JP2002334684A

JP2002334684A - 電池ケース

Info

Publication number: JP2002334684A
Application number: JP2001135603A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yokota; 宏横田
Original assignee: Daiwa Kasei Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa Kasei Industry Co Ltd
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-11-22

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。