JP2022525014A - 動力電池パック、エネルギー蓄積装置及び電気自動車 - Google Patents

Abstract

本開示は、動力電池パック、エネルギー蓄積装置及び電気自動車に関する。動力電池パックは、収容装置（２００）及び複数の単電池（１００）を含む。収容装置（２００）は、複数の収容領域を有し、各収容領域は、それぞれ第１側端部（２０１）と、第２側端部（２０２）と、両者の間に設置された単電池（１００）とを有する。異なる収容領域内では、第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）の第１の方向に沿った間隔が異なる。各単電池（１００）は、第１の端部と第２の端部を含み、第１の端部と第２の端部との間の距離は、対応する第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間の距離に合致している。

Description

本開示は、２０１９年３月８日に提出された中国特許出願第２０１９１０１７６８８９．１号に基づくものであり、かつそ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開示に組み込まれるものとする。

本開示は、動力電池パックの技術分野に関し、具体的には、動力電池パック、該動力電池パックを使用するエネルギー蓄積装置、及び該動力電池パックを使用する電気自動車に関する。

従来技術において、動力電池パックは、主に収容装置と、収容装置内に取り付けられた複数の電池モジュールとを含み、電池モジュールは、主に複数の単電池で組み立てられ、収容装置は、一般的に底板及び側部梁を含み、側部梁が底板の周囲に設置される。収容装置に十分な強度を備えさせ、電池モジュールの取付を容易にするために、通常、側部梁の間に複数の横梁及び縦梁が設置され、複数の横梁及び縦梁は、側部梁及び底板と共に、複数の電池モジュールを収容するための複数の収容空間を画定し、各電池モジュールは、対応する収容空間内に配置される。

上記動力電池パックは、少なくとも以下の４つの欠点を有する。

一、横梁と縦梁が存在するため、収容装置の体積利用率が低く、体積利用率が約４０％であり、取付可能な単電池の数が限られ、動力電池パックの航続能力を効果的に向上させることができない。

二、従来の動力電池パックでは、複数の電池モジュールを含み、組立過程において、各電池モジュールを横梁に固定する必要があり、複数のねじなどの締結具を用いてモジュールを締結する必要があり、また、横梁又は縦梁が一定の重量を有するため、収容装置の重量が増加する。

三、収容装置内に横梁及び縦梁が設置されるため、構造が複雑であり、収容装置の製造プロセスの複雑さを増加させる。

四、単電池を収容装置内に配置する前に電池モジュールに組み立てる必要があり、操作ステップが複雑である。

また、電池モジュールの配置を容易にするために、通常、収容装置は、正方形又は長方形に設計され、車体シャーシの形状との適合度が低く、車体シャーシの取付面積の利用率が低くなることにより、車体に取り付けられた単電池の数が減少して、車両の航続能力を弱める。

本開示は、動力電池パック、該動力電池パックを使用するエネルギー蓄積装置、及び該電源電池パックを使用する電気自動車を提供し、該動力電池パックは、収容装置の体積利用率を効果的に向上させ、かつ動力電池パックの航続能力を向上させることができる。

上記目的を実現するために、本開示に係る動力電池パックは、収容装置と、前記収容装置内に設置された複数の単電池とを含み、前記収容装置は、複数の収容領域を有し、各収容領域は、それぞれ第１の方向に沿って対向して設置された第１側端部及び第２側端部、及び前記第１側端部と前記第２側端部との間に設置された前記単電池を有し、異なる前記収容領域内に、前記第１側端部と第２側端部の前記第１の方向に沿った間隔が異なり、各単電池は、対向する第１の端部及び第２の端部を含み、少なくとも１つの前記単電池の前記第１の端部と第２の端部との間の距離は、対応する第１側端部と第２側端部との間の距離に合わせる。

本開示のいくつかの実施例において、少なくとも１つの前記単電池の前記第１の端部は、対応する第１側端部に支持され、かつ該単電池の前記第２の端部は、対応する第２側端部に支持される。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池は、長手方向に前記第１側端部及び第２側端部にほぼ垂直であり、各収容領域内に、前記単電池の前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離はＬ１であり、前記第１側端部の内面と前記第２側端部の内面との間の距離はＬ２であり、Ｌ１／Ｌ２≧５０％を満たす。

本開示のいくつかの実施例において、前記複数の収容領域は、中央領域と、前記中央領域の対向する両側に位置する両側領域とを含み、前記複数の収容領域は、前記中央領域内の第１側端部と第２側端部との間隔が前記両側領域内の第１側端部と第２側端部との間隔よりも大きいことにより、十字形構造を構成する。

本開示のいくつかの実施例において、前記複数の収容領域は、第１の領域と、前記第１の領域の一側に位置する第２の領域とを含み、前記複数の収容領域は、前記第１の領域内の第１側端部と第２側端部との間隔が前記第２の領域内の第１側端部と第２側端部との間隔よりも大きいことにより、Ｔ字形構造を構成する。

本開示のいくつかの実施例において、異なる前記収容領域内の前記単電池の体積及び容量のうちの少なくとも１つが同じである。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池は、角型電池であり、かつ長さ、厚さ、及び前記長さと厚さとの間にある高さを有し、前記単電池は、横向きに配置され、前記単電池の長手方向が前記第１の方向であり、厚さ方向が第２の方向であり、高さ方向が第３の方向であり、異なる前記収容領域内の前記単電池の前記高さが同じであり、前記長さと前記厚さとの比が互いに逆数である。

本開示のいくつかの実施例において、前記収容装置は、車両用トレイである。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池の長さは、５００ｍｍ～１０００ｍｍである。

本開示のいくつかの実施例において、前記収容装置は、電気自動車に形成される。

本開示のいくつかの実施例において、前記収容装置は、下向きに凹んだチャンバーである。

本開示のいくつかの実施例において、前記チャンバーは、対向する第１の側壁及び第２の側壁を含み、前記第１側端部は、前記チャンバーの前記第１の側壁及び前記第１の側壁の延在部であり、前記第２側端部は、前記チャンバーの前記第２の側壁及び前記第２の側壁の延在部である。

本開示のいくつかの実施例において、前記第１の側壁の延在部と前記第２の側壁の延在部は、前記チャンバーの底部を形成する。

本開示のいくつかの実施例において、８０％≦Ｌ１／Ｌ２≦９７％を満たす。

本開示のいくつかの実施例において、前記複数の単電池は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って配列される。

本開示のいくつかの実施例において、前記動力電池パックには、第３の方向に沿って、前記複数の単電池が複数層に配置され、各層における前記複数の単電池は、いずれも前記第１側端部と第２側端部との間に位置する。

本開示のいくつかの実施例において、各単電池は、前記第１の方向を長手方向として設置される。

本開示のいくつかの実施例において、前記収容装置は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って設置された第３側端部及び第４側端部をさらに含み、前記両側領域の第１側端部及び第２側端部の前記中央領域から離れた端部は、前記第３側端部により接続され、前記両側領域の第１側端部及び第２側端部の前記中央領域に近接する端部は、前記第４側端部により、それぞれ前記中央領域の第１側端部及び第２側端部に接続され、前記両側領域内の単電池は、第２の方向に沿って前記第３側端部と第４側端部との間に配列され、前記中央領域内の単電池は、第２の方向に沿って前記第４側端部の間に配列される。

本開示のいくつかの実施例において、前記第３側端部は、前記第３側端部に隣接して設置された前記単電池に前記両側領域内に向かう作用力を加え、前記第４側端部は、前記第４側端部に隣接して設置された前記単電池に前記中央領域内に向かう作用力を加える。

本開示のいくつかの実施例において、各単電池の前記第１の端部は、対応する第１側端部に固定され、各単電池の前記第２の端部は、対応する第２側端部に固定される。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、前記複数の単電池のうちの少なくとも一部の単電池の第１の端部と前記第１側端部との間に第１の端板が設置され、前記複数の単電池のうちの少なくとも一部の単電池の第２の端部と前記第２側端部との間に第２の端板が設置され、前記少なくとも一部の単電池の第１の端部は、前記第１の端板により前記第１側端部に支持され、前記少なくとも一部の単電池の第２の端部は、前記第２の端板により前記第２側端部に支持され、前記第１の端板、前記第２の端板及び前記少なくとも一部の単電池は、電池モジュールを構成する。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、前記複数の単電池のうちの少なくとも一部の単電池の下方にモジュール底板が設置され、前記モジュール底板は、前記第１の端板と第２の端板との間に接続され、前記モジュール底板、前記第１の端板、前記第２の端板及び前記少なくとも一部の単電池は、前記電池モジュールを構成する。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、前記複数の単電池のうちの少なくとも一部の単電池の上方にモジュール天板が設置され、前記モジュール天板は、前記第１の端板と第２の端板との間に接続され、前記モジュール天板、前記モジュール底板、前記第１の端板、前記第２の端板及び前記少なくとも一部の単電池は、前記電池モジュールを構成する。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、前記第１の端板と前記第２の端板との間に対向する第１の側板及び第２の側板が設置され、前記第１の端板、第２の端板、第１の側板、第２の側板、モジュール天板、モジュール底板及び前記少なくとも一部の単電池は、前記電池モジュールを構成する。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、前記複数の単電池のうちの少なくとも一部の単電池の下方にモジュール底板が設置され、前記少なくとも一部の単電池は、前記モジュール底板により前記第１側端部及び第２側端部に支持され、前記モジュール底板及び前記少なくとも一部の単電池は、電池モジュールを構成する。

本開示のいくつかの実施例において、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って、各収容領域内の前記電池モジュールは、少なくとも２つである。

本開示のいくつかの実施例において、前記動力電池パックには、第３の方向に沿って、前記電池モジュールが複数層に配置される。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池は、直方体構造の角型電池であり、かつ長さ、厚さ、及び前記長さと厚さとの間にある高さを有し、各前記単電池は、横向きに配置され、各前記単電池の長手方向が前記第１の方向であり、厚さ方向が第２の方向であり、高さ方向が第３の方向であり、各収容領域内の隣接する２つの前記単電池は、幅広面が幅広面に面するように配列される。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池の長さＬと厚さＤとの比は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０を満たす。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池の表面積Ｓと体積Ｖとの比は、０．１５≦Ｓ／Ｖ≦０．２を満たす。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池の表面積ＳとエネルギーＥとの比は、２５０≦Ｓ／Ｅ≦４００を満たす。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、前記第１側端部に第１の支持段差が設置され、前記第２側端部に第２の支持段差が設置され、各単電池の前記第１の端部は、対応する第１の支持段差に支持され、各単電池の前記第２の端部は、対応する第２の支持段差に支持される。

本開示のいくつかの実施例において、前記第１側端部に第１の固定部が設置され、前記第２側端部に第２の固定部が設置され、各単電池の前記第１の端部は、前記第１の固定部に固定され、各単電池の前記第２の端部は、前記第２の固定部に固定される。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池は、金属製ケースを有する角型電池である。

本開示のいくつかの実施例において、前記モジュール底板と前記単電池との間に断熱層が設置される。

本開示のいくつかの実施例において、前記モジュール天板と前記単電池との間に熱伝導板が設置される。

本開示のいくつかの実施例において、前記モジュール天板は、内部に冷却構造が設置された液冷板又は直冷板である。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池の第１の電極は、前記単電池の前記第１側端部に向かう前記第１の端部から引き出され、前記単電池の第２の電極は、前記単電池の前記第２側端部に向かう前記第２の端部から引き出される。

本開示のいくつかの実施例において、前記単電池の前記第１側端部に向かう前記第１の端部に防爆弁が設置され、前記第１側端部の内部に排気通路が設置され、前記第１側端部の、各単電池の前記防爆弁に対応する位置にいずれも吸気口が設置され、前記吸気口が前記排気通路に連通し、前記収容装置に前記排気通路に連通する排気孔が設置され、或いは、前記単電池の前記第２側端部に向かう前記第２の端部に防爆弁が設置され、前記第２側端部の内部に排気通路が設置され、前記第２側端部の、各単電池の前記防爆弁に対応する位置にいずれも吸気口が設置され、前記吸気口が前記排気通路に連通し、前記収容装置に前記排気通路に連通する排気孔が設置され、或いは、前記単電池の前記第１側端部に向かう前記第１の端部と前記第２側端部に向かう前記第２の端部にいずれも防爆弁が設置され、前記第１側端部と前記第２側端部の内部にいずれも排気通路が設置され、前記第１側端部の、各単電池の前記防爆弁に対応する位置にいずれも吸気口が設置され、前記第２側端部の、各単電池の前記防爆弁に対応する位置にいずれも吸気口が設置され、前記吸気口が対応する前記排気通路に連通し、前記収容装置に前記排気通路に連通する排気孔が設置される。

本開示のいくつかの実施例において、前記第１の方向は、車体の幅方向であり、前記第２の方向は、車体の長手方向であり、或いは、前記第１の方向は、車体の長手方向であり、前記第２の方向は、車体の幅方向である。

上記技術手段により、本開示において、単電池の第１の端部と第２の端部が第１側端部と第２側端部に嵌合し、すなわち、単電池が、収容装置の対向して設置された第１側端部と第２側端部との間に延在することにより、従来技術における収容装置内の横梁又は縦梁の使用を低減し、更に収容装置内に横梁又は縦梁を使用しなくてよく、横梁又は縦梁が収容装置に占める空間を低減し、収容装置の空間利用率を向上させ、可能な限りより多くの単電池を収容装置内に配置して、動力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ができる。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。

そして、収容装置内に横梁又は縦梁を配置する必要がないため、収容装置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、収容装置及び動力電池パック全体の重量を軽減し、動力電池パックの軽量化を実現する。特に、動力電池パックが電気自動車に取り付けられると、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。

また、従来技術における単電池と比較して、本開示に係る単電池は、第１側端部と第２側端部との間に延在し、単電池自体は、収容装置の構造強度を補強するための横梁又は縦梁として機能することができ、すなわち、収容装置内にその構造強度を補強するための補強構造を設置する必要がなく、補強構造の代わりに単電池自体のままで収容装置の構造強度を保証し、収容装置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。そして、体積が一定である場合、従来技術における単電池の寸法が小さく、長さが短いため、単電池の対向する両端が収容装置内の対向して設置された２つの側端部に嵌合することができず、しかしながら、本開示における単電池の第１の方向に沿った長さが長いため、第１の方向とは異なる第２の方向に沿った厚さを薄くすることにより、単一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、さらに動力電池パック全体の安全性を向上させ、動力電池パックをより安全で確実にすることができる。

また、本開示において、収容装置は、複数の収容領域をさらに有し、かつ各収容領域内の第１側端部と第２側端部の第１の方向に沿った間隔が異なり、すなわち、収容装置は、形状や寸法の大きさが異なる複数の収容領域を有し、動力電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、収容装置の構造及び形状は、動力電池パックの電気自動車での取付空間の構造及び形状に適合することができ、例えば、動力電池パックが車体シャーシに取り付けられる場合、収容装置が車体シャーシの形状に適合することにより、可能な限り多くの単電池を配置して、電気自動車の航続能力を向上させることができる。

本開示の別の態様に係る電気自動車は、上記動力電池パックを含む。

本開示のいくつかの実施例において、前記動力電池パックは、前記電気自動車の底部に設置され、前記収容装置は、前記電気自動車のシャーシに固定接続される。

本開示のいくつかの実施例において、前記電気自動車は、前記電気自動車の底部に設置された１つの動力電池パックを含み、前記収容装置は、前記電気自動車のシャーシに固定接続され、前記複数の単電池は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って配列され、前記第１の方向は、前記電気自動車の車体の幅方向であり、前記第２の方向は、前記電気自動車の車体の長手方向である。

本開示のいくつかの実施例において、前記複数の収容領域は、中央領域と、前記中央領域の対向する両側に位置する両側領域とを含み、前記収容領域は、前記中央領域の第１側端部と第２側端部との間隔が前記両側領域の第１側端部と第２側端部との間隔よりも大きいことにより、十字形構造を呈し、前記両側領域の前記第２の方向に沿った外側は、前記電気自動車の車輪領域に対応する。

本開示のいくつかの実施例において、前記中央領域の前記第１の方向の幅Ｌ３と車体幅Ｗとの比は、５０％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％を満たす。

本開示のいくつかの実施例において、前記中央領域内の単電池の前記第１の方向の長さＬ４と車体幅Ｗとの比は、４０％≦Ｌ４／Ｗ≦７０％を満たす。

本開示のさらに別の態様に係るエネルギー蓄積装置は、上記動力電池パックを含む。

本開示の他の特徴及び利点については、以下の具体的な実施形態において詳細に説明する。

図面は、本開示の理解を提供し、かつ明細書の一部を構成するものであり、以下の具体的な実施形態と共に本開示を解釈するものであるが、本開示を限定するものではない。

従来技術に係る動力電池パックの分解組立図である。 本開示の一実施形態に係る単電池の立体構造概略図である。 本開示の一実施形態に係る動力電池パックの立体構造概略図である。 本開示の一実施形態に係る動力電池パックの上面図である。 本開示の一実施形態に係る動力電池パックの分解図である。 本開示の一実施形態に係る収容装置の立体構造概略図である。 本開示の別の実施形態に係る収容装置の立体構造概略図である。 図７におけるＡ部分の拡大図である。 本開示の一実施形態に係る電池モジュールの立体構造概略図である。 本開示の別の実施形態に係る動力電池パックの立体構造概略図であり、各収容領域内の電池モジュールが複数である。 本開示のさらに別の実施形態に係る動力電池パックの立体構造概略図であり、各収容領域内の電池モジュールが多層である。 本開示の一実施形態に係る動力電池パックの断面斜視図である。 図１２におけるＢ部分の拡大図である。 本開示の一実施形態に係る電池モジュールの分解図である。 本開示の一実施形態に係る第１の側板又は第２の側板の立体構造概略図である。 本開示の一実施形態に係る第１の端板又は第２の端板の立体構造概略図である。 本開示の一実施形態に係る動力電池パックの断面図であり、第１側端部と第２側端部が図示されていない。 本開示の一実施形態に係る収容装置（チャンバー）が電気自動車に形成されている場合の立体構造概略図である。 本開示の一実施形態に係るチャンバーの断面図である。 本開示の一実施形態に係る収容装置（車両用トレイ）が電気自動車に固定されている場合の分解図である。 本開示の電気自動車の概略構成図である。 本開示のエネルギー蓄積装置の概略構成図である。

以下、図面を参照しながら本開示の具体的な実施形態を詳細に説明する。ここで記述した具体的な実施形態は、本開示を説明し解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではないことを理解されたい。

本開示において、逆に説明しない場合に、使用される方位用語、例えば「上、下、左、右、天、底」などによって示される方位又は位置関係は、図面に基づいて示される方位又は位置関係であり、本開示を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は部品が特定の方位を有し、特定の方位において構成され、操作されなければならないことを示すか又は示唆するものではないため、本開示を限定するものとして理解してはならず、また、「内、外」は、対応する部件及び構造の輪郭の内側と外側を意味する。

また、「第１の」、「第２の」は、説明のためのものに過ぎず、相対的な重要性を示すか又は示唆し、或いは示された技術的特徴の数を示唆するものとして理解してはならない。

また、本開示において、電気自動車を説明するときに使用される方位用語「前、後、左、右」は、一般的に車両自体の前、後、左、右を指し、本開示のいくつかの実施例において、左車輪に向かう方向が左であり、右車輪に向かう方向が右であり、車のヘッドに向かう方向が前であり、車のテールに向かう方向が後である。

図２～図２０に示すように、本開示の一態様に係る動力電池パック７００は、収容装置２００と、収容装置２００内に設置された複数の単電池１００とを含み、収容装置２００は、複数の収容領域を有し、各収容領域は、それぞれ第１の方向Ａ１に沿って対向して設置された第１側端部２０１及び第２側端部２０２、及び第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に設置された単電池１００を有し、異なる収容領域内に、第１側端部２０１と第２側端部２０２の第１の方向Ａ１に沿った間隔が異なり、異なる形状や寸法の収容領域を構成し、各単電池１００は、対向する第１の端部及び第２の端部を含み、少なくとも１つの単電池１００の第１の端部と第２の端部との間の距離は、対応する第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の距離に合わせる。

換言すれば、各単電池１００は、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に延在し、複数の単電池１００は、第１側端部２０１と第２側端部２０２の長手方向に沿って配列され、すなわち、第２の方向Ａ２に沿って配列される。本開示のいくつかの実施例において、収容装置２００は、複数であってもよく、１つであってもよい。ここで、上述した「合わせる」とは、２つの側端部又は下記２つの側壁の間の間隔により１つの単電池１００を取り付けることができることを意味し、このような合わせは、本開示の目的を達成するために、すきま嵌め、締まり嵌め、きつい嵌め、固定嵌合などの様々な嵌合形態とすることができる。

従来技術において、単電池の寸法が小さく、長さが短いため、単電池の対向する両端が、収容装置２００内の対向して設置された２つの側部梁に嵌合することができないため、収容装置２００内に横梁５００又は縦梁６００（図１に示す）を設置する必要があり、このように、単電池の組立が容易になる。単電池を電池モジュール４００の形態で収容装置２００内に取り付けた後、収容装置２００の第１の方向Ａ１に沿って複数の単電池が存在し、すなわち、単電池は、対向して設置された２つの側端部の間に延在することなく、対向して設置された２つの横梁５００又は縦梁６００の間に延在し、電池モジュール４００は、締結具により隣接する横梁５００に固定され、又は締結具により隣接する縦梁６００に固定され、又は締結具により隣接する横梁５００及び縦梁６００に固定される。

従来技術における収容装置２００内に横梁５００又は縦梁６００が設置され、横梁５００又は縦梁６００が、収容装置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、収容装置２００の体積利用率が低くなり、一般的には、収容装置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、従来技術における収容装置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、収容装置２００内に収容可能な単電池の数が限られ、動力電池パック７００全体の容量、電圧が制限され、動力電池パック７００の航続能力が低い。

しかしながら、本開示において、単電池１００の第１の端部と第２の端部が第１側端部２０１と第２側端部２０２に嵌合し、すなわち、単電池１００が、収容装置２００の対向して設置された第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に延在することにより、従来技術における収容装置２００内の横梁５００又は縦梁６００の使用を低減し、更に収容装置２００内に横梁５００又は縦梁６００を使用しなくてよく、横梁５００又は縦梁６００が収容装置２００に占める空間を低減し、収容装置２００の空間利用率を向上させ、可能な限りより多くの単電池１００を収容装置２００内に配置して、動力電池パック７００全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることができる。例えば、電気自動車８００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。

そして、収容装置２００内に横梁５００又は縦梁６００を配置する必要がないため、収容装置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、収容装置２００及び動力電池パック７００全体の重量を軽減し、動力電池パック７００の軽量化を実現する。特に、動力電池パック７００が電気自動車８００に取り付けられると、電気自動車８００の航続能力を向上させ、電気自動車８００の軽量化を実現することもできる。

また、従来技術における単電池と比較して、本開示に係る単電池１００は、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に延在し、単電池１００自体は、収容装置２００の構造強度を補強するための横梁又は縦梁として機能することができ、すなわち、収容装置内にその構造強度を補強するための補強構造を設置する必要がなく、補強構造の代わりに単電池１００自体のままで収容装置２００の構造強度を保証し、収容装置２００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。そして、体積が一定である場合、従来技術における単電池の寸法が小さく、長さが短いため、単電池１００の対向する両端が収容装置２００内の対向して設置された２つの側端部に嵌合することができず、しかしながら、本開示における単電池１００の第１の方向Ａ１に沿った長さが長いため、第１の方向Ａ１とは異なる第２の方向Ａ２に沿った厚さを薄くすることにより、単一の単電池１００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１００の放熱面積を大きくし、単電池１００の放熱速度を向上させ、さらに動力電池パック７００全体の安全性を向上させ、動力電池パック７００をより安全で確実にすることができる。

また、本開示において、収容装置２００は、複数の収容領域をさらに有し、かつ各収容領域内の第１側端部２０１と第２側端部２０２の第１の方向Ａ１に沿った間隔が異なり、すなわち、収容装置２００は、形状や寸法の大きさが異なる複数の収容領域を有し、動力電池パック７００が電気自動車８００に取り付けられる場合、収容装置２００の構造及び形状は、動力電池パック７００の電気自動車８００での取付空間の構造及び形状に適合することができ、例えば、動力電池パック７００が車体シャーシに取り付けられる場合、収容装置２００が車体シャーシの形状に適合することにより、可能な限り多くの単電池１００を配置して、電気自動車８００の航続能力を向上させることができる。

本開示のいくつかの実施形態において、少なくとも１つの単電池１００の第１の端部は、対応する第１側端部２０１に支持され、かつ該単電池１００の第２の端部は、対応する第２側端部２０２に支持される。単電池１００の第１の端部と第２の端部は、それぞれ第１側端部２０１と第２側端部２０２に配置されてもよく、第１側端部２０１と第２側端部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対して、本開示は限定しない。

支持は、直接支持であっても間接支持であってもよく、直接とは、単電池１００の第１の端部と第１側端部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側端部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、いくつかの実施例において、単電池１００の第１の端部が第１の端板２０５により第１側端部２０１に嵌合支持され、単電池１００の第２の端部が第２の端板２０６により第２側端部２０２に嵌合支持されることを意味する。

本開示に係るいくつかの例示的な実施形態において、各単電池１００の第１の端部は、対応する第１側端部２０１に固定され、各単電池１００の第２の端部は、対応する第２側端部２０２に固定され、固定接続方式は、第３の方向Ａ３に単電池１００に対して支持作用を果たす一方、全体構造の安定性及び堅牢性を向上させることができる。ここで、固定方式は複数種あり、例えば、各単電池１００の第１の端部は、締結具により第１側端部２０１に取り外し可能に固定され、第２の端部は、締結具により第２側端部２０２に取り外し可能に固定され、或いは、各単電池１００の第１の端部と第２の端部は、溶接方式により、それぞれ第１側端部２０１又は第２側端部２０２に固定され、或いは、各単電池１００の第１の端部と第２の端部は、ディスペンス方式でそれぞれ第１側端部２０１又は第２側端部２０２に固定される。

なお、上述及び後述する、第１側端部２０１と第２側端部２０２が対向して設置されるとは、第１側端部２０１が互いに平行であっても角度をなして設置されてもよく、直線構造であっても曲線構造であってもよいことを意味する。単電池１００は、第１側端部２０１に垂直であっても、第２側端部２０２に垂直であっても、第１側端部２０１と鋭角又は鈍角をなして設置されても、第２側端部２０２と鋭角又は鈍角をなして設置されてもよい。例えば、第１側端部２０１及び第２側端部２０２が互いに平行である場合、第１側端部２０１及び第２側端部２０２で構成される収容装置２００は、矩形、正方形、平行四辺形、扇形などの構造とすることができ、第１側端部２０１及び第２側端部２０２が角度をなす場合、第１側端部２０１及び第２側端部２０２で構成される収容装置２００は、台形、三角形などの構造とすることができる。本開示は、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の角度関係、及び単電池１００と第１側端部２０１及び第２側端部２０２との間の角度関係を限定しない。

第１側端部２０１と第２側端部２０２が互いに平行である実施例について、異なる収容領域内に、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の距離は、寸法が急激に変化し、第１側端部２０１と第２側端部２０２が角度を呈して設置される実施例について、異なる収容領域内に、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の距離は、寸法が徐々に変化し、このとき、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の間隔は、該収容領域内の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の間隔の平均値を意味する。

また、第１側端部２０１と第２側端部２０２が収容装置２００の第１の方向Ａ１に沿って対向する両側に位置するとは、第１側端部２０１と第２側端部２０２が収容装置２００の第１の方向Ａ１に沿った最も側方に位置し、すなわち、第１側端部２０１と第２側端部２０２が収容装置２００の最も外側であることを意味する。

また、上述及び後述した単電池１００の「第１の端部」及び「第２の端部」は、単電池１００の方位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、本開示では、単電池１００の第１側端部２０１に嵌合された端部が第１の端部であり、単電池１００の第２側端部２０２に嵌合された端部が第２の端部である。

単電池１００は、様々な実施形態により第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に取り付けられ、例えば、本開示のいくつかの実施形態において、各単電池１００の第１の端部は、対応する第１側端部２０１に支持され、各単電池１００の第２の端部は、対応する第２側端部２０２に支持される。単電池１００の第１の端部と第２の端部は、それぞれ第１側端部２０１と第２側端部２０２に配置されてもよく、第１側端部２０１と第２側端部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対して、本開示は限定しない。

支持は、直接支持であっても間接支持であってもよく、直接とは、単電池１００の第１の端部と第１側端部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側端部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、いくつかの実施例において、単電池１００の第１の端部が第１の端板２０５により第１側端部２０１に嵌合支持され、単電池１００の第２の端部が第２の端板２０６により第２側端部２０２に嵌合支持されることを意味する。

本開示に係るいくつかの例示的な実施形態において、各単電池１００の第１の端部は、対応する第１側端部２０１に固定され、各単電池１００の第２の端部は、対応する第２側端部２０２に固定され、固定接続方式は、第３の方向Ａ３に単電池１００に対して支持作用を果たす一方、全体構造の安定性及び堅牢性を向上させることができる。ここで、固定方式は複数種あり、例えば、各単電池１００の第１の端部は、締結具により第１側端部２０１に取り外し可能に固定され、第２の端部は、締結具により第２側端部２０２に取り外し可能に固定され、或いは、各単電池１００の第１の端部と第２の端部は、溶接方式により、それぞれ第１側端部２０１又は第２側端部２０２に固定され、或いは、各単電池１００の第１の端部と第２の端部は、ディスペンス方式でそれぞれ第１側端部２０１又は第２側端部２０２に固定される。

また、複数の収容領域で構成された収容装置２００は、任意の適切な構造及び形状を有してよく、例えば、本開示に係る一実施形態において、複数の収容領域は、中央領域２２１と、中央領域２２１の対向する両側に位置する両側領域２２２とを含み、上記複数の収容領域は、中央領域２２１内の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔が両側領域２２２内の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔よりも大きいことにより、十字形構造を構成する。このように、収容装置２００が電気自動車８００の底部に取り付けられる場合、両側領域２２２のうちの一方は、前左車輪と前右車輪との間に位置することができ、両側領域２２２のうちの他方は、後左車輪と後右車輪との間に位置することができ、中央領域２２１は、前車輪（前左車輪と前右車輪を含む）と後車輪（後左車輪と後右車輪を含む）との間に位置することができることにより、電気自動車８００の底部の取付空間を可能な限り多く利用し、収容装置２００の面積を拡大して、より多くの単電池１００を電気自動車８００に配置し、電気自動車８００の航続能力を向上させることができる。中央領域２２１の両側に位置する両側領域２２２の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔は、同じであっても異なってもよく、これに対して、本開示は限定しない。

本開示に係る別の実施形態において、複数の収容領域は、第１の領域と、上記第１の領域の一側に位置する第２の領域とを含み、複数の収容領域は、第１の領域内の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔が上記第２の領域内の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔よりも大きいことにより、Ｔ字形構造を構成する。このように、収容装置２００が電気自動車８００の底部に取り付けられる場合、第２の領域が前左車輪と前右車輪との間又は後左車輪と後右車輪との間の領域に入り込むことで、電気自動車８００の底部の車輪間の取付領域を合理的に利用し、収容装置２００の面積を可能な限り増大させることができる。他の実施形態において、複数の収容領域は、三角形、台形、菱形、平行四辺形などを構成することもでき、複数の収容領域で構成された具体的な形状は、電気自動車８００の底部の取付空間に応じて設定することができる。

また、異なる収容領域内の単電池１００が一致性を有することを保証するために、本開示に係る一実施形態において、異なる収容領域内の単電池１００は、体積が同じであるか又は容量が同じであり、或いは、体積及び容量がいずれも同じである。動力電池パック７００において、一般的に、単電池１００同士を互いに直列接続することにより、動力電池パック７００は、電気自動車８００を走行するように駆動するのに十分な電圧を有し、異なる収容領域内の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の間隔が異なるため、第１の単電池１００の第１の端部と第２の端部との間の距離も異なり、すなわち、異なる収容領域内の単電池１００の形状及び寸法が異なる。一般的には、各単電池１００の電圧は同じであり、異なる収容領域内の単電池１００が一致性を有することを保証するために、すなわち、異なる収容領域内の単電池１００の電力量が同じであることを保証するために、各単電池の容量が同じである（電力量が容量と電圧との積に等しい）ことを保証する必要がある。各単電池１００に採用された材料が同じである場合、容量が単電池１００の体積に正比例するため、各単電池１００の体積が同じであることを保証することで、各単電池の電力量が同じであることを保証する目的を達成することができ、このように、異なる収容領域内の単電池１００が同じ充電時間内に同じ状態まで充電されることを確保することができ、ある単電池１００が満充電されたが、別の単電池１００が満充電されない状況などの発生を回避することができる。

異なる収容領域内の単電池１００の体積と容量との比が同じであることを保証するために、本開示に係る例示的な実施形態において、単電池１００は、直方体構造の角型電池であり、かつ長さＬ、厚さＤ、及び長さＬと厚さＤとの間にある高さＨを有し、各単電池１００は、横向きに配置され、各単電池１００の長手方向が第１の方向Ａ１であり、厚さ方向が第２の方向Ａ２であり、高さ方向が第３の方向Ａ３であり、異なる収容領域内の単電池１００の高さＨが同じであり、長さＬと厚さＤとの比が互いに逆数であることにより、異なる収容領域内の単電池１００の体積と容量との比が同じである。ここで、複数の収容領域が十字形を構成し、かつ両側領域２２２の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間の距離が等しい実施例を例として説明し、中央領域２２１内の単電池１００の長さが両側領域２２２内の単電池１００の長さの２倍であると、両側領域２２２内の単電池１００の厚さが中央領域２２１内の単電池１００の厚さの２倍であることにより、中央領域２２１内の単電池１００と両側領域２２２内の単電池１００の体積が同じであることを保証することにより、同じ電力量を有し、中央領域２２１内の単電池１００と両側領域２２２内の単電池１００との間に一致性を有することを保証する。

また、図２に示すように、本開示に係る一実施形態において、収容装置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である。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、締結具により車体に取り付けられてよく、例えば、電気自動車８００のシャーシに吊り下げられる。

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、車体の底部に設置さ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端部を設置しなければならない以外、内部に単電池を設置するのに十分な支持力及び構造強度を提供するために、トレイの内部に横梁５００を設置する必要がある。車両用トレイに横梁５００を増設した後、車両用トレイ全体の重量が増加し、その内部空間が占められ、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、横梁５００の存在により、横梁５００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４００を設置しなければならず、取付が複雑であり、必要な取付部材も多い。

そして、図１に示すように、横梁５００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より、電池モジュール４００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。

本開示において、単電池１００の両端を第１側端部２０１と第２側端部２０２に支持するか又は単電池１００の両端を第１側端部２０１と第２側端部２０２に支持固定することにより、単電池１００の重量を両側のトレイ側端部に分散し、横梁５００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自体も動力電池パック７００全体の補強構造として使用することができ、動力電池パック７００全体の構造強度を向上させる。

いくつかの実施例において、動力電池パック７００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７００として使用する場合、単電池１００の第１の方向Ａ１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、好ましい実施形態として、単電池１００の長さを車両の幅に適合させるために、単電池１００の第１の方向Ａ１に沿った長さは、５００ｍｍ～１０００ｍｍであってもよい。異なる収容領域について、各収容領域内の単電池１００の第１の方向Ａ１に沿った長さは、いずれも５００ｍｍ～１０００ｍｍの範囲内にある。

本開示に係る別の実施形態において、図３～図９に示すように、上記収容装置２００は、電気自動車８００に直接形成されてもよく、すなわち、収容装置２００は、電気自動車８００の任意の適切な位置に形成される、単電池１００を取り付ける装置である。例えば、収容装置２００は、電気自動車８００のシャーシに形成されてよい。

一実施例として、収容装置２００は、単電池１００の組立を容易にするために、下向きに凹んだチャンバー３００であってよい。本開示のいくつかの実施例において、収容装置２００は、電気自動車８００のシャーシと一体成形することができ、かつ該シャーシから下向きに凹んだチャンバー３００として形成することができる。

本開示に係る具体的な実施形態において、該チャンバー３００は、対向して設置された第１の側壁３０１及び第２の側壁３０２を含んでよく、本開示のいくつかの実施例において、第１側端部２０１は、電気自動車８００のシャーシから下向きに延在して得られ、第２側端部２０２は、電気自動車８００のシャーシから下向きに延在して得られる。上記第１側端部２０１は、該チャンバー３００の第１の側壁３０１及び第１の側壁３０１の延在部であり、上記第２側端部２０２は、該チャンバー３００の第２の側壁３０２及び第２の側壁３０２の延在部である。このように、本開示のいくつかの実施形態として、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、本開示は、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８００をさらに提供し、該電気自動車８００に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を形成することにより、本開示に係る電池収容装置２００を構成する。

本開示のいくつかの実施例において、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３０３を形成することができる。一実施形態において、第１の側壁３０１の延在部は、第２の側壁３０２の延在部に当接することにより、上記チャンバー３００が、下向きに凹んだＵ字形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３０３により支持されてよい。別の実施形態において、第１の側壁３０１の延在部と第２の側壁３０２の延在部とが一定の距離だけ離間してもよい。

図２～図７に示すように、単電池１００に戻り、いくつかの実施例において、単電池１００は、第１側端部２０１及び第２側端部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はＬ１であり、第１側端部２０１の内面と第２側端部２０２の内面との間の距離はＬ２であり、Ｌ１とＬ２の比はＬ１／Ｌ２≧５０％を満たす。換言すれば、第１の方向Ａ１に沿って、第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に１つの単電池１００のみが配置され、第１の方向Ａ１に単電池１００と２つの側端部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を横梁５００又は縦梁６００とする目的を達成することができる。他の可能な実施形態において、このような寸法比を満たし、本開示の構想では、第１の方向Ａ１に２つ又は２つ以上の単電池１００を設置してもよく、少なくとも収容装置２００の空間を十分に利用するという効果を果たすこともできる。

本開示のいくつかの実施例において、Ｌ１とＬ２の比が８０％≦Ｌ１／Ｌ２≦９７％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側端部２０１及び第２側端部２０２に可能な限り近接させ、さらに第１側端部２０１及び第２側端部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、収容装置２００の構造強度を補強するための横梁５００又は縦梁６００として使用することを保証し、収容装置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。

図３に示すように、複数の単電池１００は、収容装置２００内に様々な配列方式を有することができ、本開示に係る一実施形態において、複数の単電池１００は、第１の方向Ａ１とは異なる第２の方向Ａ２に沿って配列される。複数の単電池１００は、第２の方向Ａ２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、本実施形態において、空間を十分に利用するために、第１の方向Ａ１に垂直な第２の方向Ａ２に沿って密に配列される。

本開示に係る具体的な実施形態において、第１の方向Ａ１は、第２の方向Ａ２に垂直であってよく、第１の方向Ａ１は、各単電池１００の長手方向であり、第２の方向Ａ２は、第１側端部２０１及び第２側端部２０２の長手方向、すなわち、各単電池１００の厚さ方向である。すなわち、第１側端部２０１及び第２側端部２０２は、単電池１００に垂直であり、各単電池１００の長手方向の両端は、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持される。このように、第１側端部２０１が外力による衝撃を受ける場合、又は第２側端部２０２が外力による衝撃を受ける場合、又は第１側端部２０１と第２側端部２０２が同時に外力による衝撃を受ける場合、複数の単電池１００は、力の伝達及び分散を行うことにより、補強構造としての役割をよりよく果たし、収容装置２００の外力による変形に抵抗する能力を向上させることができる。第１側端部２０１と第２側端部２０２は、直線構造であり、第２の方向Ａ２は、直線方向である。いくつかの可能な実施形態では、第１側端部２０１及び第２側端部２０２は、曲線構造であってよく、このとき、第１の方向Ａ１は、円周方向であってもよく、対応する第２の方向Ａ２は、径方向になる。

他のいくつかの実施例において、動力電池パック７００には、第３の方向Ａ３に沿って、上記複数の単電池１００が複数層に配置される。換言すれば、複数の単電池１００は、第３の方向Ａ３に沿って積層された複数層に配置され、各層における複数の単電池１００は、いずれも第１側端部２０１と第２側端部２０２との間に位置し、単電池１００の層数は、収容装置２００の寸法に応じて設定することができる。このように、収容装置２００の限られた空間内に複数の単電池１００を可能な限り多く配置することができることにより、収容装置２００の体積利用率を向上させ、動力電池パック７００の容量、電圧及び航続能力を向上させることができる。一実施形態において、第１の方向Ａ１と第２の方向Ａ２は、互いに垂直であってよく、第３の方向Ａ３は、第１の方向Ａ１と第２の方向Ａ２に垂直であってよい。本開示のいくつかの実施例において、第１の方向Ａ１と第２の方向Ａ２は、水平方向における前後左右方向であり、第３の方向Ａ３は、鉛直方向である。本開示のいくつかの実施例において、各層における単電池１００同士は、接続されても、接続されなくてもよく、これに対して、本開示は限定しない。

上記実施例において、第３の方向Ａ３に沿って積層された単電池１００は、両端が第１側端部２０１及び第２側端部２０２に嵌合された単電池１００であってもよく、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に嵌合支持されるか又は接続されることなく、次層の単電池１００の頂部に直接配置された単電池１００であってもよい。

一実施形態において、図３～図８に示すように、単電池１００の第１の電極１０１は、単電池１００の第１側端部２０１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１０２は、単電池１００の第２側端部２０２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、第１の方向Ａ１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の有効放熱面積がより大きく、放熱効率がより高い。ここで、第１の電極１０１は、単電池１００の正極であり、第２の電極１０２は、単電池１００の負極であり、或いは、第１の電極１０１は、単電池１００の負極であり、第２の電極１０２は、単電池１００の正極である。

また、単電池１００は、任意の適切な構造及び形状を有することができ、本開示に係る一実施形態において、図４～図８に示すように、単電池１００は、直方体構造の角型電池であり、かつ長さＬ、厚さＤ、及び長さＬと厚さＤとの間にある高さＨを有し、各単電池１００は、横向きに配置され、各単電池１００の長手方向が第１の方向Ａ１であり、厚さ方向が第２の方向Ａ２であり、高さ方向が第３の方向Ａ３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、該直方体は、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。本開示のいくつかの実施例において、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が横向きに配置されることは、単電池１００の２つの端面がそれぞれ第１側端部２０１及び第２側端部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、横梁５００に代わる機能を有し、効果がより高く、強度がより高い。他の実施形態において、単電池１００は、円柱状電池であってもよい。

従来技術において、単電池が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。

本開示に係る一実施形態において、単電池１００の長さＬと厚さＤとの比は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０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の長さが第１の方向Ａ１に沿って延在する場合にも、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。

本開示に係る別の実施形態において、単電池１００の表面積Ｓと体積Ｖとの比は、０．１５≦Ｓ／Ｖ≦０．２を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い上記単電池１００により実現されてもよく、寸法の調整により実現されてもよく、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の長さが第１の方向Ａ１に沿って延在するとともに、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。

本開示に係るさらに別の実施形態において、単電池１００の表面積ＳとエネルギーＥとの比は、２５０≦Ｓ／Ｅ≦４００を満たす。該比で、依然として長さが長く、厚さが薄い単電池１００を得ることができる。同様に、該比は、長さが長く、厚さが薄い上記単電池１００により実現されてもよく、他の寸法の調整により実現されてもよく単電池１００の表面積ＳとエネルギーＥとの比を制御することにより、単電池１００が一定のエネルギーＥを有するとともに、その表面積Ｓが放熱需要を満たすことを保証することができる。

いくつかの実施例において、上記単電池１００は、金属製ケースを有する角型電池であってよく、すなわち、単電池１００のケースが金属材料で製造される場合、金属の熱伝導性能がより高いことにより、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。本開示に係る別の実施形態において、単電池１００は、パウチ電池であってよく、パウチ電池とは、液状のリチウムイオン電池に一層のポリマーケースを被せ、構造的にアルミプラスチックフィルムで包装したものを意味し、安全上の問題が発生する場合、パウチ電池は、爆発することなく、膨脹して裂開するため、単電池１００の安全性を向上させる。

図６及び図７に示すように、収容装置２００の具体的な構造に戻り、複数の収容領域で十字形を構成する実施例を例とし、本開示に係る一実施形態において、収容装置２００は、第１の方向Ａ１とは異なる第２の方向Ａ２に沿って設置された第３側端部２０３及び第４側端部２０４をさらに含み、両側領域２２２の第１側端部２０１及び第２側端部２０２の中央領域２２１から離れた端部は、第３側端部２０３により接続され、両側領域２２２の第１側端部２０１及び第２側端部２０２の中央領域２２１に近接する端部は、第４側端部２０４により、それぞれ中央領域２２１の第１側端部２０１及び第２側端部２０２に接続され、両側領域２２２内の単電池１００は、第２の方向Ａ２に沿って第３側端部２０３と第４側端部２０４との間に配列され、中央領域２２１内の単電池１００は、第２の方向Ａ２に沿って第４側端部２０４の間に配列される。本開示のいくつかの実施例において、第１側端部２０１及び第２側端部２０２は、第３側端部２０３及び第４側端部２０４に垂直に接続される。

なお、収容装置２００は、単独で製造された、単電池１００を収容して取り付ける車両用トレイであれ、電気自動車８００のシャーシと一体成形されたチャンバー３００であれ、その形状及び構造がほぼ同じであり、車両用トレイと単電池１００との間の寸法関係は、同様にチャンバー３００と単電池１００に適用される。

いくつかの実施例において、図３～図１２に示すように、第３側端部２０３は、第３側端部２０３に隣接して設置された単電池１００に両側領域２２２内に向かう作用力を加えることができ、第４側端部２０４は、第４側端部２０４に隣接して設置された単電池１００に中央領域２２１内に向かう作用力を加えることができる。複数の単電池１００が第２の方向Ａ２に沿って密に配列できるように、複数の単電池１００は、互いに貼り合わせることができる。また、第３側端部２０３及び第４側端部２０４は、第２の方向Ａ２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役割を果たし、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）が設置された場合、第３側端部２０３及び第４側端部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ることにより、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気圧を有することにより、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。

いくつかの実施形態において、単電池１００の第１側端部２０１に向かう第１の端部に防爆弁１０３が設置され、第１側端部２０１の内部に排気通路２２０が設置され、第１側端部２０１の、各単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置にいずれも吸気口２１９が設置され、吸気口２１９が排気通路２２０に連通し、収容装置２００に排気通路２２０に連通する排気孔が設置され、或いは、単電池１００の第２側端部２０２に向かう第２の端部に防爆弁１０３が設置され、第２側端部２０２の内部に排気通路２２０が設置され、第２側端部２０２の、各単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置にいずれも吸気口２１９が設置され、吸気口２１９が排気通路２２０に連通し、収容装置２００に排気通路２２０に連通する排気孔が設置され、或いは、単電池１００の第１側端部２０１に向かう第１の端部と第２側端部２０２に向かう第２の端部にいずれも防爆弁１０３が設置され、第１側端部２０１と第２側端部２０２の内部にいずれも排気通路２２０が設置され、第１側端部２０１の、各単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置にいずれも吸気口２１９が設置され、第２側端部２０２の、各単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置にいずれも吸気口２１９が設置され、吸気口２１９が対応する排気通路２２０に連通し、収容装置２００に排気通路２２０に連通する排気孔が設置される。

他の実施形態において、図１２に示すように、吸気口２１９は、第１側端部２０１と後述する第１の端板２０５に形成され、又は、吸気口２１９は、第２側端部２０２と後述する第２の端板２０６に形成され、又は、第１側端部２０１、第２側端部２０２及び後述する第１の端板２０５、第２の端板２０６にいずれも吸気口２１９が設置される。

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、動力電池パック７００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、本開示において、第１側端部２０１又は第２側端部２０２に、単電池１００の防爆弁１０３に対応する吸気口２１９が設置され、かつ第１側端部２０１又は第２側端部２０２の内部に排気通路２２０が設置されるため、単電池１００の内部の気圧が上昇すると、防爆弁１０３が開き、その内部の火炎、煙又はガスなどが吸気口２１９を通って第１側端部２０１内の排気通路２２０に直接的に入るか又は第２側端部２０２内の排気通路２２０に直接的に入り、かつ排気孔により第１側端部２０１又は第２側端部２０２から排出され、例えば、排気口により大気中に排出され、このように、該火炎、煙又はガスが収容装置２００の内部に集まらず、火炎、煙又はガスが単電池１００に対して二次的なダメージを与えることを回避する。

また、本開示のいくつかの実施例において、複数の単電池１００を少なくとも１つの電池モジュール４００に組み立てた後に収容装置２００内に取り付けることができる。このように、本開示の技術的思想に基づいて、電池モジュール４００の外部構造と第１側端部２０１及び第２側端部２０２との嵌合関係により、本開示の技術的効果を同様に達成することができる。

例えば、第１の実施形態において、各収容領域内に、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部の単電池１００の第１の端部と第１側端部２０１との間に第１の端板２０５が設置され、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部の単電池１００の第２の端部と第２側端部２０２との間に第２の端板２０６が設置され、少なくとも一部の単電池１００の第１の端部は、第１の端板２０５により第１側端部２０１に支持され、少なくとも一部の単電池１００の第２の端部は、第２の端板２０６により第２側端部２０２に支持され、第１の端板２０５、第２の端板２０６及び少なくとも一部の単電池１００は、電池モジュール４００を構成する。

本開示のいくつかの実施例において、各収容領域内に、第１の端板２０５及び第２の端板２０６は１つである場合があり、第１の端板２０５、第２の端板２０６及び複数の単電池１００は、１つの電池モジュール４００を構成し、単電池１００の第１の端部及び第２の端部は、第１の端板２０５及び第２の端板２０６により、それぞれ第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持されるか又は第１側端部２０１及び第２側端部２０２に固定される。第１の端板２０５及び第２の端板２０６は複数である場合もあり、複数の第１の端板２０５、第２の端板２０６、単電池１００は、複数の電池モジュール４００を構成し、各電池モジュール４００は、対応する第１の端板２０５及び第２の端板２０６により第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持される。換言すれば、一実施形態として、第１の方向Ａ１とは異なる第２の方向Ａ２に沿って、各収容領域内の電池モジュール４００は、少なくとも２つである。本開示において、第１の端板２０５及び第２の端板２０６の数、すなわち、電池モジュール４００の数を限定しない。

第２の実施形態において、各収容領域内に、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部の単電池１００の下方にモジュール底板２０９が設置されてもよく、モジュール底板２０９は、第１の端板２０５と第２の端板２０６との間に接続され、モジュール底板２０９、第１の端板２０５、第２の端板２０６及び少なくとも一部の単電池１００は、電池モジュール４００を構成する。換言すれば、単電池１００を支持するために、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部の下方にモジュール底板２０９が設置され、モジュール底板２０９は、第１の端板２０５及び第２の端板２０６に接続され、モジュール底板２０９、第１の端板２０５、第２の端板２０６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４００を構成する。モジュール底板２０９は、１つであってもよく、複数であってもよい。各収容領域内に複数の電池モジュール４００が配置される実施例について、隣接する２つの電池モジュール４００のモジュール底板２０９は、互いに接続されてもよく、１つのモジュール底板２０９に一体成形されてもよい。或いは、複数の収容領域内のモジュール底板２０９は、１つのモジュール底板２０９に一体成形され、例えば、複数の収容領域が十字形構造を構成する実施例について、モジュール底板２０９は、十字形であってもよい。

第３の実施形態において、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部の単電池１００の上方にモジュール天板２１０が設置されてもよく、モジュール天板２１０は、第１の端板２０５と第２の端板２０６との間に接続され、モジュール天板２１０、モジュール底板２０９、第１の端板２０５、第２の端板２０６及び少なくとも一部の単電池１００は、電池モジュール４００を構成する。このように、単電池１００は、モジュール天板２１０とモジュール底板２０９との間に位置し、モジュール天板２１０及びモジュール底板２０９は、単電池１００が上下に移動することを防止し、単電池１００の安定性を向上させることができる。モジュール天板２１０は、１つであってもよく、複数であってもよい。各収容領域内に複数の電池モジュール４００が配置される実施例について、隣接する２つの電池モジュール４００のモジュール天板２１０は、互いに接続されてもよく、１つのモジュール天板２１０に一体成形されてもよい。或いは、複数の収容領域内のモジュール天板２１０は、１つのモジュール天板２１０に一体成形され、例えば、複数の収容領域が十字形構造を構成する実施例について、モジュール天板２１０は、十字形であってもよい。

第４の実施形態において、各収容領域内に、第１の端板２０５と上記第２の端板２０６との間に対向する第１の側板２０７及び第２の側板２０８が設置されてもよく、第１の端板２０５、第２の端板２０６、第１の側板２０７、第２の側板２０８、モジュール天板２１０、モジュール底板２０９及び少なくとも一部の単電池１００は、電池モジュール４００を構成する。例えば、複数の収容領域で十字形構造を構成する実施例を例とし、中央領域２２１内の第１の側板２０７は、そのうちの１つの第４側端部２０４に近接することができ、中央領域２２１内の第２の側板２０８は、別の第４側端部２０４に近接することができ、両側領域２２２内の第１の側板２０７は、第３側端部２０３に近接することができ、両側領域２２２内の第２の側板２０８は、第４側端部２０４に近接することができ、すなわち、中央領域２２１の第１の側板２０７は、両側領域２２２の第２の側板２０８に隣接することができる。第１の側板２０７及び第２の側板２０８は、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持されてもよく、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に固定されてもよく、モジュール底板２０９に固定されてもよい。

第５の実施形態において、各収容領域内に、複数の単電池１００のうちの少なくとも一部の単電池１００の下方にモジュール底板２０９が設置され、少なくとも一部の単電池は、モジュール底板２０９により第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持され、モジュール底板２０９及び少なくとも一部の単電池１００は、電池モジュール４００を構成する。ここで、モジュール底板２０９は、主に単電池１００の底部を遮断するために用いられ、単電池１００の底部は、モジュール底板２０９に接触してもよく、モジュール底板２０９と単電池１００との間に断熱層２１５又は保温層を配置するためにモジュール底板２０９と離間して設置されてもよい。該実施形態において、複数の単電池１００をモジュール底板２０９により第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持することにより、電池モジュール４００の構造を簡略化し、動力電池パック７００の軽量化の実現に役立つ。

上記実施例において、第１の端板２０５及び第２の端板２０６、又はモジュール底板２０９は、様々な実施形態で第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持されてもよく、これに対して、本開示は限定せず、例えば、締結具により第１側端部２０１及び第２側端部２０２に取り外し可能に締結され、又は溶接方式で第１側端部２０１及び第２側端部２０２に固定され、又はディスペンス方式で第１側端部２０１及び第２側端部２０２に接続され、又は第１側端部２０１及び第２側端部２０２に直接配置されて、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に支持される。

単電池１００が電池モジュール４００の形態で収容装置２００内に設置される実施例について、動力電池パック７００には、第３の方向Ａ３に沿って、電池モジュール４００が複数層に配置される。このように、収容装置２００の体積利用率を向上させて、動力電池パック７００の航続能力を向上させることができる。本開示のいくつかの実施例において、第３の方向Ａ３に沿って積層された電池モジュール４００は、両端が第１側端部２０１及び第２側端部２０２に嵌合された電池モジュール４００であってもよく、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に嵌合支持されるか又は接続されることなく、次層の電池モジュール４００の頂部に直接配置された電池モジュール４００であってもよい。

なお、収容装置２００は、単独で製造された、単電池１００を収容して取り付ける車両用トレイであれ、電気自動車８００のシャーシと一体成形されたチャンバー３００であれ、その形状及び構造がほぼ同じであり、上述した第１の端板２０５、第２の端板２０６、第１の側板２０７、第２の側板２０８などが車両用トレイに取り付けられた構造は、同様にチャンバー３００に適用される。

上記実施例において、電池モジュール４００内にモジュール底板２０９が含まれている実施例について、図１２に示すように、モジュール底板２０９と単電池１００との間に断熱層２１５が設置されてよく、このように、単電池１００と外部との熱伝達を遮断して、単電池１００の保温機能を実現し、かつ収容装置２００の外部環境と収容装置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。本開示のいくつかの実施例において、断熱層２１５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。

電池モジュール４００内にモジュール天板２１０が含まれている実施例について、モジュール天板２１０と単電池１００との間に熱伝導板２１６が設置されてよく、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２１６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２１６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。

一実施形態において、上記モジュール天板２１０は、内部に冷却構造が設置された液冷板２１７であり、液冷板２１７の内部に冷却液が設置されるため、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。液冷板２１７と単電池１００との間に熱伝導板２１６が設置されるため、冷却液により単電池１００を冷却するとき、液冷板２１７の各位置での温度差を熱伝導板２１６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。

液冷板２１７の冷却効果を向上させるために、液冷板２１７の上流に気液分離器を設置することができ、液冷板２１７内の冷却液が車両の他の熱管理回路に由来する可能性があるため、冷却液は、ガス状と液状が混合した冷却液である可能性があり、ガス状と液状が混合した冷却液を、気液分離器を通って気液分離させた後、純液相の冷却液が液冷板２１７に入って単電池１００を冷却することを保証し、冷却効果を保証することができる。

別の実施形態において、単電池１００を冷媒により冷却することもでき、モジュール天板２１０は、内部に冷却構造が設置された直冷板２１８であり、直冷板２１８の内部に冷媒が設置され、該冷媒は、車両の空調システムにより放熱降温した冷媒であってよく、低温冷媒は、単電池１００の熱を効果的に吸収して、単電池１００の温度を適切な温度値に常時に維持することができる。

また、収容装置２００の具体的な構造に戻り、第１側端部２０１及び第２側端部２０２が単電池１００に支持力を提供することができるように、本開示に係る一実施形態において、図９、図１１、図１２に示すように、各収容領域内に、第１側端部２０１に第１の支持段差２１１が設置され、第２側端部２０２に第２の支持段差２１２が設置され、各単電池１００の第１の端部は、対応する第１の支持段差２１１に支持され、各単電池１００の第２の端部は、対応する第２の支持段差２１２に支持される。本開示のいくつかの実施例において、第１の支持段差２１１は、第１側端部２０１の底部から内向きに突出することができ、第２の支持段差２１２は、第２側端部２０２の底部から内向きに突出することができる。従来技術における、収容装置内の底板により単電池を支持する技術手段と比較して、本開示において、第１側端部２０１及び第２側端部２０２に設置された第１の支持段差２１１及び第２の支持段差２１２により単電池１００を支持することで、本開示に係る収容装置２００の構造を簡略化し、かつ収容装置２００の重量を軽減することができる。本開示のいくつかの実施例において、第１の支持段差２１１及び第２の支持段差２１２に絶縁板を設置することができ、絶縁板は、単電池１００と第１の支持段差２１１及び第２の支持段差２１２との間に位置する。

いくつかの実施例において、第１側端部２０１に第１の固定部２１３がさらに設置され、第２側端部２０２に第２の固定部２１４がさらに設置され、各単電池１００の第１の端部は、第１の固定部２１３に固定され、各単電池１００の第２の端部は、第２の固定部２１４に固定される。本開示のいくつかの実施例において、該第１の固定部２１３は、第１側端部２０１に設置された第３の支持段差であってもよく、第３の支持段差は、第１の支持段差２１１の上方に位置し、該第２の固定部２１４は、第２側端部２０２に設置された第４の支持段差であってもよく、第４の支持段差は、第２の支持段差２１２の上方に位置する。電池の第１の端部及び第２の端部は、締結具により第１の固定部２１３及び第２の固定部２１４に固定されてもよく、第１の固定部２１３及び第２の固定部２１４に溶接されてもよい。

単電池１００が電池モジュール４００により収容装置２００内に取り付けられ、電池モジュール４００が、第１側端部２０１に隣接して設置された第１の端板２０５と、第２側端部２０２に隣接して設置された第２の端板２０６とを含む実施例について、第１の端板２０５の底部は、第１の支持段差２１１に支持されてよく、第１の端板２０５の頂部又は側壁は、第１の固定部２１３に固定されてよく、第２の端板２０６の底部は、第２の支持段差２１２に支持されてよく、第２の端板２０６の頂部又は側壁は、第２の固定部２１４に固定されてよい。

本開示に係る動力電池パック７００が電気自動車８００に配置される場合、一実施形態として、上述した第１の方向Ａ１は、車体の幅方向、すなわち、車両の左右方向であってよく、第２の方向Ａ２は、車両の車体の長手方向、すなわち、車両の前後方向であってよく、このように、単電池１００が第１の方向Ａ１に沿って延在するため、単電池１００は、収容装置２００内に横方向補強梁として機能する。本開示に係る別の実施形態において、上述した第１の方向Ａ１は、車両の車体の長手方向、すなわち、車両の前後方向であってよく、第２の方向Ａ２は、車両の車体の幅方向、すなわち、車両の左右方向であってよく、このように、単電池１００が第１の方向Ａ１に沿って延在するため、単電池１００は、収容装置２００内に縦方向補強梁として機能する。

本開示の別の態様に係るエネルギー蓄積装置９００は、上記動力電池パック７００を含む。該エネルギー蓄積装置９００は、乗用車だけでなく、商用車、特種用途自動車、汽船、予備電源（ｄｐｓ、ｕｐｓ）、電動自転車、電動バイク、電動スクーターなどの単電池１００で電気エネルギーを提供する必要がある装置にも適用することができる。

本開示のさらに別の態様に係る電気自動車８００は、上記動力電池パック７００を含み、該電気自動車８００に少なくとも１つの上記収容装置２００が形成され、該収容装置２００は、電気自動車８００に一体成形された、上述したチャンバー３００である。

本開示のさらに別の態様に係る電気自動車８００は、上記動力電池パック７００を含む。本開示のいくつかの実施例において、該動力電池パック７００内の収容装置２００は、単独で製造された、単電池１００を収容して取り付ける車両用トレイである。

ここで、電気自動車８００は、動力電池パック７００を用いて電気エネルギーを提供して、走行するよに駆動する必要がある商用車、特種用途自動車、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８００を含んでよい。

一実施形態として、動力電池パック７００は、電気自動車８００の底部に設置され、収容装置２００は、電気自動車８００のシャーシに固定接続される。電気自動車８００のシャーシでの取付空間が大きいため、動力電池パック７００を電気自動車８００のシャーシに設置することにより、単電池１００の数を可能な限り増加させて、電気自動車８００の航続能力を向上させることができる。ここで、電気自動車８００の底部に設置された動力電池パック７００は、１つであってもよく、複数であってもよい。

本開示のいくつかの実施例において、電気自動車８００は、電気自動車８００の底部に設置された１つの動力電池パック７００を含み、収容装置２００は、電気自動車８００のシャーシに固定接続され、複数の単電池１００は、第１の方向Ａ１とは異なる第２の方向Ａ２に沿って配列され、第１の方向Ａ１は、電気自動車８００の車体の幅方向であり、第２の方向Ａ２は、電気自動車８００の車体の長手方向である。

本開示のいくつかの実施例において、電気自動車８００は、電気自動車８００の底部に設置された複数の動力電池パック７００を含むことができ、複数の動力電池パック７００の形状及び寸法は、同じであってもよく、異なってもよく、具体的には、各動力電池パック７００は、電気自動車８００のシャーシの形状及び寸法に応じて調整することができる。

いくつかの実施例において、複数の収容領域は、中央領域２２１と、中央領域２２１の対向する両側に位置する両側領域２２２とを含み、収容領域は、中央領域２２１の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔が両側領域２２２の第１側端部２０１と第２側端部２０２との間隔よりも大きいことにより、十字形構造を呈し、両側領域２２２の第２の方向Ａ２に沿った外側は、電気自動車８００の車輪領域に対応する。

本開示のいくつかの実施例において、中央領域２２１の第１の方向Ａ１における幅Ｌ３と車体の幅Ｗとの比は、５０％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％を満たし、該比は、車体の幅方向に沿って１つの収容装置２００のみを設置することで実現することができる。一般的には、複数の車両にとって、車体の幅が５００ｍｍ～２０００ｍｍ、例えば５００ｍｍ、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５００ｍｍ～１８００ｍｍであり、車体の長さが５００ｍｍ～４０００ｍｍである。

本開示に係る例示的な実施形態において、中央領域２２１内の単電池１００の第１の方向Ａ１における長さＬ４と車体の幅Ｗとの比は、４０％≦Ｌ４／Ｗ≦７０％を満たす。収容装置２００の第１側端部２０１及び第２側端部２０２の厚さを考慮する場合、単電池１００の第１の方向Ａ１における長さＬ４と車体の幅Ｗとの比が４０％≦Ｌ４／Ｗ≦７０％を満たすと、車体の幅方向に沿って１つの単電池１００のみを設置す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４００又は複数の単電池１００を設置す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の第１の方向Ａ１における長さＬ４は、５００ｍｍ～１０００ｍｍである。

なお、本開示のいくつかの実施例において、単電池１００の両端がそれぞれ第１側端部２０１及び第２側端部２０２に嵌合支持される技術手段が開示されているが、実際の製造過程において、車体の幅に適合した長さ寸法を有する単電池１００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１００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。これは、電気自動車８００にとって、単電池１００の電圧プラトーが一定の基準を満たす必要があり、固定した材料系において、一定の電圧プラトーに到達するために、必要な単電池１００の体積が一定であるからであり、このように、単電池１００の長さを長くすれば、その厚さ又は幅を小さくするようになる。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１００の幅（高さ）を低くすることにより単電池１００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１００の幅（高さ）を調整しない。したがって、単電池１００の第１の方向Ａ１における長さ及び第２の方向Ａ２における厚さを変更することで単電池１００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１００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１００の長さが厚さの限界値による影響を受けるため、第１の方向Ａ１における長さの変更能力も限られ、単電池１００の長さを無限に長くすることができない。

したがって、いくつかの実施例において、第１の方向Ａ１に２つの単電池１００を設置することにより、上記問題を解決する。例えば、第１の方向Ａ１に沿って１つの単電池１００を設置する元の技術手段では、単電池１００の第１の方向Ａ１に沿った長さが１０００ｍｍであり、この技術手段を採用すると、第１の方向Ａ１に２つの単電池１００が設置され、各単電池１００の長さが概ね４５０ｍｍ程度である。１０００ｍｍの半分未満になるのは、中間に取付位置を増設する必要があるからである。

以上、図面を参照しながら本開示のいくつかの具体的な実施形態を詳細に説明したが、本開示は、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、本開示の技術的思想の範囲内に、本開示の技術手段に対して複数の簡単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開示の保護範囲に属する。

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、本開示は、可能な様々な組み合わせ方式を別途に説明しない。

また、本開示の様々な実施形態は、任意に組み合わせることができ、本開示の構想から逸脱しない限り、本開示に開示されている内容に属すべきである。

１００ 単電池；１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極；１０３ 防爆弁
２００ 収容装置；２０１ 第１側端部
２０２ 第２側端部；２０３ 第３側端部
２０４ 第４側端部；２０５ 第１の端板
２０６ 第２の端板；２０７ 第１の側板
２０８ 第２の側板；２０９ モジュール底板
２１０ モジュール天板；２１１ 第１の支持段差
２１２ 第２の支持段差；２１３ 第１の固定部
２１４ 第２の固定部；２１５ 断熱層
２１６ 熱伝導板；２１７ 液冷板
２１８ 直冷板；２１９ 吸気口
２２０ 排気通路；２２１ 中央領域
２２２ 両側領域
３００ チャンバー；３０１ 第１の側壁
３０２ 第２の側壁；３０３ チャンバーの底部
４００ 電池モジュール；５００ 横梁
６００ 縦梁；７００ 動力電池パック
８００ 電気自動車；９００ エネルギー蓄積装置
Ａ１ 第１の方向；Ａ２ 第２の方向
Ａ３ 第３の方向
Ｌ 単電池の長さ；Ｄ 単電池の厚さ
Ｈ 単電池の高さ
Ｌ１ 単電池の第１の端部と第２の端部との間の距離／単電池の第１の方向に沿った長さ
Ｌ２ 第１側端部の内面と第２側端部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 収容装置の第１の方向における幅
Ｌ４ 単電池の第１の方向における長さ

Claims (47)

1. 収容装置（２００）と、前記収容装置（２００）内に設置された複数の単電池（１００）とを含む、動力電池パックであって、
   前記収容装置（２００）は、複数の収容領域を有し、
   各収容領域は、第１の方向（Ａ１）に沿って対向して設置された第１側端部（２０１）及び第２側端部（２０２）、及び前記第１側端部（２０１）と前記第２側端部（２０２）との間に設置された前記単電池（１００）を有し、
   異なる前記収容領域内において、第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）の前記第１の方向（Ａ１）に沿った間隔が異なり、
   各単電池（１００）は、対向する第１の端部及び第２の端部を含み、少なくとも１つの前記単電池（１００）の前記第１の端部と第２の端部との間の距離は、対応する第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間の距離に合致していることを特徴とする、動力電池パック。
2. 少なくとも１つの前記単電池（１００）の前記第１の端部は、対応する第１側端部（２０１）に支持され、かつ、前記単電池（１００）の前記第２の端部は、対応する第２側端部（２０２）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。
3. 前記単電池（１００）の長手方向は、前記第１側端部（２０１）及び前記第２側端部（２０２）に実質的に垂直であり、
   各収容領域内に、前記単電池（１００）の前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離はＬ１とし、前記第１側端部（２０１）の内面と前記第２側端部（２０２）の内面との間の距離はＬ２としたとき、Ｌ１／Ｌ２≧５０％を満たすことを特徴とする、請求項１又は２に記載の動力電池パック。
4. 前記複数の収容領域は、中央領域（２２１）と、前記中央領域（２２１）の対向する両側に位置する両側領域（２２２）とを含み、
   前記中央領域（２２１）の第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間隔が、前記両側領域（２２２）の第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間隔よりも大きいことにより、前記複数の収容領域が十字形構造を形成することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の動力電池パック。
5. 前記複数の収容領域は、第１の領域と、前記第１の領域の一側に位置する第２の領域とを含み、
   前記第１の領域内の第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間隔が前記第２の領域内の第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間隔よりも大きいことにより、前記複数の収容領域がＴ字形構造を形成することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の動力電池パック。
6. 異なる収容領域内の単電池（１００）が同じ体積、及び／又は、同じ容量を有することを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の動力電池パック。
7. 前記単電池（１００）は、角型電池であり、かつ長さ（Ｌ）、厚さ（Ｄ）、及び、前記長さ（Ｌ）と厚さ（Ｄ）との間にある高さ（Ｈ）を有し、
   前記単電池（１００）は、横向きに配置され、前記単電池（１００）の長手方向が前記第１の方向（Ａ１）であり、厚さ方向が第２の方向（Ａ２）であり、高さ方向が第３の方向（Ａ３）であり、
   異なる前記収容領域内の前記単電池（１００）の前記高さ（Ｈ）が同じであり、前記長さ（Ｌ）の比と、前記厚さ（Ｄ）の比とが互いに逆数であることを特徴とする、請求項６に記載の動力電池パック。
8. 前記収容装置（２００）は、車両用トレイであることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の動力電池パック。
9. 前記単電池（１００）の長さは、５００ｍｍ～１０００ｍｍであることを特徴とする、請求項８に記載の動力電池パック。
10. 前記収容装置（２００）は、電気自動車に形成されることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の動力電池パック。
11. 前記収容装置（２００）は、下向きに凹んだチャンバー（３００）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の動力電池パック。
12. 前記チャンバー（３００）は、対向する第１の側壁（３０１）及び第２の側壁（３０２）を含み、
    前記第１側端部（２０１）は、前記チャンバー（３００）の前記第１の側壁（３０１）及び前記第１の側壁（３０１）の延在部であり、
    前記第２側端部（２０２）は、前記チャンバー（３００）の前記第２の側壁（３０２）及び前記第２の側壁（３０２）の延在部であることを特徴とする、請求項１１に記載の動力電池パック。
13. 前記チャンバー（３００）の底部（３０３）は、前記第１の側壁（３０１）の延在部と前記第２の側壁（３０２）の延在部によって形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の動力電池パック。
14. ８０％≦Ｌ１／Ｌ２≦９７％を満たすことを特徴とする、請求項３～１３のいずれか一項に記載の動力電池パック。
15. 前記複数の単電池（１００）は、前記第１の方向（Ａ１）とは異なる第２の方向（Ａ２）に沿って配列されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
16. 動力電池パックには、第３の方向（Ａ３）に沿って、単電池（１００）が複数層に配置され、各層における全ての単電池（１００）は、前記第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間に位置することを特徴とする、請求項１５に記載の動力電池パック。
17. 各単電池（１００）は、前記第１の方向（Ａ１）を長手方向として設置されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
18. 前記収容装置（２００）は、前記第１の方向（Ａ１）とは異なる第２の方向（Ａ２）に沿って設置された第３側端部（２０３）及び第４側端部（２０４）をさらに含み、
    前記両側領域（２２２）の第１側端部（２０１）及び第２側端部（２０２）の前記中央領域（２２１）から離れた端は、前記第３側端部（２０３）により接続され、
    前記両側領域（２２２）の第１側端部（２０１）及び第２側端部（２０２）の前記中央領域（２２１）に近接する端は、前記第４側端部（２０４）により、それぞれ前記中央領域（２２１）の第１側端部（２０１）及び第２側端部（２０２）に接続され、
    前記両側領域（２２２）内の単電池（１００）は、第２の方向（Ａ２）に沿って第３側端部（２０３）と第４側端部（２０４）との間に配列され、
    前記中央領域（２２１）内の単電池（１００）は、第２の方向（Ａ２）に沿って第４側端部（２０４）の間に配列されることを特徴とする、請求項４～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
19. 前記第３側端部（２０３）は、前記第３側端部（２０３）に隣接して設置された前記単電池（１００）に前記両側領域（２２２）内に向かう作用力を加え、
    前記第４側端部（２０４）は、前記第４側端部（２０４）に隣接して設置された前記単電池（１００）に前記中央領域（２２１）内に向かう作用力を加えることを特徴とする、請求項１８に記載の動力電池パック。
20. 各単電池（１００）の前記第１の端部は、対応する第１側端部（２０１）に固定され、各単電池（１００）の前記第２の端部は、対応する第２側端部（２０２）に固定されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
21. 各収容領域内に、前記複数の単電池（１００）のうちの少なくとも一部の単電池（１００）の第１の端部と前記第１側端部（２０１）との間に第１の端板（２０５）が設置され、
    前記複数の単電池（１００）のうちの少なくとも一部の単電池（１００）の第２の端部と前記第２側端部（２０２）との間に第２の端板（２０６）が設置され、
    前記少なくとも一部の単電池（１００）の第１の端部は、前記第１の端板（２０５）により前記第１側端部（２０１）に支持され、
    前記少なくとも一部の単電池（１００）の第２の端部は、前記第２の端板（２０６）により前記第２側端部（２０２）に支持され、
    前記第１の端板（２０５）、前記第２の端板（２０６）及び前記少なくとも一部の単電池（１００）は、電池モジュール（４００）を構成することを特徴とする、請求項１～２０のいずれか一項に記載の動力電池パック。
22. 各収容領域内に、前記複数の単電池（１００）のうちの少なくとも一部の単電池（１００）の下方にモジュール底板（２０９）が設置され、前記モジュール底板（２０９）は、前記第１の端板（２０５）と第２の端板（２０６）との間に接続され、前記モジュール底板（２０９）、前記第１の端板（２０５）、前記第２の端板（２０６）及び前記少なくとも一部の単電池（１００）は、前記電池モジュール（４００）を構成することを特徴とする、請求項２１に記載の動力電池パック。
23. 各収容領域内に、前記複数の単電池（１００）のうちの少なくとも一部の単電池（１００）の上方にモジュール天板（２１０）が設置され、前記モジュール天板（２１０）は、前記第１の端板（２０５）と第２の端板（２０６）との間に接続され、前記モジュール天板（２１０）、前記モジュール底板（２０９）、前記第１の端板（２０５）、前記第２の端板（２０６）及び前記少なくとも一部の単電池（１００）は、前記電池モジュール（４００）を構成することを特徴とする、請求項２２に記載の動力電池パック。
24. 各収容領域内に、前記第１の端板（２０５）と前記第２の端板（２０６）との間に対向する第１の側板（２０７）及び第２の側板（２０８）が設置され、前記第１の端板（２０５）、第２の端板（２０６）、第１の側板（２０７）、第２の側板（２０８）、モジュール天板（２１０）、モジュール底板（２０９）及び前記少なくとも一部の単電池（１００）は、前記電池モジュール（４００）を構成することを特徴とする、請求項２３に記載の動力電池パック。
25. 各収容領域内に、前記複数の単電池（１００）のうちの少なくとも一部の単電池（１００）の下方にモジュール底板（２０９）が設置され、前記少なくとも一部の単電池は、前記モジュール底板（２０９）により前記第１側端部（２０１）及び第２側端部（２０２）に支持され、前記モジュール底板（２０９）及び前記少なくとも一部の単電池（１００）は、電池モジュール（４００）を構成することを特徴とする、請求項１～２４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
26. 前記第１の方向（Ａ１）とは異なる第２の方向（Ａ２）に沿って、各収容領域内の前記電池モジュール（４００）は、少なくとも２つであることを特徴とする、請求項２１～２５のいずれか一項に記載の動力電池パック。
27. 前記動力電池パックには、第３の方向（Ａ３）に沿って、前記電池モジュール（４００）が複数層に配置されることを特徴とする、請求項２１～２５のいずれか一項に記載の動力電池パック。
28. 前記単電池（１００）は、直方体構造の角型電池であり、かつ長さ（Ｌ）、厚さ（Ｄ）、及び前記長さ（Ｌ）と厚さ（Ｄ）との間にある高さ（Ｈ）を有し、各前記単電池（１００）は、横向きに配置され、各前記単電池（１００）の長手方向が前記第１の方向（Ａ１）であり、厚さ方向が第２の方向（Ａ２）であり、高さ方向が第３の方向（Ａ３）であり、各収容領域内の隣接する２つの前記単電池（１００）は、幅広面が幅広面に面するように配列されることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の動力電池パック。
29. 前記単電池（１００）の長さ（Ｌ）と厚さ（Ｄ）との比は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０を満たすことを特徴とする、請求項２８に記載の動力電池パック。
30. 前記単電池（１００）の表面積（Ｓ）と体積（Ｖ）との比は、０．１５≦Ｓ／Ｖ≦０．２を満たすことを特徴とする、請求項２８又は２９に記載の動力電池パック。
31. 前記単電池（１００）の表面積（Ｓ）とエネルギー（Ｅ）との比は、２５０≦Ｓ／Ｅ≦４００を満たすことを特徴とする、請求項２８～３０のいずれか一項に記載の動力電池パック。
32. 各収容領域内に、前記第１側端部（２０１）に第１の支持段差（２１１）が設置され、前記第２側端部（２０２）に第２の支持段差（２１２）が設置され、各単電池（１００）の前記第１の端部は、対応する第１の支持段差（２１１）に支持され、各単電池（１００）の前記第２の端部は、対応する第２の支持段差（２１２）に支持されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
33. 前記第１側端部（２０１）に第１の固定部（２１３）が設置され、前記第２側端部（２０２）に第２の固定部（２１４）が設置され、各単電池（１００）の前記第１の端部は、前記第１の固定部（２１３）に固定され、各単電池（１００）の前記第２の端部は、前記第２の固定部（２１４）に固定されることを特徴とする、請求項３２に記載の動力電池パック。
34. 前記単電池（１００）は、金属製ケースを有する角型電池であることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
35. 前記モジュール底板と前記単電池（１００）との間に断熱層（２１５）が設置されることを特徴とする、請求項２２～２５のいずれか一項に記載の動力電池パック。
36. 前記モジュール天板（２１０）と前記単電池（１００）との間に熱伝導板（２１６）が設置されることを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の動力電池パック。
37. 前記モジュール天板（２１０）は、内部に冷却構造が設置された液冷板（２１７）又は直冷板（２１８）であることを特徴とする、請求項３６に記載の動力電池パック。
38. 前記単電池（１００）の第１の電極（１０１）は、前記単電池（１００）の前記第１側端部（２０１）に向かう前記第１の端部から引き出され、
    前記単電池（１００）の第２の電極（１０２）は、前記単電池（１００）の前記第２側端部（２０２）に向かう前記第２の端部から引き出されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
39. 前記単電池（１００）の前記第１側端部（２０１）に向かう前記第１の端部に防爆弁（１０３）が設置され、前記第１側端部（２０１）の内部に排気通路（２２０）が設置され、前記第１側端部（２０１）の、各単電池（１００）の前記防爆弁（１０３）に対応する位置にいずれも吸気口（２１９）が設置され、前記吸気口（２１９）が前記排気通路（２２０）に連通し、前記収容装置（２００）に前記排気通路（２２０）に連通する排気孔が設置され、
    或いは、前記単電池（１００）の前記第２側端部（２０２）に向かう前記第２の端部に防爆弁（１０３）が設置され、前記第２側端部（２０２）の内部に排気通路（２２０）が設置され、前記第２側端部（２０２）の、各単電池（１００）の前記防爆弁（１０３）に対応する位置にいずれも吸気口（２１９）が設置され、前記吸気口（２１９）が前記排気通路（２２０）に連通し、前記収容装置（２００）に前記排気通路（２２０）に連通する排気孔が設置され、
    或いは、前記単電池（１００）の前記第１側端部（２０１）に向かう前記第１の端部と前記第２側端部（２０２）に向かう前記第２の端部にいずれも防爆弁（１０３）が設置され、前記第１側端部（２０１）と前記第２側端部（２０２）の内部にいずれも排気通路（２２０）が設置され、前記第１側端部（２０１）の、各単電池（１００）の前記防爆弁（１０３）に対応する位置にいずれも吸気口（２１９）が設置され、前記第２側端部（２０２）の、各単電池（１００）の前記防爆弁（１０３）に対応する位置にいずれも吸気口（２１９）が設置され、前記吸気口（２１９）が、対応する前記排気通路（２２０）に連通し、前記収容装置（２００）に前記排気通路（２２０）に連通する排気孔が設置されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の動力電池パック。
40. 前記第１の方向（Ａ１）は、車体の幅方向であり、前記第２の方向（Ａ２）は、車体の長手方向であり、或いは、前記第１の方向（Ａ１）は、車体の長手方向であり、前記第２の方向（Ａ２）は、車体の幅方向であることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の動力電池パック。
41. 請求項１～４０のいずれか一項に記載の動力電池パックを含むことを特徴とする、電気自動車。
42. 前記動力電池パックは、前記電気自動車の底部に設置され、前記収容装置（２００）は、前記電気自動車のシャーシに固定接続されることを特徴とする、請求項４１に記載の電気自動車。
43. 前記電気自動車は、前記電気自動車の底部に設置された１つの動力電池パックを含み、前記収容装置（２００）は、前記電気自動車のシャーシに固定接続され、前記複数の単電池（１００）は、前記第１の方向（Ａ１）とは異なる第２の方向（Ａ２）に沿って配列され、前記第１の方向（Ａ１）は、前記電気自動車の車体の幅方向であり、前記第２の方向（Ａ２）は、前記電気自動車の車体の長手方向であることを特徴とする、請求項４１又は４２に記載の電気自動車。
44. 前記複数の収容領域は、中央領域（２２１）と、前記中央領域（２２１）の対向する両側に位置する両側領域（２２２）とを含み、前記収容領域は、前記中央領域（２２１）の第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間隔が前記両側領域（２２２）の第１側端部（２０１）と第２側端部（２０２）との間隔よりも大きいことにより、十字形構造を呈し、前記両側領域（２２２）の前記第２の方向（Ａ２）に沿った外側は、前記電気自動車の車輪領域に対応することを特徴とする、請求項４３に記載の電気自動車。
45. 前記中央領域（２２１）の前記第１の方向（Ａ１）における幅（Ｌ３）と車体の幅（Ｗ）との比は、５０％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％を満たすことを特徴とする、請求項４４に記載の電気自動車。
46. 前記中央領域（２２１）内の単電池（１００）の前記第１の方向（Ａ１）における長さ（Ｌ４）と車体の幅（Ｗ）との比は、４０％≦Ｌ４／Ｗ≦７０％を満たすことを特徴とする、請求項４４又は４５に記載の電気自動車。
47. 請求項１～４０のいずれか一項に記載の動力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。
    

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