JP7834883B2 - 電池と電力消費機器 - Google Patents

電池と電力消費機器

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Description

本出願は、電池技術分野に関し、特に電池と電力消費機器に関する。
近年、経済の発展に伴い、電池技術は、様々な分野に広く応用され、特に新エネルギー車両分野に応用されている。現在、新エネルギー車両は、従来の燃料車両に大きな衝撃を与えている。電池は、新エネルギー車両のコア部材として、新エネルギー車両の発展過程において、極めて重要な役割を果たしている。
電池内に複数の電池セルが含まれ、電池セルに放圧機構が設けられる。車両に衝突が発生したか又は他の原因により電池セルの内部圧力又は温度が上昇した場合、電池セル内の高圧ガスは、放圧機構を介して電池セルの外部に排出することができる。しかし放圧機構の設置位置の問題により、車両が衝突した時に放圧機構に衝撃しやすく、それにより放圧機構の損傷を引き起こして電池の正常な動作に影響を与え、且つ安全上のリスクをもたらす。
従来技術に存在する欠陥に鑑み、本出願の目的は、車両に衝撃が発生した場合に放圧機構の損傷を引き起こす問題を効果的に解決することができる電池と電力消費機器を提供することである。
本出願の第一の態様は、電池アセンブリを含む電池を開示し、
電池アセンブリは、少なくとも一つの電池セルを含み、電池アセンブリは、第一の方向に沿って設置され、第一の方向は、電池の長手方向又は電池を有する電力消費機器の走行方向であり、
電池セルは、複数の表面を含み、複数の表面は、面積が最も大きい第一の表面を含み、複数の表面は、対向して設置される二つの第二の表面をさらに含み、二つの第二の表面は、第一の表面にそれぞれ接続され、電池セル上は、放圧機構をさらに含み、放圧機構は、第一の表面又はそのうちの一つの第二の表面に設けられる。
本出願の電池によれば、放圧機構が第二の表面に設けられる場合、放圧機構は、鉛直方向に沿って設置され又は電力消費機器の走行方向に沿って設置されてもよく、それにより電力消費機器が走行方向の側方向に沿って衝突した時に放圧機構に衝撃せず、それにより放圧機構の損傷を回避し、放圧機構の正常な使用を保証し、放圧機構が第一の表面に設けられる場合、第一の表面は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構の第一の表面における占有率は、小さく、電力消費機器に衝撃が発生した場合、放圧機構に衝撃しにくく、それにより放圧機構の損傷を回避し、放圧機構の正常な使用を保証する。
本出願のいくつかの実施形態では、二つの第二の表面は、第二の方向に沿って対向して設置され、第二の方向は、第一の方向と交差する。第二の方向は、鉛直方向であってもよく、それにより二つの第二の表面は、鉛直方向に沿って対向して設置され、即ち放圧機構は、鉛直方向に沿って設置され、それにより電力消費機器が走行方向の側方向に沿って衝突した時に放圧機構に衝撃しない。
本出願のいくつかの実施形態では、二つの第二の表面は、第一の方向に沿って対向して設置される。二つの第二の表面を第一の方向に沿って対向して設置し、即ち放圧機構を電力消費機器に沿って走行方向に沿って設置し、それにより電力消費機器が走行方向の側方向に沿って衝突した時に放圧機構に衝撃しない。
本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面は、水平面と交差する。第一の表面は、電池セルの面積が最も大きい表面であり、第一の表面を水平面と交差させ、水平面内の電池セルの配置数を最大限に向上させることができ、それにより電池の全体エネルギー密度を向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向は、水平面と交差又は平行である。即ち第二の方向は、ほぼ鉛直方向であってもよく又は水平方向であってもよい。対応する第二の表面は、ほぼ水平方向に沿って配置されてもよく又は鉛直方向に沿って配置されてもよい。
本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材をさらに含み、熱伝導部材は、第一の方向に沿って設置され、電池セルは、少なくとも第一の表面を介して熱伝導部材と熱伝導接続される。熱伝導部材を第一の方向に沿って設置し、熱伝導部材によって電池アセンブリ内のいずれか電池セルに対して熱交換を行うことができ、同時に電力消費機器が側方向に沿って衝突した時、衝撃力が熱伝導部材の端部に直接作用せず、熱伝導部材の損傷を回避し、同時に、電池セルを第一の表面を介して熱伝導部材と熱伝導接続し、熱伝導部材と電池セルとの接触面積を最大限に保証することができ、それにより熱伝導部材の電池セルに対する熱交換効果を保証する。
本出願のいくつかの実施形態では、少なくとも二つの電池アセンブリを含み、第三の方向に沿って、熱伝導部材の両側は、それぞれ二つの電池アセンブリと熱伝導接続され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面といずれも交差する。熱伝導部材の両側をそれぞれ電池セルの第一の表面と熱伝導接続し、それにより熱伝導部材の電池セルに対する熱交換効果を向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池の長手方向は、電力消費機器の走行方向と平行又は交差する。本出願における電池は、電池の設置を容易にするために、任意の方向に沿って電力消費機器に設置することができる。
本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材内に熱交換媒体通路が設けられる。熱交換媒体通路は、熱交換媒体を流通するために用いられ、それにより熱交換媒体の流動によって電池セルから放出された熱を奪い、又は電池セルを加熱し、さらに電池セルの熱交換効率を向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池は、複数の熱伝導部材を含み、複数の熱伝導部材は、第三の方向に沿って配列され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面といずれも交差する。複数の熱伝導部材を第三の方向に沿って配列することにより、電池を共に放熱するために用いられ、電池に対する熱交換速度を効果的に向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池アセンブリの両側にそれぞれ熱伝導部材が設けられ、電池アセンブリは、両側の熱伝導部材と熱伝導接続される。電池アセンブリの両側は、同時に熱伝導部材と熱伝導接続され、電池アセンブリの両側を介して同時に放熱し、電池に対する熱交換速度を効果的に向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池セルは、二つの対向する第一の表面を含み、電池セルの二つの第一の表面は、それぞれ一つの熱伝導部材と熱伝導接続される。電池セルが二つの最大面積の第一の表面を有する場合、二つの第一の表面を同時に放熱することにより、電池に対する熱交換速度を効果的に向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池セルは、電極アセンブリを含み、電極アセンブリは、本体部及び本体部から突出するタブを含み、タブは、電極端子と電気的に接続され、第三の方向に沿って、熱伝導部材及び本体部の投影は、少なくとも部分的に重なり且つ重なる領域を有し、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面といずれも交差する。熱伝導部材と本体部とを第三の方向に沿って少なくとも部分的に重なって設置することにより、熱伝導部材によって本体部を効果的に熱交換することができ、それにより電池セルに対する熱交換効果を向上させる。
本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、本体部のサイズは、L1であり、熱伝導部材のサイズは、L2であり、ここで、0.5≦L2/L1≦1.5であり、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。L2/L1範囲値を0.5よりも大きく且つ1.5よりも小さく設定し、熱伝導部材が十分な熱伝導面積を有することを保証し、それにより本体部との間で熱交換を行い、熱伝導部材の本体部に対する熱交換効果を大幅に強化する。
本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、重なる領域のサイズは、L3であり、0.5≦L3/L1≦1である。重なる領域の第二の方向におけるサイズに設定することにより、熱伝導部材と本体部との間の熱交換面積を適正に設定することができ、熱伝導部材による本体部の熱交換効果を大幅に増強することができる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池は、複数の熱伝導部材と流体連通する集電部材をさらに含み、
ここで、熱伝導部材の第一の方向に位置する一端に集電部材が設けられ、又は、熱伝導部材の第一の方向に位置する両端にそれぞれ集電部材が設けられる。集電部材は、熱交換媒体通路内の熱交換媒体を供給又は回収するために用いられ、それにより電池と熱交換するために用いられ、集電部材を熱伝導部材の第一の方向の端部に設け、電力消費機器が側方向に沿って衝突した時、衝撃力が熱伝導部材の端部に直接作用せず、それにより熱伝導部材の損傷を防止し、電池の使用の安全性及び信頼性を保証する。
本出願のいくつかの実施形態では、集電部材は、二つであり、二つの集電部材は、熱伝導部材の第一の方向に位置する一端に設けられ、二つの集電部材は、第二の方向に沿って配置され、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。二つの集電部材を第一の方向の一端に共に設け、且つ第二の方向に沿って配置し、集電部材が第一の方向に沿った電池内における占有空間を効果的に減少させることができ、それにより電池内に他の構造の設置を容易にし、電池のエネルギー密度を向上させ、二つの集電部材は、第一の方向の一端に共に設けられ、さらに第一の方向に面する衝突時に集電部材が損傷する確率を低下させることができる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池セルは、電極端子を含み、電極端子は、少なくとも一つであり、放圧機構と少なくとも一つの電極端子は、同一の第二の表面に設けられ、又は放圧機構と電極端子は、それぞれ二つの第二の表面に設けられる。放圧機構は、電池セルの内部と連通し、電池セルの内部圧力が上昇する時にその内部圧力を排出するために用いられる。放圧機構は、必要に応じて電極端子と同一の第二の表面に設けられてもよく、又はそれぞれ二つの第二の表面に設けられてもよく、それにより放圧機構は、熱伝導部材と熱交換する第一の表面を避け、電池セルに熱暴走が発生した場合、放圧機構は、円滑に排気する。
本出願のいくつかの実施形態では、電極端子は、極性が逆である二つの電極端子を含み、二つの電極端子は、一つの第二の表面に設けられ、又は二つの電極端子は、それぞれ二つの第二の表面に設けられる。極性が逆である二つの電極端子は、必要に応じて電池セルの同一の第二の表面に設けられ、又はそれぞれ二つの第二の表面に設けられ、それにより電池セルの取り付けを容易にする。
本出願のいくつかの実施形態では、電池セルは、第一の表面に設けられた電極端子を含む。電極端子を第一の表面に設け、且つ第一の表面上の電極端子を介して電力消費機器に給電する。電極端子を第一の表面に設けることにより、電池の第二の方向において電極端子に占有される空間を節約し、さらに電池のエネルギー密度を向上させることができる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池セルは、第一の表面及び第一の表面に対向して設置される第四の表面を含み、第一の表面と第四の表面とは、第三の方向に沿って対向して設置され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面といずれも交差し、第四の表面の縁部には、凹部が設けられ、第一の表面は、電極端子を設置するために用いられ、電極端子は、第三の方向において第一の表面に突設され、且つ凹部に対応する。電極端子を第一の表面に設け、且つ第四の表面の縁部に電極端子に対応する凹部を設けることにより、凹部を介して隣接する電池セルの電極端子を収容し、電気接続のための操作空間を残し、電池の全体構造をよりコンパクトにし、空間利用率が高い。
本出願のいくつかの実施形態では、複数の表面は、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面をさらに含み、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差し、電極端子は、極性が逆である二つの電極端子を含み、二つの電極端子は、一つの第三の表面に設けられ、又は二つの電極端子は、それぞれ二つの第三の表面に設けられる。極性が逆である二つの電極端子を必要に応じて電池セルの同一の第三の表面に設け、又はそれぞれ二つの第三の表面に設け、それにより電池セルの取り付けを容易にする。
本出願のいくつかの実施形態では、電池セルは、電極アセンブリを含み、電極アセンブリは、捲回型構造であり且つ扁平状であり、電極アセンブリの外面は、二つの扁平面を含み、二つの扁平面は、第三の方向に沿って互いに対向し、
又は、電極アセンブリは、積層型構造であり、電極アセンブリの第一の極板、セパレータ及び第二の極板は、第三の方向に沿って積層され、
第三の方向は、第一の方向及び第一の表面といずれも交差する。電極アセンブリを積層型構造又は捲回型構造に設置することにより、いずれも電極アセンブリによって電力消費機器に効果的に給電することができる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリは、少なくとも二つの電池セルを含み、少なくとも二つの電池セルは、第一の方向に沿って配列される。少なくとも二つの電池セルを第一の方向に沿って配列し、電池セルに対して熱交換を行う必要がある場合、熱伝導部材を第一の方向に沿って設置することにより、電池アセンブリ内の少なくとも二つの電池セルに対してそれぞれ熱交換を行うことを容易にし、それにより熱伝導部材の熱交換速度を向上させることができる。
本出願のいくつかの実施形態では、第一の方向に沿って、電池セルの最大サイズは、Lであり、第二の方向に沿って、電池セルの最大サイズは、Hであり、L/H範囲値は、0.5~6であり、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。電池セルを上記サイズ比率で設置することにより、電池セルの支持強度を保証した上で、電池セルの電力量を最大限に向上させることができる。
本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池セルの最大サイズは、Dであり、ここで、L/D範囲値は、1~30であり、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。電池セルを上記サイズ比率で設置することにより、電池セルの支持強度を保証した上で、電池セルの電力量を最大限に向上させることができる。
本出願のいくつかの実施形態では、電極端子及び放圧機構は、一つの第二の表面に設けられ、電池は、支持板を含み、電池セルは、電極端子が設置されていないもう一つの第二の表面を介して支持板と固定接続され、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。電池セルは、電極端子が設置されていない一端を介して支持板に接続されることにより、筐体内に固定され、電池セルを取り付けて固定することを容易にする。
本出願のいくつかの実施形態では、もう一つの第二の表面は、第一の接着層を介して支持板と固定接続され、熱伝導部材は、第二の接着層を介して第一の表面と熱伝導接続され、第一の接着層の熱伝導係数は、第二の接着層の熱伝導係数以下である。第一の接着層は、第二の表面と支持板とを接続するために用いられ、第二の接着層は、第一の表面と熱伝導部材とを熱伝導接続するために用いられるため、第一の接着層の熱伝導係数を第二の接着層の熱伝導係数以下に設定し、熱伝導部材によって電池セルをより効果的に熱交換することを保証する。
本出願のいくつかの実施形態では、第一の接着層の熱伝導係数と第二の接着層の熱伝導係数との比の範囲は、0.1~1である。上記比率で設定することにより、いずれも熱伝導部材によって電池セルを効果的に熱交換することができる。
本出願の第二の態様は、上記のいずれか1項に記載の電池を含む電力消費機器を開示し、電池は、電気エネルギーを提供して電力消費機器の走行を駆動するために用いられる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池の長手方向と電力消費機器の走行方向とが異なる場合、第一の方向は、電力消費機器の走行方向である。第一の方向を電力消費機器の走行方向に設定し、放圧機構が第二の表面に設けられる場合、電極端子は、鉛直方向に沿って設置され又は電力消費機器の走行方向に沿って設置されてもよく、それにより電力消費機器が走行方向の側方向に沿って衝突した時に電極端子に衝撃せず、それにより電極端子の損傷を回避し、電池の正常な給電を保証し、電極端子が第一の表面に設けられる場合、第一の表面は、面積が最も大きい表面であるため、電極端子の第一の表面における占有率は、小さく、電力消費機器に衝撃が発生した場合、電極端子に衝撃しにくく、それにより電極端子の損傷を回避し、電池の正常な給電を保証する。
上記説明は、本出願の技術案の概要に過ぎず、本出願の技術手段をより明確に理解するために、明細書の内容に従って実施することができ、かつ本出願の上記と他の目的、特徴と利点をより明らかに分かりやすくするために、以下は、特に本出願の具体的な実施形態を挙げて説明する。
以下の好ましい実施形態の詳細な記述を読むことによって、様々な他の利点と利益は、当業者にとって明らかになる。図面は、好ましい実施形態の目的を示すために用いられるだけであるが、本出願に対する制限とみなされない。また図面全体を通して、同じ部材は、同じ参照符号で示されている。図面において、
本出願の一実施形態による車両の構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池の分解構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの分解構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池の構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池の分解構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。 本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。 本出願の一実施形態による熱伝導部材の構造概略図である。 本出願の一実施形態による第二の部分の構造概略図である。 本出願の一実施形態による第二の部分と電池アセンブリの組み立て構造概略図である。 本出願の一実施形態によるA部の拡大構造概略図である。 本出願の一実施形態によるB-B断面構造概略図である。 本出願の一実施形態によるC部の拡大構造概略図である。 本出願の一実施形態による第二の部分の内部構造概略図である。 本出願の一実施形態によるD部の拡大構造概略図である。 本出願の一実施形態による電力消費機器における電池の分布構造概略図である。
以下は、図面を結び付けながら本出願の技術案の実施形態を詳細に記述する。以下の実施形態が本出願の技術案をより明瞭に説明するためにのみ使用されるため、例としてのみ使用され、これによって本出願の保護範囲を制限することができない。
注意すべきこととして、特に断りのない限り、本出願の実施形態で使用される技術用語又は科学用語は、本出願の実施形態に属する当業者によって理解される通常の意味であるべきである。
本出願の実施形態の記述において、技術用語である「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などにより指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、本出願の実施形態を記述し、記述を簡略化することを容易にするためだけであり、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して動作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本出願の実施形態に対する制限と理解されるべきではない。
なお、技術用語である「第一」、「第二」などは、記述するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示するか又は指示される技術的特徴の数を暗黙的に示すと理解してはいけない。本出願の実施形態の記述において、明確かつ特定の限定がない限り、「複数」の意味は、二つ以上である。
本出願の実施形態の記述において、特に明確に規定、限定されていない限り、技術用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定的な接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体であってもよく、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、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよく、二つの素子内部の連通又は二つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて本出願の実施形態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。
本出願の実施形態の記述において、特に明確に規定、限定されていない限り、第一の特徴が第二の特徴の「上」又は「下」にあるとは、第一の特徴が第二の特徴と直接的に接触してもよく、又は第一の特徴が中間媒体を介して第二の特徴と間接的に接触してもよい。また、第一の特徴が第二の特徴の「の上」、「上方」及び「上面」にあるとは、第一の特徴が第二の特徴の真上又は斜め上にあるか、又は単に第一の特徴の水平高さが第二の特徴より高いことを表す。第一の特徴が第二の特徴の「の下」、「下方」及び「下面」にあるとは、第一の特徴が第二の特徴の真下又は斜め下にあるか、又は単に第一の特徴の水平高さが第二の特徴より低いことを表す。
現在、市場情勢の発展から見ると、動力電池の応用は、ますます広くなっている。動力電池は、水力、火力、風力と太陽光発電所などのエネルギー貯蔵電源システムに用いられるだけでなく、そしてさらに電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電動交通工具、及び軍事装備と航空宇宙などの複数の分野に幅広く用いられる。リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、平均開回路電圧が高く及びサイクル寿命が長いなどの利点により、既に移動式、携帯式電気器具に広く応用されている。
本出願の発明者は、電池内に複数の電池セルが含まれ、電池セルに放圧機構が設けられることに気付いた。車両に衝突が発生したか又は他の原因により電池セルの内部圧力又は温度が上昇した場合、電池セル内の高圧ガスは、放圧機構を介して電池セルの外部に排出することができる。しかしながら放圧機構の設置位置の問題により、車両が衝突した時に放圧機構に衝撃しやすく、それにより放圧機構の損傷を引き起こし、電池セル内の高圧ガスをタイムリーに効果的に排出することができず、それにより電池のさらなる損傷を引き起こし、且つ安全上のリスクをもたらす。
車両に衝撃が発生した場合に放圧機構の損傷を引き起こす問題を解決するために、本出願の発明者は、鋭意研究により、電池アセンブリを含む電池を設計し、電池アセンブリは、少なくとも一つの電池セルを含み、電池アセンブリは、第一の方向に沿って設置され、第一の方向は、電池の長手方向又は電池を有する電力消費機器の走行方向であり、電池セルは、複数の表面を含み、複数の表面は、面積が最も大きい第一の表面を含み、複数の表面は、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面をさらに含み、第二の方向は、第一の方向と交差し、電池セル上は、放圧機構をさらに含み、放圧機構は、第一の表面又はそのうちの一つの第二の表面に設けられる。
本出願の電池によれば、放圧機構が第二の表面に設けられる場合、二つの第二の表面は、第二の方向に沿って対向して設置され、且つ第二の方向は、第一の方向と交差し、即ち放圧機構は、電池の長手方向の端部又は電力消費機器の走行方向の端部に設けられず、電力消費機器が走行方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構に衝撃せず、それにより放圧機構の損傷を回避し、放圧機構の正常な使用を保証し、放圧機構が第一の表面に設けられる場合、第一の表面は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構の第一の表面における占有率は、小さく、電力消費機器に衝撃が発生した場合、放圧機構に衝撃しにくく、それにより放圧機構の損傷を回避し、放圧機構の正常な使用を保証する。
本出願は、電池及びこの電池を有する電力消費機器を提供し、この電池は、電池を使用する様々な電力消費機器に適用でき、例えば携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、バッテリー車、電動玩具、電動工具、電動車両、船舶及び宇宙機などに適用でき、例えば、宇宙機は、飛行機、ロケット、宇宙航空機及び宇宙船などを含み、電池は、上記電力消費機器に電気エネルギーを提供するために用いられる。
理解すべきこととして、本出願の実施形態に記述された技術案は、以上で記述された電池と電力消費機器に適用できるだけでなく、すべての筐体を含む電池及び電池を使用する電力消費機器に適用できるが、記述を簡潔にするために、下記実施形態は、いずれも電動車両を例として説明を行う。
図1は本出願のいくつかの実施形態による車両1の構造概略図である。図2は、本出願の一実施形態による電池10の分解構造概略図である。図3は、本出願の一実施形態による電池アセンブリ20の構造概略図である。図1から図3に示すように、車両1は、ガソリン自動車、ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、純電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車などであってもよい。車両1の内部に電池10が設置され、電池10は、車両1の底部又は頭部又は尾部に設置されてもよい。電池10は、車両1への給電に用いられてもよく、例えば電池10は、車両1の操作電源として用いられてもよい。車両1はさらに、コントローラ11とモータ12とを含んでもよく、コントローラ11は、電池10がモータ12に給電し、例えば車両1の起動、ナビゲーションと走行時の動作電力消費需要に用いるように制御するために用いられる。
本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、車両1の操作電源として用いることができるだけでなく、車両1の駆動電源として、ガソリン又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両1に駆動動力を提供することもできる。
異なる電力使用需要を満たすために、電池10は、複数の電池セル21を含んでもよく、電池セル21とは、電池アセンブリ20又は電池パックを構成する最小ユニットを指す。複数の電池セル21は、電極端子を介して直列接続及び/又は並列接続されて様々な応用場面に用いられてもよい。本出願で言及する電池10は、電池パックである。ここで、複数の電池セル21の間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続されてもよく、直並列接続は、直列接続と並列接続との混合を指す。本出願の実施形態における複数の電池セル21は、電池パックを直接に構成してもよく、先ず電池アセンブリ20を構成し、そして、電池アセンブリ20によって電池パックを構成してもよい。
図2及び図3に示すように、電池10は、複数の電池アセンブリ20及び筐体30を含んでもよく、複数の電池アセンブリ20は、筐体30の内部に収容される。筐体30は、電池セル21又は電池アセンブリ20を収容するために用いられて、液体又は他の異物が電池セル21の充電又は放電に影響を与えることを回避する。筐体30は、単独の直方体又は円筒体又は球体などの簡単な立体構造であってもよく、又は直方体又は円筒体又は球体などの簡単な立体構造で組み合わせられた複雑な立体構造であってもよく、本出願の実施形態ではこれに限定されない。筐体30の材質は、アルミニウム合金、鉄合金などの合金材料であってもよく、ポリカーボネート、ポリイソシアヌレートフォームなどの高分子材料であってもよく、又はガラス繊維にエポキシ樹脂を加えた複合材料であってもよく、本出願の実施形態ではこれに限定されない。
いくつかの実施形態では、筐体30は、第一の部分31と第二の部分32とを含んでもよく、第一の部分31と第二の部分32とは、相互に被せられ、第一の部分31は、第二の部分32とともに、電池セル21を収容するための空間を画定する。第二の部分32は、一端が開口する中空構造であり、第一の部分31は、板状構造であってもよく、第一の部分31が第二の部分32の開口側に被せられることで、第一の部分31が第二の部分32とともに電池セル21を収容する空間を画定し、第一の部分31と第二の部分32は、いずれも一側が開口する中空構造であってもよく、第一の部分31の開口側は、第二の部分32の開口側に被せられる。
電池アセンブリ20は、複数の電池セル21を含んでもよく、複数の電池セル21は、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池アセンブリ20を構成してから、複数の電池アセンブリ20は、さらに直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池10を構成してもよい。電池セル21は、円筒体、扁平体、直方体又は他の形状などをなしてもよく、本出願の実施形態は、これにも限定しない。電池セル21は、一般的に筒型電池コア、角型電池コア、パウチ型電池コア、及び多角柱断面電池コアなどを含み、本出願の実施形態ではこれに限定されない。記述を簡潔にするために、下記実施形態は、いずれも方形のリチウムイオンの電池セル21を例として説明する。
図4は、本出願の一実施形態による電池セル21の構造概略図であり、図5は、本出願の一実施形態による電池セル21の分解構造概略図である。図6は、本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。図7は、本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。電池セル21とは、電池10を構成する最小ユニットである。図4から図7に示すように、電池セル21は、端蓋212、ケース211及び電極アセンブリ213を含む。
端蓋212とは、ケース211の開口箇所に被せられて電池セル21の内部環境を外部環境から遮断する部材を意味する。限定されず、端蓋212の形状は、ケース211に合わせるようにケース211の形状に適合してもよい。選択的に、端蓋212は、一定の硬度と強度を有する材質(例えばアルミニウム合金)で製造されてもよく、このように、端蓋212は、押し出されて衝突する時に変形が発生しにくく、電池セル21はより高い構造強度を備えることができ、安全性能も向上できる。端蓋212に電極端子214などの機能性部材が設置されてもよい。電極端子214は、電池セル21の電気エネルギーを出力又は入力するために、電極アセンブリ213に電気的に接続されるために用いられてもよい。いくつかの実施形態において、端蓋212には、電池セル21の内部圧力又は温度が閾値に達した時に内部圧力を逃すための放圧機構215がさらに設置されてもよい。いくつかの実施形態では、端蓋212の内側に絶縁材がさらに設置されてもよく、絶縁材は、ケース211内の電気的接続部材と端蓋212とを隔離して、短絡のリスクを低減させるために用いられる。例示的には、絶縁材は、プラスチック、ゴムなどであってもよい。
ケース211は、電池セル21の内部環境を形成するように端蓋212に嵌合されるためのアセンブリであり、ここで、形成された内部環境は、電極アセンブリ213、電解液(図には示されていない)及び他の部材を収容するために用いられてもよい。ケース211と端蓋212は、独立した部材であってもよく、ケース211上に開口が設置されてもよく、開口箇所で端蓋212に開口を被せさせることによって電池セル21の内部環境を形成する。限定されず、端蓋212とケース211を一体化させてもよく、具体的には、端蓋212とケース211は、他の部材がケースに入る前に先ず一つの共通の接続面を形成しておいてもよく、ケース211の内部をパッケージングする必要がある時に、さらに端蓋212にケース211を被せさせる。ケース211は、様々な形状と様々なサイズ、例えば直方体形、円柱体形、六角柱形などであってもよい。具体的には、ケース211の形状は、電極アセンブリ213の具体的な形状とサイズの大きさに応じて決定されてもよい。ケース211の材質は、種々のものが可能であり、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金、プラスチックなどであってもよく、本出願の実施形態は、これに対して特別な制限をしない。
電極アセンブリ213は、電池セル21内で電気化学反応が発生する部材である。ケース211内には、一つ又は複数の電極アセンブリ213が含まれてもよい。電極アセンブリ213は、主に正極板と負極板が捲回され、又は積畳配置されて形成されており、且つ一般的に正極板と負極板との間にセパレータが設けられる。正極板と負極板の、活物質を有する部分は、電極アセンブリ213の本体部を構成し、正極板と負極板の、活物質を有しない部分は、それぞれタブ(図には示されていない)構成する。正極タブと負極タブは、共に本体部の一端に位置していてもよいし、それぞれ本体部の両端に位置していてもよい。電池の充放電中に、正極活物質と負極活物質が電解液と反応し、タブは、電極端子214に接続されて電流回路を形成する。
図8は、本出願の一実施形態による電池10の構造概略図であり、図9は、本出願の一実施形態による電池10の分解構造概略図である。図3から図9に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、電池アセンブリ20を含み、電池アセンブリ20は、少なくとも一つの電池セル21を含み、電池アセンブリ20は、第一の方向に沿って設置され、第一の方向は、電池10の長手方向又は電池10を有する電力消費機器の走行方向であり、電池セル21は、複数の表面を含み、複数の表面は、面積が最も大きい第一の表面2111を含み、複数の表面は、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121をさらに含み、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差し、電池セル21は、放圧機構215をさらに含み、放圧機構215は、第一の表面2111又はそのうちの一つの第二の表面2121に設けられる。
具体的に、図1、図3、図4及び図9に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21であってもよく、電池セル21は、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111と、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、即ち放圧機構215は、鉛直方向に沿って設置され、電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図1、図3、図7及び図9に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21であってもよく、電池セル21は、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111と、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第一の表面2111に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第一の表面2111に設けられる場合、第一の表面2111は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構215の第一の表面2111における占有率は、小さく、電力消費機器1に衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃しにくく、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図10は、本出願の一実施形態による電池アセンブリ20の構造概略図である。図1、図4、図9及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21である。電池セル21は、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、即ち放圧機構215は、鉛直方向に沿って設置され、電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図1、図7、図9及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21である。電池セル21は、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第一の表面2111に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第一の表面2111に設けられる場合、第一の表面2111は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構215の第一の表面2111における占有率は、小さく、電力消費機器1に衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃しにくく、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図11は、本出願の一実施形態による電池アセンブリ20の構造概略図である。図1、図4、図9及び図11に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21である。電池セル21は、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111と、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、即ち放圧機構215は、電池10の長手方向の端部又は電力消費機器1の走行方向の端部に設けられ、電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図12は、本出願の一実施形態による電池アセンブリ20の構造概略図であり、図13は、本出願の一実施形態による電池セル21の構造概略図である。図1、図9、図12、及び図13に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、円筒形の電池セル21であり、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列されて電池アセンブリ20を形成する。電池セル21は、一つの円筒状の第一の表面2111と、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含む。ここで、第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向である。
放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、即ち放圧機構215は、鉛直方向に沿って設置され、電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図14は、本出願の一実施形態による電池アセンブリ20の構造概略図であり、図15は、本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図であり、図16は、本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。図1、図9、図14、図15及び図16に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21である。電池セル21は、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111と、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、即ち放圧機構215は、電池10の長手方向の端部又は電力消費機器1の走行方向の端部に設けられ、電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図17は、本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図である。図1、図9、図15及び図17に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21である。電池セル21は、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111と、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向であり、第三の方向は、鉛直方向である。
放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、即ち放圧機構215は、電池10の長手方向の端部又は電力消費機器1の走行方向の端部に設けられ、電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
図18は、本出願の一実施形態による電池アセンブリの構造概略図であり、図19は、本出願の一実施形態による電池セルの構造概略図である。図1、図9、図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、角形の電池セル21である。電池セル21は、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121とを含み、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含む。ここで、第一の表面2111に放圧機構215が設けられる。第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の側方向である。
放圧機構215が第一の表面2111に設けられる場合、第一の表面2111は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構215の第一の表面2111における占有率は、小さく、電力消費機器1に衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃しにくく、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
本出願の電池10によれば、放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、放圧機構215は、鉛直方向に沿って設置され又は電力消費機器1の走行方向に沿って設置されてもよく、それにより電力消費機器1が走行方向の側方向に沿って衝突した時に放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、電池10の正常な給電を保証し、放圧機構215が第一の表面2111に設けられる場合、第一の表面2111は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構215の第一の表面2111における占有率は、小さく、電力消費機器1に衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃しにくく、それにより放圧機構215の損傷を回避し、電池10の正常な給電を保証する。
図3及び図4に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面2111は、水平面と交差する。
具体的に、本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面2111は、鉛直方向に沿って設置されてもよい。
図4及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面2111は、水平面と交差する。
図12及び図13に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面2111は、水平面と交差する。
図14及び図15に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面2111は、水平面と交差する。
図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の表面2111は、水平面と交差する。
第一の表面2111は、電池セル21の面積が最も大きい表面であるため、第一の表面2111を水平面と交差させ、水平面内の電池セル21の配置数を最大限に向上させることができ、それにより電池10の全体エネルギー密度を向上させる。
図20は、本出願の一実施形態による熱伝導部材40の構造概略図である。図4、図9、図10及び図20に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材40をさらに含み、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って設置され、電池アセンブリ20の各電池セル21は、少なくとも第一の表面2111を介して熱伝導部材40と熱伝導接続される。
具体的に、熱伝導部材40は、電池セル21と熱伝導接続することができ、電池セル21の熱を熱伝導部材40に伝導することにより、電池セル21に対する熱交換を実現する。ここで、電池セル21に対する熱交換は、電池セル21に対する冷却放熱、又は電池セル21に対する加熱を含む。熱伝導部材40は、熱伝導板、熱伝導接着剤又は熱伝導構造を採用してもよく、いくつかの実施例では熱伝導板は、金属板を採用してもよく、例えば銅板、アルミニウム板など、又は他の熱伝導係数が比較的高い材料を採用してもよい。いくつかの実施例では、熱伝導部材の内部にキャビティを設置してもよい。本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材40は、熱伝導板である。第一の表面2111は、熱伝導部材40と熱伝導接続され、且つ第一の表面2111は、水平面と交差し、従って、熱伝導部材40は、同様に水平面と交差する。本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材40は、鉛直方向に沿って設置され且つ第一の方向に延在する。
図4、図9、図10及び図20に示すように、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って設置され且つ水平面と交差し、電池セル21は、第一の表面2111を介して熱伝導部材40と熱伝導接続される。
図9、図12、図13及び図20に示すように、本出願のいくつかの実施形態では熱伝導部材40は、第一の方向に沿って設置され且つ水平面と交差し、電池セル21は、第一の表面2111を介して熱伝導部材40と熱伝導接続される。
図9、図18、図19及び図20に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って設置され且つ水平面と交差し、電池セル21は、第一の表面2111を介して熱伝導部材40と熱伝導接続される。
熱伝導部材40を第一の方向に沿って設置し、熱伝導部材40によって電池アセンブリ20内のいずれか電池セル21に対して熱交換を行うことができ、同時に電力消費機器1が側方向に沿って衝突した時、衝撃力が熱伝導部材40の端部に直接作用せず、電池セル21を第一の表面2111を介して熱伝導部材40と熱伝導接続し、熱伝導部材40と電池セル21との接触面積を最大限に保証することができ、それにより熱伝導部材40の電池セル21に対する熱交換効果を保証する。
図21は、本出願の一実施形態による第二の部分32の構造概略図であり、図22は、本出願の一実施形態による第二の部分32と電池アセンブリ20の組み立て構造概略図であり、図23は、本出願の一実施形態によるA部の拡大構造概略図である。図4、図10、図21、図22及び図23に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、少なくとも二つの電池アセンブリ20を含み、第三の方向に沿って、熱伝導部材40の両側は、それぞれ二つの電池アセンブリ20と熱伝導接続され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
具体的に、熱伝導部材40は、二つの電池アセンブリ20の間に設けられ、且つ二つの電池アセンブリ20とそれぞれ熱伝導接続される。ここで、第三の方向は、電池10の幅方向又は電力消費機器1の走行方向の側方向である。熱伝導部材40の両側をそれぞれ電池セル21の第一の表面2111と熱伝導接続することにより、それにより熱伝導部材40の電池セル21に対する熱交換効果を向上させる。
図12、図13、図21、図22及び図23に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、少なくとも二つの電池アセンブリ20を含み、第三の方向に沿って、熱伝導部材40の両側は、それぞれ二つの電池アセンブリ20と熱伝導接続され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
図1及び図22に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10の長手方向は、電力消費機器1の走行方向と平行又は交差する。
具体的に、本出願のいくつかの実施形態では、電池10の長手方向を電力消費機器1の走行方向と平行に設置してもよく、それにより熱伝導部材40が電池10の長手方向に沿って設置される場合、熱伝導部材40の両端がそれぞれ電池10の長手方向の両端に設けられ、即ちそれぞれ電力消費機器1の走行方向の両端に設けられ、電力消費機器1が側方向に沿って衝突した時、衝撃力が熱伝導部材40の端部に直接作用せず、それにより熱伝導部材40の損傷を防止し、電池10の使用の安全性及び信頼性を保証する。
本出願のいくつかの実施形態では、電池10の長手方向と電力消費機器1の走行方向をなす角に設置してもよく、同様に電池10を介して電力消費機器1に給電することができ、それにより電池10位置の設置を容易にする。
図20から図23に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、熱伝導部材40内に熱交換媒体通路が設けられる。
熱交換媒体通路は、熱交換媒体を流通するために用いられ、それにより熱交換媒体の流動によって電池セル21から放出された熱を奪い、又は電池セル21を加熱し、さらに電池セル21の熱交換効率を向上させる。ここで、熱交換媒体は、熱交換液であってもよく、具体的に油液又は水液を採用してもよい。
図24は、本出願の一実施形態によるB-B断面構造概略図であり、図25は、本出願の一実施形態によるC部の拡大構造概略図である。図4、図10、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、複数の熱伝導部材40を含み、複数の熱伝導部材40は、第三の方向に沿って配列され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
図12、図13、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、複数の熱伝導部材40を含み、複数の熱伝導部材40は、第三の方向に沿って配列され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
図18、図19、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、複数の熱伝導部材40を含み、複数の熱伝導部材40は、第三の方向に沿って配列され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
具体的に、第一の方向は、電池10の長手方向であり、第三の方向は、電池10の幅方向であり、複数の熱伝導部材40を第三の方向に沿って配列し、複数の熱伝導部材40を介してそれぞれ電池セル21の第一の表面2111と熱伝導接続され、電池10を共に放熱するために用いられ、電池10に対する熱交換速度を効果的に向上させる。
図4、図10、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池アセンブリ20の両側にそれぞれ熱伝導部材40が設けられ、電池アセンブリ20は、両側の熱伝導部材40と熱伝導接続される。
図12、図13、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池アセンブリ20の両側にそれぞれ熱伝導部材40が設けられ、電池アセンブリ20は、両側の熱伝導部材40と熱伝導接続される。
図14、図15、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池アセンブリ20の両側にそれぞれ熱伝導部材40が設けられ、電池アセンブリ20は、両側の熱伝導部材40と熱伝導接続される。
図18、図19、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池アセンブリ20の両側にそれぞれ熱伝導部材40が設けられ、電池アセンブリ20は、両側の熱伝導部材40と熱伝導接続される。
電池アセンブリ20の両側を同時に熱伝導部材40と熱伝導接続することにより、電池アセンブリ20の両側を介して同時に放熱し、電池10に対する熱交換速度を効果的に向上させる。
図4、図10、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池セル21は、二つの対向する第一の表面2111を含み、電池セル21の二つの第一の表面2111は、それぞれ一つの熱伝導部材40と熱伝導接続される。
図14、図15、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池セル21は、二つの対向する第一の表面2111を含み、電池セル21の二つの第一の表面2111は、それぞれ一つの熱伝導部材40と熱伝導接続される。
電池セル21が二つの最大面積の第一の表面2111を有する場合、二つの第一の表面2111を同時に放熱することにより、電池10に対する熱交換速度を効果的に向上させる。
図4、図5、図10、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、電極アセンブリ213を含み、電極アセンブリ213は、本体部2131及び本体部2131から突出するタブ2132を含み、タブ2132は、電極端子214と電気的に接続され、第三の方向に沿って、熱伝導部材40及び本体部2131の投影は、少なくとも部分的に重なり、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
具体的に、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って延設され、且つ第三の方向に沿って電池セル21の側面に設けられる。ここで、第一の方向は、電池セル21の長手方向であり、第三の方向は、電池セル21の幅方向である。
図12、図13、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、電極アセンブリ213を含み、電極アセンブリ213は、本体部2131及び本体部2131から突出するタブ2132を含み、タブ2132は、電極端子214と電気的に接続され、第三の方向に沿って、熱伝導部材40及び本体部2131の投影は、少なくとも部分的に重なり、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
具体的に、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って延設され、且つ第三の方向に沿って電池セル21の側面に設けられる。ここで、第一の方向は、電力消費機器1の走行方向であり、第三の方向は、電池セル21の径方向である。
図14、図15、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、電極アセンブリ213を含み、電極アセンブリ213は、本体部2131及び本体部2131から突出するタブ2132を含み、タブ2132は、電極端子214と電気的に接続され、第三の方向に沿って、熱伝導部材40及び本体部2131の投影は、少なくとも部分的に重なり、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
具体的に、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って延設され、且つ第三の方向に沿って電池セル21の側面に設けられる。ここで、第一の方向は、電池セル21の長手方向であり、第三の方向は、電池セル21の幅方向である。
図18、図19、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、電極アセンブリ213を含み、電極アセンブリ213は、本体部2131及び本体部2131から突出するタブ2132を含み、タブ2132は、電極端子214と電気的に接続され、第三の方向に沿って、熱伝導部材40及び本体部2131の投影は、少なくとも部分的に重なり、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差する。
具体的に、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って延設され、且つ第三の方向に沿って電池セル21の側面に設けられる。ここで、第一の方向は、電力消費機器1の走行方向であり、第三の方向は、電力消費機器1の側方向である。
熱伝導部材40と本体部とを第二の方向に沿って少なくとも部分的に重なって設置することにより、熱伝導部材40によって本体部を効果的に熱交換することができ、それにより電池10に対する熱交換効果を保証する。
図4、図5、図10、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、本体部2131のサイズは、L1であり、熱伝導部材40のサイズは、L2であり、0.5≦L2/L1≦1.5であり、ここで、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。
具体的に、第一の方向は、電池セル21の長手方向であり、第二の方向は、電池セル21の高さ方向である。
図12、図13、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、本体部2131のサイズは、L1であり、熱伝導部材40のサイズは、L2であり、0.5≦L2/L1≦1.5であり、ここで、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。
具体的に、第一の方向は、電力消費機器1の走行方向であり、第二の方向は、電池セル21の高さ方向である。
図14、図15、図22、図23、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、本体部2131のサイズは、L1であり、熱伝導部材40のサイズは、L2であり、0.5≦L2/L1≦1.5であり、ここで、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。
具体的に、第一の方向は、電池セル21の長手方向であり、第二の方向は、電池セル21の高さ方向である。
図18、図19、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、本体部2131のサイズは、L1であり、熱伝導部材40のサイズは、L2であり、0.5≦L2/L1≦1.5であり、ここで、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。
具体的に、第一の方向は、電池セル21の長手方向であり、第二の方向は、電池セル21の高さ方向である。
L2/L1範囲値を0.5よりも大きく且つ1.5よりも小さく設定し、熱伝導部材40が十分な熱伝導面積を有することを保証し、それにより本体部2131との間で熱交換を行い、熱伝導部材40の本体部2131に対する熱交換効果を大幅に強化する。
理解すべきこととして、L2/L1が0.5よりも小さい場合に熱伝導部材40のサイズが小さくなりすぎて、電池セル21に対して効果的な熱交換を行うことができず、L2/L1が1.5よりも大きい場合、熱伝導部材40のサイズが比較的大きくなり、電池10の空間を占有しやすく、電池10の空間利用率を向上させることに不利である。
指摘すべきこととして、本出願のいくつかの実施形態では、L2/L1の値は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4......1.5であってもよい。
図4、図5、図10、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向に沿って、重なる領域のサイズは、L3であり、0.5≦L3/L1≦1である。
重なる領域の第二の方向におけるサイズに設定することにより、熱伝導部材40と本体部2131との間の熱交換面積を適正に設定することができ、熱伝導部材40による本体部2131の熱交換効果を大幅に増強することができる。
理解すべきこととして、L3/L1が0.5よりも小さい場合、熱伝導部材40と本体部2131との重なる面積が小さすぎて、電池セル21に対する熱伝導部材40の熱交換効果が悪くなり、電池セル21に対する放熱を効果的に保証できない。
指摘すべきこととして、本出願のいくつかの実施形態では、L3/L1の値は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9......1であってもよい。
図22及び図23に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、集電部材50をさらに含み、集電部材50は、複数の熱伝導部材40と流体連通し、
ここで、熱伝導部材40の第一の方向に位置する一端に集電部材50が設けられ、又は、熱伝導部材40の第一の方向に位置する両端にそれぞれ集電部材50が設けられる。集電部材50は、熱交換媒体通路内の熱交換媒体を供給又は回収するために用いられ、それにより電池10と熱交換するために用いられる。
具体的に、複数の熱伝導部材40がそれぞれ電池10の長手方向に沿って設置されるか又は電力消費機器1の走行方向に沿って設置されるため、集電部材50を介して複数の熱伝導部材40との流体連通を容易にするために、集電部材50を電池10の長手方向の一端又は電力消費機器1の走行方向の端部に設け、且つ実際の必要に応じて集電部材50を一端又は両端に設置する。
集電部材50を熱伝導部材40の第一の方向の端部に設け、電力消費機器1が側方向に沿って衝突した時、衝撃力が電力消費機器1の走行方向の端部の集電部材50に直接作用せず、それにより集電部材50の損傷を防止し、電池10の使用の安全性及び信頼性を保証する。
図22及び図23に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、集電部材50は、二つであり、二つの集電部材50は、熱伝導部材40の第一の方向に位置する一端に設けられ、二つの集電部材50は、第二の方向に沿って配置され、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。
具体的に、本出願のいくつかの実施形態では、第二の方向は、鉛直方向であってもよく、即ち二つの集電部材50を鉛直方向に沿って間隔をおいて設置する。ここで、二つの集電部材50は、それぞれ給水集電部材及び排水集電部材であってもよい。
二つの集電部材50を第一の方向の一端に共に設け、且つ第二の方向に沿って配置され、集電部材50が第一の方向に沿った電池10内における占有空間を効果的に減少させることができ、それにより電池10内に他の構造の設置を容易にし、電池のエネルギー密度を向上させ、二つの集電部材は、第一の方向の一端に共に設けられ、さらに第一の方向に面する衝突時に集電部材が損傷する確率を低下させることができる。
図4及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、電極端子214を含み、電極端子214は、少なくとも一つであり、放圧機構215と少なくとも一つの電極端子214は、同一の第二の表面2121に設けられ、又は放圧機構215と電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面2121に設けられる。
具体的に、図4及び図10に示すように、放圧機構215と二つの電極端子214は、第二の方向に沿って同一の第二の表面2121に共に設けられ、ここで第二の方向は、鉛直方向である。本出願のいくつかの実施形態では、放圧機構215は、第二の方向に沿って一つの第二の表面2121に設けられ、二つの電極端子214は、第二の方向に沿ってそれぞれもう一つの第二の表面2121に設けられ、又は、二つの電極端子214は、それぞれ第二の方向に沿って二つの第二の表面2121に設けられ、放圧機構215は、そのうちの一つの電極端子214とそのうちの一つの第二の表面2121に共に設けられる。
図12及び図13に示すように、そのうちの一つの第二の表面2121に電極端子214が突設され、放圧機構215は、突設された一つの電極端子214と第二の表面2121に共に設けられ、又は、そのうちの一つの第二の表面2121に電極端子214が突設され、電極端子214が突設されていないもう一つの第二の表面2121に放圧機構215が設けられる。
図14及び図15に示すように、二つの電極端子214は、それぞれ第一の方向に沿って二つの第二の表面2121に設けられ、放圧機構215は、そのうちの一つの電極端子214とそのうちの一つの第二の表面に共に設けられ、ここで、第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向である。又は、放圧機構215は、第一の方向に沿って一つの第二の表面2121に設けられ、二つの電極端子214は、第一の方向に沿ってもう一つの第二の表面2121に共に設けられ、又は、二つの電極端子214及び放圧機構215は、そのうちの一つの第二の表面2121に共に設けられる。
放圧機構215は、電池セル21の内部と連通し、電池セル21の内部圧力が上昇する時にその内部圧力を排出するために用いられる。放圧機構215は、必要に応じて電極端子214と同一の第二の表面2121に設けられてもよく、又はそれぞれ二つの第二の表面2121に設けられてもよく、それにより放圧機構215は、熱伝導部材40と熱交換する第一の表面2111を避け、電池セル21に熱暴走が発生した場合、放圧機構215は、円滑に排気する。
図3及び図4に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電極端子214は、極性が逆である二つの電極端子214を含み、二つの電極端子214は、一つの第二の表面2121に設けられ、又は二つの電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面に設けられる。
具体的に、図3及び図4に示すように、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、且つ二つの電極端子214は、共に第二の方向に沿って同一の第二の表面2121に設けられる。ここで、第二の方向は、鉛直方向であってもよい。本出願のいくつかの実施形態では、二つの電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面2121に設けられてもよい。
図4及び図10に示すように、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、且つ二つの電極端子214は、共に第二の方向に沿って同一の第二の表面2121に設けられる。ここで、第二の方向は、鉛直方向であってもよい。本出願のいくつかの実施形態では、二つの電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面2121に設けられてもよい。
図4及び図11に示すように、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、且つ二つの電極端子214は、共に第一の方向に沿って同一の第二の表面2121に設けられる。ここで、第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向である。本出願のいくつかの実施形態では、二つの電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面2121に設けられてもよい。
図12及び図13に示すように、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、且つ二つの電極端子214は、第二の方向に沿ってそれぞれ二つの第二の表面2121に設けられ、ここで、一つの電極端子214は、電池セル21の端面と同一平面にあり、電池セル21の端部は、電極端子214である。ここで、第二の方向は、鉛直方向である。
図14及び図15に示すように、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、且つ二つの電極端子214は、第一の方向に沿ってそれぞれ二つの第二の表面2121に設けられる。ここで、第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向である。又は、二つの電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面2121に設けられてもよい。
図15及び図17に示すように、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、且つ二つの電極端子214は、第一の方向に沿ってそれぞれ二つの第二の表面2121に設けられる。ここで、第一の方向は、電池10の長手方向又は電力消費機器1の走行方向である。又は、二つの電極端子214は、それぞれ二つの第二の表面2121に設けられてもよい。
極性が逆である二つの電極端子214を必要に応じて電池セル21の同一の第二の表面2121に設け、又はそれぞれ二つの第二の表面2121に設けることにより、電極端子214は、熱伝導部材40と熱交換する第一の表面2111を避け、後続で他の隣接する電池セル21との電気的に接続を容易にする。
図1、図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電極端子214は、第一の表面2111に設けられる。
具体的に、電池セル21は、二つの電極端子214を含み、二つの電極端子214は、第一の表面2111に共に設けられる。ここで、電池セル21の長手方向は、第一の方向に沿って設置され、電池セル21は、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111を含み、二つの電極端子214は、そのうちの一つの第一の表面2111に共に設けられる。ここで、第一の方向は、水平方向である。
電極端子214を第一の表面2111に設けることにより、電池10が第二の方向に沿って占有する空間を節約し、さらに電池10のエネルギー密度を向上させることができる。
図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、第一の表面2111及び第一の表面2111に対向して設置される第四の表面を含み、第一の表面2111と第四の表面とは、第三の方向に沿って対向して設置され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面2111といずれも交差し、第四の表面の縁部には、凹部が設けられ、第一の表面2111は、電極端子214を設置するために用いられ、電極端子214は、第三の方向において第一の表面2111に突設され、且つ凹部に対応する。
具体的に、図1、図18及び図19に示すように、電池セル21の長手方向は、第一の方向に沿って設置され、電池セル21は、第三の方向に沿って対向して設置される第一の表面2111及び第四の表面を含み、第四の表面の縁部に凹部が設けられ、第一の表面2111は、電極端子214を設置するために用いられる。
電極端子214を第一の表面2111に設け、且つ第四の表面の縁部に電極端子214に対応する凹部を設けることにより、凹部を介して隣接する電池セル21の電極端子214を収容し、電気接続のための操作空間を残し、電池10の全体構造をよりコンパクトにし、空間利用率が高い。
図1、図6及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、複数の表面は、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含み、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差し、電極端子214は、極性が逆である二つの電極端子214を含み、二つの電極端子214は、二つの第三の表面2112にそれぞれ設けられる。本出願のいくつかの実施形態では、二つの電極端子214は、同一の第三の表面2112に共に設けられてもよい。
図1、図14及び図16に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、複数の表面は、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112をさらに含み、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差し、電極端子214は、極性が逆である二つの電極端子214を含み、二つの電極端子214は、二つの第三の表面2112にそれぞれ設けられる。本出願のいくつかの実施形態では、二つの電極端子214は、同一の第三の表面2112に共に設けられてもよい。
極性が逆である二つの電極端子214を必要に応じて電池セル21の同一の第三の表面2112に設け、又はそれぞれ二つの第三の表面2112に設けられ、それにより電池セル21の取り付けを容易にする。
図4、図5及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池セル21は、電極アセンブリ213を含み、電極アセンブリ213は、捲回型構造であり且つ扁平状であり、電極アセンブリ213の外面は、二つの扁平面を含み、二つの扁平面は、第三の方向に沿って互いに対向し、又は、電極アセンブリ213は、積層型構造であり、電極アセンブリ213の第一の極板、セパレータ及び第二の極板は、第三の方向に沿って積層され、第三の方向は、第一の方向及び第一の表面といずれも交差する。
電極アセンブリ213を積層型構造又は捲回型構造に設置することにより、いずれも電極アセンブリ213によって電力消費機器1に効果的に給電することができる。
図3、図4及び図9に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。
図4、図9及び図10に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。
図4、図9及び図11に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。説明すべきこととして、図11では第一の方向に沿って一つの電池セル21のみが例示される。
図9、図12及び図13に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。
図9、図14及び図15に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。説明すべきこととして、図14では第一の方向に沿って一つの電池セル21のみが例示される。
図9、図15及び図17に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。説明すべきこととして、図17では第一の方向に沿って一つの電池セル21のみが例示される。
図9、図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池アセンブリ20は、少なくとも二つの電池セル21を含み、少なくとも二つの電池セル21は、第一の方向に沿って配列される。説明すべきこととして、図18では第一の方向に沿って一つの電池セル21のみが例示される。
図4、図10、図12、図13、図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の方向に沿って、電池セル21の最大サイズは、Lであり、第二の方向に沿って、電池セル21の最大サイズは、Hであり、L/H範囲値は、0.5~6である。
ここで、電池セル21が図4又は図19に示される場合、L/Hは、最大サイズ比6を有し、電池セル21が図13に示される場合、L/Hは、最小サイズ比0.5を有する。
L/Hのサイズ比が6よりも大きい場合、電池セル21の第一の方向に沿ったサイズが大きくなりすぎて、それにより取り付けにくく、同時に電池セル21の支持強度を低下させる。L/Hのサイズ比が0.5よりも小さい場合、電池セル21の第二の方向に沿ったサイズが大きくなりすぎて、それにより取り付けにくく、同時に電池セル21の支持強度を低下させる。
指摘すべきこととして、L/Hの値は、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4...5、5.5...6であってもよい。L/Hを異なる値に設定することにより、電池セル21に異なる形状を持たせ、さらに異なる型番の電池10の需要を満たすことができる。
電池セル21の最大サイズHは、ケース211のサイズと、ケース211から突設された電極端子214のサイズとの両方を含む。電池セル21は、上記サイズ比率に応じて設置され、電池セル21の支持強度を保証した上で、電池セル21の電力量を最大限に向上させることができ、同時に電池セル21の取り付けを容易にする。
図4、図10、図12、図13、図18及び図19に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第三の方向に沿って、電池セル21の最大サイズは、Dであり、ここで、L/D範囲値は、1~30であり、第一の方向、第二の方向及び第三の方向は、二つずつ交差する。
L/Dのサイズ比が30よりも大きい場合、電池セル21の第一の方向に沿ったサイズが大きくなりすぎて、それにより取り付けにくく、同時に電池セル21の支持強度を低下させる。L/Dのサイズ比が1よりも小さい場合、電池セル21の第一の方向に沿ったサイズが小さすぎて、電池セル21の電力量が低下させる。
指摘すべきこととして、L/Dの値は、1、2、3、4、5、6、7、8...10...15...20...25...28...30であってもよい。L/Dを異なる値に設定することにより、電池セル21に異なる形状を持たせ、さらに異なる型番の電池10の需要を満たすことができる。
ここで、電池セル21が図4又は図17に示される場合、L/Dは、最大サイズ比30を有し、電池セル21が図11に示される場合、L/Dは、最小サイズ比1を有する。電池セル21は、上記サイズ比率に応じて設置され、電池セル21の支持強度を保証した上で、電池セル21の電力量を最大限に向上させることができる。
図26は、本出願の一実施形態による第二の部分32の内部構造概略図であり、図27は、本出願の一実施形態によるD部の拡大構造概略図である。図4、図10、図24、図25、図26及び図27に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10は、第二の方向に沿って電池セル21の電極端子214が設けられた第二の表面2121に対向して設置されるバッフル321をさらに含み、電極端子214とバッフル321との間隔は、1.2mm~25mmであり、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。
具体的に、バッフル321は、筐体30自体の一部構造であってもよく、又はバッフル321は、筐体30と繋がり且つ筐体30内に設けられる。第二の方向は、鉛直方向であってもよい。
図12、図13、図24、図25、図26及び図27に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池21は、第二の方向に沿って電池セル21の電極端子214が突設される第二の表面2121に対向して設置されるバッフル321をさらに含み、電極端子214とバッフル321との間隔は、1.2mm~25mmであり、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。
電極端子214とバッフル321との間隔が1.2mmよりも小さい場合、電極端子214がバッフルに衝撃しやすくなり、それにより電極端子214の損傷を引き起こす。電極端子214とバッフル321との間隔が25mmよりも大きい場合、電池10のサイズが大きくなりすぎて、電池10の取り付け及び設置がしにくい。
バッフル321と電極端子214を1.2mm~25mm間隔で設置することにより、電池10が第二の方向に沿って衝撃が発生した場合、バッフル321と電極端子214とが衝撃し、それにより電極端子214の損傷を引き起こすことを防止することができる。
指摘すべきこととして、バッフル321と電極端子214との間隔サイズは、1.2、1.5、1.8、2、3、4、5、6、7、8...10...15...20...23、24、25mmであってもよい。
図1、図4、図10、図24、図25、図26及び図27に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、少なくとも一つの電極端子214は、電池セル21の下方に位置し、バッフル321は、電極端子214の下方に位置し、又は、少なくとも一つの電極端子214が電池セル21の上方に位置し、バッフル321は、電極端子214の上方に位置する。
具体的に、電極端子214及びバッフル321は、共に第二の方向に沿って設置され、且つバッフル321は、電池セル21の下方に位置し、即ちバッフル321は、電極端子214よりも第二の部分32に近接して設置される。ここで、第二の方向は、鉛直方向であってもよく、二つの電極端子214は、電池セル21の下方に共に設けられてもよく、又はそのうちの一つは、電池セル21の下方に設けられ、もう一つは、電池セル21の上方に設けられる。又は電極端子214とバッフル321は、共に第二の方向に沿って設置され、且つバッフル321は、電池セル21の上方に位置し、即ちバッフル321は、電極端子214よりも第一の部分31に近接して設置され、ここで、二つの電極端子214は、電池セル21の上方に共に設けられてもよく、又はそのうちの一つは、電池セル21の下方に設けられ、もう一つは、電池セル21の上方に設けられる。
図1、図12、図13、図24、図25、図26及び図27に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、そのうち突設された電極端子214は、電池セル21の下方に位置し、バッフル321は、電極端子214の下方に位置し、又は、突設された電極端子214は、電池セル21の上方に位置し、バッフル321は、電極端子214の上方に位置する。
バッフル321を第二の方向に沿って電極端子214の下方に設けるか、又は第二の方向に沿って電極端子214の上方に設けることにより、実際の取り付け位置に応じて合理的な配置を行う。
図4、図9、図10、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電極端子214及び放圧機構215は、一つの第二の表面2121に設けられ、電池10は、支持板311を含み、電池セル21は、電極端子214が設置されていないもう一つの第二の表面2121を介して支持板311と固定接続され、第二の方向は、第一の方向及び水平面といずれも交差する。
具体的に、支持板311は、筐体30自体の一部構造であってもよく、又は支持板311は、筐体30に接続され且つ筐体30内に設けられる。ここで、支持板311は、第一の部分31又は第二の部分32に設置されてもよい。
図4、図10、図24及び図25に示すように、二つの電極端子214は、共に第二の方向に沿って電池セル21のうちの一つの第二の表面2121に設けられ、もう一つの電極端子214がない第二の表面2121は、支持板311と固定接続され、それにより電池セル21を筐体30内に固定して設ける。
図12、図13、図24及び図25に示すように、電極端子214は、そのうちの一つの第二の表面2121に突設され、電極端子214が突設されていないもう一つの第二の表面2121は、支持板311と固定接続される。
電池セル21を支持板311を介して筐体30内に固定することにより、電池セル21取り付けて固定することを容易にする。
図4、図10、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、もう一つの第二の表面2121は、第一の接着層61を介して支持板311と固定接続され、熱伝導部材40は、第二の接着層62を介して第一の表面2111と熱伝導接続され、第一の接着層61の熱伝導係数は、第二の接着層62の熱伝導係数以下である。
具体的に、電極端子214が設置されていない表面は、第一の接着層61を介して支持板311と固定接続される。
図12、図13、図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電極端子214が突設されていない第二の表面2121は、第一の接着層61を介して支持板311と固定接続され、熱伝導部材40は、第二の接着層62を介して第一の表面2111と熱伝導接続される。ここで、第一の接着層61及び第二の接着層62は、それぞれ熱伝導型ポリウレタン接着剤層を選択してもよく、且つその中に異なる量の熱伝導粒子を添加し、それにより異なる熱伝導係数を達成する。
第一の接着層61は、第二の表面2121と支持板311とを接続するために用いられ、第二の接着層62は、第一の表面2111と熱伝導部材40とを熱伝導接続するために用いられるため、第一の接着層61の熱伝導係数を第二の接着層62の熱伝導係数以下に設定し、熱伝導部材40によって電池セル21をより効果的に熱交換することを保証する。
図24及び図25に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、第一の接着層61の熱伝導係数と第二の接着層62の熱伝導係数との比の範囲は、0.1~1である。
具体的に、上記比率に応じて設置し、いずれも熱伝導部材40によって電池セル21を効果的に熱交換することができる。
理解すべきこととして、第一の接着層61の熱伝導係数と第二の接着層62の熱伝導係数との比が0.1よりも小さい場合、第一の接着層61の熱伝導能力が比較的低く、第一の接着層61に接続された支持板311は、第一の接着層61の一側を介して熱伝達を行うことができず、それにより支持板311に対して熱交換を行うことができない。第一の接着層61の熱伝導係数と第二の接着層62の熱伝導係数との比が1よりも大きい場合、第一の接着層61の熱伝導能力が第二の接着層62より強く、電池セル21が熱伝導部材40によって熱交換を行う能力は、弱められ、電池セル21の熱交換効果が悪くなる。
指摘すべきこととして、第一の接着層61の熱伝導係数と第二の接着層62の熱伝導係数との比は、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9......1であってもよい。
図1から図27に示すように、本出願の第二の態様は、上記いずれか1項の電池10を含む電力消費機器1を提供し、電池10は、電気エネルギーを提供して電力消費機器1を駆動して走行させるために用いられる。
図28は、本出願の一実施形態による電力消費機器1における電池10の分布構造概略図である。図1から図28に示すように、本出願のいくつかの実施形態では、電池10の長手方向と電力消費機器1の走行方向とが異なる場合、第一の方向は、電力消費機器1の走行方向である。
いくつかの実施例では、電池10の長手方向は、電力消費機器1の走行方向に垂直であってもよく、例えば、電力消費機器1の走行方向に一つ又は複数の電池10を配置してもよく、複数の電池10を配置する場合、少なくとも一つの電池10の長手方向は、電力消費機器1の走行方向に垂直である。このような実施例では、第一の方向は、電力消費機器1の走行方向であり、つまり、長手方向が電力消費機器1の走行方向と垂直な電池10において、電池アセンブリ20及び熱伝導部材40は、電池10の幅方向に沿って配置され、電力消費機器1の走行方向と一致する。
本出願の電力消費機器1は、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、バッテリ車、電動玩具、電動工具、電気自動車、船舶及び宇宙機などであってもよく、例えば、宇宙機は、飛行機、ロケット、宇宙航空機及び宇宙船などであってもよい。
第一の方向を電力消費機器1の走行方向に設定し、放圧機構215が第二の表面2121に設けられる場合、二つの第二の表面2121は、第二の方向に沿って対向して設置され、且つ第二の方向は、第一の方向と交差し、即ち放圧機構215は、電力消費機器1の走行方向の端部に設けられず、電力消費機器1が走行方向に沿って衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃せず、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証し、放圧機構215が第一の表面2111に設けられる場合、第一の表面2111は、面積が最も大きい表面であるため、放圧機構215の第一の表面2111における占有率は、小さく、電力消費機器1に衝撃が発生した場合、放圧機構215に衝撃しにくく、それにより放圧機構215の損傷を回避し、放圧機構215の正常な使用を保証する。
上記説明は、本出願の技術案の概要に過ぎず、本出願の技術手段をより明確に理解するために、明細書の内容に従って実施することができ、かつ本出願の上記と他の目的、特徴と利点をより明らかに分かりやすくするために、以下は、特に本出願の具体的な実施形態を挙げて説明する。
図1、図4、図5、図9、図10、図20から図27に示すように、本出願の一つの実施形態では、電力消費機器1は、電池10を含み、電池10は、電気エネルギーを提供して電力消費機器1の走行を駆動するために用いられる。電池10は、筐体30及び筐体30内に設けられる複数の電池アセンブリ20を含み、筐体30は、第一の部分31及び第二の部分32を含み、第一の部分31及び第二の部分32は、電池アセンブリ20を収容するための空間を囲む。複数の電池アセンブリ20は、それぞれ第一の方向に沿って設置され、且つ第三の方向に沿って配列される。電池アセンブリ20は、複数の電池セル21を含み、電池セル21の長手方向は、第一の方向に沿って設置され、電池セル21の高さ方向は、第二の方向に沿って設置され、電池セル21の幅方向は、第三の方向に沿って設置される。電池セル21は、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面2112と、第二の方向に沿って対向して設置される二つの第二の表面2121と、第三の方向に沿って対向して設置される二つの第一の表面2111とを含み、第一の表面2111は、電池セル21の面積が最も大きい面である。ここで、第一の方向は、電力消費機器1の走行方向であり、電池10の長手方向は、電力消費機器1の走行方向と平行であり、第二の方向は、鉛直方向であり、第三の方向は、電力消費機器1の走行方向の側方向である。
電池セル21は、電極アセンブリ213を含み、電極アセンブリ213は、本体部2131及び本体部2131から突出するタブ2132を含み、タブ2132は、電極端子214と電気的に接続され、第三の方向に沿って、熱伝導部材40及び本体部2131の投影は、少なくとも部分的に重なり且つ重なる領域を有する。第二の方向に沿って、本体部2131のサイズは、L1であり、熱伝導部材40のサイズは、L2であり、重なる領域のサイズは、L3であり、0.5≦L2/L1≦1.5であり、0.5≦L3/L1≦1である。
電池セル21は、極性が逆である二つの電極端子214を含み、二つの電極端子214は、一つの第二の表面2121に設けられる。電池セル21は、放圧機構215をさらに含み、放圧機構215と二つの電極端子214は、同一の第二の表面2121に設けられる。第一の方向に沿って、電池セル21の最大サイズは、Lであり、第二の方向に沿って、電池セル21の最大サイズは、Hであり、L/H範囲値は、0.5~6である。第三の方向に沿って、電池セル21の最大サイズは、Dであり、ここで、L/D範囲値は、1~30である。電池10は、第二の部分32に設けられたバッフル321をさらに含む。バッフル321は、第二の方向に沿って電池セル21の電極端子214が設けられた第二の表面2121に対向して設置され、電極端子214は、電池セル21の下方に位置し、バッフル321は、電極端子214の下方に位置し、電極端子214とバッフル321との間隔サイズは、1.2mm~25mである。
筐体30内にさらに複数の熱伝導部材40が設けられ、熱伝導部材40は、第一の方向に沿って設置される、複数の熱伝導部材40は、第三の方向に沿って配列される。電池アセンブリ20の第三の方向に沿う両側にそれぞれ熱伝導部材40が設けられ、且つ第三の方向に沿う両側の第一の表面2111は、それぞれ熱伝導部材40に熱伝導接続される。熱伝導部材40内に熱交換媒体通路が設けられる。電池10は、第三の方向に沿って延設される集電部材50をさらに含み、且つ複数の熱伝導部材40と流体連通する。集電部材50の数は、二つであり、二つの集電部材50は、電力消費機器1の走行方向の一端に共に設けられ、且つ第二の方向に沿って間隔をおいて配置される。
筐体30内にさらに支持板311が設けられ、支持板311は、第一の部分31に設けられ、電池セル21は、電極端子214が設置されていない第二の表面2121を介して支持板311と固定接続される。電極端子214が設置されていない第二の表面2121は、第一の接着層61を介して支持板311と固定接続され、熱伝導部材40は、第二の接着層62を介して第一の表面2111と熱伝導接続され、第一の接着層61の熱伝導係数と第二の接着層62の熱伝導係数との比の範囲は、0.1~1である。
最後に説明すべきこととして、以上の各実施形態は、本出願の技術案を説明するためのものに過ぎず、それを制限するものではなく、前述各実施形態を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者が理解すべきことは、それは、依然として前記各実施形態に記載の技術案に対して修正を行い、又はそのうちの一部又は全ての技術的特徴に対して同等置換を行うことができ、これらの修正又は置換は、対応する技術案の本質を本出願の各実施形態の技術案の範囲から逸脱させず、いずれも本出願の請求項及び明細書の範囲に含まれるべきである。特に、構造的衝突がない限り、各実施形態に言及された各技術的特徴は、いずれもいずれかの方式で組み合わせることができる。本出願は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、請求項の範囲内に含まれるすべての技術案を含む。
具体的な実施形態における図面符号は、以下のとおりである。
1:車両、
10:電池、11:コントローラ、12:モータ、
20:電池アセンブリ、21:電池セル、211:ケース、2111:第一の表面、2112:第三の表面、212:端蓋、2121:第二の表面、213:電極アセンブリ、2131:本体部、2132:タブ、214:電極端子、215:放圧機構、
30:筐体、31:第一の部分、311:支持板、32:第二の部分、321:バッフル、
40:熱伝導部材、
50:集電部材、
61:第一の接着層、62:第二の接着層。

Claims (25)

  1. 電池アセンブリ(20)を含む電池であって、
    前記電池アセンブリ(20)は、少なくとも一つの電池セル(21)を含み、前記電池アセンブリ(20)は、第一の方向に沿って設置され、前記第一の方向は、前記電池(10)を有する電力消費機器(1)の走行方向であり、
    前記電池セル(21)は、複数の表面を含み、前記複数の表面は、面積が最も大きい第一の表面(2111)を含み、前記複数の表面は、対向して設置される二つの第二の表面(2121)をさらに含み、前記二つの第二の表面は、前記第一の表面にそれぞれ接続され、前記電池セル(21)上は、放圧機構(215)をさらに含み、前記放圧機構(215)は、前記第一の表面又はそのうちの一つの前記第二の表面(2121)に設けられ
    前記電池(10)は、熱伝導部材(40)をさらに含み、前記熱伝導部材(40)は、前記第一の方向に沿って設置され、前記電池セル(21)は、少なくとも前記第一の表面(2111)を介して前記熱伝導部材(40)と熱伝導接続され、
    前記電池(10)は、集電部材(50)をさらに含み、前記集電部材(50)は、複数の前記熱伝導部材(40)と流体連通し、
    前記集電部材(50)は、二つであり、二つの前記集電部材(50)は、前記熱伝導部材(40)の前記第一の方向に位置する一端に設けられ、二つの前記集電部材(50)は、第二の方向に沿って配置され、前記第二の方向は、前記第一の方向及び水平面といずれも交差する、ことを特徴とする電池。
  2. 二つの前記第二の表面(2121)は、前記第一の方向に沿って対向して設置される、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
  3. 少なくとも二つの電池アセンブリ(20)を含み、第三の方向に沿って、前記熱伝導部材(40)の両側は、それぞれ二つの前記電池アセンブリ(20)と熱伝導接続され、前記第三の方向は、前記第一の方向及び前記第一の表面(2111)といずれも交差する、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  4. 前記電池(10)の長手方向は、前記電力消費機器(1)の走行方向と平行又は交差する、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  5. 前記熱伝導部材(40)内に熱交換媒体通路が設けられる、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  6. 前記電池(10)は、複数の前記熱伝導部材(40)を含み、複数の前記熱伝導部材(40)は、第三の方向に沿って配列され、前記第三の方向は、前記第一の方向及び前記第一の表面(2111)といずれも交差する、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  7. 前記第三の方向に沿って、前記電池アセンブリ(20)の両側にそれぞれ前記熱伝導部材(40)が設けられ、前記電池アセンブリ(20)は、両側の前記熱伝導部材(40)と熱伝導接続される、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  8. 前記第三の方向に沿って、前記電池セル(21)は、二つの対向する前記第一の表面(2111)を含み、前記電池セル(21)の二つの前記第一の表面(2111)は、それぞれ一つの前記熱伝導部材(40)と熱伝導接続される、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  9. 前記電池セル(21)は、電極アセンブリ(213)を含み、前記電極アセンブリ(213)は、本体部(2131)及び前記本体部(2131)から突出するタブ(2132)を含み、前記タブ(2132)は、電極端子(214)と電気的に接続され、第三の方向に沿って、前記熱伝導部材(40)及び前記本体部(2131)の投影は、少なくとも部分的に重なり且つ重なる領域を有し、前記第三の方向は、前記第一の方向及び前記第一の表面(2111)といずれも交差する、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  10. 第二の方向に沿って、前記本体部(2131)のサイズは、L1であり、前記熱伝導部材(40)のサイズは、L2であり、ここで、0.5≦L2/L1≦1.5であり、前記第一の方向、前記第二の方向及び前記第三の方向は、二つずつ交差する、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  11. 前記第二の方向に沿って、前記重なる領域のサイズは、L3であり、0.5≦L3/L1≦1である、ことを特徴とする請求項10に記載の電池。
  12. 前記電池セル(21)は、電極端子(214)を含み、前記電極端子(214)は、少なくとも一つであり、前記放圧機構(215)と少なくとも一つの前記電極端子(214)は、同一の前記第二の表面(2121)に設けられ、又は前記放圧機構(215)と前記電極端子(214)は、それぞれ二つの前記第二の表面(2121)に設けられる、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  13. 前記電極端子(214)は、極性が逆である二つの電極端子(214)を含み、前記二つの電極端子(214)は、一つの前記第二の表面(2121)に設けられ、又は前記二つの電極端子(214)は、それぞれ二つの前記第二の表面(2121)に設けられる、ことを特徴とする請求項12に記載の電池。
  14. 前記電池セル(21)は、前記第一の表面(2111)に設けられた電極端子(214)を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
  15. 前記電池セル(21)は、前記第一の表面(2111)及び前記第一の表面に対向して設置される第四の表面を含み、前記第一の表面(2111)と前記第四の表面とは、第三の方向に沿って対向して設置され、前記第三の方向は、前記第一の方向及び前記第一の表面(2111)といずれも交差し、前記第四の表面の縁部に凹部が設けられ、前記第一の表面(2111)は、前記電極端子(214)を設置するために用いられ、前記電極端子(214)は、前記第三の方向において前記第一の表面(2111)に突設され、且つ前記凹部に対応する、ことを特徴とする請求項14に記載の電池。
  16. 前記複数の表面は、第一の方向に沿って対向して設置される二つの第三の表面(2112)をさらに含み、前記第一の方向、前記第二の方向及び前記第三の方向は、二つずつ交差し、極性が逆である二つの電極端子(214)をさらに含み、前記二つの電極端子(214)は、一つの前記第三の表面(2112)に設けられ、又は前記二つの電極端子(214)は、それぞれ二つの前記第三の表面(2112)に設けられる、ことを特徴とする請求項に記載の電池。
  17. 前記電池セル(21)は、電極アセンブリ(213)を含み、前記電極アセンブリ(213)は、捲回型構造であり且つ扁平状であり、前記電極アセンブリ(213)の外面は、二つの扁平面を含み、二つの前記扁平面は、第三の方向に沿って互いに対向し、
    又は、前記電極アセンブリ(213)は、積層型構造であり、前記電極アセンブリ(213)の第一の極板、セパレータ及び第二の極板は、第三の方向に沿って積層され、
    前記第三の方向は、前記第一の方向及び前記第一の表面(2111)といずれも交差する、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
  18. 前記電池アセンブリ(20)は、少なくとも二つの電池セル(21)を含み、少なくとも二つの前記電池セル(21)は、前記第一の方向に沿って配列される、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
  19. 前記第一の方向に沿って、前記電池セル(21)の最大サイズは、Lであり、第二の方向に沿って、前記電池セル(21)の最大サイズは、Hであり、L/H範囲値は、0.5~6であり、前記第二の方向は、前記第一の方向及び水平面といずれも交差する、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
  20. 第三の方向に沿って、前記電池セル(21)の最大サイズは、Dであり、ここで、L/D範囲値は、1~30であり、前記第一の方向、前記第二の方向及び前記第三の方向は、二つずつ交差する、ことを特徴とする請求項19に記載の電池。
  21. 前記電極端子(214)及び前記放圧機構(215)は、一つの前記第二の表面(2121)に設けられ、前記電池(10)は、支持板(311)を含み、前記電池セル(21)は、電極端子(214)が設置されていないもう一つの第二の表面(2121)を介して前記支持板(311)と固定接続される、ことを特徴とする請求項12に記載の電池。
  22. 前記もう一つの第二の表面は、第一の接着層(61)を介して支持板(311)と固定接続され、前記熱伝導部材(40)は、第二の接着層(62)を介して前記第一の表面(2111)と熱伝導接続され、前記第一の接着層(61)の熱伝導係数は、前記第二の接着層(62)の熱伝導係数以下である、ことを特徴とする請求項21に記載の電池。
  23. 前記第一の接着層(61)の熱伝導係数と前記第二の接着層(62)の熱伝導係数との比の範囲は、0.1~1である、ことを特徴とする請求項22に記載の電池。
  24. 電力消費機器であって、請求項1から23のいずれか1項に記載の電池(10)を含み、前記電池(10)は、電気エネルギーを提供して前記電力消費機器(1)を駆動して走行させるために用いられる、ことを特徴とする電力消費機器。
  25. 記第一の方向は、前記電力消費機器(1)の走行方向である、ことを特徴とする請求項24に記載の電力消費機器。
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