JP2000030671A - 車載用蓄電器の容器 - Google Patents

車載用蓄電器の容器

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JP2000030671A
JP2000030671A JP10195182A JP19518298A JP2000030671A JP 2000030671 A JP2000030671 A JP 2000030671A JP 10195182 A JP10195182 A JP 10195182A JP 19518298 A JP19518298 A JP 19518298A JP 2000030671 A JP2000030671 A JP 2000030671A
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Masayuki Kobayashi
正幸 小林
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Nippon Light Metal Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車載用の高密度配置に適し、熱膨張に起因す
る破損がない蓄電器の容器を提供する。 【構成】 この車載用蓄電器の容器は、一方向に長い中
空断面をもつアルミニウム製の容器本体11を備え、上
下方向に延びる肉厚又は突条のリブ15が容器本体11
の少なくとも長辺14に形成されている。リブ15は、
容器本体11の内面,外面或いは両面に形成できる。一
方向に長い中空断面としては、長方形状,長円状,偏平
六角形状,偏平八角形状等がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量化,小型化の要求
が厳しい車載用蓄電器の容器に関する。
【0002】
【従来の技術】電気自動車やハイブリッドカー等には、
二次電池,キャパシタ等の蓄電器が搭載されている。蓄
電器の容器としては、鉄製,ステンレス鋼製の円筒状容
器が従来から多用されている。代表的な蓄電器の1種で
あるリチウムイオン二次電池では、ステンレス鋼板を絞
り加工して底付きの円筒状容器本体を用いている。容器
本体1は、図1に示すように正極2,負極3等の電極材
や、セパレータ4,インシュレータ5,安全弁6等を装
填した後、ガスケット7を介して正極蓋8が取り付けら
れる。正極蓋8は、容器本体1の径にほぼ等しい直径を
もち、容器本体1の開口端部に嵌め込まれた後、絞り加
工によって容器本体1に固着される。容器本体1は、負
極を兼ねることから、負極リード9を介して負極3に接
続されている。他方、正極蓋8は、正極リード10を介
して正極2に接続されている。
【0003】このような構造の蓄電器を車両搭載用とし
て用いる場合、車両の燃費を向上させるために軽量化が
強く望まれている。また、車両内の限られた空間のう
ち、搭乗者が利用できる割合を向上させるため、蓄電器
の小型化も車載用として欠かせない条件である。更に
は、車両の安全走行を図るため、複数個の蓄電器を搭載
することが必要である。複数個の蓄電器の搭載は、大き
な電力を利用できることからも有利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】車両内の限られた空間
に複数個の蓄電器を搭載するためには、互いに接触させ
て複数個の蓄電器を直列又は並列に配置し、蓄電器全体
の占有空間を可能な限り小さくする。しかし、蓄電器
は、使用中に充電や放電が繰り返され、そのときの電気
化学反応で加熱される。加熱された蓄電器では、熱膨張
に起因する外向きの力が容器内に働き、容器本体が膨張
する。その結果、隣接する蓄電器を互いに押圧する力が
発生し、極端な場合には連結された電極や電極連結部品
が破損することにもなる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、軽量なアルミニ
ウム材料で一方向に長い断面をもつ容器本体を作り、長
辺側の剛体強度を高めて熱膨張に起因する変形を抑制す
ることにより、高密度配置が可能で放熱性,耐久性に優
れた車載用蓄電器の容器を提供することを目的とする。
本発明の車載用蓄電器の容器は、その目的を達成するた
め、一方向に長い中空断面をもつアルミニウム製の容器
本体を備え、容器本体の底に対して直交する方向に延び
る肉厚又は突条のリブが容器本体の少なくとも長辺側壁
面に形成されていることを特徴とする。リブの形成は、
容器本体を鍛造加工によって成形する際に同時に形成で
き、或いは容器本体の当初平坦な壁面に塑性加工を施す
ことによっても形成できる。リブは、容器本体の内面,
外面或いは両面に形成される。一方向に長い中空断面と
しては、短辺及び長辺で輪郭が区画される限り特に形状
が制約されるものではないが、長方形状,長円状,偏平
六角形状,偏平八角形状等がある。
【0006】
【実施の形態】本発明に従った車載用蓄電器は、純アル
ミニウム,アルミニウム合金等のアルミニウム材料で作
られた容器本体を備えている。容器本体の加工法として
は、熱間鍛造,冷間鍛造,絞り加工,絞り・しごき加工
等が採用される。熱間鍛造法によるとき、成形された容
器本体の強度を向上させるため後工程で熱処理を施すこ
とが好ましい。具体的には、アルミニウム材料のスラ
ブ,ビレット,押出し棒等を冷間又は熱間で鍛造し、図
2(a)に示すように底12を付けた容器本体11を成
形する。容器本体11は、アルミニウム材料でできてい
ることから、従来の鉄製又はステンレス鋼製に比較して
大幅に軽量化され、放熱性にも優れたものとなる。
【0007】容器本体11は、図2(b)の平面図で示
すように、一方向に長い断面をもっている。一方向に長
い断面としては、短辺13及び長辺14で区画された輪
郭をもつ限り種々の断面形状を採用でき、たとえば長方
形状(図2b),長円状(図3c),偏平六角形状,偏
平八角形状等がある。容器本体11を鍛造成形する際、
容器本体11の側壁にリブ15を同時に成形する。リブ
15は、部分的に肉厚になった個所であり、容器本体1
1の内面(図2c)又は外面(図2d,e)或いは両面
の何れに形成しても良い。リブ15は、容器本体11の
長辺側壁面11Aの剛性を上げるものであり、短辺13
側よりも長辺14側に多く設ける。短辺13側では、リ
ブ15を省略することも可能である。
【0008】リブ15は、容器本体11の鍛造成形とは
別工程で設けることもできる。たとえば、図3に示すよ
うに容器本体11を成形した後、プレス,電磁成形法等
によって容器本体11の長辺側壁面11Aにリブ15を
成形する。この場合のリブ15は、容器本体11の上下
方向に延びる突条として設けられる(図3c)。肉厚の
リブ15(図2c〜e)及び突条のリブ(図3c)は、
何れも容器本体11の剛体強度、ひいては変形抵抗を向
上させる。リブ15が容器本体11の少なくとも長辺1
4側に設けられているので、蓄電器が加熱されたときの
熱膨張に起因する外向きの力が容器本体11に作用して
も、リブ15によって剛体強度が向上した容器本体11
は、外向きの力に抗して初期の形状を維持する。
【0009】このようにして作製された容器本体11に
電極材,セパレータ等を装填した後、電極取付け開口部
16をもつアルミニウム製の蓋体17を容器本体11の
開口部に溶接等で固着する。これにより、車載用に適し
た蓄電器が得られる。得られた蓄電器18は、容器本体
11が一方向に長い断面をもち、リブ15によって容器
本体11の変形抵抗が改善されているため、図4に示す
ように高密度で配置できる。なお、複数の蓄電器18を
互いに接触させて配置する場合、隣接する蓄電器18,
18は、電気絶縁層19を間に介在させ、電極連結具2
0で相互に連結される。
【0010】図4から明らかなように、隣接する蓄電器
18,18・・・の間にできる隙間が極僅かになり、蓄
電器18,18・・・全体で占める空間が大幅に少なく
なる。また、蓄電器18の稼働中に発生する熱で容器本
体11に外向きの力が加わっても、容器本体11の剛体
強度リブ15で高められているので、容器本体11は、
外向きの力に抗して初期の形状を維持する。したがっ
て、隣接する蓄電器18,18・・・を互いに押圧して
電極や電極連結具20を破損させることがない。更に、
容器本体11の長辺側壁面11Aの外面にリブ15を設
けたもの(図2d)では、隣接する蓄電器18,18の
間にリブ15が位置し、放熱路を形成する。そのため、
容器本体11が放熱特性に優れたアルミニウム製である
ことと相俟って、蓄電器18,18・・・の昇温が抑制
される。これによっても、熱膨張に起因する蓄電器18
や付属部品の破損や故障が防止される。また、図2
(e)では、リブ15を外側面に形成すると共に、対向
面でリブ15の位置をずらしているので、蓄電器の高密
度配置が可能になる。しかも、図2の(d),(e)共
に、リブ15が外面に設けられ、内面が平坦になってい
るので内部構造の組立ては容易である。外面に設けられ
るリブ15は、容器本体11の有効内容積を小さくする
こともない。
【0011】これに対し、従来の蓄電器では、鉄製又は
ステンレス鋼製の円筒状容器を使用している。鉄製又は
ステンレス鋼製の円筒状容器は、材質的にも形状的にも
大きな変形抵抗をもち、熱膨張に起因した外向きの力に
抗して十分に初期の形状を維持するが、放熱特性が悪
く、重量も嵩む。更には、複数個の蓄電器18,18・
・・を配置する場合、図5に示すように、隣接する蓄電
器18,18の間に大きな隙間21ができることが避け
られず、蓄電器18,18・・・全体の占有空間が大き
くならざるを得ない。その結果、車両に搭載した際に、
搭乗者が利用できる空間が狭くなる。
【0012】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、一方向に長い断面をもつ容器本体をアルミニウム材
料で作り、長辺側壁面にリブを設けることによって変形
抵抗を高めている。一方向に長い長方形状、長円状,偏
平六角形状,偏平八角形状等の断面は蓄電器の高密度配
置を可能にし、リブを設けた長辺側は熱による内圧増加
に起因する外向きの力に抗して容器本体の初期形状を維
持する。その結果、複数の蓄電器を配置した場合でも占
有空間が少なく、車載用に適した配置が可能になる。し
かも、容器本体がアルミニウム材料で作られているの
で、車載用部品として要求される軽量化も図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 リチウムイオン二次電池の内部構造を示す一
部断面斜視図
【図2】 本発明に従った蓄電器の容器本体の側面図
(a),容器本体に蓋体を取り付けた平面図(b),内
面にリブを設けた容器本体の断面図(c),外面にリブ
を設けた容器本体の断面図(d),(e)
【図3】 突条のリブを容器本体に付けた蓄電器の側面
図(a),容器本体に蓋体を取り付けた平面図(b),
容器本体の断面図(c)
【図4】 複数の蓄電器を高密度配置した平面図
【図5】 従来の円筒状容器を持つ蓄電器を複数配置し
た平面図
【符号の説明】
11:容器本体 11A:長辺側壁面 12:
底 13:短辺 14:長辺 15:リブ 16:電極取付け開
口部 17:アルミニウム製の蓋体 18:蓄
電器 19:電気絶縁層 20:電極連結具
21:空隙

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に長い中空断面をもつアルミニウ
    ム製の容器本体を備え、容器本体の底に直交する方向に
    延びる肉厚又は突条のリブが容器本体の少なくとも長辺
    側壁面に形成されている車載用蓄電器の容器。
  2. 【請求項2】 容器本体の内面,外面又は両面にリブが
    形成されている請求項1記載の車載用蓄電器の容器。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のリブは、容器本体の冷間
    鍛造時に同時成形されたものである車載用蓄電器の容
    器。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のリブは、容器本体の平坦
    な壁面を塑性加工して形成されたものである車載用蓄電
    器の容器。
  5. 【請求項5】 一方向に長い中空断面が長方形状,長円
    状,偏平六角形状又は偏平八角形状である請求項1〜3
    の何れかに記載の車載用蓄電器の容器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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