(57)【要約】  本発明は、電池パック、車両及びエネルギー蓄積装置に関し、前記電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最大値である第１の寸法を有し、少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦第１の寸法≦２５００ｍｍの条件を満たす。バッテリーパックは、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。前記支持部材は、支持領域に当接して前記単電池を支持する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池アレイ及び支持部材を含み、
前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最大値である第１の寸法を有し、
少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦第１の寸法≦２５００ｍｍの条件を満たし、かつケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持されることを特徴とする、電池パック。
【請求項２】
前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最小値である第２の寸法を有し、前記第２の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｐ方向であり、複数の単電池は、前記少なくとも１つの単電池のＰ方向に沿って配列されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記少なくとも１つの単電池は、１０≦第１の寸法／第２の寸法≦２０８の条件を満たすことを特徴とする、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記少なくとも１つの単電池は、２３≦第１の寸法／第２の寸法≦２０８の条件を満たすことを特徴とする、請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記少なくとも１つの単電池は、５０≦第１の寸法／第２の寸法≦７０の条件を満たすことを特徴とする、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記ケースは、ケース本体と、ケース本体を密封する蓋板とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
前記ケース本体は、アルミニウム又は鋼で製造されることを特徴とする、請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦第１の寸法≦１５００ｍｍの条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦第１の寸法≦１０００ｍｍの条件を満たすことを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記単電池は、体積Ｖを有し、前記少なくとも１つの単電池は、０．０００５ｍｍ−２≦第１の寸法／Ｖ≦０．００２ｍｍ−２の条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記単電池は、体積Ｖ及び表面積Ｓを有し、前記少なくとも１つの単電池は、０．１ｍｍ−１≦Ｓ／Ｖ≦０．３５ｍｍ−１の条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの単電池は、第１の寸法方向に沿って第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部及び第２の端部のうちの少なくとも１つは、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池間の電極端子は、接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記電池パックは、前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前記電池アレイを挟持する２つの側板部材をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１４】
前記第１の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、前記電池パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、前記Ｑ方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁及び第２の側部梁を含み、前記支持部材は、前記第１の側部梁及び第２の側部梁であり、前記単電池の両端は、それぞれ前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁に支持されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１５】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、前記電池アレイの下方に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１６】
前記第１の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、前記底部梁は、第１の梁と、第１の梁に位置し、第１の梁と交差する第２の梁とを含み、前記第１の梁の延在方向とＱ方向がなす角度は、６０〜９０度であり、前記単電池は、第１の梁に支持されることを特徴とする、請求項１５に記載の電池パック。
【請求項１７】
前記第１の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、前記底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向とＱ方向がなす角は、６０〜９０度であり、前記単電池は、前記矩形梁に支持されることを特徴とする、請求項１５に記載の電池パック。
【請求項１８】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、前記電池アレイは、自動車のシャーシに位置することを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１９】
前記第１の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前記電池パックは、１つの電池アレイを含み、前記単電池は、前記Ｑ方向に沿って前記電池載置領域の一側から前記電池載置領域の他側まで延びることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項２０】
前記電池パックは、前記Ｑ方向に１つの前記単電池のみを収容することを特徴とする、請求項１９に記載の電池パック。
【請求項２１】
前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最小値である第２の寸法を有し、前記第２の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｐ方向であり、前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前記電池パックは、前記Ｐ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項２２】
前記第１の寸法に対応する前記２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前記電池パックは、前記Ｑ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項２３】
電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の長さである寸法Ａを有し、
少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦２５００ｍｍの条件を満たし、かつケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持されることを特徴とする、電池パック。
【請求項２４】
前記複数の単電池は、Ｋ方向に沿って配列され、前記Ｋ方向は、電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の幅方向であることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項２５】
前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の幅である寸法Ｂを有し、前記少なくとも１つの単電池は、１０≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦２０８の条件を満たすことを特徴とする、請求項２４に記載の電池パック。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの単電池は、２３≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦２０８の条件を満たすことを特徴とする、請求項２５に記載の電池パック。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの単電池は、５０≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦７０の条件を満たすことを特徴とする、請求項２６に記載の電池パック。
【請求項２８】
前記複数の単電池は、Ｋ方向に沿って配列され、前記Ｋ方向は、電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の高さ方向であることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項２９】
前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の高さである寸法Ｃを有し、前記少なくとも１つの単電池は、１０≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦２０８の条件を満たすことを特徴とする、請求項２８に記載の電池パック。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの単電池は、２３≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦２０８の条件を満たすことを特徴とする、請求項２９に記載の電池パック。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの単電池は、５０≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦７０の条件を満たすことを特徴とする、請求項３０に記載の電池パック。
【請求項３２】
前記ケースは、ケース本体と、前記ケース本体を密封する蓋板とを含むことを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項３３】
前記ケース本体は、アルミニウム又は鋼で製造されることを特徴とする、請求項３２に記載の電池パック。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦１５００ｍｍの条件を満たすことを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦１０００ｍｍの条件を満たすことを特徴とする、請求項３４に記載の電池パック。
【請求項３６】
前記電池パックは、前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前記電池アレイを挟持する２つの側板部材をさらに含むことを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項３７】
前記電池パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁及び第２の側部梁を含み、前記支持部材は、第１の側部梁及び第２の側部梁であり、前記少なくとも１つの単電池の両端は、それぞれ前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁に支持されることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項３８】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、電池アレイの下方に位置することを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項３９】
前記底部梁は、第１の梁と、第１の梁に位置し、第１の梁と交差する第２の梁とを含み、前記第１の梁の延在方向と前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の長手方向がなす角は、６０〜９０度であり、前記少なくとも１つの単電池は、第１の梁に支持されることを特徴とする、請求項３８に記載の電池パック。
【請求項４０】
前記底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向と前記単電池の最小外接直方体の長手方向がなす角は、６０〜９０度であり、前記少なくとも１つの単電池は、矩形梁に支持されることを特徴とする、請求項３８に記載の電池パック。
【請求項４１】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、前記電池アレイは、自動車のシャーシに位置することを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項４２】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前記電池パックは、１つの電池アレイを含み、前記単電池は、前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って前記電池載置領域の一側から前記電池載置領域の他側まで延びることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項４３】
前記電池パックは、前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の長手方向に１つの前記単電池のみを収容することを特徴とする、請求項４２に記載の電池パック。
【請求項４４】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、前記単電池の最小外接直方体の幅方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項４５】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、前記少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の長手方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項４６】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、前記単電池の最小外接直方体の高さ方向に沿ったＪ個（Ｊは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続されることを特徴とする、請求項２３に記載の電池パック。
【請求項４７】
電池アレイ及び支持部材を含む電池パックであって、
前記電池アレイは、複数の単電池を含み、
少なくとも１つの単電池は、電池本体と、前記電池本体から延出し、電池本体の内部電流を引き出す電極端子とを含み、
前記電池本体が、長さがＬの略直方体であり、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍであるという条件を満たし、
前記少なくとも１つの単電池は、ケースと、前記ケース内に位置する極芯とをさらに含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される、
電池パック。
【請求項４８】
前記電池本体は、厚さがＤであり、高さがＨであり、厚さ方向がＸ方向であり、長手方向がＹ方向であり、高さ方向がＺ方向である、
請求項４７に記載の電池パック。
【請求項４９】
前記複数の単電池は、電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池のＸ方向に沿って配列される、
請求項４８に記載の電池パック。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの単電池は、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす、
請求項４９に記載の電池パック。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす、
請求項５０に記載の電池パック。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの単電池は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０の条件を満たす、
請求項５１に記載の電池パック。
【請求項５３】
前記複数の単電池は、電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池のＺ方向に沿って配列されることを特徴とする、
請求項４８に記載の電池パック。
【請求項５４】
前記少なくとも１つの単電池は、１０≦Ｌ／Ｈ≦２０８の条件を満たす、
請求項５３に記載の電池パック。
【請求項５５】
前記少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｈ≦２０８の条件を満たす、
請求項５４に記載の電池パック。
【請求項５６】
前記少なくとも１つの単電池は、５０≦Ｌ／Ｈ≦７０の条件を満たすことを特徴とする、請求項５５に記載の電池パック。
【請求項５７】
前記単電池の体積はＶであり、前記少なくとも１つの単電池は、０．０００５ｍｍ−２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ−２の条件を満たす、
請求項４７に記載の電池パック。
【請求項５８】
前記少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦１５００ｍｍの条件を満たす、
請求項４７に記載の電池パック。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍの条件を満たす、
請求項５８に記載の電池パック。
【請求項６０】
前記電池本体は、厚さがＤであり、高さがＨであり、厚さ方向がＸ方向であり、長手方向がＹ方向であり、高さ方向がＺ方向であり、前記電池本体の高さＨ≧前記電池本体の厚さＤであり、前記少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８、４≦Ｌ／Ｈ≦２１の条件を満たし、前記複数の単電池は、前記電池アレイにおける少なくとも１つの前記単電池のＸ方向に沿って配列される、
請求項５８に記載の電池パック。
【請求項６１】
前記少なくとも１つの単電池は、９≦Ｌ／Ｈ≦１３の条件を満たす、
請求項６０に記載の電池パック。
【請求項６２】
前記少なくとも１つの単電池は、Ｙ方向に沿って第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部及び第２の端部のうちの少なくとも１つは、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池間の電極端子は、接続部材により電気的に接続される、
請求項５８に記載の電池パック。
【請求項６３】
前記電池本体は、体積がＶであり、表面積がＳであり、表面積Ｓと体積Ｖとの関係は、０．１ｍｍ−１≦Ｓ／Ｖ≦０．３５ｍｍ−１である、
請求項５８に記載の電池パック。
【請求項６４】
前記電池パックは、前記Ｘ方向に沿って前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前記電池アレイを挟持する２つの側板部材をさらに含む、
請求項６０に記載の電池パック。
【請求項６５】
前記電池パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、Ｙ方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁及び第２の側部梁を含み、
前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁は、前記支持部材であり、
前記単電池の両端は、それぞれ前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁に支持される、
請求項６０に記載の電池パック。
【請求項６６】
前記第１の側部梁と前記第２の側部梁は、それぞれ前記単電池の２つの端面に合わせた内壁面を含み、前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁の内壁面と前記単電池の端面との間にそれぞれ絶縁板が挟設される、
請求項６５に記載の電池パック。
【請求項６７】
前記トレイは、底板を含み、前記第１の側部梁と前記第２の側部梁は、それぞれ前記底板の両端に設けられ、前記単電池と前記底板は、離間して設けられる、
請求項６５に記載の電池パック。
【請求項６８】
前記単電池と前記底板との間に保温層が設けられることを特徴とする、請求項６７に記載の電池パック。
【請求項６９】
前記電池パックは、前記トレイと共に、電池アレイを収容する収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む、
請求項６７に記載の電池パック。
【請求項７０】
前記第１の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、突出した第１の支持板を有し、前記第１の支持板の前記密封カバーに向かう面に第１の支持面が設けられ、前記第１の支持板の密封カバーから離れる面に第１の取付面が設けられ、
前記第２の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、突出した第２の支持板を有し、前記第２の支持板の前記密封カバーに向かう面に第２の支持面が設けられ、前記第２の支持板の密封カバーから離れる面に第２の取付面が設けられ、
前記第１の支持面及び前記第２の支持面は、単電池を支持するためのものであり、前記第１の取付面及び前記第２の取付面は、前記底板を取り付けるためのものである、
請求項６９に記載の電池パック。
【請求項７１】
前記第１の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、第１の接続面を有し、
前記第１の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記第１の支持面から前記密封カバーまでの距離よりも小さく、
前記第２の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、第２の接続面を有し、
前記第２の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記第２の支持面から前記密封カバーまでの距離よりも小さく、
前記単電池の両端は、それぞれ前記第１の接続面と前記第２の接続面に接触する、
請求項７０に記載の電池パック。
【請求項７２】
前記第１の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、少なくとも２段の段差構造を有し、２段の段差の密封カバーに向かう面は、それぞれ前記第１の接続面と前記第１の支持面を形成し、
前記第２の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、少なくとも２段の段差構造を有し、２段の段差の密封カバーに向かう面は、それぞれ前記第２の接続面と前記第２の支持面を形成する、
請求項７１に記載の電池パック。
【請求項７３】
第１の端板と、第２の端板とをさらに含み、前記第１の端板は、前記少なくとも１つの単電池の前記第１の端部と、前記第１の側部梁との間に配置され、前記第２の端板は、前記少なくとも１つの前記単電池の第２の端部と、前記第２の側部梁との間に配置され、前記少なくとも１つの単電池の前記第１の端部は、前記第１の端板を介して前記第１の接続面に接続され、前記少なくとも１つの単電池の前記第２の端部は、前記第２の端板を介して前記第２の接続面に接続される、
請求項７１に記載の電池パック。
【請求項７４】
前記第１の端板は、前記単電池の端面に対向して設けられた端板本体と、前記端板本体に接続され、前記第１の側部梁に向かって突出した第１の接続板とを含み、
前記第２の端板は、前記単電池の端面に対向して設けられた端板本体と、前記端板本体に接続され、前記第２の側部梁に向かって突出した第１の接続板とを含み、前記第１の接続板は、前記第１の接続面及び第２の接続面に接続される、
請求項７３に記載の電池パック。
【請求項７５】
少なくとも１つの前記単電池の第１の端部に防爆弁が設けられ、前記第１の側部梁の内部に排気通路が設けられ、前記第１の側部梁の前記防爆弁に対応する位置に排気孔が設けられ、前記排気孔は、前記排気通路に連通し、
前記単電池の第２の端部に防爆弁が設けられ、前記第２の側部梁の内部に排気通路が設けられ、前記第２の側部梁の前記防爆弁に対応する位置に排気孔が設けられ、前記排気孔は、前記排気通路に連通し、前記電池パックに、前記排気通路に連通する排気口が設けられる、
請求項６５〜７４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項７６】
前記トレイは、Ｘ方向に沿って対向して設けられた第３の側部梁及び第４の側部梁をさらに含み、前記第３の側部梁及び第４の側部梁は、前記電池アレイに押圧力を提供する、
請求項６９に記載の電池パック。
【請求項７７】
前記第１の接続面、第２の接続面、前記単電池及び前記密封カバーの間に、電池管理部品と配電部品を収容する管理収容チャンバーが画定されることを特徴とする、請求項７４に記載の電池パック。
【請求項７８】
前記電池パックは、さらに、第１の弾性装置と、および／または、第２の弾性装置とを含み、前記第１の弾性装置は、前記第３の側部梁と前記第３の側部梁に隣接する単電池との間に弾性的に挟設され、前記第２の弾性装置は、前記第４の側部梁と前記第４の側部梁に隣接する単電池との間に弾性的に挟設されている、
請求項７６に記載の電池パック。
【請求項７９】
第１の側板、及び／又は、第２の側板をさらに含み、
前記第１の側板は、前記第３の側部梁と前記第３の側部梁に隣接する単電池との間に配置され、
前記第２の側板は、前記第４の側部梁と前記第４の側部梁に隣接する単電池との間に配置されている、
請求項７６に記載の電池パック。
【請求項８０】
前記第１の側板は、単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接続され、前記第３の側部梁に向かって突出した第２の接続板とを含み、
前記第２の側板は、単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接続され、前記第４の側部梁に向かって突出した第２の接続板とを含み、
前記第３の側部梁に、前記密封カバーに向かう第３の接続面が設けられ、前記第４の側部梁に、前記密封カバーに向かう第４の接続面が設けられ、
前記第１の側板は、対応する第２の接続板により前記第３の接続面に接続され、前記第２の側板は、対応する第２の接続板により前記第４の接続面に接続される、請求項７９に記載の電池パック。
【請求項８１】
少なくとも一部の複数の単電池の上面及び下面にそれぞれ接続された第１のパネル及び第２のパネルと、
前記少なくとも一部の複数の単電池の２つの端面にそれぞれ設けられた第１の端板及び第２の端板と、
最も外側の２つの単電池の外側にそれぞれ設けられた第１の側板及び第２の側板と、
をさらに含み、
前記第１の端板、前記第２の端板、前記第１の側板及び前記第２の側板は、いずれも前記第１のパネル及び前記第２のパネルに接続され、
前記第１の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第１の支持面及び第１の接続面を有し、前記第２の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第２の支持面及び第２の接続面を有し、単電池の前記第１の端部は、前記第１の支持面に支持され、単電池の前記第２の端部は、前記第２の支持面に支持され、前記第１の端板は、前記第１の接続面に接続され、前記第２の端板は、前記第２の接続面に接続され、
前記第３の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第３の接続面を有し、前記第４の側部梁の前記単電池に向かう内壁面は、第４の接続面を有し、前記第１の側板は、前記第３の接続面に接続され、前記第２の側板は、前記第４の接続面に接続される、
請求項７６に記載の電池パック。
【請求項８２】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、電池アレイの下方に位置する、
請求項４８〜６３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項８３】
前記底部梁は、第１の梁と、前記第１の梁上に位置し、前記第１の梁と交差する第２の梁とを含み、前記第１の梁の延在方向とＹ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池は、前記第１の梁に支持される、
請求項８２に記載の電池パック。
【請求項８４】
前記第２の梁が２つあり、２つの第２の梁は、それぞれ前記第１の梁の両端に位置し、かつそれぞれ前記第１の梁に垂直であり、前記単電池は、前記第１の梁に支持される、
請求項８３に記載の電池パック。
【請求項８５】
単電池の中心は、前記第１の梁に位置する、
請求項８４に記載の電池パック。
【請求項８６】
前記底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向とＹ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池は、前記矩形梁に支持される、
請求項８２に記載の電池パック。
【請求項８７】
前記矩形梁は、Ｙ方向に沿って均一に配置され、前記矩形梁の延在方向は、Ｙ方向に垂直である、
請求項８６に記載の電池パック。
【請求項８８】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、電池アレイは、自動車のシャーシに位置する、
請求項４７〜６３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項８９】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、１つの電池アレイを含み、単電池は、Ｙ方向に沿って前記電池載置領域の一側から前記電池載置領域の他側まで延びる、
請求項４８〜７４、７６〜８１又は８３〜８７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９０】
前記電池パックは、Ｙ方向に１つの前記単電池のみを収容する、
請求項８９に記載の電池パック。
【請求項９１】
前記単電池は、Ｘ方向に沿って前記電池載置領域の一端から他端まで配列される、
請求項８９に記載の電池パック。
【請求項９２】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前記電池載置領域には、Ｘ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイが設けられ、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項４７〜７４、７６〜８１又は８３〜８７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９３】
Ｎ−１番目の電池アレイにおける最後の単電池の電極端子は、Ｎ番目の電池アレイにおける１番目の単電池の電極端子に、接続部材により接続される、
請求項９２に記載の電池パック。
【請求項９４】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、前記電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、Ｙ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項４８〜７４、７６〜８１又は８３〜８７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９５】
Ｍ−１番目の電池アレイにおける最後の単電池の電極端子とＭ番目の電池アレイにおける１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される、
請求項９４に記載の電池パック。
【請求項９６】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、Ｘ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイとＹ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項４８〜７４又は７６〜８１又は８３〜８７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９７】
前記電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、前記電池パックは、Ｚ方向に沿ったＪ個（Ｊは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項４７〜７４、７６〜８１又は８３〜８７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９８】
前記電池アレイにおける単電池の数は、６０〜２００である、
請求項４７に記載の電池パック。
【請求項９９】
前記電池アレイにおける単電池の数は、８０〜１５０である、
請求項９８に記載の電池パック。
【請求項１００】
前記電池アレイにおける少なくとも一部の前記単電池は、接着剤で接着される、
請求項４７に記載の電池パック。
【請求項１０１】
前記電池アレイの上面に取り付けられる熱交換板をさらに含む、
請求項４７に記載の電池パック。
【請求項１０２】
前記電池本体の体積はＶであり、前記電池本体の高さＨと対応する電池本体の体積Ｖとの関係は、０．０００１ｍｍ−２≦Ｈ／Ｖ≦０．０００１５ｍｍ−２である、
請求項４８に記載の電池パック。
【請求項１０３】
請求項１〜１０２のいずれか１項に記載の電池パックを含む、車両。
【請求項１０４】
前記電池パックは、前記車両の底部に設けられ、前記支持部材は、前記車両のシャーシに固定接続される、
請求項１０３に記載の車両。
【請求項１０５】
前記車両は、前記車両の底部に設けられた１つの電池パックを含み、前記Ｑ方向、単電池の最小外接直方体の長手方向、又は、Ｙ方向は、前記車両の車体幅方向に沿うように配置され、前記Ｐ方向、前記単電池の最小外接直方体の幅方向又はＸ方向は、前記車両の車体長手方向に沿うように配置される、
請求項１０３又は１０４に記載の車両。
【請求項１０６】
前記電池パックのＱ方向、前記単電池の最小外接直方体の長手方向又はＹ方向の幅Ｌ３と車体の幅Ｗは、５０％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％の条件を満たす、
請求項１０５に記載の車両。
【請求項１０７】
前記単電池のＱ方向、前記単電池の最小外接直方体の長手方向又はＹ方向の寸法Ｌ’と車体の幅Ｗは、４６％≦Ｌ’／Ｗ≦７６％の条件を満たす、
請求項１０５に記載の車両。
【請求項１０８】
前記車体の幅Ｗは、６００ｍｍ〜２０００ｍｍである、
請求項１０４に記載の車両。
【請求項１０９】
請求項１〜１０２のいずれか１項に記載の電池パックを含むことを特徴とする、
エネルギー蓄積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
(関連出願の相互参照)
本願は、ビーワイディー  カンパニー  リミテッドが２０１９年１月９日に提出した、中国特許出願第「２０１９１００２１２４４．０」、「２０１９１００２０９６７．９」、「２０１９１００２１２４６．Ｘ」、「２０１９１００２１２４８．９」、「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。
【０００２】
本願は、車両製造の技術分野に属し、具体的には、電池パック、該電池パックを有する車両、該電池パックを有するエネルギー蓄積装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術において、例えば、電気自動車に適用される電池パックは、主に、パック本体と、電池パック内に取り付けられ、それぞれが複数の単電池からなる複数の電池モジュールとを含む。
【０００４】
電気自動車の航続能力に対するユーザーの要件が徐々に高まっているにつれて、車体の底部の空間が限られている場合、従来技術における動力電池パックを採用すれば、内部空間の利用率が低くなり、動力電池パックのエネルギー密度が需要を満たすことができず、これも電気自動車の発展を制限する重要な要因となってきている。
【発明の概要】
【０００５】
従来技術において、図１に示すように、電池パックは、電池パックケースを含み、複数の横方向梁５００と複数の縦方向梁６００は、電池パックケースを複数の電池モジュール４００の取付領域に分割し、電池モジュール４００は、ねじなどにより、横方向梁５００又は縦方向梁６００に固定される。電池モジュール４００は、順に配列された複数の単電池を含み、複数の単電池は、配列して電池アレイを形成し、電池アレイの外部に端板及び／又は側板が設けられ、一般的には、端板と側板を同時に含み、端板と側板は、固定されて電池アレイを収容する空間を囲む。また、端板と側板は、電池アレイの固定を実現するために、ねじにより接続されてもよく、溶接されてもよく、タイロッドなどの他の接続部材により接続されてもよい。
【０００６】
電池モジュール４００がねじなどの構造により横方向梁５００又は縦方向梁６００に固定されるため、空間が無駄になり、また、ねじなどの接続部材を増加させるため、重量が高くなり、エネルギー密度が低くなり、なお、電池モジュール４００が端板と側板の組み合わせにより設計され、端板と側板がいずれも一定の厚さ及び高さを有するため、電池パックの内部の空間が無駄になり、電池パックの体積利用率が低くなる。一般的な場合には、上記従来技術における電池パックは、電池パック内の単電池の体積の和と電池パックの体積との比がいずれも５０％程度であり、更に４０％まで低い。
【０００７】
上記従来技術の実施例に係る電池パックによれば、電池モジュール４００の端板、側板、及び電池パックの内部の接続取付形態などは、いずれも電池パックの内部空間の利用率を低下させ、その結果、電池パックでは、単電池の体積の和と電池パックの体積との比が低すぎて、そのエネルギー密度が上記高まっている需要を満たすことができず、これは、電気自動車の発展を制限する重要な要因となってきている。なお、煩雑な組立過程があり、組立工程が複雑であり、先に電池モジュールに組み立て、次に電池モジュールを電池パック内に取り付ける必要があるため、手間や物資などのコストを増加させ、また、複数回の組立工程が必要であるため、電池パックの組立過程において、不良品発生の確率が高まり、複数回の組立により、電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性が大きくなり、動力電池パックの品質に悪影響を及ぼし、かつ電池パックの安定性及び信頼性を低下させる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願は、少なくとも従来技術における技術的課題の１つを解決することを目的とする。したがって、本開示は、空間利用率が高く、エネルギー密度が大きく、航続能力が強く、コストが低いなどの利点を有する電池パックを提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願に係る電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最大値である第１の寸法を有し、少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦第１の寸法≦２５００ｍｍの条件を満たし、かつケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。
【００１０】
本願に係る電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、前記単電池は、前記単電池の最小外接直方体の長さである寸法Ａを有し、少なくとも１つの単電池は、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦２５００ｍｍの条件を満たし、かつケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。
【００１１】
本願に係る電池パックは、電池アレイ及び支持部材を含み、前記電池アレイは、複数の単電池を含み、少なくとも１つの単電池は、電池本体と、前記電池本体から延出し、電池本体の内部電流を引き出す電極端子とを含み、前記電池本体が略直方体であり、前記電池本体の長さがＬであり、かつ６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍであるという条件を満たし、かつケースと、ケース内に位置する極芯とをさらに含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記単電池は、前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持される。
【発明の効果】
【００１２】
上記技術手段によれば、電池パックにおける単電池の配列形態と単電池の寸法を限定することにより、電池パックにおいてより多くの単電池を配置することができ、単電池が前記支持領域により前記支持部材に当接して前記支持部材に支持されるため、電池パックにおける横方向梁及び／又は縦方向梁の使用を減らすことができ、さらに、電池パックにおいて横方向梁及び／又は縦方向梁を使用しなくてよく、その結果、横方向梁及び／又は縦方向梁が電池パックに占める空間を低減し、電池パックの空間利用率を向上させ、電池パックに電池パックを可能な限り多く配置し、電池パックをより安全かつ確実にすることができる。ひいては、電池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させる。例えば、電気自動車において、この設計は、空間利用率を従来の４０％程度から６０％以上、更にそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。
【００１３】
また、電池パック内に横方向梁及び／又は縦方向梁を配置する必要がないため、電池パックの製造プロセスを簡略化し、単電池の組立の複雑度を低減し、生産コストを低減する一方、電池パック及び電池パック全体の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【００１４】
また、従来技術における単電池と比較して、本開示で限定された単電池がハードケース電池であり、かつ提供された単電池の寸法が長く、単電池自体は、電池パックの構造強度を補強する横方向梁又は縦方向梁として機能することができ、すなわち、電池パックにおいてその構造強度を補強する補強構造をさらに設ける必要がなく、単電池は、支持部材に支持されてよく、すなわち、補強構造に代えて単電池自体で電池パックの構造強度を確保し、電池パックが外力の作用下で変形しにくいことを確保することができる。
【００１５】
本願に係る車両は、上記電池パックを含む。
【００１６】
本願に係るエネルギー蓄積装置は、上記電池パックを含む。
【００１７】
前記車両と前記エネルギー蓄積装置の利点は、上記電池パックの従来技術に対する利点と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００１８】
本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本願の実施により把握される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
以下、本願の上記及び／又は追加の様態及び利点は、図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになって理解されやすくなる。
【図１】従来技術に係る電池パックの分解組立図である。
【図２】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【図３】本願の一実施形態に係る単電池の斜視構成図である。
【図４】本願の一実施形態に係る複数の単電池の電池パック内の配列模式図である。
【図５】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【図６】本願の別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【図７】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図である。
【図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の側部梁及び第２の側部梁は図示されていない。
【図１２】本願の一実施形態に係る電池パックの分解図である。
【図１３】本願の一実施形態に係る第１の側板又は第２の側板の斜視構成図である。
【図１４】本願の一実施形態に係る第１の端板又は第２の端板の斜視構成図である。
【図１５】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池モジュールが複数ある。
【図１６】本願の一実施形態に係る電池パック（チャンバー）が電気自動車に形成される場合の斜視構成図である。
【図１７】本願の一実施形態に係るチャンバーの断面図である。
【図１８】本願の一実施形態に係る車両用トレイが電気自動車に固定される場合の斜視構成図である。
【図１９】本願の一実施形態に係る電池パック（車両用トレイ）が電気自動車に固定される場合の分解組立図である。
【図２０】本願の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図２１】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図２２】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図２３】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図２４】本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図２５】本願の一実施形態に係る底部梁の斜視図である。
【図２６】本願の一実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図２７】本願の一実施形態に係るエネルギー蓄積装置の概略構成図である。
【図２８】本願に係る第１の寸法と第２の寸法の測定原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本願の実施例を詳細に説明し、実施例の例は図面に示され、全体を通して同一又は類似する符号は、同一又は類似する部品、若しくは同一又は類似する機能を有する部品を示す。以下、図面を参照して説明される実施例は、例示的なものであり、本願を解釈するものに過ぎず、本願を限定するものであると理解すべきではない。
【００２１】
図２〜図２５に示すように、本願の一態様に係る電池パック２００は、電池アレイ３及び支持部材４を含む。
【００２２】
電池アレイ３は、複数の単電池１００を含み、単電池１００は、単電池１００を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最大値である第１の寸法を有する。少なくとも１つの単電池１００は、６００ｍｍ≦第１の寸法≦２５００ｍｍの条件を満たす。
【００２３】
なお、上記単電池１００を仮想的に挟持する２つの平行平面は、上記第１の寸法の理解を容易にするために導入されるものに過ぎず、本願の解決手段には実際に存在しない。例えば、単電池１００は、規則的又は不規則な外郭を有し、上記第１の寸法を決定するために、複数組の平面が存在し、各組の平面が離間して設けられた２つの平行平面を含み、各組の２つの平行平面が共に該単電池１００の２つの対向側を仮想的に挟持できることを想定することができ、このとき、各組の２つの平行平面の間に距離があり、第１の寸法は、これらの距離のうちの最大値である。
【００２４】
図２８に示すように、第１の寸法の定義について、フェレ（ｆｅｒｅｔ）径を参照することができ、フェレ（ｆｅｒｅｔ）径は、ある方向に沿って測定したある物体の寸法である。一般的には、該測定方法は、２つの平行平面間の距離を測定するように定義され、これらの２つの平行平面が物体を挟持し、指定された方向に垂直である必要がある。
【００２５】
単電池１００の形状は、様々であってよく、規則的な幾何形状であってもよく、不規則な幾何形状であってもよく、例えば、方形、円形、多角形、三角形であってもよく、異形電池のように任意の形状であってもよい。本願は、単電池の形状を限定するものではないことが理解される。
【００２６】
該単電池１００が異形電池である場合、第１の寸法は、以下のように理解することができる。該単電池１００の輪郭エッジに接する２つの平行平面が複数組存在し、そのうちの１組の２つの平行平面のピッチが他の各組の２つの平行平面のピッチよりも大きいとき、最大ピッチを上記第１の寸法と定義することができる。
【００２７】
単電池１００は、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、ケースに支持領域が形成され、上記単電池１００は、上記支持領域により上記支持部材に当接して上記支持部材に支持される。
【００２８】
従来技術と比較して、本願に係る電池パック２００は、少なくとも以下のような改良を有する。
【００２９】
１）電池パックのコストの顕著な低減：単電池自体が支持作用を有するため、電池トレイの補強リブを省略するか又は減少させることができ、電池パックの製造プロセスが簡単であり、製造コストを低減し、また、本願に係る単電池の寸法が電池パックの寸法に合わせ、単電池を電池パックに直接的に並んで配置することができ、従来技術のように、先に複数の単電池を、２つの端板と２つの側板で囲まれたモジュールフレーム内に並んで配置し、次に電池モジュールを電池パックに組み立てる必要がなく、本願に係る単電池の寸法が十分に長く、複数の単電池を電池パックに直接的に並んで配置することができ、電池モジュールを組み立てる端板、側板、及び電池モジュールを固定して取り付けるねじなどの大量の締結具を省略するか又は減少させ、単電池の組立プロセスがより簡単であり、大量の手間や物資などの製造コストを節約し、コストの低い電池パックは、新エネルギー自動車の普及に有利である。
【００３０】
２）電池パックの体積利用率の顕著な向上による電池パックの体積エネルギー密度の向上：以上のように、単電池自体の支持作用により、補助的な支持部材及び固定部材の使用を減らすことができ、等体積の電池パックがより多くの単電池を収容して、電池パックの体積利用率及びエネルギー密度を向上させることができる。車両における予約された電池パックの取付空間が限られているため、本願に係る電池パックは、車両の航続能力を効果的に向上させることができる。
【００３１】
３）電池パックの安定性及び信頼性の向上：電池パックの組立プロセスが複雑になるほど、不良品発生の確率が高くなり、電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性も大きくなり、電池パックの品質に悪影響を及ぼし、電池パックの安定性及び信頼性を低下させる。本願に係る単電池を電池パックに組み立てると、組立プロセスがより簡単になるため、電池パックの安定性及び信頼性を向上させ、電池パックの不良率も低下させる。
【００３２】
上述した単電池が長いことによってもたらす顕著な技術的効果に基づいて、単電池の自体に対する支持を実現するために、成形プロセス、構造設計などの面の改善により、ケースの支持強度を向上させるとともに、ケースのアスペクト比を所定の範囲内に制御することができる。また、集電経路の最適化などにより、単電池の内部抵抗を低減することができる。また、注液プロセスの改善により、単電池の寸法が長いことによってもたらす、注液時間が長くなるという問題を解決することもできる。
【００３３】
ケースは、ケース本体と、ケース本体を密封する蓋板、を含み、ケース本体は、アルミニウム製ケース又は鋼製ケースである。
【００３４】
上記ケース本体は、開口が設けられた多面体であってよく、それに応じて、上記蓋板は、上記開口を密封する。具体的な実施において、上記開口の数は１つ以上であってよく、それに応じて、上記蓋板の数は１つ以上であってもよい。
【００３５】
なお、支持領域は、ケース本体又は蓋板のうちの一方の外面の一部の領域であってもよく、ケース本体の外面、蓋板の外面、ケース本体の外面の一部の領域及び蓋板の外面の一部の領域の任意の順列組み合わせであってもよく、支持領域は、支持部材４に当接可能なものであればよい。
【００３６】
実際の実行において、支持領域は、単電池１００の第１の寸法方向に沿った両端に設けられてよく、このように、単電池１００を第１の寸法方向に沿って支持部材４に支持することができる。
【００３７】
本願の発明者は、単電池１００の第１の寸法を６００ｍｍ〜２５００ｍｍに設計すると、単電池１００が十分に長いため、単電池１００を支持部材４に直接的に支持することができ、複数の単電池１００をモジュールに形成した後に支持することにより、単電池１００自体だけで支持の作用を果たし、補強構造に代えて電池パック２００の構造強度を保証することができ、このように、電池パック２００における横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００の使用を減らすことができ、さらに、電池パック２００において横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００を使用しなくてよく、その結果、横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００が電池パック２００に占める空間を低減し、電池パック２００の空間利用率を向上させ、電池パック２００に単電池１００を可能な限り多く配置し、ひいては、電池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることを見出した。例えば、電気自動車において、この設計は、空間利用率を従来の４０％程度から６０％以上、更にそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。本願の発明者は、複数回の実験により、単電池１００をパウチ電池に設計し、すなわち、単電池のケースをアルミラミネートフィルムにし、アルミラミネートフィルムを用いて単電池を支持すれば、単電池のアルミラミネートフィルムに摩耗が生じる恐れがあり、かつパウチ単電池が電池パック内でずれやすいため、単電池の摩耗をさらに加速させ、アルミラミネートフィルムの摩耗に伴って、単電池１００が故障し、電池パックの航続能力が低くなり、また、パウチ単電池の放熱性能が低いため、パウチ単電池を本願に係る寸法に設計して電池パック内で配列した後、電池パック全体の放熱性能が比較的低くなることを見出した。したがって、本願において、単電池１００は、ケースと、蓋板と、ケース及び蓋板が形成した空間内に位置する極芯とを含み、換言すれば、単電池は、ハードケース電池であり、単電池の第１の寸法が６００ｍｍ〜２５００ｍｍであるとき、ケース及び／又は蓋板に支持領域が形成され、支持部材４は、支持領域に当接して単電池を支持する。ここで、支持部材４が支持領域に当接するとは、支持部材４が上記支持領域に直接的に接触することを意味してもよく、支持部材４が他の部材により上記支持領域に間接的に接触するか又は接続されることを意味してもよく、これは、使用状況に応じて設定することができ、本願は、これを限定しない。
【００３８】
また、電池パック２００内に横方向梁及び／又は縦方向梁を配置する必要がないため、電池パック２００の製造プロセスを簡略化し、単電池１００の組立の複雑度を低減し、生産コストを低減する一方、電池パック２００の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【００３９】
６００ｍｍ≦第１の寸法≦１５００ｍｍであり、好ましくは、６００ｍｍ≦第１の寸法≦１０００ｍｍである。該長さの単電池１００は、支持部材４に支持できるのに十分に長く、かつ長すぎず、電池パック２００に用いられる場合、単電池１００自体の剛性も十分に大きい。
【００４０】
本願において、電池パックの具体的な形態を特に限定せず、電池パックが支持部材４を含み、電池アレイ３が支持部材４に位置し、単電池１００が支持部材４に支持されることのみを限定すればよく、本願は、支持部材４の具体的な構造を限定せず、単電池１００が支持部材４に支持可能であればよく、支持部材４の具体的な構造について後述する。単電池１００は、支持部材４に支持され、単電池１００は、支持部材４により直接的に支持され、すなわち、それぞれ支持部材４に載置されてもよく、支持部材４に固定されてもよく、具体的な固定態様について後述し、特定の支持及び固定態様について、本願は限定しない。
【００４１】
上記支持部材４は、電池アレイ３を支持するためのものであり、支持部材４は、一般的に剛性構造であり、車両全体又は他の装置に取り付けやすいために、独立して加工されたトレイであってもよく、車両のシャーシに成形された剛性支持構造であってもよい。
【００４２】
なお、上記単電池１００は、局所的な支持領域と支持部材４の当接のみにより自体の支持を実現することができる。しかしながら、いくつかの適用場面では、例えば、上記支持部材４が自動車のシャーシである場合、上記単電池１００の支持領域が位置する側面全体が自動車のシャーシに接触する可能性もあり、このとき、自動車のシャーシの、上記支持領域に対応する領域を局所的に強化するなどの設計を採用して本願の上記発明の思想を実現することができ、それに応じて、自動車のシャーシの、上記単電池１００の非支持領域に対応する領域が弱まり、さらに部分的に除去されてよい。
【００４３】
単電池１００のケースが金属材料で製造される場合、単電池１００の金属製ケースの熱伝導性能がさらに高く、単電池１００の放熱効率を向上させ、放熱効果を最適化することができる。
【００４４】
いくつかの実施例では、単電池１００は、単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最小値である第２の寸法を有し、第２の寸法に対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｐ方向であり、複数の単電池は、少なくとも１つの単電池のＰ方向に沿って配列される。
【００４５】
なお、ある単電池１００にとって、複数組の平行平面が存在し、各組の平行平面は、いずれも２つの平行平面を含み、各組の２つの平行平面は、いずれも該単電池１００を仮想的に挟持することができ、各組の２つの平行平面の間に距離があり、第２の寸法は、これらの距離のうちの最小値である。
【００４６】
図２８に示すように、第２の寸法の定義について、フェレ（ｆｅｒｅｔ）径を参照することができ、フェレ（ｆｅｒｅｔ）径は、ある方向に沿って測定したある物体の寸法である。一般的には、該測定方法は、２つの平行平面間の距離を測定するように定義され、これらの２つの平行平面が物体を挟持し、指定された方向に垂直である必要がある。
【００４７】
上記単電池１００が異形電池である場合、上記第２の寸法は、以下のように理解することができる。上記単電池１００の輪郭エッジに接する２つの平行平面が複数組存在し、そのうちの１組の２つの平行平面のピッチが他の各組の２つの平行平面のピッチよりも小さいとき、最小ピッチを上記第２の寸法と定義することができる。
【００４８】
第２の寸法に対応する上記２つの平行平面の法線方向は、Ｐ方向であり、複数の単電池は、電池アレイ３におけるいずれか１つの単電池のＰ方向に沿って配列される。
【００４９】
少なくとも１つの単電池は、２３≦第１の寸法／第２の寸法≦２０８の条件を満たし、本願の実施例では、５０≦第１の寸法／第２の寸法≦７０の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池１００の、第２の寸法が所在する方向の厚さが薄くなることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。
【００５０】
いくつかの実施例では、単電池１００の体積はＶであり、少なくとも１つの単電池１００の電池本体は、０．０００５ｍｍ−２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ−２の条件を満たす。単電池の体積Ｖは、排水法により得られ、すなわち、単電池を水で満たした容器内に入れ、容器から溢れた水の体積が単電池の体積に等しい。発明者は、大量の試験により、単電池１００が上記限定を満たす場合、単電池１００の断面が小さく、放熱効果が高く、このように単電池１００の内部と周囲の温度差が小さいことを見出した。
【００５１】
本願に係る別の実施形態では、単電池１００の電池本体の表面積Ｓと体積Ｖとの比は、０．１ｍｍ−１≦Ｓ／Ｖ≦０．３５ｍｍ−１の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い上記単電池１００により実現してもよく、寸法の調整により実現してもよく、単電池１００の表面積Ｓと体積Ｖとの比を制御することにより、単電池１００の長さがＹ方向に沿って延びるとともに、十分な放熱面積を有することを保証して、単電池１００の放熱効果を保証することができる。
【００５２】
なお、単電池の表面積とは、単電池の全面の面積の和を意味する。
【００５３】
本願の実施形態では、少なくとも１つの単電池１００は、第１の寸法方向に沿って第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部及び第２の端部のうちの少なくとも１つは、単電池１００の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池１００間の電極端子は、接続部材により電気的に接続される。
【００５４】
ここで、単電池１００の「第１の端部」及び「第２の端部」は、単電池１００の方向を説明するためのものであり、単電池１００の具体的な構造を限定して説明するためのものではなく、例えば、第１の端部及び第２の端部は、単電池１００の正極及び負極を限定して説明するためのものではなく、一実施形態では、図２〜図４に示すように、単電池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の有効放熱面積がさらに大きく、放熱効率がさらに高い。ここで、第１の電極端子１０１は、単電池１００の正極であり、第２の電極端子１０２は、単電池１００の負極であり、或いは、第１の電極端子１０１は、単電池１００の負極であり、第２の電極端子１０２は、単電池１００の正極である。単電池１００の電極端子は、接続部材により直並列接続される。
【００５５】
電池パックは、電池アレイ３の両側に対向して設けられ、電池アレイ３を挟持する２つの側板部材をさらに含み、側板部材は、電池アレイ３を挟持し、複数の単電池１００の膨張変形を制限する機能を有することにより、防爆弁１０３及び電流遮断装置（ＣＩＤ）の起動を確保することができる。具体的には、いくつかの実施例では、図４に示すように、側板部材は、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４であってよく、他の実施例では、図１２に示すように、側板部材は、第１の側板２０９及び第２の側板２１０であってよい。
【００５６】
いくつかの実施例では、図３及び図２０〜図２４に示すように、第１の寸法に対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、電池パックは、Ｑ方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２を含む車両用トレイを含み、支持部材４は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２であり、単電池１００の両端は、それぞれ第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持される。
【００５７】
他の実施例では、支持部材４は、複数の底部梁であり、底部梁は、電池アレイ３の下方に位置する。底部梁は、電池アレイ３を支持するためのものであり、底部梁の上面は、電池アレイ３の表面に支持されるように、平面であってよい。実際の実行において、底部梁は、矩形断面を有する。底部梁が複数あってよく、複数の底部梁は、平行に離間して設けられてもよく、交差して設けられてもよい。電池アレイ３は、接着、ねじ接続部材などの方式で底部梁に固定されてよい。電池パックは、底部梁と共に、電池アレイ３を収容する収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む。密封カバーは、塵埃や水などの侵入を防止するためのものである。
【００５８】
図２５に示すように、第１の寸法に対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、底部梁は、第１の梁５０１と、第１の梁５０１に位置し、第１の梁５０１と交差する第２の梁５０２とを含み、第１の梁５０１の延在方向とＱ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池１００は、第１の梁５０１に支持される。図２５に示す実施例では、第１の梁５０１と第２の梁５０２は、垂直に接続され、第１の梁５０１と第２の梁５０２との接続形態は、ねじ接続部材による接続、溶接などを含むが、これらに限定されない。第１の梁５０１と第２の梁５０２は、いずれも直線型梁であってよい。
【００５９】
実際の実行において、第２の梁５０２が２つあり、２つの第２の梁５０２は、それぞれ第１の梁５０１の両端に位置し、それぞれ第１の梁５０１に垂直であり、単電池１００は、第１の梁５０１に支持される。第２の梁５０２は、第１の梁５０１に対して上向きに突出し（Ｚ方向）、例えば、第２の梁５０２の下面は、第１の梁５０１の上面に接続されてよく、単電池１００を配列するとき、最も外側の２つの単電池１００のそれぞれに、２つの第２の梁５０２が互いの側面に向かうように当接してよい。単電池１００の中心は、第１の梁５０１に位置し、単電池１００の長手方向は、第１の梁５０１の長手方向に垂直であり、単電池１００の中心を第１の梁５０１に合わせることにより、単電池１００を単一の梁で支持することを実現することができる。当然のことながら、他の実施例では、第１の梁５０１が複数あってもよく、複数の第１の梁５０１は、第２の方向に沿って平行に離間する。
【００６０】
他の実施形態では、第１の寸法に対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であってもよく、矩形梁の延在方向とＱ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池１００は、矩形梁に支持される。矩形梁は、Ｑ方向に沿って均一に配置されてよく、矩形梁の延在方向は、Ｙ方向に垂直であり、単電池１００は、均一に配置された矩形梁に位置する。
【００６１】
当然のことながら、底部梁の形状は、直線型、矩形を含むが、これらに限定されず、三角形、台形又は他の異形であってもよい。本願に係る別の実施形態では、図１６に示すように、支持部材４は、自動車のシャーシであり、電池アレイ３は、自動車のシャーシに位置し、電池パック２００は、電気自動車に直接形成されてよく、すなわち、電池パック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。
【００６２】
いくつかの実施例では、単電池１００の組立を容易にするために、自動車のシャーシに下向きに凹んだチャンバー３００が設けられる。
【００６３】
本願に係る１つの具体的な実施形態では、該チャンバー３００は、対向して設けられた第１の側壁３０１及び第２の側壁３０２を含んでよく、第１の側壁３０１が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第１の側壁３０１の延在部を得ることができ、第１の側壁３０１が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第２の側壁３０２の延在部を得ることができ、このように、一実施形態として、単電池１００の第１の端部は、第１の側壁３０１の延在部に支持されてよく、単電池１００の第の端部は、第２の側壁３０２の延在部に支持されてよい。すなわち、本願は、上記技術手段に従って単電池１００を配列できる電気自動車をさらに提供し、本願に係る電池パック２００を構成するために、該電気自動車には、単独の車両用トレイの特徴と同様な特徴を有するチャンバー３００が形成される。
【００６４】
いくつかの実施例では、図２に示すように、第１の寸法に対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｑ方向であり、電池パック２００は、電池載置領域を形成し、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池パック２００は、１つの電池アレイ３を含み、単電池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。
【００６５】
いくつかの実施例では、単電池は、単電池を仮想的に挟持する２つの平行平面のピッチの最小値である第２の寸法を有し、第２の寸法に対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｐ方向であり、電池パック２００内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｐ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイ３とＱ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。Ｎ−１番目（Ｎは１以上である）の電池アレイ３における最後の単電池の電極端子とＮ番目の電池アレイ３における１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される。換言すれば、電池パックにおいて、単電池１００の配列方向に沿って複数の電池アレイ３が設けられてよく、すなわち、電池パック２００内に複数列の電池アレイ３が設けられる。
【００６６】
具体的には、図２１に示すように、第１のセパレータ７００は、図示される電池アレイ３を電池パック２００のＰ方向に沿って２つの電池アレイ３に分割する。前の電池アレイ３における最後の単電池１００と後の電池アレイ３における最初の単電池は、接続部材により接続される。
【００６７】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｑ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。Ｍ−１番目（Ｍは１以上である）の電池アレイ３における最後の単電池の電極端子とＭ番目の電池アレイ３における１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される。換言すれば、単電池１００の延在方向に複数の単電池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。
【００６８】
具体的には、図２０に示すように、第２のセパレータ８００は、電池アレイ３を電池パック２００のＱ方向に沿って２つの電池アレイ３に分割する。前の電池アレイ３における最後の単電池１００と後の電池アレイ３における最初の単電池は、接続部材により接続される。
【００６９】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｐ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイ３とＱ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。換言すれば、電池パックのＰ方向に、電池載置領域が複数のサブ電池載置領域に分割され、かつ単電池１００の延在方向Ｑ方向に、複数の単電池１００が収容されてよく、すなわち、電池パック２００内に複数行複数列の電池アレイ３が設けられる。
【００７０】
具体的には、図２２に示すように、電池パック２００内に第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ８００が設けられ、第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ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。
【００７１】
上記説明において、第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ８００は、補強リブであってもよく、断熱綿などの他の構造部材であってもよく、本願は、これを限定しない。
【００７２】
本願は、電池アレイ３における単電池１００の数を特に限定せず、異なる車種、必要な異なる動力に応じて、異なる数の単電池１００を配置することができ、本願のいくつかの具体例では、電池アレイ３における単電池の数は６０〜２００であり、本願の他の具体例では、電池アレイ３における単電池の数は８０〜１５０である。
【００７３】
なお、本願に係る電池アレイにおける単電池１００の数は、限定されず、例えば２つであってよい。本願に係る電池パックは、上記１つの電池アレイを含んでもよく、複数の電池アレイを含んでもよく、各電池アレイは、同じであっても異なってもよく、電池パック内には、上記電池アレイに加えて、他のタイプの単電池、例えば電池パックの内部空間に応じて設けられた寸法の小さい電池が含まれてもよく、その具体的な載置は、本発明に係る電池アレイに対して限定されない。
【００７４】
図２〜図２５に示すように、本願の別の態様に係る電池パック２００は、電池アレイ３及び支持部材４を含む。
【００７５】
電池アレイ３は、複数の単電池１００を含み、単電池１００は、単電池１００の最小外接直方体の長さである寸法Ａを有する。少なくとも１つの単電池１００は、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦２５００ｍｍの条件を満たす。
【００７６】
上記最小外接直方体は、上記寸法Ａを容易に理解するために導入されるものに過ぎず、本願の解決手段には実際に存在しない。
【００７７】
具体的には、上記最小外接直方体は、以下のように理解することができる。上記単電池１００に対して、１つの直方体型のケースが存在し、この直方体型のケースの６つの側面の内壁が上記単電池の外郭に同時に当接すると仮定すると、該直方体型のケースは、上記最小外接直方体である。上記寸法Ａは、該最小外接直方体の長さである。当然のことながら、直方体にとって、長さ＞高さ＞幅である。
【００７８】
単電池１００の形状は、様々であってよく、規則的な幾何形状であってもよく、不規則な幾何形状であってもよく、例えば、方形、円形、多角形、三角形であってもよく、異形電池のように任意の形状であってもよい。本願は、単電池の形状を限定するものではないことが理解される。
【００７９】
単電池１００は、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、ケースに支持領域が形成され、支持部材４は、支持領域に当接して単電池１００を支持する。ケースは、ケース本体と、ケース本体を密封する蓋板とを含み、ケース本体は、アルミニウム製ケース又は鋼製ケースである。
【００８０】
なお、支持領域は、ケース本体又は蓋板の一方の外面であっても、ケース本体又は蓋板の一方の外面の一部の領域であっても、ケース本体の外面、蓋板の外面、ケース本体の外面の一部の領域及び蓋板の外面の一部の領域の任意の順列組み合わせであってもよく、支持領域は、支持部材４に当接して単電池１００を支持できるものであればよい。
【００８１】
実際の実行において、支持領域は、単電池１００の、寸法Ａの方向に沿った両端に設けられてよく、このように、単電池１００を寸法Ａの方向に沿って支持部材４に支持することができる。
【００８２】
本願の発明者は、単電池１００の寸法Ａを６００ｍｍ〜２５００ｍｍに設計すると、単電池１００が十分に長いため、単電池１００を支持部材４に直接的に支持することができ、複数の単電池１００をモジュールに形成した後に支持することにより、単電池１００自体だけで支持の作用を果たし、補強構造に代えて電池パック２００の構造強度を保証することができ、このように、電池パック２００における横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００の使用を減らすことができ、さらに、電池パック２００において横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００を使用しなくてよく、その結果、横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００が電池パック２００に占める空間を低減し、電池パック２００の空間利用率を向上させ、電池パック２００に単電池１００を可能な限り多く配置し、ひいては、電池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることを見出した。例えば、電気自動車において、この設計は、空間利用率を従来の４０％程度から６０％以上、更にそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。本願の発明者は、複数回の実験により、単電池１００をパウチ電池に設計し、すなわち、単電池のケースをアルミラミネートフィルムにし、アルミラミネートフィルムを用いて単電池を支持すれば、単電池のアルミラミネートフィルムに摩耗が生じる恐れがあり、かつパウチ単電池が電池パック内でずれやすいため、単電池の摩耗をさらに加速させ、アルミラミネートフィルムの摩耗に伴って、単電池１００が故障し、電池パックの航続能力が低くなり、また、パウチ単電池の放熱性能が低いため、パウチ単電池を本願に係る寸法に設計して電池パック内で配列した後、電池パック全体の放熱性能が比較的低くなることを見出した。したがって、本願において、単電池１００は、ケースと、蓋板と、ケース及び蓋板が形成した空間内に位置する極芯とを含み、換言すれば、単電池は、ハードケース電池であり、単電池の寸法Ａが６００ｍｍ〜２５００ｍｍであるとき、ケース及び／又は蓋板に支持領域が形成され、支持部材４は、支持領域に当接して単電池を支持する。ここで、支持部材４が支持領域に当接するとは、支持部材４が上記支持領域に直接的に接触することを意味してもよく、支持部材４が他の部材により上記支持領域に間接的に接触するか又は接続されることを意味してもよく、これは、使用状況に応じて設定することができ、本願は、これを限定しない。
【００８３】
また、電池パック２００内に横方向梁及び／又は縦方向梁を配置する必要がないため、電池パック２００の製造プロセスを簡略化し、単電池１００の組立の複雑度を低減し、生産コストを低減する一方、電池パック２００の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【００８４】
いくつかの実施例では、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦１５００ｍｍ、６００ｍｍ≦寸法Ａ≦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。
【００８５】
本願において、電池パックの具体的な形態を特に限定せず、電池パックが支持部材４を含み、電池アレイ３が支持部材４に位置し、単電池１００が支持部材４に支持されることのみを限定すればよく、本願は、支持部材４の具体的な構造を限定せず、単電池１００が支持部材４に支持可能であればよく、支持部材４の具体的な構造について後述する。単電池１００は、支持部材４に支持され、単電池１００は、支持部材４により直接的に支持され、すなわち、それぞれ支持部材４に載置されてもよく、支持部材４に固定されてもよく、具体的な固定態様について後述し、特定の支持及び固定態様について、本願は限定しない。
【００８６】
上記支持部材４は、電池アレイ３を支持するためのものであり、支持部材４は、一般的に剛性構造であり、車両全体又は他の装置に取り付けやすいために、独立して加工されたトレイであってもよく、車両のシャーシに成形された剛性支持構造であってもよい。
【００８７】
単電池１００のケースが金属材料で製造される場合、単電池１００の金属製ケースの熱伝導性能がさらに高く、単電池１００の放熱効率を向上させ、放熱効果を最適化することができる。
【００８８】
いくつかの実施例では、複数の単電池は、Ｋ方向に沿って配列され、Ｋ方向は、電池アレイ３における少なくとも１つの単電池の最小外接直方体の幅方向である。
【００８９】
単電池１００は、上記単電池の最小外接直方体の幅である寸法Ｂを有し、寸法Ｂに対応する２つの平行平面の法線方向は、Ｋ方向であり、複数の単電池は少なくとも１つの単電池のＫ方向に沿って配列される。
【００９０】
少なくとも１つの単電池は、１０≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦２０８の条件を満たし、いくつかの実施例では、少なくとも１つの単電池は、２３≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦２０８の条件を満たし、本願の実施例では、５０≦寸法Ａ／寸法Ｂ≦７０の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池１００の、寸法Ｂが所在する方向の厚さが薄くなることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。
【００９１】
いくつかの実施例では、複数の単電池は、Ｋ方向に沿って配列され、Ｋ方向は、電池アレイ３における少なくとも１つの単電池１００の最小外接直方体の高さ方向である。単電池１００は、単電池１００の最小外接直方体の高さである寸法Ｃを有する。
【００９２】
少なくとも１つの単電池１００は、１０≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦２０８、２３≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦２０８、例えば、５０≦寸法Ａ／寸法Ｃ≦７０の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池１００の、寸法Ｃが所在する方向の厚さが薄くなることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。
【００９３】
電池パック２００は、電池アレイ３の両側に対向して設けられ、電池アレイ３を挟持する２つの側板部材をさらに含み、側板部材は、電池アレイ３を挟持し、複数の単電池１００の膨張変形を制限する機能を有することにより、防爆弁１０３及び電流遮断装置（ＣＩＤ）の起動を確保することができる。具体的には、いくつかの実施例では、図４に示すように、側板部材は、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４であってよく、他の実施例では、図１２に示すように、側板部材は、第１の側板２０９及び第２の側板２１０であってよい。
【００９４】
いくつかの実施例では、図３及び図２０〜図２４に示すように、電池パック２００は、電池パック２００の最小外接直方体の長手方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２を含む車両用トレイを含み、支持部材４は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２であり、単電池１００の両端は、それぞれ第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持される。
【００９５】
他の実施例では、支持部材４は、複数の底部梁であり、底部梁は、電池アレイ３の下方に位置する。底部梁は、電池アレイ３を支持するためのものであり、底部梁の上面は、電池アレイ３の表面に支持されるように、平面であってよい。実際の実行において、底部梁は、矩形断面を有する。底部梁が複数あってよく、複数の底部梁は、平行に離間して設けられてもよく、交差して設けられてもよい。電池アレイ３は、接着、ねじ接続部材などの方式で底部梁に固定されてよい。電池パックは、底部梁と共に、電池アレイ３を収容する収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む。密封カバーは、塵埃や水などの侵入を防止するためのものである。
【００９６】
図２５に示すように、底部梁は、第１の梁５０１と、第１の梁５０１に位置し、第１の梁５０１と交差する第２の梁５０２とを含み、第１の梁５０１の延在方向と単電池１００の最小外接直方体の長手方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池１００は、第１の梁５０１に支持される。図２５に示す実施例では、第１の梁５０１と第２の梁５０２は、垂直に接続され、第１の梁５０１と第２の梁５０２との接続形態は、ねじ接続部材による接続、溶接などを含むが、これらに限定されない。第１の梁５０１と第２の梁５０２は、いずれも直線型梁であってよい。
【００９７】
実際の実行において、第２の梁５０２が２つあり、２つの第２の梁５０２は、それぞれ第１の梁５０１の両端に位置し、それぞれ第１の梁５０１に垂直であり、単電池１００は、第１の梁５０１に支持される。第２の梁５０２は、第１の梁５０１に対して上向きに突出し（Ｚ方向）、例えば、第２の梁５０２の下面は、第１の梁５０１の上面に接続されてよく、単電池１００を配列するとき、最も外側の２つの単電池１００のそれぞれに、２つの第２の梁５０２が互いの側面に向かうように当接してよい。単電池１００の中心は、第１の梁５０１に位置し、単電池１００の長手方向は、第１の梁５０１の長手方向に垂直であり、単電池１００の中心を第１の梁５０１に合わせることにより、単電池１００を単一の梁で支持することを実現することができる。当然のことながら、他の実施例では、第１の梁５０１が複数あってもよく、複数の第１の梁５０１は、第２の方向に沿って平行に離間する。
【００９８】
当然のことながら、底部梁の形状は、直線型、矩形を含むが、これらに限定されず、三角形、台形又は他の異形であってもよい。本願に係る別の実施形態では、図１６に示すように、支持部材４は、自動車のシャーシであり、電池アレイ３は、自動車のシャーシに位置し、電池パック２００は、電気自動車に直接形成されてよく、すなわち、電池パック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。
【００９９】
いくつかの実施例では、単電池１００の組立を容易にするために、自動車のシャーシに下向きに凹んだチャンバー３００が設けられる。
【０１００】
本願に係る１つの具体的な実施形態では、該チャンバー３００は、対向して設けられた第１の側壁３０１及び第２の側壁３０２を含んでよく、第１の側壁３０１が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第１の側壁３０１の延在部を得ることができ、第１の側壁３０１が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第２の側壁３０２の延在部を得ることができ、このように、一実施形態として、単電池１００の第１の端部は、第１の側壁３０１の延在部に支持されてよく、単電池１００の第２の端部は、第２の側壁３０２の延在部に支持されてよい。すなわち、本願は、上記技術手段に従って単電池１００を配列できる電気自動車をさらに提供し、本願に係る電池パック２００を構成するために、該電気自動車には、単独の車両用トレイの特徴と同様な特徴を有するチャンバー３００が形成される。
【０１０１】
いくつかの実施例では、図２に示すように、電池パック２００は、電池載置領域を形成し、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池パック２００は、１つの電池アレイ３を含み、単電池１００は、単電池の最小外接直方体の長手方向に沿って電池載置領域の一側から電池載置領域の他側まで延びる。電池パック２００は、単電池１００の最小外接直方体の長手方向に１つの単電池のみを収容する。
【０１０２】
いくつかの実施例では、電池パック２００内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、単電池の最小外接直方体の幅方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。
【０１０３】
電池載置領域には、単電池の最小外接直方体の長手方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。
【０１０４】
具体的には、図２１に示すように、第１のセパレータ７００は、図示される電池アレイ３を電池パック２００のＫ方向に沿って２つの電池アレイ３に分割する。前の電池アレイ３における最後の単電池１００と後の電池アレイ３における最初の単電池は、接続部材により接続される。
【０１０５】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｑ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。Ｍ−１番目（Ｍは１以上である）の電池アレイ３における最後の単電池の電極端子とＭ番目の電池アレイ３における１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される。換言すれば、単電池１００の延在方向に複数の単電池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。
【０１０６】
具体的には、図２０に示すように、第２のセパレータ８００は、電池アレイ３を電池パック２００のＱ方向に沿って２つの電池アレイ３に分割する。前の電池アレイ３における最後の単電池１００と後の電池アレイ３における最初の単電池は、接続部材により接続される。
【０１０７】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｋ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイ３とＱ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。換言すれば、電池パックのＫ方向に、電池載置領域が複数のサブ電池載置領域に分割され、かつ単電池１００の延在方向Ｑ方向に、複数の単電池１００が収容されてよく、すなわち、電池パック２００内に複数行複数列の電池アレイ３が設けられる。
【０１０８】
具体的には、図２２に示すように、電池パック２００内に第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ８００が設けられ、第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ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。
【０１０９】
上記説明において、第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ８００は、補強リブであってもよく、断熱綿などの他の構造部材であってもよく、本願は、これを限定しない。
【０１１０】
電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、単電池の最小外接直方体の高さ方向に沿ったＪ個（Ｊは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。
【０１１１】
本願は、電池アレイ３における単電池１００の数を特に限定せず、異なる車種、必要な異なる動力に応じて、異なる数の単電池１００を配置することができ、本願のいくつかの具体例では、電池アレイ３における単電池の数は６０〜２００であり、本願の他の具体例では、電池アレイ３における単電池の数は８０〜１５０である。
【０１１２】
図２〜図２５に示すように、本願のさらに別の態様に係る電池パック２００は、電池アレイ３及び支持部材４を含む。
【０１１３】
電池アレイ３は、複数の単電池１００を含み、少なくとも１つの単電池１００は、電池本体と、電池本体から延出し、電池本体の内部電流を引き出す電極端子とを含み、電池本体が略直方体であり、電池本体の長さがＬであり、かつ６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍであるという条件を満たす。単電池１００は、ケースと、ケース内に位置する極芯とを含み、ケースに支持領域が形成され、支持部材４は、支持領域に当接して単電池１００を支持する。
【０１１４】
なお、上記電池本体が略直方体であるとは、上記電池本体が直方体状、正方体状であってもよく、異形が局在するが、略直方体状、正方体状であってもよく、切り欠き、突起、面取り、弧度、曲げが局在するが、全体が略直方体状、正方体状であってもよいことを意味している。
【０１１５】
従来技術において、単電池１００の寸法が小さく、電池本体の長さＬが短く、電池パックのＹ方向又はＸ方向の寸法よりもはるかに小さいため、単電池１００は、電池パックの構造強度を補強するという作用を果たすことができず、その結果、単電池１００の組立を容易にするために、電池パック２００に横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００（図１に示す）を設ける必要がある。単電池１００が電池モジュール４００により電池パック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横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００に固定される。
【０１１６】
従来技術における電池パック内に横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００が設けられ、横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００が、電池パック２００内の、単電池を収容するための取付空間を多く占めるため、電池パックの体積利用率が低く、一般的には、電池パック２００の体積利用率が約４０％であり、更にそれ以上低く、すなわち、従来技術における電池パック２００内に、単電池を取り付けるための空間が４０％程度のみであるため、電池パック２００内に収容可能な単電池１００の数が限られ、電池パック全体の容量、電圧が制限され、電池パックの航続能力が低い。
【０１１７】
本願の発明者は、単電池１００の電池本体の長さＬを６００ｍｍ〜２５００ｍｍに設計すると、単電池１００の電池本体が十分に長いため、電池本体自体だけで支持の作用を果たし、補強構造に代えて電池パック２００の構造強度を保証することができ、このように、電池パック２００における横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００の使用を減らすことができ、さらに、電池パック２００において横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００を使用しなくてよく、その結果、横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００が電池パック２００に占める空間を低減し、電池パック２００の空間利用率を向上させ、電池パック２００に単電池１００を可能な限り多く配置し、ひいては、電池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることを見出した。例えば、電気自動車において、この設計は、空間利用率を従来の４０％程度から６０％以上、更にそれ以上、例えば８０％に向上させることができる。本願の発明者は、複数回の実験により、単電池１００をパウチ電池に設計し、すなわち、単電池のケースをアルミラミネートフィルムにし、アルミラミネートフィルムを用いて単電池を支持すれば、単電池のアルミラミネートフィルムに摩耗が生じる恐れがあり、かつパウチ単電池が電池パック内でずれやすいため、単電池の摩耗をさらに加速させ、アルミラミネートフィルムの摩耗に伴って、単電池１００が故障し、電池パックの航続能力が低くなり、また、パウチ単電池の放熱性能が低いため、パウチ単電池を本願に係る寸法に設計して電池パック内で配列した後、電池パック全体の放熱性能が比較的低くなることを見出した。したがって、本願において、単電池１００は、ケースと、蓋板と、ケース及び蓋板が形成した空間内に位置する極芯とを含み、換言すれば、単電池は、ハードケース電池であり、単電池の長さＬが６００ｍｍ〜２５００ｍｍであるとき、ケース及び／又は蓋板に支持領域が形成され、支持部材４は、支持領域に当接して単電池を支持する。ここで、支持部材４が支持領域に当接するとは、支持部材４が上記支持領域に直接的に接触することを意味してもよく、支持部材４が他の部材により上記支持領域に間接的に接触するか又は接続されることを意味してもよく、これは、使用状況に応じて設定することができ、本願は、これを限定しない。
【０１１８】
また、電池パック２００内に横方向梁及び／又は縦方向梁を配置する必要がないため、電池パック２００の製造プロセスを簡略化し、単電池１００の組立の複雑度を低減し、生産コストを低減する一方、電池パック２００の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。
【０１１９】
本願において、電池パックの具体的な形態を特に限定せず、電池パックが支持部材４を含み、電池アレイ３が支持部材４に位置し、単電池１００が支持部材４に支持されることのみを限定すればよく、本願は、支持部材４の具体的な構造を限定せず、単電池１００が支持部材４に支持可能であればよく、支持部材４の具体的な構造について後述する。単電池１００は、支持部材４に支持され、単電池１００は、支持部材４により直接的に支持され、すなわち、それぞれ支持部材４に載置されてもよく、支持部材４に固定されてもよく、具体的な固定態様について後述し、特定の支持及び固定態様について、本願は限定しない。
【０１２０】
上記支持部材４は、電池アレイ３を支持するためのものであり、支持部材４は、一般的に剛性構造であり、独立して加工されたトレイであってもよく、車両のシャーシに成形された剛性支持構造であってもよい。支持部材４は、電池パックを完全な外形に保持し、かつ電池パックを車両全体又は他の装置に取り付けることを容易にする。
【０１２１】
本願では、単電池１００の電池本体の長さＬの寸法が長いため、電池本体自体が支持の作用を果たすことができ、電池パックにおける横方向梁及び縦方向梁の補強作用を低減し、電池パックの空間利用率が高くなり、より多くの単電池を配置することができる。
【０１２２】
単電池１００の電池本体は、互いに垂直なＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向という３つの方向を有する。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、２つずつ垂直であり、Ｘ方向は、単電池１００の配列方向であり、Ｙ方向は、単電池１００の長手方向であり、Ｚ方向は、単電池１００の高さ方向である。実際の実行において、例えば、図２０〜図２３に示す実施例では、電池パック２００を車両全体に取り付ける場合、電池パック２００の長手方向は、車両１の縦方向と平行であってよく、電池パック２００の幅方向は、車両１の横方向と平行であってよく、Ｙ方向は、車両１の横方向と平行であってよく、Ｘ方向は、車両１の縦方向と平行であってよく、Ｚ方向は、車両１の鉛直方向と平行であってよく、例えば、図２４に示す実施例では、電池パック２００を車両全体に取り付ける場合、電池パック２００の長手方向は、車両１の縦方向と平行であってよく、電池パック２００の幅方向は、車両１の横方向と平行であってよく、Ｙ方向は、車両１の縦方向と平行であってよく、Ｘ方向は、車両１の横方向と平行であってよく、Ｚ方向は、車両１の鉛直方向と平行であってよい。当然のことながら、電池パック２００を車両全体に取り付ける場合、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、車両の実際の方向とは別の対応関係を有してもよく、その実際の対応関係は、電池パック２００の取付方向に依存する。
【０１２３】
特に断りのない限り、本願に係る車両が進行する方向は、車両の縦方向であり、車両の進行方向に垂直かつ面一な方向は、車両の横方向であり、一般的には、水平方向であり、上下方向は、車両の鉛直方向であり、一般的には、垂直方向である。
【０１２４】
いくつかの実施例では、単電池１００は、Ｘ方向に順に配列されてよく、数が制限されてよく、上記配列方式では、電池パック内に配列された単電池の数が多くなるため、電池パック全体の放熱性能が比較的低くなり、電池パック全体の安全性能を向上させるために、Ｌ／Ｈ又はＬ／Ｄを限定することにより、Ｘ方向に沿った厚さ及びＺ方向に沿った高さを小さくし、１つの単電池の表面積を従来技術における単電池の表面積よりも大きくして、単電池の放熱面積を大きくし、単電池の放熱速度を向上させ、さらに電池パック全体の安全性を向上させ、電池パックをより安全で確実にすることができる。
【０１２５】
一方、単電池１００のケースが金属材料で製造される場合、単電池１００の金属製ケースの熱伝導性能がさらに高く、単電池１００の放熱効率を向上させ、放熱効果を最適化することができる。
【０１２６】
複数の単電池１００は、電池アレイ３において複数の配列形態を有し、電池本体は、長さがＬであり、厚さがＤであり、高さがＨであり、厚さ方向がＸ方向であり、長手方向がＹ方向であり、高さ方向がＺ方向である。
【０１２７】
本願に係る一実施形態では、複数の単電池１００は、Ｘ方向に沿って離間して配列されてもよく、密に配列されてもよく、図２に示すように、本実施形態では、空間を十分に利用するために、Ｘ方向に沿って密に配列される。
【０１２８】
いくつかの実施例では、複数の単電池１００は、電池アレイ３における少なくとも１つの単電池のＸ方向に沿って配列され、Ｘ方向は、電池アレイ３におけるいずれか１つの単電池１００の厚さ方向である。電池本体の厚さは、Ｄであり、少なくとも１つの単電池１００は、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池１００のＸ方向の厚さが薄くなることにより、単電池１００自体が高い放熱能力を有することを見出した。
【０１２９】
他の実施例では、複数の単電池１００は、電池アレイ３における少なくとも１つの単電池のＺ方向に沿って配列される。Ｚ方向は、電池アレイ３におけるいずれか１つの単電池１００の高さ方向である。電池本体の高さは、Ｈであり、少なくとも１つの単電池１００は、１０≦Ｌ／Ｈ≦２０８、２３≦Ｌ／Ｈ≦２０８の条件を満たし、いくつかの実施例では、５０≦Ｌ／Ｈ≦７０の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす単電池１００の電池本体のＺ方向の厚さが薄くなることにより、電池本体自体が高い放熱能力を有することを見出した。
【０１３０】
なお、複数の単電池１００は、配列されるとき、端部が整列したアレイを形成してもよく、上記Ｘ方向又はＺ方向と角度をなし、すなわち、斜めに配列されてもよい。複数の単電池１００の載置方向は、一致しても、部分的に異なっても、互いに異なってもよく、所定の方向に沿って配置されることを満たせばいい。
【０１３１】
いくつかの実施例では、６００ｍｍ≦Ｌ≦１５００ｍｍであり、例えば、６００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍである。該長さの単電池１００は長く、電池パック２００に用いられる場合、第１の方向に沿って１つの単電池１００のみを配置すればよい。
【０１３２】
いくつかの実施例では、単電池１００の電池本体の体積はＶであり、少なくとも１つの単電池１００は、０．０００５ｍｍ−２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ−２の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、単電池１００が上記限定を満たす場合、電池本体の断面が小さく、電池本体の放熱効果が高いため、電池本体の内部と周囲の温度差が小さいことを見出した。
【０１３３】
本願に係る別の実施形態では、単電池１００の電池本体の表面積Ｓと体積Ｖとの比は、０．１ｍｍ−１≦Ｓ／Ｖ≦０．３５ｍｍ−１の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い上記単電池１００により実現してもよく、寸法の調整により実現してもよく、単電池１００の表面積Ｓと体積Ｖとの比を制御することにより、電池本体の長さがＹ方向に沿って延びるとともに、十分な放熱面積を有することを保証して、単電池１００の放熱効果を保証することができる。
【０１３４】
いくつかの実施例では、電池本体の体積はＶであり、電池本体の高さＨと対応する電池本体の体積Ｖとの関係は、０．０００１ｍｍ−２≦Ｈ／Ｖ≦０．０００１５ｍｍ−２である。
【０１３５】
なお、単電池の表面積とは、単電池の全面の面積の和を意味し、単電池のある面が部分的に内向きに凹むか又は部分的に外向きに突出する場合、単電池の表面積を算出するとき、単電池の外郭により画定された方形の長さＬ、幅Ｈ及び厚さＤで表面積を算出し、具体的な算出式は、Ｓ＝２（ＬＤ＋ＬＨ＋ＨＤ）である。
【０１３６】
図３〜図４、図２０〜図２４に示すように、電池本体は、長さがＬであり、厚さがＤであり、高さがＨであり、厚さ方向がＸ方向であり、長手方向がＹ方向であり、高さ方向がＺ方向であり、電池本体の高さＨ≧電池本体の厚さＤであり、少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８、４≦Ｌ／Ｈ≦２１の条件を満たし、複数の単電池は、電池アレイ３における少なくとも１つの単電池のＸ方向に沿って配列され、いくつかの実施例では、少なくとも１つの単電池は、９≦Ｌ／Ｈ≦１３の条件を満たす。発明者は、大量の試験により、剛性が支持要件を満たした上で、上記寸法要件を満たす電池本体のＸ方向の厚さが薄くなることにより、電池本体自体が高い放熱能力を有し、単電池１００のＸ方向の最密配列を容易に実現することを見出した。
【０１３７】
本願のいくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの単電池１００は、Ｙ方向に沿って第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部及び第２の端部のうちの少なくとも１つは、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池１００間の電極端子は、接続部材により電気的に接続される。
【０１３８】
ここで、単電池１００の「第１の端部」及び「第２の端部」は、単電池１００の方向を説明するためのものであり、単電池１００の具体的な構造を限定して説明するためのものではなく、例えば、第１の端部及び第２の端部は、単電池１００の正極及び負極を限定して説明するためのものではなく、一実施形態では、図２〜図４に示すように、単電池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の有効放熱面積がさらに大きく、放熱効率がさらに高い。ここで、第１の電極端子１０１は、単電池１００の正極であり、第２の電極端子１０２は、単電池１００の負極であり、或いは、第１の電極端子１０１は、単電池１００の負極であり、第２の電極端子１０２は、単電池１００の正極である。単電池１００の電極端子は、接続部材により直並列接続される。
【０１３９】
一実施形態では、少なくとも一部の単電池１００は、厚さ方向がＸ方向に沿うように延び、すなわち、複数の単電池は、単電池の厚さ方向に沿って配列される。
【０１４０】
いくつかの実施例では、電池アレイ３は、Ｘ方向に沿って順に配列された複数の単電池１００を含み、単電池１００の長さは、Ｙ方向に沿って延び、高さは、Ｚ方向に沿って延びる。すなわち、複数の単電池１００が厚さ方向に沿って配列され、長手方向に沿って延びる場合、電池パックの空間を十分に利用して、より多くの単電池を配置することができる。
【０１４１】
単電池１００の長さは、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部及び／又は第２の端部は、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池の電極端子同士は、接続部材により接続される。
【０１４２】
ここで、単電池１００の「第１の端部」及び「第２の端部」は、単電池１００の方向を説明するためのものであり、単電池１００の具体的な構造を限定して説明するためのものではなく、例えば、第１の端部及び第２の端部は、単電池１００の正極及び負極を限定して説明するためのものではなく、一実施形態では、図２〜図４に示すように、単電池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の有効放熱面積がさらに大きく、放熱効率がさらに高い。ここで、第１の電極端子１０１は、単電池１００の正極であり、第２の電極端子１０２は、単電池１００の負極であり、或いは、第１の電極端子１０１は、単電池１００の負極であり、第２の電極端子１０２は、単電池１００の正極である。単電池１００の電極端子は、接続部材により直並列接続される。
【０１４３】
従来技術において、適切な電池容量及び高い放熱効果を有するために、矩形単電池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。
【０１４４】
本願に係る一実施形態では、少なくとも１つの単電池１００の電池本体の長さＬと厚さＤとの比は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす。該比で、長さが適切であり、厚さが薄い単電池１００を得ることができ、このように、単電池１００の長さが第１の方向に沿って延びる場合にも、適切な抵抗値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することができ、様々な車種に対する適応性が高い。
【０１４５】
本願に係る一実施形態では、少なくとも１つの単電池１００の電池本体の長さＬと厚さＤとの比は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０の条件を満たす。該比で、長さが適切である単電池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自体を補強梁として使用することができる。一方、単電池１００の長さが第１の方向に沿って延びる場合にも、適切な抵抗値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することができ、様々な車種に対する適応性が高い。
【０１４６】
本願に係る電池パック２００によれば、Ｘ方向に、電池パック２００は、電池アレイ３の両側に対向して設けられ、電池アレイ３を挟持する２つの側板部材をさらに含み、側板部材は、電池アレイ３を挟持し、複数の単電池１００の膨張変形を制限する機能を有することにより、防爆弁１０３及び電流遮断装置（ＣＩＤ）の起動を確保することができる。具体的には、いくつかの実施例では、図４に示すように、側板部材は、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４であってよく、他の実施例では、図１２に示すように、側板部材は、第１の側板２０９及び第２の側板２１０であってよい。
【０１４７】
本願に係る電池パックによれば、支持部材４と共に、電池アレイ３を収容する収容チャンバーを形成する密封カバー２２０をさらに含む。密封カバー２２０と支持部材４は、単電池を収容する収容チャンバーを画定し、密封カバー２２０は、防水防湿の作用を果たす。
【０１４８】
電池パック２００は、独立して製造され、単電池１００を収容して取り付ける車両用トレイを含む。図１６、図１８及び図１９に示すように、単電池１００を車両用トレイに取り付けた後、該車両用トレイは、締結具によって車体に取り付けられてよく、例えば、電気自動車のシャーシに吊り下げられる。
【０１４９】
車両用トレイは、Ｙ方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２を含み、支持部材４は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２であり、単電池１００の第１の端部は、第１の側部梁２０１に支持され、単電池１００の第２の端部は、第２の側部梁２０２に支持される。本願の技術的思想では、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２の具体的な構造を限定せず、第１の側部梁２０１と第２の側部梁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の側部梁２０１は、矩形であっても、円柱状であっても、多角形状であってもよく、本願は、特に限定しない。
【０１５０】
第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２は、Ｙ方向に沿って対向して設けられ、複数の単電池１００は、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に設けられ、単電池１００の両端は、それぞれ第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持される。１つの実施例では、各単電池１００の第１の端部は、第１の側部梁２０１に支持され、各単電池１００の第２の端部は、第２の側部梁２０２に支持される。
【０１５１】
換言すれば、各単電池１００は、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に延び、複数の単電池１００は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２の長手方向に沿って配列され、すなわち、Ｘ方向に沿って配列される。
【０１５２】
単電池１００の第１の端部及び第２の端部は、それぞれ第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持され、単電池１００は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２により直接的に支持され、すなわち、それぞれ第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に載置されてもよく、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に固定されてもよく、具体的な固定態様について詳細に後述し、特定の支持及び固定形態について、本願は限定しない。
【０１５３】
本願のいくつかの実施例では、各単電池１００の第１の端部は、第１の側部梁２０１に直接的又は間接的に支持されてよく、各単電池１００の第２の端部は、第２の側部梁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の側部梁２０１とが直接接触して嵌合支持され、単電池１００の第２の端部と第２の側部梁２０２とが直接接触して嵌合されることを意味し、間接とは、例えば、いくつかの実施例では、単電池１００の第１の端部が第１の端板２０７により第１の側部梁２０１に嵌合支持され、単電池１００の第２の端部が第２の端板２０８により第２の側部梁２０２に嵌合支持されることを意味する。
【０１５４】
なお、単電池１００は、第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２に垂直であってもよく、第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２と鋭角又は鈍角をなして設けられてもよく、例えば、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２が互いに平行である場合、第１の側部梁２０１、第２の側部梁２０２及び単電池１００は、矩形、正方形又は平行四辺形、扇形などの構造とすることができ、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２が角度をなす場合、第１の側部梁２０１、第２の側部梁２０２及び単電池１００は、台形、三角形などの構造とすることができる。本願は、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間の角度関係、単電池１００と第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２との間の角度関係を限定しない。
【０１５５】
第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２がトレイのＹ方向に沿って対向する両側に位置するとは、図２に示すように、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２がトレイのＹ方向に沿った最辺側に位置し、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２がトレイの最外側であることを意味する。
【０１５６】
また、上記単電池１００の「第１の端部」及び「第２の端部」は、単電池１００の方向を説明するためのものであり、単電池１００の具体的な構造を限定して説明するためのものではなく、例えば、第１の端部及び第２の端部は、単電池１００の正極及び負極を限定して説明するためのものではなく、すなわち、本願では、単電池１００の第１の側部梁２０１に支持された端が第１の端部であり、単電池１００の第２の側部梁２０２に支持された端が第２の端部である。
【０１５７】
車両用トレイに関して、車体の幅が大きく、例えば１．２ｍ〜２ｍであり、長さが長く、例えば２ｍ〜５ｍであり、異なる車種に対して、対応する車体の幅と車体の長さが異なる。大きい車体の幅及び長さにより、車体の底部に設けられたトレイ全体の寸法に対する要求も大きくなる。トレイの寸法が大きい場合、従来技術において、トレイに辺側に位置する側部梁を設けなければならない以外、トレイの内部に横方向梁を設ける必要があり、そうでなければ、内部に単電池を設けるのに十分な支持力及び構造強度を提供することができない。車両用トレイに横方向梁を増設した後、車両用トレイの部分的な荷重が横方向梁により分担され、その内部空間が横方向梁により占められるため、トレイの内部において効果的に利用できる空間が小さくなり、また、横方向梁の存在により、横方向梁の取付に合わせるために、トレイの内部の幅方向及び長手方向に複数の電池モジュールを設けなければならず、取付が複雑であり、必要な取付部材も多い。
【０１５８】
しかしながら、横方向梁を除去すれば、従来技術におけるモジュールレイアウト及び単電池のレイアウト方式にとって、電池モジュールに十分な構造強度を提供することができず、トレイが十分な荷重力を提供することができない。
【０１５９】
本願では、単電池の長さＬは、６００〜１５００ｍｍであり、単電池１００の両端を第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持し、単電池の重量を両側のトレイ側部梁に分散し、横方向梁を除去した上で、トレイの荷重能力を効果的に向上させ、また、単電池１００自体も
【０１６０】
第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２は、それぞれ単電池１００の２つの端面に合わせた内壁面を含み、第１の側部梁２０１の内壁面と単電池１００の第１の端部との間に絶縁板が挟設され、すなわち、絶縁板は、単電池１００と第１の側部梁２０１の内壁面との間に位置し、第２の側部梁２０２の内壁面と単電池１００の第２の端部との間に絶縁板が挟設され、すなわち、絶縁板は、単電池１００と第２の側部梁２０２の内壁面との間に位置する。具体的には、絶縁板の具体的な構造は、限定されず、電池アレイ３の固定、補強及び膨張防止の作用を果たすことができればよく、いくつかの実施形態では、絶縁板は、後述する第１の端板２０７及び第２の端板２０８であってよい。
【０１６１】
トレイは、底板を含み、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２は、Ｙ方向に沿って底板の両端に対向して設けられ、単電池１００と底板が離間して設けられることにより、底板の単電池１００に対する荷重を軽減することができ、単電池１００の大部分の重量を第１の側部梁と第２の側部梁により負担し、底板の荷重要件を低減し、底板の製造プロセスを低減し、生産コストを低減する。
【０１６２】
すなわち、複数の単電池１００が配列した電池アレイ３の底部とトレイの底板との間に保温層２１７が設けられることにより、単電池１００と外部との熱伝達を遮断し、単電池１００の保温機能を実現し、かつ電池パック２００の外部環境と電池パック２００内の単電池１００との間に熱干渉が生じることを回避する。保温層２１７は、断熱性、保温機能を有する材料で製造されてよく、例えば、保温綿で製造される。
【０１６３】
また、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２により単電池１００に支持力を提供するために、本願に係る一実施形態では、図５及び図６に示すように、第１の側部梁２０１に第１の支持板２１３が設けられ、第２の側部梁２０２に第２の支持板２１４が設けられ、第１の支持板２１３の密封カバー２２０に向かう面に第１の支持面が設けられ、第２の支持板２１４の密封カバー２２０に向かう面に第２の支持面が設けられ、各単電池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の側部梁２０１の底部から内向きに突出してもよく、第２の支持板２１４は、第２の側部梁２０２の底部から内向きに突出してもよい。
【０１６４】
従来技術における、電池パック内の底板によって単電池１００を支持する技術手段と比較して、本願では、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に設けられた第１の支持板２１３及び第２の支持板２１４によって単電池１００を支持することで、本願に係る電池パック２００の構造を簡素化し、電池パック２００の重量を軽減することができる。第１の支持板２１３及び第２の支持板２１４に絶縁板が設けられてよく、絶縁板は、単電池１００と第１の支持板２１３及び第２の支持板２１４との間に位置する。
【０１６５】
第１の側部梁２０１、第２の側部梁２０２及び底板の接続態様を特に限定せず、一体成形してもよく、溶接してもよい。
【０１６６】
第１の側部梁２０１の単電池１００に向かう内壁面は、第１の接続面２１５を有し、第１の接続面２１５から密封カバー２２０までの距離は、第１の支持面から密封カバー２２０までの距離よりも小さく、第２の側部梁２０２の単電池１００に向かう内壁面は、いずれも第２の接続面を有し、第２の接続面２１６から密封カバー２２０までの距離は、第２の支持面から密封カバー２２０までの距離よりも小さく、単電池１００の両端は、それぞれ第１の接続面、第２の接続面に接触する。
【０１６７】
いくつかの実施例では、第１の側部梁２０１に第１の接続面２１５がさらに設けられ、第２の側部梁２０２に第２の接続面２１６がさらに設けられ、各単電池１００の第１の端部は、第１の接続面２１５に固定され、各単電池１００の第２の端部は、第２の接続面２１６に固定される。該第１の接続面２１５は、第１の側部梁２０１に設けられ、第１の支持板２１３の上方に位置する第３の支持板であってよく、該第２の接続面２１６は、第２の側部梁２０２に設けられ、第２の支持板２１４の上方に位置する第４の支持板であってよい。電池の第１の端部及び第２の端部は、締結具によって第１の接続面２１５及び第２の接続面２１６に固定されてもよく、第１の接続面２１５及び第２の接続面２１６に溶接されてもよい。
【０１６８】
実際の実行において、第１の側部梁２０１の単電池１００に向かう内壁面に少なくとも２段の段差構造を有し、２段の段差の密封カバー２２０に向かう面に、それぞれ第１の接続面２１５及び第１の支持面が形成され、第２の側部梁２０２の単電池１００に向かう内壁面に少なくとも２段の段差構造を有し、２段の段差の密封カバー２２０に向かう面に、それぞれ第２の接続面２１６及び第２の支持面が形成される。
【０１６９】
本願に係る電池パックによれば、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部において、図１２及び図１４に示すように、第１の側部梁２０１に隣接する１つの単電池１００の第１の側部梁２０１に向かう端に第１の端板２０７が設けられ、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部において、第２の側部梁２０２に隣接する１つの単電池１００の第２の側部梁２０２に向かう端に第２の端板２０８が設けられ、少なくとも１つの単電池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の側部梁２０１に支持され、少なくとも１つの単電池１００は、第２の端板２０８により第２の側部梁２０２に支持され、第１の端板２０７、第２の端板２０８及び複数の単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池モジュールを構成する。第１の端板２０７が１つあってよく、第２の端板２０８が１つあってよく、第１の端板２０７、第２の端板２０８及び複数の単電池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の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に支持される。第１の端板２０７が複数あってよく、第２の端板２０８が複数あってよく、複数の第１の端板２０７、第２の端板２０８及び単電池１００は、複数の電池モジュールを構成し、各電池モジュールは、対応する第１の端板２０７及び第２の端板２０８により第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に支持され、各電池モジュールは、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に延び、かつ複数の電池モジュールは、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２の長手方向に沿って配列される。本願では、第１の端板２０７及び第２の端板２０８の数、すなわち、電池モジュールの数を限定しない。
【０１７０】
いくつかの実施例では、第１の端板２０７は、単電池１００の端面に対向して設けられた端板本体２３１と、端板本体２３１に接続され、第１の側部梁２０１に向かって突出した第１の接続板２３２とを含み、第２の端板２０８は、単電池１００の端面に対向して設けられた端板本体２３１と、端板本体２３１に接続され、第２の側部梁２０２に向かって突出した第１の接続板２３２とを含み、第１の端板２０７の第１の接続板２３２は、第１の接続面２１５に接続され、第２の端板２０８の第１の接続板２３２は、第２の接続面２１６に接続される。具体的な接続形態を限定しない。
【０１７１】
一実施形態では、図２及び図１０に示すように、単電池１００の第１の側部梁２０１に向かう第１の端部に防爆弁１０３が設けられ、第１の側部梁２０１の内部に排気通路２２２が設けられ、第１の側部梁２０１には、防爆弁１０３に対応する位置に排気孔２２１が設けられ、排気孔２２１は、排気通路２２２に連通し、電池パック２００には、排気通路２２２に連通する排気口が設けられ、単電池１００の第２の側部梁２０２に向かう第２の端部に防爆弁１０３が設けられ、第２の側部梁２０２の内部に排気通路２２２が設けられ、第２の側部梁２０２には、防爆弁１０３に対応する位置に排気孔２２１が設けられ、排気孔２２１は、排気通路２２２に連通し、電池パック２００には、排気通路２２２に連通する排気口が設けられる。他の実施形態では、図１２及び図１４に示すように、排気孔２２１は、第１の端板２０７及び第１の側部梁２０１、及び／又は、第２の端板２０８及び第２の側部梁２０２に形成されてもよい。
【０１７２】
従来技術において、単電池の使用中に、その内部の気圧がある程度まで上昇すれば、防爆弁が開き、単電池の内部の火炎、煙又はガスが防爆弁を通って排出されて、電池パックの内部に集まり、タイムリーに排出できなければ、単電池に対して二次的なダメージを与える。しかしながら、本願では、第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２には、単電池１００の防爆弁１０３に対応する吸気口２２１が設けられ、かつ第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２の内部に排気通路２２２が設けられるため、単電池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の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２内の排気通路２２２に入り、かつ排気孔を通って第１の側部梁２０１及び又は第２の側部梁２０２から排出され、例えば、排気孔を通って大気中に排出され、このように、該火炎、煙又はガスが電池パック２００の内部に集まらず、単電池１００に対して二次的なダメージを与えることを回避する。
【０１７３】
いくつかの実施例では、第１の接続面２１５及び第２の接続面２１６と密封カバー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チャンバーが画定される。これにより、電池管理部品及び配電部品の占有空間を節約することができ、電池パック内に、より多くの単電池を配置し、空間利用率を向上させ、体積エネルギー密度及び航続能力を向上させることができる。
【０１７４】
トレイ底板に関して、単電池１００とトレイ底板が離間して設けられることにより、トレイ底板が力を受けず、トレイ底板の製造プロセスを簡略化し、製造コストを節約することができる。単電池１００とトレイ底板との間に保温層が設けられることにより、単電池１００と外部との熱伝達を遮断し、単電池１００の保温機能を実現し、かつ電池パック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。
【０１７５】
また、本願に係る一実施形態では、図３〜図８に示すように、電池パック２００は、Ｘ方向に沿って対向して設けられた第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４をさらに含んでよく、複数の単電池１００は、Ｘ方向に沿って第３の側部梁２０３と第４の側部梁２０４との間に配列される。一実施形態では、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２が第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４に垂直に接続されることにより、電池パック２００を矩形又は正方形に形成する。他の実施形態では、電池パック２００を台形、平行四辺形などに形成するために、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２は、互いに平行であってよく、第３の側部梁２０３と第４の側部梁２０４は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２と角度をなして設けられてよい。本願は、第１の側部梁２０１、第２の側部梁２０２、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４で構成された電池パック２００の具体的な形状を限定しない。
【０１７６】
いくつかの実施例では、図２に示すように、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４は、電池アレイ３に押圧力を提供し、第３の側部梁２０３は、第３の側部梁２０３に隣接して設けられた単電池１００に対して、第４の側部梁２０４に向かう付勢力を与え、第４の側部梁２０４は、第４の側部梁２０４に隣接して設けられた単電池１００に対して、第３の側部梁２０３に向かう付勢力を与え、このように、複数の単電池１００は、Ｘ方向に沿って第３の側部梁２０３と第４の側部梁２０４との間に密に配列することができ、複数の単電池１００を互いに貼り合わせることができる。また、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４は、Ｘ方向に複数の単電池１００を位置規制することができ、特に、単電池１００が僅かに膨張すると、単電池１００に対して緩衝し内向きの圧力を提供するという作用を果たし、単電池１００の膨張量及び変形量が大きすぎることを防止することができる。特に、単電池１００に防爆弁１０３及び電流遮断装置（ＣＩＤ）が設けられる場合、第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４により、単電池１００が膨張することを効果的に制限することができ、単電池１００が故障して膨張すると、その内部は、防爆弁１０３又は電流遮断装置（ＣＩＤ）内の反転シートを突き破るのに十分なガス圧力を有し、単電池１００を短絡させ、単電池１００の安全を保証し、単電池１００が爆発することを防止することができる。
【０１７７】
図１２及び図１３に示すように、第３の側部梁２０３と第３の側部梁２０３に隣接する単電池１００との間に第１の弾性装置２０５が設けられてよく、及び／又は第４の側部梁２０４と第４の側部梁２０４に隣接する単電池１００との間に第２の弾性装置２０６が設けられてよい。第１の弾性装置２０５は、第３の側部梁２０３に取り付けられてよく、第２の弾性装置２０６は、第４の側部梁２０４に取り付けられてよく、第１の弾性装置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の側部梁２０３と第４の側部梁２０４との間に配列された単電池１００の数は、第３の側部梁２０３と第４の側部梁２０４との間のピッチを変更することなく、第１の弾性装置２０５及び第２の弾性装置２０６と第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４との間の取付距離を変更することにより調整することができる。
【０１７８】
いくつかの実施例では、第３の側部梁２０３に第３の接続面２３６がさらに設けられ、第４の側部梁２０４に第４の接続面２３５がさらに設けられ、各単電池１００の第１の側は、第３の接続面２３６に固定され、各単電池１００の第２の側は、第４の接続面２３５に固定される。
【０１７９】
複数の単電池１００のうちの少なくとも一部において、図１２及び図１３に示すように、第３の側部梁２０３に隣接する１つの単電池１００の第３の側部梁２０３に向かう端に第１の側板２０９が設けられ、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部において、第４の側部梁２０４に隣接する１つの単電池１００の第４の側部梁２０４に向かう端に第２の側板２１０が設けられる。
【０１８０】
少なくとも１つの単電池１００の第１の側は、第１の側板２０９により第３の接続面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４の側部梁２０４に支持され、少なくとも１つの単電池１００は、第２の側板２１０により第４の側部梁２０４に支持され、第１の側板２０９、第２の側板２１０及び複数の単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池モジュールを構成する。第１の側板２０９が１つあってよく、第２の側板２１０が１つあってよく、第１の側板２０９、第２の側板２１０及び複数の単電池１００は、１つの電池モジュールを構成し、該電池モジュールは、第１の側板２０９及び第２の側板２１０により第３の側部梁２０３と第４の側部梁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の側部梁２０３と第４の側部梁２０４との間に支持され、各電池モジュールは、第３の側部梁２０３と第４の側部梁２０４との間に配列される。本願では、第１の側板２０９及び第２の側板２１０の数、すなわち、電池モジュールの数を限定しない。
【０１８１】
いくつかの実施例では、第１の側板２０９は、単電池１００の端面に対向して設けられた側板本体２３４と、側板本体２３４に接続され、第３の側部梁２０３に向かって突出した第２の接続板２３３とを含み、第２の側板２１０は、単電池１００の端面に対向して設けられた側板本体２３４と、側板本体２３４に接続され、第４の側部梁２０４に向かって突出した第２の接続板２３３とを含み、第１の側板２０９に対応する第２の接続板２３３は、第３の接続面２３６に接続され、第２の側板２１０に対応する第２の接続板２３３は、第４の接続面２３５に接続される。具体的な接続形態を限定しない。
【０１８２】
いくつかの実施例では、少なくとも一部の単電池１００は、第２のパネル２１１により第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に支持され、第２のパネル２１１と少なくとも一部の単電池１００は、電池モジュールを構成する。換言すれば、複数の単電池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の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持され、第２のパネル２１１と複数の単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池モジュールを構成し、該実施形態では、複数の単電池１００を第２のパネル２１１により第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持することにより、電池モジュールの構造を簡素化し、電池パックの軽量化の実現に役立つ。
【０１８３】
上記第１の端板２０７及び第２の端板２０８、又は第２のパネル２１１は、様々な実施形態で第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持されてよく、これに対して、本願は限定せず、例えば、締結具により第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に着脱可能に締結されるか、又は、溶接により第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に固定されるか、又は、ディスペンス方式で第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２に接続されるか、又は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に直接的に載置されて、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に支持される。
【０１８４】
一実施形態では、電池パック２００は、少なくとも一部の単電池１００の上面及び下面のそれぞれに接続された第１のパネル２１２及び第２のパネル２１１と、少なくとも一部の単電池１００の２つの端面のそれぞれに設けられた第１の端板２０７及び第２の端板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という２つのパネルに接続され、第１の側部梁２０１の単電池１００に向かう内壁面は、第１の支持面及び第１の接続面２１５を有し、第２の側部梁２０２の単電池１００に向かう内壁面は、第２の支持面及び第２の接続面２１６を有し、単電池１００の第１の端部は、第１の支持面に支持され、単電池１００の第２の端部は、第２の支持面に支持され、第１の端板２０７は、第１の接続面２１５に接続され、第２の端板２０８は、第２の接続面２１６に接続され、第３の側部梁２０３の単電池１００に向かう内壁面は、第３の接続面２３６を有し、第４の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第４の接続面２３５を有し、第１の側板２０９は、第３の接続面２３６に接続され、第２の側板２１０は、第４の接続面２３５に接続される。
【０１８５】
上記実施形態によれば、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０、第１のパネル２１２及び第２のパネル２１１は、複数の単電池１００を収容する密閉収容空間を共に画定し、このように、単電池１００が故障し、発火して爆発すると、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０、第１のパネル２１２及び第２のパネル２１１は、単電池１００の故障を一定の範囲内に制御して、単電池１００の爆発による周囲の部材に対する影響を防止することができる。該第１の側板２０９は、上記第１の弾性装置２０５であってよく、該第２の側板２１０は、上記第２の弾性装置２０６であってよく、このように、第１の側板２０９及び第２の側板２１０は、複数の単電池１００の膨張変形を制限する機能を備えることにより、防爆弁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。
【０１８６】
電池モジュール内に第１のパネル２１２を含む実施例にとって、図１１に示すように、第１のパネル２１２と単電池１００との間に熱伝導板２１８を設けてよく、このように、単電池１００の放熱に役立ち、かつ複数の単電池１００の間の温度差が大きくなりすぎないことを保証する。熱伝導板２１８は、熱伝導性の高い材料で製造されてよく、例えば、熱伝導板２１８は、熱伝導率の高い銅又はアルミニウムなどの材料で製造されてよい。
【０１８７】
いくつかの実施例では、選択可能な実施形態として、電池パックを、車両に用いられ電気エネルギーを供給する電池パックとして使用する場合、単電池１００の長手方向を車両の幅方向、すなわち車両の左右方向とすることができる。
【０１８８】
本願に係る別の実施形態では、支持部材４は、複数の底部梁であり、底部梁は、電池アレイ３の下方に位置する。底部梁は、電池アレイ３を支持するためのものであり、底部梁の上面は、電池アレイ３の表面に支持されるように、平面であってよい。実際の実行において、底部梁は、矩形断面を有する。底部梁が複数あってよく、複数の底部梁は、平行に離間して設けられてもよく、交差して設けられてもよい。電池アレイ３は、接着、ねじ接続部材などの方式で底部梁に固定されてよい。電池パックは、底部梁と共に、電池アレイ３を収容する収容チャンバーを形成する密封カバーをさらに含む。密封カバーは、塵埃や水などの侵入を防止するためのものである。
【０１８９】
図２５に示すように、底部梁は、第１の梁５０１と、第１の梁５０１に位置し、第１の梁５０１と交差する第２の梁５０２とを含み、第１の梁５０１の延在方向とＹ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池１００は、第１の梁５０１に支持される。図２５に示す実施例では、第１の梁５０１と第２の梁５０２は、垂直に接続され、第１の梁５０１と第２の梁５０２との接続形態は、ねじ接続部材による接続、溶接などを含むが、これらに限定されない。第１の梁５０１と第２の梁５０２は、いずれも直線型梁であってよい。
【０１９０】
実際の実行において、第２の梁５０２が２つあり、２つの第２の梁５０２は、それぞれ第１の梁５０１の両端に位置し、それぞれ第１の梁５０１に垂直であり、単電池１００は、第１の梁５０１に支持される。第２の梁５０２は、第１の梁５０１に対して上向きに突出し（Ｚ方向）、例えば、第２の梁５０２の下面は、第１の梁５０１の上面に接続されてよく、単電池１００を配列するとき、最も外側の２つの単電池１００のそれぞれに、２つの第２の梁５０２が互いの側面に向かうように当接してよい。単電池１００の中心は、第１の梁５０１に位置し、単電池１００の長手方向は、第１の梁５０１の長手方向に垂直であり、単電池１００の中心を第１の梁５０１に合わせることにより、単電池１００を単一の梁で支持することを実現することができる。当然のことながら、他の実施例では、第１の梁５０１が複数あってもよく、複数の第１の梁５０１は、第２の方向に沿って平行に離間する。
【０１９１】
他の実施形態では、底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であってもよく、矩形梁の延在方向とＹ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池１００は、矩形梁に支持される。矩形梁は、Ｙ方向に沿って均一に配置されてよく、矩形梁の延在方向は、Ｙ方向に垂直であり、単電池１００は、均一に配置された矩形梁に位置する。
【０１９２】
当然のことながら、底部梁の形状は、直線型、矩形を含むが、これらに限定されず、三角形、台形又は他の異形であってもよい。
【０１９３】
本願に係る別の実施形態では、図１６に示すように、支持部材４は、自動車のシャーシであり、電池アレイ３は、自動車のシャーシに位置し、電池パック２００は、電気自動車に直接形成されてよく、すなわち、電池パック２００は、電気自動車の任意の適切な位置に形成され、単電池１００を取り付ける装置である。例えば、電池パック２００は、電気自動車のシャーシに形成されてよい。
【０１９４】
いくつかの実施例では、単電池１００の組立を容易にするために、自動車のシャーシに下向きに凹んだチャンバー３００が設けられる。
【０１９５】
本願に係る１つの具体的な実施形態では、該チャンバー３００は、対向して設けられた第１の側壁３０１及び第２の側壁３０２を含んでよく、第１の側壁３０１が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第１の側壁３０１の延在部を得ることができ、第１の側壁３０１が電気自動車のシャーシから下向きに延びて第２の側壁３０２の延在部を得ることができ、このように、一実施形態として、単電池１００の第１の端部は、第１の側壁３０１の延在部に支持されてよく、単電池１００の第２の端部は、第２の側壁３０２の延在部に支持されてよい。すなわち、本願は、上記技術手段に従って単電池１００を配列できる電気自動車をさらに提供し、本願に係る電池パック２００を構成するために、該電気自動車には、単独の車両用トレイの特徴と同様な特徴を有するチャンバー３００が形成される。
【０１９６】
いくつかの実施例では、本願に係る１つの例示的な実施形態では、第１の側壁３０１の延在部と第２の側壁３０２の延在部は、チャンバー３００の底部３０５を形成し、一実施形態では、第１の側壁３０１の延在部は、第２の側壁３０２の延在部に当接して、上記チャンバー３００が、下向きに凹んだＵ字状の溝を有するチャンバー３００に形成し、単電池１００は、該チャンバー３００の底部３０５により支持されてよい。別の実施形態では、第１の側壁３０１の延在部と第２の側壁３０２の延在部との間に一定の距離だけ離間してよい。
【０１９７】
本願に係る電池パック２００によれば、図２に示すように、電池パック２００は、電池載置領域を形成し、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池パック２００は、１つの電池アレイ３を含む。
【０１９８】
すなわち、電池パック内に補強リブを一切設ける必要がなく、直接的に接続された単電池１００により補強リブの機能を果たし、電池パック２００の構造を大幅に簡素化し、補強リブが占める空間と単電池１００の取付構造が占める空間を低減し、空間利用率を向上させ、航続能力を向上させる。
【０１９９】
本願のいくつかの具体例では、電池パックは、Ｙ方向に１つの単電池１００のみを収容し、すなわち、電池パック２００において、Ｙ方向に単電池１００を２つ以上の数で配置することができず、上記１つの単電池１００のみを収容するとは、電池パック２００においてＹ方向に１つの単電池１００しか並設することができないことを意味する。図２、図４〜図６に示すように、単電池１００は、第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に垂直であり、単電池１００の第１の端部と第２の端部との間の距離がＬ１であり、第１の側部梁２０１の内面と第２の側部梁２０２の内面との間の距離がＬ２であり、Ｌ１とＬ２との比がＬ１／Ｌ２≧５０％の条件を満たす。換言すれば、Ｙ方向に沿って、第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に１つの単電池１００のみが配置され、Ｙ方向に単電池１００と２つの側部梁との間の距離関係をこのように設定することにより、単電池１００を横方向梁又は縦方向梁とする目的を達成することができる。本願に係る例示的な実施形態では、Ｙ方向に沿って第１の側部梁２０１と第２の側部梁２０２との間に１つの単電池１００のみを配置することにより、単電池１００自体を、電池パック２００の構造強度を補強するための横方向梁又は縦方向梁として使用することができる。
【０２００】
いくつかの実施例では、Ｌ１とＬ２の比が８０％≦Ｌ１／Ｌ２≦９７％の条件を満たして、単電池１００の第１の端部及び第２の端部を第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に可能な限り近づけ、更に第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に当接させ、このように、単電池１００自体の構造により力の分散、伝達を実現することを容易にし、単電池１００を、電池パック２００の構造強度を補強するための横方向梁又は縦方向梁として使用することを保証し、電池パック２００が外力による変形に抵抗するのに十分な強度を有することを保証する。
【０２０１】
当然のことながら、本願の実施例は、補強リブを設けないことに限定されるものではない。したがって、電池アレイ３が複数あってよい。
【０２０２】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック２００内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｘ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイ３とＹ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。Ｎ−１番目（Ｎは１以上である）の電池アレイ３における最後の単電池の電極端子とＮ番目の電池アレイ３における１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される。換言すれば、電池パックにおいて、単電池１００の配列方向に沿って、複数の電池アレイ３が設けられてよく、すなわち、電池パック２００内に複数列の電池アレイ３が設けられる。
【０２０３】
具体的には、図２１に示すように、第１のセパレータ７００は、図示される電池アレイ３を電池パック２００のＸ方向に沿って２つの電池アレイ３に分割する。前の電池アレイ３における最後の単電池１００と後の電池アレイ３における最初の単電池は、接続部材により接続される。
【０２０４】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｙ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。Ｍ−１番目（Ｍは１以上である）の電池アレイ３における最後の単電池の電極端子とＭ番目の電池アレイ３における１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される。換言すれば、単電池１００の延在方向に複数の単電池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。
【０２０５】
具体的には、図２０に示すように、第２のセパレータ８００は、電池アレイ３を電池パック２００のＹ方向に沿って２つの電池アレイ３に分割する。前の電池アレイ３における最後の単電池１００と後の電池アレイ３における最初の単電池は、接続部材により接続される。
【０２０６】
本願に係る電池パック２００によれば、電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイ３は、電池載置領域に位置し、電池載置領域には、Ｘ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイ３とＹ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイ３が設けられ、電池アレイ３同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される。換言すれば、電池パックのＸ方向に、電池載置領域が複数のサブ電池載置領域に分割され、かつ単電池１００の延在方向Ｙ方向に、複数の単電池１００が収容されてよく、すなわち、電池パック２００内に複数行複数列の電池アレイ３が設けられる。
【０２０７】
具体的には、図２２に示すように、電池パック２００内に第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ８００が設けられ、第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ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。
【０２０８】
上記説明において、第１のセパレータ７００及び第２のセパレータ８００は、補強リブであってもよく、断熱綿などの他の構造部材であってもよく、本願は、これを限定しない。
【０２０９】
本願は、電池アレイ３における単電池１００の数を特に限定せず、異なる車種、必要な異なる動力に応じて、異なる数の単電池１００を配置することができ、本願のいくつかの具体例では、電池アレイ３における単電池の数は６０〜２００であり、本願の他の具体例では、電池アレイ３における単電池の数は８０〜１５０である。
【０２１０】
本願に係る電池パック２００において、電池アレイ３における単電池は、接着剤で接着され、単電池１００同士は、接着剤で接着され、空間を節約し、他の構造部材を減少させ、軽量化を満たし、エネルギー密度を向上させ、生産効率を向上させることができる。
【０２１１】
一実施形態では、上記第１のパネル２１２は、内部に冷却構造が設けられた熱交換板２１９であり、熱交換板２１９の内部に冷却液が設けられ、冷却液により単電池１００の降温を実現し、単電池１００を好適な作動温度にすることができる。熱交換板２１９及び単電池１００に熱伝導板２１８が設けられるため、冷却液により単電池１００を冷却するとき、熱交換板２１９の各位置での温度差を熱伝導板２１８によって均一化して、複数の単電池１００の温度差を１℃以内に制御することができる。
【０２１２】
単電池１００は、任意の適切な構造及び形状を有してよく、本願に係る一実施形態では、図３に示すように、単電池１００の電池本体は、角形構造の角型電池であり、長さと、厚さと、長さと厚さとの間にある高さとを有し、各単電池１００は、横向きに載置され、各単電池１００の電池本体の長手方向がＹ方向であり、厚さ方向がＸ方向であり、高さ方向がＺ方向であり、隣接する２つの単電池１００は、幅広面が幅広面に面するように配列される。換言すれば、該角型電池は、長手方向に長さＬを有し、長手方向に垂直な厚さ方向に厚さＤを有し、高さ方向に高さＨを有し、該高さＨは、長さＬと厚さＤとの間にある。単電池１００は、幅広面、幅狭面及び端面を有し、幅広面は、長辺が上記長さＬを有し、短辺が上記高さＨを有し、幅狭面は、長辺が上記長さＬを有し、短辺が上記厚さＤを有し、端面は、長辺が上記高さＨを有し、短辺が上記厚さＤを有する。単電池１００が横向きに載置されるとは、単電池１００の２つの端面がそれぞれ第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２に面し、隣接する２つの単電池１００の幅広面が対向することを意味し、このように、単電池１００は、横方向梁に代わる機能を有し、効果がさらに高く、強度がさらに高い。他の実施形態では、単電池１００は、円筒形電池であってもよい。
【０２１３】
従来技術において、適切な電池容量及び高い放熱効果を有するために、単電池１００の形状と寸法をどのように設計するかは、電池の技術分野において解決すべき課題の１つである。
【０２１４】
本願に係る一実施形態では、単電池１００の電池本体の長さＬと厚さＤとの比は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い単電池１００を得ることができ、このように、単電池１００の長さがＹ方向に沿って延びる場合にも、適切な抵抗値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することができ、様々な車種に対する適応性が高い。
【０２１５】
本願に係る別の実施形態では、単電池１００の電池本体の長さＬと高さＨとの比は、４≦Ｌ／Ｈ≦２１の条件を満たし、いくつかの実施例では、９≦Ｌ／Ｈ≦１３の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い上記単電池１００により実現してもよく、寸法の調整により実現してもよく、単電池１００の電池本体の長さＬと高さＨとの比を制御することにより、単電池１００の長さがＹ方向に沿って延びるとともに、十分な放熱面積を有することを保証して、単電池１００の放熱効果を保証することができる。
【０２１６】
従来技術において、単電池の寸法Ｌが短いため、単電池の両端が側部梁に直接支持することができず、その組立プロセスは、先に複数の単電池を配列して電池アレイ３を形成する必要があり、電池アレイ３の外部に端板及び／又は側板が設けられ、一般的には、端板と側板を同時に含み、端板と側板を固定して、電池アレイ３を収容する空間を囲み、すなわち、電池モジュールを形成し、その後、電池モジュールをパック内に取り付け、電池モジュールの取付に合わせるために電池パック内に横方向梁及び／又は縦方向梁をさらに設ける必要があり、このプロセスにおいて組立が比較的複雑であり、電池パックの組立過程において、不良品発生の確率が高まり、複数回の組立により、電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性が大きくなり、電池パックの品質に悪影響を及ぼし、かつ電池パックの安定性及び信頼性を低下させる。
【０２１７】
従来技術と比較して、本願では、単電池の寸法Ｌが長く、かつ単電池がハードケース電池であり、それ自体が支持の作用を有するため、単電池を電池パックに組み立てるとき、先に１つの単電池１００をそのままトレイ内に横向きに置き、単電池１００の第１の端部が第１の側部梁２０１に支持され、単電池１００の他端が第２の側部梁２０２に支持され、そして、電池パックのＸ方向に沿って他の単電池１００を順次投入して、電池アレイ３を形成し、その後、締結具により電池アレイ３の固定と電池管理部品及び配電部品の取付を実現する。組立過程全体が比較的簡単であり、先に電池モジュールを組み立て、次に電池モジュールを電池パック内に取り付ける必要がなく、電池パック内に電池アレイ３を直接形成することができ、手間や物資などのコストを節約するとともに、不良率を低減し、電池パックの安定性及び信頼性を向上させる。
【０２１８】
当然のことながら、本願は、先に単電池を電池アレイ３に組み立て、次に電池アレイ３を電池パック内に取り付けてもよく、このような実施形態も本願の特許請求の範囲内にある。
【０２１９】
図２６に示すように、本願は、上記電池パック２００を含む車両１を提供することを第２の目的とする。
【０２２０】
車両１は、電池パックを用いて電気エネルギーを提供して、走行を駆動する必要がある商用車、特種車、電動自転車、電動バイク、電動スクーターなどの電気自動車を含んでよい。
【０２２１】
いくつかの実施例では、電池パック２００は、電気自動車の底部に設けられ、支持部材４は、車両１のシャーシに固定接続される。電気自動車のシャーシでの取付空間が大きいため、電池パック２００を電気自動車のシャーシに設けることにより、単電池１００の数を可能な限り大きくして、電気自動車の航続能力を向上させることができる。
【０２２２】
いくつかの実施例では、車両は、車両の底部に設けられた１つの電池パックを含み、電池パックは、車両のシャーシに固定接続され、Ｑ方向、単電池の最小外接直方体の長手方向、又はＹ方向は、車両の車体幅方向、すなわち車両の左右方向であり、Ｐ方向、単電池の最小外接直方体の幅方向、又はＸ方向は、車両の車体長手方向、すなわち車両の前後方向である。他の実施形態では、車両は、電気自動車の底部に設けられた複数の電池パックを含んでよく、該複数の電池パックの形状及び寸法は、同じであっても異なってもよく、各電池パックは、電気自動車のシャーシの形状及び寸法に応じて調整可能であり、複数の電池パックは、車体の長手方向、すなわち前後方向に沿って配列される。
【０２２３】
いくつかの実施例では、本願に係る一実施形態では、電池パック２００のＱ方向、単電池の最小外接直方体の長手方向、又はＹ方向の幅Ｌ３と車体の幅Ｗとの比は、５０％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％の条件を満たし、本実施形態では、車体の幅方向に沿って１つの電池パック２００のみを設けることで実現することができ、電池パック２００が複数ある場合、複数の電池パック２００は、車体の長手方向に沿って配列される。一般的には、複数の車両にとって、車体の幅が６００ｍｍ〜２０００ｍｍ、例えば６００ｍｍ、１６００ｍｍ、１８００ｍｍ、２０００ｍｍであり、車体の長さが５００ｍｍ〜５０００ｍｍであり、乗用車にとって、乗用車の幅が一般的に６００ｍｍ〜１８００ｍｍであり、車体の長さが６００ｍｍ〜４０００ｍｍである。
【０２２４】
いくつかの実施例では、単電池１００のＱ方向、単電池の最小外接直方体の長手方向、又はＹ方向の寸法Ｌ’と車体の幅Ｗとの比は、４６％≦Ｌ’／Ｗ≦７６％の条件を満たす。電池パック２００の第１の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２の厚さを考慮する場合、単電池１００のＹ方向の寸法Ｌと車体の幅Ｗとの比が４６％≦Ｌ’／Ｗ≦７６％の条件を満たすとき、本実施形態では、車体の幅方向に沿って１つの単電池１００のみを設けることで実現することができる。他の可能な実施形態では、このような寸法要求を満たす場合、長手方向に複数の電池モジュール又は複数の単電池を設けることで実現することができる。一実施形態として、単電池１００のＹ方向の寸法は、６００ｍｍ〜１５００ｍｍである。
【０２２５】
なお、本願のいくつかの実施例では、１つの単電池の両端がそれぞれ第１の側部梁及び第２の側部梁に嵌合支持される技術手段が出願されているが、実際の生産過程において、車体の幅に合わせた長さ寸法を有する単電池を製造することができないおそれがあり、すなわち、単電池を何らかの原因で所望の長さに加工することができない。したがって、電気自動車の開発において、開発の需要に応じて、電池パック全体の電圧プラトーが一般的に一定であり、電池パックの体積が一定であり、採用された材料系が一定である前提で、単電池の電圧プラトーが一定であり、電池パックにおいて必要な単電池の数が一定であり、また電池パックの体積が一定であるため、単電池の体積が一定であり、このように、単電池の長さを長くすれば、その厚さ又は幅を小さくする。一方、放熱機能を向上させるために電池全体の表面積を保証する必要があり、この前提で、単電池の幅（高さ）を低くすることにより単電池の長さを長くすることができず、また、車体の高さ空間の利用も限られ、影響を最大限軽減するために、一般的に、単電池の幅（高さ）を調整しない。したがって、単電池の第１の方向に沿った長さ及び第２の方向に沿った厚さを変更することで単電池全体の表面積を変更することしかできず、したがって、長さを長くしようとすると、厚さを小さくするという観点から考慮する可能性が大きい。実際には、単電池は、内部にセル及び関連材料を増設する必要があるため、厚さの変化が最小限界値を有し、これにより、単電池の長さは、厚さの限界値による影響を受けるため、第１の方向の長さの変更能力も限られ、単電池の長さを無限に長くすることができない。
【０２２６】
本願は、エネルギー蓄積装置２をさらに開示する。
【０２２７】
図２７に示すように、本願に係るエネルギー蓄積装置２は、上記いずれかの実施例に係る電池パック２００を含む。本願に係るエネルギー蓄積装置２は、家庭用予備電源、商用予備電源、屋外電源、発電所のピーク調整エネルギー貯蔵設備、様々な乗物の動力電源などに適用することができる。
【０２２８】
以上、図面を参照しながら本願の実施形態を詳細に説明したが、本願は、上記実施形態の具体的な内容に限定されるものではなく、本願の技術的思想の範囲内に、本願の技術手段に対して様々な変更を行うことができ、これらの簡単な変更がいずれも本願の保護範囲に属するものである。
【０２２９】
なお、上記具体的な実施形態に説明された各具体的な技術的特徴は、矛盾しない場合に、いずれの適切な方式によって組み合わせることができ、不要な重複を回避するために、本願は、可能なあらゆる組み合わせ方式を別途に説明しない。
【０２３０】
また、本願の様々な異なる実施形態を任意に組み合わせることもでき、本願の思想に反しない限り、同様に本願の出願内容とみなすべきである。
【０２３１】
以下、比較例１及び実施例１〜２、比較例２及び実施例３〜４、比較例３及び実施例５により説明し、本願の実施例に係る電池パック２００は、単電池１００の配列及び寸法パラメータなどを設計することにより、エネルギー密度などの面で向上する。
【０２３２】
以下の実施例及び比較例は、いずれもリン酸鉄リチウム電池を例とする。
【０２３３】
比較例１、実施例１及び実施例２では、電池パック２００の総体積が２１３Ｌであり、その電池パックケースと内部電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積の合計が８２．５４Ｌであり、電池パック２００の実際に残される、単電池１００及び／又は第１のセパレータ、第２のセパレータを収容できる体積が１３０．４６Ｌであり、電池パックケースの長さが１３８０ｍｍであり、幅が１００５ｍｍであり、厚さが１３７ｍｍであり、電気ボックスの体積が２２．５Ｌであり、電池パックの総体積が２１３Ｌ＝１３８０×１００５×１３７×０．０００００１＋２２．５である。
（比較例１）
【０２３４】
従来技術における電池パック２００によれば、図１に示すように、電池パックケース内に２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００が設けられ、２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００は、単電池１００を６つの電池モジュール４００に分ける。
【実施例１】
【０２３５】
本願の実施例に係る電池パック２００によれば、図２１に示すように、単電池１００の長手方向は、電池パック２００の幅方向に沿うように設定され、複数の単電池１００は、電池パック２００の長手方向に沿って配列され、電池パック２００の幅方向に、電池パックケースは、１つの単電池１００を収容し、単電池１００は、電池パック２００の幅方向に電池パックケースの一側から他側まで延びる。電池パックケース内に１つの第１のセパレータ７００が設けられ、第２のセパレータ８００が設けられておらず、第１のセパレータ７００は、電池パック２００の幅方向に沿って延び、複数の単電池１００は、電池パック２００の長手方向に沿って配列されて電池アレイ４００を形成し、第１のセパレータ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の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２は、単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケースの、電池パック２００の長手方向の両端に位置する第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４は、それらに隣接する単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース内に電池パック２００の高さ方向に沿って１層の電池アレイ４００が含まれる。
【実施例２】
【０２３６】
本願の実施例に係る電池パック２００によれば、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の側部梁２０１及び第２の側部梁２０２は、単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケースの、電池パック２００の長手方向の両端に位置する第３の側部梁２０３及び第４の側部梁２０４は、それらに隣接する単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース内に電池パック２００の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。
【０２３７】
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因子の設計により、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。
【０２３８】
比較例２、実施例３及び実施例４では、電池パック２００の総体積が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、電池パックケースの長さが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）
【０２３９】
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】
【０２４０】
本願の実施例に係る電池パック２００によれば、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、横方向梁５００が設けられておらず、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の側部梁２０３及び第４の側部梁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の側部梁２０１及び第２の側部梁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】
【０２４１】
本願の実施例に係る電池パック２００によれば、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の側部梁２０３及び第４の側部梁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の側部梁２０１及び第２の側部梁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。
【０２４２】
比較例３及び実施例５では、電池パック２００の総体積が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、電池パックケースの長さが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）
【０２４３】
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】
【０２４４】
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】
【０２４５】
本実施例では、電池パック２００の総体積が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、電池パックケースの長さが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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
【表１】
2021535556.tif 000003
【０２４８】
以下、比較例４及び実施例７〜１０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。
【０２４９】
比較例４及び実施例７〜１０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を記録し、かつ具体的な温度上昇を記録する。
【０２５０】
【表２】
2021535556.tif 000004
【０２５１】
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。
【０２５２】
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因子の設計により、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全体の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。
【０２５３】
本明細書の説明において、用語「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例示的な実施形態」、「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、必ずしも同じ実施例又は例を示すことではない。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。
【０２５４】
本願の実施例を例示及び説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の原則及び精神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】
【０２５５】
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
２００  電池パック；２０１  第１の側部梁
２０２  第２の側部梁；２０３  第３の側部梁
２０４  第４の側部梁；２０５  第１の弾性装置
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  チャンバー；３０１  第１の側壁
３０２  第２の側壁；３０５  チャンバーの底部
４００  電池モジュール；５００  横方向梁
５０１  第１の梁；５０２  第２の梁
６００  縦方向梁
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の側部梁の内面と第２の側部梁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】
2021535556.tif 000005
【図２】
2021535556.tif 000006
【図３】
2021535556.tif 000007
【図４】
2021535556.tif 000008
【図５】
2021535556.tif 000009
【図６】
2021535556.tif 000010
【図７】
2021535556.tif 000011
【図８】
2021535556.tif 000012
【図９】
2021535556.tif 000013
【図１０】
2021535556.tif 000014
【図１１】
2021535556.tif 000015
【図１２】
2021535556.tif 000016
【図１３】
2021535556.tif 000017
【図１４】
2021535556.tif 000018
【図１５】
2021535556.tif 000019
【図１６】
2021535556.tif 000020
【図１７】
2021535556.tif 000021
【図１８】
2021535556.tif 000022
【図１９】
2021535556.tif 000023
【図２０】
2021535556.tif 000024
【図２１】
2021535556.tif 000025
【図２２】
2021535556.tif 000026
【図２３】
2021535556.tif 000027
【図２４】
2021535556.tif 000028
【図２５】
2021535556.tif 000029
【図２６】
2021535556.tif 000030
【図２７】
2021535556.tif 000031
【図２８】
2021535556.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月24日(2021.2.24)
【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】
電池アレイ及び支持部材を含む電池パックであって、
電池アレイは、複数の単電池を含み、
少なくとも１つの単電池は、電池本体と、前記電池本体から延出し、前記電池本体の内部電流を引き出す電極端子とを含み、
前記電池本体が、長さがＬ、厚さがＤ、高さがＨの略直方体であり、前記電池本体の厚さ方向がＸ方向であり、長手方向がＹ方向であり、高さ方向がＺ方向であると定義したとき、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍであるという条件を満たし、
前記少なくとも１つの単電池は、ケースと、前記ケース内に位置する極芯とをさらに含み、前記ケースに支持領域が形成され、前記支持領域は前記支持部材上に指示され、単電池は、前記支持部材に接続されている、
電池パック。
【請求項２】
前記複数の単電池は、電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池の略Ｘ方向に沿って配列され、
前記少なくとも１つの単電池は、１０≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記複数の単電池は、電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池の略Ｚ方向に沿って配列され、
前記少なくとも１つの単電池は、１０≦Ｌ／Ｈ≦２０８の条件を満たす、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記少なくとも１つの単電池は、体積がＶ１であり、表面積がＳ１であり、０．０００５ｍｍ−２≦Ｌ／Ｖ１≦０．００２ｍｍ−２の条件を満たし、
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であり、
前記電池本体の体積はＶであり、前記電池本体の高さＨと対応する前記電池本体の体積Ｖとの関係は、０．０００１ｍｍ−２≦Ｈ／Ｖ≦０．０００１５ｍｍ−２である、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電池本体の高さＨ≧前記電池本体の厚さＤであり、前記少なくとも１つの単電池は、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８、４≦Ｌ／Ｈ≦２１の条件を満たし、前記複数の単電池は、前記電池アレイにおける前記少なくとも１つの単電池の略Ｘ方向に沿って配列され、
前記電池本体の長さＬは、６００ｍｍ≦Ｌ≦１５００ｍｍの条件を満たす
請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
各単電池は、Ｙ方向に沿って第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部及び前記第２の端部のうちの少なくとも１つは、単電池の内部電流を引き出す電極端子を有し、単電池間の電極端子は、接続部材により電気的に接続される、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
電池パックは、前記Ｘ方向に沿って前記電池アレイの両側に対向して設けられ、前記電池アレイを挟持する２つの側板部材をさらに含む、
請求項５に記載の電池パック。
【請求項８】
電池パックは、車両用トレイを含み、前記車両用トレイは、Ｙ方向に沿って対向して設けられた第１の側部梁及び第２の側部梁を含み、
前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁は、前記支持部材であり、
単電池の両端は、それぞれ前記第１の側部梁及び前記第２の側部梁に支持され、
電池パックは、さらに、密封カバーと収容チャンバーを含み、前記収容チャンバーは、前記密封カバーと前記車両用トレイによって確定された電池アレイを収容する、
請求項６に記載の電池パック。
【請求項９】
前記第１の側部梁の単電池に向かう内壁面は、突出した第１の支持板を有し、前記第１の支持板の前記密封カバーに向かう面に第１の支持面が設けられ、前記第１の支持板の前記密封カバーから離れる面に第１の取付面が設けられ、
前記第２の側部梁の単電池に向かう内壁面は、突出した第２の支持板を有し、前記第２の支持板の前記密封カバーに向かう面に第２の支持面が設けられ、前記第２の支持板の前記密封カバーから離れる面に第２の取付面が設けられ、
前記第１の支持面及び前記第２の支持面は、単電池を支持するためのものであり、前記第１の取付面及び前記第２の取付面は、底板を取り付けるためのものである、
請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記第１の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第１の接続面を有し、
前記第１の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記第１の支持面から前記密封カバーまでの距離よりも小さく、
前記第２の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第２の接続面を有し、
前記第２の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記第２の支持面から前記密封カバーまでの距離よりも小さく、
単電池の両端は、それぞれ前記第１の接続面と前記第２の接続面に接触する、
請求項９に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記第１の側部梁の単電池に向かう内壁面は、少なくとも２段の段差構造を有し、２段の段差の密封カバーに向かう面は、それぞれ前記第１の接続面と前記第１の支持面を形成し、
前記第２の側部梁の単電池に向かう内壁面は、少なくとも２段の段差構造を有し、２段の段差の密封カバーに向かう面は、それぞれ前記第２の接続面と前記第２の支持面を形成する、
請求項１０に記載の電池パック。
【請求項１２】
第１の端板と、第２の端板とをさらに含み、前記第１の端板は、前記少なくとも１つの単電池の前記第１の端部と、前記第１の側部梁との間に配置され、前記第２の端板は、前記少なくとも１つの単電池の第２の端部と、前記第２の側部梁との間に配置され、前記少なくとも１つの単電池の前記第１の端部は、前記第１の端板を介して前記第１の接続面に接続され、前記少なくとも１つの単電池の前記第２の端部は、前記第２の端板を介して前記第２の接続面に接続され、
前記第１の端板は、単電池の端面に対向して設けられた第１の端板本体と、前記第１の端板本体に接続され、前記第１の側部梁に向かって突出した第１の接続板とを含み、
前記第２の端板は、単電池の端面に対向して設けられた第２の端板本体と、前記第２の端板本体に接続され、前記第２の側部梁に向かって突出した第１の接続板とを含み、第１の接続板は、前記第１の接続面及び前記第２の接続面に接続され、
電池管理部品と配電部品を収容する管理収容チャンバーは、前記第１の接続面、前記第２の接続面、単電池及び前記密封カバーの間に画定される
請求項１０に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記少なくとも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の側部梁の内部に排気通路が設けられ、前記第１の側部梁の前記防爆弁に対応する位置に排気孔が設けられ、前記排気孔は、前記排気通路に連通し、
単電池の第２の端部に防爆弁が設けられ、前記第２の側部梁の内部に排気通路が設けられ、前記第２の側部梁の前記防爆弁に対応する位置に排気孔が設けられ、前記排気孔は、前記排気通路に連通し、電池パックに、前記排気通路に連通する排気口が設けられる、
請求項８に記載の電池パック。
【請求項１４】
前記車両用トレイは、Ｘ方向に沿って対向して設けられた第３の側部梁及び第４の側部梁をさらに含み、前記第３の側部梁及び第４の側部梁は、前記電池アレイに押圧力を提供する、
請求項８に記載の電池パック。
【請求項１５】
電池パックは、さらに、第１の弾性装置と、および／または、第２の弾性装置とを含み、前記第１の弾性装置は、前記第３の側部梁と前記第３の側部梁に隣接する単電池との間に弾性的に挟設され、前記第２の弾性装置は、前記第４の側部梁と前記第４の側部梁に隣接する単電池との間に弾性的に挟設されている、
請求項１４に記載の電池パック。
【請求項１６】
第１の側板、及び／又は、第２の側板をさらに含み、
前記第１の側板は、前記第３の側部梁と前記第３の側部梁に隣接する単電池との間に配置され、
前記第２の側板は、前記第４の側部梁と前記第４の側部梁に隣接する単電池との間に配置されており、
前記第１の側板は、単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接続され、前記第３の側部梁に向かって突出した第２の接続板とを含み、
前記第２の側板は、単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接続され、前記第４の側部梁に向かって突出した第２の接続板とを含み、
前記第３の側部梁に、前記密封カバーに向かう第３の接続面が設けられ、前記第４の側部梁に、前記密封カバーに向かう第４の接続面が設けられ、
前記第１の側板は、対応する第２の接続板により前記第３の接続面に接続され、前記第２の側板は、対応する第２の接続板により前記第４の接続面に接続される、
請求項１４に記載の電池パック。
【請求項１７】
少なくとも一部の複数の単電池の上面及び下面にそれぞれ接続された第１のパネル及び第２のパネルと、
前記少なくとも一部の複数の単電池の２つの端面にそれぞれ設けられた第１の端板及び第２の端板と、
最も外側の２つの単電池の外側にそれぞれ設けられた第１の側板及び第２の側板と、
をさらに含み、
前記第１の端板、前記第２の端板、前記第１の側板及び前記第２の側板は、いずれも前記第１のパネル及び前記第２のパネルに接続され、
前記第１の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第１の支持面及び第１の接続面を有し、前記第２の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第２の支持面及び第２の接続面を有し、単電池の前記第１の端部は、前記第１の支持面に支持され、単電池の前記第２の端部は、前記第２の支持面に支持され、前記第１の端板は、前記第１の接続面に接続され、前記第２の端板は、前記第２の接続面に接続され、
前記第３の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第３の接続面を有し、前記第４の側部梁の単電池に向かう内壁面は、第４の接続面を有し、前記第１の側板は、前記第３の接続面に接続され、前記第２の側板は、前記第４の接続面に接続される、
請求項１４に記載の電池パック。
【請求項１８】
前記支持部材は、複数の底部梁であり、前記底部梁は、電池アレイの下方に位置する、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項１９】
前記底部梁は、第１の梁と、前記第１の梁上に位置し、前記第１の梁と交差する第２の梁とを含み、前記第１の梁の延在方向とＹ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池は、前記第１の梁に支持される、
請求項１８に記載の電池パック。
【請求項２０】
第２の梁が２つあり、２つの第２の梁は、それぞれ前記第１の梁の両端に位置し、かつそれぞれ前記第１の梁に垂直であり、単電池は、前記第１の梁に支持され、
単電池の中心は、前記第１の梁に位置する、
請求項１９に記載の電池パック。
【請求項２１】
前記底部梁は、平行に離間して設けられた複数の矩形梁であり、前記矩形梁の延在方向とＹ方向がなす角は、６０〜９０度であり、単電池は、前記矩形梁に支持される、
請求項１８に記載の電池パック。
【請求項２２】
前記支持部材は、自動車のシャーシであり、電池アレイは、自動車のシャーシに位置する、
請求項１８に記載の電池パック。
【請求項２３】
電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、電池パックは、１つの電池アレイを含み、単電池は、Ｙ方向に沿って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、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項２４】
電池パック内に電池載置領域が形成され、前電池アレイは、前記電池載置領域に位置し、前記電池載置領域には、Ｘ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイが設けられ、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続され、
Ｎ−１番目の電池アレイにおける最後の単電池の電極端子は、Ｎ番目の電池アレイにおける１番目の単電池の電極端子に、接続部材により接続される、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項２５】
電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、電池パックは、Ｙ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続され、
Ｍ−１番目の電池アレイにおける最後の単電池の電極端子とＭ番目の電池アレイにおける１番目の単電池の電極端子は、接続部材により接続される、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項２６】
電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、電池パックは、Ｘ方向に沿ったＮ個（Ｎは１以上である）の電池アレイとＹ方向に沿ったＭ個（Ｍは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項２に記載の電池パック。
【請求項２７】
電池パック内に電池載置領域が形成され、電池アレイは、電池載置領域に位置し、電池パックは、Ｚ方向に沿ったＪ個（Ｊは１以上である）の電池アレイを含み、電池アレイ同士は、単電池の電極端子間の接続部材により電気的に接続される、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項２８】
前記電池アレイにおける少なくとも一部の単電池は、接着剤で接着される、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項２９】
前記電池アレイの上面に取り付けられる熱交換板をさらに含む、
請求項１に記載の電池パック。
【請求項３０】
請求項１に記載の電池パックを含む、車両。
【請求項３１】
電池パックは、前記車両の底部に設けられ、前記支持部材は、前記車両のシャーシに固定接続され、
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、Ｑ方向、単電池の最小外接直方体の長手方向、又は、Ｙ方向は、前記車両の略車体幅方向に沿うように配置され、Ｐ方向、単電池の最小外接直方体の幅方向又はＸ方向は、前記車両の略車体長手方向に沿うように配置される、
請求項３０に記載の車両。
【請求項３２】
単電池のＹ方向の寸法Ｌ’と車体の幅Ｗは、４６％≦Ｌ’／Ｗ≦７６％の条件を満たす、
請求項３０に記載の車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７２】
従来技術において、単電池の使用中に、その内部の気圧がある程度まで上昇すれば、防爆弁が開き、単電池の内部の火炎、煙又はガスが防爆弁を通って排出されて、電池パックの内部に集まり、タイムリーに排出できなければ、単電池に対して二次的なダメージを与える。しかしながら、本願では、第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２には、単電池１００の防爆弁１０３に対応する排気孔２２１が設けられ、かつ第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２の内部に排気通路２２２が設けられるため、単電池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排気孔２２１を通って第１の側部梁２０１及び／又は第２の側部梁２０２内の排気通路２２２に入り、かつ排気孔を通って第１の側部梁２０１及び又は第２の側部梁２０２から排出され、例えば、排気孔を通って大気中に排出され、このように、該火炎、煙又はガスが電池パック２００の内部に集まらず、単電池１００に対して二次的なダメージを与えることを回避する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３７】
当業者であれば、上記比較例１と実施例１〜２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因子の設計により、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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４６】
実施例１〜６と比較例１〜３の具体的なパラメータを表１に示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５５】
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
２００  電池パック；２０１  第１の側部梁
２０２  第２の側部梁；２０３  第３の側部梁
２０４  第４の側部梁；２０５  第１の弾性装置
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  排気孔；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  チャンバー；３０１  第１の側壁
３０２  第２の側壁；３０５  チャンバーの底部
４００  電池モジュール；５００  横方向梁
５０１  第１の梁；５０２  第２の梁
６００  縦方向梁
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の側部梁の内面と第２の側部梁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
【国際調査報告】
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