特許 7525329 充放電機能付き車体部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】充放電機能付き車体部材

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20240723BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20240723BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20240723BHJP

   H01M 4/133 20100101ALI20240723BHJP

   H01M 4/583 20100101ALI20240723BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240723BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240723BHJP

   H01M 50/411 20210101ALI20240723BHJP

   H01M 50/51 20210101ALI20240723BHJP

   H01M 50/512 20210101ALI20240723BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240723BHJP

   B62D 25/06 20060101ALN20240723BHJP

   B62D 29/04 20060101ALN20240723BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M10/052

H01M10/0562

H01M4/133

H01M4/583

H01M50/211

H01M50/249

H01M50/411

H01M50/51

H01M50/512

H01M10/44 P

B62D25/06 A

B62D29/04 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020137382

(22)【出願日】2020-08-17

(65)【公開番号】P2021097030

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2023-05-12

(31)【優先権主張番号】10-2019-0167266

(32)【優先日】2019-12-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(73)【特許権者】

【識別番号】500518050

【氏名又は名称】起亞株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＫＩＡ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宋 元 基

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２１６８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５１３８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第１９８８／００８２１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０３５０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２８４９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２７０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０６５８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０２９５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３０５２９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ４／１３３

Ｈ０１Ｍ ４／５８３

Ｈ０１Ｍ １０／０５

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

Ｈ０１Ｍ ５０／４０

Ｈ０１Ｍ ５０／５０

Ｂ６０Ｊ ５／００

Ｂ６０Ｊ ７／００

Ｂ６２Ｄ ２５／００

Ｂ６２Ｄ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体を構成する部材であって、
炭素繊維からなる第１陰極部と、前記第１陰極部の一面に接触して配置され、陽極活物質及び固体電解質を含んで形成される第１陽極部とから構成され、前記第１陰極部と前記第１陽極部を貫通する少なくとも一つの第１ビアホールが形成される第１セル部、
炭素繊維からなる第２陰極部と、前記第２陰極部の一面に接触して配置され、陽極活物質及び固体電解質を含んで形成される第２陽極部とから構成される第２セル部、
前記第１セル部の一面と前記第２セル部の一面との間に介在して前記第１セル部と前記第２セル部とを絶縁させ、前記第１セル部に形成された第１ビアホールに連通する少なくとも一つの絶縁ビアホールが形成される絶縁層、
前記第１ビアホール及び前記絶縁ビアホールを介して前記第１セル部の第１陰極部と前記第２セル部の第２陽極部とを直列に接続させる直列接続体、
前記第１セル部の第１陽極部に接続される陽極集電体、並びに
前記第２セル部の第２陰極部に接続される陰極集電体、を含む、ことを特徴とする充放電機能付き車体部材。

【請求項2】

前記第１陰極部及び前記第２陰極部は、炭素繊維が互いに異なる配列方向に設けられた複数の強化繊維シートを積層して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項3】

前記第１陽極部は、前記第１陰極部の一面に対向して配置され、陽極活物質が分布する第１陽極層と、前記第１陰極部と前記第１陽極層との間で前記第１陰極部及び前記第１陽極層にそれぞれ接触するように配置され、固体電解質で形成される第１固体電解質層とから構成され、
前記第２陽極部は、前記第２陰極部の一面に対向して配置され、陽極活物質が分布する第２陽極層と、前記第２陰極部と前記第２陽極層との間で前記第２陰極部及び前記第２陽極層にそれぞれ接触するように配置され、固体電解質で形成される第２固体電解質層とから構成され、
前記第１陽極層と前記第２陽極層との間は前記絶縁層で絶縁され、
前記第２陽極層と前記第１陰極部とは前記直列接続体で直列接続されることを特徴とする、請求項１に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項4】

前記直列接続体は、
前記第１陰極部の一面に接触して配置され、前記第１ビアホールの内部に折り曲げられて延びる第１直列接続体と、
前記絶縁層と前記第２陽極層との間に介在するように配置され、前記絶縁ビアホールと前記第１ビアホールの内部に折り曲げられて延びて前記第１直列接続体に接触する第２直列接続体と、を含むことを特徴とする、請求項３に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項5】

前記第２セル部には、前記第１ビアホールが形成される位置と連通する位置に前記第２陰極部と前記第２陽極部を所定の領域で貫通する少なくとも一つの第２ビアホールが形成されることを特徴とする、請求項１に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項6】

前記第１ビアホール、前記絶縁ビアホール及び前記第２ビアホールの一部または全部には補強体が介在することを特徴とする、請求項５に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項7】

前記車体部材は、複数個備えられ、
それぞれの車体部材を構成する前記陽極集電体同士が並列に接続され、
それぞれの車体部材を構成する前記陰極集電体同士が並列に接続され、
前記陽極集電体と前記陰極集電体は、スイッチによって車両のオルタネータまたは電子機器手段に選択的に接続され、
前記陽極集電体と前記陰極集電体が前記車両のオルタネータに電気的に接続される間、前記車体部材を介しての充電が行われ、
前記陽極集電体と前記陰極集電体が車両の電子機器手段に接続される間、前記車体部材を介しての放電によって発生した電源を前記車両の電子機器手段に供給することを特徴とする、請求項１に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項8】

前記車体部材は、複数個備えられ、
それぞれの前記車体部材を構成する第１陽極層に接続された前記陽極集電体は、もう一つの車体部材を構成する前記第２陰極部に接続された前記陰極集電体と直列に接続されて相互間で直列に接続され、
直列に接続された前記車体部材のうち、一側端部に配置された前記車体部材の陽極集電体と他側端部に配置された前記車体部材の陰極集電体は、スイッチによって車両のオルタネータまたは電子機器手段に選択的に接続され、
前記陽極集電体と前記陰極集電体が前記車両のオルタネータに電気的に接続される間、前記車体部材を介しての充電が行われ、
前記陽極集電体及び前記陰極集電体が前記車両の電子機器手段に接続される間、前記車体部材を介しての放電によって発生した電源を前記車両の電子機器手段に供給することを特徴とする、請求項１に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項9】

複数個備えられる前記車体部材は、少なくとも一つが車両のルーフパネルを形成し、残りの車体部材が車両のルーフレールを形成することを特徴とする、請求項７に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項10】

前記ルーフパネルを形成する前記車体部材と、前記ルーフレールを形成する前記車体部材とは絶縁部材によって絶縁されることを特徴とする、請求項９に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項11】

複数個備えられる前記車体部材は、少なくとも一つが前記車両のルーフパネルを形成し、残りの車体部材が前記車両のルーフレールを形成することを特徴とする、請求項８に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項12】

前記ルーフパネルを形成する前記車体部材と、前記ルーフレールを形成する前記車体部材とは絶縁部材によって絶縁されることを特徴とする、請求項１１に記載の充放電機能付き車体部材。

【請求項13】

前記第１セル部、前記第２セル部、前記絶縁層及び前記直列接続体は樹脂でモールドされることを特徴とする、請求項１に記載の充放電機能付き車体部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充放電機能付き車体部材に係り、より詳しくは、軽量化及び補強の用途に使用される炭素繊維を活用した充放電機能付き車体部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来は、車両を構成する車体構造及び各種部品をスチール素材を用いて製造するのが一般的であったが、最近では、軽量化による燃費向上のために、繊維強化樹脂複合材などの複合素材がスチール素材の代わりに用いられている。

【0003】

一般に、繊維強化樹脂複合材は、素材に付加される荷重を担う役割をする強化材、及び強化材と組み合わせて素材の全体的な形状を実現しながら、素材に付加される荷重を強化材に伝達する役割をする母材を基本構造とする。この時、強化材としては、通常、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの繊維型強化材が多用され、母材としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などを含む熱硬化性樹脂や、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などを含む熱可塑性樹脂などの樹脂型母材が多用される。

【0004】

一方、車両を構成する部品の多くは、バッテリーから供給される電源によって作動する電子機器手段であって、最近では、電子機器手段の増加により、車両のバッテリーの容量を増加させることについての研究が継続的に行われている。

【0005】

本発明は、繊維強化樹脂複合材の強化材として使用される炭素繊維が、二次電池を構成する陰極として活用できることに着目したものであって、車両の軽量化及び強度補強のための強化材を活用して充放電が可能な車両用バックビームを提案する。

【0006】

前述の背景技術として説明した内容は、本発明の背景に対する理解増進のためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に既に知られている従来技術に該当することを認めるものと受け取ってはならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】韓国特許第１０－１１２５３６２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

発明は、車体を構成するルーフパネル及びルーフレールに補強材として使用される炭素繊維を二次電池の陰極の役割として活用した充放電機能付き車体部材を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材は、車体を構成する部材であって、炭素繊維からなる第１陰極部と、前記第１陰極部の一面に接触して配置され、陽極活物質及び固体電解質を含んで形成される第１陽極部とから構成され、前記第１陰極部と第１陽極部を貫通する少なくとも一つの第１ビアホールが形成される第１セル部、炭素繊維からなる第２陰極部と、前記第２陰極部の一面に接触して配置され、陽極活物質及び固体電解質を含んで形成される第２陽極部とから構成される第２セル部、前記第１セル部の一面と前記第２セル部の一面との間に介在して前記第１セル部と前記第２セル部とを絶縁させ、前記第１セル部に形成された第１ビアホールに連通する少なくとも一つの絶縁ビアホールが形成される絶縁層、前記第１ビアホール及び絶縁ビアホールを介して前記第１セル部の第１陰極部と前記第２セル部の第２陽極部とを直列に接続させる直列接続体、前記第１セル部の第１陽極部に接続される陽極集電体、並びに前記第２セル部の第２陰極部に接続される陰極集電体を含む。

【0010】

前記第１陰極部及び前記第２陰極部は、炭素繊維が互いに異なる配列方向に設けられた複数の強化繊維シートを積層して形成されることを特徴とする。

【0011】

前記第１陽極部は、前記第１陰極部の一面に対向して配置され、陽極活物質が分布する第１陽極層と、前記第１陰極部と前記第１陽極層との間で前記第１陰極部及び前記第１陽極層にそれぞれ接触するように配置され、固体電解質で形成される第１固体電解質層とから構成され、前記第２陽極部は、前記第２陰極部の一面に対向して配置され、陽極活物質が分布する第２陽極層と、前記第２陰極部と前記第２陽極層との間で前記第２陰極部及び前記第２陽極層にそれぞれ接触するように配置され、固体電解質で形成される第２固体電解質層とから構成され、前記第１陽極層と前記第２陽極層との間は前記絶縁層で絶縁され、前記第２陽極層と前記第１陰極部とは前記直列接続体で直列接続されることを特徴とする。

【0012】

前記直列接続体は、前記第１陰極部の一面に接触して配置され、前記第１ビアホールの内部に折り曲げられて延びる第１直列接続体と、前記絶縁層と第２陽極層との間に介在するように配置され、前記絶縁ビアホールと第１ビアホールの内部に折り曲げられて延び、前記第１直列接続体に接触する第２直列接続体と、を含むことを特徴とする。

【0013】

前記第２セル部には、前記第１ビアホールが形成される位置と連通する位置に前記第２陰極部と第２陽極部を所定の領域で貫通する少なくとも一つの第２ビアホールが形成されることを特徴とする。

【0014】

前記第１ビアホール、前記絶縁ビアホール及び前記第２ビアホールの一部または全部には補強体が介在することを特徴とする。

【0015】

前記車体部材は、複数個備えられ、それぞれの車体部材を構成する前記陽極集電体同士が並列に接続され、それぞれの車体部材を構成する前記陰極集電体同士が並列に接続され、前記陽極集電体と前記陰極集電体は、スイッチによって車両のオルタネータまたは電子機器手段に選択的に接続され、前記陽極集電体と前記陰極集電体が前記車両のオルタネータに電気的に接続される間、前記車体部材を介しての充電が行われ、前記陽極集電体と前記陰極集電体が前記車両の電子機器手段に接続される間、前記車体部材を介しての放電によって発生した電源を前記車両の電子機器手段に供給することを特徴とする。

【0016】

前記車体部材は、複数個備えられ、それぞれの車体部材を構成する第１陽極層に接続された前記陽極集電体は、もう一つの車体部材を構成する前記第２陰極部に接続された前記陰極集電体と直列に接続されて相互間で直列に接続され、直列に接続された前記車体部材のうち、一側端部に配置された前記車体部材の陽極集電体と他側端部に配置された前記車体部材の陰極集電体は、スイッチによって車両のオルタネータまたは電子機器手段に選択的に接続され、前記陽極集電体と前記陰極集電体が前記車両のオルタネータに電気的に接続される間、前記車体部材を介しての充電が行われ、前記陽極集電体前記及び陰極集電体が前記車両の電子機器手段に接続される間、前記車体部材を介しての放電によって発生した電源を前記車両の電子機器手段に供給することを特徴とする。

【0017】

複数個備えられる前記車体部材は、少なくとも一つが車両のルーフパネルを形成し、残りの車体部材が車両のルーフレールを形成することを特徴とする。

【0018】

前記ルーフパネルを形成する前記車体部材と、前記ルーフレールを形成する前記車体部材とは絶縁部材によって絶縁されることを特徴とする。

【0019】

複数個備えられる前記車体部材は、少なくとも一つが前記車両のルーフパネルを形成し、残りの車体部材が前記車両のルーフレールを形成することを特徴とする。

【0020】

前記第１セル部、前記第２セル部、前記絶縁層及び前記直列接続体は樹脂でモールドされることを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明の実施形態によれば、車両用車体を構成するルーフパネル及びルーフレールの剛性補強のために使用される炭素繊維を二次電池の陰極として活用し、ルーフパネル及びルーフレールの内部に固体電解質及び陽極の役割をする手段を一緒に内蔵して、ルーフパネル及びルーフレールに充放電が可能な二次電池機能を付加することができる。

【0022】

また、ルーフパネル及びルーフレールをそれぞれ充放電が可能な二次電池で製作し、それぞれを直列または並列に接続して二次電池の出力又は容量を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材が適用される車両を示す図である。

【図2a】図１の要部を拡大して示す図である。

【図2b】図１の要部を拡大して示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材の断面図である。

【図4a】本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材を示す並列回路図である。

【図4b】本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材を示す直列回路図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る充放電機能付き車体部材を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現される。但し、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範疇を十分に知らせるために提供されるものである。図面上において、同一の符号は同一の構成要素を指す。

【0025】

図１は本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材が適用される車両を示す図であり、図２ａ及び図２ｂは図１の要部を拡大して示す図であり、図３は本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材の断面図であり、図４ａは本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材を示す並列回路図であり、図４ｂは本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材を示す直列回路図である。

【0026】

図２ａは図１の「Ｖ１」部分を拡大して示す図であり、図２ｂは図１の「Ｖ２」部分を拡大して示す図である。また、図３は図２ａのａ－ａ線に沿った断面図である。

【0027】

まず、本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材は、車体を構成する様々な部品に適用できる。以下、車体部材の例として、車体のルーフ部材、すなわちルーフパネルとルーフレールについて説明する。

【0028】

図示の如く、本発明の一実施形態に係る充放電機能付き車体部材は、複数個備えられ、少なくとも一つが車体１０のルーフパネル２０を形成し、残りの車体部材が車体１０のルーフレール３０を形成する。この時、ルーフパネル２０とルーフレール３０を形成するそれぞれの車体部材は、それぞれ充放電機能を有する二次電池の役割を果たす。

【0029】

このため、それぞれの車体部材は、炭素繊維からなる第１陰極部１１０と、前記第１陰極部１１０の一面に接触して配置され、陽極活物質及び固体電解質を含んで形成される第１陽極部１２０とから構成される第１セル部１００、炭素繊維からなる第２陰極部２１０と、前記第２陰極部２１０の一面に接触して配置され、陽極活物質及び固体電解質を含んで形成される第２陽極部２２０とから構成される第２セル部２００、前記第１セル部１００の一面と第２セル部２００の一面との間に介在し、第１セル部１００と第２セル部２００とを絶縁させる絶縁層３００、前記第１セル部１００の第１陰極部１１０と前記第２セル部２００の第２陽極部２２０とを直列に接続させる直列接続体４００、前記第１セル部１００の第１陽極部１２０に接続される陽極集電体５００、並びに前記第２セル部２００の第２陰極部２１０に接続される陰極集電体６００、を含む。よって、第１セル部１００と第２セル部２００は、電気的に直列接続されて充放電出力を増加させる。

【0030】

第１セル部１００は、一つの単位セルを形成する手段であって、第１陰極部１１０と第１陽極部１２０とから構成される。

【0031】

第１陰極部１１０は、ルーフパネル２０及びルーフレール３０の形状を実現しながら剛性を補強する補強手段であって、本実施形態では、充放電機能を行うための陰極の役割も一緒に果たす。このため、第１陰極部１１０は、リチウムイオンの酸化及び還元が円滑に行われる炭素材質の炭素繊維で形成される。

【0032】

前記第１セル部１００は、剛性の補強のために、互いに異なる配列方向に設けられた複数の強化繊維シートを積層させて設けることができる。

【0033】

第１陽極部１２０は、充放電機能を行うための陽極の役割と全固体分離膜の役割を一緒に果たす手段であって、通常の二次電池において陽極として使用される陽極活物質素材を含んで実現することができる。例えば、第１陽極部１２０はリチウム金属酸化物を含むことができる。また、第１陽極部１２０は、通常の二次電池において固相の電解質、すなわち固体電解質として使用される素材を用いて実現することができる。

【0034】

例えば、第１陽極部１２０は、第１陰極部１１０の一面に対向して配置され、陽極活物質が分布する第１陽極層１２１と、第１陰極部１１０と第１陽極層１２１との間で第１陰極部１１０及び第１陽極層１２１にそれぞれ接触するように配置され、固体電解質で形成される第１固体電解質層１２２とから構成できる。第１固体電解質層１２２の内部には、第１陰極部１１０と第１陽極層１２１とを分離させる第１分離膜１２３がさらに介在してもよい。

【0035】

一方、第１セル部１００には、第１陰極部１１０と第１陽極部１２０を貫通する少なくとも一つの第１ビアホール１０１が形成される。

【0036】

すなわち、第１セル部１００には、第１陰極部１１０、第１分離膜１２３、第１固体電解質層１２２、及び第１陽極層１２１を順次貫通する第１ビアホール１０１が形成される。

【0037】

前記第２セル部２００も、第１セル部１００と同様に、一つの単位セルを形成する手段であって、第２陰極部２１０及び第２陽極部２２０から構成される。

【0038】

第２陰極部２１０は、ルーフパネル２０及びルーフレール３０の形状を実現しながら剛性を補強する補強手段であって、本実施形態では、充放電機能を行うための陰極の役割も果たす。このため、第２陰極部２１０は、リチウムイオンの酸化及び還元が円滑に行われる炭素材質の炭素繊維で形成される。

【0039】

前記第２セル部２００も、剛性の補強のために、互いに異なる配列方向に設けられた複数の強化繊維シートを積層させて設けることができる。

【0040】

第２陽極部２２０は、充放電機能を行うための陽極の役割と全固体分離膜の役割を一緒に果たす手段であって、通常の二次電池において陽極として使用される陽極活物質素材を含んで実現することができる。たとえば、第２陽極部２２０はリチウム金属酸化物を含むことができる。また、第２陽極部２２０は、通常の二次電池において固相の電解質、すなわち固体電解質として使用される素材を用いて実現することができる。

【0041】

たとえば、第２陽極部２２０は、第２陰極部２１０の一面に対向して配置され、陽極活物質が分布する第２陽極層２２１と、第２陰極部２１０と第２陽極層２２１との間で第２陰極部２１０及び第２陽極層２２１にそれぞれ接触するように配置され、固体電解質で形成される第２固体電解質層２２２とから構成できる。第２固体電解質層２２２の内部には、第２陰極部２１０と第２陽極層２２１とを分離させる第２分離膜２２３がさらに介在してもよい。

【0042】

また、第２セル部２００には、第２陰極部２１０と第２陽極部２２０を所定の領域で貫通する少なくとも一つの第２ビアホール２０１が形成できる。本実施形態では、第２セル部２００の剛性を維持するために第１ビアホール１０１と連通しながらも最小限の範囲に第２ビアホール２０１を形成することができる。例えば、第２ビアホール２０１は、第２陽極部２２０を構成する第２陽極層２２１にのみ形成できる。もちろん、第２ビアホール２０１は、第２陽極層２２１にのみ形成されることに限定されず、第２陽極部２２０を構成する第２固体電解質層２２２及び第２陰極部２１０まで全て貫通するように形成できる。

【0043】

第１陽極層１２１と第２陽極層２２１との間は絶縁層３００で絶縁される。よって、第１セル部１００と第２セル部２００は、絶縁層３００を基準として互いに対称となるように配置される。

【0044】

絶縁層３００にも、第１ビアホール１０１に連通する少なくとも一つの絶縁ビアホール３０１が形成される。絶縁ビアホール３０１は、第２ビアホール２０１とも連通することが好ましい。

【0045】

一方、本実施形態では、それぞれが一つの単位セルを構成する第１セル部１００と第２セル部２００とを電気的に直列接続させて充放電出力を増加させる。

【0046】

このため、第１ビアホール１０１と絶縁ビアホール３０１を介して前記第１セル部１００の第１陰極部１１０と前記第２セル部２００の第２陽極部２２０とを直列に接続させる直列接続体４００が備えられる。より正確には、直列接続体４００が第１セル部１００の第１陰極部１１０と第２セル部２００の第２陽極層２２１とを直列に接続させる。

【0047】

例えば、図３に示すように、直列接続体４００は、第１陰極部１１０の一面に接触して配置され、第１ビアホール１０１の内部に折り曲げられて延びる第１直列接続体４１０と、絶縁層３００と第２陽極層２２１との間に介在するように配置され、絶縁ビアホール３０１と第１ビアホール１０１の内部に折り曲げられて延びて第１直列接続体４１０に接触する第２直列接続体４２０とを含む。

【0048】

従って、第１セル部１００の第１陰極部１１０と第１直列接続体４１０とが電気的に接続され、第２セル部２００の第２陽極層２２１と第２直列接続体４２０とが電気的に接続され、第１直列接続体４１０と第２直列接続体４２０が電気的に接続され、第１セル部１００と第２セル部２００とが直列に接続される。

【0049】

第１セル部１００の第１陽極部１２０を構成する第１陽極層１２１に陽極集電体５００が接続され、第２セル部２００の第２陰極部２１０に陰極集電体６００が接続される。

【0050】

この際、第１セル部１００、第２セル部２００、絶縁層３００及び直列接続体４００は、ルーフ部材の形状を実現しながら、外部との絶縁のために絶縁性を有する樹脂（図示せず）でモールドされることが好ましい。

【0051】

一方、第１セル部１００、第２セル部２００及び絶縁層３００にそれぞれ第１ビアホール１０１、第２ビアホール２０１及び絶縁ビアホール３０１が形成される場合に、該当領域で剛性が低下することを防止するための手段がさらに備えられてもよい。

【0052】

例えば、第１ビアホール１０１、絶縁ビアホール３０１及び第２ビアホール２０１の一部または全部には、補強体７００が介在してもよい。

【0053】

図５は本発明の他の実施形態に係る充放電機能を有する車体部材を示す図である。図５に示すように、補強体７００が第１ビアホール１０１の一部、絶縁ビアホール３０１及び第２ビアホール２０１の全部に介在することができる。好ましくは、第１ビアホール１０１、絶縁ビアホール３０１及び第２ビアホール２０１が連通する空間のうち、第２直列接続体４２０と陰極集電体６００との間の空間に補強体７００が介在することにより、補強体７００自体も保護しながら、第１ビアホール１０１、第２ビアホール２０１及び絶縁ビアホール３０１が形成された領域の剛性を補強することができる。

【0054】

補強体７００は、多様な素材及び形状で介在できる。例えば、補強体７００は、軽量化を達成することができるとともに、剛性を補強するためにハニカム構造の補強体７００で実現することができる。

【0055】

一方、車体１０を構成するルーフ部材は、通常、一つのルーフパネル２０及び複数のルーフレール３０から構成される。

【0056】

このため、図４ａに示すように、ルーフ部材が一つのルーフパネル２０及び複数のルーフレール３０から構成される場合、ルーフパネル２０を構成する陽極集電体５００と、それぞれのルーフレール３０を構成する陽極集電体５００とは並列に接続され、ルーフパネル２０を構成する陰極集電体６００と、それぞれのルーフレール３０を構成する陰極集電体６００とは並列に接続される。

【0057】

このようにルーフパネル２０及びルーフレール３０をそれぞれ並列に接続して二次電池の容量を増大させることができる。

【0058】

陽極集電体５００と陰極集電体６００は、スイッチ３によって車両のオルタネータ１または電子機器手段２に選択的に接続される。

【0059】

よって、陽極集電体５００と陰極集電体６００とが車両のオルタネータ１に電気的に接続される間、ルーフパネル２０及びルーフレール３０を介しての充電が行われ、陽極集電体５００と陰極集電体６００が車両の電子機器手段２に接続される間、ルーフパネル２０及びルーフレール３０を介しての放電によって発生した電源が車両の電子機器手段２に供給される。

【0060】

電子機器手段２は、車両に備えられ、電源の供給によって作動する構成品を意味する。例えば、室内に備えられるルームランプのような各種ランプなどが該当することができる。

【0061】

また、ルーフパネル２０及び複数のルーフレール３０から構成されるルーフ部材は、車体１０の構造上、複数のルーフレール３０が相互に等間隔で離隔した状態で配置され、その上部にルーフパネル２０が配置されて構成される。このため、複数のルーフレール３０とルーフパネル２０との間に絶縁部材８００を介在して相互間を絶縁させることができる。

【0062】

一方、図４ｂに示すように、ルーフ部材が１つのルーフパネル２０及び複数のルーフレール３０から構成される場合に、それぞれのルーフレール３０を構成する第１陽極層１２１に接続された陽極集電体５００は、もう一つのルーフ部材を構成する第２陰極部２１０に接続された陰極集電体６００に直列に接続され、ルーフレール３０同士を相互間で直列に接続させることができる。

【0063】

このように複数のルーフレール３０をそれぞれ直列に接続して二次電池の出力を増大させることができる。

【0064】

直列に接続されたルーフレール３０のうち、一側端部に配置されたルーフレール３０の陽極集電体５００と他側端部に配置されたルーフレール３０の陰極集電体６００とは、スイッチ３によって車両のオルタネータ１または電子機器手段２に選択的に接続される。

【0065】

一方、ルーフパネル２０を構成する第１陽極層１２１に接続された陽極集電体５００は、直列に接続されたルーフレール３０のうち、一側端部に配置されたルーフレール３０の陽極集電体５００と並列に接続され、ルーフパネル２０を構成する第１陰極部１１０に接続された陰極集電全体６００は、直列に接続されたルーフレール３０のうち、他側端部に配置されたルーフレール３０の陰極集電体６００と並列に接続され得る。このように直列に接続された複数のルーフレール３０とルーフパネル２０とは電気的に並列接続できるが、充放電出力をさらに増加させるために電気的に直列接続できる。

【0066】

このように電気的に接続されたルーフパネル２０と複数のルーフレール３０とは、前述した実施形態と同様に、車両のオルタネータ１と電子機器手段２に電気的に接続される。

【0067】

例えば、直列に接続されたルーフレール３０のうち、一側端部に配置されたルーフレール３０の陽極集電体５００と他側端部に配置されたルーフレール３０の陰極集電体６００が、車両のオルタネータ１に電気的に接続される間、ルーフパネル２０及びルーフレール３０を介しての充電が行われ、直列に接続されたルーフレール３０のうち、一側端部に配置されたルーフレール３０の陽極集電体５００と他側端部に配置されたルーフレール３０の陰極集電体６００が、車両の電子機器手段２に接続される間、ルーフパネル２０及びルーフレール３０を介しての放電によって発生した電源が車両の電子機器手段２に供給される。

【0068】

本発明について、添付図面及び前述した好適な実施形態を参照して説明したが、本発明は、これらに限定されず、後述する特許請求の範囲によって限定される。よって、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲の技術的思想から外れることなく本発明を様々に変形及び修正することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ オルタネータ
２ 電子機器手段
３ スイッチ
１０ 車体
２０ ルーフパネル
３０ ルーフレール
１００ 第１セル部
１０１ 第１ビアホール
１１０ 第１陰極部
１２０ 第１陽極部
１２１ 第１陽極層
１２２ 第１固体電解質層
１２３ 第１分離膜
２００ 第２セル部
２０１ 第２ビアホール
２１０ 第２陰極部
２２０ 第２陽極部
２２１ 第２陽極層
２２２ 第２固体電解質層
２２３ 第２分離膜
３００ 絶縁層
３０１ 絶縁ビアホール
４００ 直列接続体
４１０ 第１直列接続体
４２０ 第２直列接続体
５００ 陽極集電体
６００ 陰極集電体
７００ 補強体
８００ 絶縁部材

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】