特表 2023-503506 電池パック及び電気自動車

(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】2023-01-30

(54)【発明の名称】電池パック及び電気自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/209 20210101AFI20230123BHJP

   H01M 50/262 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/264 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/224 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/231 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/227 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/276 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/278 20210101ALI20230123BHJP

   H01M 50/282 20210101ALI20230123BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20230123BHJP

【ＦＩ】

H01M50/209

H01M50/262 P

H01M50/264

H01M50/289 101

H01M50/224

H01M50/231

H01M50/227

H01M50/204 101

H01M50/293

H01M50/244 Z

H01M50/548 101

H01M50/505

H01M50/233

H01M50/242

H01M50/249

H01M50/271 B

H01M50/276

H01M50/278

H01M50/282

B60K1/04 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022531447

(86)(22)【出願日】2020-10-22

(85)【翻訳文提出日】2022-06-30

(86)【国際出願番号】 CN2020122882

(87)【国際公開番号】W WO2021103867

(87)【国際公開日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】201911198132.9

(32)【優先日】2019-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(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】▲魯▼志佩

(72)【発明者】

【氏名】万▲龍▼

(72)【発明者】

【氏名】朱燕

【テーマコード（参考）】

3D235

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

3D235AA01

3D235BB18

3D235BB19

3D235BB20

3D235CC15

5H040AA03

5H040AA14

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY08

5H040AY10

5H040CC12

5H040DD03

5H040JJ03

5H040LL01

5H040LL04

5H040LL06

5H040LL10

5H040NN01

5H043AA01

5H043AA13

5H043AA19

5H043CA04

5H043FA04

5H043JA02F

5H043LA21D

(57)【要約】

電池パック及び電気自動車であり、長さＬ、厚さＤ、及び、長さＬと厚さＤとの間の高さＨを有し、厚さ方向に沿って配列され、かつ構造用接着剤により接着される複数の単電池（１０２）を含む電池アレイ（１０１）と、互いに反対側に設けられ、かつ単電池（１０２）の配列方向に沿って電池アレイ（１０１）の２つの表面に接着されることにより、単電池（１０２）の間の相対位置を拘束するための２つの第１の補強板（１０４）と、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池アレイであって、複数の電池セルを含み、各電池セルは、長さＬ、厚さＤ、及び、前記長さＬと厚さＤとの間の高さＨで規定され、複数の単電池は、厚さ方向に沿って配列され、かつ、複数の単電池は構造用接着剤により互いに接着される、電池アレイと、
２つの第１の補強板であって、２つの第１の補強板は、互いに反対側に設けられ、かつ、２つの第１の補強板は、それぞれ、前記単電池の配列方向に沿って前記電池アレイの２つの表面に接着され、前記単電池間の相対位置を拘束する、２つの第１の補強板と、を含むことを特徴とする、電池パック。

【請求項2】

前記２つの第１の補強板は、それぞれ前記単電池の高さ方向に沿って反対側の２つの表面に接着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】

少なくとも１つの前記単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、かつ、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たすことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。

【請求項4】

前記電池パックは、前記単電池の高さ方向に沿って設けられた複数層の電池アレイを含み、隣接する二層の電池アレイの間に仕切り板が設けられ、前記仕切り板は、前記仕切り板の両側に位置する電池アレイに固定的に貼り付けられることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項5】

少なくとも２つの隣接する前記単電池の間に第２の補強板が設けられ、前記第２の補強板は、前記第２の補強板の両側に位置する単電池に固定的に貼り付けられることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項6】

前記電池パックは、上部カバー及びトレイをさらに含み、前記トレイは、底板及び前記底板の周囲に周設された側枠を含み、前記上部カバーと前記トレイは、接続されて電池収容キャビティを画定し、前記電池アレイは、前記電池収容キャビティ内に位置することを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項7】

前記２つの第１の補強板は、それぞれ前記上部カバーと前記底板を構成す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】

前記電池パックは、保護板をさらに含み、前記保護板は、前記底板の外表面に位置することを特徴とする、請求項７に記載の電池パック。

【請求項9】

前記保護板は、二層のアルミニウム板と、前記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、
或いは、前記保護板は、二層の繊維複合層と、前記二層の繊維複合層の間に挟まれた発泡ポリマー層を含み、前記繊維複合層は、ガラス繊維層又は炭素繊維層を含むことを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記２つの第１の補強板の外表面は、それぞれ前記上部カバーの内表面と前記底板の内表面に接着されることを特徴とする、請求項６～９のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項11】

前記底板と前記上部カバーのうちの少なくとも１つは、二層のアルミニウム板と、前記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、
或いは、前記底板と前記上部カバーのうちの少なくとも１つは、二層の繊維複合層と前記二層の繊維複合層の間に挟まれた発泡ポリマー層を含み、前記繊維複合層は、ガラス繊維層又は炭素繊維層を含むことを特徴とする、請求項６～１０のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項12】

前記上部カバーの前記側枠に対応する位置にシール溝が設けられ、前記シール溝にシーラント層が設けられ、前記上部カバーと前記トレイは、前記シーラント層によりシール接続されることを特徴とする、請求項６～１１のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項13】

前記電池アレイと前記側枠との間の隙間に構造用接着剤が充填されることを特徴とする、請求項６～１２のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項14】

前記単電池は、長さ方向に沿って互いに反対側に配置された第１の端部及び第２の端部を含み、前記側枠は、前記単電池の長さ方向に沿って互いに反対側に設けられた第１の側枠及び第２の側枠を含み、各単電池の第１の端部は、前記第１の側枠に支持され、各単電池の第２の端部は、前記第２の側枠に支持されることを特徴とする、請求項６～１３のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項15】

前記第１の側枠に第１の支持段部が設けられ、前記第２の側枠に第２の支持段部が設けられ、前記単電池の第１の端部は、前記第１の支持段部に支持され、前記単電池の第２の端部は、前記第２の支持段部に支持されることを特徴とする、請求項１４に記載の電池パック。

【請求項16】

前記電池パックは、支持構造をさらに含み、各単電池の第１の端部と前記第１の側枠との間、及び／又は、各単電池の第２の端部と前記第２の側枠との間は、前記支持構造により嵌合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】

前記支持構造は、第１の支持ブロックを含み、各単電池の第１の端部の下表面は、前記第１の支持ブロックにより前記第１の側枠に支持され、及び／又は、各単電池の第２の端部の下表面は、前記第１の支持ブロックにより前記第２の側枠に支持されることを特徴とする、請求項１６に記載の電池パック。

【請求項18】

前記支持構造は、第２の支持ブロックを含み、各単電池の第１の端部の前記第１の側枠に面する側面は、前記第２の支持ブロックにより前記第１の側枠と嵌合され、及び／又は、各単電池の第２の端部の前記第２の側枠に面する側面は、前記第２の支持ブロックにより前記第２の側枠と嵌合されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の電池パック。

【請求項19】

各単電池は、電極端子を含み、前記電極端子は、それぞれ各単電池の第１の端部と第２の端部に設けられ、前記支持構造に開孔が設けられ、各単電池の電極端子は、それぞれ前記開孔を貫通してセルコネクタにより電気的に接続されることを特徴とする、請求項１６～１８のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項20】

前記電池パックは、絶縁仕切り板をさらに含み、前記絶縁仕切り板は、前記支持構造と前記側枠の内表面との間に位置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】

前記電池パックは、単電池の配列方向に沿って反対側に設けられた第３の側枠及び第４の側枠を含み、前記第３の側枠及び前記第４の側枠は、それぞれ隣接する単電池に貼り付けて固定されることを特徴とする、請求項６～２０のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項22】

前記第３の側枠及び／又は前記第４の側枠に補強ビームが設けられ、前記補強ビームは、電池アレイの膨張を制限す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】

前記第１の補強板の厚さは、１～３ｍｍであることを特徴とする、請求項１～２２のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項24】

請求項１～２３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、電気自動車。

【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１１月２９日に提出した、発明の名称「電池パック及び電気自動車」の中国特許出願第「２０１９１１１９８１３２．９」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、電池の分野に関し、特に、電池パック及び電気自動車に関する。

【背景技術】

【0003】

関連技術において、電池パックは、トレイ及びシールカバーを含み、電池モジュールは、トレイ及びシールカバーにより画定された収容キャビティ内に位置し、トレイは、トレイ底板及び底板の周囲に接続されたサイドビームを含み、トレイの剛性及び強度を増加させるために、トレイ内に補強のための横ビーム及び／又は縦ビームが設けられ、電池モジュールは、ネジ又は他の構造部材により横ビーム及び／又は縦ビームに固定される。電池パック内部の電池、構造部材がいずれもその内部に散在し、締結部材又は接着技術で一体に組み合わせられるため、該種類の電池パックは、システムレベルからみると、一体性が高くない。これにより、電池パックが車両に取り付けられた後、電池パック自体の構造のみによって、車両レベルの機械的安全性能を満たすことができず、さらに車両のフレームで電池パックの構造を支持し保護する必要がある。そのため、現在の電池パック及び車両のコンパクト化及び軽量化を実際に実現することができず、全体的なコストが高く、車両及び電池パックの構造設計が複雑であることをもたらす。

【発明の概要】

【0004】

上述した少なくとも１つの技術的課題を解決するために、本願の第１の態様に係る電池パックは、長さＬ、厚さＤ及び前記長さＬと厚さＤとの間の高さＨを有し、前記厚さ方向に沿って配列され、かつ構造用接着剤により接着される複数の単電池を含む電池アレイと、互いに反対側に設けられ、かつ前記単電池の配列方向に沿って前記電池アレイの２つの表面に接着されることにより、前記単電池の間の相対位置を拘束するための２つの第１の補強板と、を含む。

【0005】

本願のいくつかの実施形態では、前記２つの第１の補強板は、それぞれ前記単電池の高さ方向に沿って反対側の２つの表面に接着される。

【0006】

本願のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの前記単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、かつ、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たす。

【0007】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池パックは、前記単電池の高さ方向に沿って設けられた複数層の電池アレイを含み、隣接する二層の電池アレイの間に仕切り板が設けられ、前記仕切り板は、前記仕切り板の両側に位置する電池アレイに固定的に貼り付けられる。

【0008】

本願のいくつかの実施形態では、少なくとも２つの隣接する前記単電池の間に第２の補強板が設けられ、前記第２の補強板は、前記第２の補強板の両側に位置する単電池に固定的に貼り付けられる。

【0009】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池パックは、上部カバー及びトレイをさらに含み、前記トレイは、底板及び前記底板の周囲に周設された側枠を含み、前記上部カバーは、前記トレイに接続されて電池収容キャビティを画定し、前記電池アレイは、前記電池収容キャビティ内に位置する。

【0010】

本願のいくつかの実施形態では、前記２つの第１の補強板は、それぞれ前記上部カバーと前記底板を構成する。

【0011】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池パックは、保護板をさらに含み、前記保護板は、前記底板の外表面に位置する。

【0012】

本願のいくつかの実施形態では、前記保護板は、二層のアルミニウム板と前記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、
或いは、前記保護板は、二層の繊維複合層及び前記二層の繊維複合層の間に挟まれた発泡ポリマー層を含み、前記繊維複合層は、ガラス繊維層又は炭素繊維層を含む。

【0013】

本願のいくつかの実施形態では、前記２つの第１の補強板の外表面は、それぞれ前記上部カバーの内表面と前記底板の内表面に接着される。

【0014】

本願のいくつかの実施形態では、前記底板と前記上部カバーのうちの少なくとも１つは、二層のアルミニウム板と前記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、
或いは、前記底板と前記上部カバーのうちの少なくとも１つは、二層の繊維複合層と前記二層の繊維複合層の間に挟まれた発泡ポリマー層を含み、前記繊維複合層は、ガラス繊維層又は炭素繊維層を含む。

【0015】

本願のいくつかの実施形態では、前記上部カバーの前記側枠に対応する位置にシール溝が設けられ、前記シール溝にシーラント層が設けられ、前記上部カバーと前記トレイは、前記シーラント層によりシール接続される。

【0016】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池アレイと前記側枠との間の隙間に構造用接着剤が充填される。

【0017】

本願のいくつかの実施形態では、前記単電池は、長さ方向に沿って互いに反対側に設けられた第１の端部及び第２の端部を含み、前記側枠は、前記単電池の長さ方向に沿って互いに反対側に設けられた第１の側枠及び第２の側枠を含み、前記単電池の第１の端部は、前記第１の側枠に支持され、前記単電池の第２の端部は、前記第２の側枠に支持される。

【0018】

本願のいくつかの実施形態では、前記第１の側枠に第１の支持段部が設けられ、前記第２の側枠に第２の支持段部が設けられ、前記単電池の第１の端部は、前記第１の支持段部に支持され、前記単電池の第２の端部は、前記第２の支持段部に支持される。

【0019】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池パックは、支持構造をさらに含み、前記単電池の第１の端部と前記第１の側枠との間及び／又は前記単電池の第２の端部と前記第２の側枠との間は、前記支持構造により嵌合支持される。

【0020】

本願のいくつかの実施形態では、前記支持構造は、第１の支持ブロックを含み、前記単電池の第１の端部の下表面は、前記第１の支持ブロックにより前記第１の側枠に支持され、及び／又は、前記単電池の第２の端部の下表面は、前記第１の支持ブロックにより前記第２の側枠に支持される。

【0021】

本願のいくつかの実施形態では、前記支持構造は、第２の支持ブロックを含み、前記単電池の第１の端部の前記第１の側枠に面する側面は、前記第２の支持ブロックにより前記第１の側枠と嵌合され、及び／又は、前記単電池の第２の端部の前記第２の側枠に面する側面は、前記第２の支持ブロックにより前記第２の側枠と嵌合される。

【0022】

本願のいくつかの実施形態では、前記単電池は、電極端子を含み、前記電極端子は、それぞれ単電池の第１の端部と第２の端部に設けられ、前記支持構造に開孔が設けられ、複数の前記単電池の電極端子は、前記開孔を貫通してセルコネクタにより電気的に接続される。

【0023】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池パックは、絶縁仕切り板をさらに含み、前記絶縁仕切り板は、前記支持構造と前記側枠の内表面との間に位置する。

【0024】

本願のいくつかの実施形態では、前記電池パックは、単電池の配列方向に沿って互いに反対側に設けられた第３の側枠及び第４の側枠を含み、前記第３の側枠及び前記第４の側枠は、それぞれ隣接する単電池に貼り付けて固定される。

【0025】

本願のいくつかの実施形態では、前記第３の側枠及び／又は前記第４の側枠に補強ビームが設けられ、前記補強ビームは、電池アレイの膨張を制限する。

【0026】

本願のいくつかの実施形態では、前記第１の補強板の厚さは、１～３ｍｍである。

【0027】

本願の第２の態様に係る電気自動車は、上記いずれか１項に記載の電池パックを含む。

【0028】

従来技術に比べて、本願の有益な効果は以下のとおりである。本願は、電池アレイの単電池の配列方向に沿った反対側の２つの表面に、単電池の間の相対位置を拘束するための２つの第１の補強板を設けることにより、単電池を互いに接着するときに、隣接する２つの単電池の隙間に存在する弱い箇所を除去し、かつ２つの第１の補強板と電池アレイは、ハニカム状構造を構成することにより、電池パックを剛性の高い一体構造部材となるように設計し、該種類のハニカム状構造は、不安定抵抗能力が高く、曲げ剛性が高く、軽量化効果が明らかで、電池パックの剛性及び強度が大幅に向上し、機械的安全性・信頼性が向上する。使用時に該一体型電池パックの構造強度を車両の構造強度の一部とすることにより、電池パックは、車両の構造強度を強化することができ、車両で電池パックを保護する必要がなく、該設計により車両のフレームにおける電池パックの構造強度を保護するための設計構造を簡略化ないし省略し、車両の軽量化の設計要件を満たし、車両の設計及び製造コストを低減し、車両の製造効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本願に係る電池アレイに第１の補強板が接着されることを示す概略構成図である。

【図2】本願に係る電池パックの概略構成図である。

【図3】本願に係る電池アレイの概略構成図である。

【図4】本願に係る電池アレイがトレイの内部に位置することを示す概略構成図である。

【図5】本願に係る電池アレイがトレイ及び上部カバーに接着されることを示す概略構成図である。

【図6】本願に係る電池アレイがトレイの側枠と嵌合されることを示す概略構成図である。

【図7】図６の部分拡大図である。

【図8】本願に係る第１の支持構造の概略構成図である。

【図9】本願に係る第２の支持構造の概略構成図である。

【図10】本願に係る第２の支持構造、セルコネクタ及び絶縁端部カバーの分解図である。

【図11】本願に係る第１の補強板がトレイの底板に接着されることを示す概略構成図である。

【図12】本願に係る底板の外表面に保護板が設けられることを示す概略構成図である。

【図13】本願に係る電池アレイに第２の補強板が設けられることを示す概略構成図である。

【図14】本願に係る単電池の概略構成図である。

【図15】本願に係る電池パックの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１に示すように、本願に係る電池パック１００は、長さＬ、厚さＤ及び上記長さＬと厚さＤとの間の高さＨを有し、厚さ方向に沿って配列され、かつ構造用接着剤１０１１により接着される複数の単電池１０２を含む電池アレイ１０１と、互いに反対側に設けられ、かつ単電池１０２の配列方向に沿って電池アレイ１０１の２つの表面に接着されることにより、単電池１０２の間の相対位置を拘束するための２つの第１の補強板１０４と、を含む。

【0031】

従来技術において、複数の単電池１０２は、まず電池モジュールに組み立てられ、複数の電池モジュールは、締結部材又は構造用接着剤により接着されて電池パック１００に組み立てられ、電池パック１００内の電池及び構造は比較的散在し、締結部材と電池との間の隙間、電池と電池との間の隙間、締結部材と締結部材との間の隙間に、いずれも多くの力受けの弱い箇所が存在し、電池パック１００全体が外部からの押圧又は衝撃作用を受けると、これらの力受けの弱い箇所は、外力作用により先に破壊され、締結部材と接着剤の締結作用が失われ、電池パック１００全体も迅速に破壊される。

【0032】

外力による破壊に抵抗するために、関連技術において、電池パック１００のハウジングの強度を向上させることにより、外力の衝撃に抵抗できるようにし、電池パック１００の強度を向上させるために、より高い強度の鋼又はより厚いトレイ１０３の底板１０３５を使用し、或いはトレイ１０３をキャビティを有する多層構造となるように設け、キャビティ構造内に補強リブを設けるが、いずれの実現方式であっても、電池パック１００全体の重量を増加させるか、又は電池パック１００の限られた利用空間を減少させ、電池パック１００のエネルギー密度を低下させる。

【0033】

本願では、単電池１０２が接着されて電池アレイ１０１を形成し、電池アレイ１０１の単電池１０２の配列方向に沿った反対側の２つの表面に第１の補強板１０４が接着され、２つの第１の補強板１０４は、複数の単電池１０２の間の相対位置を拘束し、かつ複数の単電池１０２を一体構造に接続することができ、該一体構造は、単電池１０２の間に存在する隙間による弱い箇所を解消することができ、電池パック１００を極めて高い剛性を有する構造部材となるように設計する。他方では、２つの第１の補強板１０４と２つの第１の補強板１０４の間に位置する電池アレイ１０１は、ハニカム状構造を構成し、力学的角度から分析すると、該ハニカム状構造は、最も少ない材料で最大の力を受けることができ、電池アレイ１０１が第１の補強板１０４に垂直な荷重を受ける場合、第１の補強板１０４と電池アレイ１０１は協調して変形する。電池パック１００の剛性及び強度が大幅に向上し、機械的安全性・信頼性が向上する。

【0034】

本願では、図１４に示すように、単電池１０２は、直方体構造の角形電池であり、厚さ方向に互いに反対側の２つの第１の表面、高さ方向に互いに反対側の２つの第２の表面、及び長さ方向に互いに反対側の２つの第３の表面を含み、第１の表面の面積は第２の表面の面積よりも大きく、かつ第１の表面の面積は第３の表面の面積よりも大きい。

【0035】

単電池１０２は、厚さ方向に沿って配列され、かつ単電池１０２の間は、構造用接着剤で固定的に接着され、すなわち、単電池１０２の第１の表面が互いに接着され、換言すれば、単電池１０２の間は、大きな表面同士が対向するように配列されて接着されることにより、単電池１０２の接着面積を向上させ、単電池１０２の間の接着力を増大させることができ、
単電池１０２の配列方向に、単電池１０２と単電池１０２との間にずれ移動が発生しやすいため、２つの第１の補強板１０４は、単電池１０２の配列方向に沿って電池アレイ１０１の互いに反対側の２つの表面に接着されることにより、単電池１０２の間の相対位置を拘束しやすくなる。

【0036】

本願では、２つの第１の補強板１０４は、単電池１０２の２つの第２の表面に接着されてもよく、単電池１０２の２つの第３の表面に接着されてもよい。

【0037】

本願では、単電池１０２の長さが高さよりも大きく、かつ高さが厚さよりも大きいため、長さ及び厚さで構成された第２の表面の面積は、高さ及び厚さで構成された第３の表面の面積よりも大きく、接着力を増加させるために、好ましくは、２つの第１の補強板１０４は、単電池１０２の第２の表面に接着される。

【0038】

本願では、全ての単電池１０２の配列方向に沿った２つの表面は、いずれも第１の補強板１０４に接着されてもよく、一部のみの単電池１０２の配列方向に沿った２つの表面は、いずれも第１の補強板１０４に直接接着されてもよい。

【0039】

すなわち、本願では、一部の単電池の２つの第２の表面又は２つの第３の表面は、第１の補強板１０４に接着されてもよく、他の一部の単電池１０２の２つの第２の表面又は２つの第３の表面は、第１の補強板１０４に接着されていなくてもよい。

【0040】

接着強度を向上させるために、２つの第１の補強板１０４に直接接着された単電池１０２の数は、電池アレイ１０１に含まれた単電池の数の半分以上である。

【0041】

電池アレイ１０１における少なくとも１つの単電池１０２に対して、該単電池１０２の２つの第２の表面又は２つの第３の表面は、いずれも２つの第１の補強板１０４に接着されてもよく、該単電池１０２の２つの第２の表面又は２つの第３の表面のうちの一方の表面が第１の補強板１０４に接着され、他方の表面が第１の補強板１０４に接着されていなくてもよい。

【0042】

本願では、単電池１０２の２つの第２の表面又は２つの第３の表面の全域は、第１の補強板１０４に接着されてもよく、一部の単電池１０２の第２の表面の一部の領域又は第３の表面の一部の領域は、第１の補強板１０４に接着されてもよい。

【0043】

電池パック１００全体の強度を向上させるために、本願では、好ましくは、電池アレイ１０１における全ての単電池１０２の２つの第２の表面又は２つの第３の表面は、いずれも第１の補強板１０４に接着され、これにより電池パック１００の強度及び剛性を最大限に向上させることができる。

【0044】

本願では、２つの第１の補強板１０４の形状及び面積は特に限定されず、２つの第１の補強板１０４は、自体が一定の強度を有し、電池アレイ１０１を一体に接続することができ、電池アレイ１０１の構造強度を増加させることができ、かつ変形しにくいという要件を満たせばよい。

【0045】

いくつかの実施例では、第１の補強板１０４の形状は、電池アレイ１０１の該第１の補強板１０４が接着された表面の形状と同じであり、かつ対応して設けられ、これにより第１の補強板１０４は、電池アレイ１０１の表面に、より容易に貼り付けられる。

【0046】

いくつかの実施例では、第１の補強板１０４の面積は、電池アレイ１０１の該第１の補強板１０４が接着された表面の面積と異なってもよく、電池パック１００の強度が要件を満たし、かつ第１の補強板１０４が電池アレイ１０１を一体に接続することができる場合、第１の補強板１０４の面積は、電池アレイ１０１の該第１の補強板１０４が接着された表面の面積より小さくてもよい。

【0047】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの第１の補強板１０４は「┐」型板体であり、「┐」型板体の「一」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第２の表面に貼り合せて設けられ、「┐」の「│」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第３の表面に貼り合わせて設けられ、或いは、「┐」型板体の「一」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第３の表面に貼り合わせて設けられ、「┐」の「│」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第２の表面に貼り合わせて設けられる。

【0048】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの第１の補強板１０４は、「凵」型板体であり、「凵」型板体の「一」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第２の表面に貼り合わせて設けられ、「凵」型板体の２つの「│」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第３の表面に貼り合わせて設けられ、或いは、「凵」型板体の「一」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第３の表面に貼り合わせて設けられ、「凵」型板体の２つの「│」の部分は、電池アレイ１０１における単電池１０２の第２の表面に貼り合わせて設けられる。

【0049】

第１の補強板１０４の縁部には、電池アレイ１０１の側辺面に折り曲げられた折り曲げ部を設けることにより、電池アレイ１０１全体の強度及び構造安定性を向上させることができる。

【0050】

本願では、第１の補強板１０４と電池アレイ１０１における単電池１０２は、ハニカム状構造を構成し、第１の補強板１０４と電池アレイ１０１における単電池１０２は、協調して変形する。第１の補強板１０４の変形が、同時に単電池１０２を変形させ、単電池１０２の第１の表面に付加的な曲げモーメントを増加させることに相当するため、ハニカム状構造の強度の低下につながる。第１の補強板１０４の厚さの増加に伴って、ハニカム状構造の強度を増加させる。しかしながら、第１の補強板１０４の厚さの増加に伴う、ハニカム状構造の強度の増加には、最大値が存在する。この理由は、次の通りである。第１の補強板１０４の厚さの増加により、第１の補強板１０４の曲げ剛性を向上させ、第１の補強板１０４の厚さがある程度まで増加すると、ハニカム状構造の強度は、電池アレイ１０１の強度に依存するようになる。最終的に第１の補強板１０４が不安定になり、崩壊すると、ハニカム状構造全体の支持能力が失われる。本願の発明者は、複数回の実験を通じて、第１の補強板１０４の厚さが０．５～５ｍｍ、好ましくは１～３ｍｍである場合、該厚さ範囲内の第１の補強板１０４を利用してハニカム状構造が最適な補強効果を達成できることを発見した。

【0051】

本願では、第１の補強板１０４は、いずれも金属材料で製造される。

【0052】

金属材料の第１の補強板１０４は、内部の単電池１０２を保護する一方で、放熱の効果を果たすことができ、第１の補強板１０４は、熱伝導率が高い金属材質を用いることができ、アルミニウム、銅及びその合金を含むがこれらに限定されない。

【0053】

実際の実施において、第１の補強板１０４は、熱伝導性が高く、かつ密度が小さいアルミニウム合金材料で製造されてもよい。

【0054】

図１、図６及び図１４に示すように、単電池１０２の長さ方向はＹ方向として定義され、高さ方向はＺ方向として定義され、厚さ方向はＸ方向として定義される。

【0055】

単電池１０２は、略直方体構造であり、単電池１０２は、直方体又は立方体であってもよく、又は、局所に異形があるが、ほぼ直方体又は立方体であってもよく、又は、局所に切り欠き、突起、面取り、曲がり、及び屈曲部位があるが、全体としてほぼ直方体又は立方体であってもよいことが理解できる。

【0056】

いくつかの実施形態では、単電池１０２は、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、かつ、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たす。

【0057】

単電池１０２は、長さが長く、厚さが薄く、単電池１０２を強度が大きい剛性部材と見なすことができ、ハウジング内に補強ビームとしてよく機能し、ハウジング内の補強リブの使用を減少させることができ、このように、電池パック１００全体の重量を軽減することに役立つだけでなく、ハウジングの構造を大幅に簡略化することができ、それにより電池パック１００の空間利用率及び電池パック１００のエネルギー密度を向上させることに役立つ。

【0058】

いくつかの実施例では、単電池１０２の高さ方向（すなわち、Ｚ方向）に、複数層の電池アレイ１０１が設けられ、隣接する二層の電池アレイ１０１の間に仕切り板が設けられ、上記仕切り板は、上記仕切り板の両側に位置する電池アレイ１０１に固定的に貼り付けられる。

【0059】

該実施形態では、二層の電池アレイ１０１の間に仕切り板を設けることにより、各層の電池アレイ１０１と電池アレイ１０１の上、下表面に位置する仕切り板又はパネルは、複数の工字形ビーム構造を形成し、ハニカム状構造を形成し、電池パック１００の剛性及び強度を大幅に向上させ、機械的安全性・信頼性を向上させることができる。

【0060】

いくつかの実施形態では、図１３に示すように、電池パック１００の全体強度をさらに向上させるために、少なくとも２つの隣接する単電池１０２の間に第２の補強板１０８が設けられる。第２の補強板１０８を設けることにより、電池アレイ１０１が三次元方向に受けた衝撃力をよく吸収し、電池アレイ１０１全体の機械的強度を向上させることができる。

【0061】

本願では、第２の補強板１０８は、アルミニウム板又は鋼板であってもよく、第２の補強板１０８の数が限定されず、１つ又は複数であってもよく、第２の補強板１０８の数が複数である場合、２つずつの隣接する単電池１０２の間にいずれも第２の補強板１０８が設けられてもよく、一部のみの隣接する単電池１０２の間に第２の補強板１０８が設けられてもよい。

【0062】

単電池１０２の電池パック１００全体における密な積み重ねを容易にするために、いくつかの実施形態では、第２の補強板１０８の形状は、単電池１０２の形状と略相似であり、すなわち、「ダミーセル」に製造することができる。「ダミーセル」は、外観から見ると、単電池１０２と同じであるが、「ダミーセル」の内部に正極、負極及びセパレータで構成された電極アセンブリがないものと理解することができ、「ダミーセル」は、ここで単に補強の作用を果たす。

【0063】

第２の補強板１０８は、両側に位置する単電池１０２に固定的に貼り付けられることにより、電池パック１００の全体構造を向上させる。

【0064】

いくつかの実施形態では、図５に示すように、電池パック１００は、上部カバー１０５及びトレイ１０３をさらに含み、トレイ１０３は、底板１０３５及び底板１０３５の周囲に周設された側枠を含み、上部カバー１０５とトレイ１０３は、接続されて電池収容キャビティを画定し、電池アレイ１０１は、上記電池収容キャビティ内に位置する。

【0065】

いくつかの実施形態では、２つの第１の補強板１０４は、それぞれ上部カバー１０５と底板１０３５を構成する。

【0066】

換言すれば、電池アレイ１０１の２つの表面は、それぞれ上部カバー１０５と底板１０３５に接着される。

【0067】

該実施形態では、電池アレイ１０１の上部カバー１０５に面する表面は、上部カバー１０５に接着され、電池アレイ１０１の底板１０３５に面する表面は、底板１０３５に接着されることにより、電池アレイ１０１の２つの反対側の表面は、いずれも電池パック１００のハウジングに接着され、かつ単電池１０２が接着され、これにより電池パック１００の一体性を向上させ、締結部材と電池との間の隙間、電池と電池との間の隙間、締結部材と締結部材との間の隙間を減少させ、さらに電池パック１００内の力受けの弱い箇所を減少させ、電池パック１００全体の強度及び剛性を向上させる。

【0068】

いくつかの実施形態では、一方の第１の補強板１０４は、上部カバー１０５の内表面に接着され（図示せず）、他方の第１の補強板１０４は、底板１０３５の内表面に接着される（図１１に示す）。このような方式の電池アレイ１０１は、電池パック１００のハウジングに間接的に接着され、組み立て及び加工を容易にする。

【0069】

いくつかの実施形態では、上部カバー１０５及び／又はトレイ１０３は、多層の複合構造であってもよく、電池パック１００が車両からの衝撃をよく受け、構造強度を向上させることができる。

【0070】

該実施形態では、電池パック１００の底板１０３５は、サンドイッチ複合材料の構造で設計することができ、電池モジュール全体を支持可能な構造強度を有する。底板１０３５は、複合板の構造に設計され、電池の底部の支持強度及び底部の飛び石防止及び耐衝突機能を統合する。電池の底部の支持強度機能と液冷機能を統合してもよい。

【0071】

例えば、いくつかの具体的な実施形態では、多層の複合構造は、二層のアルミニウム板と上記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、すなわち、多層の複合構造は、アルミニウム板／発泡アルミニウム板／アルミニウム板であるか、又は、多層の複合構造は、アルミニウム板／鋼板／アルミニウム板である。

【0072】

他の具体的な実施形態では、多層の複合構造は、二層の繊維複合層と上記二層の繊維複合層の間に介在された発泡材料層を含む。

【0073】

発泡材料層は、ポリウレタンフォーム又はフェノールフォーム材料などの発泡ポリマー材料を含み、発泡材料層を用いると、熱伝導率が低く、高い保温効果を果たすことができ、また、発泡材料の密度が低く、シールカバーが鋼板又はアルミニウム合金を用いることに比べて、電池パック１００がより軽量化される。

【0074】

上記繊維複合層は、ガラス繊維層及び／又は炭素繊維層を含む。すなわち、多層の複合層は、ガラス繊維層／発泡材料層／ガラス繊維層、炭素繊維層／発泡材料層／炭素繊維層、又は、ガラス繊維層／発泡材料層／炭素繊維層であってもよく、電池パック１００の上部カバー１０５及び／又はトレイ１０３を発泡材料層と発泡材料層の内側及び外側に分布する繊維複合層に設計し、繊維層は、高い引張強度及び弾性率を有し、電池パック１００の内部圧力が一定の範囲内で増大するときに依然として変形しないだけでなく、遮炎と断熱を効果的に行うこともでき、電池パック１００の極端な状況での安全性能を向上させる。

【0075】

一体型電池パック１００の構造強度は、車両の構造強度の一部とすることができ、電池パック１００は、車両の構造強度を強化し、車両のフレームにおける電池パック１００の構造強度を保護するための設計構造を簡略化し、車両の軽量化の設計要件を満たし、車両の設計及び製造コストを低減し、車両全体の製造効率を向上させる。

【0076】

いくつかの実施形態では、トレイ１０３の底板１０３５を多層の複合構造に直接設計する場合、トレイ１０３の底板１０３５が外力によって損傷すると、底板１０３５が単電池１０２と一体に接着されるため、底板１０３５を交換しにくく、メンテナンスしにくい。

【0077】

本願のいくつかの実施形態では、図１２に示すように、例えば、２つの第１の補強板１０４がそれぞれ上部カバー１０５と底板１０３５を構成する実施形態では、トレイ１０３の底板１０３５は単層のアルミニウム板であり、トレイ１０３の底板１０３５の外表面に保護板１１１が設けられ、保護板１１１は、多層の複合構造である。保護板１１１は、動力電池パック１００の底部が受ける飛び石及び衝突による動力電池パック１００への直接的な損傷を効果的に保護することができ、軽量化の設計構造で底部の飛び石防止及び耐衝突要件を満たし、高い安全性・信頼性を有する。同時に、底部防護板１１１の複合材料は、耐腐食性、耐老化性などの環境信頼性をさらに有し、底板１０３５は、取り外し可能で、保護能力が高く、構造がコンパクトであるように構造的に設計され、将来の販売後のメンテナンスを容易にし、販売後のメンテナンスコストを大幅に低減する。

【0078】

保護板１１１は、多層の複合構造であり、上記説明と一致するため、ここでは説明を省略する。

【0079】

保護板１１１と電池パック１００のトレイ１０３の枠は、リベット接合、自動パンチリベット、ボルト固定接続などの様々な接続固定方式を用いるように設計することができ、取り外し自在で、メンテナンス、保守及び検査を容易にする。

【0080】

図６及び図７に示すように、上部カバー１０５の側枠に対応する位置にシール溝があり、シール溝にシーラント層が設けられ、上部カバー１０５とトレイ１０３は、シーラント層によりシール接続される。

【0081】

該実施形態では、シール溝は、上部カバー１０５のみに設けられてもよく、側枠のみに設けられてもよく、上部カバー１０５及び側枠にいずれもシール溝が設けられてもよい。

【0082】

該実施形態では、上部カバー１０５と側枠の固定は、リベット又はボルト締結の方式を組み合わせてシール固定することができ、それにより電池パック１００全体のシール性能及び構造強度を向上させる。

【0083】

電池側枠のビームと上部カバー１０５とのシール嵌合箇所に、シールするためのシール溝が設計され、シーラントとシール溝を電池側枠又は上部カバー１０５に設計することにより、側枠と上部カバー１０５との間のシール及び固定を保証することができる。

【0084】

電池アレイ１０１と上記側枠の内表面との間に構造用接着剤が充填される。電池アレイ１０１と側枠との間の隙間は、常に力受けの弱い箇所となり、構造用接着剤を充填することにより、単電池１０２と側枠とを一体に接着し、強度を向上させる。

【0085】

図６、図７に示すように、いくつかの実施例では、単電池１０２は、略直方体であり、長さ方向に沿って反対側に設けられた第１の端部及び第２の端部を含み、側枠は、単電池１０２の長さ方向に沿って反対側に設けられた第１の側枠１０３１及び第２の側枠１０３２を含み、単電池１０２は、第１の側枠１０３１と第２の側枠１０３２との間に設けられ、単電池１０２の第１の端部は、第１の側枠１０３１に支持され、単電池１０２の第２の端部は、第２の側枠１０３２に支持される。換言すれば、単電池１０２は、第１の側枠１０３１と第２の側枠１０３２との間に延びる。

【0086】

単電池１０２は、第１の側枠１０３１と第２の側枠１０３２との間に延び、単電池１０２の両端は、それぞれ第１の側枠１０３１と第２の側枠１０３２に支持され、単電池１０２自体は、ハウジングの構造強度を補強する横ビーム又は縦ビームとして用いることができ、すなわち、その構造強度を補強するための補強構造をハウジングに設ける必要がなく、単電池１０２自体で補強構造を直接的に代替してハウジングの構造強度を保証し、ハウジングが外力作用で変形しにくいことを確保することができる。

【0087】

本願のいくつかの実施例では、第１の側枠１０３１に第１の支持段部１０３４が設けられ、第２の側枠１０３２に第２の支持段部が設けられ、単電池１０２の第１の端部は、第１の支持段部１０３４に支持され、単電池１０２の第２の端部は、第２の支持段部に支持される。

【0088】

本願のいくつかの実施例では、単電池１０２の第１の端部は、第１の側枠１０３１に直接的又は間接的に支持されてもよく、単電池１０２の第２の端部は、第２の側枠１０３２に直接的又は間接的に支持されてもよい。直接とは、単電池１０２の第１の端部が第１の側枠１０３１と直接的に接触して嵌合支持され、単電池１０２の第２の端部が第２の側枠１０３２と直接的に接触して嵌合支持されることを指す。

【0089】

図６及び図７に示すように、電池パック１００は、支持構造をさらに含み、単電池１０２の第１の端部は、支持構造により第１の側枠１０３１と嵌合支持され、単電池１０２の第２の端部は、支持構造により第２の側枠１０３２と嵌合支持される。

【0090】

ここでの嵌合とは、２つの側枠の間の間隔に１つの単電池１０２を嵌合して取り付けることができることを指し、このような嵌合は、隙間嵌合、締り嵌め、締結嵌合、固定嵌合などの様々な嵌合方式であってもよく、それにより本願の目的を達成する。

【0091】

単電池１０２の長さ方向の両端と側枠との間に支持構造を設けることにより、電池アレイ１０１の強度と電池の枠の強度を補強する作用を果たすことができる。

【0092】

側枠は、外力の作用を受けると、塑性変形が発生し、単電池１０２の長さ方向の両端と側枠との間に大きな隙間があると、側枠と単電池との間に力を伝達することができず、側枠は、電池アレイ１０１で補強の作用を果たすことができず、しかしながら、支持構造を設けると、側枠が外力を受けても、単電池１０２自体は強度が大きい剛性部材であり、支持構造により力を側枠に伝達し、側枠の塑性変形を防止することができる。

【0093】

具体的には、いくつかの実施形態では、図６、７及び１５に示すように、支持構造は、第１の支持ブロック１０６を含み、単電池１０２の第１の端部の下表面は、第１の支持ブロック１０６により上記第１の側枠１０３１に支持され、及び／又は、単電池１０２の第２の端部の下表面は、第１の支持ブロック１０６により第２の側枠１０３２に支持される。

【0094】

第１の支持ブロック１０６は、単電池１０２の長さ方向の両端の下表面に取り付けられて固定され、単電池１０２が電池アレイ１０１に配列される場合、単電池１０２に対して位置決め作用を果たすことができる一方で、単電池１０２とトレイ１０３の底板１０３５に対して絶縁隔離の作用を果たすことができ、さらに、側枠は、第１の支持ブロック１０６により単電池１０２の下端面と一体に接続されてもよく、電池パック１００全体の強度及び剛性を向上させることができる。

【0095】

単電池１０２の第１の端部の下表面は、第１の支持ブロック１０６により支持され、第１の側枠１０３１に支持されてもよく、第１の側枠１０３１上の支持段部に支持されてもよく、単電池１０２の第２の端部の下表面は、第１の支持ブロック１０６により支持され、第２の側枠１０３２に支持されてもよく、第２の側枠１０３２上の支持段部に支持されてもよい。

【0096】

本願のいくつかの実施形態では、支持構造は、第２の支持ブロック１０７を含み、単電池１０２の第１の端部の第１の側枠１０３１に面する側表面は、第２の支持ブロック１０７により第１の側枠１０３１と嵌合され、及び／又は、単電池１０２の第２の端部の第２の側枠１０３２に面する側表面は、第２の支持ブロック１０７により第２の側枠１０３２と嵌合される。

【0097】

単電池１０２は、電極端子を含み、電極端子は、それぞれ単電池１０２の第１の端部と第２の端部に設けられ、上記支持構造に開孔１０７１が設けられ、複数の上記単電池１０２の電極端子は、上記開孔１０７１を貫通してセルコネクタ１１０により電気的に接続される。

【0098】

本願の第１の実施形態では、図１０及び１４に示すように、電池パック１００は、絶縁仕切り板１０９をさらに含み、絶縁仕切り板１０９は、支持構造と上記側枠の内表面との間に位置する。絶縁仕切り板は、セルコネクタ１１０及び電極端子と側枠との導通を遮断して、短絡及び安全の問題が発生することを防止する。

【0099】

図７及び図１５に示すように、第２の支持構造は、電極端子の側面に取り付けられ、単電池１０２のセルコネクタ１１０及びフレキシブル回路基板ＦＰＣを固定することができる。

【0100】

単電池１０２の電極端子も力受けの弱い箇所であり、第２の支持ブロック１０７は、電極端子を保護することができ、第２の支持ブロック１０７がない場合、側枠が外力によって衝撃されるか又は押圧された後に電極端子に直接作用し、電池パック１００の故障を引き起こしやすい。

【0101】

本願では、支持構造の具体的な構造を限定せず、支持構造が一定の強度を有し、外力による変形に耐えることができればよく、いくつかの実施形態では、支持構造の材料は、ポリエーテルプラスチック（ＰＰＳ）、ガラス繊維、ポリカーボネート系のうちの一種又は複数種を含む。

【0102】

本願のいくつかの実施例では、側枠は、単電池１０２の配列方向に沿って反対側に設けられた第３の側枠１０３３及び第４の側枠を含み、複数の単電池１０２は、第３の側枠１０３３と第４の側枠との間に並列に配列され、第３の側枠１０３３と第４の側枠は、それぞれ隣接する単電池１０２に貼り付けられて固定される。

【0103】

第３の側枠１０３３と第４の側枠は、電池アレイ１０１と側枠を一体に形成し、電池の側枠は、単電池１０２の配列方向に沿って電池アレイ１０１をクランプする。

【0104】

すなわち、第３の側枠１０３３は、第３の側枠１０３３に隣接して設けられた単電池１０２に第４の側枠に向かう付勢力を印加し、第４の側枠は、第４の側枠に隣接して設けられた単電池１０２に第３の側枠１０３３に向かう付勢力を印加することにより、複数の単電池１０２は、第３の側枠１０３３と第４の側枠との間に緊密に配列することができ、複数の単電池１０２の間は、互いに貼り合わせることができる。また、第３の側枠１０３３及び第４の側枠は、複数の単電池１０２の位置を制限することができ、特に、単電池１０２がわずかに膨張するとき、単電池１０２に対して緩衝し、内向きの押圧力を提供する作用を果たし、単電池１０２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。

【0105】

電池アレイ１０１の膨張問題をさらに解決するために、第３の側枠１０３３及び／又は上記第４の側枠に補強ビームが設けられ、補強ビームは、隣接する単電池の外表面に密着するか、又は一定の隙間を予め設定することができ、電池アレイ１０１が膨張するときの位置制限作用を果たす。

【0106】

トレイ１０３の側枠と底板１０３５との間は、構造用接着剤で貼り付けられてもよく、直接溶接されてもよく、ボルトで接続されてもよく、側枠は、一体型枠であってもよく、分離型枠であってもよい。本願では、側枠は、好ましくは、分離型枠であり、すなわち、第１の側枠１０３１、第２の側枠１０３２、第３の側枠１０３３、及び第４の側枠は、分離し、２つの側枠の接続箇所で締結部材によりさらに補強することができる。

【0107】

以下のステップ１～７では、単電池１０２が直方体電池であり、単電池１０２の電極端子が単電池１０２の長さ方向に沿った両端に設けられ、第１の側枠１０３１、第２の側枠１０３２、第３の側枠１０３３、及び第４の側枠が分離型枠であり、２つの第１の補強板１０４がそれぞれ電池パックの上部カバー１０５と底板１０３５を構成することを例として、電池パック１００の組み立て方式を説明する。

【0108】

ステップ１では、複数の単電池１０２を厚さ方向に沿って電池アレイに配列し、単電池１０２を高さ方向に整列し、単電池１０２を長さ方向に整列し、単電池１０２の間を構造用接着剤１０１１で接着し、単電池１０２の配列方向をＸ方向として設定し、単電池１０２の長さ方向をＹ方向として設定する。

【0109】

ステップ２では、Ｘ方向に沿って、電池アレイ１０１の最外側の２つの単電池１０２の面積が最も大きい２つの反対側の第１の表面にそれぞれ第３の側枠１０３３と第４の側枠を接着する（この方向は電極端子の引き出し方向ではない）。

【0110】

ステップ３では、Ｙ方向に沿って、電池アレイ１０１の２つの端面に第１の側枠１０３１及び第２の側枠１０３２を設ける。

【0111】

ステップ４では、第１の側枠１０３１及び第２の側枠１０３２と第３の側枠１０３３及び第４の側枠との接続箇所を溶接又は締結部材（ボルトなど）の接続方式で接続する。

【0112】

ステップ４では、電池アレイ１０１の単電池１０２の配列方向に沿った２つの反対側の表面に２つの第１の補強板１０４を接着する。

【0113】

ステップ５では、第１の補強板１０４と、第１の側枠１０３１、第２の側枠１０３２、第３の側枠１０３３及び第４の側枠との接続箇所は、構造用接着剤又は締結部材で接続され、一方の第１の補強板１０４は、電池パック１００の上部カバー１０５であり、他方の第１の補強板１０４は、電池パック１００の底板１０３５である。

【0114】

ステップ６では、底板１０３５の外表面に保護板１１１を増設する。

【0115】

ステップ７では、電池アレイ１０１と側枠との隙間に構造用接着剤を充填するか、又は支持構造を設ける。

【0116】

以上の組み立て方式から分かるように、単電池１０２の６つの面は、いずれも強い構造強度を有し、電池パック１００を一体型構造に設計することにより、剛性及び強度を大幅に向上させ、機械的安全性・信頼性を大幅に向上させる。一体型電池パック１００の構造強度は、車両の構造強度の一部とすることができ、電池パック１００は、車両の構造強度を強化し、車両のフレームにおける電池パック１００の構造強度を保護するための設計構造を簡略化し、車両の軽量化の設計要件を満たし、車両の設計及び製造コストを低減し、車両の製造効率を向上させることができる。

【0117】

本願では、電池パック１００は、電池管理システムをさらに含む。

【0118】

本願の第２の態様に係る電気自動車は、上記電池パック１００を含む。該電気自動車は、航続力が強く、コストが低い。

【0119】

なお、本願の説明において、別に明確な規定と限定がない限り、用語「取付」、「連結」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよく、機械的な接続又は電気的な接続であってもよく、直接連結、中間媒体を介した間接連結であってもよく、２つの素子の内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

【0120】

本明細書の説明において、参照用語「実施例」、「具体的な実施例」、「例」などの説明は、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、任意の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。

【0121】

本願の実施例を例示して説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の原理及び趣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均等物によって限定される。

【符号の説明】

【0122】

１００、電池パック
１０１、電池アレイ １０１１、構造用接着剤
１０２、単電池
１０３、トレイ １０３１、第１の側枠 １０３２、第２の側枠 １０３３、第３の側枠 １０３４、第１の支持段部 １０３５、底板
１０４、第１の補強板
１０５、上部カバー
１０６、第１の支持ブロック
１０７、第２の支持ブロック １０７１、開孔
１０８、第２の補強板
１０９、絶縁仕切り板
１１０、セルコネクタ
１１１、保護板
Ｘ、単電池の厚さ方向
Ｙ、単電池の長さ方向
Ｚ、単電池の高さ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2022-06-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池アレイであって、複数の電池セルを含み、各電池セルは、長さＬ、厚さＤ、及び、前記長さＬと厚さＤとの間の高さＨで規定され、複数の単電池は、厚さ方向に沿って配列され、かつ、複数の単電池は構造用接着剤により互いに接着される、電池アレイと、
２つの第１の補強板であって、２つの第１の補強板は、互いに反対側に設けられ、かつ、２つの第１の補強板は、それぞれ、前記単電池の配列方向に沿って前記電池アレイの２つの表面に接着され、前記単電池間の相対位置を拘束する、２つの第１の補強板と、を含むことを特徴とする、電池パック。

【請求項2】

前記２つの第１の補強板は、それぞれ前記単電池の高さ方向に沿って反対側の２つの表面に接着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】

少なくとも１つの前記単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、かつ、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８を満たすことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。

【請求項4】

前記電池パックは、前記単電池の高さ方向に沿って設けられた複数層の電池アレイを含み、隣接する二層の電池アレイの間に仕切り板が設けられ、前記仕切り板は、前記仕切り板の両側に位置する電池アレイに固定的に貼り付けられることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項5】

少なくとも２つの隣接する前記単電池の間に第２の補強板が設けられ、前記第２の補強板は、前記第２の補強板の両側に位置する単電池に固定的に貼り付けられることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項6】

前記電池パックは、上部カバー及びトレイをさらに含み、前記トレイは、底板及び前記底板の周囲に周設された側枠を含み、前記上部カバーと前記トレイは、接続されて電池収容キャビティを画定し、前記電池アレイは、前記電池収容キャビティ内に位置することを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項7】

前記電池パックは、さらに側枠を含み、前記２つの第１の補強板は、それぞれ上部カバーと底板を構成し、トレイは、前記底板と前記側枠とで構成され、電池収容キャビティは、前記上部カバーと前記トレイとで形成され、複数の単電池を収容することを特徴とする、請求項１－５に記載の電池パック。

【請求項8】

前記電池パックは、保護板をさらに含み、前記保護板は、前記底板の外表面に位置することを特徴とする、請求項７に記載の電池パック。

【請求項9】

前記保護板は、二層のアルミニウム板と、前記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、
或いは、前記保護板は、二層の繊維複合層と、前記二層の繊維複合層の間に挟まれた挟まれた発泡ポリマー層を含み、前記繊維複合層は、ガラス繊維層又は炭素繊維層を含むことを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記２つの第１の補強板の外表面は、それぞれ前記上部カバーの内表面と前記底板の内表面に接着されることを特徴とする、請求項６～９のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項11】

前記底板と前記上部カバーのうちの少なくとも１つは、二層のアルミニウム板と、前記二層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板を含み、
或いは、前記底板と前記上部カバーのうちの少なくとも１つは、二層の繊維複合層と前記二層の繊維複合層の間に挟まれた発泡ポリマー層を含み、前記繊維複合層は、ガラス繊維層又は炭素繊維層を含むことを特徴とする、請求項６～１０のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項12】

前記上部カバーの前記側枠に対応する位置にシール溝が設けられ、前記シール溝にシーラント層が設けられ、前記上部カバーと前記トレイは、前記シーラント層によりシール接続されることを特徴とする、請求項６～１１のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項13】

前記電池アレイと前記側枠との間の隙間に構造用接着剤が充填されることを特徴とする、請求項６～１２のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項14】

前記単電池は、長さ方向に沿って互いに反対側に設けられた第１の端部及び第２の端部を含み、前記側枠は、前記単電池の長さ方向に沿って互いに反対側に設けられた第１の側枠及び第２の側枠を含み、各単電池の第１の端部は、前記第１の側枠に支持され、各単電池の第２の端部は、前記第２の側枠に支持されることを特徴とする、請求項６～１３のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項15】

前記第１の側枠に第１の支持段部が設けられ、前記第２の側枠に第２の支持段部が設けられ、前記単電池の第１の端部は、前記第１の支持段部に支持され、前記単電池の第２の端部は、前記第２の支持段部に支持されることを特徴とする、請求項１４に記載の電池パック。

【請求項16】

前記電池パックは、支持構造をさらに含み、各単電池の第１の端部と前記第１の側枠との間、及び／又は、各単電池の第２の端部と前記第２の側枠との間は、前記支持構造により嵌合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】

前記支持構造は、第１の支持ブロックを含み、各単電池の第１の端部の下表面は、前記第１の支持ブロックにより前記第１の側枠に支持され、及び／又は、各単電池の第２の端部の下表面は、前記第１の支持ブロックにより前記第２の側枠に支持されることを特徴とする、請求項１６に記載の電池パック。

【請求項18】

前記支持構造は、第２の支持ブロックを含み、各単電池の第１の端部の前記第１の側枠に面する側面は、前記第２の支持ブロックにより前記第１の側枠と嵌合され、及び／又は、各単電池の第２の端部の前記第２の側枠に面する側面は、前記第２の支持ブロックにより前記第２の側枠と嵌合されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の電池パック。

【請求項19】

各単電池は、電極端子を含み、前記電極端子は、それぞれ各単電池の第１の端部と第２の端部に設けられ、前記支持構造に開孔が設けられ、各単電池の電極端子は、それぞれ前記開孔を貫通してセルコネクタにより電気的に接続されることを特徴とする、請求項１６～１８のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項20】

前記電池パックは、絶縁仕切り板をさらに含み、前記絶縁仕切り板は、前記支持構造と前記側枠の内表面との間に位置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】

前記電池パックは、単電池の配列方向に沿って反対側に設けられた第３の側枠及び第４の側枠を含み、前記第３の側枠及び前記第４の側枠は、それぞれ隣接する単電池に貼り付けて固定されることを特徴とする、請求項６～２０のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項22】

前記第３の側枠及び／又は前記第４の側枠に補強ビームが設けられ、前記補強ビームは、電池アレイの膨張を制限す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】

前記第１の補強板の厚さは、１～３ｍｍであることを特徴とする、請求項１～２２のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項24】

請求項１～２３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、電気自動車。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0112】

ステップ５では、電池アレイ１０１の単電池１０２の配列方向に沿った２つの反対側の表面に２つの第１の補強板１０４を接着する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0113】

ステップ６では、第１の補強板１０４と、第１の側枠１０３１、第２の側枠１０３２、第３の側枠１０３３及び第４の側枠との接続箇所は、構造用接着剤又は締結部材で接続され、一方の第１の補強板１０４は、電池パック１００の上部カバー１０５であり、他方の第１の補強板１０４は、電池パック１００の底板１０３５である。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0114】

ステップ７では、底板１０３５の外表面に保護板１１１を増設する。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0115】

ステップ８では、電池アレイ１０１と側枠との隙間に構造用接着剤を充填するか、又は支持構造を設ける。

【国際調査報告】