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公開番号2025078966
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191312
出願日2023-11-09
発明の名称冷却構造体
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/6556 20140101AFI20250514BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】冷却液に対する耐食性、冷却能、および水密性に優れた冷却構造体を提供する。
【解決手段】バッテリーパックの底面部の外側に形成される水冷媒体用流路を有する冷却構造体は、前記冷却構造体が内部空間が前記水冷媒体用流路である流路形成部を有し、前記流路形成部がAl系めっき鋼板またはZn系めっき鋼板に化成処理皮膜として無機皮膜または樹脂皮膜が形成された鋼板で構成され、前記流路形成部が被接合部材と接着剤により接合され、前記被接合部材が、前記底面部、または、前記流路形成部を覆う流路上蓋、のいずれかであり、前記被接合部材の外縁部が、接着剤、または、接着剤と機械接合、により、前記冷却構造体の外縁部と直接連続接合され、前記水冷媒体用流路同士の流路間隔が20mm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バッテリーパックの底面部の外側に形成される水冷媒体用流路を有する冷却構造体であって、
前記冷却構造体は内部空間が前記水冷媒体用流路である流路形成部を有し、
前記流路形成部はＡｌ系めっき鋼板またはＺｎ系めっき鋼板に化成処理皮膜として無機皮膜または樹脂皮膜が形成された鋼板で構成され、
前記流路形成部は被接合部材と接着剤により接合され、
前記被接合部材は、前記底面部、または、前記流路形成部を覆う流路上蓋、のいずれかであり、
前記被接合部材の外縁部は、接着剤、または、接着剤と機械接合、により、前記冷却構造体の外縁部と直接連続接合され、
前記水冷媒体用流路同士の流路間隔は２０ｍｍ以下である
ことを特徴とする、冷却構造体。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記流路間隔が１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の冷却構造体。
【請求項３】
前記水冷媒体用流路の幅が６ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の冷却構造体。
【請求項４】
前記水冷媒体用流路の幅が６ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の冷却構造体。
【請求項５】
前記Ａｌ系めっき鋼板のめっき層にＳｉが含まれていることを特徴とする、請求項１または２に記載の冷却構造体。
【請求項６】
前記Ａｌ系めっき鋼板のめっき層のＳｉ含有量が２．０質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする、請求項５に記載の冷却構造体。
【請求項７】
前記Ａｌ系めっき鋼板の表面には、化成処理皮膜としてＺｒ系成分またはＴｉ系成分またはＳｉ系成分を主成分として含む皮膜が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の冷却構造体。
【請求項８】
前記Ｚｎ系めっき鋼板表面の無機皮膜は、Ｓｉ系成分またはＺｒ系成分を主成分として含むことを特徴とする、請求項１に記載の冷却構造体。
【請求項９】
前記Ｚｎ系めっき鋼板表面の無機皮膜は、Ｖ成分、Ｐ成分、及びＣｏ成分の少なくとも１種以上を防錆成分として含むことを特徴とする、請求項１に記載の冷却構造体。
【請求項１０】
前記防錆成分が酸化バナジウム、リン酸、及び硝酸Ｃｏの何れか１種以上であることを特徴とする、請求項９に記載の冷却構造体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却構造体に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車分野では、ＣＯ
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削減のため、ＥＶ化が進んでいる。ＥＶ自動車に使用される部品のうち、動力源となる電池セルを収納するバッテリーパックには、温度上昇による電池の劣化を防ぐため、冷却構造を設ける必要がある。これまで冷却構造は空冷式が主流であったが、近年では、バッテリーの大容量化に伴い、冷却能が高い水冷式が採用される例が増えてきている。水冷式のバッテリーパックの部品には、一般的に鉄やアルミニウムが使用されている。例えば特許文献１には、アルミニウム製の冷却プレートの接合に接着剤を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２２－５１４２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄はアルミニウムに対して、強度やコスト面では優位であるが、耐食性では劣る。水冷媒体用流路には有機成分を含んだＬＬＣ（ロングライフクーラント）水溶液が冷却液として流れるため、水冷媒体用流路を構成する部材には冷却液に対する高い耐食性（冷却液耐食性）が求められる。また、水冷媒体用流路を構成する部材をバッテリーパックの外側に設ける場合、車の底面部に配置されるため、外面にも耐食性（外部耐食性）が必要となる。さらに、冷却構造には、冷却能を向上させるために水冷媒体用流路の流路間隔を狭めて液面積を増やすことや、冷却液の漏れを防ぐために水密性の確保が必要となる。
【０００５】
発明者らは、異なる耐食性を有した材料について鋭意検討した。その結果、Ａｌ系めっき鋼板またはＺｎ系めっき鋼板に化成処理した鋼板は、ＬＬＣ水溶液に対して耐食性を有していることが判明した。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）、冷却能、および水密性に優れた冷却構造体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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
（１）本開示の一態様に係る冷却構造体は、バッテリーパックの底面部の外側に形成される水冷媒体用流路を有する冷却構造体であって、前記冷却構造体は内部空間が前記水冷媒体用流路である流路形成部を有し、前記流路形成部はＡｌ系めっき鋼板またはＺｎ系めっき鋼板に化成処理皮膜として無機皮膜または樹脂皮膜が形成された鋼板で構成され、前記流路形成部は被接合部材と接着剤により接合され、前記被接合部材は、前記底面部、または、前記流路形成部を覆う流路上蓋、のいずれかであり、前記被接合部材の外縁部は、接着剤、または、接着剤と機械接合、により、前記冷却構造体の外縁部と直接連続接合され、前記水冷媒体用流路同士の流路間隔は２０ｍｍ以下である。
（２）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記流路間隔が１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であってもよい。
（３）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記水冷媒体用流路の幅が６ｍｍ以上６０ｍｍ以下であってもよい。
（４）上記（１）または（２）に記載の冷却構造体は、前記水冷媒体用流路の幅が６ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。
（５）上記（１）または（２）に記載の冷却構造体は、前記Ａｌ系めっき鋼板のめっき層にＳｉが含まれていてもよい。
（６）上記（５）に記載の冷却構造体は、前記Ａｌ系めっき鋼板のめっき層のＳｉ含有量が２．０質量％以上１５質量％以下であってもよい。
（７）上記（１）または（２）に記載の冷却構造体は、前記Ａｌ系めっき鋼板の表面には、化成処理皮膜としてＺｒ系成分またはＴｉ系成分またはＳｉ系成分を主成分として含む皮膜が形成されてもよい。
（８）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記Ｚｎ系めっき鋼板表面の無機皮膜は、Ｓｉ系成分またはＺｒ系成分を主成分として含んでもよい。
（９）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記Ｚｎ系めっき鋼板表面の無機皮膜は、Ｖ成分、Ｐ成分、及びＣｏ成分の少なくとも１種以上を防錆成分として含んでもよい。
（１０）上記（９）に記載の冷却構造体は、前記防錆成分が酸化バナジウム、リン酸、及び硝酸Ｃｏの何れか１種以上であってもよい。
（１１）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記Ｚｎ系めっき鋼板表面の無機皮膜は、Ｓｉ－Ｏ結合、Ｓｉ－Ｃ結合、及びＳｉ－ＯＨ結合のうち１種以上を含む化合物相で構成されていてもよい。
（１２）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記無機皮膜の厚みが０μｍ超１．５μｍ以下であってもよい。
（１３）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記無機皮膜または前記樹脂皮膜が導電性を有してもよい。
（１４）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記樹脂皮膜は、樹脂、防錆顔料、及び導電顔料を含んでもよい。
（１５）上記（１４）に記載の冷却構造体は、前記樹脂皮膜は、金属粒子、金属間化合物粒子、導電性酸化物粒子、及び導電性非酸化物セラミクス粒子の何れか１種以上を前記導電顔料として含み、前記導電顔料は、２３～２７℃の粉体抵抗率が７．０×１０７Ωｃｍ以下であり、かつＺｎ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ及びＷからなる群から選択されるいずれか１種以上を構成元素として含んでもよい。
（１６）上記（１４）または（１５）に記載の冷却構造体は、前記樹脂皮膜は、前記導電顔料を１．０質量％以上３０質量％以下の割合で含んでもよい。
（１７）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記接着剤には、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂もしくはウレタン系樹脂のいずれかが１０％以上含まれてもよい。
（１８）上記（１）に記載の冷却構造体は、前記Ａｌ系めっき鋼板または前記Ｚｎ系めっき鋼板に化成処理皮膜として無機皮膜または樹脂皮膜が形成された鋼板の板厚が、０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の上記観点によれば、冷却液に対する耐食性（冷却液耐食性）、冷却能および水密性に優れた冷却構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る冷却構造体を示す断面図である。
同実施形態に係る冷却構造体の他の例を示す断面図である。
同実施形態に係る冷却構造体の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る冷却構造体について、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、共通する構成要素には同一符号を付してそれらの重複説明を省略する場合がある。ただし、本開示は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。なお、以下の説明では、図１の紙面に垂直な方向をＹ方向、後述する複数の流路形成部２１が並ぶ方向をＸ方向、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交する方向をＺ方向と称する場合がある。「～」を用いて表される数値限定範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。
【００１０】
＜１．冷却構造体の全体構成＞
まず、図１に基づいて本実施形態に係る冷却構造体１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る冷却構造体１の概要を示す断面図（バッテリーパック１０の底面部１０ａに垂直な断面図）である。
（【００１１】以降は省略されています）

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