JP7197689B2 - 電池パック、車両及びエネルギー蓄積装置 - Google Patents

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（関連出願の相互参照）
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１９年１月９日に提出した、中国特許出願第「２０１９１００２１２４４．０」、「２０１９１００２０９６７．９」、「２０１９１００２１２４６．Ｘ」、「２０１９１００２１２４８．９」、「２０１９１００２１２４７．４」及び「２０１９１００２０９２５．５」号の優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本願に組み込まれるものとする。

本願は、車両製造の技術分野に属し、具体的には、電池パック、該電池パックを有する車両、該電池パックを有するエネルギー蓄積装置に関する。

従来技術において、例えば、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、それぞれが複数の単電池からなる複数の電池モジュールとを含む。

電気自動車の走行距離に対するユーザーの要求が益々高まるにつれて、車体の底部の空間が限られている場合、従来技術における動力電池パックを採用すれば、内部空間の利用率が低くなり、動力電池パックのエネルギー密度が需要を満たすことができず、これも電気自動車の発展を制限する重要な要因となってきている。

上記従来技術では、図１に示すように、動力電池パックのパック本体は、横方向梁５００及び縦方向梁６００によって、複数の電池モジュール４００ａの取付領域に分割されることが多く、電池モジュール４００ａは、ねじなどにより、横方向梁５００又は縦方向梁６００に固定される。電池モジュール４００ａは、順に配列された複数の単電池を含み、複数の単電池は、配列して電池アレイを形成し、電池アレイの外部にエンドビーム(端部梁)及び／又はサイドビーム(側部梁)が設けられ、一般的には、エンドビームとサイドビームを同時に含み、エンドビームとサイドビームは、固定されて電池アレイを収容する空間を囲む。また、エンドビームとサイドビームは、電池アレイの固定を実現して、電池モジュール４００ａを構成するために、ねじにより接続されてもよく、タイロッドなどの他の接続部材により接続されてもよい。

発明者は、試験及び分析により、電池モジュール４００ａがねじなどの構造により横方向梁５００又は縦方向梁６００に固定されるため、空間が無駄になり、また、ねじなどの接続部材を増加させるため、重量が高くなり、エネルギー密度が低くなり、なお、電池モジュール４００ａがエンドビームとサイドビームの組み合わせにより設計され、エンドビームとサイドビームがいずれも一定の厚さ及び高さを有するため、パック本体の内部の空間が無駄になり、パック本体の体積利用率が低くなることを見出した。一般的な場合には、上記従来技術における動力電池パックは、パック本体内の単電池の体積の和とパック本体の体積との比がいずれも４０％程度であり、更により低い。

上記従来技術の実施例に係る動力電池パックによれば、電池モジュール４００ａのエンドビーム、サイドビーム、及び動力電池パックの内部の接続取付形態などは、いずれも電池パックケース２００の内部空間の利用率を低下させ、その結果、動力電池パックでは、単電池の体積の和と電池パックケース２００の体積との比が低すぎて、そのエネルギー密度が上記高まっている需要を満たすことができない。なお、煩雑な組立過程があり、組立工程が複雑であり、先に電池モジュールに組み立て、次に電池モジュールをバッグ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を増加させ、また、複数回の組立工程が必要であるため、動力電池パックの組立過程において、不良品発生の確率が高まり、複数回の組立により、動力電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性が大きくなり、動力電池パックの品質に悪影響を及ぼし、かつ動力電池パックの安定性及び信頼性を低下させる。

本願は、以下の事実及び問題に対する出願人の発見及び知見に基づいて、大量の研究開発作業により行われるものである。

従来技術において、図１に示すように、電池パックは、主に、電池パックケースと、電池パックケース内に取り付けられた複数の電池モジュール４００ａとを含み、各電池モジュール４００ａは、複数の単電池及びモジュールフレームを含み、複数の単電池は、モジュールフレーム内に組み立てられて１つの電池モジュール４００ａを構成する。複数の電池モジュール４００ａは、電池パックケース内に配列して取り付けられて電池パックを形成し、電池パックケースは、サイドフレーム２００ａと、サイドフレーム２００ａ内に接続された横方向梁５００及び縦方向梁６００とを含む。

従来技術における電池パックに関して、先に複数の単電池をモジュールフレームに組み立てて電池モジュール４００ａを形成し、次に電池パックケース内に取り付けるため、モジュールフレームが電池パックケース内の取付空間の大部分を占め、その結果、ケース内の取付空間の利用率を低下させ、電池パック内の単電池の数を減少させ、電池パックの電池容量に影響を及ぼす。また、モジュールフレームの外形の凹凸により、モジュールフレームが電池パック内に密に配列しにくくなり、電池パック内の取付空間の利用率を低下させる。

従来技術において、電池パックは、モジュールフレームを必要とするため、部品の数を増加させ、その結果、コストを増加させ、また、電池パックの製造過程において、先に単電池をモジュールフレームに組み立て、次にモジュールフレームを電池パックケース内に取り付ける必要があるため、工程を増加させ、その結果、コストを増加させる。

従来技術において、図１に示すように、モジュールフレームにより、電池モジュール４００ａ全体の質量が大きくなり、かつ電池モジュール４００ａが底板に支持されるため、底板の剛性及び強度に対する要件が高くなり、その結果、横方向梁５００と縦方向梁６００を多く設ける必要があり、電池パックケース内の限られた空間を占める。

上記技術的課題を解決するために、本願に係る電池パックは、電池パックケース及び複数の矩形単電池を含み、電池パックケースは、第１の方向及び第１の方向に垂直な第２の方向を有し、前記電池パックの前記第１の方向に沿った寸法は、６００ｍｍ以上であり、前記電池パックケース内に少なくとも１つの矩形電池収容ユニットが形成され、前記複数の矩形単電池は、前記第２の方向に沿って該矩形電池収容ユニット内に配列され、前記矩形単電池は、前記第１の方向に沿って延び、かつそれぞれの前記矩形電池収容ユニット内に前記第１の方向に１つの矩形単電池が設けられ、前記矩形電池収容ユニットは、厚さがＤであり、長さがＬであり、高さがＨであり、前記電池パックの第２の方向に沿った寸法は、矩形単電池のＬ以上であり、前記少なくとも１つの矩形単電池は、長手方向が前記第１の方向に沿うように前記矩形電池収容ユニットの一側から前記矩形電池収容ユニットの他側まで延び、かつＬ＞Ｈ、Ｌ＞Ｄ、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす。

本願に係る電池パックは、その内部に矩形電池収容ユニットを有し、各矩形電池収容ユニット内に第２の方向に沿って複数の矩形単電池が配列され、かつ該矩形単電池が第１の方向に沿って延び、このように、取付過程において、矩形単電池を矩形電池収容ユニット内に直接的に取り付けることができ、先に複数の矩形単電池を電池モジュールに組み立て、次に電池パック内に取り付ける必要がなく、取付工程を簡略化し、コストを低減する。また、各矩形単電池の長さＬの値は、６００ｍｍ～２５００ｍｍであり、かつＬ／Ｄは、２３～２０８の区間範囲内であり、矩形単電池の長さＬを長くするとともに、Ｌ／Ｄの範囲を超えないことにより、矩形単電池全体の放熱面積を広げる。長いＬと比較的薄いＤにより、矩形単電池の内部の熱が、矩形単電池の外部にさらに伝わりやすくなる一方で、ＬとＤの関係により、矩形単電池の外面、すなわち放熱面積が大きくなり、電池パック全体の放熱効果の向上にさらに有利であり、電池パックの安全性及び使用安定性を向上させる。

本願に係る電池パックは、複数の単電池が電池パックケース内に直接的に取り付けられ、モジュールフレームが省略されるため、モジュールフレームなしの電池パックとも呼ばれる。

単電池が単電池ケース内に直接的に取り付けられ、モジュールフレームを必要としないため、電池パックケース内の取付空間の利用率を向上させ、電池パックケース内に取り付けられた単電池の数を増加させ、電池パックの電池容量を向上させ、航続能力を向上させる。

また、モジュールフレームを必要としないため、単電池が電池パックケース内により密に配列することができ、電池パックケース内の取付空間利用率を向上させ、単電池の数を増加させる。

モジュールフレームを必要としないため、部品の数と組立工程を減少させ、コストを低減する。

本願に係る車両は、上記電池パックを含む。

本願に係るエネルギー蓄積装置は、上記電池パックを含む。

前記車両、前記エネルギー蓄積装置の利点は、上記電池パックの従来技術に対する利点と同様であるので、ここでは説明を省略する。

本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本願の実践により把握される。

以下、本願の上記及び／又は追加の様態及び利点は、図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになって理解されやすくなる。

従来技術における電池パックの分解組立図である。 本願の一実施形態に係る単電池の斜視構成図である。 本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図である（密封カバーが図示されない）。 本願の一実施形態に係る複数の単電池の電池パックケース内の配列模式図である。 本願の一実施形態に係るサイドフレームの斜視構成図である。 本願の別の実施形態に係るサイドフレームの斜視構成図である。 本願のさらに別の実施形態に係るサイドフレームの斜視構成図である。 図７におけるＡ部の部分拡大図である。 本願の一実施形態に係る電池パックの断面斜視図である。 図９におけるＢ部の部分拡大図である。 本願の別の実施形態に係る電池パックの断面図であり、第１のフレーム及び第２のフレームは図示されていない。 本願の一実施形態に係る電池パックの分解図である。 本願の一実施形態に係る側板の斜視構成図である。 本願の一実施形態に係る端板の斜視構成図である。 本願の一実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、単層である。 本願の別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、複数層である。 本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、Ｙ方向に沿って複数配置されている。 本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、Ｘ方向に沿って複数配置されている。 本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、Ｘ方向及びＹ方向に沿って複数配置されている。 本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、単層である。 本願のさらに別の実施形態に係る電池パックの斜視構成図であり、電池アレイは、単層である。 本願の一実施形態に係る液冷板の概略平面図である。 本願の別の実施形態に係る液冷板の概略平面図である。 本願の別の実施形態に係る液冷板の概略平面図である。 本願の一実施形態に係る電池パックが車両に取り付けられる場合の斜視構成図である。 本願の一実施形態に係る車両における、電池パックを取り付ける空間の断面図である。 本願の一実施形態に係る電池パックが車両に固定される場合の斜視構成図である。 本願の一実施形態に係る電池パックが車両に固定される場合の分解組立図である。 本願の一実施形態に係る車両の概略構成図である。 本願の一実施形態に係るエネルギー蓄積装置の概略構成図である。

本願に係る電池パック１０は、乗用車だけでなく、商用車、特種車、船舶、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矩形単電池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、本願に係る電池パック１０は、乗物の動力電池パックとすることができる。

以下、図２～図２８を参照して、本願の実施例に係る電池パック１０を説明する。

特に断りのない限り、本願の実施例では、前後方向は、車両１の縦方向、すなわちＸ方向であり、左右方向は、車両１の横方向、すなわちＹ方向であり、上下方向は、車両１の鉛直方向、すなわちＺ方向である。

実際の実行において、電池パック１０を車両に取り付けた後、電池パック１０の長手方向がＸ方向に沿い、電池パック１０の幅方向がＹ方向に沿い、電池パック１０の高さ方向がＺ方向に沿うことができる。もちろん、異なる車種に対して、電池パック１０の長手方向がＹ方向に対応するとともに幅方向がＸ方向に対応するか、又は他の対応関係を有するように、電池パック１０の取付形態を調整することができる。

図２～図２８に示すように、本願に係る電池パック１０は、電池パックケース２００及び複数の矩形単電池１００を含む。

電池パックケースは、第１の方向、第２の方向及び第３の方向を有し、第１の方向、第２の方向及び第３の方向は、２つずつ垂直である。第１の方向は、矩形単電池１００の長手方向と平行であり、第２の方向は、矩形単電池１００の厚さ方向と平行であり、第３の方向は、矩形単電池１００の高さ方向と平行であり、矩形単電池１００を異なる方向に沿って電池パックケース内に配置する場合、上記第１の方向、第２の方向及び第３の方向と、電池パックケースの実際の長手方向、幅方向及び高さ方向との対応関係を適応的に調整する必要がある。

上記第１の方向、第２の方向及び第３の方向と、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向との実際の対応関係は、電池パック１０の取付方向と矩形単電池１００の電池パックケース内の配列方向に依存する。

実際の実行において、電池パック１０を車両に取り付ける場合、図１７～図２０に示す実施例では、電池パック１０の長手方向は、Ｘ方向と平行であり、第１の方向は、電池パック１０の幅方向及び車両１の横方向と平行であってよく、第２の方向は、電池パック１０の長手方向及び車両１の縦方向と平行であってよく、第３の方向は、電池パック１０の高さ方向及び車両１の鉛直方向と平行であってよい。図２１に示す実施例では、電池パック１０の長手方向は、Ｘ方向と平行であり、第１の方向は、電池パック１０の長手方向及び車両１の縦方向と平行であってよく、第２の方向は、電池パック１０の幅方向及び車両１の横方向と平行であってよく、第３の方向は、電池パック１０の高さ方向及び車両１の鉛直方向と平行であってよい。

図２に示すように、少なくとも１つの矩形単電池１００は、ケース本体、蓋板、極芯及び引出端子１０１を含み、極芯は、ケース本体と蓋板が形成した空間内に位置し、引出端子１０１は、極芯に接続され、かつ蓋板から延出する。図２に示す実施例では、矩形単電池１００は、２つの引出端子１０１を有し、２つの引出端子１０１は、それぞれ２つの蓋板から延出する。もちろん、他の実施例では、矩形単電池１００の複数の引出端子１０１が同一の蓋板から延出してもよく、各矩形単電池１００に、より多くの引出端子１０１が設けられてもよい。

本願のいくつかの実施例では、図２に示すように、矩形単電池１００の両極の引出端子１０１は、それぞれ矩形単電池１００の長手方向の両端から引き出される。換言すれば、矩形単電池１００の長手方向は、矩形単電池１００の内部の電流方向であってよく、すなわち、矩形単電池１００の内部の電流方向は、第１の方向である。このように、電流方向が矩形単電池１００の長手方向と同じであるため、矩形単電池１００の有効放熱面積がさらに大きく、放熱効率がさらに高い。

図２に示すように、矩形単電池１００は、直方体構造であり、長さと、厚さと、長さと厚さとの間の高さとを有し、矩形単電池１００は、横向きに配置され、長手方向が第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、隣接する２つの矩形単電池１００は、幅広面が幅広面に面するように配列される。

矩形単電池１００は、厚さがＤであり、長さがＬであり、高さがＨである。

少なくとも１つの矩形単電池１００は、Ｌ＞Ｈ、Ｌ＞Ｄ、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす。

換言すれば、該矩形単電池１００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との間にあり、本願に係る矩形単電池１００の長手方向の寸法は、高さ方向及び厚さ方向の寸法よりもはるかに大きい。

矩形単電池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。

従来技術において、適切な電池容量及び高い放熱効果を有するために、矩形単電池１００の寸法をどのように設計するかは、電池の技術分野において解決すべき課題の１つである。

本願の１つの実施例では、矩形単電池１００の長さＬと厚さＤとの比は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０の条件を満たす。該比で、長さが長く、厚さが薄い矩形単電池１００を得ることができ、このように、矩形単電池１００の長さが第１の方向に沿って延びる場合にも、適切な抵抗値、広い放熱面積及び高い放熱効率を維持することができ、様々な車種に対する適応性が高い。

いくつかの実施例では、５００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍである。該長さの矩形単電池１００は長く、電池パック１０に用いられる場合、第１の方向に沿って１つの矩形単電池１００のみを配置すればよい。

いくつかの実施例では、矩形単電池１００の体積はＶであり、少なくとも１つの矩形単電池１００は、０．０００５ｍｍ^－２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ^－２の条件を満たす。発明者は、多くの試験により、矩形単電池１００が上記限定を満たす場合、矩形単電池１００の断面が小さく、矩形単電池１００の放熱効果が高いため、矩形単電池１００の内部と周囲の温度差が小さいことを見出した。

本願の他の実施形態では、矩形単電池１００の表面積Ｓと体積Ｖとの比は、０．１ｍｍ^－１≦Ｓ／Ｖ≦０．３５ｍｍ^－１、例えば、０．１５ｍｍ^－１≦Ｓ／Ｖ≦０．２ｍｍ^－１の条件を満たす。該比で、上記長さが長く、厚さが薄い矩形単電池１００により実現してもよく、寸法の調整により実現してもよく、矩形単電池１００の表面積Ｓと体積Ｖとの比を制御することにより、矩形単電池１００の長手方向に沿った表面が十分に大きくなり、矩形単電池１００が十分な放熱面積を有することを保証して、矩形単電池１００の放熱効果を保証することができる。

本願のさらに別の実施形態では、矩形単電池１００の表面積ＳとエネルギーＥとの比は、Ｓ／Ｅ≦１０００ｍｍ^２ _・Ｗｈ^－１、例えば、２５０ｍｍ^２ _・Ｗｈ^－１≦Ｓ／Ｅ≦４００ｍｍ^２ _・Ｗｈ^－１の条件を満たす。該比では、依然として長さが長く、厚さが薄い矩形単電池１００を得ることができ、同様に、該比は、上記長さが長く、厚さが薄い矩形単電池１００により実現してもよく、他の寸法の調整により実現してもよい。矩形単電池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、矩形単電池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。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池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であり、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、矩形単電池１００の安全性を向上させる。一方、パウチ電池の極芯の占有率が大きく、体積利用率を向上させることができ、かつパウチ電池の加工コストが低い。

本願の別の実施形態では、上記矩形単電池１００は、金属製ケースを有する角型電池であってよく、なお、矩形単電池１００のケースが金属材料で製造される場合、矩形単電池１００の金属製ケースの熱伝導性能がさらに高く、矩形単電池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。一方、ケースの硬い電池自体の強度及び剛性が大きく、直接的に単電池１００自体により支持の役割を果たすことにより、横方向梁及び縦方向梁構造に代えて電池パックの構造強度を保証し、電池パックにおける横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００の使用を低減し、更に電池パックにおいて横方向梁５００及び／又は縦方向梁６００を使用しなくてよく、横方向梁及び／又は縦方向梁の電池パックに占める空間を低減し、電池パック１０の空間利用率を向上させ、可能な限り多くの単電池１００を電池パック１０に配置し、ひいては、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。

電池パックケース２００内に少なくとも１つの矩形電池収容ユニットが形成され、複数の矩形単電池１００は、第２の方向に沿って該矩形電池収容ユニット内に配列され、少なくとも１つの矩形単電池１００は、長手方向が第１の方向に沿うように矩形電池収容ユニットの一側から矩形電池収容ユニットの他側まで延びる。

いくつかの実施例では、各矩形電池収容ユニット内に、その第１の方向に沿って１つの矩形単電池１００のみが収容される。各矩形電池収容ユニット内に、第１の方向に沿って１つの矩形単電池１００のみが設けられ、かつ上記長尺状の矩形単電池１００に合わせて、複数の矩形単電池１００の最密配列を容易に実現することができ、矩形電池収容ユニットは、矩形単電池１００の規制容器として、矩形単電池１００を密かつ容易に配列することができる。

各電池収容ユニット内に、矩形単電池１００が横向きに配置されてよく、矩形単電池１００が横向きに配置されるとは、矩形単電池１００の２つの端面がそれぞれ矩形の電池収容ユニットの両側に面し、隣接する２つの矩形単電池１００の幅広面が対向することを意味し、このように、矩形単電池１００は、横方向梁に代わる機能を有し、効果がさらに高く、強度がさらに高い。

図２、図４、図１２、図１７～図１９では、複数の矩形単電池１００は、矩形電池収容ユニット内に配列され、電池アレイ４００に配列して矩形電池収容ユニット内に取り付けられ、モジュールフレームを必要としないため、矩形電池収容ユニット内の大部分の空間は、いずれも矩形単電池１００自体を収容し、同様な容積を有する電池パックケース２００内に、より多くの矩形単電池１００を取り付けることができ、電池パック１０の電池容量が大きい。

モジュールフレームを必要としないため、矩形単電池１００は、矩形電池収容ユニット内に、より密に配列することができ、図２、図４、図１２、図１７～図１９に示す実施例では、複数の矩形単電池１００の間にモジュールフレームを設ける必要がなく、隣接する２つの矩形単電池１００は、縦と高さからなる側面が正対して貼り合わせられ、幅広面が正対するという配列方式であってよく、最密配列を容易に実現することができ、複数の矩形単電池１００が形成した電池アレイ４００は、全体の剛性が大きいため、電池パックケース２００内の取付空間利用率を大幅に向上させ、矩形単電池１００の数を増加させることができる。

本願に係る電池パック１０は、モジュールフレームなしの電池パックであり、複数の矩形単電池１００が電池パックケース２００内に直接的に取り付けられ、モジュールフレームが省略されるため、部品の数と組立工程を減少させ、コストを低減し、電池パックケース２００内に取り付けられた矩形単電池１００の数を増加させ、電池パック１０の電池容量を向上させ、航続能力を向上させる。

本願のいくつかの実施例では、図３、図９及び図１２に示すように、電池パックケース２００は、底部ケース及び密封カバーを含み、底部ケースと密封カバーは、接続して少なくとも１つの矩形電池収容ユニットを形成する。

実際の実行において、底部ケースは、トレイであり、トレイは、開放端を有する矩形電池収容ユニットを画定し、密封カバー２２０は、トレイの開放端に取り付けられ、矩形電池収容ユニットの開放端を密封することにより、矩形単電池１００を電池パックケース２００内に基本的に封止し、水や塵などの不純物の侵入を防止する。密封カバー２２０とトレイは、接着剤により接続されてもよく、ねじ接続部材により接続されてもよく、接着剤及びねじ接続部材により接続されてもよく、このように、密封カバー２２０とトレイは、ねじ接続部材により強固に接続され、かつ接着剤により各箇所の密封を実現することができる。

なお、本願のいくつかの実施例では、電池パック１０は、小さいパックではなく、大体積の電池パック１０であり、対応する上記トレイは、車両用トレイである。

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、車体の底部に設けられたトレイ全体の寸法に対する要求も大きくなる。

トレイの寸法が大きい場合、従来技術において、図１に示すように、トレイのサイドフレーム２００ａ内に横方向梁５００及び縦方向梁６００を設けないと、内部の電池に十分な支持力及び構造強度を提供することができず、車両用トレイに横方向梁５００及び縦方向梁６００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、横方向梁５００の存在により、横方向梁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４００ａを設けなければならず、取付が複雑であり、必要な取付部材も多い。

従来技術における電池パックケース内に横方向梁及び／又は縦方向梁が設けられ、横方向梁及び／又は縦方向梁が、電池パックケース内の、単電池を収容するための取付空間を多く占めるため、電池パックケースの体積利用率が低く、一般的には、電池パックケースの体積利用率が約４０％であり、更にそれ以上低く、すなわち、従来技術における電池パックケース内に、単電池を取り付けるための空間が４０％程度のみであるため、電池パックケース内に収容可能な単電池の数が限られ、電池パック全体の容量、電圧が制限され、電池パックの航続能力が低い。

しかしながら、本願では、矩形単電池１００を電池パックケース２００内に直接的に取り付けることにより、電池パックケース２００内の横方向梁及び／又は縦方向梁の使用を低減し、更に電池パックケース２００内に横方向梁及び／又は縦方向梁を使用しなくてよく、横方向梁及び／又は縦方向梁の電池パックに占める空間を低減し、電池パックケース２００の空間利用率を向上させ、可能な限り多くの単電池１００を電池パックケース２００に配置し、ひいては、電池パック全体の容量、電圧及び航続能力を向上させることができる。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。

また、電池パックケース２００内に横方向梁及び／又は縦方向梁を配置する必要がないため、電池パックケース２００の製造プロセスを簡略化し、矩形単電池１００の組立複雑度を低減し、生産コストを低減する一方、電池パックケース２００及び電池パック全体の重量を軽減し、電池パックの軽量化を実現する。特に、電池パックが電気自動車に取り付けられる場合、電気自動車の航続能力を向上させ、電気自動車の軽量化を実現することもできる。

いくつかの実施例では、該トレイは、独立して製造された、矩形単電池１００を取り付けるための車両用トレイであってよく、図２７～図２８に示すように、該矩形単電池１００をトレイに取り付け、密封カバー２２０によりトレイの開放端を密閉して電池パック１０を形成した後、該トレイを締結具により車体に取り付けることができ、例えば、車両１のシャーシに吊り下げられるシャックルがトレイに設けられてよい。

別の実施例では、図２５～図２６に示すように、該トレイは、車両１のシャーシと一体成形されてもよく、シャーシは、Ｙ方向に沿って対向して設けられた第１のサイドシル３０１及び第２のサイドシル３０２を有し、第１のサイドシル３０１及び第２のサイドシル３０２は、電池アレイ４００を支持する支持部材とし、矩形単電池１００は、第１の端部が第１のサイドシル３０１に支持され、第２の端部が第２のサイドシル３０２に支持される。

実際の実行において、第１のサイドシル３０１及び第２のサイドシル３０２は、いずれも下向きに延び、トレイの第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２を形成することに相当し、第１のサイドシル３０１及び第２のサイドシル３０２は、折曲形（Ｌ字状）の断面を有し、第１のサイドシル３０１の矩形単電池１００に向かう内壁面は、突出した第１の支持板３０１ａを有し、第１の支持板３０１ａの密封カバー２２０に向かう面に第１の支持面３０１ｂが設けられ、第１の支持板３０１ａの密封カバー２２０から離れる面に第１の取付面３０１ｃが設けられ、第２のサイドシル３０２の矩形単電池１００に向かう内壁面は、突出した第２の支持板３０２ａを有し、第２の支持板３０２ａの密封カバー２２０に向かう面に第２の支持面３０２ｂが設けられ、第２の支持板３０２ａの密封カバー２２０から離れる面に第２の取付面３０２ｃが設けられ、第１の支持面３０１ｂ及び第２の支持面３０２ｂは、矩形単電池１００を支持するためのものであり、第１の取付面３０１ｃ及び第２の取付面３０２ｃは、底板２１１を取り付けるためのものである。このように、独立したトレイを製造する必要がなく、トレイと車両との組立問題を考慮する必要もない。

図２６に示すように、第１のサイドシル３０１の第１の支持板３０１ａと第２のサイドシル３０２の第２の支持板３０２ａは、矩形単電池１００をバランスよく支持するために、Ｚ方向に等高に設けられる。

図２６に示すように、第１のサイドシル３０１の第１の支持板３０１ａと第２のサイドシル３０２の第２の支持板３０２ａは、離間した位置までのみ互いに延びてよく、下端を密閉するように底板２１１を下方に架設する必要があるため、多くの材料を使ったフレームの長さが短く、車両全体の重量を低減することができ、もちろん、第１のサイドシル３０１の第１の支持板３０１ａと第２のサイドシル３０２の第２の支持板３０２ａは、接続されるまで互いに延びてよく、このように、下端が密閉された空間を形成し、矩形単電池１００を下方から効果的に保護することができる。

本願のいくつかの実施例では、図５～図１０に示すように、トレイは、サイドフレーム２００ａ及び底板２１１を含み、底板２１１は、サイドフレーム２００ａに接続されて矩形電池収容ユニットを画定し、矩形単電池１００は、サイドフレーム２００ａに接続される。

従来技術において、図１に示すように、電池は、いずれも底板に支持され、底板の剛性及び強度に対する要件が高くなり、底板の支持強度及び剛性を補強するために横方向梁５００及び縦方向梁６００を多く設ける必要があるため、電池パックケース内の限られた空間が占められ、横方向梁５００及び縦方向梁６００を除去すれば、トレイが十分な耐荷力を提供することができない。

本願では、矩形単電池１００は、サイドフレーム２００ａに接続され、剛性及び強度が大きいサイドフレーム２００ａの性能を十分に利用し、このように底板２１１が主な耐荷役割を果たす必要がなく、トレイ内の横方向梁５００及び縦方向梁６００を除去することが可能になり、解放された空間に、より多くの矩形単電池１００を配置することができる。

なお、図３～図１０に示すように、サイドフレーム２００ａは、一般的には、中空形材で製造され、サイドフレーム２００ａの中空空間は、衝突吸収性能を提供し、かつサイドフレーム２００ａの中空空間内のリブは、サイドフレーム２００ａの強度を補強することができ、サイドフレーム２００ａの外側壁に補強リブが設けられてもよく、サイドフレーム２００ａの強度及び剛性は、電池アレイ４００の取付要件を完全に満たす。

いくつかの実施例では、矩形単電池１００は、サイドフレーム２００ａの内周壁に接続されてよく、或いは、図１０に示す実施例では、矩形単電池１００は、サイドフレーム２００ａに支持され、このようにサイドフレーム２００ａの剛性及び強度が大きいという特性を十分に利用する。

図３～図１２、図１５～図１９に示すように、サイドフレーム２００ａは、第１のフレーム２０１、第２のフレーム２０２、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４を含み、第１のフレーム２０１、第３のフレーム２０３、第２のフレーム２０２及び第４のフレーム２０４は、順に端から端に接続されて閉じた環状に形成され、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、第１の方向に沿って対向して設けられ、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、第２の方向に沿って対向して設けられる。

第１のフレーム２０１、第２のフレーム２０２、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、いずれも長尺状であってよく、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、平行に離間し、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、平行に離間し、サイドフレーム２００ａは、略矩形枠であってよい。

実際の実行において、電池パック１０を車両に取り付けた後、第１の方向は、Ｙ方向であってよく、第２の方向は、Ｘ方向であってよい。もちろん、異なる車種に対して、第１の方向がＸ方向に対応するとともに第２の方向がＹ方向に対応するか、又は他の対応関係を有するように、電池パック１０の取付形態を調整することができる。

底部ケースは、トレイであり、トレイは、第１の方向に沿って対向して設けられた第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２を含み、矩形単電池１００は、一端が第１のフレーム２０１に支持され、他端が第２のフレーム２０２に支持される。

第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の矩形電池収容ユニットに向かう内壁面は、いずれも支持面２１３ａを有し、矩形単電池１００自体の長手方向に沿った両端は、それぞれ第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の支持面２１３ａに支持される。第１のフレーム２０１の内壁面とは、第１のフレーム２０１の第２のフレーム２０２に向かう壁面を意味し、第２のフレーム２０２の内壁面とは、第２のフレーム２０２の第１のフレーム２０１に向かう壁面を意味する。

各矩形単電池１００は、対向する第１の端部及び第２の端部、すなわち、図２に示すように、矩形単電池１００自体の長手方向（図中のＹ方向）に沿った両端を含み、各矩形単電池１００の第１の端部は、第１のフレーム２０１に支持され、各矩形単電池１００の第２の端部は、第２のフレーム２０２に支持される。

換言すれば、各矩形単電池１００は、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２との間に延び、複数の矩形単電池１００は、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２の長手方向に沿って配列され、すなわち、第２の方向に沿って配列される。

ここで、矩形単電池１００の第１の端部及び第２の端部は、それぞれ第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持され、矩形単電池１００は、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２により直接的に支持され、すなわち、それぞれ第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２の支持面２１３ａに配置されてもよく、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２の支持面２１３ａに固定され、例えば、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２の支持面２１３ａに貼り付けられてもよく、具体的な固定形態について詳細に後述するが、特定の支持及び固定形態について、本願は限定しない。

本願の技術的思想では、１つの実施例では、第１の方向に沿った第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２との間の距離は、矩形単電池１００の寸法に合わせ、ここで、合わせたのは、２つのフレームの内壁面間の距離により１つの矩形単電池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、本願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。

本願のいくつかの実施例では、各矩形単電池１００の第１の端部は、第１のフレーム２０１に直接的又は間接的に支持されてよく、各矩形単電池１００の第２の端部は、第２のフレーム２０２に直接的又は間接的に支持されてよい。直接とは、矩形単電池１００の第１の端部と第１のフレーム２０１とが直接接触して嵌合支持され、矩形単電池１００の第２の端部と第２のフレーム２０２とが直接接触して嵌合されることを意味し、間接とは、例えば、いくつかの実施例では、矩形単電池１００の第１の端部が第１の端板２０７により第１のフレーム２０１に嵌合支持され、矩形単電池１００の第２の端部が第２の端板２０８により第２のフレーム２０２に嵌合支持されることを意味する。

なお、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２は、対向して設けられ、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２は、互いに平行であってもよく、角度をなして設けられてもよく、直線構造であってもよく、曲線構造であってもよい。矩形単電池１００は、第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム２０２に垂直であってもよく、第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム２０２と鋭角又は鈍角をなして設けられてもよく、例えば、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２が互いに平行である場合、第１のフレーム２０１、第２のフレーム２０２及び矩形単電池１００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のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２が角度をなす場合、第１のフレーム２０１、第２のフレーム２０２及び矩形単電池１００は、台形、三角形などの構造とすることができる。本願は、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２との間の角度関係、矩形単電池１００と第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２との間の角度関係を限定しない。

また、上記矩形単電池１００の「第１の端部」及び「第２の端部」は、矩形単電池１００の方向を説明するためのものであり、矩形単電池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、矩形単電池１００の正極及び負極を限定して説明するためのものではなく、すなわち、本願では、矩形単電池１００の第１のフレーム２０１に支持された一端が第１の端部であり、矩形単電池１００の第２のフレーム２０２に支持された一端が第２の端部である。

なお、上記第１の端部及び第２の端部は、端面を指すものではなく、実際の実行において、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の支持面２１３ａと支持関係を成すのは、矩形単電池１００の側面の両端、例えば縦と横からなる幅狭面の端部である。

いくつかの実施例では、矩形単電池１００とサイドフレーム２００ａを事前接続構造により接続して、モジュールフレームなしの矩形単電池１００がトレイ内に揺れることを防止し、後に固定構造を増設することを容易にすることができる。例えば、矩形単電池１００の両端は、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の支持面２１３ａに接着されてよく、接着の仕方が迅速であり、かつ支持面２１３ａの長手方向（第２の方向）に沿って単回糊付けることにより、迅速な組立を実現することができる。

いくつかの実施例では、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の内壁面と矩形単電池１００の端面との間に絶縁板を挟設することにより、矩形単電池１００がフレームと導通することを防止する。矩形単電池１００の端部（長手方向の端部）に引出端子１０１が設けられ、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、それぞれ矩形単電池１００の２つの端面に合わせた内壁面を含み、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の内壁面と矩形単電池１００の端面との間にそれぞれ絶縁板が挟設され、絶縁板は、矩形単電池１００の引出端子１０１がサイドフレーム２００ａと導通することを防止する。

図５～図７及び図１０に示すように、第１のフレーム２０１の矩形電池収容ユニットに向かう内壁面は、内向きに突出した支持板２１３を有し、第２のフレーム２０２の矩形電池収容ユニットに向かう内壁面は、内向きに突出した支持板２１３を有し、支持面２１３ａは、支持板２１３の密封カバー２２０に向かう面（上面）に設けられ、支持板２１３の密封カバー２２０から離れる面（下面）は、取付面２１３ｂを形成し、取付面２１３ｂは、底板２１１を取り付けるためのものである。

実際の実行において、図５～図７に示すように、第１のフレーム２０１、第２のフレーム２０２、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、共に内向きに延びて等高に設けられた支持板２１３を形成し、このように支持板２１３が閉じた環状に相当し、支持板２１３の下面に形成された取付面２１３ｂも環状であり、底板２１１の取付を容易にし、底板２１１と取付面２１３ｂとが接着されてよい。

図１０に示すように、サイドフレーム２００ａの密封カバー２２０から離れる一端の内輪は、環状の凹み溝を有し、凹み溝の底壁は、取付面２１３ｂを形成し、底板２１１は、凹み溝に取り付けられる。換言すれば、支持板２１３の下面は、サイドフレーム２００ａの下面に対して上向きに凹み、このように、サイドフレーム２００ａの内部空間を利用して底板２１１を取り付けることができ、例えば、図１０に示す実施例では、底板２１１の下面がサイドフレーム２００ａの下面と略面一となるため、電池パック１０全体の高さが小さくなる。

矩形単電池１００は、サイドフレーム２００ａに支持され、かつ矩形単電池１００は、底板２１１から離間して設けられる。底板２１１は、矩形単電池１００の重量を支える必要がないため、底板２１１を薄くすることができる。離間して設けられた矩形単電池１００と底板２１１との間に保温層２１７が設けられる。図１０に示すように、支持板２１３及び矩形単電池１００は、底板２１１と共に、保温層２１７を収容する保温空間を画定し、保温層２１７の厚さは、支持板２１３の厚さ（Ｚ方向）と略等しくてよく、保温層２１７は、矩形単電池１００と外部との熱伝達を遮断して、矩形単電池１００の保温機能を実現し、かつ収容装置外の外部環境と、収容装置内の矩形単電池１００との間に熱干渉が発生することを回避するためのものである。保温層２１７は、断熱性、保温機能を有する材料で製造されてよく、例えば、保温綿で製造される。

図５～図７及び図１０に示すように、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の矩形電池収容ユニットに向かう内壁面は、いずれも第１の接続面２１５を有し、第１の接続面２１５から密封カバー２２０までの距離は、支持面２１３ａから密封カバー２２０までの距離よりも小さく、矩形単電池１００は、第１の接続面２１５に接続される。すなわち、矩形単電池１００は、支持面２１３ａのみでサイドフレーム２００ａに支持されるものではなく、支持面２１３ａと第１の接続面２１５を設けることにより、サイドフレーム２００ａが一箇所で受ける矩形単電池１００の圧力を低減し、圧力を各箇所に分散してサイドフレーム２００ａの局所的な割れを防止することができる。

第１の接続面２１５は、支持面２１３ａに対して径方向外側に位置し、このように、矩形単電池１００を上部の開放端からトレイに組み込むことに影響を及ぼさない。

実際の実行において、図５～図７に示すように、第１のフレーム２０１又は第２のフレーム２０２の矩形電池収容ユニットに向かう内壁面は、少なくとも２段の段差を有し、２つの段差面は、それぞれ第１の接続面２１５と支持面２１３ａを形成し、第１の接続面２１５と支持面２１３ａは、鉛直方向の内壁面により接続される。多段段差式の構造は、成形しやすく、サイドフレーム２００ａの構造強度を補強し、限られた空間内に矩形単電池１００の組立を実現することができる。絶縁板は、矩形単電池１００の端面と、第１の接続面２１５と支持面２１３ａとの間の鉛直方向の内壁面との間に設けられてよい。

図１０及び図１２に示すように、電池パック１０は、矩形単電池１００自体の長手方向に沿った両端のそれぞれに設けられた端板をさらに含み、矩形単電池１００は、端板により第１の接続面２１５に接続される。絶縁板は、端板と一体に設けられてよい。

図１４に示すように、端板は、端板本体２０７ａ及び第１の接続板２０７ｂを含み、端板本体２０７ａは、矩形単電池１００の端面に対向して設けられ、第１の接続板２０７ｂは、端板本体２０７ａに接続され、かつ第１の接続面２１５（サイドフレーム２００ａ）に向かって突出し、第１の接続板２０７ｂは、第１の接続面２１５に接続され、第１の接続板２０７ｂと端板本体２０７ａは、折曲形、例えばＬ字状に形成されてよい。もちろん、図１６に示すような多層型電池パック１０に対して、第１の接続板２０７ｂと端板本体２０７ａは、Ｔ字状に形成されてよい。

説明の便宜上、矩形単電池１００の第１の端部に設けられた端板を第１の端板２０７と定義し、矩形単電池１００の第２の端部に設けられた端板を第２の端板２０８と定義し、第１の端板２０７と第２の端板２０８の構造は同じであってよい。矩形単電池１００の第１の端部は、第１の端板２０７により第１のフレーム２０１に支持され、矩形単電池１００の第２の端部は、第２の端板２０８により第２のフレーム２０２に支持され、第１の端板２０７、第２の端板２０８及び矩形単電池１００は、電池アレイ４００を構成する。

このように、第１の端板２０７の端板本体２０７ａは、矩形単電池１００の第１の端面と第１のフレーム２０１との間に挟設され、第１の端板２０７の第１の接続板２０７ｂは、第１のフレーム２０１の第１の接続面２１５に支持され、かつ第１のフレーム２０１の第１の接続面２１５に接続され、第２の端板２０８の端板本体は、矩形単電池１００の第２の端面と第２のフレーム２０２との間に挟設され、第２の端板２０８の第１の接続板は、第２のフレーム２０２の第１の接続面２１５に支持され、かつ第２のフレーム２０２の第１の接続面２１５に接続される。

実際の実行において、図１４に示すように、第１の接続板２０７ｂに複数の取付孔が設けられ、複数の取付孔は、第２の方向に沿って離間して配置され、第１の接続板２０７ｂの取付孔の位置は、他の領域と比較して幅広く処理されてよく、第１の接続板２０７ｂは、ねじ接続部材により第１の接続面２１５に接続されてよい。

単一の電池アレイ４００に対して、第１の端板２０７が１つであってよく、第２の端板２０８が１つであってよく、もちろん、複数の第１の端板２０７又は第２の端板２０８を設けてもよい。

図８及び図１０に示すように、矩形単電池１００の２つの端面のうちの少なくとも１つに防爆弁１０３が設けられ、２つの端板（第１の端板２０７及び第２の端板２０８）のうちの少なくとも１つの端板本体２０７ａに、防爆弁１０３に対応する貫通孔２０７ｃが設けられ、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２のうちの少なくとも１つに、貫通孔２０７ｃに対応する排気孔２２１と、排気孔２２１に連通する排気通路２２２とが設けられる。

一実施形態では、矩形単電池１００の第１のフレーム２０１に向かう第１の端部に防爆弁１０３が設けられ、第１のフレーム２０１の内部に排気通路２２２が設けられ、排気通路２２２は、空洞型の第１のフレーム２０１の内部に自然に形成されたものであってよく、第１の端板２０７における、各矩形単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置のそれぞれに貫通孔２０７ｃが設けられ、第１のフレーム２０１における、各矩形単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置のそれぞれに排気孔２２１が設けられ、排気孔２２１は、排気通路２２２に連通し、電池パックケース２００に、排気通路２２２に連通する排気口が設けられ、及び／又は、矩形単電池１００の第２のフレーム２０２に向かう第２の端部に防爆弁１０３が設けられ、第２のフレーム２０２の内部に排気通路２２２が設けられ、第２の端板２０８における、各矩形単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置のそれぞれに貫通孔２０７ｃが設けられ、第２のフレーム２０２における、各矩形単電池１００の防爆弁１０３に対応する位置のそれぞれに排気孔２２１が設けられ、排気孔２２１は、排気通路２２２に連通し、電池パックケース２００に、排気通路２２２に連通する排気口が設けられる。他の実施形態では、矩形単電池１００の両端のそれぞれに防爆弁１０３が設けられ、これに対応して、第１の端板２０７及び第２の端板２０８のそれぞれに貫通孔２０７ｃが設けられ、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２のそれぞれに排気孔２２１及び排気通路２２２が設けられる。

従来技術において、矩形単電池１００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１０３が開き、矩形単電池１００の内部の火炎、煙又はガスが防爆弁１０３を通って排出されて、電池パック１０の内部に集まり、タイムリーに排出できなければ、矩形単電池１００に対して二次的なダメージを与える。しかしながら、本願では、第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム２０２に、矩形単電池１００の防爆弁１０３に対応する排気孔２２１が設けられ、かつ第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム２０２の内部に排気通路２２２が設けられるため、矩形単電池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を通って第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム２０２内の排気通路２２２に直接的に入り、かつ排気孔２２１により第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム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、煙又はガスは、収容装置の内部に集まらず、矩形単電池１００に対して二次的なダメージを与えることを回避する。

図３、図１２、図１５に示すように、第１の接続面２１５と密封カバー２２０との間に、電池管理部品と配電部品を収容する管理収容空間が画定される。実際の実行において、第１の接続板２０７ｂと密封カバー２２０が離間し、管理収容空間は、第１の接続板２０７ｂ、サイドフレーム２００ａ及び密封カバー２２０によって画定されてよく、このように、電池アレイ４００の外周に一周の管理収容空間が形成され、該管理収容空間は、電池管理部品と配電部品を取り付けるために使用でき、電池管理部品と配電部品に対してわざわざ取付空間を設計する必要がなくなり、電池アレイ４００の取付後の隙間を十分に利用して、電池密度の最大化を実現することができる。

いくつかの実施例では、図３に示すように、第３のフレーム２０３は、第３のフレーム２０３に隣接して設けられた矩形単電池１００に対して、第４のフレーム２０４に向かう作用力を与え、第４のフレーム２０４は、第４のフレーム２０４に隣接して設けられた矩形単電池１００に対して、第３のフレーム２０３に向かう作用力を与えることにより、複数の矩形単電池１００を第２の方向に沿って第３のフレーム２０３と第４のフレーム２０４との間に密に配列し、複数の矩形単電池１００を互いに貼り合わせることができる。また、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、第２の方向に複数の矩形単電池１００を位置規制することができ、特に、矩形単電池１００が僅かに膨張すると、矩形単電池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、矩形単電池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、矩形単電池１００に防爆弁１０３及び電流遮断装置（ＣＩＤ）が設けられる場合、第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４により、矩形単電池１００が膨張することを効果的に制限することができ、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ための十分なガス圧力を有し、矩形単電池１００を短絡させ、矩形単電池１００の安全を保証し、矩形単電池１００が爆発することを防止することができる。

いくつかの実施例では、第３のフレーム２０３と第３のフレーム２０３に隣接する矩形単電池１００との間、及び第４のフレーム２０４と第４のフレーム２０４に隣接する矩形単電池１００との間のうちの少なくとも１個所に弾性装置が弾性的に挟設される。

第３のフレーム２０３と第３のフレーム２０３に隣接する矩形単電池１００との間に第１の弾性装置が設けられてよく、及び／又は、第４のフレーム２０４と第４サイドフレーム２０４に隣接する矩形単電池１００との間に第２の弾性装置が設けられてよい。第１の弾性装置は、第３のフレーム２０３に取り付けられてよく、第２の弾性装置は、第４のフレーム２０４に取り付けられてよく、第１の弾性装置と第２の弾性装置によって複数の矩形単電池１００が密に配列することができ、このように、第３のフレーム２０３と第４のフレーム２０４との間に配列された矩形単電池１００の数は、第３のフレーム２０３と第４のフレーム２０４との間の距離を変更することなく、第１の弾性装置及び第２の弾性装置と第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４との間の取付距離を変更することにより調整することができる。

いくつかの実施例では、図１２に示すように、電池パック１０は、第３のフレーム２０３と第３のフレーム２０３に隣接する矩形単電池１００との間、及び第４のフレーム２０４と第４のフレーム２０４に隣接する矩形単電池１００との間に設けられた側板をさらに含む。弾性装置は、側板と一体に設けられてよく、側板は、ゴムで製造されてよい。

図１３に示すように、側板は、側板本体２０９ａ及び第２の接続板２０９ｂを含み、側板本体２０９ａは、矩形単電池１００の側面に対向して設けられ、第２の接続板２０９ｂは、側板本体２０９ａに接続され、かつ第３のフレーム２０３又は第４のフレーム２０４に向かって突出し、第３のフレーム２０３と第４のフレーム２０４に密封カバー２２０に向かう第２の接続面２１６が設けられ、第２の接続板２０９ｂは、第２の接続面２１６に接続される。第２の接続板２０９ｂと側板本体２０９ａは、折曲形、例えばＬ字状、Ｔ字状に形成されてよい。

説明の便宜上、矩形単電池１００と第３のフレーム２０３との間に設けられた側板を第１の側板２０９と定義し、矩形単電池１００の第２の端部に設けられた側板を第２の側板２１０と定義し、第１の側板２０９と第２の側板２１０の構造は同じであってよい。第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０及び矩形単電池１００は、電池アレイ４００を構成する。このように、複数の矩形単電池１００の周囲は、いずれも端板又は側板によって挟持され、電池アレイ４００は、ほぼ全体として形成される。

このように、第１の側板２０９の側板本体２０９ａは、矩形単電池１００の側面と第３のフレーム２０３との間に挟設され、第１の側板２０９の第２の接続板２０９ｂは、第３のフレーム２０３の第２の接続面２１６に支持され、かつ第３のフレーム２０３の第２の接続面２１６に接続され、第２の側板２１０の側板本体は、矩形単電池１００の側面と第４のフレーム２０４との間に挟設され、第２の側板２１０の第２の接続板は、第４のフレーム２０４の第２の接続面２１６に支持され、かつ第４のフレーム２０４の第２の接続面２１６に接続される。

図１２に示すように、矩形単電池１００の第３の方向における２つの面のそれぞれにパネル２１２が設けられてよく、端板の上端と側板の上端は、上方のパネル２１２に接続され、端板の下端と側板の下端は、下方のパネル２１２に接続され、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０、パネル２１２及び矩形単電池１００は、電池アレイ４００を構成することにより、矩形単電池１００の６つの面が全て挟持される。

一実施形態では、図３に示すように、複数の矩形単電池１００は、電池パックケース２００内に直接的に取り付けられてよく、矩形単電池１００の第１の端部及び第２の端部は、それぞれ第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持されてよい。

別の実施形態では、図１５～図１９に示すように、先に複数の矩形単電池１００を少なくとも１つの電池アレイ４００に組み立て、次に電池アレイ４００を電池パックケース２００内に取り付けてもよい。このように、本願の技術的思想に基づいて、電池アレイ４００の外部構造と第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２との嵌合関係により、本願の技術的効果を同様に実現することができる。

いくつかの実施例では、図１２に示すように、電池パック１０は、パネル２１２、端板、側板、複数の矩形単電池１００及び電池パックケース２００を含み、複数の矩形単電池１００は、配列して設けられ、矩形単電池１００の配列について、上記実施例の説明を参照することができ、矩形単電池１００の上面及び下面のそれぞれにパネル２１２が接続され、矩形単電池１００の２つの端面のそれぞれに端板が設けられ、最も外側の２つの矩形単電池１００の外側面のそれぞれに側板が設けられ、端板及び側板は、いずれも２つのパネル２１２に接続され、電池パックケース２００のサイドフレーム２００ａの矩形電池収容ユニットに向かう内壁面は、支持面２１３ａ及び接続面（第１の接続面２１５及び第２の接続面２１６）を有し、矩形単電池１００の両端は、支持面２１３ａに支持され、端板及び側板は、いずれも接続面に接続される。

複数の長尺状の矩形単電池１００を電池パックケース２００に組み立てる場合、構造が安定した電池アレイ４００を形成しにくく、パネル２１２、端板、側板で６つの面から内側に押圧することにより、電池アレイ４００の全体性が安定し、組立が容易となる。

いくつかの実施例では、少なくとも一部の矩形単電池１００の下方にパネル２１２が設けられ、パネル２１２は、第１の端板２０７及び第２の端板２０８に接続され、パネル２１２、第１の端板２０７、第２の端部２０８及び少なくとも一部の矩形単電池１００は、電池アレイ４００を構成する。換言すれば、複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部の下方にパネル２１２が設けられ、パネル２１２は、第１の端板２０７及び第２の端板２０８に接続され、、パネル２１２、第１の端板２０７、第２の端部２０８及び複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池アレイ４００を構成する。換言すれば、パネル２１２が１つであってよく、第１の端板２０７と第２の端板２０８は、該パネル２１２に接続され、第１の端板２０７、第２の端板２０８及びパネル２１２は、複数の矩形単電池１００を収容する収容空間を構成し、取付時に、複数の矩形単電池１００を該収容空間内に配置した後、第１の端板２０７及び第２の端板２０８を第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持する。パネル２１２は、複数の第１の端板２０７及び第２の端板２０８と共に複数の電池アレイ４００を構成するように複数であってもよく、複数の電池アレイ４００は、電池パックケース２００内に取り付けられる。

いくつかの実施例では、少なくとも一部の矩形単電池１００の上方にパネル２１２が設けられ、パネル２１２は、第１の端板２０７及び第２の端板２０８に接続され、上方のパネル２１２、下方のパネル２１２、第１の端板２０７、第２の端板２０８及び複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池アレイ４００を構成する。換言すれば、複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部の上方にパネル２１２が設けられ、パネル２１２は、第１の端板２０７及び第２の端板２０８に接続され、上方のパネル２１２、下方のパネル２１２、第１の端板２０７、第２の端板２０８及び複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池アレイ４００を構成する。換言すれば、パネル２１２は、第１の端板２０７及び第２の端板２０８の頂部に位置し、第１の端板２０７及び第２の端板２０８の底部にも位置し、矩形単電池１００は、パネル２１２とパネル２１２との間に位置し、このように、パネル２１２及びパネル２１２は、矩形単電池１００が上下に移動することを防止し、矩形単電池１００の安定性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、電池パックケース２００は、第１の方向とは異なる第２の方向に沿って対向して設けられた第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４を有し、第３のフレーム２０３に隣接する矩形単電池１００の第３のフレーム２０３に向かう側に第１の側板２０９が設けられ、第４のフレーム２０４に隣接する矩形単電池１００の第４のフレーム２０４に向かう側に第２の側板２１０が設けられ、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０、上方のパネル２１２、下方のパネル２１２及び複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池アレイ４００を構成する。電池アレイ４００は、１つであってもよく、複数であってもよく、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９及び第２の側板２１０は、パネル２１２及びパネル２１２の周囲に設けられてよく、第１の端板２０７は、第１のフレーム２０１に固定され、第２の端板２０８は、第２のフレーム２０２に固定され、第１の側板２０９は、第３のフレーム２０３に固定され、第２の側板２１０は、第４のフレーム２０４に固定され、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０、上方のパネル２１２は、下方のパネル２１２と共に、複数の矩形単電池１００を収容するための密閉収容空間を画定し、このように、矩形単電池１００が故障し、発火して爆発すると、第１の端板２０７、第２の端板２０８、第１の側板２０９、第２の側板２１０、パネル２１２及びパネル２１２は、矩形単電池１００の故障を一定の範囲内に制御して、矩形単電池１００の爆発による周囲の部品に対する影響を防止することができる。該第１の側板２０９は、上記第１の弾性緩衝板であってよく、該第２の側板２１０は、上記第２の弾性緩衝板であってよく、このように、第１の側板２０９及び第２の側板２１０は、複数の矩形単電池１００の膨張変形を制限する機能を備えることにより、防爆弁１０３及び／又は電流遮断装置（ＣＩＤ）の起動を確保することができる。

別の実施形態では、複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部の矩形単電池１００の下方にパネル２１２が設けられ、少なくとも一部の矩形単電池１００は、パネル２１２により第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持され、パネル２１２と少なくとも一部の矩形単電池１００は、電池アレイ４００を構成する。換言すれば、複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部の下方にパネル２１２が設けられ、各矩形単電池１００は、パネル２１２により第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持され、パネル２１２と複数の矩形単電池１００のうちの少なくとも一部は、電池アレイ４００を構成し、該実施形態では、複数の矩形単電池１００をパネル２１２により第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持することによって、電池アレイ４００の構造を簡略化し、電池パック１０の軽量化の実現に役立つ。

従来技術において、矩形単電池１００の寸法が小さく、長さが短く、矩形単電池１００の対向する両端が、電池パックケース２００内の対向して設けられた２つのサイドシルに嵌合することができないため、電池パックケース２００内に横方向梁及び／又は縦方向梁（図示）を設ける必要があり、このように、矩形単電池１００の組立が容易になる。矩形単電池１００を電池アレイ４００の形態で電池パックケース２００に取り付けた後、電池パックケース２００の第１の方向に沿って複数の矩形単電池１００が存在し、すなわち、矩形単電池１００は、対向して設けられた２つのサイドシル（第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２、又は第１の側壁及び第２の側壁）の間に延びることなく、対向して設けられた２つの横方向梁又は縦方向梁の間に延び、電池アレイ４００は、締結具により隣接する横方向梁及び／又は縦方向梁に固定される。

本願では、図２に示すように、矩形単電池１００の長さがＬであり、高さがＨであり、厚さがＤであり、ここで、４≦Ｌ／Ｈ≦２１であり、例えば４≦Ｌ／Ｈ≦２０であり、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８であり、例えば２３≦Ｌ／Ｄ≦２００である。すなわち、本願に係る矩形単電池１００の長手方向の寸法は、高さ方向及び厚さ方向の寸法よりもはるかに大きく、長尺状の矩形単電池１００は、第１のフレーム２０１から第２のフレーム２０２まで延びることができる。

実際の実行において、電池パック１０を、車両１に用いられ電気エネルギーを供給する電池パック１０として使用する場合、矩形単電池１００の長手方向を車両１の幅方向、すなわち、車両１の左右方向とすることができ、いくつかの実施例では、矩形単電池１００の長さが車両１の幅に合わせるように、矩形単電池１００の長さＬは、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、例えば６００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍの条件を満たす。

図２、図４、図１２、図１７～図１９に示す実施例では、隣接する２つの矩形単電池１００は、縦と高さからなる側面が正対して貼り合わせられてよく、矩形単電池１００は、体積がＶであり、高さがＨであり、０．０００１ｍｍ^－２≦Ｈ／Ｖ≦０．０００１５ｍｍ^－２の条件を満たす。

Ｖが一定であるとき、Ｈ／Ｖが小さいほど、Ｌ＊Ｄが大きくなり、上記実施例では、矩形単電池１００は、主に縦と横からなる面により放熱し、Ｌ＊Ｄの値を大きくすると、矩形単電池１００の放熱効果を向上させ、熱の蓄積を防止することができることが理解される。

いくつかの実施例では、矩形単電池１００の長手方向は、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に垂直であり、複数の矩形単電池１００が形成した電池アレイ４００のトレイ内の配置形態が様々あり、以下、いくつかの実施例を説明する。

図３及び図１２に示す実施例では、矩形単電池１００の第１の端部と第２の端部との間の距離がＬであり、第１のフレーム２０１の内壁面と第２のフレーム２０２の内壁面との間の距離がＬ２であり、ＬとＬ２との比がＬ／Ｌ２≧５０％の条件を満たす。換言すれば、第１の方向に沿って、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２との間に１つの矩形単電池１００のみが配置され、第１の方向に矩形単電池１００と２つのフレームとの間の距離関係をこのように設定することにより、矩形単電池１００を横方向梁とする目的を達成することができる。本願の例示的な実施形態では、第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２との間に第１の方向に沿って１つの矩形単電池１００のみを配置することにより、矩形単電池１００自体を、電池パックケース２００の構造強度を補強するための横方向梁として使用することができる。

いくつかの実施例では、ＬとＬ２の比が８０％≦Ｌ／Ｌ２≦９７％の条件を満たすことにより、矩形単電池１００の第１の端部及び第２の端部を第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に可能な限り近づけ、更に第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に当接させ、このように、矩形単電池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、矩形単電池１００を、電池パックケース２００の構造強度を補強するための横方向梁として使用することを保証し、電池パックケース２００が外力による変形に抵抗するための十分な強度を有することを保証する。

図３及び図１２に示す実施例では、トレイ全体に１つの電池アレイ４００が設けられ、このように、矩形単電池１００の最密配列を実現することができる。

いくつかの実施例では、図１８に示すように、電池パックケース２００内に第１の横方向梁７００が設けられ、第１の横方向梁７００は、パックケース２００の第１の方向に沿って延び、第１の横方向梁７００は、電池パックケース２００の内部を２つの矩形電池収容ユニットに分ける。

図１８に示す実施例では、電池パックケース２００全体に、第２の方向に沿って配置された２つの電池アレイ４００が設けられ、各矩形電池収容ユニットに１つの電池アレイ４００が設けられ、隣接する電池アレイ４００の間に一定の隙間が残される。例えば、図１５に示す実施例では、電池パック１０は、第２の方向に沿って配置された３つの電池アレイ４００を含み、例えば、図１８に示す実施例では、電池パック１０は、第２の方向に沿って配置された２つの電池アレイ４００を含む。

電池パック１０の第２の方向に沿った寸法が大きすぎる場合、複数の電池アレイ４００を設けることにより、組立を容易にし、組立時の第２の方向に沿った累積誤差を小さくし、かつ第２の方向に一定の膨張空間を残すことができることが理解される。

他の可能な実施形態では、本願の思想では、第１の方向に２つ又は２つ以上の矩形単電池１００を設けてもよく、少なくとも電池パックケース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。

いくつかの実施例では、図１７に示すように、電池パックケース２００内に第２の横方向梁８００が設けられ、第２の横方向梁８００は、パックケース２００の第２の方向に沿って延び、第２の横方向梁８００は、電池パックケース２００の内部を２つの電池収容ユニットに分ける。

図１７に示すように、電池パックケース２００の全体に、第１の方向に沿って配置された２つの電池アレイ４００が設けられ、各矩形電池収容ユニットに１つの電池アレイ４００が設けられ、隣接する電池アレイ４００の間に一定の隙間が残される。

電池パック１０の第１の方向に沿った寸法が大きすぎる場合、複数の電池アレイ４００を設けることにより、組立を容易にし、第１の方向に一定の膨張空間を残し、かつ矩形単電池１００の長さを短くして、矩形単電池１００の製造を容易にすることが理解される。

いくつかの実施例では、図１９に示すように、電池パックケース２００内に、電池パックケース２００の第１の方向に沿って延びる第１の横方向梁７００と、電池パックケース２００の第２の方向に沿って延びる第２の横方向梁８００とが設けられ、第１の横方向梁７００及び第２の横方向梁８００は、交差して設けられ、電池パックケース２００の内部を４つの電池収容ユニットに分ける。

図１９に示す実施例では、電池パックケース２００全体に、第１の方向に沿って配置された２つの電池アレイ４００が設けられ、第２の方向に沿って配置された２つの電池アレイ４００も設けられ、各矩形電池収容ユニットに１つの電池アレイ４００が設けられる。図１９に示す実施例では、電池パック１０は、２＊２の４つの電池アレイ４００を含み、このように、各矩形単電池１００の長さが比較的に長くないように設計することができ、矩形単電池１００の製造を容易にし、組立時の第２の方向に沿った累積誤差を小さくし、かつ第１の方向及び第２の方向に一定の膨張空間を残す。

図１６に示す実施例では、電池パック１０に、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って少なくとも２層の複数の矩形単電池１００が配置される。換言すれば、複数の矩形単電池１００は、第３の方向（第３の方向は、第１の方向に垂直であり、かつ第２の方向に垂直である）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矩形単電池１００は、いずれも第１のフレーム２０１と第２のフレーム２０２との間に位置し、電池パックケース２００の寸法に応じて矩形単電池１００の層数を設定することができる。このように、電池パックケース２００の限られた空間内に複数の矩形単電池１００を可能な限り多く配置することができ、電池パックケース２００の体積利用率を向上させ、電池パック１０の容量、電圧及び航続能力を向上させることができる。このように、車両全体が第３の方向に十分に高い空間を有する場合、より多くの矩形単電池１００を配置することができ、かつ該配置形態により、矩形単電池１００の高さ方向の寸法を短くし、矩形単電池１００の放熱を容易にすることができる。

上記実施例では、第３の方向に沿って積層された矩形単電池１００は、両端が第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に嵌合された矩形単電池１００であってもよく、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に嵌合支持されるか又は接続されることなく、次層の矩形単電池１００の頂部に直接配置された矩形単電池１００であってもよい。

本願の一実施形態では、第１の方向は、第２の方向に垂直であってよく、第１の方向は、各矩形単電池１００の長手方向であり、第２の方向は、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の長手方向、すなわち、各矩形単電池１００の厚さ方向である。すなわち、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、矩形単電池１００に垂直であり、各矩形単電池１００の長手方向の両端は、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２に支持される。このように、第１のフレーム２０１及び／又は第２のフレーム２０２が外力による衝撃を受ける場合、複数の矩形単電池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うまく果たし、電池パックケース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。本実施形態では、図３、図５、図６、図７、図１５～図１９に示すように、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、直線構造であり、第２の方向は、直線方向であり、いくつかの可能な実施形態では、第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、曲線構造であってよく、このとき、第１の方向は、円周方向であってよく、対応する第２の方向は、径方向であってよい。

本願のいくつかの実施例では、電池パック１０は、矩形単電池１００の上面に取り付けられた熱交換板２１９をさらに含む。

電池アレイ４００内に熱交換板２１９を含む実施例にとって、図１１に示すように、熱交換板２１９と矩形単電池１００との間に熱伝導板２１８を設けてよく、単電池の放熱に役立ち、かつ複数の矩形単電池１００の間の温度差が大きくなりすぎないことを保証する。熱伝導板２１８は、熱伝導性の高い材料で製造されてよく、例えば、熱伝導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。

一実施形態では、図１２に示すように、電池アレイ４００内にパネル２１２を含む実施例にとって、熱交換板２１９は、上方のパネル２１２と一体に設けられてよく、熱交換板２１９は液冷式であってよく、上方のパネル２１２の内部に冷却通路が設けられ、冷却通路の内部に冷却液が設けられ、冷却液により矩形単電池１００の降温を実現し、矩形単電池１００を適切な作動温度にすることができる。熱交換板２１９及び矩形単電池１００に熱伝導板２１８が設けられるため、冷却液により矩形単電池１００を冷却するとき、熱交換板２１９の各位置での温度差を熱伝導板２１８によって均一化して、複数の矩形単電池１００の温度差を１℃以内に制御することができる。

熱交換板２１９の冷却効果を向上させるために、図２２～図２４に示すように、熱交換板２１９の上流に気液分離器２２３を設けることができ、熱交換板２１９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が、気液分離器２２３を通って気液分離した後、純液相の冷却液が熱交換板２１９に入って矩形単電池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。

熱交換板２１９は、任意の適切な構造を有してよい。一実施形態では、図２２に示すように、熱交換板２１９内に複数の冷却液管路２２４を有してよく、各冷却液管路２２４は、同じ側に位置する冷却液入口２２５及び冷却液出口２２６を有するように、Ｕ字状に形成され、複数の冷却液管路２２４の冷却液入口２２５及び冷却液出口２２６は、複数の冷却液管路２２４の配列方向に沿って順に離間して設けられ、電池パックは、給液ヘッダパイプ２２７及び排液ヘッダパイプ２２８をさらに含み、各冷却液入口２２５が給液ヘッダパイプ２２７に連通し、各冷却液出口２２６が排液ヘッダパイプ２２８に連通する。

別の実施形態では、図２３及び図２４に示すように、熱交換板２１９内に複数の冷却液管路２２４を有し、複数の冷却液管路２２４は、ストレート管路であり、かつ互いに平行に離間して配列され、各冷却液管路２２４の両端に、それぞれ対向して設けられた冷却液入口２２５及び冷却液出口２２６を有し、複数の冷却液管路２２４の冷却液入口２２５及び冷却液出口２２６は、複数の冷却液管路２２４の配列方向に沿って順に離間して設けられ、電池パックは、給液ヘッダパイプ２２７及び排液ヘッダパイプ２２８をさらに含み、各冷却液入口２２５が給液ヘッダパイプ２２７に連通し、各冷却液出口２２６が排液ヘッダパイプ２２８に連通する。図２３及び図２４に示すように、給液ヘッダパイプ２２７に冷却液総入口２２９が設けられ、排液ヘッダパイプ２２８に冷却液総出口２３０が設けられ、冷却液総入口２２９及び冷却液総出口２３０は、熱交換板２１９の同じ側又は反対側に位置する。

矩形単電池１００を冷媒により冷却することもでき、本開示の別の実施形態では、パネル２１２は、内部に冷却構造が設けられた直冷板であり、直冷板の内部に冷媒が設けられ、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、矩形単電池１００の熱を効果的に吸収して、矩形単電池１００の温度を常に適切な温度値に維持することができる。直冷板内の管路と上記熱交換板２１９は、同じであっても異なってもよい。

以上より、電池パックの寸法が６００ｍｍより大きい場合、従来技術に比較して、本願は、単電池の寸法を長く設計し、最大２５００ｍｍとすることができ、該単電池の寸法と電池パックの寸法を合わせることにより、以下の技術的効果を達成することができる。

１．電池パックの体積利用率の顕著な向上と電池パックの体積エネルギー密度の向上：現在、業界の体積利用率が４０％程度であるが、本願の設計により、電池パックの内部全体に電池を配置することができ、体積利用率が６０％以上、更に８０％に向上し、その体積エネルギー密度が２０％以上向上する。同様な車両は、本願に係る電池及び配置形態を採用すると、エネルギーが２０％～３０％向上することができ、車両の走行可能な距離も２０％～３０％向上することができる。

２．電池パックのコストの顕著な低減：単電池自体が機械的補強作用を担うことにより、電池トレイの補強リブを省略するか又は減少させることができ、電池パックの製造プロセスが簡単であり、製造コストを低減し、また、本願に係る単電池の寸法が電池パックの寸法に合わせ、単電池を電池パックに直接的に並んで配置することができ、従来技術のように、先に複数の単電池を、２つの端板と２つの側板で囲まれたモジュールフレーム内に並んで配置し、次に電池モジュールを電池パックに組み立てる必要がなく、本願に係る単電池の寸法が十分に長く、複数の単電池を電池パックに直接的に並んで配置することができ、電池モジュールを組み立てる端板、側板、及び電池モジュールを固定して取り付けるねじなどの大量の締結具を省略するか又は減少させ、単電池の組立プロセスがより簡単であり、大量の手間や物資などの製造コストを節約し、電気自動車の普及に一層有利である。

３．電池パックの安定性及び信頼性の向上：電池パックの組立プロセスが複雑になるほど、不良品発生の確率が高くなり、電池パックが緩み、取付が強固にならない可能性も大きくなり、電池パックの品質に悪影響を及ぼし、電池パックの安定性及び信頼性を低下させる。本願に係る単電池を電池パックに組み立てると、組立プロセスがより簡単になるため、電池パックの安定性及び信頼性を向上させ、電池パックの不良率を低下させる。

４．電池パックの放熱安全性の顕著な向上：電池パックの昇温は、発熱と放熱が共に作用する結果であり、同じ容量の前提で、単電池の発熱量が一定であり、本願は、単電池を扁長にするように設計することにより、単電池の放熱効果がより高く、単電池の昇温が低下し、電池パックの作動条件が一定である前提で、該単電池を採用して、電池パックの昇温が低下するため、電池パックの安全性も大きく向上する。

上述した単電池が長いことによってもたらす顕著な技術的効果に基づいて、単電池の自体に対する支持を実現するために、成形プロセス、構造設計などの面の改善により、ケースの支持強度を向上させるとともに、ケースのアスペクト比を所定の範囲内に制御することができる。また、集電経路の最適化などにより、単電池の内部抵抗を低減することができる。また、注液プロセスの改善により、単電池の寸法が長いことによってもたらす、注液時間が長くなるという問題を解決することもできる。

以下、比較例１及び実施例１～３、比較例２及び実施例４～５、比較例３及び実施例６～７により説明し、本願の実施例に係る電池パック１０は、矩形単電池１００の配列及び寸法パラメータなどを設計することにより、エネルギー密度などの面で向上する。
（比較例１）

従来技術における電池パック１０によれば、図１に示すように、電池パックケース２００内に２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００が設けられ、２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００は、矩形単電池１００を６つの電池モジュール４００に分け、各電池モジュール４００は、いずれもサイドビーム(側部梁)及びエンドビーム(端部梁)を有する。

電池パック１０の総体積は２１３Ｌであり、該電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は５４．７６％であり（すなわち、空間利用率は５４．７６％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２５１Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図１９に示すように、矩形単電池１００は、長手方向が電池パック１０の幅方向に沿うように配置され、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の幅方向に２つの矩形単電池１００を収容する。電池パックケース２００内に１つの第１の横方向梁７００及び１つの第２の横方向梁８００が設けられ、第１の横方向梁７００は、電池パック１０の幅方向に沿って延び、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に沿って配列して電池アレイ４００を形成し、第１の横方向梁７００は、電池アレイ４００を電池パック１０の長手方向に沿って二分割している。また、複数の矩形単電池１００に２列の電池アレイ４００が電池パック１０の幅方向に沿って配置され、第２の横方向梁８００は、隣接する２列の電池アレイ４００の間に位置する。電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、矩形単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、それらに隣接する矩形単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム(端部梁)及びサイドビーム(側部梁)が設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は５７．３９％であり（すなわち、空間利用率は５７．３９％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２５２Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図１８に示すように、矩形単電池１００は、長手方向が電池パック１０の幅方向に沿うように配置され、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の幅方向に１つの矩形単電池１００を収容し、矩形単電池１００は、電池パック１０の幅方向に電池パックケース２００の一側から他側まで延びる。電池パックケース２００内に１つの第１の横方向梁７００が設けられ、第２の横方向梁８００が設けられておらず、第１の横方向梁７００は、電池パック１０の幅方向に沿って延び、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に沿って配列して電池アレイ４００を形成し、第１の横方向梁７００は、電池アレイ４００を電池パック１０の長手方向に沿って二分割している。電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、矩形単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、それらに隣接する矩形単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム及びサイドビームが設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は５９．７０％であり（すなわち、空間利用率は５９．７０％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２６８Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図２０に示すように、矩形単電池１００は、長手方向が電池パック１０の幅方向に沿うように配置され、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の幅方向に１つの矩形単電池１００を収容し、矩形単電池１００は、電池パック１０の幅方向に電池パックケース２００の一側から他側まで延びる。電池パックケース２００内に第１の横方向梁７００及び第２の横方向梁８００が設けられていない。電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、矩形単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、それらに隣接する矩形単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム及びサイドビームが設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は６２．４１％であり（すなわち、空間利用率は６２．４１％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２８０Ｗｈ／Ｌである。

当業者であれば、上記比較例１と実施例１～３を比較して分かるように、従来技術における電池パック１０と比較して、本願の実施例に係る電池パック１０は、矩形単電池１００の配列、寸法パラメータ及び他の因子の設計により、モジュール形成率が従来の電池パック１０の制限を突き破ることができ、より高いエネルギー密度を実現することができる。
（比較例２）

従来技術における電池パック１０によれば、図１に示すように、電池パックケース２００内に２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００が設けられ、２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００は、矩形単電池１００を６つの電池モジュール４００に分け、各電池モジュール４００は、いずれもサイドビーム及びエンドビームを有する。

電池パック１０の総体積は３１０Ｌであり、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は５３．４９％であり（すなわち、空間利用率は５３．４９％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２４５Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図１７に示すように、矩形単電池１００は、長手方向が電池パック１０の幅方向に沿うように配置され、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の長手方向に１つの矩形単電池１００を収容し、矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に電池パックケース２００の一側から他側まで延びる。電池パックケース２００内に１つの第２の横方向梁８００が設けられ、横方向梁５００が設けられておらず、第２の横方向梁８００は、電池パック１０の長手方向に沿って延び、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の幅方向に沿って配列して電池アレイ４００を形成し、第２の横方向梁８００は、電池アレイ４００を電池パック１０の幅方向に沿って二分割している。電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、矩形単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、それらに隣接する矩形単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム及びサイドビームが設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は５９．２５％であり（すなわち、空間利用率は５９．２５％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２６６Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図２１に示すように、矩形単電池１００は、長手方向が電池パック１０の長手方向に沿って配置され、複数の矩形単電池１００は、電池パック１０の幅方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の長手方向に１つの矩形単電池１００を収容し、矩形単電池１００は、電池パック１０の長手方向に電池パックケース２００の一側から他側まで延びる。電池パックケース２００内に横方向梁及び縦方向梁が設けられていない。電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、矩形単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、それらに隣接する矩形単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム及びサイドビームが設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は６１．２３％であり（すなわち、空間利用率は６１．２３％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２７５Ｗｈ／Ｌである。
（比較例３）

従来技術における電池パック１０によれば、図１に示すように、電池パックケース２００内に２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００が設けられ、２つの横方向梁５００及び１つの縦方向梁６００は、単電池１００を６つの電池モジュール４００に分け、各電池モジュール４００は、いずれもサイドビーム及びエンドビームを有する。

該電池パック１０の単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は６０．２３％であり（すなわち、空間利用率は６０．２３％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は２７６Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図２１に示すように、単電池１００は、長手方向が電池パック１０の長手方向に沿うように配置され、複数の単電池１００は、電池パック１０の幅方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の長手方向に１つの単電池１００を収容し、単電池１００は、電池パック１０の長手方向に電池パックケース２００の一側から他側まで延びる。電池パックケース２００内に横方向梁及び縦方向梁が設けられていない。電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、それらに隣接する単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム及びサイドビームが設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は７２．３９％であり（すなわち、空間利用率は７２．３９％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は３２６Ｗｈ／Ｌである。

本願の実施例に係る電池パック１０によれば、図２１に示すように、単電池１００は、長手方向が電池パック１０の長手方向に沿うように配置され、複数の単電池１００は、電池パック１０の幅方向に沿って配列され、電池パックケース２００は、電池パック１０の長手方向に１つの単電池１００を収容し、単電池１００は、電池パック１０の長手方向に電池パックケース２００の一側から他側まで延びる。電池パックケース２００内に横方向梁及び縦方向梁が設けられていない。電池パックケース２００の、電池パック１０の長手方向の両端に位置する第３のフレーム２０３及び第４のフレーム２０４は、単電池１００に対して支持力を提供し、電池パックケース２００の、電池パック１０の幅方向の両側に位置する第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２は、それらに隣接する単電池１００に対して内向きの押圧力を提供する。電池パックケース２００内に電池パック１０の高さ方向に沿って２層の電池アレイ４００が含まれる。該電池パック１０の電池アレイ４００（電池モジュールとも理解される）にエンドビーム及びサイドビームが設けられていない。

本実施例では、電池パック１０の矩形単電池１００の体積の和と電池パック１０の体積との比は７３．６６％であり（すなわち、空間利用率は７３．６６％である）、該電池パック１０のエネルギー密度は３３２Ｗｈ／Ｌである。

実施例１～７と比較例１～３の具体的なパラメータを表１に示す。

トレイ及び上部カバーなどのケースの体積と、内部の電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積との和は、おおよその推定値であり、正確な値とは少し異なるが、全体的に大差がなく、許容可能な誤差の範囲内に、結果に大きな影響を及ぼさない。

比較例１及び実施例１～３において、
動力電池パックの総体積：２１３Ｌ（１３８０＊１００５＊１３７＊０．０００００１＋２２．５）、パック本体の長さ：１３８０ｍｍ、幅：１００５ｍｍ、厚さ：１３７ｍｍ、トレイ及び上部カバーなどのケースの体積と、内部の電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積との和：５８Ｌ、実際に残される、単電池及び／又は横方向梁or縦方向梁を収容できる体積：１５５Ｌ。

比較例２及び実施例４、５において、
動力電池パックの総体積：３１０Ｌ（＝１５８０＊１３８０＊１３７＊０．０００００１＋１１）、パック本体の長さ：１５８０ｍｍ、幅：１３８０ｍｍ、厚さ：１３７ｍｍ、トレイ及び上部カバーなどのケースの体積と、内部の電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積との和：８９Ｌ、実際に残される、単電池及び／又は横方向梁or縦方向梁を収容できる体積：２２１Ｌ。

比較例３及び実施例６において、
動力電池パックの総体積：４１４Ｌ（＝２１３０＊１３８０＊１３７＊０．０００００１＋１１）、パック本体の長さ：２１３０ｍｍ、幅：１３８０ｍｍ、厚さ：１３７ｍｍ、トレイ及び上部カバーなどのケースの体積と、内部の電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積との和：５８Ｌ、実際に残される、単電池及び／又は横方向梁or縦方向梁を収容できる体積：３１２Ｌ。

実施例７において、
動力電池パックの総体積：５０８Ｌ（＝２６３０＊１３８０＊１３７＊０．０００００１＋１１）、
パック本体の長さ＝２６３０ｍｍ、幅＝１３８０ｍｍ、厚さ＝１３７ｍｍ、トレイ及び上部カバーなどのケースの体積と、内部の電池管理システム及び他の配電モジュールが占める体積との和：１１９Ｌ、実際に残される、単電池及び／又は横方向梁or縦方向梁を収容できる体積：３８９Ｌ。

当業者であれば、上記比較例１と実施例１～３、比較例２と実施例４～５、及び比較例３と実施例６～７を比較して分かるように、本願の実施例に係る電池パック１０は、矩形単電池１００の配列、寸法パラメータ及び他の因子の設計により、空間利用率が従来の電池パック１０の制限を突き破ることができ、より高いエネルギー密度を実現することができる。そして、このようなエネルギー密度の向上は、電池パック１０全体の体積の増大に伴って拡大され、すなわち、電池パック１０の体積が大きいほど、本願の実施例の技術手段によるエネルギー密度の向上効果が顕著となる。

図２５～図２９に示すように、本願は、車両１をさらに開示する。

本願に係る車両１は、上記いずれかの実施例に係る電池パック１０を含む。本願に係る車両１は、電池パック１０を用いて電気エネルギーを提供して、走行を駆動する必要がある商用車、特種車、電動自転車、電動バイク、電動スクーターなどを含む電気自動車であってよい。

電池パック１０は、車両１の底部に設けられ、電池パックケース２００は、車両１のシャーシに固定接続され、電池パック１０のトレイは、独立して設けられてもよく、車両１のシャーシと一体に設けられてもよい。

いくつかの実施例では、電気自動車は、電気自動車の底部に設けられた電池パック１０を含み、電池パックケース２００は、電気自動車のシャーシに固定接続され、第１の方向は、電気自動車の車体幅方向、すなわち、電気自動車の左右方向であり、第２の方向は、電気自動車の車体長手方向、すなわち、電気自動車の前後方向である。電気自動車は、電気自動車の底部に設けられた電池パック１０を含み、電池パック１０は、幅方向が電気自動車の車体幅方向に沿うとともに長手方向が電気自動車の車体長手方向に沿うように配置される。

他の実施形態では、電気自動車は、電気自動車の底部に設けられた複数の電池パック１０を含んでよく、該複数の電池パック１０の形状及び寸法は、同じであっても異なってもよく、各電池パック１０は、電気自動車のシャーシの形状及び寸法に応じて調整可能であり、複数の電池パック１０は、車体の長手方向、すなわち前後方向に配列する。

いくつかの実施例では、電池パックの幅Ｆと車体の幅Ｗは、５０％≦Ｆ／Ｗ≦８０％の条件を満たす。

いくつかの実施例では、矩形単電池１００は、長手方向が電池パック１０の幅方向に沿うように配置され、かつ電気自動車の幅方向に、矩形単電池１００の長さＬと車体の幅Ｗは、４６％≦Ｌ／Ｗ≦７６％、５００ｍｍ≦Ｗ≦２０００ｍｍの条件を満たす。

いくつかの実施例では、本開示の一実施形態では、電池パックケース２００の第１の方向の幅Ｌ３と車体の幅Ｗとの比は、５０％≦Ｌ３／Ｗ≦８０％の条件を満たし、本実施形態では、車体の幅方向に沿って１つの電池パックケース２００のみを設けることで実現することができ、電池パックケース２００が複数ある場合、複数の電池パックケース２００は、車体の長手方向に沿って配列する。一般的には、複数の車両１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。

いくつかの実施例では、矩形単電池１００の第１の方向の長さＬ４と車体の幅Ｗとの比は、４６％≦Ｌ４／Ｗ≦７６％の条件を満たす。電池パックケース２００の第１のフレーム２０１及び第２のフレーム２０２の厚さを考慮する場合、矩形単電池１００の第１の方向の長さＬ４と車体の幅Ｗとの比が４６％≦Ｌ４／Ｗ≦７６％の条件を満たすとき、本実施形態では、車体の幅方向に沿って１つの矩形単電池１００のみを設けることで実現することができる。他の可能な実施形態では、このような寸法要件を満たす場合、長手方向に複数の電池アレイ４００又は複数の矩形単電池１００を設けることで実現することができる。一実施形態として、矩形単電池１００の第１の方向の長さＬ４は、５００ｍｍ～１０００ｍｍである。

なお、本願のいくつかの実施例では、矩形単電池１００の両端がそれぞれ第１のフレーム２０１及び第２のフレーム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、車体の幅に合わせた長さ寸法を有する矩形単電池１００を製造することができないおそれがあり、すなわち、矩形単電池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、電気自動車にとって、矩形単電池１００の電圧プラトーが要求され、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、必要な矩形単電池１００の体積が一定であるからであり、矩形単電池１００の長さを長くすれば、その厚さ又は幅を小さくする。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、矩形単電池１００の幅（高さ）を低くすることにより矩形単電池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、影響を最大限低減するために、一般的に、矩形単電池１００の幅（高さ）を調整しない。したがって、矩形単電池１００の第１の方向の長さ及び第２の方向の厚さを変更することで矩形単電池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、矩形単電池１００は、内部に極芯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、矩形単電池１００の長さは、厚さの限界値による影響を受けるため、第１の方向の長さの変更能力も限られ、矩形単電池１００の長さを無限に長くすることができない。

したがって、いくつかの実施例では、第１の方向に２つの矩形単電池１００を設けることにより、上記問題を解決する。例えば、第１の方向に沿って１つの矩形単電池１００を設ける元の技術手段では、矩形単電池１００の第１の方向に沿った長さが１０００ｍｍであり、この技術手段を採用すると、第１の方向に２つの矩形単電池１００が設けられ、各矩形単電池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。

本願は、エネルギー蓄積装置２をさらに開示する。

図３０に示すように、本願に係るエネルギー蓄積装置２は、上記いずれかの実施例に係る電池パック１０を含む。本願に係るエネルギー蓄積装置２は、家庭用予備電源、商用予備電源、屋外電源、発電所のピーク調整エネルギー貯蔵設備、様々な乗物の動力電源などに用いることができる。

電池パックは、電池パックケース及び複数の矩形単電池を含み、上記電池パックケースは、第１の方向及び上記第１の方向に垂直な第２の方向を有し、上記電池パックの上記第１の方向に沿った寸法は、６００ｍｍ以上であり、上記電池パックケース内に少なくとも１つの矩形電池収容ユニットが形成され、上記複数の矩形単電池は、上記第２の方向に沿って該矩形電池収容ユニット内に配列され、上記矩形単電池は、上記第１の方向に沿って延び、かつそれぞれの上記矩形電池収容ユニット内に上記第１の方向に１つの矩形単電池が設けられ、上記矩形単電池は、厚さがＤであり、長さがＬであり、高さがＨであり、上記電池パックの上記第１の方向に沿った寸法は、Ｌ以上であり、少なくとも１つの矩形単電池は、長手方向が上記第１の方向に沿うように上記長手方向の一側から上記長手方向の他側まで延び、かつＬ＞Ｈ、Ｌ＞Ｄ、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たす。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池の体積はＶであり、上記少なくとも１つの単電池は、０．０００５ｍｍ^－２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ^－２の条件を満たす。

いくつかの実施例では、上記少なくとも１つの矩形単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍの条件を満たす。

いくつかの実施例では、上記少なくとも１つの矩形単電池は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０の条件を満たす。

いくつかの実施例では、上記電池パックケースは、底部ケース及び密封カバーを含み、上記底部ケースと密封カバーは、接続して上記少なくとも１つの矩形電池収容ユニットを形成する。

いくつかの実施例では、上記電池パックケース内に、上記第１の方向に沿って延びる第１の横方向梁が設けられ、上記第１の横方向梁は、上記電池パックケースの内部を２つの矩形電池収容ユニットに分ける。

いくつかの実施例では、上記電池パックケース内に、上記第２の方向に沿って延びる第２の横方向梁が設けられ、上記第２の横方向梁は、上記電池パックケースの内部を２つの矩形電池収容ユニットに分ける。

いくつかの実施例では、上記電池パックケース内に、上記第１の方向に沿って延びる第１の横方向梁と、上記第２の方向に沿って延びる第２の横方向梁とが設けられ、上記第１の横方向梁と第２の横方向梁は、交差して設けられ、かつ上記電池パックケースの内部を４つの矩形電池収容ユニットに分ける。

いくつかの実施例では、上記底部ケースは、上記第１の方向に沿って対向して設けられた第１のフレーム及び第２のフレームを含むトレイであり、上記第１のフレームと上記第２のフレームとの間に上記矩形電池収容ユニットが形成され、上記矩形単電池は、一端が上記第１のフレームに支持され、他端が上記第２のフレームに支持される。

いくつかの実施例では、上記第１のフレームと上記第２のフレームは、それぞれ上記矩形単電池の２つの端面に合わせた内壁面を含み、上記第１のフレーム及び上記第２のフレームの内壁面と上記矩形単電池の端面との間にそれぞれ絶縁板が挟設される。

いくつかの実施例では、上記第１のフレーム及び上記第２のフレームの上記矩形単電池に向かう内壁面は、突出した支持板を有し、上記支持板の上記密封カバーに向かう側に、矩形単電池を支持する支持面が設けられ、上記支持板の上記密封カバーから離れる側は、上記電池パックケースの底板を取り付ける取付面を有し、上記支持板及び上記矩形単電池は、上記底板と共に、保温層を収容する保温空間を画定する。

いくつかの実施例では、上記第１のフレーム及び上記第２のフレームの上記密封カバーから離れる一端の内輪は、環状の凹み溝を有し、上記凹み溝の底壁は、上記取付面を形成し、上記底板は、上記凹み溝に取り付けられる。

いくつかの実施例では、上記第１のフレーム及び上記第２のフレームの上記矩形単電池に向かう内壁面は、いずれも第１の接続面を有し、上記第１の接続面から上記密封カバーまでの距離は、上記支持面から上記密封カバーまでの距離よりも小さく、上記矩形単電池は、上記第１の接続面に接続される。

いくつかの実施例では、上記第１のフレーム又は上記第２のフレームの上記矩形単電池に向かう内壁面は、少なくとも２段の段差を有し、２つの段差面は、それぞれ上記第１の接続面と上記支持面を形成する。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池自体の長手方向に沿った両端のそれぞれに設けられた端板をさらに含み、上記矩形単電池は、上記端板により上記第１の接続面に接続される。

いくつかの実施例では、上記端板は、上記矩形単電池の端面に対向して設けられた端板本体と、上記端板本体に接続され、上記第１の接続面に向かって突出した第１の接続板とを含み、上記第１の接続板は、上記第１の接続面に接続される。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池の２つの端面のうちの少なくとも１つに防爆弁が設けられ、２つの上記端板のうちの少なくとも１つの端板の上記端板本体に、上記防爆弁に対応する貫通孔が設けられ、上記第１のフレーム及び上記第２のフレームのうちの少なくとも１つに、上記貫通孔に対応する排気孔と、上記排気孔に連通する排気通路とが設けられる。

いくつかの実施例では、上記第１の接続面と上記密封カバーとの間に、電池管理部品と配電部品を収容する管理収容空間が画定される。

いくつかの実施例では、上記トレイは、底板を含み、上記矩形単電池は、上記底板から離間して設けられる。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池と上記底板との間に保温層が設けられる。

いくつかの実施例では、上記トレイは、第２の方向に沿って対向して設けられた第３のフレーム及び第４のフレームをさらに含み、上記第３のフレーム及び第４のフレームは、それらに隣接する矩形単電池に対して内向きの押圧力を提供する。

いくつかの実施例では、上記電池パックは、上記第３のフレームと上記第３のフレームに隣接する上記矩形単電池との間、及び上記第４のフレームと上記第４のフレームに隣接する上記矩形単電池との間のうちの少なくとも１個所に弾性的に挟設された弾性装置をさらに含む。

いくつかの実施例では、上記第３のフレームと上記第３のフレームに隣接する上記矩形単電池との間、及び上記第４のフレームと上記第４のフレームに隣接する上記矩形単電池との間に設けられた側板をさらに含む。

いくつかの実施例では、上記側板は、上記矩形単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、上記側板本体に接続され、上記第３のフレーム又は上記第４のフレームに向かって突出した第２の接続板とを含み、上記第３のフレーム及び上記第４のフレームに、上記密封カバーに向かう第２の接続面が設けられ、上記第２の接続板は、上記第２の接続面に接続される。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池の上面及び下面のそれぞれに接続されたパネルと、上記矩形単電池の２つの端面のそれぞれに設けられた端板と、最も外側の２つの上記矩形単電池の外側面のそれぞれに設けられた側板とをさらに含み、上記端板及び上記側板は、いずれも２つの上記パネルに接続され、上記第１のフレーム及び上記第２のフレームの上記矩形単電池に向かう内壁面は、支持面及び接続面を有し、上記矩形単電池の両端は、上記支持面に支持され、上記端板及び上記側板は、いずれも上記接続面に接続される。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池の上面に取り付けられた熱交換板をさらに含む。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池は、体積がＶであり、高さがＨであり、０．０００１ｍｍ^－２≦Ｈ／Ｖ≦０．０００１５ｍｍ^－２の条件を満たす。

いくつかの実施例では、上記矩形単電池は、長さがＬであり、高さがＨであり、厚さがＤであり、ここで、４≦Ｌ／Ｈ≦２１である。

１：車両；２：エネルギー蓄積装置
１０：電池パック
１００：矩形単電池；１０１：引出端子；１０３：防爆弁；４００：電池アレイ
２００：電池パックケース；２００ａ：サイドフレーム；２０１：第１のフレーム；２０２：第２のフレーム；２０３：第３のフレーム；２０４：第４のフレーム
２０７：第１の端板；２０７ｂ：第１の接続板；２０７ｃ：貫通孔；２０８：第２の端板；２０９：第１の側板；２０９ａ：側板本体；２０９ｂ：第２の接続板；２１０：第２の側板；２１１：底板；２１２：パネル
２１３：支持板；２１３ａ：支持面；２１３ｂ：取付面；２１５：第１の接続面；２１６：第２の接続面；２１７：保温層；２１８：熱伝導板；２１９：熱交換板；２２０：密封カバー；２２１：排気孔；２２２：排気通路；２２３：気液分離器；２２４：冷却液管路；２２５：冷却液入口；２２６：冷却液出口；２２７：給液ヘッダパイプ；２２８：排液ヘッダパイプ；２２９：冷却液総入口；２３０：冷却液総出口
３０１：第１のサイドシル；３０１ａ：第１の支持板；３０１ｂ：第１の支持面；３０１ｃ：第１の取付面；３０２：第２のサイドシル；３０２ａ：第２の支持板；３０２ｂ：第２の支持面；３０２ｃ：第２の取付面
４００：電池アレイ
４００ａ：電池モジュール；５００：横方向梁；６００：縦方向梁
７００：第１の横方向梁；８００：第２の横方向梁
Ｌ：単電池の長さ；Ｄ：単電池の厚さ；Ｈ：単電池の高さ；Ｌ２：第１のフレームの内壁面と第２のフレームの内壁面との間の距離；Ｌ３：電池パックケースの第１の方向の幅；Ｌ４：電池パックケースの第２の方向の長さ。

Claims (35)

1. 電池パックケース及び複数の矩形単電池を含む電池パックであって、
   前記電池パックケースは、第１の方向及び前記第１の方向に垂直な第２の方向を有し、
   電池パックの前記第１の方向に沿った寸法は、６００ｍｍ以上であり、前記電池パックケース内に少なくとも１つの矩形電池収容ユニットが形成され、複数の矩形単電池は、前記第２の方向に沿って前記矩形電池収容ユニット内に配列され、矩形単電池は、前記第１の方向に沿って延び、かつ、それぞれの前記矩形電池収容ユニット内に前記第１の方向に１つの矩形単電池が設けられ、
   矩形単電池は、厚さがＤであり、長さがＬであり、高さがＨであり、
   電池パックの前記第１の方向に沿った寸法は、Ｌ以上であり、
   少なくとも１つの矩形単電池は、長手方向が前記第１の方向に沿うように前記矩形電池収容ユニットの一側から前記矩形電池収容ユニットの他側まで延び、かつＬ＞Ｈ、Ｌ＞Ｄ、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８の条件を満たし、
   前記電池パックケース内に、前記第１の方向に沿って延びる第１の横方向梁が設けられ、前記第１の横方向梁は、前記電池パックケースの内部を２つの矩形電池収容ユニットに分ける、
   電池パック。
2. 前記電池パックケースは、底部ケース及び密封カバーを含み、前記底部ケースと密封カバーは、接続して前記少なくとも１つの矩形電池収容ユニットを形成する、
   請求項１に記載の電池パック。
3. 前記電池パックケース内に、前記第２の方向に沿って延びる第２の横方向梁が設けられ、前記第２の横方向梁は、前記電池パックケースの内部を２つの矩形電池収容ユニットに分けることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記電池パックケース内に、前記第１の方向に沿って延びる第１の横方向梁と、前記第２の方向に沿って延びる第２の横方向梁とが設けられ、前記第１の横方向梁と第２の横方向梁は、交差して設けられ、かつ前記電池パックケースの内部を４つの矩形電池収容ユニットに分ける、
   請求項１又は２に記載の電池パック。
5. 電池パックケース及び複数の矩形単電池を含む電池パックであって、
   前記電池パックケースは、第１の方向及び前記第１の方向に垂直な第２の方向を有し、
   電池パックの前記第１の方向に沿った寸法は、６００ｍｍ以上であり、前記電池パックケース内に少なくとも１つの矩形電池収容ユニットが形成され、複数の矩形単電池は、前記第２の方向に沿って前記矩形電池収容ユニット内に配列され、矩形単電池は、前記第１の方向に沿って延び、かつ、それぞれの前記矩形電池収容ユニット内に前記第１の方向に１つの矩形単電池が設けられ、
   矩形単電池は、厚さがＤであり、長さがＬであり、高さがＨであり、
   電池パックの前記第１の方向に沿った寸法は、Ｌ以上であり、
   少なくとも１つの矩形単電池は、長手方向が前記第１の方向に沿うように前記矩形電池収容ユニットの一側から前記矩形電池収容ユニットの他側まで延び、かつＬ＞Ｈ、Ｌ＞Ｄ、６００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍｍ、２３≦Ｌ／Ｄ≦２０８、４≦Ｌ／Ｈ≦２１の条件を満たす、
   電池パック。
6. 前記矩形単電池の体積はＶであり、前記少なくとも１つの前記矩形単電池は、０．０００５ｍｍ^－２≦Ｌ／Ｖ≦０．００２ｍｍ^－２の条件を満たす、
   請求項５に記載の電池パック。
7. 前記少なくとも１つの矩形単電池は、６００ｍｍ≦Ｌ≦１０００ｍｍの条件を満たす、
   請求項５に記載の電池パック。
8. 前記少なくとも１つの矩形単電池は、５０≦Ｌ／Ｄ≦７０の条件を満たす、
   請求項５に記載の電池パック。
9. 前記電池パックケースは、底部ケース及び密封カバーを含み、前記底部ケースと密封カバーは、接続して前記少なくとも１つの矩形電池収容ユニットを形成する、
   請求項５に記載の電池パック。
10. 前記底部ケースは、前記第１の方向に沿って対向して設けられた第１のフレーム及び第２のフレームを含むトレイであり、前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に前記矩形電池収容ユニットが形成され、矩形単電池は、一端が前記第１のフレームに支持され、他端が前記第２のフレームに支持される、
    請求項９に記載の電池パック。
11. 前記第１のフレームと前記第２のフレームは、それぞれ前記矩形単電池の２つの端面に合わせた内壁面を含み、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームの内壁面と前記矩形単電池の端面との間にそれぞれ絶縁板が挟設される、
    請求項１０に記載の電池パック。
12. 前記第１のフレーム及び前記第２のフレームの矩形単電池に向かう内壁面は、突出した支持板を有し、前記支持板の前記密封カバーに向かう側に、矩形単電池を支持する支持面が配置され、前記支持板の前記密封カバーから離れる側は、前記電池パックケースの底板を取り付ける取付面を有し、前記支持板、矩形単電池、及び、前記底板は、共に、保温層を収容する保温空間を画定する、
    請求項１０に記載の電池パック。
13. 前記第１のフレーム及び前記第２のフレームの前記密封カバーから離れる一端の内輪は、環状の凹み溝を有し、前記凹み溝の底壁は、前記取付面を形成し、前記底板は、前記凹み溝に取り付けられる、
    請求項１２に記載の電池パック。
14. 前記第１のフレーム及び前記第２のフレームの前記矩形単電池に向かう内壁面は、いずれも第１の接続面を有し、前記第１の接続面から前記密封カバーまでの距離は、前記支持面から前記密封カバーまでの距離よりも小さく、前記矩形単電池は、前記第１の接続面に接続される、
    請求項１２に記載の電池パック。
15. 前記第１のフレーム又は前記第２のフレームの前記矩形単電池に向かう内壁面は、少なくとも２段の段差を有し、２つの段差面は、それぞれ前記第１の接続面と前記支持面を形成する、
    請求項１４に記載の電池パック。
16. 矩形単電池の長手方向に沿って矩形単電池の両端のそれぞれに設けられた端板をさらに含み、矩形単電池は、前記端板により前記第１の接続面に接続される、
    請求項１４に記載の電池パック。
17. 端板は、前記矩形単電池の端面に対向して設けられた端板本体と、前記端板本体に接続され、前記第１の接続面に向かって突出した第１の接続板とを含み、前記第１の接続板は、前記第１の接続面に接続される、
    請求項１４に記載の電池パック。
18. 前記矩形単電池の２つの端面のうちの少なくとも１つに防爆弁が設けられ、少なくとも１つの前記端板の前記端板本体に、前記防爆弁に対応する貫通孔が設けられ、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームのうちの少なくとも１つに、前記貫通孔に対応する排気孔と、前記排気孔に連通する排気通路とが設けられる、
    請求項１７に記載の電池パック。
19. 前記第１の接続面と前記密封カバーとの間に、電池管理部品と配電部品を収容する管理収容空間が画定される、
    請求項１４に記載の電池パック。
20. 前記トレイは、底板を含み、前記矩形単電池は、前記底板から離間して設けられる、
    請求項１０に記載の電池パック。
21. 前記矩形単電池と前記底板との間に保温層が設けられる、
    請求項２０に記載の電池パック。
22. 前記トレイは、第２の方向に沿って対向して設けられた第３のフレーム及び第４のフレームをさらに含み、前記第３のフレーム及び第４のフレームは、それらに隣接する矩形単電池に対して内向きの押圧力を提供する、
    請求項１０に記載の電池パック。
23. 前記電池パックは、前記第３のフレームと前記第３のフレームに隣接する前記矩形単電池との間、及び前記第４のフレームと前記第４のフレームに隣接する前記矩形単電池との間のうちの少なくとも１個所に弾性的に挟設された弾性装置をさらに含む、
    請求項２２に記載の電池パック。
24. 前記第３のフレームと前記第３のフレームに隣接する前記矩形単電池との間、及び前記第４のフレームと前記第４のフレームに隣接する前記矩形単電池との間に設けられた側板をさらに含む、
    請求項２２に記載の電池パック。
25. 前記側板は、前記矩形単電池の側面に対向して設けられた側板本体と、前記側板本体に接続され、前記第３のフレーム又は前記第４のフレームに向かって突出した第２の接続板とを含み、前記第３のフレーム及び前記第４のフレームに、前記密封カバーに向かう第２の接続面が設けられ、前記第２の接続面は、前記第２の接続板に接続される、
    請求項２４に記載の電池パック。
26. 前記矩形単電池の上面及び下面のそれぞれに接続されたパネルと、
    前記矩形単電池の２つの端面のそれぞれに設けられた端板と、
    最も外側の２つの前記矩形単電池の外側面のそれぞれに設けられた側板と、
    をさらに含み、
    前記端板及び前記側板は、いずれも２つの前記パネルに接続され、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームの前記矩形単電池に向かう内壁面は、支持面及び接続面を有し、前記矩形単電池の両端は、前記支持面に支持され、前記端板及び前記側板は、いずれも前記接続面に接続される、
    請求項１０に記載の電池パック。
27. 前記矩形単電池の上面に取り付けられた熱交換板をさらに含む、
    請求項５～２６のいずれか一項に記載の電池パック。
28. 前記矩形単電池は、体積がＶであり、高さがＨであり、かつ０．０００１ｍｍ^－２≦Ｈ／Ｖ≦０．０００１５ｍｍ^－２の条件を満たす、
    請求項５～２６のいずれか一項に記載の電池パック。
29. 請求項１～２８のいずれか一項に記載の電池パックを含むことを特徴とする、車両。
30. 前記電池パックは、車両の底部に設けられ、前記電池パックケースは、車両のシャーシに固定接続される、
    請求項２９に記載の車両。
31. 車両は、車両の底部に設けられた１つの電池パックを含み、電池パックは、幅方向が車両の車体幅方向に沿うとともに長手方向が車両の車体長手方向に沿うように配置される、
    請求項２９又は３０に記載の車両。
32. 前記電池パックの幅Ｆと車体の幅Ｗは、５０％≦Ｆ／Ｗ≦８０％の条件を満たす、
    請求項３１に記載の車両。
33. 前記矩形単電池は、長手方向が電池パックの幅方向に沿うように配置され、かつ電気自動車の幅方向に、前記矩形単電池の長さＬと車体の幅Ｗは、４６％≦Ｌ／Ｗ≦７６％の条件を満たす、
    請求項３２に記載の車両。
34. 前記車体の幅Ｗは、５００ｍｍ≦Ｗ≦２０００ｍｍの条件を満たす、
    請求項３３に記載の車両。
35. 請求項１～２８のいずれか一項に記載の電池パックを含む、
    エネルギー蓄積装置。

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