WO2021192620A1 - 電気自動車用電池ボックス - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- the present disclosure relates to a battery box that houses a battery for driving an electric vehicle.
- a metal material such as iron or aluminum is usually used for the upper cover that covers the upper part of the battery box that houses the driving battery of an electric vehicle. Since metal materials are heavy, it is being considered to use resin materials for weight reduction.
- Patent Document 1 an effervescent heat insulating material is arranged on the upper part of the battery case, and when the battery runs away due to heat, the foamed heat insulating material flows into the cooling air passages of a plurality of batteries to prevent the thermal runaway from spreading. Is disclosed.
- thermal expansion insulation material foam insulation material
- the thermal expansion insulation material may rapidly expand, scatter, or be destroyed due to instantaneous combustion and high temperature. .. In this case, there are concerns about a decrease in mechanical strength and a decrease in heat insulation performance.
- the battery box for an electric vehicle is a battery box for storing a battery of an electric vehicle, and includes an upper cover.
- the top cover A plastic layer placed above the battery and A metal thin film layer arranged on the surface of the plastic layer on the side facing the battery, It has a first heat insulating material layer arranged between the plastic layer and the metal thin film layer.
- the battery box for an electric vehicle of the second aspect is the battery box of the first aspect, and the upper cover is further.
- a fiber layer is provided between the metal thin film layer and the first heat insulating material layer, or between the plastic layer and the first heat insulating material layer.
- the battery box for an electric vehicle according to the third aspect is the battery box according to the first aspect or the second aspect, and the first heat insulating material layer is arranged on a part of the surface of the plastic layer facing the metal thin film layer. Has been done.
- the battery box for an electric vehicle of the fourth aspect is the battery box of the third aspect, and the first heat insulating material layer is provided at a position corresponding to the discharge valve of the battery.
- the battery box for an electric vehicle of the fifth aspect is the battery box of the second aspect, and the fiber layer is arranged between the plastic layer and the first heat insulating material layer.
- the top cover further has a second insulating layer between the plastic layer and the fiber layer.
- the battery box for an electric vehicle according to the sixth aspect is the battery box according to the fifth aspect, and the upper cover further has a second fiber layer between the metal thin film layer and the first heat insulating material layer. ..
- the battery box for an electric vehicle according to the seventh aspect is a battery box according to any one of the first to sixth aspects, and the first heat insulating material layer contains short fibers.
- the battery box for an electric vehicle is the battery box according to the fifth or sixth aspect, and the first heat insulating material layer and / or the second heat insulating material layer contains short fibers.
- the battery box for an electric vehicle is a battery box for storing the batteries of the electric vehicle.
- the side surface or bottom surface of the battery box is With a plastic layer A metal thin film layer arranged on the surface of the plastic layer on the side facing the battery, A first heat insulating material layer arranged between the plastic layer and the metal thin film layer, Have.
- a metal thin film layer is further arranged under the heat insulating material layer.
- the thermal expansion heat insulating material is less likely to be scattered and destroyed.
- the metal thin film layer also plays a role of shielding electromagnetic waves generated from the battery separately.
- the thermal expansion heat insulating material can expand through the fibers of the fiber layer, and the entanglement of the thermal expansion heat insulating material and the fibers reduces the scattering and destruction of the thermal expansion heat insulating material.
- the insulation layer contains short fibers.
- the short fibers increase the strength of the insulation layer.
- FIG. 5 is a perspective view showing the upper cover 1 of the battery box 3 of the first embodiment so that the arrangement of the heat insulating material layer 20 on a plane can be seen. It is the cross-sectional view of the upper cover 1a of the battery box of 2nd Embodiment, and is the enlarged cross-sectional view near the boundary
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the upper cover 1a of the battery box of the second embodiment before the thermal expansion heat insulating material expands.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the upper cover 1a of the battery box of the second embodiment after the thermal expansion heat insulating material has expanded. The arrow indicates the direction in which the flame generated by the battery pack approaches the upper cover 1a.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the upper cover 1a of the battery box of the second embodiment after the thermal expansion heat insulating material is further expanded. The arrow indicates the direction in which the flame generated by the battery pack approaches the upper cover 1a.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the upper cover 1 of the battery box of the first embodiment before the thermal expansion heat insulating material expands.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the upper cover 1 of the battery box of the first embodiment after the thermal expansion heat insulating material has expanded. The arrow indicates the direction in which the flame generated by the battery pack approaches the upper cover 1.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the upper cover 1 of the battery box of the first embodiment after the thermal expansion heat insulating material is further expanded. The arrows indicate that some of the thermal expansion insulation has fallen off. It is sectional drawing of the upper cover 1b of the battery box of 3rd Embodiment.
- the outline of the battery box 3 of the first embodiment is shown in FIG.
- the battery box 3 includes a box body 2 and an upper cover 1.
- the battery box main body 2 accommodates a plurality of battery packs 5.
- the battery in the battery pack 5 is, for example, a lithium ion battery.
- the upper cover 1 is arranged above the battery pack 5. The upper cover 1 together with the battery box main body 2 seals the battery pack 5.
- the battery box 3 containing the battery pack 5 is arranged on the chassis and under the living space such as a seat. That is, the upper cover 1 is arranged between the battery pack 5 and the seat or the like. The upper cover 1 also plays a role of preventing flames and high temperatures from being transmitted to the sheet or the like when the battery pack 5 goes out of control due to thermal runaway.
- the upper cover 1 is provided not only with a flat portion but also with irregularities as appropriate. Further, the heights of the battery packs 5 after being housed in the battery box 3 cannot be said to be the same, and as shown in FIG. 1, the heights are often different. Therefore, the upper cover 1 has not only a horizontal portion but also a portion having an inclined surface.
- FIG. 2 shows a cross-sectional view of the upper cover 1 of the present embodiment. Note that FIG. 2 is shown upside down as in the case of being used for the battery box 3. That is, the battery pack 5 is arranged on the upper side of FIG. This also applies to FIGS. 3 to 4 and 7 to 10.
- the heat insulating material layer 20 and the metal thin film layer 30 are laminated on the plastic layer 10.
- the plastic layer 10 is also a structural member. As a lid, it covers the entire upper part of the battery box main body 2.
- the plastic of the plastic layer 10 is a thermosetting resin such as unsaturated polyester, vinyl ester, or epoxy resin, or a thermoplastic resin such as polycarbonate, polypropylene, or vinyl chloride.
- Plastics include fiber reinforced plastics.
- Fiber reinforced plastic (FRP) is a plastic that is composited with a fibrous reinforcing material to improve mechanical strength and heat resistance. Examples of the fibrous reinforcing material include glass fiber, aramid fiber, and carbon fiber.
- the heat insulating material layer 20 includes a fiber-based heat insulating material, a foamed plastic-based heat insulating material, and the like.
- the fiber-based heat insulating material include glass wool and rock wool
- examples of the foamed plastic-based material include urethane foam and phenol foam. Since foamed plastic-based heat insulating materials have problems such as flammability, it is desirable to knead an inorganic material, a flame retardant, or the like to improve the flame retardant performance.
- the heat insulating material layer may be in a form that already satisfies the performance as a heat insulating material layer before heating, or may be a heat insulating material layer that expands instantly at the time of heating.
- the insulation layer which expands during heating, begins to expand at a temperature of 120 ° C. to 260 ° C.
- the volume after expansion when heated at 600 ° C. for 30 minutes is 1.1 to 100 times, for example, 20 to 40 times that before expansion.
- An example of the heat insulating material layer 20 is Fiblock manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
- the heat insulating material layer 20 may be arranged on a part of the lower surface (inner surface of the battery box 3) of the plastic layer 10.
- the heat insulating material layer 20 may be arranged at a position facing the discharge valve (not shown) for releasing the gas inside the battery pack 5 at the time of high pressure of the battery pack 5. By doing so, efficient heat insulation becomes possible.
- the metal thin film layer 30 is, for example, an aluminum foil.
- the thickness is 0.006 mm or more and 0.2 mm or less.
- the metal thin film layer 30 prevents the thermal expansion heat insulating material from falling when the heat insulating material layer 20 expands. Further, since the metal thin film has a high thermal conductivity, the heat hit locally is dispersed and the heat expansion heat insulating material can be expanded widely as compared with the case where there is no metal thin film, and the heat insulating efficiency can be increased.
- the heat insulating material layer 20 expands to form a heat insulating layer to insulate the upper part of the upper cover 1.
- the upper cover 1a of the battery box of the second embodiment has a heat insulating material layer 20, a fiber layer 40, and a metal thin film layer 30 laminated on the plastic layer 10.
- the plastic layer 10, the heat insulating material layer 20, and the metal thin film layer 30 are the same as those of the upper cover 1 of the first embodiment.
- the upper cover 1a of the present embodiment further has a fiber layer 40.
- a plain weave cloth of inorganic fibers such as glass fiber and carbon fiber is mainly used.
- a plain weave cloth having a density of 16 ⁇ 15/25 mm JISR3414
- the fiber diameter is about 3 to 10 ⁇ m, and a fiber bundle in which several tens to several hundreds are bundled is used.
- FIG. 5A to 5C schematically show a cross-sectional view of the upper cover 1a of the present embodiment.
- the cross section of the heat insulating material layer 20 of the upper cover 1a of the present embodiment before expansion is shown in FIG. 5A
- the cross section after expansion is shown in FIG. 5B
- the cross section after expansion is shown in FIG. 5C.
- the heat insulating material layer 20 rapidly expands as shown in FIGS. 5B and 5C.
- the expanded heat insulating material then enters between the fiber layers 40, further passes through the fiber layers 40, and extends outside the fiber layers 40 (FIG. 5B).
- FIGS. 6A to 6C the cross sections of the heat insulating material layer 20 before and after expansion are shown in FIGS. 6A to 6C.
- the heat insulating material layer 20 of the upper cover 1 of the first embodiment shown in FIG. 6A expands, as shown in FIG. 6B, the metal thin film layer 30 reduces the scattering and destruction of the thermal expansion heat insulating material to a certain extent.
- the thermal expansion heat insulating material is likely to be scattered or broken when a hole is formed in the metal thin film layer 30 (FIG. 6C).
- FIG. 1b of the third embodiment A cross-sectional view of the upper cover 1b of the third embodiment is shown in FIG.
- the fiber layer 40 is arranged between the metal thin film layer 30 and the heat insulating material layer 20, but in the third embodiment, between the plastic layer 10 and the heat insulating material layer 20.
- the fiber layer 40 is arranged in. That is, the fiber layer 40 may be above or below the heat insulating material layer 20 as long as it is arranged in contact with the heat insulating material layer 20.
- the heat insulating material is formed between the fiber layers 40. Since it penetrates and the fibers hold the heat insulating material, it is possible to reduce the scattering and destruction of the thermal expansion heat insulating material.
- the configuration of the upper cover 1c of the battery box of the fourth embodiment is substantially the same as that of the upper cover 1a of the second embodiment and the upper cover 1b of the third embodiment, but as shown in FIG. It includes layer 22.
- the fiber layer 40 exists between the upper and lower heat insulating material layers 20 and 22 to reduce the scattering and destruction of the thermal expansion heat insulating material.
- ⁇ Modification example 4A> The configuration of the upper cover 1d of the battery box of the modified example 4A is almost the same as that of the upper cover 1c of the fourth embodiment, but as shown in FIG. 9, further, between the metal thin film layer 30 and the heat insulating material layer 20. Also provided with a fiber layer 42. Since the upper cover 1e of the modified example 4A has the double heat insulating material layers 20 and 22 and further includes the double fiber layer, it is possible to reduce the scattering and breakage of the thermal expansion heat insulating material.
- the configuration of the upper cover 1e of the battery box of the fifth embodiment is substantially the same as the configuration of the upper cover 1a of the second embodiment, but as shown in FIG. 10, the heat insulating material layer 20 includes short fibers 24. I'm out. By including the short fibers 24 in the heat insulating material layer 20, the strength of the layer itself is increased.
- the strength of the layer itself is increased by containing the short fibers in the heat insulating material layers 20 and 22.
- the battery box 3 of the sixth embodiment includes a box body 2. On the side surface or the bottom surface of the battery box main body 2, the heat insulating material layer 20 and the metal thin film layer 30 are laminated on the plastic layer 10.
- the plastic layer 10 is also a structural member of the box body 2.
- the layer structure of the upper cover 1 has been described, but by applying the same layer structure to the side surface or the bottom surface of the battery box 3, when the battery is thermally runaway, It is possible to reduce the transmission of instantaneous combustion and high temperature. In addition, electromagnetic waves generated from the battery can be shielded.
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Abstract
電気自動車用電池ボックスの上部カバーは、電池が熱暴走した際、電池ボックスの上部に、瞬間の燃焼と高温化が伝達するのを低減する。本開示の電池ボックス(3)の上部カバー(1)は、電池パック(5)の上方に配置されるプラスチック層(10)と、前記プラスチック層(10)の前記電池パック(5)と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層(30)と、前記プラスチック層(10)と前記金属薄膜層(30)との間に配置された第1断熱材層(20)とを有する。
Description
本開示は、電気自動車の駆動用電池を収容する電池ボックスに関する。
電気自動車の駆動用電池を収容する電池ボックスの上部を蓋する上部カバーには、通常、鉄、アルミ等の金属材料が用いられている。金属材料は重量があるため、軽量化のため樹脂材料を利用することが検討されている。
一方、電気自動車の普及に伴い、近年発火件数が飛躍的に増加している。発火事故の増加を受け、電池ボックスの耐火性能にはより厳しい規制が適用されようとしている。
特許文献1は、電池ケースの上部に、発泡断熱材を配置し、電池が熱暴走した際に、発泡断熱材が、複数の電池の冷却風通路に流入し、熱暴走の拡大を防止することを開示している。
電池の上方に熱膨張断熱材(発泡断熱材)を配置すると、電池が熱暴走した際、瞬間の燃焼と高温化により熱膨張断熱材が急激に膨張し、飛散、破壊されることが起こりうる。この場合、機械的強度の低下、断熱性能の低下が懸念される。
第1観点の電気自動車用電池ボックスは、電気自動車の電池を収納する電池ボックスであって、上部カバーを備える。前記上部カバーは、
前記電池の上方に配置されるプラスチック層と、
前記プラスチック層の前記電池と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層と、
前記プラスチック層と前記金属薄膜層との間に配置された第1断熱材層と
を有する。
前記電池の上方に配置されるプラスチック層と、
前記プラスチック層の前記電池と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層と、
前記プラスチック層と前記金属薄膜層との間に配置された第1断熱材層と
を有する。
第2観点の電気自動車用電池ボックスは、第1観点の電池ボックスであって、前記上部カバーは、さらに、
前記金属薄膜層と前記第1断熱材層の間、または、前記プラスチック層と前記第1断熱材層との間に、繊維層を
有する。
前記金属薄膜層と前記第1断熱材層の間、または、前記プラスチック層と前記第1断熱材層との間に、繊維層を
有する。
第3観点の電気自動車用電池ボックスは、第1観点または第2観点の電池ボックスであって、前記第1断熱材層は、前記プラスチック層の前記金属薄膜層と対向する表面の一部に配置されている。
第4観点の電気自動車用電池ボックスは、第3観点の電池ボックスであって、前記第1断熱材層は、前記電池の放出弁に対応する位置に設けられている。
第5観点の電気自動車用電池ボックスは、第2観点の電池ボックスであって、前記繊維層は、前記プラスチック層と前記第1断熱材層との間に配置され、
前記上部カバーは、さらに、前記プラスチック層と前記繊維層との間に、第2断熱材層を有する。
前記上部カバーは、さらに、前記プラスチック層と前記繊維層との間に、第2断熱材層を有する。
第6観点の電気自動車用電池ボックスは、第5観点の電池ボックスであって、前記上部カバーは、さらに、前記金属薄膜層と前記第1断熱材層との間に、第2繊維層を有する。
第7観点の電気自動車用電池ボックスは、第1観点~第6観点のいずれかの電池ボックスであって、前記第1断熱材層は、短繊維を含む。
第8観点の電気自動車用電池ボックスは、第5観点または第6観点の電池ボックスであって、前記第1断熱材層、および/または、前記第2断熱材層は、短繊維を含む。
第9観点の電気自動車用電池ボックスは、電気自動車の電池を収納する電池ボックスであって、
前記電池ボックスの側面または底面は、
プラスチック層と、
前記プラスチック層の前記電池と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層と、
前記プラスチック層と前記金属薄膜層との間に配置された第1断熱材層と、
を有する。
前記電池ボックスの側面または底面は、
プラスチック層と、
前記プラスチック層の前記電池と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層と、
前記プラスチック層と前記金属薄膜層との間に配置された第1断熱材層と、
を有する。
本開示の電池ボックスの上部カバーにおいては、断熱材層の下にさらに、金属薄膜層が配置されている。この金属薄膜層において、熱膨張断熱材が飛散、破壊されにくくなる。金属薄膜層は、別途、電池から生じる電磁波をシールドする役割も果たす。
本開示の電池ボックスの上部カバーの一実施形態においては、金属薄膜層と断熱材層との間、または、熱膨張断熱材とプラスチック層との間、または、断熱材層と断熱材層との間に、繊維層が配置されている。熱膨張断熱材は繊維層の繊維と繊維の間を通って膨張することができ、熱膨張断熱材と繊維が絡み合うことにより、熱膨張断熱材の飛散、破壊が低減される。
本開示の電池ボックスの上部カバーの一実施形態においては、断熱材層は、短繊維を含んでいる。短繊維によって、断熱材層の強度が増加する。
<第1実施形態>
第1実施形態の電池ボックス3の概略を図1に示す。電池ボックス3は、ボックス本体2と、上部カバー1とを備える。電池ボックス本体2は、複数の電池パック5を収容する。電池パック5の電池は、たとえば、リチウムイオン電池である。上部カバー1は、電池パック5の上方に配置される。上部カバー1は、電池ボックス本体2と合わせて、電池パック5を封止する。
第1実施形態の電池ボックス3の概略を図1に示す。電池ボックス3は、ボックス本体2と、上部カバー1とを備える。電池ボックス本体2は、複数の電池パック5を収容する。電池パック5の電池は、たとえば、リチウムイオン電池である。上部カバー1は、電池パック5の上方に配置される。上部カバー1は、電池ボックス本体2と合わせて、電池パック5を封止する。
電池パック5を収容した電池ボックス3は、一実施形態としては、車台の上、シートなどの居住空間の下に配置される。つまり、上部カバー1は、電池パック5とシート等の間に配置される。上部カバー1は、電池パック5が熱暴走した際に、火炎や高温度がシート等に伝達するのを防止する役割も担っている。
上部カバー1は、平坦な部分だけではなく、適宜凹凸が設けられている。また電池ボックス3に収容された後の電池パック5の高さは、同一とは言えず、図1に示すように、高さが異なる事も多い。したがって上部カバー1は、水平部分だけでなく、傾斜した面となっている部分もある。
本実施形態の上部カバー1の断面図を図2に示す。なお、図2は、電池ボックス3に用いる場合と上下が逆に書かれている。つまり、図2の上側に電池パック5が配置されている。これは、図3~4、7~10も同様である。
本実施形態の上部カバー1は、プラスチック層10の上に、断熱材層20、金属薄膜層30を積層している。プラスチック層10は、構造部材でもある。蓋として、電池ボックス本体2の上部全体を覆っている。
プラスチック層10のプラスチックとしては、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂やポリカーボネート・ポリプロピレン・塩化ビニル等の熱可塑性樹脂である。プラスチックには、繊維強化プラスチックを含む。繊維強化プラスチック(FRP)とは、繊維状強化材で複合化して、機械的強度や耐熱性を向上させたプラスチックである。繊維状強化材としては、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などである。
断熱材層20は、繊維系断熱材・発泡プラスチック系断熱材等がある。繊維系断熱材としては、グラスウール・ロックウール、発泡プラスチック系としてはウレタンフォーム・フェノールフォーム等が挙げられる。発泡プラスチック系断熱材については燃えやすい等の問題がある為、無機材や難燃剤等を練り込んで難燃性能を改善したものが望ましい。
断熱材層は加熱前にすでに断熱材層としての性能を満足する形態でもよいし、加熱時に瞬時に膨張して断熱材層となるものでもよい。加熱時に膨張する断熱材層は、120℃~260℃の温度で膨張を開始する。600℃で30分加熱した際の膨張後体積は、膨張前の1.1倍~100倍、例えば20倍~40倍である。断熱材層20の例としては、積水化学工業株式会社製フィブロックである。
断熱材層20は、図3に示すように、プラスチック層10の下表面(電池ボックス3の内側の面)の一部に配置してもよい。全部では無く一部とすることにより、熱膨張断熱材の使用量を少なくすることができ、コストを削減できる。特に電池パック5の高圧時に電池パック5の内部の気体を放出させるための放出弁(図示せず)に対向する位置に、断熱材層20を配置してもよい。こうすることにより、効率的な断熱が可能になる。
金属薄膜層30は、たとえば、アルミ箔である。厚みは、0.006mm以上、0.2mm以下である。金属薄膜層30は、断熱材層20の膨張時に、熱膨張断熱材の落下を防止する。また金属薄膜は熱伝導率が高い為、局所的に当たった熱は分散され金属薄膜がない時と比較して広く熱膨張断熱材を膨張させることができ断熱効率を増すことができる。
第1実施形態の上部カバー1は、上部カバー1より下の電池の熱暴走時に、断熱材層20が膨張して断熱層を形成して、上部カバー1の上部を断熱する。
加熱前にすでに断熱材層としての性能を満足する形態は電池暴走時に火炎や熱は断熱材層により軽減されるので上部カバー1の上部を燃焼や破壊を防止する。
<第2実施形態>
第2実施形態の電池ボックスの上部カバー1aは、図4に示すように、プラスチック層10の上に、断熱材層20、繊維層40、金属薄膜層30を積層している。このうち、プラスチック層10、断熱材層20、金属薄膜層30については、第1実施形態の上部カバー1と同様である。本実施形態の上部カバー1aは、さらに、繊維層40を有している。
第2実施形態の電池ボックスの上部カバー1aは、図4に示すように、プラスチック層10の上に、断熱材層20、繊維層40、金属薄膜層30を積層している。このうち、プラスチック層10、断熱材層20、金属薄膜層30については、第1実施形態の上部カバー1と同様である。本実施形態の上部カバー1aは、さらに、繊維層40を有している。
繊維層40は、ガラス繊維や炭素繊維等の無機繊維の平織クロスが主として使われる。
一例として密度16本×15本/25mm(JISR3414)の平織クロスが用いられる。
繊維径は3~10μm程度であり数十本~数百本束ねた繊維束が使われる。
一例として密度16本×15本/25mm(JISR3414)の平織クロスが用いられる。
繊維径は3~10μm程度であり数十本~数百本束ねた繊維束が使われる。
断熱材層20が膨張した際には、断熱材が繊維層40の間に入り込み、入り込んだ断熱材は、繊維によって保持されるので、断熱材の飛散、破壊が低減される。このことを、図面を用いて模式的に説明する。
図5A~5Cは、本実施形態の上部カバー1aの断面図を模式的に示している。本実施形態の上部カバー1aの断熱材層20の膨張前の断面を図5Aに、膨張後の断面を図5Bに、さらに、膨張後の断面を図5Cに示す。図5Aの本実施形態の上部カバー1aが、電池が熱暴走を起こし下部から燃焼と高温化の影響を受けると、図5B、5Cに示すように、断熱材層20は急速に膨張する。そうして、膨張した断熱材は、繊維層40の間に入り込み、さらに、繊維層40を通過して、その外にまで広がる(図5B)。このような場合でも、繊維層の中において、繊維と膨張した断熱材が絡み合っているので、熱膨張断熱材の飛散、破壊が低減される。さらに、断熱材層20の膨張が進み、図5Cに示すように、金属薄膜層30に穴が開いた場合であっても、繊維と膨張した断熱材が絡み合っているので、熱膨張断熱材の飛散、破壊が低減される。
これに対して、繊維層40の無い場合の第1実施形態の上部カバー1において、断熱材層20の膨張前後の断面を図6A~6Cに示す。図6Aに示す第1実施形態の上部カバー1の断熱材層20が膨張した場合、図6Bに示すように、ある程度までは、金属薄膜層30によって、熱膨張断熱材の飛散、破壊が低減される。しかし、繊維層40がない第1実施形態の上部カバー1の場合には、金属薄膜層30に穴が開いた場合などには、熱膨張断熱材の飛散、破壊が生じ易い(図6C)。
<第3実施形態>
第3実施形態の上部カバー1bの断面図を図7に示す。第2実施形態の上部カバー1aでは、金属薄膜層30と断熱材層20との間に繊維層40が配置されていたが、第3実施形態では、プラスチック層10と断熱材層20との間に繊維層40が配置されている。つまり、繊維層40は、断熱材層20に接して配置されていれば、断熱材層20の上であっても下であってもよい。
第3実施形態の上部カバー1bの断面図を図7に示す。第2実施形態の上部カバー1aでは、金属薄膜層30と断熱材層20との間に繊維層40が配置されていたが、第3実施形態では、プラスチック層10と断熱材層20との間に繊維層40が配置されている。つまり、繊維層40は、断熱材層20に接して配置されていれば、断熱材層20の上であっても下であってもよい。
第3実施形態の上部カバー1bにおいても、第2実施形態の上部カバー1aと同様に、電池に熱暴走が起き、断熱材層20が急速に膨張したとき、繊維層40の間に断熱材が入り込み、また、繊維が断熱材を保持するので、熱膨張断熱材の飛散、破壊を低減することができる。
また、第2実施形態と、第3実施形態の組み合わせとして、断熱材層20の上下に、繊維層40を配置するのも有効である。
<第4実施形態>
第4実施形態の電池ボックスの上部カバー1cの構成は、第2実施形態の上部カバー1a、第3実施形態の上部カバー1bとほぼ同様であるが、図8に示すように、さらに、断熱材層22を備えている。本実施形態の上部カバー1cにおいては、繊維層40が、上下の断熱材層20、22の間に存在し熱膨張断熱材の飛散、破壊を低減する。
第4実施形態の電池ボックスの上部カバー1cの構成は、第2実施形態の上部カバー1a、第3実施形態の上部カバー1bとほぼ同様であるが、図8に示すように、さらに、断熱材層22を備えている。本実施形態の上部カバー1cにおいては、繊維層40が、上下の断熱材層20、22の間に存在し熱膨張断熱材の飛散、破壊を低減する。
<変形例4A>
変形例4Aの電池ボックスの上部カバー1dの構成は、第4実施形態の上部カバー1cとほぼ同様であるが、図9に示すように、さらに、金属薄膜層30と断熱材層20との間に、繊維層42を備えている。変形例4Aの上部カバー1eは、2重の断熱材層20、22を有し、さらに、2重の繊維層を備えているので、熱膨張断熱材の飛散、破壊を低減することができる。
変形例4Aの電池ボックスの上部カバー1dの構成は、第4実施形態の上部カバー1cとほぼ同様であるが、図9に示すように、さらに、金属薄膜層30と断熱材層20との間に、繊維層42を備えている。変形例4Aの上部カバー1eは、2重の断熱材層20、22を有し、さらに、2重の繊維層を備えているので、熱膨張断熱材の飛散、破壊を低減することができる。
<第5実施形態>
第5実施形態の電池ボックスの上部カバー1eの構成は、第2実施形態の上部カバー1aの構成とほぼ同様であるが、図10に示すように、断熱材層20は、短繊維24を含んでいる。断熱材層20は、短繊維24を含むことにより、層自体の強度が増す。
第5実施形態の電池ボックスの上部カバー1eの構成は、第2実施形態の上部カバー1aの構成とほぼ同様であるが、図10に示すように、断熱材層20は、短繊維24を含んでいる。断熱材層20は、短繊維24を含むことにより、層自体の強度が増す。
同様に、第1~第4実施形態、変形例4Aにおいても、断熱材層20、22が短繊維を含むことにより、層自体の強度が増す。
<第6実施形態>
第6実施形態の電池ボックス3は、ボックス本体2を備える。電池ボックス本体2の側面または底面は、プラスチック層10の上に、断熱材層20、金属薄膜層30を積層している。プラスチック層10は、ボックス本体2の構造部材でもある。
第6実施形態の電池ボックス3は、ボックス本体2を備える。電池ボックス本体2の側面または底面は、プラスチック層10の上に、断熱材層20、金属薄膜層30を積層している。プラスチック層10は、ボックス本体2の構造部材でもある。
第1~第5実施形態、変形例4Aでは、上部カバー1の層構成を説明したが、同様の層構成を電池ボックス3の側面または底面に適用することにより、電池が熱暴走した際に、瞬間の燃焼と高温化が伝達するのを低減することができる。また、電池から生じる電磁波をシールドすることができる。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1、1a、1b、1c、1d、1e 上部カバー
2 電池ボックス本体
3 電池ボックス
5 電池パック
10 プラスチック層
20 第1断熱材層
22 第2断熱材層
24 短繊維
30 金属薄膜層
40、42 繊維層
45 繊維
2 電池ボックス本体
3 電池ボックス
5 電池パック
10 プラスチック層
20 第1断熱材層
22 第2断熱材層
24 短繊維
30 金属薄膜層
40、42 繊維層
45 繊維
Claims (9)
- 電気自動車の電池を収納する電池ボックスであって、上部カバーを備え、
前記上部カバーは、
前記電池の上方に配置されるプラスチック層と、
前記プラスチック層の前記電池と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層と、
前記プラスチック層と前記金属薄膜層との間に配置された第1断熱材層と
を有する、電気自動車用電池ボックス。 - 前記上部カバーは、さらに、
前記金属薄膜層と前記第1断熱材層の間、または、前記プラスチック層と前記第1断熱材層との間に、繊維層を
有する、請求項1に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 前記第1断熱材層は、前記プラスチック層の前記金属薄膜層と対向する表面の一部に配置されている、
請求項1又は2に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 前記第1断熱材層は、前記電池の放出弁に対応する位置に設けられている、
請求項3に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 前記繊維層は、前記プラスチック層と前記第1断熱材層との間に配置され、
前記上部カバーは、さらに、前記プラスチック層と前記繊維層との間に、第2断熱材層を有する、
請求項2に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 前記上部カバーは、さらに、前記金属薄膜層と前記第1断熱材層との間に、第2繊維層を有する、
請求項5に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 前記第1断熱材層は、短繊維を含む、
請求項1~6のいずれか1項に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 前記第1断熱材層、および/または、前記第2断熱材層は、短繊維を含む、
請求項5または6に記載の電気自動車用電池ボックス。 - 電気自動車の電池を収納する電池ボックスであって、
前記電池ボックスの側面または底面は、
プラスチック層と、
前記プラスチック層の前記電池と対向する側の表面上に配置された金属薄膜層と、
前記プラスチック層と前記金属薄膜層との間に配置された第1断熱材層と、
を有する、電気自動車用電池ボックス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022509339A JPWO2021192620A1 (ja) | 2020-03-26 | 2021-02-02 |
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JP2020-055942 | 2020-03-26 | ||
JP2020055942 | 2020-03-26 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021192620A1 true WO2021192620A1 (ja) | 2021-09-30 |
Family
ID=77890217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/003666 WO2021192620A1 (ja) | 2020-03-26 | 2021-02-02 | 電気自動車用電池ボックス |
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WO (1) | WO2021192620A1 (ja) |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2012523087A (ja) * | 2009-04-01 | 2012-09-27 | エルジー・ケム・リミテッド | モジュールの設計構造に柔軟性を有するバッテリーモジュール、並びにそのバッテリーモジュールを含む中型および大型のバッテリーパック |
US20160218335A1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-07-28 | Ford Global Technologies, Llc | Battery pack cover for an electrified vehicle |
WO2017056410A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電池モジュール |
JP2018098074A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 組電池 |
WO2019163839A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 積水化学工業株式会社 | 耐火積層体及びバッテリー |
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2022509339A patent/JPWO2021192620A1/ja active Pending
- 2021-02-02 WO PCT/JP2021/003666 patent/WO2021192620A1/ja active Application Filing
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