特表 2024-513574 密閉電池筺体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-26

(54)【発明の名称】密閉電池筺体

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240318BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240318BHJP

   H01M 50/224 20210101ALI20240318BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240318BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 101

H01M50/271 S

H01M50/224

H01M50/249

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023562505

(86)(22)【出願日】2022-04-19

(85)【翻訳文提出日】2023-12-07

(86)【国際出願番号】 EP2022060312

(87)【国際公開番号】W WO2022223559

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】2104060

(32)【優先日】2021-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】マテュー， アレクサンドル

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA32

5H040AS07

5H040AY05

5H040CC05

5H040CC59

5H040LL01

5H040LL06

5H040NN03

(57)【要約】

本発明は、下方筺体（２）および上方筺体を含むツーピース電池筺体に関する。本発明によると、金属フレーム（１０１）が装着されるＥＰＤＭシール（１０２）が、得られた筺体の良好な防水性を確実にするために下方筺体（２）と上方フレームとの間に挿入される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池の少なくとも１つのモジュールを収納するように構成された電池筺体（５０、１００）であって、平坦な接合縁（６）を有する下部筺体（２）および平坦な接合面を有する上部筺体を含む２つの部分でできていて、前記下部筺体（２）および前記上部筺体は、前記平坦な接合面と接触状態にある前記平坦な接合縁（６）の配置により、前記筺体を形成するために互いに支え合うようになることができ、ＥＰＤＭシール（５２、１０２）が、前記筺体を密封状態にするために前記平坦な接合縁（６）と前記平坦な接合面との間に挿入される、電池筺体（５０、１００）において、金属フレーム（５１、１０１）が、前記ＥＰＤＭシール（５２、１０２）に固定されること、ならびに、前記ＥＰＤＭシール（５２、１０２）および前記金属フレーム（５１、１０１）からなる組立体が、前記下部筺体（２）の平坦な接合縁（６）と前記上部筺体の前記平坦な接合面との間に挿入されること、を特徴とする、電池筺体（５０、１００）。

【請求項2】

前記平坦な接合縁（６）上で、前記ＥＰＤＭシール（１０２）が、中央部分を占有し、前記金属フレーム（１０１）が、中央から外れた位置を占有すること、を特徴とする、請求項１に記載の電池筺体。

【請求項3】

前記下部筺体（２）の前記平坦な接合縁（６）が、前記上部筺体の相補的固定点と協働するように構成されたいくつかの固定点（７）であって、前記接合縁（６）の長手方向中心軸に沿って整列されることにより前記接合縁（６）から出る固定点（７）を有すること、ならびに前記ＥＰＤＭシール（１０２）が、前記固定点（７）を把持することにより前記固定点（７）の周りを通ること、を特徴とする、請求項２に記載の電池筺体。

【請求項4】

前記ＥＰＤＭシール（１０２）は、前記固定点（７）が前記シール（１０２）の長手方向中心軸に沿って整列されるように、前記固定点（７）を把持すること、を特徴とする、請求項３に記載の電池筺体。

【請求項5】

前記ＥＰＤＭシール（５２、１０２）が、前記金属フレーム（５１、１０１）上にオーバーモールドされること、を特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の電池筺体。

【請求項6】

前記金属フレーム（１０１）の全長は、前記ＥＰＤＭシール（１０２）の全長より小さいか、前記ＥＰＤＭシール（１０２）の全長に等しいこと、を特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池筺体。

【請求項7】

前記金属フレーム（１０１）が前記ＥＰＤＭシール（１０２）に沿って不連続に現れるように、前記金属フレーム（１０１）の全長は、前記ＥＰＤＭシール（１０２）の全長よりも厳密に小さいこと、を特徴とする、請求項６に記載の電池筺体。

【請求項8】

前記ＥＰＤＭシール（１０２）が、いかなる金属フレーム（１０１）も伴わない区域（１０５）を有すること、ならびに前記区域（１０５）が各々、前記金属フレーム（１０１）を有する２つの区域（１０４）を結び付ける主セグメント（１０６）、および前記主セグメント（１０６）と直角であることにより前記主セグメント（１０６）と交差する少なくとも１つの二次セグメント（１０７、１０８、１０９）を備えること、を特徴とする、請求項７に記載の電池筺体。

【請求項9】

いかなる金属フレーム（１０１）も伴わない前記ＥＰＤＭシール（１０２）の各区域（１０５）が、前記主セグメント（１０６）と直角であることにより前記主セグメント（１０６）と交差する３つの平行な二次セグメント（１０７、１０８、１０９）を有すること、を特徴とする、請求項８に記載の電池筺体。

【請求項10】

前記金属フレーム（１０１）が、鋼およびアルミニウムの中から選択される金属でできていること、を特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電池筺体。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

本発明は、密閉電池筺体に関する。

【0002】

一般的には、トラクション電池は、構造的な下部筺体および非構造的な上部筺体からなる。下部筺体は、優先的には、金属で作製され、上記電池のモジュールの周りにフレームを構成する。上部筺体は、防水性および電磁流に対する耐性のみを確実にする。

【0003】

上部筺体と下部筺体との間の防水性は、このタイプの構成に特によく適しているＥＰＤＭ（エチレン－プロピレン－ジエン単量体）リップシールによって確実にされ得る。電池のサイズの増加と共に、これらのＥＰＤＭシールは、ますます大きくなっており、また、構造体を最適化するために、それらは、ますます薄くもなっている。現在、あまりにも大きくかつあまりにも薄すぎるＥＰＤＭシールは、この筺体を組み立てる際、操作するのが困難である。

【0004】

出願第ＣＮ１０７９４６５１５号は、２つの筺体、および上記２つの筺体の間に挿入されるように構成されたリップシールを有する電池筺体を開示する。シールは、ＥＰＤＭで作製され、ケーシングの下部筺体上に設置され得る。このシールは、２つの筺体の固定点を取り囲むように、表面全体に広がって２つの筺体を結び付ける。この解決策は、組み立て中に、数ある中でも上で述べた欠点を提示する。

【0005】

本発明による電池の筺体は、先行技術において直面される欠点を克服することを可能にする。

【0006】

本発明の主題は、電池の少なくとも１つのモジュールを収納するように構成された電池筺体であって、上記筺体は、平坦な接合縁を有する下部筺体および平坦な接合面を有する上部筺体を含む２つの部分でできていて、下部筺体および上部筺体は、平坦な接合面と接触状態にある平坦な接合縁の配置により筺体を形成するために、互いに支え合うようになることができ、ＥＰＤＭシールが、筺体を密封状態にするために平坦な接合縁と平坦な接合面との間に挿入される。

【0007】

本発明によると、金属フレームは、上記シールの剛性を増大させるようにＥＰＤＭシールに固定され、ＥＰＤＭシールおよび金属フレームからなる組立体が、下部筺体の平坦な接合縁と上部筺体の平坦な接合面との間に挿入される。

【0008】

ＥＰＤＭシールおよび金属フレームを備える組立体は、金属フレームを通じた剛性の構成要素、およびＥＰＤＭシールを通じた密封性の構成要素を有する、剛性の結果として生じるシールを構成する。金属フレームは、ＥＰＤＭシールのプロファイルに従う金属棒によって具現化される。この金属フレームは、ＥＰＤＭシールの長さの全体にわたって、あるいは上記ＥＰＤＭシールの特定のセクタにわたって存在し得る。この金属フレームの存在は正当であるが、それは、この金属フレームがＥＰＤＭシールを固くすることを可能にし、故に、結果として生じるシールを、下部筺体の平坦な接合縁上の正しい位置に置くために、これが容易かつ正確に操作されることを可能にすることが理由である。例として、下部筺体の平坦な接合縁が矩形フレームの形態を有する場合、ＥＰＤＭシールもまた、矩形フレームの形態を有し、金属フレームもまた、上記ＥＰＤＭシールに完全または部分的に付随する矩形フレームの概形を有する。「上」および「下」という用語は、電池を含む筺体が車両に搭載されるときの２つの筺体の位置付けを示す。

【0009】

本発明の可能な特徴によると、平坦な接合縁上で、ＥＰＤＭシールは、中央部分を占有し、金属フレームは、中央から外れた位置を占有する。このやり方では、平坦な接合縁が特定の幅を有するため、ＥＰＤＭシールは、上記接合縁の上にもはや完全には乗らないリスクを伴って、平坦な接合縁から分離されるリスクを負わず、したがって、下部筺体と上部筺体との間の良好な密封をもはや確実にしない。平坦な接合縁上の中央位置にシールを置くことにより、上記シールは、上記接合縁の上に完全かつ確実に乗る。平坦な接合縁は、長さおよび幅を有し、上に説明される中央位置は、この幅に関して検討されなければならない。

【0010】

本発明の可能な特徴によると、下部筺体の平坦な接合縁は、上部筺体の相補的固定点と協働するように構成されたいくつかの固定点を有し、上記固定点は、上記接合縁の長手方向中心軸に沿って整列されることにより平坦な接合縁から出て、ＥＰＤＭシールが、上記固定点を把持する。これらの固定点は、例えば、平坦な接合縁から出るタップ付き円筒挿入部によって表され得る。有利には、ＥＰＤＭシールは、上記固定点が通過するように構成された孔を有する。これらの固定点は、それらの元々の機能を満足することに加えて、ＥＰＤＭシールを平坦な接合縁上に正しく位置付けるためのガイド要素としても作用する。

【0011】

本発明の可能な特徴によると、ＥＰＤＭシールは、上記固定点が上記シールの長手方向中心軸に沿って整列されるようなやり方で、固定点を把持する。

【0012】

本発明の可能な特徴によると、ＥＰＤＭシールは、金属フレーム上にオーバーモールドされる。

【0013】

本発明の可能な特徴によると、金属フレームの長さは、ＥＰＤＭシールの長さより小さいか、またはこれに等しい。実際、金属フレームは、ＥＰＤＭシールの長さと同じ長さを有し得るか、またはＥＰＤＭシールを固くし続ける一方でＥＰＤＭシールの長さよりも小さい長さを有し得る。実際、ＥＰＤＭシールおよび金属フレームからなる組立体をロボットが効率的および正確に操作することを可能にするために、ＥＰＤＭシールの長さ全体にわたって延びる剛性フレームを有する必要はない。

【0014】

本発明の可能な特徴によると、金属フレームの長さは、上記金属フレームが上記ＥＰＤＭシールに沿って不連続であるように見えるように、ＥＰＤＭシールの長さよりも厳密に小さい。このやり方では、金属フレームは、シールが金属フレームによって固くされないかなりの区域を作成することなく、ＥＰＤＭシールに沿って不均一に分散される。

【0015】

本発明の可能な特徴によると、ＥＰＤＭシールは、いかなる金属フレームも伴わない区域を有し、上記区域が各々、金属フレームを有する２つの区域を結び付ける主セグメント、および主セグメントと直角であることによりこれと交差する少なくとも１つの二次セグメントを備える。

【0016】

本発明の可能な特徴によると、金属フレームを有さないＥＰＤＭシールの各区域は、主セグメントと直角であることによりこれと交差する３つの平行二次セグメントを有する。これは、シールの主セグメントが、上記主セグメントに対して直角に延びる３つの平行二次セグメントにより交差される「フィッシュボーン」構成を表す。

【0017】

本発明の可能な特徴によると、フレームは、鋼およびアルミニウムの中から選択される金属でできている。これらは、特に、しかしながら排他的ではなく、本発明による電池筺体の生産のためのＥＰＤＭシールに固定されるように構成された金属フレームに適している材料である。

【0018】

本発明による電池筺体は、ＥＰＤＭシールへの金属フレームの的確な固定のおかげで、製造するのが容易かつ迅速でありながら完璧に密封する利点を提供する。さらには、この筺体は、完璧に密封状態でありながら、既存のものと同じ一定のバルクを有し続ける利点を有する。

【0019】

本発明による電池筺体の２つの好ましい実施形態の詳細な説明は、以下の図を参照しながら、本明細書内以下に提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明による筺体の第１の実施形態の生産のための下部筺体の接合縁の区域の斜視図である。

【図2】図１の接合縁の区域の断面図である。

【図3】本発明による筺体の第２の実施形態の生産のための下部筺体の接合縁の区域の斜視図である。

【図4】図３の接合縁の区域の断面図である。

【図5】本発明による筺体の第２の実施形態の生産のための下部筺体の接合縁の特定の区域の斜視図であり、上記区域が不連続の金属フレームを示す、図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

自動車の電池は、上記電池のモジュールが収納される筺体を備える。この筺体は、下部筺体２および上部筺体を含む２つの部分にあり、上記下部筺体２は、電池のモジュールを受容するように構成されたレセプタクルを囲み、上部筺体は、下部筺体２に蓋をするように構成されたカバーとしての役割を果たす。

【0022】

非限定的な例として、異なる図を参照すると、下部筺体２は、矩形の平坦な底部、および上記矩形底部の４つの周辺縁から出る４つの平坦な側壁３を有し、上記側壁３は、上記底部に近接し、かつこれに対して直角である。このやり方では、下部筺体２は、電池のモジュールが中に置かれる開いた平行六面体レセプタクルを囲む。４つの側壁３は各々、上記壁と下部筺体２の底部との間の接合線に平行である細長の自由縁４を有する。４つの側壁３は、一定の高さを有し、上記高さは、下部筺体の底部に対して直角にある軸に沿って検討される寸法を有する。このやり方では、側壁の４つの自由縁は、上記底部に平行である同じ平面内にある。各自由縁４は、下部筺体２の底部に平行である平坦表面５によって具現化され、上記自由縁４の４つの平坦表面５は、同じ平面内にあり、平坦な矩形フレームになぞらえられ得る平坦な接合縁６を規定する。

【0023】

図には表されない上部筺体は、電池を収納する閉じた筺体を形成するために下部筺体２の平坦な接合縁６と接触状態になるように構成された平坦な接合面を有する。

【0024】

下部筺体２と上部筺体との間の良好な防水性を確実にするために、ＥＰＤＭシールは、上記シールが、下部筺体２と上部筺体との間で、上記２つの筺体が組み立てられるときに圧迫されるように、下部筺体の接合縁６上に置かれる。

【0025】

ここで、このタイプのシールがしばしば遭遇する１つの問題は、上記シールが長くかつ薄いこと、したがって、低い剛性を有し、主にロボットにより、それを下部筺体２の接合縁上に正しく置くことを困難にすることである。

【0026】

本発明による筺体は、より剛性であり、したがって扱いがより容易である結果として生じるシールを獲得するように、金属フレームをＥＰＤＭシールに固定することによって、この問題を解決する。優先的には、および非限定的な様式で、この金属フレームは、鋼またはアルミニウムでできている。有利には、および非限定的な様式で、ＥＰＤＭシールは、金属フレームにオーバーモールドされる。

【0027】

図１および図２を参照すると、本発明による筺体５０の第１の好ましい実施形態にしたがって、金属フレーム５１およびＥＰＤＭシール５２は、上記金属フレーム５１が前記接合縁６上の中央位置にある一方、ＥＰＤＭシール５２が上記接合縁６上の中央から外れた位置にあるように、下部筺体２の平坦な接合縁６に沿って平行に延びる。「中央位置」および「中央から外れた位置」という表現は、接合縁６の幅に関して検討されるものとする。下部筺体２の接合縁６は、上部筺体の相補的固定点と協働するように構成された固定点７を有する。これらの固定点７は、接合縁６から出る円筒およびタップ付き挿入部の形態で現れる。これらの固定点７は、接合縁６に沿って均等に離間され、上記接合縁６上の中央位置に、この縁６の幅を考慮して、置かれる。本実施形態では、金属フレーム５１は、その長さにわたって、一連の円形開口５３を有し、その直径は、固定点を具現化する挿入部７の直径よりも大きい。したがって、金属フレーム５１は、各開口５３が挿入部７を収容するように、接合縁６上の中央位置に置かれる。これらの挿入部７の周りを通ることができるように、金属フレーム５３は、ＥＰＤＭシール５２の幅よりも大きい、著しい幅を有する。金属フレーム５２のこのような著しい幅のおかげで、ＥＰＤＭシール５２は、接合縁６の幅を囲む末端縁において追い返される。

【0028】

図２を参照すると、そのような構成のリスクは、ＥＰＤＭシール５２がもはや接合縁６の上に完全には乗らず、したがって、十分な効果を伴って、下部筺体２と上部筺体との間の良好な密封をもはや確実にしないということである。実際、図２に例証されるように、ＥＰＤＭシール５２の部分５４は、接合縁６から外へ延び、上記平坦な接合縁６に対して完全には押圧されない場合がある。そのような構成の結果は、ＥＰＤＭシール５２が、下部筺体２と上部筺体との間の密閉機能を、十分な効果を伴って、もはや確実にしないということである。

【0029】

図４、図５、および図６を参照すると、ＥＰＤＭシール１０２が下部筺体２の平坦な接合縁６上に完全に乗ることを確認するため、本発明による筺体１００の好ましい第２の実施形態にしたがって、上記ＥＰＤＭシール１０２の位置および金属フレーム１０１の位置は、先に説明された第１の実施形態に対して逆にされる。実際、この好ましい第２の実施形態１００では、金属フレーム１０１およびＥＰＤＭシール１０２は、上記ＥＰＤＭシールが上記接合縁６上の中央位置にある一方、金属フレーム１０１が上記接合縁６上の中央から外れた位置にあるように、下部筺体２の平坦な接合縁６に沿って平行に延びる。「中央位置」および「中央から外れた位置」という表現は、接合縁６の幅に関して検討されるものとする。このやり方では、中央位置にあることにより、ＥＰＤＭシール１０２は、確実に、下部筺体２の平坦な接合縁６上に完全に乗っており、下部筺体２と上部筺体との間の密閉機能を完全に確実にする。本実施形態では、ＥＰＤＭシール１０２は、その長さにわたって、一連の円形開口１０３を有し、その直径は、固定点を具現化する挿入部７の直径よりも大きい。したがって、ＥＰＤＭシール１０２は、各開口１０３が挿入部７を収容するように、接合縁６上の中央位置に置かれる。これらの挿入部７の周りを通ることができるように、ＥＰＤＭシールは、金属フレーム１０１の幅よりも大きい、著しい幅を有する。

【0030】

図４に例証されるように、ＥＰＤＭシール１０２は、特定の安全マージンを伴って下部筺体２の平坦な接合縁６に対して完全に押圧されたままである。実際、この中央位置において、ＥＰＤＭシール１０２は、その位置が、平坦な接合縁６上で、もはや上記平坦な接合縁６に対して完全には押圧されない点まで逸脱することになるリスクを負わない。

【0031】

本発明による筺体１００の好ましい第２の実施形態に関する図５を参照すると、金属フレーム１０１がＥＰＤＭシール１０２の長さのすべてにわたって延びる必要はない。実際、金属フレーム１０１が上記ＥＰＤＭシール１０２の長さのすべてにわたって延びるにしろ、金属フレーム１０１がこのＥＰＤＭシール１０２に沿って部分的にしか延びないにしろ、ＥＰＤＭシール１０２がロボットにより同じ有効性で操作され得ることが確認されている。金属フレーム１０１がＥＰＤＭシール１０２のすべてにわたって延びないとき、金属フレーム１０１は、ＥＰＤＭシール１０２によって、および金属フレーム１０１によって形成される結果として生じるシールが、金属スクリーン１０１ありの区域１０４および金属スクリーン１０１なしの区域１０５を交互にとるように、優先的には、このＥＰＤＭシール１０２に沿って不連続に現れる。金属スクリーン１０１なしの区域１０５において、ＥＰＤＭシール１０２は、金属スクリーン１０１を伴う２つの区域１０４を結び付ける主セグメント１０６、および主セグメント１０６と直角であることによりこれと交差する３つの平行二次セグメント１０７、１０８、１０９からなる、特定の形態をとる。主セグメント１０６は、金属スクリーン１０１が提供される区域１０４においてＥＰＤＭシール１０２の幅よりも小さい幅を有する。３つの二次セグメント１０７、１０８、１０９は、上記区域１０５における上記ＥＰＤＭシール１０２の密閉能力を増大させるために、いかなる金属スクリーン１０１も伴わない区域１０５において、下部筺体２の平坦な接合縁６にわたってＥＰＤＭシール１０２を「広げる」傾向がある。

【0032】

ＥＰＤＭシール１０２が、優先的には、金属フレーム１０１にオーバーモールドされるため、いかなる金属スクリーン１０１も伴わない区域１０５の作成は、より小さい型を使用することを可能にするが、それは、ＥＰＤＭシール１０２が、いかなる金属スクリーン１０１も伴わない区域１０５において、上記型内で折られ得ることが理由である。より小さい型の使用は、ＥＰＤＭシール１０２および不連続の金属スクリーン１０１からなる組立体の製造費をかなり低減することを可能にする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】