JP5833519B2 - セル型電池ケース - Google Patents
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Description
本発明は二次電池用の電池ケースに関する。
二次電池には、円筒型，ラミネート型及び角型が知られている。
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載される二次電池は容量も電圧も大きく、複数の単電池を電気的に接続させたモジュールとして構成されている。
この場合に単電池間の短絡を防止するために電池と電池の間に絶縁部品を介する必要があり、モジュールが大型になる原因となっていた。
また、二次電池の充放電の際に発熱することから冷却機構が必要になり、この冷却機構も大型化の原因になっていた。
二次電池搭載車両の走行距離延長を図るには、電池搭載数の増加に伴う電池モジュールの重量増加や搭載スペースの拡大を最小限に抑える必要がある。
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載される二次電池は容量も電圧も大きく、複数の単電池を電気的に接続させたモジュールとして構成されている。
この場合に単電池間の短絡を防止するために電池と電池の間に絶縁部品を介する必要があり、モジュールが大型になる原因となっていた。
また、二次電池の充放電の際に発熱することから冷却機構が必要になり、この冷却機構も大型化の原因になっていた。
二次電池搭載車両の走行距離延長を図るには、電池搭載数の増加に伴う電池モジュールの重量増加や搭載スペースの拡大を最小限に抑える必要がある。
特許文献１は、複数の電池ケースを積み上げてユニット化する場合の放熱性を改善するために四隅部分等に外側高さ方向に亘ってリブを形成した電池ケースを開示する。
しかし、同公報に開示する電池ケースも単電池を積み重ねてユニット化（モジュール化）するものであり、充分に省スペース，小型化を図ることができないものである。
しかし、同公報に開示する電池ケースも単電池を積み重ねてユニット化（モジュール化）するものであり、充分に省スペース，小型化を図ることができないものである。
本発明は、電池モジュールのコンパクト化を図るのに有効で放熱性にも優れるセル型電池ケースの提供を目的とする。
本発明に係るセル型電池ケースは、ベース部と、当該ベース部上面からそれぞれ立設した両側壁、両側壁の間を仕切る隔壁及び両側壁の両側の端部壁にて、複数のセルを一体的に形成してあり、前記ベース部は下面に隔壁と略平行に垂下した複数の放熱フィンを有し、前記ベース部と、放熱フィンと、両側壁及び隔壁とを、アルミニウム合金の押出形材で一体的に形成してあり、前記複数のセルの両側の端面は、アルミニウム合金の板材からなる端部壁をそれぞれ溶接又はろう付けを用いて接合してあることを特徴とする。
ここで、セルの数は２以上であれば制限がなく、１つのセルは有底で上部が開口した箱形状になっていて、平面視で細長の長方形となっている。
本明細書では、セル型電池ケースの平面視でセルの長手方向に沿った面を形成する壁を側壁と表現し、セルの短い幅の面を形成する壁を端部壁と表現する。
また、便宜上、セルを形成した側をベース部の上面と表現し、反対の面を下面と表現する。
ここで、セルの数は２以上であれば制限がなく、１つのセルは有底で上部が開口した箱形状になっていて、平面視で細長の長方形となっている。
本明細書では、セル型電池ケースの平面視でセルの長手方向に沿った面を形成する壁を側壁と表現し、セルの短い幅の面を形成する壁を端部壁と表現する。
また、便宜上、セルを形成した側をベース部の上面と表現し、反対の面を下面と表現する。
本発明に係るセル型電池ケースは、１つ以上の隔壁で仕切られた複数のセルからなる。
アルミニウム及びその合金等を用いた軽金属材料で押出成形すると、熱伝導による放熱性が高い。
押出成形は二次元的断面形状の自由度が高いことから、ベース部と両側壁及び１つ以上の隔壁を押出形材で一体的に成形してあり、複数のセルの両側の端面に、板材からなる端部壁を接合してあってもよい。
また、ベース部と放熱フィンの他に一方の側壁及び隔壁を一体的に押出成形してあり、他方の側壁と両側の端部壁とを平面視で略コ字形状の板材で接合形成してあってもよい。
また、ベース部と放熱フィンと隔壁を押出形材で一体的に形成し、周囲を平面視略方形の枠材で接合形成してあってもよい。
アルミニウム及びその合金等を用いた軽金属材料で押出成形すると、熱伝導による放熱性が高い。
押出成形は二次元的断面形状の自由度が高いことから、ベース部と両側壁及び１つ以上の隔壁を押出形材で一体的に成形してあり、複数のセルの両側の端面に、板材からなる端部壁を接合してあってもよい。
また、ベース部と放熱フィンの他に一方の側壁及び隔壁を一体的に押出成形してあり、他方の側壁と両側の端部壁とを平面視で略コ字形状の板材で接合形成してあってもよい。
また、ベース部と放熱フィンと隔壁を押出形材で一体的に形成し、周囲を平面視略方形の枠材で接合形成してあってもよい。
本発明に係るセル型電池ケースは、セル毎にリチウムイオン電池やニッケル水素電池の電極、電解液等の電池構成部品を組み込むことになり、アルミニウム合金等の軽金属の素材で製作した場合に各セル間の短絡を防止する必要がある。
その場合にはセルの内壁に絶縁塗料を塗布してもよく、陽極酸化等の表面処理をしてもよい。
ベース部の上面に複数のセルを形成するとともに、このベース部の下面に隔壁と略平行、即ち、セルの長手方向に沿って放熱フィンを形成するとセル内が均一に冷却される。
その場合にはセルの内壁に絶縁塗料を塗布してもよく、陽極酸化等の表面処理をしてもよい。
ベース部の上面に複数のセルを形成するとともに、このベース部の下面に隔壁と略平行、即ち、セルの長手方向に沿って放熱フィンを形成するとセル内が均一に冷却される。
本発明に係るセル型電池ケースは、複数のセルを一体的に成形したので単電池をモジュール化（ユニット化）する際に複数のセルが一体化したコンパクトな電池ケースとなる。
また、セル型電池ケースの成形をアルミニウム合金等の軽金属を用いると、押出成形によりベース部と隔壁等を一体的に成形でき安価であり、放熱用のフィンも容易に設けることができる。
また、セル型電池ケースの成形をアルミニウム合金等の軽金属を用いると、押出成形によりベース部と隔壁等を一体的に成形でき安価であり、放熱用のフィンも容易に設けることができる。
本発明に係るセル型電池ケースの構造例及びその製造例を以下図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
セル型電池ケース１０は図１に示すように、ベース部１１の上面から両側の側壁１２ａ，１２ｂと隔壁１３ａ〜１３ｇを立設してある。
隔壁の数に特に制限はなく、１つ以上有すればよい。
本実施例は隔壁の数が７つでセルの数が８つの例である。
また、各セルの両端部はそれぞれ一枚のプレート状の板材にて端部壁１４ａ，１４ｂを形成してある。
セル型電池ケース１０は放熱フィン１５をベース部１１の下面に押出成形にて一体的に形成してある。
放熱フィン１５はベース部１１の下面からセルの底部中央であって、長手方向に沿って、即ち、隔壁１３ａ〜１３ｇと平行に延在するように垂下させてある。
これにより、セルが均一に放熱冷却される。
また、各セル毎に設けたので、各セル間の温度差も小さくなる。
セル型電池ケース１０は図１に示すように、ベース部１１の上面から両側の側壁１２ａ，１２ｂと隔壁１３ａ〜１３ｇを立設してある。
隔壁の数に特に制限はなく、１つ以上有すればよい。
本実施例は隔壁の数が７つでセルの数が８つの例である。
また、各セルの両端部はそれぞれ一枚のプレート状の板材にて端部壁１４ａ，１４ｂを形成してある。
セル型電池ケース１０は放熱フィン１５をベース部１１の下面に押出成形にて一体的に形成してある。
放熱フィン１５はベース部１１の下面からセルの底部中央であって、長手方向に沿って、即ち、隔壁１３ａ〜１３ｇと平行に延在するように垂下させてある。
これにより、セルが均一に放熱冷却される。
また、各セル毎に設けたので、各セル間の温度差も小さくなる。
図２〜図４に製造例を示す。
図２はアルミニウム又はその合金（以下、アルミニウム合金等という。）を用いて、ベース部１１、両側の側壁１２ａ，１２ｂ、隔壁１３ａ〜１３ｇ及び放熱フィン１５を一体的に押出成形した押出形材の両端部に板材を接合した例である。
両端部はアルミニウム合金等板材からなる板で端部壁１４ａ，１４ｂを形成するように押出形材の両端部に接合する。
接合方法は溶接、ろう付け、接着等の各手段を用いることができる。
図２に示した構造の場合、接合面積が後述する製造例より少ない。
図２はアルミニウム又はその合金（以下、アルミニウム合金等という。）を用いて、ベース部１１、両側の側壁１２ａ，１２ｂ、隔壁１３ａ〜１３ｇ及び放熱フィン１５を一体的に押出成形した押出形材の両端部に板材を接合した例である。
両端部はアルミニウム合金等板材からなる板で端部壁１４ａ，１４ｂを形成するように押出形材の両端部に接合する。
接合方法は溶接、ろう付け、接着等の各手段を用いることができる。
図２に示した構造の場合、接合面積が後述する製造例より少ない。
図３はベース部、一方の側壁１２ａ、隔壁１３ａ〜１３ｇ及び放熱フィン１５を押出成形で一体的に製作し、これに平面視でコ字形状の板材を接合する例である。
なお、側壁１２ｂの下端部は接合がしやすいようにベース部１１側に段差部１１ａを形成した例になっている。
このような構造にすると図２の構造のものと比較して、板材（部品）が１つでよい。
なお、側壁１２ｂの下端部は接合がしやすいようにベース部１１側に段差部１１ａを形成した例になっている。
このような構造にすると図２の構造のものと比較して、板材（部品）が１つでよい。
図４はベース部１１と隔壁１３ａ〜１３ｇ及び放熱フィン１５をアルミニウム合金等の押出成形にて一体的に製作し、平面視で略方形の枠材を押出形材の周囲に接合する例を示す。
このようにすると板材（部品）が枠形状であるために、図３のものより部品単体での強度が高く、取り扱いやすい。
このようにすると板材（部品）が枠形状であるために、図３のものより部品単体での強度が高く、取り扱いやすい。
１０ セル型電池ケース
１１ ベース部
１２ａ 側壁
１２ｂ 側壁
１３ａ 隔壁
１４ａ 端部壁
１５ 放熱フィン
１１ ベース部
１２ａ 側壁
１２ｂ 側壁
１３ａ 隔壁
１４ａ 端部壁
１５ 放熱フィン
Claims (3)
- ベース部と、当該ベース部上面からそれぞれ立設した両側壁、両側壁の間を仕切る隔壁及び両側壁の両側の端部壁にて、複数のセルを一体的に形成してあり、
前記ベース部は下面に隔壁と略平行に垂下した複数の放熱フィンを有し、
前記ベース部と、放熱フィンと、両側壁及び隔壁とを、アルミニウム合金の押出形材で一体的に形成してあり、
前記複数のセルの両側の端面は、アルミニウム合金の板材からなる端部壁をそれぞれ溶接又はろう付けを用いて接合してあることを特徴とするセル型電池ケース。 - ベース部と、当該ベース部上面からそれぞれ立設した両側壁、両側壁の間を仕切る隔壁及び両側壁の両側の端部壁にて、複数のセルを一体的に形成してあり、
前記ベース部は下面に隔壁と略平行に垂下した複数の放熱フィンを有し、
前記ベース部と、放熱フィンと、隔壁及び一方の側壁とを、アルミニウム合金の押出形材で一体的に形成してあり、
他方の側壁と両側の端部壁とは、平面視で略コ字形状のアルミニウム合金の板材を用いて接合してあることを特徴とするセル型電池ケース。 - ベース部と、当該ベース部上面からそれぞれ立設した両側壁、両側壁の間を仕切る隔壁及び両側壁の両側の端部壁にて、複数のセルを一体的に形成してあり、
前記ベース部は下面に隔壁と略平行に垂下した複数の放熱フィンを有し、
前記ベース部と、放熱フィンと、隔壁とを、アルミニウム合金の押出形材で一体的に形成してあり、
前記両側の側壁及び端部壁は、平面視で略方形のアルミニウム合金の枠材を用いて溶接又はろう付けにより接合してあることを特徴とするセル型電池ケース。
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