JP2023184051A

JP2023184051A - バッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備える電動移動体

Info

Publication number: JP2023184051A
Application number: JP2022097953A
Authority: JP
Inventors: 昌浩石川; Masahiro Ishikawa; 隆夫畑; Takao Hata; 直人小山; Naoto Koyama
Original assignee: Sanko Gosei Ltd
Current assignee: Sanko Gosei Ltd
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-12-28

Abstract

【課題】高い難燃性によって短時間の熱拡散を防止できるバッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備え、確実に乗員保護を図ることができる電動移動体を提供する。【解決手段】バッテリー収納装置１にあっては、ロアケースすなわちボトムパネル６及びバッテリーケース（カバー）２及び樹脂製モジュールケース４及びセパレータ９のうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系ファイバーを付加してなる。このセラミック系ファイバーは酸化アルミニウムを含む繊維（アルミナファイバー）とすることができる。この結晶質アルミナ短繊維（アルミナファイバー）である「デンカアルセン」は、アルミナ、シリカを主成分とし、従来から高温用耐火断熱材として使用されている。その特長は、最高使用温度は、1500～1700℃（＊）で、アルミナ分（72％～97％）が高く化学特性に優れ繊維になりきれない非繊維状粒子である「ショット」が非常に少ない。【選択図】図１

Description

本発明は電動移動体に使用されるバッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備える電動移動体に関し、とくに、高い難燃性によって短時間の熱拡散を引き起こし難いバッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備える電動移動体に関する。

電動移動体のバッテリー収納装置では、バッテリーケースと、そのバッテリーケースに収納するモジュールケースと、そのモジュールケース内に複数のバッテリーを収納する方式が従来から採用されている。
係るバッテリーモジュール方式を採用することによってバッテリー組付け工程のシンプル化を行うことが可能となる。具体的にはバッテリーを１つ１つバッテリーケースに入れてその各バッテリーの固定と配線接続を行う作業を行う場合にバッテリー組付け工程工数が膨大となる問題を解消し、生産性を飛躍的に向上することができる。またそのようにバッテリーモジュールを採用することによってバッテリー組付け工程のサブライン化や別の場所での作業にすることができ、工程設計の自由度が上がる。

図２３～図２５はバッテリーモジュール方式を採用する従来のバッテリー収納装置の一例を示す。この図２３～図２５に示すバッテリー収納装置にあってはバッテリーモジュール１００は、前後方向に積層した複数のバッテリーセル１０１と、複数のバッテリーセル１０１を収容するモジュールケース１０５とを備えている。

さらにバッテリーケース２００は、図２４に示すように、略水平な板状をなすロアケース２０１と、ロアケース２０１に対し上から覆うように組み付けられたカバー２０６とを備えている。

図２５に示すように複数のバッテリーモジュール１００をロアケース２０１に固定した後、バッテリーモジュール１００を上から覆い隠すようにカバー２０６を被せ、被せたカバー２０６をボルト等によってロアケース２０１に固定する。以上により、バッテリーケース２００が構成されるとともに、バッテリーケース２００内に複数のバッテリーモジュール１００が固定された状態で収容される。

以上のロアケース及びカバー及びモジュールケースはその軽量性と強靱性の観点から樹脂製とすることが可能であり、これが電費低減の観点から好便であると考えられている。

このような水冷方式によるバッテリー収納装置に関し特許文献１には電池の外側樹脂部材は、非芳香族性樹脂組成物からなる樹脂マトリックスと、該樹脂マトリックス中に分散して存在する無機繊維とから構成されている電池が開示された。

また特許文献２には金属製のケースと、ケースに収納可能なコアと、コアが収納されたケースに充填された電解液と、を備える二次電池であって、コアは、セパレータを含んで正極と負極とが交互に積層されたコア本体と、コア本体を囲繞するとともに、コア本体とケースとを電気的に絶縁する樹脂層と、を含み、樹脂層又はセパレータの少なくとも一方は、ダイヤモンドの粒子を内在することを特徴とする二次電池が開示された。

また特許文献３には内部空間を形成する下部板と側壁を有するモジュールケース；前記樹脂製モジュールケースの内部空間に存在する複数のバッテリーセル；および前記樹脂製モジュールケースの内部空間に存在する樹脂層を含み、樹脂層はフィラーを含む、フィラーは、セラミック粒子または炭素系フィラーであるバッテリーモジュールが開示された。

また特許文献４には上部板、下部板および側壁を有し、前記上部板、下部板および側壁によって内部空間が形成されているモジュールケース；前記樹脂製モジュールケースの内部空間に存在する複数のバッテリセル；前記バッテリセルと接触しながら前記上部板と接触している第１フィラー含有硬化樹脂層および前記バッテリセルと接触しながら前記下部板と接触している第２フィラー含有硬化樹脂層を含む、バッテリモジュールが開示された。

WO２０１４－１７４６１６号公報特開2018-137068 号公報特開2018-510463号公報特開2020-533770号公報

以上のバッテリー収納装置についてその構成部材を樹脂製とすることが可能であり、これが電費低減の観点から好便であるとしても、樹脂はそもそも一般に可燃性であり、バッテリー周りが発火した場合に樹脂構成部材に延焼し、これがキャビン内の乗員が被る危険を防止する対策は重要な安全性向上対策となる。
これに対し上述の特許文献１～特許文献４の開示技術は、いずれも乗員保護を図るという観点から樹脂部材の難燃性を高めて短時間の熱拡散を防止できるバッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備える電動移動体に関するものではなかった。

係る樹脂部材の熱拡散防止能に関しては具体的には例えば単体バッテリーが熱制御を失うこと(熱暴走)で熱拡散を引き起こし、その結果として乗員へ危害が及ぶこととなる５分前には警報を発する機能が工業的には要望されている。換言すれば可能な限り熱拡散を防止し、バッテリの異常があったとしても乗員へ危害が及ぶ５分前には警報を発することを可能とするだけの時間的余裕を保障するための樹脂部材を備えたバッテリー収納装置が要望されている。

この乗員へ危害が及ぶ５分前には警報を発することを可能とするだけの時間的余裕を保障すると言う性能に関し、これは具体的には次のような性能として評価できる。
すなわち一般的にバッテリーが熱暴走した際の燃焼温度は高温で１０００°Cを超える温度になると言われている。
このような高温に達するリチウムイオンバッテリーのカバー等の樹脂構成材料に関し、発火後熱暴走を起こした場合、乗員が逃げる時間として６分を確保することを目標とすることによって、発火後のキャビンへの短時間の熱拡散を防止する。それと共に樹脂製バッテリーケースの難燃化を図ることによって、燃焼しても穴が開かなければバッテリーパック内への酸素供給も防止して乗員安全を確保すると共にバッテリーの延焼防止を図ることができるものということができる。

本発明は以上の従来技術に関する問題に鑑み、高い難燃性によって短時間の熱拡散を防止できるバッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備え、確実に乗員保護を図ることができる電動移動体を提供することを目的とする。

すなわち本発明のバッテリー収納装置は、フィラーとしてセラミック系ファイバーを付加してなる樹脂部品を備えることを特徴とする。

また本発明のバッテリー収納装置は、フィラーとしてセラミック系粉末を付加してなる樹脂部品を備えることを特徴とする。

また本発明のバッテリー収納装置は、ロアケースとそのロアケースに組み付けられるカバーとよりなる樹脂製バッテリーケースと、その樹脂製バッテリーケースに収納されてバッテリーを収納可能にされた樹脂製モジュールケースと前記バッテリーを複数収納可能にするために前記樹脂製モジュールケースに一体なセパレータとを備えるバッテリー収納装置において、前記ロアケース及び前記カバー及び前記樹脂製モジュールケース及び前記セパレータのうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系ファイバーを付加してなることを特徴とする。

さらに本発明のバッテリー収納装置は、ロアケースとそのロアケースに組み付けられるカバーとよりなる樹脂製バッテリーケースと、その樹脂製バッテリーケースに収納されてバッテリーを収納可能にされた樹脂製モジュールケースと前記バッテリーを複数収納可能にするために前記樹脂製モジュールケースに一体なセパレータとを備えるバッテリー収納装置において、前記ロアケース及び前記カバー及び前記樹脂製モジュールケース及び前記セパレータのうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系粉末を付加してなることを特徴とする。

本発明のバッテリー収納装置及びこのバッテリー収納装置を備える電動移動体によれば、高い難燃性によって短時間の熱拡散を防止して、確実に乗員保護を図ることができるという優れた効果が奏される。

本発明の一実施の形態に係るバッテリー収納装置の模式断面図である。図１のバッテリー収納装置の分解斜視図である。本発明の他の実施の形態に係るバッテリー収納装置の模式断面図である。本発明のバッテリー収納装置によるバッテリー収納状態の例を示す斜視図であり、（ａ）バッテリーの下面冷却時のバッテリー配列、（ｂ）バッテリーの側面冷却時のバッテリー配列、である。本発明の一実施の形態のバッテリー収納装置における温度調整液体経路の一パターンを示す模式図である。本発明の一実施の形態のバッテリー収納装置における温度調整液体経路の他のパターンを示す模式図である。本発明の一実施の形態のバッテリー収納装置における温度調整液体経路の別のパターンを示す模式図である。本発明の一実施の形態のバッテリー収納装置における温度調整液体経路のまた別のパターンを示す模式図である。本発明の他の実施の形態に係るバッテリー収納装置の部分斜視図である。本発明の他の実施の形態に係るバッテリー収納装置の部分模式図である。本発明のさらに他の実施の形態に係るバッテリー収納装置の部分模式図である。本発明のさらに他の実施の形態に係るバッテリー収納装置の部分斜視図であり、（ａ）組付け工程を示す、（ｂ）組付け後を示す。図１２（ｂ）の部分拡大斜視図である。本発明のさらに他の実施の形態に係るバッテリー収納装置の組付け工程を示す部分分解斜視図である。図１４に示す実施の形態のバッテリー収納装置の組付け後を示す部分斜視図である。図１５に示す実施の形態のバッテリー収納装置の横断面図である。本発明のバッテリー収納装置の製造方法の一実施の形態の説明図である。本発明のバッテリー収納装置の製造方法の一実施の形態の他の説明図である。本発明のバッテリー収納装置の製造方法の一実施の形態のまた他の説明図である。本発明のバッテリー収納装置の製造方法の他の実施の形態の説明斜視図である。図２０に示す実施の形態の他の説明斜視図である。本発明の電動移動体の一実施の形態の側面透視模式図である。実施例に用いた耐熱性試験装置の説明図である。従来のバッテリー収納装置におけるバッテリーモジュールの分解斜視図である。従来のバッテリー収納装置におけるバッテリーケースの斜視図である。従来のバッテリー収納装置のバッテリーケースにおけるバッテリーモジュールの収納状態を示す部分斜視図である。従来のバッテリー収納装置におけるバッテリーケースの部分断面模式図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示す本発明の一実施の形態に係るバッテリー収納装置１は、樹脂製のバッテリーケース（カバー）２と、そのバッテリーケース２に収納されてリチウムイオンバッテリー３を収納可能にされた樹脂製モジュールケース４とを備える。バッテリーケース２の内側面に樹脂製モジュールケース４の外側面が嵌合する態様で、バッテリーケース２の内側に樹脂製モジュールケース４が収納される。

また樹脂製モジュールケース４は一体に形成したセパレータ９を備え、このセパレータ９を介在させて複数のリチウムイオンバッテリー３が収納可能にされる。

この本実施の形態のバッテリー収納装置１にあっては、ロアケースすなわちボトムパネル６及びバッテリーケース（カバー）２及び樹脂製モジュールケース４及びセパレータ９のうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系ファイバーを付加してなる。このセラミック系ファイバーは酸化アルミニウムを含む繊維とすることができる。

この酸化アルミニウムを含む繊維としては一例として結晶質アルミナ短繊維（アルミナファイバー）である例えば「デンカアルセン」（デンカ株式会社商品名）を用いることができる。このデンカアルセンは、アルミナ、シリカを主成分とし、従来から高温用耐火断熱材として使用されている。その特長は、最高使用温度は、1500～1700℃（＊）で、アルミナ分（72％～97％）が高く化学特性に優れ繊維になりきれない非繊維状粒子である「ショット」が非常に少ない。
なお以上において一般的に非晶質のセラミックファイバに対し結晶質アルミナファイバとすることによって複合材料の強靭化が可能となる。
また一般的に１～２ｍμから１０ｍμ程度の繊維径の短繊維とすることによって、樹脂複合材の射出成型時の湯回り向上が可能となる。

本発明の他の実施の形態のバッテリー収納装置１にあっては、ロアケース２０１及びカバー２０６及び樹脂製モジュールケース４及びセパレータ９のうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系粉末を付加してなる。このセラミック系粉末は酸化アルミニウムを含む粉末とすることができる。

この酸化アルミニウムを含む粉末としては、一例として例えば「アルミナセメント」を用いることができる。アルミナセメントはアルミン酸カルシウムを主要構成化合物とする水硬性セメントであり、これに対し一般に土木・建築分野で使用されている「ポルトランドセメント」はケイ酸カルシウムを主要構成化合物としている。
アルミナセメントは、ポルトランドセメントと比較して急硬性・早強性を有し、耐酸性・耐化学薬品性に優れ耐火性・耐熱性に優れるという特長を有している。
このアルミナセメントとしては一例としてAl2O3:約55%のデンカアルミナセメント（デンカ株式会社商品名）やAl2O3:約73～80%のデンカハイアルミナセメント（デンカ株式会社商品名）やデンカハイアルミナセメントスーパー（デンカ株式会社商品名）がある。
デンカハイアルミナセメントスーパーはキルンで製造したAl2O3約80％、CaO約18％、SiO2・Fe2O3などの不純物を極力減らした高純度、高耐火性及び高耐食性を兼ね備えたアルミナセメントである。

なおフィラーを分散させる適用の対象となる樹脂としては熱可塑性樹脂、例えば、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。

樹脂に対してセラミック系ファイバーを付加する程度は付加した状態の全重量に対してセラミック系ファイバーが０．０５重量％～４０重量％～、望ましくは０．１２重量％～３６重量％～、さらに望ましくは０．１６重量％～３１重量％～である。

全重量に対してセラミック系ファイバーが４０重量％を越えると樹脂本来の柔軟性が失われる傾向が生じ、好ましくない。全重量に対してセラミック系ファイバーが０．０５重量％未満であると均一な難燃性の向上が困難となり、好ましくない。
また全重量に対してセラミック系ファイバーが３６重量％を越えると樹脂成型性が悪化し、好ましくない。全重量に対してセラミック系ファイバーが０．１２重量％未満であると難燃性の向上のための品質管理が困難となり、好ましくない。
さらに全重量に対してセラミック系ファイバーが３１重量％を越えると射出成型時に湯回り不良が生じる場合があり、好ましくない。全重量に対してセラミック系ファイバーが０．１６重量％未満であると樹脂に対する均一混錬に時間を要し、生産性が悪化して、好ましくない。

樹脂に対してセラミック系粉末を付加する程度は付加した状態の全重量に対してセラミック系粉末が５．０重量％～４０重量％～、望ましくは５．４重量％～３６重量％～、さらに望ましくは５．８重量％～３１重量％～である。

全重量に対してセラミック系粉末が４０重量％を越えると樹脂本来の柔軟性が失われる傾向が生じ、好ましくない。全重量に対してセラミック系粉末が５．０重量％未満であると均一な難燃性の向上が困難となり、好ましくない。
また全重量に対してセラミック系粉末が３６重量％を越えると樹脂成型性が悪化し、好ましくない。全重量に対してセラミック系粉末が５．４重量％未満であると難燃性の向上のための品質管理が困難となり、好ましくない。
さらに全重量に対してセラミック系粉末が３１重量％を越えると射出成型時に湯回り不良が生じる場合があり、好ましくない。全重量に対してセラミック系粉末が５．６重量％未満であると樹脂に対する均一混錬に時間を要し、生産性が悪化して、好ましくない。

以上の各実施の形態のバッテリー収納装置１は以上の様に構成される結果、高い難燃性によって短時間の熱拡散を防止して、確実に乗員保護を図ることができる。

さらに以上の本発明の各実施の形態に係るバッテリー収納装置１にあっては難燃性を向上するためにリチウムイオンバッテリー３を直接収納する樹脂製モジュールケース４自体を積極的に冷却し、そもそも発火自体の危険性を格段に低減するために温度調整液体経路である冷却水経路５を設けるようにすることができる。すなわち樹脂製モジュールケース４自体に冷却水経路５が形成されて、樹脂製モジュールケース４が一体な冷却水経路５を有する。

さらに詳細には樹脂製モジュールケース４の下面には凹所５ａが形成され、その凹所５ａの開口部分５ｂがロアケースであるボトムパネル６によって閉塞されて冷却水経路５が形成される。樹脂製モジュールケース４の下面とボトムパネル６上面との間にはＯリング７が配置されて止水が図られ、その状態で樹脂製モジュールケース４とボトムパネル６相互はボルト８によって締結される。なお、樹脂製モジュールケース４とボトムパネル６相互はボルト８による機械的結合と併せて、もしくは機械的結合以外に溶着手段又は接着手段によって締結することもできる。
このような樹脂製モジュールケース４は上述するようにセパレータ９を介在させて複数のリチウムイオンバッテリー３が収納可能にされてなる。

本実施の形態のバッテリー収納装置１は以上の様に構成される結果、従来の金属ケース、冷却装置及びバッテリーモジュールの３層構造のバッテリー収納装置に比較してバッテリー収納装置１の高さを低減することができる。すなわスペース効率の向上を図ることができる。しかも樹脂製モジュールケース４自体に冷却水経路５が形成されて、樹脂製モジュールケース４が一体な冷却水経路５を有する結果冷却効率も向上する。

図３は本発明の他の実施の形態のバッテリー収納装置１を示す。本実施の形態では樹脂製モジュールケース４が底部４ａと側部４ｂとを一体に形成してなり、側部４ｂ自体が冷却水経路５を有する。すなわち側部４ｂに冷却水経路５が形成される。さらに詳細には樹脂製モジュールケース４の側部４ｂ側面には凹所５ｃが形成され、その凹所５ｃの開口部分５ｄがサイドパネル１０によって閉塞されて冷却水経路５が形成される。なお、樹脂製モジュールケース４の側面とサイドパネル１０側面との間にはＯリング１１が配置されてその状態で樹脂製モジュールケース４とサイドパネル１０相互は図示しないボルトによって締結される。またサイドパネル１０の一端側部１０ａはバッテリーケース２の内側端部に嵌合して配置される。

以上の実施の形態で樹脂製モジュールケース４が底部４ａと側部４ｂとを一体に形成してなり、底部４ａ自体も冷却水経路５を有するようにしてもよい。すなわち底部４ａにも冷却水経路５が形成されるようにしてもよい。

図４（ａ）は底部４ａ自体が冷却水経路５を有する下面冷却時のリチウムイオンバッテリー３配列を示し、図４（ｂ）は、側部４ｂ自体が冷却水経路５を有する。すなわち側部４ｂに冷却水経路５が形成される側面冷却時のリチウムイオンバッテリー３配列を示す。この場合に樹脂製モジュールケース４のサイズを適切に考慮し、下面冷却又は側面冷却いずれの場合でも同一サイズの樹脂製モジュールケース４によって同一数のリチウムイオンバッテリー３を収納することができるように構成することができる。

以上の各実施の形態において樹脂製モジュールケース４は熱伝導率を向上する素材、例えば窒化アルミニウムを分散して高熱伝導化した複合材としてもよい。
またＣＮＦ（セルロースナノファイバー）との複合樹脂を素材として耐熱性を強化してもよい。
また樹脂製のバッテリーケース２及びサイドパネル１０は炭素繊維複合樹脂を素材として軽量化を図ることもできる。
以上の各実施の形態において図２に示すように樹脂製モジュールケース４の底部４ａ及び／又は側部４ｂには冷却水経路５に接続するインレット接続口１２及びアウトレット接続口１３が樹脂成型によって樹脂製モジュールケース４と一体に設けられる。

図５～図８は底部４ａに形成される冷却水経路５の各種パターンを示す。
図５に示すパターンでは底部４ａに底部４ａの長手方向に延長する複数の同一長さの仕切り板１４が同一間隔で相互に平行に配設される。各仕切り板１４の両端部１４ａ，ｂは底部４ａの短手側両側内側面に達しない長さとされ、その両端部１４ａ，ｂ位置を均一に揃えて各仕切り板１４が配置される。
以上の結果この図５に示すパターンではインレット接続口１２から流入する冷却水は底部４ａの長手側両側内側面及び短手側両側内側面に沿った分枝路５ａ，ｂと、各仕切り板１４間に形成される分枝路５ｃ内を同一方向に進行してアウトレット接続口１３に達して排出される。この態様はインレット接続口１２から流入してアウトレット接続口１３に達して排出される。このパターンでは冷却水がインレット接続口１２から流入してアウトレット接続口１３に達して排出されるまでの時間が比較的に短くなることから冷却水の温度が比較的に高い場合の冷却効率向上に有効である。

図６に示すパターンでは図５のパターンと同様に底部４ａに底部４ａの長手方向に延長する複数の同一長さの仕切り板１４が同一間隔で相互に平行に配設される。しかし各仕切り板１４の両端部１４ａ，ｂのうち一端の１４ａ若しくは１４ｂは底部４ａの短手側両側内側面の一方に達し、当接し、他端は短手側両側内側面の他方に達っせず、当接しない態様で、複数の同一長さの仕切り板１４が交互に配置される。その結果この図６に示すパターンではインレット接続口１２から流入する冷却水の底部４ａの長手側両側内側面に沿った分枝路５ａは形成されるものの短手側両側内側面に沿った状態で延びる分枝路は形成されない。
以上の結果、この図６に示すパターンでは図５に示すパターンとは異なり、インレット接続口１２から流入して底部４ａの長手側両側内側面に沿った分枝路５ａを流れる冷却水の流れを順方向の流れとすると、接続口１２から流入して底部４ａの長手側両側内側面に沿った分枝路５ａを順方向に流れる冷却水は短手側両側内側面に到達すると仕切り板１４間を逆方向に流れ、さらに反対側の短手側両側内側面に到達すると仕切り板１４間を再度順方向に流れ、その順方向の流れと逆方向の流れを交互に反復し、蛇行しながらアウトレット接続口１３に達して排出される。このパターンでは冷却水がインレット接続口１２から流入してアウトレット接続口１３に達して排出されるまでの時間が比較的に長くなることから冷却水の温度が比較的に低い場合の冷却効率向上に有効である。

図７に示すパターンでは底部４ａに底部４ａの短手方向に延長する複数の同一長さの仕切り板１４が同一間隔で相互に平行に配設される。各仕切り板１４の両端部１４ａ，ｂは底部４ａの長手側両側内側面に達しない長さとされ、その両端部１４ａ，ｂ位置を均一に揃えて各仕切り板１４が配置される。
以上の結果この図５に示すパターンではインレット接続口１２から流入する冷却水は底部４ａの長手側両側内側面及び短手側両側内側面に沿った分枝路５ａ，ｂと、各仕切り板１４間に形成される分枝路５ｃ内を同一方向に進行してアウトレット接続口１３に達して排出される。このパターンでは冷却水がインレット接続口１２から流入してアウトレット接続口１３に達して排出されるまでの時間が比較的に短くなることから冷却水の温度が比較的に高い場合の冷却効率向上に有効である。

図８に示すパターンでは図７に示すパターンと同様に底部４ａに底部４ａの短手方向に延長する複数の同一長さの仕切り板１４が同一間隔で相互に平行に配設される。しかし各仕切り板１４の両端部１４ａ，ｂのうち一端の１４ａ若しくは１４ｂは底部４ａの長手側両側内側面の一方に達し、当接し、他端は長手側両側内側面の他方に達っせず、当接しない態様で、複数の同一長さの仕切り板１４が交互に配置される。その結果この図８に示すパターンではインレット接続口１２から流入する冷却水の底部４ａの短手側両側内側面に沿った分枝路５ａは形成されるものの長手側両側内側面に沿った状態で延びる分枝路は形成されない。
以上の結果、この図８に示すパターンでは図７に示すパターンとは異なり、インレット接続口１２から流入して底部４ａの短手側両側内側面に沿った分枝路５ａを流れる冷却水の流れを順方向の流れとすると、接続口１２から流入して底部４ａの短手側両側内側面に沿った分枝路５ａを順方向に流れる冷却水は長手側両側内側面に到達すると仕切り板１４間を逆方向に流れ、さらに反対側の長手側両側内側面に到達すると仕切り板１４間を再度順方向に流れ、その順方向の流れと逆方向の流れを交互に反復し、蛇行しながらアウトレット接続口１３に達して排出される。このパターンでは冷却水がインレット接続口１２から流入してアウトレット接続口１３に達して排出されるまでの時間が比較的に長くなることから冷却水の温度が比較的に低い場合の冷却効率向上に有効である。

図９はさらに本発明の他の実施の形態の樹脂製モジュールケース４を示す。本実施の形態では樹脂製モジュールケース４外周にさらに冷却配管１５を設けて冷却効果を増強する。冷却配管１５は樹脂製モジュールケース４の成型工程において肉厚の大きい部位を予め設定し、その部分にガス射出を行うことによって空洞を生成し、その空洞を冷却媒体の流動通路、すなわち冷却配管１５とする。これによって、樹脂製モジュールケース４による冷却性能をさらに向上させることができる。

図１０、図１１は本発明のバッテリー収納装置１の樹脂製モジュールケース４の他の形態を示す。
図１０に示す樹脂製モジュールケース４はガスインジェクション成形にあたってスライド金型を用いて得られ、冷却水経路５はほとんどの領域が樹脂層によって形成され、スライド金型を用いて樹脂製モジュールケース４の短手側両側面に形成された開口部分５ｂに成形後にボトムパネル６を溶着して樹脂製モジュールケース４を得ることができる。その場合にボトムパネル６は両側面の2枚の同一のボトムパネル６で足りる。冷却水経路５はその長手方向を樹脂製モジュールケース４の長手方向に一致させて、順方向と逆方向とが交互に形成される蛇行する冷却水経路５となる。

図１１に示す樹脂製モジュールケース４もガスインジェクション成形にあたってスライド金型を用いて得られ、冷却水経路５はその長手方向を樹脂製モジュールケース４の短手方向に一致させて、樹脂製モジュールケース４の長手方向に蛇行して進行する冷却水経路５となる。またその開口部分５ｂは樹脂製モジュールケース４の長手側両側面に形成され、成形後にボトムパネル６を溶着して樹脂製モジュールケース４を得ることができる。その場合にボトムパネル６は両側面の2枚の同一のボトムパネル６で足りる。

図１２（ａ）（ｂ）は本発明のバッテリー収納装置１の樹脂製モジュールケース４の他の形態を示す。この実施の形態では樹脂製モジュールケース４壁面に板金プレス等によって得られた金属部品１６をインサート成形し冷却効果を増強する。
この場合にリチウムイオンバッテリー３に金属板を直接に接する構造とした場合にはショートの可能性が生じ、リチウムイオンバッテリー３がダメージを受けることがある。その場合には金属板からの放熱が出来ず、冷却性能が低くなる。そこで樹脂製モジュールケース４を射出成型する際に熱伝導率の高い銅、アルミ等の板状金属部品１６をインサート成形し、樹脂製モジュールケース４内部の温度制御を向上させると共にショートの可能性を無くし冷却性能の低下を防ぐ。そのために樹脂製モジュールケース４本体部には板状金属部品１６が備える係止部１６ａを係止させる係止孔部１７が長手側両側面に形成される。さらに樹脂製モジュールケース４外側面には係止孔部１７を囲む庇部１７ａ，ｂ，ｃ，ｄが樹脂製モジュールケース４外側面の外方に延出する態様で設けられる。なお、図１２中楕円破線部の庇部１７ａ，ｂ，ｃ，ｄを図１２中で拡大して示す。
板状金属部品１６が備える係止部１６ａ端部は樹脂製モジュールケース４外側に係止孔部１７を介して延出し、庇部１７ａ，ｂ，ｃ，ｄに係合する。
図１３に示す様に、その樹脂製モジュールケース４の係止孔部１７の開口面積は１６の係止部１６の断面積よりも大にされており、その結果、庇部１７ａ，ｂ，ｃ，ｄと金属部品１６の係止部１６ａとの間に予め間隙１８を設けることができる。これによって、温度変化における樹脂部分と金属部分の線膨張の差を吸収し、製品の寸法安定性を向上させることができる。

図１４は本発明のバッテリー収納装置１の樹脂製モジュールケース４の他の形態を示す。樹脂製モジュールケース４を製造するにあたって予めプレス工法にて成型された熱伝導率の高い、銅、アルミ等の板状金属部品１６を用意する。この板状金属部品１６を配置して樹脂製モジュールケース配管カットモデル４ｅを脂製モジュールケース本体部４ｄに振動溶着して締結し、図１５、図１６に示す樹脂製モジュールケース４を得る。これによって板状金属部品１６及び冷却水経路５の冷却媒体を介して効率よくバッテリーを冷却することを可能ならしめる。
具体的には図１６に示す様に板状金属部品１６はその端部が冷却水経路５に当接して冷却水経路５によって冷却されると共に金属部品１６の係止部１６ａ端部は樹脂製モジュールケース４の外側に突出して、放熱される。

以下に本発明のバッテリー収納装置１の製造方法につき説明する。
図１７、図１８、図１９に示すように先ず樹脂射出成形によって樹脂製モジュールケース４の底部４ａと側部４ｂとを一体に形成した本体部４ｃを得る。係る本体部４ｃには所定の射出成形金型（図示せず）を用いることによって冷却水経路５が形成される。その冷却水経路５の開口部分５ｂにボトムパネル６を溶着して樹脂製モジュールケース４を得ることができる。この場合に複数の開口部分５ｂに単一のボトムパネル６ａを溶着するようにすることによって部品点数を低減しボトムパネル６の溶着工数を削減することができる。また冷却水経路５の長手方向端部に開口部分５ｂが形成される様にすることによって溶着工程を簡易化することができる。

図２０は本発明のバッテリー収納装置１の製造方法の他の形態を示す。図２０に示すように予め樹脂製モジュールケース本体部４ｄと樹脂製モジュールケース配管カットモデル４ｅを射出成型する。その後に樹脂製モジュールケース配管カットモデル４ｅを脂製モジュールケース本体部４ｄに振動溶着して図２１に示す樹脂製モジュールケース４を得る。係る態様によって樹脂製モジュールケース４の底部冷却部の冷却効果を最適化するよう制御する。すなわち樹脂製モジュールケース本体部４ｄを同一の態様の部品として、一方樹脂製モジュールケース配管カットモデル４ｅによって多様な冷却媒体の流路を形成できるようにする。これによって樹脂製モジュールケース配管カットモデル４ｅによって得られる冷却媒体の流路の最適化が容易となる。そのように最適化した樹脂製モジュールケース配管カットモデル４ｅを振動溶着により締結し、得られる樹脂製モジュールケース４によって適切な冷却効果が得られるように制御することが可能となる。

図２２は本発明に係るバッテリー収納装置１を備える電動移動体としての自動車１９を示す。この自動車１９ではバッテリー収納装置１が自動車１９の駆動力を生じるモータに電力を供給するように配置される。この場合にバッテリー収納装置１は自動車１９の全高の半分の高さより下方に配置される。自動車１９は電気自動車又はハイブリッド車又はPHEV又はFHEVである。
本発明に係るバッテリー収納装置１によれば従来の収納装置に比べ高さが低減されているため以上の自動車１９はその全高が低減されている。
その結果、自動車１９は前面投影面積を低減して空気抵抗係数（Cd＝Contance drag） X 前面投影面積によって求められる空気抵抗を低くすることを可能として、電費向上を可能としている。しかも全高が低くかつバッテリー収納装置１は自動車１９の全高の半分の高さより下方に配置されることも相まって重心高が低減され操舵性能が向上されている。特に電気自動車又はハイブリッド車はトルクが大きいので車重を下げることにもまして空気抵抗を下げた方が電費の抑制となるため空力性能の向上は非常に重要となる。

本発明に係るバッテリー収納装置１を備える電動移動体は空中飛翔体である航空機若しくは水上又は水中を移動する船体とすることもできる。
さらに本発明に係るバッテリー収納装置１を備える電動移動体は地上に設置された軌道上を移動する電車とすることもできる。

以上の実施の形態では本実施の形態のバッテリー収納装置１にあっては、ロアケースすなわちボトムパネル６及びバッテリーケース（カバー）２及び樹脂製モジュールケース４及びセパレータ９のうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系ファイバー若しくはセラミック系粉末を付加してなる態様を示した。しかし本発明はこれに限られずこれら以外のバッテリーケース内の樹脂部品有効に適用することができる。

［実施例１］
樹脂として熱可塑性樹脂を用い、この樹脂にデンカアルセンを付加してなる複合材について図２３に示す耐熱性試験装置を用いて耐熱性試験を行った。
図２３に示す耐熱性試験装置はテストサンプル２０に対してLPGガストーチ２１によって火炎２２を噴射し、その火炎２２によってテストサンプル２０に穴が開けられる時間を測定可能にされてなる。テストサンプル２０の側面温度は非接触放射温度計２３によって測温１０００°Cとなるようにテストサンプル２０とLPGガストーチ２１との間隔が調整される。

耐熱性試験結果を表１，２に示す。

表１に示す様に、デンカアルセンを０．０５重量％を越えて付加した場合には１０００℃ / 6分で穴開き確認した結果、穴あきは認められなかった。一方、デンカアルセン付加量が０．０５重量％未満である場合には１０００℃ / 6分で穴開き確認した結果、穴あきが認められた。

［実施例２］
樹脂として熱可塑性樹脂を用い、この樹脂にデンカハイアルミナセメントスーパーを付加してなる複合材について図２３に示す耐熱性試験装置を用いて耐熱性試験を行った。
結果を表２に示す。

表２に示す様に、デンカハイアルミナセメントスーパーを５．０重量％を越えて付加した場合には１０００℃ / 6分で穴開き確認した結果、穴あきは認められなかった。一方、デンカハイアルミナセメントスーパー付加量が５．０重量％未満である場合には１０００℃ / 6分で穴開き確認した結果、穴あきが認められた。

１・・・バッテリー収納装置、３・・・リチウムイオンバッテリー、２・・・バッテリーケース、４・・・樹脂製モジュールケース、５・・・冷却水経路、６・・・ボトムパネル、９・・・セパレータ。

Claims

フィラーとしてセラミック系ファイバーを付加してなる樹脂部品を備えることを特徴とするバッテリー収納装置。
フィラーとしてセラミック系粉末を付加してなる樹脂部品を備えることを特徴とするバッテリー収納装置。
ロアケースとそのロアケースに組み付けられるカバーとよりなる樹脂製バッテリーケースと、その樹脂製バッテリーケースに収納されてバッテリーを収納可能にされた樹脂製モジュールケースと前記バッテリーを複数収納可能にするために前記樹脂製モジュールケースに一体なセパレータとを前記樹脂部品として備えるバッテリー収納装置において、前記ロアケース及び前記カバー及び前記樹脂製モジュールケース及び前記セパレータのうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系ファイバーを付加してなることを特徴とするバッテリー収納装置。
ロアケースとそのロアケースに組み付けられるカバーとよりなる樹脂製バッテリーケースと、その樹脂製バッテリーケースに収納されてバッテリーを収納可能にされた樹脂製モジュールケースと前記バッテリーを複数収納可能にするために前記樹脂製モジュールケースに一体なセパレータとを前記樹脂部品として備えるバッテリー収納装置において、前記ロアケース及び前記カバー及び前記樹脂製モジュールケース及び前記セパレータのうちの少なくとも一がフィラーとしてセラミック系粉末を付加してなることを特徴とするバッテリー収納装置。
前記セラミック系ファイバーが酸化アルミニウムを含む繊維（アルミナファイバー）である請求項３記載のバッテリー収納装置。
全重量に対する前記酸化アルミニウムを含む繊維の付加量が０．０５重量％～４０重量％である請求項５記載のバッテリー収納装置。
前記セラミック系粉末が酸化アルミニウムを含む粉末である請求項４記載のバッテリー収納装置。
全重量に対する前記酸化アルミニウムを含む粉末の付加量が５．０重量％～４０重量％である請求項７記載のバッテリー収納装置。
前記樹脂製モジュールケースに温度調整液体経路が形成されてなる請求項１～請求項８いずれか一に記載のバッテリー収納装置。
前記樹脂製モジュールケースが底部と側部とを一体に形成してなり、前記底部に前記温度調整液体経路が形成された請求項９に記載のバッテリー収納装置。
前記樹脂製モジュールケースが底部と側部とを一体に形成してなり、前記側部に前記温度調整液体経路が形成された請求項９に記載のバッテリー収納装置。
前記底部及び／又は側部には前記温度調整液体経路に接続するインレット接続口及びアウトレット接続口がモジュールケースと一体に形成された請求項１０又は請求項１１記載のバッテリー収納装置。
前記樹脂製モジュールケース外周にさらに冷却配管を設けてなる請求項１～請求項１２のいずれか一記載のバッテリー収納装置。
請求項３～請求項１３のいずれか一記載のバッテリー収納装置を備える電動移動体であって、前記バッテリー収納装置が移動体の駆動力を生じるモータに電力を供給するようにしてなる電動移動体。
前記電動移動体が地上を走行する電気自動車又はハイブリッド車又はPHEV又はFHEVである請求項１４記載の電動移動体。
前記電動移動体が空中飛翔体である請求項１４記載の電動移動体。
前記電動移動体が水上又は水中を移動する船体である請求項１４記載の電動移動体。
前記電動移動体が軌道上を移動する電車である請求項１４記載の電動移動体。