JP2018018726A

JP2018018726A - 車両用の電源装置及び電動車両

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Publication number: JP2018018726A
Application number: JP2016149023A
Authority: JP
Inventors: 岡田　渉; Wataru Okada; 渉岡田; 剛頌阿部; Goryo Abe; 雄佑藤井; Yusuke Fujii; 植田　義明; Yoshiaki Ueda; 義明植田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2036-07-28
Also published as: JP6758982B2

Abstract

【課題】開弁した排気弁からの吐き出し物を速やかに車内から排出して、水の侵入による弊害を確実に防止する。【解決手段】車両用の電源装置は、内圧が高くなると開弁する排気弁１３を備える複数の素電池１からなる電池ブロック２と、排気弁１３の排出開口１４に連結されて、開弁する排気弁１３からの吐き出し物を外部に排出する排出ダクト３と、排出ダクト３に連結されて、素電池１から排出される排気ガスの排出方向に開弁し、逆流を阻止する逆止弁６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源装置と、この電源装置を備える電動車両に関し、とくに電源装置の素電池に設けている排気弁から排出されるガスをスムーズに排気できる車両用の電源装置と電動車両に関する。

車両用の電源装置は、出力と充放電容量を大きくするために、多数の素電池を直列や並列に接続している。この電源装置は、各素電池に排気弁を設けて破裂を防止している。排気弁は、内圧が閾値圧力よりも高くなると開弁して、ガス等の吐き出し物を外部に排出して素電池の破裂を防止する。開弁する排気弁からの吐き出し物は、各排気弁の排出開口に連結している排出ダクトで外部に排出される。

この電源装置は、素電池の排気弁が開弁する状態で、素電池からの吐き出し物を車内から外部に排出して、吐き出し物によるドライバーへの弊害を防止できる。吐き出し物は、排出ダクトの先端を車外に配置して排出できる。ただ、排出ダクトの先端を車外に配置すると、排出ダクトを通じて電源装置の内部に水が侵入することがある。侵入する水は、腐蝕や内部ショートの原因となる弊害がある。

電池自体の防水性を実現するために、端面を防水キャップでカバーする構造が開発されている（特許文献１参照）。
この電池は、防水キャップを電池の先端部に水密に装着して水密構造とする。さらに、この防水キャップは、凸部電極を外部に接続するために、中心に端子金属を水密に貫通して固定している。端子金属は、内面を電池の凸部電極に接触して電気接続する。この構造の電池は、防水キャップで外形が大きくなる欠点がある。このため、防水キャップを装着する状態で、限られたスペースに電池をセットするのが簡単でなく、また、この電池を組み合わせて電池ブロックにすると外形が大きくなる欠点がある。また、防水キャップの凸リング部を電池の外周溝に入れて水密な状態で電池に連結するので、凸リング部がずれると、防水構造にできなくなる。以上の欠点を少なくするために、凸リング部を強く外周溝に入れると、安全弁が開弁する状態で、ガス等をスムーズに排出できなくなる。さらに、この構造の電池は、接触不良が発生しやすい欠点がある。それは、端子金属を介して電池に接続するので、端子金属と凸部電極との接触不良を皆無にできないからである。また、この構造は、防水キャップの構造が複雑なために、製造コストが高くなる欠点もある。

この構造の電池は、排気開口から水が侵入して腐食させる弊害がある。とくにリチウムイオン二次電池は電圧が高く、金属部分の電食が発生しやすい。電食で金属が腐食されると、電解液が漏れて電池を使用できなくなるなどの弊害が発生する。この弊害は、電池に水分が付着しない状態で使用して解消できる。

封口板の安全弁を水密構造に閉塞する電池は開発されている。（特許文献２参照）
この電池は、封口板の凸部電極に排気弁の排気開口を設けており、外装缶の内圧が上昇して排気弁が開弁すると、排気開口から電池内の吐き出し物を排出する。電池は、凸部電極の周壁に排気開口を設けて、凸部電極を弾性リングに挿入している。弾性リングは、ゴム状弾性体をリング状に成形して内周面を凸部電極の表面に弾性的に押圧している。この電池は、弾性リングで排気開口を閉塞している。弾性リングは、排気弁の閉弁状態においては、排気開口を閉塞し、排気弁の開弁状態においては、弾性変形して排出開口から排出される吐き出し物を排出する状態とする。

特開昭４９−１０１８３２号公報Ｐ８５９０の公開番号

以上の電池は弾性リングに凸部電極を挿入して、弾性リングで排気弁の排出開口を閉塞するので、電池の内圧が閾値圧力よりも高くなって排気弁が開弁する状態で、吐き出し物の圧力で、弾性リングを排出開口から離すように変形して、すなわち、弾性リングを弾性的に引き延ばして吐き出し物を排出するので、弾性リングによる圧力損失が大きく、吐き出し物をスムーズに排出できない。電池の内圧が閾値圧力を越えて排気弁が開弁するとき、圧力上昇を確実に阻止するためには、吐き出し物をいかに速やかに排出できるかが極めて大切である。

凸部電極を弾性リングに挿入して、弾性リングでする凸部電極に設けている排出開口を閉塞する構造は、弾性リングが弾性収縮力で排出開口に密着して閉塞しているので、排気弁が開弁する状態では、電池の内圧で弾性リングを強制的に引き延ばして排出開口を開く必要がある。この状態で排出開口の開口面積を大きくするには、弾性リングを長く伸長する必要がある。弾性リングを長く引き延ばして排出開口を大きく開口するには、大きな力を必要とすることから、閾値圧力を越える状態で、一時に弾性リングを大きく引き延ばして、排出開口を大きく開くことができず、排気弁の開弁状態で吐き出し物を瞬間的に速やかに排出するのが難しい。

さらに、従来の防水構造は、各電池の排出開口を弾性リングで閉塞して防水するので、各電池の排出開口に接続されて、電池からの吐き出し物を外部に排出する排出ダクトへの水の侵入を防止できない。排出ダクトに侵入して停滞する水は、排出ダクトと電池との隙間から電池ブロックの表面に侵入して、漏電、腐蝕、回路基板の接触不良など種々の弊害によって故障の原因となる欠点がある。

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、開弁した排気弁から排出される吐き出し物を速やかに車内から排出しながら、水の侵入による弊害を確実に防止できる車両用の電源装置とこの電源装置を備える電動車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のある態様の車両用の電源装置は、内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排気弁１３を設けてなる複数の素電池１を備える電池ブロック２と、電池ブロック２を構成する素電池１の排気弁１３の排出開口１４に連結されて、開弁する排気弁１３からの吐き出し物を外部に排出する排出ダクト３とを備えている。排出ダクト３は、素電池１から排出される排気ガスの排出方向に開弁して逆流を阻止する逆止弁６、６０を連結している。

以上の車両用の電源装置は、何れかの素電池の内圧が閾値圧力を越えて排気弁が開弁すると、開弁した排気弁から排出される吐き出し物を、排出ダクトを介して速やかに外部に排出でき、さらに、排出ダクトから電源装置の内部への水の侵入を確実に阻止して、内部に侵入する水による種々の弊害を確実に防止できる特徴がある。とくに、以上の電源装置は、排出ダクトに逆止弁を連結し、この逆止弁を吐き出し物の排出方向に開弁して、逆流を阻止するように連結しているので、逆止弁でもって排出ダクトへの外部からの水の侵入を阻止しながら、順方向に排出される吐き出し物を速やかに排出できる特徴がある。

さらに、排出ダクトは各素電池に連結しているので、何れかの素電池の排気弁が開弁すると、吐き出し物は排出ダクトに排出される。排出ダクトは所定の容積があるので、排出開口から排出される吐き出し物は、排気弁が開弁された瞬間に、ほとんど抵抗なく排出ダクトに排出される。排出ダクトに噴出された吐き出し物は、逆止弁を順方向に流動してスムーズに外部に排出される。逆止弁は、逆方向の流動を阻止して、順方向の圧力損失が低くなるように設計されることから、順方向に排出される吐き出し物は、スムーズに外部に排出される。さらに、素電池から排出ダクトに排出されて、排出ダクトを高速流動する吐き出し物は、その運動のエネルギーで逆止弁を開いてスムーズに順方向に流動して排出される。

また、本発明の車両用の電源装置は、排出ダクト３が、各素電池１の排出開口１４に連結してなる集合ダクト４と、この集合ダクト４の排出側に連結してなるガスチューブ５とを備え、ガスチューブ５に逆止弁６、６０を連結することができる。

以上の電源装置は、集合ダクトの排出側に連結しているガスチューブに逆止弁を連結するので、逆止弁を水漏れしない構造で連結でき、簡単な構造としながら水の侵入を確実に阻止できる特徴がある。それは、筒状であるガスチューブに逆止弁を連結するからである。また、逆止弁よりも内側の内容積を大きくできるので、開弁した排気弁から排出ダクト内に吐き出し物をよりスムーズに排出できる特徴がある。

また、本発明の車両用の電源装置は、逆止弁６、６０をゴム状弾性筒２０とし、逆止弁６、６０のゴム状弾性筒２０が、後端部をガスチューブ５の挿入部２１、中間部を車両の連結部２２、先端部を弾性弁部２３、６３として、挿入部２１にガスチューブ５を連結し、弾性弁部２３、６３には、所定の圧力で弾性変形して開弁するスリット２７、６７を設けることができる。

以上の電源装置は、逆止弁を簡単な構造としながら、ガスチューブに理想的な水密構造で連結できる特徴がある。また、逆止弁を車両に連結して、逆止弁を介してガスチューブを車両に連結できる特徴も実現する。

また、本発明の車両用の電源装置は、弾性弁部２３を、中央を突出させるアーチ状として、アーチ状の弾性弁部２３に放射状のスリット２７を設けることができる。

以上の電源装置は、逆止弁の順方向の圧力損失をより小さくして、吐き出し物をより速やかに排出しながら、外部からの水の侵入をより確実に阻止できる特徴がある。吐き出し物をより速やかに排出できるのは、ゴム状弾性体をアーチ状に成形してなる弾性弁部を折れ曲がる方向に変形して大きく開口でき、この状態で吐き出し物を順方向に排出するからである。従来のように、凸部電極を弾性リングに挿入して電池を防水する構造は、弾性リングを引き延ばして排出開口の開口面積を大きくするが、以上の逆止弁はアーチ状の弾性弁部を外側に曲がるように変形して開口面積を大きくするので、僅かな変形で開口面積を大きくできる。さらに、水の侵入をより確実に阻止できるのは、逆止弁の外部に水圧が作用して水が侵入しようとする状態においては、水圧がアーチ状の弾性弁部の外側に作用すると、スリットをより強く密着させる方向に作用して、水が逆止弁を逆流して侵入しようとするのをより確実に阻止できるからである。

さらに、本発明の車両用の電源装置は、ゴム状弾性筒２０の連結部２２に、車両に設けてなる貫通穴３５に挿入されて、貫通穴３５の内周縁を案内するガイド溝２４を設けることができる。

以上の電源装置は、車両の貫通穴にゴム状弾性筒を挿入し、ガイド溝に貫通穴の内周縁を案内して、位置ずれしないように逆止弁を車両に固定できる。位置ずれしない逆止弁は、ガスチューブの位置ずれを阻止するので、ガスチューブが排気弁が開弁してガスチューブから勢いよく吐き出し物を噴射する状態においても、逆止弁を定位置に保持して、吐き出し物をガスチューブから確実に車外に排出できる特徴がある。

さらにまた、本発明の車両用の電源装置は、電池ブロック２を収納してなるケーシング９を備え、ガスチューブ５が、集合ダクト４との連結側に立ち上がり部５ｘを有し、この立ち上がり部５ｘをケーシング９の外部に配置することができる。

以上の電源装置は、ガスチューブに立ち上がり部を設けているので、仮に水が逆止弁を逆流してガスチューブに侵入しても、立ち上がり部によって集合ダクトに水が移動することがなく、さらに、立ち上がり部をケーシングの外側に配置しているので、逆止弁を逆流した水がケーシングの内部に侵入するのを確実に防止して、ケーシング内の素電池や電子部品の水による故障を防止できる特徴がある。

本発明のある態様の電動車両は、車両の走行モータに電力を供給する電源装置を装備しており、電源装置が、内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排気弁１３を備える複数の素電池１からなる電池ブロック２と、電池ブロック２を構成する素電池１の排気弁１３の排出開口１４に連結されて、開弁する排気弁１３からの吐き出し物を排出する排出ダクト３とを備えている。さらに、電源装置の排出ダクト３に、素電池１からの吐き出し物の排出方向にのみ開弁して逆流を阻止する逆止弁６、６０を連結している。

以上の電動車両は、走行モータに電力を供給する電源装置の素電池の内圧が閾値圧力を越えて排気弁が開弁すると、開弁した排気弁から排出される吐き出し物を、排出ダクトを介して速やかに外部に排出でき、さらに、排出ダクトから電源装置の内部への水の侵入を確実に阻止して、内部に侵入する水による種々の弊害を確実に防止できる特徴がある。とくに、以上の電動車両は、電源装置の排出ダクトに逆止弁を連結し、この逆止弁を吐き出し物の排出方向に開弁して、逆流を阻止するように連結しているので、逆止弁でもって排出ダクトへの外部からの水の侵入を阻止しながら、順方向に排出される吐き出し物を速やかに排出できる特徴がある。

また、本発明の電動車両は、電源装置の排出ダクト３が、各素電池１の排出開口１４に連結してなる集合ダクト４と、この集合ダクト４の排出側に連結してなるガスチューブ５とを備え、ガスチューブ５の先端に逆止弁６、６０を連結することができる。

また、本発明の電動車両は、逆止弁６、６０をゴム状弾性筒２０とし、逆止弁６、６０のゴム状弾性筒２０が、後端部をガスチューブ５の挿入部２１、中間部を車両の連結部２２、先端部を弾性弁部２３、６３として、挿入部２１をガスチューブ５に連結し、弾性弁部２３、６３には、所定の圧力で弾性変形して開弁するスリット２７、６７を設けることができる。

さらにまた、本発明の電動車両は、ゴム状弾性筒２０の弾性弁部２３を、中央を突出させるアーチ状とし、アーチ状の弾性弁部２３に放射状のスリット２７を設けることができる。

以上の電動車両は、電源装置の排出ダクトに連結している逆止弁の順方向の圧力損失をより小さくして、吐き出し物をより速やかに排出しながら、外部からの水の侵入をより確実に阻止できる特徴がある。吐き出し物をより速やかに排出できるのは、ゴム状弾性体をアーチ状に成形してなる弾性弁部を折れ曲がる方向に変形して大きく開口でき、この状態で吐き出し物を順方向に排出するからである。従来のように、凸部電極を弾性リングに挿入して電池を防水する構造は、弾性リングを引き延ばして排出開口の開口面積を大きくするが、以上の逆止弁はアーチ状の弾性弁部を外側に曲がるように変形して開口面積を大きくするので、僅かな変形で開口面積を大きくできる。さらに、水の侵入をより確実に阻止できるのは、逆止弁の外部に水圧が作用して水が侵入しようとする状態においては、水圧がアーチ状の弾性弁部の外側に作用すると、スリットがより強く密着させる方向に作用して、水が逆止弁を逆流して侵入しようとするのをより確実に阻止できるからである。

また、本発明の電動車両は、ゴム状弾性筒２０の連結部２２が、車両の貫通穴３５に挿入されて貫通穴３５の内周縁を案内するガイド溝２４を備え、ゴム状弾性筒２０を車両のシャーシー３０に設けてなる貫通穴３５に挿入し、ガイド溝２４に車両の貫通穴３５の内周縁を案内して、ゴム状弾性筒２０を介して逆止弁６、６０を車両に連結し、逆止弁６、６０を介してガスチューブ５の先端部を車両に連結することができる。

また、本発明の電動車両は、ゴム状弾性筒２０が、連結部２２に設けてなるガイド溝２４の後端側に鍔部２６を有し、鍔部２６を車両のシャーシー３０の表面に接触させて逆止弁６、６０の位置ずれを阻止することができる。

さらに、本発明の電動車両は、排出ダクト３を車両のシャーシー３０に設けてなるサイドシル３１に連結し、逆止弁６、６０から排出される排気ガスをサイドシル３１内に排出することができる。

以上の電動車両は、電源装置に設けている排出ダクトが、車内と車外から区画された閉鎖空間のサイドシル内に吐き出し物を排出するので、排出ダクトの先端開口部は車外には開口されず、車外に開口する先端の開口部のように、排出ダクト内に雨水などが侵入するのを防止できる。また、車両のサイドシルは、２枚の金属板を下方に折曲してなる折曲片を溶接して、内部を閉鎖空間としているが、局部的に溶接しない開口部を複数カ所に設けて、閉鎖されるが密閉されない閉鎖空間としているので、ここに排出される吐き出し物を開口部である排水開口から下方に排出できる特徴がある。また、サイドシルは複数の開口部を設けているので、吐き出し物は複数の開口部に分散して排出され、また、サイドシルはサイドドアの下縁に沿って設けられることから、長くて内容積が大きく、ここに噴射される吐き出し物のエネルギーを吸収して、穏やかに排出できる特徴も実現する。

なお、本明細書において、排気開口から排出される「吐き出し物」とは、ガスや電解液等の流体だけでなく、電池の内圧上昇によって電池内に発生する種々の異物、例えば、熱で溶融されたプラスチックや破裂した金属片やバリ等のように、ガスや電解液等の流体と共に排出される全てのものを含む広い意味で使用する。

本発明の一実施形態にかかる車両用の電源装置の概略斜視図である。図１の電源装置を車両に搭載する状態を示す概略断面図である。素電池の一例を示す斜視図である。図１の電源装置の逆止弁の車両連結部分を示す拡大断面図である。図４の逆止弁の斜視図である。図４の逆止弁に外圧が作用する状態を示す断面斜視図である。本発明の他の実施例にかかる逆止弁の斜視図である。図７に示す逆止弁の開閉状態を示す横断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置と電動車両を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置と電動車両を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１の概略斜視図と図２の概略断面図に示す車両用の電源装置は、複数の素電池１を備える電池ブロック２と、電池ブロック２を構成する各々の素電池１の排気弁１３の排出開口１４に連結している排出ダクト３と、電池ブロック２を内部に配置するケーシング９とを備える。

素電池１はリチウムイオン二次電池で、図３に示すように、上面の封口板１２に排気弁１３を設けている角形電池セルである。素電池１をリチウムイオン二次電池とする電源装置は、体積と重量に対する充放電容量を大きくできる。ただ、本発明の電源装置は、素電池をリチウムイオン二次電池などの非水系電解液二次電池には特定しない。排気弁を有する全ての二次電池を使用できるからである。

素電池１の角形電池セルは、絶縁セパレータ１６を介して積層され、両端に配置するエンドプレート１７をバインドバー１８で連結して電池ブロック２としている。電池ブロック２は、各素電池１の電極端子１５に金属板のバスバー（図示せず）を接続している。バスバーは、素電池１を直列に接続して出力電圧を高く、また、並列に接続して出力電流を大きくできる。図１の電池ブロック２は、鎖線で示すケーシング９の内部に配置している。

素電池１の角形電池セルは、底を閉塞している外装缶１１の開口部を、封口板１２で気密に密閉して内部に正負の電極板を配置して、電解液を充填している。外装缶１１の上面開口部を閉塞する封口板１２は、両端部に正負の電極端子１５を固定して、中間部には排気弁１３の排出開口１４を設けている。正負の電極端子１５は、バスバー（図示せず）に連結されて、バスバーが隣接する角形電池セルを直列や並列に接続する。

排気弁１３の排出開口１４は、外装缶１１の内圧が閾値圧力よりも高くなると開弁する弁体で閉塞している。この弁体は、たとえば、閾値圧力よりも高くなると破壊する金属箔である。ただし、排気弁は、図示しないが、閾値圧力よりも高くなると弁体が弁座から離れて開弁する開閉弁の構造とすることもできる。

電池ブロック２は、封口板１２を同一平面に配置して、排気弁１３の排出開口１４を同一面に位置するように、素電池１である角形電池セルを積層している。素電池１の間には、プラスチック製の絶縁セパレータ１６を配置している。絶縁セパレータ１６は、隣接する角形電池セルを絶縁する。絶縁セパレータ１６は、素電池１の表面に強制送風して冷却する冷却ダクトを設けて素電池１を冷却できる。図１と図２の電池ブロック２は、上面に素電池１の排出開口１４を配置して、複数の角形電池セルを垂直姿勢として、電池ブロック２の長手方向に積層している。図の電池ブロック２は、上面に角形電池セルの封口板１２を配置して、排出開口１４を配置するので、電池ブロック２の上面に排出ダクト３を配置している。素電池１である角形電池セルは、封口板１２の中央部に排出開口１４を配置するので、電池ブロック２は、上面の中央部に、素電池１の積層方向に各々の素電池１の排出開口１４が配置される。

図１の電源装置は、ケーシング９内に２列の電池ブロック２を配置するので、各々の電池ブロック２の上面に排出ダクト３を連結して、２列の排出ダクト３を設けている。排出ダクト３は、電池ブロック２の上面に配置している集合ダクト４と、この集合ダクト４に連結しているガスチューブ５とからなる。

集合ダクト４は、排気弁１３の排出開口１４から排出される吐き出し物をスムーズに排出できる内容積の筒状で、下面を開口して、各々の角形電池セルの排出開口１４に連結している。集合ダクト４は、電池ブロック２の上面に、排出開口１４から排出される吐き出し物を外部に漏らさないように、電池ブロック２上面との間に、パッキンやシール材等を配置し、あるいはこれ等を配置することなく、電池ブロック２との間に隙間ができないように電池ブロック２の上面に密着して配置されて、下方の開口を各の素電池１の排出開口１４に連結している。

ガスチューブ５は円形のパイプで、２列の集合ダクト４を並列に連結する連結チューブ部５Ａと、この連結チューブ部５Ａに連結して、吐き出し物を車外に排出する排気チューブ部５Ｂとからなる。図１の電源装置は、２列の電池ブロック２をケーシング９内に収納するので、各々の電池ブロック２の集合ダクト４を連結チューブ部５Ａで連結して排気チューブ部５Ｂで排出するが、ケーシングに１列の電池ブロックを収納する電源装置は、連結チューブ部を使用することなく、１本のガスチューブで吐き出し物を車外に排出する。また、各々の電池ブロックの集合ダクトにガスチューブを連結して、吐き出し物を車外に排出することもできる。さらに、３列以上の電池ブロックをケーシング内に収納する電源装置は、各々の電池ブロックに設けてる集合ダクトを連結チューブ部で連結して、排気チューブ部で車外に排出する。

連結チューブ部５Ａは、ケーシング９の内部に配置されて、複数の集合ダクト４をケーシング９の内部でひとつに連結する。図１の電源装置の連結チューブ部５Ａは、耐熱性に優れた可撓性のチューブをＬ字状に成形したもので、一端を集合ダクト４に、他端を排気チューブ部５Ｂの後端部に連結している。可撓性の連結チューブ部５Ａは、一端を集合ダクト４に設けた排出管（図示せず）の外側に挿入し、他端を排気チューブ部５Ｂの後端に設けたＴ字パイプ２８に挿入し、外側を結束バンド２９で締め付けて、簡単に連結される。

排気チューブ部５Ｂは、ケーシング９を内側から外側に貫通して、後端部をケーシング９に固定して、後端部にＴ字パイプ２８を、先端には逆止弁６を連結している。排気チューブ部５Ｂの先端は、逆止弁６を介して車両に固定される。排気チューブ部５Ｂは、集合ダクト４との連結側、すなわちケーシング９側に立ち上がり部５ｘを有しており、この立ち上がり部５ｘをケーシング９の外部に配置している。排気チューブ５Ｂは、立ち上がり部５ｘの下端に水平部５ｚを連結して、この水平部５ｚの先端に逆止弁６を連結している。ケーシング９の外側に配置される立ち上がり部５ｘは、ケーシング９の外側に引き出された上部位置からケーシング９の下方に延びて高くしている。この立ち上がり部５ｘは、仮に逆止弁６を逆流して水が侵入しても、水がケーシング９内に侵入するのを防止する。とくに、この立ち上がり部５ｘは、高くして水の侵入を確実に阻止できる。ここで、図に示す水平部５ｚは、立ち上がり部５ｘの下端から水平方向に延長して設けられているが、水平部は、排気チューブ部が配置される車両のシャーシーの形状や設置条件に応じて、水平方向から傾斜させることも、あるいは逆止弁側の端部を立ち上げる形状とすることもできる。

図１の電源装置は、素電池１の吐き出し物を車両のサイドシル３１内に排出する。図２は、サイドシル３１の横断面図を示す。サイドシル３１は筒状でシャーシー３０の両側に設けられてシャーシー３０を補強する。シャーシー３０の両側のサイドシル３１は、サイドドア３２の下方に配置される。筒状のサイドシル３１は、下面で２枚の金属板をＬ字状に折曲して、折曲片を溶接して内部を閉鎖空間としている。サイドシル３１は、閉鎖されるが密閉されない閉鎖空間で、所定の間隔で開口部を設けて排水開口３３としている。排水開口３３は、溶接面の一部で、２枚の金属板の間に隙間を設けて設けられる。排水開口３３は、溶接面の長手方向に離して所定の間隔で設けられる。排水開口３３は、サイドシル３１の底面に設けられて、侵入する水を排水する。

サイドシル３１は、ほぼサイドドア３２の厚さに匹敵する横幅であって、シャーシー３０の両側を充分な強度に補強することから、内容積が相当に大きくなる。大容積のサイドシル３１は、素電池１からの吐き出し物を受容した後、複数の排水開口３３に分散して車外に排出する。排水開口３３は下向きに開口されて、吐き出し物をサイドシル３１から下向きに排出する。このサイドシル３１は、吐き出し物の緩衝室の作用をして、排出開口３２から排出する。このサイドシル３１は、排出ダクト３から高速で勢いよく噴射される吐き出し物の運動のエネルギーと熱エネルギーの両方を吸収し、排水開口３３からは温度を低くしながら、低い流速で排出する。したがって、排出ダクト３から噴射される吐き出し物をサイドシル３１を介して車外に排出する電源装置は、吐き出し物を安全に車外に排出できる特徴がある。

サイドシル３１内に素電池１からの吐き出し物を排出する電源装置は、サイドシル３１の内壁３４に逆止弁６を連結し、逆止弁６を介して排出ダクト３の排気チューブ部５Ｂを連結している。サイドシル３１は内壁３４の上部に貫通穴３５を設けて、この貫通穴３５に逆止弁６を連結している。立ち上がり部５ｘのある排気チューブ部５Ｂは、図２の断面図に示すように、逆止弁６をサイドシル３１の内壁３４に連結して、逆止弁６の噴射口６Ｘをサイドシル３１内に配置し、排気チューブ部５Ｂの水平部５ｚをシャーシー３０に沿って配置し、排出ダクト３側の立ち上がり部５ｘをシャーシー３０から立ち上げて、フロントシート３６の下に配置している電源装置の上部に連結する。

逆止弁６は、図４〜図６に示すように、全体をゴム状弾性体を一体的に成形しているゴム状弾性筒２０で、ゴム状弾性筒２０は、後端部をガスチューブ５に連結される挿入部２１、中間部を車両に連結される連結部２２、先端部を開閉する弾性弁部２３としている。逆止弁６のゴム状弾性体は、耐熱温度と耐寒温度に優れたＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）である。ただ、ゴム状弾性筒２０を成形するゴム状弾性体は、ＥＰＤＭのみでなく、シリコンゴム等、耐熱温度と耐寒温度に優れた他の合成ゴムや天然ゴムが使用できる。

挿入部２１は円筒状で、ガスチューブ５である排気チューブ部５Ｂの先端部を内側に挿入して連結される。挿入部２１は、排気チューブ部５Ｂに連結される状態では多少伸びる状態にあり、弾性的な収縮力で排気チューブ部５Ｂの表面に密着する。したがって、挿入部２１の内径は、排気チューブ部５Ｂ先端の外径よりもわずかに大きい。弾性的な収縮力で排気チューブ部５Ｂに連結される挿入部２１は、結束具を使用することなく排気チューブ部５Ｂに連結される。ただ、挿入部は、接着剤を介して排気チューブ部に連結してより確実に抜けないように連結できる。

ゴム状弾性筒２０の中間部に設けている連結部２２は、図４の拡大断面図に示すように、車両のサイドシル３１の貫通穴３５に挿入して連結される。この連結部２２は、貫通穴３５の内周縁を案内して、位置ずれしないように固定するためのガイド溝２４を設けている。ガイド溝２４は、貫通穴３５に挿入する状態で、弾性的に貫通穴３５の外周縁を押圧する外形として、貫通穴３５に抜けない状態で固定される。ガイド溝２４の先端側は、先端に向かって外径が大きくなるテーパー面２５を設けている。この形状の連結部２２は、先端から貫通穴３５に押し込むときに、貫通穴３５の内側縁をテーパー面２５に滑らせてスムーズに貫通穴３５に挿入して、貫通穴３５の内周縁をガイド溝２４に案内できる。この構造は、サイドシル３１の内壁３４に連結する逆止弁６においてとくに大切である。それは、閉鎖構造のサイドシル３１は、ゴム状弾性筒２０の先端を引っ張って逆止弁６を貫通穴３５に挿入できないからである。排出ダクト３が吐き出し物を車両のサイドシル３１に噴出する装置は、サイドシル３１の内壁３４の貫通穴３５にゴム状弾性筒２０の逆止弁６を挿入することで、車両のサイドシル３１に逆止弁６を連結し、またサイドシル３１に連結される逆止弁６を介して排出ダクト３の先端側、すなわち排気チューブ部５Ｂを閉鎖状態に連結できる。さらに、図３の逆止弁６は、連結部２２のガイド溝２４の後端側に沿って鍔部２６を設けている。鍔部２６は、ゴム状弾性筒２０を貫通穴３５に挿入する状態で、シャーシー３０の表面、すなわちサイドシル３１の内壁３４の外側面に接触して逆止弁６の挿入位置を特定し、また、挿入状態においては、逆止弁６の位置ずれを阻止する。

弾性弁部２３は、所定の圧力で弾性変形して開弁するスリット２７を設けている。逆止弁６は、排気弁１３が開弁して吐き出し物が排出される状態で、図４の鎖線で示すようにスリット２７を拡開して開弁する。図４〜図６の弾性弁部２３は中央を突出させるアーチ状で、アーチ状の弾性弁部２３に放射状のスリット２７を設けている。図５の弾性弁部２３は、放射状のスリット２７を十字状として、弾性弁部２３を４分割している。さらに、図の逆止弁６は、アーチ状の弾性弁部２３を、先端に向かって先細り状のテーパー状として、テーパー部に放射状のスリット２７を設けている。さらに、図６のアーチ状の弾性弁部２３は、中央部２３Ａを厚く、内圧で弾性変形する後端の変形部２３Ｂを薄くしている。この弾性弁部２３は、開弁圧力を低くして吐き出し物をスムーズに排出し、逆流をより確実に阻止できる特徴がある。開弁状態で変形部２３Ｂが変形しやすく、外圧でスリット２７が密着されて、より確実に閉状態を維持するからである。

さらに、逆止弁は、図７に示すように、弾性弁部６３を円筒状に成形して、軸方向に伸びるスリット６７を設ける構造とすることもできる。この逆止弁６０は、図８の断面図に示すように、内圧（矢印Ａで表示）で弾性変形してスリット６７を開弁し、外圧（矢印Ｂで表示）ではスリット６７が密着されて逆流を阻止する。なお、図７と図８に示す逆止弁６０において、前述の逆止弁６と同じ構成要素については、同符号を付してその説明を省略する。

図１の電源装置は、図２の断面図に示すように、フロントシート３６とシャーシー３０との間に配設される。この電源装置は、図示しないが、電池ブロック２を収納しているケーシング９を車両のシャーシー３０に固定して、フロントシート３６の下に配置される。排出ダクト３は、ケーシング９の外部に引き出している排気チューブ部５Ｂを、フロントシート３６の下に配管して、先端の逆止弁６をサイドシル３１の内壁３４に連結して、逆止弁６と排気チューブ部５Ｂとを定位置に配置する。

なお、上述の逆止弁６、６０は、水の侵入だけでなく、異物の侵入を防ぐこともできるようになっている。異物が排出ダクトから電源装置の内部へ侵入すると、異物を介して電源装置が短絡するおそれがあるため、水だけでなく異物の混入を防止するできるように逆止弁６、６０を構成することが好ましい。

本発明の車両用の電源装置は、開弁する排気弁から排出される吐き出し物を速やかに車外に排出して、車内を安全な空間として使用できる電源装置と電動車両に有効に使用される。

１…素電池
２…電池ブロック
３…排出ダクト
４…集合ダクト
５…ガスチューブ
５Ａ…連結チューブ部
５Ｂ…排気チューブ部
５ｘ…立ち上がり部
５ｙ…立ち上がり部
５ｚ…水平部
６…逆止弁
６Ｘ…噴射口
９…ケーシング
１１…外装缶
１２…封口板
１３…排気弁
１４…排出開口
１５…電極端子
１６…絶縁セパレータ
１７…エンドプレート
１８…バインドバー
２０…ゴム状弾性筒
２１…挿入部
２２…連結部
２３…弾性弁部
２３Ａ…中央部
２３Ｂ…変形部
２４…ガイド溝
２５…テーパー面
２６…鍔部
２７…スリット
２８…Ｔ字パイプ
２９…結束バンド
３０…シャーシー
３１…サイドシル
３２…サイドドア
３３…排水開口
３４…内壁
３５…貫通穴
３６…フロントシート
６０…逆止弁
６３…弾性弁部
６７…スリット

Claims

内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排気弁を設けてなる複数の素電池を備える電池ブロックと、
前記電池ブロックを構成する前記素電池の前記排気弁の排出開口に連結されて、開弁する該排気弁からの吐き出し物を外部に排出する排出ダクトとを備える車両用の電源装置であって、
前記排出ダクトに、前記素電池から排出される排気ガスの排出方向に開弁して逆流を阻止する逆止弁を連結してなることを特徴とする車両用の電源装置。
請求項１に記載される車両用の電源装置であって、
前記排出ダクトが、前記各素電池の前記排出開口に連結してなる集合ダクトと、前記集合ダクトの排出側に連結してなるガスチューブとを備え、
前記ガスチューブに前記逆止弁が連結されてなることを特徴とする車両用の電源装置。
請求項２に記載される車両用の電源装置であって、
前記逆止弁がゴム状弾性筒で、
前記逆止弁のゴム状弾性筒は、後端部を前記ガスチューブの挿入部、中間部を車両の連結部、先端部を弾性弁部として、
前記挿入部が前記ガスチューブに連結され、
前記弾性弁部には、所定の圧力で弾性変形して開弁するスリットを設けてなることを特徴とする車両用の電源装置。
請求項３に記載される車両用の電源装置であって、
前記弾性弁部が、中央を突出させるアーチ状で、アーチ状の前記弾性弁部に放射状のスリットを設けてなることを特徴とする車両用の電源装置。
請求項３または４に記載される車両用の電源装置であって、
前記ゴム状弾性筒の前記連結部に、車両に設けてなる貫通穴に挿入されて、貫通穴の内周縁を案内するガイド溝を設けてなることを特徴とする車両用の電源装置。
請求項２ないし５のいずれかに記載される車両用の電源装置であって、
前記電池ブロックを収納してなるケーシングを備え、
前記ガスチューブが、前記集合ダクトとの連結側に立ち上がり部を有し、前記立ち上がり部を前記ケーシングの外部に配置してなることを特徴とする車両用の電源装置。
車両の走行モータに電力を供給する電源装置を装備する電動車両であって、
前記電源装置が、内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排気弁を備える複数の素電池からなる電池ブロックと、
前記電池ブロックを構成する前記素電池の前記排気弁の排出開口に連結されて、開弁する該排気弁からの吐き出し物を排出する排出ダクトとを備え、
さらに、前記電源装置の前記排出ダクトに、前記素電池からの吐き出し物の排出方向にのみ開弁して逆流を阻止する逆止弁を連結してなることを特徴とする電動車両。
請求項７に記載される電動車両であって、
前記電源装置の前記排出ダクトが、各素電池の排出開口に連結してなる集合ダクトと、前記集合ダクトの排出側に連結してなるガスチューブとを備え、
前記ガスチューブの先端に前記逆止弁が連結されてなることを特徴とする車両用の電源装置。
請求項８に記載される電動車両であって、
前記逆止弁がゴム状弾性筒で、
前記逆止弁のゴム状弾性筒は、後端部を前記ガスチューブの挿入部、中間部を車両の連結部、先端部を弾性弁部として、
前記挿入部は前記ガスチューブに連結され、
前記弾性弁部には、所定の圧力で弾性変形して開弁するスリットを設けてなることを特徴とする電動車両。
請求項９に記載される電動車両であって、
前記ゴム状弾性筒の前記弾性弁部が中央を突出させるアーチ状で、アーチ状の弾性弁部に放射状のスリットを設けなることを特徴とする電動車両。
請求項９または１０に記載される電動車両であって、
前記ゴム状弾性筒の前記連結部が、車両の貫通穴に挿入されて前記貫通穴の内周縁を案内するガイド溝を備え、
前記ゴム状弾性筒が車両のシャーシーに設けてなる前記貫通穴に挿入されて、前記ガイド溝に車両の該貫通穴の内周縁を案内して、前記ゴム状弾性筒を介して前記逆止弁が車両に連結され、前記逆止弁を介して前記ガスチューブの先端部を車両に連結してなることを特徴とする電動車両。
請求項１１に記載される電動車両であって、
前記ゴム状弾性筒が、前記連結部に設けてなるガイド溝の後端側に鍔部を有し、前記鍔部が車両のシャーシーの表面に接触して前記逆止弁の位置ずれを阻止するようにしてなることを特徴とする電動車両。
請求項７ないし１２のいずれかに記載される電動車両であって、
前記排出ダクトが車両のシャーシーに設けてなるサイドシルに連結され、前記逆止弁から排出される排気ガスを前記サイドシル内に排出するようにしてなることを特徴とする電動車両。