特許 7608598 バッテリケース

(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】2024-12-20

(45)【発行日】2025-01-06

(54)【発明の名称】バッテリケース

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/242 20210101AFI20241223BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20241223BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20241223BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20241223BHJP

   H01M 50/207 20210101ALI20241223BHJP

【ＦＩ】

H01M50/242

H01M50/291

H01M50/289 101

H01M50/249

H01M50/207

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023517850

(86)(22)【出願日】2021-10-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-04

(86)【国際出願番号】 KR2021013913

(87)【国際公開番号】W WO2022086006

(87)【国際公開日】2022-04-28

【審査請求日】2023-03-17

(31)【優先権主張番号】10-2020-0135172

(32)【優先日】2020-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】522492576

【氏名又は名称】ポスコ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100195257

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 一志

(72)【発明者】

【氏名】ソク、 ドン－ユン

(72)【発明者】

【氏名】イ、 ホン－ウ

(72)【発明者】

【氏名】キム、 ジェ－ヒュン

【審査官】山田 倍司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０１９２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１７２３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２２９５９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００３２４５７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリセルを収納するケース本体と、前記ケース本体に結合されるカバーとを含み、
前記ケース本体は、
底板；
前記バッテリセルを囲むように前記底板に結合され、内側壁及び外側壁を含む側面フレーム；
前記側面フレームの外側壁に結合されるマウントフレーム；及び
前記底板上に配置され、長さ方向の両端部が前記側面フレームに挿入される少なくとも一つの補強材を含み、
前記補強材の端部は、前記側面フレームの内側壁及び外側壁を貫通して前記マウントフレームに接触する、バッテリケース。

【請求項2】

前記補強材は、
前記側面フレームの前記内側壁及び前記外側壁を貫通する本体と、
前記本体の端部から前記本体の幅方向に延び、前記側面フレームの内側壁に接触する支持部と
を含む、請求項１に記載のバッテリケース。

【請求項3】

前記側面フレームの前記内側壁及び前記外側壁には貫通スリットが形成され、
前記本体の端部が前記側面フレームの貫通スリットに形状が合致するように嵌められる、請求項２に記載のバッテリケース。

【請求項4】

前記補強材と前記側面フレームの貫通スリットとの間に溶接部が形成された、請求項３に記載のバッテリケース。

【請求項5】

バッテリセルを収納するケース本体と、前記ケース本体に結合されるカバーとを含み、
前記ケース本体は、
底板；
前記バッテリセルを囲むように前記底板に結合され、内側壁及び外側壁を含む側面フレーム；
前記側面フレームの外側壁に結合されるマウントフレーム；及び
前記底板上に配置され、長さ方向の両端部が前記側面フレームに挿入される少なくとも一つの補強材を含み、
前記補強材は、前記側面フレームの前記内側壁及び前記外側壁を貫通する本体を含み、
前記マウントフレームの内面に凹溝が形成され、
前記本体の端部は前記凹溝に安着される、バッテリケース。

【請求項6】

バッテリセルを収納するケース本体と、前記ケース本体に結合されるカバーとを含み、
前記ケース本体は、
底板；
前記バッテリセルを囲むように前記底板に結合され、内側壁及び外側壁を含む側面フレーム；
前記側面フレームの外側壁に結合されるマウントフレーム；及び
前記底板上に配置され、長さ方向の両端部が前記側面フレームに挿入される少なくとも一つの補強材を含み、
前記補強材は、前記側面フレームの前記内側壁及び前記外側壁を貫通する本体を含み、
前記マウントフレームには貫通スリットが形成されており、
前記本体の端部は前記マウントフレームを貫通する、バッテリケース。

【請求項7】

前記本体の端部は、前記マウントフレームを貫通して前記マウントフレームから突出し、
前記本体と前記マウントフレームの貫通スリットとの間に溶接部が形成される、請求項６に記載のバッテリケース。

【請求項8】

前記補強材の板材が有する厚さは、前記側面フレームの板材が有する厚さより厚く、前記マウントフレームの板材が有する厚さより薄い、請求項１に記載のバッテリケース。

【請求項9】

前記側面フレームは、単一板材を２回以上折り曲げた後に接する端部を溶接して少なくとも一つの閉断面を有するように形成される、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、電気自動車などにおける側面衝突時に、バッテリの変形量を最小化することができるバッテリケースに関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車などに装着されるバッテリは、車両の衝突時に火災及び爆発につながり、運転者及び搭乗者に深刻な危険を招く可能性がある。これを防止するために、車体が有する衝突補強材とは別に、バッテリケース自体にも補強材を具備して衝突事故に備えている。

【0003】

特にバッテリは、車両の前後方向に比べて側方では衝突エネルギーを吸収できる空間が少ないため、側面衝突に対応できる構造を設けて側面衝突時に内部のバッテリセルを保護することが重要である。

【0004】

バッテリの補強材は主にバッテリケースの内部又は外部に組み立てることができる。例えば、バッテリケースの側壁自体を補強材で構成するか、又はバッテリケースの内部に補強材を接合する構造となっている。

【0005】

接合する場合、補強材の端部は側壁の内側面に接合されるのが一般的である。しかしながら、このような構造では、側面衝突の荷重が補強材に直接に伝達されなくなる。すなわち、閉断面を形成する側壁の変形がかなり進んだ後に補強材が荷重を支持する役割を開始するが、これはバッテリの内部侵入量を抑制するのに限界がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６３０４５８７（Ｂ２）号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、例えば、電気自動車などにおいて、側面衝突に効果的に対応してバッテリの変形量を最小化することができるバッテリケースを提供することにその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るバッテリケースは、バッテリセルを収納するケース本体と、上記ケース本体に結合するカバーとを含み、上記ケース本体は、底板；上記バッテリセルを囲むように上記底板に結合され、内側壁及び外側壁を含む側面フレーム；上記側面フレームの外側壁に結合されるマウントフレーム；及び上記底板上に配置され、長さ方向の両端部が上記側面フレームに挿入される少なくとも一つの補強材を含み、上記補強材の端部は、上記側面フレームの内側壁及び外側壁を貫通して上記マウントフレームに接触することができる。

【発明の効果】

【0009】

以上のように、本発明によれば、補強材と側面フレーム又はマウントフレームとの結合により、バッテリケースの最も重要な役割である内部のセルを保護し、側面衝突時の内部侵入量を最小化することができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施例に係るバッテリケースを示す分離斜視図である。

【図2】図１のＩ－Ｉ’線に沿って見たときの図である。

【図3】図２に示す側面フレームの一部を示す斜視図である。

【図4】図２に示す補強材の一部を示す斜視図である。

【図5】補強材と側面フレームとの結合状態を示す斜視図である。

【図6】本発明の第２実施例に係るバッテリケースを示すとともに、図２に対応する図である。

【図7】図６に示す側面フレームの一部を示す斜視図である。

【図8】本発明の第３実施例に係るバッテリケースを示すとともに、図２に対応する図である。

【図9】図８に示す補強材の一部を示す斜視図である。

【図10】本発明の第４実施例に係るバッテリケースを示す分離斜視図である。

【図11】図１０のＩＩ－ＩＩ’線に沿って見たときの図である。

【図12】図１１に示すマウントフレームの一部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を例示的な図面を通して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表される場合であっても、可能な限り同一の符号を付していることに留意すべきである。

【0012】

図１は、本発明の第１実施例に係るバッテリケースを示す分解斜視図である。図１に示すように、本発明に係るバッテリケースは、ケース本体１とカバー２とを含むことができる。

【0013】

バッテリケースは、車体を構成するアンダーフロアパネル（図示せず）に固定して設置されることができる。例えば、バッテリケースは略直方体の形状を有し、その内部には複数のバッテリセル（図示せず）を収納することができる。

【0014】

ケース本体１とカバー２とは、内部に空間を形成するように互いに結合されてもよい。

【0015】

一例として、ケース本体１とカバー２とは、それぞれの縁に沿ってフランジ部３が形成され、これらのフランジ部が互いに重なってボルト及びナット、ネジなどのような固定具により組み立てられることができる。

【0016】

あるいは、カバー２の縁に沿って形成されたフランジ部３とケース本体１の後述する側面フレーム２０とが互いに重なった後、ボルト及びナット、ネジなどのような固定具を締結することにより結合が行われることができる。

【0017】

カバー２は、重量減少及びコスト削減を図りながら、十分な強度を確保できる高強度プラスチックや、アルミニウムなどのような軽金属で形成されてもよい。材質がプラスチックの場合は、カバーが射出成形や圧縮成形などにより形成されることができ、金属の場合にはカバーがプレス加工などにより所定の形状に形成されることができる。

【0018】

ケース本体１は外部に直接露出することがあり、外部の異物による破損及び損傷の恐れが大きいため、バッテリセルをより効果的に保護可能にするために金属で形成されることができる。

【0019】

このような場合、ケース本体１は、適度な強度を有する鋼材、例えば、軽量化のために引張強度が約９８０ＭＰａ以上である超高強度の鋼材のような素材を機械加工して構成要素を準備した後、これらの構成要素を組み立てて結合することにより、作製することができる。

【0020】

以下では、便宜上、ケース本体１を中心として本発明に係るバッテリケースについて説明する。

【0021】

図２は図１のＩ－Ｉ’線に沿って見たときの図であり、図３は図２に示す側面フレームの一部を示す斜視図である。

【0022】

本発明の第１実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１は、底板１０、側面フレーム２０、少なくとも一つの補強材３０を含むことができる。

【0023】

底板１０は、例えば、鋼材などのような金属で作製された平板である。平板は、所定の幅と長さに切断して準備することができる。底板は、バッテリセル等を支持する部材として作用することができる。

【0024】

側面フレーム２０は、ケース本体１に内蔵されるバッテリセルの大きさに応じてその高さが連動して変更されることができる。また、側面フレームの上面には、カバー２との結合のための複数の締結孔２１が形成されてもよい。

【0025】

少なくとも４つの側面フレーム２０がバッテリセルを囲むように設けられてもよい。例えば、側面フレームは底板の縁に沿って配置されてもよい。各側面フレームの両端部は、所定の角度（例えば、約４５度）で傾斜して切断され、対応する他の側面フレームとそれぞれ両端部で接した後、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などの溶接により接合されることができる。これにより、側面フレームはケース本体１の側壁を構成することができる。

【0026】

図３に示すように、側面フレーム２０は、所定の位置において側面フレームの幅方向（例えば、図においてＹ方向）に配置された両側壁のうち、ケース本体１の内面を構成する内側壁２３に貫通スリット２２が形成されてもよい。

【0027】

貫通スリット２２は、後述する補強材３０の断面形状と対応する形状に形成することができ、これにより、補強材の端部が貫通スリットに嵌められる際に互いの形状が合致し得る。

【0028】

例えば、側面フレーム２０は、鋼材、アルミニウムなどのような金属を用いて全体として正方形状の閉断面を有するように形成されてもよい。

【0029】

より具体的に、側面フレーム２０は、本出願人が生産する厚さ０．８ｍｍ～１．０ｍｍ程度の１４７０ＭＡＲＴ（Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ）鋼などの板材で作製することができる。

【0030】

ここで、１４７０ＭＡＲＴ鋼は、１，４７０ＭＰａ以上の引張強度及び１，０５０ＭＰａ以上の降伏強度を有し、衝突安全性を向上させた鋼種である。

【0031】

例えば、鋼材の場合、側面フレーム２０は、所定の幅と長さを有する単一板材を２回以上数回折り曲げた後に接する端部を溶接して、少なくとも一つの閉断面を有するように形成することができる。図面には、２つの正方形の閉断面を有する側部フレームが例示されている。機械加工としては、ベンディング（Ｂｅｎｄｉｎｇ）又はロールフォーミング（Ｒｏｌｌ Ｆｏｒｍｉｎｇ）などが用いられることができる。

【0032】

閉断面の形状は設計条件に応じて調整することができ、貫通スリット２２は板材のブランキング（Ｂｌａｎｋｉｎｇ）工程で予め打ち抜くことによって形成することができる。

【0033】

底板１０と側面フレーム２０とは、例えば、アーク溶接などのような溶接によって互いに結合されてもよい。底板は、側面フレームの底面に溶接されてもよい。これにより、ケース本体１は、底板の周囲に閉断面を形成する側面フレームによって空間部４を有することができる。

【0034】

本発明の第１実施例に係るバッテリケースのケース本体１は、バッテリケースを車体に固定するのに必要なマウントフレーム４０が側面に装着されてもよい。

【0035】

マウントフレーム４０は、側面フレーム２０においてバッテリケースの外面を構成する外側壁２４に結合することができる。例えば、マウントフレームに形成されたフランジ４１が側面フレームの外側壁にアーク溶接などにより溶接されてもよい。

【0036】

図４は、図２に示す補強材の一部を示す斜視図であり、図５は、補強材と側面フレームとの結合状態を示す斜視図である。

【0037】

補強材３０は、バッテリセルが収納されるケース本体１の内面、すなわち、底板１０上に固定して設置される。補強材は溶接などにより底板に固定されてもよいが、その固定方法が必ずしもこれに限定されるものではない。

【0038】

また、補強材３０は、例えば、鋼材などのような金属の単一板材を機械加工して一体に形成されてもよい。補強材は、ベンディング、ロールフォーミング、フォーミングなどによって成形されることができる。

【0039】

例えば、補強材３０をロールフォーミングで作製する場合、引張強度が約９８０ＭＰａ以上である超高強度の鋼材も無理なく成形可能である。さらに、ロールフォーミングでは、プレス成形に比べてスプリングバックの補正が容易であり、補強材のコーナー半径を小さくできるという利点がある。

【0040】

より具体的に、補強材３０は、本出願人が生産する厚さ１．０ｍｍ～１．２ｍｍ程度の１４７０ＭＡＲＴ鋼などの板材で作製することができる。

【0041】

ここで、補強材３０の板材が有する厚さは、側面フレーム２０の板材が有する厚さより厚くすることができる。

【0042】

補強材３０は、所定の幅と長さを有する単一板材を数回折り曲げて略帽子状の断面形状を有するように成形することによって形成されることができる。これにより、補強材は、略下方に開口したＵ字状に形成され、中空部３２を備えた本体３１と、本体の長さ方向Ｙに沿って延びた中空部の開口端部から本体の幅方向Ｘの両側に延びる支持部３３とを含むことができる。すなわち、支持部は、本体の端部から本体の幅方向Ｘに延びて形成されることができる。

【0043】

ここで、支持部３３は、本体３１の折り曲げ方向と反対の方向に折り曲げた後、支持部の端部を本体に溶接して閉断面を有するように形成してもよい。

【0044】

また、補強材３０の長さ方向の両端部を構成する本体の一部領域では支持部が省略されてもよく、このように支持部が省略された補強材の両端部はブランキング工程で板材に反映して成形が行われることができる。これにより、支持部の長さ方向Ｘの長さは、本体の長さよりも短く形成されることができる。

【0045】

補強材３０の支持部３３と底板１０とは、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などのような溶接によって互いに接合されてもよい。例えば、支持部３３の長さ方向Ｙの全長にわたって底板と溶接されることにより、補強材の支持部と底板との間の水密性が保障可能になる。これにより、補強材のフランジと底板との間に溶接部が形成されることができる。

【0046】

このとき、補強材３０を構成する本体３１の中空部３２は、底板１０との結合により閉断面とすることができる。

【0047】

このような支持部３３は、補強材３０を底板１０に固定させる役割とともに、ケース本体１内に設置される、例えば、冷却板などのような任意の部品を支持する役割も果たすことができる。

【0048】

補強材３０の長さ方向Ｙの両端部は、側面フレーム２０に接し、側面フレーム内に挿入されて結合することができる。図３に示して上述したように、補強材の端部と接する側面フレームには貫通スリット２２が形成されており、補強材の端部は、形状が合致する貫通スリットに嵌められ得る。

【0049】

より具体的に、補強材３０の本体３１は、貫通スリット２２を介して側面フレーム２０内に挿入され、側面フレーム内で延びることができる。これにより、本体は、側面フレームのうち、ケース本体１の内面を構成する内側壁２３を貫通し、ケース本体の外面を構成する外側壁２４に本体の端部が接触することができる。

【0050】

選択的に、ケース本体１の外面を構成する外側壁２４の内側に凹溝（図示せず）が形成され、側面フレーム２０内で延びた補強材３０の端部、すなわち、本体３１の端部が凹溝内に安着されることもできる。

【0051】

補強材３０の支持部３３は、側面フレーム２０のうちケース本体１の内面を構成する内側壁２３に接触することができる。例えば、支持部は内側壁を貫通しなくてもよい。

【0052】

補強材３０の端部、すなわち、本体３１の端部が側面フレーム２０の貫通スリット２２に、形状が合致するように嵌められることにより、貫通スリットを完全に閉鎖し、これにより補強材の端部と側面フレームとの間の水密性が保障されることができる。

【0053】

補強材の端部が貫通スリット２２に嵌められ、形状が合致して形成されたマッチングラインは、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などによって溶接されることにより、図５のように補強材の端部と側面フレームとの間に溶接部Ｗが形成されることができる。

【0054】

これにより、補強材３０の端部と側面フレーム２０との間の強固な結合と同時に水密性をさらに確保することができる。

【0055】

水密性を確保するために、ケース本体１を構成する構成要素の結合部、すなわち、溶接部に、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などのようなプラスチック材質のコーティングがさらに適用されてもよい。

【0056】

補強材３０は少なくとも一つ以上備えられてもよい。補強材の個数は、外部から加えられる衝突の大きさに応じて決定されてもよい。

【0057】

このように、本発明の第１実施例に係るバッテリケースでは、ケース本体１の底に折り曲げられた帽子状断面の補強材３０を配置し、補強材はケース本体の底に沿って延びながら側面フレーム２０と接して挿入されることができる。すなわち、補強材が延びて側面フレームと挿入によって結合されることができる。

【0058】

例えば、電気自動車などにおいて側面衝突時に、本発明の第１実施例に係るバッテリケースにおいてケース本体１の側面フレーム２０に衝突エネルギーが伝達されて変形されると、補強材は衝突及び変形に抵抗する役割を果たすことができる。

【0059】

これにより、本発明によれば、内部のセルを保護し、側面衝突時に内部侵入量を最小化することができる効果が得られる。

【0060】

図６は、本発明の第２実施例に係るバッテリケースを示すとともに、図２に対応する図である。図７は、図６に示す側面フレームの一部を示す斜視図であって、（ａ）はケース本体１の外面から見た図であり、（ｂ）はケース本体１の内面から見た図である。

【0061】

本発明の第２実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１は、底板１０、側面フレーム２０、少なくとも一つの補強材３０を含むことができる。

【0062】

ここで、本発明の第２実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１の補強材３０が側面フレーム２０を貫通する点のみが異なり、残りの構成要素は、上述した本発明の第１実施例で説明したものと同様に構成して使用することができるため、残りの構成要素の構成及び作用に関する詳細な説明は省略する。

【0063】

図７に示すように、側面フレーム２０は、所定の位置において側面フレームの幅方向（例えば、図においてＹ方向）に配置された内側壁２３及び外側壁２４に貫通スリット２２が形成されてもよい。

【0064】

貫通スリット２２は、補強材３０の断面形状と対応する形状に形成されることができ、これにより、補強材の端部が貫通スリットに嵌められる際に互いの形状が合致し得る。

【0065】

例えば、側面フレーム２０は、鋼材、アルミニウムなどのような金属を用いて全体として正方形状の閉断面を有するように形成されてもよい。

【0066】

鋼材の場合、側面フレーム２０は、所定の幅と長さを有する単一板材を２回以上数回折り曲げた後に接する端部を溶接して、少なくとも一つの閉断面を有するように形成することができる。図面には、２つの正方形の閉断面を有する側面フレームが例示されている。機械加工としては、ベンディング又はロールフォーミングなどが用いられることができる。

【0067】

閉断面の形状は、設計条件に応じて調整することができ、貫通スリット２２は、板材のブランキング工程で予め打ち抜くことによって形成することができる。

【0068】

側面フレーム２０の内側壁２３及び外側壁２４に貫通スリット２２が形成されるとき、補強材３０の長さ方向Ｙの両端部は側面フレームを側面フレームの幅方向Ｙに貫通した後に外側に突出することができる。

【0069】

補強材３０の端部、すなわち、本体３１の端部が側面フレーム２０の内側壁２３及び外側壁２４にある貫通スリット２２を貫通して側面フレームの外側に突出することにより、バッテリケースの水密性を保障するための溶接が適用されることができる。

【0070】

補強材３０の端部が側面フレーム２０を貫通して側面フレームから補強材の長さ方向Ｙに突出した長さは、約５～１０ｍｍの範囲とすることができる。突出部の長さが５ｍｍ未満であると溶接が困難であり、１０ｍｍを超えると周辺部品との干渉が生じ、バッテリケースの装着が困難になることがある。

【0071】

このように補強材３０の突出した端部と側面フレーム２０の貫通スリット２２との間は、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などの溶接により互いに接合され、溶接部（図示せず）が形成されることにより、補強材の端部と側面フレームとの間の水密性が保障可能になる。

【0072】

水密性を確保するために、ケース本体１を構成する構成要素の結合部、すなわち、溶接部に、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などのようなプラスチック材質のコーティングがさらに適用されてもよい。

【0073】

一方、補強材３０の支持部３３は、側面フレーム２０のうちケース本体１の内面を構成する内側壁２３に接触することができる。例えば、支持部は内側壁を貫通しなくてもよい。

【0074】

このように、本発明の第２実施例に係るバッテリケースでは、ケース本体１の底に折り曲げられた帽子状断面の補強材３０を配置し、補強材はケース本体の底に沿って延びながら側面フレーム２０と接し、側面フレームを貫通することができる。すなわち、補強材が延びて側面フレームと挿入及び貫通によって結合することができる。

【0075】

例えば、電気自動車などにおける側面衝突時に、本発明の第２実施例に係るバッテリケースにおいてケース本体１の側面フレーム２０に衝突エネルギーが伝達されて変形されると、補強材は衝突及び変形に抵抗する役割を果たすことができる。

【0076】

これにより、本発明によれば、内部のセルを保護し、側面衝突時の内部侵入量を最小化することができる効果が得られる。

【0077】

図８は、本発明の第３実施例に係るバッテリケースを示すとともに、図２に対応する図である。

【0078】

本発明の第３実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１は底板１０、側面フレーム２０、マウントフレーム４０、少なくとも一つの補強材３０を含むことができる。

【0079】

ここで、本発明の第３実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１の補強材３０が側面フレーム２０を貫通してマウントフレーム４０と接触する点のみが異なり、残りの構成要素は、上述した本発明の第１及び第２実施例で説明したものと同様に構成して使用することができるため、残りの構成要素の構成及び作用に関する詳細な説明は省略する。

【0080】

マウントフレーム４０は、上述のように、側面フレーム２０においてバッテリケースの外面を構成する外側壁２４に結合することができる。例えば、マウントフレームにフランジ４１が形成され、マウントフレームのフランジが側面フレームの外面にアーク溶接などにより溶接されることができる。

【0081】

マウントフレーム４０は、ボルティングなどにより、例えば、車体のサイドメンバに固定されてもよい。これにより、バッテリケースが車体に固定されることができる。

【0082】

また、マウントフレーム４０は衝突時に、バッテリケースのうち、最初に衝突に対応する部材として作用することができる。

【0083】

マウントフレーム４０は、例えば、鋼材のような金属の単一部材を機械加工して作製することができる。

【0084】

より具体的に、マウントフレーム４０は、本出願人が生産する厚さ１．２ｍｍ以上の１４７０ＭＡＲＴ鋼などの板材で作製することができる。

【0085】

マウントフレーム４０は、所定の幅と長さを有する単一板材を数回折り曲げて、蛇行状の断面形状を有するように形成される。これにより、マウントフレームは、ほぼ横になったＷ字状にその断面が形成されることができる。機械加工としては、ベンディング、ロールフォーミング、フォーミングなどが用いられることができる。

【0086】

マウントフレーム４０の断面形状は設計条件に応じて調整することができ、貫通スリット４２は板材のブランキング工程で予め形成することができる。

【0087】

図９は、図８に示す補強材の一部を示す斜視図である。

【0088】

補強材３０は、バッテリセルが収納されるケース本体１の内面、すなわち、底板１０上に固定して設置される。補強材は溶接などにより底板に固定されてもよいが、その固定方法が必ずしもこれに限定されるものではない。

【0089】

また、補強材３０は、例えば、鋼材などのような金属の単一板材を機械加工して一体に形成されてもよい。補強材は、ベンディング、ロールフォーミング、フォーミングなどによって成形されることができる。

【0090】

例えば、補強材３０をロールフォーミングで作製する場合、引張強度が約９８０ＭＰａ以上である超高強度の鋼材も無理なく成形可能である。さらに、ロールフォーミングでは、プレス成形に比べてスプリングバックの補正が容易であり、補強材のコーナー半径を小さくできるという利点がある。

【0091】

より具体的に、補強材３０は、本出願人が生産する厚さ１．０ｍｍ～１．２ｍｍ程度の１４７０ＭＡＲＴ鋼などの板材で作製することができる。

【0092】

ここで、補強材３０の板材が有する厚さは、側面フレーム２０の板材が有する厚さより厚く、マウントフレーム４０の板材が有する厚さより薄くてもよい。

【0093】

補強材３０は、所定の幅と長さを有する単一板材を数回折り曲げて、略帽子状の断面形状を有するように成形することによって形成されることができる。これにより、補強材は、略下方に開口したＵ字状に形成され、中空部３２を備えた本体３１と、本体の長さ方向Ｙに沿って延びた中空部の開口端部から本体の幅方向Ｘの両側に延びる支持部３３を含むことができる。すなわち、支持部は、本体の端部において本体の幅方向Ｘに延びて形成されることができる。

【0094】

ここで、支持部３３は、本体３１の折り曲げ方向と反対の方向に折り曲げた後、支持部の端部を本体に溶接して閉断面を有するように形成してもよい。

【0095】

また、補強材３０の長さ方向の両端部を構成する本体の一部領域では支持部が省略されてもよく、このように支持部が省略された補強材の両端部はブランキング工程で板材に反映して成形が行われることができる。

【0096】

補強材３０の支持部３３と底板１０とは、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などのような溶接によって互いに水密に接合されてもよい。例えば、支持部３３の長さ方向Ｙの全長にわたって底板と溶接されることにより、補強材の支持部と底板との間の水密性が保障可能になる。これにより、補強材のフランジと底板との間に溶接部が形成されることができる。

【0097】

このとき、補強材３０を構成する本体３１の中空部３２は、底板１０との結合により閉断面とすることができる。

【0098】

このような支持部３３は、補強材３０を底板１０に固定させる役割とともに、ケース本体１内に設置される、例えば、冷却板などのような任意の部品を支持する役割も果たすことができる。

【0099】

補強材３０の長さ方向Ｙの両端部は、側面フレーム２０と接し、側面フレームを貫通するように結合することができる。図７に示して上述したように、補強材の端部と接する側面フレームの両側壁には貫通スリット２２が形成されており、補強材の端部は貫通スリットに、形状が合致するように嵌められて側面フレームを貫通した後、側面フレームを通過して側面フレームの幅方向Ｙに引き続き延びることができる。

【0100】

補強材３０の端部が側面フレーム２０の貫通スリット２２に、形状が合致するように嵌められることによって、貫通スリットを完全に閉鎖し、これにより補強材の端部と側面フレームとの間の水密性が保障されることができる。

【0101】

補強材３０の端部と接する側面フレーム２０の両側壁のうち、少なくともケース本体１の内面を構成する内側壁２３において、補強材の端部が貫通スリット２２に形状が合致するように嵌められて形成されたマッチングラインは、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などにより溶接されることで、図５のように補強材の端部と側面フレームとの間に溶接部Ｗが形成されることができる。

【0102】

これにより、補強材３０の端部と側面フレーム２０との間の強固な結合と同時に水密性がさらに確保されることができる。

【0103】

補強材３０の端部、すなわち、本体３１の端部が側面フレーム２０を側面フレームの幅方向Ｙに横切って貫通して側面フレームから突出した後、マウントフレーム４０の内面に接触することができる。

【0104】

選択的に、マウントフレーム４０の内面に図示されていない凹溝が形成され、側面フレーム内で延びた補強材３０の端部、すなわち、本体３１の端部が凹溝内に安着されることもできる。

【0105】

一方、補強材３０の支持部３３は、側面フレーム２０のうちケース本体１の内面を構成する内側壁２３に接触することができる。例えば、支持部は内側壁を貫通しなくてもよい。

【0106】

水密性を確保するために、ケース本体１を構成する構成要素の結合部、すなわち、溶接部に、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などのようなプラスチック材質のコーティングがさらに適用されてもよい。

【0107】

補強材３０は少なくとも一つ以上備えられてもよい。補強材の個数は、外部から加えられる衝突の大きさに応じて決定されてもよい。

【0108】

このように、本発明の第３実施例に係るバッテリケースでは、ケース本体１の底に折り曲げられた帽子状断面の補強材３０を配置し、補強材はケース本体の底に沿って延びながら側面フレーム２０と接し、側面フレームを貫通した後、側面フレームから突出してマウントフレーム４０の内面に接触することができる。すなわち、補強材が延びて側面フレーム及びマウントフレームと結合されることができる。

【0109】

例えば、電気自動車などにおける側面衝突時に、バッテリケースのうち、最初に衝突エネルギーを受けるマウントフレーム４０から変形が起こる。

【0110】

このとき、本発明の第３実施例に係るバッテリケースでは、側面衝突によりマウントフレーム４０の変形が始まったときから、補強材３０が衝突に抵抗する役割を果たすことができる。また、側面フレーム２０が変形されるときにも、補強材は衝突及び変形に抵抗する役割を果たすことができる。

【0111】

したがって、本発明によれば、内部のセルを保護し、側面衝突時の内部侵入量を最小化することができる効果が得られるようになる。

【0112】

図１０は、本発明の第４実施例に係るバッテリケースを示す分離斜視図であり、図１１は、図１０のＩＩ－ＩＩ’線に沿って見た図である。

【0113】

本発明の第４実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１は、底板１０、側面フレーム２０、マウントフレーム４０、少なくとも一つの補強材３０を含むことができる。

【0114】

ここで、本発明の第４実施例に係るバッテリケースにおいて、ケース本体１の補強材３０が変更され、側面フレーム２０とマウントフレーム４０とを順次に貫通する点のみが異なり、残りの構成要素は、上述した本発明の第１～第３実施例で説明したものと同様に構成して使用することができるため、残りの構成要素の構成及び作用に関する詳細な説明は省略する。

【0115】

図１２は、図１１に示すマウントフレームの一部を示す斜視図である。

【0116】

マウントフレーム４０は、上述のように、側面フレーム２０において、バッテリケースの外面を構成する外側壁２４に結合することができる。例えば、マウントフレームにフランジ４１が形成され、マウントフレームのフランジが側面フレームの外側壁にアーク溶接などにより溶接されることができる。

【0117】

マウントフレーム４０は、ボルティングなどにより、例えば、車体のサイドメンバに固定されてもよい。これにより、バッテリケースが車体に固定されることができる。

【0118】

また、マウントフレーム４０は、衝突時にバッテリケースのうち、最初に衝突に対応する部材として作用することができる。

【0119】

図１２に示すように、マウントフレーム４０は所定の位置に貫通スリット４２が形成されてもよい。

【0120】

貫通スリット４２は、後述する補強材３０の断面形状と対応する形状に形成されてもよく、これにより、補強材の端部が貫通スリットに嵌められる際に互いの形状が合致し得る。

【0121】

マウントフレーム４０は、例えば、鋼材のような金属の単一部材を機械加工して作製することができる。

【0122】

より具体的に、マウントフレーム４０は、本出願人が生産する厚さ１．２ｍｍ以上の１４７０ＭＡＲＴ鋼などの板材で作製することができる。

【0123】

マウントフレーム４０は、所定の幅と長さを有する単一板材を数回折り曲げて、蛇行状の断面形状を有するように形成される。これにより、マウントフレームは、ほぼ横になったＷ字状にその断面が形成されることができる。機械加工としては、ベンディング、ロールフォーミング、フォーミングなどが用いられることができる。

【0124】

マウントフレーム４０の断面形状は設計条件に応じて調整することができ、貫通スリット４２は板材のブランキング工程で予め形成することができる。

【0125】

補強材３０の長さ方向Ｙの両端部は、マウントフレーム４０と接し、マウントフレームを貫通することができる。上述したように、補強材の端部と接するマウントフレームには貫通スリット４２が形成されており、補強材の端部は貫通スリットに形状が合致するように嵌められ、マウントフレームを貫通した後にマウントフレームの外側に突出することができる。

【0126】

補強材３０の端部、すなわち、本体３１の端部が側面フレーム２０を側面フレームの幅方向Ｙに横切って貫通して側面フレームから突出した後、マウントフレーム４０の貫通スリット４２を貫通して外側に突出することにより、バッテリケースの水密性を保障するための溶接が適用されることができる。

【0127】

補強材３０の端部がマウントフレーム４０を貫通してマウントフレームから補強材の長さ方向Ｙに突出した長さは、約５～１０ｍｍの範囲とすることができる。突出部の長さが５ｍｍ未満であると溶接が困難であり、１０ｍｍを超えると周辺部品との干渉が生じ、バッテリケースの装着が困難になることがある。

【0128】

このように補強材３０の突出した端部とマウントフレーム４０の貫通スリット４２との間は、例えば、アーク溶接、レーザ溶接などのような溶接により互いに接合され、溶接部（図示せず）が形成されることにより、補強材の端部とマウントフレームとの間の水密性が保障可能になる。

【0129】

水密性を確保するために、ケース本体１を構成する構成要素の結合部、すなわち、溶接部に、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などのようなプラスチック材質のコーティングがさらに適用されてよい。

【0130】

一方、補強材３０の支持部３３は、側面フレーム２０のうち、ケース本体１の内面を構成する内側壁２３に接触することができる。例えば、支持部は内側壁を貫通しなくてもよい。

【0131】

補強材３０は少なくとも一つ以上備えられてもよい。補強材の個数は、外部から加えられる衝突の大きさに応じて決定されてもよい。

【0132】

このように、本発明の第４実施例に係るバッテリケースでは、ケース本体１の底に折り曲げられた帽子状断面の補強材３０を配置し、補強材はケース本体の底に沿って延びながら側面フレーム２０と接し、側面フレームを貫通した後、側面フレームから突出してマウントフレーム４０と接し、マウントフレームを貫通することができる。すなわち、補強材が延びて側面フレーム及びマウントフレームと結合されることができる。

【0133】

例えば、電気自動車などにおける側面衝突時に、バッテリケースのうち、最初に衝突エネルギーを受けるマウントフレーム４０から変形が起こる。

【0134】

このとき、本発明の第４実施例に係るバッテリケースでは、側面衝突によりマウントフレーム４０の変形が始まったときから、補強材３０が衝突に抵抗する役割を果たすことができる。また、側面フレーム２０が変形されるときにも、補強材は衝突及び変形に抵抗する役割を果たすことができる。

【0135】

したがって、本発明によれば、内部のセルを保護し、側面衝突時の内部侵入量を最小化することができる効果が得られる。

【0136】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能である。

【0137】

例えば、本明細書及び図面では、補強材３０が、車両の左右方向に平行なケース本体１の幅方向Ｙに延びた例が示されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、補強材は車両の前後方向に平行なケース本体の長さ方向Ｘに延びて車両の前方衝突に対応することもできる。

【0138】

したがって、本明細書及び図面に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は以下の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0139】

１：ケース本体
２：カバー
３：フランジ部
４：空間部
１０：底板
２０：側面フレーム
２１：締結孔
２２、４２：貫通スリット
３０：補強材
３１：本体
３２：中空部
３３：支持部
４０：マウントフレーム
４１：フランジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7(a)】

【図7(b)】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】