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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022162838
(43)【公開日】2022-10-25
(54)【発明の名称】冷却床部材
(51)【国際特許分類】
H01L 23/473 20060101AFI20221018BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20221018BHJP
H01M 10/6568 20140101ALI20221018BHJP
H01M 10/6556 20140101ALI20221018BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20221018BHJP
H01M 10/653 20140101ALI20221018BHJP
【ＦＩ】
H01L23/46 Z
H01M10/613
H01M10/6568
H01M10/6556
H01M10/625
H01M10/653
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021067864
(22)【出願日】2021-04-13
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】崎山 達也
(72)【発明者】
【氏名】山▲崎▼ 翔平
【テーマコード（参考）】
5F136
5H031
【Ｆターム（参考）】
5F136CB07
5F136CB08
5F136DA50
5F136FA01
5F136FA02
5F136FA51
5F136FA52
5H031AA09
5H031EE01
5H031EE03
5H031KK08
(57)【要約】
【課題】冷媒の漏れを抑制することができ、軽量で、且つ冷却効率に優れた冷却床部材を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る冷却床部材（１００Ａ）は、上方に載置された電池セルを冷却する冷却床部材（１００Ａ）であって、金属床下材（１０１）と、金属床下材（１０１）に対向配置され、外表面が電池セルと接する平板状金属床板（１０２）と、を有し、金属床下材（１０１）と平板状金属床板（１０２）との間の閉断面空間に冷却液が流れる冷却液流路（１０４）を設け、閉断面空間には冷却液流路（１０４）を分割する仕切部材（１０５）を有する。
【選択図】図２Ａ
【解決手段】本発明の一実施形態に係る冷却床部材（１００Ａ）は、上方に載置された電池セルを冷却する冷却床部材（１００Ａ）であって、金属床下材（１０１）と、金属床下材（１０１）に対向配置され、外表面が電池セルと接する平板状金属床板（１０２）と、を有し、金属床下材（１０１）と平板状金属床板（１０２）との間の閉断面空間に冷却液が流れる冷却液流路（１０４）を設け、閉断面空間には冷却液流路（１０４）を分割する仕切部材（１０５）を有する。
【選択図】図２Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上方に載置された電池セルを冷却する冷却床部材であって、
金属床下材と、
前記金属床下材に対向配置され、外表面が前記電池セルと接する平板状金属床板と、
を有し、
前記金属床下材と前記平板状金属床板との間の閉断面空間に冷却液が流れる冷却液流路を設け、
前記閉断面空間には前記冷却液流路を分割する仕切部材を有する
冷却床部材。
金属床下材と、
前記金属床下材に対向配置され、外表面が前記電池セルと接する平板状金属床板と、
を有し、
前記金属床下材と前記平板状金属床板との間の閉断面空間に冷却液が流れる冷却液流路を設け、
前記閉断面空間には前記冷却液流路を分割する仕切部材を有する
冷却床部材。
【請求項2】
前記仕切部材は液状樹脂が固形化した固形樹脂であり、
前記冷却液流路は前記固形樹脂により形成される
請求項１に記載の冷却床部材。
前記冷却液流路は前記固形樹脂により形成される
請求項１に記載の冷却床部材。
【請求項3】
前記仕切部材は粘弾性樹脂である請求項２に記載の冷却床部材。
【請求項4】
前記仕切部材はシート状固形物であり、
前記冷却液流路は前記シート状固形物により形成される
請求項１に記載の冷却床部材。
前記冷却液流路は前記シート状固形物により形成される
請求項１に記載の冷却床部材。
【請求項5】
前記シート状固形物は固形樹脂である請求項４に記載の冷却床部材。
【請求項6】
前記シート状固形物は粘弾性樹脂である請求項４に記載の冷却床部材。
【請求項7】
前記シート状固形物は前記金属床下材と前記平板状金属床板と同種の金属である請求項４に記載の冷却床部材。
【請求項8】
前記金属床下材と前記平板状金属床板のいずれか一方の前記閉断面空間側は、樹脂が被覆された樹脂被覆金属であり、
被覆された前記樹脂の一部が剥離されて残った前記樹脂被覆金属により形成された前記冷却液流路を設ける
請求項１に記載の冷却床部材。
被覆された前記樹脂の一部が剥離されて残った前記樹脂被覆金属により形成された前記冷却液流路を設ける
請求項１に記載の冷却床部材。
【請求項9】
被覆された前記樹脂は固形樹脂である請求項８に記載の冷却床部材。
【請求項10】
被覆された前記樹脂は粘弾性樹脂である請求項８に記載の冷却床部材。
【請求項11】
前記金属床下材の外周縁と前記平板状金属床板の外周縁とは水密接合されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷却床部材。
【請求項12】
前記金属床下材と前記平板状金属床板とは鋼材である請求項１から１１のいずれか１項に記載の冷却床部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却床部材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、世界中で燃費規制が厳格化され、自動車業界では電動化を推し進められている。電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）及びハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＨＥＶ）では、航続距離の延長を狙い、大容量且つ急速充電対応のバッテリを搭載するニーズが高まっている。急速充電バッテリ（電池）は利用条件によって自己発熱を生ずるとともに、使用温度範囲が定められている。電池を構成するセルは高温になると内部の化学物質の変化などにより容量の低下が著しくなるため、使用上限温度が規定されている。そのため、電池の温度が上限温度を超えないように電池の冷却システムを有することが多く、現行の多くのＥＶ車及びＨＥＶ車では空冷による冷却方法が採用されている。一方で効率よくバッテリ温度上昇を抑える必要があり、大容量化に伴い冷却システムには水冷構造の採用が検討されている。また、自動車の航続距離を伸ばすためには、電池セルの数を多くすると共に冷却システムの重量を低減することが求められる。
【0003】
冷却システムの水冷構造として、例えば特許文献１では、内部に流路を有する２つのプレートを向かい合わせに接合して構成されるパネルが開示されている。２つのプレートは、流路の中心を通る平面で分割された同じ形状をしている。パネル内部に形成された流路に冷媒を流通させて、冷却対象を冷却する。流路はパネル内部を蛇行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６０６４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の構成の場合、パネル内部の流路の作成が複雑であり製造コストが掛かる。すなわち、パネル内部の蛇行する流路は、例えばプレートの内面を溝加工することで形成される。また、２つのプレートは同じ形状のため、２つのプレートに対してそれぞれ溝加工が必要となる。プレートは溝加工を行うための厚さが必要となり、パネルの重量が増す。また、流路が形成されていない範囲をろう付で全て接合するが、ろう付が不十分な場合、冷媒（水）が漏れる虞がある。冷媒が漏れた場合、電池セル及び冷却システムを収納するバッテリパック内に水が溜まり、電池セルがバッテリパック内で水没状態となる虞がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、冷媒の漏れを抑制することができ、軽量で、且つ冷却効率に優れた冷却床部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく、冷媒の漏れを抑制し、軽量で、且つ冷却効率に優れた冷却床部材を鋭意検討した。その結果、本発明者らは、金属薄板間に仕切部材（インサート）を挿入し、金属薄板間と仕切部材で形成される空間に冷媒を流すことで、溝加工及びプレス加工等の加工を行わずに、冷媒の漏れを抑制することができ、軽量で、且つ冷却効率に優れた冷却床部材を得ることができることを見出した。
【0008】
本発明は上記の知見に鑑みてなされた。本発明の要旨は以下の手段を採用する。
（１）本発明の一実施形態に係る冷却床部材は、
上方に載置された電池セルを冷却する冷却床部材であって、
金属床下材と、
前記金属床下材に対向配置され、外表面が前記電池セルと接する平板状金属床板と、
を有し、
前記金属床下材と前記平板状金属床板との間の閉断面空間に冷却液が流れる冷却液流路を設け、
前記閉断面空間には前記冷却液流路を分割する仕切部材を有する。
（１）本発明の一実施形態に係る冷却床部材は、
上方に載置された電池セルを冷却する冷却床部材であって、
金属床下材と、
前記金属床下材に対向配置され、外表面が前記電池セルと接する平板状金属床板と、
を有し、
前記金属床下材と前記平板状金属床板との間の閉断面空間に冷却液が流れる冷却液流路を設け、
前記閉断面空間には前記冷却液流路を分割する仕切部材を有する。
【0009】
上記の構成からなる冷却床部材によれば、金属床下材と平板状金属床板との間の閉断面空間に仕切部材を設ける構造であるので、溝加工及びプレス加工等の加工が不要となる。このような構成より、冷媒の漏れを抑制することができ、また軽量化することができる。さらに、外表面が電池セルと接する金属床板が平板状であるので、電池セルと冷却床部材とを密着させることができ、また電池セルを隙間なく密集して冷却床部材の上面に設置することができるので、効率良く電池セルを冷却することができる。
【0010】
（２）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記仕切部材は液状樹脂が固形化した固形樹脂であり、
前記冷却液流路は前記固形樹脂により形成される。
（３）上記（２）において、以下の構成を採用してもよい：
前記仕切部材は粘弾性樹脂である。
（４）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記仕切部材はシート状固形物であり、
前記冷却液流路は前記シート状固形物により形成される。
（５）上記（４）において、以下の構成を採用してもよい：
前記シート状固形物は固形樹脂である。
（６）上記（４）において、以下の構成を採用してもよい：
前記シート状固形物は粘弾性樹脂である。
（７）上記（４）において、以下の構成を採用してもよい：
前記シート状固形物は前記金属床下材と前記平板状金属床板と同種の金属である。
（８）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記金属床下材と前記平板状金属床板のいずれか一方の前記閉断面空間側は、樹脂が被覆された樹脂被覆金属であり、
被覆された前記樹脂の一部が剥離されて残った前記樹脂被覆金属により形成された前記冷却液水路を設ける。
（９）上記（８）において、以下の構成を採用してもよい：
被覆された前記樹脂は固形樹脂である。
（１０）上記（８）において、以下の構成を採用してもよい：
被覆された前記樹脂は粘弾性樹脂である。
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記金属床下材の外周縁と前記平板状金属床板の外周縁とは水密接合されている。
（１２）上記（１）から（１１）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記金属床下材と前記平板状金属床板とは鋼材である。
前記仕切部材は液状樹脂が固形化した固形樹脂であり、
前記冷却液流路は前記固形樹脂により形成される。
（３）上記（２）において、以下の構成を採用してもよい：
前記仕切部材は粘弾性樹脂である。
（４）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記仕切部材はシート状固形物であり、
前記冷却液流路は前記シート状固形物により形成される。
（５）上記（４）において、以下の構成を採用してもよい：
前記シート状固形物は固形樹脂である。
（６）上記（４）において、以下の構成を採用してもよい：
前記シート状固形物は粘弾性樹脂である。
（７）上記（４）において、以下の構成を採用してもよい：
前記シート状固形物は前記金属床下材と前記平板状金属床板と同種の金属である。
（８）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記金属床下材と前記平板状金属床板のいずれか一方の前記閉断面空間側は、樹脂が被覆された樹脂被覆金属であり、
被覆された前記樹脂の一部が剥離されて残った前記樹脂被覆金属により形成された前記冷却液水路を設ける。
（９）上記（８）において、以下の構成を採用してもよい：
被覆された前記樹脂は固形樹脂である。
（１０）上記（８）において、以下の構成を採用してもよい：
被覆された前記樹脂は粘弾性樹脂である。
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記金属床下材の外周縁と前記平板状金属床板の外周縁とは水密接合されている。
（１２）上記（１）から（１１）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記金属床下材と前記平板状金属床板とは鋼材である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、冷媒の漏れを抑制することができ、軽量で、且つ冷却効率に優れた冷却床部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第１実施形態に係る冷却床部材が適用されるバッテリパックの概略構成の一例を示す分解斜視図である。
【図2A】同実施形態に係る冷却床部材の概略構成を説明する分解斜視図である。
【図3A】本発明の第２実施形態に係る冷却床部材の概略構成を説明する分解斜視図である。
【図4A】本発明の第３実施形態に係る冷却床部材の概略構成を説明する分解斜視図である。
【図5A】本発明の一実施形態に係る冷却床部材における金属床下材及び平板状金属床板の接合方法の一例を説明する図であり、冷却床部材の断面図である。
【図5B】本発明の一実施形態に係る冷却床部材における金属床下材及び平板状金属床板の接合方法の一例を説明する図であり、冷却床部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の各実施形態に係る冷却床部材について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、各実施形態において共通する構成要素には同一符号を付してそれらの重複説明を省略する場合がある。
【0014】
以下の説明では、平面視における冷却床部材の長手方向をＸ方向、冷却床部材の幅方向をＹ方向、冷却床部材の厚さ方向をＺ方向とする。
【0015】
図１は、本実施形態に係る冷却床部材１００が適用されるバッテリパック１の概略構成の一例を示す分解斜視図である。
図１に示すように、バッテリパック１は主に、上側カバー２と、電池セル３と、冷却床部材１００と、下側カバー４と、を備える。上側カバー２は電池セル３を上側から覆う。冷却床部材１００の上面に電池セル３が密着して配置される。下側カバー４は冷却床部材１００Ａと電池セル３を下側から格納する。
図１においては、冷却床部材１００の長手方向（Ｘ方向）、幅方向（Ｙ方向）、厚さ方向（Ｚ方向）は、それぞれバッテリパック１の長手方向、幅方向、厚さ方向と同じ方向である。図１において、Ｚ方向プラス側が上側、Ｚ方向マイナス側が下側である。
図１に示すように、バッテリパック１は主に、上側カバー２と、電池セル３と、冷却床部材１００と、下側カバー４と、を備える。上側カバー２は電池セル３を上側から覆う。冷却床部材１００の上面に電池セル３が密着して配置される。下側カバー４は冷却床部材１００Ａと電池セル３を下側から格納する。
図１においては、冷却床部材１００の長手方向（Ｘ方向）、幅方向（Ｙ方向）、厚さ方向（Ｚ方向）は、それぞれバッテリパック１の長手方向、幅方向、厚さ方向と同じ方向である。図１において、Ｚ方向プラス側が上側、Ｚ方向マイナス側が下側である。
【0016】
図１においては、Ｘ方向に２つの電池セル３を配置することが図示されているが、電池セル３の数はＸ方向に２つに限られるものではない。例えば、電池セル３は、Ｘ方向に３つ以上配置してもよく、Ｙ方向に２つ以上配置してもよい。電池セル３は、１つであってもよい。
【0017】
［第１実施形態］
図２Ａ及び図２Ｂを参照して、第１実施形態に係る冷却床部材１００Ａについて説明する。
図２Ａは、同実施形態に係る冷却床部材の概略構成を説明する分解斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの矢視Ａ－Ａ’で見た場合の断面図である。
冷却床部材１００Ａの上方に電池セル３が載置される。冷却床部材１００Ａは、金属床下材１０１と、平板状金属床板１０２と、を有する。平板状金属床板１０２は金属床下材１０１に対向配置され、平板状金属床板１０２の外表面が電池セル３と接する。冷却床部材１００Ａは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との間の閉断面空間１０３に冷却液が流れる冷却液流路１０４を設ける。冷却床部材１００Ａは、閉断面空間１０３に冷却液流路１０４を分割する仕切部材（インサート）１０５を有する。
図２Ａ及び図２Ｂを参照して、第１実施形態に係る冷却床部材１００Ａについて説明する。
図２Ａは、同実施形態に係る冷却床部材の概略構成を説明する分解斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの矢視Ａ－Ａ’で見た場合の断面図である。
冷却床部材１００Ａの上方に電池セル３が載置される。冷却床部材１００Ａは、金属床下材１０１と、平板状金属床板１０２と、を有する。平板状金属床板１０２は金属床下材１０１に対向配置され、平板状金属床板１０２の外表面が電池セル３と接する。冷却床部材１００Ａは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との間の閉断面空間１０３に冷却液が流れる冷却液流路１０４を設ける。冷却床部材１００Ａは、閉断面空間１０３に冷却液流路１０４を分割する仕切部材（インサート）１０５を有する。
【0018】
金属床下材１０１は、例えばアルミニウム合金材、鋼材である。金属床下材１０１にアルミニウム合金材を使用した場合、鋼材に比べて軽量ではあるものの、板厚を厚くする必要があるため、バッテリパック全体をコンパクトに纏めることができない。またアルミニウム合金材は鋼材に比べて高価である。このような観点より、金属床下材１０１は、鋼材が好ましい。金属床下材１０１は、路面干渉性に優れ、且つ薄肉化でスペースを有効に確保できる高強度鋼材がより好ましい。高強度鋼材は、５９０ＭＰａ級以上の鋼材である。
金属床下材１０１の厚さは０．５ｍｍから３．２ｍｍである。軽量化及び強度の観点からは０．８から１．６ｍｍが好ましい。
金属床下材１０１の厚さは０．５ｍｍから３．２ｍｍである。軽量化及び強度の観点からは０．８から１．６ｍｍが好ましい。
【0019】
平板状金属床板１０２は特に冷却性能が求められる。平板状金属床板１０２は、例えばアルミニウム合金材、鋼材である。平板状金属床板１０２にアルミニウム合金材を使用した場合、鋼材に比べて軽量ではあるものの、板厚を厚くする必要があるため、バッテリパック全体をコンパクトに纏めることができない。またアルミニウム合金材は鋼材に比べて高価である。このような観点より、平板状金属床板１０２は、鋼材が好ましい。平板状金属床板１０２は、冷却性能に優れ、且つ薄肉化でスペースを有効に確保できる高強度鋼材がより好ましい。
平板状金属床板１０２の厚さは薄肉が望ましいが、振動等からの部品接触により損傷を受けるので、０．２ｍｍから２．６ｍｍである。冷却性能、軽量化及び強度の観点から、平板状金属床板１０２の厚さは０．４ｍｍから１．０ｍｍが好ましい。
平板状金属床板１０２の厚さは薄肉が望ましいが、振動等からの部品接触により損傷を受けるので、０．２ｍｍから２．６ｍｍである。冷却性能、軽量化及び強度の観点から、平板状金属床板１０２の厚さは０．４ｍｍから１．０ｍｍが好ましい。
【0020】
平板状金属床板１０２の外表面は平板状、すなわち凹凸形状ではない。電池セル３と接する平板状金属床板１０２の外表面が平板状であるので、電池セル３と冷却床部材１００Ａとを全面接触するように密着させることができる。また平板状金属床板１０２の外表面が平板状であるので、電池セル３の配置に制約が生じない。すなわち、電池セル３を隙間なく密集して冷却床部材１００Ａの上面に設置することができる。平板状金属床板１０２の外表面が平板状であることにより、効率良く電池セル３を冷却することができる。
【0021】
金属床下材１０１と平板状金属床板１０２は、耐食性の観点から同じ金属であることが好ましい。金属床下材１０１と平板状金属床板１０２を同じ金属とすることで、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との接続部に生じる異種金属接触腐食による劣化、又は異種金属溶融接合による接合強度低下を回避することができる。
【0022】
電池セル３は冷却床部材１００Ａの上方に載置される。電池セル３は、例えばリチウムイオン電池である。電池セル３は直方体状である。複数の電池セル３がＸ方向に並んでもよい。複数の電池セル３がＹ方向に並んでもよい。複数の電池セル３がＺ方向に積み重ねられてもよい。なお、電池セル３は冷却床部材１００Ａの上方に載置されるが、電池セル３が、冷却床部材１００Ａの上方に直接、載置される場合だけでない。例えば、電池セル３を束ねて収納するバッテリケース（図示なし）を冷却床部材１００Ａの上方に載置する場合も含まれる。この場合、バッテリケースが、電池セル３から冷却床部材１００Ａに熱伝導が可能な程度の熱伝導率や厚さなどを備えていることが好ましい。
【0023】
金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とを向かい合わせにした状態で、金属床下材１０１の外周縁と平板状金属床板１０２の外周縁とが接合されることで、冷却床部材１００Ａの内部に閉断面空間１０３が形成される。図２Ａでは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とが接合されていない状態を示す。図２Ｂでは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とが接合されている状態を示す。
【0024】
冷却液流路１０４は、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との間の閉断面空間１０３に設けられる。冷却液流路１０４には冷媒（冷却液）が流れる。
冷却液流路１０４の高さ（Ｚ方向の長さ）が長い場合には多くの冷媒を流すことができるが、軽量化及び冷却効率の観点から１ｍｍから１０ｍｍである。より好ましくは、冷却液流路１０４の高さは１ｍｍから５ｍｍである。
冷却液流路１０４の高さ（Ｚ方向の長さ）が長い場合には多くの冷媒を流すことができるが、軽量化及び冷却効率の観点から１ｍｍから１０ｍｍである。より好ましくは、冷却液流路１０４の高さは１ｍｍから５ｍｍである。
【0025】
閉断面空間１０３には、冷媒を供給する供給管（図示なし）と、冷媒を排水する排水管（図示なし）が設けられる。供給管から供給される冷媒が冷却液流路１０４を流れて排水管から排水され、冷媒が冷却装置（図示なし）により冷却された後に再び供給管から冷却液流路１０４に供給される。
【0026】
仕切部材１０５は、閉断面空間１０３の冷却液流路１０４を分割する。仕切部材１０５を配置することで、冷媒の流れる向きを揃えるように制御できる。仕切部材１０５を適切に配置することで、効率良く電池セル３を冷却することができる。
【0027】
上記の構成からなる冷却床部材１００Ａによれば、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との間の閉断面空間１０３に仕切部材１０５を設ける構造であるので、溝加工及びプレス加工等の加工が不要となる。これにより、冷媒の漏れを抑制することができ、また軽量化することができる。さらに、外表面が電池セル３と接する金属床板が平板状であるので、電池セル３と冷却床部材１００Ａとを密着させることができ、また電池セル３を隙間なく密集して冷却床部材１００Ａの上面に設置することができるので、効率良く電池セルを冷却することができる。
【0028】
本実施形態では、図２Ａに示すように、冷却液流路１０４が蛇行するように仕切部材１０５を配置している。蛇行するように配置された仕切部材１０５に沿って冷媒が流れることで、より効率良く電池セル３を冷却することができる。
【0029】
図２Ａ及び２Ｂに示すように、本実施形態では、冷却液流路１０４はＹ方向が長手方向となるように蛇行しているが、蛇行する方向はこれに限らない。例えば、冷却液流路１０４は、Ｘ方向が長手方向となるように蛇行してもよい。さらには、冷却液流路１０４が蛇行しなくてもよい。
【0030】
仕切部材１０５は液状樹脂が固形化した固形樹脂１０６であってもよい。この場合、冷却液流路１０４は固形樹脂１０６により形成される。液状樹脂とは、ジェル状の樹脂であり、例えばシーラント剤である。
【0031】
液状樹脂を、例えば金属床下材１０１と平板状金属床板１０２の少なくともどちらか一方に塗布することで、閉断面空間１０３に冷却液流路１０４が形成される。
液状樹脂は粘着性を有するので、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２の接合、もしくは金属床下材１０１と平板状金属床板１０２のどちらか一方への固定に好適である。
液状樹脂は、例えばロボットに把持させたアプリケーションガンを用いて塗布することで、任意の流路を配置できる。
固形樹脂を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
液状樹脂は粘着性を有するので、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２の接合、もしくは金属床下材１０１と平板状金属床板１０２のどちらか一方への固定に好適である。
液状樹脂は、例えばロボットに把持させたアプリケーションガンを用いて塗布することで、任意の流路を配置できる。
固形樹脂を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
【0032】
仕切部材１０５は粘弾性樹脂１０７であってもよい。粘弾性樹脂１０７とは、例えばゴム状の樹脂である。
仕切部材１０５に粘弾性樹脂１０７を用いる場合、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２と粘弾性樹脂１０７との線膨張係数が異なるため、温度変化に対する膨張収縮時に接触界面で発生するひずみを緩和できる。このため、安定した冷却液流路１０４を維持できる。さらに、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の面外変形が少なく、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の形状を平坦に維持しやすい。
粘弾性樹脂１０７は、例えばロボットに把持させたアプリケーションガンを用いて塗布することで、任意の流路を配置できる。
固形樹脂を用いる場合と同様に、仕切部材１０５に粘弾性樹脂１０７を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
仕切部材１０５に粘弾性樹脂１０７を用いる場合、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２と粘弾性樹脂１０７との線膨張係数が異なるため、温度変化に対する膨張収縮時に接触界面で発生するひずみを緩和できる。このため、安定した冷却液流路１０４を維持できる。さらに、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の面外変形が少なく、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の形状を平坦に維持しやすい。
粘弾性樹脂１０７は、例えばロボットに把持させたアプリケーションガンを用いて塗布することで、任意の流路を配置できる。
固形樹脂を用いる場合と同様に、仕切部材１０５に粘弾性樹脂１０７を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
【0033】
図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態に係る冷却床部材１００Ａにおける金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との接合方法の一例を説明する図であり、冷却床部材１００Ａの断面図である。
金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとは水密接合１３０される。水密接合とは、水が密閉され、水圧がかかっても漏れないようになっている接合である。金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとが水密接合１３０されることにより、冷媒が冷却床部材１００Ａから漏れるのを防ぐ。
金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとは水密接合１３０される。水密接合とは、水が密閉され、水圧がかかっても漏れないようになっている接合である。金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとが水密接合１３０されることにより、冷媒が冷却床部材１００Ａから漏れるのを防ぐ。
【0034】
水密接合１３０は、例えば連続溶融接合、連続シール接合である。金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとを、連続的に接合する。連続溶融接合とは、抵抗シーム溶接、レーザ溶接などである。連続シール接合とは、巻き締め、ハゼ折りなどのシーミング加工による接合である。
【0035】
供給管及び排水管が冷却床部材１００Ａに接続される部分と金属床下材１０１の外周縁１０１ａ及び平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとが水密接合される。
【0036】
図５Ａは、金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとが溶接されている状態を示す。図５Ｂは、金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとがハゼ折りされている状態を示す。金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとは、カシメ加工されてもよい。
【0037】
金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａとが水密接合１３０されることによって、冷媒が漏れることを防ぎ、冷却床部材１００Ａの上に載置される電池セル３が水没することを回避できる。たとえ冷媒が漏れた場合でも、連続溶融接合若しくは連続シール接合しているので、金属床下材１０１の外周縁１０１ａと平板状金属床板１０２の外周縁１０２ａの補修だけで冷媒の漏れを改善できる。
【0038】
［第２実施形態］
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、第２実施形態に係る冷却床部材１００Ｂについて説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、仕切部材がシート状固形物である点において、第１実施形態と相違する。
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、第２実施形態に係る冷却床部材１００Ｂについて説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、仕切部材がシート状固形物である点において、第１実施形態と相違する。
【0039】
図３Ａは、本実施形態に係る冷却床部材１００Ｂの概略構成を説明する分解斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの矢視Ｂ－Ｂ’で見た場合の断面図である。図３Ａでは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とが接合されていない状態を示す。図３Ｂでは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とが接合されている状態を示す。
図３Ａに示すように、仕切部材１０５はシート状固形物１１０である。本実施形態は、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との間の閉断面空間１０３に、シート状固形物１１０である仕切部材１０５を設ける構造である。
シート状固形物１１０は、例えばプレス加工で作成することができる。
図３Ａに示すように、仕切部材１０５はシート状固形物１１０である。本実施形態は、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２との間の閉断面空間１０３に、シート状固形物１１０である仕切部材１０５を設ける構造である。
シート状固形物１１０は、例えばプレス加工で作成することができる。
【0040】
本実施形態に係る仕切部材１０５は、シート状であるので、所望する冷却液流路１０４の形状に合わせて作成することが容易であり、レイアウト設計自由度が高い。さらに、流路の形状を目視で確認することが容易である。
【0041】
本実施形態では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、シート状固形物１１０がＹ方向に沿うように配置されているが、シート状固形物１１０の配置する方向はこれに限らない。例えば、シート状固形物１１０がＸ方向に沿うように配置してもよい。また、第１実施形態のように、冷却液流路１０４が蛇行するようにシート状固形物１１０を配置してもよい。
このように配置されたシート状固形物１１０に沿って冷媒が流れることで、より効率良く電池セル３を冷却することができる。
このように配置されたシート状固形物１１０に沿って冷媒が流れることで、より効率良く電池セル３を冷却することができる。
【0042】
シート状固形物１１０は、固形樹脂１１１であってもよい。固形樹脂１１１は、例えば硬質樹脂であり、具体的には例えばエポキシ樹脂である。
固形樹脂１１１を用いる場合、圧縮強度が高いため、積載される電池セル３の重量による閉断面空間１０３の変形を回避することができる。
固形樹脂１１１を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
固形樹脂１１１を用いる場合、圧縮強度が高いため、積載される電池セル３の重量による閉断面空間１０３の変形を回避することができる。
固形樹脂１１１を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
【0043】
シート状固形物１１０は、粘弾性樹脂１１２であってもよい。粘弾性樹脂１１２は、例えば塩化ビニル樹脂である。
粘弾性樹脂１１２を用いる場合、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２と粘弾性樹脂１１２との線膨張係数が異なるため、温度変化に対する膨張収縮時に接触界面で発生するひずみを緩和できる。このため、安定した冷却液流路１０４を維持できる。さらに、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の面外変形が少なく、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の形状を平坦に維持しやすい。
固形樹脂１１１を用いる場合と同様に、粘弾性樹脂１１２を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
粘弾性樹脂１１２を用いる場合、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２と粘弾性樹脂１１２との線膨張係数が異なるため、温度変化に対する膨張収縮時に接触界面で発生するひずみを緩和できる。このため、安定した冷却液流路１０４を維持できる。さらに、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の面外変形が少なく、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の形状を平坦に維持しやすい。
固形樹脂１１１を用いる場合と同様に、粘弾性樹脂１１２を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
【0044】
シート状固形物１１０は、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２と同種の金属１１３であってもよい。これにより、シート状固形物１１０と金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２との接続部に生じる異種金属接触腐食による劣化、又は異種金属溶融接合による接合強度低下を回避することができる。
【0045】
［第３実施形態］
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、第３実施形態に係る冷却床部材１００Ｃについて説明する。第３実施形態において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、仕切部材が、樹脂が被覆された樹脂被覆金属である点において、第１実施形態と相違する。
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、第３実施形態に係る冷却床部材１００Ｃについて説明する。第３実施形態において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、仕切部材が、樹脂が被覆された樹脂被覆金属である点において、第１実施形態と相違する。
【0046】
図４Ａは、本実施形態に係る冷却床部材の概略構成を説明する分解斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの矢視Ｃ－Ｃ’で見た場合の断面図である。図４Ａでは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とが接合されていない状態を示す。図４Ｂでは、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２とが接合されている状態を示す。
本実施形態では、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２のいずれか一方の閉断面空間１０３側は、樹脂が被覆された樹脂被覆金属１２０である。
本実施形態では、金属床下材１０１と平板状金属床板１０２のいずれか一方の閉断面空間１０３側は、樹脂が被覆された樹脂被覆金属１２０である。
【0047】
本実施形態では、被覆された樹脂（被覆樹脂）の一部を剥離することで、冷却液流路１０４を形成する。
本実施形態では、金属床下材１０１の閉断面空間１０３側の面（金属床下材１０１の上面）に樹脂が被覆される。図４Ａの（ａ）は、金属床下材１０１の上面に樹脂が被覆された状態を示し、被覆樹脂を剥離する前の状態である。図４Ａの（ｂ）は被覆樹脂を一部剥離した状態を示す。図４Ａの（ｂ）には、一部剥離された被覆樹脂１２３が示されている。図４Ａの（ａ）で示すように、樹脂は金属床下材１０１の上面において全体的に被覆されるが、平板状金属床板１０２の外周縁と接合する部分に対応する金属床下材１０１の外周縁は被覆されない。
図４Ａの（ｂ）で示すように、被覆樹脂の一部を剥離すると、剥離されなかった被覆樹脂が金属床下材１０１の上面に残る。この剥離されずに残った被覆樹脂により、冷却液流路１０４が形成される。
本実施形態では、金属床下材１０１の閉断面空間１０３側の面（金属床下材１０１の上面）に樹脂が被覆される。図４Ａの（ａ）は、金属床下材１０１の上面に樹脂が被覆された状態を示し、被覆樹脂を剥離する前の状態である。図４Ａの（ｂ）は被覆樹脂を一部剥離した状態を示す。図４Ａの（ｂ）には、一部剥離された被覆樹脂１２３が示されている。図４Ａの（ａ）で示すように、樹脂は金属床下材１０１の上面において全体的に被覆されるが、平板状金属床板１０２の外周縁と接合する部分に対応する金属床下材１０１の外周縁は被覆されない。
図４Ａの（ｂ）で示すように、被覆樹脂の一部を剥離すると、剥離されなかった被覆樹脂が金属床下材１０１の上面に残る。この剥離されずに残った被覆樹脂により、冷却液流路１０４が形成される。
【0048】
樹脂は、予め金属床下材１０１に被覆される。樹脂を金属床下材１０１に被覆する方法は、例えば熱圧着もしくは接着で被覆する。もしくは、スリットコートやディップコートで被覆する。
【0049】
被覆樹脂の厚さは、１ｍｍから７ｍｍである。水路形状や必要水量によるが成形性の観点から、被覆樹脂の厚さは１ｍｍから５ｍｍが好ましい。より好ましくは、被覆樹脂の厚さは３ｍｍである。
被覆樹脂は、例えばカッター、抜き加工、又はレーザ加工で剥離する。
被覆樹脂は、例えばカッター、抜き加工、又はレーザ加工で剥離する。
【0050】
樹脂被覆金属１２０は、所望する冷却液流路１０４の形状に合わせて被覆樹脂を剥離することが容易であり、レイアウト設計自由度が高い。さらに、流路の形状を目視で確認することが容易である。
被覆樹脂は、金属製コイル若しくは金属製シートに被覆されて提供できる。このため、冷却液流路１０４の製造工程で脱落する可能性が低い。
被覆樹脂は、金属製コイル若しくは金属製シートに被覆されて提供できる。このため、冷却液流路１０４の製造工程で脱落する可能性が低い。
【0051】
本実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、樹脂被覆金属１２０がＹ方向に沿うように配置されているが、樹脂被覆金属１２０の配置する方向はこれに限らない。例えば、樹脂被覆金属１２０がＸ方向に沿うように配置してもよい。また、第１実施形態のように、冷却液流路１０４が蛇行するように樹脂被覆金属１２０を配置してもよい。
このように配置された樹脂被覆金属１２０に沿って冷媒が流れることで、より効率良く電池セル３を冷却することができる。
このように配置された樹脂被覆金属１２０に沿って冷媒が流れることで、より効率良く電池セル３を冷却することができる。
【0052】
被覆樹脂は、固形樹脂１２１であってもよい。固形樹脂１２１は、例えば硬質樹脂であり、具体的には例えばエポキシ樹脂である。
固形樹脂１２１を用いる場合、圧縮強度が高いため、積載される電池セル３の重量による閉断面空間１０３の変形を回避することができる。
固形樹脂１２１を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
固形樹脂１２１を用いる場合、圧縮強度が高いため、積載される電池セル３の重量による閉断面空間１０３の変形を回避することができる。
固形樹脂１２１を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
【0053】
被覆樹脂は、粘弾性樹脂１２２であってもよい。粘弾性樹脂１２２は、例えば塩化ビニル樹脂である。
粘弾性樹脂１２２を用いる場合、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２と粘弾性樹脂１１２との線膨張係数が異なるため、温度変化に対する膨張収縮時に接触界面で発生するひずみを緩和できる。このため、安定した冷却液流路１０４を維持できる。さらに、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の面外変形が少なく、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の形状を平坦に維持しやすい。
固形樹脂１２１を用いる場合と同様に、粘弾性樹脂１２２を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
粘弾性樹脂１２２を用いる場合、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２と粘弾性樹脂１１２との線膨張係数が異なるため、温度変化に対する膨張収縮時に接触界面で発生するひずみを緩和できる。このため、安定した冷却液流路１０４を維持できる。さらに、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の面外変形が少なく、金属床下材１０１及び平板状金属床板１０２の形状を平坦に維持しやすい。
固形樹脂１２１を用いる場合と同様に、粘弾性樹脂１２２を用いる場合、閉断面空間１０３に溶接個所がないことから、溶接部近傍に形成されるピンホール等の溶接欠陥からの冷媒の漏れを回避することができる。
【0054】
上述の各実施形態で説明した冷却床部材１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、例えば電気自動車、ハイブリッド自動車に適用される。
【0055】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲が上記実施形態のみに限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【0056】
例えば、上述の各実施形態に係る冷却床部材は、図１で示すように、下側カバー４と電池セル３との間に配置されるが、複数の電池セル３がＺ方向に積み重ねられる場合には、各電池セル３の間に配置してもよい。
【符号の説明】
【0057】
１ バッテリパック
２ 上側カバー
３ 電池セル
４ 下側カバー
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 冷却床部材
１０１ 金属床下材
１０１ａ、１０２ａ 外周縁
１０２ 平板状金属床板
１０３ 閉断面空間
１０４ 冷却液流路
１０５ 仕切部材（インサート）
１０６、１１１、１２１ 固形樹脂
１０７、１１２、１２２ 粘弾性樹脂
１１０ シート状固形物
１２０ 樹脂被覆金属
１３０ 水密接合
２ 上側カバー
３ 電池セル
４ 下側カバー
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 冷却床部材
１０１ 金属床下材
１０１ａ、１０２ａ 外周縁
１０２ 平板状金属床板
１０３ 閉断面空間
１０４ 冷却液流路
１０５ 仕切部材（インサート）
１０６、１１１、１２１ 固形樹脂
１０７、１１２、１２２ 粘弾性樹脂
１１０ シート状固形物
１２０ 樹脂被覆金属
１３０ 水密接合
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】