(57)【要約】【課題】蓄電池の温度が適正範囲より低くなりそうな場合には、該蓄電池を加温することができ、蓄電池の温度が適正範囲より高くなりそうな場合には、該蓄電池の温度の上昇を防止することができ、蓄電池の温度を適正範囲に保つことができるバッテリーケースを提供すること。【解決手段】車両駆動用モーターに電力を供給する蓄電池を収納するためのバッテリーケースであって、上記バッテリーケースは、蓄熱材を含有する樹脂からなることを特徴とするバッテリーケース。【選択図】  図１
2018160419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用モーターに電力を供給する蓄電池を収納するためのバッテリーケースであって、
前記バッテリーケースは、蓄熱材を含有する樹脂からなることを特徴とするバッテリーケース。
【請求項２】
前記蓄熱材の含有割合は、バッテリーケースの重量に対して２５〜７０重量％である請求項１に記載のバッテリーケース。
【請求項３】
前記蓄熱材は、蓄熱物質が封入された中空カプセルからなる請求項１又は２に記載のバッテリーケース。
【請求項４】
前記蓄熱物質の相転移温度は、３０〜７０℃である請求項３に記載のバッテリーケース。
【請求項５】
熱交換媒体の導入口及び排出口を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のバッテリーケース。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のバッテリーケースと、前記バッテリーケース内に収納された蓄電池とからなることを特徴とするバッテリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が備えた走行用のモーターを駆動させるための蓄電池を収納するためのバッテリーケース及び該バッテリーケースが用いられたバッテリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車といえば、ガソリンや軽油を燃料とするエンジンを主動力とするものが主流であった。しかしながら、エンジンを動力源とする自動車は、二酸化炭素等を含む排気ガス等の有害ガスを排出することから、環境負荷が大きかった。それに対して、環境負荷が抑制された自動車として、モーターを動力とする電気自動車（以降、ＥＶと称する。）、プラグインハイブリッド自動車（以降、ＰＨＶと称する。）、ハイブリッド自動車（以降、ＨＶと称する。）が登場した。これらＥＶ、ＰＨＶ、ＨＶは、走行用のモーターを備えており、ＥＶでは、モーターを駆動させることにより走行し、ＰＨＶ及びＨＶでは、モーターの他にエンジンを備え、エンジン又はモーターを駆動させることにより走行している。これらの自動車では、走行用のモーターを駆動させるために、リチウムイオン電池等を備えたバッテリーが使用されている。
【０００３】
モーターを動力とする自動車においては、モーターを駆動させることによりバッテリーから放電し、減速時等においてバッテリーの充電を行ったり、外部電源を用いて充電を行っており、バッテリーは充放電を繰り返している。このバッテリーの放電を安定的に行うためには、バッテリーの温度を適正範囲内に保つ必要がある。例えば、リチウムイオン電池の場合、適正温度領域は、０〜４０℃と言われている。
【０００４】
バッテリーの温度が適正範囲から逸脱すると、放電の効率が低下し、モーターの駆動力も低下し、走行に影響を与える。従って、バッテリー使用時にバッテリーの温度が低下している場合にはバッテリーを加温し、一方、バッテリーの温度が高くなった場合には、バッテリーを除熱し、バッテリーの温度を適正範囲内に保つ必要がある。このようにバッテリーの熱管理を行うことで、放電を安定化させることができ、バッテリー使用効率が低下しないので、バッテリーの電力消耗が抑えられ、所定の航続距離を保つことができる。
また、バッテリーの熱管理を行うことでバッテリー及びバッテリーケースに過剰な熱負担を与えないため、熱履歴によるバッテリー及びバッテリーケースの劣化も防止することができる。
なお、自動車駆動用のバッテリーは、複数のセルが接続された１個又は複数個の電池モジュール、すなわち蓄電池と、該蓄電池を収納するバッテリーケースとからなる。
【０００５】
特許文献１には、低温時のバッテリーの性能低下を抑制するために、温度測定部がバッテリーの下限温度より低い場合に加熱部を作動させるとともに、加熱後の温度のバラツキを抑制する均一化処理を行うことで、加熱による過放電状態にならないようにした温度制御装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、複数の積み重ねたバッテリーセルを有するバッテリーケースに、冷却剤が導入される冷却剤入口と冷却媒が排出される冷却媒出口とを設けて、冷却剤を循環させることでバッテリーの熱の除去を行うバッテリーパックケースが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４４０５０号公報
【特許文献２】特表２０１０−５２１７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された温度制御装置では、放電を安定させるための装置として、バッテリーの温度を測定する温度測定部と、バッテリーの開回路電圧を検出する電圧測定部と、バッテリーの温度が低い場合に、加熱部を動作させ、さらにファンを駆動させて空気を強制対流させ、温度の均一化を図る処理を行う制御部とを備える必要があるとともに、上記温度制御装置等を制御する温度制御プログラムを備える必要があり、バッテリー使用時のバッテリーの温度を適正範囲内にするための装置及び方法等が複雑となってしまっていた。また、バッテリー及びバッテリーの周囲の気体の温度が高くなりすぎた場合には、ファンを駆動させても、バッテリーの温度を低下させることができないという問題があった。
【０００９】
特許文献２に開示されたバッテリーパックケースでは、冷却剤が何であるかについては全く記載されておらず、液体を流通させる際のシール方法等も記載されていないので、技術常識から判断するとバッテリーパックケースの周囲の空気を冷却剤として利用していると考えられる。この場合、特許文献１と同様に、バッテリー及びバッテリーの周囲の空気の温度が高い場合には、バッテリーパックケースの内部に空気を流通させても、バッテリーの温度を低下させることができないという問題があった。
また、特許文献２ではバッテリーの温度が高くなった場合の冷却のみに着目しており、このバッテリーパックケースは、バッテリーの温度が低くなった場合に役に立つものではなかった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、蓄電池の温度が適正範囲より低くなりそうな場合には、該蓄電池を加温することができ、蓄電池の温度が適正範囲より高くなりそうな場合には、該蓄電池の温度の上昇を防止することができ、蓄電池の温度を適正範囲に保つことができるバッテリーケース及び該バッテリーケースが用いられたバッテリーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のバッテリーケースは、車両駆動用モーターに電力を供給する蓄電池を収納するためのバッテリーケースであって、上記バッテリーケースは、蓄熱材を含有する樹脂からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明のバッテリーケースには、蓄熱材が含まれているので、車両駆動用モーターの駆動時に蓄電池から発生する熱により、バッテリーケース内の温度が適正温度より高くなりそうな場合には、バッテリーケース内の熱を奪って除熱し、蓄電池の温度を適正な温度に保つことができる。このとき、蓄熱材は、熱を奪うことにより蓄熱した状態となっている。また、車両駆動用モーター始動時や冬季において、バッテリーケース内の温度が適正温度より低くなりそうな場合には、蓄熱材からバッテリーケース内に放熱することによりバッテリーケース内を加温することができ、蓄電池の温度を適正な温度に保つことができる。
このように、本発明のバッテリーケースには、蓄熱材が含まれているので、蓄電池の除熱と蓄電池の加温の両方の役割を果たすことができ、バッテリーケース内の蓄電池の温度を適正な温度範囲に保つことができる。
また、このようなバッテリーケースを用いることにより、上記した蓄熱材の作用により、これまでのような蓄電池の除熱及び蓄電池の加温のための設備やシステムを構築する必要がなくなるか、もしくは従来よりも小型化させることができる。そのため、蓄電池の除熱及び蓄電池の加温で消費する電力量も低減させることができる。
【００１３】
本発明のバッテリーケースにおける上記蓄熱材の含有割合は、バッテリーケースの重量に対して２５〜７０重量％であることが望ましい。
本発明のバッテリーケースにおける上記蓄熱材の含有割合を、バッテリーケースの重量に対して２５〜７０重量％の範囲にすることにより、上記した蓄熱材による蓄熱又は放熱によりバッテリーケース内部の蓄電池の温度を適正な温度範囲に保つ効果が得られやすくなる。
【００１４】
上記バッテリーケースにおける蓄熱材の含有割合が２５重量％未満であると、蓄熱材の量が少なすぎるため、上記したバッテリーケース内部の蓄電池を適正な温度範囲に保つ効果が得られにくくなる。一方、上記バッテリーケースにおける蓄熱材の含有量が７０重量％を超えると、樹脂の割合が少ないため、成形が難しくなり、また強度等の要求特性を満足させるバッテリーケースの作製が難しくなる。
【００１５】
本発明のバッテリーケースでは、上記蓄熱材は、蓄熱物質が封入された中空カプセルからなることが望ましい。
本発明のバッテリーケースにおいて、蓄熱物質が中空カプセル内に封入されていると、蓄熱物質が相転移したとしても、蓄熱物質が中空カプセル外に漏れ出ることはない。つまり、蓄熱物質がバッテリーケース内に漏れ出ることを防ぐことができる。そのため、上記バッテリーケースを用いたバッテリーは熱交換に繰り返し用いることができる。
【００１６】
本明細書において「蓄熱物質」とは、熱交換において、高温側の温度と、低温側の温度との間の温度で相転移する物質のことを意味する。相転移の態様としては、固体から液体への相転移、固体から気体への相転移、液体から固体への相転移、液体から気体への相転移、気体から固体への相転移等が挙げられる。本発明のバッテリーケースにおいて、相転移物質は、熱交換において、高温側の温度と、低温側の温度との間の温度で、固体から液体又は液体から固体に相転移する物質であることが望ましい。
【００１７】
本発明のバッテリーケースでは、上記蓄熱物質の相転移温度は、３０〜７０℃であることが望ましい。
本発明のバッテリーケースにおいて、バッテリーケース内の温度が相転移温度よりも低くなると、蓄熱物質は、液体から固体に相転移し、相転移の際に放熱を行うことによりバッテリーケース内の蓄電池が加温されることとなる。
一方、バッテリー内部の温度が相転移温度より高くなると、蓄熱物質は、固体から液体に相転移し、相転移の際にバッテリーケース内の気体や蓄電池から熱を奪うことによりバッテリーケース内の蓄電池が除熱されることとなる。
本発明のバッテリーケースにおいて、上記蓄熱物質の相転移温度を３０〜７０℃に設定していると、適正に蓄電池の加温や除熱を行うことができ、バッテリーケース内の蓄電池の温度を適正範囲内に保つことができる。
【００１８】
本発明のバッテリーケースは、熱交換媒体の導入口及び排出口を有することが望ましい。
本発明のバッテリーケースが熱交換媒体の導入口及び排出口を有すると、バッテリーケース内に空気、水などの熱交換媒体を流通させることができ、蓄電池の除熱及び蓄熱材の除熱を行うことができ、結果的には蓄熱材と熱媒体の除熱ができ、より効率的にバッテリーケース内の蓄電池の温度を適正範囲内に保つことができる。
【００１９】
本発明のバッテリーは、本発明のバッテリーケースと、上記バッテリーケース内に収納された蓄電池とからなることを特徴とする。
本発明のバッテリーでは、上記したバッテリーケースが用いられており、このバッテリーケースには、蓄熱材が含まれているので、バッテリーケース内の加温と除熱の両方の役割を果たすことができ、バッテリーケース内の蓄電池の温度を適正な温度範囲に保つことができる。その結果、バッテリーの放電の安定性が低下せず、バッテリー使用効率が低下しないので、バッテリーにおける電力消耗を抑制でき、所定の航続距離を保つことができる。
また、バッテリーの熱管理を行うことでバッテリー及びバッテリーケースに過剰な熱負担を与えないため、熱履歴によるバッテリー及びバッテリーケースの劣化も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明のバッテリーケースの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したバッテリーケースの分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明のバッテリーケースの他の一例を模式的に示す斜視図である。
【００２１】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明のバッテリーケースについて詳細に説明する。
本発明のバッテリーケースは、車両駆動用モーターに電力を供給する蓄電池を収納するためのバッテリーケースであって、上記バッテリーケースは、蓄熱材を含有する樹脂からなることを特徴とする。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明のバッテリーケースの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したバッテリーケースの分解斜視図である。
図１（ｂ）には、バッテリーケース内に収納される蓄電池も併せて示している。
図１（ａ）に示すように、このバッテリーケース１０は、略直方体形状であり、側面に冷却用のガスを通過させるためのスリット１４が形成されている。また、バッテリーケース１０の一端面には、蓄電池の外部入力及び出力端子を挿通するための貫通孔１２ａが形成されている。
【００２３】
また、図１（ｂ）に示すように、バッテリーケース１０は、蓄電池１００を収納して第１のケース１０ａと第２のケース１０ｂとを組み合わせることにより組み立てられる。
蓄電池１００の外部入力端子及び外部出力端子１２は貫通孔１２ａに挿通される。
なお、蓄電池１００としては、充電及び放電可能なバッテリーセルが複数積み重ねられてなるバッテリーモジュールを使用することができる。
【００２４】
このバッテリーケース１０を構成する第１のケース１０ａ及び第２のケース１０ｂは、蓄熱材を含有する樹脂から構成されており、第１のケース１０ａに第２のケース１０ｂをボルト等で固定するための貫通孔１３ａ及び１３ｂが、第１のケース１０ａ及び第２のケース１０ｂにそれぞれ形成されている。
【００２５】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に、本発明のバッテリーケースの一例を示しているが、本発明のバッテリーケースは、上記形状に限定されるものではなく、車両駆動用モーターに電力を供給する蓄電池を収納することができる構造を有するものであれば、どのような形状、構造のものであってもよい。
ただし、バッテリーケースが蓄熱効果を充分に発揮するには、バッテリーケース内部の表面積ができるだけ大きいことが望ましく、蓄電池が占める空間以外の空間ができるだけ小さいことが望ましい。
構造部材として機械的特性に優れるとともに、蓄熱機能を充分に発揮させるためには、バッテリーケースの厚さは、５〜１５ｍｍであることが望ましい。
【００２６】
上記バッテリーケースを構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。熱可塑性樹脂は、蓄熱材との相溶性が良く、成形時の自由度があるからである。熱可塑性樹脂としては、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂（ポリエーテルエステルエラストマー等）、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリスルホン樹脂、フッ素樹脂（ポリフッ化ビニリデン等）、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。これらの中では、耐熱性を加味し、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることが望ましい。
【００２７】
上記バッテリーケースを構成する蓄熱材として、蓄熱物質が封入された中空カプセルを用いることができる。蓄熱物質は、パラフィン、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、エリスリトール及びチオ硫酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。これら物質は、容易に融点を制御することができるので蓄熱物質として好適に用いることができる。さらに、用途や使用に対しての設計の自由度において、蓄熱物質にパラフィンを用いることが望ましい。
【００２８】
蓄熱物質の相転移温度は、３０〜７０℃であることが望ましい。また、蓄熱物質の種類は限定されるものではないが、上記温度範囲での蓄熱物質の相転移において、液体から固体への変化、又は、固体から液体への変化は体積の変化が少ないので制御しやすく、そのような特性を有する蓄熱物質が好ましく用いられる。
【００２９】
上記蓄熱物質で、上記相転移温度の温度範囲が３０〜７０℃であるものを用いることによりバッテリー使用時に蓄電池の温度が低下しそうな場合には、液体から固定に相転移し、放熱することにより蓄電池を加温し、一方、蓄電池の温度が高くなりそうな場合には、固体から液体に相転移し、蓄熱することにより蓄電池を除熱し、蓄電池の温度を適正範囲内に保つことができる。
蓄熱物質は、相転移温度が同一の物だけを用いてもよいし、異なる相転移温度を有する複数種類の蓄熱物質を混在させて用いてもよいが、本発明の場合、異なる相転移温度を有する２種類の蓄熱物質を用いることが好ましい。
【００３０】
２種類の蓄熱物質を用いる場合、蓄電池の温度が低すぎることとなりそうな場合に、蓄電池を加温し、蓄電池の温度の低下を抑制する機能を有する蓄熱材Ａと、蓄電池の温度が高すぎることとなりそうな場合に、蓄電池を除熱し、蓄電池の温度の上昇を抑制する機能を有する蓄熱材Ｂとを組み合わせることが望ましい。
この場合、蓄熱材Ａ中の蓄熱物質の相転移温度は、３０〜４０℃が好ましく、蓄熱材Ｂ中の蓄熱物質の相転移温度は、４０〜７０℃が好ましい。上記したパラフィン等の材料を蓄熱物質として使用する蓄熱材は、容易に融点を調節することができるので、上記した蓄熱材を使用することにより、上記した相転移温度の異なる２種類の蓄熱材を容易に製造することができ、蓄電池の温度を適正な温度範囲内に制御することができる。
【００３１】
相転移温度の異なる２種類以上の蓄熱物質を用いる場合、これらの蓄熱物質は、同一の中空カプセル内に封入されていてもよく、蓄熱物質ごとに別の中空カプセル内に封入されていてもよい
【００３２】
蓄熱材を構成する中空カプセルの材料としては、有機樹脂、無機材料を用いることができる。また、中空カプセルの材質には蓄熱物質の相転移温度に対して耐久性のある材質を用いることが望ましい。
中空カプセル用の無機材料として、例えば、シリカ、カーボン、アルミナ等のセラミックを用いることができる。また、中空カプセル用の有機樹脂として、オレフィン熱可塑エラストマー等の熱可塑性エラストマーも用いることができるが、下記する種類の熱硬化性樹脂が望ましい。中空カプセルが熱硬化性樹脂であると、熱交換の際に、熱により中空カプセルが破壊されることを防止することができる。
熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド及びポリアクリルアミドからなる群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂であることが望ましい。
【００３３】
蓄熱材を構成する中空カプセルには、中空カプセルの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラーを封入しておいてもよい。
中空カプセルにこのような高い熱伝導率を有するフィラーを封入しておくと、蓄熱物質へ熱を伝えやすくなる。すなわち、蓄熱物質への伝熱速度、又は、蓄熱物質からの伝熱速度を向上させることができる。従って、効率よく熱交換をすることができる。
フィラーの含有量は、中空カプセル全体の重量に対して１０〜３０重量％であることが望ましい。フィラーの含有量が上記範囲内であると、中空カプセルの強度を損なうことなく、熱伝導率を向上させることができる。なお、フィラーの含有量のベースとなる中空カプセル全体の重量には、内包する蓄熱物質の重量を含まない。
【００３４】
フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、ガラス、シリカ、ワラストナイト、水酸化アルミニウム、カオリン、酸化チタン、アルミナ、マイカ、タルク、炭素、チタン酸カリウム等から構成される無機フィラー、及び、銅等から構成される金属フィラー等を用いることができる。上記フィラーは、粒子状、繊維状、ウィスカ状であってもよい。
また、金属フィラーは、無機フィラーや樹脂粒子の表面に金属メッキを施したものであってもよい。中空カプセルの熱伝導率を向上させる観点から、ガラス繊維及び炭素繊維が望ましい。
【００３５】
蓄熱材としては、三菱製紙株式会社製の商品名：サーモメモリー、三木理研株式会社製の蓄熱用マイクロカプセル  商品名：リケンレヂン、及び、ＪＳＲ株式会社製の商品名：ＣＡＬＧＲＩＰ等の市販されているものを用いることができる。
【００３６】
蓄熱材の平均粒子径は、１０〜５００μｍであることが望ましく、２０〜２００μｍであることがより望ましい。
蓄熱材の平均粒子径が１０μｍ以上であると、蓄熱材に封入される蓄熱物質の量が充分な量となり、蓄熱材の量に対する熱交換効率が充分に高くなる。
蓄熱材の平均粒子径が５００μｍ以下であると、蓄熱材の表面積が充分に大きくなり、蓄熱物質への伝熱速度又は蓄熱物質からの伝熱速度が充分に速くなる。その結果、熱交換効率が向上する。
【００３７】
また、バッテリーケースを構成する樹脂は、樹脂の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラーを含んでいてもよい。
上記樹脂がこのような熱伝導率を有するフィラーを含むと、樹脂と蓄熱材との間の熱移動速度を向上させることができる。また、蓄熱材には蓄熱物質が含まれているので、結果的に、蓄熱物質への熱移動の速度、又は、蓄熱物質からの熱移動の速度を向上させることもできる。従って、効率よく熱交換をすることができる。
上記樹脂には、安定剤、酸化還元剤、成形補助剤、分解抑制剤、潤滑剤、離型剤、顔料等の着色剤、可塑剤などが含まれていてもよい。
【００３８】
本発明のバッテリーケースにおける蓄熱材の含有割合は、バッテリーケースの重量に対して２５〜７０重量％であることが望ましく、３０〜７０重量％であることがより望ましい。
蓄熱材の含有割合が２５重量％以上であると、蓄熱物質の量が充分な量となり、バッテリーケースにおける熱交換効率が向上する。蓄熱材の含有割合が７０重量％以下であると、樹脂の割合が高くなり、バッテリーケースの強度が充分に高くなる。
【００３９】
本発明のバッテリーケースは、熱交換媒体の導入口及び排出口を有することが望ましい。
本発明のバッテリーケースが熱交換媒体の導入口及び排出口を有すると、バッテリーケース内に空気等の熱交換媒体を流通させることができ、蓄電池の除熱及び蓄熱材の除熱を行うことができ、結果的には蓄熱材と熱媒体の除熱ができ、より効率的にバッテリーケース内の蓄電池の温度を適正範囲内に保つことができる。
【００４０】
図２は、本発明のバッテリーケースの他の一例を模式的に示す斜視図である。
図２では、バッテリーケース内に収納された蓄電池を示すためにバッテリーケースを透過させて示している。
このバッテリーケース２０は、大型のバッテリーケースであり、図２に示すように、蓄電池１００が複数組み合されてなる蓄電池モジュール２００が複数個（この図では２個）内部に収納されるように構成されている。
また、このバッテリーケース２０には、空気等のガスの熱交換媒体の導入口２１及び熱交換媒体の排出口２２が設けられており、状況に応じて、温度の低い熱交換媒体や温度の高い熱交換媒体をバッテリーケース２０の内部に導入することができる。
【００４１】
また、バッテリーケース２０は、第１のケース２０ａと第２のケース２０ｂとに分割することができる。第１のケース２０ａ及び第２のケース２０ｂは、一側面が完全に開口した略直方体形状であり、第１のケース２０ａの方が少し大きく、第２のケース２０ｂを第１のケース２０ａ内に嵌合することにより、バッテリーケース２０を組み立てることができるように構成されている。
【００４２】
従って、蓄電池モジュール２００を収納する際には、バッテリーケース２０を分割した後、蓄電池モジュール２００を収納し、第２のケース２０ｂを第１のケース２０ａに嵌合させ、第２のケース２０ｂ及び第１のケース２０ａにそれぞれ形成された貫通孔２３にネジ等を挿通し、第１のケース２０ａに第２のケース２０ｂを固定すればよい。
【００４３】
図２には示していないが、熱交換媒体の導入口２１は、ファン等の送風装置と結合されたホースが接続されており、送風装置は、温度の低いガスや温度の高いガスをバッテリーケースに送り込むため、ヒータやラジエータ等を備えていてもよい。
熱交換媒体の導入口及び排出口に関し、熱交換媒体の導入口及び排出口の数は、一つであっても、複数であってもよい。また、熱交換媒体の導入口及び排出口は、図１に示したようなスリットで形成されていてもよい。
さらに、熱交換媒体を、水のような液体にする場合には、蓄電池と接触しないように、熱交換媒体の通路をバッテリーケースの内部に設ければよい。
【００４４】
上記するバッテリーケースを備えたバッテリーでは、バッテリーケース内部の蓄電池の温度が低すぎる場合には、バッテリーケースに含まれる蓄熱材により加温し、蓄電池の温度の低下を抑制することができるが、さらにヒータ等により暖められた熱交換媒体をバッテリーケースの内部に導入することにより、蓄電池の温度が低下しすぎるのを防止することができる。
【００４５】
一方、バッテリーケース内部の蓄電池の温度が高すぎる場合には、バッテリーケースに含まれる蓄熱材により除熱し、蓄電池の温度が上がりすぎるのを抑制することができるが、さらに外気やラジエータにより冷却された熱交換媒体をバッテリーケースの内部に導入することにより、蓄電池の温度が上昇しすぎるのを防止することができる。
【００４６】
図２に示すバッテリーケースは、その形状が異なる他は、図１に示したバッテリーケースと同様に、蓄熱材を含有する樹脂からなり、該樹脂の種類、蓄熱材の構成（蓄熱物質の材料、特性等、カプセルの材料、特性等、蓄熱物質とカプセルの割合等）は、図１に示したバッテリーケースと同様とすることができる。また、本発明のバッテリーケースは、図１及び図２に示した形状のバッテリーケースに限定されるものではなく、蓄熱材を含有する樹脂から構成されていればどのような形状であってもよい。
【００４７】
上述した本発明のバッテリーケースを製造する際には、蓄熱物質が封入された中空カプセルと樹脂とを混合してペレットを作製し、このペレットを用い、射出成形、押出成形等の成形法によりバッテリーケースを作製すればよい。バッテリーケースが複数のパーツからなる場合には、複数のパーツを作製した後、これらのパーツを組み合わせることによりバッテリーケースを作製することができる。
【００４８】
本発明のバッテリーは、上述した本発明のバッテリーケースと、上記バッテリーケース内に収納された蓄電池とからなることを特徴とする。
本発明のバッテリーでは、上述した本発明のバッテリーケースが用いられており、このバッテリーケースは、蓄熱材を含有しているので、バッテリーケース内の加温と除熱の両方の役割を果たすことができ、バッテリーケース内の蓄電池の温度を適正な温度範囲に保つことができる。その結果、バッテリーの放電の安定性が低下せず、バッテリー使用効率が低下しないので、所定の航続距離を保つことができる。
また、バッテリーの熱管理を行うことでバッテリー及びバッテリーケースに過剰な熱負担を与えないため、熱履歴によるバッテリー及びバッテリーケースの劣化も防止することができる。
【００４９】
上記バッテリーケースについては、上記した本発明のバッテリーケースにおいて詳細に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
本発明のバッテリーに用いられる蓄電池は、車両駆動用モーターに電力を供給する蓄電池であれば、その種類は限定されるものでなく、複数のバッテリーセルからなるバッテリーモジュールの一単位であってもよく、蓄電池が複数組み合されてなる蓄電池モジュールであってもよく、その他の蓄電池であってもよい。蓄電池は、リチウムイオン電池であってもよく、その他の種類の電池であってもよい。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
（バッテリーケース及びバッテリーの作製工程）
実施例１で使用するバッテリーケースは、蓄熱材と熱可塑性樹脂からなる樹脂ペレットを作製し、その樹脂ペレットを用いて射出成形により成形した。
以下に、樹脂ペレットの作製方法を記載した。
（材料準備工程）
蓄熱材として、相転移温度３２℃のパラフィンを蓄熱物質とするカプセル状蓄熱材（製品名：ＰＭＣＤ−３２  三木理研株式会社製）を準備した。なお、蓄熱材は、相転移温度よりも高い温度の乾燥（乾燥条件：５０〜８０℃  １〜５時間）により、蓄熱材の水分量を調整してから使用してもよく、今回は、５０℃、２時間で乾燥を行った。
樹脂ペレットの基材樹脂として軟化点が１３５〜１５０℃であるポリプロピレン樹脂（日本ポリプロ株式会社製  ノバテックＰＰ  ＭＧ０５ＥＳ）を準備した。なお、樹脂ペレットの混合比が重量割合で基材樹脂：蓄熱材＝４０：６０となるように、基材樹脂１０ｋｇに対して蓄熱材１５ｋｇを秤量し準備した。
（押出成形機投入工程）
ポリプロピレン樹脂を押出成形機内のシリンダー内に投入し、シリンダー温度を１９０℃で軟化点以上（但し１６０℃以上）として、押出成形機内で基材樹脂を軟化させた。このとき、サイドフィーダー内に蓄熱材を投入した。
（基材樹脂−蓄熱材混合、ペレット作製工程）
軟化させた基材樹脂を押出成形機内に流しつつ、サイドフィーダーから蓄熱材を投入することで基材樹脂内に蓄熱材を混合した。サイドフィーダーの投入時の蓄熱材の温度は３７℃であり、固相から液相への相転移済の状態を維持していることを確認した。
このようにして混合した蓄熱材含有樹脂をダイから押し出してストランド化し、ストランドを切断することによってペレット化して、蓄熱材を含有する樹脂ペレットを作製した。
このとき、高さ：３±０．３ｍｍ、直径：３±０．３ｍｍの円柱状の蓄熱材含有樹脂ペレットを得た。
【００５１】
上記樹脂ペレットを用いて、射出成形（プレス温度：１８０℃、プレス圧：１０ｋｇ／ｃｍ２）を行い、図１に示す第１のケース１０ａと第２のケース１０ｂとを作製した。
【００５２】
この後、第１のケース１０ａ内にリチウムイオン電池からなるバッテリーセルが複数積み重ねられてなるバッテリーモジュールである蓄電池を載置し、第２のケース１０ｂを組み合わせることにより、バッテリーケース内に蓄電池が収納されたバッテリーを作製した。
【００５３】
（モーター駆動試験）
実施例１で作製したバッテリーの内部に熱電対を挿入し、蓄電池の温度をモニターできるようにした。その後、実施例１で作製したバッテリーを車両駆動用のモーターに接続し、長時間に渡ってモーターを駆動させ、バッテリーケース内部の蓄電池の温度を測定した。
【００５４】
（比較例１）
バッテリーケースの作製に用いる樹脂ペレットとして、蓄熱材を含まないポリプロピレンの樹脂ペレットを用い、実施例１と同様にして、実施例１で作製したバッテリーケースと同じ寸法、形状のバッテリーケースを作製した。
この後、第１のケースに相当する部品内に実施例１で用いたものと同じ蓄電池を載置し、第２のケースに相当する部品を用いてバッテリーケース内に蓄電池が収納されたバッテリーを作製した。
作製された比較例１に係るバッテリーを用い、実施例１と同様にモーター駆動試験を行った。
【００５５】
（モーター駆動試験の結果）
上記したモーター駆動試験の結果、比較例１に係るバッテリーでは、蓄電池の温度が連続的に上昇していったが、実施例１に係る本発明のバッテリーケースを使用したバッテリーでは、蓄熱物質の相転移温度である３２℃を超える温度領域で、蓄電池の温度が所定の時間にわたって一定となる傾向を示した。すなわち、本発明のバッテリーケースを使用したバッテリーは、蓄電池の温度を適正温度範囲内に保つ機能を有することが判明した。
【００５６】
（実施例２）
蓄熱材中の蓄熱物質として、その相転移温度が９℃のパラフィンを用いた他は、実施例１と同様にしてバッテリーケースを作製し、バッテリーケース内に蓄電池が収納されたバッテリーを作製した。
【００５７】
（除熱試験）
実施例２及び比較例１で作製したバッテリーの内部に熱電対を挿入し、蓄電池の温度をモニターできるようにした。次に、実施例２に係るバッテリーと比較例１に係るバッテリーを、装置内部の温度を低下させることが可能な温度制御装置内に載置し、室温より徐々に温度を下げていき、蓄電池の温度を測定した。
【００５８】
（除熱試験の結果）
上記した除熱試験の結果、比較例１に係るバッテリーでは、蓄電池の温度が連続的に低下していったが、実施例２に係る本発明のバッテリーケースを使用したバッテリーでは、蓄熱物質の相転移温度である９℃を下回る温度領域で、蓄電池の温度が所定の時間にわたって一定となる傾向を示した。すなわち、本発明のバッテリーケースを使用したバッテリーでは、温度の低い領域においても、蓄電池の温度を適正温度範囲内に保つ機能を有することが判明した。
【符号の説明】
【００５９】
１０、２０  バッテリーケース
１０ａ、２０ａ  第１のケース
１０ｂ、２０ｂ  第２のケース
１２  外部入力端子及び外部出力端子
１２ａ、１３ａ、１３ｂ、２３  貫通孔
１４  スリット
２１  熱交換媒体の導入口
２２  熱交換媒体の排出口
１００  蓄電池
２００  蓄電池モジュール
【図１】
2018160419.tif 000003
【図２】
2018160419.tif 000004