JP2020126775A

JP2020126775A - 電池ケース

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Publication number: JP2020126775A
Application number: JP2019018800A
Authority: JP
Inventors: 竜基奥出; Tatsuki Okude; 光太郎野田; Kotaro Noda
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: CN111525055A; JP6989543B2

Abstract

【課題】容積が異なる複数の電池ケースを作製するに当たり、必要な成形金型の数を少なくする。【解決手段】車両の走行用モータに電力を供給する電池を収容する電池ケースは、第１の部位と、第２の部位及び第３の部位と、を備える。第１の部位は、一の方向に沿って延在する筒状の部位は、一の方向に直交する断面形状が一の方向に沿って一定又は周期的である。第２の部位及び第３の部位は、第１の部位における一の方向の両端の開口を覆う第２の部位及び第３の部位は、当該第２の部位及び第３の部位の少なくとも一方が第１の部位とは別部品として構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、車両の走行用モータに電力を供給する電池を収容する電池ケースに関する。

特許文献１には、電気自動車の走行用モータに電力を供給する電池を収容する電池ケースが開示されている。

特開２０１３−６７２５５号公報

ＥＶ（電気自動車）、ＨＥＶ（ハイブリッド自動車）、ＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド自動車）等の車両によって車両に搭載される電池のサイズが異なる。このため、容積が異なる複数の電池ケースを作製する必要がある。

様々な容積の電池ケースを作製するに当たり、電池ケースの容積ごとに成形金型を変えて電池ケースを作製することが行われている。
しかしながら、このような手法では電池ケースの容積ごとに成形金型が必要になるため電池ケースの製造コストがかかるという問題がある。

本開示の一局面は、容積が異なる複数の電池ケースを作製するに当たり、必要な成形金型の数を少なくすることを目的とする。

本開示の一態様は、車両の走行用モータに電力を供給する電池を収容する電池ケースであって、第１の部位と、第２の部位及び第３の部位と、を備える。第１の部位は、一の方向に沿って延在する筒状の部位であって、一の方向に直交する断面形状が一の方向に沿って一定又は周期的である。第２の部位及び第３の部位は、第１の部位における一の方向の両端の開口を覆う第２の部位及び第３の部位であって、当該第２の部位及び第３の部位の少なくとも一方が第１の部位とは別部品として構成される。

ここで、「断面形状が一の方向に沿って一定」の「一定」とは、厳密な意味での一定に限るものではなく、目的とする効果を奏するのであれば厳密に一定でなくてもよい。
上記構成によれば、第１の部位は一の方向に直交する断面形状が一の方向に沿って一定又は周期的に構成されるため、第１の部位の一の方向の長さを調整することで電池ケースの容積を調整できる。換言すれば、成形金型を変更することなく、容積が異なる複数の電池ケースを作製できる。よって、作製する電池ケースの容積ごとに異なる成形金型を用いて電池ケースを製造する場合と比較して、必要な成形金型の数を少なくすることができる。

本開示の一態様では、第２の部位及び第３の部位が共に第１の部位とは別部品であり、第２の部位及び第３の部位の大きさ及び形状が互いに同一であってもよい。
このような構成によれば、共通の成形金型を用いて第２の部位と第３の部位を作製できる。このため、第２の部位と第３の部位の大きさ又は形状が異なる場合、ひいては、第２の部位と第３の部位とで異なる成形金型が必要になる場合と比較して、必要となる成形金型の数を少なくすることができる。

本開示の一態様では、第１の部位は、アッパー部材と、アッパー部材と別部品であり、アッパー部材の下部に配設されるロア部材と、を備えていてもよい。
このような構成によれば、アッパー部材及びロア部材のうちの一方の部材に電池を組み付け、その後、他方の部材を組み付けることで、電池を電池ケースに組み付けることができる。よって、第１の部位が互いに別部品であるアッパー部材及びロア部材を備えない場合（つまり、第１の部位が１つの筒状部材として構成される場合）と比較して、電池の電池ケースへの組付け性を向上できる。

本開示の一態様では、アッパー部材が前記一の方向に直交する断面形状がＵ字形状又はハット形状の板状の部材であり、ロア部材が平板状の部材であってもよい。
このような構成によれば、例えば、アッパー部材及びロア部材の前記一の方向に直交する断面形状が共にＵ字形状又はハット形状に形成され、アッパー部材及びロア部材をＵ字又はハットの開口を互いに付き合わせるように配置する構成と比較して、アッパー部材及びロア部材と第２の部位又は第３の部位との間に隙間ができにくい。よって、上記構成と比較して電池ケースの防水性能を向上できる。

図１は、電池ケースの斜視図である。図２は、図１に示す電池ケースと同じ成形金型を用いて作製された、図１に示す電池ケースよりも容積が小さい電池ケースの斜視図である。図３は、図１に示す電池ケースの分解斜視図である。図４は、図１におけるIV矢視図である。図５は、図１におけるV−V断面図である。図６は、アッパー部材、第２の部位及び第３の部位を組み合わせて構成された組立体を示す図である。図７Ａは実施例形態の電池ケースの作製に必要な成形金型の数を説明する図であり、図７Ｂは比較例の電池ケースの作製に必要な成形金型の数を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
［１．構成］
図１に示す電池ケース１及び図２に示す電池ケース２は、車両の走行用モータに電力を供給する電池を収容する電池ケースである。電池ケース１，２は、車両の床下に搭載される。電池ケース１，２は異なる量の電池を収容する。後述するとおり、電池ケース１，２は、共通の成形金型（１仕様の成形金型）を用いて作製される。電池ケース１，２の基本的構成は共通しているため、以下では電池ケース１を例にとり説明する。なお、電池ケース１，２を構成する素材としては、金属、非金属、樹脂等が挙げられる。

図１及び図３に示すように、電池ケース１は外観が直方体状である。電池ケース１は、第１の部位１１、第２の部位１２及び第３の部位１３を備える。
第１の部位１１は、筒状（本実施形態では角筒状）の部位であって電池ケース１を基準とする一の方向Ｘ（以下、単に「方向Ｘ」という。）に沿って延在する。第１の部位１１の方向Ｘに直交する断面形状は方向Ｘに沿って一定である。なお、ここでいう「一定」とは、厳密な意味での一定に限るものではなく、目的とする効果を奏するのであれば厳密に一定でなくてもよい。

具体的には、第１の部位１１の前記断面形状は、図４に示すように矩形状である。
第１の部位１１は、２つの別体の部材（アッパー部材１１１及びロア部材１１２）を備える。アッパー部材１１１は、ロア部材１１２の上部に配設される。

アッパー部材１１１は、図４に示すように、方向Ｘに直交する断面形状がハット形状である板状の部材である。具体的には、アッパー部材１１１は、一対のフランジ状の外周縁部１１１ａと、前記断面形状がＵ字形状のＵ字状部１１１ｂと、を有する。外周縁部１１１ａは、Ｕ字状部１１１ｂのＵ字の開口部の両縁部に沿って当該両縁部から外側に略直角に延びる。換言すれば、アッパー部材１１１の前記断面形状は一辺を欠いた略矩形状である。アッパー部材１１１は、単純曲げのみでプレス成形される。このため、アッパー部材１１１は容易に加工できる。また、図１に示すように、アッパー部材１１１には、強度向上のために互いに平行な複数の溝部１１１ｃが形成されている。

ロア部材１１２は、アッパー部材１１１とは別部品として構成された平板状の部材である。ロア部材１１２は、アッパー部材１１１のＵ字状部１１１ｂのＵ字の開口を閉じることができる程度の大きさを有する。具体的には、ロア部材１１２は、平面視でアッパー部材１１１の外形と略同程度の大きさを有する。

なお、本実施形態では、図５に示すように、電池ケース１の方向Ｘに交差する方向Ｙ（本実施形態では電池ケース１の幅方向Ｙ）に直交する断面形状も当該方向Ｙに沿って一定である。

一方、図１、図３、図５等に示す第２の部位１２及び第３の部位１３は、第１の部位１１における方向Ｘの両端の開口を覆うように構成される。第２の部位１２及び第３の部位１３は共に第１の部位１１とは別部品として構成される。第２の部位１２及び第３の部位１３は共に平板状の部品であり、大きさ及び形状が互いに同一である。このため、第２の部位１２及び第３の部位１３は共通の成形金型を用いて作製される。

第２の部位１２及び第３の部位１３は共に矩形状であり、矩形の周縁部において一方側に延びる外周縁部１２ａ，１３ａをそれぞれ有する。第２の部位１２及び第３の部位１３は、アッパー部材１１１のＵ字状部１１１ｂの断面の内形に丁度適合する大きさを有する。電池ケース１を組み立てる際は、アッパー部材１１１における方向Ｘの両端の開口に第２の部位１２及び第３の部位１３をそれぞれ縦壁として挿入する。そして、第２の部位１２の外周縁部１２ａ及び第３の部位１３の外周縁部１３ａをアッパー部材１１１の内壁面に溶接やボルト、ナット等で固定する。このようにアッパー部材１１１、第２の部位１２及び第３の部位１３を組み合わせて図６に示す１つの組立体１４を構成する。そして、図４に示すように組立体１４の内部に電池３を収容し、ボルト及びナット４１で組立体１４とロア部材１１２とを固定する。このように電池３が収容された状態で組立体１４の下方の開口がロア部材１１２で覆われる。なお、図１等ではボルト及びナット４１の図示を省略している。また、電池３は、厚みが薄い直方体形状の複数の電池セル３ａが並べられた集合体構造を備える。具体的には、複数個の電池セル３ａが厚み方向（図４の紙面垂直方向）に並べて配置される。これにより厚み方向に電池セル３ａの列が形成される。そして、同様の電池セル３ａの列を幅方向（図４の左右方向）に複数列（本実施形態では２列）整列させることで、電池（又は電池モジュール）３が構成される。

電池保護の観点から電池ケース１内への水の浸入を抑制する必要がある。本実施形態では、図６に示すように、組立体１４が構成された状態でアッパー部材１１１の外周縁部１１１ａの下面１１１ｄと、第２の部位１２の外周縁部１２ａの下面１２ｂと、第３の部位１３の外周縁部１３ａの下面１３ｂと、が同一平面上に位置する。このため、組立体１４の下面と平板状のロア部材１１２との面合わせが容易になり、電池ケース１内への防水性能を向上させることができる。なお、図６では、説明の便宜上、アッパー部材１１１、第２の部位１２及び第３の部位１３を上下逆さに示しており、各部材１１１，１２，１３の下面１１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが上方を向いている。

一方、図２に示す電池ケース２は、基本的な構成は電池ケース１と同様である。電池ケース２は、電池ケース１の方向Ｘの長さを短くしたものに相当し、容積が電池ケース１よりも小さい。電池ケース２は、電池ケース１よりも少量の電池を収容する。

電池ケース２は、第１の部位２１、第２の部位２２及び第３の部位２３を備える。第１の部位２１は、アッパー部材２１１及びロア部材２１２を備える。電池ケース２の第２の部位２２及び第３の部位２３は、電池ケース１の第２の部位１２及び第３の部位１３とそれぞれ同じ部品（形状及び大きさが同一の部品）である。

一方、アッパー部材２１１及びロア部材２１２は、電池ケース１のアッパー部材１１１及びロア部材１１２と比較して方向Ｘの長さが短い。具体的には、電池ケース２のアッパー部材２１１は、電池ケース１のアッパー部材１１１を図３に示す破線で切断したものと同じである。同様に、電池ケース２のロア部材２１２は、電池ケース１のロア部材１１２を図３に示す破線で切断したものと同じである。

電池ケース２は、電池ケース１と共通の成形金型を使用して作製される。具体的には、電池ケース１及び２は、アッパー部材１１１，２１１を作製する共通の成形金型と、ロア部材１１２，２１２を作製する共通の成形金型と、第２の部位１２，２２及び第３の部位１３，２３作製する共通の成形金型と、の３つの成形金型を使用して作製される。なお、容積が異なる電池ケース１，２を作製するときは、電池ケースのサイズに応じた材料を投入する。

［２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施形態では、電池ケース１，２は、第１、第２及び第３の部位１１〜１３，２１〜２３を備える。第１の部位１１，２１は、方向Ｘに直交する断面形状が方向Ｘに沿って一定である。第２及び第３の部位１２，１３，２２，２３は、第１の部位１１，２１における方向Ｘの両端の開口を覆う部位であって、共に第１の部位１１，２２とは別部品として構成される。

したがって、第１の部位は方向Ｘに直交する断面形状が方向Ｘに沿って一定に構成されるため、第１の部位の方向Ｘの長さを調整することで電池ケースの容積を調整できる。換言すれば、成形金型を変更することなく、容積が異なる複数の電池ケース１，２を作製できる。よって、作製する電池ケースの容積ごとに異なる成形金型を用いて電池ケースを製造する場合と比較して、必要な成形金型の数を少なくすることができる。

具体的には例えば、小中大の３つの容積の電池ケースを作製することを考える。
本実施形態の電池ケース１，２の作製方法によれば、アッパー部材１１１，２１１を成形する１つの成形金型、第２の部位１２，２２及び第３の部位１３，２３を成形する１つの成形金型、ロア部材１１２，２１２を成形する１つの成形金型があれば足りる（図７Ａ参照）。よって、計３つの成形金型があれば小中大の３つの容積の電池ケースを作製できる。

一方、比較例として、電池ケースの容積ごとに異なる成形金型を使用する場合を考える。アッパーケースとロアケースとの２つの部品を組み付けて１つの電池ケースを作製するものとする。例えば、アッパーケースは、電池ケース１のアッパー部材１１１、第２の部位１２及び第３の部位１３を組み立てた図６に示す組立体１４に対応する部品である。また例えば、ロアケースは、ロア部材１１２に対応する部品である。

比較例の作製方法によれば、小中大の３つの電池ケースのそれぞれについて、アッパーケースを成形する成形金型が１つ、ロアケースを作製する金型が１つ必要となり、計６つの金型が必要になる（図７Ｂ参照）。

したがって、本実施形態の電池ケース１，２の作製方法によれば、比較例の電池ケースの作製方法と比べて、必要となる成形金型の数を３つ少なくすることができる。つまり、本実施形態電池ケース１，２の作製方法によれば、容積が異なる複数の電池ケースを３つの成形金型で作製できる。

（２）本実施形態では、電池ケース１の第２の部位１２及び第３の部位１３が共に第１の部位１１とは別部品である。また、第２の部位１２及び第３の部位１３の大きさ及び形状が互いに同一である。

したがって、共通の成形金型を用いて第２の部位１２と第３の部位１３の両方を作製できる。このため、第２の部位１２と第３の部位１３の大きさ又は形状が異なる場合、ひいては、第２の部位１２と第３の部位１３とで異なる成形金型が必要になる場合と比較して、必要となる成形金型の数を少なくすることができる。

（３）本実施形態では、電池ケース１の第１の部位１１は、アッパー部材１１１とロア部材１１２とを備える。
したがって、ロア部材１１２に電池を組み付け、その後、アッパー部材１１１を組み付けることで、電池を電池ケース１に組み付けることができる。よって、第１の部位１１が互いに別部品であるアッパー部材１１１及びロア部材１１２を備えない場合（つまり、第１の部位１１が１つの筒状部材として構成される場合）と比較して、電池の電池ケース１への組付け性を向上できる。

（４）本実施形態では、電池ケース１において、アッパー部材１１１は方向Ｘに直交する断面形状がハット形状の板状の部材であり、ロア部材１１２は平板状の部材である。
したがって、例えば、アッパー部材及びロア部材の方向Ｘに直交する断面形状が共にハット形状に形成され、アッパー部材及びロア部材のフランジ状の外周縁部を互いに付き合わせるように配置する構成と比較して、アッパー部材及びロア部材と第２の部位１２又は第３の部位１３との間に隙間ができにくい。よって、上記構成と比較して電池ケースの防水性能を向上できる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）上記実施形態では、第１の部位１１の方向Ｘに直交する断面形状は方向Ｘに沿って一定であるが、第１の部位の断面形状はこれに限られない。例えば、第１の部位の方向Ｘに直交する断面形状は方向Ｘに沿って周期的であってもよい。このような構成によれば、投入する材料の量を変えることで１周期を単位として電池ケースの方向Ｘの長さを調節することができる。したがって、成形金型を変更することなく、容積が異なる複数の電池ケースを作製できる。

（２）上記実施形態では、電池ケース１の第１の部位１１は、アッパー部材１１１及びロア部材１１２の２部品を備えているが、第１の部位の構成はこれに限られない。第１の部位は、筒状の１つの部品として構成されていてもよい。この場合において、第１の部位における方向Ｘの一端部の開口から電池をスライド式で第１の部位内に挿入してもよい。このような構成によれば、電池を収容した電池ケースを車体に組み付けた後に電池交換する場合に、電池ケースを車体から取り外さなくても電池交換できる。よって、電池交換の度に電池ケースを車体から取り外さなくてはならない取り外さない構成と比較して、電池交換を容易に行うことができる。

（３）上記実施形態では、電池ケース１の第２の部位１２及び第３の部位１３は共に第１の部位１１とは別部品であるが、第１、第２及び第３の部位の構成はこれに限られない。例えば、第２の部位及び第３の部位のいずれか一方のみが第１の部位とは別部品であり、第２の部位及び第３の部位のいずれか他方が第１の部位と一体成形されていてもよい。

（４）上記実施形態では、電池ケース１の第２の部位１２及び第３の部位１３は互いに大きさ及び形状が互いに同一であるが、第２の部位と第３の部位とは大きさ及び形状の少なくとも一方が互いに異なっていてもよい。

（５）上記実施形態では、電池ケース１のアッパー部材１１１は方向Ｘに直交する断面形状がハット形状の板状の部材であり、ロア部材１１２は板状の部材であるが、アッパー部材及びロア部材の形状等はこれに限られない。例えば、アッパー部材は、断面形状がＵ字形状の板状の部材であってもよい。また例えば、アッパー部材及びロア部材が共に方向Ｘに直交する断面形状がハット形状又はＵ字形状である板状の部材であってもよい。また例えば、アッパー部材は板状の部材であり、ロア部材は方向Ｘに直交する断面形状がハット形状又はＵ字形状である板状の部材であってもよい。

（６）上記実施形態では、第１の部位１１は角筒状の部位であるが、第１の部位の形状はこれに限られない。例えば、第１の部位は、円筒状の部位であってもよい。この場合において、第１の部位は、方向Ｘに直交する断面形状が真円状、楕円状等であってもよい。

（７）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１，２…電池ケース、１１，２１…第１の部位、１２，２２…第２の部位、
１３，２３…第３の部位、１１１，２１１…アッパー部材、１１２，２１２…ロア部材。

Claims

車両の走行用モータに電力を供給する電池を収容する電池ケースであって、
一の方向に沿って延在する筒状の部位であって、前記一の方向に直交する断面形状が前記一の方向に沿って一定又は周期的である第１の部位と、
前記第１の部位における前記一の方向の両端の開口を覆う第２の部位及び第３の部位であって、当該第２の部位及び第３の部位の少なくとも一方が前記第１の部位とは別部品として構成される第２の部位及び第３の部位と、
を備える電池ケース。
請求項１に記載の電池ケースであって、
前記第２の部位及び前記第３の部位が共に前記第１の部位とは別部品であり、
前記第２の部位及び前記第３の部位の大きさ及び形状が互いに同一である、電池ケース。
請求項１又は請求項２に記載の電池ケースであって、
前記第１の部位は、アッパー部材と、前記アッパー部材と別部品であり、前記アッパー部材の下部に配設されるロア部材と、を備える、電池ケース。
請求項３に記載の電池ケースであって、
前記アッパー部材は、前記一の方向に直交する断面形状がＵ字形状又はハット形状の板状の部材であり、
前記ロア部材は、平板状の部材である、電池ケース。