WO2022185840A1 - バッテリーユニット - Google Patents

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WO2022185840A1
WO2022185840A1 PCT/JP2022/004478 JP2022004478W WO2022185840A1 WO 2022185840 A1 WO2022185840 A1 WO 2022185840A1 JP 2022004478 W JP2022004478 W JP 2022004478W WO 2022185840 A1 WO2022185840 A1 WO 2022185840A1
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battery pack
plated steel
battery unit
steel sheet
battery
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恭平 三宅
敦雄 古賀
浩平 植田
豊 三日月
克哉 乘田
翔 松井
隆志 大毛
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日本製鉄株式会社
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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
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    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to battery units.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-31636 filed in Japan on March 1, 2021 and Japanese Patent Application No. 2021-87652 filed in Japan on May 25, 2021, Their contents are hereby incorporated by reference.
  • JP 2020-107443 A Japanese Patent No. 6125624
  • the members constituting the water refrigerant passage have high corrosion resistance to the cooling liquid (coolant corrosion resistance).
  • the cooling structure specifically, the water coolant flow path
  • the battery pack and the cooling structure are placed on the bottom of the automobile, and are therefore exposed to the external environment. Therefore, the members constituting the battery pack and the cooling structure are required to have corrosion resistance (external corrosion resistance) comparable to that of the chassis of automobiles.
  • corrosion resistance external corrosion resistance
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to improve not only the corrosion resistance to the coolant (coolant corrosion resistance) but also the corrosion resistance to the external environment (external corrosion resistance).
  • the object of the present invention is to improve not only the corrosion resistance to the coolant (coolant corrosion resistance) but also the corrosion resistance to the external environment (external corrosion resistance).
  • a battery unit that includes a battery pack that houses battery cells, and a water refrigerant channel that is formed outside the bottom surface of the battery pack,
  • a battery unit is provided, characterized in that the water coolant passage of the battery pack is composed of an Al plated steel plate or an Al plate.
  • the interval between the water refrigerant flow paths may be 40 mm or less.
  • the bottom surface of the battery pack may be made of a member obtained by processing an Al plated steel plate or an Al plate, and the water coolant passage may be in direct contact with the bottom surface of the battery pack.
  • the water coolant channel may be joined to a channel top cover made of an Al plated steel plate or an Al plate, and the water coolant channel may be joined to the bottom surface of the battery pack via the channel top cover.
  • the interval between the water refrigerant flow paths may be 10 mm or more and 40 mm or less.
  • the interval between the water refrigerant flow paths is 10 mm or more and 40 mm or less
  • the joint between the bottom surface of the battery pack and the water refrigerant flow path is a composite joint structure of sealer and spot welding or sealer and mechanical joint. good too.
  • Si may be contained in the plating layer of the Al-based plated steel sheet.
  • the Si content of the Al plated steel sheet may be 2.0% by mass or more and 15% by mass or less.
  • a film containing a Zr-based component, a Ti-based component, or a Si-based component as a main component may be formed as a chemical conversion coating.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a battery unit according to this embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the battery unit according to the embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the battery unit according to the embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the battery unit according to the embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the battery unit according to the embodiment
  • FIG. 1 is a cross-sectional view (a cross-sectional view perpendicular to the bottom surface portion 10a of the battery pack 10) showing the outline of the battery unit 1 according to this embodiment.
  • the battery unit 1 according to this embodiment is provided outside (below) the bottom portion of the automobile. Therefore, the battery unit 1 is exposed to the environment outside the vehicle. Therefore, the battery unit 1 is required to have corrosion resistance (external corrosion resistance) comparable to that of the chassis of an automobile. Furthermore, since an LLC (long-life coolant) aqueous solution containing an organic component flows as a cooling liquid in the water refrigerant flow path 25 of the battery unit 1, the member constituting the water refrigerant flow path 25 (the bottom surface of the battery pack 10) 10a and the cooling structure 20) are required to have high coolant corrosion resistance.
  • LLC long-life coolant
  • the battery unit 1 has a battery pack 10 that houses battery cells (not shown), and a cooling structure 20 that is provided outside (below) the bottom surface portion 10a of the battery pack 10 .
  • the battery pack 10 has a housing portion and battery cells.
  • the housing portion has a substantially rectangular cross section and is divided into a bottom portion 10a, a side portion 10b, and a top portion 10c.
  • the structure of the battery pack 10 is not limited to this example.
  • the bottom surface portion 10a of the battery pack 10 faces and is in direct contact with the water refrigerant channel 25, which will be described later. Therefore, the bottom surface portion 10a of the battery pack 10 is required to have corrosion resistance to the coolant (coolant corrosion resistance) in addition to external corrosion resistance. Therefore, in the present embodiment, the bottom surface portion 10a of the battery pack 10 is made of an Al-plated steel sheet or an Al plate (hereinafter also referred to as "Al-plated steel sheet or the like"). Al-plated steel sheets and the like have high external corrosion resistance and coolant corrosion resistance. Therefore, the bottom portion 10a of the battery pack 10 has high external corrosion resistance and coolant corrosion resistance. The details of the Al-based plated steel sheet and the like will be described later.
  • the thickness of the Al-plated steel sheet or the like forming the bottom portion 10a of the battery pack 10 is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 1.2 mm, and more preferably 0.4 to 0.6 mm. More preferred.
  • the bottom surface portion 10a of the battery pack 10 can be formed thin while maintaining the strength of the bottom surface portion 10a. Therefore, the distance between the coolant and the internal structure of the battery pack 10 can be narrowed, so that the cooling efficiency of the battery pack 10 can be improved, and the cooling response of the battery pack 10 can be improved.
  • the materials of the side surface portion 10b and the top surface portion 10c of the battery pack 10 are not particularly limited, but they are preferably made of the same Al-plated steel plate as the bottom surface portion 10a. In particular, since the side surface portion 10b is exposed to the external environment, it is preferable that the side surface portion 10b is made of the same Al-plated steel plate as the bottom surface portion 10a. In addition, the upper surface portion 10c and the side surface portion 10b are joined via a sealer 10d. The top portion 10c is fixed to the bottom portion of the vehicle.
  • the cooling structure 20 is provided outside the bottom surface of the battery pack 10 and has a plurality of flow path forming portions 21 and a plurality of joint portions 22 .
  • the passage forming portion 21 has a substantially rectangular cross section and a space inside. This space serves as the water refrigerant channel 25 .
  • the water coolant channel 25 is in direct contact with the battery pack 10 .
  • the cross-sectional shape of the flow path forming portion 21 is not limited to this example, and may be, for example, a semicircular shape as shown in FIG. 4, a trapezoidal shape as shown in FIG. 5, or other shapes. may be
  • the water refrigerant channel 25 extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the extending direction of the water refrigerant passage 25 is not limited to this example, and may be curved on the bottom surface portion 10a, for example. For example, it may be U-shaped in plan view.
  • the cooling liquid flows through this circulation path and the water coolant flow path 25 .
  • the cooling liquid flows through the water coolant flow path 25 .
  • the coolant absorbs the heat of the battery pack 10 while flowing through the water coolant passage 25 .
  • the coolant is then reintroduced into the circulation path. That is, the cooling liquid repeatedly absorbs the heat of the battery pack 10 by repeatedly flowing through the circulation path and the water refrigerant passage 25 .
  • the cooling structure 20 is made of an Al plated steel plate or the like.
  • Al-plated steel sheets and the like have high external corrosion resistance and coolant corrosion resistance. Therefore, the cooling structure 20 has high external corrosion resistance and coolant corrosion resistance.
  • the Al plated steel sheet has higher strength than the Al plate.
  • the strength of the Al-plated steel sheet or the like is, for example, tensile strength, and can be measured by a tensile test conforming to JIS Z 2241.
  • An Al plate has a high thermal conductivity, but by forming a thin Al plated steel sheet, it is possible to realize a thermal conductivity comparable to that of the Al plate. Therefore, in the present embodiment, since corrosion of the battery pack 10 and the cooling structure 20 due to the coolant is suppressed, contaminants (battery pack 10 or cooling structure 20 in the coolant) that cause a decrease in thermal conductivity and clogging may occur. component elution) can be suppressed.
  • the interval between the water refrigerant flow paths 25, in other words, the distance w between the widthwise ends of the adjacent flow path forming portions 21 is not particularly limited, but is preferably 40 mm or less.
  • the width w between the ends of the flow path forming portion 21 is the distance between the side portions 21b of the flow path forming portion 21.
  • the boundary portion between the flow path forming portion 21 and the joint portion 22 is the widthwise end portion of the flow path forming portion 21 .
  • the width of the water refrigerant passage 25 can be increased, so that the contact area between the water refrigerant passage 25 and the bottom portion 10a, in other words, the contact area between the coolant and the battery pack 10 can be increased.
  • the Al-plated steel sheet or the like according to the present embodiment, a particularly high cooling efficiency can be obtained by setting the interval between the water refrigerant passages 25 to 40 mm or less. Therefore, in this embodiment, the cooling efficiency of the battery pack 10 can be enhanced.
  • the bottom portion 10a of the battery pack 10 is made of an Al plated steel plate or the like.
  • One of the heat transfer characteristics of the Al-plated steel sheet or the like is that the heat of the portion directly above the portion of the bottom surface portion 10a of the battery pack 10 that is in contact with the coolant is easily absorbed by the coolant. Therefore, by increasing the contact area between the cooling liquid and the battery pack 10, the area to which heat is transferred can be increased, and the cooling efficiency can be improved.
  • the lower limit of the interval between the water refrigerant passages 25 is not particularly limited, it is preferably 10 mm or more. By setting the interval between the water coolant medium flow paths 25 to 10 mm or more, it becomes possible to join by spot welding or mechanical joining means, and it becomes easy to secure the joining strength.
  • the ratio of the contact area between the water refrigerant flow path 25 and the bottom surface portion 10a to the area of the bottom surface portion 10a is preferably 0.23 or more.
  • the contact area between the cooling liquid and the battery pack 10 can be increased, and the cooling efficiency of the battery pack 10 can be increased.
  • the upper limit is not particularly limited, it may be about 0.80 because it is preferable to ensure a certain level of bonding strength between the bonding portion 22 and the bottom portion 10a.
  • the above ratio is more preferably 0.23 to 0.71 from the viewpoint of the balance between bonding strength and cooling efficiency. That is, the cooling performance of the cooling structure 20 improves as the above ratio increases, but it is preferable to consider the bonding strength with the battery pack 10 as well. From this point of view, the above ratio is preferably 0.23 to 0.71.
  • the distance h in the thickness direction of the battery unit 1 is not particularly limited, but from the viewpoint of the cooling efficiency of the battery pack 10, it is preferably about 0.9 to 25.0 mm.
  • the upper limit of the distance h is preferably 8.0 mm from the viewpoint of workability for forming the flow path. That is, by setting the height of the water refrigerant flow path 25 to about 0.9 to 8.0 mm, both cooling efficiency of the battery pack 10 and workability for forming the flow path can be achieved.
  • the joining portion 22 is a member for joining the cooling structure 20 to the battery pack 10 and is joined to the battery pack 10 via the spot welding portion 30 .
  • the method of joining the joint 22 to the battery pack 10 is not limited to this example.
  • the joint portion 22 may be joined to the battery pack 10 by a joining member such as a mechanical joint or a screw.
  • a sealer 35 may be used to protect the joint and improve sealing. It is also possible to use the sealer 35 as an adhesive (that is, as an adhesive between the joint 22 and the battery pack 10).
  • mechanical joining means include TOX (registered trademark) manufactured by Tox Pressotechnic.
  • a sealer is mainly composed of resin, and is a coating mainly composed of resin that is applied to prevent liquids such as water (coolant in this invention) from entering gaps and leaking from gaps. It is a type of organic substance and is also called a sealing agent. Those commercially available as sealers or sealing agents can be used.
  • an adhesive may be used as long as it has a sealing function. Use of an adhesive is more preferable because it increases the strength of the joint. When using a sealant having adhesiveness such as an adhesive, the bonding strength can be ensured without performing spot welding or mechanical bonding. Therefore, it can be applied without performing spot welding or mechanical bonding.
  • the joint structure between the battery pack 10 and the cooling structure 20 is preferably a composite joint structure of sealer and spot welding or sealer and mechanical joint.
  • the bonding strength between the battery pack 10 and the cooling structure 20 can be increased while increasing the airtightness of the water refrigerant passage 25 .
  • the bonding structure between the battery pack 10 and the cooling structure 20 is a composite bonding structure of sealer and spot welding.
  • the cooling structure 20 is manufactured, for example, by forming (for example, bending, drawing, etc.) a piece of Al-plated steel sheet. Therefore, the cooling structure 20 can be manufactured inexpensively and easily. That is, the cooling structure 20 can be manufactured with higher productivity than die-casting, casting, or the like. In addition, the Al-based plated steel sheet has higher formability than the Al plate. Therefore, the cooling structure 20 having a more complicated shape can be easily manufactured.
  • the thickness of the Al-plated steel sheet or the like that constitutes the cooling structure 20 is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.4 to 2.0 mm, more preferably 0.5 to 1.0 mm. preferable. In this case, while increasing the strength of the cooling structure 20, the workability of the cooling structure 20 (workability when manufacturing the cooling structure 20) can be improved. Also, although the Al plate has a high thermal conductivity, by forming the Al-plated steel sheet thinly (that is, with the thickness described above), it is possible to achieve thermal conductivity comparable to that of the Al plate. Of course, the method of manufacturing the cooling structure 20 is not limited to this example.
  • the cooling structure 20 may be manufactured using a different Al-based plated steel plate or the like for each water refrigerant passage 25 .
  • each Al plated steel sheet is processed (for example, bending, drawing, etc.) to form the flow path forming portion 21 corresponding to each water refrigerant flow path 25, and these are joined to the battery pack 10. do it.
  • the bottom portion 10a of the battery pack 10 and the cooling structure 20, which are exposed to the external environment and coolant, are made of Al-plated steel sheets or the like having excellent external corrosion resistance and coolant corrosion resistance. Therefore, the external corrosion resistance and coolant corrosion resistance of the battery unit 1 can be enhanced.
  • FIGS. 2 and 3 show another example of the battery unit 1.
  • a channel top lid 26 is arranged between the cooling structure 20 and the battery pack 10 .
  • the upper lid 26 of the flow path is made of Al plated steel plate or the like.
  • a gap filler 40 is further arranged between the upper lid 26 of the flow path and the battery pack 10 .
  • the upper lid 26 and the gap filler 40 are drawn apart from other members in order to clarify the positional relationship between the members. The filler 40 and other members are bonded together.
  • the gap filler 40 is generally a resin containing a highly thermally conductive pigment, and the heat exchange efficiency can be improved by inserting the gap filler 40 between different substances.
  • the gap filler 40 preferably has a thermal conductivity of 3.5 W/m or more, and an example of the gap filler 40 is "SDP-3540-A" manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.
  • the thickness of the gap filler is preferably 0.1 mm to 8.0 mm, more preferably 0.5 mm to 3.0 mm.
  • the gap filler 40 or the like having thermal conductivity is inserted to fill the gap. can be filled to improve heat exchange.
  • the gap filler 40 is preferably 0.5 mm to 3.0 mm because it has a lower thermal conductivity than an Al-plated steel sheet or the like and fills gaps due to variations in the dimensional accuracy of members.
  • the bottom surface portion 10a does not necessarily have to be made of the metal material described above. This is because the bottom portion 10a does not come into contact with the coolant.
  • An Al-based plated steel sheet is a steel sheet on which a plating layer containing Al is formed.
  • the plating layer of the Al-based plated steel sheet has, for example, an Al content of 70% by mass or more, preferably a binary or multicomponent system having an Al content of 70 to 98% by mass and an Si content of 2 to 15% by mass. plating.
  • a more preferable range of Si content is 3 to 15% by mass. By setting the Si content within the above range, the workability and corrosion resistance of the Al plated steel sheet can be improved.
  • the plating layer may be formed only on one side of the steel sheet, it is preferably formed on both sides.
  • a small amount of Fe, Ni, Co, etc. may intervene as an impurity element in the plating layer.
  • Mg, Sn, misch metal, Sb, Zn, Cr, W, V, Mo, etc. may be added as necessary.
  • hot-dip flux plating, hot-dip plating by the Sendzimer method, all-radiant method, or the like, electroplating, and vapor deposition plating are preferred.
  • the composition of the base material steel used for the Al-plated steel sheet is not limited, but examples of steel types include IF steel to which Ti, Nb, B, etc. are added, Al-k steel, Cr-added steel, stainless steel, high-tensile steel, Low carbon steel, medium carbon steel, high carbon steel, alloy steel and the like.
  • the Al plate may be composed of pure Al, or may be an Al alloy plate having the same composition as the plating layer described above.
  • the surface of the Al-plated steel sheet (only one side is acceptable, but preferably both sides) is coated with a Zr-based component or a Ti-based component as a chemical conversion coating.
  • a film containing a Si-based component as a main component (for example, 50 mass % or more as mass %) is formed.
  • the coating may contain an organic component.
  • Examples of chemical conversion coatings are, for example, JP 2008-115442, JP 2013-7108, JP 2004-232040, JP 3302676, JP 4776458, JP 5336002, etc. mentioned. Therefore, the chemical conversion coatings described in these publications can be suitably used as the chemical conversion coating of the present embodiment. Therefore, the outline of the chemical conversion coating is explained here.
  • the first example of the chemical conversion treatment film is an example of a film containing Zr-based components as the main component, consisting only of Zr, F, P, C, O, N and H, and having a number average molecular weight of 200 or more. does not contain Among the constituent elements of the chemical conversion coating, the mass ratio Zr/F between Zr and F is 1.0 to 10.0, and the mass ratio Zr/P between Zr and P is 8.5 to 18.0. The components are adjusted so that the Zr content contained therein is 23.0% by mass to 48.0% by mass.
  • the source of each component of the chemical conversion treatment film is one or more inorganic acids selected from the group consisting of carbonic acid, phosphoric acid and hydrofluoric acid and/or their ammonium salts, and zirconium-containing complexes other than zirconium hydrofluoric acid. Composed of compounds.
  • a second example of the chemical conversion treatment film is an example of a film containing a Zr-based component as a main component, and (A) at least one or more of a titanium compound and a zirconium compound, and (B) myo-inositol. It contains 2 to 6 combined phosphates and at least one selected from alkali metal salts, alkaline earth metal salts and ammonium salts thereof, and (C) silica.
  • the mass ratio of (A) in terms of metal (Zr+Ti):(B):(C) is 1:0.2-1.7:0.2-5.
  • titanium compounds include potassium titanium oxalate, titanyl sulfate, titanium chloride, titanium lactate, titanium isopropoxide, isopropyl titanate, titanium ethoxide, titanium 2-ethyl-1-hexanolate, tetraisopropyl titanate, and tetra-titanate.
  • examples include n-butyl and titania sol.
  • zirconium compounds include zirconyl nitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, ammonium zirconyl carbonate, potassium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, and zirconium acetate.
  • the 2 to 6 linked phosphates of myo-inositol include, for example, myo-inositol diphosphate, myo-inositol triphosphate, myo-inositol tetraphosphate, myo-inositol pentanephosphate, myo-inositol hexane. It is a phosphate ester.
  • silica examples include water-dispersible silica compounds.
  • Water-dispersible silica compounds include liquid-phase colloidal silica and gas-phase silica.
  • the liquid phase colloidal silica is not particularly limited, but includes Snowtex C, Snowtex O, Snowtex N, Snowtex S, Snowtex UP, Snowtex PS-M, Snowtex PS-L, and Snowtex 20. , Snowtex 30, Snowtex 40 (all manufactured by Nissan Chemical Industries), Adelite AT-20N, Adelite AT-20A, and Adelite AT-20Q (all manufactured by Asahi Denka Kogyo).
  • the gas phase silica is not particularly limited, but includes Aerosil 50, Aerosil 130, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil TT600, Aerosil MOX80, Aerosil MOX170 (all manufactured by Nippon Aerosil), and the like.
  • a third example of a chemical conversion treatment film is an example of a film containing a Zr-based component as a main component, and is composed of a zirconium compound, a vanadium compound, a silica compound, a phosphoric acid compound, a hydroxyl group, a carbonyl group, and a carboxyl group. It is a composite coating made of an organic compound having at least one functional group among them.
  • This chemical conversion coating contains 2 to 1,200 mg/m 2 of zirconium, 0.1 to 300 mg/m 2 of vanadium, and 0.3 to 450 mg/m 2 of phosphate compound in terms of PO 4 per side of the Al plated steel sheet. ,contains.
  • the content of chromium or chromium compounds in the chemical conversion film is 0.1 mg/m 2 or less as chromium
  • the content of fluorine or fluorine compounds is 0.1 mg/m 2 or less as fluorine.
  • zirconium compounds include zirconyl nitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, ammonium zirconyl carbonate, potassium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, and zirconium acetate.
  • vanadium compounds include vanadium pentoxide, metavanadic acid, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadium oxytrichloride, vanadium trioxide, vanadium dioxide, vanadium oxysulfate, vanadium oxyacetylacetonate, vanadium acetylacetonate, and trichloride. vanadium, phosphovanadomolybdic acid, vanadium sulfate, vanadium dichloride, vanadium oxide and the like.
  • silica compounds include water-dispersible silica compounds.
  • water-dispersible silica compounds include colloidal silica and gaseous silica.
  • colloidal silica include, but are not limited to, Snowtex C, Snowtex O, Snowtex N, Snowtex S, Snowtex UP, Snowtex PS-M, Snowtex PS-L, Snowtex 20, Snowtex 30, Snowtex 40 (all manufactured by Nissan Chemical Industries), Adelight AT-20N, Adelight AT-20A, Adelight AT-20Q (both Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) and the like.
  • the gas phase silica is not particularly limited, but includes Aerosil 50, Aerosil 130, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil TT600, Aerosil MOX80, Aerosil MOX170 (all manufactured by Nippon Aerosil), and the like.
  • Phosphoric acid compounds include, for example, orthophosphoric acid (phosphoric acid), metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, and salts such as ammonium salts, sodium salts, calcium salts, and potassium salts in which the hydrogen ions of some or all of these substances are replaced. They can be used singly or in combination.
  • organic compounds having at least one functional group selected from a hydroxyl group, a carbonyl group, and a carboxyl group include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and ethylene glycol, formaldehyde, acetaldehyde, furfural, acetylacetone, ethyl acetoacetate, di Carbonyl compounds such as pivaloylmethane and 3-methylpentanedione; organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, tartaric acid, ascorbic acid, gluconic acid, citric acid and malic acid; monosaccharides such as glucose, mannose and galactose; Oligosaccharides such as maltose and sucrose, natural polysaccharides such as starch and cellulose, tannic acid, humic acid, lignosulfonic acid, aromatic compounds such as polyphenol, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide
  • the chemical conversion film may contain, as an additional component, a lubricity imparting component comprising at least one of polyolefin wax and paraffin wax.
  • a fourth example of the chemical conversion treatment film is an example of a film containing a Ti-based component as a main component, and is a film in which valve metal oxides or hydroxides and fluorides coexist.
  • Valve metals include Ti, V, and the like.
  • the tetravalent compound of Ti is preferable because it is a stable compound and can form a film having excellent properties.
  • coatings containing a Ti-based component as a main component include coatings in which oxides [TiO 2 ], hydroxides [Ti(OH) 4 ], etc. are combined.
  • a fifth example of the chemical conversion coating is an example of a coating containing a Si-based component as a main component, and is a chemical conversion coating containing an organosilicon compound (silane coupling agent) as a main component.
  • the organosilicon compound comprises a silane coupling agent (A) containing one amino group in the molecule and a silane coupling agent (B) containing one glycidyl group in the molecule at a solid content mass ratio [(A) /(B)] at a ratio of 0.5 to 1.7.
  • the organosilicon compound has the formula —SiR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent an alkoxy group or a hydroxyl group, at least one of which represents an alkoxy group) in the molecule.
  • a sixth example of the chemical conversion treatment film is an example of a film containing Si-based components as a main component, and is a chemical conversion treatment film containing an organosilicon compound (silane coupling agent) as a main component.
  • An organosilicon compound has a cyclic siloxane structure in its structure.
  • cyclic siloxane bond refers to a cyclic structure having a structure in which Si—O—Si bonds are continuous, composed only of Si and O bonds, and having a Si—O repeating number of 3 to 8.
  • the organosilicon compound contains a silane coupling agent (A) containing at least one amino group in the molecule and a silane coupling agent (B) containing at least one glycidyl group in the molecule at a solid content mass ratio of It is obtained by blending [(A)/(B)] at a ratio of 0.5 to 1.7.
  • the organosilicon compound (W) thus obtained has the formula —SiR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent an alkoxy group or a hydroxyl group, and R 1 , R at least one of 2 and R 3 represents an alkoxy group), and a hydroxyl group (however, when the functional group (a) contains a hydroxyl group, it is separate from the hydroxyl group). ) and at least one hydrophilic functional group (b) selected from the group consisting of amino groups, and preferably have an average molecular weight of 1,000 to 10,000.
  • examples of the chemical conversion treatment film of the present embodiment are not limited to the above, and for example, chemical conversion treatment films listed in the examples described later can also be suitably used.
  • the method of forming the above-described chemical conversion coating is not particularly limited, and the chemical conversion treatment solution (film treatment solution) corresponding to each of the above compositions may be applied to the Zn-based plated steel sheet by a known method, and then baked and dried.
  • the plating thickness was adjusted to about 40 g/m 2 on both sides by a gas wiping method.
  • the bath temperature of the plating bath during hot-dip plating was set to 660°C.
  • As the plating bath a molten Al bath with Si added as necessary was used.
  • a steel sheet plated in a molten Al bath to which Si is not added is referred to as "pure Al plated steel sheet", and a steel plate plated in a molten Al bath with 2% by mass of Si added is referred to as "Al -2% Si-plated steel sheet", "Al-9% Si-plated steel sheet”, a steel sheet plated with a molten Al bath with 9% by mass of Si added, and a bath with 15% by mass of Si added to a molten Al bath
  • the plated steel sheet is also called “Al-15% Si-plated steel sheet”
  • the steel sheet plated in a molten Al bath containing 20% by mass of Si is also called “Al-20% Si-plated steel sheet”.
  • a cold-rolled steel sheet was also prepared which was annealed in a continuous annealing line without plating.
  • a Zn-plated steel sheet was prepared by performing hot-dip Zn plating in a non-oxidizing furnace type continuous hot-dip plating line.
  • a Zn-0.2% Al plating bath generally called GI was used. The amount of Zn plating applied was adjusted to 60 g/m 2 on one side.
  • Al plate a commercially available aluminum plate (A6063) with a thickness of 0.6 mm was prepared.
  • the surface of the Al-plated steel sheet or the like was coated with a chemical conversion treatment liquid by a roll coater as necessary.
  • the adhesion amount of the chemical conversion treatment liquid was adjusted by adjusting the rotational speed of the roll coater and the pressure between the rolls (generally called nip pressure).
  • the adhesion amount was 500 mg/m 2 per one side in terms of dry weight.
  • the chemical conversion treatment liquid was dried in a hot air oven under the condition that the plate temperature reaches 80°C. The chemical conversion treatment was applied to both sides of the Al plated steel sheet or the like.
  • the chemical conversion treatment liquid used for coating was an aqueous solution containing 2.5 g/L of ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, which is a Si-based chemical conversion treatment liquid, and 3 g/L of zirconium ammonium carbonate, which is a Zr-based chemical conversion treatment liquid. and an aqueous solution containing 40 g/L of ammonium titanium (IV) fluoride, which is a Ti-based chemical conversion treatment solution. Details of the prepared Al-plated steel sheets are shown in Tables 3A to 3C.
  • the cooling liquid resistance when the produced Al-plated steel sheets and the like were used in the cooling structure (cooling device) of the battery unit was investigated. Specifically, a cup-shaped cylindrical processed product having a diameter of 50 mm and a drawing height of 40 mm was produced by subjecting the produced Al-plated steel sheet or the like to Erichsen processing. After adding 30 mL of cooling liquid to the inside of this cylindrical processed product, it was sealed with a lid. As the coolant, an aqueous solution obtained by diluting a long-life coolant liquid of Nissan Motor Co., Ltd. with water to 30% by mass was used. These were placed in a constant temperature bath at 90° C.
  • the produced aluminum plated steel sheet was cut into a size of 70 mm in width and 150 mm in length, and the steel was subjected to degreasing, surface conditioning, zinc phosphate treatment, and then electrodeposition coating.
  • the steel slab was degreased by immersing it in a degreasing agent “Fine Cleaner E6408” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. at 60° C. for 5 minutes.
  • Surface conditioning was performed by immersing the degreased steel slab in "Preparen X" manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. at 40°C for 5 minutes.
  • the steel slab was immersed in a zinc phosphate chemical agent “Palbond L3065” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. at 35° C. for 3 minutes to perform zinc phosphate treatment.
  • a zinc phosphate chemical agent “Palbond L3065” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. at 35° C. for 3 minutes to perform zinc phosphate treatment.
  • the steel slab was washed with water and dried in an oven at 150°C.
  • an electrodeposition paint “Power Float 1200” manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. was applied to the steel pieces to a thickness of 15 ⁇ m per side, and baked in an oven at 170° C. for 20 minutes.
  • a test piece was prepared by making a cut flaw with a cutter knife in the electrodeposition coated steel piece prepared by the above process.
  • a cyclic corrosion test was performed using the prepared test piece.
  • the CCT mode conforms to the automobile industry standard JASO-M609.
  • a cyclic corrosion test was carried out by setting the electrodeposited coating film in a testing machine so that salt water was sprayed on the evaluation surface, with the surface having cut flaws in the electrodeposition coating film as the evaluation surface.
  • a battery unit 1 shown in FIG. 3 was produced using the produced Al-plated steel sheet and the like. Specifically, a flat plate material that is only cut is used as the case upper lid (upper surface portion 10 c ) and the flow path upper lid 26 . Separately, an Al-plated steel sheet or the like prepared separately was subjected to deep drawing processing of a rectangular cylinder using a pressing machine, and after processing, the other portions (bottom portion 10a and side portion 10b) of the battery pack 10 were produced by cutting the flange portion. . Also, the bottom portion 10a of the battery pack 10 was processed to have a width of 315 mm and a length of 2000 mm.
  • rust preventive oil was applied to the Al-plated steel sheet or the like, and after processing, the oil was removed by alkaline degreasing.
  • the punch shoulder R, the die shoulder R, and the corner R of the rectangular cylinder were all set to 20 mm.
  • the cooling structure 20 was also made by pressing. Each R in the cooling structure 20 was set to 10 mm, and the number of channels, the width of the channels, and the distance between the channels were made to be the values shown in Table 2.
  • the sealer 35 was applied to the joint portion 22 of the cooling structure 20 in the manner shown in FIG.
  • spot welding is also referred to as "SW”.
  • the mechanical joining method "TOX” registered trademark
  • TOX registered trademark
  • the mechanical joining method manufactured by Tox Pressotechnic Co., Ltd. was used to join the joining portion 22 and the upper lid 26 of the flow path.
  • the space between the water coolant medium flow paths 25 was too narrow, such as less than 10 mm, so that the welding tip for spot welding could not be inserted and welding could not be performed, the two were adhered only with a sealer.
  • the sealer was then cured by leaving the cooling structure 20 at room temperature for two weeks.
  • "Sealant 45N” manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. was used.
  • a rubber heater was laid on the bottom surface inside the battery pack 10 as a substitute for the battery cells that generate heat, and was covered with a case upper lid.
  • a sealer 10d was applied to the case flange portion to make it a hermetically sealed state.
  • As the sealer "Sealant 45N" manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. was used.
  • the same metal material was used to form the battery pack 10 and the cooling structure 20 . That is, the battery pack 10, the flow path upper lid 26, and the cooling structure 20, which constitute one battery unit 1, are made of the same metal material.
  • Cooling characteristic evaluation test of battery unit A current was passed through the rubber heater of the manufactured battery unit 1 to heat the battery unit 1 .
  • a current value at which the surface temperature of the rubber heater becomes 50° C. was found in advance, and the current value was used as a fixed value to flow through the rubber heater.
  • the cooling liquid was flowed through the water refrigerant channel 25 .
  • the coolant an aqueous solution obtained by diluting a long-life coolant from PITWORK with water to 30% by mass was used.
  • a hose, a pump, and a chiller were attached to the flow channel ends on both sides of the cooling structure 20 to constitute a circulation path, and the coolant was circulated in this circulation path.
  • the chiller was controlled so that the temperature of the cooling water was 25-30°C. Then, one hour after the cooling water circulation started, the temperature of the surface of the rubber heater inside the case right above the middle part between the cooling channels was measured, and the temperature was 8°C or more lower than when the cooling water was not circulating. A case where the temperature drop was less than 8°C and 5°C or more was evaluated as ⁇ , less than 5°C was evaluated as 2°C or more as ⁇ , and less than 2°C was evaluated as x.
  • the cooling characteristic evaluation test of the battery unit 1 was performed in a room kept at 25° C. by air conditioning. The results are shown in Tables 3A-3C.
  • Battery unit 10 Battery pack 10a Bottom part 10b Side part 10c Top part 20 Cooling structure 21 Flow path forming part 22 Joining part 25 Water refrigerant flow path 30 Spot welding part

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Abstract

このバッテリーユニットは、電池セルを収納するバッテリーパックと、バッテリーパックの底面の外側に形成された水冷媒体用流路とを有するバッテリーユニットであって、バッテリーパックの水冷媒体用流路がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板で構成される。

Description

バッテリーユニット
　本発明は、バッテリーユニットに関する。
　本願は、２０２１年３月１日に、日本に出願された特願２０２１－３１６３６号及び２０２１年５月２５日に、日本に出願された特願２０２１－８７６５２号に基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
　自動車分野では、ＣＯ２削減のため、ＥＶ化が進んでいる。ＥＶ自動車に使用される部品のうち、動力源となる電池セルを収納するバッテリーパックには、温度上昇による電池の劣化を防ぐため、冷却構造を設ける必要がある。これまで冷却構造は空冷式が主流であったが、近年では、バッテリーの大容量化に伴い、冷却能が高い水冷式が採用される例が増えてきている（例えば特許文献１、２）。水冷式のバッテリーパックでは、バッテリーパックの外側に冷却水が流れる水冷媒体用流路が形成される。
特開２０２０－１０７４４３号公報 特許第６１２５６２４号公報
　ここで、水冷媒体用流路には有機成分を含んだＬＬＣ（ロングライフクーラント）水溶液が冷却液として流れるため、水冷媒体用流路を構成する部材には冷却液に対する高い耐食性（冷却液耐食性）が求められる。また冷却構造（具体的には水冷媒体用流路）をバッテリーパックの外側に設ける場合、バッテリーパック及び冷却構造は自動車の底面部に配置されるため、外部環境にさらされる。したがって、バッテリーパック及び冷却構造を構成する部材には自動車の足回り並みの耐食性（外部耐食性）が求められる。しかし、このような条件を満足する技術はこれまで提案されていなかった。
　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）のみならず、外部環境に対する耐食性（外部耐食性）も向上させることが可能な、新規かつ改良されたバッテリーユニットを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電池セルを収納するバッテリーパックと、バッテリーパックの底面の外側に形成された水冷媒体用流路とを有するバッテリーユニットであって、バッテリーパックの水冷媒体用流路がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板で構成されることを特徴とする、バッテリーユニットが提供される。
　ここで、水冷媒体用流路同士の間隔が４０ｍｍ以下であってもよい。
　また、バッテリーパックの底面がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板を加工した部材で構成され、水冷媒体用流路がバッテリーパックの底面に直接接触していてもよい。
　また、水冷媒体用流路がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板からなる流路上蓋に接合されており、水冷媒体用流路がバッテリーパックの底面に流路上蓋を介して接合されていてもよい。
　また、水冷媒体用流路同士の間隔が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であってもよい。
　また、水冷媒体用流路同士の間隔が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、バッテリーパックの底面と水冷媒体用流路間との接合がシーラーとスポット溶接またはシーラーと機械接合の複合接合構造となっていてもよい。
　また、Ａｌ系めっき鋼板のめっき層にＳｉが含まれていてもよい。
　また、Ａｌ系めっき鋼板のＳｉ含有量が２．０質量％以上１５質量％以下であってもよい。
　また、Ａｌ系めっき鋼板またはＡｌ板の表面には、化成処理皮膜としてＺｒ系成分またはＴｉ系成分またはＳｉ系成分を主成分として含む皮膜が形成されていてもよい。
　本発明の上記観点によれば、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）のみならず、外部環境に対する耐食性（外部耐食性）も向上させることが可能な、新規かつ改良されたバッテリーユニットを提供することができる。
本実施形態に係るバッテリーユニットの概要を示す断面図である。 本実施形態に係るバッテリーユニットの他の例を示す断面図である。 本実施形態に係るバッテリーユニットの他の例を示す断面図である。 本実施形態に係るバッテリーユニットの他の例を示す断面図である。 本実施形態に係るバッテリーユニットの他の例を示す断面図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、「～」を用いて表される数値限定範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。
　＜１．バッテリーユニットの全体構成＞
　まず、図１に基づいて本実施形態に係るバッテリーユニット１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係るバッテリーユニット１の概要を示す断面図（バッテリーパック１０の底面部１０ａに垂直な断面図）である。
　本実施形態に係るバッテリーユニット１は、自動車の底面部の外側（下方）に設けられる。このため、バッテリーユニット１は自動車の外部環境にさらされる。したがって、バッテリーユニット１には、自動車の足回り並みの耐食性（外部耐食性）が求められる。さらに、バッテリーユニット１の水冷媒体用流路２５には有機成分を含んだＬＬＣ（ロングライフクーラント）水溶液が冷却液として流れるため、水冷媒体用流路２５を構成する部材（バッテリーパック１０の底面部１０ａ及び冷却構造２０）には高い冷却液耐食性が求められる。
　バッテリーユニット１は、図示しない電池セルを収納するバッテリーパック１０と、バッテリーパック１０の底面部１０ａの外側（下方）に設けられる冷却構造２０とを有する。バッテリーパック１０は、ハウジング部と、電池セルとを有する。ハウジング部の断面は略矩形状となっており、底面部１０ａと、側面部１０ｂと、上面部１０ｃとに区分される。もちろん、バッテリーパック１０の構造はこの例に限定されない。
　バッテリーパック１０の底面部１０ａは、後述する水冷媒体用流路２５に対向し、かつ直接接触している。したがって、バッテリーパック１０の底面部１０ａには、外部耐食性の他、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）が求められる。そこで、本実施形態では、バッテリーパック１０の底面部１０ａは、Ａｌ系めっき鋼板またはＡｌ板（以下、「Ａｌ系めっき鋼板等」とも称する）で構成される。Ａｌ系めっき鋼板等は、外部耐食性及び冷却液耐食性が高い。このため、バッテリーパック１０の底面部１０ａは高い外部耐食性及び冷却液耐食性を有する。Ａｌ系めっき鋼板等の詳細は後述する。
　バッテリーパック１０の底面部１０ａを構成するＡｌ系めっき鋼板等の厚さは特に制限されないが、例えば、０．２～１．２ｍｍであることが好ましく、０．４～０．６ｍｍであることがさらに好ましい。この場合、バッテリーパック１０の底面部１０ａの強度を保ちつつ底面部１０ａを薄く形成することができる。したがって、冷却液とバッテリーパック１０の内部構造との距離を狭めることができるので、バッテリーパック１０の冷却効率を高めることができる他、バッテリーパック１０の冷却応答性を高めることができる。
　バッテリーパック１０の側面部１０ｂ及び上面部１０ｃの材質は特に制限されないが、これらも底面部１０ａと同様のＡｌ系めっき鋼板等で構成されることが好ましい。特に、側面部１０ｂは外部環境にさらされるため、底面部１０ａと同様のＡｌ系めっき鋼板等で構成されることが好ましい。なお、上面部１０ｃと側面部１０ｂとはシーラー１０ｄを介して接合されている。上面部１０ｃは車両の底面部に固定される。
　冷却構造２０は、バッテリーパック１０の底面部の外側に設けられており、複数の流路形成部２１と、複数の接合部２２とを有する。流路形成部２１は、断面が略矩形状となっており、内部が空間となっている。そして、この空間が水冷媒体用流路２５となっている。水冷媒体用流路２５は、バッテリーパック１０に直接接触している。もちろん、流路形成部２１の断面形状はこの例に限定されず、例えば図４に示す半円状であってもよいし、図５に示す台形形状であってもよいし、さらに他の形状であってもよい。水冷媒体用流路２５は、図１の紙面に垂直な方向（例えばバッテリーパック１０の底面部１０ａの長手方向に平行な方向、もしくは垂直な方向）に延びており、図示しない循環経路に接続されている。もちろん、水冷媒体用流路２５の延伸方向はこの例に限定されず、例えば底面部１０ａ上で湾曲していてもよい。例えば、平面視でＵ字形状となっていてもよい。そして、この循環経路及び水冷媒体用流路２５に冷却液が流れる。冷却液は、循環経路内で冷却された後、水冷媒体用流路２５を流れる。冷却液は、水冷媒体用流路２５を流れている間にバッテリーパック１０の熱を吸収する。その後、冷却液は、循環経路内に再度導入される。すなわち、冷却液は循環経路及び水冷媒体用流路２５を繰り返し流れることで、バッテリーパック１０の熱を繰り返し吸収する。
　したがって、水冷媒体用流路２５を構成する部材、すなわち冷却構造２０には上述した外部耐食性のみならず、冷却液耐食性が求められる。そこで、本実施形態では、冷却構造２０は、Ａｌ系めっき鋼板等で構成される。Ａｌ系めっき鋼板等は、外部耐食性及び冷却液耐食性が高い。このため、冷却構造２０は高い外部耐食性及び冷却液耐食性を有する。さらに、Ａｌ系めっき鋼板は、Ａｌ板よりも高い強度を有する。ここで、Ａｌ系めっき鋼板等の強度は、例えば引張強度であり、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１の規定に準拠した引張試験によって測定することができる。Ａｌ板は高い熱伝導率を有するが、Ａｌ系めっき鋼板を薄く形成することで、Ａｌ板と同程度の熱伝導率を実現することができる。したがって、本実施形態では、冷却液によるバッテリーパック１０及び冷却構造２０の腐食が抑制されるので、熱伝導率の低下や目詰まりの原因となるコンタミ（冷却液内にバッテリーパック１０または冷却構造２０の成分が溶出すること）を抑制することができる。
　水冷媒体用流路２５同士の間隔、言い換えれば隣接する流路形成部２１の幅方向端部間距離ｗは特に制限されないが、４０ｍｍ以下となっていることが好ましい。図１に示す例では、流路形成部２１の断面形状が略矩形状となっているので、流路形成部２１の幅方向端部間距離ｗは、流路形成部２１の側面部２１ｂ間の距離と言い換えることができる。図４、５に示す例では、流路形成部２１と接合部２２との境界部分が流路形成部２１の幅方向端部となる。これにより、水冷媒体用流路２５の幅を広くすることができるので、水冷媒体用流路２５と底面部１０ａとの接触面積、言い換えれば冷却液とバッテリーパック１０との接触面積を広くすることができる。本実施形態に係るＡｌ系めっき鋼板等を使用する場合、水冷媒体用流路２５同士の間隔を４０ｍｍ以下とすることで、特に高い冷却効率が得られる。したがって、本実施形態では、バッテリーパック１０の冷却効率を高めることができる。特に、本実施形態では、バッテリーパック１０の底面部１０ａがＡｌ系めっき鋼板等で構成される。Ａｌ系めっき鋼板等の伝熱特性として、バッテリーパック１０の底面部１０ａのうち、冷却液に接触している部分の直上の部分の熱が冷却液に吸収されやすいことが挙げられる。したがって、冷却液とバッテリーパック１０との接触面積を広くすることで、熱が伝達される部分を広くすることができ、ひいては冷却効率を高めることができる。水冷媒体用流路２５同士の間隔の下限値は特に制限されないが、１０ｍｍ以上であることが好ましい。水冷媒体用流路２５同士の間隔を１０ｍｍ以上とすることで、スポット溶接や機械的な接合手段による接合が可能となり、接合強度の確保が容易となる。
　さらに、底面部１０ａの面積に対する水冷媒体用流路２５と底面部１０ａとの接触面積の比は０．２３以上であることが好ましい。これにより、冷却液とバッテリーパック１０との接触面積を広くすることができ、ひいては、バッテリーパック１０の冷却効率を高めることができる。上限値は特に制限されないが、接合部２２と底面部１０ａとの接合強度をある程度確保することが好ましいことから、０．８０程度であってもよい。接合強度と冷却効率のバランスからは上記比は０．２３～０．７１であることがより好ましい。つまり、冷却構造２０の冷却性能は、上記比が大きいほど向上するが、一方でバッテリーパック１０との接合強度も考慮することが好ましい。このような観点から、上記比は０．２３～０．７１であることが好ましい。
　水冷媒体用流路２５の高さ、すなわち流路形成部２１の底面部２１ａ（図４の例では流路形成部２１の下端部２１ａ－１）から流路形成部２１に隣接する接合部２２までのバッテリーユニット１の厚さ方向の距離ｈは特に制限されないが、バッテリーパック１０の冷却効率の観点から０．９～２５．０ｍｍ程度であることが好ましい。一方、流路形成のための加工性の観点からは距離ｈの上限は８．０ｍｍであることが好ましい。すなわち、水冷媒体用流路２５の高さを０．９～８．０ｍｍ程度とすることで、バッテリーパック１０の冷却効率と流路形成のための加工性を両立することができる。
　接合部２２は冷却構造２０をバッテリーパック１０に接合するための部材であり、スポット溶接部３０を介してバッテリーパック１０に接合されている。もちろん、接合部２２をバッテリーパック１０に接合する方法はこの例に限定されない。例えば、接合部２２は、機械接合、ネジなどの接合部材によりバッテリーパック１０に接合されていてもよい。さらに、図１に示される通り、接合部の保護や密閉性向上のためにシーラー３５を使用してもよい。なお、シーラー３５を接着剤として（つまり接合部２２とバッテリーパック１０との接着剤として）使用することも可能である。ここで、機械的な接合手段（機械接合）としては、例えばトックスプレソテクニック社製のＴＯＸ（登録商標）等が挙げられる。また、シーラーとは樹脂を主成分とするもので、隙間への水などの液体（本発明では冷却液）の侵入や隙間からの漏れを防止するために塗布される樹脂を主成分とする塗布型の有機物であり、シーリング剤などとも呼ばれるものである。シーラーもしくはシーリング剤として市販されているものを使用することができる。更に、シーリング機能を有していれば接着剤を用いても良い。接着剤を用いると接合部の強度が増すため、より好適である。接着剤のように接着性を有するシーリング剤を用いる場合はスポット溶接や機械接合などを行わなくても接合強度を担保できるため、スポット溶接や機械接合を行わずに適用することができる。特にバッテリーパック１０を構成する鋼板のめっきの種類や表面の皮膜の種類によっては溶接時の抵抗が大きく、スポット溶接性が劣るものもあるため、機械接合は好適である。また、バッテリーパック１０と冷却構造２０との接合構造は、シーラーとスポット溶接またはシーラーと機械接合の複合接合構造となっていることが好ましい。これにより、水冷媒体用流路２５の気密性を高めつつ、バッテリーパック１０と冷却構造２０との接合強度を高めることができる。図１、４、５に示す例では、バッテリーパック１０と冷却構造２０との接合構造は、シーラーとスポット溶接の複合接合構造となっている。
　冷却構造２０は、例えば１枚のＡｌ系めっき鋼板等を成形加工する（例えば曲げ加工、絞り加工等）ことで製造される。したがって、冷却構造２０を安価かつ容易に製造することができる。すなわち、ダイキャスト法や鋳造法等に比べて高い生産性で冷却構造２０を製造することができる。なお、Ａｌ系めっき鋼板はＡｌ板よりも高い成形性を有する。したがって、より複雑な形状の冷却構造２０を容易に製造することができる。
　ここで、冷却構造２０を構成するＡｌ系めっき鋼板等の厚さは特に制限されないが、例えば、０．４～２．０ｍｍであることが好ましく、０．５～１．０ｍｍであることがさらに好ましい。この場合、冷却構造２０の強度を高めつつ、冷却構造２０の加工性（冷却構造２０を製造する際の加工性）を高めることができる。また、Ａｌ板は高い熱伝導率を有するが、Ａｌ系めっき鋼板を薄く（すなわち上記の厚さで）形成することで、Ａｌ板と同程度の熱伝導率を実現することができる。もちろん、冷却構造２０の製造方法はこの例に限定されない。例えば、水冷媒体用流路２５毎に異なるＡｌ系めっき鋼板等を用いて冷却構造２０を製造してもよい。この例では、各Ａｌ系めっき鋼板等を加工する（例えば曲げ加工、絞り加工等）ことで各水冷媒体用流路２５に対応する流路形成部２１を形成し、これらをバッテリーパック１０に接合すればよい。
　以上述べた通り、本実施形態では、外部環境及び冷却液にさらされるバッテリーパック１０の底面部１０ａ及び冷却構造２０を外部耐食性及び冷却液耐食性に優れたＡｌ系めっき鋼板等で構成することとしたので、バッテリーユニット１の外部耐食性及び冷却液耐食性を高めることができる。
　図２及び図３はバッテリーユニット１の他の例を示す。図２に示す例では、冷却構造２０とバッテリーパック１０との間に流路上蓋２６が配置されている。流路上蓋２６はＡｌ系めっき鋼板等で構成される。図３の例では、流路上蓋２６とバッテリーパック１０との間にさらにギャップフィラー４０を配置している。なお、図２及び図３では、部材間の位置関係を明確にするために、流路上蓋２６及びギャップフィラー４０は他の部材から離間して描かれているが、実際は流路上蓋２６、ギャップフィラー４０、及び他の部材は互いに接合されている。何らかの原因（寸法精度の誤差、バッテリーユニット１の底面部１０ａの表面に複雑な凹凸形状が形成されている等）によって、底面部１０ａと冷却構造２０（ここでは流路上蓋２６）とを隙間なく接合することが難しい場合がある。そのような場合に図３に示す構造を採用してもよい。ギャップフィラー４０は、一般的に、樹脂に熱伝導性の高い顔料を含めたものであり、ギャップフィラー４０を異なる物質間に挿入することで、熱交換効率を向上させることができる。本実施形態では、ギャップフィラー４０の熱伝導率が３．５Ｗ／ｍ以上であることが好ましく、ギャップフィラー４０の例として信越シリコーン社製の「ＳＤＰ－３５４０－Ａ」が挙げられる。ギャップフィラーの厚さは０．１ｍｍ～８．０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ～３．０ｍｍであることがさらに好ましい。上述したように、バッテリーパック１０と冷却構造２０とを接続する際に、これらの間に寸法精度のバラツキなどで隙間ができた場合には、熱伝導性のあるギャップフィラー４０などを入れて隙間を埋めることで熱交換性を高めることができる。ただし、ギャップフィラー４０は、Ａｌ系めっき鋼板等よりも熱伝導率が低いこと、部材の寸法精度のバラツキによる隙間を埋めるためには０．５ｍｍ～３．０ｍｍが好ましい。
　なお、図２及び図３の例では、底面部１０ａは必ずしも上述した金属材で構成されていなくてもよい。底面部１０ａは冷却液に接触しないからである。
　＜２．Ａｌ系めっき鋼板の構成＞
　次に、バッテリーパック１０及び流路形成部２１を構成するＡｌ系めっき鋼板の一例にについて詳細に説明する。
　Ａｌ系めっき鋼板は、Ａｌを含むめっき層が形成された鋼板である。Ａｌ系めっき鋼板のめっき層は、例えばＡｌ含有量が７０質量％以上で、好ましくは、Ａｌ含有量が７０～９８質量％かつＳｉ含有量が２～１５質量％の２成分系または多成分系のめっきである。Ｓｉ含有量のさらに好ましい範囲は３～１５質量％である。Ｓｉ含有量を上記範囲内とすることで、Ａｌ系めっき鋼板の加工性、耐食性を高めることができる。めっき層は鋼板の片面にのみ形成されていてもよいが、両面に形成されていることが好ましい。
　めっき層中の不純物元素として、微量のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等が介在することがある。また、必要に応じ、Ｍｇ、Ｓｎ、ミッシュメタル、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｖ、Ｍｏ、等を添加してもよい。アルミめっき鋼板の製造法について特に制限はないが、溶融フラックスめっきや、ゼンジマー法、オールラジアント法等による溶融めっき、電気めっき、蒸着めっきが好ましい。
　Ａｌ系めっき鋼板に使用する母材鋼の成分については限定しないが、鋼種としては、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ等を添加したＩＦ鋼、Ａｌ－ｋ鋼、Ｃｒ添加鋼、ステンレス鋼、ハイテン、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼等が挙げられる。
　Ａｌ板は純Ａｌで構成されるものの他、上述しためっき層と同様の組成を有するＡｌ合金板であってもよい。
　Ａｌ系めっき鋼板等の外部耐食性及び冷却液耐食性をさらに高めるために、Ａｌ系めっき鋼板等の表面（片面のみでもよいが、好ましくは両面）には、化成処理皮膜としてＺｒ系成分またはＴｉ系成分またはＳｉ系成分を主成分（例えば質量％として５０質量％以上）として含む皮膜が形成されていることが好ましい。皮膜には有機成分が含まれていてもよい。
　化成処理皮膜の例は例えば特開２００８－１１５４４２号公報、特開２０１３－７１０８号公報、特開２００４－２３２０４０号公報、特許第３３０２６７６号公報、特許第４７７６４５８号公報、特許第５３３６００２号公報等に挙げられている。したがって、これらの公報に挙げられている化成処理皮膜を本実施形態の化成処理皮膜として好適に使用することができる。そこで、ここでは化成処理皮膜の概要を説明する。
　化成処理皮膜の第１の例は、Ｚｒ系成分を主成分として含む皮膜の例であり、Ｚｒ、Ｆ、Ｐ、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＨのみから成り、かつ数平均分子量が２００以上の有機物を含有しない。化成処理皮膜の構成元素のうち、ＺｒとＦの質量比Ｚｒ／Ｆが１．０～１０．０となり、ＺｒとＰの質量比Ｚｒ／Ｐが８．５～１８．０となり、化成処理皮膜中に含まれるＺｒ含有量が２３．０質量％～４８．０質量％となるように成分が調整される。化成処理皮膜の各成分の供給源は、炭酸、リン酸、フッ化水素酸からなる群から選ばれる１種以上の無機酸および／又はそのアンモニウム塩と、ジルコニウムフッ化水素酸を除くジルコニウム含有錯化合物からなる。
　化成処理皮膜の第２の例は、Ｚｒ系成分を主成分として含む皮膜の例であり、（Ａ）チタン化合物およびジルコニウム化合物の中から少なくとも１種以上と、（Ｂ）ｍｙｏ－イノシト－ルの２～６個の結合リン酸エステル、およびそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、およびアンモニウム塩の中から少なくとも１種以上と、（Ｃ）シリカとを含有する。この化成処理皮膜において、（Ａ）の金属換算量（Ｚｒ＋Ｔｉ）：（Ｂ）：（Ｃ）の質量比が１：０．２～１．７：０．２～５である。
　チタン化合物としては、例えばシュウ酸チタンカリウム、硫酸チタニル、塩化チタン、チタンラクテート、チタンイソプロポキシド、チタン酸イソプロピル、チタンエトキシド、チタン２－エチルー１－ヘキサノラート、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラ－ｎ－ブチル、チタニアゾル等があげられる。
　ジルコニウム化合物としては、例えば硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、ジルコニウムアセテートなどがあげられる。
　ｍｙｏ－イノシトールの２～６個の結合リン酸エステルとは、例えばｍｙｏ－イノシトールジリン酸エステル、ｍｙｏ－イノシトールトリリン酸エステル、ｍｙｏ－イノシトールテトラリン酸エステル、ｍｙｏ－イノシトールペンタンリン酸エステル、ｍｙｏ－イノシトールヘキサンリン酸エステルである。
　シリカとしては、例えば水分散性シリカ化合物が挙げられる。水分散性シリカ化合物は、液相コロイダルシリカ、気相シリカがある。液相コロイダルシリカとしては、特に限定するものではないが、スノーテックスＣ、スノーテックスＯ、スノーテックスＮ、スノーテックスＳ、スノーテックスＵＰ、スノーテックスＰＳ－Ｍ、スノーテックスＰＳ－Ｌ、スノーテックス２０、スノーテックス３０、スノーテックス４０（何れも日産化学工業製）、アデライトＡＴ－２０Ｎ、アデライトＡＴ－２０Ａ、アデライトＡＴ－２０Ｑ（何れも旭電化工業製）などが挙げられる。
　気相シリカとしては、特に限定するものではないが、アエロジル５０、アエロジル１３０、アエロジル２００、アエロジル３００、アエロジル３８０、アエロジルＴＴ６００、アエロジルＭＯＸ８０、アエロジルＭＯＸ１７０（何れも日本アエロジル製）、などが挙げられる。
　化成処理皮膜の第３の例は、Ｚｒ系成分を主成分として含む皮膜の例であり、ジルコニウム化合物と、バナジウム化合物と、シリカ化合物と、リン酸化合物と、水酸基、カルボニル基、及びカルボキシル基のうちの少なくとも１つの官能基をもつ有機化合物からなる複合皮膜である。この化成処理皮膜は、Ａｌ系めっき鋼板の片面当り、ジルコニウムを２～１２００ｍｇ／ｍ２、バナジウムを０．１～３００ｍｇ／ｍ２、リン酸化合物をＰＯ４換算として０．３～４５０ｍｇ／ｍ２、含有する。さらに、化成処理皮膜膜中のクロムあるいはクロム化合物の含有量がクロムとして０．１ｍｇ／ｍ２以下、フッ素あるいはフッ素化合物の含有量がフッ素として０．１ｍｇ／ｍ２以下となっている。
　ジルコニウム化合物としては、例えば硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、ジルコニウムアセテートなどがあげられる。
　バナジウム化合物としては、例えば五酸化バナジウム、メタバナジン酸、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、オキシ三塩化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化バナジウム、オキシ硫酸バナジウム、バナジウムオキシアセチルアセトネート、バナジウムアセチルアセトネート、三塩化バナジウム、リンバナドモリブデン酸、硫酸バナジウム、二塩化バナジウム、酸化バナジウム等があげられる。
　シリカ化合物としては、例えば水分散性シリカ化合物が挙げられる。水分散性シリカ化合物としては、コロイダルシリカ、気相シリカがあり、コロイダルシリカとしては、特に限定するものではないが、スノーテックスＣ、スノーテックスＯ、スノーテックスＮ、スノーテックスＳ、スノーテックスＵＰ、スノーテックスＰＳ－Ｍ、スノーテックスＰＳ－Ｌ、スノーテックス２０、スノーテックス３０、スノーテックス４０（何れも日産化学工業製）、アデライトＡＴ－２０Ｎ、アデライトＡＴ－２０Ａ、アデライトＡＴ－２０Ｑ（何れも旭電化工業製）などが挙げられる。
　気相シリカとしては、特に限定するものではないが、アエロジル５０、アエロジル１３０、アエロジル２００、アエロジル３００、アエロジル３８０、アエロジルＴＴ６００、アエロジルＭＯＸ８０、アエロジルＭＯＸ１７０（何れも日本アエロジル製）、などが挙げられる。
　リン酸化合物は、リン酸イオンを含んでいればよい。リン酸化合物としては、例えばオルトリン酸（リン酸）、メタリン酸、ピロリン酸及びこれらの物質の一部あるいは全部の水素イオンが置き換えられたアンモニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、カリウム塩等の塩類を単独あるいは混合して使用することができる。
　水酸基、カルボニル基、及びカルボキシル基のうちの少なくとも１つの官能基をもつ有機化合物としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ジピバロイルメタン、３－メチルペンタンジオン等のカルボニル化合物、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、アスコルビン酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸、グルコース、マンノース、ガラクトース等の単糖類、麦芽糖、ショ糖等のオリゴ糖類、デンプン、セルロース等の天然多糖類、タンニン酸、フミン酸、リグニンスルホン酸、ポリフェノール等の芳香族化合物、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、水溶性ナイロン等の合成高分子等が挙げられる。
　化成処理皮膜には、追加成分として、ポリオレフィン系ワックス、パラフィン系ワックスのうちの少なくとも１種からなる潤滑性付与成分を含有させてもよい。
　化成処理皮膜の第４の例は、Ｔｉ系成分を主成分として含む皮膜の例であり、バルブメタルの酸化物又は水酸化物、及びフッ化物が共存する皮膜である。バルブメタルとしては、Ｔｉ、Ｖ等が挙げられる。これらのうち、Ｔｉの４価化合物は安定な化合物であり、優れた特性の皮膜を形成することができるので好ましい。Ｔｉ系成分を主成分として含む皮膜としては、例えば、酸化物〔ＴｉＯ２］や水酸化物［Ｔｉ（ＯＨ）４］等が複合した皮膜等が挙げられる。この皮膜にＴｉのフッ化物、例えばＸｎＴｉＦ６（Ｘ：アルカリ金
属，アルカリ土類金属又はＮＨ４，ｎ＝１又は２），ＴｉＦ４等のフッ化物が共存している。
　化成処理皮膜の第５の例は、Ｓｉ系成分を主成分として含む皮膜の例であり、有機ケイ素化合物（シランカップリング剤）を主成分として含む化成処理皮膜である。有機ケイ素化合物は、分子中にアミノ基を１つ含有するシランカップリング剤（Ａ）と、分子中にグリシジル基を１つ含有するシランカップリング剤（Ｂ）を固形分質量比〔（Ａ）／（Ｂ）〕で０．５～１．７の割合で配合して得られる。有機ケイ素化合物は、分子内に式－ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は互いに独立に、アルコキシ基又は水酸基を表し、少なくとも１つはアルコキシ基を表す）で表される官能基（ａ）を２個以上と、水酸基（官能基（ａ）に含まれ得るものとは別個のもの）およびアミノ基から選ばれる少なくとも１種の親水性官能基（ｂ）を１個以上含有し、平均の分子量が１０００～１００００である。
　化成処理皮膜の第６の例は、Ｓｉ系成分を主成分として含む皮膜の例であり、有機ケイ素化合物（シランカップリング剤）を主成分として含む化成処理皮膜である。有機ケイ素化合物は、その構造中に環状シロキサン構造を有する。ここで「環状シロキサン結合」とは、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合が連続する構成を有し、かつＳｉとＯの結合のみで構成され、Ｓｉ－Ｏ繰り返し数が３～８の環状構造を指す。
　当該有機ケイ素化合物は、分子中にアミノ基を少なくとも１つ含有するシランカップリング剤（Ａ）と、分子中にグリシジル基を少なくとも１つ含有するシランカップリング剤（Ｂ）とを固形分質量比〔（Ａ）／（Ｂ）〕で０．５～１．７の割合で配合して得られる。こうして得られる有機ケイ素化合物（Ｗ）は、分子内に式－ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は互いに独立に、アルコキシ基又は水酸基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つはアルコキシ基を表す）で表される官能基（ａ）を２個以上と、水酸基（但し、官能基（ａ）が水酸基を含む場合は、その水酸基とは別個のもの）及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の親水性官能基（ｂ）を１個以上含有し、平均の分子量が１０００～１００００であることが好ましい。
　もちろん、本実施形態の化成処理皮膜の例は上記に限定されず、例えば後述する実施例に挙げられた化成処理皮膜も好適に使用することができる。
　上述した化成処理皮膜の形成方法は特に制限されず、上記各組成に対応する化成処理液（皮膜処理液）を公知の方法でＺｎ系めっき鋼板に塗布し、焼付け乾燥すればよい。
　以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、あくまでも本発明の一例であり、本発明を限定するものではない。
　＜材料の準備＞
　加工性に優れる極低炭素鋼として表１に示された鋼成分を有する鋼（残部は鉄及び不純物）を熱間圧延し、酸洗、冷間圧延を経て板厚０．６ｍｍにした冷延鋼板を準備した。次に当該冷延鋼板を無酸化炉型の連続溶融めっきラインにおいて溶融Ａｌめっきを施すことでＡｌめっき鋼板を得た。めっきラインは無酸化炉－還元炉タイプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融めっきライン内で行った。焼鈍温度は８５０℃とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　めっき後にガスワイピング法でめっき厚みを両面約４０ｇ／ｍ２に調節した。溶融めっきの際のめっき浴の浴温度は６６０℃とした。めっき浴としては溶融Ａｌ浴に必要に応じてＳｉを添加したものを用いた。本実施例においては、溶融Ａｌ浴でＳｉを添加していないめっき浴でめっきした鋼板を「純Ａｌめっき鋼板」、溶融Ａｌ浴に２質量％のＳｉを添加した浴でめっきした鋼板を「Ａｌ－２％Ｓｉめっき鋼板」、溶融Ａｌ浴に９質量％のＳｉを添加した浴でめっきした鋼板を「Ａｌ－９％Ｓｉめっき鋼板」、溶融Ａｌ浴に１５質量％のＳｉを添加した浴でめっきした鋼板を「Ａｌ－１５％Ｓｉめっき鋼板」、溶融Ａｌ浴に２０質量％のＳｉを添加した浴でめっきした鋼板を「Ａｌ－２０％Ｓｉめっき鋼板」とも称する。
　また、比較としてめっきを施さずに連続焼鈍ラインで焼鈍のみ行った冷延鋼板も準備した。また、同様に比較として無酸化炉型の連続溶融めっきラインにおいて溶融Ｚｎめっきを施したＺｎめっき鋼板も作成した。Ｚｎめっき浴の組成は一般にＧＩと呼ばれるＺｎ－０．２％Ａｌのめっき浴を用いた。Ｚｎめっきの付着量は片面６０ｇ／ｍ２となるように調整した。Ａｌ板については、市販の厚さ０．６ｍｍのアルミニウム板（Ａ６０６３）を準備した。
　次に、当該Ａｌ系めっき鋼板等の表面に必要に応じてロールコーターで化成処理液を塗装した。化成処理液の付着量はロールコーターの回転速度とロール間の圧力（一般にニップ圧と呼ばれる）を調整することで調整した。付着量は乾燥重量で片面当たり５００ｍｇ／ｍ２とした。化成処理液を塗装した後は熱風炉で到達板温が８０℃となる条件で化成処理液を乾燥させた。化成処理はＡｌ系めっき鋼板等の両面に施した。
　なお、塗装に使用した化成処理液は、Ｓｉ系化成処理液であるγ－アミノプロピルトリエトキシシランを２．５ｇ／Ｌ配合した水溶液、Ｚｒ系化成処理液である炭酸ジルコニウムアンモニウムを３ｇ／Ｌ配合した水溶液、Ｔｉ系化成処理液であるフッ化チタン（ＩＶ）アンモニウムを４０ｇ／Ｌ配合した水溶液の３種とした。作成したＡｌ系めっき鋼板等の詳細を表３Ａ～３Ｃに示す。
　＜作成した金属板の評価＞
　（０．強度の評価）
　作製したＡｌ系めっき鋼板等の強度をＪＩＳ　Ｚ　２２４１の規定に準拠した引張試験によって評価した。この結果、Ａｌ系めっき鋼板の強度はいずれも２７０ＭＰａ以上であった。ついで、Ａｌ板の強度を上記と同様の方法で評価したところ、２００ＭＰａ以下であった。したがって、Ａｌ系めっき鋼板が高い強度を有することが確認できた。もちろん、Ａｌ板の強度は実用上問題ない強度である。
　（１．耐冷却液性の評価）
　作製したＡｌ系めっき鋼板等をバッテリーユニットの冷却構造（冷却装置）に用いた時の耐冷却液性を調査した。具体的には、作製したＡｌ系めっき鋼板等をエリクセン加工することで、Φ５０ｍｍ、絞り高さ４０ｍｍのカップ形状の円筒加工品を作製した。この円筒加工品の内側に冷却液を３０ｍＬ加えたのち、蓋をして密閉した。冷却液には、日産自動車社のロングライフクーラント液を水で３０質量％に希釈した水溶液を用いた。これらを９０℃の恒温槽に１０００時間静置し、冷却液浸漬部の鋼板の劣化を促進させた。また、クーラント液が劣化した場合を想定して、当該ロングライフクーラント液の３０質量％水溶液中に蟻酸を８００ｐｐｍ添加した劣化液を用いた同様の試験もおこなった。試験後、円筒加工品に浸漬した冷却液を取り除き、円筒加工品を乾燥させたのちに、冷却液浸漬部の腐食状況を観察し、次に示す基準で耐冷却液性を評価した。結果を表３Ａ～３Ｃに示す。
５点：外観変化なし
４点：黒色に変色している、もしくは点状の白錆が発生している。
３点：白錆が発生しているが冷却液浸漬部の白錆発生面積が冷却液浸漬部の総面積に対して２０％未満である。
２点：白錆発生率が２０％以上８０％未満である。
１点：白錆発生率が８０％以上である、もしくは赤錆が発生している。
　（２．耐食性試験）
　バッテリーユニット（冷却構造含む）が外気に触れる部分での耐食性評価として耐食性試験を実施した。外気に触れる部位には、電着塗装を施すことが一般的であるため、本発明においては電着塗装後の耐食性を評価した。
　具体的には、作製したＡｌ系めっき鋼板等を巾７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍのサイズに切断した鋼片を、脱脂、表面調整、りん酸亜鉛処理した後に電着塗装した。具体的には、日本パーカライジング社製脱脂剤「ファインクリーナーＥ６４０８」に鋼片を６０℃の条件で５分間浸漬すること脱脂を行った。脱脂した鋼片を日本パーカライジング社製「プレパレンＸ」に４０℃の条件で５分浸漬することで、表面調整を行った。その後に、鋼片を日本パーカライジング社製りん酸亜鉛化成剤「パルボンドＬ３０６５」に３５℃の条件で３分間浸漬することで、りん酸亜鉛処理を行った。りん酸亜鉛処理を行った後の鋼片を水洗して１５０℃雰囲気のオーブンで乾燥させた。その後、日本ペイント社製の電着塗料「パワーフロート１２００」を鋼片に片面当たり１５μｍの厚さで電着塗装し、１７０℃雰囲気のオーブンで２０分焼き付けた。以上の工程により作成した電着塗装鋼片にカッターナイフでカット疵を入れて試験片とした。
　作成した試験片を用いてサイクル腐食試験（ＣＣＴ）を行った。ＣＣＴのモードは自動車工業規格ＪＡＳＯ－Ｍ６０９に準じて行った。電着塗膜にカット疵を入れた面を評価面として、評価面に塩水が噴霧されるように試験機に設置してサイクル腐食試験を行った。
　試験は１２０サイクル（８時間で１サイクル）行い、カット部からの腐食状態を観察して、次の基準で耐食性を評価した。結果を表３Ａ～３Ｃに示す。
５点：カット部からの塗膜膨れ幅が１５ｍｍ以内で、赤錆発生無しの場合
４点：カット部からの塗膜膨れ幅が１５ｍｍ超、２０ｍｍ以内で、赤錆発生無しの場合
３点：カット部からの塗膜膨れ幅が２０ｍｍ超で、赤錆発生無しの場合
２点：カット部から赤錆が僅かに発生していた場合
１点：カット部全面から赤錆が発生していた場合
　（３．加工性評価）
　作製したＡｌ系めっき鋼板等を用いて曲げ試験を行った。特にめっき鋼板を加工したときに表面にクラックが発生した場合、めっき層が割れて鉄素地が外気に露出される。したがって、加工形状によっては加工部から腐食が発生しやすくなる恐れがあるため、加工性の評価を行った。具体的には、作製したＡｌ系めっき鋼板等に対して１８０°密着曲げを行い、加工部を２０倍ルーペで確認し、目視で加工性を評価した。具体的には、表面にクラックが発生しているか否かで加工性を評価した。結果を表３Ａ～３Ｃに示す。
　＜バッテリーユニットでの冷却特性評価＞
（１．バッテリーユニットの作成）
　作製したＡｌ系めっき鋼板等を用いて図３に記載のバッテリーユニット１を作製した。具体的には、切断加工のみの平板材をケース上蓋（上面部１０ｃ）及び流路上蓋２６とした。これとは別に用意したＡｌ系めっき鋼板等をプレス機によって角筒深絞り加工し、加工後にフランジ部分を切断することでバッテリーパック１０の他の部分（底面部１０ａ及び側面部１０ｂ）を作製した。また、バッテリーパック１０の底面部１０ａが巾３１５ｍｍ×長さ２０００ｍｍとなるよう加工した。加工時には防錆油をＡｌ系めっき鋼板等に塗布し、加工後にアルカリ脱脂によって油を除去した。角筒形状のポンチ肩Ｒ、ダイス肩Ｒ、コーナーＲは全て２０ｍｍとした。冷却構造２０もプレス加工によって作製した。冷却構造２０における各Ｒは１０ｍｍとし、流路本数、流路幅、及び流路間距離が表２に示す値となるように作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ついで、冷却構造２０の接合部２２に図３に示す要領でシーラー３５を塗布し、冷却構造２０と流路上蓋２６とを重ね合わせた。ついで、接合部２２と流路上蓋２６とをスポット溶接にて接合した。以後、スポット溶接を「ＳＷ」とも称する。なお、いくつかの水準においては、スポット溶接の代わりに、トックスプレソテクニック社製の機械接合方法「ＴＯＸ」（登録商標）を用いて接合部２２と流路上蓋２６とを接合した。なお、水冷媒体用流路２５同士の間隔が１０ｍｍ未満と狭くスポット溶接の溶接チップを挿入することができずに溶接できなかったものについては、シーラーのみで両者を接着させた。ついで、冷却構造２０を室温で２週間放置することでシーラーを硬化させた。なお、シーラーは信越シリコーン社製の「シーラント４５Ｎ」を用いた。
　ついで、流路上蓋２６の外表面全域に信越シリコーン社製の「ＳＤＰ－３５４０－Ａ」を塗布し、その上にバッテリーパック１０の底面部１０ａを図３の要領で貼付け、室温で１週間放置することでギャップフィラー４０を硬化させた。以上の工程により、図３に示すバッテリーユニット１を製造した。なお、図１及び図２に示すバッテリーユニット１も併せて製造した。具体的には、図２に示す要領で流路上蓋２６に直接バッテリーパック１０を接合させた。この時、流路上蓋２６とバッテリーパック１０とをネジで接合した。また、図１に示す要領で冷却構造２０にシーラー３５を塗布し、冷却構造２０とバッテリーパック１０とを重ね合わせた。ついで、接合部２２とバッテリーパック１０とをスポット溶接にて接合した。なお、水冷媒体用流路２５同士の間隔が１０ｍｍ未満と狭くスポット溶接の溶接チップを挿入することができずに溶接できなかったものについては、シーラーのみで両者を接着させた。
　ついで、バッテリーパック１０の内部の底面にラバーヒーターを発熱するバッテリーセルの代替として敷き詰め、ケース上蓋にて蓋をした。蓋をする際にケースフランジ部にはシーラー１０ｄを塗布して密閉状態とした。シーラーは信越シリコーン社製の「シーラント４５Ｎ」を用いた。なお、バッテリーパック１０及び冷却構造２０を構成する金属材は、同一のものとした。すなわち、１つのバッテリーユニット１を構成するバッテリーパック１０、流路上蓋２６及び冷却構造２０は、同じ金属材で製造されている。
　（２．バッテリーユニットの冷却特性評価試験）
　作製したバッテリーユニット１のラバーヒーターに電流を流してバッテリーユニット１を加熱した。ここで、ラバーヒーターの表面温度が５０℃となる電流値を事前に探索しておき、その電流値を固定値としてラバーヒーターに流した。ついで、水冷媒体用流路２５に冷却液を流した。冷却液は、ＰＩＴＷＯＲＫ社のロングライフクーラント液を水で３０質量％に希釈した水溶液を用いた。また、冷却構造２０の両側の流路端にホース、ポンプ、及びチラーを取り付けて循環経路を構成し、この循環経路内で冷却液を循環させた。ここで、冷却水の温度が２５～３０℃となるようにチラーを制御した。そして、冷却水循環開始から１時間後の冷却流路間の中間部分直上のケース内ラバーヒーター表面の温度を測定し、温度が冷却水を循環させていない状態の時より８℃以上低くなっていた場合を◎、温度低下が８℃未満５℃以上であった場合を〇、５℃未満２℃以上を△、２℃未満を×と評価した。なお、バッテリーユニット１の冷却特性評価試験は、空調にて２５℃に保たれた室内で行った。結果を表３Ａ～３Ｃに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表３Ａ～３Ｃに示すように、本実施形態の要件を満たす本願発明例においては、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）のみならず、外部環境に対する耐食性（外部耐食性）で優れた結果が得られた。また、大半の本願発明例において冷却効率も高い評価結果が得られた。なお、試験Ｎｏ．４５、４６ではクラックが発生しているが、耐冷却液性及び耐食性で高い評価が得られているので問題なしとした。水冷媒体用流路同士の間隔が４０ｍｍ以下であるもの、化成処理皮膜を形成したもの、めっき層にＳｉを２．０質量％以上１５質量％以下においては特に優れた結果が得られた。したがって、本実施形態に係るバッテリーユニット１は、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）のみならず、外部環境に対する耐食性（外部耐食性）も優れていることがわかった。
　これに対し、本実施形態の要件を満たさない比較例、例えばめっきを施していないもの等においては、冷却液耐食性及び外部耐食性のいずれか（または両方）で悪い結果が得られた。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１　　　バッテリーユニット
１０　　バッテリーパック
１０ａ　底面部
１０ｂ　側面部
１０ｃ　上面部
２０　　冷却構造
２１　　流路形成部
２２　　接合部
２５　　水冷媒体用流路
３０　　スポット溶接部

Claims (9)

  1. 　電池セルを収納するバッテリーパックと、前記バッテリーパックの底面の外側に形成された水冷媒体用流路とを有するバッテリーユニットであって、
    　前記バッテリーパックの前記水冷媒体用流路がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板で構成されることを特徴とする、バッテリーユニット。
  2. 　前記水冷媒体用流路同士の間隔が４０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーユニット。
  3. 　前記バッテリーパックの底面がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板を加工した部材で構成され、前記水冷媒体用流路が前記バッテリーパックの底面に直接接触していることを特徴とする、請求項１または２に記載のバッテリーユニット。
  4. 　前記水冷媒体用流路がＡｌ系めっき鋼板またはＡｌ板からなる流路上蓋に接合されており、前記水冷媒体用流路が前記バッテリーパックの底面に前記流路上蓋を介して接合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のバッテリーユニット。
  5. 　前記水冷媒体用流路同士の間隔が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載のバッテリーユニット。
  6. 　前記水冷媒体用流路同士の間隔が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、
    　前記バッテリーパックの底面と前記水冷媒体用流路間との接合がシーラーとスポット溶接またはシーラーと機械接合の複合接合構造となっていることを特徴とする、請求項１～５の何れか１項に記載のバッテリーユニット。
  7. 　前記Ａｌ系めっき鋼板のめっき層にＳｉが含まれていることを特徴とする、請求項１～６の何れか１項に記載のバッテリーユニット。
  8. 　前記Ａｌ系めっき鋼板のめっき層のＳｉ含有量が２．０質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーユニット。
  9. 　前記Ａｌ系めっき鋼板または前記Ａｌ板の表面には、化成処理皮膜としてＺｒ系成分またはＴｉ系成分またはＳｉ系成分を主成分として含む皮膜が形成されていることを特徴とする、請求項１～８の何れか１項に記載のバッテリーユニット。
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