JP2023501742A - 電池パック及び電気自動車 - Google Patents

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Abstract

電池パック及び電気自動車であり、電池パックは、ケースと、ケース内に位置する電池モジュールとを含み、電池モジュールは、電池ユニット及び補強部材を含み、電池ユニットは、Ｎ個の単電池を含み、電池ユニットにおける少なくとも一部の単電池は、Ｍ個の補強部材により接続され、単電池の外表面は、ケース内の底面に面する底面と、ケース内の頂面に面する頂面と、側面とを含み、側面は、第１側面及び２つの反対側に位置する第２側面を含み、側面のうち、第１側面の面積が最大であり、第１側面の面積は、底面の面積より大きく、かつ頂面の面積より大きく、Ｎ個の単電池は、順に配列され、２つの隣接する単電池の第２側面は、対向して設置される。補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池の各電池の第１側面に固定して貼り付けられ、Ｑは、Ｎ＞Ｑ≧２を満たす、整数である。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１９年１１月１８日に出願した、発明の名称「電池パック及び電気自動車」の中国特許出願第２０１９１１１２８５３９．４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。
本願は、電池の技術分野に関し、特に電池パック及び電気自動車に関する。
現在、電気自動車に適用される動力電池パックは、主にパック本体と、パック本体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、順に配列された複数の電池で構成された電池アレイと、電池アレイの両側に設置された側板と、電池アレイの両端に設置された端板とを含む。側板と端板は、電池アレイに対する固定を実現するために、ねじ又はタイロッド又は溶接の方式で接続される。電池モジュールは、組立が終了した後にねじなどの締結具によりパック本体内に取り付けられ、かつ電池パックの強度を向上させるために、一般的に電池パック内に補強ビームを設置する必要がある。端板、側板、補強ビーム及び締結具などの構造部材を増設するため、電池パック全体の重量が大きく、また、パック本体の内部空間の利用率が低下し、そのエネルギー密度がユーザの電気自動車の航続能力に対する需要を満たすことができない。また、このような構造は、組立過程が煩雑であり、組立工程が複雑であり、まず電池を電池モジュールに組み立て、次に電池モジュールをパック本体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が増加する。
上記問題を解決するために、従来の実用新案ＣＮ２０１８２２２７４８５１．１には、第１電池ブロック、第２電池ブロック及び液冷板を含む電池モジュールが提供され、第１電池ブロック及び第２電池ブロックは、いずれも水平方向に沿って配列された複数の単電池を含み、かつ電池ブロックにおける各単電池が横になって配置される（すなわち、単電池の反対側に位置する２つの大きい面が垂直方向に沿って配列される）。液冷板は、垂直方向に沿って、第１電池ブロックと第２電池ブロックとの間に設置され、かつ液冷板の２つの側面がそれぞれ熱伝導性を有する接着剤により第１電池ブロックと第２電池ブロックに接着される。該電池モジュールについて、単電池を取り付け固定するための構造部材が省略されるため、組立プロセスが簡略化されるが、このような電池モジュールの全体的な構造強度が低い。そして、液冷板の冷却効果を保証するために、液冷板の内部に冷却液を収容するための収容キャビティが設置され、かつ収容キャビティは、一定の厚さを有する必要がある。しかしながら、このような構造の液冷板は、その強度が低いため、それが破損して冷却液が流出することによる単電池の短絡を回避するための大きすぎる構造的な力に耐えることができず、したがって、液冷板は、電池モジュールに対して補強及び支持の作用を果たすことができない。
本願は、構造が簡単で、組み立てやすく、かつ高い構造強度、高い空間利用率及びエネルギー密度を有する電池パック及び電気自動車を提供することを目的とする。
上記技術的問題を解決するために、一態様において、本願の実施例に係る電池パックは、
内部に底面及び頂面を有するケースと、ケース内に位置する電池モジュールとを含み、
前記電池モジュールは、電池ユニット及び補強部材を含み、前記電池ユニットは、Ｎ個の単電池を含み、Ｎ＞２で、整数であり、前記補強部材は、Ｍ個あり、Ｍ＞１で、整数であり、前記電池ユニットにおける少なくとも一部の前記単電池は、Ｍ個の前記補強部材により接続され、１つの前記補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの少なくとも一部の単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、ＱがＮ＞Ｑ≧２で、整数であることを満たし、
前記単電池の外表面は、前記ケース内の底面に面する底面と、前記ケース内の頂面に面する頂面と、側面とを含み、前記側面は、第１側面及び２つの反対側に位置する第２側面を含み、前記側面のうち、前記第１側面の面積が最大であり、前記第１側面の面積は、前記単電池の底面の面積より大きく、かつ前記単電池の頂面の面積より大きく、前記Ｎ個の単電池は、順に配列され、２つの隣接する単電池の第２側面が対向して設置され、前記単電池の配列方向が第１方向である。
好ましくは、前記補強部材の第２方向に沿う寸法は、Ｄ０であり、前記第２方向が第１方向と垂直であり、Ｑ個の隣接する単電池のうちの、補強部材に接続された少なくとも１つの単電池の第２方向に沿う寸法は、Ｄ１であり、Ｄ０とＤ１とは、０．００６≦Ｄ０／Ｄ１≦０．５を満たし、Ｄ１＝１０～９０ｍｍである。
好ましくは、０．０１２≦Ｄ０／Ｄ１≦０．４である。
好ましくは、Ｑ個の隣接する単電池のうちの、補強部材に接続された単電池の数は、Ｑ／２以上である。
好ましくは、前記Ｍ個の補強部材は、Ｎ個の単電池を接続して電池ユニットを形成し、１つの前記補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記電池モジュールの第１方向に沿う長さは、４００～２５００ｍｍであり、前記電池モジュールは、前記ケース内の底面に当接して前記ケース内の底面に支持される。
好ましくは、少なくとも１つの単電池の第１側面に貼り付けられた補強部材の該単電池の第１側面への投影の第１方向に沿う長さは、Ｓであり、該単電池の第１方向に沿う長さは、Ｐであり、ここで、ＳとＰとは、Ｓ＝０．１Ｐ～０．５Ｐを満たす。
好ましくは、前記Ｍ個の補強部材は、前記電池モジュールの一側に位置し、所定の方向に沿って順に配列され、１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、３番目の補強部材は、２Ｑ－１番目～３Ｑ－２番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、１つの前記補強部材は、２つの隣接する単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記側面は、２つの反対側に位置する第１側面を含み、前記Ｍ個の補強部材は、前記電池モジュールの両側に分布し、前記電池モジュールの一側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記電池モジュールの一側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の一方の第１側面の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の他方の第１側面の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記電池モジュールの両側に位置する補強部材は、所定の方向に沿って順に配列され、前記電池モジュールの一側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、
前記電池モジュールの他側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記電池モジュールの両側に位置する補強部材は、所定の方向に沿って順に配列され、前記電池モジュールの一側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置する１番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの一側の２番目の補強部材は、２Ｑ－１番目～３Ｑ－２番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側の２番目の補強部材は、３Ｑ－２番目～４Ｑ－３番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、前記電池モジュールの一側に位置するＭ番目の補強部材は、２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－２（Ｑ－１）番目～２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置するＭ番目の補強部材は、２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記電池モジュールの両側に位置する補強部材は、所定の方向に沿って順に配列され、前記電池モジュールの一側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ＋１番目～２Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、
前記電池モジュールの他側に位置する１番目の補強部材は、２番目～Ｑ＋１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ＋２番目～２Ｑ＋１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｑ－１）＋１番目～Ｍ×Ｑ＋１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記補強部材の一端に延在部が設置され、前記延在部が少なくとも１つの単電池の頂面又は底面に貼り付けられる。
好ましくは、前記補強部材の反対側に位置する両端に延在部が設置され、一方の前記延在部が少なくとも１つの単電池の頂面に貼り付けられ、他方の前記延在部が少なくとも１つの単電池の底面に貼り付けられる。
好ましくは、前記ケースは、互いに垂直なＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を有し、前記電池モジュールは、複数設置され、複数の前記電池モジュールは、Ｘ方向に沿って前記ケース内に配列され、前記Ｎ個の単電池は、Ｙ方向に沿って順に配列され、前記単電池の頂面と底面は、Ｚ方向に沿って反対側に位置して設置され、第１方向は、Ｙ方向と平行である。
好ましくは、前記単電池は、略直方体であり、長さＬ、幅Ｈ及び厚さＤを有し、前記単電池の長さＬが幅Ｈ以上であり、前記単電池の幅Ｈが厚さＤより大きく、ここで、Ｘ方向は、前記単電池の厚さ方向であり、Ｙ方向は、前記単電池の長さ方向及び幅方向のいずれか一方であり、Ｚ方向は、前記単電池の長さ方向及び幅方向の他方である。
好ましくは、前記単電池は、それぞれ底面、頂面、２つの第１側面及び２つの第２側面の６つの表面を含み、２つの第１側面が厚さ方向に沿って反対側に位置し、２つの第２側面が長さ方向に沿って反対側に位置し、底面と頂面が幅方向に沿って反対側に位置する。
好ましくは、前記ケースは、Ｙ方向に沿って対向して設置された第１フレーム及び第２フレームを含み、前記電池モジュールは、前記第１フレームと第２フレームとの間に設置され、前記電池モジュールの一端が前記第１フレームに支持され、前記電池モジュールの他端が前記第２フレームに支持される。
好ましくは、前記補強部材は、構造用接着剤によりＱ個の隣接する単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記構造用接着剤は、熱伝導性を有する構造用接着剤である。
好ましくは、前記補強部材は、補強板である。
好ましくは、前記補強板は、鋼板、アルミニウム板又はガラス繊維板である。
好ましくは、前記電池モジュールは、複数設置され、２つの隣接する前記電池モジュールの間に隙間がある。
好ましくは、前記電池ユニットにおける２つの隣接する単電池の第２側面は、互いに貼り合わせられる。
好ましくは、前記電池モジュールは、複数設置され、少なくとも２つの隣接する前記電池モジュールの間に強化部材が設置される。
好ましくは、前記強化部材は、前記強化部材の両側に位置する電池モジュールに固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記強化部材は、アルミニウム板又は鋼板である。
好ましくは、前記ケースは、共に収容空間を画定するトレイ及び上部カバーを含み、前記電池モジュールは、前記収容空間内に位置し、前記電池モジュールにおける単電池は、頂面が前記上部カバーの内表面に固定して貼り付けられ、底面が前記トレイの内表面に固定して貼り付けられる。
好ましくは、前記トレイ及び／又は前記上部カバーは、多層複合構造である。
好ましくは、前記多層複合構造は、２層のアルミニウム板と、前記２層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板又は発泡アルミニウム板とを含む。
好ましくは、前記多層複合構造は、２層の繊維複合層と、前記２層の繊維複合層の間に挟まれた発泡材料層とを含む。
好ましくは、前記繊維複合層は、ガラス繊維層及び／又は炭素繊維層を含む。
好ましくは、電池モジュールは、複数設置され、１つの電池モジュールにおける２つの隣接する単電池の第２側面は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第１位置と表記され、隣接する他の電池モジュールにおける２つの隣接する単電池の第２側面は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第２位置と表記され、第１位置と第２位置は、第１方向に沿って間隔を隔てて設置される。
好ましくは、電池モジュールは、複数設置され、１つの電池モジュールにおける２つの隣接する単電池は、第１区間を隔てて設置され、隣接する他の電池モジュールにおける２つの隣接する単電池は、第２区間を隔てて設置され、第１区間の第１方向での投影と第２区間の第１方向での投影とは、重ならない。
好ましくは、２つの隣接する電池モジュールにおける単電池の数は、異なり、一方の電池モジュールが第１電池モジュールと表記され、他方の電池モジュールが第２電池モジュールと表記され、第１電池モジュールにおける単電池の数は、第２電池モジュールにおける単電池の数より大きく、第２電池モジュールに、第２電池モジュールにおける単電池に接続される補強ブロックが設置される。
他の態様では、本願の実施例に係る電気自動車は、上記電池パックを含む。
本願の実施例に係る電池パック及び電気自動車によれば、補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの少なくとも一部の単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ個の補強部材により電池モジュールにおける少なくとも一部の単電池を一体に接続することができ、単電池の側面、頂面及び底面のうち、第１側面の面積が比較的大きく（すなわち、第１側面は、面積が大きい面である）、このようにして、補強部材と単電池との接着面積を保証することができ、両者の接着強度を保証することに役立つ。従来特許における単電池は、大きい面がケースの頂面及び底面に面し、すなわち、横になって配置される。単電池を水平方向に沿って順に配列されて、電池ブロックを形成する。電池ブロックが垂直方向の作用力を受けると、該垂直方向の作用力により電池モジュールが垂直方向に沿って変形する。つまり、ケースが一定の構造強度を有することを保証するように、ケースの底部を厚くするか又はケースの底部に補強リブを設置する必要がある。しかしながら、これは、電池パックの重量エネルギー密度又は体積エネルギー密度を低下させる。本願の単電池は、頂面がケース内の頂面に面し、底面がケース内の底面に面し、すなわち、単電池は、ケース内に立てて配置され、補強部材も同様に立てて配置される。電池モジュールは、垂直方向の作用力を受けると、該垂直方向の作用力により水平方向に沿って変形しやすいが、ケースの周囲の周壁は、該変形の発生を制限することができる。また、補強部材により電池モジュールにおける少なくとも一部の単電池を一体に接続することができ、補強部材の補強及び支持作用により、電池モジュールの全体的な強度を向上させることができる。該電池モジュールがケース内に補強ビームの作用を果たすことができるため、ケース内に補強ビームを別途設置する必要がなく（従来技術においてケース内に設置された補強ビームの厚さが少なくとも十数ミリメートルである）、このようにして、ケースの構造を大幅に簡略化することができ、電池パックの空間利用率を向上させることに役立つ。そして、本願における補強部材は、電池モジュールが十分な強度を有することを保証するとともに、その厚さが比較的小さいため、電池パックの重量を軽減することに役立ち、電池パックのエネルギー密度を向上させることに役立つ。また、電池モジュールは、ケース内に直接的に配置・配列され、このような構造設計により、単電池を取り付け固定するための構造部材が省略され、電池パック全体の重量を軽減することに役立つだけでなく、組立プロセスを簡略化することができ、生産コストを低減することに役立つ。
本願の実施例に係る電池パックの概略構成図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの概略構成図である。 図２の分解図である。 図２の平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 図５の分解図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの概略構成図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの平面図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの概略構成図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの概略構成図である。 本願の実施例に係る単電池の概略構成図である。 本願の実施例に係るケースの概略構成図である。 本願の実施例に係る電池モジュールの概略構成図である。 本願の実施例に係る電池パックの他の概略構成図である。
以下、本願の実施例を詳細に説明し、上記実施例の例は図面に示され、全体を通して同一又は類似の符号は、同一又は類似の部品、或いは同一又は類似の機能を有する部品を示す。以下、図面を参照しながら説明される実施例は、例示的なものに過ぎず、本願を解釈するためのものであり、本願を限定するためのものとして理解してはならない。
図１～図１９に示すように、本願の実施例は、内部に底面及び頂面を有するケース１００と、ケース１００内に位置する電池モジュール２００とを含む電池パック１０を提供する。電池モジュール２００は、電池ユニット２０１及び補強部材３００を含み、電池ユニット２０１は、Ｎ個の単電池２０２を含み、Ｎ＞２で、整数であり、補強部材３００は、Ｍ個あり、Ｍ＞１で、整数である。電池ユニット２０１における少なくとも一部の単電池２０２は、Ｍ個の補強部材３００により接続され、単電池２０２の外表面は、ケース１００内の底面に面する底面２０６と、ケース１００内の頂面に面する頂面２０５と、側面とを含み、側面は、第１側面２０３及び２つの反対側に位置する第２側面２０４を含み、側面のうち、第１側面２０３の面積が最大であり、第１側面２０３の面積は、単電池２０２の底面２０６の面積より大きく、かつ単電池２０２の頂面２０５の面積より大きく、Ｎ個の単電池２０２は、順に配列され、２つの隣接する単電池２０２の第２側面２０４が対向して設置され、単電池２０２の配列方向が第１方向である。１つの補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの少なくとも一部の単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、ＱがＮ＞Ｑ≧２で、整数であることを満たす。
例えば、１つの補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの１つの単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、他の２つの単電池２０２の第１側面２０３に貼り付けられない。或いは、１つの補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの２つの単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、他の１つの単電池２０２の第１側面２０３に貼り付けられない。
また、例えば、１つの補強部材３００は、４つの隣接する単電池２０２のうちの１つの単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、他の３つの単電池２０２の第１側面２０３に貼り付けられない。或いは、１つの補強部材３００は、４つの隣接する単電池２０２のうちの２つの単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、他の２つの単電池２０２の第１側面２０３に貼り付けられない。
なお、単電池２０２の２つの反対側に位置する第２側面２０４の形状、寸法及び構造は、同じであってもよく、異なってもよい。そして、第１側面２０３は、第１側面２０３の表面全体であってもよく、第１側面２０３の一部の表面であってもよい。本願の実施例に係る電池パック１０において、補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの少なくとも一部の単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ個の補強部材３００により電池モジュール２００における少なくとも一部の単電池２０２を一体に接続することができ、単電池２０２の側面、頂面及び底面のうち、第１側面２０３の面積が比較的大きく（すなわち、第１側面２０３は、面積が大きい大きい面である）、このようにして、補強部材３００と単電池２０２との接着面積を保証することができ、両者の接着強度を保証することに役立つ。従来特許における単電池２０２は、大きい面がケースの頂面及び底面に面し、すなわち、横になって配置され、単電池２０２を水平方向に沿って順に配列して形成された電池ブロックが垂直方向の作用力を受けると、該垂直方向の作用力により電池モジュール２００が垂直方向に沿って変形しやすいため、ケースが一定の構造強度を有することを保証するように、ケースの底部を厚くするか又はケースの底部に補強リブを設置する必要がある。しかしながら、これは、電池パック１０の重量エネルギー密度又は体積エネルギー密度を低下させる。本願の単電池２０２は、頂面がケース内の頂面に面し、底面がケース内の底面に面し、すなわち、単電池２０２は、ケース内に立てて配置され、補強部材も同様に立てて配置される。電池モジュール２００は、垂直方向の作用力を受けると、該垂直方向の作用力により水平方向に沿って変形しやすいが、ケースの周囲の周壁は、該変形の発生を制限することができる。また、補強部材により電池モジュール２００における少なくとも一部の単電池２０２を一体に接続することができ、補強部材の補強及び支持作用により、電池モジュール２００の全体的な強度を向上させることができる。該電池モジュール２００がケース内に補強ビームの作用を果たすことができるため、ケース内に補強ビームを別途設置する必要がなく（従来技術においてケース内に設置された補強ビームの厚さが少なくとも十数ミリメートルである）、このようにして、ケースの構造を大幅に簡略化することができ、電池パック１０の空間利用率を向上させることに役立つ。そして、本願における補強部材は、電池モジュール２００が十分な強度を有することを保証するとともに、その厚さが比較的小さく、数ミリメートルだけであるため、電池パック１０の重量を軽減することに役立ち、電池パック１０のエネルギー密度を向上させることに役立つ。また、電池モジュール２００は、ケース内に直接的に配置・配列され、このような構造設計により、単電池２０２を取り付け固定するための構造部材が省略され、電池パック１０全体の重量を軽減することに役立つだけでなく、組立プロセスを簡略化することができ、生産コストを低減することに役立つ。
なお、本明細書において、電池パック１０のケース１００は、電池モジュール２００を収容するためのケースとして理解されてもよく、それは、トレイ１０１及び上部カバー（図示せず）を含んでもよく、トレイ１０１及び上部カバーは、共に電池モジュール２００を収容するための収容空間を画定する。例えば、トレイと上部カバーとは、密封接続されて収容空間を形成する。電池モジュール２００は、トレイ１０１に設置され、かつ上部カバーでカバーされる。ケース１００内の電池モジュール２００の数は、実際の必要に応じて設定されてもよく、例えば、２つ又は３つである。電池パック１０は、電池管理システム（ＢＭＳ）、電池コネクタ、電池サンプラー及び電池熱管理システムのうちの少なくとも１つを含む。
一実施例において、補強部材３００の第２方向に沿う寸法は、Ｄ０であり、第２方向が第１方向と垂直であり、該補強部材３００に固定して貼り付けられたそのうちの１つの単電池２０２の重量は、Ｇであり、Ｄ０とＧとは、０．１５ｍｍ・ｋｇ－１＜Ｄ０／Ｇ＜７ｍｍ・ｋｇ－１を満たし、Ｄ０＝０．５～５ｍｍである。このように設置することにより、電池モジュール２００が十分な強度を有することを保証するだけでなく、補強部材３００の厚さを減少させることができ、電池パック１０の重量を軽減し、電池パック１０のエネルギー密度を向上させることに役立つ。
さらに、０．２５ｍｍ・ｋｇ－１≦Ｄ０／Ｇ≦５．８ｍｍ・ｋｇ－１である。このように設置することにより、電池モジュールの強度をさらに向上させることができるとともに、補強部材３００の厚さを減少させることができ、電池パック１０の重量を軽減し、電池パック１０のエネルギー密度を向上させることに役立つ。
実施例において、補強部材の第２方向に沿う寸法は、Ｄ０であり、第２方向が第１方向と垂直である。Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの、補強部材３００に接続された１つの単電池２０２の第２方向に沿う寸法は、Ｄ１であり、Ｄ０とＤ１とは、０．００６≦Ｄ０／Ｄ１≦０．５を満たし、Ｄ１＝１０～９０ｍｍである。このように設置することにより、単電池２０２の厚さが大きすぎることを回避するだけでなく、補強部材３００と単電池２０２との高い接着強度を保証することができる。
さらに、０．０１２≦Ｄ０／Ｄ１≦０．４であり、それにより、単電池２０２の厚さが大きすぎることがなく、また単電池２０２と補強部材３００とのより高い接着強度を保証することができる。
実施例において、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの補強部材３００に接続された単電池２０２の数は、Ｑ／２以上である。例えば、３つの隣接する単電池２０２のうちの補強部材３００に接続された単電池２０２の数は、２つ又は３つである。４つの隣接する単電池２０２のうちの補強部材３００に接続された単電池２０２の数は、２つ又は３つ又は４つである。
一実施例において、Ｍ個の補強部材３００は、Ｎ個の単電池２０２を接続して電池ユニット２０１を形成し、１つの補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
１つの補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ個の補強部材３００により電池ユニット２０１におけるＮ個の単電池２０２を一体に接続することができ、それにより電池モジュール２００の全体的な強度をさらに向上させる。該電池モジュール２００がケース１００内に補強ビームの作用を果たすことができるため、ケース１００の構造を大幅に簡略化し、かつ補強リブが占める空間を減少させることができ、電池パック１０の空間利用率及び電池パック１０のエネルギー密度を向上させることに役立つ。また、電池モジュール２００は、ケース１００内に直接的に配置・配列され、このような構造設計により、単電池２０２を取り付け固定するための構造部材が省略され、電池パック１０全体の重量を軽減することに役立つだけでなく、組立プロセスを簡略化することができ、生産コストを低減することに役立つ。
一実施例において、電池モジュール２００の第１方向に沿う長さは、４００～２５００ｍｍであり、電池モジュール２００は、ケース１００内の底面に当接してケース１００内の底面に支持される。
補強部材３００により電池モジュール２００における単電池２０２を一体に接続することができ、補強部材３００の補強及び支持作用により、電池モジュール２００の全体的な強度を向上させることができる。該電池モジュール２００がケース１００内に補強ビームの作用を果たすことができるため、ケース１００の構造を大幅に簡略化し、かつ補強リブが占める空間を減少させることができ、電池パック１０の空間利用率及び電池パック１０のエネルギー密度を向上させることに役立つ。また、電池モジュール２００は、ケース１００内に直接的に配置・配列され、このような構造設計により、単電池２０２を取り付け固定するための構造部材が省略され、電池パック１０全体の重量を軽減することに役立つだけでなく、組立プロセスを簡略化することができ、生産コストを低減することに役立つ。
さらに、電池モジュール２００の第１方向に沿う長さは、使用の需要を満たすために、６００～２５００ｍｍである。
一実施例において、電池ユニット２０１は、４つの単電池２０２を含む。当然のことながら、電池ユニット２０１に含まれる単電池２０２の数は、実際の必要に応じて設定されてもよく、例えば、３つ又は５つ以上である。
一実施例において、図２に示すように、１つの補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
別の実施例において、図８に示すように、１つの補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
一実施例において、補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。
図２に示すように、補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。そして、該２つの隣接する単電池２０２の第１側面２０３の一部の表面に補強部材３００が固定して貼り付けられる。当然のことながら、補強部材３００は、一方の単電池２０２の第１側面２０３の表面全体及び他方の単電池２０２の第１側面２０３の一部の表面に固定して貼り付けられてもよい。
しかしながら、別の実施例において、図８に示すように、補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。そして、該３つの隣接する単電池２０２のうちの２つの単電池２０２の第１側面２０３の一部の表面及び１つの単電池２０２の第１側面２０３の表面全体に補強部材３００が固定して貼り付けられる。当然のことながら、該３つの隣接する単電池２０２の第１側面２０３の一部の表面に補強部材３００が固定して貼り付けられてもよい。
一実施例において、図２及び図８に示すように、Ｍ個の補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、所定の方向に沿って順に配列され、１番目の補強部材３００は、１番目～Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、３番目の補強部材３００は、２Ｑ－１番目～３Ｑ－２番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材３００は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
所定の方向は、第１方向と平行であってもよく、第１方向と一定の角度をなしてもよい。
図２に示すように、電池ユニット２０１は、４つの単電池２０２を含み、３つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。１番目の補強部材３００は、１番目～２番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、２番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、３番目の補強部材３００は、３番目～４番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
図８に示すように、電池ユニット２０１は、５つの単電池２０２を含み、２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。１番目の補強部材３００は、１番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、３番目～５番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
一実施例において、図６及び図７に示すように、側面は、２つの反対側に位置する第１側面２０３を含み、Ｍ個の補強部材３００は、電池モジュール２００の両側に分布し、電池モジュール２００の一側に位置する補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、それにより、電池ユニット２０１の強度をさらに向上させる。Ｑの数は、具体的に限定されず、２つ、３つ以上であってもよい。
なお、電池モジュール２００の一側に位置する補強部材３００がＱ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられることは、補強部材３００がＱ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３の表面全体又は一部の表面に固定して貼り付けられると理解されてもよい。同様に、電池モジュール２００の他側に位置する補強部材３００がＱ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられることは、補強部材３００がＱ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３の表面全体又は一部の表面に固定して貼り付けられると理解されてもよい。
一実施例において、電池モジュール２００の一側に位置する補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する補強部材３００は、Ｑ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。
図６に示すように、電池モジュール２００の一側に位置する補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の他側に位置する補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。
しかしながら、別の実施例において、図９に示すように、電池モジュール２００の一側に位置する補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の他側に位置する補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる。
図５、図６及び図９に示すように、電池モジュール２００の両側に位置する補強部材３００は、所定の方向に沿って順に配列され、電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材３００は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、
電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材３００は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
本実施例において、図５及び図６に示すように、電池ユニット２０１は、４つの単電池２０２を含む。３つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。３つの補強部材３００は、電池モジュール２００の他側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～２番目の単電池のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、２番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、３番目の補強部材３００は、３番目～４番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～２番目の単電池のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、２番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、３番目の補強部材３００は、３番目～４番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
しかしながら、別の実施例において、図９に示すように、電池ユニット２０１は、５つの単電池２０２を含む。２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の他側に位置し、各補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、３番目～５番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、３番目～５番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
図１０及び図１１に示すように、電池モジュール２００の両側に位置する補強部材３００は、所定の方向に沿って順に配列され、電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の一側の２番目の補強部材３００は、２Ｑ－１番目～３Ｑ－２番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側の２番目の補強部材３００は、３Ｑ－２番目～４Ｑ－３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、電池モジュール２００の一側に位置するＭ番目の補強部材３００は、２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－２（Ｑ－１）番目～２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置するＭ番目の補強部材３００は、２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
本実施例において、図１０に示すように、電池ユニット２０１は、５つの単電池２０２を含む。２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の他側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～２番目の単電池のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、２番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する２番目の補強部材３００は、３番目～４番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する２番目の補強部材３００は、４番目～５番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
しかしながら、別の実施例において、図１１に示すように、電池ユニット２０１は、７つの単電池２０２を含み、２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。１つの補強部材３００は、電池モジュール２００の他側に位置し、該補強部材３００は、３つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～３番目の単電池のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、３番目～５番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する２番目の補強部材３００は、５番目～７番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
図１２及び図１３に示すように、電池モジュール２００の両側に位置する補強部材３００は、所定の方向に沿って順に配列され、電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、Ｑ＋１番目～２Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材３００は、Ｍ×Ｑ－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、
電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、２番目～Ｑ＋１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、Ｑ＋２番目～２Ｑ＋１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材３００は、Ｍ×Ｑ－（Ｑ－１）＋１番目～Ｍ×Ｑ＋１番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
本実施例において、図１２に示すように、電池ユニット２０１は、５つの単電池２０２を含み、２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の他側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～２番目の単電池のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、３番目～４番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、２番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、４番目～５番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
しかしながら、別の実施例において、図１３に示すように、電池ユニット２０１は、４つの単電池２０２を含み、２つの補強部材３００は、電池モジュール２００の一側に位置し、各補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。１つの補強部材３００は、電池モジュール２００の他側に位置し、該補強部材３００は、２つの隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。電池モジュール２００の一側に位置する１番目の補強部材３００は、１番目～２番目の単電池のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材３００は、３番目～４番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の一方の第１側面２０３に固定して貼り付けられ、電池モジュール２００の他側に位置する１番目の補強部材３００は、２番目～３番目の単電池２０２のうちの各単電池２０２の他方の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。
一実施例において、図２及び図１４に示すように、補強部材３００の一端に延在部４００が設置され、延在部４００が少なくとも１つの単電池２０２の頂面２０５又は底面２０６に貼り付けられることにより、電池ユニット２０１の強度をさらに向上させる。例えば、延在部４００は、１つの単電池２０２の頂面２０５又は底面２０６に貼り付けられてもよく、１つの単電池２０２の頂面２０５又は底面２０６に貼り付けられてもよい。
本実施例において、補強部材３００は、延在部４００と一体成形される。当然のことながら、補強部材３００と延在部４００は、単独で製造され、次に接続されてもよい。
一実施例において、図２及び図１５に示すように、補強部材３００の反対側に位置する両端に延在部４００が設置され、一方の延在部４００が少なくとも１つの単電池２０２の頂面２０５に貼り付けられ、他方の延在部４００が少なくとも１つの単電池２０２の底面２０６に貼り付けられることにより、電池ユニット２０１の強度をさらに向上させる。例えば、一方の延在部４００は、１つの単電池２０２の頂面２０５に貼り付けられ、他方の延在部４００は、１つの単電池２０２の底面２０６に貼り付けられる。或いは、一方の延在部４００は、２つの単電池２０２の頂面２０５に貼り付けられ、他方の延在部４００は、２つの単電池２０２の底面２０６に貼り付けられる。
一実施例において、図１及び図２に示すように、ケース１００は、互いに垂直なＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を有し、電池モジュール２００は、複数設置され、複数の電池モジュール２００は、Ｘ方向に沿ってケース１００内に配列され、Ｎ個の単電池２０２は、Ｙ方向に沿って順に配列され、単電池２０２の頂面２０５と底面２０６は、Ｚ方向に沿って反対側に位置して設置され、第１方向は、Ｙ方向と平行であり、第２方向は、Ｘ方向と平行である。
一実施例において、図２、図１６及び図１７に示すように、単電池２０２は、略直方体であり、長さＬ、幅Ｈ及び厚さＤを有し、単電池２０２の長さＬが幅Ｈ以上であり、単電池２０２の幅Ｈが厚さＤより大きく、ここで、Ｘ方向は、単電池２０２の厚さ方向であり、Ｙ方向は、単電池２０２の長さ方向及び幅方向のいずれか一方であり、Ｚ方向は、単電池２０２の長さ方向及び幅方向の他方である。単電池２０２の第２方向に沿う寸法は、単電池２０２の厚さであり、すなわち、Ｄ１＝Ｄである。
なお、本明細書における単電池２０２が略直方体であることはは、単電池２０２が直方体状又は立方体状であってもよく、局所に異形があるが、ほぼ直方体状又は立方体状であってもよく、一部に切り欠き、突起、面取り、弧度、及び曲げ部位があるが、全体的な形がほぼ直方体状又は立方体状であってもよいと理解されてもよい。
単電池２０２は、それぞれ底面２０６、頂面２０５、２つの第１側面２０３及び２つの第２側面２０４の６つの表面を含み、２つの第１側面２０３は、厚さ方向に沿って反対側に位置し、２つの第２側面２０４は、長さ方向に沿って反対側に位置し、底面２０６と頂面２０５は、幅方向に沿って反対側に位置する。
ケース１００は、Ｙ方向に沿って対向して設置された第１フレーム１０２及び第２フレーム１０３を含み、電池モジュール２００は、第１フレーム１０２と第２フレーム１０３との間に設置され、電池モジュール２００の一端が第１フレーム１０２に支持され、電池モジュール２００の他端が第２フレーム１０３に支持される。すなわち、電池モジュール２００は、Ｙ方向に沿って第１フレーム１０２から第２フレーム１０３に延在する。換言すれば、電池モジュール２００は、Ｙ方向に沿ってケース１００の一側から他側に延在し、ケース１００内にＹ方向に沿って１つの電池モジュール２００が設置される。
補強部材３００を単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けることにより、単電池２０２を一体に接続し、補強部材３００の補強及び支持作用により、電池モジュール２００の全体的な強度を向上させることができる。該電池モジュール２００がケース１００内に補強ビームの作用を果たすことができるため、ケースの構造を大幅に簡略化し、かつ補強リブが占める空間を減少させることができ、電池パック１０の空間利用率及び電池パック１０のエネルギー密度を向上させることに役立つ。また、電池モジュール２００は、ケース１００内に直接的に配置・配列され、このような構造設計により、単電池２０２を取り付け固定するための構造部材が省略され、電池パック１０全体の重量を軽減することに役立つだけでなく、組立プロセスを簡略化することができ、生産コストを低減することに役立つ。
本実施例において、電池モジュール２００の一端は、第１フレーム１０２に直接的又は間接的に支持されてもよく、電池モジュール２００の他端は、第２フレーム１０３に直接的又は間接的に支持されてもよい。直接とは、電池モジュール２００の一端が第１フレーム１０２に直接的に接触し嵌合支持され、電池モジュール２００の他端が第２フレーム１０３に直接的に接触し嵌合支持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、電池モジュール２００の一端が中間部材により第１フレーム１０２に嵌合支持され、電池モジュール２００の他端が中間部材により第２フレーム１０３に嵌合支持されることを意味する。さらに、電池モジュール２００の両端は、第１フレーム１０２及び第２フレーム１０３に固定されてもよく、具体的な固定方式は、以下に詳細に説明され、特定の支持及び固定方式について、本願は限定しない。
本願の技術的思想では、一実施例において、Ｙ方向に沿って、第１フレーム１０２と第２フレーム１０３との間の距離は、電池モジュール２００の寸法とマッチングし、ここで、マッチングは、２つのフレームの間の間隔に１つの電池モジュール２００を嵌合して取り付けることができることであり、本願の目的を達成するために、このような嵌合は、隙間嵌め、締り嵌め、締結嵌合、固定嵌合などの様々な配合方式であってもよい。
さらに、ケース１００は、Ｘ方向に沿って対向して設置された第３フレーム１０４及び第４フレーム１０５をさらに含み、複数の電池モジュール２００は、Ｘ方向に沿って第３フレーム１０４と第４フレーム１０５との間に並列に配列される。
ケース１００は、共に収容空間を画定するトレイ１０１及び上部カバーを含み、電池モジュール２００は、収容空間内に位置し、電池モジュール２００における単電池２０２は、頂面が上部カバーの内表面に固定して貼り付けられ、底面がトレイ１０１の内表面に固定して貼り付けられる。それにより、電池モジュール２００と上部カバー及びトレイ１０１は、一体型構造を形成することができ、該一体型構造は、高い機械的強度を有し、すなわち、電池パック１０は、高い構造強度を有するため、外力の衝撃によく耐えることができる。該電池パック１０は、使用時に、十分な構造強度を有するため、車両全体の構造強度の一部とすることができる。換言すれば、従来の設計思想とは逆であり、車両全体に電池パック１０を保護するための構造部材を別途設計する必要がなく、該電池パック１０により車両全体の構造強度を向上させることができ、このような設計を用いると、車両全体のフレームにおける電池パック１０の構造強度を保護するための設計構造を簡略化し、さらに除去することができ、車両全体の軽量化の設計要件を実現し、車両全体の設計及び製造コストを低減し、かつ車両全体の生産効率を向上させることに役立つ。
なお、上部カバーの内表面は、上部カバーの単電池２０２に近い側の表面を指し、トレイ１０１の内表面は、トレイ１０１の単電池２０２に近い側の表面を指す。なお、電池モジュール２００における単電池２０２の頂面は、上部カバーの内表面に直接的に固定して貼り付けられてもよく、上部カバーの内表面に間接的に固定して貼り付けられてもよく、例えば、電池モジュール２００における単電池２０２の頂面は、接続板の一側に固定して貼り付けられ、接続板の他側は、上部カバーの内表面に固定して貼り付けられる。同様に、電池モジュール２００における単電池２０２の底面は、トレイ１０１の内表面に直接的に固定して貼り付けられてもよく、トレイ１０１の内表面に間接的に固定して貼り付けられてもよく、例えば、電池モジュール２００における単電池２０２の底面は、接続板の一側に固定して貼り付けられ、接続板の他側は、トレイ１０１の内表面に固定して貼り付けられる。
本実施例において、トレイ１０１は、Ｙ方向に沿って対向して設置された第１フレーム１０２及び第２フレーム１０３と、Ｘ方向に沿って対向して設置された第３フレーム１０４及び第４フレーム１０５とを含む。
一実施形態において、ケース１００を矩形又は正方形に形成するために、第１フレーム１０２及び第２フレーム１０３は、第３フレーム１０４及び第４フレーム１０５に垂直に接続される。他の実施形態において、ケース１００を台形、平行四辺形などに形成するために、第１フレーム１０２と第２フレーム１０３は、互いに平行であってもよく、第３フレーム１０４及び第４フレーム１０５は、第１フレーム１０２及び第２フレーム１０３と角度をなして設置されてもよい。本願は、第１フレーム１０２、第２フレーム１０３、第３フレーム１０４及び第４フレーム１０５で構成されたケース１００の具体的な形状を限定しない。
本願のいくつかの実施例において、第３フレーム１０４は、第３フレーム１０４に隣接して設置された電池モジュール２００に対して第４フレーム１０５に向かう作用力を印加し、第４フレーム１０５は、第４フレーム１０５に隣接して設置された電池モジュール２００に対して第３フレーム１０４に向かう作用力を印加することにより、複数の電池モジュール２００は、Ｘ方向に沿って第３フレーム１０４と第４フレーム１０５との間に密に配列することができ、複数の電池モジュール２００は、互いに貼り合わせることができる。また、第３フレーム１０４及び第４フレーム１０５は、Ｘ方向において複数の電池モジュール２００を位置規制することができ、特に電池モジュール２００がわずかに膨張する場合、電池モジュール２００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、電池モジュール２００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。
電池パック１０の構造強度をさらに向上させるために、上部カバーは、多層複合構造である。多層複合構造は、２層のアルミニウム板と、２層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板とを含み、或いは、多層複合構造は、２層のアルミニウム板と、２層のアルミニウム板の間に挟まれた発泡アルミニウム板とを含み、或いは、多層複合構造は、２層の繊維複合層と、２層の繊維複合層の間に挟まれた発泡材料層とを含む。繊維複合層は、ガラス繊維層及び／又は炭素繊維層を含む。
電池パック１０の構造強度をさらに向上させるために、トレイ１０１も多層複合構造である。多層複合構造は、２層のアルミニウム板と、２層のアルミニウム板の間に挟まれた鋼板とを含み、或いは、多層複合構造は、２層のアルミニウム板と、２層のアルミニウム板の間に挟まれた発泡アルミニウム板とを含み、或いは、多層複合構造は、２層の繊維複合層と、２層の繊維複合層の間に挟まれた発泡材料層とを含む。繊維複合層は、ガラス繊維層及び／又は炭素繊維層を含む。
一実施例において、補強部材３００は、補強板であり、補強部材３００の第２方向に沿う寸法は、補強板の厚さである。なお、補強部材３００は、板状構造に限定されず、他の形状であってもよく、強度をさらに向上させるために、板状構造に補強リブを設置してもよい。
さらに、補強板は、鋼板、アルミニウム板又はガラス繊維板である。
一実施例において、図２及び図３に示すように、補強部材３００は、構造用接着剤５００によりＱ個の隣接する単電池２０２のうちの各単電池２０２の第１側面２０３に固定して貼り付けられる。ここで、Ｑの数は、具体的に限定されず、例えば、３つ又は４つである。
さらに、構造用接着剤５００は、熱伝導性を有する構造用接着剤５００である。熱伝導性を有する構造用接着剤５００は、補強部材３００と単電池２０２の第１側面２０３との高い接着効果を保証するだけでなく、単電池２０２の動作中に発生した熱を伝導することができる。
図２～図４に示すように、少なくとも１つの単電池２０２の第１側面２０３に貼り付けられた補強部材３００の該単電池２０２の第１側面２０３への投影の第１方向に沿う長さは、Ｓであり、該単電池２０２の第１方向に沿う長さは、Ｐであり、ここで、ＳとＰとは、Ｓ＝０．１Ｐ～０．５Ｐを満たす。このように設定することにより、補強部材３００と単電池２０２の第１側面２０３との間の高い接着効果を保証することができる。また、２つの隣接する補強部材３００の間にいずれも一定の距離Ｗがあることを保証することができ、該距離Ｗにより、単電池２０２の動作中の膨張を緩衝することができる。したがって、このようにして、隣接する電池モジュール２００の間に隙間を予め残す必要がなく、電池パック１０の空間利用率を向上させることに役立つ。
第１方向は、Ｙ方向と平行である。単電池２０２の第１方向に沿う長さＰは、単電池２０２の長さＬである。
本実施例において、電池ユニット２０１は、４つの単電池２０２を含み、補強部材３００の各単電池２０２の第１側面２０３への投影の第１方向に沿う長さは、Ｓである。当然のことながら、実際の必要に応じて、１つの単電池２０２のみ又は２つの単電池２０２のみの第１側面２０３への投影の第１方向に沿う長さは、Ｓであってもよい。
一実施例において、２つの隣接する電池モジュール２００の間に隙間があり、該隙間は、単電池２０２の動作中に発生した膨張を許す。なお、単電池２０２に対して冷却及び放熱を行うために、該隙間が冷却風路として機能してもよく、該隙間に液冷板を設置してもよい。
一実施例において、実際の使用需要を満たすために、電池ユニット２０１は、直列接続、並列接続又は直並列接続され、電池ユニット２０１における単電池２０２は、直列接続、並列接続又は直並列接続される。
一実施例において、図１及び図２に示すように、電池パック１０は、動力接続部材６００をさらに含み、電池ユニット２０１における単電池２０２は、動力接続部材６００により直列接続又は並列接続される。
さらに、電池モジュール２００をケース１００内に容易に配置するために、単電池２０２の電極端子２０７は、単電池２０２の頂面２０５に設置される。単電池２０２の電極端子２０７は、２つ設置され、一方が正極端子であり、他方が負極端子である。
一実施例において、電池モジュール２００は、複数設置され、少なくとも２つの隣接する電池モジュール２００の間に強化部材が設置される。このように設置することにより、強化部材により電池モジュール２００の強度をさらに向上させることができ、さらに電池パック１０の構造強度を向上させることができる。電池モジュール２００の数は、実際の必要に応じて設定されてもよく、例えば、２つ、３つ又は４つである。例えば、電池モジュール２００は、３つ設置され、電池モジュール２００の配列方向に沿って１番目の電池モジュール２００と２番目の電池モジュール２００との間に強化部材が設置され、或いは、電池モジュール２００の配列方向に沿って２番目の電池モジュール２００と３番目の電池モジュール２００との間に強化部材が設置され、或いは、１番目の電池モジュール２００と２番目の電池モジュール２００との間、及び２番目の電池モジュール２００と３番目の電池モジュール２００との間にいずれも強化部材が設置される。さらに、強化部材は、強化部材の両側に位置する電池モジュール２００に固定して貼り付けられる。構造用接着剤は、強化部材の両側に強固に貼り付けられる。構造用接着剤は、両者の高い接着強度を保証するだけでなく、熱伝導の機能を果たすことができる。
さらに、強化部材は、強化板であり、該強化板は、中実構造であり、例えば、中実のアルミニウム板又は鋼板である。
一実施例において、電池モジュール２００は、複数設置され、１つの電池モジュール２００における２つの隣接する単電池２０２は、第１区間を隔てて設置され、隣接する他の電池モジュール２００における２つの隣接する単電池２０２は、第２区間を隔てて設置され、第１区間の第１方向での投影と第２区間の第１方向での投影とは、重ならない。第１区間の大きさと第２区間の大きさとは、同じであっても異なってもよい。このような配列方式により、１つの電池モジュールの構造強度が比較的低い位置（つまり第１区間内の位置）と隣接する他の電池モジュールの構造強度が比較的低い位置（つまり第２区間内の位置）とは、互いにずれることができ、このようにして、１つの電池モジュールの構造強度が比較的低い位置を隣接する他の電池モジュールにより補うことを実現することができ、電池パックの全体的な強度を向上させることに役立つ。
例えば、１つの電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された１番目の単電池２０２と２番目の単電池２０２は、第１区間を隔てて設置され、該電池モジュール２００に隣接する他の電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された１番目の単電池２０２と２番目の単電池２０２は、第２区間を隔てて設置され、第１区間の第１方向での投影と第２区間の第１方向での投影とは、重ならない。或いは、１つの電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された２番目の単電池２０２と３番目の単電池２０２は、第１区間を隔てて設置され、該電池モジュール２００に隣接する他の電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された２番目の単電池２０２と３番目の単電池２０２は、第２区間を隔てて設置され、第１区間の第１方向での投影と第２区間の第１方向での投影とは、重ならない。
いくつかの実施例において、図２、図１８及び図１９に示すように、電池モジュール２００は、複数設置され、１つの電池モジュール２００における２つの隣接する単電池２０２の第２側面２０４は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第１位置と表記され、隣接する他の電池モジュール２００における２つの隣接する単電池２０２の第２側面２０４は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第２位置と表記され、第１位置と第２位置は、第１方向に沿って間隔を隔てて設置される。理解できるように、このような配列方式により、２つの隣接する電池モジュール２００の構造強度が比較的低い位置は、互いにずれ、すなわち、第１位置と第２位置は、互いにずれることにより、電池パック１０の全体的な強度を向上させることに役立つ。また、電池モジュール２００における２つの隣接する単電池２０２の第２側面２０４が互いに貼り合わせられるため、電池パック１０の占め空間を減少させることに役立ち、電池パック１０の体積利用率を向上させる。
例えば、１つの電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された１番目の単電池２０２の第２側面２０４と２番目の単電池２０２の第２側面２０４は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第１位置と表記され、該電池モジュール２００に隣接する他の電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された１番目の単電池２０２の第２側面２０４と２番目の単電池２０２の第２側面２０４は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第２位置と表記され、第１位置と第２位置は、第１方向に沿って間隔を隔てて設置される。或いは、１つの電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された２番目の単電池２０２の第２側面２０４と３番目の単電池２０２の第２側面２０４は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第１位置と表記され、該電池モジュール２００に隣接する他の電池モジュール２００において第１方向に沿って配列された２番目の単電池２０２の第２側面２０４と３番目の単電池２０２の第２側面２０４は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第２位置と表記され、第１位置と第２位置は、第１方向に沿って間隔を隔てて設置される。
さらに、２つの隣接する電池モジュール２００における単電池２０２の数は、異なり、一方の電池モジュール２００が第１電池モジュールと表記され、他方の電池モジュール２００が第２電池モジュールと表記され、第１電池モジュールにおける単電池２０２の数は、第２電池モジュールにおける単電池２０２の数より大きく、第２電池モジュールに、第２電池モジュールにおける単電池２０２に接続される補強ブロック７００が設置される。理解できるように、２つの隣接する電池モジュール２００における単電池２０２が上記配列方式で配列された後、第２電池モジュールの電池ユニット２０１のある位置に空きが形成され、この場合に空き位置に補強ブロック７００が設置され、かつ補強ブロック７００が単電池２０２に接続され、このようにして、該電池モジュール２００の強度をさらに向上させることができ、また電池パック１０の全体的な強度を向上させることもできる。例えば、第２電池モジュールの電池ユニットの第１方向に沿う一端又は両端に空きが形成され、或いは、第２電池モジュールの電池ユニットの中間位置に空きが形成される。この場合、該空き位置に補強ブロックが設置される。補強ブロックが単電池の第２側面に固定して貼り付けられてもよく、補強ブロックが補強部材に固定して貼り付けられ、補強部材が単電池の第１側面に固定して貼り付けられる。
例えば、第１電池モジュールにおける単電池２０２の数は、４つであり、第２電池モジュールにおける単電池２０２の数は、３つであり、第２電池モジュールの電池ユニット２０１の第１方向に沿う一端又は両端にいずれも補強ブロック７００が設置される。或いは、第１電池モジュールにおける単電池２０２の数は、３つであり、第２電池モジュールにおける単電池２０２の数は、２つであり、第２電池モジュールの電池ユニット２０１の第１方向に沿う一端又は両端にいずれも補強ブロック７００が設置される。
さらに、第１電池モジュールの第１方向に沿う寸法は、第２電池モジュールの第１方向に沿う寸法と同じであり、第１電池モジュールと第２電池モジュールは、ケース１００内にＸ方向に沿って順に交互に配列される。このように設置することにより、電池モジュール２００のケース１００内での配列に役立つだけでなく、電池パック１０の空間利用率を向上させることができる。
上記実施形態における単電池２０２同士の間、単電池２０２とケース１００との間に構造用接着剤を用いて接着し、電池パック１０の内部が一体にしっかりと形成されるために、好ましくは、接着剤注入の方式で接着することにより、電池パックの全体的な強度を向上させることに役立つ。
他の態様では、本願は、上記電池パック１０を含む電気自動車をさらに提供する。上記電池パック１０は、高い構造強度を有し、この構造の電池パック１０は、自動車の底部に設置され、車両全体の構造強度をよく支持し、車両全体の強度設計を容易にすることができ、それにより車両全体の設計コスト及び難易度を低下させ、周期を短くする。
（具体的な実施例１～１４）
図２に示される方式で４つの直方体状の単電池２０２をＹ方向に沿って配列し、３つの補強部材３００により接続し、各補強部材３００は、それぞれ２つの単電池２０２に接続され、電池モジュール２００の一側に位置し、補強部材３００の形状は、図２に示すように平板状であり、この４つの単電池２０２を１つの電池モジュール２００に組み立て、このような１２個の電池モジュール２００をＸ方向に沿って図１７に示すようなトレイ１０１に配列・配置し、各電池モジュール２００の両端を第１フレーム１０２と第２フレーム１０３に支持し、次に上部カバーで密封して電池パックを形成する。各実施例における補強部材３００及び単電池２０２は、表１を満たし、ＧＢ／Ｔ ３１４６７．３－２０１５「電動自動車用リチウムイオン動力蓄電池パック及びシステム 第３部分：安全性要求とテスト方法」に基づくテスト結果は、表１に示すとおりである。
表１ 実施例１～１４の電池モジュールを含む電池パックの耐振動及び耐押圧性能のテスト結果
Figure 2023501742000002
 （具体的な実施例１５～２８）
図７に示される方式で４つの直方体状の単電池２０２をＹ方向に沿って配列し、３つの補強部材３００により接続する。電池モジュール２００の一側に２つの補強部材３００が設置され、電池モジュール２００の他側に１つの補強部材３００が設置され、各補強部材３００は、２つの単電池２０２に接続され、補強部材３００の形状は、図７に示すように平板状であり、この４つの単電池２０２を１つの電池モジュール２００に組み立て、このような１２個の電池モジュール２００をＸ方向に沿って図１７に示すようなトレイ１０１内に配列・配置し、各電池モジュール２００の両端を第１フレーム１０２と第２フレーム１０３に支持し、次に上部カバーで密封して電池パックを形成する。各実施例における補強部材３００及び単電池２０２は、表２を満たし、ＧＢ／Ｔ ３１４６７．３－２０１５「電動自動車用リチウムイオン動力蓄電池パック及びシステム 第３部分：安全性要求とテスト方法」に基づくテスト結果は、表２に示すとおりである。
表２ 実施例１５～２８の電池モジュールを含む電池パックの耐振動及び耐押圧性能のテスト結果
Figure 2023501742000003
なお、本願の説明において、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などで示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本願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、特定の方位で構成されて動作しなければならないことを指示するか又は示唆するものではないため、本願を限定するものとして理解してはならない。
また、用語「第１」、「第２」は、目的の説明のためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示するか又は示唆するか、或いは示された技術的特徴の数を暗示的に指示するものとして理解してはならない。これにより、「第１」、「第２」で限定された特徴は、少なくとも１つの該特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。本願の説明において、「複数」とは、別に明らかかつ具体的な限定がない限り、少なくとも２つ、例えば２つ、３つなどを意味する。
本願において、別に明らかな規定及び限定がない限り、用語「取付」、「連結」、「接続」、「固定」などは、広義に理解されるべきであり、例えば、別に明らかな限定がない限り、固定接続であってもよく、着脱可能な接続であってもよく、一体的な接続であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接的な連結であってもよく、中間媒体を介した間接的な連結であってもよく、２つの部品の内部の連通又は２つの部品の相互作用の関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
本願において、別に明らかな規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴が直接的に接触することであってもよく、第１特徴と第２特徴が中間媒体を介して間接的に接触することであってもよい。そして、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上又は斜め上にあることであってもよく、第１特徴の水平方向の高さが第２特徴より高いことのみを示してもよい。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下又は斜め下にあることであってもよく、第１特徴の水平方向の高さが第２特徴より低いことのみを示してもよい。
本明細書の説明において、用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの例」などを参照する説明は、該実施例又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同一の実施例又は例に限定されるものではない。そして、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ以上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。また、互いに矛盾しない限り、当業者であれば、本明細書において説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を結合し、かつ組み合わせることができる。
以上、本願の実施例を示し、説明したが、理解できるように、上記実施例は、例示的なものであり、本願を限定するものとして理解してはならず、当業者であれば、本願の範囲において上記実施例に対して変更、修正、置換及び変形を行うことができる。
１０、電池パック；１００、ケース；１０１、トレイ；１０２、第１フレーム；１０３、第２フレーム；１０４、第３フレーム；１０５、第４フレーム；２００、電池モジュール；２０１、電池ユニット；２０２、単電池；２０３、第１側面；２０４、第２側面；２０５、頂面；２０６、底面；２０７、電極端子；３００、補強部材；４００、延在部；５００、構造用接着剤；６００、動力接続部材；７００、補強ブロック。
一実施例において、図２及び図１４に示すように、補強部材３００の一端に延在部４００が設置され、延在部４００が少なくとも１つの単電池２０２の頂面２０５又は底面２０６に貼り付けられることにより、電池ユニット２０１の強度をさらに向上させる。例えば、延在部４００は、１つの単電池２０２の頂面２０５又は底面２０６に貼り付けられてもよい。


Claims (38)

  1. 底面及び頂面を有するケースと、ケース内に位置する電池モジュールとを含み、
    前記電池モジュールは、電池ユニット及び補強部材を含み、前記電池ユニットは、Ｎ個の単電池を含み、Ｎは２より大きい整数であり、前記補強部材は、Ｍ個あり、Ｍは１より大きい整数であり、前記電池ユニットにおける少なくとも一部の前記単電池は、Ｍ個の前記補強部材により接続され、１つの前記補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの少なくとも一部の単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、Ｑは整数であり、Ｎ＞Ｑ≧２を満たし、
    前記単電池の外表面は、前記ケースの底面に面する底面と、前記ケースの頂面に面する頂面と、側面とを含み、前記側面は、第１側面及び２つの互いに反対側に位置する第２側面を含み、前記側面のうち、前記第１側面の面積が最大であり、前記第１側面の面積は、前記単電池の底面の面積より大きく、かつ、前記単電池の頂面の面積より大きく、前記Ｎ個の単電池は順に配列され、２つの隣接する単電池の第２側面が対向して設置され、前記単電池の配列方向が第１方向である、ことを特徴とする電池パック。
  2. 前記補強部材の第２方向に沿う寸法は、Ｄ０であり、前記第２方向が第１方向と垂直であり、Ｑ個の隣接する単電池のうちの、補強部材に接続された１つの単電池の第２方向に沿う寸法は、Ｄ１であり、Ｄ０とＤ１とは、０．００６≦Ｄ０／Ｄ１≦０．５を満たし、Ｄ１＝１０～９０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
  3. ０．０１２≦Ｄ０／Ｄ１≦０．４である、ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
  4. Ｑ個の隣接する単電池のうちの、補強部材に接続された単電池の数は、Ｑ／２以上である、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
  5. 前記Ｍ個の補強部材は、Ｎ個の単電池を接続して電池ユニットを形成し、１つの前記補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電池パック。
  6. 前記電池モジュールの第１方向に沿う長さは、４００～２５００ｍｍであり、前記電池モジュールは、前記ケース内の底面に当接して前記ケース内の底面に支持される、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電池パック。
  7. 少なくとも１つの単電池の第１側面に貼り付けられた補強部材の該単電池の第１側面への投影の第１方向に沿う長さは、Ｓであり、該単電池の第１方向に沿う長さは、Ｐであり、ここで、ＳとＰとは、Ｓ＝０．１Ｐ～０．５Ｐを満たす、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電池パック。
  8. 前記Ｍ個の補強部材は、前記電池モジュールの一側に位置し、所定の方向に沿って順に配列され、１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、３番目の補強部材は、２Ｑ－１番目～３Ｑ－２番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられ、同様にして、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の電池パック。
  9. １つの前記補強部材は、２つの隣接する単電池の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の電池パック。
  10. 前記側面は、２つの反対側に位置する第１側面を含み、前記Ｍ個の補強部材は、前記電池モジュールの両側に分配され、前記電池モジュールの一側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の電池パック。
  11. 前記電池モジュールの一側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の一方の第１側面の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置する補強部材は、Ｑ個の隣接する単電池のうちの各単電池の他方の第１側面の少なくとも一部の表面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１０に記載の電池パック。
  12. 前記電池モジュールの両側に位置する補強部材は、所定の方向に沿って順に配列され、前記電池モジュールの一側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、同様にして、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、
    前記電池モジュールの他側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ－（Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電池パック。
  13. 前記電池モジュールの両側に位置する補強部材は、所定の方向に沿って順に配列され、前記電池モジュールの一側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置する１番目の補強部材は、Ｑ番目～２Ｑ－１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの一側の２番目の補強部材は、２Ｑ－１番目～３Ｑ－２番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側の２番目の補強部材は、３Ｑ－２番目～４Ｑ－３番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、このように類推して、前記電池モジュールの一側に位置するＭ番目の補強部材は、２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－２（Ｑ－１）番目～２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、前記電池モジュールの他側に位置するＭ番目の補強部材は、２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）－（Ｑ－１）番目～２×Ｍ×Ｑ－（２Ｍ－１）番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１０～１２のいずれか１項に記載の電池パック。
  14. 前記電池モジュールの両側に位置する補強部材は、所定の方向に沿って順に配列され、前記電池モジュールの一側に位置する１番目の補強部材は、１番目～Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ＋１番目～２Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、同様にして、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｑ－１）番目～Ｍ×Ｑ番目の単電池のうちの各単電池の一方の第１側面に固定して貼り付けられ、
    前記電池モジュールの他側に位置する１番目の補強部材は、２番目～Ｑ＋１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、２番目の補強部材は、Ｑ＋２番目～２Ｑ＋１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられ、同様にして、Ｍ番目の補強部材は、Ｍ×Ｑ－（Ｑ－１）＋１番目～Ｍ×Ｑ＋１番目の単電池のうちの各単電池の他方の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１０～１３のいずれか１項に記載の電池パック。
  15. 前記補強部材の一端に延在部が設置され、前記延在部が各単電池の頂面又は底面に貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池パック。
  16. 前記補強部材の反対側に位置する両端に延在部が設置され、一方の前記延在部が各単電池の頂面に貼り付けられ、他方の前記延在部が各単電池の底面に貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載の電池パック。
  17. 前記ケースは、互いに垂直なＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を有し、前記電池モジュールは、複数設置され、複数の前記電池モジュールは、Ｘ方向に沿って前記ケース内に配列され、Ｎ個の単電池は、Ｙ方向に沿って順に配列され、前記単電池の頂面と底面は、Ｚ方向に沿って反対側に位置して設置され、第１方向は、Ｙ方向と平行である、ことを特徴とする請求項１～１６のいずれか１項に記載の電池パック。
  18. 前記単電池は、略直方体であり、長さＬ、幅Ｈ及び厚さＤを有し、前記単電池の長さＬが幅Ｈ以上であり、前記単電池の幅Ｈが厚さＤより大きく、ここで、Ｘ方向は、前記単電池の厚さ方向であり、Ｙ方向は、前記単電池の長さ方向及び幅方向のいずれか一方であり、Ｚ方向は、前記単電池の長さ方向及び幅方向の他方である、ことを特徴とする請求項１７に記載の電池パック。
  19. 前記単電池は、それぞれ底面、頂面、２つの第１側面及び２つの第２側面の６つの表面を含み、２つの第１側面が厚さ方向に沿って反対側に位置し、２つの第２側面が長さ方向に沿って反対側に位置し、底面と頂面が幅方向に沿って反対側に位置する、ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の電池パック。
  20. 前記ケースは、Ｙ方向に沿って対向して設置された第１フレーム及び第２フレームを含み、前記電池モジュールは、前記第１フレームと第２フレームとの間に設置され、前記電池モジュールの一端が前記第１フレームに支持され、前記電池モジュールの他端が前記第２フレームに支持される、ことを特徴とする請求項１７～１９のいずれか１項に記載の電池パック。
  21. 前記補強部材は、構造用接着剤によりＱ個の隣接する単電池のうちの各単電池の第１側面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～２０のいずれか１項に記載の電池パック。
  22. 前記構造用接着剤は、熱伝導性を有する構造用接着剤である、ことを特徴とする請求項２１に記載の電池パック。
  23. 前記補強部材は、補強板である、ことを特徴とする請求項１～２２のいずれか１項に記載の電池パック。
  24. 前記補強板は、鋼板、アルミニウム板又はガラス繊維板である、ことを特徴とする請求項２３に記載の電池パック。
  25. 前記電池モジュールは、複数設置され、２つの隣接する前記電池モジュールの間に隙間がある、ことを特徴とする請求項１～２４のいずれか１項に記載の電池パック。
  26. 前記電池ユニットにおける２つの隣接する単電池の第２側面は、互いに貼り合わせられる、ことを特徴とする請求項１～２５のいずれか１項に記載の電池パック。
  27. 前記電池モジュールは、複数設置され、少なくとも２つの隣接する前記電池モジュールの間に強化部材が設置される、ことを特徴とする請求項１～２６のいずれか１項に記載の電池パック。
  28. 前記強化部材は、前記強化部材の両側に位置する電池モジュールに固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項２７に記載の電池パック。
  29. 前記強化部材は、アルミニウム板又は鋼板である、ことを特徴とする請求項２８に記載の電池パック。
  30. 前記ケースは、共に収容空間を画定するトレイ及び上部カバーを含み、前記電池モジュールは、前記収容空間内に位置し、前記電池モジュールにおける単電池は、頂面が前記上部カバーの内表面に固定して貼り付けられ、底面が前記トレイの内表面に固定して貼り付けられる、ことを特徴とする請求項１～２９のいずれか１項に記載の電池パック。
  31. 前記トレイ及び／又は前記上部カバーは、多層複合構造である、ことを特徴とする請求項３０に記載の電池パック。
  32. 前記多層複合構造は、２層のアルミニウム板と、前記２層のアルミニウム板の間に挟まれた、鋼板又は発泡アルミニウム板とを含む、ことを特徴とする請求項３１に記載の電池パック。
  33. 前記多層複合構造は、２層の繊維複合層と、前記２層の繊維複合層の間に挟まれた発泡材料層とを含む、ことを特徴とする請求項３１又は３２に記載の電池パック。
  34. 前記繊維複合層は、ガラス繊維層及び／又は炭素繊維層を含む、ことを特徴とする請求項３３に記載の電池パック。
  35. 電池モジュールは、複数設置され、１つの電池モジュールにおける２つの隣接する単電池の第２側面は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第１位置と表記され、隣接する他の電池モジュールにおける２つの隣接する単電池の第２側面は、互いに貼り合わせられ、該貼り合わせ位置が第２位置と表記され、第１位置と第２位置は、第１方向に沿って間隔を隔てて設置される、ことを特徴とする請求項１～３４のいずれか１項に記載の電池パック。
  36. 電池モジュールは、複数設置され、１つの電池モジュールにおける２つの隣接する単電池は、第１区間を隔てて設置され、隣接する他の電池モジュールにおける２つの隣接する単電池は、第２区間を隔てて設置され、第１区間の第１方向での投影と第２区間の第１方向での投影とは、重ならない、ことを特徴とする請求項１～３５のいずれか１項に記載の電池パック。
  37. ２つの隣接する電池モジュールにおける単電池の数は、異なり、一方の電池モジュールが第１電池モジュールと表記され、他方の電池モジュールが第２電池モジュールと表記され、第１電池モジュールにおける単電池の数は、第２電池モジュールにおける単電池の数より大きく、第２電池モジュールに、第２電池モジュールにおける単電池に接続される補強ブロックが設置される、ことを特徴とする請求項３５又は３６に記載の電池パック。
  38. 請求項１～３７のいずれか１項に記載の電池パックを含む、ことを特徴とする電気自動車。
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