JP2002334684A - 電池ケース - Google Patents

電池ケース

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JP2002334684A
JP2002334684A JP2001135603A JP2001135603A JP2002334684A JP 2002334684 A JP2002334684 A JP 2002334684A JP 2001135603 A JP2001135603 A JP 2001135603A JP 2001135603 A JP2001135603 A JP 2001135603A JP 2002334684 A JP2002334684 A JP 2002334684A
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case
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JP2001135603A
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Inventor
Hiroshi Yokota
宏 横田
Original Assignee
Daiwa Kasei Ind Co Ltd
大和化成工業株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の樹脂製ケースの性能を維持しながら
も、電池の温度上昇に対する対策が講じられた電池ケー
スを提供する。 【解決手段】 本発明の電池ケース1は、開口と側部及
び底部を備え、内部が電池形成部あるいは電池収納部1
0となる有底中空形状をなし、側部は、樹脂部2と、そ
の樹脂部2内に全部または一部が埋設され、かつ少なく
とも底部側において樹脂部2から露出した金属板3とを
備えることを特徴とする。この構成において電池ケース
1は、全体として効率よく冷却が行われるので、局所的
に熱が停留することなく、内部の温度上昇が抑制され、
電池の起電力が低下したり、電解液や電極の劣化が早ま
ったりすることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力源が電力ある
いは電力と内燃機関との併用とされた車両等に搭載され
る電池を収納するための電池ケースに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車に代表される内燃機関を動
力とする輸送機器は、排気ガスによる大気汚染問題や地
球の温暖化問題に直面し、内燃機関以外の動力源を採用
する必要に迫られている。代替の動力源として、以前よ
り盛んに開発がなされている電力を動力源とする方法が
挙げられる。例えば、自動車に関して言えば、二次電池
を採用したEV(Electoric Vehicle)、二次電池と内燃
機関とを併用したHEV(Hybrid Electoric Vehicle)な
どが、それぞれ実用化されている。
【0003】限られた電池スペースで起電力、充電容量
等の電池性能を高め、高出力を保つためには、電池の発
熱による熱を効果的に逃がすように冷却効率を高めるこ
とが重要である。電池ケースは絶縁性、軽量化等のため
に樹脂製のものが多く用いられるが、一般に樹脂の熱伝
導率は高くないため、積極的な冷却手段を採用するのが
普通である。
【0004】従来、電池の温度上昇を抑制する手段とし
て、例えば電池を収納している電池ケースを空冷すると
いう方法がある。図10(b)に示されるように、電池
ケース1’は複数連ねて使用される形となるが、それら
を連ねたときに電池ケース1’が互いに密着しないよう
に突起部11が設けられる。突起部11がスペーサーの
役割を果たすので、電池ケース1’,1’との間に隙間
が生ずる。そしてその隙間に空気が送り込まれて放熱が
促進され、電池の温度上昇が抑制される。また、電池ケ
ースの肉厚を薄くしていくことによっても放熱性は向上
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電池を収納す
る電池ケースが熱伝導性能に劣る樹脂により構成されて
いることから、外気温が高いときにはケースに収納され
た電池を十分に冷却することができない。とはいえど
も、電池ケース全体を放熱性に優れる金属製とすること
は、重量の軽減、短絡防止などの観点から望ましくな
い。また、放熱性を高めるために電池ケース自身を薄肉
化すると、所望の強度が得られないという新たな問題が
生ずる。本発明の課題は、従来の樹脂製ケースの性能を
維持しながらも、電池の温度上昇に対する対策が講じら
れた電池ケースを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために本発明の電池ケースは、開口と側部及
び底部を備え、内部が電池形成部あるいは電池収納部と
なる有底中空形状をなす電池ケースであって、前記側部
は、樹脂部と、その樹脂部内に全部または一部が埋設さ
れ、かつ少なくとも底部側において樹脂部から露出した
金属板とを備えることを特徴とする。
【0007】より具体的には、樹脂部が、当該電池ケー
スの側面において枠状に形成され、その枠間が空所とさ
れ、その枠状の樹脂部に金属板が埋設されるようにイン
サートされ、かつその枠状の樹脂部の空所に露出するよ
うに構成される。
【0008】上記本発明の電池ケースは、当該電池ケー
スのいわば骨格部分となる部位が樹脂で形成され、樹脂
部分が枠状に形成されるに伴って生ずる電池挿入口とな
る開口以外の開放部分を、金属板で閉じるようにして電
池が収納されるべき内部空間が形成されたものである。
【0009】金属板は、樹脂部よりも伝熱性が良好(熱
伝導率が大きい)なので、周囲の雰囲気との熱平行が保
たれやすく、自身を熱平行に保とうとする傾向も強い。
金属板が冷却されれば、金属板は自身の温度分布を均一
に保とうとしていち早く熱伝導するので、結果的に内側
に形成された電池収納部を冷却することができる。すな
わち、電池ケース全体として効率よく冷却が行われるの
で、局所的に熱が停留することなく、内部の温度上昇が
抑制され、電池の起電力が低下したり、電解液や電極の
劣化が早まったりすることがない。
【0010】また、ケース全体を金属板とするわけでは
なく、例えばケース全体のうち最も広い表面積を占める
部分が金属板によって構成されるならば、冷却効果は十
分に期待でき、その他の部分が樹脂で構成されるように
すると、重量の増加も許容範囲内に留めることができ
る。さらに、金属板はその厚みをかなり薄くしても電池
ケースに必要十分な強度を有する。金属と樹脂との固定
方法は公知の成形技術、例えば射出成形法でいうところ
のインサート成形技術を応用すれば、容易に互いを強固
に固定することができるので、電池ケース全体としての
強度の問題も生じない。また、金属板の内側面を樹脂等
でコーティングして被覆層を形成すれば、収納される電
池が金属板と接触して短絡するおそれもないし、金属板
が腐食することも防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の一実施形態を説明する。図1は本発明の電池ケ
ース1の一実施態様を示す斜視図である。電池ケース1
は、開口と側部及び底部を備え、内部が電池形成部ある
いは電池収納部(以下、電池収納部とのみいう)10と
なる有底中空形状をなす。全体の形状は、収納する電池
に合わせて成形することができ、本実施形態においては
全体として略直方体形状が採用されたものを例示する。
電池ケース1の側部は、樹脂部2と、その樹脂部2内に
全部または一部が埋設され、かつ少なくとも当該電池ケ
ース1の底部側において樹脂部2から露出した金属板3
とを備えて構成されている。
【0012】そして、樹脂部2が、当該電池ケース1の
側面において枠状に形成され、その枠間が空所とされ、
金属板3は、枠状の樹脂部2に埋設されるようにインサ
ートされ、かつその枠状の樹脂部2の空所に露出する形
とされている。すなわち、樹脂部2が枠状に形成される
に伴い生ずる開放部分が金属板3によって閉じられた形
とされている(開口部分は除く)。そして、電池挿入部
となる開口部分以外は密閉状態に形成された電池収納部
10が形成されている。ただし、樹脂部2を枠状に形成
したのちに金属板3を嵌め込むという順序にて製造され
ているわけではない。
【0013】電池ケース1は、筒状の電池収納部10が
複数つらなる形に形成することができる。すなわち、こ
れら個々の電池収納部10に対し、既成の電池を挿入
し、それぞれを並列に接続することにより、所望の起電
力が得られるのである。さらに、この電池ケース1を複
数連ねて使用することにより必要な電力が調整される。
また、電池収納部10のそれぞれは、隔壁12によって
仕切られており、互いの電池収納部10,10における
絶縁性が確保される。なお、ケース本体2の底部側は座
りを良くするために、開口側よりも電池収納部10の並
び方向に幅広とされている。
【0014】本実施形態において電池ケース1は、側部
を四方に有する形状とされ、金属板3を、互いが対向す
る位置に1対備えている。例えば、金属板3が四方の側
部に露出するように構成すると、放熱性は効果は向上す
るが、金属板3と樹脂部2との接合が困難となるうえ、
骨格となるべき樹脂部2と金属板3とのバランスが保て
なくなって、全体として所望の強度が得られなくなる恐
れもある。放熱性という点においては、金属板3を対向
位置に1対備える本実施形態においても十分期待でき
る。というのも、金属板3と樹脂部2とによって構成さ
れている側部は、当該電池ケース1における側部のう
ち、最も広い面積を占めるものであるからである。
【0015】また、電池収納部10は隔壁12を含む樹
脂部2と金属板3とによって形成されているが、図2
(a)に示すように、金属板3の当該電池ケース1の内
側に位置する主面には被覆層4が形成され、電池が短絡
してしまうこと、さらには金属板3が腐食してしまうこ
とを防止している。すなわち、電池収納部10は実質的
には、被覆層4と樹脂部2とによって取り囲まれた空間
とされる。この被覆層4は、金属板3のインサートされ
た樹脂部2と一体形成、すなわち同一樹脂材料により構
成されていてもよいし、樹脂部2とは異なる樹脂材料に
より構成されていてもよいし、あるいは絶縁フィルムや
ガラス層などの絶縁性、耐食性を兼ね備えたものならば
いずれも採用できる。
【0016】次に、金属板3と樹脂部2との接合形態を
説明する。図2は、電池ケース1の図1に示される破線
A−A’を通過し、かつ電池挿入方向と平行な断面を表
している。図2(a)に示されるように、金属板3は、
その端部が樹脂部2に埋設されるかたちにて固定されて
いる。金属板3の両端部は鉤型に曲げられており、樹脂
部2から金属板3が抜け落ちることを防止している。例
えば、図2(b)及び(c)に示されるように、端部が
複数回曲げられていると、金属板3と樹脂部2とを一層
強固に接合することができる。同様に、図3は、電池ケ
ース1の図1に示される破線B−B’を通過する断面を
表している。この図に示されるように、樹脂部2の厚み
及び金属板3と樹脂部2との接合形態は左右で異ならせ
てもよいし、左右対称とすることもできる。なお、図2
(a)においては、底部側に金属板3が露出しない例を
示した。このように、金属板3の両端を樹脂部2に完全
に埋設させる形態にて、本発明の電池ケース1を構成す
ることももちろん可能である。
【0017】また、図1中には示さないが、電池収納部
10の各々に電池を収納したのちには、蓋がされて電池
収納部10は密閉状態とされる。図2および図3に示さ
れるように金属板3を樹脂部2に固定すれば、電池の温
度が上昇することにより、電極や電解液が膨張したりし
て内圧が上昇してもケースのコーナー部が破損すること
はない。
【0018】本発明の電池ケース1は、どのような形態
の電池を収納することも可能であるが、例えば図9
(a)及び(b)に示されるように、和紙43を陽極4
2と陰極41との間に挟み、その和紙43に対して電解
液を浸潤させた形態のニッケル−水素電池40に対して
使用できる。ニッケル−水素電池40は、図9(b)に
示されるように和紙43と電極42,41とが複数積層
されて、その両端に電力取り出し部44,45を備え
る。このようなニッケル−水素電池40は、それ自体で
電池の機能を有しているが、使用に際しては収納される
べきケースを必要とする。特に、その周囲が樹脂等によ
りコーティングされていない場合は、和紙43に浸潤さ
せた電解液が周囲に漏出したり、揮発したりして電池の
性能が保てなくなるので、電池ケースが必須のものとさ
れる。なお、図示しないが本発明の電池ケース1は電池
が収納されたのち、蓋がされて密閉状態の電池収納部が
内部に形成される。
【0019】樹脂部2を構成する材料としては、様々な
ものが採用できるが、安価であること、成形が容易であ
ること、耐熱性に優れること、酸や塩基に侵されにくい
こと(耐薬品性)などが考慮されるべきであり、例え
ば、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂に各種樹脂を添加
した樹脂材料等が好適に使用できる。他方、金属板3を
構成する材料としては、安価であること、成形(板金)
が容易であること、樹脂との馴染みが良いこと、耐食性
に優れることなどが考慮されるべきであり、例えば、ア
ルミ板、ステンレス板等が好適である。
【0020】図2及び図3に示されるように金属板3の
端部は、電池ケース1の開口位置や側部位置において樹
脂部2に埋設されて固定されていた。一方、図4及び図
5に示されるように、底部側に位置する金属板3の端部
は、樹脂部2を貫通する形にて固定することができる。
なお、図4及び図5は、図2と同様の方向への断面図で
ある。
【0021】まず図4は、電池ケース1の開口側から反
対側に向けて、樹脂部2に金属板3が貫通されるととも
に、樹脂部2に埋設されて延びる金属板3が、底部近傍
において内側に曲げられ、その曲げられた金属板3によ
り当該電池ケース1の前記底部側の端面の一部又は全部
が形成されている様子を表している。すなわち、電池ケ
ース1の底部側の端面を構成する金属板3と、側部を構
成する金属板3とが同一のものとされる。そして、図4
に示されるように、例えば内部に水等の冷媒を備えた冷
却ユニット20に電池ケース1が接するように載置する
と、直接的に冷却される部分は主として金属板3の曲げ
られた底部部分とされる。金属板3は、自身の全体にわ
たって熱伝導可能であり、しかもその熱伝導は良好であ
るから、実質的には電池ケース1の全域に渡って冷却ユ
ニット20の冷却効果を授かることが可能とされ、ひい
ては内部に収納される電池の温度上昇も抑制される。
【0022】図5は、図4に示される例と同様、樹脂部
2に金属板3が貫通された態様を示しているが、貫通し
た部分が曲げ返されてはいない。しかし、その貫通部分
は、水等の冷媒に直接接触するように冷却ユニット20
の内部に突出するかたちにて固定されている。水冷ユニ
ット20から冷媒が漏出しないように、パッキン5によ
ってシールされる。この態様においては、金属板3が冷
媒と直接接するので、より一層高い冷却効果を得ること
ができる。なお、水等の冷媒と接しても腐食しないよう
に、金属板3の表面にめっき、樹脂コーティング等を施
すとよい。
【0023】以上に説明した本発明の電池ケース1は、
公知のインサート成形法を用いて製造できる。ただし、
図6に示されるように、図4に示される電池ケース1の
底部側の端面の一部あるいは全部が金属板3によって形
成される態様においては、金属板3を板金して底部側の
端面を形成する工程と、金属板3をインサートして樹脂
部2を射出成形する工程とが前後してもよい。まず図6
(a)には、金属板3を完全に板金した状態にてインサ
ート成形するという方法が示される。図6(b)には、
板金すべき部分の一部のみ先行して板金し、その状態で
樹脂部2を形成し、最終的に底部側の端面を形成するた
めに金属板3を再び板金して曲げるいう方法が示され
る。
【0024】上記前者においては、板金を一度で終わら
せてしまうので、製造工程を短縮できるという点におい
ては有利であるが、図6(a)に示される金属板3の繋
ぎ合わせ位置hにおいて射出成形の際に樹脂が漏れ、余
分なバリが生じてしまうことがある。上記後者において
は、板金の工程が二度に分かれることを除いては前者の
ような不具合が生じないという利点がある。しかも、二
度目の板金を行う前段階に得られるものは、図5に示さ
れる態様の電池ケース1に相当するので、図5に示され
る電池ケース1を得ようとする場合には後者による製造
方法を採用するとよい。
【0025】次に、樹脂部2に固定される前の金属板3
の部分断面斜視図が図7に示される。金属板3は、各々
の電池収納部10に対して個別に設けることもできる
が、本発明においては1対、すなわち2枚の金属板3が
使用されている。図7(a)に示されるように、金属板
3には、電池ケース1に電池を収納するときの挿入方向
(すなわち、電池ケース1の高さ方向)に複数配列し、
金属板3の厚み方向に貫通する孔部50を設けることが
できる。さらに、図7(a)に示されるD−D’方向へ
の断面である図7(b)に示されるように、電池ケース
の内側に相当する側から外側に突出するかたちにて板金
リブ51を設けてもよい。
【0026】続いて図8には、図7に示される部分が完
成品の電池ケース1に置き換えられて示される。電池ケ
ース1の側部に、リブ60を形成することにより剛性を
さらに高めることができる。リブ60は、樹脂部2と同
一材料により構成することができ、さらには該樹脂部2
と一体的に射出成形することができる。先に示した金属
板3に設けられた孔部50を介してこのリブ60と、先
に説明した(図2参照)被覆層4とを一体的に形成する
こともできる。また、孔部50の配列する位置に丁度隔
壁12が位置するように調整し、この孔部50を介して
隔壁12とリブ60とが射出成形により一体成形される
ようにしてもよい。また、ケース内部の被覆層4は、樹
脂部2と同一の樹脂材料で構成されていてもよいし、別
材料で構成されていてもよい。前者においては、樹脂部
2を射出成形により成形する際に同時に成形できるとい
う利点もある。後者においては、金属板3を射出成形機
にインサートする以前に被覆層4を形成することとなる
ので、インサート成形時に剥離してしまわないようにす
ることが重要である。
【0027】以上、本発明は実施の形態に限定されるも
のではなく、要旨を逸脱しない範囲にて種々の態様で実
施できることはいうまでもない。また、図面は、理解の
ための模式的な図であることを断っておく。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池ケースの一実施態様を示す斜視
図。
【図2】図1に示す破線A−A’を通過する電池挿入方
向と平行な断面図。
【図3】図1に示す破線B−B’を通過する断面図。
【図4】樹脂部に金属板が貫通された態様の電池ケース
の断面図。
【図5】図4に示す樹脂部に金属板が貫通された態様の
別例を示す電池ケースの断面図。
【図6】本発明の電池ケースの製造工程を説明する工程
説明図。
【図7】樹脂部に固定される前の金属板の部分断面斜視
図。
【図8】本発明の電池ケースの部分斜視図。
【図9】箱型ニッケル−水素電池の模式図。
【図10】従来の電池ケースが空冷される様子を表す断
面模式図。
【符号の説明】
1 電池ケース 2 樹脂部 3 金属板 4 被覆層 50 孔部 60 リブ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開口と側部及び底部を備え、内部が電池
    形成部あるいは電池収納部となる有底中空形状をなす電
    池ケースであって、 前記側部は、樹脂部と、その樹脂部内に全部または一部
    が埋設され、かつ少なくとも前記底部側において前記樹
    脂部から露出した金属板とを備えることを特徴とする電
    池ケース。
  2. 【請求項2】 前記樹脂部が、当該電池ケースの側面に
    おいて枠状に形成され、その枠間が空所とされ、前記金
    属板は、前記枠状の樹脂部に埋設されるようにインサー
    トされ、かつその枠状の樹脂部の前記空所に露出する請
    求項1記載の電池ケース。
  3. 【請求項3】 前記空所において露出した前記金属板の
    内側面に被覆層が形成されている請求項1または2記載
    の電池ケース。
  4. 【請求項4】 前記金属板を、互いが対向する位置に1
    対備える請求項1ないし3のいずれかに記載の電池ケー
    ス。
  5. 【請求項5】 前記開口側から反対側に向けて、前記樹
    脂部に前記金属板が貫通されるとともに、前記樹脂部に
    埋設されて延びる前記金属板が、前記底部近傍において
    内側に曲げられ、その曲げられた金属板により当該電池
    ケースの前記底部側の端面の一部又は全部が形成されて
    いる請求項1ないし4のいずれかに記載の電池ケース。
  6. 【請求項6】 前記側部には、前記樹脂部と同一材料か
    つ該樹脂部と一体的にリブが形成されている請求項1な
    いし5のいずれかに記載の電池ケース。
  7. 【請求項7】 前記金属板は、その厚み方向に貫通する
    孔部を有し、該孔部を介して前記リブと当該電池ケース
    の内部を複数の前記電池収納部に仕切るための隔壁とが
    一体的に形成されている請求項6記載の電池ケース。
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