特許 7536421 電池収納構造体

(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】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】電池収納構造体

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/04 20060101AFI20240813BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20240813BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240813BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240813BHJP

   H01M 10/653 20140101ALI20240813BHJP

   H01M 10/6552 20140101ALI20240813BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

B60K11/04 Z

B60K1/04 Z

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/653

H01M10/6552

H01M50/20

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018142155

(22)【出願日】2018-07-30

(65)【公開番号】P2020019291

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-06-23

【審判番号】

【審判請求日】2023-02-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000100791

【氏名又は名称】アイシン軽金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114074

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】五之治 巧

(72)【発明者】

【氏名】川口 聡

【合議体】

【審判長】筑波 茂樹

【審判官】北中 忠

【審判官】横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２００９００６９９０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３３７６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２４８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B60K 1/04, 11/02 - 11/04

H01M 10/613, 10/625, 10/653, 50/224, 50/242, 50/249

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に電池を搭載するための電池収納構造体であって、
前記電池収納構造体は底部と、前記底部から立設した側壁部にて内側に電池の収納部を形成してあり、
前記底部は、アルミニウム又はアルミニウム合金の押出材を用いて上面、下面及び中空部を単一の部材により一体的に形成してあり、
前記中空部がヒートパイプ機能を有するとともに外部からの衝撃を吸収するものであり、
前記底部の上面は収納された電池の熱伝導部であり、前記底部の下面は車両の外気と接していることを特徴とする電池収納構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に駆動源となる電池を搭載するための電池収納構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車，ハイブリッド自動車等においては、駆動源として二次電池が搭載されている。
この電池は、車両走行に伴って発熱するので、その冷却が必要となる。
また、電池を外部から負荷される衝撃等から保護する必要がある。
さらには、車両にこの電池を搭載するための電池収納構造体の軽量化も要求される。

【0003】

特許文献１には、ヒートパイプと、このヒートパイプの外形を両側から覆って延びる延出部を備えた受熱部構造が開示されている。
しかし、同公報に開示するヒートシンクは、ヒートパイプと両側の延出部とは別部材を接合したものであり、熱伝導が不十分であるとともに、接合部の強度不足が課題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】再公報ＷＯ２０１５／０９８８２４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、車両に電池を搭載するのに用いられる、軽量で冷却性能に優れた電池収納構造体の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る電池収納構造体は、車両に電池を搭載するための電池収納構造体であって、前記電池収納構造体は底部と、前記底部から立設した側壁部にて内側に電池の収納部を形成してあり、前記底部はヒートパイプ構造になっていることを特徴とする。

【0007】

ここで電池は、車両の駆動源として用いられるものであり、繰り返し充電使用が可能な二次電池をいう。
電池モジュール，電池パック等称されている。
これらの電池は、車両の走行に伴って発熱するので冷却する必要があり、本発明は電池の収納部を形成した底部が熱伝導性に優れたヒートパイプ構造になっている点に特徴が有る。

【0008】

ここで、底部のヒートパイプ構造は、密閉された中空部を有するアルミニウム又はアルミニウム合金材からなり、前記中空部がヒートパイプ機能を有しているのが好ましい。
この密閉された中空部に作動液体が少量封入されており、中空部の内面に液体還流用のウイック部を有する。
相対的に熱入力部（蒸発部）では作動液体が蒸気になり、熱出力部（凝縮部）では液化し、毛細管現象を有するウイック部を介して、この液化された作動液体が熱入力部側に移動する還流を繰り返すので、熱輸送性が高い。

【0009】

よって、本発明に係る電池収納構造体を車両に取り付ける際に、底部の上面は収納された電池の熱伝導部であり、前記底部の下面は車両の外気と接しているようにすると、外気の相対的な冷気を利用することで、搭載された電池の走行に伴う発熱を速やかに外気側に放出することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る電池収納構造体は、電池を収納した底部がヒートパイプ機能を有しているので、冷却性能が高い。
特にこの底部をアルミニウム又はアルミニウム合金材で製作すると、次のような作用効果も有する。
底部のアルミニウム合金材等に直接的に中空部を形成することができるので、特許文献１のように、別々に製作したヒートパイプと延出部とを接合するのと比較して、熱伝統性に優れる。
ウイック部はメッシュ部材を中空部の内周面に取り付けてもよいが、アルミニウム合金材等を押出材等にて製作すると、押出成型時に内周面に毛細管現象を発現する小さいフィン部等を一体的に同時成形することもできる。
底部が中空断面形状になっていると、外部からの衝撃等に対する保護効果が高く、軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両に本発明に係る電池収納構造体を取り付ける位置の例を示す。

【図2】（ａ）は電池収納構造体の例を示す。（ｂ）はＡ－Ａ線断面端面図を示し、（ｃ）はその部分拡大図を示す。

【図3】Ｂ－Ｂ線断面端面の拡大図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る電池収納構造体の構造例を以下図に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１に、電池収納構造体１０を車両１のフロア部２に取り付けた例を模式的に示す。
図１では、車両の走行に伴う外気の流れが電池収納構造体１０の下面に沿って流れる例を示したが、電池収納構造体１０の底部の下面が外気と触れる構造であれば、外気ダクト等を介して間接的に触れるものであってもよく、電池の温度変化に合せて外気の流れを変更及び制御してもよい。

【0013】

図２に、電池収納構造体１０の外観例を示す。
電池収納構造体１０は、底部１２と底部１２の周囲から側壁部１１を全周にわたって立設したケース体の例になっている。
底部１２は、アルミニウム合金の押出材で製作した例になっていて、１枚のパネル状になっていてもよいが、本実施例は３枚の床材を連結した例になっている。
このケース体の構造には制限はない。

【0014】

図２（ｂ）にＡ－Ａ線断面端面図を示し、図２（ｃ）にその部分拡大図を示す。
底部（床材）１２は、密閉された中空断面形状からなり、ケース体の床面となる上面部１２ａと、外気と触れる下面部１２ｂとの間に複数のリブ１２ｃを形成することで、複数の中空部１２ｄを有する。
中空部１２ｄの内周面には、ウイックとなる細かなフィン部（凹凸溝部）１２ｅを有し、内部に作動液体１３が封入されている。
これにより、図３にＢ－Ｂ線断面の部分拡大図を示すように、底部１２に温度差が生じると、中空部１２ｄに封入された作動液体の蒸気圧に差が生じる。
相対的な高温部にて蒸発した蒸気は、蒸気圧力差により低温部側に移動し、液化する。
この際に凝縮熱として外気側に放出される。
液化した作動液体は、ウイック１２ｅの毛細管現象により、高温部側に還流する。
この流れを図３では、矢印で模式的に示した。

【0015】

電池収納構造体１０の底部１２に設けた中空部１２ｄが、外部からの衝撃を吸収し、内部に収納された電池３を保護する作用も生じる。
また、中空部１２ｄを例えば図１では車両の前後方向に沿って形成すると、前後方向からの衝撃に対する保護効果が相対的に高くなる。

【符号の説明】

【0016】

３ 電池
１１ 側壁部
１２ 底部

【図1】

【図2】

【図3】