特開 2023-110583 バッテリケース

(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】P2023110583

(43)【公開日】2023-08-09

(54)【発明の名称】バッテリケース

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20230802BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230802BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20230802BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20230802BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6551

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022012122

(22)【出願日】2022-01-28

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】林 克樹

(72)【発明者】

【氏名】宇野 貴昭

【テーマコード（参考）】

3D235

5H031

【Ｆターム（参考）】

3D235AA02

3D235BB36

3D235CC15

3D235DD35

3D235FF09

3D235HH26

5H031KK01

(57)【要約】

【課題】バッテリの放熱を促進する。
【解決手段】バッテリケースは、車両の下部に搭載されるよう構成され、ケース部と、第１及び第２放熱部とを備える。ケース部は、車両の車幅方向において対面する第１及び第２側部を有し、第１及び第２側部の間に少なくとも１つの電池セルが配置されるよう構成される。第１及び第２放熱部は、第１及び第２側部の各々に設けられる。第１及び第２放熱部の各々は、車両における車幅方向の端部又はその付近に位置する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の下部に搭載されるよう構成されたバッテリケースであって、
前記バッテリケースが前記車両に搭載された際に前記車両の車幅方向において対面する第１及び第２側部を有し、前記第１及び第２側部の間に少なくとも１つの電池セルが配置されるよう構成されたケース部と、
前記第１及び第２側部の各々に設けられる第１及び第２放熱部と、を備え、
前記第１及び第２放熱部の各々は、前記車両における前記車幅方向の端部又はその付近に位置する
バッテリケース。

【請求項2】

請求項１に記載のバッテリケースであって、
前記第１及び第２放熱部の各々は、前記車両における前記車幅方向の端部側に突出し、衝撃を吸収するよう構成された複数の突出部を有する
バッテリケース。

【請求項3】

請求項２に記載のバッテリケースであって、
前記複数の突出部の少なくとも一部における先端を含む部分は、当該突出部の突出方向とは異なる方向に曲がる先端部として構成されている
バッテリケース。

【請求項4】

請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のバッテリケースであって、
前記複数の突出部の少なくとも一部は、扁平な形状であり、当該突出部の突出方向に直交する断面が前記車両の前後方向に対し傾斜するか、又は、曲がった形状となるよう構成されている
バッテリケース。

【請求項5】

請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のバッテリケースであって、
前記第１放熱部は、前記第１側部を挟んで前記電池セルの電極に対面するよう構成されており、
前記第２放熱部は、前記第２側部を挟んで前記電池セルの電極に対面するよう構成されている
バッテリケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両に搭載され、バッテリを収容するバッテリケースに関する。

【背景技術】

【0002】

ヒートシンクを備える車載用のバッテリが知られている。一例として、特許文献１の可搬バッテリは、車両における車幅方向の端部に搭載されると共に、車両への搭載時には、ヒートシンクにおけるフィンが、車両の側面に向かって突出した状態となる。これにより、車両の走行により生じる走行風がフィンに当り易くなり、ヒートシンクによる放熱が促進される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１３７００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、バッテリの大型化等に伴い、特許文献１に開示された技術では、バッテリの放熱が不十分となる恐れがある。
本開示の一態様では、バッテリの放熱を促進することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、車両の下部に搭載されるよう構成されたバッテリケースであって、ケース部と、第１及び第２放熱部と、を備える。ケース部は、バッテリケースが車両に搭載された際に車両の車幅方向において対面する第１及び第２側部を有し、第１及び第２側部の間に少なくとも１つの電池セルが配置されるよう構成される。第１及び第２放熱部は、第１及び第２側部の各々に設けられる。第１及び第２放熱部の各々は、車両における車幅方向の端部又はその付近に位置する。

【0006】

上記構成によれば、バッテリケースが搭載された車両の走行により生じる風（以後、走行風）が、第１及び第２放熱部に衝突し易くなり、第１及び第２放熱部が冷却され易くなる。したがって、バッテリの放熱を促進できる。

【0007】

本開示の一態様では、第１及び第２放熱部の各々は、車両における車幅方向の端部側に突出し、衝撃を吸収するよう構成された複数の突出部を有してもよい。
上記構成によれば、車両における車幅方向の端部（以後、側面）に物体が衝突した際、複数の突出部により衝撃を吸収できる。このため、電池セルの損傷を抑制することができる。

【0008】

本開示の一態様では、複数の突出部の少なくとも一部における先端を含む部分は、当該突出部の突出方向とは異なる方向に曲がる先端部として構成されていてもよい。
上記構成によれば、車両の側面に物体が衝突した際、複数の突出部に加えられた衝撃を、先端部が曲がる方向に逃がすことができる。このため、該衝撃が、バッテリケースに収容されている電池セルに加えられるのを抑制できる。

【0009】

本開示の一態様では、複数の突出部の少なくとも一部は、扁平な形状であり、当該突出部の突出方向に直交する断面が車両の前後方向に対し傾斜するか、又は、曲がった形状となるよう構成されていてもよい。

【0010】

上記構成によれば、複数の突出部の間に形成された隙間を走行風が通過する際に、走行風が各突出部に衝突し易くなる。このため、複数の突出部からの放熱が促進される。
本開示の一態様では、第１放熱部は、第１側部を挟んで電池セルの電極に対面するよう構成されていてもよい。第２放熱部は、第２側部を挟んで電池セルの電極に対面するよう構成されていてもよい。

【0011】

上記構成によれば、電池セルの電極を良好に冷却できる。このため、電池セルを好適に冷却でき、電池セルの劣化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】上方から視認したバッテリの説明図である。

【図2】後方から視認したバッテリの説明図である。

【図3】バッテリにおける車両の側面付近の部分の説明図である。

【図4】第２放熱部における複数の突出部を、車幅方向に視認した際の説明図である。

【図5】変形例の第１放熱部における複数の突出部を、前後方向に視認した際の説明図である。

【図6】変形例の第１放熱部における複数の突出部を、前後方向に視認した際の説明図である。

【図7】変形例の第１放熱部における複数の突出部を、前後方向に視認した際の説明図である。

【図8】変形例の第２放熱部における複数の突出部を、車幅方向に視認した際の説明図である。

【図9】変形例の第２放熱部における複数の突出部を、車幅方向に視認した際の説明図である。

【図10】変形例の第２放熱部における複数の突出部を、車幅方向に視認した際の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

【0014】

［１．バッテリの構成］
本実施形態のバッテリ１は、例えばＥＶ等の車両に搭載される（図１、２参照）。バッテリ１は、例えば、該車両を走行させるためのモータに電力を供給しても良いし、モータ以外の部品に電力を供給しても良い。また、バッテリ１は、ＥＶ以外の車両に搭載されても良い。

【0015】

バッテリ１は、バッテリケース２と、複数の電池セル３とを備え、車両の下部に搭載される。本実施形態では、バッテリ１は、一例として、車両における底部を構成する部分の内部に配置される。具体的には、バッテリ１は、車両における座席の下方のフロアを構成するフロアパネル５２と、車両の底面を構成する底面パネル５３との間に配置されていても良い（図３参照）。また、バッテリ１は、例えば、荷室のフロアを構成するフロアパネルと底面パネルとの間や、エンジンやモータ等の部品の配置空間のフロアを構成するフロアパネルと底面パネルとの間に配置されても良い。この他にも、バッテリ１は、例えば、車両の底面に設けられても良いし、バッテリ１の一部が車両の底面から露出した状態で、車両の下部に搭載されても良い。

【0016】

［２．バッテリケース］
バッテリケース２は、積層された複数の板状の電池セル３を収容する（図１、２参照）。バッテリケース２は、ベーパーチャンバ２０（換言すれば、ケース部）と、第１及び第２放熱部２４、２５と、バスバー２７と、アッパーカバー２８とを備える。

【0017】

ベーパーチャンバ２０は、放熱部材として構成されており、熱伝導性の高い材料により構成されている。ベーパーチャンバ２０は、第１及第２側部２１、２２と、底部２３とを備える。

【0018】

底部２３は、バッテリケース２の下面を構成する長方形の板状の部位であり、バッテリ１の車両搭載時には、底部２３の短手方向が車両の前後方向に一致すると共に、底部２３の長手方向が車幅方向（換言すれば、左右方向）に一致する。

【0019】

第１及び第２側部２１、２２は、底部２３における長手方向の両端に設けられた、上方に突出する矩形の壁状の部位である。第１及び第２側部２１、２２は、底部２３における短手方向の一端から他端まで広がる。また、バッテリ１の車両搭載時には、第１及び第２側部２１、２２は、それぞれ、車両のボディの車幅方向の端部（以後、車両の側面５０、５１とも記載）の付近に位置し、車幅方向に対面する（図３参照）。

【0020】

そして、底部２３の上面には、バッテリケース２に収容されている積層された複数の電池セル３が載置され、該複数の電池セル３は、第１及び第２側部２１、２２の間に位置する。

【0021】

第１及び第２放熱部２４、２５は、それぞれ、第１及び第２側部２１、２２における車両の側面側の面（以後、外周面）に設けられる。第１及び第２放熱部２４、２５の各々（以後、単に放熱部とも記載）は、放熱フィンとしての機能と、衝撃吸収部材としての機能とを有する複数の突出部４を備える。なお、第１及び第２放熱部２４、２５の詳細については、後述する。

【0022】

バスバー２７は、第１及び第２側部２１、２２における車幅方向の中央側に位置する面に設けられ、第１及び第２側部２１、２２の間に配置された複数の電池セル３の各電極に当接する。

【0023】

アッパーカバー２８は、矩形の板状の部位である。アッパーカバー２８は、底部２３に対面するように配置され、底部２３に配置された複数の電池セル３を上方から覆う。
［３．電池セル］
電池セル３は、本体部３０と、正極３１と、負極３２とを備える（図１、２参照）。

【0024】

本体部３０は、長方形状の板状の部位であり、内部に電解液等が収容される。
正極３１及び負極３２は、それぞれ、本体部３０における長手方向の両端（換言すれば、本体部３０における短辺を形成する部分）に設けられる。

【0025】

そして、バッテリ１の車両搭載時において、バッテリケース２に収容された複数の電池セル３は、本体部３０の長手方向が車両の車幅方向に一致すると共に、短手方向が上下方向に一致し、車両の前後方向に積層された状態となる。

【0026】

この時、各電池セル３の正極３１及び負極３２は、それぞれ、ベーパーチャンバ２０の第１及び第２側部２１、２２に設けられた各バスバー２７に当接する。そして、各電池セル３の正極３１は、第１側部２１及びバスバー２７を挟んで第１放熱部２４に対面し、負極３２は、第２側部２２及びバスバー２７を挟んで第２放熱部２５に対面する。

【0027】

［４．放熱部の詳細］
ここで、車両の前方に向かって右側、左側を、それぞれ、単に右側、左側と記載する。バッテリ１の車両搭載時において、第１放熱部２４における上述した複数の突出部４は、車両における右側の側面５０の付近に位置する（図３参照）。そして、該複数の突出部４は、第１側部２１の外周面から、該右側の側面５０に向かって突出する。

【0028】

本実施形態では、一例として、複数の突出部４の先端は、車両の側面の一部を形成するロッカー５４及びＥＡ材５５の付近に位置する。なお、ロッカー５４とは、車両のボディにおける左右のドアの下側に設けられるフレーム状の部材である。また、ＥＡ材５５は、ロッカー５４の下方に位置し、衝突時の衝撃を吸収するよう構成される。無論、これに限らず、複数の突出部４の先端は、ロッカー５４及び／又はＥＡ材５５に当接していても良い。

【0029】

また、第２放熱部２５における上述した複数の突出部４もまた、第１放熱部２４の複数の突出部４と同様に構成され、車両における左側の側面５１の付近に位置し、第２側部２２の外周面から、該左側の側面５１に向かって突出する。

【0030】

また、本実施形態では、一例として、放熱部における複数の突出部４は、第１及び第２側部２１、２２の外周面の全域にわたって、上下方向及び前後方向に行列状に並んで配置される（図４参照）。また、各突出部４は、平面状に広がる扁平な部位（換言すれば、板状の部位）であり、根元から先端まで車両の車幅方向に真っ直ぐに突出すると共に、その突出方向に直交する断面は、前後方向に真っ直ぐに延びる。各突出部４を扁平な形状とすることで、好適な強度が得られる。また、各突出部４は、内部に空隙を有する扁平な中空の部位であってもよい。

【0031】

そして、上述したように、放熱部における複数の突出部４は、放熱フィンとしての機能を有しており、複数の突出部４を介して複数の電池セル３の放熱が行われる。また、複数の突出部４は、さらに、衝撃吸収部材としての機能を有する。具体的には、複数の突出部４は、ベーパーチャンバ２０等よりも剛性が低く、車両の側面５０、５１への衝突が生じた際には、複数の突出部４が変形することで衝撃を吸収する。なお、複数の突出部４は、熱伝導率が高く、剛性の低い材料（例えば、アルミ等）により構成されるのが好適である。

【0032】

［５．放熱部の変形例］
第１及び／又は第２放熱部２４、２５において、複数の突出部４における先端を含む部分である先端部４０は、当該突出部４の突出方向とは異なる方向に曲がっていても良い。

【0033】

具体的には、例えば、放熱部の各突出部４における先端部４０は、下側又は上側に屈曲していても良い（図５、６参照）。また、例えば、放熱部における上下方向の中央よりも上側に位置する各突出部４では、先端部４０は上側に屈曲し、下側に位置する各突出部４では、先端部４０は下側に屈曲していても良い（図７参照）。

【0034】

この他にも、放熱部の各突出部４における先端部４０は、下側又は上側に湾曲していても良い。また、例えば、放熱部における複数の突出部４のうちの一部において、先端部が曲がっていても良い。

【0035】

また、第１及び／又は第２放熱部２４、２５において、各突出部４は、その突出方向に直交する断面が、車両の前後方向に対し傾斜するように真っ直ぐに延びるよう形成されていても良い（図８参照）。

【0036】

また、放熱部の各突出部４の該断面は、曲がった形状であっても良い。具体的には、例えば、図９に示すように、該断面は、一例として２か所で湾曲するように形成されていても良い。また、例えば、図１０に示すように、該断面は、一例として１箇所で屈曲するよう構成されており、該断面における後側の端部を含む部分が下側に屈曲していても良いし、反対に、該部分が上側に屈曲していても良い。無論、該断面における湾曲又は屈曲する箇所の数は、適宜定められ得る。

【0037】

また、例えば、放熱部における複数の突出部４のうちの一部において、その突出方向に直交する扁平な断面が、上述したように、該断面が車両の前後方向に対し傾斜していても良いし、曲がった形状であっても良い。

【0038】

この他にも、放熱部の各突出部４は、例えば、円柱状や角柱状の形状であっても良い。また、放熱部は、異なる形状の突出部４を有していても良い。また、各突出部４は、行列状に限らず、様々な態様で並んでいても良い。

【0039】

［６．効果］
（１）上記実施形態によれば、第１及び第２放熱部２４、２５における複数の突出部４は、車両の側面の付近に設けられている。このため、走行風が複数の突出部４に衝突し易くなり、複数の突出部４が冷却され易くなる。したがって、バッテリの放熱を促進できる。

【0040】

（２）また、第１及び第２放熱部２４、２５では、複数の突出部４により放熱が行われるため、例えば、熱電素子やファン等を用いる場合に比べ、大型化を抑制できる。また、電力を消費すること無くバッテリ１を冷却できるため、例えば、バッテリ１が搭載される車両がＥＶである場合には、車両の走行距離が増加するよう促すことができる。

【0041】

（３）また、複数の突出部４は、衝撃吸収機能を有する。このため、車両の側面に物体が衝突した際、複数の突出部４により衝撃を吸収でき、電池セル３の損傷を抑制できる。
（４）また、第１及び第２放熱部２４、２５は、それぞれ、各電池セル３の電極３１、３２に対面するよう構成されている。このため、バスバー２７及び各電池セル３の電極３１、３２を良好に冷却できる。したがって、電池セルの劣化を抑制し、電池セルを長持ちさせることができる。

【0042】

（５）また、複数の突出部４の先端部４０を曲がった形状とすることで、車両の側面に物体が衝突した際、複数の突出部４に加えられた衝撃を、先端部４０が曲がる方向に逃がすことができる。具体的には、このとき、複数の突出部４からベーパーチャンバ２０に対し、先端部４０が曲がる方向とは反対の方向に向かう力が加えられ、衝突による衝撃が電池セル３に向かうのを抑制できる。このため、該衝撃が電池セル３に加えられるのを抑制できる。

【0043】

（６）また、扁平な複数の突出部４を、断面が前後方向に対し傾斜するか、又は、曲がった形状となるよう構成することで、走行風が各突出部４に衝突し易くなる。特に、図９、１０のようにして、複数の突出部４を、突出方向に直交する断面が湾曲又は屈曲した形状とすることで、走行風が複数の突出部４の間を通過する際に乱流が発生し、より一層、走行風が各突出部４に衝突し易くなる。このため、複数の突出部４からの放熱が促進される。

【0044】

［７．他の実施形態］
（１）上記実施形態の放熱部は、複数の突出部４に替えて、異なる放熱部材を備えていても良い。この場合、放熱部材は、複数の突出部を有していなくても良いし、衝撃吸収機能を有していなくても良い。

【0045】

（２）また、上記実施形態では、車両の前後方向に積層された板状の複数の電池セル３がバッテリケース２に収容されるが、バッテリケース２には、様々な向きに積層された複数の電池セル３が収納され得る。また、バッテリケース２には、単一の電池セル３が収納されても良い。

【0046】

（３）上述したように、上記実施形態のバッテリ１は、車両のフロアパネル５２と底面パネル５３との間に限らず、車両の底面に搭載され得る。具体的には、バッテリケース２のアッパーカバー２８が車両の底面パネル５３に接合され、ベーパーチャンバ２０と、第１及び第２放熱部２４、２５とが露出した状態で、上記実施形態と同様にしてバッテリ１が車両に搭載され得る。この時、第１及び第２放熱部２４、２５は、それぞれ、車両における車幅方向の端部に位置する。より詳しくは、放熱部における複数の突出部４の先端が、車両における車幅方向の端部に位置する。

【0047】

（４）また、上記実施形態のバッテリケース２において、放熱部材として構成されたベーパーチャンバ２０に替えて、複数の電池セル３を収容するための様々なケース部が用いられ得る。

【0048】

（５）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【符号の説明】

【0049】

１…バッテリ、２…バッテリケース、２０…ベーパーチャンバ、２１、２２…第１及び第２側部、２４、２５…第１及び第２放熱部、２７…バスバー、３…電池セル、３０…本体部、３１…正極、３２…負極、４…突出部、４０…先端部、５０、５１…車両の側面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】