特開 2024-109382 車両用電池収容ケース

(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】P2024109382

(43)【公開日】2024-08-14

(54)【発明の名称】車両用電池収容ケース

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20240806BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/653 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 50/202 20210101ALI20240806BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20240806BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240806BHJP

   H01M 50/262 20210101ALI20240806BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/653

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M50/202 401H

H01M50/233

H01M50/249

H01M50/262 Z

H01M50/271 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023014141

(22)【出願日】2023-02-01

(71)【出願人】

【識別番号】000241496

【氏名又は名称】豊田鉄工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106781

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 稔也

(72)【発明者】

【氏名】鈴森 理生

【テーマコード（参考）】

3D235

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D235AA02

3D235BB36

3D235CC14

3D235DD35

3D235EE63

5H031AA09

5H031KK08

5H040AA28

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC06

5H040CC20

5H040CC34

5H040NN01

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】冷却溝から冷却液が漏れ出た場合であっても電池が冷却液に浸ることを抑制できる車両用電池収容ケースを提供する。
【解決手段】ケース２０は、電池スタック１１が載置される載置部３１を有する上側プレート３０と、上側プレート３０の下面に重ね合わされるとともに上側プレート３０に接合される下側プレート４０とを備えている。また、ケース２０は、電池スタック１１を覆うとともに上側プレート３０に固定されるカバー５０を備えている。下側プレート４０の上面には、冷却液が流れる冷却溝４１が設けられている。カバー５０は、上側プレート３０に固定されるフランジ部５３を有している。上側プレート３０の上面には、電池スタック１１を固定する固定部８０が取り付けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池が載置される載置部を有する上側プレートと、
前記上側プレートの下面に重ね合わされるとともに前記上側プレートに接合される下側プレートと、
前記電池を覆うとともに前記上側プレートに固定されるカバーと、を備え、
前記上側プレートの下面及び前記下側プレートの上面の少なくとも一方には、冷却液が流れる冷却溝が設けられ、
前記カバーは、前記上側プレートに固定されるフランジ部を有し、
前記上側プレートの上面には、前記電池を固定する固定部が取り付けられている、
車両用電池収容ケース。

【請求項2】

前記下側プレートには、上下方向に貫通する排水孔が設けられており、
前記上側プレートと前記下側プレートとを接合する接合部は、一般部と、前記冷却溝と前記排水孔との間に位置し、前記一般部よりも脆弱な脆弱部と、を有する、
請求項１に記載の車両用電池収容ケース。

【請求項3】

前記上側プレート及び前記下側プレートにおける前記冷却溝の外側であり、前記フランジ部の内側には、前記上側プレートと前記下側プレートとを締結するプレート締結部材が挿通される貫通孔と、前記排水孔と、が設けられており、
前記プレート締結部材は、前記上側プレートと前記下側プレートとをかしめ固定するカシメナットであり、
前記固定部は、前記電池に固定されるブラケットと、前記カシメナットに螺入され、前記ブラケットを前記カシメナットに締結するボルトと、を有し、
前記冷却溝と前記排水孔との間の距離は、前記冷却溝と前記貫通孔との間の距離よりも小さい、
請求項２に記載の車両用電池収容ケース。

【請求項4】

前記載置部は、互いに間隔をあけて複数設けられており、
前記排水孔は、前記載置部の並び方向において、前記載置部同士の間に設けられている、
請求項２に記載の車両用電池収容ケース。

【請求項5】

前記下側プレートは、前記上側プレートよりも熱伝導率の低い材料により形成されている、
請求項１に記載の車両用電池収容ケース。

【請求項6】

前記カバーのフランジ部、前記上側プレート、及び前記下側プレートは、前記フランジ部、前記上側プレート、及び前記下側プレートを締結するカバー締結部材が挿通される連通孔を有する、
請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の車両用電池収容ケース。

【請求項7】

前記カバー締結部材は、前記上側プレートの前記連通孔と前記下側プレートの前記連通孔とに取り付けられ、前記上側プレートと前記下側プレートとをかしめ固定するカシメナットと、前記カシメナットに螺入され、前記カバーのフランジ部を締結するボルトと、を有する、
請求項６に記載の車両用電池収容ケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用電池収容ケースに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両用電池収容ケースが記載されている。特許文献１に記載の車両用電池収容ケースは、長方形枠状のフレームと、フレームの内部に上方から嵌め込まれるバスタブ状のトレーと、フレームとトレーとを上下から挟み込むトップカバー及びアンダーカバーとを有する。トレーの底壁の上面には、冷却液が流れる冷却溝が設けられている。トレーの内部には、底壁に固定されて冷却溝を覆う金属製の閉鎖板が配置されている。底壁と閉鎖板とによって冷却液の流路が形成される。閉鎖板の上には、電池が配置される。電池は、閉鎖板を介して冷却液との間で熱交換されることで冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－４２８５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の電池収容ケースでは、トレーの底壁と閉鎖板との接合部分が破断した場合に、冷却液がトレー内に漏れ出る。その結果、バッテリーが冷却液に浸かるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための車両用電池収容ケースは、電池が載置される載置部を有する上側プレートと、前記上側プレートの下面に重ね合わされるとともに前記上側プレートに接合される下側プレートと、前記電池を覆うとともに前記上側プレートに固定されるカバーと、を備え、前記上側プレートの下面及び前記下側プレートの上面の少なくとも一方には、冷却液が流れる冷却溝が設けられ、前記カバーは、前記上側プレートに固定されるフランジ部を有し、前記上側プレートの上面には、前記電池を固定する固定部が取り付けられている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、図４の１－１線に沿った断面図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る車両用電池収容ケースが搭載される車両の側面図である。

【図3】図３は、図２の車両用電池収容ケースの分解斜視図である。

【図4】図４は、図３の車両用電池収容ケースの要部を拡大して示す斜視図である。

【図5】図５は、図４の５－５線に沿った断面図である。

【図6】図６は、図４の６－６線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図１～図６を参照して、車両用電池収容ケースの一実施形態について説明する。
図２に示すように、車両のフロアパネル１０の下面には、電池スタック１１を収容する電池収容ケース（以下、ケース２０）が取り付けられている。

【0008】

図３に示すように、ケース２０は、上側プレート３０と、下側プレート４０と、カバー５０とを備えている。
＜上側プレート３０＞
図３に示すように、上側プレート３０は、平面視略長方形板状である。

【0009】

以降において、上側プレート３０の長辺方向及び短辺方向をそれぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとして説明する。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、いずれも上下方向Ｚに直交する。

【0010】

図１及び図３に示すように、上側プレート３０の上面には、電池スタック１１が載置される載置部３１が設けられている。
図３に示すように、本実施形態の載置部３１は、第１方向Ｘを短辺とし、第２方向Ｙを長辺とする平面視略長方形状である。４つの載置部３１が、第１方向Ｘにおいて互いに間隔をあけて設けられている。

【0011】

図１及び図４に示すように、電池スタック１１は、略直方体状であり、載置部３１に載置された状態で上側プレート３０に取り付けられた固定部８０により固定されている。
固定部８０は、ボルト３３と、ボルト３３を介して電池スタック１１に固定されるブラケット８１と、後述するカシメナット６１に螺入され、ブラケット８１をカシメナット６１に締結するボルト６２とを有する。ブラケット８１は、断面Ｌ字状である。

【0012】

ブラケット８１は、第２方向Ｙにおいて載置部３１の両側にそれぞれ２つずつ設けられている。
１つのブラケット８１に対して２つのカシメナット６１が第１方向Ｘに互いに間隔をあけて設けられている。

【0013】

上側プレート３０は、カシメナット６１が挿通される貫通孔３４を有する。貫通孔３４は、上側プレート３０を上下方向Ｚに貫通している。
上側プレート３０は、後述するカシメナット７１が挿通される連通孔３５を有する。

【0014】

図３に示すように、連通孔３５は、上側プレート３０の周縁部に設けられている。複数の連通孔３５が、上側プレート３０の周方向において互いに間隔をあけて設けられている。連通孔３５は、第２方向Ｙにおいて貫通孔３４よりも外側に位置している。

【0015】

上側プレート３０は、入口孔３６及び出口孔３７を有する。入口孔３６及び出口孔３７は、上側プレート３０を上下方向Ｚに貫通している。本実施形態の入口孔３６及び出口孔３７は、上側プレート３０の第１方向Ｘの一方の縁部に設けられている。入口孔３６は、第２方向Ｙの一側に設けられている。出口孔３７は、第２方向Ｙの他側に設けられている。入口孔３６及び出口孔３７には、図示しない冷却回路が接続されている。

【0016】

上側プレート３０は、アルミニウムなどの熱伝導率の高い金属製であることが好ましい。
＜カバー５０＞
図１及び図３に示すように、カバー５０は、電池スタック１１を覆うとともに、上側プレート３０に固定される。

【0017】

カバー５０は、平面視長方形板状の頂壁５１と、頂壁５１の周縁の全周から下方に延在する周壁５２と、周壁５２の下端に設けられたフランジ部５３とを有している。
図１及び図５に示すように、フランジ部５３は、フランジ部５３を上下方向Ｚに貫通する連通孔５５を有する。連通孔５５は、複数のカシメナット７１に対応して複数設けられている。フランジ部５３は、ボルト７２を連通孔５５に挿通するとともにカシメナット７１に螺入することで上側プレート３０に対して固定されている。

【0018】

フランジ部５３と上側プレート３０との間には、シール部材９０が設けられている。シール部材９０は、カシメナット７１よりも内側に位置している。シール部材９０は、フランジ部５３の全周にわたって延在している。

【0019】

＜下側プレート４０＞
図３に示すように、下側プレート４０は、平面視長方形板状である。
図１及び図５に示すように、下側プレート４０の上面は、上側プレート３０の下面に重ね合わされるとともに、上側プレート３０に接合されている。下側プレート４０は、例えば接着剤によって上側プレート３０に接着されている。

【0020】

図３に示すように、下側プレート４０の上面には、冷却液が流れる冷却溝４１が設けられている。
冷却溝４１は、導入部４１ａと、冷却領域４１ｂと、導出部４１ｃとを有する。

【0021】

導入部４１ａは、図示しない冷却流路から上側プレート３０の入口孔３６を介して流入する冷却液を導入する部分である。本実施形態の導入部４１ａは、入口孔３６の直下に位置する端部を有し、同端部から第１方向Ｘに延在している。

【0022】

冷却領域４１ｂは、導入部４１ａに接続されるとともに載置部３１の直下に位置している。冷却領域４１ｂを構成する冷却溝４１は、九十九折り状に配置されている。本実施形態では、４つの冷却領域４１ｂが、４つの載置部３１にそれぞれ対応して設けられている。

【0023】

導出部４１ｃは、冷却領域４１ｂに接続されるとともに冷却領域４１ｂから流出する冷却液を出口孔３７へ導出する部分である。本実施形態の導出部４１ｃは、出口孔３７の直下に位置する端部を有し、同端部から第１方向Ｘに延在している。

【0024】

図１及び図５に示すように、下側プレート４０は、上記カシメナット６１が挿通される貫通孔４４と、上記カシメナット７１が挿通される連通孔４５とを有する。貫通孔４４及び連通孔４５は、下側プレート４０を上下方向Ｚに貫通している。

【0025】

上側プレート３０の貫通孔３４と下側プレート４０の貫通孔４４とに、カシメナット６１が挿通されて取り付けられることで、上側プレート３０と下側プレート４０とが、かしめ固定されている。

【0026】

上側プレート３０の連通孔３５と下側プレート４０の連通孔４５とに、カシメナット７１が挿通されて取り付けられることで、上側プレート３０と下側プレート４０とが、かしめ固定されている。

【0027】

貫通孔４４は、冷却溝４１の外側に位置している。本実施形態では、貫通孔４４は、第２方向Ｙにおいて導入部４１ａの外側に位置している。
下側プレート４０は、排水孔４２を有する。排水孔４２は、フランジ部５３の内側に位置している。本実施形態では、排水孔４２は、第２方向Ｙにおいてフランジ部５３の内側に位置している。

【0028】

図６に示すように、排水孔４２は、載置部３１の並び方向、すなわち第１方向Ｘにおいて載置部３１同士の間に設けられている。
図５に示すように、排水孔４２は、下側プレート４０を上下方向Ｚに貫通する本体部４２ａと、本体部４２ａの上端から第２方向Ｙにおいて内側に延在する延在部４２ｂとを有する。

【0029】

図５に示すように、上側プレート３０と下側プレート４０とを接合する接合部４６のうち冷却溝４１と排水孔４２との間に位置する部分を脆弱部４８とする。
脆弱部４８は、接合部４６の他の部分（以下、一般部４７という）よりも脆弱である（図１参照）。

【0030】

本実施形態では、冷却溝４１の導入部４１ａと排水孔４２との間の距離Ｗ１を、導入部４１ａと貫通孔４４との間の距離Ｗ２よりも小さくすることで脆弱部４８が形成されている。

【0031】

下側プレート４０は、上側プレート３０よりも熱伝導率の低い材料により形成されていることが好ましい。下側プレート４０は、例えば樹脂製である。
図３及び図４に示すように、下側プレート４０の周縁部には、下側プレート４０を上下方向Ｚに貫通する複数の取付孔４９が設けられている。取付孔４９に挿通されるボルト（図示略）によって、下側プレート４０がフロアパネル１０に取り付けられる。

【0032】

本実施形態では、カシメナット６１が、本発明に係るプレート締結部材に相当する。また、カシメナット７１及びボルト７２によって、本発明に係るカバー締結部材が構成されている。

【0033】

次に、本実施形態の作用について説明する。
図１に示すように、カバー５０と上側プレート３０とによって形成されて電池スタック１１を収容する収容空間Ｓの外側に冷却溝４１が設けられている。このため、仮に上側プレート３０と下側プレート４０との接合部分が破断した際に、漏れ出た冷却液が収容空間Ｓへ流れることがない。

【0034】

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）カバー５０は、上側プレート３０に固定されるフランジ部５３を有している。下側プレート４０の上面には、冷却液が流れる冷却溝４１が設けられている。

【0035】

こうした構成によれば、上記作用を奏することから、冷却溝４１から冷却液が漏れ出た場合であっても電池スタック１１が冷却液に浸ることを抑制できる。
（２）接合部４６は、一般部４７と、冷却溝４１と排水孔４２との間に位置し、一般部４７よりも脆弱な脆弱部４８とを有している。

【0036】

こうした構成によれば、接合部４６のうち冷却溝４１と排水孔４２との間に位置する脆弱部４８が一般部４７よりも優先的に破断する。したがって、冷却溝４１から漏れ出た冷却液を破断した脆弱部４８を通じて排水孔４２へ排出しやすくすることができる。

【0037】

（３）導入部４１ａと排水孔４２との間の距離Ｗ１は、導入部４１ａと貫通孔４４との間の距離Ｗ２よりも小さい。
こうした構成によれば、上側プレート３０と下側プレート４０とを接合する接合部４６のうち導入部４１ａと排水孔４２との間の部分が、導入部４１ａと貫通孔４４との間の部分に比べて脆弱な脆弱部４８になる。したがって、脆弱部４８を容易に設定することができる。

【0038】

（４）排水孔４２は、第１方向Ｘにおいて、載置部３１同士の間に設けられている。
上側プレート３０のうち電池スタック１１が載置される載置部３１は、固定部８０により電池スタック１１が固定されるので面剛性が他の部位に比べて高くなる。このため、上側プレート３０のうち載置部３１同士の間の部分は、載置部３１に比べて面剛性が低くなる。

【0039】

この点、上記構成によれば、載置部３１同士の間の面剛性が低い部分に排水孔４２が設けられるので、排水孔４２の周辺に脆弱部４８を容易に設けることができる。
（５）下側プレート４０は、上側プレート３０よりも熱伝導率の低い材料により形成されている。

【0040】

こうした構成によれば、下側プレート４０の熱伝導率が上側プレート３０よりも低いため、外部からの熱が下側プレート４０を介して上側プレート３０へと伝わり難くなる。また、上側プレート３０の熱伝導率が下側プレート４０よりも高いため、上側プレート３０を介した電池スタック１１と冷却液との熱交換が促進されるようになる。したがって、電池スタック１１の冷却効率を向上させることができる。

【0041】

（６）カバー５０のフランジ部５３、上側プレート３０、及び下側プレート４０は、フランジ部５３、上側プレート３０、及び下側プレート４０を締結するカバー締結部材が挿通される連通孔５５，３５，４５を有している。

【0042】

こうした構成によれば、カバー５０のフランジ部５３、上側プレート３０、及び下側プレート４０が共通のカバー締結部材によって締結されているので、ケース２０の剛性を高めることができる。

【0043】

（７）カバー締結部材は、上側プレート３０と下側プレート４０とをかしめ固定するカシメナット７１と、カシメナット７１に螺入され、カバー５０のフランジ部５３を締結するボルト７２とを有している。

【0044】

こうした構成によれば、カシメナット７１により上側プレート３０と下側プレート４０とをかしめ固定することで上側プレート３０及び下側プレート４０の剛性を高めることができる。また、カシメナット７１にボルト７２を螺入することにより上側プレート３０及び下側プレート４０に対してフランジ部５３を固定することができる。したがって、カバー締結部材を簡単な構成により具現化することができる。

【0045】

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0046】

・本実施形態では、カシメナット７１とボルト７２とによって、フランジ部５３、上側プレート３０、及び下側プレート４０を締結するようにしたが、これに限られない。ナットとボルトとによって、フランジ部５３、上側プレート３０、及び下側プレート４０を締結するようにしてもよい。

【0047】

・フランジ部５３、上側プレート３０、及び下側プレート４０を共通のカバー締結部材によって締結するようにしたが、これに限られない。フランジ部５３と上側プレート３０とを第１締結部材により締結するとともに、上側プレート３０と下側プレート４０とを第１締結部材とは別の第２締結部材によって締結するようにしてもよい。

【0048】

・下側プレート４０は、金属製であってもよい。この場合であっても、下側プレート４０が上側プレート３０よりも熱伝導率の低い材料により形成されていれば、上記効果（５）と同様な効果を奏することができる。また、下側プレート４０は、上側プレート３０と同一の材料により形成されていてもよい。

【0049】

・排水孔４２は、載置部３１の並び方向、すなわち第１方向Ｘにおいて載置部３１同士の間に設けられていなくてもよい。例えば第２方向Ｙにおいて載置部３１と重なる位置に排水孔４２を設けるようにしてもよい。

【0050】

・本実施形態では、冷却溝４１と排水孔４２との間の距離Ｗ１を冷却溝４１と貫通孔４４との間の距離Ｗ２よりも小さくすることで、接合部４６のうち冷却溝４１と排水孔４２との間に位置する部分を脆弱部４８とした。これに代えて、接合部４６のうち冷却溝４１と排水孔４２との間に位置する部分に塗布される接着剤の密度を一般部４７よりも低くすることにより、すなわち、接着強度を一般部４７よりも低くすることにより、当該部分を脆弱部４８とすることもできる。

【0051】

・下側プレート４０の上面に代えて、あるいは加えて、上側プレート３０の下面に冷却溝４１を設けるようにしてもよい。
＜付記＞
上記各実施形態は、以下の付記に記載する構成を含む。

【0052】

［付記１］電池が載置される載置部を有する上側プレートと、前記上側プレートの下面に重ね合わされるとともに前記上側プレートに接合される下側プレートと、前記電池を覆うとともに前記上側プレートに固定されるカバーと、を備え、前記上側プレートの下面及び前記下側プレートの上面の少なくとも一方には、冷却液が流れる冷却溝が設けられ、前記カバーは、前記上側プレートに固定されるフランジ部を有し、前記上側プレートの上面には、前記電池を固定する固定部が取り付けられている、車両用電池収容ケース。

【0053】

［付記２］前記下側プレートには、上下方向に貫通する排水孔が設けられており、前記上側プレートと前記下側プレートとを接合する接合部は、一般部と、前記冷却溝と前記排水孔との間に位置し、前記一般部よりも脆弱な脆弱部と、を有する、［付記１］に記載の車両用電池収容ケース。

【0054】

［付記３］前記上側プレート及び前記下側プレートにおける前記冷却溝の外側であり、前記フランジ部の内側には、前記上側プレートと前記下側プレートとを締結するプレート締結部材が挿通される貫通孔と、前記排水孔と、が設けられており、前記プレート締結部材は、前記上側プレートと前記下側プレートとをかしめ固定するカシメナットであり、前記固定部は、前記電池に固定されるブラケットと、前記カシメナットに螺入され、前記ブラケットを前記カシメナットに締結するボルトと、を有し、前記冷却溝と前記排水孔との間の距離は、前記冷却溝と前記貫通孔との間の距離よりも小さい、［付記２］に記載の車両用電池収容ケース。

【0055】

［付記４］前記載置部は、互いに間隔をあけて複数設けられており、前記排水孔は、前記載置部の並び方向において、前記載置部同士の間に設けられている、［付記２］または［付記３］に記載の車両用電池収容ケース。

【0056】

［付記５］前記下側プレートは、前記上側プレートよりも熱伝導率の低い材料により形成されている、［付記１］～［付記４］のいずれか一つに記載の車両用電池収容ケース。
［付記６］前記カバーのフランジ部、前記上側プレート、及び前記下側プレートは、前記フランジ部、前記上側プレート、及び前記下側プレートを締結するカバー締結部材が挿通される連通孔を有する、［付記１］～［付記５］のいずれか一つに記載の車両用電池収容ケース。

【0057】

［付記７］前記カバー締結部材は、前記上側プレートの前記連通孔と前記下側プレートの前記連通孔とに取り付けられ、前記上側プレートと前記下側プレートとをかしめ固定するカシメナットと、前記カシメナットに螺入され、前記カバーのフランジ部を締結するボルトと、を有する、［付記６］に記載の車両用電池収容ケース。

【符号の説明】

【0058】

１０…フロアパネル
１１…電池スタック
２０…電池収容ケース（ケース）
３０…上側プレート
３１…載置部
３３…ボルト
３４…貫通孔
３５…連通孔
３６…入口孔
３７…出口孔
４０…下側プレート
４１…冷却溝
４１ａ…導入部
４１ｂ…冷却領域
４１ｃ…排出部
４２…排水孔
４２ａ…本体部
４２ｂ…延在部
４４…貫通孔
４５…連通孔
４６…接合部
４７…一般部
４８…脆弱部
４９…取付孔
５０…カバー
５１…上壁
５２…周壁
５３…フランジ部
５５…連通孔
６１…カシメナット
６２…ボルト
７０…カバー締結部材
７１…カシメナット
７２…ボルト
８０…固定部
８１…ブラケット
９０…シール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】