特許 7667525 バッテリユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-15

(45)【発行日】2025-04-23

(54)【発明の名称】バッテリユニット

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6556 20140101AFI20250416BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20250416BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20250416BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20250416BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20250416BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20250416BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6556

H01M10/613

H01M10/651

H01M10/643

H01M10/647

H01M10/625

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024573776

(86)(22)【出願日】2024-09-26

(86)【国際出願番号】 JP2024034402

【審査請求日】2024-12-16

(31)【優先権主張番号】P 2023170848

(32)【優先日】2023-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】三日月 豊

(72)【発明者】

【氏名】三宅 恭平

(72)【発明者】

【氏名】吉田 博司

(72)【発明者】

【氏名】河内 毅

(72)【発明者】

【氏名】上野 晋

【審査官】赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１３０４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－６８５２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６０－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリユニットであって、
バッテリセルが収容されるバッテリトレイと、
前記バッテリトレイの外側で前記バッテリトレイの底板に対向するように配置される天板と、前記天板の外周に配置され、前記底板に接合されるフランジと、前記天板を全周にわたって前記フランジに接続し、前記バッテリトレイ及び前記天板とともに冷却液が供給される空間を形成する周壁と、前記冷却液を前記空間に導入するための導入口と、前記冷却液を前記空間から排出するための排出口と、を含み、金属板で形成される冷却部材と、
前記冷却部材の長手方向の両側で前記冷却部材に重ねられて接合され、それぞれ金属板で形成される補強部材と、
を備え、
前記冷却部材は、さらに、
前記天板と前記周壁との間に介在し、前記長手方向に延在する第１稜線部と、
前記天板に対して前記第１稜線部の反対側で前記天板と前記周壁との間に介在し、前記長手方向に延在する第２稜線部と、
前記周壁に対して前記第１稜線部の反対側で前記周壁と前記フランジとの間に介在し、前記長手方向に延在する第３稜線部と、
前記周壁に対して前記第２稜線部の反対側で前記周壁と前記フランジとの間に介在し、前記長手方向に延在する第４稜線部と、
を含み、
前記補強部材の各々は、前記第１稜線部、前記第２稜線部、前記第３稜線部、及び前記第４稜線部のそれぞれに連続するように形成される４つの第５稜線部を含み、
前記第５稜線部の各々は、前記バッテリトレイの外側まで前記長手方向に延在する、バッテリユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のバッテリユニットであって、
前記天板は、前記長手方向に延在する第１ビードを含み、
前記補強部材は、さらに、前記第１ビードに連続するように形成され、前記長手方向に延在する第２ビードを含む、バッテリユニット。

【請求項3】

請求項１に記載のバッテリユニットであって、
前記冷却部材は、アルミニウム系めっき鋼板で形成されている、バッテリユニット。

【請求項4】

請求項１に記載のバッテリユニットであって、
前記冷却部材は、亜鉛系めっき鋼板で形成され、
前記亜鉛系めっき鋼板の表面に化成処理皮膜が形成されている、バッテリユニット。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のバッテリユニットであって、
前記冷却部材は、１３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有する、バッテリユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バッテリユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば電気自動車には、複数のバッテリセルを含むバッテリユニットが搭載されている。電気自動車では、電気のみで走行可能な距離（航続距離）を確保するために大容量のバッテリユニットが用いられる。

【0003】

バッテリユニットには、バッテリセルを適切な温度下で安定して動作させるため、バッテリセルの冷却機能が求められる。例えば、特許文献１には、バッテリパックと、冷却部材とを備えるバッテリユニットが開示されている。バッテリパックは、バッテリセルと、ハウジング部（バッテリトレイ）とを含む。冷却部材は、バッテリトレイの底板の外側に設けられている。冷却部材は、バッテリトレイの底板に対向する冷却液用流路を含む。特許文献１では、冷却液に対する耐食性を確保するため、冷却液用流路がアルミニウム系めっき鋼板で形成されている。

【0004】

特許文献２にも、バッテリトレイの底板の外側に冷却部材を有するバッテリユニットが開示されている。特許文献２において、冷却部材は、特許文献１と同様、バッテリトレイの底板に対向する冷却液用流路を含む。特許文献２では、冷却液に対する耐食性を確保するため、冷却液用流路が亜鉛系めっき鋼板で形成されている。亜鉛系めっき鋼板の表面には、化成処理皮膜として無機皮膜又は樹脂皮膜が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０２２／１８５８４０号

【文献】国際公開第２０２２／１８５８４９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば電気自動車等にバッテリユニットが搭載される場合、バッテリユニットには、衝突時にバッテリセルを保護する機能（耐衝突性能）も要求される。ただし、一般的なバッテリユニットにおいて、耐衝突性能を確保するための部材は、冷却部材から分離して設けられる。例えば、バッテリトレイの底板に設けられた冷却部材から離れて、耐衝突性能を確保するための骨格部材がバッテリトレイ内に設けられる。したがって、バッテリユニットにおいて、部品点数の増加や構造の複雑化が生じることがある。

【0007】

本開示は、バッテリトレイの底板に設けられた冷却部材に対し、耐衝突性能を付与することができるバッテリユニットを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係るバッテリユニットは、バッテリトレイと、冷却部材と、補強部材とを備える。バッテリトレイには、バッテリセルが収容される。冷却部材は、天板と、フランジと、周壁と、導入口と、排出口とを含む。天板は、バッテリトレイの外側でバッテリトレイの底板に対向するように配置される。フランジは、天板の外周に配置され、底板に接合される。周壁は、天板をその全周にわたってフランジに接続する。周壁は、バッテリトレイ及び天板とともに、冷却液が供給される空間を形成する。導入口は、冷却液を空間に導入するために用いられる。排出口は、冷却液を空間から排出するために用いられる。冷却部材は、金属板で形成される。補強部材は、冷却部材の長手方向の両側で冷却部材に重ねられて接合される。補強部材は、それぞれ金属板で形成される。冷却部材は、さらに、第１稜線部と、第２稜線部と、第３稜線部と、第４稜線部とを含む。第１稜線部は、天板と周壁との間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。第２稜線部は、天板に対して第１稜線部の反対側で天板と周壁との間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。第３稜線部は、周壁に対して第１稜線部の反対側で周壁とフランジとの間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。第４稜線部は、周壁に対して第２稜線部の反対側で周壁とフランジとの間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。補強部材の各々は、４つの第５稜線部を含む。第５稜線部は、第１稜線部、第２稜線部、第３稜線部、及び第４稜線部のそれぞれに連続するように形成される。第５稜線部の各々は、バッテリトレイの外側まで冷却部材の長手方向に延在する。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係るバッテリユニットによれば、バッテリトレイの底板に設けられた冷却部材に対し、耐衝突性能を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係るバッテリユニットの斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係るバッテリユニットの別の斜視図である。

【図3】図３は、図１及び図２に示すバッテリユニットに含まれる冷却部材の平面図である。

【図4】図４は、図１及び図２に示すバッテリユニットの一部を示す横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施形態に係るバッテリユニットは、バッテリトレイと、冷却部材と、補強部材とを備える。バッテリトレイには、バッテリセルが収容される。冷却部材は、天板と、フランジと、周壁と、導入口と、排出口とを含む。天板は、バッテリトレイの外側でバッテリトレイの底板に対向するように配置される。フランジは、天板の外周に配置され、底板に接合される。周壁は、天板をその全周にわたってフランジに接続する。周壁は、バッテリトレイ及び天板とともに、冷却液が供給される空間を形成する。導入口は、冷却液を空間に導入するために用いられる。排出口は、冷却液を空間から排出するために用いられる。冷却部材は、金属板で形成される。補強部材は、冷却部材の長手方向の両側で冷却部材に重ねられて接合される。補強部材は、それぞれ金属板で形成される。冷却部材は、さらに、第１稜線部と、第２稜線部と、第３稜線部と、第４稜線部とを含む。第１稜線部は、天板と周壁との間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。第２稜線部は、天板に対して第１稜線部の反対側で天板と周壁との間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。第３稜線部は、周壁に対して第１稜線部の反対側で周壁とフランジとの間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。第４稜線部は、周壁に対して第２稜線部の反対側で周壁とフランジとの間に介在し、冷却部材の長手方向に延在する。補強部材の各々は、４つの第５稜線部を含む。第５稜線部は、第１稜線部、第２稜線部、第３稜線部、及び第４稜線部のそれぞれに連続するように形成される。第５稜線部の各々は、バッテリトレイの外側まで冷却部材の長手方向に延在する（第１の構成）。

【0012】

第１の構成に係るバッテリユニットでは、バッテリトレイの外側から当該バッテリトレイの底板に対して冷却部材が接合され、バッテリトレイと冷却部材とによって空間が形成されている。この空間内に冷却部材の導入口を介して冷却液が供給されることにより、バッテリトレイ内のバッテリセルを冷却することができる。

【0013】

第１の構成に係るバッテリユニットは、バッテリトレイ及び冷却部材に加え、補強部材を備えている。補強部材は、冷却部材の長手方向の両側で冷却部材に重ねられ、且つ冷却部材に接合されている。補強部材の各々には、冷却部材に設けられた第１～第４稜線部のそれぞれに連続するように第５稜線部が形成されている。第５稜線部は、冷却部材の第１～第４稜線部からバッテリトレイの外側まで冷却部材の長手方向に延在する。言い換えると、冷却部材の第１～第４稜線部は、各補強部材の第５稜線部によってバッテリトレイの外側まで延長されている。これにより、冷却部材の長手方向からバッテリユニットに衝突荷重が入力されたとき、冷却部材の第１～第４稜線部及び各補強部材の第５稜線部によって衝突荷重が支持される。したがって、冷却部材の変形が抑制され、バッテリトレイ内のバッテリセルに損傷が生じにくい。このように、第１の構成に係るバッテリユニットによれば、バッテリトレイの底板に設けられた冷却部材に対し、耐衝突性能を付与することができる。

【0014】

第１の構成に係るバッテリユニットにおいて、天板は、第１ビードを含んでいてもよい。第１ビードは、冷却部材の長手方向に延在する。この場合、補強部材は、さらに第２ビードを含むことができる。第２ビードは、第１ビードに連続するように形成され、冷却部材の長手方向に延在する（第２の構成）。

【0015】

第２の構成では、冷却部材の天板に第１ビードが形成され、補強部材に第２ビードが形成されている。補強部材の第２ビードは、冷却部材の第１ビードから冷却部材の長手方向に延在している。この場合、冷却部材の長手方向からバッテリユニットに衝突荷重が入力されたとき、冷却部材及び両補強部材の稜線部に加え、冷却部材及び補強部材のビードによって衝突荷重を支持することができる。したがって、冷却部材の変形がより生じにくくなる。

【0016】

第２の構成において、冷却部材の天板には、第１ビードが形成されている。これにより冷却液用の空間の断面積が小さくなり、空間内における冷却液の流速を高めることができる。したがって、バッテリトレイ内のバッテリセルがより冷却されやすくなる。

【0017】

第１又は第２の構成に係るバッテリユニットにおいて、冷却部材は、アルミニウム系めっき鋼板で形成されていてもよい（第３の構成）。

【0018】

冷却部材によって形成される空間には、冷却液が供給される。そのため、冷却部材は、冷却液に対する耐食性を有することが好ましい。そこで、第３の構成では、冷却部材がアルミニウム系めっき鋼板で形成されている。これにより、冷却部材は、冷却液に対して高い耐食性を有することができる。

【0019】

第１又は第２の構成に係るバッテリユニットにおいて、冷却部材は、亜鉛系めっき鋼板で形成されていてもよい。この場合、亜鉛系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜が形成されていることが好ましい（第４の構成）。

【0020】

第４の構成において、冷却部材は、その表面に化成処理皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板で形成されている。これにより、冷却部材は、冷却液に対して高い耐食性を有することができる。

【0021】

第１から第４のいずれかの構成に係るバッテリユニットにおいて、冷却部材は、１３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有することができる（第５の構成）。

【0022】

第５の構成では、冷却部材のビッカース硬さが１３０ＨＶ以上となっている。これにより、冷却部材により高い耐衝突性能を持たせることができる。

【0023】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。これらの図面において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

【0024】

［バッテリユニットの構造］
図１は、本実施形態に係るバッテリユニット１００の斜視図である。図２は、図１と異なる方向から見たバッテリユニット１００の斜視図である。バッテリユニット１００は、例えば電気自動車に搭載される。

【0025】

図１及び図２を参照して、バッテリユニット１００は、バッテリトレイ１０と、複数の冷却部材２０と、複数の補強部材３０とを含む。

【0026】

図１を参照して、バッテリトレイ１０は、全体として凹の形状を有している。バッテリトレイ１０は、底板１１と、周壁１２とを含む。底板１１は、例えば、バッテリトレイ１０の平面視で矩形状を有する。周壁１２は、底板１１の周縁に連続して設けられる。周壁１２は、底板１１と反対側で開口している。図示を省略するが、周壁１２の開口には、蓋体が取り付けられていてもよい。

【0027】

バッテリトレイ１０は、複数のバッテリセル４０を収容する。本実施形態では、バッテリトレイ１０内に複数のバッテリモジュール５０が収容されている。バッテリモジュール５０の各々は、モジュール化された２以上のバッテリセル４０を含む。ただし、バッテリユニット１００において、バッテリセル４０はモジュール化されていなくてもよい。バッテリセル４０の各々は、例えばリチウムイオン電池セルである。バッテリセル４０の各々は、角型セル又は円筒型セルであってもよいし、パウチ型セルであってもよい。

【0028】

図１の例において、バッテリモジュール５０は、複数の取付部材６０を介し、バッテリトレイ１０の底板１１に取り付けられている。取付部材６０は、それぞれ長尺状を有し、バッテリトレイ１０内において並列に配置されている。バッテリモジュール５０は、取付部材６０の長手方向に沿って配列される。バッテリモジュール５０は、取付部材６０に対して、公知の締結方法によって締結されてもよい。取付部材６０は、バッテリトレイ１０の底板１１に対し、例えばスポット溶接等によって接合されていてもよい。

【0029】

図２を参照して、複数の冷却部材２０は、バッテリトレイ１０の外に配置されている。冷却部材２０は、バッテリモジュール５０（図１）の反対側で、バッテリトレイ１０の底板１１に取り付けられている。冷却部材２０は、それぞれ長尺状を有し、並列に配置されている。バッテリユニット１００が電気自動車に搭載された状態で、冷却部材２０は、それぞれ車体の左右方向に延びていてもよい。冷却部材２０は、その長手方向の両端部がバッテリトレイ１０の底板１１の外側に突出している。冷却部材２０は、それぞれ金属板で形成されている。

【0030】

冷却部材２０の各々は、天板２１と、フランジ２２と、周壁２３と、稜線部２４１，２４２，２４３，２４４とを含む。

【0031】

図３は、冷却部材２０の平面図である。図２及び図３を参照して、天板２１は、冷却部材２０の長手方向に延在している。本実施形態において、天板２１は、冷却部材２０の平面視で略矩形状を有している。ただし、天板２１は、冷却部材２０の平面視で、例えばオーバルトラック形状等、他の形状を有していてもよい。バッテリユニット１００を冷却部材２０側から見て、天板２１は、バッテリトレイ１０の底板１１の範囲内に配置されている。

【0032】

本実施形態において、天板２１は、少なくとも１つのビード２１１を含んでいる。ビード２１１は、冷却部材２０の長手方向に延在する。ビード２１１は、例えば、冷却部材２０の内側に凹の形状を有する。ビード２１１は、冷却部材２０の外側に凸の形状を有していてもよい。本実施形態において、天板２１には、複数のビード２１１が設けられている。

【0033】

フランジ２２は、天板２１の外周に配置される。すなわち、フランジ２２は、冷却部材２０の平面視で天板２１を囲むように配置される。フランジ２２は、冷却部材２０の外周部を構成する。周壁２３は、天板２１をその全周にわたってフランジ２２に接続している。

【0034】

稜線部２４１は、天板２１と周壁２３との間に介在する。稜線部２４２は、天板２１に対して稜線部２４１の反対側で、天板２１と周壁２３との間に介在する。稜線部２４１，２４２は、それぞれ、天板２１に隣接して設けられ、天板２１を周壁２３に接続している。稜線部２４１，２４２は、いずれも天板２１と周壁２３との間のコーナー部である。稜線部２４１，２４２は、それぞれ冷却部材２０の長手方向に延在している。

【0035】

稜線部２４３は、周壁２３に対して稜線部２４１の反対側で、周壁２３とフランジ２２との間に介在する。稜線部２４４は、周壁２３に対して稜線部２４２の反対側で、周壁２３とフランジ２２との間に介在する。稜線部２４３，２４４は、それぞれ、周壁２３に隣接して設けられ、周壁２３をフランジ２２に接続している。稜線部２４３，２４４は、いずれも周壁２３とフランジ２２との間のコーナー部である。稜線部２４３，２４４は、それぞれ冷却部材２０の長手方向に延在している。冷却部材２０が電気自動車に組み込まれている状態において、稜線部２４１，２４２，２４３，２４４は、実質的に車体の左右方向に延在することができる。

【0036】

冷却部材２０は、さらに、稜線部２４５，２４６，２４７，２４８を含む。冷却部材２０が電気自動車に組み込まれている状態において、稜線部２４５，２４６，２４７，２４８は、実質的に車体の前後方向に延在する。稜線部２４５は、冷却部材２０の長手方向の一端側で、稜線部２４１，２４２を接続している。稜線部２４６は、冷却部材２０の長手方向の他端側で、稜線部２４１，２４２を接続している。稜線部２４５，２４６は、それぞれ、天板２１と周壁２３との間に介在する。稜線部２４５，２４６は、稜線部２４１，２４２と同様、天板２１と周壁２３との間のコーナー部である。

【0037】

稜線部２４７は、冷却部材２０の長手方向の一端側で、稜線部２４３，２４４を接続している。稜線部２４８は、冷却部材２０の長手方向の他端側で、稜線部２４３，２４４を接続している。稜線部２４７，２４８は、それぞれ、周壁２３とフランジ２２との間に介在する。稜線部２４７，２４８は、稜線部２４３，２４４と同様、周壁２３とフランジ２２との間のコーナー部である。

【0038】

冷却部材２０の各々は、さらに、冷却液用の導入口２５及び排出口２６を含んでいる。導入口２５は、冷却液を冷却部材２０内に導入するための孔である。排出口２６は、冷却液を冷却部材２０から排出するための孔である。冷却液としては、例えば、有機成分を含むロングライフクーラント（ＬＬＣ）水溶液が使用される。

【0039】

本実施形態において、導入口２５及び排出口２６は、天板２１に形成されている。導入口２５及び排出口２６は、天板２１をその板厚方向に貫通する。導入口２５は、冷却部材２０の長手方向において、天板２１の一端部に形成されている。排出口２６は、冷却部材２０の長手方向において、天板２１の他端部に形成されている。ただし、導入口２５及び排出口２６の位置は、本実施形態の例に限定されるものではない。

【0040】

図２に示すように、補強部材３０は、少なくとも１つの冷却部材２０に対し、当該冷却部材２０の長手方向の両側で重ねられて接合される。補強部材３０は、冷却部材２０の長手方向の両側で、フランジ２２及び天板２１のそれぞれの一部を覆っている。補強部材３０の各々は、冷却部材２０に対してバッテリトレイ１０の反対側から重ねられる。ただし、図２では、説明の便宜上、補強部材３０の１つを冷却部材２０から離した状態で示している。バッテリユニット１００が電気自動車に搭載される場合、補強部材３０は、例えばブラケット（図示省略）等を介し、冷却部材２０の長手方向の両端部とともに車体に締結される。

【0041】

本実施形態では、補強部材３０の各々が、複数の冷却部材２０にわたって重ねられている。より具体的には、並列に配置された複数の冷却部材２０の長手方向の一端側で、これらの冷却部材２０に交差するように１の補強部材３０が延びている。また、並列に配置された複数の冷却部材２０の長手方向の他端側で、これらの冷却部材２０に交差するように他の補強部材３０が延びている。バッテリユニット１００が電気自動車に搭載された状態で、補強部材３０は、例えば車体の前後方向に延びている。ただし、補強部材３０は、冷却部材２０のそれぞれに対応するように複数に分割されていてもよい。補強部材３０は、それぞれ金属板で形成されている。

【0042】

補強部材３０の各々は、稜線部３１，３２，３３，３４を含んでいる。補強部材３０において、稜線部３１，３２，３３，３４は、冷却部材２０ごとに設けられている。稜線部３１，３２，３３，３４は、それぞれ、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４に連続するように補強部材３０に形成される。稜線部３１，３２，３３，３４は、それぞれ、補強部材３０において平坦部間のコーナー部を形成する部分である。

【0043】

稜線部３１，３２は、それぞれ、冷却部材２０の天板２１側の稜線部２４１，２４２を延長するように冷却部材２０の長手方向に延在する。稜線部３３，３４は、それぞれ、冷却部材２０のフランジ２２側の稜線部２４３，２４４を延長するように冷却部材２０の長手方向に延在する。稜線部３１，３２，３３，３４は、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４から、バッテリトレイ１０の外側まで冷却部材２０の長手方向に延在する。稜線部３１，３２，３３，３４は、冷却部材２０の長手方向において補強部材３０の端縁まで延びていてもよい。

【0044】

本実施形態において、補強部材３０の各々は、さらに、少なくとも１つのビード３５を含む。本実施形態では、冷却部材２０の複数のビード２１１に対応して、複数のビード３５が補強部材３０に設けられている。ビード３５の各々は、冷却部材２０のビード２１１に連続するように補強部材３０に形成されている。ビード３５は、冷却部材２０のビード２１１を延長するように冷却部材２０の長手方向に延在する。ビード３５は、冷却部材２０の長手方向においてバッテリトレイ１０の外側まで延在することが好ましい。

【0045】

本実施形態において、一方の補強部材３０は、各冷却部材２０の導入口２５を覆うように設けられる。この場合、この補強部材３０には、冷却部材２０の導入口２５に対応する位置に冷却液用の導入口（図示省略）が設けられる。他方の補強部材３０は、各冷却部材２０の排出口２６（図３）を覆うように設けられている。この場合、この補強部材３０には、冷却部材２０の排出口２６に対応する位置に冷却液用の排出口（図示省略）が設けられる。ただし、各冷却部材２０において、補強部材３０で覆われない部分に導入口２５及び排出口２６が形成されているときは、補強部材３０に導入口及び排出口を設ける必要はない。

【0046】

図４は、バッテリユニット１００を冷却部材２０の長手方向に対して垂直な平面で切断した図（横断面図）である。図４では、１の冷却部材２０と、この冷却部材２０に接合された補強部材３０とを示している。

【0047】

図４に示すように、冷却部材２０は、概略ハット状の横断面を有している。具体的には、天板２１、フランジ２２、及び周壁２３によって、概略ハット状の横断面が形成されている。天板２１は、バッテリトレイ１０の底板１１に対向するように配置されている。天板２１は、底板１１に対して隙間を空けて対向する。フランジ２２は、液密性を有する態様でバッテリトレイ１０の底板１１に対して接合される。したがって、バッテリトレイ１０と、冷却部材２０の天板２１及び周壁２３とにより、冷却液が供給される空間２７が形成される。

【0048】

バッテリトレイ１０と冷却部材２０との接合には、シーラー７０が用いられてもよい。シーラー７０は、例えば樹脂を主成分とする塗布剤である。シーラー７０としては、液密性を確保するためのシーラーとして公知のものを使用することができる。

【0049】

バッテリトレイ１０の底板１１及び冷却部材２０のフランジ２２は、シーラー７０と、スポット溶接又は機械接合とを併用して接合されてもよい。機械接合としては、バッテリトレイ１０の底板１１及び冷却部材２０のフランジ２２の部分的なかしめ加工による接合や、リベット等を用いた接合等が挙げられる。あるいは、バッテリトレイ１０の底板１１及び冷却部材２０のフランジ２２は、レーザ溶接やシーム溶接等の連続溶接、ろう付け、又は摩擦拡散接合によって接合されていてもよい。バッテリトレイ１０の底板１１及び冷却部材２０のフランジ２２は、接着剤によって接合されていてもよい。シーラー７０が接着剤として機能する場合は、シーラー７０のみによってバッテリトレイ１０の底板１１及び冷却部材２０のフランジ２２を接合することもできる。

【0050】

図４に示すように、冷却部材２０には、補強部材３０が接合されている。バッテリユニット１００の横断面において、補強部材３０は、冷却部材２０の天板２１、周壁２３、及びフランジ２２に沿う形状を有している。補強部材３０は、例えばスポット溶接によって天板２１及びフランジ２２に接合される。この場合、天板２１は、スポット溶接のための平坦部を含む。

【0051】

冷却部材２０の稜線部２４１，２４２は、それぞれ、天板２１の平坦部と周壁２３とを直接的に連結するコーナー部である。バッテリユニット１００の横断面視で、稜線部２４１，２４２は、それぞれ冷却部材２０の外側に凸の曲線状を有する。稜線部２４１，２４２は、バッテリユニット１００の横断面視で円弧状を有していてもよい。冷却部材２０の稜線部２４１，２４２の曲率半径（曲げ内側）は、例えば１５ｍｍ以下である。稜線部２４１，２４２の曲率半径（曲げ内側）は、２ｍｍ以上であってもよい。

【0052】

バッテリユニット１００のうち補強部材３０が冷却部材２０の天板２１及びフランジ２２と接合される部分の横断面において、補強部材３０の稜線部３１，３２は、それぞれ、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２に重なっている。バッテリユニット１００の横断面視で、稜線部３１，３２は、それぞれ、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２に沿って凸曲線状を有している。補強部材３０は冷却部材２０に対して外側から重ねられているため、稜線部３１，３２の曲げ内側の曲率半径は、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２の曲げ内側の曲率半径よりも若干大きい。稜線部３１，３２の曲率半径（曲げ内側）は、例えば１５ｍｍ以下である。稜線部３１，３２の曲率半径（曲げ内側）は、３ｍｍ以上であってもよい。

【0053】

冷却部材２０の稜線部２４３，２４４は、それぞれ、周壁２３とフランジ２２とを直接的に連結するコーナー部である。バッテリユニット１００の横断面視で、稜線部２４３，２４４は、それぞれ冷却部材２０の内側に凹の曲線状を有する。稜線部２４３，２４４は、バッテリユニット１００の横断面視で円弧状を有していてもよい。稜線部２４３，２４４の曲率半径（曲げ内側）は、例えば１５ｍｍ以下である。稜線部２４３，２４４の曲率半径（曲げ内側）は、３ｍｍ以上であってもよい。

【0054】

バッテリユニット１００のうち補強部材３０が冷却部材２０の天板２１及びフランジ２２と接合される部分の横断面において、補強部材３０の稜線部３３，３４は、それぞれ、冷却部材２０の稜線部２４３，２４４に重なっている。バッテリユニット１００の横断面視で、稜線部３３，３４は、それぞれ、冷却部材２０の稜線部２４３，２４４に沿って凹曲線状を有している。補強部材３０は冷却部材２０に対して外側から重ねられているため、稜線部３３，３４の曲げ内側の曲率半径は、冷却部材２０の稜線部２４３，２４４の曲げ内側の曲率半径よりも若干小さい。稜線部３３，３４の曲率半径（曲げ内側）は、例えば１５ｍｍ以下である。稜線部３３，３４の曲率半径（曲げ内側）は、２ｍｍ以上であってもよい。

【0055】

本実施形態の例において、冷却部材２０の天板２１は、複数のビード２１１を含んでいる。ビード２１１の各々は、少なくとも１つの稜線部２１１ａを有することが好ましい。稜線部２１１ａは、他の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４と同様、平坦部同士を連結するコーナー部である。バッテリユニット１００の横断面視で、稜線部２１１ａは、冷却部材２０の外側に凸、又は冷却部材２０の内側に凹の曲線状を有することができる。稜線部２１１ａは、冷却部材２０の長手方向に延在する。

【0056】

バッテリユニット１００のうち補強部材３０が冷却部材２０の天板２１及びフランジ２２と接合される部分の横断面において、冷却部材２０のビード２１１には、それぞれ補強部材３０のビード３５が重ねられている。バッテリユニット１００の横断面視で、補強部材３０のビード３５は、冷却部材２０のビード２１１に沿う形状を有している。冷却部材２０のビード２１１に稜線部２１１ａが存在する場合、ビード３５も稜線部３５１を有する。稜線部３５１は、冷却部材２０のビード２１１の稜線部２１１ａに対応して凸曲線状又は凹曲線状を有し、冷却部材２０の長手方向に延在する。稜線部３５１は、バッテリトレイ１０の外側まで冷却部材２０の長手方向に延在することができる。

【0057】

本実施形態の例では、バッテリトレイ１０の底板１１に凹凸が設けられている。これにより、バッテリモジュール５０（図１）の重量による底板１１の撓みが抑制される。しかしながら、底板１１は、全体にわたって平板状であってもよい。

【0058】

［バッテリユニットの材質］
冷却部材２０及び補強部材３０は、その強度を確保するため、典型的には鋼板で形成される。冷却部材２０及び補強部材３０は、例えば、鋼板のプレス成形によって成形することができる。冷却部材２０及び補強部材３０の板厚は、例えば０．４ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、好ましくは１．０ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。各補強部材３０の板厚は、各冷却部材２０の板厚よりも大きいことが好ましい。しかしながら、各補強部材３０の板厚は、各冷却部材２０の板厚以下であってもよい。

【0059】

冷却部材２０の各々は、冷却液に対する耐食性を確保する観点から、アルミニウム系めっき鋼板で形成されていてもよい。アルミニウム系めっき鋼板は、母材鋼板と、母材鋼板上に形成されたアルミニウム（Ａｌ）系めっき層とを含む鋼板である。

【0060】

Ａｌ系めっき層は、Ａｌを含有するめっき層である。Ａｌ系めっき層は、例えば、質量％で７０％以上のＡｌを含有する。Ａｌ系めっき層は、好ましくは、質量％でＡｌ：７０～９８％及びＳｉ：２～１５％を含有する、２成分系又は多成分系のめっき層である。アルミニウム系めっき鋼板の加工性及び耐食性をより高める観点から、Ａｌ系めっき層のＳｉ含有量は、質量％で３～１５％であることがさらに好ましい。Ａｌ系めっき層は、冷却部材２０において、少なくとも空間２７側に位置する面に形成される。Ａｌ系めっき層は、冷却部材２０の両面に形成されていてもよい。

【0061】

Ａｌ系めっき層は、不純物元素として、微量のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を含有することがある。Ａｌ系めっき層には、必要に応じて、Ｍｇ、Ｓｎ、ミッシュメタル、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｖ、Ｍｏ等が添加されていてもよい。特に限定されるものではないが、Ａｌ系めっき層は、例えば、溶融フラックスめっき、ゼンジマー法やオールラジアント法等によって形成される溶融めっき、電気めっき、又は蒸着めっき等であってもよい。

【0062】

アルミニウム系めっき鋼板の耐食性をさらに高めるため、アルミニウム系めっき鋼板の表面に化成処理皮膜が形成されていてもよい。化成処理皮膜は、冷却部材２０において、少なくとも空間２７側に位置する面に形成される。化成処理皮膜は、冷却部材２０の両面に形成されていてもよい。

【0063】

化成処理皮膜は、Ｚｒ系成分、Ｔｉ系成分、又はＳｉ系成分を主成分として含有する皮膜である。すなわち、化成処理皮膜は、Ｚｒ系成分、Ｔｉ系成分、又はＳｉ系成分を質量％で５０％以上含有する。化成処理皮膜には、有機成分が含まれていてもよい。アルミニウム系めっき鋼板に適用される化成処理皮膜としては、例えば、特許文献１に記載されているものを使用することができる。化成処理皮膜は、例えば、Ｚｒ系、Ｔｉ系、又はＳｉ系化成処理液（皮膜処理液）を公知の方法でアルミニウム系めっき鋼板に塗布し、焼付け乾燥することで形成することができる。

【0064】

冷却部材２０は、アルミニウム系めっき鋼板に代えて、亜鉛系めっき鋼板で形成されていてもよい。亜鉛系めっき鋼板は、母材鋼板と、母材鋼板上に形成された亜鉛（Ｚｎ）系めっき層とを含む鋼板である。Ｚｎ系めっき層は、Ｚｎを含有するめっき層である。Ｚｎ系めっき層は、冷却部材２０において、少なくとも空間２７側に位置する面に形成される。Ｚｎ系めっき層は、冷却部材２０の両面に形成されていてもよい。

【0065】

亜鉛系めっき鋼板としては、例えば、亜鉛めっき鋼板、亜鉛－ニッケルめっき鋼板、亜鉛－鉄めっき鋼板、亜鉛－クロムめっき鋼板、亜鉛－アルミニウムめっき鋼板、亜鉛－チタンめっき鋼板、亜鉛－マグネシウムめっき鋼板、亜鉛－マンガンめっき鋼板、亜鉛－アルミニウム－マグネシウムめっき鋼板、亜鉛－アルミニウム－マグネシウム－シリコンめっき鋼板等が挙げられる。これらのめっき鋼板において、Ｚｎ系めっき層には、少量の異種金属元素又は不純物元素として、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ａｓ等が含有されていてもよいし、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機物が分散されていてもよい。

【0066】

Ｚｎ系めっき層は、他のめっき層と組み合わせて使用されてもよい。すなわち、亜鉛系めっき鋼板は、Ｚｎ系めっき層と、例えば鉄めっき、鉄－リンめっき、ニッケルめっき、又はコバルトめっき等のめっき層とを組み合わせた複層めっきを有することができる。特に限定されるものではないが、Ｚｎ系めっき層及び他のめっき層の形成方法としては、例えば、電気めっき法、溶融めっき法、蒸着めっき法、分散めっき法、真空めっき法等を挙げることができる。

【0067】

亜鉛系めっき鋼板の表面には、化成処理皮膜が形成されている。化成処理皮膜は、冷却部材２０において、少なくとも空間２７側に位置する面に形成される。化成処理皮膜は、冷却部材２０の両面に形成されていてもよい。

【0068】

化成処理皮膜は、無機皮膜又は樹脂皮膜である。無機皮膜は、Ｓｉ系成分又はＺｒ系成分を主成分として含有する皮膜である。すなわち、無機皮膜は、Ｓｉ系成分又はＺｒ系成分を質量％で５０％以上含有する。無機皮膜には、有機成分が含まれていてもよい。亜鉛系めっき鋼板には、例えば、特許文献２に記載されている、化成処理皮膜としての無機皮膜又は樹脂皮膜を使用することができる。

【0069】

特に限定されるものではないが、化成処理皮膜は、無機系又は樹脂系化成処理液（皮膜処理液）を公知の方法で亜鉛系めっき鋼板に塗布し、焼付け乾燥することで形成することができる。亜鉛系めっき鋼板と化成処理皮膜との好ましい組み合わせは、例えば、亜鉛－アルミニウム－マグネシウムめっき鋼板と、Ｓｉ系成分を主成分として含む無機皮膜との組み合わせである。別の好ましい組み合わせの例として、亜鉛－アルミニウムめっき鋼板と樹脂皮膜との組み合わせも挙げられる。

【0070】

アルミニウム系めっき鋼板及び亜鉛系めっき鋼板において、母材鋼板の材質は特に限定されない。母材鋼板の材質は、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ等を添加したＩＦ鋼、Ａｌ－ｋ鋼、Ｃｒ添加鋼、ステンレス鋼、ハイテン鋼、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼等であってもよい。

【0071】

アルミニウム系めっき鋼板及び亜鉛系めっき鋼板において、母材鋼板の材質は特に限定されない。母材鋼板の材質は、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ等を添加したＩＦ鋼、Ａｌ－ｋ鋼、Ｃｒ添加鋼、ステンレス鋼、ハイテン鋼、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼等であってもよい。

【0072】

補強部材３０は、冷却部材２０と同様に、アルミニウム系めっき鋼板又は亜鉛系めっき鋼板で形成されていてもよい。補強部材３０がアルミニウム系めっき鋼板又は亜鉛系めっき鋼板で形成される場合、補強部材３０の表面には上述した化成処理皮膜が形成されていてもよい。しかしながら、補強部材３０の材質は、冷却部材２０の材質と異なっていてもよい。

【0073】

冷却部材２０は、１３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有することが好ましい。補強部材３０も、１３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有することができる。冷却部材２０及び補強部材３０は、それぞれ、より好ましくは１７０ＨＶ以上、さらに好ましくは２３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有する。補強部材３０のビッカース硬さは、冷却部材２０のビッカース硬さよりも大きくてもよい。冷却部材２０のビッカース硬さは、例えば５００ＨＶ以下である。補強部材３０のビッカース硬さは、例えば５００ＨＶ以下である。冷却部材２０及び補強部材３０のビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４－１：２０２０に規定されるビッカース硬さ試験によって測定することができる。具体的には、まず、レーザ切断等により、冷却部材２０及び補強部材３０の任意の位置からビッカース硬さ試験に適したサイズの試験片を取得する。次に、冷却部材２０及び補強部材３０のそれぞれの断面が表面に配置されるように各試験片を樹脂に埋め込み、断面を研磨する。そして、この断面の板厚方向の任意の位置、例えば板厚方向の中心又はその近傍で、ＪＩＳ Ｚ ２２４４－１：２０２０に準拠し、試験力を３００ｇｆ（２．９Ｎ）としてビッカース硬さを測定する。

【0074】

バッテリトレイ１０の材質は、冷却部材２０及び／又は補強部材３０と同一であってもよいし、異なっていてもよい。バッテリトレイ１０は、例えば軟鋼で形成されていてもよい。バッテリトレイ１０の板厚は、通常、冷却部材２０及び補強部材３０の各板厚よりも小さい。バッテリトレイ１０の底板１１の板厚は、例えば０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

【0075】

［効果］
本実施形態に係るバッテリユニット１００では、バッテリトレイ１０の底板１１と、各冷却部材２０の天板２１及び周壁２３とによって、冷却液が供給される空間２７が形成されている。この空間２７内に導入口２５から冷却液が導入され、排出口２６から冷却液が排出されることにより、バッテリトレイ１０内のバッテリセル４０を冷却することができる。

【0076】

本実施形態に係るバッテリユニット１００において、冷却部材２０の各々は補強部材３０によって補強されている。より具体的には、各冷却部材２０の長手方向の両側で当該冷却部材２０に対して補強部材３０が重ねられ、接合されている。補強部材３０の各々には、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４にそれぞれ連続するように、稜線部３１，３２，３３，３４が設けられている。すなわち、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４が補強部材３０の稜線部３１，３２，３３，３４によってバッテリトレイ１０の外側まで延長されている。これにより、冷却部材２０の長手方向からバッテリユニット１００に衝突荷重が入力されたとき、冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４及び補強部材３０の稜線部３１，３２，３３，３４によって衝突荷重が支持される。そのため、冷却部材２０の変形が抑制され、バッテリトレイ１０内のバッテリセル４０が損傷しにくくなる。このように、本実施形態に係るバッテリユニット１００によれば、バッテリトレイ１０の底板１１に設けられた冷却部材２０に対し、耐衝突性能を付与することができる。

【0077】

冷却部材２０の長手方向の両端部、すなわち、バッテリトレイ１０の底板１１と冷却部材２０のフランジ２２とが重なり合う部分は、平板状で比較的低剛性であるため、衝突荷重を受けたときに変形しやすい。しかしながら、本実施形態では、冷却部材２０の長手方向の両端部が補強部材３０によって被覆され、補強部材３０の稜線部３１，３２，３３，３４が冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４に連なるように配置されている。そのため、冷却部材２０の長手方向から入力された衝突荷重は、補強部材３０の稜線部３１，３２，３３，３４から冷却部材２０の稜線部２４１，２４２，２４３，２４４に伝達され、これらの稜線部によって支持される。その結果、冷却部材２０の長手方向の両端部での変形を抑制することができる。

【0078】

本実施形態において、各冷却部材２０の天板２１には、少なくとも１つのビード２１１が形成されている。また、各補強部材３０には、冷却部材２０のビード２１１に対応して、ビード３５が形成されている。冷却部材２０のビード２１１は、補強部材３０のビード３５により、例えばバッテリトレイ１０の外側まで延長されている。これにより、バッテリユニット１００に衝突荷重が入力されたとき、冷却部材２０のビード２１１及び補強部材３０のビード３５でも衝突荷重が支持される。本実施形態のように、冷却部材２０のビード２１１及び補強部材３０のビード３５が稜線部２１１ａ，３５１を有する場合は、衝突荷重がより支持されやすい。したがって、冷却部材２０に対し、より優れた耐衝突性能を付与することができる。

【0079】

冷却部材２０のビード２１１を設けることにより、冷却液用の空間２７の断面積が小さくなり、空間２７内における冷却液の流速を高めることができる。そのため、バッテリトレイ１０内のバッテリセル４０がより冷却されやすくなる。

【0080】

本実施形態に係るバッテリユニット１００において、冷却部材２０の各々は、アルミニウム系めっき鋼板で形成されていることが好ましい。少なくとも、冷却部材２０の空間２７側の表面には、全体にわたってＡｌ系めっき層が設けられていることが好ましい。同様に、バッテリトレイ１０も、アルミニウム系めっき鋼板で形成されていることが好ましい。少なくとも、バッテリトレイ１０の空間２７側の表面には、全体にわたってＡｌ系めっき層が設けられていることが好ましい。これにより、冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の冷却液による腐食が抑制されやすくなる。冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の腐食が抑制されることにより、冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の熱伝導率の低下や、冷却液内への冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の成分の溶出が生じにくくなる。

【0081】

バッテリユニット１００が電気自動車に搭載される場合、バッテリユニット１００は、例えば車体の床下部分に配置され、冷却部材２０が外部環境に晒される。そのため、冷却部材２０がアルミニウム系めっき鋼板で形成される場合、Ａｌ系めっき層は、冷却部材２０の両面に設けられることがより好ましい。これにより、冷却部材２０について、外部環境に対する耐食性を向上させることができる。同様に、バッテリトレイ１０についても、Ａｌ系めっき層が両面に設けられることがより好ましい。

【0082】

本実施形態に係るバッテリユニット１００において、冷却部材２０の各々は、亜鉛系めっき鋼板で形成されていてもよい。バッテリトレイ１０も、亜鉛系めっき鋼板で形成されていてもよい。この場合、亜鉛系めっき鋼板の表面には化成処理皮膜が形成されていることが好ましい。少なくとも冷却部材２０の空間２７側の表面には、全体にわたってＺｎ系めっき層が設けられ、このＺｎ系めっき層を化成処理皮膜が被覆していることが好ましい。また、少なくとも、バッテリトレイ１０の空間２７側の表面には、全体にわたってＺｎ系めっき層が設けられ、このＺｎ系めっき層を化成処理皮膜が被覆していることが好ましい。これにより、冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の冷却液による腐食が抑制されやすくなる。したがって、冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の熱伝導率の低下や、冷却液内への冷却部材２０及びバッテリトレイ１０の成分の溶出が生じにくくなる。

【0083】

冷却部材２０が亜鉛系めっき鋼板で形成される場合、外部環境に対する耐食性の向上の観点から、Ｚｎ系めっき層及び化成処理皮膜は、冷却部材２０の両面に設けられることがより好ましい。バッテリトレイ１０についても、Ｚｎ系めっき層及び化成処理皮膜が両面に設けられることがより好ましい。

【0084】

本実施形態に係るバッテリユニット１００において、冷却部材２０は、１３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有することが好ましい。これにより、冷却部材２０の耐衝突性能がより向上する。さらに、補強部材３０も１３０ＨＶ以上のビッカース硬さを有する場合、冷却部材２０に対してさらに良好な耐衝突性能を付与することができる。

【0085】

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0086】

１００：バッテリユニット
１０：バッテリトレイ
１１：底板
２０：冷却部材
２１：天板
２１１：ビード
２２：フランジ
２３：周壁
２４１：（第１）稜線部
２４２：（第２）稜線部
２４３：（第３）稜線部
２４４：（第４）稜線部
２５：導入口
２６：排出口
２７：空間
３０：補強部材
３１，３２，３３，３４：（第５）稜線部
３５：ビード
４０：バッテリセル

【要約】

バッテリユニット（１００）は、バッテリトレイ（１０）、冷却部材（２０）、及び補強部材（３０）を備える。冷却部材（２０）は、バッテリトレイ（１０）の外側で底板（１１）に対向する天板（２１）と、底板（１１）に接合されるフランジ（２２）とを含む。補強部材（３０）は、冷却部材（２０）の長手方向の両側で冷却部材（２０）に重ねられて接合される。冷却部材（２０）は、稜線部（２４１，２４２，２４３，２４４）を含む。補強部材（３０）の各々は、稜線部（２４１，２４２，２４３，２４４）のそれぞれに連続するように形成された稜線部（３１，３２，３３，３４）を含む。稜線部（３１，３２，３３，３４）の各々は、バッテリトレイ（１０）の外側まで冷却部材（２０）の長手方向に延在する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】