特表 2023-537171 電池及び電力消費装置

(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】2023-08-31

(54)【発明の名称】電池及び電力消費装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/262 20210101AFI20230824BHJP

   H01M 50/207 20210101ALI20230824BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20230824BHJP

【ＦＩ】

H01M50/262 P

H01M50/207

H01M50/262 S

H01M50/271 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022563082

(86)(22)【出願日】2021-07-15

(85)【翻訳文提出日】2022-10-17

(86)【国際出願番号】 CN2021106381

(87)【国際公開番号】W WO2023283854

(87)【国際公開日】2023-01-19

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】唐▲ゆう▼

(72)【発明者】

【氏名】王鵬

(72)【発明者】

【氏名】呉夏逸

(72)【発明者】

【氏名】李振華

(72)【発明者】

【氏名】王湘

(72)【発明者】

【氏名】李星

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA07

5H040AA36

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC05

(57)【要約】

本出願の実施例は、電池及び電力消費装置を提供する。電池（２００）は、筐体（１１）と筐体（１１）に固定される固定ビーム（１２）とを含む筐体コンポーネント（１）と、筐体（１１）内に設けられ、第１の方向（Ｘ）に沿って配列される複数の電池単体（２１）を含む電池モジュール（２）と、電池モジュール（２）を覆うためのものであり、且つ固定ビーム（１２）に固定される拘束部材（３）であって、拘束部材（３）上に脆弱領域（３１１）が設けられ、脆弱領域（３１１）は、拘束部材（３）に電池単体（２１）の膨張力を受ける時に変形を発生させるように構成される拘束部材（３）とを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池（２００）であって、
筐体（１１）と、前記筐体（１１）に固定される固定ビーム（１２）と、を含む筐体コンポーネント（１）と、
前記筐体（１１）内に設けられ、第１の方向（Ｘ）に沿って配列される複数の電池単体（２１）を含む電池モジュール（２）と、
前記電池モジュール（２）を覆うためのものであり、且つ前記固定ビーム（１２）に固定される拘束部材（３）と、
を含み、
前記拘束部材（３）上に脆弱領域（３１１）が設けられ、前記脆弱領域（３１１）は、前記拘束部材（３）に前記電池単体（２１）の膨張力を受ける時に変形を発生させるように構成される、電池（２００）。

【請求項2】

前記脆弱領域（３１１）は、少なくとも前記第１の方向（Ｘ）に沿って隣り合う前記電池単体（２１）の隣接領域に設けられる、請求項１に記載の電池（２００）。

【請求項3】

前記脆弱領域（３１１）は、第２の方向（Ｙ）に沿って延在する溝を含み、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に垂直である、請求項１又は２に記載の電池（２００）。

【請求項4】

前記脆弱領域（３１１）は、第２の方向（Ｙ）に沿って連続して設けられ、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に垂直である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池（２００）。

【請求項5】

前記脆弱領域（３１１）は、第３の方向（Ｚ）に沿って前記拘束部材（３）を貫通し、前記第３の方向（Ｚ）は、前記第１の方向（Ｘ）と第２の方向（Ｙ）で形成される平面に垂直であり、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に垂直である、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池（２００）。

【請求項6】

前記拘束部材（３）の前記筐体（１１）から離れる側に設けられ、且つ前記筐体（１１）の開口端を閉鎖する外蓋（４）をさらに含み、前記外蓋（４）の内表面と前記拘束部材（３）の外表面との間に予め設定された隙間（Ｌ）を有する、請求項５に記載の電池（２００）。

【請求項7】

前記拘束部材（３）と少なくとも一部の前記電池単体（２１）との間に接着層（５）が設けられ、前記接着層（５）は、前記脆弱領域（３１１）を通って溢れ出し、前記拘束部材（３）の前記電池単体（２１）から離れる表面にリミットボス（５１）を形成する、請求項５又は６に記載の電池（２００）。

【請求項8】

前記電池モジュール（２）の第２の方向（Ｙ）に沿う両側にいずれも前記固定ビーム（１２）が設けられ、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に垂直であり、
前記拘束部材（３）は、
前記電池モジュール（２）を覆うように構成されるリミット部（３１）と、
前記リミット部（３１）の前記第２の方向（Ｙ）に沿う両側にそれぞれ接続され、前記電池モジュール（２）の両側の前記固定ビーム（１２）にそれぞれ固定される二つの取り付け部（３２）と、を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池（２００）。

【請求項9】

前記リミット部（３１）全体は、前記取り付け部（３２）に対して、前記電池モジュール（２）から離れる側へ突出する、請求項８に記載の電池（２００）。

【請求項10】

電力消費装置であって、前記電力消費装置に電気エネルギーを提供するための、請求項１～９のいずれか１項に記載の電池（２００）を含む、電力消費装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、電池技術分野に関し、特に電池及び電力消費装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオンなどの電池は、エネルギー密度が高く、パワー密度が高く、繰り返し利用回数が多く、貯蔵期間が長いなどの利点を有することに伴い、電気自動車において既に広く用いられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、電気自動車の電池の使用の信頼性と耐用年数を延長することは、従来から、業界の難題の一つである。

【0004】

本出願の目的は、電池の使用の信頼性と耐用年数を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本出願の第１の方面によれば、電池を提供する。前記電池は、
筐体と、筐体に固定される固定ビームとを含む筐体コンポーネントと、
筐体内に設けられ、第１の方向に沿って配列される複数の電池単体を含む電池モジュールと、
電池モジュールを覆うためのものであり、且つ固定ビームに固定される拘束部材と、
を含み、
拘束部材上に脆弱領域が設けられ、脆弱領域は、拘束部材に電池単体の膨張力を受ける時に変形を発生させるように構成される。

【0006】

いくつかの実施例において、脆弱領域は、少なくとも第１の方向に沿って隣り合う電池単体の隣接領域に設けられる。

【0007】

いくつかの実施例において、脆弱領域は、第２の方向に沿って延在する溝を含み、第２の方向は、第１の方向に垂直である。

【0008】

いくつかの実施例において、脆弱領域は、第２の方向に沿って連続して設けられ、第２の方向は、第１の方向に垂直である。

【0009】

いくつかの実施例において、脆弱領域は、第３の方向に沿って拘束部材を貫通し、第３の方向は、第１の方向と第２の方向で形成される平面に垂直であり、第２の方向は、第１の方向に垂直である。

【0010】

いくつかの実施例において、拘束部材の筐体から離れる側に設けられ、且つ筐体の開口端を閉鎖する外蓋をさらに含み、外蓋の内表面と拘束部材の外表面との間に予め設定された隙間を有する。

【0011】

いくつかの実施例において、拘束部材と少なくとも一部の電池単体との間に接着層が設けられ、接着層は、脆弱領域を通って溢れ出し、拘束部材の電池単体から離れる表面にリミットボスを形成する。

【0012】

いくつかの実施例において、電池モジュールの第２の方向に沿う両側にいずれも固定ビームが設けられ、第２の方向は、第１の方向に垂直であり、拘束部材は、
電池モジュールを覆うように構成されるリミット部と、
リミット部の第２の方向に沿う両側にそれぞれ接続され、電池モジュールの両側の固定ビームにそれぞれ固定される二つの取り付け部と、を含む。

【0013】

いくつかの実施例において、リミット部全体は、取り付け部に対して、電池モジュールから離れる側へ突出する。

【0014】

本出願の第２の方面によれば、電力消費装置を提供する。前記電力消費装置は、電力消費装置に電気エネルギーを提供するための上記実施例の電池を含む。

【0015】

本出願の実施例の電池は、拘束部材上に脆弱領域を設けることで、拘束部材の一部分が膨張した電池単体に伴ってより変形しやすくなり、拘束部材の追従能力を高めることができ、電池単体の膨張が他の電池単体に対する拘束部材の拘束力に影響を及ぼすことを防止できるだけでなく、接着層が設けられている場合、拘束部材と電池単体との間の接着層の脱離程度を減少させることもできる。これによって、拘束部材全体の構造強度に影響を及ぼさない上で、電池単体に対する拘束部材の拘束力を確保し、電池の故障を防止することによって、電池の作動の信頼性と耐用年数を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本出願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下では、本出願の実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明するが、明らかなことに、以下に説明する図面は、本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な労力を支払うことなく、図面に基づいて他の図面を入手することができる。

【図1】本出願による電池を車両に取り付けるいくつかの実施例の構造概略図である。

【図2】本出願の電池のいくつかの実施例の構造概略図である。

【図3】本出願の電池における電池単体のいくつかの実施例の分解図である。

【図4】本出願の電池のいくつかの実施例の内部構造分解図である。

【図5】本出願の電池のいくつかの実施例の内部構造概略図である。

【図6】本出願の電池のいくつかの実施例における拘束部材と電池モジュールの取り付け関係の概略図である。

【図7】本出願の電池における拘束部材のいくつかの実施例の斜視図である。

【図8】本出願の電池における拘束部材のいくつかの実施例の上面図である。

【図9】本出願の電池における拘束部材のいくつかの実施例の側面図である。

【図10】本出願の電池における接着層が脆弱領域の位置する位置から溢れ出してリミットボスを形成する構造概略図である。

【0017】

図面において、図面は、実際の縮尺に応じて描かれるものではない。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面と実施例を結び付けて、本出願の実施形態をさらに詳しく説明する。以下の実施例の詳細な記述と図面は、本出願の原理を例示的に説明するためのものであるが、本出願の範囲を限定するために使用されることはできず、即ち、本出願は、説明される実施例に限定されない。

【0019】

本明細書の記述において、なお、特に説明されていない限り、「複数」は二つ以上を意味し、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語によって指示される方位又は位置関係は、単に本出願の説明を容易にし、説明を簡略化するためのものであり、言及される装置又は要素が特定の方位を有し、特定の方位で構成して動作しなければならないことを指示又は示唆するものではないため、本出願を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、単に説明のためのものであり、相対的な重要性を指示又は示唆するものとして理解されるべきではない。「垂直」とは、厳密な意味での垂直ではなく、誤差許容範囲内である。「平行」とは、厳密な意味での平行ではなく、誤差許容範囲内である。

【0020】

下記の記述に現れる方位用語は、いずれも図面に示す方向であり、本出願の具体的な構造を限定するものではない。本出願の記述において、なお、特に明記し、限定する場合を除き、「取り付け」、「繋がり」、「接続」という用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接的な接続であってもよく、中間媒体を介した間接的な接続であってもよい。当業者にとって、本出願における上記の用語の具体的な意味は、具体的な状況に応じて理解されてもよい。

【0021】

以下の実施例において、各方位を明確に記述するために、以下、各方向を定義する。図４の座標系を例として、第１の方向Ｘは、電池２００の高さ方向に垂直な平面内に位置し、例えば、第１の方向Ｘは、電池２００の長手方向を表し、第２の方向Ｙも電池２００の高さ方向に垂直な平面内に位置し、且つ第１の方向Ｘに垂直であり、例えば、第２の方向Ｙは、電池２００の幅方向を表し、第３の方向Ｚは、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面に垂直であり、例えば、第３の方向Ｚは、電池２００の高さ方向を表す。

【0022】

図４以外の実施例において、第１の方向Ｘは、電池２００の幅方向を表してもよく、第２の方向は、電池２００の長手方向を表し、又は、第１の方向Ｘは、電池２００の高さ方向に垂直な平面内に位置する任意の方向を表す。

【0023】

このような方位の定義によれば、「上」、「下」、「頂部」、「底部」、「前」、「後」、「内」及び「外」などで指示される方向又は位置関係の記述を用い、これは、単に本出願の説明を容易にするためのものであり、言及される装置が特定の方向を有し、特定の方向で構成して動作しなければならないことを指示又は示唆するものではないため、本出願の保護範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0024】

本出願の発明創造過程の一部として、発明者らは、無数の実験と検証を経て、電池の信頼性と耐用年数の低下の原因が以下のとおりである可能性があることを発見した。

【0025】

複数の電池単体を筐体内に平置きする電池について、筐体の底板と天板によって、電池単体の膨張面に対して拘束を行う。電池単体を縦置きする電池に比べて、電池単体の膨張面の受ける拘束力が小さく、膨張が発生しやすく、電池単体内部の電池コアが一定の程度（例えば、１６％）まで膨張すると、天板と電池単体の膨張面の変形度が一致せず、電池単体と天板との接着面の脱ガムがひどく、電池単体に対する天板の拘束作用が弱くなり、電池単体が筐体内で揺れ、又は、電池の構造部品が大きすぎる応力を受けて変形又は故障する可能性がある。

【0026】

そして、一部の電池単体の膨張度が比較的大きければ、天板全体が反り上がって変形するとともに、他の電池単体の拘束効果にも影響を及ぼし、天板が電池単体の変形に追従する能力が比較的悪い。

【0027】

天板の厚さを薄くすれば、天板が電池単体の変形に追従する能力が高まり、脱ガム度を減少させることができるが、全体の構造強度に影響を及ぼし、電池の構造強度需要を満たしにくい。

【0028】

従って、本出願は、電池の使用の信頼性と耐用年数を向上させるために、電池全体の構造強度を保証し、且つ電池単体を拘束する天板の変形程度を低下させて、脱ガムの問題を改善することによって、電池セルが受ける拘束力を確保する。

【0029】

電力消費装置は、電池を用いてもよく、電池は、電力消費装置に対して電気エネルギーを提供するように構成される。この電力消費装置は、携帯電話、ポータブル機器、ノートパソコン、電気バイク、電気自動車、船舶、宇宙船、電気玩具及び電気工具などであってもよく、例えば、宇宙船は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙飛行船などを含み、電気玩具は、据置式又は移動式の電気玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電気船舶玩具及び電気飛行機玩具などを含み、電気工具は、金属切削電気工具、研削電気工具、組立用電気工具及び鉄道用電気工具、例えば、電気ドリル、電気グラインダ、電気レンチ、電気ドライバ、電気ハンマ、電気インパクトドリル、コンクリートバイブレータ、電気フライスなどを含む。

【0030】

図１に示すように、電力消費装置は、車両１００、例えば、新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、純電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー型自動車などであってもよく、又は、電池を用いる装置は、無人機又は船舶などであってもよい。車両１００は、電池２００を含み、電池２００は、車両の作動に電気エネルギーを提供するためのものである。

【0031】

車両１００は、アクスル１０１と、アクスル１０１に接続される車輪１０２と、モータ１０３と、コントローラ１０４と、をさらに含み、モータ１０３は、アクスル１０１の回転を駆動するためのものであり、コントローラ１０４は、モータ１０３の作動を制御するためのものであり、電池２００は、モータ１０３及び車両における他の部材の作動に対して電気エネルギーを提供するためのものである。

【0032】

図２に示すように、電池２００は、筐体コンポーネント１と、電池モジュール２と、外蓋４と、を含んでもよく、筐体コンポーネント１の内部は、中空構造であり、電池モジュール２は、筐体コンポーネント１内に収容される。筐体コンポーネント１は、電池モジュール２に対して収容空間を提供するためのものである。いくつかの実施例において、外蓋４と筐体コンポーネント１とが互いに合わせることで、電池モジュール２を収容するための収容空間が確定される。無論、筐体コンポーネント１と外蓋４との接続部は、シール材（図示されない）によって封止を実現してもよく、シール材は、シールリング、シーラントなどであってもよい。

【0033】

電池モジュール２において、一つ又は複数の電池単体２１を設けてもよい。電池単体２１が複数であれば、複数の電池単体２１の間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、複数の電池単体２１に直列接続も並列接続も含まれることを意味する。電池単体２１は、円柱形、角形又は他の形状の二次電池であってもよい。

【0034】

図３に示すように、電池単体２１は、ハウジング２１１と、電極コンポーネント２１２と、エンドキャップ２１５と、を含んでもよい。ハウジング２１１は、開口を有し、電極コンポーネント２１２は、ハウジング２１１内に収容され、エンドキャップ２１５は、ハウジング２１１の開口を閉鎖するためのものである。エンドキャップ２１５は、エンドキャップ本体２１５Ａと、エンドキャップ本体２１５Ａ上に設けられる正極端子２１５Ｂ、負極端子２１５Ｃ及び防爆弁２１５Ｄとを含む。電極コンポーネント２１２は、一つ又は複数積層されて設けられてもよく、各電極コンポーネント２１２上にいずれも二つの接続部２１３が形成され、二つの接続部２１３は、いずれもアダプタ２１４を介して正極端子２１５Ｂ及び負極端子２１５Ｃに接続される。

【0035】

ここで、電極コンポーネント２１２は、正極板と、負極板（図示せず）と、セパレータ（図示されない）とを含んでもよい。電極コンポーネント２１２は、正極板、セパレータ及び負極板を巻き取ることで形成される巻き取り式構造であってもよく、正極板、セパレータ及び負極板を積層して配置することで形成される積層式構造であってもよい。電極コンポーネント２１２は、正極タブと、負極タブとをさらに含み、正極板における、正極活性物質層がコーディングされていない正極集電体を正極タブとしてもよく、負極板における、負極活性物質層がコーディングされていない負極集電体を負極タブとしてもよい。

【0036】

いくつかの実施例において、図４に示すように、本出願は、電池２００を提供する。この電池２００は、筐体コンポーネント１と、電池モジュール２と、拘束部材３とを含む。ここで、筐体コンポーネント１は、筐体１１と、筐体１１に固定される固定ビーム１２とを含み、電池モジュール２は、筐体１１内に設けられ、電池モジュール２は、第１の方向Ｘに沿って配列される複数の電池単体２１を含み、拘束部材３は、電池モジュール２を覆うためのものであり、且つ固定ビーム１２に固定され、拘束部材３上に脆弱領域３１１が設けられ、脆弱領域３１１は、拘束部材３に、電池単体２１の膨張力を受ける時に変形を発生させるように構成される。

【0037】

例えば、固定ビーム１２は、第１の方向Ｘに沿って設けられてもよく、第１の方向Ｘは、電池２００の長手方向又は幅方向などであってもよい。固定ビーム１２は、第２の方向Ｙに沿って間隔をあけて複数設けられてもよく、拘束部材３は、隣り合う二つの固定ビーム１２によって固定される。固定ビーム１２として、中実固定ビーム又は中空固定ビームを用いてもよく、その断面は、矩形、台形又はＣ字状などであってもよく、その上表面は、平面として設けられてもよく、それにより拘束部材３を固定ビーム１２の上表面に固定し、又は、拘束部材３は、固定ビーム１２の側面に固定されてもよい。

【0038】

例えば、複数の電池単体２１は、一層又は多層で設けられてもよく、各層の電池単体２１は、いずれも、一列又は第２の方向Ｙに沿って並列に設けられる複数列の電池単体２１を含み、各列の電池単体２１に、いずれも、第１の方向Ｘに沿って並列に設けられる複数の電池単体２１が含まれる。ここで、電池単体２１における正極板及び負極板は、第３の方向Ｚに沿って積層されて設けられ、電池単体２１は、第３の方向Ｚに沿って膨張しやすい。

【0039】

拘束部材３は、電池モジュール２を覆うためのものであり、ここで言及された「覆う」とは、完全に覆うことであってもよく、部分的に覆うことであってもよく、即ち、拘束部材３に、電池単体２１を露出させる孔、溝などの構造特徴が設けられることを許容し、電池モジュール２における各電池単体２１の第３の方向Ｚに沿う膨張に対する拘束力を提供できればよい。拘束効果を高めるために、拘束部材３と電池モジュール２との間に接着層５が設けられ、例えば、糊（接着剤）又は粘着性を有する他の材料によって接着される。

【0040】

本出願のこの実施例は、固定ビーム１２に固定される拘束部材３を設けることで、電池単体２１が膨張する時、電池単体２１に対して安定かつ有効な押圧力を提供し、電池単体２１の膨張変形度を低下させることができる。

【0041】

そして、拘束部材３上に脆弱領域３１１を設けることで、拘束部材３の一部分が膨張した電池単体２１に伴ってより変形しやすくなり、拘束部材３の追従能力を高めることができ、電池単体２１の膨張が他の電池単体２１に対する拘束部材３の拘束力に影響を及ぼすことを防止できるだけでなく、接着層５が設けられている場合、拘束部材３と電池単体２１との間の接着層５の脱離程度を減少させることもできる。これによって、この実施例は、拘束部材３全体の構造強度に影響を及ぼさない上で、電池単体２１に対する拘束部材３の拘束力を確保し、電池２００の故障を防止することによって、電池２００の作動の信頼性と耐用年数を向上させる。

【0042】

いくつかの実施例において、図４に示すように、脆弱領域３１１は、少なくとも第１の方向Ｘに沿って隣り合う電池単体２１の隣接領域に設けられる。

【0043】

この実施例は、脆弱領域３１１を電池単体２１の側縁に設けることで、電池単体２１に対する拘束部材３の拘束力を可能な限り確保することができ、第１の方向Ｘに沿って隣り合う電池単体２１を仕切ることもでき、拘束部材３が隣り合う電池単体２１の間で伝達する力が弱くなり、拘束部材３の追従能力を高め、隣り合う電池単体２１の膨張による相互干渉を防止することができる。そして、接着層５が設けられている場合、拘束部材３と電池単体２１との間の接着層５の脱離程度を減少させ、電池単体２１に対する拘束部材３の拘束力を確保することによって、電池２００の作動の信頼性と耐用年数を向上させることもできる。

【0044】

いくつかの実施例において、図５に示すように、脆弱領域３１１は、第２の方向Ｙに沿って延在する溝を含み、溝は、凹溝又は通路溝として設けられてもよく、第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘに垂直である。例えば、溝は、拘束部材３全体の強度を確保した上で、局所的な強度を低下させる細長い溝であってもよい。

【0045】

例えば、溝の第２の方向Ｙに沿って延在する寸法範囲は２ｍｍ～２０ｍｍであってもよく、この寸法範囲は、電池単体２１の寸法に関わり、一般的には、第２の方向Ｙにおいて、溝の寸法範囲は、電池単体２１の二倍の寸法±４０ｍｍに設定される。

【0046】

この実施例の脆弱領域３１１は、設けやすく、プレス又は機械加工の方式で形成されてもよい。隣り合う電池単体２１の隣接領域に溝を設けるという構造により、隣り合う電池単体２１の膨張による相互干渉を防止できるとともに、拘束部材３が電池単体２１の膨張面を覆う面積を向上させ、電池単体２１に対する拘束力を増加させることができる。

【0047】

いくつかの実施例において、図５及び図６に示すように、脆弱領域３１１は、第２の方向Ｙに沿って連続して設けられ、第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘに垂直である。

【0048】

この実施例は、拘束部材３における脆弱領域３１１を設ける領域が、膨張した電池単体２１に伴ってより変形しやすくなり、拘束部材３の追従能力を高めることができ、電池単体２１の膨張が隣り合う電池単体２１に対する拘束力に影響を及ぼすことを防止し、拘束部材３と電池単体２１との間の接着層５の脱離程度を減少させることによって、電池２００の作動の信頼性と耐用年数を向上させることができる。任意選択的に、脆弱領域３１１は、第２の方向Ｙに沿って間隔をあけて多段設けられる。

【0049】

いくつかの実施例において、脆弱領域３１１は、第３の方向Ｚに沿って拘束部材３を貫通し、第３の方向Ｚは、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面に垂直であり、第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘに垂直である。

【0050】

この実施例は、拘束部材３を貫通する脆弱領域３１１を設けることで、拘束部材３の局所的な強度を弱くすることに有利であり、拘束部材３が、膨張した電池単体２１に伴ってより変形しやすくなり、拘束部材３の追従能力をさらに高めることができ、電池単体２１の膨張が隣り合う電池単体２１に対する拘束力に影響を及ぼすことを防止し、拘束部材３と電池単体２１との間の接着層５の脱離程度を減少させることによって、電池２００の作動の信頼性と耐用年数を向上させることができる。任意選択的に、脆弱領域３１１は、さらに、薄肉部であってもよく、又は、脆弱領域３１１の材料強度は、拘束部材３の、脆弱領域３１１以外の他の領域の材料強度よりも小さい。

【0051】

いくつかの実施例において、電池２００は、拘束部材３の筐体１１から離れる側に設けられ、且つ筐体１１の開口端を閉鎖する外蓋４をさらに含み、外蓋４の内表面と拘束部材３の外表面との間に予め設定された隙間Ｌを有する。

【0052】

この実施例は、拘束部材３が設けられているため、外蓋４の変形を低減させ、電池の封止性を向上させることができる。そして、拘束部材３を設けることで、外蓋４の変形を低減させ、電池２００が車両に用いられる時、長期間使用した後に、依然として、元の取り付け位置で順調に着脱を行うこともでき、電池２００のメンテナンスの難しさを低下させることができ、且つ電池２００の変形によって車両における取り付け構造部品に外力を印加することを防止することもできる。

【0053】

いくつかの実施例において、図１０に示すように、拘束部材３と少なくとも一部の電池単体２１との間に接着層５が設けられ、脆弱領域３１１は、第３の方向Ｚに沿って拘束部材３を貫通し、接着層５は、脆弱領域３１１を通って溢れ出し、拘束部材３の電池単体２１から離れる表面にリミットボス５１を形成する。例えば、電池モジュール２は、複数層の電池単体２１を含み、拘束部材３と最上層の電池単体２１との間に接着層５が設けられ、隣り合う層の電池単体２１の間、又は最下層の電池単体２１と筐体１１との間には、接着層５が設けられていてもよい。

【0054】

この実施例は、拘束部材３の追従能力を高める上で、接着層５の塗布プロセスに合わせて、例えば糊などの接着剤が電池単体２１から離れる拘束部材３の表面上に溢れ出すことを制御して、「リベット」構造を形成することができ、リミットボス５１のリミット作用を受けることにより、隣り合う電池単体２１の間の位置における拘束部材３の反り量を減少させることができ、それによって接着層５の脱離を効果的に減少させ、電池２００の構造強度を向上させ、電池２００の作動の信頼性と安全性を確保することができる。

【0055】

脆弱領域３１１が第１の方向Ｘに沿って隣り合う電池単体２１の隣接領域に設けられる実施例について、二つの電池単体２１の隣接領域は、剥がれが最も発生しやすい領域であるため、リミットボス５１を設けることで、電池単体２１の膨張による接着層５の脱離の問題を改善し、構造安定性を向上させることができる。そして、電池単体２１の側縁位置は、膨張程度が最も小さい位置であるため、ここで接着層５が溢れ出すように形成されており、電池単体２１の膨張空間を占有せず、電池単体２１の膨張隙間にも影響を及ぼさず、そのため電池２００のエネルギー密度に影響を及ぼさない。

【0056】

そして、外蓋４の内表面と拘束部材３の外表面との間に予め設定された隙間Ｌを有し、リミットボス５１を形成するための空間を残すだけでなく、電池単体２１の適切な膨張のための空間も残す。

【0057】

いくつかの実施例において、図４に示すように、電池モジュール２の第２の方向Ｙに沿う両側にいずれも固定ビーム１２が設けられ、第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘに垂直であり、ここで、図７から図９に示すように、拘束部材３は、電池モジュール２を覆うように構成されるリミット部３１と、それぞれ、リミット部３１の第２の方向Ｙに沿う両側に接続され、それぞれ、電池モジュール２の両側の固定ビーム１２に固定される二つの取り付け部３２とを含む。例えば、拘束部材３は、板金プレス成形プロセスで成形されてもよい。

【0058】

二つの取り付け部３２に、いずれも、固定ビーム１２の延在方向に沿って複数の取り付け孔３２１が間隔をあけて設けられ、固定ビーム１２に、自分の延在方向に沿って複数の第２の取り付け孔が間隔をあけて設けられる。複数の締め具６は、それぞれ、対応する取り付け孔３２１と第２の取り付け孔を貫通して、拘束部材３を固定ビーム１２に取り付ける。例えば、締め具６は、ネジ、ボルト又はリベットなどであってもよい。拘束部材３の位置決め精度を向上させるために、取り付け部３２に、位置決め孔３２２が設けられてもよく、それにより締め具６によって固定する前に、ピンによって位置決めする。

【0059】

この実施例の電池２００は、拘束部材３を両側の固定ビーム１２に固定することで、電池モジュール２が膨張する時、各電池モジュール２に対して安定かつ有効な押圧力を提供し、電池モジュール２の膨張変形度を低下させることができる。

【0060】

図７から図９に示すように、リミット部３１全体は、取り付け部３２に対して、電池モジュール２から離れる側へ突出する。

【0061】

この実施例は、固定ビーム１２の設置高さを低下させ、固定ビーム１２の強度を確保することができるだけでなく、締め具６を用いて取り付け部３２を固定ビーム１２に固定する時、締め具６がリミット部３１の天井面から突出することを避けることができ、電池２００の高さを減少させることができる。そして、拘束部材３全体の剛度を向上させることができる。

【0062】

以下、図４から図１０を結び付けて、本出願の電池２００の一つの具体的な実施例を提供する。

【0063】

筐体１１内に、第２の方向Ｙに沿って複数本の固定ビーム１２が設けられ、電池モジュール２は、隣り合う固定ビーム１２の間に設けられ、拘束部材３は、電池モジュール２を覆うためのものであり、かつ両側の固定ビーム１２に固定される。電池モジュール２は、第２の方向Ｙに沿って並列に設けられる少なくとも二列の電池単体２１を含み、各列の電池単体２１に、いずれも、少なくとも二層の電池単体２１が含まれ、且つ各層の電池単体２１は、いずれも、第１の方向Ｘに沿って並列に設けられる複数の電池単体２１を含む。少なくとも二列の電池単体２１のうちの電池単体２１は、第１の方向Ｘに沿って整列される。各電池単体２１は、筐体１１内に平置きされ、電極コンポーネント２１２における正極板と負極板は、第３の方向Ｚに沿って積層されて設けられ、電極コンポーネント２１２は、主に、第３の方向Ｚに沿って膨張し、電池単体２１の最大側面は、第３の方向Ｚに垂直であるように設けられる。

【0064】

ここで、拘束部材３に、第１の方向Ｘに沿って、第２の方向Ｙに沿って延在する複数の脆弱領域３１１が間隔をあけて設けられ、脆弱領域３１１は、第１の方向Ｘに沿って隣り合う電池単体２１の位置に設けられ、且つ脆弱領域３１１は、第３の方向Ｚに沿って拘束部材３を貫通する溝であり、溝は、直線に沿って延在し、且つ少なくとも二列の電池単体２１を貫通することができる。拘束部材３と最上層の電池単体２１との間に接着層５が設けられ、接着層５は、脆弱領域３１１を通って溢れ出し、拘束部材３の電池単体２１から離れる表面にリミットボス５１を形成する。任意選択的に、脆弱領域３１１は、第１の方向Ｘに沿って延在するように設けられてもよく、例えば、隣り合う二列の電池単体２１の間の領域に設けられてもよく、それによって二列の電池単体２１の膨張時の相互干渉を防止する。

【0065】

好ましい実施例を参照しながら、本出願について説明したが、本出願の範囲を逸脱することなく、種々の改良を行うことができ、且つそのうちの部品を等価物で置換することができる。特に、各実施例で言及された各技術的特徴は、構造の矛盾が生じない限り、任意に組み合わせることができる。本出願は、本明細書に開示された特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に含まれる全ての技術案を含むものである。

【符号の説明】

【0066】

１００ 車両
１０１ アクスル
１０２ 車輪
１０３ モータ
１０４ コントローラ
２００ 電池
２１１ ハウジング
２１２ 電極コンポーネント
２１３ 接続部
２１４ アダプタ
２１５ エンドキャップ
２１５Ａ エンドキャップ本体
２１５Ｂ 正極端子
２１５Ｃ 負極端子
２１５Ｄ 防爆弁
１ 筐体コンポーネント
１１ 筐体
１２ 固定ビーム
２ 電池モジュール
２１ 電池単体
３ 拘束部材
３１ リミット部
３１１ 脆弱領域
３２ 取り付け部
３２１ 取り付け孔
３２２ 位置決め孔
４ 外蓋
５ 接着層
５１ リミットボス
６ 締め具
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向
Ｚ 第３の方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】