JP2018514072A - 電気自動車の電池パック、電気自動車シャーシ、および電池モジュールの交換方法 - Google Patents

電気自動車の電池パック、電気自動車シャーシ、および電池モジュールの交換方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電気自動車の電池パックを構成するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】電池パックは、複数の電池モジュールと、支持部と、支持部に設けられた少なくとも一つの開口とを含む。支持部は、複数の電池モジュールを支持するための底部、側面、頂部、および、収容空間を備える。収容空間は、前記底部と側面と頂部とによって形成され、前記複数の電池モジュールを収容する。支持部の底部に設けられた開口は、複数の電池モジュールを、少なくとも１つの開口を通過して、底部によって支持されるように取り外し可能に支持部の底部に取り付けることを可能とする。
【選択図】図１

Description

本出願は、２０１５年３月１６日に出願された米国仮出願第６２／１３３，９９１号の利益及び優先権を主張し２０１５年１２月３１日に出願された、「電気自動車への改良」という名称の米国仮特許出願第６２／２７３，９９５号の利益及び優先権と、２０１５年４月２２日に出願された、「電気自動車への改良」という名称の米国仮特許出願第６２／１５０，８４８号の利益および優先権とを主張しており、これらの出願の両方の全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、電気自動車の分野に関し、特に、電気自動車の電池パック構造、電池パックを有する電気自動車シャーシ、および電気自動車シャーシから電池モジュールを取り外しおよび交換する方法に関する。
電池パックは、主要なエネルギー源としての役割を果たし、電気自動車の最も重要な構成要素の１つである。電池パックは、通常、複数の電池モジュールを組み合わせて構成されている。電気自動車の運転中に、複数の電池モジュールのうちのいくつかが誤動作する可能性がある。しかし、電池パック内の電池モジュールは、通常、一体構造として搭載されているため、単電池モジュールが誤動作した場合でも、単体で取り外すことができない。
電気自動車に電池パックを構成するためのシステムおよび方法が提供される。本開示の一態様では、電気自動車用電池パックが提供される。電池パックは、複数の電池モジュールを含むことができる。電池パックは、複数の電池モジュールを支える底部と、側面と、頂部と、収容空間とを備えた支持部を含んでも良い。前記収容空間は、前記底部と、前記側面と、前記頂部とによって構成され、前記複数の電池モジュールを収容する。電池パックは、さらに、前記支持部の底部または側面のいずれかに、少なくとも１つの開口を備えても良い。前記少なくとも１つの開口は、複数の電池モジュールを通過させ、前記複数の電池モジュールが支持部の底部または側面のいずれかによって支持されるように、前記複数の電池モジュールを取り外し可能に取り付けることができるようにする。
いくつかの実施形態では、電池パックは、支持部の頂部の上方に取り付けられて、支持部に収容された複数の電池モジュールを覆う層をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの開口が支持部の底部に設けられる。いくつかの実施形態では、電池パックは、複数の電池モジュールのそれぞれに設けられた第１および第２の取り付けフランジをさらに備えることができる。前記第１および第２の取り付けフランジは、前記複数の電池モジュールの底部の互いに対向する２辺にそれぞれ配置される。前記複数の電池モジュールを、前記第１および第２の取り付けフランジを用いて、前記支持部の底部に取り付けることができる。第１および第２の取り付けフランジは、支持部の底部の下方に取り付けられてもよい。
いくつかの実施形態では、複数の電池モジュールは、締結具を介して支持部の底部に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、前記電池パックは、前記支持部に収容された複数の電池モジュールを覆うように、前記支持部の底部に取り付けられた保護シートをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、支持部分の頂部の上方に取り付けられた層は、炭素繊維複合層である。
本開示の別の態様では、電気自動車シャーシが提供される。電気自動車シャーシは、電気自動車のキャビンの下に配置されたアンダーボディパネルを含むことができる。電気自動車シャーシはまた、アンダーボディパネルの長手方向に沿って延びる２つのサイドシルを含むことができる。前記２つのサイドシルはそれぞれ上側部分と下側部分を含み、前記アンダーボディパネルの２つの対向する辺の一方に、その上側部分を介して結合されても良い。電気自動車シャーシは、アンダーボディパネルの下において２つのサイドシルの間に配置された電池パックをさらに含むことができる。電池パックは、支持部の底部を介して、２つのサイドシルの下側部分に取り付けられるように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、電気自動車シャーシは、支持部の頂部の上方に取り付けられ、支持部に収容された複数の電池モジュールを覆う層をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、支持部に設けられた少なくとも１つの開口は、支持部の底部に設けられる。いくつかの実施形態では、支持部分の底部には、アンダーボディパネルの長手方向に沿って延びる取り付けフランジが設けられ、電池パックは、取り付けフランジを使用して２つのサイドシルの下側部分に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、支持部の取り付けフランジは、締結具を介して、２つのサイドシルの下側部分に取り付けられる。
いくつかの実施形態では、電気自動車シャーシは、複数の電池モジュールのそれぞれに設けられた第１および第２の取り付けフランジをさらに含むことができる。前記第１および第２の取り付けフランジは、前記複数の電池モジュールの底部の互いに対向する２辺にそれぞれ配置され、前記複数の電池モジュールを前記第１および第２取り付けフランジを用いて前記支持部の底部に取り付けることができる。第１および第２の取り付けフランジは、支持部の底部の下方に取り付けられてもよい。
いくつかの実施形態では、複数の電池モジュールは、締結具を介して支持部の底部に取り付けられる。いくつかの実施形態では、電気自動車シャーシは、支持部の底部の下方に取り付けられ、支持部に収容された複数の電池モジュールを覆う保護シートをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、支持部の上側部分の上方に取り付けられた層は、炭素繊維複合層である。
本開示の別の態様では、電気自動車の電池モジュールを交換する方法が提供される。この方法は、電池パック内の複数の電池モジュールの中から第１の電池モジュールを特定することを含むことができる。この方法はまた、支持部の底部から第１の電池モジュールを取り外すことを含むことができる。この方法は、第１の電池モジュールを少なくとも１つの開口部を通過させることによって、支持部から第１の電池モジュールを取り外すステップをさらに含んでもよい。さらに、本方法は、第２の電池モジュールを、少なくとも１つの開口部を通過させ、第２の電池モジュールを支持部の底部に取り付けることによって、第２の電池モジュールを支持部内に挿入することを含むことができる。
いくつかの実施形態では、第２の電池モジュールは、第１の電池モジュールよりも高い電位エネルギーを有することができる。いくつかの実施形態では、この方法は、支持部の底部の下から保護シートを除去するステップをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、この方法はまた、第１の電池モジュールを支持部の底部に取り付けるように構成された締結具を取り外すことを含むことができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池パックへの電池モジュールの取り付けを示す概略断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの支持部を示す斜視模式図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールを示す斜視模式図である。本発明は、 図４は、本開示の第１の実施例による電池バックを含む電気自動車シャーシの分解概略断面図を示す。また、 図５は、本開示の第１の実施例による電池バックを含む電気自動車シャーシの概略的な構造断面図を示す。また、 図６は、本発明の第１の実施例に係る電池バックを含む電動車両シャーシからの電池モジュールの取り外しを示す概略断面図である。また、 図７は、本発明の第２の実施形態に係る電池パックを示す概略断面図である。また、 図８は、本発明の第２の実施例による電池バックを含む電動車両シャーシからの電池モジュールの取り外しを示す概略断面図である。また、 図９は、本発明の第２の実施例に係る電池バックを含む電動車両シャーシからの電池モジュールの取り外しを示す概略断面図である。
本開示は、電気自動車に使用される従来の電池パックの制限を克服するシステムおよび方法を提供する。本開示は、交換が容易な電池モジュールを有する電池パック、および電気自動車のシャーシから電池モジュールを取り外しおよび／または交換する方法を提供することを目的とする。本開示の電池パックは、現在入手可能な電池パックと比較して、いくつかの利点を有する。すなわち、本開示の電池パックは支持部を備え、各電池モジュールは、支持部の底面または側部に設けられた開口を通して前記支持部に別々に設けられており、このモジュール式の取り付け方法により、電池モジュールを別々に分解して電池パックから交換することができるので、交換が便利であり、面倒で複雑な解体作業を大幅に削減でき、コストが削減される。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電池パック１０１への電池モジュールの取り付けを示す概略断面図であり、電池パックの長手方向と直交する方向に切断された断面を示す。図１に示すように、電気自動車の電池パック１０１は、複数の電池モジュール１０３と支持部１０２とを含む。複数の電池モジュール１０３を支持部１０２に装着することができる。
図２は、本開示の第１実施形態に係る電池パック１０１の支持部１０２を示す斜視模式図である。支持部１０２の長手方向（図２に矢印Ａで示す）は、電池パック１０１の長手方向と平行である。図２に示すように、いくつかの実施形態では、支持部１０２は、底部４０１と、頂部４０２と、４つの側面４０３とを備える。底部４０１、頂部４０２、および側面４０３は共に、収容空間４０５を形成する。底部４０１は、複数の開口４０４を含ことができる。開口４０４のそれぞれは、支持部１０２の長手方向に垂直な方向に幅Ｄ１を有することができる。側面４０３は、底部４０１から上向きに延びる複数の列によって形成することができる。頂部４０２は、側面４０３の上方に配置され、４つの縁が互いに接続されたようなフレーム構造で形成されてもよい。
いくつかの実施形態では、電池モジュール１０３は、底部４０１の下側から開口４０４を通って、収容空間４０５内に入ることができる。図２に示す支持部１０２は、支持部１０２の幅方向（支持部１０２の長手方向に直交する方向）に沿った２つの開口を有しているので、支持部１０２は、支持部１０２の長手方向に沿って２列の電池モジュール１０３を収容することができる。いくつかの実施形態では、支持部１０２は、３列以上の電池モジュール１０３を収容することができる。支持部１０２は、通常、アルミニウム合金、マグネシウム合金およびその他の軽量で高強度の材料で構成される。
いくつかの実施形態では、支持部１０２は、底部４０１のみを備え、頂部４０２および側面４０３が無くてもよい。しかし、頂部４０２および側面４０３は、支持部１０２をより安定にすることができる。いくつかの実施形態では、底部４０１、頂部４０２および側部４０３は、板状材料から作製されてもよい。しかし、図２に示すフレーム構造は、支持部の重量を低減することができる。
図３は、本発明の例示的な一実施形態に係る電池モジュール１０３を示す斜視模式図である。電池モジュールは、電気自動車内に配置された電気モータに電力を供給するための電気エネルギーを供給することができる。車両の動作中、所与の電池モジュールは、電位エネルギーまたは電圧を失う可能性があり、交換する必要があり得る。 車両動作中に１つの電池モジュールが電位エネルギーを失う態様は異なり、他の電池モジュールがどのように電位エネルギーを失うかとは無関係である。
図３に示すように、各電池モジュール１０３は、本体の底部の両側に、第１の取り付けフランジ５０１と第２の取り付けフランジ５０２とを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、各電池モジュール１０３の本体の幅はＤ２であり、第１の取り付けフランジ５０１と第２の取り付けフランジ５０２の長手方向に沿った外縁間の距離はＤ３である。いくつかの実施形態では、支持部１０２の底部４０１における各開口４０４の幅Ｄ１は、各電池モジュール１０３の本体の幅Ｄ２よりも大きく、第１の取り付けフランジ５０１と第２の取り付けフランジ５０２の長手方向に沿った外縁間の距離Ｄ３よりも小さい。電池モジュール１０３を支持部１０２に取り付ける場合、電池モジュール１０３は、第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２の長手方向が、支持部１０２の長手方向と平行となるように配置される。これにより、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２は開口４０４を通過することができないが、電池モジュール１０３の本体は、開口４０４の下側から開口４０４を通過することができる。したがって、電池モジュール１０３は、第１の取り付けフランジ５０１及び第２の取り付けフランジ５０２を介して、支持部１０２の底部４０１に取り付けられる。図１に示すように、電池モジュール１０３が支持部１０２の底部４０１に取り付けられた後、第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２は、支持部１０２の底部４０１の下に位置する。
図１に示すように、電池パック１０１は、炭素繊維複合層１０４と保護シート１０５とを備えていてもよい。炭素繊維複合層１０４は、支持部１０２の頂部４０２の上方に、支持部１０２に収容された複数の電池モジュール１０３を覆うように取り付けられる。炭素繊維複合層１０４は、通常、熱を遮断してＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）を遮蔽する役割を果たす耐熱性材料からなるが、他の材料であってもよい。保護シート１０５は、支持部１０２の底部４０１の下方に取り付けられ、支持部１０２に収容された複数の電池モジュール１０３を覆う。保護シート１０５は、通常、高強度材料（例えば、チタン合金、鋼鉄等）からなり、電池モジュール１０３を保護する。
図３に示すように、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２には、取り付け穴５０３が設けられている。また、図２に示すように、支持部１０２の底部４０１には、複数の取り付け穴４０６が設けられている。このため、図１に示すように、電池モジュール１０３は、取り付け穴に合致する第１の締結具（ファスナー）１０７を介して、支持部１０２の底部４０１に取り付けられる。さらに、図１に示すように、炭素繊維複合層１０４および保護シート１０５は、それぞれ、第２の締結具１０６および第３の締結具１０８を介して、支持部１０２に取り付けられてもよい。この目的のために、図２に示すように、支持部１０２の頂部４０２および底部４０１には、炭素繊維複合層１０４および保護シート１０５を取り付けるための取り付け穴が設けられている。なお、電池モジュール１０３、炭素繊維複合層１０４、保護シート１０５は、締結具以外の方法を用いて取り付けることができる。
ここで、図１、図２および図３を参照して、電池パック１０１の組み立て工程について説明する。いくつかの実施形態において、第１のステップは、電池モジュール１０３を支持部１０２に取り付けることを含。具体的には、第１のステップは、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジの長手方向が、支持部２０１の長手方向と平行になるように、電池モジュール１０２を配置するステップを含むことができる。第２のステップは、電池モジュール１０３の本体を、開口４０４の下側から、支持部１０２の底部４０１の開口４０４を通すことと、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２の取り付け穴５０３を、支持部品１０２の底部４０１の対応する取り付け穴４０６と整列させることとを含む。第３のステップは、第１の締結具１０７を、取り付け穴を通して挿入することと、第１の締結具１０７を締め付けることとを含む。このように、これらのステップによって、電池モジュール１０３を支持部１０２に取り付けることができ、他の電池モジュールを上述と同様の方法で取り付けることができる。
複数の電池モジュール１０３を支持部１０２に取り付けた後、第４のステップは、炭素繊維複合層１０４および保護シート１０５を支持部１０２に取り付ける工程を含んでいてもよい。具体的には、第４のステップは、炭素繊維複合層１０４を、第２の締結具１０６を介して支持部１０２の頂部４０２の上に取り付けることと、保護シート１０５を、第３の締結具１０８8を介して、支持部１０２の底部４０１の下方に取り付けることとを含む。本開示の第１の実施形態は、上述したような手順に限定されない。例えば、複数の電池モジュール１０３を支持部１０２に取り付ける前に、炭素繊維複合層１０４を支持部１０２の頂部４０２の上方に取り付けることができる。
以上の説明から、本発明の電池モジュール１０３は、モジュール化された状態で電池パック１０１に取り付けられることが分かる。このように、複数の電池モジュール１０３は、互いに別個に追加および／または取り外すことができる。炭素繊維複合層１０４および保護シート１０５は、互いに独立して、および電池モジュールから独立して、取り付けることができ、別々に取り外すこともできる。
いくつかの実施形態では、本開示による電池パックは、電気自動車シャーシの一部を構成する。図４は、本開示の第１の実施形態に係る電池バック１０１を含む電気自動車用シャーシの分解概略断面図である。図５は、本開示の第１の実施形態に係る電池バック１０１を含む電気自動車シャーシの概略的な構造断面図を示す。図４および図５に示すように、いくつかの実施形態では、電気自動車シャーシ３００は、アンダーボディパネル３０１と、２つのサイドシル３０２と、電池パック１０１とを含む。アンダーボディパネル３０１は、電気自動車のキャビン（図示せず）の下に配置されている。２つのサイドシル３０２は、アンダーボディパネル３０１の長手方向に沿って延びることができる。２つのサイドシル３０２のそれぞれは、上側部分３０２１と下側部分３０２２とを含み、上側部分３０２１を通してアンダーボディパネル３０１の２つの対向する側面のうちの１つに接続されている。電池パック１０１は、アンダーボディパネル３０１の下方に配置され、２つのサイドシル３０２の間に配置されてもよい。電池パック１０１は、サイドシル３０２の下側部分３０２２に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、電池パック１０１の長手方向は、アンダーボディパネル３０１の長手方向と平行である。
本開示の第１の実施形態に係る電池パック１０１は、電池パック１０１をサイドシル３０２の下側部分３０２２に取り付けることができるように、支持部１０２の底部４０１の反対側に、第１の取り付けフランジ４０１１と第２の取り付けフランジ４０１２とを備えていても良い。第１の取り付けフランジ４０１１および第２の取り付けフランジ４０１２の長手方向は、電池パック１０１の長手方向と平行であってもよい。また、２つのサイドシル３０２のそれぞれは、その下側部分３０２２に取り付け穴３０４を備え、支持部１０２の第１の取り付けフランジ４０１１および第２の取り付けフランジ４０１２に対応する取り付け穴を設けたことにより、２つのサイドシル３０２の下側部分３０２２に、取り付け穴に合致する第４の締結具３０３を介して電池パック１０１を取り付けることができる。電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２は、支持部１０２の底部４０１を２つのサイドシル３０２の下側部分３０２２に取り付けるために、支持部１０２の底部４０１の下側に配置されるので、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２には、第４の締結具のための取り付け穴を設けることもできる。しかし、支持部１０２の第１の取り付けフランジ４０１１および第２の取り付けフランジ４０１２の幅が、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２の幅よりも大きく設定されている場合には、電池モジュール１０３の第１の取り付けフランジ５０１および第２の取り付けフランジ５０２には、第４の締結具の取り付け穴が無くても良い。
本実施形態に係る電池パック１０１は、モジュール式に実装されているので、電池モジュール１０３が誤動作した場合は、誤動作した電池モジュール１０３を容易に取り外して交換することができる。以下、電池モジュール１０３の取り外し手順について説明する。
図６は、本開示の第１の実施形態に係る電池バックを含む電気自動車シャーシからの電池モジュールの取り外しを示す概略断面図である。図６に示すように、電池モジュール１０３が誤動作して交換されるとき、第１のステップは、低電位エネルギーを含むいくつかの考えられる原因の１つにより交換が必要な、故障した電池モジュールを特定することである。次のステップは、保護シート１０５を支持部１０２から取り外すことができるように、電気自動車シャーシ３００の下面から第３の締結具１０８を取り外すことであってもよい。次に、故障した電池モジュール１０３によって使用される第１の締結具１０７を取り外すことにより、誤動作した電池モジュール１０３を支持部１０２の下面から取り外すことができる。電池パック１０１に交換用電池モジュール１０３を取り付ける工程は、上述した取り外し工程とは逆のため、ここでは繰り返さない。
上述した第１の締結具１０７、第２の締結具１０６、第３の締結具１０８、および第４の締結具３０３は、従来技術において締結に使用される任意の取り外し可能な部品および要素、例えば、ボルトであり得る。異なる締結具を使用して異なる構成要素を接続して、構成要素の取り外しを容易にすることができる。
本開示の第１の実施形態に係る電池パックの構成及び電池パックを含む電気自動車用シャーシと、第１の実施形態に係る電池パックを含む電気自動車用シャーシから電池モジュールを取り外す方法によれば、他の電池モジュール１０３に影響を与えることなく、シャーシの下面より、誤動作した電池モジュール１０３を電気自動車のシャーシから取り外すことができる。また、電池パック１０１を完全に取り外す必要がないので、誤動作した電池モジュール１０３は、本開示を通じて便利に置き換えることができる。
図７は、本開示の第２の実施形態に係る電池パックを示す概略断面図であり、矢印は電池モジュールの装着方向を示している。第２の実施形態に係る電池パック１０１'の構造は、第１の実施形態とほぼ同様であるが、１点の違いがある。すなわち、第１の実施形態では、電池モジュール１０３は、電池パック１０１の支持部４０１を通って収容空間４０５内に取り外し可能に取り付けられているのに対して、第２の実施形態では、電池モジュール１０３'は、電池パック１０１'の支持部１０２'の側面４０３'を通って、収容空間４０５'内に取り外し可能に取り付けられている。
具体的には、支持部１０２'の長手方向の２つの側面４０３'に複数の開口が設けられたことにより、複数の電池モジュール１０３'が複数の開口を通過して収容空間４０５'に入り、支持部１０２'の底部４０１'に取り外し可能に取り付けられている。したがって、電池パック１０１'を組み立てる際には、電池モジュール１０３'を支持部１０２'の側面３０４'の開口側から、開口を通って収容空間４０５'に進入させる。その後、複数の電池モジュール１０３'は、第２の締結具１０７'を介して、支持部１０２'の底部４０１'に取り外し可能に装着される。なお、第２の実施形態によれば、第１の実施形態とは異なり、電池モジュール１０３'の第１の取り付けフランジ５０１'および第２の取り付けフランジ５０２'は、支持部１０２'の底部４０１'の上に配置することができる。
電池モジュール１０３'は、側部４０３'の開口から収容空間４０５'に入るので、誤動作した電池モジュール１０３'を電池モジュール１０３'から取り外す際に、保護シート１０５'を取り外す必要はない。したがって、第２の実施形態では、第３の締結具１０８'を介して支持部１０２'の底部４０１'の下方に保護シート１０５'を取り付けるステップは、電池モジュール１０３'を支持部１０２'に取り付けるステップよりも前または後にすることができる。第２の実施形態に係る電池パック１０１'の電気自動車用シャーシ３００'への装着方法は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図８および図９は、本開示の第２の実施形態に係る電池バックを含む電気自動車シャーシからの電池モジュールの取り外しを示す概略断面図である。図８に示すように、誤動作した電池モジュール１０３'を取り外すための通路は、対応するサイドシル３０４'を直接取り外すことによって形成される。図９に示すように、実施形態２に係る電池パック１０１'を含む電気自動車シャーシのサイドシル３０２'には、少なくとも１つの着脱部９０１'が設けられている。着脱部９０１'を取り外すことにより、誤動作した電池モジュール１０３'を取り外すための通路９０２'が形成される。着脱部９０１'のサイズは、電池モジュール１０３'が、サイドシル３０２'の支持強度に影響を及ぼすことなく着脱部９０１'を除去することによって形成された通路９０２'を通過できるという要件を満たすことができる。着脱部９０１'の位置は、サイドシル３０２'の他の構成要素との接続および固定が大きく影響されないという要件を満たすことができる。
電気自動車シャーシの異なる設計要件によれば、電池パック１０１'は、最初に電気自動車シャーシ３００'から取り外されてもよいことに留意すべきである。その後、誤動作した電池モジュール１０３'を電池パック１０１'から取り外し、新しい電池モジュール１０３'に交換することができる。
上述した実施形態の技術的特徴は、ランダムに組み合わせることができる。以上の説明は、本開示の実施形態および添付の図面であり、本開示の保護の範囲を限定するために使用されるものではない。同じ技術的手段によって実施され、または以下の特許請求の範囲の内容の保護範囲に包含されるあらゆる内容は、本開示の範囲から逸脱するものではなく、本出願人の保護範囲に入る。

Claims (20)

  1. 複数の電池モジュールと、
    前記複数の電池モジュールを支持する底部と、側面と、頂部と、前記底部と前記側部と前記頂部とによって形成され前記複数の電池モジュールを収容する収容空間とを備えた支持部と、
    前記支持部の底部または側面のいずれかに設けられた少なくとも１つの開口であって、当該少なくとも１つの開口を前記複数の電池モジュールを通過させて、前記複数の電池モジュールが前記底部または側面のいずれかで支持されるように、前記複数の電気モジュールが前記支持部の底部または側面のいずれかに取り付けられることを可能とする開口とを備えた、電気自動車用の電池パック。
  2. 前記支持部に収容された複数の電池モジュールを覆うように、前記支持部の前記頂部に取り付けられる層をさらに含む、請求項１に記載の電池パック。
  3. 前記少なくとも１つの開口が、前記支持部の底部に設けられた、請求項２に記載の電池パック。
  4. 前記複数の電池モジュールの各々に設けられた第１および第２の取り付けフランジをさらに備え、
    前記第１および第２の取り付けフランジは、前記複数の電池モジュールが前記第１および第２の取り付けフランジを用いて前記支持部の底部に取り付けられるように、前記複数の電池モジュールの各々の底部の２つの対向する側にそれぞれ配置され、前記第１および第２の取り付けフランジは、前記支持部の底部の下方に取り付けられている、請求項３に記載の電池モジュール。
  5. 前記複数の電池モジュールは、締結具を介して前記支持部の底部に取り付けられた、請求項４に記載の電池パック。
  6. 前記支持部に収容された前記複数の電池モジュールを覆うように、前記支持部の底部の下方に取り付けられた保護シートをさらに備えた、請求項３に記載の電池パック。
  7. 前記支持部の上側部分に取り付けられた前記層は炭素繊維複合層である、請求項３に記載の電池パック。
  8. 電気自動車のキャビンの下方に位置するアンダーボディパネルと、
    前記アンダーボディパネルの長手方向に沿って延びる２つのサイドシルであって、それぞれが上側部分と下側部分とを含み、それぞれが前記上側部分を通って前記アンダーボディパネルの２つの対向する側面の１つに接続された２つのサイドシルと、
    前記アンダーボディパネルの下方において前記２つのサイドシルの間に配置された電池パックとを備え、
    前記電池パックは、
    複数の電池モジュールと、
    前記複数の電池モジュールを支持する底部と、側面と、頂部と、前記底部と前記側部と前記頂部とによって形成され前記複数の電池モジュールを収容する収容空間とを備えた支持部と、
    前記支持部の底部または側面のいずれかに設けられた少なくとも１つの開口であって、当該少なくとも１つの開口を前記複数の電池モジュールを通過させて、前記複数の電池モジュールが前記底部または側面のいずれかで支持されるように、前記複数の電気モジュールが前記支持部の底部または側面のいずれかに取り付けられることを可能とする開口とを備え、
    前記電池パックは、前記支持部の底部を通って前記２つのサイドシルの下側部分に取り付けられるよう構成されている、電気自動車シャーシ。
  9. 前記支持部に収容された前記複数の電池モジュールを覆うように、前記支持部の頂部の上に取り付けられた層をさらに備えた、請求項8に記載の電気自動車シャーシ。
  10. 前記支持部上に設けられた少なくとも１つの開口は、前記支持部の前記底部に設けられている、請求項８に記載の電気自動車シャーシ。
  11. 前記支持部の前記底部は、前記アンダーボディパネルの長手方向に沿って延びる取り付けフランジを備え、
    前記電池パックは、前記取り付けフランジを用いて前記２つのサイドシルの下側部分に取り付けられている、請求項１０に記載の電気自動車シャーシ。
  12. 前記支持部の前記取り付けフランジが、締結具を介して、前記２つのサイドシルの下側部分に取り付けられている、請求項１１に記載の電気自動車シャーシ。
  13. 前記複数の電池モジュールのそれぞれに設けられた第１および第２の取り付けフランジをさらに備え、
    前記第１および第２の取り付けフランジが、前記複数の電池モジュールのそれぞれの底部の２つの対向する側にそれぞれ配置されたことにより、前記複数の電池モジュールは、前記第１および第２の取り付けフランジを用いて前記支持部の前記底部に取り付けられ、前記第１および第２の取り付けフランジは前記支持部の前記底部の下方に取り付けられている、請求項１０に記載の電気自動車シャーシ。
  14. 前記複数の電池モジュールが、締結具を介して、前記支持部の前記底部に取り付けられている、請求項１３に記載の電気自動車シャーシ。
  15. 前記支持部に収容された前記複数の電池モジュールを覆うように、前記支持部の前記底部の下方に取り付けられた保護シートをさらに備えた、請求項１０に記載の電気自動車シャーシ。
  16. 前記支持部の前記頂部の上方に取り付けられた層は、炭素繊維複合層である、請求項１０に記載の電気自動車シャーシ。
  17. 電気自動車の電池モジュールを交換する方法であって、
    前記電気自動車内に配置された電池パック内の複数の電池モジュールから第１の電池モジュールを特定するステップであって、
    前記電池パックが、
    前記複数の電池モジュールと、
    前記複数の電池モジュールを支持する底部と、側面と、頂部と、前記底部と前記側部と前記頂部とによって形成され前記複数の電池モジュールを収容する収容空間とを備えた支持部と、
    前記支持部の底部に設けられた少なくとも１つの開口であって、当該少なくとも１つの開口を前記複数の電池モジュールを通過させて、前記複数の電池モジュールが前記底部で支持されるように、前記複数の電気モジュールが前記支持部の底部に取り付けられることを可能とする開口とを備えている、ステップと、
    前記支持部の前記底部から前記第１の電池モジュールを取り外すステップと、
    前記第１の電池モジュールを、前記少なくとも１つの開口を通して、前記支持部から取り外すステップと、
    第２の電池モジュールを、前記少なくとも１つの開口を通して、前記支持部へ挿入するステップと、
    前記第２の電池モジュールを前記支持部の底部に取り付けるステップとを含む、方法。
  18. 前記第２の電池モジュールは、前記第１の電池モジュールよりも高い電位エネルギーを有する、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記支持部の底部の下方から保護シートを除去するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記支持部の前記底部に前記第１の電池モジュールを取り付けるように構成された締結具を除去するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
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