WO2025220171A1 - バッテリケース - Google Patents

バッテリケース

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WO2025220171A1
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battery case
panel
arch
outer peripheral
peripheral frame
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洋志 大久保
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/231—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • 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 a battery case that houses a battery for driving a vehicle.
  • Electric vehicles and hybrid vehicles are equipped with a battery for driving the vehicle.
  • the battery for driving the vehicle is housed in a battery case.
  • a battery case that uses a sandwich panel is known (see Patent Document 1).
  • a sandwich panel has a core portion and a pair of panels that sandwich the core portion.
  • the core of a sandwich panel is relatively vulnerable to localized deformation. Therefore, when a localized force is applied to the sandwich panel, the core is locally damaged, causing shear deformation in the pair of panels sandwiching the core. As a result, the battery case may be destroyed, and the stored battery may not be adequately protected.
  • the present invention aims to provide a battery case that can prevent localized damage to the core and reduce destruction even when a localized input is applied to the sandwich panel.
  • the present invention provides a battery case for housing a driving battery, in which at least one of the upper, lower, and side panel sections is composed of a sandwich panel having an outer perimeter frame, bar members that divide the inner space surrounded by the outer perimeter frame into multiple chambers, core sections housed in each of the chambers, and first and second panels that sandwich the outer perimeter frame, bar members, and core sections.
  • the battery case uses bar members to separate the inner space surrounded by the outer peripheral frame, and the outer peripheral frame and bar members function to reinforce the core section.
  • the outer peripheral frame and bar members which function as reinforcing members, distribute the load in the longitudinal direction when a localized force is applied to the sandwich panel. This improves the sandwich panel's resistance to localized force. Even if a localized force is applied to the sandwich panel, localized damage to the core section can be suppressed, and shear deformation of the pair of panels sandwiching the core section can be suppressed. As a result, the battery case is less likely to break.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the battery case according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the outer frame, bar members, and core portion of the sandwich panel that constitutes the lower panel portion.
  • FIG. 2 is a diagram showing a honeycomb core constituting a core portion.
  • 10 is a perspective view showing a schematic connection state between a sandwich panel constituting a lower panel portion and a battery member.
  • FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a battery case according to a first modified example, corresponding to FIG. 5 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a battery case according to a second modified example, corresponding to FIG. 5 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a battery case according to a third modified example, corresponding to FIG. 5 .
  • 10 is a cross-sectional view of a main part of a battery case to which Modifications 2 and 3 are applied, the cross-sectional view corresponding to FIG. 1.
  • FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a battery case according to a fourth modified example, corresponding to FIG. 5 .
  • FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a sandwich panel according to a fourth modified example.
  • 10A and 10B are schematic diagrams showing examples of arch curves of the arch portion and the recessed portion of the transmission portion.
  • FIG. 10A and 10B are schematic diagrams showing other examples of arch curves of the arch portion and the recessed portion of the transmission portion. 10A and 10B are schematic diagrams showing still other examples of arch curves of the arch portion and the recessed portion of the transmission portion.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a sandwich panel according to modified example 5.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a sandwich panel according to a sixth modified example.
  • ordinal numbers such as “first” and “second” may be used in this specification. However, unless otherwise specified, these ordinal numbers are used to identify components for the convenience of explanation and do not specify the number or order.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a main portion of a battery case 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the outer frame 21, bar members 22, and core portion 23 of a sandwich panel 20 constituting the lower panel portion 14.
  • FIG. 3 is a diagram showing a honeycomb core 23a constituting the core portion 23.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a schematic diagram of the connection between the sandwich panel 20 constituting the lower panel portion 14 and the battery member 12a of the battery 12.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 2.
  • the X axis indicates the longitudinal direction of the vehicle
  • the Y axis indicates the lateral direction of the vehicle
  • the Z axis indicates the vertical direction of the vehicle.
  • the battery case 10 has a storage compartment 11.
  • a driving battery 12 is stored in the storage compartment 11.
  • the battery case 10 has an upper panel portion 13, a lower panel portion 14, and a side panel portion 15.
  • the upper panel portion 13, the lower panel portion 14, and the side panel portion 15 are each composed of a sandwich panel 20.
  • the upper panel portion 13 and the side panel portion 15 are formed integrally.
  • the outer periphery of the lower panel portion 14 is fixed to a first connection plate 14a.
  • the lower end of the side panel portion 15 is fixed to a second connection plate 15a.
  • the first connection plate 14a and the second connection plate 15a are fixed to a vehicle body panel 17 via bolts 16 or the like.
  • the sandwich panel 20 has a peripheral frame 21, bar members 22 that divide the inner space 30 surrounded by the peripheral frame 21 into multiple chambers 31, core portions 23 housed in each of the chambers 31, and a first panel 24 and a second panel 25 that sandwich the peripheral frame 21, bar members 22, and core portion 23.
  • the outer perimeter frame 21 forms the outer perimeter of the sandwich panel 20.
  • the inner space 30 surrounded by the outer perimeter frame 21 has a relatively large area.
  • the outer perimeter frame 21 When viewed in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, the outer perimeter frame 21 has a rectangular cross section (see Figure 5).
  • the outer perimeter frame 21 may be solid, but is preferably hollow from the perspective of reducing weight. There are no particular restrictions on the material from which the outer perimeter frame 21 is made.
  • the outer perimeter frame 21 is made, for example, from aluminum.
  • the bar members 22 divide the inner space 30 surrounded by the outer peripheral frame 21.
  • the bar members 22 include a first bar 22a extending in the left-right direction in Figure 2 and a second bar 22b extending in the up-down direction.
  • the outer peripheral frame 21 and bar members 22 function as reinforcing members that reinforce the core portion 23.
  • the bar members 22 When viewed in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, the bar members 22 have a rectangular cross-sectional shape (see Figure 5).
  • the bar members 22 may be solid, but are preferably hollow from the perspective of reducing weight. There are no particular limitations on the material from which the bar members 22 are made.
  • the bar members 22 are made, for example, from aluminum.
  • the core portion 23 is composed of, for example, a honeycomb core 23a (see Figure 3). Instead of a honeycomb core 23a, the core portion 23 can be composed of a foam material such as foamed polyurethane.
  • the first panel 24 and the second panel 25 constitute the surface layers on both the front and back sides of the core portion 23.
  • the first panel 24 and the second panel 25 are attached to the core portion 23, for example, with an adhesive, but the fixing method is not particularly limited.
  • the first panel 24 constitutes the surface layer on the storage chamber 11 side of the battery case 10.
  • the second panel 25 constitutes the outer surface layer of the battery case 10.
  • the materials from which the first panel 24 and the second panel 25 are formed are not particularly limited.
  • the first panel 24 and the second panel 25 are formed, for example, from a metal material such as aluminum, or glass fiber reinforced plastic (GFRP).
  • the materials from which the first panel 24 and the second panel 25 are formed may be different materials.
  • the first panel 24 can be formed from aluminum
  • the second panel 25 can be formed from GFRP.
  • the inner space 30 of the peripheral frame 21 is divided by bar members 22.
  • the sandwich panel 20 of the present invention does not include a configuration formed by arranging multiple small-area sandwich panel pieces. Therefore, in the sandwich panel 20 of the present invention, the inner space 30 of the peripheral frame 21 is divided into at least two chambers 31 by at least one bar member 22.
  • the inner space 30 surrounded by the outer peripheral frame 21 is divided by the bar members 22, and the outer peripheral frame 21 and bar members 22 function to reinforce the core portion 23.
  • the outer peripheral frame 21 and bar members 22 function as reinforcing members, dispersing the load in the longitudinal direction when a localized input is applied to the sandwich panel 20. This improves the sandwich panel 20's resistance to localized input. Even when a localized input is applied to the sandwich panel 20, localized damage to the core portion 23 (damage due to shear deformation or compressive deformation) can be suppressed, and shear deformation of the pair of panels sandwiching the core portion 23 can be suppressed. As a result, the battery case 10 is less likely to break.
  • FIG. 4 shows the state in which the battery member 12a, a component part of the battery 12, is fixed to the outer perimeter frame 21.
  • the battery member 12a is also simply referred to as "member.”
  • the battery member 12a is a collective term for the battery cross member 12b, which extends in the lateral direction of the vehicle (indicated by the Y axis), and the battery side member 12c, which extends in the longitudinal direction of the vehicle (indicated by the X axis).
  • the core portion 23 is composed of a honeycomb core 23a.
  • the honeycomb core 23a is a lightweight, strong reinforcing material. By configuring it in this way, the weight of the core portion 23 can be reduced, thereby reducing the weight of the sandwich panel 20. Furthermore, the strength and rigidity of the core portion 23 can be improved.
  • Fig. 6A is a cross-sectional view of the battery case 10 of Modification 1, corresponding to Fig. 5.
  • Fig. 6B is a cross-sectional view of the battery case 10 of Modification 2, corresponding to Fig. 5.
  • Fig. 6C is a cross-sectional view of the battery case 10 of Modification 3, corresponding to Fig. 5.
  • outer peripheral frame 21 and bar members 22 have a rectangular cross-sectional shape (see Figure 5), but the cross-sectional shapes of the outer peripheral frame 21 and bar members 22 can be modified as appropriate.
  • the outer perimeter frame 21 when viewed in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, has a cross-sectional shape with an arch portion 40 equipped with a transmission unit 50 that transmits input loads, forming a closed cross section.
  • the transmission unit 50 in the outer perimeter frame 21 has a wall portion 50b that covers the upper side of the outer perimeter frame 21, a wall portion 50c that covers the lower side of the outer perimeter frame 21, and a wall portion 50d that closes the opening in the direction in which the convex portion 41 of the arch portion 40 protrudes.
  • wall portion 50b is formed by extending the first panel 24, wall portion 50c is formed by extending the second panel 25, and wall portion 50d is formed by folding the first panel 24 and connecting it to the second panel 25.
  • the walls 50b, 50c, and 50d of the transmission unit 50 are not limited to the above configuration and can be formed from plate members separate from the first panel 24 and the second panel 25.
  • the wall portion 50d of the transmission portion 50 can be formed from the end of the first connecting plate 14a or the end of the second connecting plate 15a (see FIG. 1).
  • the bar member 22 has a rectangular cross-section when viewed perpendicular to the longitudinal direction, as in the embodiment.
  • the bar member 22 also has a cross-section perpendicular to the longitudinal direction, with an arch portion 40 equipped with the transmission portion 50 that transmits the input load, forming a closed cross-section.
  • the transmission portion 50 of the bar member 22 also has wall portions 50e and 50f that cover the sides of the outer frame 21 and a wall portion 50g that closes the opening in the direction in which the protruding portion 41 of the arch portion 40 protrudes.
  • the ends of the wall portions 50e and 50f are connected to the first panel 24 and the second panel 25.
  • the wall portion 50g of Modification 2 is formed by the second panel 25, and the wall portion 50g of Modification 3 is formed by the first panel 24.
  • the outer peripheral frame 21 and bar members 22, which function as reinforcing members efficiently distribute the load in the longitudinal direction via the transmission section 50 when a localized force is applied to the sandwich panel 20. This further improves the sandwich panel 20's resistance to localized force, further improving the strength of the sandwich panel 20 and reducing the risk of the battery case 10 being destroyed.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 in the outer peripheral frame 21 protrude outward when viewed from the center of the battery case 10.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 protrude laterally in the vehicle body indicated by arrows 61 and 62 to increase strength against side collisions.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 protrude forward in the vehicle body indicated by arrow 63 to increase strength against frontal collisions.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 protrude rearward in the vehicle body indicated by arrow 64 to increase strength against rearward collisions.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 on the left and right outer peripheral frames 21 protrude laterally of the vehicle body as indicated by arrows 61 and 62.
  • the protruding direction of the convex portion 41 of the arch portion 40 of the bar member 22 can be set as desired.
  • the convex portion 41 of the arch portion 40 of the bar member 22 protrudes downward (see Figure 6B).
  • the convex portion 41 of the arch portion 40 of the bar member 22 protrudes upward (see Figure 6C).
  • This configuration allows the protruding direction of the convex portion 41 of the bar member 22 to be determined according to the design.
  • the protruding direction of the convex portion 41 of the bar member 22 can be set downward, taking into account impacts from below the lower panel portion 14 (see variant 2 in Figure 6B).
  • the protruding direction of the convex portion 41 of the bar member 22 can be set upward, taking into account the weight of the battery 12 to be housed (see variant 3 in Figure 6C).
  • bar members 22 with the protrusions 41 protruding upward and bar members 22 with the protrusions 41 protruding downward can be used in combination.
  • Figure 6D is a cross-sectional view corresponding to Figure 1, showing a battery case 10 to which variants 2 and 3 have been applied.
  • a sandwich panel 20 applied to the lower panel portion 14 the convex portions 41 of the arch portions 40 in the outer peripheral frame 21 protrude outward (to the right in the figure) when viewed from the center of the battery case 10.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 in the outer peripheral frame 21 protrude outward (to the right in the figure) when viewed from the center of the battery case 10.
  • the convex portions 41 of the arch portions 40 in the bar members 22 protrude in any direction.
  • Fig. 7A is a cross-sectional view of a battery case 10 of Modification 4, corresponding to Fig. 5.
  • Fig. 7B is a perspective view showing a main part of a sandwich panel 20 of Modification 4.
  • Variation 4 differs from variations 1-3 in that the configuration of the transmission part 50 has been modified. As shown in Figures 7A and 7B, the transmission part 50 of variation 4 differs from the transmission part 50 of variations 1-3 in that it further includes a rib part 51 that is arranged along the outside of the arch part 40 and extends in the direction in which the convex part 41 of the arch part 40 protrudes.
  • the rib portions 51 are erected in the same direction as the protruding direction of the convex portions 41.
  • the transmission portion 50 has recesses 50a that match the shape of the convex portions 41 of the arch portion 40.
  • the spacing between the rib portions 51 can be determined appropriately depending on the design. In this way, the transmission portion 50, which also has rib portions 51, can efficiently distribute the load in the longitudinal direction of the outer peripheral frame 21 and bar members 22 when a localized input occurs to the sandwich panel 20.
  • the outer peripheral frame 21 and bar members 22, which function as reinforcing members can increase their energy absorption capacity while suppressing an increase in mass.
  • Figures 8A, 8B, and 8C are schematic diagrams showing the arch curves of the arch portion 40 and the recess 50a of the transmission portion 50.
  • the arch portion 40 has an arch shape that follows a catenary curve
  • the transmission portion 50 has a recess 50a that matches the external shape of the arch portion 40.
  • the transmission portion 50 can efficiently transmit the input load to the arch portion 40 as a compressive load along the tangent direction of the arch shape.
  • the outer peripheral frame 21 and bar members 22, which function as reinforcing members have a greater amount of energy absorption, further suppressing an increase in mass.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a main part of a sandwich panel 20 according to the fifth modification.
  • Variation 5 differs from Variation 4 in that the configuration of the transmission section 50 has been modified.
  • the transmission section 50 of Variation 5 further includes a foamed resin 52 arranged along the outside of the arch section 40.
  • the foamed resin 52 is, for example, foamed polyurethane or foamed polystyrene.
  • the foamed resin 52 can be filled inside the arch section 40.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a sandwich panel 20 according to the sixth modification.
  • Variation 6 differs from Variations 4 and 5 in that the configuration of the transmission section 50 has been modified.
  • the transmission section 50 of Variation 6 further includes a lattice structure 53 arranged along the outside of the arch section 40.
  • the lattice structure 53 is a structure in which multiple lattice-shaped cells 53a are stacked three-dimensionally and periodically. There are no particular restrictions on the shape of the cells 53a to be used.
  • the lattice structure 53 can optionally be filled inside the arch section 40.
  • the cells 53a of the lattice structure 53 themselves distribute the load, allowing the load to be efficiently distributed along the longitudinal direction of the outer frame 21 and bar members 22.
  • the outer frame 21 and bar members 22, which function as reinforcing members, can increase their energy absorption capacity while suppressing an increase in mass.
  • the present invention is not limited to this case. At least one of the upper panel portion 13, the lower panel portion 14, and the side panel portion 15 can be made from a sandwich panel 20.
  • a battery case 10 as described in claim 2 having the features of claim 4
  • a battery case 10 as described in claim 9 having the features of claim 10.
  • Battery case 11 Storage compartment 12 Battery 12a Battery member 13 Upper panel portion 14 Lower panel portion 14a First connection plate 15 Side panel portion 15a Second connection plate 16 Bolt 17 Vehicle body side panel 20 Sandwich panel 21 Peripheral frame 22 Bar member 22a First bar 22b Second bar 23 Core portion 23a Honeycomb core 24 First panel 25 Second panel 30 Inner space 31 Chamber 40 Arch portion 41 Convex portion 50 Transmission portion 50a Concave portion 51 Rib portion 52 Foamed resin 53 Lattice structure 53a Cell

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Abstract

【課題】サンドイッチパネルに局部的な入力が発生しても、コア部の局部的な破損を抑えて、破壊を低減できるバッテリケースを提供する。 【解決手段】走行用のバッテリ１２を収納するバッテリケース１０であって、上方パネル部１３、下方パネル部１４、および側方パネル部１５の少なくとも一つのパネル部が、サンドイッチパネル２０から構成される。サンドイッチパネルは、外周フレーム２１と、外周フレームによって囲まれた内側空間３０を複数のチャンバ３１に区画するバー部材２２と、チャンバのそれぞれに収納されたコア部２３と、外周フレーム、バー部材、およびコア部を挟み込む第１パネル２４および第２パネル２５と、を有する。

Description

バッテリケース
　本発明は、走行用のバッテリを収納するバッテリケースに関する。
　電気自動車やハイブリッド車などは、走行用のバッテリが搭載される。走行用のバッテリは、バッテリケース内に収納される。バッテリケースの軽量化などを図るために、サンドイッチパネルを適用したバッテリケースが知られている（特許文献１を参照）。サンドイッチパネルは、コア部と、コア部を挟み込む一対のパネルと、を有する。
特開２０１９－１１０００３号公報
　サンドイッチパネルのコア部は、局部的な変形に対して比較的弱い。このため、サンドイッチパネルに局部的な入力が発生すると、コア部が局部的に破損し、コア部を挟み込む一対のパネルがせん断変形する。その結果、バッテリケースが破壊され、収納されたバッテリを適切に保護できない恐れがある。
　そこで、本発明は、サンドイッチパネルに局部的な入力が発生しても、コア部の局部的な破損を抑えて、破壊を低減できるバッテリケースを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための本発明は、走行用のバッテリを収納するバッテリケースであって、上方パネル部、下方パネル部、および側方パネル部の少なくとも一つのパネル部が、外周フレームと、前記外周フレームによって囲まれた内側空間を複数のチャンバに区画するバー部材と、前記チャンバのそれぞれに収納されたコア部と、前記外周フレーム、前記バー部材、および前記コア部を挟み込む第１パネルおよび第２パネルと、を有するサンドイッチパネルから構成される。
　バッテリケースは、外周フレームによって囲まれた内側空間をバー部材によって区切ることによって、外周フレームおよびバー部材がコア部を補強する機能を発揮する。補強部材として機能する外周フレームおよびバー部材は、サンドイッチパネルに局部的な入力が発生したとき、長手方向に荷重を分散させる。このため、サンドイッチパネルは、局部的な入力に対する耐力が向上する。サンドイッチパネルに局部的な入力が発生しても、コア部の局部的な破損を抑えることができ、コア部を挟み込む一対のパネルのせん断変形を抑えることができる。その結果、バッテリケースが破壊に至ることを低減できる。
実施形態のバッテリケースを示す要部断面図である。 下方パネル部を構成するサンドイッチパネルの外周フレーム、バー部材、およびコア部を示す平面図である。 コア部を構成するハニカムコアを示す図である。 下方パネル部を構成するサンドイッチパネルとバッテリメンバとの接続状態を模式的に示す斜視図である。 図２の５－５線に沿う断面図である。 変形例１のバッテリケースの図５に相当する断面図である。 変形例２のバッテリケースの図５に相当する断面図である。 変形例３のバッテリケースの図５に相当する断面図である。 変形例２および変形例３を適用したバッテリケースを示す図１に相当する要部断面図である。 変形例４のバッテリケースの図５に相当する断面図である。 変形例４のサンドイッチパネルの要部を示す斜視図である。 アーチ部および伝達部の凹部のアーチ曲線の一例を示す模式図である。 アーチ部および伝達部の凹部のアーチ曲線の他の例を示す模式図である。 アーチ部および伝達部の凹部のアーチ曲線のさらに他の例を示す模式図である。 変形例５のサンドイッチパネルの要部を示す斜視図である。 変形例６のサンドイッチパネルの要部を示す斜視図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ここで示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために例示するものであって、本発明を限定するものではない。よって、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者等により考え得る実施可能な他の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範囲、要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　また、本明細書に添付する図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺、縦横の寸法比、形状等について、実物から変更し模式的に表現される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
　なお、本明細書において、「第１」、「第２」等の序数詞を付すこともある。しかしながら、これら序数詞に関する特段の説明がない限りは、説明の便宜上、構成要素を識別するために付したものであって、数または順序を特定するものではない。
　＜実施形態＞
　図１は、実施形態のバッテリケース１０を示す要部断面図である。図２は、下方パネル部１４を構成するサンドイッチパネル２０の外周フレーム２１、バー部材２２、およびコア部２３を示す平面図である。図３は、コア部２３を構成するハニカムコア２３ａを示す図である。図４は、下方パネル部１４を構成するサンドイッチパネル２０とバッテリ１２のバッテリメンバ１２ａとの接続状態を模式的に示す斜視図である。図５は、図２の５－５線に沿う断面図である。なお、図に付したＸ軸は車の前後方向、Ｙ軸は車の左右方向、Ｚ軸は車の上下方向を示す。
　図１に示すように、バッテリケース１０は、収納室１１を有する。走行用のバッテリ１２は、収納室１１内に収納される。バッテリケース１０は、上方パネル部１３、下方パネル部１４、および側方パネル部１５を有する。図示例のバッテリケース１０は、上方パネル部１３、下方パネル部１４、および側方パネル部１５のそれぞれがサンドイッチパネル２０から構成される。上方パネル部１３および側方パネル部１５は、一体的に形成される。下方パネル部１４の外周は、第１接続プレート１４ａに固定される。側方パネル部１５の下端部は、第２接続プレート１５ａに固定される。第１接続プレート１４ａと第２接続プレート１５ａとは、ボルト１６などを介して車体側パネル１７に固定される。
　図２、図３、図４、および図５に示すように、サンドイッチパネル２０は、外周フレーム２１と、外周フレーム２１によって囲まれた内側空間３０を複数のチャンバ３１に区画するバー部材２２と、チャンバ３１のそれぞれに収納されたコア部２３と、外周フレーム２１、バー部材２２、およびコア部２３を挟み込む第１パネル２４および第２パネル２５と、を有する。
　外周フレーム２１は、サンドイッチパネル２０の外周を構成する。外周フレーム２１によって囲まれる内側空間３０は、比較的広い面積を有する。外周フレーム２１は、長手方向に直交する断面で見たときに、矩形形状の断面形状を有する（図５を参照）。外周フレーム２１は、中実でも良いが、軽量化の観点から中空であることが好ましい。外周フレーム２１の形成材料は、特に限定されない。外周フレーム２１は、例えば、アルミ材から形成される。
　バー部材２２は、外周フレーム２１によって囲まれた内側空間３０を区切る。バー部材２２は、図２において左右方向に伸びる第１バー２２ａと、上下方向に伸びる第２バー２２ｂと、を含む。外周フレーム２１およびバー部材２２は、コア部２３を補強する補強部材として機能する。バー部材２２は、長手方向に直交する断面で見たときに、矩形形状の断面形状を有する（図５を参照）。バー部材２２は、中実でも良いが、軽量化の観点から中空であることが好ましい。バー部材２２の形成材料は、特に限定されない。バー部材２２は、例えば、アルミ材から形成される。
　コア部２３は、例えば、ハニカムコア２３ａから構成される（図３を参照）。コア部２３は、ハニカムコア２３ａに代えて、発泡ポリウレタンなどの発泡材料から構成できる。
　第１パネル２４および第２パネル２５は、コア部２３の表裏両面の表層を構成する。第１パネル２４および第２パネル２５は、例えば、接着剤によってコア部２３に取り付けられるが、固定方法は特に限定されない。第１パネル２４は、バッテリケース１０の収納室１１側の表層を構成する。第２パネル２５は、バッテリケース１０の外側の表層を構成する。第１パネル２４および第２パネル２５の形成材料は、特に限定されない。第１パネル２４および第２パネル２５は、例えば、アルミ材などの金属材料、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）などから形成される。第１パネル２４の形成材料と、第２パネル２５の形成材料とは、異なる材料でもよい。例えば、第１パネル２４を例えばアルミ材から形成し、第２パネル２５を例えばＧＦＲＰから形成できる。
　本発明におけるサンドイッチパネル２０は、外周フレーム２１の内側空間３０がバー部材２２によって区切られている。本発明におけるサンドイッチパネル２０は、小さな面積のサンドイッチパネル片を複数個並べて構成される形態を含まない。したがって、本発明におけるサンドイッチパネル２０は、外周フレーム２１の内側空間３０が少なくとも１本のバー部材２２によって少なくとも２個のチャンバ３１に区画されている。
　上記のように構成したバッテリケース１０は、外周フレーム２１によって囲まれた内側空間３０をバー部材２２によって区切ることによって、外周フレーム２１およびバー部材２２がコア部２３を補強する機能を発揮する。補強部材として機能する外周フレーム２１およびバー部材２２は、サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生したとき、長手方向に荷重を分散させる。このため、サンドイッチパネル２０は、局部的な入力に対する耐力が向上する。サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生しても、コア部２３の局部的な破損（せん断変形ないしは圧縮変形による破損）を抑えることができ、コア部２３を挟み込む一対のパネルのせん断変形を抑えることができる。その結果、バッテリケース１０が破壊に至ることを低減できる。
　サンドイッチパネル２０における外周フレーム２１またはバー部材２２に対して、バッテリ１２の構成部材または車体側部材（車体側パネル１７など）が固定される。図４には、外周フレーム２１に対して、バッテリ１２の構成部材であるバッテリメンバ１２ａを固定する状態が示される。バッテリメンバ１２ａは、単に、「メンバ」とも指称される。バッテリメンバ１２ａは、車両の横方向（Ｙ軸によって示される）に伸びているバッテリークロスメンバ１２ｂと、車両の前後方向（Ｘ軸によって示される）に伸びているバッテリーサイドメンバ１２ｃとの総称である。このように構成すれば、サンドイッチパネル２０への入力に対して、バッテリケース１０および収納されるバッテリ１２を、軽量な構造のサンドイッチパネル２０によって容易に保護できる。
　コア部２３は、ハニカムコア２３ａから構成される。ハニカムコア２３ａは、軽量で、強度の強い補強材である。このように構成することによって、コア部２３の軽量化を通して、サンドイッチパネル２０の軽量化を図ることができる。さらに、コア部２３の強度および剛性を向上させることができる。
　＜変形例１－３＞
　図６Ａは、変形例１のバッテリケース１０の図５に相当する断面図である。図６Ｂは、変形例２のバッテリケース１０の図５に相当する断面図である。図６Ｃは、変形例３のバッテリケース１０の図５に相当する断面図である。
　実施形態の外周フレーム２１およびバー部材２２は矩形形状の断面形状を有するが（図５を参照）、外周フレーム２１およびバー部材２２の断面形状は適宜変更できる。
　図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃに示すように、変形例１－３において、外周フレーム２１は、長手方向に直交する断面で見たときに、入力荷重を伝達する伝達部５０を備えるアーチ部４０を有する断面形状を有し、閉断面を形成している。外周フレーム２１における伝達部５０は、外周フレーム２１の上方を覆う壁部５０ｂと、外周フレーム２１の下方を覆う壁部５０ｃと、アーチ部４０の凸部４１が突出する方向の開口を塞ぐ壁部５０ｄと、を有する。図示例では、壁部５０ｂは第１パネル２４を延長することによって構成され、壁部５０ｃは第２パネル２５を延長することによって構成され、壁部５０ｄは第１パネル２４を折り曲げて第２パネル２５に接続することによって構成される。なお、伝達部５０の壁部５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、上記の構成に限定されず、第１パネル２４や第２パネル２５とは別体の板部材から構成できる。また、伝達部５０の壁部５０ｄは、第１接続プレート１４ａの端部や、第２接続プレート１５ａの端部から構成できる（図１を参照）。変形例１において、バー部材２２は、実施形態と同様に、長手方向に直交する断面で見たときに、矩形形状の断面形状を有する。変形例２および変形例３においては、バー部材２２も、長手方向に直交する断面で見たときに、入力荷重を伝達する伝達部５０を備えるアーチ部４０を有する断面形状を有し、閉断面を形成している。バー部材２２における伝達部５０も、外周フレーム２１の側方を覆う壁部５０ｅ、５０ｆと、アーチ部４０の凸部４１が突出する方向の開口を塞ぐ壁部５０ｇと、を有する。壁部５０ｅ、５０ｆの端部は。第１パネル２４および第２パネル２５に接続される。図示例では、変形例２の壁部５０ｇは第２パネル２５によって構成され、変形例３の壁部５０ｇは第１パネル２４によって構成される。
　このように構成することによって、補強部材として機能する外周フレーム２１およびバー部材２２は、サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生したとき、伝達部５０を介して長手方向に荷重を効率的に分散させる。これによって、サンドイッチパネル２０は局部的な入力に対する耐力がさらに向上して、サンドイッチパネル２０の強度を一層向上でき、バッテリケース１０が破壊に至ることを低減できる。
　変形例１、２、および３において、外周フレーム２１におけるアーチ部４０の凸部４１は、バッテリケース１０の中央から見たときに、外方に向けて突出する。図２を参照して、車両の前後方向（Ｘ軸によって示される）に伸びている左右の外周フレーム２１において、アーチ部４０の凸部４１は、側方衝突に対する強度を高めるため、矢印６１、６２によって示される車体横方向に向けて突出する。車両の横方向（Ｙ軸によって示される）に伸びている前方の外周フレーム２１において、アーチ部４０の凸部４１は、前方衝突に対する強度を高めるため、矢印６３によって示される車体前方向に向けて突出する。後方の外周フレーム２１（不図示）において、アーチ部４０の凸部４１は、後方衝突に対する強度を高めるため、矢印６４によって示される車体後方向に向けて突出する。図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃにおいては、左右の外周フレーム２１において、アーチ部４０の凸部４１は、矢印６１、６２によって示される車体横方向に向けて突出する。このように構成することによって、バッテリケース１０の外方から中央に向けて、サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生したとき、外周フレーム２１が長手方向に荷重を効率的に分散させる。これによって、サンドイッチパネル２０の強度を向上でき、バッテリケース１０が破壊に至ることを低減できる。
　変形例２および３において、バー部材２２は、アーチ部４０の凸部４１を突出させる方向は任意に設定できる。例えば、変形例２のバー部材２２は、アーチ部４０の凸部４１が下方に向けて突出する（図６Ｂを参照）。また、変形例３のバー部材２２は、アーチ部４０の凸部４１が、上方に向けて突出する（図６Ｃを参照）。このように構成することによって、設計に応じて、バー部材２２の凸部４１の突出方向を決めることができる。サンドイッチパネル２０を下方パネル部１４に適用する場合には、下方パネル部１４の下方からの衝撃を考慮して、バー部材２２の凸部４１の突出方向を下向きに設定できる（図６Ｂの変形例２を参照）。収容するバッテリ１２の重量を考慮して、バー部材２２の凸部４１の突出方向を上向きに設定できる（図６Ｃの変形例３を参照）。バー部材２２が配置される位置に応じて、凸部４１の突出方向が上向きのバー部材２２と、凸部４１の突出方向が下向きのバー部材２２とを組み合わせて使用できる。
　図６Ｄは、変形例２および変形例３を適用したバッテリケース１０を示す図１に相当する断面図である。下方パネル部１４に適用したサンドイッチパネル２０において、外周フレーム２１におけるアーチ部４０の凸部４１は、バッテリケース１０の中央から見たときに、外方（図において右側）に向けて突出する。また、上方パネル部１３に適用したサンドイッチパネル２０において、外周フレーム２１におけるアーチ部４０の凸部４１は、バッテリケース１０の中央から見たときに、外方（図において右側）に向けて突出する。バー部材２２におけるアーチ部４０の凸部４１は、任意の方向に突出する。
　＜変形例４＞
　図７Ａは、変形例４のバッテリケース１０の図５に相当する断面図である。図７Ｂは、変形例４のサンドイッチパネル２０の要部を示す斜視図である。
　変形例４は、伝達部５０の構成を改変した点で、変形例１－３と相違する。図７Ａおよび図７Ｂに示すように、変形例４の伝達部５０は、アーチ部４０の外側に沿って配置され、アーチ部４０の凸部４１が突出する方向に伸びるリブ部５１をさらに有する点において、変形例１－３の伝達部５０と相違する。
　リブ部５１は、凸部４１の突出方向と同一方向に立設される。伝達部５０は、アーチ部４０の凸部４１の形状に合致した凹部５０ａを有する。リブ部５１同士の間隔は、設計に応じて適宜決定できる。このようにリブ部５１をさらに有する伝達部５０は、サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生したとき、外周フレーム２１およびバー部材２２の長手方向に荷重を効率的に分散できる。その結果、補強部材として機能する外周フレーム２１およびバー部材２２は、質量の増加を抑制しつつ、エネルギ吸収量を増加できる。
　図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃは、アーチ部４０および伝達部５０の凹部５０ａのアーチ曲線を示す模式図である。
　図８Ａに示すアーチ曲線は、カテナリ曲線を示している。アーチ部４０は、カテナリ曲線に沿ったアーチ形状を有する。伝達部５０の凹部５０ａは、アーチ部４０の形状に合致したカテナリ曲線に沿った形状を有する。図８Ｂに示すアーチ曲線は、曲率が一律の半径を示している。アーチ部４０は、曲率が一律の半径に沿ったアーチ形状を有する。伝達部５０の凹部５０ａは、アーチ部４０の形状に合致した曲率が一律の半径に沿った形状を有する。図８Ｃに示すアーチ曲線は、二次曲線を示している。アーチ部４０は、二次曲線に沿ったアーチ形状を有する。伝達部５０の凹部５０ａは、アーチ部４０の形状に合致した二次曲線に沿った形状を有する。
　伝達部５０が矢印によって示される等分布荷重を受けた場合、カテナリ曲線のときは、アーチ曲線に沿った圧縮力のみが発生する。このため、カテナリ曲線は、図示した３つのアーチ曲線の中で最も強度が高くなる。
　したがって、アーチ部４０は、カテナリ曲線に沿ったアーチ形状を有し、伝達部５０は、アーチ部４０の外形形状に合致した凹部５０ａを有することが好ましい。このように構成することによって、伝達部５０は、入力荷重を、アーチ形状の接戦方向に沿う圧縮荷重としてアーチ部４０に効率的に伝達できる。その結果、補強部材として機能する外周フレーム２１およびバー部材２２は、エネルギ吸収量が一層増加するため、質量の増加を一層抑制できる。
　＜変形例５＞
　図９は、変形例５のサンドイッチパネル２０の要部を示す斜視図である。
　変形例５は、伝達部５０の構成を改変した点で、変形例４と相違する。変形例５の伝達部５０は、アーチ部４０の外側に沿って配置された発泡樹脂５２をさらに有する。発泡樹脂５２は、例えば、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレンなどである。発泡樹脂５２は、任意的に、アーチ部４０の内側に充填できる。このように発泡樹脂５２から構成した伝達部５０は、サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生したとき、伝達部５０の長手方向の全面にわたって荷重を受け、外周フレーム２１およびバー部材２２の長手方向に荷重を効率的に分散できる。その結果、補強部材として機能する外周フレーム２１およびバー部材２２は、質量の増加を抑制しつつ、エネルギ吸収量を増加できる。
　＜変形例６＞
　図１０は、変形例６のサンドイッチパネル２０の要部を示す斜視図である。
　変形例６は、伝達部５０の構成を改変した点で、変形例４および変形例５と相違する。変形例６の伝達部５０は、アーチ部４０の外側に沿って配置されたラティス構造体５３をさらに有する。ラティス構造体５３は、周知のように、複数の格子状のセル５３ａが３次元的かつ周期的に積み上げられた構造体である。適用するセル５３ａの形状は特に限定されない。ラティス構造体５３は、任意的に、アーチ部４０の内側に充填できる。このようにラティス構造体５３から構成した伝達部５０は、サンドイッチパネル２０に局部的な入力が発生したとき、伝達部５０の長手方向の全面にわたって荷重を受け、さらにラティス構造体５３のセル５３ａ自体によって荷重を分散させ、外周フレーム２１およびバー部材２２の長手方向に荷重を効率的に分散できる。その結果、補強部材として機能する外周フレーム２１およびバー部材２２は、質量の増加を抑制しつつ、エネルギ吸収量を増加できる。
　以上、本発明のバッテリケース１０の実施形態および変形例を説明したが、本発明は前述した実施形態および変形例において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
　例えば、上方パネル部１３、下方パネル部１４、および側方パネル部１５のそれぞれをサンドイッチパネル２０から構成した実施形態を示したが、本発明はこの場合に限定されない。上方パネル部１３、下方パネル部１４、および側方パネル部１５の少なくとも一つのパネル部をサンドイッチパネル２０から構成できる。
　なお、以下の実施形態も本発明の範囲に含まれる：請求項４の特徴を有する請求項２に記載のバッテリケース１０；請求項１０の特徴を有する請求項９に記載のバッテリケース１０。
１０　　バッテリケース
１１　　収納室
１２　　バッテリ
１２ａ　バッテリメンバ
１３　　上方パネル部
１４　　下方パネル部
１４ａ　第１接続プレート
１５　　側方パネル部
１５ａ　第２接続プレート
１６　　ボルト
１７　　車体側パネル
２０　　サンドイッチパネル
２１　　外周フレーム
２２　　バー部材
２２ａ　第１バー
２２ｂ　第２バー
２３　　コア部
２３ａ　ハニカムコア
２４　　第１パネル
２５　　第２パネル
３０　　内側空間
３１　　チャンバ
４０　　アーチ部
４１　　凸部
５０　　伝達部
５０ａ　凹部
５１　　リブ部
５２　　発泡樹脂
５３　　ラティス構造体
５３ａ　セル

Claims (10)

  1. 　走行用のバッテリを収納するバッテリケースであって、
    　上方パネル部、下方パネル部、および側方パネル部の少なくとも一つのパネル部が、
    　外周フレームと、
    　前記外周フレームによって囲まれた内側空間を複数のチャンバに区画するバー部材と、
    　前記チャンバのそれぞれに収納されたコア部と、
    　前記外周フレーム、前記バー部材、および前記コア部を挟み込む第１パネルおよび第２パネルと、を有するサンドイッチパネルから構成される、バッテリケース。
  2. 　前記外周フレームは、長手方向に直交する断面で見たときに、入力荷重を伝達する伝達部を備えるアーチ部を有する断面形状を有し、閉断面を形成している、請求項１に記載のバッテリケース。
  3. 　前記バー部材は、長手方向に直交する断面で見たときに、入力荷重を伝達する伝達部を備えるアーチ部を有する断面形状を有し、閉断面を形成している、請求項２に記載のバッテリケース。
  4. 　前記外周フレームにおける前記アーチ部の凸部は、前記バッテリケースの中央から見たときに、外方に向けて突出する、請求項３に記載のバッテリケース。
  5. 　前記アーチ部は、カテナリ曲線に沿ったアーチ形状を有し、前記伝達部は、前記アーチ部の外形形状に合致した凹部を有する、請求項４に記載のバッテリケース。
  6. 　前記伝達部は、前記アーチ部の外側に沿って配置され、前記アーチ部の凸部が突出する方向に伸びるリブ部を有する、請求項４に記載のバッテリケース。
  7. 　前記伝達部は、前記アーチ部の外側に沿って配置された発泡樹脂を有する、請求項４に記載のバッテリケース。
  8. 　前記伝達部は、前記アーチ部の外側に沿って配置されたラティス構造体を有する、請求項４に記載のバッテリケース。
  9. 　前記サンドイッチパネルにおける前記外周フレームまたは前記バー部材に対して、前記バッテリの構成部材または車体側部材が固定される、請求項１から８のいずれか１項に記載のバッテリケース。
  10. 　前記コア部は、ハニカムコアから構成される、請求項１から８のいずれか１項に記載のバッテリケース。
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