(57)【要約】【課題】本発明は、電池パックに用いられる筐体及び電池パックを提供する。【解決手段】筐体は、収容空間と、収容空間に連通する開口とを備え、収容空間は、筐体の壁部によって囲まれて形成され、壁部は、２層以上の基板が積層されることで形成され、２層以上の基板の間には、複数のキャビティが形成されている。本発明に係る電池パックに用いられる筐体は、壁部に複数のキャビティが形成されることで、筐体の耐荷能力及び耐衝撃能力を向上させることができるとともに、複数のキャビティ内に相変化材料又は冷却液を充填することで電池集合体の熱管理を図り、筐体の机械性能を改善し、重量が軽く、信頼性が高い。また、本発明の実施例に係る電池パックは、上記の筐体を採用することで、電池パックの安全性を向上させる。【選択図】図３
2020087912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パックに用いられる筐体（１）であって、
前記筐体（１）は、収容空間（１０）と、前記収容空間（１０）に連通する開口とを備え、
前記収容空間（１０）は、前記筐体（１）の壁部（１１）で囲まれて形成され、
前記壁部（１１）は、２層以上の基板が積層されることで形成され、２層以上の前記基板の間には、複数のキャビティ（２０）が形成されていることを特徴とする筐体。
【請求項２】
前記基板は、第１基板（２１）と第２基板（２２）とを備え、
前記キャビティ（２０）は、前記第２基板（２２）における外へ突起する凸壁（２２１）と、前記第１基板（２１）に位置しかつ前記凸壁（２２１）に対応する平坦壁（２１１）とで囲まれて形成されることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項３】
前記第１基板（２１）と前記第２基板（２２）は、前記収容空間（１０）から前記筐体（１）の外部方向へ積層設置されていることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
【請求項４】
前記凸壁（２２１）は、頂部（２２１１）と、前記頂部（２２１１）に接続される側部（２２１２）とを備え、
前記頂部（２２１１）は平面又は弧状面であり、
前記頂部（２２１１）と前記側部（２２１２）は、滑らかに遷移していることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
【請求項５】
前記壁部（１１）の肉厚ｔの取り得る値の範囲は、１ｍｍ≦ｔ≦６ｍｍであり、
前記平坦壁（２１１）の肉厚ｔ１と前記凸壁（２２１）の肉厚ｔ２との比の範囲は、０.５≦ｔ２／ｔ１≦１であり、
前記キャビティ（２０）の高さｈの取り得る値の範囲は、ｈ≦５×ｔ１であり、且つ、前記キャビティ（２０）の高さｈと幅Ｗとの比の範囲は、ｈ／Ｗ≦０.５であることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
【請求項６】
前記壁部（１１）は、底壁（１１１）と、前記底壁（１１１）の周側を囲む側壁（１１２）とを備え、且つ、前記底壁と前記側壁は、一体成型構造であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の筐体。
【請求項７】
隣接する２つの前記側壁（１１２）間の交線と前記キャビティ（２０）との最小距離ｄは、２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の筐体。
【請求項８】
前記複数のキャビティ（２０）は、互いに連通して流路（Ｒ）を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の筐体。
【請求項９】
前記筐体（１）の前記側壁（１１２）には、入口管（１３）及び出口管（１４）が設けられており、
前記入口管（１３）及び前記出口管（１４）は、それぞれ前記流路（Ｒ）の両端に連通し、且つ、前記入口管（１３）及び前記出口管（１４）は、前記側壁（１１２）の同一側に位置することを特徴とする請求項８に記載の筐体。
【請求項１０】
前記基板の材料の引張強度σは、１００Ｍｐａ以上であり、
前記基板の材料の破断伸び率は、１２％以上であり、好ましくは、前記基板の材料の破断伸び率が、２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項１１】
前記キャビティ（２０）は、インフレーション成型プロセスにより、前記第１基板（２１）と前記第２基板（２２）との間に形成されることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
【請求項１２】
電池パックであって、
電池集合体（２）と、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の筐体（１）と、
前記筐体（１）の前記収容空間（１０）とともに、前記電池集合体（２）を収容する密閉空間を形成するように、前記筐体（１）の前記開口をカバーする蓋体（３）とを備えることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力電池技術分野に関し、特に電池パックに用いられる筐体及び電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車業界の急速な発展に伴い、動力電池の需要量が、ますます大きくなり、動力電池の性能要求も高まってきている。電気自動車のコア部品として、動力電池システムの安全性、航続能力及び充電効率が、電気自動車の全車性能と使用寿命に直接影響する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では、動力電池の筐体は、電池の重量を受ける必要があるため、一般的に、板金部材又はアルミニウム鋳造部材によって構成される。しかしながら、自動車の走行中に、電池が外部からの様々な衝撃を受け、筐体が外部からの衝撃を受けると、外部の衝撃力を電池に直接伝達し、長期にわたって電池の摩耗や破裂を招き、安全事故を引き起こしてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施例は、電池パックに用いられる筐体及び電池パックを提供することを目的とし、当該筐体は、良い耐荷能力及び耐衝撃能力を有する。
【０００５】
一方で、本発明の実施例は、電池パックに用いられる筐体を提供し、当該筐体は、収容空間と、収容空間に連通する開口とを有し、収容空間は、筐体の壁部に囲まれて形成され、壁部は、２層以上の基板が積層されることで形成され、２層以上の基板の間には、複数のキャビティが形成されている。
【０００６】
本発明の実施例の一形態によれば、基板は、第１基板と第２基板とを備え、キャビティは、第２基板における外へ突起する凸壁と、第１基板に位置しかつ凸壁に対応する平坦壁とに囲まれて形成される。
【０００７】
本発明の実施例の一形態によれば、第１基板と第２基板は、収容空間から筐体の外部方向へ積層されている。
【０００８】
本発明の実施例の一形態によれば、凸壁は、頂部と、頂部に接続される側部とを備え、頂部は、平面又は弧状面であり、頂部と側部は、滑らかに遷移している。
【０００９】
本発明の実施例の一形態によれば、壁部の肉厚ｔの取り得る値の範囲は、１ｍｍ≦ｔ≦６ｍｍであり、平坦壁の肉厚ｔ１と凸壁の肉厚ｔ２との比の範囲は、０.５≦ｔ２／ｔ１≦１であり、キャビティの高さｈの取り得る値の範囲は、ｈ≦５×ｔ１であり、且つ、キャビティの高さｈと幅Ｗとの比の範囲は、ｈ／Ｗ≦０.５である。
【００１０】
本発明の実施例の一形態によれば、壁部は、底壁と、底壁の周側を囲む側壁とを備え、底壁と側壁は、一体成型構造である。
【００１１】
本発明の実施例の一形態によれば、隣接する２つの側壁間の交線とキャビティとの最小距離ｄ≧２５ｍｍである。
【００１２】
本発明の実施例の一形態によれば、複数のキャビティは、互いに連通して流路を形成する。
【００１３】
本発明の実施例の一形態によれば、筐体の側壁には、入口管及び出口管が設けられ、入口管及び出口管は、それぞれ流路の両端に連通し、且つ、入口管及び出口管は、側壁の同一側に位置する。
【００１４】
本発明の実施例の一形態によれば、基板の材料の引張強度σ≧１００Ｍｐａであり、基板の材料の破断伸び率≧１２％であり、好ましくは、基板の材料の破断伸び率≧２０％である。
【００１５】
本発明の実施例の一形態によれば、キャビティは、インフレーション成型プロセスにより、第１基板と第２基板との間に形成される。
【００１６】
一方で、本発明の実施例は、さらに電池パックを提供し、この電池パックは、電池集合体と、上記したいずれか１つの筐体と、筐体の収容空間とともに、電池集合体を収容する密閉空間を形成するように、筐体の開口をカバーする蓋体とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施例に提供される、電池パックに用いられる筐体は、壁部に複数のキャビティが形成されていることにより、筐体の耐荷能力及び耐衝撃能力を向上させることができるとともに、複数のキャビティ内に相変化材料又は冷却液を充填することで電池集合体の熱管理を図り、筐体の耐衝撃性能をさらに向上させ、筐体の機械性能を改善することもでき、且つ、構造が簡単であり、重量が軽く、信頼性が高い。また、本発明の実施例に提供される電池パックは、上記した筐体を採用することによって、電池パックの安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施例の特徴、利点及び技術的効果を説明する。図面において、同一の部材について、同様な符号が使用される。図面は、実際の比例で描かれているものではない。
【図１】本発明の実施例に係る電池パックの構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す電池パックにおける筐体の１つの角度に沿った構成を示す模式図である。
【図３】図２に示す筐体の他の１つの角度に沿った構成を示す模式図である。
【図４】図３に示す筐体のＡ−Ａ方向における断面図である。
【図５】図４に示す断面図における領域Ｂの構成を拡大して示した模式図である。
【図６】図３に示す筐体における複数のキャビティで形成される流路の構成を示す模式図である。
【図７】図６に示す筐体のＣ−Ｃ方向における断面図である。
【図８】図１に示す電池パックにおける他の筐体の構成を示す模式図である。
【図９】図８に示す筐体のＤ−Ｄ方向における断面図である。
【図１０】図９に示す断面図における領域Ｅの構成を拡大して示した模式図である。
【図１１】図８に示す筐体における領域Ｆの構成を拡大して示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のそれぞれの方面の特徴及び例示的な実施例を詳しく説明する。以下の詳細な説明では、本発明を全面的に理解するために、多くの具体的な詳細を提出する。しかし、当業者にとって、明らかに、本発明は、これらの具体的な詳細のうちの一部の詳細がなくても、実施可能である。以下、実施例についての説明は、本発明の例を示すことによって、本発明をより良く理解するためのものである。図面及び以下の説明では、本発明に対して不要な不明確なことをもたらすことを回避するように、少なくとも一部の公知構造と技術は示されていない。また、明瞭にするために、一部の構造の寸法を誇張することがある。なお、以下に記載される特徴、構成または特性は、任意の適切な態様で１つまたは複数の実施例に結合され得る。
【００２０】
以下の説明において記載される方位語は、いずれも図中に示さる方向であり、本発明の具体的な構造を限定するものではない。本発明の説明において、特に明記しない限り、用語「取付」、「接続」は広義に解釈されるべきであり、例えば、固定接続であってもよいし、取り外し可能な接続であってもよいし、又は一体的な接続であってもよいし、直接接続であってもよいし、間接接続であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本発明における具体的な意味を理解することができる。また、用語「第１」、「第２」は、説明の目的のみに用いられ、相対的な重要性を指示又は示唆するものであり、指示された技術的特徴の数を示唆するものではない。これにより、「第１」、「第２」が限定された特徴は、少なくとも１つの当該特徴を明示的または暗黙的に含むことができる。
【００２１】
本発明をより良く理解するために、以下、図１乃至図１１を参照しながら、本発明の実施例に係る、電池パックに用いられる筐体及び電池パックについて、詳しく説明する。
【００２２】
図１、図２及び図３を参照すると、本発明の実施例は、電池パックを提供する。当該電池パックが、筐体１、電池集合体２及び蓋体３を備える。蓋体３と筐体１とで、電池集合体２を収容する密閉空間が形成される。
【００２３】
本発明の実施例に係る、電池パックに用いられる筐体１では、筐体１が収容空間１０及び収容空間１０に連通する開口を有し、収容空間１０が筐体１の壁部１１に囲まれて形成される。壁部１１は、２層以上の基板が積層されることで形成され、２層以上の基板の間に、複数のキャビティ２０が形成されている。
【００２４】
筐体１は、金属基板をプレスすることで形成することができる。一般的に、電池パック内部における電池集合体及びその管理システムなどは、重量が２００Ｋｇ以上であり、金属基板をプレスして形成された壁部１１の肉厚ｔの取り得る値の範囲は、１ｍｍ≦ｔ≦６ｍｍである。ｔ＜１ｍｍである場合、筐体１の壁部１１が薄すぎて、電池パック内における電池集合体及び他の部材を担持することができず、且つ、使用中に破裂しやすい。ｔ＞６ｍｍである場合、筐体１の占める体積が大きすぎるため、電池パックのエネルギー密度の向上に不利である。限られた空間内で筐体１の構造強度を向上させるために、２層以上の基板の間に複数のキャビティ２０を形成することで、筐体１の構造強度と耐荷能力を向上させる。
【００２５】
筐体１の壁部１１に補強リブを設ける技術案に比べて、この構造では、筐体１の剛性と強度を向上させるとともに、キャビティ２０によって筐体１の耐振動衝撃性能も向上できる。電池パックが外部からの衝撃を受けるとき、キャビティ２０は、外部からの衝撃力の一部を吸収・分散し、緩衝と振動減衰という効果を奏することができ、電池パック全体の耐衝撃性を向上させる。アルミニウム鋳造押出プロセスで形成されるキャビティ構造に比べて、鋳造プロセスによる制限により、キャビティ構造を形成するとき、その肉厚が、通常、３ｍｍよりも大きいため、内部でキャビティが形成されると、その肉厚が少なくとも６ｍｍ以上であり、占める空間が大きくなり、電池パックのエネルギー密度の向上に不利である。
【００２６】
また、動力電池が用いられる電気自動車は、その使用環境の温度範囲が、一般的に−３０℃〜８０℃であり、動力電池の最適な使用環境温度が２０℃〜４０℃であり、この温度範囲内において動力電池の充放電性能が最も優れて、寿命が最も長い。また、０℃以下で動力電池を充電すると、短絡の危険が存在する。従って、合理的な電池の熱管理の設計は、動力電池の性能及び使用寿命にとって極めて重要である。
【００２７】
従って、電池集合体２の熱管理を図るために、筐体１の壁部１１の複数のキャビティ２０内に熱伝導材料、例えば、固−液転移温度を有する相変化材料又は冷却液が配置されてもよいが、これらに限定されない。従来技術において一般的に内蔵／外付けの水冷システムで電池集合体２の熱管理を行う技術案に比べ、構造が簡単で、占用空間が小さく、過剰の管路継手を必要とせず、漏れのリスクを回避することができる。好ましくは、キャビティ２０内に配置される熱伝導材料が、液体又はフレキシブルな材質であり、筐体が外力による衝撃を受けるとき、キャビティ２０を介して内部液体又はフレキシブルな材質に伝達させ、液体、フレキシブルな材質の変形性が高いため、外部からの衝撃力をさらに吸収し、筐体１の耐衝撃能力をさらに向上させることができる。
【００２８】
本発明の実施例に提供される、電池パックに用いられる筐体１は、壁部１１に複数のキャビティ２０が形成されていることにより、筐体１の耐荷能力及び耐衝撃能力を向上させるとともに、複数のキャビティ２０内に相変化材料又は冷却液を充填することで電池集合体２の熱管理を図り、筐体１の耐衝撃性能をさらに向上させ、筐体１の機械性能を改善することもでき、且つ、構造が簡単であり、重量が軽く、信頼性が高い。
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例に提供される、電池パックに用いられる筐体１の具体的な構造について、さらに詳細に説明する。
【００３０】
再び図１と図２を参照すると、筐体１が、収容空間１０の開口より収容空間１０から離れる周側方向へ延在する庇部１２をさらに備え、庇部１２が蓋体３に接続されることで、電池集合体２を収容する密閉空間が形成される。
【００３１】
筐体１の壁部１１が、底壁１１１と、底壁１１１の周側を囲む側壁１１２とを備える。具体的に、筐体１の密封性を向上させ、底壁１１１と側壁１１２および庇部１２の接続による密封不良の問題を低減させるために、筐体１の底壁１１１と側壁１１２および庇部１２は、一体成型された構造である。
【００３２】
電池パックの構造強度及び耐荷要求を保証するために、金属基板には、引張強度σ≧１００Ｍｐａである材料、例えば、引張強度σ≧１００Ｍｐａであるアルミニウム、マグネシウム、鉄及びその合金が用いられてもよく、これによって、成型中に基板の変形によって筐体が部分的に薄くなりすぎること、又は、引張って破断することを回避することができる。好ましくは、基板材料の破断伸び率≧１２％であり、これによって、壁部１１の側壁１１２及び庇部１２を形成する過程で、基板に一定の変形量を持たせることができ、筐体１の密封性及び強度が保証される。電池パックが使用中に浸水環境に直面することがあるため、外部の水が電池パック内に進入することを避けるために、側壁１１２の高さが２０ｍｍとされるべきである。
【００３３】
図３及び図４を併せて参照すると、上記のように、壁部１１は、２層以上の基板が積層されることで形成されており、具体的に、２層以上の基板の層数が２層であることにより、筐体の重量及び体積をさらに減少させることができる。この２層の基板が、それぞれ第１基板２１と第２基板２２である。キャビティ２０は、第２基板２２における外へ突起する凸壁２２１と、第１基板２１に位置しかつ外へ突起する凸壁（図示せず）とで囲まれている。或いは、キャビティ２０は、第２基板２２における外へ突起する凸壁２２１と、第１基板２１に位置し、凸壁２２１に対応する平坦壁２１１とで囲まれている。これにより、電池パックが衝撃を受けるとき、外力が先に凸壁２２１に作用し、凸壁２２１を介してキャビティ２０、第２基板２２及び第１基板２１に力が伝達され、力の多段階分散により、筐体１の耐衝撃能力を向上させる。筐体１における他の構造（例えば、支持部材、防護部材など）の設置が便利になるように、キャビティ２０は、第２基板２２における外へ突起する凸壁２２１と、第１基板２１に位置し且つ凸壁２２１に対応する平坦壁２１１とで囲まれて形成されることが好ましい。
【００３４】
より好ましくは、第１基板２１と第２基板２２が、収容空間１０から筐体１の外部方向へ積層される。これにより、第１基板２１の平坦壁２１１が電池パックの電池集合体２に近接して設けられており、第１基板２１の電池集合体２に近接する表面がほぼ平面となり、第１基板２１と電池集合体２との接触面積を大きくし、電池集合体２に伝達される力を均一に分散させ、電池集合体２の安全性を向上させ、局所において外力による衝撃が大きすぎることによって電池集合体２が故障することを回避する。
【００３５】
基板の間に形成される複数のキャビティ２０の密封性を保つために、キャビティ２０は、インフレーション成型プロセスにより、第１基板２１と第２基板２２との間に形成されることが好ましい。キャビティ２０の凸壁２２１の膨張破裂を避けるために、より好ましくは、基板材料は、破断伸び率≧２０％であるアルミニウム又はアルミニウム合金である。選択可能であるように、第１基板２１の材料の引張強度σ１≧第２基板２２の材料の引張強度σ２であることで、インフレーションプロセスにおいて第１基板２１及び第２基板２２の変形量を制御して、第１基板２１に相対的に平直な平坦壁２１１を形成させることに便利となる。
【００３６】
図５を参照すると、第２基板２２における凸壁２２１が、頂部２２１１と、頂部２２１１に接続される側部２２１２とを備え、頂部２２１１が平面又は弧状面であり、頂部２２１１と側部２２１２とが滑らかに遷移している。頂部２２１１が平面であることが好ましい。これにより、凸壁２２１と外部との接触面積を大きくすることができ、外力の均一な分散に有利であり、外力が凸壁２２１の最も高い箇所に作用して凸壁２２１の破裂を引き起こすことを回避する。頂部２２１１と側部２２１２とが滑らかに遷移することが、力の分散に有利であり、且つ、凸壁２２１の安定性を向上させ、局所において付勢力が大きすぎることによって凸壁２２１が変形したり、破裂したりすることを回避する。
【００３７】
さらに、平坦壁２１１の肉厚ｔ１と凸壁２２１の肉厚ｔ２との比の範囲は、０.５≦ｔ２／ｔ１≦１であり、ｔ２／ｔ１＞１である場合、インフレーション成型でキャビティ２０を形成する際、第１基板２１がねじり変形しやすくなり、第１基板２１の電池集合体２に近接する表面が変形して、電池集合体２と貼り合わせることができない。ｔ２／ｔ１＜０.５である場合、使用中に、第２基板２２で形成される凸壁２２１が薄すぎるため、凸壁２２１の箇所で破裂しやすく、キャビティ２０の密封不良を引き起こす。キャビティ２０の高さｈの取り得る値の範囲は、ｈ≦５×ｔ１である。この高さｈ＞５×ｔ１である場合、第２基板２２が膨張して破裂しやすくなる。キャビティ２０の高さｈと幅Ｗとの比の範囲は、ｈ／Ｗ≦０.５であり、高さｈが高すぎると、第１基板２１がねじり変形しやすい。高さｈが低すぎると、流体流動抵抗が増大し、電池集合体2の熱管理効果が低下する。
【００３８】
また、筐体１が、金属基板でプレス成型された後、底壁１１１と隣接する２つの側壁１１２との間に球状角１１３が形成される。球状角１１３における成型肉厚が薄いため、キャビティ２０の配置に不利である。また、球状角１１３が外力による衝撃で破損しやすいので、球状角１１３の損傷によってキャビティ２０の密封性に影響することを避けるために、隣接する２つの側壁１１２間の交線とキャビティ２０との最小距離ｄ≧２５ｍｍとして、外力によって球状角１１３からキャビティ２０に伝達される作用力を弱める。例えば、複数のキャビティ２０が底壁１１１に設けられているとき、球状角１１３が力を受けることによってキャビティ２０が破裂して密封不良を引き起こすことを避けるために、図４に示すように、底壁１１１に形成された側壁１１２に近接するキャビティ２０と、側壁１１２との最小距離ｄ≧２５ｍｍであるようにする。
【００３９】
上記のように、筐体１の壁部１１が、底壁１１１と、底壁１１１の周側を囲む側壁１１２と備える。キャビティ２０が、底壁１１１に形成されてもよいし、側壁１１２に形成されてもよいし、底壁１１１及び側壁１１２に形成されてもよい。キャビティ２０の分布と面積を合理的に配置することによって、電池パックの耐衝撃能力を向上させることができる。説明の便宜上、本発明の実施例について、キャビティ２０が底壁１１１に形成されることを例として説明する。
【００４０】
図６及び図７を併せて参照すると、底壁１１１に形成される複数のキャビティ２０が互いに連通することで、流路Ｒが形成される。筐体１の側壁１１２には、入口管１３及び出口管１４が設けられている。入口管１３及び出口管１４がそれぞれ流路Ｒの両端に連通し、且つ入口管１３及び出口管１４が側壁１１２の同一側に位置するため、筐体１全体の寸法を減少させる。入口管１３と出口管１４とは、構造が同じまたは類似である。入口管１３を例にすれば、入口管１３には、取付段差１３１と溶接段差１３２が間隔をあけて設けられている。入口管１３が、溶接段差１３２により側壁１１２に固定され、取付段差１３１により外部設備に電気的に接続されている。
【００４１】
選択可能な実施形態として、複数のキャビティ２０は、底壁１１１に、並列に配置される複数の液流入流路及び複数の液戻り流路を形成することができ、さらに、複数の液流入流路及び複数の液戻り流路は、一端が互いに連通し、他端がそれぞれ入口管１３と出口管１４に接続されることで、並列接続される複数のＵ字型の流路が形成される。流路内における相変化材料又は冷却液で電池集合体２全体に対して熱管理を行うことができる。
【００４２】
キャビティ２０内に冷却液を入れることを例にすると、入口管１３及び出口管１４は、一端がそれぞれ冷却液入力及び出力装置に接続され、他端に対応する壁部１１の近傍に、それぞれ互いに隔離された液流入合流領域Ｒ１と液流出合流領域Ｒ２が形成されることにより、冷却液の各流路での流速を向上させる。図７に示すように、液流入合流領域Ｒ１が、側壁１１２と底壁１１１との間に形成されるキャビティ２０であり、当該キャビティ２０が、インフレーション成型プロセスにより、第１基板２１と第２基板２２との間に形成され、且つ、この液流入合流領域Ｒ１が、並列配置される複数の液流入流路に連通する。同様に、液流出合流領域Ｒ２が、側壁１１２と底壁１１１との間に形成されるキャビティ２０であり、当該キャビティ２０が、インフレーション成型プロセスにより、第１基板２１と第２基板２２との間に形成され、且つ、この液流出合流領域Ｒ２が、並列配置される複数の液戻り流路に連通する。冷却液が、入口管１３を介して液流入合流領域Ｒ１に導入され、そして、図６に示す矢印に沿ってそれぞれ並列配置される液流入流路内に入り、液流入流路の末端で曲がってから、図６に示す矢印に沿ってそれぞれ並列配置される液流出流路内に入り、液流出流路の末端で液流出合流領域Ｒ２に集まり、最後に出口管１４から排出される。冷却液が入口管１３から出口管１４まで流れる過程で、その温度が徐々に上昇し、液流入流路に近接する筐体１と液流出流路に近接する筐体１に一般的に温度差があるため、このような流路の配置により、電池集合体２の温度を相対的に均一にさせることができる。
【００４３】
キャビティ２０内に相変化材料を入れることを例にすると、相変化材料の温度を制御するために、電池パックには、さらに温度制御装置が設けられている。電池パックの電池集合体２の温度が最低目標温度よりも低いとき、キャビティ２０内における相変化材料を加熱することにより、相変化材料が固態から液態に転換する過程で熱エネルギーを放出することで、電池集合体２に熱を供給し、車両が寒い環境で駐車後、電池集合体２を速やかに加熱することができる。電池パックの電池集合体２の温度が最高目標温度よりも高いとき、キャビティ２０内における相変化材料の温度を低下することにより、相変化材料が液態から固態に転換する過程で電池集合体２の熱エネルギーを吸収することで、電池集合体２の熱を速やかに除去することができる。電池集合体２全体の温度分布が均一となり、電池集合体２の熱管理効果を向上させる。
【００４４】
また、キャビティ２０内に相変化材料が配置されているとき、並列配置される複数の液流入流路と複数の液戻り流路が互いに連通してもよく、互いに連通しなくてもよい。
【００４５】
なお、複数のキャビティ２０で形成される流路が、図６に示す例に限定されず、例えば、Ｓ字型の流路であってもよく、回字型の流路などであってもよく、具体的に、電池パック内における電池集合体２の構造に応じて、複数のキャビティ２０で形成される流路の経路を合理的に配置することができ、詳細な説明は繰り返さない。
【００４６】
上記のように、説明の便宜上、キャビティ２０が底壁１１１に形成されることを例として説明したが、本発明の例示的な実施例に係る筐体１が、同様にキャビティ２０が側壁１１２に形成される構造に適用可能であり、キャビティ２０が底壁１１１及び側壁１１２に形成される構造にも適用可能であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００４７】
図８を参照すると、本発明の実施例が、さらに電池パックに用いられる筐体１を提供し、それは、図３に示す筐体１と構造が類似であり、キャビティ２０内に離島部３０が設けられる点で相違する。
【００４８】
図８及び図９を併せて参照すると、同様に、複数のキャビティ２０が底壁１１１に形成されることを例として説明する。底壁１１１における複数のキャビティ２０が互いに連通することで、流路Ｒが形成される。
【００４９】
壁部１１が第１基板２１と第２基板２２とを備える。第１基板２１と第２基板２２が、収容空間１０から筐体１の外部方向へ積層される。キャビティ２０が、第２基板２２における外へ突起する凸壁２２１と、第１基板２１に位置し、凸壁２２１に対応する平坦壁２１１とで囲まれて形成される。離島部３０は、凸壁２２１が平坦壁２１１に向かって凹むことで形成される。第２基板２２は、反対方向に沿ってそれぞれ凸壁２２１及び離島部３０が形成されることで、第２基板２２の剛性を高め、筐体１の耐荷能力を向上させることができる。さらに、図１０を参照して、凸壁２２１が、頂部２２１１と頂部２２１１に接続される側部２２１２とを備え、頂部２２１１が平面又は弧状面であり、頂部２２１１と側部２２１２が滑らかに遷移している。離島部３０に対応する凸壁２２１が平坦壁２１１に付着されている。凸壁２２１に作用する外力の一部が離島部３０を介して第１基板２１に伝達することができ、キャビティ２０及び筐体１の耐衝撃性をさらに向上させることができるとともに、筐体１の成型率を高め、キャビティ２０のねじり変形によって筐体１を損傷することを避ける。また、離島部３０の周側と凸壁２２１が滑らかに遷移することで、冷却液又は液態の相変化材料が離島部３０の周側を流れる抵抗を減少させることができる。
【００５０】
さらに、キャビティ２０内に離島部３０が設けられているとき、キャビティ２０の容積が相対的に減少する。キャビティ２０の容積を高めるために、キャビティ２０の高さｈと幅Ｗとの比の範囲をｈ／Ｗ≦１となるように設定することができる。
【００５１】
複数のキャビティ２０が互いに連通することで流路Ｒが形成され、離島部３０が流路Ｒ内に位置する。離島部３０の数が複数であり、複数の離島部３０が流路Ｒの長さ方向に沿って１列又は２列以上に配列されている。複数の離島部３０でキャビティ２０の耐圧性能を効果的に増強させるとともに、冷却液又は液態の相変化材料がキャビティ２０で形成される流路を流れるとき、複数の乱流が形成されることを確保し、壁部１１における温度分布をより均一にし、電池集合体２の熱交換効率を向上させることができる。
【００５２】
図９を参照すると、離島部３０の平坦壁２１１に付着される部分の形状が長尺又は楕円であり、長尺の長辺又は楕円の長軸が流路Ｒの長さ方向に並行して設けられる。インフレーション成型過程で、媒体が流路Ｒの長さ方向に沿って移動し、離島部３０の長軸が流路Ｒの長さ方向に沿って設けられることで、流路Ｒの成型率を高めることができる。長尺又は楕円形状で離島部３０と第１基板２１の接触面積を大きくすることができ、インフレーション成型の過程で離島部３０が変形することを回避する。
【００５３】
好ましくは、離島部３０の長さ寸法をＬ、幅寸法をＷ１とすると、離島部３０の長さと幅との比の範囲が２≦Ｌ／Ｗ１≦５であり、ここで、長さ寸法Ｌの取り得る値の範囲が、５ｍｍ≦Ｌ≦１５ｍｍである。離島部３０の長さ又は幅寸法が大きすぎると、キャビティ２０内における流動抵抗に影響し、長さ又は幅寸法が小さすぎると、キャビティ２０がインフレーションで破裂しやすくなること、又は構造強度が不足することが生じやすい。
【００５４】
離島部３０の中心とキャビティ２０の片側の辺縁との距離を第１間隔Ｌ１とすると、第１間隔Ｌ１≧離島部３０の幅寸法Ｗ１である。複数の離島部３０が流路Ｒの長さ方向に沿って２列以上に配列されている場合、隣接する２列の離島部３０の中心間の距離を第１間隔Ｌ３とすると、Ｌ３≧Ｗ１である。Ｌ１＜Ｗ１またはＬ３＜Ｗ１であると、キャビティ２０がインフレーションで破裂しやすくなる。
【００５５】
流路Ｒの長さ方向において、それぞれの列における隣接する２つの離島部３０間の距離を第２間隔Ｌ２とする。好ましくは、第２間隔Ｌ２≧第１間隔Ｌ１であり、第２間隔Ｌ２＜第１間隔Ｌ１である場合、キャビティ２０がインフレーションで破裂しやすくなる。
【００５６】
本発明の実施例に係る電池パックに用いられる筐体１は、壁部１１における複数のキャビティ２０内に離島部３０が設けられることで、筐体１及びキャビティ２０の構造強度を向上させることができるだけでなく、キャビティ２０内における流体の流量と流速を変えることもでき、壁部１１上の温度分布をより均一にし、電池集合体２の熱交換効率を高め、電池パックの熱管理効果を更に改善する。
【００５７】
再び図２を参照すると、上記の電池パックに用いられるいずれか１つの筐体１がいずれも支持部材１５を備える。支持部材１５が底壁１１１に固定され、支持部材１５には、複数のねじ穴が設けられ、電池集合体２の固定フレームに貫通孔が設けられている。このねじ穴にネジを通して電池集合体２を収容空間１０内に固定する。蓋体３が筐体１の開口をカバーすることで、筐体１の収容空間１０とともに電池集合体２を収容する密閉空間を形成する。
【００５８】
電池集合体２の熱管理効果をさらに高めるために、熱が電池集合体２とキャビティ２０との間で速やかに伝達できるように、底壁１１１の内面と電池集合体２との間に熱伝導性接着剤が塗布されてもよい。
【００５９】
筐体１が、防護部材１６をさらに備え、防護部材１６がキャビティ２０を迂回して筐体１の辺縁に固定され、筐体１全体を支持し、キャビティ２０を外部部材によって傷つけられることから防護するとともに、防護部材１６で電池パックを車両全体又は他の部材に固定する。
【００６０】
また、本発明の実施例が電池パックをさらに提供する。当該電池パックに、上記のいずれか１つの筐体１が用いられることで、電池集合体２の熱交換効率を高め、電池パックの熱管理効果を改善する。
【００６１】
好ましい実施例を参照して本発明を説明したが、の本発明範囲から逸脱しない前提で、種々の改良を加え、その中の部材を等価物で置き換えることが可能である。特に、構造的な衝突がない限り、各実施例で述べた各技術的特徴は、いずれも任意に組み合わせることが可能である。本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された全ての技術案を含む。
【符号の説明】
【００６２】
１  筐体
１０  収容空間
１１  壁部
１１１  底壁
１１２  側壁
１１３  球状角
１２  庇部
１３  入口管
１３１  取付段差
１３２  溶接段差
１４  出口管
１５  支持部材
１６  防護部材
２０  キャビティ
２１  第１基板
２１１  平坦壁
２２  第２基板
２２１  凸壁
２２１１  頂部
２２１２  側部
３０  離島部
２  電池集合体
３  蓋体
Ｒ  流路
Ｒ１  入液合流領域
Ｒ２  出液合流領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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