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特許7311611電池パック、車両及びエネルギー蓄積装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(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 50/211 20210101AFI20230711BHJP

H01M 50/103 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/105 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/204 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/209 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/249 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/271 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/293 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/342 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/35 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/367 20210101ALI20230711BHJP

H01M 50/502 20210101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

H01M50/211

H01M50/103

H01M50/105

H01M50/204 101

H01M50/204 401H

H01M50/209

H01M50/249

H01M50/271 Z

H01M50/293

H01M50/342 101

H01M50/35 201

H01M50/367

H01M50/502

【請求項の数】 58

(21)【出願番号】P 2021540122

(86)(22)【出願日】2019-06-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-02

(86)【国際出願番号】 CN2019092389

(87)【国際公開番号】W WO2020143173

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2021-09-03

(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

(73)【特許権者】

【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

【審査官】上野文城

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０３９０１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／２２１５３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０８７１７９６１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６７５４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０８０１４７６５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２００７－１３４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１６１３７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１９８８９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０６９６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０６４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８０９１７９２（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７３９４２７９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／２０２－２１６

Ｈ０１Ｍ５０／３４２－３６７

Ｈ０１Ｍ５０／１０３

Ｈ０１Ｍ５０／１０５

Ｈ０１Ｍ５０／２４９

Ｈ０１Ｍ５０／２７１－２８２

Ｈ０１Ｍ５０／２８９－２９３

Ｈ０１Ｍ５０／５０２－５２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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びて、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を満たし、前記少なくとも１つの単電池は前記支持部材に支持され、
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、複数の単電池はそれぞれ、Ｌ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ており、
前記電池アレイにおける少なくとも一部の前記単電池間は、接着剤で接着される、ことを特徴とする電池パック。

【請求項2】

少なくとも１つの単電池は、ケースと、ケース内に位置する電極体と、前記ケースを補強する補強部材とを含み、前記支持部材は、前記補強部材と一緒に前記少なくとも１つの単電池を支持する、ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記補強部材は、補強シェルを含み、前記補強シェルは、前記少なくとも１つの単電池のケースを包み、前記支持部材は、前記補強シェルと一緒に前記少なくとも一つの単電池を支持する、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】

複数の単電池のそれぞれは、内部電流を引き出す電極端子を有し、前記補強部材は、電流合流部材を含み、前記電流合流部材は、複数の単電池の電極端子を電気的に接続するように構成され、前記支持部材は、前記電流合流部材と一緒に前記少なくとも１つの単電池を支持する、ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。

【請求項5】

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、ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

【請求項6】

複数の単電池は、電池アレイ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る、ことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。

【請求項7】

少なくとも１つの単電池は、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たす、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】

少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たす、ことを特徴とする請求項７に記載の電池パック。

【請求項9】

少なくとも１つの単電池は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０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】

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５に記載の電池パック。

【請求項11】

少なくとも１つの単電池は、１０≦Ｌ／Ｈ≦２０８を満たす、ことを特徴とする請求項１０に記載の電池パック。

【請求項12】

少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｈ≦２０８を満たす、ことを特徴とする請求項１１に記載の電池パック。

【請求項13】

少なくとも１つの単電池は、５０≦Ｌ／Ｈ≦７０を満たす、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池パック。

【請求項14】

複数の単電池のそれぞれの体積はＶであり、少なくとも１つの単電池は、０．０００５ｍｍ^－２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ^－２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15】

少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦１５００ｍｍ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16】

少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍを満たす、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を満たし、複数の単電池は、前記電池アレイにおける少なくとも１つの単電池のＸ方向に沿って配列される、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】

少なくとも１つの単電池は、９≦Ｌ／Ｈ≦１３を満たす、ことを特徴とする請求項１７に記載の電池パック。

【請求項19】

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、ことを特徴とする請求項１５に記載の電池パック。

【請求項20】

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、ことを特徴とする請求項１７に記載の電池パック。

【請求項21】

前記電池パックは、Ｙ方向に沿って対向して設けられた第１のエンドビーム及び第２のエンドビームを含むトレイを含み、前記支持部材は、第１のエンドビーム及び第２のエンドビームであり、少なくとも１つの単電池の両端は、それぞれ前記第１のエンドビーム及び前記第２のエンドビームに支持される、ことを特徴とする請求項１７に記載の電池パック。

【請求項22】

前記第１のエンドビームと前記第２のエンドビームは、それぞれ単電池の２つの端面に合わせた内壁面を含み、前記第１のエンドビーム及び前記第２のエンドビーム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配置される、ことを特徴とする請求項２１に記載の電池パック。

【請求項23】

前記トレイは、底板を含み、前記第１のエンドビームと前記第２のエンドビームは、それぞれ前記底板の両端に設けられ、複数の単電池のそれぞれと前記底板は、互いに離間して設けられる、ことを特徴とする請求項２１に記載の電池パック。

【請求項24】

複数の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２３に記載の電池パック。

【請求項25】

前記トレイと共に、電池アレイを収容する収容空間を形成する密封カバーをさらに含む、ことを特徴とする請求項２３に記載の電池パック。

【請求項26】

前記第１のエンドビームは、第１の支持板を有し、前記第１の支持板は、単電池に向かう前記第１のエンドビームの内壁面から突出し、前記第１の支持板は、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のエンドビームは、第２の支持板を有し、前記第２の支持板は、単電池に向かう前記第２のエンドビームの内壁面から突出し、前記第２の支持板は、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、少なくとも１つの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、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】

前記第１のエンドビームは、単電池に向かう前記第１のエンドビームの内壁面に接続する、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のエンドビームは、単電池に向かう前記第２のエンドビームの内壁面に接続する、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、
複数の単電池の両端部は、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、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】

前記第１のエンドビームは、単電池に向かう内壁面に、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のエンドビームは、単電池に向かう内壁面に、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、ことを特徴とする請求項２７に記載の電池パック。

【請求項29】

少なくとも１つの単電池の第１の端部と第１のエンドビームとの間に設けられた第１の端板と、少なくとも１つの単電池の第２の端部と前記第２のエンドビームとの間に設けられた第２の端板とをさらに含み、少なくとも１つの単電池の第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、少なくとも１つの単電池の第２の端部は、前記第２の端板を介して第２の接続面に接続される、ことを特徴とする請求項２７に記載の電池パック。

【請求項30】

前記第１の端板は、複数の単電池の端面にそれぞれ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のエンドビーム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、複数の単電池の端面にそれぞれ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のエンドビーム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、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】

少なくとも１つの単電池の第１の端部に防爆弁が設けられ、前記第１のエンドビームの内部に排気通路が設けられ、前記第１のエンドビーム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、単電池の第２の端部に防爆弁が設けられ、前記第２のエンドビームの内部に排気通路が設けられ、前記第２のエンドビーム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、ことを特徴とする請求項２１～３０のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項32】

前記トレイは、Ｘ方向に沿って対向して設けられた第３のエンドビーム及び第４のエンドビームをさらに含み、前記第３のエンドビーム及び第４のエンドビームは、前記電池アレイに押圧力を提供する、ことを特徴とする請求項２５に記載の電池パック。

【請求項33】

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空間が画定される、ことを特徴とする請求項３０に記載の電池パック。

【請求項34】

前記第３のエンドビームと前記第３のエンドビームに隣接する単電池との間に弾性的に挟まれて配置された第１の弾性装置、及び／又は、
前記第４のエンドビームと前記第４のエンドビームに隣接する単電池との間に弾性的に挟まれて配置された第２の弾性装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項３２に記載の電池パック。

【請求項35】

前記第３のエンドビームと前記第３のエンドビームに隣接する単電池との間に設けられた第１の側板、及び／又は、
前記第４のエンドビームと前記第４のエンドビームに隣接する単電池との間に設けられた第２の側板をさらに含む、ことを特徴とする請求項３２に記載の電池パック。

【請求項36】

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のエンドビーム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のエンドビームに向かって突出した第２の接続板とを含み、
前記第３のエンドビームに、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のエンドビームに、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、ことを特徴とする請求項３５に記載の電池パック。

【請求項37】

少なくとも一部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、
少なくとも一部の単電池の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、
少なくとも一部の複数の単電池の最も外側の２つの端面に設けられた第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のパネル及び第２のパネルに接続され、
前記第１のエンドビームは、単電池に向かう内壁面に、第１の支持面及び第１の接続面を有し、前記第２のエンドビームは、単電池に向かう内壁面に、第２の支持面及び第２の接続面を有し、
少なくとも１つの単電池の第１の端部は、前記第１の支持面に支持され、前記少なくとも１つの単電池の第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のエンドビームは、単電池に向かう内壁面に、第３の接続面を有し、前記第４のエンドビームは、単電池に向かう内壁面に、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、ことを特徴とする請求項３２に記載の電池パック。

【請求項38】

前記支持部材は、複数の底部ビームであり、前記底部ビームは、電池アレイの下方に位置する、ことを特徴とする請求項５～１９のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項39】

前記底部ビームは、第１のビームと、第１のビーム上に位置し、第１のビームと交差する第２のビームとを含み、前記第１のビームの延在方向とＹ方向がなす角は、６０～９０度であり、少なくとも１つの単電池は、前記第１のビームに支持される、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】

前記第２のビームが２つあり、２つの第２のビームは、それぞれ前記第１のビームの両端に位置し、かつそれぞれ前記第１のビームに垂直であり、単電池は、前記第１のビームに支持される、ことを特徴とする請求項３９に記載の電池パック。

【請求項41】

複数の単電池のそれぞれの中心は、前記第１のビーム上に位置する、ことを特徴とする請求項４０に記載の電池パック。

【請求項42】

前記底部ビームは、平行に離間して設けられた複数の矩形ビームであり、前記矩形ビームの延在方向とＹ方向がなす角は、６０～９０度であり、単電池は、前記矩形ビームに支持される、ことを特徴とする請求項３８に記載の電池パック。

【請求項43】

前記矩形ビームは、Ｙ方向に沿って均一に分布し、前記矩形ビームの延在方向は、Ｙ方向に垂直であり、少なくとも１つの単電池は、前記矩形ビーム上に位置する、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、自動車のシャーシ上に位置する、ことを特徴とする請求項１～１９のいずれか１項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、１つの電池アレイを含み、複数の単電池は、それぞれ、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、ことを特徴とする請求項５～３０、又は、３２～３７のいずれか１項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、Ｘ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１～３０、又は、３２～３７のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項47】

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と、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は、接続部材により接続される、ことを特徴とする請求項４６に記載の電池パック。

【請求項48】

電池パック内に複数の電池載置領域が形成され、前記電池パックは、Ｙ方向に沿って分布すると共に、一対一に対応して前記複数の電池載置領域に位置する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５～３０、又は、３２～３７のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項49】

前記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、ことを特徴とする請求項４８に記載の電池パック。

【請求項50】

前記電池パック内に複数の電池載置領域が形成され、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）の電池アレイとを含み、前記電池アレイは、一対一に対応して前記複数の電池載置領域に位置し、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５～３０、又は、３２～３７のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項51】

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、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、ことを特徴とする請求項１～３０、又は、３２～３７のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項52】

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、ことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。

【請求項53】

請求項１～３０、３２～３７、５２のいずれか１項に記載の電池パックを含み、
前記電池パックは、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、ことを特徴とする車両。

【請求項54】

単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面間の間隔の最大値を第１の寸法とし、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をＱ方向とし、
単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面間の間隔の最小値を第２の寸法とし、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をＰ方向としたとき、
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、前記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設定され、前記Ｐ方向又は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設定される、ことを特徴とする、請求項５３に記載の車両。

【請求項55】

前記電池パックのＱ方向又は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％
を満たす、ことを特徴とする請求項５４に記載の車両。

【請求項56】

前記単電池のＱ方向又は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％を満たす、ことを特徴とする請求項５４に記載の車両。

【請求項57】

車体の幅Ｗは、６００ｍｍ～２０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項５４に記載の車両。

【請求項58】

請求項１～５２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」、「２０１９１００２１２４７．４」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。
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、及び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】

【0002】

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、電池パックと、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。

【0003】

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】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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、複数のクロスビーム５００と複数の縦ビーム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、クロスビーム５００又は縦ビーム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、配列して外部に端板及び／又は側板が設けられた電池アレイを形成し、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たり、溶接されたり、タイロッドなどの他の接続部材により接続されたりされる。

【0005】

電池モジュール４００がねじなどの構造によりクロスビーム５００及び縦ビーム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、その内部の単電池の体積の和と電池パックの体積との比が５０％程度であり、さらに４０％まで低い。

【0006】

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における接続取付方式などは、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、電池モジュールに組み立てから、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、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。

【0007】

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、信頼性が高く、コストが低く、品質が高いなどの利点を有する電池パックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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つの平行平面間の間隔の最大値である第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を満たし、かつ前記支持部材に支持され、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、電池載置領域に位置し、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。

【0009】

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を満たし、かつ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、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びて、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を満たし、かつ前記支持部材に支持され、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、前記少なくとも１つの単電池は、前記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。

【0011】

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方式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、単電池がパウチ電池で支持部材に支持されてよく、パウチ電池が爆発することなく、膨脹して裂開するため、単電池の安全性能を向上させ、電池パックのケース内に直接的に載置された単電池において、モジュールフレームが省略されるため、単電池が電池パックのケース又は他の放熱部材を介して放熱しやすいと共に、有効な空間内により多くの単電池を配置することができ、パウチ電池の電極体の占有率が大きいことを組み合わせると、体積利用率を大幅に向上させることができ、電池パックの製造プロセスを簡素化し、単電池の組立の複雑度を低下させ、生産コストを低減することにより、電池パックと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と、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。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。

【0012】

本願に係る車両は、上記電池パックを含む。

【0013】

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。

【0014】

前記車両と前記エネルギー蓄積装置は、上記電池パックの従来技術に対する利点と同じ利点を有するため、ここでは説明を省略する。

【0015】

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】

【0016】

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8】図７におけるＡ部の拡大図である。

【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10】図９におけるＢ部の拡大図である。

【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の端部ビーム及び第２の端部ビーム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（空間）が電気自動車に形成されてい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空間の断面図である。

【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てい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てい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ビームの斜視図である。

【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】本願の第１の寸法と第２の寸法の測定原理図である。

【図29】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30】本願のさらに別の実施形態に係る単電池の概略構成図である。

【図31】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32】本願のさらに別の実施形態に係る単電池の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

図２～図３２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。

【0019】

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つの平行平面間の間隔の最大値である第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を満たす。

【0020】

なお、ある単電池１００において、複数組の平行平面が存在し、各組の平行平面は、２つの平行平面を含み、各組の２つの平行平面は、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１の寸法は、これらの距離のうちの最大値である。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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つの平行平面間の間隔が他の各組の２つの平行平面間の間隔よりも大きいと、最大間隔を上記第１の寸法と定義することができる。

【0024】

実際の実行において、単電池１００の外面に支持領域が設けられ、支持領域は、単電池１００の第１の寸法方向に沿った両端部に設けられてよく、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。

【0025】

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により、電池パック２００におけるクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００の使用を減らすことができ、さらに、電池パック２００においてクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００を使用しなくてよく、その結果、クロスビーム５００及び／又は縦ビーム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に電池パック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、さらにそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。

【0026】

ここで、支持部材４が支持領域に当接することは、支持部材４が上記支持領域に直接的に接触して上記単電池を支持するようにしてもよく、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ようにしてもよく、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。

【0027】

上記単電池１００は、パウチ電池であり、潜在的な安全上の問題が発生する場合、パウチ電池は、爆発することなく、膨脹して裂開するため、単電池１００の安全性能を向上させる。一方、パウチ電池の電極体の占有率が大きく、体積利用率を向上させることができ、パウチ電池の加工コストが低い。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、さらにそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。

【0028】

いくつかの実施例では、図２９～図３２に示すように、単電池１００は、ケースと、ケース内に位置する電極体と、ケースを補強する補強部材とを含み、支持部材４は、補強部材に当接して単電池１００を支持する。支持領域は、補強部材の外面に設けられてよく、パウチ単電池１０５は、ケースと、ケース内に位置する電極体とを含む。このように、パウチ単電池１０５のアルミニウムプラスチックフィルムがパウチ単電池１０５のずれにより破壊されることを防止することができ、かつ単電池１００自体の剛性が大きく、電池パック２００の剛性を向上させることができる。

【0029】

補強部材は、補強シェル１０４を含み、補強シェル１０４は、少なくとも１つの単電池１００のケースに包まれ、支持部材４は、補強シェル１０４に当接して単電池１００を支持する。補強シェル１０４は、パウチ単電池１０５を完全に包むか、又はパウチ単電池１０５の支持部材４に対応する領域を包んでよく、補強シェル１０４は、硬質ケースであり、鋼製ケースであってよく、複合材料であってもよい。補強シェル１０４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より高く、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。

【0030】

補強シェル１０４は、重量を軽減するために部分的に開孔されてよい。

【0031】

図２９及び図３０に示す実施例では、各補強シェル１０４は、１つのパウチ単電池１０５を包み、図３１及び図３２に示す実施例では、各補強シェル１０４は、複数のパウチ単電池１０５を包む。

【0032】

いくつかの実施例では、単電池１００は、内部電流を引き出す電極端子を有し、補強部材は、複数の単電池１００の電極端子を電気的に接続するように構成される電流合流部材を含み、支持部材４は、電流合流部材に当接して単電池１００を支持する。このように、複数の単電池１００を支持部材４に配置する場合、複数の単電池１００の電気的接続を同時に実現することができる。

【0033】

また、電池パック２００内にクロスビーム及び／又は端部ビーム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素化し、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と、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。

【0034】

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。

【0035】

本願では、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、具体的な固定方式について後述し、特定の支持及び固定方式について、本願は限定しない。

【0036】

上記支持部材４は、電池アレイ３を支持し、一般的に剛性構造であり、完成車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。

【0037】

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つの平行平面間の間隔の最小値である第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。

【0038】

なお、ある単電池１００において、複数組の平行平面が存在し、各組の平行平面は、２つの平行平面を含み、各組の２つの平行平面は、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。

【0039】

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。

【0040】

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つの平行平面間の間隔が他の各組の２つの平行平面間の間隔よりも小さいと、最小間隔を上記第２の寸法と定義することができる。

【0041】

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。

【0042】

少なくとも１つの単電池は、２３≦第１の寸法／第２の寸法≦２０８を満たし、いくつかの実施例では、５０≦第１の寸法／第２の寸法≦７０を満たす。発明者は、大量の試験により、上記寸法要件を満たす単電池１００に対して、剛性が支持要件を満たすようにした上で、単電池１００の、第２の寸法が所在する方向の厚さを薄くすることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。

【0043】

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１００の電池本体は、０．０００５ｍｍ^－２≦第１の寸法／Ｖ≦０．００２ｍｍ^－２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。

【0044】

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は長さが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。

【0045】

なお、単電池の表面積とは、単電池の全ての表面の面積の和を意味する。

【0046】

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。

【0047】

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の方位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１００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の有効放熱面積がより大きく、放熱効率がより高い。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。

【0048】

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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４であってよく、他のいくつかの実施例では、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。

【0049】

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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２を含む車両用トレイを含み、支持部材４は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２であり、単電池１００の両端部は、それぞれ第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に支持される。

【0050】

他のいくつかの実施例では、支持部材４は、複数の底部ビームであり、底部ビームは、電池アレイ３の下方に位置する。底部ビームは、電池アレイ３を支持し、底部ビームの上面は、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、底部ビームは、矩形断面を有する。底部ビームが複数あってよく、複数の底部ビームは、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ビームに固定されてよい。電池パックは、底部ビームと共に、電池アレイ３を収容する収容空間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。

【0051】

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、底部ビームは、第１のビーム５０１と、第１のビーム５０１に位置し、第１のビーム５０１と交差する第２のビーム５０２とを含み、第１のビーム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のビーム５０１に支持される。図２５に示す実施例では、第１のビーム５０１と第２のビーム５０２は、垂直に接続され、第１のビーム５０１と第２のビーム５０２との接続方式は、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のビーム５０１と第２のビーム５０２は、いずれも直線型ビームであってよい。

【0052】

実際の実行において、第２のビーム５０２が２つあり、２つの第２のビーム５０２は、それぞれ第１のビーム５０１の両端に位置し、それぞれ第１のビーム５０１に垂直であり、単電池１００は、第１のビーム５０１に支持される。第２のビーム５０２は、第１のビーム５０１に対して上向きに突出し（Ｚ方向）、例えば、第２のビーム５０２の下面は、第１のビーム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を、それぞれ、２つの第２のビーム５０２の互いに向かう側面に当接させてよい。単電池１００の中心は、第１のビーム５０１に位置し、単電池１００の長手方向は、第１のビーム５０１の長手方向に垂直であり、単電池１００の中心を第１のビーム５０１に合わせることにより、単電池１００を単一のビーム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のビーム５０１が複数あってもよく、複数の第１のビーム５０１は、第２の方向に沿って平行に離間する。

【0053】

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、底部ビームは、平行に離間して設けられた複数の矩形ビームであってもよく、矩形ビームの延在方向とＱ方向がなす角は、６０～９０度であり、単電池１００は、矩形ビームに支持される。矩形ビームは、Ｑ方向に沿って均一に分布してよく、矩形ビームの延在方向は、Ｙ方向に垂直であり、単電池１００は、均一に分布している矩形ビームに位置する。

【0054】

当然のことながら、底部ビームの形状は、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、電気自動車に直接的に形成されてよく、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。

【0055】

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空間３００が設けられる。

【0056】

本願に係る１つの具体的な実施形態では、該空間３００は、対向して設けられた第１の側壁３０１及び第２の側壁３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２の側壁３０２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空間３００が形成される。

【0057】

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には、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、電池パック２００は、１つの電池アレイ３を含み、単電池１００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。

【0058】

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つの平行平面間の間隔の最小値である第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とが設けられ、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。

【0059】

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１番目の単電池は、接続部材により接続される。

【0060】

本願に係る電池パック２００について、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１００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。

【0061】

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１番目の単電池は、接続部材により接続される。

【0062】

本願に係る電池パック２００について、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とが設けられ、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。

【0063】

なお、上記実施形態では、電池パック内には、上記Ｑ方向に沿って分布している複数の電池アレイが設けられるか、又は単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って分布している複数の電池アレイが設けられるか、又は上記Ｙ方向に沿って分布している複数の電池アレイが設けられる場合、上記電池内に複数の電池載置領域が形成され、かつ上記複数の電池アレイが一対一に対応して上記電池載置領域に位置する。

【0064】

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８００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。

【0065】

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。

【0066】

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８０～１５０である。

【0067】

なお、本願の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。本願の電池パックは、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。

【0068】

図２～図３２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。

【0069】

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を満たし、単電池１００は、支持部材４に支持される。

【0070】

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。

【0071】

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。寸法Ａは、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。

【0072】

【0073】

実際の実行において、単電池１００の外面に支持領域が設けられ、支持領域は、単電池１００の、寸法Ａの方向に沿った両端部に設けられてよく、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。

【0074】

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により、電池パック２００におけるクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００の使用を減らすことができ、さらに、電池パック２００においてクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００を使用しなくてよく、その結果、クロスビーム５００及び／又は縦ビーム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に電池パック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、さらにそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。ここで、支持部材４が支持領域に当接することは、支持部材４が上記支持領域に直接的に接触して上記単電池を支持するようにしてもよく、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ようにしてもよく、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。

【0075】

【0076】

【0077】

【0078】

補強シェル１０４は、重量を軽減するために部分的に開孔されてよい。

【0079】

【0080】

【0081】

【0082】

いくつかの実施例では、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦１５００ｍｍ、例えば、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦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。

【0083】

【0084】

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

少なくとも１つの単電池は、１０≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦２０８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を満たす。いくつかの実施例では、５０≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦７０を満たす。発明者は、大量の試験により、上記寸法要件を満たす単電池１００に対して、剛性が支持要件を満たすようにした上で、単電池１００の、寸法Ｂが所在する方向の厚さを薄くすることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。

【0088】

いくつかの実施例では、複数の単電池１００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。

【0089】

少なくとも１つの単電池１００は、１０≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦２０８を満たし、例えば、２３≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦２０８を満たし、例えば、５０≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦７０を満たす。発明者は、大量の試験により、上記寸法要件を満たす単電池１００に対して、剛性が支持要件を満たすようにした上で、単電池１００の、寸法Ｃが所在する方向の厚さを薄くすることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。

【0090】

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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４であってよく、他のいくつかの実施例では、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。

【0091】

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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２を含む車両用トレイを含み、支持部材４は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２であり、単電池１００の両端部は、それぞれ第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に支持される。

【0092】

【0093】

図２５に示すように、底部ビームは、第１のビーム５０１と、第１のビーム５０１に位置し、第１のビーム５０１と交差する第２のビーム５０２とを含み、第１のビーム５０１の延在方向と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、単電池１００は、第１のビーム５０１に支持される。図２５に示す実施例では、第１のビーム５０１と第２のビーム５０２は、垂直に接続され、第１のビーム５０１と第２のビーム５０２との接続方式は、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のビーム５０１と第２のビーム５０２は、いずれも直線型ビームであってよい。

【0094】

【0095】

【0096】

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空間３００が設けられる。

【0097】

本願に係る１つの具体的な実施形態では、該空間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２の側壁３０２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空間３００が形成される。

【0098】

いくつかの実施例では、図２に示すように、電池パック２００には、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１００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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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１番目の単電池は、接続部材により接続される。

【0102】

【0103】

【0104】

本願に係る電池パック２００について、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とが設けられ、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。

【0105】

【0106】

【0107】

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。

【0108】

【0109】

図２～図３２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。

【0110】

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、電池本体から延びて、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を満たす。単電池１００は、支持部材４に支持される。

【0111】

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、又は切り欠き、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。

【0112】

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を直接的に取り付けることができないため、単電池１００の組立を容易にするために、電池パック２００にクロスビーム５００及び／又は縦ビーム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２００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クロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００に固定される。

【0113】

従来技術における電池パック内にクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００が設けられ、クロスビーム５００及び／又は縦ビーム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、さらにそれ以上低く、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。

【0114】

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く、単電池１００の外面に支持領域が設けられるため、単電池１００を支持部材４に直接的に支持することにより、このように、電池パック２００におけるクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００の使用を減らすことができ、さらに、電池パック２００においてクロスビーム５００及び／又は縦ビーム６００を使用しなくてよく、その結果、クロスビーム５００及び／又は縦ビーム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に電池パック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、さらにそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。ここで、支持部材４が支持領域に当接することは、支持部材４が上記支持領域に直接的に接触して上記単電池を支持するようにしてもよく、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ようにしてもよく、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。

【0115】

【0116】

【0117】

【0118】

【0119】

補強シェル１０４は、重量を軽減するために部分的に開孔されてよい。

【0120】

【0121】

【0122】

【0123】

上記支持部材４は、電池アレイ３を支持し、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、かつ電池パックを完成車又は他の装置に取り付けることを容易にする。

【0124】

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クロスビーム及び端部ビーム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。

【0125】

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を完成車に取り付ける場合、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を完成車に取り付ける場合、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を完成車に取り付ける場合、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。

【0126】

特に断りのない限り、本願の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。

【0127】

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。

【0128】

複数の単電池１００の電池アレイ３における配列方式は様々であり、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。

【0129】

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。

【0130】

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１００は、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たし、例えば、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たし、例えば、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０を満たす。発明者は、大量の試験により、上記寸法要件を満たす単電池１００に対して、剛性が支持要件を満たすようにした上で、単電池１００のＸ方向の厚さを薄くすることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。

【0131】

他の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を満たし、例えば、２３≦Ｌ／Ｈ≦２０８を満たし、例えば、５０≦Ｌ／Ｈ≦７０を満たす。発明者は、大量の試験により、上記寸法要件を満たす単電池１００に対して、剛性が支持要件を満たすようにした上で、電池本体のＺ方向の厚さを薄くすることにより、電池本体自体が高い放熱能力を有することを見出した。

【0132】

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分布することを満たせばいい。

【0133】

いくつかの実施例では、６００ｍｍ≦Ｌ≦１５００ｍｍであり、好ましくは、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。

【0134】

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。

【0135】

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、電池本体は長さが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。

【0136】

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。

【0137】

なお、単電池の表面積とは、単電池の全ての表面の面積の和を意味する。

【0138】

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を満たす。発明者は、大量の試験により、上記寸法要件を満たす電池本体に対して、剛性が支持要件を満たすようにした上で、電池本体のＸ方向の厚さを薄くすることにより、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。

【0139】

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。

【0140】

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の方位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１００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の有効放熱面積がより大きく、放熱効率がより高い。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。

【0141】

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。

【0142】

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。

【0143】

単電池１００は長手方向において、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。

【0144】

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の方位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１００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の有効放熱面積がより大きく、放熱効率がより高い。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。

【0145】

従来技術において、適切な電池容量及び優れた放熱効果を有するために、矩形単電池１００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。

【0146】

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ができることを保証することができ、様々な車種に対する適応性が高い。

【0147】

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を満たす。該比で、長さが適切である単電池１００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１００の剛性が大きいという特徴を利用し、該単電池１００自体を補強ビーム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できることを保証することができ、様々な車種に対する適応性が高い。

【0148】

本願に係る電池パック２００について、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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４であってよく、他のいくつかの実施例では、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。

【0149】

本願に係る電池パックは、支持部材４と共に、電池アレイ３を収容する収容空間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空間を画定し、密封カバー２２０は、防水防湿の作用を果たす。

【0150】

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、締結具により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。

【0151】

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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２を含み、支持部材４は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２であり、単電池１００の第１の端部は、第１の端部ビーム２０１に支持され、単電池１００の第２の端部は、第２の端部ビーム２０２に支持される。本願の技術的思想では、第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２の具体的な構造を限定せず、第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２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の端部ビーム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。

【0152】

第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２との間に設けられ、単電池１００の両端部は、それぞれ第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に支持される。一実施例では、各単電池１００の第１の端部は、第１の端部ビーム２０１に支持され、各単電池１００の第２の端部は、第２の端部ビーム２０２に支持される。

【0153】

換言すれば、各単電池１００は、第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２との間に延び、複数の単電池１００は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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。

【0154】

単電池１００の第１の端部及び第２の端部は、それぞれ第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に支持され、単電池１００は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２により直接的に支持され、すなわち、それぞれ第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に載置されてもよく、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に固定されてもよく、具体的な固定方式について詳細に後述し、特定の支持及び固定方式について、本願は限定しない。

【0155】

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の端部ビーム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の端部ビーム２０２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の端部ビーム２０１とが直接的に接触して嵌合支持され、単電池１００の第２の端部と第２の端部ビーム２０２とが直接的に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の端部ビーム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の端部ビーム２０２に嵌合支持されることを意味する。

【0156】

なお、単電池１００は、第１の端部ビーム２０１及び／又は第２の端部ビーム２０２に垂直であってもよく、第１の端部ビーム２０１及び／又は第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２が互いに平行である場合、第１の端部ビーム２０１、第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２が角度をなす場合、第１の端部ビーム２０１、第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２との間の角度関係、単電池１００と第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２との間の角度関係を限定しない。

【0157】

第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２がトレイのＹ方向に沿った最辺側に位置し、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２がトレイの最外側辺であることを意味する。

【0158】

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の方位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の端部ビーム２０１に支持された端部が第１の端部であり、単電池１００の第２の端部ビーム２０２に支持された端部が第２の端部である。

【0159】

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端部ビームを設けなければならない以外、トレイの内部にクロスビーム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。車両用トレイにクロスビームを増設した後、車両用トレイの部分的な荷重がクロスビームにより分担され、その内部空間がクロスビームにより占められるため、トレイの内部における、効果的に利用できる空間が小さくなり、また、クロスビームの存在により、クロスビームの取付に合わせるために、トレイの内部に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。

【0160】

しかしながら、クロスビームを除去すれば、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より、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。

【0161】

本願では、単電池の長さＬは、６００～１５００ｍｍであり、単電池１００の両端部を第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に支持し、単電池の重量を両側のトレイ端部ビームに分散し、クロスビームを除去した上で、トレイの荷重能力を効果的に向上させ、また、単電池１００自体も荷重を受けることができる。

【0162】

第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム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の端部ビーム２０１の内壁面との間に位置し、第２の端部ビーム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の端部ビーム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。

【0163】

トレイは、底板を含み、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビームと第２の端部ビームにより負担することができ、底板の荷重要件を低減することにより、底板の製造プロセスを低減し、生産コストを低減する。

【0164】

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て、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。

【0165】

また、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１に第１の支持板２１３が設けられ、第２の端部ビーム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１００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の端部ビーム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の端部ビーム２０２の底部から内向きに突出してもよい。

【0166】

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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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。

【0167】

第１の端部ビーム２０１、第２の端部ビーム２０２及び底板の接続方式を特に限定せず、一体成形してもよく、溶接してもよい。

【0168】

第１の端部ビーム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２２０までの距離よりも小さく、第２の端部ビーム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の両端部は、それぞれ第１の接続面、第２の接続面に接触する。

【0169】

いくつかの実施例では、第１の端部ビーム２０１に第１の接続面２１５がさらに設けられ、第２の端部ビーム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２１６に固定される。該第１の接続面２１５は、第１の端部ビーム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の端部ビーム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、締結具により第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。

【0170】

実際の実行において、第１の端部ビーム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の端部ビーム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。

【0171】

本願に係る電池パックについて、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の端部ビーム２０１に隣接する１つの単電池１００の第１の端部ビーム２０１に向かう端部に第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の端部ビーム２０２に隣接する１つの単電池１００の第２の端部ビーム２０２に向かう端部に第２の端板２０８が設けられ、少なくとも１つの単電池１００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の端部ビーム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の端部ビーム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の端板２０７及び第２の端板２０８により第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２との間に支持され、各電池モジュールは、第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２との間に延び、かつ複数の電池モジュールは、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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。

【0172】

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の端部ビーム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の端部ビーム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２１６に接続される。具体的な接続形態を限定しない。

【0173】

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の端部ビーム２０１に向かう第１の端部に防爆弁１０３が設けられ、第１の端部ビーム２０１の内部に排気通路２２２が設けられ、第１の端部ビーム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の端部ビーム２０２に向かう第２の端部に防爆弁１０３が設けられ、第２の端部ビーム２０２の内部に排気通路２２２が設けられ、第２の端部ビーム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２２１は、第１の端板２０７及び第１の端部ビーム２０１、及び／又は、第２の端板２０８及び第２の端部ビーム２０２に形成されてもよい。

【0174】

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の端部ビーム２０１及び／又は第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１及び／又は第２の端部ビーム２０２の内部に排気通路２２２が設けられるため、単電池１００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の端部ビーム２０１及び／又は第２の端部ビーム２０２内の排気通路２２２に入り、かつ排気孔を通って第１の端部ビーム２０１及び／又は第２の端部ビーム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。

【0175】

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２２０との間に、電池管理部品と配電部品を収容する管理収容空間が画定される。これにより、電池管理部品及び配電部品の占める空間を節約することができることにより、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。

【0176】

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素化し、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て、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。

【0177】

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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム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の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２０４との間に配列される。一実施形態では、電池パック２００を矩形又は正方形に形成するために、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２は第３の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４に垂直に接続される。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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２は、互いに平行であってよく、第３の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２０４は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２と角度をなして設けられてよい。本願は、第１の端部ビーム２０１、第２の端部ビーム２０２、第３の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４で構成された電池パック２００の具体的な形状を限定しない。

【0178】

いくつかの実施例では、図２に示すように、第３の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４は、電池アレイ３に押圧力を提供し、第３の端部ビーム２０３は、第３の端部ビーム２０３に隣接して設けられた単電池１００に対して、第４の端部ビーム２０４に向かう付勢力を与え、第４の端部ビーム２０４は、第４の端部ビーム２０４に隣接して設けられた単電池１００に対して、第３の端部ビーム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の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム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、電池１００が故障して膨張すると、その内部が防爆弁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気圧を有することにより、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。

【0179】

図１２及び図１３に示すように、第３の端部ビーム２０３と第３の端部ビーム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の端部ビーム２０４と第４の端部ビーム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の端部ビーム２０３に取り付けられてよく、第２の弾性装置２０６は、第４の端部ビーム２０４に取り付けられてよく、第１の弾性装置２０５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の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２０４との間の間隔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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４との間の取付距離を変更することにより、第３の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２０４との間に配列された単電池１００の数を調整することができる。

【0180】

いくつかの実施例では、第３の端部ビーム２０３に第３の接続面２３６がさらに設けられ、第４の端部ビーム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。

【0181】

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の端部ビーム２０３に隣接する１つの単電池１００の第３の端部ビーム２０３に向かう端部に第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の端部ビーム２０４に隣接する１つの単電池１００の第４の端部ビーム２１０に向かう端部に第２の側板２１０が設けられる。

【0182】

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２３６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３の端部ビーム２０３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の端部ビーム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の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２０４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２１０により第３の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２１０との間に支持され、各電池モジュールは、第３の端部ビーム２０３と第４の端部ビーム２１０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。

【0183】

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の端部ビーム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、端板本体２３４に接続され、第４の端部ビーム２０４に向かって突出した第２の接続板２３４とを含み、第１の側板２０９に対応する第２の接続板２３４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２３４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。

【0184】

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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム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１００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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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。

【0185】

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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に着脱可能に締結されるか、又は、溶接方式で第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に固定されるか、又は、ディスペンス方式で第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム２０２に接続されるか、又は、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に直接的に載置されて、第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に支持される。

【0186】

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２０８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２０９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２０９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の２つのパネルに接続され、第１の端部ビーム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の端部ビーム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の端部ビーム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の端部ビーム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。

【0187】

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の弾性緩衝装置２０５であってよく、該第２の側板２１０は、上記第２の弾性緩衝板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１０３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。

【0188】

電池モジュール内に第１のパネル２１２を含む実施例では、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を設けることにより、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すぎないことを保証することができる。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。

【0189】

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。

【0190】

本願に係る別の実施形態では、支持部材４は、複数の底部ビームであり、底部ビームは、電池アレイ３の下方に位置する。底部ビームは、電池アレイ３を支持し、底部ビームの上面は、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、底部ビームは、矩形断面を有する。底部ビームが複数あってよく、複数の底部ビームは、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ビームに固定されてよい。電池パックは、底部ビームと共に、電池アレイ３を収容する収容空間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。

【0191】

図２５に示すように、底部ビームは、第１のビーム５０１と、第１のビーム５０１に位置し、第１のビーム５０１と交差する第２のビーム５０２とを含み、第１のビーム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のビーム５０１に支持される。図２５に示す実施例では、第１のビーム５０１と第２のビーム５０２は、垂直に接続され、第１のビーム５０１と第２のビーム５０２との接続方式は、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のビーム５０１と第２のビーム５０２は、いずれも直線型ビームであってよい。

【0192】

【0193】

他の実施形態では、底部ビームは、平行に離間して設けられた複数の矩形ビームであってもよく、矩形ビームの延在方向とＹ方向がなす角は、６０～９０度であり、単電池１００は、矩形ビームに支持される。矩形ビームは、Ｙ方向に沿って均一に分布してよく、矩形ビームの延在方向は、Ｙ方向に垂直であり、単電池１００は、均一に分布している矩形ビームに位置する。

【0194】

当然のことながら、底部ビームの形状は、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。

【0195】

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、電気自動車に直接的に形成されてよく、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。

【0196】

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空間３００が設けられる。

【0197】

【0198】

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、空間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の延在部に接続されて、上記空間３００が、下向きに凹んだＵ字状の溝を有する空間３００に形成し、単電池１００は、該空間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離間してよい。

【0199】

本願に係る電池パック２００について、図２に示すように、電池パック２００には、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、電池パック２００は、１つの電池アレイ３を含む。

【0200】

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により補強リブの役割を果たし、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することにより、空間利用率を向上させ、航続能力を向上させる。

【0201】

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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０１の内面と第２の端部ビーム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％を満たす。換言すれば、Ｙ方向に沿って、第１の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム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つの端部ビーム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１００をクロスビーム又は端部ビーム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の端部ビーム２０１と第２の端部ビーム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、電池パックケース２００の構造強度を補強するためのクロスビーム又は端部ビームとして使用することができる。

【0202】

いくつかの実施例では、Ｌ１とＬ２の比が８０％≦Ｌ１／Ｌ２≦９７％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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２に可能な限り近づけ、さらに第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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、電池パックケース２００の構造強度を補強するためのクロスビーム又は端部ビームとして使用することを保証し、電池パックケース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。

【0203】

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。

【0204】

本願に係る電池パック２００について、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とが設けられ、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。

【0205】

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１番目の単電池は、接続部材により接続される。

【0206】

本願に係る電池パック２００について、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１００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。

【0207】

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１番目の単電池は、接続部材により接続される。

【0208】

本願に係る電池パック２００について、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とが設けられ、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。

【0209】

【0210】

【0211】

【0212】

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、接着剤で接着されると、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。

【0213】

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２１９であり、熱交換板２１９の内部に冷却液が設けられることにより、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によって均一化することにより、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。

【0214】

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は、電池本体が角形構造の角形電池であり、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、該角形電池は、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。具体的には、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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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、クロスビームに代わる機能を有し、効果がより高く、強度がより高い。他の実施形態では、単電池１００は、円柱状電池であってもよい。

【0215】

従来技術において、適切な電池容量及び優れた放熱効果を有するために、単電池１００の形状及び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。

【0216】

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できることを保証することができ、様々な車種に対する適応性が高い。

【0217】

本願に係る他の実施形態では、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を満たし、例えば、９≦Ｌ／Ｈ≦１３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は長さが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。

【0218】

従来技術において、単電池は寸法Ｌが短いため、単電池の両端部が端部ビームに直接的に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を形成し、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、端板と側板が固定されて、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クロスビーム及び／端部ビームをさらに設ける必要があり、この工程において組立が複雑であり、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。

【0219】

従来技術と比較して、本願では、単電池の寸法Ｌが長いため、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入れ、単電池１００の第１の端部を第１の端部ビーム２０１で支持させ、単電池１００の他端を第２の端部ビームで支持させ、その後、電池パックのＸ方向に沿って他の単電池１００を順次入れて、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。組立過程全体が簡単であり、電池モジュールを組み立てから、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を直接的に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。

【0220】

当然のことながら、本願は、単電池を電池アレイ３に組み立てから、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。

【0221】

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。

【0222】

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。

【0223】

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。

【0224】

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、車両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、具体的には、各電池パックは、車両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。

【0225】

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％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％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、多くの車両に対して、車体の幅が６００ｍｍ～２０００ｍｍ、例えば６００ｍｍ、１６００ｍｍ、１８００ｍｍ、２０００ｍｍであり、車体の長さが５００ｍｍ～５０００ｍｍであり、乗用車に対して、乗用車の幅が一般的に６００ｍｍ～１８００ｍｍであり、車体の長さが６００ｍｍ～４０００ｍｍである。

【0226】

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％を満たす。電池パック２００の第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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％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。

【0227】

なお、本願のいくつかの実施例では、１つの単電池の両端部がそれぞれ第１の端部ビーム及び第２の端部ビーム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。これは、電気自動車が単電池の電圧プラトーに要求があるが、固定した材料系において、一定の電圧プラトーに到達するために、必要な単電池の体積が一定であるからであり、このように、単電池の長さを長くすれば、その厚さ又は幅が小さくなる。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）を小さ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、単電池の長さが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。

【0228】

本願は、エネルギー蓄積装置２をさらに開示する。

【0229】

図２７に示すように、本願の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。本願の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蓄積設備、様々な乗物の動力電源などに適用することができる。

【0230】

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簡単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。

【0231】

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で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。

【0232】

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。

【0233】

以下、比較例１及び実施例１～２、比較例２及び実施例４～４、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。

【0234】

以下の実施例及び比較例では、いずれもリン酸鉄リチウム電池を例とする。

【0235】

比較例１、実施例１及び実施例２では、電池パック２００は総体積が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、電池パックケースは長さが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＝１３８０×１００５×１３７×０．０００００１＋２２．５である。
（比較例１）

【0236】

従来技術における電池パック２００において、図１に示すように、電池パックケース内に２つのクロスビーム５００及び１つの縦ビーム６００が設けられ、２つのクロスビーム５００及び１つの縦ビーム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1】

【0237】

本願の実施例に係る電池パック２００について、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７００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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム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。

【実施例2】

【0238】

本願の実施例に係る電池パック２００について、図２３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が設けられていない。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の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム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の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム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２層の電池アレイ４００が含まれる。

【0239】

当業者であれば、上記比較例１と実施例１～３を比較して分かるように、従来技術における電池パック２００と比較して、本願の実施例に係る電池パック２００は、単電池１００の配列、寸法パラメータ及び他の要因の設計により、モジュール形成率が従来の電池パック２００の制限を突き破ることができ、より高いエネルギー密度を実現することができる。

【0240】

比較例２、実施例３及び実施例４では、電池パック２００は総体積が３１０Ｌ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９０Ｌであり、電池パックの実際に残される、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２２０Ｌであり、電池パックケースは長さが１５８０ｍｍであり、幅が１３８０ｍｍであり、厚さが１３７ｍｍであり、電気ボックスの体積が１１Ｌであり、電池パックの総体積が３１０Ｌ＝１５８０×１３８０×１３７×０．０００００１＋１１である。
（比較例２）

【0241】

電池パックにおける単電池の配列方式は、比較例１における配列方式と同じである。

【実施例3】

【0242】

本願の実施例に係る電池パック２００について、図２０に示すように、単電池１００の長手方向は、電池パック２００の長手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の幅方向に沿って配列され、電池パック２００の長手方向に、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の長手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２のセパレータ８００が設けられ、クロスビーム５００が設けられず、第２のセパレータ８００は、電池パック２００の長手方向に沿って延び、複数の単電池１００は、電池パック２００の幅方向に沿って配列されて電池アレイ４００を形成し、第２のセパレータ８００は、電池アレイ４００を電池パック２００の幅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の長手方向の両端に位置する第３の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４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の幅方向の両側に位置する第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２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２層の電池アレイ４００が含まれる。

【実施例4】

【0243】

本願の実施例に係る電池パック２００について、図２４に示すように、単電池１００の長手方向は、電池パック２００の長手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の幅方向に沿って配列され、電池パック２００の長手方向に、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の長手方向に電池パックケースの一側から他側まで延びる。電池パックケースの、電池パック２００の長手方向の両端に位置する第３の端部ビーム２０３及び第４の端部ビーム２０４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の幅方向の両側に位置する第１の端部ビーム２０１及び第２の端部ビーム２０２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２層の電池アレイ４００が含まれる。

【0244】

比較例３及び実施例５では、電池パック２００は総体積が４１４Ｌ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１０２Ｌであり、電池パックの実際に残される、単電池１００を収容できる体積が３１２Ｌであり、電池パックケースは長さが２１３０ｍｍであり、幅が１３８０ｍｍであり、厚さが１３７ｍｍであり、電気ボックスの体積が１１Ｌであり、電池パックの総体積が４１４Ｌ＝２１３０×１３８０×１３７×０．０００００１＋１１である。
（比較例３）

【0245】

単電池の配列方式は、比較例１における配列方式と同じである。

【実施例5】

【0246】

電池パックにおける単電池の配列方式は、実施例４における配列方式と同じである。

【実施例6】

【0247】

本実施例では、電池パック２００は総体積が５０８Ｌ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１１９Ｌであり、電池パックの実際に残される、単電池１００を収容できる体積が３８９Ｌであり、電池パックケースは長さが２６３０ｍｍであり、幅が１３８０ｍｍであり、厚さが１３７ｍｍであり、電気ボックスの体積が１１Ｌであり、電池パックの総体積が４１４Ｌ＝２６３０×１３８０×１３７×０．０００００１＋１１である。電池パックにおける単電池の配列方式は、実施例４における配列方式と同じである。

【0248】

実施例１～６と比較例１～２の具体的なパラメータを表１に示す。

【0249】

表１

【表1】

【0250】

以下、比較例４及び実施例７～１１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の寸法パラメータなどを設計することにより、放熱効果などの面で向上する。

【0251】

比較例４及び実施例７～１１における単電池に対して２Ｃの速度で急速充電し、急速充電過程における単電池の温度上昇状況を測定する。以下の表２に、各実施例及び比較例における単電池の長さ、幅、厚さ、体積、表面積及びエネルギーのパラメータの選択が記録され、かつ具体的な温度上昇が記録されている。

【0252】

表２

【表2】

【0253】

表中のデータから分かるように、本願に係る単電池１００は、同等の条件の急速充電により、温度上昇が比較例と比較して異なる程度低下し、従来技術よりも優れた放熱効果を有し、該単電池１００を電池パックに組み立てるとき、電池パックの温度上昇も単電池に対して低下する。

【0254】

当業者であれば、上記比較例と実施例を比較して分かるように、本願の実施例に係る電池パック２００は、単電池１００の配列、寸法パラメータ及び他の要因の設計により、空間利用率が従来の電池パック２００の制限を突き破ることができ、より高いエネルギー密度を実現することができる。そして、このようなエネルギー密度の向上は、電池パック２００全体積の増大に伴って拡大され、すなわち、電池パック２００の体積が大きいほど、本願の実施例の技術手段によるエネルギー密度の向上効果が顕著となる。

【0255】

本明細書の説明において、用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体例」又は「いくつかの例」などの説明を参照するとは、該実施例又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の例示的な表現は、必ずしも同一の実施例又は例に限定されるものではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切に組み合わせることができる。

【0256】

本願の実施例を例示し説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の原則及び主旨から逸脱しない場合、これらの実施例に対して、様々な変更、修正、置換及び変形を行うことができ、本願の範囲は、特許請求の範囲及びその等価範囲で限定される。

【符号の説明】

【0257】

１車両２エネルギー蓄積装置
３電池アレイ４支持部材
１００単電池１０１第１の電極端子
１０２第２の電極端子１０３防爆弁
１０４補強シェル１０５パウチ単電池
２００電池パック２０１第１の端部ビーム
２０２第２の端部ビーム２０３第３の端部ビーム
２０４第４の端部ビーム２０５第１の弾性緩衝装置
２０６第２の弾性装置２０７第１の端板
２０８第２の端板２０９第１の側板
２１０第２の側板２１１第２のパネル
２１２第１のパネル２１３第１の支持板
２１４第２の支持板２１５第１の接続面
２１６第２の接続面２１７保温層
２１８熱伝導板２１９熱交換板
２２１吸気口２２２排気通路
２３５第４の接続面２３６第３の接続面
２３３第２の接続板２３４側板本体
２３２第１の接続板２３１端板本体
７００第１のセパレータ８００第２のセパレータ
３００空間３０１第１の側壁
３０２第２の側壁３０５空間の底部
４００電池モジュール５００クロスビーム
５０１第１のビーム５０２第２のビーム
６００縦ビーム
Ｌ単電池のＹ方向に沿った寸法
Ｄ単電池のＸ方向に沿った寸法
Ｈ単電池のＺ方向に沿った寸法
Ｌ１単電池の第１の端部と第２の端部との間の距離
Ｌ２第１の端部ビームの内面と第２の端部ビームの内面との間の距離／第１の側壁と第２の側壁との間の第１の方向に沿った距離
Ｌ３電池パックのＹ方向の幅

【図1】