特表 2022-540340 電池搭載構造と車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-15

(54)【発明の名称】電池搭載構造と車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20220908BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 50/236 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 50/202 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20220908BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20220908BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20220908BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALI20220908BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20220908BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20220908BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20220908BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

H01M50/249

H01M50/236

H01M50/202 501C

H01M50/213

H01M50/202 501S

H01M50/202 501P

H01M50/209

H01M50/211

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6556

H01M10/6567

H01M10/643

H01M50/233

H01M50/242

H01M10/647

H01M50/289

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021576904

(86)(22)【出願日】2020-07-13

(85)【翻訳文提出日】2022-01-25

(86)【国際出願番号】 EP2020069740

(87)【国際公開番号】W WO2021009112

(87)【国際公開日】2021-01-21

(31)【優先権主張番号】1910001.5

(32)【優先日】2019-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】512308720

【氏名又は名称】ジャガー ランド ローバー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｊａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ａｂｂｅｙ Ｒｏａｄ Ｗｈｉｔｌｅｙ Ｃｏｖｅｎｔｒｙ ＣＶ３ ４ＬＦ ＵＮＩＴＥＤ ＫＩＮＧＤＯＭ

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100112911

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】ニコルズ，スティーブン

【テーマコード（参考）】

3D235

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D235AA02

3D235BB03

3D235CC14

3D235DD35

3D235FF09

5H031AA09

5H031KK08

5H040AA01

5H040AA28

5H040AA37

5H040AS04

5H040AT01

5H040AT02

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY03

5H040AY10

5H040CC20

5H040CC34

(57)【要約】

本発明の形態は、車両（１００）用の電池搭載構造（１０１）と車両（１００）に関する。電池搭載構造（１０１）は、第１の支持構造（１０２）、第２の支持構造（１０３）及び少なくとも１つの電池セル容器（１０４）を有する。少なくとも１つの電池セル容器（１０４）は、第１の支持構造（１０２）と第２の支持構造（１０３９によって支持されている。また、少なくとも１つの電池セル容器（１０４９は、第１の支持構造（１０２）に面する第１の端面（１０７）と、第２の支持構造（１０３）に面する第２の端面（１０８）を有する。少なくとも１つの電池セル容器（１０４）の剛性は、第２の支持構造（１０３）の剛性に比べて、十分に大きい。これにより、少なくとも電池セル容器（１０４）の第１の端面（１０７）に加えられる力によって、少なくとも１つの電池セル容器（１０４）によって提供される力のもとで、第２の支持構造（１０３）が変形できる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両（１００）用の電池搭載構造（１０１）であって、
第１の支持構造（１０２）と、
第２の支持構造（１０３）と、
前記第１の支持構造（１０２）および前記第２の支持構造（１０３）の両方によって支持された少なくとも１つの電池セル容器（１０４）とを備え、
前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）は、第１の支持構造（１０２）に面する第１の端面（１０７）と、第２の支持構造（１０３）に面する第２の端面（１０８）とを有し、
前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）の剛性は、前記第２の支持構造（１０３）の剛性に比べて十分に大きく、
前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）の前記第１の端面（１０７）に加えられる力によって、前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）によって提供される力の下で前記第２の支持構造（１０３）が変形できる、電池搭載構造（１０１）。

【請求項2】

前記第１の支持構造（１０２）が第１の方向に延在し、
前記第２の支持構造（１０３）が前記第１の支持構造（１０２）に実質的に平行に延在し、
前記少なくとも１つ電池セル容器（１０４）は、前記第１の端面（１０７）から前記第２の端面（１０８）まで、第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びる、請求項１に記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項3】

前記第１の方向が前記車両（１００）の長さに沿っているか、または
前記第１の方向が前記車両（１００）の幅を横方向に横切っている、請求項１または請求項２に記載の電池搭載構成（１０１）。

【請求項4】

前記第１の支持構造（１０２）の剛性に比べて、前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）の前記剛性は十分に大きく、
加えられた力と前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）によって提供される反力との間で圧縮されることによって前記第１の支持構造（１０２）が変形し得る、請求項１から３のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項5】

前記第１の支持構造（１０２）の剛性に比べて、前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）の前記剛性は十分に大きく、
加えられた力と前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４９によって提供される反力との間で圧縮されることによって前記第１の支持構造（１０２）が変形し得る、請求項１または２のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項6】

前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）の剛性は、前記第２の支持構造（１０３）の剛性に比べて十分に大きく、
前記第２の支持構造（１０３）は、加えられる力と前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）によって提供される力との間で圧縮されて変形される、請求項１から５のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項7】

前記第１の支持構造（１０２）は、前記車両（１００）の第１のビーム（１０５）を含み、
前記電池搭載構造（１０１）は、前記第１のビーム（１０５）によって支持された支持板（１１３）を有し、
前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）は、前記支持板（１１３）に取り付けられ、
前記支持板（１１３）の第１の部分が前記第１の支持構造（１０２）の一部を形成する、請求項１から６のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項8】

前記第２の支持構造（１０３９は、前記車両（１００）の第２のビーム（１０６）を有する、請求項７に記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項9】

前記支持板（１１３）は前記第２のビーム（１０６）によって支持され、
前記支持板（１１３）の第２の部分が前記第２の支持構造（１０３）の一部を形成する、請求項８に記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項10】

前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）は、長さ、高さ及び幅を有し、
前記長さは前記高さと前記幅よりも大きく、
前記長さは、前記車両（１００）を横断する横方向に整列している、請求項１から９のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項11】

前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）はチューブ（１０４）を有し、
前記チューブ（１０４）は選択的に矩形断面を有する、請求項１から１０のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項12】

前記チューブ（１０４）は、前記チューブ（１０４）の前記第１の端面（１０７）及び／又は前記第２の端面（１０８）から延在する電池冷却パイプ及び／又は導電体を有する、請求項１１に記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項13】

前記電池搭載構造（１０１）は接続部材（６０３）を有し、
前記電池セル容器（１０４）の下面は前記支持板（１１３）に取り付けられ、
前記電池セル容器（１０４）の上面は前記接続部材（６０３）に固定され、前記電池セル容器（１０４）を隣接する電池セル容器（１０４）からの分離に抵抗するように構成されている、請求項１から１２のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項14】

前記車両（１００）は、前記少なくとも１つの電池セル容器（１０４）内に配置された電池セル（１１２）によって電力が供給される電気モータ（４０１）を有し、
前記車両（１００）は、選択的に、前記車両（１００）のユーザを収容するキャビン（４０４）を有し、
前記キャビン（４０４）は床（４０５）を有し、
前記床（４０５）は、前記車両（１００）の前から後の方向に、前記床（４０５）の中央に沿って延在するトンネル（８０１）を形成する、請求項１から１３のいずれかに記載の電池搭載構造（１０１）。

【請求項15】

車両（１００）用の電池搭載構造（１０１）であって、
前記車両（１００）に沿って延在する第１の支持構造（１０２）と、
前記車両（１００）に沿って延在する第２の支持構造（１０３）と、
前記車両（１００）を横断する横方向に整列された複数のチューブ（１０４）であって、前記チューブ（１０４）は、前記第１の支持構造（１０２）に隣接し且つ前記第１の支持構造（１０２）によって支持された第１の端面（１０７）と、前記第２の支持構造（１０３）に隣接し且つ前記第２の支持構造（１０２）によって支持された第２の端面（１０８）とを有する、複数のチューブ（１０４）と、
前記複数のチューブ（１０４）のそれぞれの中に配置された複数の電池セル（１１２）とを有する、電池搭載構造（１０１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池搭載構造および車両に関する。特に、排他的にではなく、本開示は、自動車などの道路車両の電池搭載構造、およびそのような車両に関係する。

【0002】

道路車両は、衝突時に乗員を保護するように設計される。乗員を保護するために、車両は車両に衝突する物体による侵入に対するバリアを提供する。また、衝突時に発生する可能性のある車両の最も大きな加速から乗員を保護するために、車両は、衝突時にクシャクシャになってエネルギーを放散するように設計されたクラッシャブルゾーンと呼ばれる外側部品を有する。例えば、自動車のサイドシルは、自動車が横方向から支柱に滑り込むことによって引き起こされる側面衝突中に変形するように設計される。同様に、車の前端または後端のビームは、例えば、車が別の車両などの物体にぶつかった場合、または車が後ろから別の車両に衝突した場合、クシャクシャになるように設計される。

【0003】

電池式電気自動車の電池は、可能な限り多くの電気を貯蔵するために、車両内で比較的大きな体積を占めるように設計されている。しかし、安全上の理由から、電池は、通常、クラッシャブルゾーンとして指定された車両の部品内に配置されないことによって保護される。その結果、電池を配置するために利用できるスペースが制限され、そのため、貯蔵容量も制限される。

【0004】

さらに、床に搭載された電池のための必要な支持と保護を提供するために、非常に強度の大きい床を備えた電池式電気自動車を設計することが知られている。これにまつわる問題は、そのような電気自動車の本体は、内燃機関によって駆動される燃料効率の良い自動車を製造するために使用するには適さない、ということである。その理由は、内燃機関によって駆動される自動車は、非常に軽量の床パネルで製造されるからである。したがって、製造業者が電池式電気自動車と内燃機関を動力源とする自動車の両方を製造することを望む場合、製造業者は一般に、それらの車両タイプのそれぞれに固有の車体を作る必要がある。

【0005】

本発明の目的は、先行技術に関連する１つまたは複数の不利な点に対処することである。

【発明の概要】

【0006】

本発明の複数の態様および実施形態は、添付の特許請求の範囲で請求される、車両および車両のための電池搭載成を提供する。

【0007】

本発明の一態様によれば、車両用電池搭載構造であって、
第１の支持構造と、
第２の支持構造と、
第１の支持構造および第２の支持構造の両方によって支持された少なくとも１つの電池セル容器とを備え、
少なくとも１つの電池セル容器は、第１の支持構造に面する第１の端部と、第２の支持構造に面する第２の端部とを有し、
前記少なくとも１つの電池セル容器の剛性は、前記第２の支持構造の剛性に比べて十分に大きく、
前記少なくとも１つの電池セル容器の前記第１の端部に加えられる力によって、前記少なくとも１つの電池セル容器によって提供される力の下で前記第２の支持構造が変形できる、電池搭載構造が提供される。

【0008】

この形態は、電池搭載構造が車両に使用されると、力が第１の端面に加えられる衝突の場合、電池セル容器がその中に配置された電池セルを保護する、という利点を提供する。これにより、第１の端面を車両のクラッシャブルゾーン内に配置できるため、電池の空間容積とその蓄電容量が、それ以外の場合よりも大きくなる。また、電池搭載構造は、電池セルに必要な保護を提供するため、内燃機関を動力源とする車両で使用するように設計された車体を電池式電気自動車の製造に使用できる。

【0009】

随意に、第１の支持構造は第１の方向に延在し、第２の支持構造は第１の支持構造に実質的に平行に延在し、少なくとも１つの電池セル容器は第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に向けて第１の端部から第２の端部の方向に延在する。これにより、電池セル容器を、車両本体の中に存在する複数のビーム等の構造に搭載できる、という利点がもたらされる。

【0010】

随意に、第１の方向は車両の長手方向に沿った方向である。これにより、電池セル容器の第１の端面が、車両の前端に向けてクラッシャブルゾーン内（例えば、車両の電気モータによって占有される部屋の中）に配置できる、または、車両の後端に向けてクランプルゾーン（例えば、ブーツ（すなわち、トランク）中又はその下）に配置できる、という利点がもたらされる。

【0011】

随意に、第１の方向は、車両の幅を横切る横方向である。これにより、電池セル容器の第１の端面が、車両の左側または右側のクラッシャブルゾーン内に配置され得るという利点がもたらされる。

【0012】

随意に、第１の支持構造の剛性に比べて、少なくとも１つの電池セル容器の剛性は、加えられる力と少なくとも１つの電池セルによって提供される反力との間の圧縮によって、第１の支持構造が変形することを可能にするのに十分である。これにより、電池セル容器がそれ自体を変形させて収容した電池セルを損傷することなく、衝突中クシャクシャになる間、第１の支持構造の一般的な位置を維持するために必要な反力を提供するのを助けることができるという利点がもたらされる。

【0013】

随意に、第１の支持構造の剛性と比較した少なくとも１つの電池セル容器の剛性は、第１の支持構造が、少なくとも1つの電池セルコンテナの2番目の端に加えられた力によって、少なくとも１つの電池セル容器によって提供される力の下で変形することを可能にするのに十分に大きい。これは、電池搭載構造が車両で使用される場合、力が第２の端面に加えられる衝突の場合に、電池セル容器がその中にある電池セルを保護するという利点を提供する。これにより、第２端面を車両のクラッシャブルゾーン内に配置できるため、電池の空間ボリュームとその蓄電容量が、そうでない場合よりも大きくなる可能性がある。例えば、電池セル容器が車両の敷居を含む支持構造の間に延びる実施形態では、電池は、そうでない場合よりも広い車両を横切る幅を有することができる。

【0014】

随意に、第２の支持構造の剛性と比較して、少なくとも１つの電池セル容器の剛性は、加えられた力と少なくとも１つの電池セル容器によって提供される反力との間の圧縮によって第２の支持構造を変形させるのに十分である。これは、電池セル容器が、それ自体を変形させてそこに収容された電池セルを損傷することなく、衝突中にクシャクシャになったときに第２の支持構造の一般的な位置を維持するために必要な反力を提供するのを助けることができるという利点を提供する。

【0015】

随意に、第１の支持構造は、車両の第１のビームを含む。

【0016】

随意に、電池取り付け構成は、第１のビームによって支持される支持板を含む。少なくとも１つの電池セル容器が支持板に取り付けられている。そして、支持板の第１の部分は、第１の支持構造の一部を形成する。

【0017】

随意に、第２の支持構造は、車両の第２のビームを含む。

【0018】

随意に、支持板は第２のビームによって支持され、支持板の第２の部分は第２の支持構造の一部を形成する

【0019】

随意に、少なくとも１つの電池セル容器は、長さ、高さ、および幅を有する。長さは高さと幅よりも大きく、長さは車両を横方向に横断して整列される。

【0020】

随意に、少なくとも１つの電池セル容器は、電池の少なくとも一部を形成する複数の電池を含む。

【0021】

随意に、少なくとも１つの電池セル容器は管を含む。これは、電池セルコンテナがその長さに沿って圧縮に強いという利点を提供する。

【0022】

随意に、チューブは長方形の断面を有する。これは、複数の電池セル容器を互いに並べて配置してコンパクトなユニットを形成できるという利点を提供する。

【0023】

随意に、管は、電池冷却パイプおよび／または管の第１の端部および／または第２の端部から延びる導電体を含む。これは、管の側壁が連続的であり得、したがって、その長さに沿って圧縮されている管の強度が損なわれないという利点を提供する。

【0024】

随意に、電池取り付け構成は接続部材を含む。各電池セル容器の下面は、支持板に取り付けられている。各前記電池セル容器の上面は、隣接する電池セル容器からの各前記電池セル容器の分離に抵抗するように構成された接続部材に固定されている。これは、電池セル容器によって形成されるユニットがより高い剛性を備えているという利点を提供する。

【0025】

本発明の別の態様によれば、前の段落のいずれか１つの電池取り付け構成を備える車両が提供され、車両は、少なくとも１つの電池セル容器内に配置された電池セルによって動力を供給される電気モータを含む。

【0026】

随意に、車両は、車両の使用者を受け入れるためのキャビンを含み、キャビンは、床の中央に沿って車両の前部から後部への方向に延びるトンネルを規定する床を有する。これは、車両のボディが、電気モータではなく内燃機関を動力源とする車両を製造するためにすでに使用されているものであり得、したがって、電池式電気自動車を製造するためのコストを大幅に削減できるという利点を提供する。

【0027】

本発明のさらなる態様によれば、車両に沿って延びる第１の支持構造と、車両に沿って延びる第２の支持構造、及び電池セルを収容するための少なくとも１つの管とを含み、各前記管は、第１の支持構造に隣接し第２の支持構造によって支持される第１の端部と、第２の支持構造に隣接しそれによって支持される第２の端部を有し、前記少なくとも１つの管は、第１の支持構造および第２の支持構造のそれぞれの横方向の剛性よりも大きい軸方向の剛性を有する、車両用の電池取り付け構成が提供される。これは、電池搭載構造が車両で使用される場合、力が第１の端部に加えられる衝突の場合に、チューブがその中にある電池セルを保護するという利点を提供する。これにより、第１の端を車両のクラッシャブルゾーン内に配置できるため、電池の空間ボリュームとその蓄電容量が、そうでない場合よりも大きくなる可能性がある。さらに、電池搭載構造は、電池セルに必要な保護を提供するため、内燃機関を動力源とする車両で使用するように設計された車体から電池電気自動車を製造するために使用することができる。

【0028】

本発明の別の態様によれば、車両に沿って延びる第１の支持構造と、車両に沿って延びる第２の支持構造と、車両を横切って横方向に整列された複数のチューブとを含み、各前記チューブは、第１の支持構造に隣接し第２の支持構造によって支持される第１の端部と、第２の支持構造に隣接し第２の支持構造によって支持される第２の端部と、管のそれぞれに配置された複数の電池セルとを有する、車両用の電池取り付け構成が提供される。

【0029】

これは、電池搭載構造が車両で使用される場合、力が第１の端部に加えられる衝突の場合に、チューブがその中にある電池セルを保護するという利点を提供する。これにより、第１の端を車両のクラッシャブルゾーン内に配置できるため、電池の空間ボリュームとその蓄電容量が、そうでない場合よりも大きくなる可能性がある。さらに、電池搭載構造は、電池セルに必要な保護を提供するため、内燃機関を動力源とする車両で使用するように設計された車体から電池電気自動車を製造するために使用することができる。

【0030】

本出願の範囲内で、前の段落、特許請求の範囲、および／または以下の説明および図面、特にその個々の特徴に記載されている様々な態様、実施形態、実施例および代替案は、独立して採用してもよいし、または任意の組み合わせで採用してもよい。すなわち、任意の実施形態のすべての実施形態および／または特徴は、そのような特徴は互換性がない場合を除いて、任意の方法および／または組み合わせで組み合わせることができる。出願人は、最初に提出された請求の範囲を変更する権利、またはそれに応じて新しい請求の範囲を提出する権利を留保する。これには、元々その方法で請求されていないものの、他の請求項に従属する、および/または他の請求項の特徴を組み込むように、最初に提出された請求項を補正する権利が含まれる。

【0031】

本発明の実施例である１つまたは複数の実施形態を添付の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本発明を具体化する電池取り付け構成を含む電池式電気自動車の概略図を示す。

【図2】図2は、支柱２０１との衝突時の図１の電池取り付け配置を示す。

【図3】図３は、支柱２０１との衝突後の図１の電池搭載構造を示す。

【図4】図４は、本発明を具体化した車両の側面図を示す。

【図5】図５は図４の車両の平面図を示す。

【図6】図６は、支持板上の電池の位置の斜視図を示す。

【図7】図７は図４の車両の断面図を示す。

【図8】図８は支柱との側面衝突後の車両の断面図を示す。

【図9】図９は支柱との側面衝突後の図４の車両の平面図を示す。

【図10】図１０は、本発明を具体化する別の電池式電気自動車の平面図を示し、後部ラゲッジコンパートメントの床の下に示されている。

【図11】図１１は図１０の車両の側面図を示す。

【図12】図１２は本発明を具体化した別の車両の平面図を示す。

【発明を実施する好ましい形態】

【0033】

添付の図１から図３を参照して、本発明の実施形態による、車両用の電池搭載構造１０１、および電池搭載構造１０１を備える車両１００を説明する。

【0034】

図１を参照すると、電池搭載構造１０１は、第１の支持構造１０２、第２の支持構造１０３、および第１の支持構造１０２および第２の支持構造１０３の両方によって支持される電池セル容器１０４を備える。 第１の支持構造１０２は、車両１００の本体１１６の一部を形成する第１のビーム１０５（図１のページに延びる）を含み、同様に、第２の支持構造１０３は、車両１００の本体１１６の一部を形成する第２のビーム１０６（これも図１のページに延びる）を含む。

【0035】

電池セル容器１０４は、第１のビーム１０５に面する第１の端面１０７と、第２のビーム１０６に面する第２の端面１０８とを有する。電池セル容器１０４は、電池セル１１２を収容するためのボリューム１１１を定義する外壁１０９，１１０などの外壁を有する管の形態である。

【0036】

本実施形態では、電池セル容器１０４は、支持板１１３の第１の縁部１１４で、またはそれに隣接して、第１のビーム１０５に取り付けられた支持板１１３に取り付けられる。支持板１１３は、支持板１１３の第２の端部１１５で、またはそれに隣接して、第２のビーム１０６に取り付けられる。電池セル容器１０４は、その端面１０７および１０８のそれぞれで、または隣接して、支持板１１３に取り付けられる。電池セル容器１０４は、第１のビーム１０５から第２のビーム１０６までの方向に延びる。本実施形態では、電池セル容器１０４は、２つのビーム１０５と１０６との間の距離よりも短く、その結果、ビーム１０５，１０６とビームに対向するタンメン１０７，１０８との間に隙間が存在する。したがって、第１のビーム１０５と電池セル容器１０４を接続する支持板１１３の一部は、第１の支持構造１０２の一部を提供し、同様に、第２のビーム１０６と電池セル容器１０４を接続する支持板１１３の一部は、第２の支持構造の一部１０３を提供する。

【0037】

本実施形態では、支持板１１３は、電池セル容器１０４の全長にわたって延びるが、別の実施形態では、第１の支持板１１３は、電池セル容器１０４の一端を支持し、第２の支持板１１３はその反対側の端部を支持する。

【0038】

本明細書に示される実施形態では、電池セル容器１０４は、床パネル（図１には示されていない）の下など、車両１００内の比較的低い位置に取り付けられ、電池セル容器１０４は、支持体の上に取り付けられる。しかしながら、代替の実施形態では、電池セル容器１０４は、車両１００内の比較的高い位置および／または支持板１１３の下に取り付けられる。

【0039】

車両１００の本体１１６は、車両１００による輸送を可能にするために１人または複数の人および／または貨物を受け入れるように構成された空間１１７を規定する。支持構造１０２および１０３は、車両１００の本体１１６の他の部分を支持する剛性フレーム１１８の一部を形成する。車両１００の本体１１６はまた、車両１００によって運ばれる人および／または貨物に保護を提供する。支持構造１０２および１０３は、車両１００および／またはその貨物の使用者を保護するために、車両１００が別の物体と衝突するときに空間１１７への侵入に抵抗するように構成される。しかしながら、そのような衝突中に使用者および／または貨物が受ける加速度の突然の増加の大きさを低減するために、支持構造１０２および１０３は、クシャクシャになるように構成される。したがって、車両１００および／またはそれが衝突する物体のエネルギーの多くは、支持構造１０２および１０３の一方または両方を変形させるために使用される。

【0040】

例えば、図２に示されるように、第１の支持構造１０２は、ポスト２０１に対する車両１００の衝突中に変形した状態で示される。第１のビーム１０５と電池セル容器１０４との間の支持板１１３の一部は、ビーム１０５が電池セル容器１０４の第１の端面１０７に押し付けられるように、クシャクシャになっている。その長さに沿って加えられた力の下で、電池セル容器１０４は、第１の梁１０５の横方向剛性と比較した場合、比較的剛である。その結果、ビーム１０５はまた、ポスト２０１と電池セル容器１０４の第１の端面１０７との間で押しつぶされ始める。すなわち、第１の支持構造１０２は、ポスト２０１によって加えられる力と電池セル容器１０４によって提供される反力との間の圧縮によって変形される。

【0041】

衝突が進行するにつれて、電池セル容器１０４は、第１の支持構造１０２のさらなる変形によって支柱２０１に近づく。次に、支柱２０１は、第１の支持構造１０２を介して電池セル容器１０４の第１の端面１０７により大きな力を加える。次に、電池セル容器１０４は、その長さに沿って第２のビーム１０６に向かって押され、その間に、電池セル容器１０４の第２の端面１０８と第２のビーム１０６との間の支持板１１３の一部がクシャクシャにつぶれる。電池セル容器１０４は、第２のビーム１０６の横方向の剛性と比較すると比較的剛性が高く、その結果、第２のビーム１０６は、図３に示すように、電池セル容器１０４自体が変形するのではなく、電池セル容器１０４によって加えられる力のもとで変形されるようになる。したがって、電気セル容器１０４内の電池セル１１２は、衝突の間、無傷に保たれる。

【0042】

少なくともいくつかの実施形態において、例えば、図４から図９を参照して以下に記載されるような実施形態において。電池搭載構造は実質的に対称であり、複数の電池セル容器１０４を含み得る。したがって、そのような実施形態では、第１の支持構造１０２の剛性に比べて、電池セル容器１０４の剛性は、電池セル容器１０４の第２の端面１０８に加えられる力により、電池セル容器１０４によって提供される力の下で第１の支持構造１０２が変形することを可能にするほどに十分大きい、と理解すべきである。また、第２の支持構造１０３は、第２の支持構造１０３に加えられる力（例えば、ポスト２０１によって）と、電池セル容器１０４の第２の端面１０８によって提供される反力との間の圧縮によって変形するように構成される。

【0043】

本発明を具現化した車両１００は、図４の側面図、図５の平面図、図７の断面図に示されている。車両１００は、図８の断面背面図および図９の平面図に、支柱２０１と衝突した後の状態が示されている。 図４、５、７、８および９の車両の多くの特徴は、図１の車両１００のものと共通であり、それらは同じ参照符号が付されている。

【0044】

本実施形態では、車両１００は自動車１００であるが、代替の実施形態では、車両１００は、バンまたはバスなどの別のタイプの道路車両１００であり得る。車１００は、車の前端に向かって配置された電気モータ４０２（図４および５に示されている）を有する。モータ４０１は、ロードホイール４０２にトルクを提供する。本実施形態では、自動車１００は前輪駆動車両であるが、代替の実施形態では、車両は後輪駆動車両である。他の代替の実施形態では、車両１００は四輪駆動車両であり、第２の電気モータを車両の後車軸と統合して、後輪４０２にトルクを提供することができる。

【0045】

車１００の本体１１６は、車両１００の運転手および／または乗客を受け入れるためのキャビン４０４を含み、キャビン４０４は、フロアパネル４０５を有する。モータ４０１に必要な電力を提供するために、車１００は、床パネル４０５の下に配置された電池４０３を含む。電池４０３は、モータ４１１に電力を供給するために電気的に接続された多くの電池セル（図６および７に示される１１２）を含む。電池セルは複数の異なる組に分割されており、それぞれの組は複数の電池セル容器１０４のそれぞれの１つに配置されている。図４および５に示されるように、車両１００は、それぞれが電池４０３を形成する一組の電池セルを含む１３個の電池セル容器１０４を有する。電池セル容器１０４のそれぞれは、図４に示されるような長方形の断面を有する管の形態であり、車両１００の本体１１６の底部を横切って延びる支持板１１３に取り付けられる。各電池セル容器１０４は、第１のビーム１０５を含む第１の支持構造１０２から第２のビーム１０６を含む第２の支持構造１０３の方向に、自動車１００の幅を横切って横方向に延びる。本実施形態では、第１のビーム１０５は、車両１００の右側に沿って延びる第１の敷居１０５の形態であり、第２のビーム１０６は、車両１００の左側に沿って延びる第２の敷居１０６の形態である。

【0046】

支持板１１３は、複数のボルト（図示せず）によって２つの敷居１０５および１０６のそれぞれに固定されている。本実施形態では、支持板１１３は、その対向する縁部１１４および１１５のそれぞれに沿った箱型部分７０１を備えており、箱型部分７０１は、敷居１０５および１０６にボルトで固定されている。

【0047】

図７の車両１００の敷居１０５および１０６は、車両１００に側面衝突が生じた場合に崩れるように設計されているが、キャビン４０４の乗員に安全を提供するためにキャビン４０４への侵入に抵抗するようにも設計されていることに留意されたい。具体的には、敷居１０５および１０６は、車両の側面が所定の速度で支柱２０１に衝突したとき、標準サイズの支柱（図８および９の２０１）が、車両１００の外面７０３から所定の第１の距離７０２（図７に示される）を超えて貫通するのを防ぐように設計されている。電池４０３は、第１の距離７０２よりも小さい外面７０３から第２の距離７０４まで車両１００を横切って横方向に延びる。しかし、電池搭載構造１０１の性質により、支柱が第１の距離７０２だけキャビン４０４に貫通する側面衝突の間、電池セル１１２は損傷から保護される。電池４０３を車両１００の外面７０３に近づけることを可能にすることによって、電池搭載構造１０１は、電池４０３がそれ以外の場合よりも大きなストレージ容量を持つことができる。

【0048】

その支持板１１３上の電池４０３の一部の斜視図が図６に示されている。この図には、それらの第１の端面１０７を含むいくつかの電池セル容器１０４の部分が示されている。本実施形態では、電池セル容器１０４は実質的に対称であり、その結果、電池セル容器１０４の第２の端面１０８を含む部分は、図６に示される部分と実質的に同じであることに留意されたい。

【0049】

電池セル容器１０４はそれぞれ、電池セル容器１０４を支持板１１３に取り付けることができるように構成された取り付け部品６０１を含む。本実施形態では、取り付け部品６０１は、管１０４の下壁１１０の延長部で、電池セル容器１０４をボルト６０２によって支持板１１３に固定することを可能にするための穴（図示せず）が設けられている。各電池セル容器１０４は、その高さおよび幅よりも大きい長さを有し、その長さは車両１００を横切って横方向に位置合わせされる。

【0050】

電池セル１１２に電気的に接続された導体６０８は、管１０４の端部から延在して、モータ１０１への接続を可能にする。管１０４はまた、管１０４の端部から延在して冷却液回路への接続を可能にする冷却パイプ６０９を備えてもよい。

【0051】

接続部材６０３は、電池セル容器１０４の長さに垂直に延在し、ボルト６０４によって電池セル容器１０４の各上壁１０９に固定されている。図６に示される接続部材６０３は、電池セル容器１０４の第１の端面１０７の近くに配置され、第２の接続部材（図示せず）は、接続部材６０３と同様に第２の端面１０８の近くに配置される。

【0052】

接続部材６０３は、車両１００が支持板１１３を変形させる衝突を起こした場合に、各電池セル容器１０４の上壁１０９が隣接する電池セル容器１０４の上壁１０９から分離するのを防ぐ。すなわち、側壁６０５および６０６などの電池セル容器１０４の側壁は、互いに平行に延在し、接続部材６０３は、側壁間にゼロ度以外の角度が開くのを防ぐ。これは、衝突中に電池セル容器１０４の１つの端面１０７または１０８に加えられる力を隣接する電池セル容器１０４に分配を支援するという利点を提供する。

【0053】

電池セル１１２の位置は、図６において電池セル容器１０４の１つの中に示されており、電池セル容器１０４のそれぞれは、同様の方法で電池セル１１２を含むことを理解されたい。本実施形態では、電池セル１１２は、電池セル容器１０４の側壁に平行な平面内にある円形の端面６０７を有する円筒形を有するが、他の実施形態では、電池１１２の向きは、これと違ってもよい。さらなる実施形態では、セルは、様々な方向の角柱状または袋セルである。上記のように、電池セル容器１０４は、長方形の断面を有する管の形態であり、一実施形態では、管は、それらの長さに沿って一緒に溶接された２つのＵ字形チャネルを含む。

【0054】

車両１００は、図８の背面断面図および図９の平面図において、剛性支柱２０１に対する側面衝突後の状態が示されている。これらの図において、フロアパネル４０５（図８に示される）、サポートプレート１１３および第１の敷居１０５はクシャクシャになっている。ポスト２０１は、電池セルコンテナ１０４のほんの数個の幅に対応する車１００の長さのごく一部にわたって第１の敷居１０５に衝突することに留意されたい。しかし、電池セルコンテナ１０４は支持板１１３および接続部材６０３を介して接続されているため、電池セル容器１０４は、反力をより容易に提供して、第１の敷居１０５が支柱２０１と電池セルの第１の端面１０７との間でクシャクシャになる。第１の敷居１０５の崩壊後、支柱２０１によって第１の敷居１０５を介して電池セル容器１０４に加えられる力により、電池セル容器１０４は、自動車１００の本体１１６に対してそれらの長さに沿って押される。電池セル容器１０４のこの動きは、第２の支持構造１０３の変形を引き起こす。具体的には、それは、電池セル容器１０４の第２の端面１０８と第２の敷居１０６の間の支持板１１３の部分の変形を引き起こし、第２の敷居１０６の変形を引き起こす。しかしながら、電池セル容器１０４はすべて支持板１１３に取り付けられているので、電池セル容器１０４への力は、ポスト２０１によって直接衝撃を受ける僅かな数の電池セル容器だけでなく、多くの電池セル容器１０４に分配される。

【0055】

第２の敷居１０６の横方向の剛性は、電池セル容器１０４の縦方向の剛性に比べて比較的小さいので、電池セル容器１０４は、自動車１０１を横切って横方向に押すことができ、第２の敷居１０６が変形しても無傷のままである。その結果、電池セル１１２は衝突によって損傷を受けない。

【0056】

この例では、自動車１００は電池式電気自動車であるが、その本体１１６は、内燃機関を備える車両を製造するために使用されるのと同じタイプである。結果として、フロアパネル４０５は、トンネル８０１（図７および８に示される）を含む形態を有し、後輪駆動を提供するためのトランスミッションシステムおよび／または内燃機関に関連する排気システムを収容することを可能にする。図８に示す衝突中に、トンネル８０１が変形する可能性がある。しかしながら、電池４０３は、衝突中にそれを保護するために床パネル４０５の構造的完全性に依存しない。代わりに、電池セル１１２が敷居１０５と１０６との間に延びるチューブ１０４内に配置されている電池搭載構造１０１は、電池４０３のセル１１２に必要な保護を提供する。すなわち、電池搭載構造１０１により、車体１１６を、電池式電気自動車用に特別に設計されていない電池式電気自動車の製造に使用することができる。

【0057】

さらに、床パネル４０５は、電池４０３を支持および保護する必要がないので、床パネル４０５は、比較的軽い質量で作製され得、これはまた、本体１１６が内燃機関を備えたエネルギー効率の良い自動車１００の製造に使用可能であり続けることを可能にする。

【0058】

本発明を具現化する別の電池式電気自動車１００が、図１０の平面図および図１１の側面図に示されている。図１０および１１の車両１００の多くの特徴は、図４の車両１００のものと共通であり、それらは同様の参照を示されている。したがって、例えば、図１０および図１１の車両１００は、前輪と後輪４０２との間の車両１００の本体１１６内に取り付けられた電気モータ４０１を備える。しかしながら、車両１００にさらなる貯蔵容量を提供するために、それはまた、車両１００のブーツ１１０１の床１１０２（図１１に示される）の下、その後方の路面用車輪４０２の間に配置された第２の電池４０３Ａを備える。電池４０３Ａは、電池４０３と同様の構成を有する。そこでは、電池は、複数組の電池セル（図示せず）を含み、各組は複数の電池セル容器１０４のうちの１つに配置される。本実施形態において、電池４０３Ａは、５つの電池セル容器１０４を含む。

【0059】

電池４０３の電池セル容器１０４は、第１のビーム１０５Ａを含む第１の支持構造１０２Ａおよび第２のビーム１０６Ａを含む第２の支持構造１０３Ａに取り付けられた支持板１１３Ａ上に支持される。第１のビーム１０５Ａおよび第２のビーム１０６Ａは、車両１００のフレーム１１８の一部を形成することができる。

【0060】

電池４０３Ａの搭載構成１０１Ａは、ビーム１０５Ａおよび１０６Ａが車両１００を横切って横方向に延在し、電池セル容器１０４が車両の長さに沿った方向に延びる管の形態であるという点で、電池４０３の搭載構造とは異なる。

【0061】

第１のビーム１０５Ａは、車両１００の後端を横切って延びる。例えば、別の車両が図１０の車両１００の後端に衝突したときの衝撃の場合、第１のビーム１０５Ａと、第１のビーム１０５Ａと電池セル容器１０４との間の支持板の一部は、電池４０３Ａの電池セル容器１０４の第１の端部１０７に変形されて押し付けられる。その結果、電池セル容器１０４は前方に押され、それらの第２の端面１０８は、第２のビーム１０６Ａに押し付けられる。第２のビーム１０６Ａは、電池セル容器１０４の縦方向の剛性と比べて小さい横方向の剛性を有し、したがって、電池セル容器１０４が変形する代わりに、それが変形する。その結果、電池セル容器１０４に含まれる電池セルは無傷のままである。

【0062】

このようにして、電池４０３Ａの電池セルは、車両１００の後端への衝突中にブーツ１１０１が第１のビーム１０５Ａによって貫通されると予想される位置で、車両１００のブーツ１１０１の下に配置され得る。しかしながら、電池搭載構造は、第１の支持構造１０２Ａに面する第１の端面１０７と、第２の支持構造１０３Ａに面する第２の端面１０８とを有する電池セル容器１０４内にそれらを配置することによって、電池４０３Ａのセルを保護する。第２の支持構造１０３Ａの剛性に比べて、電池セル容器１０４の剛性は、電池セル容器１０４の第１の端面１０７に加えられる力により、電池セル容器１０４によって提供される力の下で第２の支持構造１０３Ａが変形することを可能にするのに十分に大きい。

【0063】

本発明を具体化するさらなる代替車両１００は、図１２の平面図に示されている。図１２の車両１００の特徴の多くは、図４，５及び７の車両１００の特徴と共通しており、それらは同じ参照符号が付されている。したがって、例えば、図１２の車両１００は、前輪４０２の間の車両１００の本体１１６内およびコンパートメント１２０１内に取り付けられた電気モータ４０１を備える。それはまた、図４から９を参照して説明した形態を有する電池４０３を含む。しかしながら、車両１００にさらなる蓄電池容量を提供するために、それはまた、電気モータ１０１を含む区画１２０１に配置された第２の電池４０３Ｂを含む。本実施形態では、第２の電池４０３Ｂは、モータ４０１の真上に配置されている。

【0064】

電池４０３Ｂは、電池４０３と同様の構造を有し、複数組の電池セル（図示せず）を含み、各組は複数の電池セル容器の一つに配置されている。本実施形態では、電池４０３Ｂは、４つの電池セル容器１０４を含む。

【0065】

電池４０３のものと同様に、電池４０３Ｂの電池セル容器１０４は、一端が第１のビーム１０５Ｂを含む第１の支持構造１０２Ｂによって支持され、第２の端が第２のビーム１０６Ｂを含む第２の支持構造１０３Ｂによって支持される。第１の端面１０７が第１のビーム１０５Ｂに面し、第２の端面１０８が第２のビーム１０６Ｂに面する。本実施形態では、第１のビーム１０５Ｂは、車両１００の前端を横切って横方向に延在し、第２のビーム１０６Ｂは、車両１００を横切って、電池４０３Ｂの後方に横方向に延在し、電池セル容器１０４は、２つのビーム１０５Ｂおよび１０６Ｂによって支持される支持板１１３Ｂに固定される。

【0066】

電池セル容器１０４は、第１のビーム１０５Ｂから第２のビーム１０６Ｂへの方向に、車両１００の長さに沿った方向に延びるチューブの形態である。

【0067】

車両１００の前部に衝撃が生じた場合、例えば、別の車両が図１２の車両１００の前部と衝突した場合、または車両１００が支柱または壁などの構造物に衝突した場合、第１のビーム１０５Ｂと、ビーム１０５Ｂと電池セル容器１０４との間の支持板１１３Ｂの一部が変形し、電池４０３Ｂの電池セル容器１０４の第１の端部１０７に押し付けられる。その結果、電池セル容器１０４は後方に押され、それらの第２の端面１０８は、第２のビーム１０６Ｂを押す。第２のビーム１０６Ｂは、電池セル容器１０４の縦方向の剛性に比べて小さい横方向の剛性を有し、したがって、電池セル容器１０４が変形するのではなく、それが変形する。その結果、電池セル容器１０４内に含まれる電池セルは無傷のままである。

【0068】

このようにして、電池４０３Ｂの電池セルは、電池４０３Ｂが車両１００のフロントエンド衝突中に衝撃を受ける可能性がある位置で、そのモータ４０１を含む車両１００のコンパートメント１２０１内に配置され得る。そのような衝突の場合、電池搭載構造は、第１の支持構造１０２Ｂに面する第１の端面１０７と第２の支持構造１０３Ｂに面する第２の端面１０８とを有する電池セル容器１０４内にそれらを配置することによって、電池４０３Ｂのセルを保護する。第２の支持構造１０３Ｂの剛性に比べて、電池セル容器１０４の剛性は、電池セル容器１０４の第１の端部面１０７に面しているので、電池セル容器１０４によって加えられた力の下で第２の支持構造１０３Ｂが変形することを可能にするのに十分に大きい。

【0069】

さらなる代替の実施形態では、車両１００は、図４から図９を参照して説明したように床パネル４０３の下に配置された電池４０３、図１０と図１１を参照して説明したようにブートフロアパネル１１０２の下に配置された電池４０３Ａ、及び、図１２を参照して説明したように車両１００の最前部コンパートメント１２０１に配置された電池４０３Ｂを含む。

【0070】

本出願の範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更および修正を行うことができることが理解されよう。

【0071】

本発明の実施形態は、様々な実施例を参照して前の段落で説明されてきたが、与えられた実施例への修正は、特許請求される本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることを理解されたい。例えば、図示の実施形態では、電池４０３内の各電池セル容器１０４は、その電池４０３内の他の電池セル容器１０４と同じ長さを有するものとして示されている。しかし、代替実施形態では、電池内の１つまたは複数の電池セル容器１０４の長は、その電池内の他の電池セル容器１０４の長さとは異なる場合がある。これにより、電池を収納するために利用できるスペースを最大限に活用できる場合がある。

【0072】

また、上記の例では、電池４０３は、電池セル容器１０４の単層を含むが、代替の実施形態では、電池４０３は、電池セル容器１０４の２つ以上の層を含み、１つの層は、別の層の上に配置され、各層は一つ又は複数の電池セル容器１０４を含む。いくつかのそのような実施形態では、各層は、他の１つまたは複数の層と同様に構成され得るが、電池セル容器１０４の数は、例えば最大化するために、１つの層と次の層では変化し得る。電池４０３を収容するために利用可能なスペースの使用。例えば、床４０５の下に配置された電池４０３は、図５に示されるものと同様に、第１の層と、より多くのスペースが利用可能なシートの下に配置された、第１の層の上の第2の層に、多くの電池セル容器１０４を含むことができる。車両１００が、床４０５の下の電池４０３と、ブーツ１１０１の中またはその下の第２の電池４０３Ａまたは前部区画１２０１内の第２の電池４０３Ｂとを含む実施形態では、床４０５の下の電池４０３内の電池セル容器１０４の層数は、第２の電池４０３Ａまたは４０３Ｂを形成する層の数とは異なる場合がある。例えば、電池セル容器１０４のいくつかの層を含む電池４０３Ｂは、モータ４０１を含む前部区画１２０１内に都合よく収まり、床４０５の下の電池４０３は電池セル容器１０４の単層のみを含み得る。

【0073】

前述の説明で説明した特徴は、明示的に説明した組み合わせ以外の組み合わせで使用できる。

【0074】

特定の特徴を参照して説明されていますが、それらの機能は、説明されているかどうかに関係なく、他の特徴によって実行できる場合がある。

【0075】

特定の実施形態を参照して特徴を説明してきたが、それらの特徴は、説明されているかどうかにかかわらず、他の実施形態にも存在し得る。

【0076】

特に重要であると考えられる本発明のこれらの特徴に注意を引くために前述の明細書に努める一方で、出願人は、前述の特許性のある特徴または特徴の組み合わせに関して、特に強調されているかどうかに拘わらず、図面で参照および／または示される保護を主張することを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】