JP2009277647A - 組電池、および組電池を搭載した車両 - Google Patents

Abstract

【課題】単電池から放出されたガスが少量のときであっても、このガスを排出することによって信頼性を高めた組電池、および信頼性を高めた車両を提供する。
【解決手段】組電池１０は、単電池３０をケース４１内に収容してなる電池モジュール４０を複数配列することによって形成される電池モジュール群５０と、冷却風２１が流れる冷却風通路２０と、複数の電池モジュールを配列した配列方向Ｓに沿って電池モジュールに接して伸び、単電池からケース内に放出されたガス６１を導入し、電池モジュール外に排出するガス排出経路を形成するガス排出ダクト６０と、を有している。ガス排出ダクトは、ケースのそれぞれに形成されたガス放出孔４２に連通するガス導入口６２と、冷却風を取り込む空気取入口６３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、組電池、および組電池を搭載した車両に関する。

組電池は、単電池を複数配列することによって構成している。単電池には、電池内部において発生したガスが所定の圧力に達したときに内部のガスを放出可能な弁部材を設けている。組電池は、単電池から放出されたガスを導入して排出するためのガス排出経路を備えている（特許文献１、２参照）。

特開２００２−１５１０２５号公報 特開２００６−２３６６０５号公報

しかしながら、上記の特許文献１、２に記載された技術にあっては、ガス排出経路を通してのガスの排出を、単電池から放出されたガス自体の圧力のみに依存している。このため、単電池から微少なガスが放出されたときには、このガスを十分に排気することができない虞がある。

本発明の目的は、単電池から放出されたガスが少量のときであっても、このガスを排出することによって信頼性を高めた組電池、および信頼性を高めた車両を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の組電池は、内部のガスを放出可能な弁部材が設けられた単電池をケース内に収容してなる電池モジュールを複数配列することによって形成される電池モジュール群と、前記電池モジュールの前記ケースの外面に沿って形成され冷却風が流れる冷却風通路と、複数の前記電池モジュールを配列した配列方向に沿って前記電池モジュール群に接して伸び、前記単電池から前記ケース内に放出されたガスを導入し、前記電池モジュール外に排出するガス排出経路を形成するガス排出ダクトと、を有している。前記ケースのそれぞれには、前記ケース内に放出されたガスを前記ケース外に放出するために、ガス放出孔が形成されている。前記ガス排出ダクトは、前記ガス放出孔に連通するガス導入口と、前記冷却風を取り込む少なくとも１つの空気取入口と、を備えている。

上記目的を達成する本発明の車両は、上記のような組電池を搭載している。

本発明によれば、単電池から放出されたガス自体の圧力のみではなく、ガス排出ダクトの空気取入口から取り込んだ冷却風によって生じる風流れによって、ガス排出経路を通してガスを排出することができる。このため、単電池から放出されたガスが少量のときであっても、このガスを排出することによって信頼性を高めた組電池を提供できる。

さらに、このような組電池を搭載した車両にあっては、単電池から放出されたガスが少量のときであっても、このガスを組電池から排出することによって、信頼性を高めることができる。

本発明に係る組電池の実施形態を示す斜視図である。 組電池における冷却風の流れを模式的に示す図である。 電池モジュールを複数配列することによって形成される電池モジュール群を示す斜視図である。 図４（Ａ）は、単電池としての扁平型のリチウムイオン二次電池を示す斜視図、図４（Ｂ）は、電池モジュールを示す分解斜視図である。 電池モジュールおよびガス排出ダクトを示す斜視図である。 図２において下側に示されるガス排出ダクトを拡大図とともに示す斜視図である。 図６Ｂ（Ａ）は、図２において上側に示されるガス排出ダクトを示す斜視図、図６Ｂ（Ｂ）は、図６Ｂ（Ａ）の矢印Ａの方向から見た斜視図、図６Ｂ（Ｃ）は、図６Ｂ（Ａ）の矢印Ｂの方向から見た斜視図である。 図１に示す組電池を搭載した車両の概念図である。 改変例１に係るガス排出ダクトの要部を示す斜視図である。 改変例２に係るガス排出ダクトの要部を示す斜視図である。 改変例３に係る組電池おける冷却風の流れを模式的に示す図である。 図１１（Ａ）および（Ｂ）は、改変例４に係るガス排出ダクトの要部を示す斜視図および断面図である。 図１２（Ａ）は、改変例４の制御系を示す概略構成図、図１２（Ｂ）は、改変例４の動作を示すフローチャートである。 図１３（Ａ）および（Ｂ）は、改変例５に係るガス排出ダクトの要部を示す斜視図および断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明に係る組電池１０の実施形態を示す斜視図、図２は、組電池１０における冷却風２１の流れを模式的に示す図、図３は、電池モジュール４０を複数配列することによって形成される電池モジュール群５０を示す斜視図、図４（Ａ）は、単電池３０としての扁平型のリチウムイオン二次電池を示す斜視図、図４（Ｂ）は、電池モジュール４０を示す分解斜視図、図５は、電池モジュール４０およびガス排出ダクト６０を示す斜視図、図６Ａは、図２において下側に示されるガス排出ダクト６０を拡大図とともに示す斜視図、図６Ｂ（Ａ）は、図２において上側に示されるガス排出ダクト６０を示す斜視図、図６Ｂ（Ｂ）は、図６Ｂ（Ａ）の矢印Ａの方向から見た斜視図、図６Ｂ（Ｃ）は、図６Ｂ（Ａ）の矢印Ｂの方向から見た斜視図、図７は、図１に示す組電池１０を搭載した車両８０の概念図である。

図１および図２を参照して、組電池１０は、概説すれば、内部のガス６１を放出可能な弁部材が設けられた単電池３０をケース４１内に収容してなる電池モジュール４０を複数配列することによって形成される電池モジュール群５０と、電池モジュール４０のケース４１の外面に沿って形成され冷却風２１が流れる冷却風通路２０と、単電池３０からケース４１内に放出されたガス６１を導入し、電池モジュール４０外に排出するガス排出経路を形成するガス排出ダクト６０と、を有している。ガス排出ダクト６０は、複数の電池モジュール４０を配列した配列方向Ｓに沿って電池モジュール群５０に接して伸びている。このガス排出ダクト６０は、ケース４１内に放出されたガス６１をケース４１外に放出するためにケース４１のそれぞれに形成されたガス放出孔４２に連通するガス導入口６２と、冷却風２１を取り込む少なくとも１つの空気取入口６３と、を備えている。本実施形態では、ガス排出ダクト６０の空気取入口６３は、冷却風通路２０に向かって開口し冷却風２１の一部を取り入れている。取り入れた冷却風２１によって、ガス排出経路における風流れを生じさせている。以下、詳述する。

図２を参照して、組電池１０は、自動車や電車などの車両に搭載される車載電池であり、組電池用ケース１１内に、複数個の電池モジュール４０を収容している。組電池用ケース１１の上面に冷却風２１を供給する吸気口１２を形成し、側面に冷却風２１を排出する排気口１３を形成している。吸気口１２に吸気ダクト１４を接続し、排気口１３に排気ダクト１５を接続している。吸気ダクト１４には、ファンおよびファン駆動用のモータなどを備える送風装置１６を接続している。送風装置１６から供給された冷却風２１は、吸気ダクト１４を通って組電池用ケース１１内に流入する。

電池モジュール４０を任意の個数直並列に接続することによって、所望の電流、電圧、容量に対応できる組電池１０となる。電池モジュール４０を直並列に接続する際には、バスバーのような適当な接続部材を用いる。複数個の電池モジュール４０を空間を隔てて配列することによって、電池モジュール群５０を形成している。図３に示される電池モジュール群５０は、１２個の電池モジュール４０を空間を隔てて積層した形態を有している。電池モジュール群５０における複数の電池モジュール４０は、配列方向Ｓに拘束して保持されている。例えば、電池モジュール群５０の配列方向Ｓに沿う両側のそれぞれにエンドプレート５１を配置し、エンドプレート５１同士を締結することによって、エンドプレート５１に挟まれた電池モジュール４０を拘束して保持することができる。

電池モジュール４０は空冷式であり、電池モジュール４０同士の間の空間は、電池モジュール４０のそれぞれを冷却するための冷却風２１が流下する冷却風通路２０として利用される。冷却風２１は、冷却風通路２０内を、電池モジュール４０の短手方向に沿って流れる。冷却風２１を流して各電池モジュール４０を冷却することにより、電池温度を下げ、充電効率などの特性が低下することを抑制する。電池モジュール４０同士の間の空間のクリアランスつまり冷却風通路２０の幅は、電池モジュール４０に取り付けられた枠体７０によって規制する。電池モジュール４０間のクリアランスは、車両に搭載する際のレイアウトや、冷却風通路２０として機能させるために必要な寸法などを考慮して定める。

枠体７０は、樹脂材料から形成され、電池モジュール４０のケース４１に着脱自在に取付けられる。枠体７０は、隣り合う電池モジュール４０同士を連結するための連結部７１を有している。連結部７１を介して隣り合う電池モジュール４０同士を連結することによって、隣り合う電池モジュール４０同士の位置が定まり、冷却風通路２０の幅が定まる。枠体７０にはまた、電池モジュール４０の長手方向に冷却風２１が漏れることを防止する隔壁７２を設けている。

図４（Ａ）（Ｂ）を参照して、電池モジュール４０は、組電池１０を組み立てる単位ユニットを成し、電気的に接続された複数枚（図示例では８枚）の単電池３０を含むセルユニット４３がケース４１内に収納されている。なお、電池モジュール４０は、電気的に接続された複数の単電池３０を備える点において組電池の一種であるが、本明細書においては、「組電池」を組み立てる際の単位ユニットであって、単電池３０をケース４１内に収納してなるユニットを「電池モジュール」と称する。

ケース４１は、開口部４４ａが形成された箱形状を成すロアケース４４と、開口部４４ａを閉じる蓋体を成すアッパーケース４５とから形成されている。アッパーケース４５の縁部４５ａは、カシメ加工によって、ロアケース４４の周壁４４ｂの縁部４４ｃに巻き締めている。ロアケース４４およびアッパーケース４５は、比較的薄肉の鋼板またはアルミ板から形成され、プレス加工によって所定形状が付与されている。

ケース４１は金属製ケースであるので、単電池３０の集合体の重量に耐えるのに必要な剛性を確保して、電池モジュール４０の小型化および軽量化に寄与し得る。また、単電池３０から放出されたガス６１の圧力や温度にも十分耐えることができる。さらに、金属材料は熱伝導性も良いことから、電池の冷却性能も向上する。

セルユニット４３は、単電池３０の電極タブ３１、３２を保持するために用いられる絶縁スペーサ４６と、正負の出力端子４７、４８とを含んでいる。正負の出力端子４７、４８は、ロアケース４４の周壁４４ｂの一部に形成した切り欠き部４４ｄ、４４ｅを通してケース４１から外部に導出される。図中符号４９は、各単電池３０の電圧検出端子（図示せず）に接続されるコネクタ（図示せず）を差し込む差込口を示している。この差込口４９も、周壁４４ｂの一部に形成した切り欠き部４４ｆを通してケース４１の外部に露出される。

図４（Ａ）を参照して、単電池３０は、例えば、扁平なリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は小型かつ高性能であることから、組電池１０の小型化やスペース効率の向上を図ることができ、組電池１０の高性能（高出力および長寿命）化を図る上でも好ましい。

リチウムイオン二次電池は、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した積層型の発電要素（図示せず）を、外装材３３によって封止している。外装材３３は、可撓性を有する一対のラミネートフィルムなどから形成している。単電池３０は、発電要素に一端が電気的に接続されるとともに板状を成す正負の電極タブ３１、３２を外装材３３から外部に導出している。正負の電極タブ３１、３２は、単電池３０の長手方向の両側に延びている。積層型の発電要素を備える扁平型電池にあっては、電極板間の距離を均一に保って電池性能の維持を図るために、発電要素に圧力を掛けて押さえる必要がある。このため、単電池３０は、発電要素が押さえつけられるようにケース４１に収納している。

単電池３０は、電池内部において発生したガス６１が所定の圧力に達したときに内部のガス６１を放出可能な弁部材３４を有している。弁部材３４は、一対のラミネートフィルムを熱融着した部分に配置している。図示例では、一対のラミネートフィルムを熱融着した外周縁部のうち、長手方向の略中央部分に弁部材３４を配置している。弁部材３４は、電池内で発生したガス６１が所定の圧力に達したときに、ラミネートフィルムの熱融着状態を開裂することによって、ガス６１を外部に放出する。

ケース４１は、弁部材３４からケース４１内に放出されたガス６１をケース４１外に放出するためのガス放出孔４２を有している。ガス放出孔４２は、ロアケース４４の周壁４４ｂのうち長手方向に沿う対をなす周壁４４ｂの両方に設けている。ガス放出孔４２は、長手方向に沿う周壁４４ｂの略中央部分に位置し、単電池３０の弁部材３４とほぼ向かい合っている。

図３および図５を参照して、ガス排出ダクト６０は、電池モジュール４０の配列方向Ｓに沿って電池モジュール群５０に接して伸びている。図３および図５には、下側の排出ダクト６０のみが示され、上側の排出ダクト６０は図示省略してある。ガス放出孔４２をロアケース４４の対をなす周壁４４ｂの両方に設けているので、ガス排出ダクト６０も、ロアケース４４の周壁４４ｂのそれぞれに接するように上下に２個設けている（図２を参照）。それぞれのガス排出ダクト６０は、エンドプレート５１に固定している。

図６Ａおよび図６Ｂを参照して、ガス排出ダクト６０は、内部通路６４が形成された矩形パイプ形状を有している。ガス排出ダクト６０の４つの面のうちの一の面に、ガス放出孔４２に連通するガス導入口６２を、内部通路６４に連通するように貫通して設けている。図２において下側に示されるガス排出ダクト６０は、同様に、一の面に、冷却風２１の一部を取り入れる空気取入口６３を、内部通路６４に連通するように貫通して設けている（図６Ａを参照）。図２において上側に示されるガス排出ダクト６０は、一の面に向かい合う面に、冷却風２１の一部を取り入れる空気取入口６３を、内部通路６４に連通するように貫通して設けている（図６Ｂを参照）。単電池３０からケース４１内に放出されたガス６１は、ガス導入口６２からガス排出ダクト６０の内部通路６４に導入され、冷却風２１の一部は、空気取入口６３からガス排出ダクト６０の内部通路６４に取り込まれる。ガス導入口６２は、電池モジュール４０の数に等しい１２個設けている。ガス導入口６２および空気取入口６３は、ガス排出ダクト６０の長手方向に沿って交互に設けている。空気取入口６３のそれぞれは、矩形形状を有し、冷却風通路２０に向かって開口している。冷却風２１の流れに沿う上流側に配置されるガス排出ダクト６０（図２において上側に示される）および下流側に配置されるガス排出ダクト６０（図２において下側に示される）における、空気取入口６３のそれぞれは、冷却風２１の流れ方向に沿う上流側に向かって開口している。

複数の電池モジュール４０を配列方向Ｓに拘束して保持したときに、ガス放出孔４２同士の間隔に多少のずれが生じる場合がある。それぞれのガス放出孔に導入管などを嵌め込んでガスを排出する形態では、複数の電池モジュールを加圧したときに、導入管がガス放出孔から外れたり、導入管とガス放出孔との間に隙間が生じたりする虞がある。ガスが冷却風通路に漏れ出てしまうので、組電池の信頼性を損なうことになる。

これに対して、本実施形態では、ガス排出ダクト６０の外面をケース４１の平坦な外面に当接させ、ガス放出孔４２とガス導入口６２とを連通して、ケース４１内のガス６１をガス排出ダクト６０内に導入する形態を採用している。このため、ガス導入口６２の大きさをガス放出孔４２の大きさよりも大きく形成することによって、ガス放出孔４２同士の間隔に多少のずれが生じても、冷却風通路２０へのガス漏れを招くことなく、ガス６１をガス排出ダクト６０の内部通路６４を介して、車外に排出することができる。したがって、組電池１０の品質ないし信頼性を高めることができる。また、ガス放出孔４２同士の間隔の多少のずれにガス導入口６２が追従できることから、ガス排出ダクト６０、ケース４１、あるいは枠体７０などを製造するときの寸法精度や、ガス放出孔４２を形成する位置の精度などを過度に高める必要はない。寸法精度の管理が簡素になることを通して、各部品の製造や加工が容易なものとなる。

ここで、ガス導入口６２は、配列方向Ｓに沿う開口長さが配列方向Ｓに対して直交する方向に沿う開口長さよりも長い長孔形状を有していることが好ましい。ガス放出孔４２同士の間隔のずれは電池モジュール４０の配列方向Ｓに沿って生じることから、ガス導入口６２を上記の長孔形状に形成しておくことによって、ガス導入口６２が、ガス放出孔４２同士の間隔の多少のずれに追従できるからである。また、必要な方向にのみガス導入口６２を大きくすることから、冷却風通路２０中に存するガス排出ダクト６０が必要以上に大きくならない。したがって、冷却風通路２０に臨む投影面積が比較的小さくなり、ガス排出ダクト６０を設けることによる冷却風２１の圧力損失の増加を抑制することができる。

ガス排出ダクト６０は、ガス導入口６２の周囲を取り囲むように設けられるとともにケース４１の外面に接してガス放出孔４２の周囲を取り囲むシール部６５を有することが好ましい。シール部６５によって冷却風通路２０へのガス漏れを防止でき、組電池１０の信頼性をさらに高めることができるからである。

シール部６５は、ケース４１の外面に圧接して変形自在な弾性部材から形成することが好ましい。弾性部材によって冷却風通路２０へのガス漏れを一層防止でき、組電池１０の信頼性をより一層高めることができるからである。弾性部材は、例えば、ゴム系材料などの弾性変形自在な材料から形成されている。

ガス排出ダクト６０は、組電池用ケース１１を貫通して、組電池１０の外部に引き出されている（図１、図２参照）。ガス排出ダクト６０の排出口６０ａは、組電池１０にできるだけ近い場所において、車両の外側の空間に連通している。ガス排出ダクト６０によって形成されるガス排出経路は、ガス導入口６２から導入されたガス６１、および空気取入口６３から取り込まれた冷却風２１の一部を、車外に導いて排出する。

ガス排出ダクト６０の形成材料は、ガス６１に耐え得る材質であれば、特に限定されるものではない。ガス排出ダクト６０は、例えば、樹脂材料、ゴムなどの弾性材料、それらを組み合わせた材料などから形成することができる。上記の材料によれば、ガス排出ダクト６０の軽量化を図ることができる。また、ガス排出ダクト６０の形状の自由度を拡大することができ、組電池１０に設けるときのレイアウト性を向上することができる。ガス排出ダクト６０の一部に上記の材料を適用し、他の部分をさらに他の材料（例えば、金属材料）から形成してもよい。

図７は、図１に示す組電池１０を搭載した車両８０の概念図である。

ハイブリッド自動車のような車両８０に搭載された組電池１０は、例えば、走行用モータを駆動する電源として用いられる。組電池１０は、車両８０の車体中央部の座席下に搭載してある。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、組電池１０を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような組電池１０を用いた車両８０は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供し得る。さらに、燃費、走行性能に優れた車両を提供できる。組電池１０を搭載した車両としては、ハイブリッド自動車のほか、電気自動車、燃料電池自動車などに幅広く適用できる。

次に、作用を説明する。

組電池１０を使用しているときには、送風装置１６が稼動している。送風装置１６から供給された冷却風２１は、吸気ダクト１４を通って組電池用ケース１１内に流入する。流入した冷却風２１は、冷却風通路２０内を、電池モジュール４０の短手方向に沿って流れる。冷却風２１が電池モジュール４０のケース４１の外面に沿って流れることによって、電池温度を下げ、充電効率などの特性が低下することを抑制する。電池モジュール４０を冷却した後の冷却風２１は、排気ダクト１５を通して導いて、組電池１０の外部に排出する。

ガス排出ダクト６０は、冷却風２１の一部を空気取入口６３から内部通路６４に取り込み、車両８０の外側の空間に導いて排出する。このようなガス排出ダクト６０によって形成されるガス排出経路は、風流れを生じている。

単電池３０の内部において発生したガス６１が所定の圧力に達したときには、単電池３０の弁部材３４は、ラミネートフィルムの熱融着状態を開裂することによって、ガス６１を外部に放出する。

ケース４１内に放出されたガス６１は、ガス放出孔４２に達する。ガス排出ダクト６０は、ガス６１をガス導入口６２から内部通路６４に取り込み、風流れを生じさせる冷却風２１の一部と一緒に、車両８０の外側の空間に導いて排出する。ガス排出ダクト６０によって形成されるガス排出経路は既に風流れを生じているので、ガス排出ダクト６０内においてガス６１が滞留することがない。したがって、単電池３０から放出されたガス６１が少量であり、その圧力がほぼゼロに等しいときであっても、この少量のガス６１を車両８０の外側の空間まで導いて確実に排出することができる。これにより、組電池１０の品質を向上し、信頼性を高めることが可能となる。

ガス排出ダクト６０は、空気取入口６３から冷却風２１の一部を取り込むことができればよく、冷却風通路２０に臨む投影面積は比較的小さくてよい。このため、ガス排出ダクト６０を設けることによる冷却風２１の圧力損失の増加を抑制することができる。

ガス排出ダクト６０は配列方向Ｓに沿って電池モジュール群５０に接していることから、電池モジュール４０同士を固定する機能をも発揮する。したがって、車両８０の振動が電池モジュール群５０に伝達しても、ガス排出ダクト６０が振動を吸収あるいは減衰させることによって、振動から電池モジュール群５０を保護することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、単電池３０から放出されたガス６１自体の圧力のみではなく、ガス排出ダクト６０の空気取入口６３から取り込んだ冷却風２１の一部によって生じる風流れによって、ガス排出経路を通してガス６１を排出することができる。このため、単電池３０から放出されたガス６１が少量のときであっても、このガス６１を排出することによって信頼性を高めた組電池１０を提供できる。

空気取入口６３から冷却風２１の一部を取り入れて、ガス排出経路における風流れを生じさせているので、別途、ガス排出経路における風流れを生じさせる空気をガス排出ダクト６０に導く経路を設ける必要がなく、組電池１０の構造が複雑にならない。

ガス導入口６２を長孔形状に形成しているので、ガス導入口６２はガス放出孔４２同士の間隔の多少のずれに追従でき、冷却風通路２０へのガス漏れを招くことなく、ガス６１を車外に排出することができる。したがって、組電池１０の品質ないし信頼性を高めることができる。また、必要な方向にのみガス導入口６２を大きくすることから、ガス排出ダクト６０を設けることによる冷却風２１の圧力損失の増加を抑制することができる。

ガス排出ダクト６０に設けたシール部６５によって冷却風通路２０へのガス漏れを防止して、組電池１０の信頼性をさらに高めることができる。

シール部６５を変形自在な弾性部材から形成することによって、冷却風通路２０へのガス漏れを一層防止でき、組電池１０の信頼性をより一層高めることができる。

電池モジュール４０のケース４１は金属製ケースであるので、必要な剛性を確保しつつ電池モジュール４０の小型化および軽量化を図り、単電池３０から放出されたガス６１の圧力や温度にも十分耐えることができる。また、電池の冷却性能も向上する。

単電池３０にリチウムイオン二次電池を適用することにより、組電池１０の小型化やスペース効率の向上を図ることができ、組電池１０の高性能（高出力および長寿命）化を図ることができる。

上記のような組電池１０を用いた車両８０は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供し得る。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変することができる。

図８は、改変例１に係るガス排出ダクト６０の要部を示す斜視図である。

ガス排出ダクト６０のガス導入口６２は、単電池３０の温度を検出するセンサ６６を取り付け自在に構成してもよい。センサ６６は、例えば、サーミスタから形成されている。サーミスタ６６の径は、ガス排出ダクト６０内へのガス６１の導入を阻害することがないように、ガス導入口６２よりも小さい。また、サーミスタ６６の先端部は、ケース４１のガス放出孔４２に挿通されて単電池３０に接触ないし近接するように突出した形状であることが好ましい。

かかる改変例１によれば、ガス排出ダクト６０にセンサ６６を一体化することによって、ガス排出ダクト６０の取り付けと同時にセンサ６６の取り付けを行うことができるという利点がある。また、ガス排出ダクト６０の内部通路６４や外面を、センサ６６に接続した信号線を配索するための経路として流用することもできる。

図９は、改変例２に係るガス排出ダクト６０の要部を示す斜視図である。

上述した実施形態にあっては、ガス排出ダクト６０は、複数の空気取入口６３を備えているが、本発明は、この場合に限定されるものではない。ガス排出ダクト６０は、ガス排出経路における風流れを生じさせる空気を取り込み得る限りにおいて、少なくとも１つの空気取入口を備えていればよい。

この場合、図示するように、ガス排出ダクト６０の空気取入口６７は、ガス排出経路における風流れの最上流位置に配置することが好ましい。ガス排出ダクト６０内において空気の淀みが生じることをなくし、いずれのガス導入口６２からガス６１を導入しても、風流れによって車両８０の外側の空間に排出するためである。１つの空気取入口６７の開口面積は、複数個の空気取入口６３のそれぞれの開口面積よりも大きく設定してある。ガス排出経路における十分な風流れを生じさせるために、多くの空気を取り込むためである。

図１０は、改変例３に係る組電池１０ａおける冷却風２１の流れを模式的に示す図である。

この組電池１０ａにあっては、ガス排出ダクト６０よりも上流側の冷却風通路２０の流路断面積は、冷却風２１の入口つまり吸気口１２から遠ざかるにつれて小さくしてある。具体的には、組電池用ケース１１の上面と図１０において上側に示されるガス排出ダクト６０との間隔を、吸気口１２から遠ざかるにつれて（図１０において右側にいくにつれて）小さくしてある。

このように冷却風通路２０を構成することによって、ガス排出ダクト６０内に入る冷却風２１は、流速（圧力）が一定となる。このため、ガス排出ダクト６０内において空気の淀みが生じることがなく、いずれのガス導入口６２からガス６１を導入しても、このガス６１を確実かつ効率良く車外に排出することができる。さらに、冷却風通路２０における冷却風２１の流速が一定になることから、複数の電池モジュール４０のそれぞれを冷却するそもそもの冷却効率を均一化することができる。

図１１（Ａ）および（Ｂ）は、改変例４に係るガス排出ダクト６０の要部を示す斜視図および断面図、図１２（Ａ）は、改変例４の制御系を示す概略構成図、図１２（Ｂ）は、改変例４の動作を示すフローチャートである。

上述した実施形態にあっては、空気取入口６３を常時開放しているが、本発明は、この場合に限定されるものではない。ガス排出ダクト６０は、空気取入口６３を開閉する蓋部材９０をさらに有しても良い。蓋部材９０は、冷却風２１が流れるときには空気取入口６３を開く開状態となり、冷却風２１が流れていないときには空気取入口６３を閉じる閉状態となる。

図１１（Ａ）を参照して、改変例４においては、それぞれの蓋部材９０は、樹脂製または金属製の薄板から形成したドア９１から構成してある。ドア９１は、ガス排出ダクト６０の外面に空気取入口６３を開閉自在に取り付けている。ドア９１は、回動軸９２を中心に回動自在に取り付けている。回動軸９２は、連結棒９３を介して、ブラケット９４に連結している。連結棒９３の一端は回動軸９２に固定され、他端はブラケット９４に回動自在に連結してある。

図１１（Ｂ）を参照して、ブラケット９４が実線によって示される位置にあるときには、ドア９１は、実線によって示すように、空気取入口６３を閉じる閉状態となる。この状態から、二点鎖線によって示すように、ブラケット９４を図中右側に移動すると、ブラケット９４に対して連結棒９３が回動し、連結棒９３に固定した回動軸が回動する。これによって、ドア９１は、二点鎖線によって示すように、空気取入口６３を開く開状態となる。

図１２（Ａ）を参照して、改変例４の組電池は、送風装置１６のブロアファン１００を回転駆動するモータ１０１と、ドア９１に接続されドア９１を動かして開状態または閉状態にするアクチュエータ１０２（駆動部に相当する）と、モータ１０１およびアクチュエータ１０２の作動を制御するバッテリコントローラ１０３（制御部に相当する）と、を有している。アクチュエータ１０２は、例えば、ブラケット９４に接続されるソレノイドやモータなどから構成する。バッテリコントローラ１０３は、ＣＰＵやメモリを主体に構成する。バッテリコントローラ１０３は、冷却風２１が流れるときにはドア９１を開状態にし、冷却風２１が流れていないときにはドア９１を閉状態にするように、アクチュエータ１０２の作動を制御する。

図１２（Ｂ）を参照して、バッテリコントローラ１０３は、組電池１０を使用するときには、ブロアファン１００をオンし、送風装置１６を稼動する（ステップＳ１、「ＹＥＳ」）。このときには、バッテリコントローラ１０３は、アクチュエータ１０２によってドア９１を動かして開状態にする（ステップＳ２）。送風装置１６から供給された冷却風２１は、吸気ダクト１４を通って組電池用ケース１１内に流入し、冷却風通路２０内を流れる。このように冷却風２１が流れるときには、ガス排出ダクト６０は、開状態のドア９１によって開かれた空気取入口６３から内部通路６４に冷却風２１を取り込む。ケース４１内にガス６１が放出されたときには、ガス排出ダクト６０は、ガス６１をガス導入口６２から内部通路６４に取り込み、風流れを生じさせる冷却風２１の一部と一緒に、車両８０の外側の空間に導いて排出口６０ａから積極的に排出する。

一方、バッテリコントローラ１０３は、ブロアファン１００をオフしているとき（ステップＳ１、「ＮＯ」）、つまり、冷却風２１が流れていないときには、アクチュエータ１０２によってドア９１を動かして閉状態にする（ステップＳ３）。ケース４１内にガス６１が放出されたときには、ガス排出ダクト６０は、ガス６１をガス導入口６２から内部通路６４に取り込む。開状態のドア９１によって空気取入口６３を閉じているので、ガス排出ダクト６０は、ガス６１を冷却風通路２０に流出させることはなく、車両８０の外側の空間に導いて排出口６０ａから排出する。

このように、蓋部材９０としてのドア９１は、冷却風２１が流れるときには開状態となり、冷却風２１が流れていないときには閉状態となることから、開状態のときには、冷却風２１をガス排出ダクト６０内に導入してガス６１を車外に積極的に排出することができる。一方、閉状態のときには、ガス排出ダクト６０内に取り込んだガス６１が冷却風通路２０に流出することを防止できる。

組電池は、ドア９１を動かして開状態または閉状態にするアクチュエータ１０２と、冷却風２１が流れるときにはドア９１を開状態にし、冷却風２１が流れていないときにはドア９１を閉状態にするように、アクチュエータ１０２の作動を制御するバッテリコントローラ１０３と、を有するので、冷却風２１を送風するブロアファン１００のオン、オフの切り換えに連動して、ドア９１を開状態または閉状態に切り換えることができる。したがって、冷却風２１が流れるときのガス６１の車外への積極的な排出と、冷却風２１が流れていないときのガス６１の冷却風通路２０への漏れの防止とを確実に行うことができる。

図１３（Ａ）および（Ｂ）は、改変例５に係るガス排出ダクト６０の要部を示す斜視図および断面図である。

改変例５に係るガス排出ダクト６０は、改変例４と同様に、空気取入口６３を開閉する蓋部材９０をさらに有している。蓋部材９０は、冷却風２１が流れるときには空気取入口６３を開く開状態となり、冷却風２１が流れていないときには空気取入口６３を閉じる閉状態となる。しかしながら、改変例５の組電池は、アクチュエータやバッテリコントローラを有しておらず、この点において改変例４と相違している。

図１３（Ａ）（Ｂ）を参照して、改変例５においては、それぞれの蓋部材９０は、冷却風２１の風圧によってガス排出ダクト６０の内側に向けて動かされて開状態になる、いわゆる一方向弁から構成してある。さらに詳しくは、蓋部材９０は、冷却風２１が流れるときには冷却風２１の風圧によって空気取入口６３を開き、冷却風２１が流れていないときには空気取入口６３を閉じるように自動的に動くドア９５から構成してある。ドア９５は、ガス排出ダクト６０の内面に空気取入口６３を開閉自在に取り付けている。図１３（Ｂ）には、閉状態のドア９５を実線によって示し、開状態のドア９５を二点鎖線によって示してある。

ドア９５は、低風量の冷却風２１であっても作動可能とするために、樹脂製の薄板またはフィルムから形成することができる。ドア９５を薄板から形成して回動軸を設ける場合には、ドア９５を閉状態とする方向の弾発力を付勢するバネ部材を回動軸に設ければよい。冷却風２１が流れるときには、ドア９５は、冷却風２１の風圧によって、バネ部材の弾発力に抗して空気取入口６３を自動的に開く。冷却風２１の流れがなくなると、ドア９５は、バネ部材の弾発力によって空気取入口６３を自動的に閉じる。ドア９５をフィルムから形成する場合には、フィルムの一辺をガス排出ダクト６０の内面に固定すればよい。冷却風２１が流れるときには、ドア９５は、冷却風２１の風圧によって空気取入口６３を自動的に開く。冷却風２１の流れがなくなると、ドア９５は、フィルム自体のコシの強さによって空気取入口６３を自動的に閉じる。

このように、蓋部材９０としてのドア９５は、改変例４と同様に、冷却風２１が流れるときには開状態となり、冷却風２１が流れていないときには閉状態となることから、開状態のときには、冷却風２１をガス排出ダクト６０内に導入してガス６１を車外に積極的に排出することができる。一方、閉状態のときには、ガス排出ダクト６０内に取り込んだガス６１が冷却風通路２０に流出することを防止できる。

ドア９５は、冷却風２１の風圧によって動かされて自動的に開状態になることから、簡易なドア構造によって、冷却風２１が流れるときのガス６１の車外への積極的な排出と、冷却風２１が流れていないときのガス６１の冷却風通路２０への漏れの防止とを確実に行うことができる。

ドア９５は、冷却風２１が流れる方向（図１３（Ｂ）において下向き）と同方向に開くことから、冷却風２１を空気取入口６３からガス排出ダクト６０内に導入するときの圧力損失を低くできる。また、ガス排出ダクト６０内に導入した冷却風２１の風量と、ドア９５の開度との間に、相関を持たせることができる。

なお、蓋部材は、改変例４、５に示したドア９１、９５に限定されない。蓋部材は、空気取入口６３を開閉できる限りにおいて、蓋部材の形状、形成材料、配置位置、動作などを適宜改変することができる。例えば、スライド式のドアを、ガス排出ダクトの外側または内側に、空気取入口６３を開閉するようにスライド移動するように設けてもよい。

１０、１０ａ 組電池、
１１ 組電池用ケース、
１２ 吸気口（冷却風の入口）、
１３ 排気口、
１４ 吸気ダクト、
１５ 排気ダクト、
１６ 送風装置、
２０ 冷却風通路、
２１ 冷却風、
３０ 単電池、リチウムイオン二次電池、
３３ ラミネートフィルムなどの外装材、
３４ 弁部材、
４０ 電池モジュール、
４１ ケース（金属製ケース）、
４２ ガス放出孔、
４３ セルユニット、
５０ 電池モジュール群、
５１ エンドプレート、
６０ ガス排出ダクト、
６０ａ 排出口、
６１ ガス、
６２ ガス導入口、
６３ 空気取入口、
６４ 内部通路、
６５ シール部、
６６ サーミスタ（センサ）、
６７ 空気取入口、
７０ 枠体、
８０ 車両、
９０ 蓋部材、
９１ ドア（蓋部材）、
９２ 回動軸、
９３ 連結棒、
９４ ブラケット、
９５ ドア（蓋部材）、
１００ ブロアファン、
１０１ モータ、
１０２ アクチュエータ（駆動部）、
１０３ バッテリコントローラ（制御部）、
Ｓ 電池モジュールを配列した配列方向。

Claims (14)

1. 内部のガスを放出可能な弁部材が設けられた単電池をケース内に収容してなる電池モジュールを複数配列することによって形成される電池モジュール群と、
   前記電池モジュールの前記ケースの外面に沿って形成され冷却風が流れる冷却風通路と、
   複数の前記電池モジュールを配列した配列方向に沿って前記電池モジュール群に接して伸び、前記単電池から前記ケース内に放出されたガスを導入し、前記電池モジュール外に排出するガス排出経路を形成するガス排出ダクトと、を有し、
   前記ガス排出ダクトは、前記ケース内に放出されたガスを前記ケース外に放出するために前記ケースのそれぞれに形成されたガス放出孔に連通するガス導入口と、前記冷却風を取り込む少なくとも１つの空気取入口と、を備えることを特徴とする組電池。
2. 前記ガス排出ダクトの前記空気取入口は、前記冷却風通路に向かって開口し冷却風の一部を取り入れる請求項１に記載の組電池。
3. 前記電池モジュール群における複数の前記電池モジュールは、前記配列方向に拘束して保持され、
   前記ガス排出ダクトの前記ガス導入口は、前記配列方向に沿う開口長さが前記配列方向に対して直交する方向に沿う開口長さよりも長い長孔形状を有している請求項１または請求項２に記載の組電池。
4. 前記ガス排出ダクトは、前記ガス導入口の周囲を取り囲むように設けられるとともに前記ケースの外面に接して前記ガス放出孔の周囲を取り囲むシール部を有している請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池。
5. 前記シール部は、前記ケースの外面に圧接して変形自在な弾性部材から形成されている請求項４に記載の組電池。
6. 前記ガス排出ダクトの前記ガス導入口は、前記単電池の温度を検出するセンサを取り付け自在である請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池。
7. 前記ガス排出ダクトの前記空気取入口は、前記ガス排出経路における風流れの最上流位置に配置されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池。
8. 前記ガス排出ダクトよりも上流側の冷却風通路の流路断面積は、冷却風の入口から遠ざかるにつれて小さくされている請求項１〜７のいずれか１項に記載の組電池。
9. 前記ガス排出ダクトは、前記空気取入口を開閉する蓋部材をさらに有し、
   前記蓋部材は、冷却風が流れるときには前記空気取入口を開く開状態となり、冷却風が流れていないときには前記空気取入口を閉じる閉状態となる請求項１〜８のいずれか１項に記載の組電池。
10. 前記蓋部材に接続され前記蓋部材を動かして前記開状態または前記閉状態にする駆動部と、
    冷却風が流れるときには前記蓋部材を前記開状態にし、冷却風が流れていないときには前記蓋部材を前記閉状態にするように、前記駆動部の作動を制御する制御部と、をさらに有している請求項９に記載の組電池。
11. 前記蓋部材は、冷却風の風圧によって前記ガス排出ダクトの内側に向けて動かされて前記開状態になる請求項９に記載の組電池。
12. 前記ケースは、金属製ケースである請求項１〜１１のいずれか１項に記載の組電池。
13. 前記単電池は、リチウムイオン二次電池である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の組電池。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の組電池を搭載した車両。

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