JP2015153494A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大気から排気路を介して排気室内に空気が流入することが効率的に抑制される電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置１１は、電池室１５と、電池室１５と区画された排気室１７と、電池室１５と排気室１７とを連通する連通路１９と、排気室１７に設けられて排気室１７の外部と連通する排気路２１と、排気路２１を開閉する開閉弁５９と、を備えている。ここで、大気圧よりも高い所定気圧を設定し、電池室１５の内部の気圧が、前記所定気圧未満でかつ大気圧以上になったときに、開閉弁５９によって排気路２１を閉塞するように設定している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源装置に関する。

従来から、内部に電池を収容した電池室と、該電池室と開口部を介して連通する排気室と、該排気室に設けられて排気室の外部の大気と連通する排気路と、を備えた電源装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。

そして、電池室内の電池が異常を起こしてガスが発生した場合、このガスは、電池室から開口部を介して排気室に送給される。これにより、排気室内の気圧が大気圧よりも高くなると、前記ガスは排気路から排気室の外部に放出される。

特開２０１２−１５１２１号公報

しかしながら、排気室内の気圧が大気圧よりも極端に高くなった場合、排気路からガスが放出されるにつれて排気室内の気圧が低下して、一時的に大気圧以下になるおそれがある。仮に、排気室内の気圧が大気圧以下になった場合、排気路から排気室内に空気が流入し、この流入した空気と排気室内のガスとが混合して酸化反応を起こすことにより、温度が上昇するおそれがあった。
そこで、本発明は、大気から排気路を介して排気室内に空気が流入することが効率的に抑制される電源装置を提供することを目的としている。

本発明に係る電源装置は、電池室と、電池室と連通路を介して連通された排気室と、排気室の外部と連通する排気路と、排気路を開閉する開閉弁と、を備えている。ここで、大気圧よりも高い所定気圧を設定し、電池室の内部の気圧が、前記所定気圧未満でかつ大気圧以上になったときに、開閉弁によって排気路を閉塞するように設定している。

本発明に係る電源装置によれば、大気から排気路を介して排気室内に空気が流入することが効率的に抑制される。具体的には、電池室内の電池からのガスの放出が終息してくると、電池室内の気圧が排気室内よりも先に低下する。そこで、電池室の内部の気圧が所定気圧未満になったときに開閉弁を閉じることにより、確実に排気室内の気圧が大気圧以下になることを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る電源装置を搭載した車両の側面図である。 図１の電源装置を拡大した斜視図であり、排気室の排気路を開いた状態を示している。 図１の電源装置を拡大した斜視図であり、開閉弁によって排気室の排気路を閉じた状態を示している。 電池室および排気室における開閉弁の開閉状態と電池室および排気室の内部気圧との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る電源装置を拡大した斜視図であり、排気室の排気路を閉じた状態を示している。 図５の排気室近傍を拡大した斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る電源装置を拡大した斜視図であり、排気室の排気路を開いた状態を示している。 図７の排気室近傍を拡大した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態に係る電源装置１１について説明する。

図１に示すように、車両１の前後には、前輪３と後輪５とが配設されており、これらの前輪３と後輪５の間には、車室７が設けられている。また、車室７の後側には、トランクルーム９が設けられている。そして、車室７およびトランクルーム９の下方には、本実施形態に係る電源装置１１が設けられている。具体的には、車室７の底部を構成するフロアパネル１３の下側には、電源装置１１の電池室１５が設けられ、トランクルーム９の下側には、排気室１７が設けられている。

電源装置１１は、図１〜図３に示すように、車両前側に配置された電池室１５と、車両後側に配置された排気室１７と、これらの電池室１５および排気室１７を連結する連通路１９と、排気室１７に設けられた排気路２１と、排気路２１を開閉する開閉装置５１と、を備えている。なお、図２〜図３では、判りやすくするために、電池室１５および排気室１７の上下高さや前後長さを図１の電源装置１１の寸法に対して変えている。

ここで、電池室１５は、排気室１７よりも車両内側である車両前側に配置されている。即ち、電池室１５は、車両前後方向における車両中央側に配置され、排気室１７は、電池室１５よりも車両外側である車両後側に配置されている。

図１〜図３に示すように、前記電池室１５の内部には、電池２３が収容されている。また、電池室１５は、上側に配置された上面２５と、下側に配置された底面２７と、車両前側に配置された前面２９と、車両後側に配置された後面３１と、側方に配置された一対の側面３３，３３と、で囲まれて直方体状に形成されている。

前記排気室１７は、電池室１５よりも小さく形成されている。排気室１７は、電池室１５に対して区画されており、電池室１５と所定間隔をおいて配置されている。また、排気室１７は、円筒状の連通路１９を介して電池室１５に連通されている。排気室１７は、上側に配置された上壁面４１と、下側に配置された底壁面４３と、車両前側に配置された前壁面４５と、車両後側に配置された後壁面４７と、側方に配置された一対の側壁面４９，４９と、で囲まれて直方体状に形成されている。

前記連通路１９は、前後方向に沿って延在する円筒状に形成されており、電池室１５の後面３１と排気室１７の前壁面４５とを繋いでいる。これによって、電池室１５の内部と排気室１７の内部とが、連通路１９を介して連通されている。

前記排気路２１は、前後方向に沿って延在する円筒状に形成されており、後壁面４７から後方に向けて突出している。これにより、排気室１７の内部と外部（大気）とが排気路２１で連通されている。

前記開閉装置５１は、排気室１７の後壁面４７に固定した支持台５３と、該支持台５３の上に載置した左右一対のバネ５５と、これらのバネ５５の上に取り付けた取付板５７と、該取付板５７の上面から上方に向けて突出する正面視がＵ字状の開閉弁５９と、を備えている。前記開閉弁５９は、上下に延びる細長い棒状の取付棒６７の上端に固定されている。

前記排気路２１の下側には、切込み６１が形成されており、この切込み６１の下方の位置に前記開閉弁５９が対応して配置されている。また、前記電池室１５の上面２５から後方に向けて圧力パイプ６３が延在されている。この圧力パイプ６３は細長い円筒状に形成されており、圧力パイプ６３の端部６３ａの内方には、細長い円柱状の封止体６５が嵌合および挿入されている。封止体６５の外径は圧力パイプ６３の端部６３ａの内径とほぼ同一径に形成されているため、圧力パイプ６３から送られる空気は圧力パイプ６３の端部６３ａから漏れないように構成されている。また、ガスＧ１が圧力パイプ６３を介して封止体６５の上面を押圧すると、封止体６５が圧力パイプ６３に対して下方に押し出される。

そして、前記バネ５５は、荷重がかからない通常状態においては、図３に示すように、上方に延びきるため、取付板５７および開閉弁５９は上端位置に配置される。この場合、開閉弁５９が排気路２１の切込み６１に挿入されることによって排気路２１が閉じる。

一方、電池室１５内の電池２３が異常を起こしてガスＧ１が発生すると電池室１５内の圧力が上昇する。すると、前記ガスＧ１は圧力パイプ６３に流入して圧力パイプ６３の内部圧力が上昇し、封止体６５を下側に押し下げる荷重が作用する。この荷重によって、封止体６５と共に取付板５７および開閉弁５９が下降し、排気路２１が開く。
次いで、図４を用いて開閉弁の開閉状態と電池室および排気室の内部気圧との関係を説明する。

なお、横軸は、開閉弁５９が開いている状態か閉じている状態かを示している。縦軸は、電池室１５および排気室１７の内部気圧を示している。ここで、所定気圧は、大気圧よりも高い所定の気圧を設定している。また、実線は電池室１５の内部気圧Ｐ１を示し、破線は排気室１７の内部気圧Ｐ２を示している。

まず、電池室１５の内部に収容されている電池２３が異常を起こして電池２３からガスＧ１が発生すると、電池室１５の内部気圧Ｐ１が徐々に上昇する。また、排気室１７は連通路１９を介して電池室１５に繋がっているため、電池室１５からのガスＧ１が排気室１７に流入し、排気室１７の内部気圧Ｐ２も電池室１５に対して時間的に遅れて徐々に上昇する。
ここで、電池室１５の内部気圧Ｐ１が、大気圧以上でかつ所定気圧未満のときに、図３のように前記開閉弁５９が閉じることによって排気路２１を閉塞する。
また、電池室１５の内部気圧Ｐ１が所定気圧以上のときには、図２のように前記開閉弁５９が開くことによって排気路２１を開放する。
以下に、第１実施形態による作用効果を説明する。

（１）第１実施形態に係る電源装置１１は、電池２３を収容する電池室１５と、該電池室１５と区画された排気室１７と、これらの電池室１５と排気室１７とを連通する連通路１９と、前記排気室１７に設けられて排気室１７の外部と連通する排気路２１と、該排気路２１を開閉する開閉弁５９と、を備えている。ここで、大気圧よりも高い所定気圧を設定し、前記電池室１５の内部の気圧が、前記所定気圧未満でかつ大気圧以上になったときに、前記開閉弁５９によって排気路２１を閉塞するように設定している。

電池室１５内で電池２３が異常を起こして電池２３からガスＧ１が発生する場合、電池室１５内の気圧は排気室１７よりも高くなり、電池室１５から連通路１９を介して排気室１７にガスＧ１が流入して排気室１７の気圧が上昇する。

一方、電池２３からのガスＧ１の放出が終息してくると、電池室１５内の気圧が排気室１７内よりも先に低下し、その後に排気室１７内の気圧が低下する。即ち、電池室１５内の気圧は、排気室１７内の気圧よりも時間的に先行して変化する。

そこで、電池室１５内の気圧変化に着目し、電池室１５の内部の気圧が所定気圧未満になったときに開閉弁５９を閉じれば、確実に排気室１７内の気圧が大気圧以下になることを防止することができる。以上より、大気から排気路２１を介して排気室１７内に空気が流入することが効率的に抑制される。
（２）前記電池室１５および排気室１７は、車両１に搭載されており、前記電池室１５は、排気室１７よりも車両内側に配置されている。

従って、車両１に対して障害物から衝突荷重が入力される場合、障害物は電池室１５よりも先に排気室１７に当たる。従って、車両衝突時における電池室１５への入力荷重を低減させることができる。
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る電源装置について説明する。ただし、前述した第１実施形態と同一構造の部位には同一の符号を付けて、説明を省略する。

図５〜図８に示すように、第２実施形態に係る電源装置１１１は、車両前側に配置された電池室１５と、車両後側に配置された排気室１１７と、これらの電池室１５および排気室１１７を連結する連通路１９と、排気室１１７に設けられた排気路１２１と、排気路１２１を開閉する開閉装置１５１と、を備えている。

前記排気路１２１は、前後方向に沿って延在する円筒状に形成されており、後壁面４７から後方に向けて突出している。これにより、排気室１１７の内部と外部（大気）とが排気路１２１で連通されている。

図６に示すように、前記開閉装置１５１は、排気室１１７の後壁面４７に固定した支持台１５３と、支持台１５３の右側にスライド棒を介して取り付けられた上下一対の取付板１５７と、前記スライド棒に巻回されたバネ５５と、前記取付板１５７から右側に向けて突出する正面視がＵ字状の開閉弁５９と、を備えている。なお、取付板１５７は、左右方向に沿って延在する細長い封止体１６７を介して、支持台１５３に対してスライド可能に構成されている。

前記排気路１２１の左側（ＬＨ側）には、上下方向に沿って切込み１６１が形成されており、この切込み１６１の左側に前記開閉弁５９が対応して配置されている。また、前記電池室１５の上面２５から後方に向けて圧力パイプ１６３が延在されている。この圧力パイプ１６３は細長い円筒状に形成されており、圧力パイプ１６３の端部１６３ａの内方には、細長い円柱状の封止体１６５が嵌合および挿入されている。封止体１６５の外径は圧力パイプ１６３の端部１６３ａの内径とほぼ同一径に形成されているため、圧力パイプ１６３から送られるガスＧ２は圧力パイプ１６３の端部１６３ａから漏れないように構成されている。また、ガスＧ２が圧力パイプ１６３を介して封止体１６５の右側の端面を押圧すると、封止体１６５が左側に押し出される。

また、排気室１１７の左側の側壁面４９には、平面視（上面視）がＵ字状の圧力パイプ１６０が接続されている。圧力パイプ１６０の端部１６０ａの内方には、細長い円柱状の封止体１６７が嵌合および挿入されている。封止体１６７の外径は圧力パイプ１６０の端部１６０ａの内径とほぼ同一径に形成されているため、圧力パイプ１６０から送られるガスＧ３は圧力パイプ１６０の端部１６０ａから漏れないように構成されている。また、ガスＧ３が圧力パイプ１６０を介して封止体１６７の左側の端面を押圧すると、封止体１６７が右側に押し出される。

ここで、封止体１６５と封止体１６７とは、互いに同一軸線上に配置されており、封止体１６５の左側の端面と取付板１５７とが当接している。よって、封止体１６５の押圧力と封止体１６７の押圧力とについて、押圧力が小さい方に向けて開閉弁５９が移動する。つまり、封止体１６７の押圧力の方が大きければ、図６に示すように、開閉弁５９は右側に移動して切込み１６１に挿入され、排気路１２１が閉じる。なお、バネ５５が取付板１５７を押す力は非常に小さく、実質的に無視できる。一方、封止体１６５の押圧力の方が大きければ、図８に示すように、開閉弁５９は左側に移動して切込み１６１から抜けて、排気路１２１が開く。

以上をまとめると、前記電池室１５の内部の気圧が、前記排気室１１７の内部の気圧よりも低くなると、ガスＧ２が封止体１６５を押圧する力が、ガスＧ３が封止体１６７を押圧する力よりも小さくなる結果、図６に示すように、バネ５５が延びて前記開閉弁５９が閉じて排気路１２１が閉塞される。すなわち、本実施形態においては、第１実施形態における所定気圧を排気室１１７の内部の気圧としている。

一方、前記電池室１５の内部の気圧が、前記排気室１１７の内部の気圧よりも高くなると、ガスＧ２が封止体１６５を押圧する力は、ガスＧ３が封止体１６７を押圧する力よりも大きくなる結果、図８に示すように、前記開閉弁５９が開いて排気路１２１が開放される。
以下に、第２実施形態による作用効果を説明する。

（１）第２実施形態に係る電源装置１１１は、前記電池室１５の内部の気圧が、前記排気室１１７の内部の気圧よりも低くなったときに、前記開閉弁５９を閉じて排気路１２１を閉塞するように設定した。

前述したように、電池２３からのガスの放出が終息してくると、電池室１５内の気圧が排気室１１７内よりも先に低下し、その後に排気室１１７内の気圧が低下する。即ち、電池室１５内の気圧は、排気室１１７内の気圧よりも時間的に先行して変化する。

そこで、電池室１５内の気圧変化および排気室１１７内の気圧変化に着目し、電池室１５内の気圧が排気室１１７内の気圧よりも低くなったときに開閉弁５９を閉じれば、さらに確実に排気室１１７内の気圧が大気圧以下になることを防止することができる。以上より、大気から排気路１２１を介して排気室１１７内に空気が流入することがさらに効果的に抑制される。

１ 車両
１１，１１１ 電源装置
１５ 電池室
１７，１１７ 排気室
１９ 連通路
２１ 排気路
２３ 電池
５９ 開閉弁

Claims (3)

1. 電池を収容する電池室と、該電池室と区画された排気室と、これらの電池室と排気室とを連通する連通路と、前記排気室に設けられて排気室の外部と連通する排気路と、該排気路を開閉する開閉弁と、を備えた電源装置であって、
   大気圧よりも高い所定気圧を設定し、
   前記電池室の内部の気圧が、前記所定気圧未満でかつ大気圧以上になったときに、
   前記開閉弁によって排気路を閉塞するように設定したことを特徴とする電源装置。
2. 前記所定気圧は、前記排気室の内部の気圧であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記電池室および排気室は、車両に搭載されており、
   前記電池室は、排気室よりも車両内側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。

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