が高い放熱能
力を有することを見出した。
【0129】
他の実施例では、複数の単電池100は、電池アレイ3における少なくとも1つの単電
池のZ方向に沿って配列される。Z方向は、電池アレイ3におけるいずれか1つの単電池
100の高さ方向である。電池本体の高さは、Hであり、少なくとも1つの単電池100
は、10≦L/H≦208、23≦L/H≦208の条件を満たし、いくつかの実施例で
は、50≦L/H≦70の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件
を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池100の電池本体のZ方向の厚さが薄くな
ることにより、電池本体自体が高い放熱能力を有することを見出した。
【0130】
なお、複数の単電池100は、配列されるとき、端部が整列したアレイを形成してもよ
く、上記X方向又はZ方向と角度をなし、すなわち、斜めに配列されてもよい。複数の単
電池100の載置方向は、一致しても、部分的に異なっても、互いに異なってもよく、所
定の方向に沿って配置されることを満たせばいい。
【0131】
いくつかの実施例では、600mm≦L≦1500mmであり、例えば、600mm≦
L≦1000mmである。該長さの単電池100は長く、電池パック200に用いられる
場合、第1の方向に沿って1つの単電池100のみを配置すればよい。
【0132】
いくつかの実施例では、単電池100の電池本体の体積はVであり、少なくとも1つの
単電池100は、0.0005mm-2≦L/V≦0.002mm-2の条件を満たす。
発明者は、大量の試験により、単電池100が上記限定を満たす場合、電池本体の断面が
小さく、電池本体の放熱効果が高いため、電池本体の内部と周囲の温度差が小さいことを
見出した。
【0133】
本願に係る別の実施形態では、単電池100の電池本体の表面積Sと体積Vとの比は、
0.1mm-1≦S/V≦0.35mm-1の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さ
が薄い上記単電池100により実現してもよく、寸法の調整により実現してもよく、単電
池100の表面積Sと体積Vとの比を制御することにより、電池本体の長さがY方向に沿
って延びるとともに、十分な放熱面積を有することを保証して、単電池100の放熱効果
を保証することができる。
【0134】
いくつかの実施例では、電池本体の体積はVであり、電池本体の高さHと対応する電池
本体の体積Vとの関係は、0.0001mm-2≦H/V≦0.00015mm-2であ
る。
【0135】
なお、単電池の表面積とは、単電池の全面の面積の和を意味し、単電池のある面が部分
的に内向きに凹むか又は部分的に外向きに突出する場合、単電池の表面積を算出するとき
、単電池の外郭により画定された方形の長さL、幅H及び厚さDで表面積を算出し、具体
的な算出式は、S=2(LD+LH+HD)である。
【0136】
図3~
図4、
図20~
図24に示すように、電池本体は、長さがLであり、厚さがDで
あり、高さがHであり、厚さ方向がX方向であり、長手方向がY方向であり、高さ方向が
Z方向であり、電池本体の高さH≧電池本体の厚さDであり、少なくとも1つの単電池は
、23≦L/D≦208、4≦L/H≦21の条件を満たし、複数の単電池は、電池アレ
イ3における少なくとも1つの単電池のX方向に沿って配列され、いくつかの実施例では
、少なくとも1つの単電池は、9≦L/H≦13の条件を満たす。発明者は、大量の試験
により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす電池本体のX方向の厚さ
が薄くなることにより、電池本体自体が高い放熱能力を有し、単電池100のX方向の最
密配列を容易に実現することを見出した。
【0137】
本願のいくつかの例示的な実施形態では、少なくとも1つの単電池100は、Y方向に
沿って第1の端部及び第2の端部を有し、第1の端部及び第2の端部のうちの少なくとも
1つは、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池100間の電極端子は、接
続部材により電気的に接続される。
【0138】
ここで、単電池100の「第1の端部」及び「第2の端部」は、単電池100の方向を
説明するためのものであり、単電池100の具体的な構造を限定して説明するためのもの
ではなく、例えば、第1の端部及び第2の端部は、単電池100の正極及び負極を限定し
て説明するためのものではなく、一実施形態では、
図2~
図4に示すように、単電池10
0の第1の電極端子101は、単電池100のY方向に向かう第1の端部から引き出され
、単電池100の第2の電極端子102は、単電池100のY方向に向かう第2の端部か
ら引き出される。換言すれば、単電池100の長手方向は、単電池100の内部の電流方
向であってよく、すなわち、単電池100の内部の電流方向は、Y方向である。このよう
に、電流方向が単電池100の長手方向と同じであるため、単電池100の有効放熱面積
がさらに大きく、放熱効率がさらに高い。ここで、第1の電極端子101は、単電池10
0の正極であり、第2の電極端子102は、単電池100の負極であり、或いは、第1の
電極端子101は、単電池100の負極であり、第2の電極端子102は、単電池100
の正極である。単電池100の電極端子は、接続部材により直並列接続される。
【0139】
一実施形態では、少なくとも一部の単電池100は、厚さ方向がX方向に沿うように延
び、すなわち、複数の単電池は、単電池の厚さ方向に沿って配列される。
【0140】
いくつかの実施例では、電池アレイ3は、X方向に沿って順に配列された複数の単電池
100を含み、単電池100の長さは、Y方向に沿って延び、高さは、Z方向に沿って延
びる。すなわち、複数の単電池100が厚さ方向に沿って配列され、長手方向に沿って延
びる場合、電池パックの空間を十分に利用して、より多くの単電池を配置することができ
る。
【0141】
単電池100の長さは、第1の端部及び第2の端部を有し、第1の端部及び/又は第2
の端部は、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池の電極端子同士は、接続
部材により接続される。
【0142】
ここで、単電池100の「第1の端部」及び「第2の端部」は、単電池100の方向を
説明するためのものであり、単電池100の具体的な構造を限定して説明するためのもの
ではなく、例えば、第1の端部及び第2の端部は、単電池100の正極及び負極を限定し
て説明するためのものではなく、一実施形態では、
図2~
図4に示すように、単電池10
0の第1の電極端子101は、単電池100の長手方向の第1の端部から引き出され、単
電池100の第2の電極端子102は、単電池100の長手方向の第2の端部から引き出
される。換言すれば、単電池100の長手方向は、単電池100の内部の電流方向であっ
てよく、すなわち、単電池100の内部の電流方向は、Y方向である。このように、電流
方向が単電池100の長手方向と同じであるため、単電池100の有効放熱面積がさらに
大きく、放熱効率がさらに高い。ここで、第1の電極端子101は、単電池100の正極
であり、第2の電極端子102は、単電池100の負極であり、或いは、第1の電極端子
101は、単電池100の負極であり、第2の電極端子102は、単電池100の正極で
ある。単電池100の電極端子は、接続部材により直並列接続される。
【0143】
従来技術において、適切な電池容量及び高い放熱効果を有するために、矩形単電池10
0の寸法をどのように設計するかは、電池の技術分野において解決すべき課題の1つであ
る。
【0144】
本願に係る一実施形態では、少なくとも1つの単電池100の電池本体の長さLと厚さ
Dとの比は、23≦L/D≦208の条件を満たす。該比で、長さが適切であり、厚さが
薄い単電池100を得ることができ、このように、単電池100の長さが第1の方向に沿
って延びる場合にも、適切な抵抗値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することがで
き、様々な車種に対する適応性が高い。
【0145】
本願に係る一実施形態では、少なくとも1つの単電池100の電池本体の長さLと厚さ
Dとの比は、50≦L/D≦70の条件を満たす。該比で、長さが適切である単電池10
0を得ることができ、かつ単電池100自体の剛性も十分に大きいため、加工、輸送及び
組立が容易であり、該単電池100を電池パックケースに取り付けるとき、該単電池10
0の剛性が大きいという特徴を利用し、該単電池100自体を補強梁として使用すること
ができる。一方、単電池100の長さが第1の方向に沿って延びる場合にも、適切な抵抗
値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することができ、様々な車種に対する適応性が
高い。
【0146】
本願に係る電池パック200によれば、X方向に、電池パック200は、電池アレイ3
の両側に対向して設けられ、電池アレイ3を挟持する2つの側板部材をさらに含み、側板
部材は、電池アレイ3を挟持し、複数の単電池100の膨張変形を制限する機能を有する
ことにより、防爆弁103及び電流遮断装置(CID)の起動を確保することができる。
具体的には、いくつかの実施例では、
図4に示すように、側板部材は、第3の側部梁20
3及び第4の側部梁204であってよく、他の実施例では、
図12に示すように、側板部
材は、第1の側板209及び第2の側板210であってよい。
【0147】
本願に係る電池パックによれば、支持部材4と共に、電池アレイ3を収容する収容チャ
ンバーを形成する密封カバー220をさらに含む。密封カバー220と支持部材4は、単
電池を収容する収容チャンバーを画定し、密封カバー220は、防水防湿の作用を果たす
。
【0148】
電池パック200は、独立して製造され、単電池100を収容して取り付ける車両用ト
レイを含む。
図16、
図18及び
図19に示すように、単電池100を車両用トレイに取
り付けた後、該車両用トレイは、締結具によって車体に取り付けられてよく、例えば、電
気自動車のシャーシに吊り下げられる。
【0149】
車両用トレイは、Y方向に沿って対向して設けられた第1の側部梁201及び第2の側
部梁202を含み、支持部材4は、第1の側部梁201及び第2の側部梁202であり、
単電池100の第1の端部は、第1の側部梁201に支持され、単電池100の第2の端
部は、第2の側部梁202に支持される。本願の技術的思想では、第1の側部梁201と
第2の側部梁202の具体的な構造を限定せず、第1の側部梁201と第2の側部梁20
2は、対向して設けられたものであり、互いに平行であってもよく、角度をなして設けら
れてもよく、直線構造であってもよく、曲線構造であってもよい。第1の側部梁201は
、矩形であっても、円柱状であっても、多角形状であってもよく、本願は、特に限定しな
い。
【0150】
第1の側部梁201と第2の側部梁202は、Y方向に沿って対向して設けられ、複数
の単電池100は、第1の側部梁201と第2の側部梁202との間に設けられ、単電池
100の両端は、それぞれ第1の側部梁201及び第2の側部梁202に支持される。1
つの実施例では、各単電池100の第1の端部は、第1の側部梁201に支持され、各単
電池100の第2の端部は、第2の側部梁202に支持される。
【0151】
換言すれば、各単電池100は、第1の側部梁201と第2の側部梁202との間に延
び、複数の単電池100は、第1の側部梁201及び第2の側部梁202の長手方向に沿
って配列され、すなわち、X方向に沿って配列される。
【0152】
単電池100の第1の端部及び第2の端部は、それぞれ第1の側部梁201及び第2の
側部梁202に支持され、単電池100は、第1の側部梁201及び第2の側部梁202
により直接的に支持され、すなわち、それぞれ第1の側部梁201及び第2の側部梁20
2に載置されてもよく、第1の側部梁201及び第2の側部梁202に固定されてもよく
、具体的な固定態様について詳細に後述し、特定の支持及び固定形態について、本願は限
定しない。
【0153】
本願のいくつかの実施例では、各単電池100の第1の端部は、第1の側部梁201に
直接的又は間接的に支持されてよく、各単電池100の第2の端部は、第2の側部梁20
2に直接的又は間接的に支持されてよい。直接とは、単電池100の第1の端部と第1の
側部梁201とが直接接触して嵌合支持され、単電池100の第2の端部と第2の側部梁
202とが直接接触して嵌合されることを意味し、間接とは、例えば、いくつかの実施例
では、単電池100の第1の端部が第1の端板207により第1の側部梁201に嵌合支
持され、単電池100の第2の端部が第2の端板208により第2の側部梁202に嵌合
支持されることを意味する。
【0154】
なお、単電池100は、第1の側部梁201及び/又は第2の側部梁202に垂直であ
ってもよく、第1の側部梁201及び/又は第2の側部梁202と鋭角又は鈍角をなして
設けられてもよく、例えば、第1の側部梁201及び第2の側部梁202が互いに平行で
ある場合、第1の側部梁201、第2の側部梁202及び単電池100は、矩形、正方形
又は平行四辺形、扇形などの構造とすることができ、第1の側部梁201及び第2の側部
梁202が角度をなす場合、第1の側部梁201、第2の側部梁202及び単電池100
は、台形、三角形などの構造とすることができる。本願は、第1の側部梁201と第2の
側部梁202との間の角度関係、単電池100と第1の側部梁201及び第2の側部梁2
02との間の角度関係を限定しない。
【0155】
第1の側部梁201及び第2の側部梁202がトレイのY方向に沿って対向する両側に
位置するとは、
図2に示すように、第1の側部梁201及び第2の側部梁202がトレイ
のY方向に沿った最辺側に位置し、第1の側部梁201及び第2の側部梁202がトレイ
の最外側であることを意味する。
【0156】
また、上記単電池100の「第1の端部」及び「第2の端部」は、単電池100の方向
を説明するためのものであり、単電池100の具体的な構造を限定して説明するためのも
のではなく、例えば、第1の端部及び第2の端部は、単電池100の正極及び負極を限定
して説明するためのものではなく、すなわち、本願では、単電池100の第1の側部梁2
01に支持された端が第1の端部であり、単電池100の第2の側部梁202に支持され
た端が第2の端部である。
【0157】
車両用トレイに関して、車体の幅が大きく、例えば1.2m~2mであり、長さが長く
、例えば2m~5mであり、異なる車種に対して、対応する車体の幅と車体の長さが異な
る。大きい車体の幅及び長さにより、車体の底部に設けられたトレイ全体の寸法に対する
要求も大きくなる。トレイの寸法が大きい場合、従来技術において、トレイに辺側に位置
する側部梁を設けなければならない以外、トレイの内部に横方向梁を設ける必要があり、
そうでなければ、内部に単電池を設けるのに十分な支持力及び構造強度を提供することが
できない。車両用トレイに横方向梁を増設した後、車両用トレイの部分的な荷重が横方向
梁により分担され、その内部空間が横方向梁により占められるため、トレイの内部におい
て効果的に利用できる空間が小さくなり、また、横方向梁の存在により、横方向梁の取付
に合わせるために、トレイの内部の幅方向及び長手方向に複数の電池モジュールを設けな
ければならず、取付が複雑であり、必要な取付部材も多い。
【0158】
しかしながら、横方向梁を除去すれば、従来技術におけるモジュールレイアウト及び単
電池のレイアウト方式にとって、電池モジュールに十分な構造強度を提供することができ
ず、トレイが十分な荷重力を提供することができない。
【0159】
本願では、単電池の長さLは、600~1500mmであり、単電池100の両端を第
1の側部梁201及び第2の側部梁202に支持し、単電池の重量を両側のトレイ側部梁
に分散し、横方向梁を除去した上で、トレイの荷重能力を効果的に向上させ、また、単電
池100自体も
【0160】
第1の側部梁201及び第2の側部梁202は、それぞれ単電池100の2つの端面に
合わせた内壁面を含み、第1の側部梁201の内壁面と単電池100の第1の端部との間
に絶縁板が挟設され、すなわち、絶縁板は、単電池100と第1の側部梁201の内壁面
との間に位置し、第2の側部梁202の内壁面と単電池100の第2の端部との間に絶縁
板が挟設され、すなわち、絶縁板は、単電池100と第2の側部梁202の内壁面との間
に位置する。具体的には、絶縁板の具体的な構造は、限定されず、電池アレイ3の固定、
補強及び膨張防止の作用を果たすことができればよく、いくつかの実施形態では、絶縁板
は、後述する第1の端板207及び第2の端板208であってよい。
【0161】
トレイは、底板を含み、第1の側部梁201及び第2の側部梁202は、Y方向に沿っ
て底板の両端に対向して設けられ、単電池100と底板が離間して設けられることにより
、底板の単電池100に対する荷重を軽減することができ、単電池100の大部分の重量
を第1の側部梁と第2の側部梁により負担し、底板の荷重要件を低減し、底板の製造プロ
セスを低減し、生産コストを低減する。
【0162】
すなわち、複数の単電池100が配列した電池アレイ3の底部とトレイの底板との間に
保温層217が設けられることにより、単電池100と外部との熱伝達を遮断し、単電池
100の保温機能を実現し、かつ電池パック200の外部環境と電池パック200内の単
電池100との間に熱干渉が生じることを回避する。保温層217は、断熱性、保温機能
を有する材料で製造されてよく、例えば、保温綿で製造される。
【0163】
また、第1の側部梁201及び第2の側部梁202により単電池100に支持力を提供
するために、本願に係る一実施形態では、
図5及び
図6に示すように、第1の側部梁20
1に第1の支持板213が設けられ、第2の側部梁202に第2の支持板214が設けら
れ、第1の支持板213の密封カバー220に向かう面に第1の支持面が設けられ、第2
の支持板214の密封カバー220に向かう面に第2の支持面が設けられ、各単電池10
0の第1の端部は、第1の支持板213の第1の支持面に支持され、各単電池100の第
2の端部は、第2の支持板214の第2の支持面に支持され、第1の支持板213の密封
カバー220から離れる面に第1の取付面が設けられ、第2の支持板214の密封カバー
220から離れる面に第2の取付面が設けられる。トレイの底板は、第1の取付面及び第
2の取付面に取り付けられ、第1の支持板213は、第1の側部梁201の底部から内向
きに突出してもよく、第2の支持板214は、第2の側部梁202の底部から内向きに突
出してもよい。
【0164】
従来技術における、電池パック内の底板によって単電池100を支持する技術手段と比
較して、本願では、第1の側部梁201及び第2の側部梁202に設けられた第1の支持
板213及び第2の支持板214によって単電池100を支持することで、本願に係る電
池パック200の構造を簡素化し、電池パック200の重量を軽減することができる。第
1の支持板213及び第2の支持板214に絶縁板が設けられてよく、絶縁板は、単電池
100と第1の支持板213及び第2の支持板214との間に位置する。
【0165】
第1の側部梁201、第2の側部梁202及び底板の接続態様を特に限定せず、一体成
形してもよく、溶接してもよい。
【0166】
第1の側部梁201の単電池100に向かう内壁面は、第1の接続面215を有し、第
1の接続面215から密封カバー220までの距離は、第1の支持面から密封カバー22
0までの距離よりも小さく、第2の側部梁202の単電池100に向かう内壁面は、いず
れも第2の接続面を有し、第2の接続面216から密封カバー220までの距離は、第2
の支持面から密封カバー220までの距離よりも小さく、単電池100の両端は、それぞ
れ第1の接続面、第2の接続面に接触する。
【0167】
いくつかの実施例では、第1の側部梁201に第1の接続面215がさらに設けられ、
第2の側部梁202に第2の接続面216がさらに設けられ、各単電池100の第1の端
部は、第1の接続面215に固定され、各単電池100の第2の端部は、第2の接続面2
16に固定される。該第1の接続面215は、第1の側部梁201に設けられ、第1の支
持板213の上方に位置する第3の支持板であってよく、該第2の接続面216は、第2
の側部梁202に設けられ、第2の支持板214の上方に位置する第4の支持板であって
よい。電池の第1の端部及び第2の端部は、締結具によって第1の接続面215及び第2
の接続面216に固定されてもよく、第1の接続面215及び第2の接続面216に溶接
されてもよい。
【0168】
実際の実行において、第1の側部梁201の単電池100に向かう内壁面に少なくとも
2段の段差構造を有し、2段の段差の密封カバー220に向かう面に、それぞれ第1の接
続面215及び第1の支持面が形成され、第2の側部梁202の単電池100に向かう内
壁面に少なくとも2段の段差構造を有し、2段の段差の密封カバー220に向かう面に、
それぞれ第2の接続面216及び第2の支持面が形成される。
【0169】
本願に係る電池パックによれば、複数の単電池100のうちの少なくとも一部において
、
図12及び
図14に示すように、第1の側部梁201に隣接する1つの単電池100の
第1の側部梁201に向かう端に第1の端板207が設けられ、複数の単電池100のう
ちの少なくとも一部において、第2の側部梁202に隣接する1つの単電池100の第2
の側部梁202に向かう端に第2の端板208が設けられ、少なくとも1つの単電池10
0の第1の端部は、第1の端板207により第1の接続面215に接続され、少なくとも
1つの単電池100の第2の端部は、第2の端板208により第2の接続面216に接続
され、すなわち、少なくとも1つの単電池は、第1の端板により第1の側部梁201に支
持され、少なくとも1つの単電池100は、第2の端板208により第2の側部梁202
に支持され、第1の端板207、第2の端板208及び複数の単電池100のうちの少な
くとも一部は、電池モジュールを構成する。第1の端板207が1つあってよく、第2の
端板208が1つあってよく、第1の端板207、第2の端板208及び複数の単電池1
00は、1つの電池モジュールを構成し、該電池モジュールは、第1の端板207及び第
2の端板208により第1の側部梁201と第2の側部梁202との間に支持される。第
1の端板207が複数あってよく、第2の端板208が複数あってよく、複数の第1の端
板207、第2の端板208及び単電池100は、複数の電池モジュールを構成し、各電
池モジュールは、対応する第1の端板207及び第2の端板208により第1の側部梁2
01と第2の側部梁202との間に支持され、各電池モジュールは、第1の側部梁201
と第2の側部梁202との間に延び、かつ複数の電池モジュールは、第1の側部梁201
及び第2の側部梁202の長手方向に沿って配列される。本願では、第1の端板207及
び第2の端板208の数、すなわち、電池モジュールの数を限定しない。
【0170】
いくつかの実施例では、第1の端板207は、単電池100の端面に対向して設けられ
た端板本体231と、端板本体231に接続され、第1の側部梁201に向かって突出し
た第1の接続板232とを含み、第2の端板208は、単電池100の端面に対向して設
けられた端板本体231と、端板本体231に接続され、第2の側部梁202に向かって
突出した第1の接続板232とを含み、第1の端板207の第1の接続板232は、第1
の接続面215に接続され、第2の端板208の第1の接続板232は、第2の接続面2
16に接続される。具体的な接続形態を限定しない。
【0171】
一実施形態では、
図2及び
図10に示すように、単電池100の第1の側部梁201に
向かう第1の端部に防爆弁103が設けられ、第1の側部梁201の内部に排気通路22
2が設けられ、第1の側部梁201には、防爆弁103に対応する位置に排気孔221が
設けられ、排気孔221は、排気通路222に連通し、電池パック200には、排気通路
222に連通する排気口が設けられ、単電池100の第2の側部梁202に向かう第2の
端部に防爆弁103が設けられ、第2の側部梁202の内部に排気通路222が設けられ
、第2の側部梁202には、防爆弁103に対応する位置に排気孔221が設けられ、排
気孔221は、排気通路222に連通し、電池パック200には、排気通路222に連通
する排気口が設けられる。他の実施形態では、
図12及び
図14に示すように、排気孔2
21は、第1の端板207及び第1の側部梁201、及び/又は、第2の端板208及び
第2の側部梁202に形成されてもよい。
【0172】
従来技術において、単電池の使用中に、その内部の気圧がある程度まで上昇すれば、防
爆弁が開き、単電池の内部の火炎、煙又はガスが防爆弁を通って排出されて、電池パック
の内部に集まり、タイムリーに排出できなければ、単電池に対して二次的なダメージを与
える。しかしながら、本願では、第1の側部梁201及び/又は第2の側部梁202には
、単電池100の防爆弁103に対応する吸気口221が設けられ、かつ第1の側部梁2
01及び/又は第2の側部梁202の内部に排気通路222が設けられるため、単電池1
00の内部の気圧が上昇すると、その防爆弁103が開き、その内部の火炎、煙又はガス
などが直接的に吸気口221を通って第1の側部梁201及び/又は第2の側部梁202
内の排気通路222に入り、かつ排気孔を通って第1の側部梁201及び又は第2の側部
梁202から排出され、例えば、排気孔を通って大気中に排出され、このように、該火炎
、煙又はガスが電池パック200の内部に集まらず、単電池100に対して二次的なダメ
ージを与えることを回避する。
【0173】
いくつかの実施例では、第1の接続面215及び第2の接続面216と密封カバー22
0との間に、電池管理部品と配電部品を収容する管理収容チャンバーが画定される。これ
により、電池管理部品及び配電部品の占有空間を節約することができ、電池パック内に、
より多くの単電池を配置し、空間利用率を向上させ、体積エネルギー密度及び航続能力を
向上させることができる。
【0174】
トレイ底板に関して、単電池100とトレイ底板が離間して設けられることにより、ト
レイ底板が力を受けず、トレイ底板の製造プロセスを簡略化し、製造コストを節約するこ
とができる。単電池100とトレイ底板との間に保温層が設けられることにより、単電池
100と外部との熱伝達を遮断し、単電池100の保温機能を実現し、かつ電池パック2
00の外部環境と電池パック200内の単電池100との間に熱干渉が生じることを回避
する。保温層は、断熱性、保温機能を有する材料で製造されてよく、例えば、保温綿で製
造される。
【0175】
また、本願に係る一実施形態では、
図3~
図8に示すように、電池パック200は、X
方向に沿って対向して設けられた第3の側部梁203及び第4の側部梁204をさらに含
んでよく、複数の単電池100は、X方向に沿って第3の側部梁203と第4の側部梁2
04との間に配列される。一実施形態では、第1の側部梁201及び第2の側部梁202
が第3の側部梁203及び第4の側部梁204に垂直に接続されることにより、電池パッ
ク200を矩形又は正方形に形成する。他の実施形態では、電池パック200を台形、平
行四辺形などに形成するために、第1の側部梁201と第2の側部梁202は、互いに平
行であってよく、第3の側部梁203と第4の側部梁204は、第1の側部梁201及び
第2の側部梁202と角度をなして設けられてよい。本願は、第1の側部梁201、第2
の側部梁202、第3の側部梁203及び第4の側部梁204で構成された電池パック2
00の具体的な形状を限定しない。
【0176】
いくつかの実施例では、
図2に示すように、第3の側部梁203及び第4の側部梁20
4は、電池アレイ3に押圧力を提供し、第3の側部梁203は、第3の側部梁203に隣
接して設けられた単電池100に対して、第4の側部梁204に向かう付勢力を与え、第
4の側部梁204は、第4の側部梁204に隣接して設けられた単電池100に対して、
第3の側部梁203に向かう付勢力を与え、このように、複数の単電池100は、X方向
に沿って第3の側部梁203と第4の側部梁204との間に密に配列することができ、複
数の単電池100を互いに貼り合わせることができる。また、第3の側部梁203及び第
4の側部梁204は、X方向に複数の単電池100を位置規制することができ、特に、単
電池100が僅かに膨張すると、単電池100に対して緩衝し内向きの圧力を提供すると
いう作用を果たし、単電池100の膨張量及び変形量が大きすぎることを防止することが
できる。特に、単電池100に防爆弁103及び電流遮断装置(CID)が設けられる場
合、第3の側部梁203及び第4の側部梁204により、単電池100が膨張することを
効果的に制限することができ、単電池100が故障して膨張すると、その内部は、防爆弁
103又は電流遮断装置(CID)内の反転シートを突き破るのに十分なガス圧力を有し
、単電池100を短絡させ、単電池100の安全を保証し、単電池100が爆発すること
を防止することができる。
【0177】
図12及び
図13に示すように、第3の側部梁203と第3の側部梁203に隣接する
単電池100との間に第1の弾性装置205が設けられてよく、及び/又は第4の側部梁
204と第4の側部梁204に隣接する単電池100との間に第2の弾性装置206が設
けられてよい。第1の弾性装置205は、第3の側部梁203に取り付けられてよく、第
2の弾性装置206は、第4の側部梁204に取り付けられてよく、第1の弾性装置20
5及び第2の弾性装置206により複数の単電池100を密に配列することができ、この
ように、第3の側部梁203と第4の側部梁204との間に配列された単電池100の数
は、第3の側部梁203と第4の側部梁204との間のピッチを変更することなく、第1
の弾性装置205及び第2の弾性装置206と第3の側部梁203及び第4の側部梁20
4との間の取付距離を変更することにより調整することができる。
【0178】
いくつかの実施例では、第3の側部梁203に第3の接続面236がさらに設けられ、
第4の側部梁204に第4の接続面235がさらに設けられ、各単電池100の第1の側
は、第3の接続面236に固定され、各単電池100の第2の側は、第4の接続面235
に固定される。
【0179】
複数の単電池100のうちの少なくとも一部において、
図12及び
図13に示すように
、第3の側部梁203に隣接する1つの単電池100の第3の側部梁203に向かう端に
第1の側板209が設けられ、複数の単電池100のうちの少なくとも一部において、第
4の側部梁204に隣接する1つの単電池100の第4の側部梁204に向かう端に第2
の側板210が設けられる。
【0180】
少なくとも1つの単電池100の第1の側は、第1の側板209により第3の接続面2
36に接続され、少なくとも1つの単電池100の第2の側は、第2の側板210により
第4の接続面235に接続され、すなわち、少なくとも1つの単電池は、第1の側板によ
り第4の側部梁204に支持され、少なくとも1つの単電池100は、第2の側板210
により第4の側部梁204に支持され、第1の側板209、第2の側板210及び複数の
単電池100のうちの少なくとも一部は、電池モジュールを構成する。第1の側板209
が1つあってよく、第2の側板210が1つあってよく、第1の側板209、第2の側板
210及び複数の単電池100は、1つの電池モジュールを構成し、該電池モジュールは
、第1の側板209及び第2の側板210により第3の側部梁203と第4の側部梁20
4との間に支持される。第1の側板209が複数あってよく、第2の側板210が複数あ
ってよく、複数の第1の側板209、第2の側板210及び単電池100は、複数の電池
モジュールを構成し、各電池モジュールは、対応する第1の側板209及び第2の側板2
10により第3の側部梁203と第4の側部梁204との間に支持され、各電池モジュー
ルは、第3の側部梁203と第4の側部梁204との間に配列される。本願では、第1の
側板209及び第2の側板210の数、すなわち、電池モジュールの数を限定しない。
【0181】
いくつかの実施例では、第1の側板209は、単電池100の端面に対向して設けられ
た側板本体234と、側板本体234に接続され、第3の側部梁203に向かって突出し
た第2の接続板233とを含み、第2の側板210は、単電池100の端面に対向して設
けられた側板本体234と、側板本体234に接続され、第4の側部梁204に向かって
突出した第2の接続板233とを含み、第1の側板209に対応する第2の接続板233
は、第3の接続面236に接続され、第2の側板210に対応する第2の接続板233は
、第4の接続面235に接続される。具体的な接続形態を限定しない。
【0182】
いくつかの実施例では、少なくとも一部の単電池100は、第2のパネル211により
第1の側部梁201と第2の側部梁202との間に支持され、第2のパネル211と少な
くとも一部の単電池100は、電池モジュールを構成する。換言すれば、複数の単電池1
00のうちの少なくとも一部の下方に第2のパネル211が設けられ、各単電池100は
、第2のパネル211により第1の側部梁201及び第2の側部梁202に支持され、第
2のパネル211と複数の単電池100のうちの少なくとも一部は、電池モジュールを構
成し、該実施形態では、複数の単電池100を第2のパネル211により第1の側部梁2
01及び第2の側部梁202に支持することにより、電池モジュールの構造を簡素化し、
電池パックの軽量化の実現に役立つ。
【0183】
上記第1の端板207及び第2の端板208、又は第2のパネル211は、様々な実施
形態で第1の側部梁201及び第2の側部梁202に支持されてよく、これに対して、本
願は限定せず、例えば、締結具により第1の側部梁201及び第2の側部梁202に着脱
可能に締結されるか、又は、溶接により第1の側部梁201及び第2の側部梁202に固
定されるか、又は、ディスペンス方式で第1の側部梁201と第2の側部梁202に接続
されるか、又は、第1の側部梁201及び第2の側部梁202に直接的に載置されて、第
1の側部梁201及び第2の側部梁202に支持される。
【0184】
一実施形態では、電池パック200は、少なくとも一部の単電池100の上面及び下面
のそれぞれに接続された第1のパネル212及び第2のパネル211と、少なくとも一部
の単電池100の2つの端面のそれぞれに設けられた第1の端板207及び第2の端板2
08と、最も外側の2つの単電池100の外側面のそれぞれに設けられた第1の側板20
9及び第2の側板210とを含み、第1の端板207、第2の端板208、第1の側板2
09及び第2の側板210は、いずれも第1のパネル212、第2のパネル211という
2つのパネルに接続され、第1の側部梁201の単電池100に向かう内壁面は、第1の
支持面及び第1の接続面215を有し、第2の側部梁202の単電池100に向かう内壁
面は、第2の支持面及び第2の接続面216を有し、単電池100の第1の端部は、第1
の支持面に支持され、単電池100の第2の端部は、第2の支持面に支持され、第1の端
板207は、第1の接続面215に接続され、第2の端板208は、第2の接続面216
に接続され、第3の側部梁203の単電池100に向かう内壁面は、第3の接続面236
を有し、第4の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第4の接続面235を有し、第1の側
板209は、第3の接続面236に接続され、第2の側板210は、第4の接続面235
に接続される。
【0185】
上記実施形態によれば、第1の端板207、第2の端板208、第1の側板209、第
2の側板210、第1のパネル212及び第2のパネル211は、複数の単電池100を
収容する密閉収容空間を共に画定し、このように、単電池100が故障し、発火して爆発
すると、第1の端板207、第2の端板208、第1の側板209、第2の側板210、
第1のパネル212及び第2のパネル211は、単電池100の故障を一定の範囲内に制
御して、単電池100の爆発による周囲の部材に対する影響を防止することができる。該
第1の側板209は、上記第1の弾性装置205であってよく、該第2の側板210は、
上記第2の弾性装置206であってよく、このように、第1の側板209及び第2の側板
210は、複数の単電池100の膨張変形を制限する機能を備えることにより、防爆弁1
03及び/又は電流遮断装置(CID)の起動を確保することができる。
【0186】
電池モジュール内に第1のパネル212を含む実施例にとって、
図11に示すように、
第1のパネル212と単電池100との間に熱伝導板218を設けてよく、このように、
単電池100の放熱に役立ち、かつ複数の単電池100の間の温度差が大きくなりすぎな
いことを保証する。熱伝導板218は、熱伝導性の高い材料で製造されてよく、例えば、
熱伝導板218は、熱伝導率の高い銅又はアルミニウムなどの材料で製造されてよい。
【0187】
いくつかの実施例では、選択可能な実施形態として、電池パックを、車両に用いられ電
気エネルギーを供給する電池パックとして使用する場合、単電池100の長手方向を車両
の幅方向、すなわち車両の左右方向とすることができる。
【0188】
本願に係る別の実施形態では、支持部材4は、複数の底部梁であり、底部梁は、電池ア
レイ3の下方に位置する。底部梁は、電池アレイ3を支持するためのものであり、底部梁
の上面は、電池アレイ3の表面に支持されるように、平面であってよい。実際の実行にお
いて、底部梁は、矩形断面を有する。底部梁が複数あってよく、複数の底部梁は、平行に
離間して設けられてもよく、交差して設けられてもよい。電池アレイ3は、接着、ねじ接
続部材などの方式で底部梁に固定されてよい。電池パックは、底部梁と共に、電池アレイ
3を収容する収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む。密封カバーは、塵埃や
水などの侵入を防止するためのものである。
【0189】
図25に示すように、底部梁は、第1の梁501と、第1の梁501に位置し、第1の
梁501と交差する第2の梁502とを含み、第1の梁501の延在方向とY方向がなす
角は、60~90度であり、単電池100は、第1の梁501に支持される。
図25に示
す実施例では、第1の梁501と第2の梁502は、垂直に接続され、第1の梁501と
第2の梁502との接続形態は、ねじ接続部材による接続、溶接などを含むが、これらに
限定されない。第1の梁501と第2の梁502は、いずれも直線型梁であってよい。
【0190】
実際の実行において、第2の梁502が2つあり、2つの第2の梁502は、それぞれ
第1の梁501の両端に位置し、それぞれ第1の梁501に垂直であり、単電池100は
、第1の梁501に支持される。第2の梁502は、第1の梁501に対して上向きに突
出し(Z方向)、例えば、第2の梁502の下面は、第1の梁501の上面に接続されて
よく、単電池100を配列するとき、最も外側の2つの単電池100のそれぞれに、2つ
の第2の梁502が互いの側面に向かうように当接してよい。単電池100の中心は、第
1の梁501に位置し、単電池100の長手方向は、第1の梁501の長手方向に垂直で
あり、単電池100の中心を第1の梁501に合わせることにより、単電池100を単一
の梁で支持することを実現することができる。当然のことながら、他の実施例では、第1
の梁501が複数あってもよく、複数の第1の梁501は、第2の方向に沿って平行に離
間する。
【0191】
他の実施形態では、底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であってもよく
、矩形梁の延在方向とY方向がなす角は、60~90度であり、単電池100は、矩形梁
に支持される。矩形梁は、Y方向に沿って均一に配置されてよく、矩形梁の延在方向は、
Y方向に垂直であり、単電池100は、均一に配置された矩形梁に位置する。
【0192】
当然のことながら、底部梁の形状は、直線型、矩形を含むが、これらに限定されず、三
角形、台形又は他の異形であってもよい。
【0193】
本願に係る別の実施形態では、
図16に示すように、支持部材4は、自動車のシャーシ
であり、電池アレイ3は、自動車のシャーシに位置し、電池パック200は、電気自動車
に直接形成されてよく、すなわち、電池パック200は、電気自動車の任意の適切な位置
に形成され、単電池100を取り付ける装置である。例えば、電池パック200は、電気
自動車のシャーシに形成されてよい。
【0194】
いくつかの実施例では、単電池100の組立を容易にするために、自動車のシャーシに
下向きに凹んだチャンバー300が設けられる。
【0195】
本願に係る1つの具体的な実施形態では、該チャンバー300は、対向して設けられた
第1の側壁301及び第2の側壁302を含んでよく、第1の側壁301が電気自動車の
シャーシから下向きに延びて第1の側壁301の延在部を得ることができ、第1の側壁3
01が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第2の側壁302の延在部を得ることが
でき、このように、一実施形態として、単電池100の第1の端部は、第1の側壁301
の延在部に支持されてよく、単電池100の第2の端部は、第2の側壁302の延在部に
支持されてよい。すなわち、本願は、上記技術手段に従って単電池100を配列できる電
気自動車をさらに提供し、本願に係る電池パック200を構成するために、該電気自動車
には、単独の車両用トレイの特徴と同様な特徴を有するチャンバー300が形成される。
【0196】
いくつかの実施例では、本願に係る1つの例示的な実施形態では、第1の側壁301の
延在部と第2の側壁302の延在部は、チャンバー300の底部305を形成し、一実施
形態では、第1の側壁301の延在部は、第2の側壁302の延在部に当接して、上記チ
ャンバー300が、下向きに凹んだU字状の溝を有するチャンバー300に形成し、単電
池100は、該チャンバー300の底部305により支持されてよい。別の実施形態では
、第1の側壁301の延在部と第2の側壁302の延在部との間に一定の距離だけ離間し
てよい。
【0197】
本願に係る電池パック200によれば、
図2に示すように、電池パック200は、電池
載置領域を形成し、電池アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池パック200は、1つ
の電池アレイ3を含む。
【0198】
すなわち、電池パック内に補強リブを一切設ける必要がなく、直接的に接続された単電
池100により補強リブの機能を果たし、電池パック200の構造を大幅に簡素化し、補
強リブが占める空間と単電池100の取付構造が占める空間を低減し、空間利用率を向上
させ、航続能力を向上させる。
【0199】
本願のいくつかの具体例では、電池パックは、Y方向に1つの単電池100のみを収容
し、すなわち、電池パック200において、Y方向に単電池100を2つ以上の数で配置
することができず、上記1つの単電池100のみを収容するとは、電池パック200にお
いてY方向に1つの単電池100しか並設することができないことを意味する。
図2、図
4~
図6に示すように、単電池100は、第1の側部梁201及び第2の側部梁202に
垂直であり、単電池100の第1の端部と第2の端部との間の距離がL1であり、第1の
側部梁201の内面と第2の側部梁202の内面との間の距離がL2であり、L1とL2
との比がL1/L2≧50%の条件を満たす。換言すれば、Y方向に沿って、第1の側部
梁201と第2の側部梁202との間に1つの単電池100のみが配置され、Y方向に単
電池100と2つの側部梁との間の距離関係をこのように設定することにより、単電池1
00を横方向梁又は縦方向梁とする目的を達成することができる。本願に係る例示的な実
施形態では、Y方向に沿って第1の側部梁201と第2の側部梁202との間に1つの単
電池100のみを配置することにより、単電池100自体を、電池パック200の構造強
度を補強するための横方向梁又は縦方向梁として使用することができる。
【0200】
いくつかの実施例では、L1とL2の比が80%≦L1/L2≦97%の条件を満たし
て、単電池100の第1の端部及び第2の端部を第1の側部梁201及び第2の側部梁2
02に可能な限り近づけ、更に第1の側部梁201及び第2の側部梁202に当接させ、
このように、単電池100自体の構造により力の分散、伝達を実現することを容易にし、
単電池100を、電池パック200の構造強度を補強するための横方向梁又は縦方向梁と
して使用することを保証し、電池パック200が外力による変形に抵抗するのに十分な強
度を有することを保証する。
【0201】
当然のことながら、本願の実施例は、補強リブを設けないことに限定されるものではな
い。したがって、電池アレイ3が複数あってよい。
【0202】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック200内に電池載置領域が形成され
、電池アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、X方向に沿ったN個(N
は1以上である)の電池アレイ3とY方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレ
イ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接
続される。N-1番目(Nは1以上である)の電池アレイ3における最後の単電池の電極
端子とN番目の電池アレイ3における1番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続
される。換言すれば、電池パックにおいて、単電池100の配列方向に沿って、複数の電
池アレイ3が設けられてよく、すなわち、電池パック200内に複数列の電池アレイ3が
設けられる。
【0203】
具体的には、
図21に示すように、第1のセパレータ700は、図示される電池アレイ
3を電池パック200のX方向に沿って2つの電池アレイ3に分割する。前の電池アレイ
3における最後の単電池100と後の電池アレイ3における最初の単電池は、接続部材に
より接続される。
【0204】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池
アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Y方向に沿ったM個(Mは1以
上である)の電池アレイ3が設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続
部材により電気的に接続される。M-1番目(Mは1以上である)の電池アレイ3におけ
る最後の単電池の電極端子とM番目の電池アレイ3における1番目の単電池の電極端子は
、接続部材により接続される。換言すれば、単電池100の延在方向に複数の単電池10
0が収容されてよく、すなわち、電池パック200内に複数列の電池アレイ3が設けられ
る。
【0205】
具体的には、
図20に示すように、第2のセパレータ800は、電池アレイ3を電池パ
ック200のY方向に沿って2つの電池アレイ3に分割する。前の電池アレイ3における
最後の単電池100と後の電池アレイ3における最初の単電池は、接続部材により接続さ
れる。
【0206】
本願に係る電池パック200によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池
アレイ3は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、X方向に沿ったN個(Nは1以
上である)の電池アレイ3とY方向に沿ったM個(Mは1以上である)の電池アレイ3が
設けられ、電池アレイ3同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続され
る。換言すれば、電池パックのX方向に、電池載置領域が複数のサブ電池載置領域に分割
され、かつ単電池100の延在方向Y方向に、複数の単電池100が収容されてよく、す
なわち、電池パック200内に複数行複数列の電池アレイ3が設けられる。
【0207】
具体的には、
図22に示すように、電池パック200内に第1のセパレータ700及び
第2のセパレータ800が設けられ、第1のセパレータ700及び第2のセパレータ80
0は、複数の単電池を二行二列の電池アレイ3に分割する。任意の2つの電池アレイ3は
、電極端子間の接続部材により接続される。
【0208】
上記説明において、第1のセパレータ700及び第2のセパレータ800は、補強リブ
であってもよく、断熱綿などの他の構造部材であってもよく、本願は、これを限定しない
。
【0209】
本願は、電池アレイ3における単電池100の数を特に限定せず、異なる車種、必要な
異なる動力に応じて、異なる数の単電池100を配置することができ、本願のいくつかの
具体例では、電池アレイ3における単電池の数は60~200であり、本願の他の具体例
では、電池アレイ3における単電池の数は80~150である。
【0210】
本願に係る電池パック200において、電池アレイ3における単電池は、接着剤で接着
され、単電池100同士は、接着剤で接着され、空間を節約し、他の構造部材を減少させ
、軽量化を満たし、エネルギー密度を向上させ、生産効率を向上させることができる。
【0211】
一実施形態では、上記第1のパネル212は、内部に冷却構造が設けられた熱交換板2
19であり、熱交換板219の内部に冷却液が設けられ、冷却液により単電池100の降
温を実現し、単電池100を好適な作動温度にすることができる。熱交換板219及び単
電池100に熱伝導板218が設けられるため、冷却液により単電池100を冷却すると
き、熱交換板219の各位置での温度差を熱伝導板218によって均一化して、複数の単
電池100の温度差を1℃以内に制御することができる。
【0212】
単電池100は、任意の適切な構造及び形状を有してよく、本願に係る一実施形態では
、
図3に示すように、単電池100の電池本体は、角形構造の角型電池であり、長さと、
厚さと、長さと厚さとの間にある高さとを有し、各単電池100は、横向きに載置され、
各単電池100の電池本体の長手方向がY方向であり、厚さ方向がX方向であり、高さ方
向がZ方向であり、隣接する2つの単電池100は、幅広面が幅広面に面するように配列
される。換言すれば、該角型電池は、長手方向に長さLを有し、長手方向に垂直な厚さ方
向に厚さDを有し、高さ方向に高さHを有し、該高さHは、長さLと厚さDとの間にある
。単電池100は、幅広面、幅狭面及び端面を有し、幅広面は、長辺が上記長さLを有し
、短辺が上記高さHを有し、幅狭面は、長辺が上記長さLを有し、短辺が上記厚さDを有
し、端面は、長辺が上記高さHを有し、短辺が上記厚さDを有する。単電池100が横向
きに載置されるとは、単電池100の2つの端面がそれぞれ第1の側部梁201及び第2
の側部梁202に面し、隣接する2つの単電池100の幅広面が対向することを意味し、
このように、単電池100は、横方向梁に代わる機能を有し、効果がさらに高く、強度が
さらに高い。他の実施形態では、単電池100は、円筒形電池であってもよい。
【0213】
従来技術において、適切な電池容量及び高い放熱効果を有するために、単電池100の
形状と寸法をどのように設計するかは、電池の技術分野において解決すべき課題の1つで
ある。
【0214】
本願に係る一実施形態では、単電池100の電池本体の長さLと厚さDとの比は、23
≦L/D≦208の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い単電池100を得る
ことができ、このように、単電池100の長さがY方向に沿って延びる場合にも、適切な
抵抗値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することができ、様々な車種に対する適応
性が高い。
【0215】
本願に係る別の実施形態では、単電池100の電池本体の長さLと高さHとの比は、4
≦L/H≦21の条件を満たし、いくつかの実施例では、9≦L/H≦13の条件を満た
す。該比で、長さが長く、厚さが薄い上記単電池100により実現してもよく、寸法の調
整により実現してもよく、単電池100の電池本体の長さLと高さHとの比を制御するこ
とにより、単電池100の長さがY方向に沿って延びるとともに、十分な放熱面積を有す
ることを保証して、単電池100の放熱効果を保証することができる。
【0216】
従来技術において、単電池の寸法Lが短いため、単電池の両端が側部梁に直接支持する
ことができず、その組立プロセスは、先に複数の単電池を配列して電池アレイ3を形成す
る必要があり、電池アレイ3の外部に端板及び/又は側板が設けられ、一般的には、端板
と側板を同時に含み、端板と側板を固定して、電池アレイ3を収容する空間を囲み、すな
わち、電池モジュールを形成し、その後、電池モジュールをパック内に取り付け、電池モ
ジュールの取付に合わせるために電池パック内に横方向梁及び/又は縦方向梁をさらに設
ける必要があり、このプロセスにおいて組立が比較的複雑であり、電池パックの組立過程
において、不良品発生の確率が高まり、複数回の組立により、電池パックが緩み、取付が
強固にならない可能性が大きくなり、電池パックの品質に悪影響を及ぼし、かつ電池パッ
クの安定性及び信頼性を低下させる。
【0217】
従来技術と比較して、本願では、単電池の寸法Lが長く、かつ単電池がハードケース電
池であり、それ自体が支持の作用を有するため、単電池を電池パックに組み立てるとき、
先に1つの単電池100をそのままトレイ内に横向きに置き、単電池100の第1の端部
が第1の側部梁201に支持され、単電池100の他端が第2の側部梁202に支持され
、そして、電池パックのX方向に沿って他の単電池100を順次投入して、電池アレイ3
を形成し、その後、締結具により電池アレイ3の固定と電池管理部品及び配電部品の取付
を実現する。組立過程全体が比較的簡単であり、先に電池モジュールを組み立て、次に電
池モジュールを電池パック内に取り付ける必要がなく、電池パック内に電池アレイ3を直
接形成することができ、手間や物資などのコストを節約するとともに、不良率を低減し、
電池パックの安定性及び信頼性を向上させる。
【0218】
当然のことながら、本願は、先に単電池を電池アレイ3に組み立て、次に電池アレイ3
を電池パック内に取り付けてもよく、このような実施形態も本願の特許請求の範囲内にあ
る。
【0219】
図26に示すように、本願は、上記電池パック200を含む車両1を提供することを第
2の目的とする。
【0220】
車両1は、電池パックを用いて電気エネルギーを提供して、走行を駆動する必要がある
商用車、特種車、電動自転車、電動バイク、電動スクーターなどの電気自動車を含んでよ
い。
【0221】
いくつかの実施例では、電池パック200は、電気自動車の底部に設けられ、支持部材
4は、車両1のシャーシに固定接続される。電気自動車のシャーシでの取付空間が大きい
ため、電池パック200を電気自動車のシャーシに設けることにより、単電池100の数
を可能な限り大きくして、電気自動車の航続能力を向上させることができる。
【0222】
いくつかの実施例では、車両は、車両の底部に設けられた1つの電池パックを含み、電
池パックは、車両のシャーシに固定接続され、Q方向、単電池の最小外接直方体の長手方
向、又はY方向は、車両の車体幅方向、すなわち車両の左右方向であり、P方向、単電池
の最小外接直方体の幅方向、又はX方向は、車両の車体長手方向、すなわち車両の前後方
向である。他の実施形態では、車両は、電気自動車の底部に設けられた複数の電池パック
を含んでよく、該複数の電池パックの形状及び寸法は、同じであっても異なってもよく、
各電池パックは、電気自動車のシャーシの形状及び寸法に応じて調整可能であり、複数の
電池パックは、車体の長手方向、すなわち前後方向に沿って配列される。
【0223】
いくつかの実施例では、本願に係る一実施形態では、電池パック200のQ方向、単電
池の最小外接直方体の長手方向、又はY方向の幅L3と車体の幅Wとの比は、50%≦L
3/W≦80%の条件を満たし、本実施形態では、車体の幅方向に沿って1つの電池パッ
ク200のみを設けることで実現することができ、電池パック200が複数ある場合、複
数の電池パック200は、車体の長手方向に沿って配列される。一般的には、複数の車両
にとって、車体の幅が600mm~2000mm、例えば600mm、1600mm、1
800mm、2000mmであり、車体の長さが500mm~5000mmであり、乗用
車にとって、乗用車の幅が一般的に600mm~1800mmであり、車体の長さが60
0mm~4000mmである。
【0224】
いくつかの実施例では、単電池100のQ方向、単電池の最小外接直方体の長手方向、
又はY方向の寸法L’と車体の幅Wとの比は、46%≦L’/W≦76%の条件を満たす
。電池パック200の第1の側部梁201及び第2の側部梁202の厚さを考慮する場合
、単電池100のY方向の寸法Lと車体の幅Wとの比が46%≦L’/W≦76%の条件
を満たすとき、本実施形態では、車体の幅方向に沿って1つの単電池100のみを設ける
ことで実現することができる。他の可能な実施形態では、このような寸法要求を満たす場
合、長手方向に複数の電池モジュール又は複数の単電池を設けることで実現することがで
きる。一実施形態として、単電池100のY方向の寸法は、600mm~1500mmで
ある。
【0225】
なお、本願のいくつかの実施例では、1つの単電池の両端がそれぞれ第1の側部梁及び
第2の側部梁に嵌合支持される技術手段が出願されているが、実際の生産過程において、
車体の幅に合わせた長さ寸法を有する単電池を製造することができないおそれがあり、す
なわち、単電池を何らかの原因で所望の長さに加工することができない。したがって、電
気自動車の開発において、開発の需要に応じて、電池パック全体の電圧プラトーが一般的
に一定であり、電池パックの体積が一定であり、採用された材料系が一定である前提で、
単電池の電圧プラトーが一定であり、電池パックにおいて必要な単電池の数が一定であり
、また電池パックの体積が一定であるため、単電池の体積が一定であり、このように、単
電池の長さを長くすれば、その厚さ又は幅を小さくする。一方、放熱機能を向上させるた
めに電池全体の表面積を保証する必要があり、この前提で、単電池の幅(高さ)を低くす
ることにより単電池の長さを長くすることができず、また、車体の高さ空間の利用も限ら
れ、影響を最大限軽減するために、一般的に、単電池の幅(高さ)を調整しない。したが
って、単電池の第1の方向に沿った長さ及び第2の方向に沿った厚さを変更することで単
電池全体の表面積を変更することしかできず、したがって、長さを長くしようとすると、
厚さを小さくするという観点から考慮する可能性が大きい。実際には、単電池は、内部に
セル及び関連材料を増設する必要があるため、厚さの変化が最小限界値を有し、これによ
り、単電池の長さは、厚さの限界値による影響を受けるため、第1の方向の長さの変更能
力も限られ、単電池の長さを無限に長くすることができない。
【0226】
本願は、エネルギー蓄積装置2をさらに開示する。
【0227】
図27に示すように、本願に係るエネルギー蓄積装置2は、上記いずれかの実施例に係
る電池パック200を含む。本願に係るエネルギー蓄積装置2は、家庭用予備電源、商用
予備電源、屋外電源、発電所のピーク調整エネルギー貯蔵設備、様々な乗物の動力電源な
どに適用することができる。
【0228】
以上、図面を参照しながら本願の実施形態を詳細に説明したが、本願は、上記実施形態
の具体的な内容に限定されるものではなく、本願の技術的思想の範囲内に、本願の技術手
段に対して様々な変更を行うことができ、これらの簡単な変更がいずれも本願の保護範囲
に属するものである。
【0229】
なお、上記具体的な実施形態に説明された各具体的な技術的特徴は、矛盾しない場合に
、いずれの適切な方式によって組み合わせることができ、不要な重複を回避するために、
本願は、可能なあらゆる組み合わせ方式を別途に説明しない。
【0230】
また、本願の様々な異なる実施形態を任意に組み合わせることもでき、本願の思想に反
しない限り、同様に本願の出願内容とみなすべきである。
【0231】
以下、比較例1及び実施例1~2、比較例2及び実施例3~4、比較例3及び実施例5
により説明し、本願の実施例に係る電池パック200は、単電池100の配列及び寸法パ
ラメータなどを設計することにより、エネルギー密度などの面で向上する。
【0232】
以下の実施例及び比較例は、いずれもリン酸鉄リチウム電池を例とする。
【0233】
比較例1、実施例1及び実施例2では、電池パック200の総体積が213Lであり、
その電池パックケースと内部電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積の合
計が82.54Lであり、電池パック200の実際に残される、単電池100及び/又は
第1のセパレータ、第2のセパレータを収容できる体積が130.46Lであり、電池パ
ックケースの長さが1380mmであり、幅が1005mmであり、厚さが137mmで
あり、電気ボックスの体積が22.5Lであり、電池パックの総体積が213L=138
0×1005×137×0.000001+22.5である。
(比較例1)
【0234】
従来技術における電池パック200によれば、
図1に示すように、電池パックケース内
に2つの横方向梁500及び1つの縦方向梁600が設けられ、2つの横方向梁500及
び1つの縦方向梁600は、単電池100を6つの電池モジュール400に分ける。
【実施例0235】
本願の実施例に係る電池パック200によれば、
図21に示すように、単電池100の
長手方向は、電池パック200の幅方向に沿うように設定され、複数の単電池100は、
電池パック200の長手方向に沿って配列され、電池パック200の幅方向に、電池パッ
クケースは、1つの単電池100を収容し、単電池100は、電池パック200の幅方向
に電池パックケースの一側から他側まで延びる。電池パックケース内に1つの第1のセパ
レータ700が設けられ、第2のセパレータ800が設けられておらず、第1のセパレー
タ700は、電池パック200の幅方向に沿って延び、複数の単電池100は、電池パッ
ク200の長手方向に沿って配列されて電池アレイ400を形成し、第1のセパレータ7
00は、電池アレイ400を電池パック200の長手方向に沿って二分割する。電池パッ
クケースの、電池パック200の幅方向の両側に位置する第1の側部梁201及び第2の
側部梁202は、単電池100に対して支持力を提供し、電池パックケースの、電池パッ
ク200の長手方向の両端に位置する第3の側部梁203及び第4の側部梁204は、そ
れらに隣接する単電池100に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース内に
電池パック200の高さ方向に沿って1層の電池アレイ400が含まれる。