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JP-2026514883-A - ケース、電池及び電気機器

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Abstract

本願は、ケース（１０）、電池（１００）及び電気機器を提供し、ケース（１０）の底板（１０１）は、複合板（１０１１）及び熱交換板（１０１２）を含み、複合板（１０１１）は、第１の材料から形成された第１の材料部（１０１１１）と第２の材料から形成された第２の材料部（１０１１２）とを含み、複合板（１０１１）の表面の一部は第１の溶接面（１０１１ａ）を形成し、第１の溶接面（１０１１ａ）は、第１の材料部（１０１１１）から形成され、熱交換板（１０１２）の表面の一部は第２の溶接面（１０１２ａ）を形成し、第２の溶接面（１０１２ａ）における熱交換板（１０１２）は、第３の材料から形成され、第３の材料と第１の材料とは同種材料であり、第１の溶接面（１０１１ａ）は、第２の溶接面（１０１２ａ）に溶接され、本願の実施例により提供されるケース（１０）は、複合板（１０１１）でアルミニウム板を代替することで、熱交換板（１０１２）の溶接が困難であるため、ケース（１０）の品質に影響を与えるという問題を効果的に改善することができる。

Inventors

  • ▲楊▼ ▲輝▼
  • 王 ▲慶▼
  • 王 勇

Assignees

  • 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240507
Priority Date
20231107

Claims (16)

  1. 電池セルを収容するためのケースであって、前記ケースは、 底板を含み、前記底板は、複合板及び熱交換板を含み、前記複合板は、第１の材料から形成された第１の材料部と第２の材料から形成された第２の材料部とを含み、前記複合板の表面の一部は第１の溶接面を形成し、前記第１の溶接面は、前記第１の材料部から形成され、前記熱交換板の表面の一部は第２の溶接面を形成し、前記第２の溶接面における前記熱交換板は、第３の材料から形成され、前記第３の材料と前記第１の材料とは同種材料であり、前記第１の溶接面は、前記第２の溶接面に溶接されることを特徴とする、 ケース。
  2. 前記第１の材料は、銅合金又はアルミニウム合金のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  3. 前記第１の材料部は、銅合金層又はアルミニウム合金層を含むことを特徴とする、請求項２に記載のケース。
  4. 前記第２の材料は、鋼合金を含むことを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  5. 前記第２の材料部は、鋼合金層を含むことを特徴とする、請求項４に記載のケース。
  6. 前記ケースは、フレームを更に含み、前記フレームは、前記複合板と一体成形されることを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  7. 前記ケースは、フレームを更に含み、前記フレームの表面の一部は第３の溶接面を形成し、前記第３の溶接面における前記フレームは、第４の材料から形成され、前記第４の材料と前記第１の材料又は前記第２の材料とは同種材料であり、前記第３の溶接面は、前記第１の溶接面に溶接されることを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  8. 前記複合板の前記第１の溶接面を形成する一側は、対向する他側に向かって凹んで第１の導流溝が形成され、前記熱交換板は、前記第１の導流溝をシールキャップして流路を形成することを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  9. 前記複合板の前記第１の溶接面を形成する一側は、前記電池セルに向かって設置されることを特徴とする、請求項８に記載のケース。
  10. 前記熱交換板には、第２の導流溝が凹んで形成され、前記複合板は、前記第２の導流溝をシールキャップして流路を形成することを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  11. 前記複合板の前記第１の溶接面を形成する一側は、前記電池セルに背向して設置されることを特徴とする、請求項１０に記載のケース。
  12. 前記ケースは、冷却水ノズルを更に含み、前記冷却水ノズルは、第５の材料から形成された水ノズル接続部を含み、前記第５の材料と前記第１の材料とは同種材料であり、前記水ノズル接続部は、前記第１の溶接面に溶接され、且つ前記流路に連通することを特徴とする、請求項８に記載のケース。
  13. 前記第１の材料部の厚さはＭであり、０．０５ｍｍ≦Ｍ≦３ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載のケース。
  14. 前記第１の材料部の厚さＭは、０．１ｍｍ≦Ｍ≦１．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１３に記載のケース。
  15. 電池セル及び請求項１～１４の何れか一項に記載のケースを含み、前記電池セルが前記ケース内に収容されることを特徴とする、電池。
  16. 請求項１５に記載の電池を含み、前記電池が電気エネルギーを提供するために使用されることを特徴とする、電気機器。

Description

本願は、２０２３年１１月０７日に提出された、名称が「ケース、電池及び電気機器」である中国特許出願第２０２３１１４７６０１２．７号を引用しており、その全体が参照により本願に組み込まれる。 本願は、ケース構造の技術分野に関し、特に、ケース、電池及び電気機器を提供する。 動力電池の発展に伴い、電池のケースは、材質を交換することでコストの大幅な削減を実現することが発展傾向となっている。しかし、ケースの熱交換構造には、熱伝導性能に優れた材質を採用する必要があるため、熱交換構造とケースとは交換される材質が異なり、異なる材質間では融点に差があり、溶接が困難であり、これによりケースの全体的な品質に影響を与える可能性がある。 本願の実施例における技術案をより明らかに説明するために、以下、実施例又は関連技術の説明に使用する必要のある図面を簡単に紹介し、明らかに、以下の説明における図面は本願の幾つかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的労働を行うことなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。 本願の実施例により提供される車両の構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池の分解図である。 本願の実施例により提供されるフレーム及び底板の構造概略図である。 本願の実施例により提供される複合板と熱交換板との接続概略図である。 本願の実施例により提供される複合板と熱交換板との接続断面図である。 本願の実施例により提供される別の複合板と熱交換板との接続断面図である。 以下、本願の実施例を詳細に説明し、上記実施例の例は、図面に示されており、そのうち、全文において同じ又は類似する符号は、同じ又は類似する素子、或いは同じ又は類似する機能を有する素子を表す。以下、図面を参照しながら説明される実施例は、例示的なものであり、本願を解釈するために使用されることを意図しており、本願を制限するものとして理解してはいけない。 本願の説明において、理解すべきものとして、「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などの用語が指示する方位又は位置関係は、図面に基づいて示す方位又は位置関係であり、単に本願の説明及び説明の簡略化を容易にするためのものであり、指される装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構成され、操作されなければならないことを指示又は暗示するものではなく、従って、本願を限定するものとして理解されるべきではない。 また、「第１」、「第２」という用語は、単に目的を説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示するか、或いは指示される技術的特徴の数量を暗黙的に示すものとして理解されるべきではない。従って、「第１」、「第２」と限定された特徴は、１つ又は複数の当該特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。本願の説明において、「複数」は、特に明確且つ具体的な限定がない限り、２つ以上であることを意味する。 本願において、特に明確な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語は、広義で理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体になってもよく、機械的接続であってもよく、電気的接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接接続であってもよく、２つの素子の内部の連通又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本願における具体的な意味を理解してもよい。 現在、市場情勢の発展から判断すると、動力電池の応用は、ますます広くなっている。動力電池は、水力、火力、風力及び太陽光発電所などのエネルギー貯蔵電源システムに適用されるだけでなく、電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電気交通手段、及び軍用機器や航空宇宙などの複数の分野にも広く適用される。動力電池の応用分野が拡大し続けるにつれて、その市場ニーズも増加し続ける。 動力電池の発展に伴い、電池コストをいかに削減するかが重要な発展方向となっている。関連技術において、主に鋼鉄でアルミニウムを代替する方法を採用してコストを削減し、即ち、ケースの底板、フレームなどの構造は、従来のアルミニウム材に代えて鋼材を利用し、鋼材のコストがアルミニウム材より低いため、ケースに鋼材を使用するコストが効果的に削減される。しかしながら、ケースの熱交換構造に対して、鋼材の放熱性が比較的低いため、鋼材で形成された熱交換構造の放熱効果が比較的低く、従って、熱交換構造は、依然としてアルミニウム材、銅材などの熱伝導性が比較的良好な材質を用いて集積形成される必要があり、しかし、異なる材料間の融点差が比較的大きいため、熱交換構造は、溶接プロセスによって接続を形成することが困難である。 異なる材質の熱交換構造と底板との間の接続問題を解決するために、設計上、熱交換構造のための接続空間を予め確保することができる。具体的には、底板に接続孔を開設することにより、締結部材を利用して熱交換構造を接続孔を介して底板に固定し、接続を形成することができる。又は、底板に接着層を予め残し、接着層を塗布することで熱交換構造を底板に接着し、固定接続を形成する。しかし、上記締結部材による接続の方法では、底板に孔を開ける必要があるため、底板の密封性及び構造強度に影響を与え、又は、接着固定による接続の方法では、熱交換構造は、接着剤層の劣化により脱落する現象が発生する可能性があり、更にケースの品質に影響を与える。 以上の考慮に基づき、コスト削減のニーズから鋼製ケースを採用する過程において異なる材質の熱交換構造を溶接することが困難であるという問題を解決するために、ケースを設計し、複合板を採用することにより、複合板を用いてコスト削減の目的を達成し、同時に、複合板の第１の溶接面を形成する第１の材料と、熱交換板の第２の溶接面を形成する第２の材料とが同種材料であるため、熱交換板の第２の溶接面と複合板の第１の溶接面とを溶接することができ、異なる材質を溶接できないため熱交換板を取り付けにくいという問題を効果的に解決し、接着又は締結部材による熱交換板の接続に起因した材料コストの増加、ケース生産の自動化レベルに影響を与え、及びケースの製品品質に影響を与えるという問題を改善することができる。 本願の実施例で開示される電池セルは、電池を電源として使用する電気機器又は電池をエネルギー貯蔵素子として使用する様々なエネルギー貯蔵システムに使用されてもよい。電気機器は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、電動スクーター、電気自動車、船舶、宇宙航空機などであってもよいが、これらに限定されない。そのうち、電動玩具は固定式又は移動式の電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船舶玩具及び電動飛行機玩具などを含んでもよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含んでもよい。 以下の実施例において、説明の便宜上、本願の一実施例による電気機器が車両１０００であることを例として説明する。 図１を参照し、図１は、本願の幾つかの実施例により提供される車両１０００の構造概略図である。車両１０００は、燃料自動車、ガス自動車、又は新エネルギー車であってもよく、新エネルギー車は、純電気自動車、ハイブリッド車、又はレンジエクステンダー車などであってもよい。車両１０００の内部には電池１００が設置され、電池１００は、車両１０００の底部、前方部、又は後方部に設置されてもよい。電池１００は、車両１０００の給電のために使用されてもよく、例えば、電池１００は、車両１０００の動作電源として機能することができる。車両１０００は、コントローラ２００とモータ３００とを更に含んでもよく、コントローラ２００は、モータ３００に電力を供給するために電池１００を制御し、例えば、車両１０００の始動、ナビゲーション及び走行時の動作電力のニーズを満たすために使用される。 本願の幾つかの実施例において、電池１００は、車両１０００の動作電源として機能することができるだけでなく、車両１０００の駆動電源として、燃料又は天然ガスを代替するか又は部分的に代替して車両１０００に駆動力を提供することができる。 図２を参照し、図２は、本願の幾つかの実施例により提供される電池１００の分解図である。電池１００は、ケース１０と電池セル２０とを含み、電池セル２０は、ケース１０内に収容される。そのうち、ケース１０は、電池セル２０に収容空間を提供するために使用され、ケース１０は、様々な構造を採用することができる。幾つかの実施例において、ケース１０は、第１の部分１１と第２の部分１２とを含んでもよく、第１の部分１１と第２の部分１２とは互いに覆い、第１の部分１１と第２の部分１２とは、共に電池セル２０を収容するための収容空間を画定する。第２の部分１２は、一端が開口した中空構造であってもよく、第１の部分１１は、板状構造であってもよく、第１の部分１１は、第１の部分１１と第２の部分１２とが共に収容空間を画定するように、第２の部分１２の開口側に覆い、第１の部分１１と第２の部分１２とは、何れも一側が開口した中空構造であってもよく、第１の部分１１の開口側は、第２の部分１２の開口側に覆う。もちろん、第１の部分１１と第２の部分１２とによって形成されるケース１０は、円筒体、直方体などの様々な形状であってもよい。 電池１００において、電池セル２０は、複数であってもよく、複数の電池セル２０の間は、直列接続、並列接続又は直並列接続されてもよく、直並列接続とは、複数の電池セル２０に直列接続及び並列接続の両方があることを指す。複数の電池セル２０の間は、直接直列接続、並列接続、又は直並列接続されてもよく、更に複数の電池セル２０からなる全体をケース１０内に収容し、もちろん、電池１００は、複数の電池セル２０がまず直列接続、並列接続、又は直並列接続されて電池モジュールを構成する形式であってもよく、複数の電池モジュールが更に直列接続、並列接続、又は直並列接続されて全体を形成し、且つケース１０内に収容される。電池１００は、他の構造を更に含んでもよく、例えば、当該電池１００は、複数の電池セル２０の間の電気的接続を実現するためのバス部材を更に含んでもよい。 そのうち、各電池セル２０は、二次電池であっても一次電池であってもよく、リチウム硫黄電池、ナトリウムイオン電池、又はマグネシウムイオン電池であってもよいが、これらに限定されない。電池セル２０は、円筒体、扁平状、直方体又は他の形状などであってもよい。 本願の幾つかの実施例によれば、図２～図６を参照し、第１の態様では、本願の実施例は、電池セル２０を収容するためのケース１０を提供し、ケース１０は、底板１０１を含み、底板１０１は、複合板１０１１及び熱交換板１０１２を含み、複合板１０１１は、第１の材料から形成された第１の材料部１０１１１と第２の材料から形成された第２の材料部１０１１２とを含み、複合板１０１１の表面の一部は第１の溶接面１０１１ａを形成し、第１の溶接面１０１１ａは、第１の材料部から形成され、熱交換板１０１２の表面の一部は第２の溶接面１０１２ａを形成し、第２の溶接面１０１２ａにおける熱交換板１０１２は、第３の材料から形成され、第３の材料と第１の材料とは同種材料であり、第１の溶接面１０１１ａは、第２の溶接面１０１２ａに溶接される。 ケース１０は、第１の部分１１と第２の部分１２とを含んでもよく、第１の部分１１と第２の部分１２とは互いに覆い、第１の部分１１と第２の部分１２とは、共に電池セル２０を収容するための収容空間を画定する。 幾つかの実施形態において、第２の部分１２は、一端が開口し