JP2019216045A - Cooling structure for vehicle batteries - Google Patents

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Abstract

To solve the problem of conventional cooling structures for battery packs that a cooling air passage and a gas exhaust duct communicate with each other, and toxic gas generated from a battery module may flow into the interior of a vehicle.SOLUTION: A cooling structure 12 for a vehicle battery 10 of the present invention comprises: a battery module 23 in which a plurality of battery cells 22 is disposed in one direction; a cooling duct 26 disposed along the side surface of the battery module 23; a temperature control plate 41 to be deformed due to abnormal heat generation of the battery cells 22; a smoke exhaust duct 27 branched from the cooling duct 26 and disposed along the side surface of the battery module 23, and, in a branch area between the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27, a shutter mechanism 31 that moves in conjunction with the temperature control plate 41 in the event of abnormal heat generation of the battery cells 22. With this structure, while the battery cells 22 are operating normally, the cooling air flowing through the cooling duct 26 is also supplied to the smoke exhaust duct 27, so that the cooling efficiency of the battery module 23 can be improved.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両用電池の冷却構造に関し、特に、電池セルの異常時に発生する有毒ガスを車外に排出する排煙ダクトに、電池セルの正常稼働時には冷却風を流すことで、冷却効率を向上させる車両用電池の冷却構造に関する。   The present invention relates to a cooling structure for a vehicle battery, and more particularly, to improve cooling efficiency by flowing cooling air to a smoke exhaust duct that discharges toxic gas generated when a battery cell is abnormal outside the vehicle during normal operation of the battery cell. The present invention relates to a cooling structure for a vehicle battery to be driven.

従来の電池モジュール100として、図6に示す構造が知られている。図6は、従来の電池モジュール100を説明する斜視図である。   As a conventional battery module 100, a structure shown in FIG. 6 is known. FIG. 6 is a perspective view illustrating a conventional battery module 100.

図6に示す如く、電池モジュール100は、ケース本体101と、ケース本体101の内部に収納される複数の電池セル102と、を有している。例えば、19個の電池セル102が、ケース本体101の長手方向に一定の隙間を有するように配列され、直列接続されている。そして、ケース本体101には、その上面開口を塞ぐように排煙管103が取り付けられている。排煙管103は、ケース本体101の上面開口を塞ぐベース板部103Aと、ベース板部103Aの上面に配設される筒状部103Bと、を有している。   As shown in FIG. 6, the battery module 100 has a case main body 101 and a plurality of battery cells 102 housed inside the case main body 101. For example, 19 battery cells 102 are arranged so as to have a certain gap in the longitudinal direction of the case main body 101, and are connected in series. A smoke exhaust pipe 103 is attached to the case main body 101 so as to close the upper surface opening. The smoke exhaust pipe 103 has a base plate portion 103A that covers an opening on the upper surface of the case main body 101, and a tubular portion 103B disposed on the upper surface of the base plate portion 103A.

電池セル102には、異常時に内部にて発生した有毒なガスを外部へと排出するための弁(図示せず)が設けられ、電池セル102は、上記弁を介して筒状部103Bと連通可能な構造となっている。尚、ケース本体101の長手方向の横側面には、ジョイントダクト104が配設され、ジョイントダクト104の内部には、電池モジュール100を冷却するための冷却風が流れている(例えば、特許文献1参照。)。   The battery cell 102 is provided with a valve (not shown) for discharging toxic gas generated inside at the time of abnormality to the outside, and the battery cell 102 communicates with the cylindrical portion 103B via the valve. It has a possible structure. A joint duct 104 is provided on a lateral side surface of the case body 101 in the longitudinal direction, and cooling air for cooling the battery module 100 flows inside the joint duct 104 (for example, Patent Document 1). reference.).

また、従来の組電池110の冷却構造として、図7(A)及び図7(B)に示す冷却構造が知られている。図7(A)は、従来の組電池110における冷却風113の流れを模式的に示す図である。図7(B)は、従来の組電池110に用いるガス排出ダクト120を説明する斜視図である。   Further, as a cooling structure of the conventional battery pack 110, a cooling structure shown in FIGS. 7A and 7B is known. FIG. 7A is a diagram schematically showing the flow of cooling air 113 in conventional battery pack 110. FIG. 7B is a perspective view illustrating a gas exhaust duct 120 used for the conventional battery pack 110.

図7(A)に示す如く、組電池110は、自動車や電車等の車両に搭載される車載電池であり、組電池用ケース111内には、複数個の電池モジュール112を収容している。組電池用ケース111の上面には、冷却風113を供給する吸気口114が形成され、組電池用ケース111の下面には、排気口115が形成されている。そして、送風装置116から供給される冷却風113は、吸気ダクト117を介して組電池用ケース111内に流入した後、電池モジュール112間の冷却風通路118を通り抜け、排気ダクト119へと流れ込み、排気口115から組電池用ケース111の外部へと排出される。   As shown in FIG. 7A, the battery pack 110 is a vehicle-mounted battery mounted on a vehicle such as an automobile or a train, and a plurality of battery modules 112 are accommodated in a battery pack case 111. An intake port 114 for supplying cooling air 113 is formed on the upper surface of the battery pack case 111, and an exhaust port 115 is formed on the lower surface of the battery pack case 111. Then, the cooling air 113 supplied from the blower 116 flows into the battery pack case 111 via the intake duct 117, passes through the cooling air passage 118 between the battery modules 112, flows into the exhaust duct 119, The air is discharged from the exhaust port 115 to the outside of the battery pack case 111.

図7(A)及び図7(B)に示す如く、ガス排出ダクト120は、内部通路121が形成された矩形のパイプ形状である。ガス排出ダクト120は、電池モジュール112の配列方向に沿って、電池モジュール112の上下面に配設されると共に、組電池用ケース111を貫通して外部へと引き出されている。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the gas discharge duct 120 has a rectangular pipe shape in which an internal passage 121 is formed. The gas exhaust ducts 120 are arranged on the upper and lower surfaces of the battery modules 112 along the direction in which the battery modules 112 are arranged, and penetrate the battery pack case 111 to be drawn out.

ガス排出ダクト120には、電池モジュール112のガス排出孔122に連通する複数のガス導入口123と、冷却風113の一部を取り入れる複数の空気取入口124と、が形成されている。この構造により、電池モジュール112から排出された有毒なガスは、ガス導入口123を介して、ガス排出ダクト120の内部通路121内に流れ込み、冷却風113の流れを利用しながら、車外へと排出される(例えば、特許文献2参照。)。   The gas exhaust duct 120 has a plurality of gas inlets 123 communicating with the gas exhaust holes 122 of the battery module 112 and a plurality of air inlets 124 for taking in a part of the cooling air 113. With this structure, the toxic gas discharged from the battery module 112 flows into the internal passage 121 of the gas discharge duct 120 through the gas inlet 123, and is discharged outside the vehicle while utilizing the flow of the cooling air 113. (For example, see Patent Document 2).

特開2016−134243号公報JP-A-2006-134243 特開2009−277647号公報JP 2009-277647 A

図6に示す如く、電池モジュール100のケース本体101に対し、その上面には排煙管103が配設され、その横側面には冷却用のジョイントダクト104が配設されている。この構造により、電池モジュール100は、その横側面のジョイントダクト104を介してのみ冷却され、電池モジュール100の冷却効率を向上させることが難しいという問題がある。特に、ケース本体101の上面には排煙管103が配設され、排煙管103は上述したように有毒なガスを車外へ排出するための必須構造であり、ケース本体101の上面には、冷却用のジョイントダクトを追加して配設することが難しい構造となっている。   As shown in FIG. 6, a smoke exhaust pipe 103 is disposed on the upper surface of a case main body 101 of the battery module 100, and a cooling joint duct 104 is disposed on a lateral side thereof. With this structure, the battery module 100 is cooled only through the joint duct 104 on the lateral side, and there is a problem that it is difficult to improve the cooling efficiency of the battery module 100. In particular, the smoke exhaust pipe 103 is provided on the upper surface of the case main body 101, and the smoke exhaust pipe 103 is an essential structure for discharging toxic gas out of the vehicle as described above. It has a structure that makes it difficult to add and arrange a joint duct for cooling.

また、図7(A)に示す如く、組電池110では、電池モジュール112の配列方向に沿って、電池モジュール112の上下面にガス排出ダクト120を配設し、ガス排出ダクト120は、電池モジュール112から発生する有毒なガスの専用流路として用いられる。そして、図7(B)に示す如く、ガス排出ダクト120には、複数のガス導入口123と、複数の空気取入口124と、が形成され、有毒なガスの発生量が微量の場合でも、冷却風113の流れを利用しながら、発生した有毒なガスを車外へと排出することができる。   As shown in FIG. 7A, in the battery pack 110, gas exhaust ducts 120 are provided on the upper and lower surfaces of the battery modules 112 along the direction in which the battery modules 112 are arranged. It is used as a dedicated flow path for toxic gas generated from 112. As shown in FIG. 7B, a plurality of gas inlets 123 and a plurality of air inlets 124 are formed in the gas discharge duct 120, and even when the amount of toxic gas generated is very small, The generated toxic gas can be discharged outside the vehicle while utilizing the flow of the cooling air 113.

しかしながら、ガス排出ダクト120では、冷却風113の流れを利用し、微量の有毒なガスを車外へ排出することを目的とし、積極的に冷却風113を流すことを目的としていないため、空気取入口124は小孔として形成されている。この構造により、ガス排出ダクト120には電池モジュール112を冷却するだけの冷却風113が流れることが出来ず、ガス排出ダクト120は冷却性能の点では改善の余地がある。   However, in the gas discharge duct 120, the purpose is to use the flow of the cooling air 113 to discharge a small amount of toxic gas outside the vehicle, and not to actively flow the cooling air 113. 124 is formed as a small hole. With this structure, the cooling air 113 for cooling the battery module 112 cannot flow through the gas exhaust duct 120, and the gas exhaust duct 120 has room for improvement in terms of cooling performance.

一方、ガス排出ダクト120と冷却風通路118とは、上述したように、複数の空気取入口124を介して常時連通した状態である。そのため、有毒なガスの発生量が微量の場合には特に問題にはならないが、有毒なガスの発生量が多い場合には、そのガスの圧力も増大し、有毒なガスが複数の空気取入口124を介して冷却風通路118へと逆流する恐れがある。そして、冷却風通路118と連通する吸気ダクト117や送風装置116が、車室内へと繋がっている場合には、電池モジュール112から発生した有毒なガスが、車室内へと流れ込む恐れがあるという問題がある。   On the other hand, as described above, the gas exhaust duct 120 and the cooling air passage 118 are in a state of being constantly communicated via the plurality of air intakes 124. For this reason, there is no particular problem when the amount of toxic gas generated is very small, but when the amount of toxic gas generated is large, the pressure of the gas also increases, and the toxic gas is supplied to multiple air intakes. There is a risk of flowing back to the cooling air passage 118 via the cooling air passage 124. When the intake duct 117 and the blower 116 communicating with the cooling air passage 118 are connected to the vehicle interior, the toxic gas generated from the battery module 112 may flow into the vehicle interior. There is.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、電池セルの異常時に発生する有毒ガスを車外に排出する排煙ダクトに、電池セルの正常稼働時には冷却風を流すことで、冷却効率を向上させる車両用電池の冷却構造に関する。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a cooling efficiency by flowing cooling air to a smoke exhaust duct that discharges toxic gas generated when a battery cell is abnormal to the outside of a vehicle during normal operation of the battery cell. The present invention relates to a cooling structure for a vehicle battery that improves the performance.

本発明の車両用電池の冷却構造では、複数の電池セルが一方向に配列される電池モジュールと、前記電池モジュールの一側面に沿って前記一方向に延在し、前記電池モジュールを冷却する冷却風を流す冷却ダクトと、前記電池モジュールに沿って前記一方向に延在するように配設され、前記電池セルの異常発熱により変形する温調プレートと、前記冷却ダクトから分岐し、前記電池モジュールの他の側面に沿って前記一方向に延在し、前記電池セルの異常発熱時に発生するガスを流す排煙ダクトと、を備え、前記冷却ダクトと前記排煙ダクトとの分岐領域には、前記冷却ダクトと前記排煙ダクトとを連通させる開口部と、前記開口部を開状態に維持すると共に、前記電池セルの異常発熱の際に前記温調プレートと連動して可動し、前記開口部を塞ぐシャッター機構と、を有し、前記電池セルが正常に稼働している間は、前記冷却ダクト内を流れる前記冷却風を前記排煙ダクトへも流すことを特徴とする。   In the vehicle battery cooling structure of the present invention, a battery module in which a plurality of battery cells are arranged in one direction, and a cooling module that extends in one direction along one side surface of the battery module and cools the battery module. A cooling duct for flowing air, a temperature control plate disposed so as to extend in the one direction along the battery module, and deformed by abnormal heat generation of the battery cell; A smoke exhaust duct extending in the one direction along the other side surface and flowing gas generated at the time of abnormal heat generation of the battery cell, and a branch area between the cooling duct and the smoke exhaust duct, An opening communicating with the cooling duct and the smoke exhaust duct; and maintaining the opening in an open state, and moving in conjunction with the temperature control plate during abnormal heat generation of the battery cell; Includes a shutter mechanism for closing, a, while the battery cell is operating normally, and wherein the flowing the cooling air flowing in the cooling duct also to the flue gas duct.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記排煙ダクトは、前記電池モジュールよりも上流側にて前記冷却ダクトから分岐し、前記排煙ダクトの一端側は前記開口部を介して前記冷却ダクトと連通すると共に、前記排煙ダクトの他端側は車両外部へと導かれることを特徴とする。   Further, in the vehicle battery cooling structure of the present invention, the smoke exhaust duct branches off from the cooling duct at an upstream side of the battery module, and one end of the smoke exhaust duct passes through the opening. It is characterized in that it communicates with the cooling duct and the other end of the smoke exhaust duct is guided to the outside of the vehicle.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記シャッター機構は、前記開口部近傍に配設される蓋部と、前記開口部近傍の前記冷却ダクト内に前記一方向に向けて配設されるレール部と、前記レール部に可動自在に配設されると共に、前記温調プレートの一端側に連結され、その一部に貫通孔が形成された可動プレート部と、その一端側が前記蓋部に固定されると共に、その他端側が前記可動プレート部に対して可動自在に配設される支持棒部と、を有し、前記電池セルの異常発熱の際に、前記温調プレートに連動して前記可動プレート部が可動し、前記支持棒部が、前記貫通孔から落下することで、前記蓋部が前記開口部を塞ぐことを特徴とする。   Further, in the vehicle battery cooling structure of the present invention, the shutter mechanism is disposed in the cooling duct near the opening in the cooling duct near the opening in the one direction. A rail portion, a movable plate portion movably disposed on the rail portion, connected to one end of the temperature control plate, and having a through hole formed in a part thereof, And a support rod portion, the other end of which is movably disposed with respect to the movable plate portion, when the battery cell abnormally generates heat, in conjunction with the temperature control plate. The movable plate portion is movable, and the support bar portion falls from the through hole, so that the lid portion closes the opening.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記可動プレート部には、前記一方向に延在する一対のガイド壁部が形成され、前記貫通孔は、前記一対のガイド壁部の間に形成されると共に、前記貫通孔の断面形状は、前記一方向に長手方向を有する楕円形状であることを特徴とする。   In the cooling structure for a vehicle battery according to the present invention, the movable plate portion is formed with a pair of guide wall portions extending in the one direction, and the through hole is provided between the pair of guide wall portions. The cross-sectional shape of the through-hole formed is an elliptical shape having a longitudinal direction in the one direction.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記蓋部は、前記排煙ダクト内に配設されると共に、前記排煙ダクト側から前記開口部を全て覆う面積を有していることを特徴とする。   Further, in the cooling structure for a vehicle battery according to the present invention, the lid is provided in the smoke exhaust duct, and has an area that covers the entire opening from the smoke exhaust duct side. Features.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記蓋部は、前記支持棒部を前記可動プレート部側へと押圧する板バネから形成されていることを特徴とする。   In the cooling structure for a vehicle battery according to the present invention, the lid is formed of a leaf spring that presses the support rod toward the movable plate.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記冷却ダクト内には、前記電池モジュール側の側面に前記一方向に延在する絶縁性ケースが配設され、合金プレートから成る前記温調プレートが、前記絶縁性ケース内に配設されていることを特徴とする。   In the cooling structure for a vehicle battery according to the present invention, an insulating case extending in the one direction is disposed on a side surface on the battery module side in the cooling duct, and the temperature control plate made of an alloy plate is provided. Are disposed in the insulating case.

本発明の車両用電池の冷却構造では、複数の電池セルが一方向に配列された電池モジュールと、電池モジュールの一側面に沿って配設される冷却ダクトと、電池セルの異常発熱により変形する温調プレートと、冷却ダクトから分岐し、電池モジュールの他の側面に沿って配設される排煙ダクトと、冷却ダクトと排煙ダクトとの分岐領域の開口部に、電池セルの異常発熱の際に温調プレートと連動して可動し、開口部を塞ぐシャッター機構と、が、備えられている。この構造により、電池セルが正常に稼働している間は、冷却ダクト内を流れる冷却風を排煙ダクトへも流すことで、電池モジュールの冷却効率を向上させることができる。   In the vehicle battery cooling structure of the present invention, a battery module in which a plurality of battery cells are arranged in one direction, a cooling duct arranged along one side of the battery module, and deformation due to abnormal heat generation of the battery cell. The temperature control plate, the smoke exhaust duct branched from the cooling duct and arranged along the other side of the battery module, and the opening of the branch area between the cooling duct and the smoke exhaust duct, A shutter mechanism that moves in conjunction with the temperature control plate and closes the opening. With this structure, while the battery cells are operating normally, the cooling air flowing in the cooling duct is also supplied to the smoke exhaust duct, so that the cooling efficiency of the battery module can be improved.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、排煙ダクトは、電池モジュールよりも上流側にて冷却ダクトから分岐し、排煙ダクトの一端側は開口部を介して冷却ダクトと連通すると共に、排煙ダクトの他端側は車両外部へと導かれる。この構造により、電池セルの異常発熱の際に有毒ガスが発生した場合でも、シャッター機構により上記分岐領域の開口部を塞ぐことで、有毒ガスが車両の室内への流れ込むことを防止すると共に、確実に車外へと有毒ガスを排出することができる。   Further, in the vehicle battery cooling structure of the present invention, the smoke exhaust duct branches off from the cooling duct upstream of the battery module, and one end of the smoke exhaust duct communicates with the cooling duct via the opening. The other end of the smoke exhaust duct is guided to the outside of the vehicle. With this structure, even when toxic gas is generated at the time of abnormal heat generation of the battery cell, the shutter mechanism closes the opening of the branch area, thereby preventing the toxic gas from flowing into the interior of the vehicle and ensuring a reliable operation. Toxic gas can be discharged outside the vehicle.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、シャッター機構は、電池セルの異常発熱の際に開口部を塞ぐ蓋部と、冷却ダクト内に配設されるレール部と、レール部に可動自在に配設される可動プレート部と、開口部上方に蓋部を支持する支持棒部と、を有している。この構造により、電池セルの異常発熱の際に、温調プレートに連動して可動プレート部がスライド移動し、支持棒部が、可動プレート部に形成された貫通孔から落下し、蓋部が開口部を塞ぐことで、有毒ガスが車両の室内への流れ込むことを防止することができる。   Further, in the vehicle battery cooling structure of the present invention, the shutter mechanism includes a lid that closes the opening when the battery cell is abnormally heated, a rail disposed in the cooling duct, and a movable rail. And a support bar for supporting the lid above the opening. With this structure, in the event of abnormal heating of the battery cell, the movable plate slides in conjunction with the temperature control plate, the support rod drops from the through hole formed in the movable plate, and the lid is opened. By closing the part, it is possible to prevent toxic gas from flowing into the cabin of the vehicle.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、可動プレート部には、一対のガイド壁部が形成され、貫通孔は、ガイド壁部の間であり、その長手方向が可動プレート部のスライド方向に位置するように形成されている。この構造により、電池セルの異常発熱の際に、可動プレート部がスライド移動する際に、支持棒部は、ガイド壁部によりガイドされ、確実に貫通孔から落下することで、蓋部が開口部を塞ぐことができる。   In the cooling structure for a vehicle battery according to the present invention, a pair of guide walls are formed in the movable plate, and the through-hole is between the guide walls, and the longitudinal direction is the sliding direction of the movable plate. Is formed. According to this structure, when the movable plate slides during abnormal heat generation of the battery cell, the support rod is guided by the guide wall, and drops reliably from the through hole, thereby opening the lid. Can be closed.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、蓋部は、排煙ダクト内に配設されると共に、排煙ダクト側から開口部を全て覆う面積を有している。この構造により、蓋部は、電池セルの異常発熱により発生する有毒ガスのガス圧によっても押圧され、確実に上記分岐領域の開口部を塞ぐことができる。   In the cooling structure for a vehicle battery according to the present invention, the lid is provided in the smoke exhaust duct, and has an area that covers the entire opening from the smoke exhaust duct side. With this structure, the lid is also pressed by the gas pressure of the toxic gas generated by abnormal heat generation of the battery cell, and can reliably close the opening of the branch region.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、蓋部は、支持棒部を可動プレート部側へと押圧する板バネから形成されている。この構造により、支持棒部は、蓋部と可動プレート部との間に挟み込まれた状態にて直立し、電池セルの正常稼働時には、開口部を開状態に維持すると共に、電池セルの異常発熱時には、確実に上記分岐領域の開口部を塞ぐことができる。   In the vehicle battery cooling structure of the present invention, the lid is formed of a leaf spring that presses the support rod toward the movable plate. With this structure, the support rods stand upright in a state of being sandwiched between the lid and the movable plate. During normal operation of the battery cells, the openings are kept open and abnormal heat generation of the battery cells occurs. At times, the opening of the branch region can be reliably closed.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、冷却ダクト内には、電池モジュール側の側面に絶縁性ケースが配設され、合金プレートから成る温調プレートが、絶縁性ケース内に配設されている。この構造により、温調プレートが、電池モジュールに対して絶縁処理された状態となり、電池モジュールにて予期せぬショートの発生等が防止される。   In the vehicle battery cooling structure of the present invention, an insulating case is provided on the side of the battery module in the cooling duct, and a temperature control plate made of an alloy plate is provided in the insulating case. ing. With this structure, the temperature control plate is in a state of being insulated from the battery module, thereby preventing an unexpected short circuit or the like from occurring in the battery module.

本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を備えた車両を説明する斜視図である。1 is a perspective view illustrating a vehicle including a vehicle battery cooling structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the cooling structure of the battery for vehicles which is one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する(A)斜視図、(B)斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is (A) perspective view and (B) perspective view explaining the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する(A)側面図、(B)側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is (A) side view and (B) side view explaining the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する(A)断面図、(B)断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is (A) sectional drawing and (B) sectional drawing explaining the cooling structure of the battery for vehicles which is one Embodiment of this invention. 従来の従来の電池モジュールを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the conventional conventional battery module. 従来の組電池における冷却構造を説明する(A)模式図、(B)斜視図である。It is (A) a schematic diagram explaining the cooling structure in the conventional assembled battery, (B) It is a perspective view.

以下、本発明の一実施形態に係る車両用電池10の冷却構造12を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, a cooling structure 12 of a vehicle battery 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are used for the same members in principle, and repeated descriptions are omitted.

図1は、本実施形態の車両用電池10の冷却構造12を備えた車両11を説明する斜視図である。図2は、本実施形態の車両用電池10の冷却構造12を説明する斜視図である。図3(A)及び図3(B)は、本実施形態の車両用電池10の冷却構造12のシャッター機構31を説明する斜視図である。図4(A)及び図4(B)は、本実施形態の車両用電池10の冷却構造12を説明する側面図である。図5(A)及び図5(B)は、本実施形態の車両用電池10の冷却構造12のシャッター機構31の動作状況を説明する断面図である。   FIG. 1 is a perspective view illustrating a vehicle 11 having a cooling structure 12 for a vehicle battery 10 according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view illustrating the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment. FIGS. 3A and 3B are perspective views illustrating the shutter mechanism 31 of the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 according to the present embodiment. FIGS. 4A and 4B are side views illustrating the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment. FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views illustrating the operation state of the shutter mechanism 31 of the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 according to the present embodiment.

自動車や電車等の車両11には、モータや様々の電装部品に電力を供給するための車両用電池10が搭載されている。車両11として自動車の場合には、近年、EV(Electrical Vehicle)、HEV(Hybrid Electrical Vehicle)やPHEV(Plug−in Hybrid Electrical Vehicle)等が普及しており、これらの車両11にも、高い蓄電機能を有した車両用電池10が搭載されている。   A vehicle 11 such as an automobile or a train is equipped with a vehicle battery 10 for supplying electric power to a motor and various electric components. In the case of an automobile as the vehicle 11, in recent years, EV (Electric Vehicle), HEV (Hybrid Electric Vehicle), PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) and the like have become widespread. Is mounted.

図1では、車両用電池10を備えた車両11を後方の上方から見た状態を図示し、説明の都合上、車両11の車体の後端を覆うリアゲートを省略して図示している。車体の車室内後方には後方シート13が配設され、後方シート13の更に後方には、リアフロア14が配設されている。そして、リアフロア14下方の収納スペース15には、車両用電池10が配設され、車両用電池10は、例えば、その長手方向が、車両11の車幅方向(紙面左右方向)と一致するように配設されている。尚、車両用電池10は、リアフロア14下方に配設される場合に限定されるものではなく運転席や助手席が配設されるフロントフロア(図示せず)等の下方に配設される場合でも良い。   FIG. 1 illustrates a state in which the vehicle 11 including the vehicle battery 10 is viewed from above from the rear, and omits a rear gate that covers the rear end of the vehicle body of the vehicle 11 for convenience of description. A rear seat 13 is disposed behind the cabin of the vehicle body, and a rear floor 14 is disposed further behind the rear seat 13. The vehicle battery 10 is disposed in the storage space 15 below the rear floor 14, and the vehicle battery 10 is arranged so that, for example, its longitudinal direction coincides with the vehicle width direction of the vehicle 11 (the left-right direction on the paper). It is arranged. The vehicle battery 10 is not limited to the case where the vehicle battery 10 is arranged below the rear floor 14, but is arranged below a front floor (not shown) where a driver's seat and a passenger seat are arranged. But it's fine.

図2では、車両用電池10の冷却構造12を模式的に図示し、説明の都合上、冷却ダクト26と排煙ダクト27の一部を透過して図示している。車両用電池10の冷却構造12は、主に、車両用電池10と、車両用電池10の周囲に配設される冷却ダクト26及び排煙ダクト27と、冷却ダクト26と排煙ダクト27の分岐領域に設けられたシャッター機構31と、シャッター機構31を動作させる温調プレート41(図4(A)参照)と、を備えている。尚、温調プレート41は、冷却ダクト26内に配設される絶縁性ケース42内に配設されている。   In FIG. 2, the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 is schematically illustrated, and for convenience of description, a part of the cooling duct 26 and a part of the smoke exhaust duct 27 are transparently illustrated. The cooling structure 12 of the vehicle battery 10 mainly includes a vehicle battery 10, a cooling duct 26 and a smoke exhaust duct 27 disposed around the vehicle battery 10, and a branch of the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27. A shutter mechanism 31 provided in the region and a temperature control plate 41 (see FIG. 4A) for operating the shutter mechanism 31 are provided. Note that the temperature adjustment plate 41 is provided in an insulating case 42 provided in the cooling duct 26.

車両用電池10は、主に、収納枠体21と、収納枠体21内に収納される複数の電池セル22から構成される電池モジュール23と、を有している。収納枠体21は、主に、複数の電池セル22をその下面から支持する一対の底板プレート21A、21Bと、車両用電池10の長手方向の両側面に配設される側板プレート21C、21Dと、電池セル22の上面にて側板プレート21C、21D同士を連結する一対の押えプレート21E、21Fと、を有している。   The vehicle battery 10 mainly includes a storage frame 21 and a battery module 23 including a plurality of battery cells 22 stored in the storage frame 21. The storage frame 21 mainly includes a pair of bottom plate plates 21A and 21B that support the plurality of battery cells 22 from the lower surface thereof, and side plate plates 21C and 21D that are disposed on both longitudinal side surfaces of the vehicle battery 10. And a pair of holding plates 21E and 21F that connect the side plates 21C and 21D to each other on the upper surface of the battery cell 22.

車両11での急速充電時、車両11の高負荷走行時や夏場等の高温環境下での車両11の走行時等、電池セル22の温度が上昇し、所定温度を超えた状態にて使用されることで、電池セル22の特性や寿命が悪化する。詳細は後述するが、収納枠体21では、収納枠体21から個々の電池セル22の上面や側面が露出し、その露出領域に対向するように冷却ダクト26及び排煙ダクト27を配設し、冷却風により冷却する領域を増大させることで、冷却性能を高める車両用電池10の冷却構造12を実現している。   The battery cell 22 is used in a state in which the temperature of the battery cell 22 rises and exceeds a predetermined temperature, for example, when the vehicle 11 is rapidly charged, when the vehicle 11 is running under a high load, or when the vehicle 11 is running in a high temperature environment such as in summer. As a result, the characteristics and life of the battery cell 22 deteriorate. Although details will be described later, in the storage frame 21, the upper surface and side surfaces of the individual battery cells 22 are exposed from the storage frame 21, and the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27 are arranged so as to face the exposed area. By increasing the area to be cooled by the cooling air, the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 that enhances the cooling performance is realized.

その一方、収納枠体21は、上記冷却性能を考慮した枠体構造であるが、側板プレート21C、21Dが、その上下面にて押えプレート21E、21F及び底板プレート21A、21Bと連結し、押えプレート21E、21Fにて、各電池セル22をその上面からしっかりと固定する。この構造により、収納枠体21としての強度も維持しつつ、個々の電池セル22の位置固定も実現している。   On the other hand, the storage frame body 21 has a frame structure in consideration of the cooling performance, but the side plate plates 21C and 21D are connected to the holding plates 21E and 21F and the bottom plate plates 21A and 21B on the upper and lower surfaces, respectively. Each battery cell 22 is firmly fixed from the upper surface by the plates 21E and 21F. With this structure, the position of each battery cell 22 is also fixed while maintaining the strength of the storage frame 21.

電池セル22は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の2次電池である。個々の電池セル22は、例えば、角型平板形状であり、車両11の車幅方向(紙面左右方向)に沿って、前後に小さな隙間を有した状態にて等間隔に配列されている。そして、電池セル22の上面には、それぞれ上方に突出した正極側端子24と負極側端子25とがその両側に離隔して配設されている。個々の電池セル22は、導電性の接続板(図示せず)を介して直列接続されることで、高出力の電池モジュール23が構成されている。   The battery cell 22 is, for example, a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery. The individual battery cells 22 are, for example, in the shape of a rectangular flat plate, and are arranged at equal intervals along the vehicle width direction of the vehicle 11 (lateral direction in the drawing) with a small gap in front and rear. On the upper surface of the battery cell 22, a positive electrode terminal 24 and a negative electrode terminal 25 that protrude upward are respectively arranged on both sides thereof so as to be separated from each other. The individual battery cells 22 are connected in series via a conductive connection plate (not shown) to form a high-output battery module 23.

図示したように、電池モジュール23を冷却する冷却風を流す冷却ダクト26が、電池モジュール23の長手方向の側面に沿って配設されている。冷却ダクト26は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性樹脂により形成されたダクトであり、その断面形状は長方形形状である。車両11の高さ方向(紙面上下方向)において、冷却ダクト26の長さは、収納枠体21の側面から露出する個々の電池セル22の長さと同等であり、冷却ダクト26と露出する電池モジュール23との対向領域を増大させ、冷却効率を向上させている。   As shown in the figure, a cooling duct 26 through which cooling air for cooling the battery module 23 flows is provided along the longitudinal side surface of the battery module 23. The cooling duct 26 is a duct formed of, for example, an insulating resin such as polyethylene or polypropylene, and has a rectangular cross section. In the height direction of the vehicle 11 (vertical direction on the paper surface), the length of the cooling duct 26 is equal to the length of each battery cell 22 exposed from the side surface of the storage frame 21, and the battery module exposed to the cooling duct 26 23 is increased, and the cooling efficiency is improved.

ここで、冷却ダクト26は、車両11の室内の空調をコントロールする車両用空調装置(図示せず)で空調された室内の空気を、車両用電池10の周囲まで導くように配設され、図示したように、電池モジュール23の露出領域に沿って配設された後、再び、室内へと導くように配設する。つまり、冷却ダクト26内を流れる冷却風は、車両11内を循環し、電池モジュール23との熱交換により温められた後、車両用空調装置にて冷却されることで、冷却効率を向上させることができる。   Here, the cooling duct 26 is disposed so as to guide indoor air conditioned by a vehicle air conditioner (not shown) for controlling the air conditioning of the room of the vehicle 11 to around the vehicle battery 10. As described above, after being arranged along the exposed area of the battery module 23, the battery module 23 is arranged so as to be guided again into the room. In other words, the cooling air flowing in the cooling duct 26 circulates in the vehicle 11, is heated by heat exchange with the battery module 23, and is then cooled by the vehicle air conditioner, thereby improving the cooling efficiency. Can be.

次に、電池セル22の上面には、正極側端子24と負極側端子25との間であり、その中央領域にガス排出弁(図示せず)が形成されている。ガス排出弁は、例えば、電池セル22の上面に薄肉部等を用いて形成され、電池セル22の異常時に有毒ガスの発生により内圧が高まった際に優先的に破断する構造である。   Next, on the upper surface of the battery cell 22, between the positive terminal 24 and the negative terminal 25, a gas discharge valve (not shown) is formed in a central region thereof. The gas discharge valve is formed, for example, by using a thin portion or the like on the upper surface of the battery cell 22, and has a structure that breaks preferentially when an internal pressure increases due to generation of toxic gas when the battery cell 22 is abnormal.

一方、排煙ダクト27は、各電池セル22のガス排出弁上方をカバーするように、電池モジュール23の長手方向の上面に沿って配設されている。排煙ダクト27は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性樹脂により形成されたダクトである。車両11の前後方向(紙面前後方向)において、排煙ダクト27の幅は、正極側端子24と負極側端子25との間より若干短い程度の幅であり、収納枠体21の上方から露出する電池モジュール23の露出領域の大部分をカバーしている。   On the other hand, the smoke exhaust duct 27 is provided along the upper surface in the longitudinal direction of the battery module 23 so as to cover the upper part of the gas exhaust valve of each battery cell 22. The smoke exhaust duct 27 is a duct formed of, for example, an insulating resin such as polyethylene or polypropylene. In the front-back direction of the vehicle 11 (front-back direction in the drawing), the width of the smoke exhaust duct 27 is slightly shorter than between the positive terminal 24 and the negative terminal 25, and is exposed from above the storage frame 21. Most of the exposed area of the battery module 23 is covered.

丸印28にて示すように、本実施の形態では、排煙ダクト27の上流側の端部が、冷却ダクト26と連通している。一方、図示していないが、排煙ダクト27の下流側の端部は、車外へと導出されている。詳細は後述するが、電池セル22が正常に稼働している間は、排煙ダクト27には冷却ダクト26を流れる冷却風の一部が流れ込むことで、排煙ダクト27も利用して電池モジュール23を冷却することで、冷却効率を向上させている。   As shown by a circle 28, in the present embodiment, the upstream end of the smoke exhaust duct 27 communicates with the cooling duct 26. On the other hand, although not shown, the downstream end of the smoke exhaust duct 27 is led out of the vehicle. As will be described in detail later, while the battery cell 22 is operating normally, a part of the cooling air flowing through the cooling duct 26 flows into the smoke exhaust duct 27, so that the battery module 22 By cooling 23, the cooling efficiency is improved.

次に、図3(A)及び図3(B)では、図2の丸印28にて示す領域を拡大して示し、説明の都合上、冷却ダクト26と排煙ダクト27を透過して図示している。シャッター機構31は、冷却ダクト26と排煙ダクト27との分岐領域に配設され、電池セル22の異常発熱時に、冷却ダクト26と排煙ダクト27とを連通させる開口部32を塞ぎ、電池セル22から発生した有毒ガスが、車両11の車室内へと流れ込むことを防止する機構である。   Next, in FIG. 3A and FIG. 3B, the area indicated by the circle 28 in FIG. 2 is enlarged and shown through the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27 for convenience of explanation. Is shown. The shutter mechanism 31 is disposed in a branch area between the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27, and closes an opening 32 that allows the cooling duct 26 to communicate with the smoke exhaust duct 27 when the battery cell 22 abnormally generates heat. This is a mechanism for preventing toxic gas generated from 22 from flowing into the cabin of the vehicle 11.

図3(A)に示す如く、シャッター機構31は、主に、開口部32を開閉自在に塞ぐ蓋部33と、蓋部33を下方から支持する支持棒部34と、支持棒部34を下方から支持する可動プレート部35と、可動プレート部35を可動自在に支持する一対のレール部36、37と、その一端側が可動プレート部35と連結する温調プレート41と、を有している。尚、温調プレート41は、図4(A)及び図4(B)を用いて後述する。   As shown in FIG. 3A, the shutter mechanism 31 mainly includes a lid 33 for opening and closing the opening 32, a support rod 34 for supporting the lid 33 from below, and a support rod 34 for lowering. A movable plate portion 35 for supporting the movable plate portion 35, a pair of rail portions 36 and 37 for movably supporting the movable plate portion 35, and a temperature control plate 41 having one end connected to the movable plate portion 35. The temperature control plate 41 will be described later with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).

開口部32は、冷却ダクト26の上面26Aに形成され、排煙ダクト27は、その内部空間内に開口部32を含むように冷却ダクト26の上面に連結している。   The opening 32 is formed on the upper surface 26A of the cooling duct 26, and the smoke exhaust duct 27 is connected to the upper surface of the cooling duct 26 so as to include the opening 32 in its internal space.

蓋部33は、排煙ダクト27の内部空間内に配設され、例えば、板バネにより形成され、蓋部33は、固定部33Aと、固定部33Aと一体に形成れた本体部33Bと、を有している。そして、固定部33Aは、開口部32近傍の冷却ダクト26の上面26Aに固定され、本体部33Bが、常時、開口部32側へと向かうように本体部33Bを支持している。一方、本体部33Bは、開口部32を塞ぐ際には、開口部32を全て覆う面積を有し、本体部33Bの先端側には、支持棒部34の一端側が固定されている。   The lid 33 is disposed in the internal space of the smoke exhaust duct 27, and is formed of, for example, a leaf spring. The lid 33 includes a fixing part 33A, a main body 33B integrally formed with the fixing part 33A, have. The fixing portion 33A is fixed to the upper surface 26A of the cooling duct 26 near the opening 32, and the main body 33B supports the main body 33B so as to always face the opening 32 side. On the other hand, when closing the opening 32, the main body 33 </ b> B has an area that covers the entire opening 32, and one end of the support bar 34 is fixed to the tip end of the main body 33 </ b> B.

支持棒部34は、例えば、円柱状の細長い棒状体であり、その一端側が蓋部33に固定され、その他端側は可動プレート部35の上面35A(図3(B)参照)に当接している。支持棒部34の他端側は、可動プレート部35に対して固定されず、可動プレート部35は、支持棒部34に規制されることなく、スライド移動することができる。上述したように、支持棒部34は、蓋部33により可動プレート部35の上面35A側へと付勢され、蓋部33と可動プレート部35により挟まれた状態にて、可動プレート部35の上面35Aに直立している。   The support rod portion 34 is, for example, a columnar elongated rod-shaped body, one end of which is fixed to the lid 33 and the other end of which is in contact with the upper surface 35A of the movable plate portion 35 (see FIG. 3B). I have. The other end of the support bar 34 is not fixed to the movable plate 35, and the movable plate 35 can slide without being restricted by the support bar 34. As described above, the support rod portion 34 is urged toward the upper surface 35A of the movable plate portion 35 by the lid portion 33, and is held between the lid portion 33 and the movable plate portion 35. It is upright on the upper surface 35A.

可動プレート部35は、例えば、直方体形状の板状体であり、図3(B)に示すように、横幅方向(紙面前後方向)の両端側が、それぞれ一対のレール部36、37に嵌り込むことで、レール部36、37に沿って可動自在となる。そして、可動プレート部35の上面35Aには、一対のガイド壁部35B、35Cが形成され、ガイド壁部35B、35Cは可動プレート部35のスライド方向(紙面左右方向)に沿って略平行に形成されている。また、ガイド壁部35B、35Cの間には、その中央領域に上下方向に貫通した貫通孔35Dが形成されている。貫通孔35Dの断面形状は、可動プレート部35のスライド方向に長手方向を有する楕円形状となる。   The movable plate portion 35 is, for example, a rectangular parallelepiped plate-like body. As shown in FIG. 3B, both ends in the lateral width direction (the front-rear direction in the drawing) are fitted into the pair of rail portions 36 and 37, respectively. As a result, it becomes movable along the rails 36 and 37. A pair of guide walls 35B and 35C are formed on the upper surface 35A of the movable plate 35, and the guide walls 35B and 35C are formed substantially parallel to each other along the sliding direction of the movable plate 35 (the left-right direction in the drawing). Have been. A through hole 35D is formed between the guide wall portions 35B and 35C in the central region thereof so as to penetrate vertically. The cross-sectional shape of the through hole 35D is an elliptical shape having a longitudinal direction in the sliding direction of the movable plate portion 35.

一対のレール部36、37は、冷却ダクト26の内側面26B、26Cにそれぞれ配設されると共に、冷却ダクト26の延在方向に沿って配設されている。レール部36、37の断面形状は、略コの字形状であり、それらの開口領域が対向して配設されている。この構造により、可動プレート部35が、一対のレール部36、37の間に配設され、冷却ダクト26の延在方向へとスライド移動することができる。詳細は後述するが、可動プレート部35がスライド移動し、支持棒部34が貫通孔35Dの形成領域へと位置することで、支持棒部34が貫通孔35Dへと落下する。そして、蓋部33の支持棒部34による支えられた状態が解消することで、蓋部33が開口部32を塞ぎ、排煙ダクト27は、冷却ダクト26から遮断される。   The pair of rails 36 and 37 are disposed on the inner side surfaces 26B and 26C of the cooling duct 26, respectively, and are disposed along the extending direction of the cooling duct 26. The cross-sectional shapes of the rail portions 36 and 37 are substantially U-shaped, and their opening regions are arranged to face each other. With this structure, the movable plate portion 35 is disposed between the pair of rail portions 36 and 37 and can slide in the direction in which the cooling duct 26 extends. As will be described later in detail, the movable plate portion 35 slides and the support bar portion 34 is positioned in the formation region of the through hole 35D, so that the support bar portion 34 falls into the through hole 35D. When the state in which the lid 33 is supported by the support rod 34 is eliminated, the lid 33 closes the opening 32, and the smoke exhaust duct 27 is shut off from the cooling duct 26.

次に、図4(A)及び図4(B)では、冷却ダクト26(図3(A)参照)内に配設された温調プレート41と可動プレート部35との位置関係を模式的に図示している。図2に示す如く、冷却ダクト26の内側面26B(図3(A)参照)には、電池モジュール23の露出領域との対向領域に絶縁性ケース42(図2参照)が配設され、絶縁性ケース42の内側には、温調プレート41が配設されている。この構造により、温調プレート41は、電池モジュール23に対して絶縁処理された状態となり、電池モジュール23にて予期せぬショートの発生等が防止される。   Next, FIGS. 4A and 4B schematically show the positional relationship between the temperature control plate 41 and the movable plate portion 35 provided in the cooling duct 26 (see FIG. 3A). FIG. As shown in FIG. 2, an insulating case 42 (see FIG. 2) is disposed on the inner surface 26B (see FIG. 3A) of the cooling duct 26 in a region facing the exposed region of the battery module 23, and A temperature control plate 41 is provided inside the sex case 42. With this structure, the temperature control plate 41 is in a state of being insulated from the battery module 23, thereby preventing an unexpected short circuit or the like in the battery module 23.

図4(A)に示す如く、温調プレート41は、形状記憶合金により形成され、例えば、電池モジュール23の温度が高温状態になった際に、直線形状から略コの字形状に変形する。そして、温調プレート41は、車両11の車幅方向(紙面左右方向)に配列された全ての電池セル22に対して対向して配設されている。温調プレート41の紙面右側の端部は、冷却ダクト26(図3(A)参照)の内側面26B(図3(A)参照)に対して固定され、温調プレート41の紙面左側の端部は、可動プレート部35に固定されている。この構造により、温調プレート41が変形した場合には、可動プレート部35は、レール部36、37(図3(A)参照)に沿って紙面右側へとスライド移動する。   As shown in FIG. 4 (A), the temperature control plate 41 is formed of a shape memory alloy, and deforms from a linear shape to a substantially U-shape when the temperature of the battery module 23 becomes high, for example. The temperature control plate 41 is disposed so as to face all the battery cells 22 arranged in the vehicle width direction (the horizontal direction on the paper) of the vehicle 11. The right end of the temperature control plate 41 in the drawing is fixed to the inner side surface 26B (see FIG. 3A) of the cooling duct 26 (see FIG. 3A), and the left end of the temperature control plate 41 in the drawing. The part is fixed to the movable plate part 35. With this structure, when the temperature control plate 41 is deformed, the movable plate 35 slides along the rails 36 and 37 (see FIG. 3A) to the right on the paper surface.

図4(B)に示す如く、電池モジュール23の紙面左側から4番目の電池セル22にて金属片によるショートが発生し、異常発熱が発生した場合、丸印43(図4(A)参照)の領域の温調プレート41が加熱され、略コの字形状へと変形する。そして、温調プレート41は、上記コの字形状に変形することで、温調プレート41の車両11の車幅方向(紙面左右方向)の長さは短くなる。上述したように、温調プレート41は、紙面左側の端部が移動可能であり、温調プレート41の動きに連動して、その先端に固定された可動プレート部35も紙面右側へとスライド移動する。   As shown in FIG. 4B, when a short-circuit due to a metal piece occurs in the fourth battery cell 22 from the left side of the paper of the battery module 23 and abnormal heat generation occurs, a circle 43 (see FIG. 4A) The temperature control plate 41 in the region is heated and deformed into a substantially U-shape. The temperature control plate 41 is deformed into the above-described U-shape, so that the length of the temperature control plate 41 in the vehicle width direction (the left-right direction on the paper) of the vehicle 11 is reduced. As described above, the temperature control plate 41 is movable at the left end on the paper surface, and the movable plate portion 35 fixed to the end thereof slides to the right on the paper surface in conjunction with the movement of the temperature control plate 41. I do.

最後に、図5(A)及び図5(B)では、可動プレート部35のスライド移動に連動したシャッター機構31の動作を説明する。   Finally, FIGS. 5A and 5B illustrate the operation of the shutter mechanism 31 in conjunction with the sliding movement of the movable plate unit 35. FIG.

図5(A)では、個々の電池セル22(図4(A)参照)が正常に稼働し、電池セル22にて異常発熱が発生していない場合を示している。上述したように、支持棒部34の一端側は蓋部33に固定され、支持棒部34の他端側は、可動プレート部35の上面35Aに当接している。そして、支持棒部34は、蓋部33にて可動プレート部35の上面35A側へと付勢された状態のため、蓋部33は、開口部32の上方にて固定された状態となっている。   FIG. 5A shows a case where the individual battery cells 22 (see FIG. 4A) operate normally and abnormal heat generation does not occur in the battery cells 22. As described above, one end of the support rod 34 is fixed to the lid 33, and the other end of the support rod 34 is in contact with the upper surface 35 </ b> A of the movable plate 35. Since the support bar 34 is urged toward the upper surface 35A of the movable plate 35 by the cover 33, the cover 33 is fixed above the opening 32. I have.

この構造により、矢印51、52にて示すように、冷却ダクト26内を流れる冷却風の一部は、開口部32を介して排煙ダクト27内へと流れ込み、排煙ダクト27も冷却ダクト26と同様に電池モジュール23(図4(A)参照)を冷却する役割を果たす。図2に示すように、排煙ダクト27は、収納枠体21の上方から露出する電池モジュール23の露出領域の大部分をカバーしているので、電池モジュール23の冷却効率を向上させることができる。尚、排煙ダクト27内を流れる冷却風は、車両用空調装置を介して車両11内を循環することなく、車外へと排出される。   With this structure, a part of the cooling air flowing through the cooling duct 26 flows into the smoke exhaust duct 27 through the opening 32 as shown by arrows 51 and 52, and the smoke exhaust duct 27 In the same manner as described above, it serves to cool the battery module 23 (see FIG. 4A). As shown in FIG. 2, since the smoke exhaust duct 27 covers most of the exposed area of the battery module 23 exposed from above the storage frame 21, the cooling efficiency of the battery module 23 can be improved. . The cooling air flowing through the smoke exhaust duct 27 is discharged outside the vehicle without circulating in the vehicle 11 via the vehicle air conditioner.

図5(B)では、個々の電池セル22(図4(B)参照)のいずれかに問題が発生し、電池セル22にて異常発熱が発生している場合を示している。上述したように、異常発熱が発生した領域の温調プレート41が加熱され、略コの字形状へと変形することで、温調プレート41の車両11の車幅方向(紙面左右方向)の長さは短くなる。そして、可動プレート部35が、上記温調プレート41の変形に連動して紙面右側へとスライド移動することで、支持棒部34の下方に可動プレート部35の貫通孔35Dが配設され、支持棒部34が貫通孔35Dへと落下し、蓋部33が開口部32を塞いた状態となる。   FIG. 5B shows a case where a problem has occurred in any of the individual battery cells 22 (see FIG. 4B), and abnormal heat generation has occurred in the battery cells 22. As described above, the temperature control plate 41 in the area where abnormal heat generation occurs is heated and deformed into a substantially U-shape, so that the length of the temperature control plate 41 in the vehicle width direction of the vehicle 11 (left and right direction in the paper plane) It becomes shorter. When the movable plate portion 35 slides to the right in the drawing in conjunction with the deformation of the temperature control plate 41, a through-hole 35D of the movable plate portion 35 is provided below the support rod portion 34 to support the movable plate portion 35. The rod 34 falls into the through hole 35D, and the lid 33 closes the opening 32.

このとき、図3(B)を用いて説明したように、可動プレート部35の上面35Aには、一対のガイド壁部35B、35Cが、可動プレート部35のスライド方向(紙面左右方向)に略平行に形成されると共に、ガイド壁部35B、35Cの間には、上記スライド方向に長手方向を有する貫通孔35Dが形成されている。この構造により、可動プレート部35がスライド移動する際に、支持棒部34は、ガイド壁部35B、35Cにより確実に貫通孔35Dから落下する方向へとガイドされる。また、上記貫通孔35Dの形状により、温調プレート41の変形量が僅かな場合でも、電池セル22の異常発熱を検知し、排煙ダクト27は、冷却ダクト26から遮断される。   At this time, as described with reference to FIG. 3B, on the upper surface 35A of the movable plate portion 35, a pair of guide wall portions 35B and 35C are formed substantially in the sliding direction of the movable plate portion 35 (the left-right direction on the paper). A through hole 35D that is formed in parallel and has a longitudinal direction in the sliding direction is formed between the guide wall portions 35B and 35C. With this structure, when the movable plate portion 35 slides, the support bar portion 34 is reliably guided by the guide wall portions 35B and 35C in the direction in which it falls from the through hole 35D. Further, due to the shape of the through hole 35D, even if the amount of deformation of the temperature control plate 41 is small, abnormal heat generation of the battery cell 22 is detected, and the smoke exhaust duct 27 is shut off from the cooling duct 26.

図5(B)に示す如く、蓋部33は、開口部32を全て覆う面積を有すると共に、排煙ダクト27側から開口部32を塞ぐことで、矢印53にて示す、発生した有毒ガスの高圧により蓋部33は冷却ダクト26の上面26A側へと押し付けられた状態となる。また、板バネにより形成された蓋部33自身の付勢力によっても蓋部33は冷却ダクト26の上面26A側へと押し付けられた状態となる。   As shown in FIG. 5B, the lid 33 has an area that covers the entire opening 32, and closes the opening 32 from the side of the smoke exhaust duct 27, so that the generated toxic gas, indicated by an arrow 53, is removed. The lid 33 is pressed against the upper surface 26A of the cooling duct 26 by the high pressure. Further, the lid 33 is pressed against the upper surface 26 </ b> A of the cooling duct 26 by the urging force of the lid 33 formed by a leaf spring.

この構造により、電池セル22が異常発熱した直後に、開口部32が蓋部33により塞がれ、その後、電池セル22のガス排出弁が破断し、有毒ガスが排煙ダクト27内へと流れ込む。そして、有毒ガスが流れ込む時には、開口部32は、蓋部33により塞がれた状態であり、電池セル22から発生した有毒ガスが、冷却ダクト26内へと逆流し、車両11の車室内へと流れ込むことが防止される。更には、発生した有毒ガスは非常に高圧であり、そのガス圧により蓋部33により塞がれた状態を維持することで、電池セル22から発生した有毒ガスが、冷却ダクト26内へと逆流することを確実に防止することができる。   With this structure, immediately after the battery cell 22 abnormally generates heat, the opening 32 is closed by the lid 33, and then the gas discharge valve of the battery cell 22 is broken, and toxic gas flows into the smoke exhaust duct 27. . When the toxic gas flows, the opening 32 is closed by the lid 33, and the toxic gas generated from the battery cells 22 flows back into the cooling duct 26, and enters the cabin of the vehicle 11. Is prevented from flowing. Further, the generated toxic gas has a very high pressure, and the toxic gas generated from the battery cell 22 flows back into the cooling duct 26 by maintaining the state closed by the lid 33 by the gas pressure. Can be reliably prevented.

尚、本実施形態では、温調プレート41が、電池セル22の異常発熱を検知し、直線形状から略コの字形状に変形する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、その逆に、略コの字形状に繰り返し変形した温調プレート41を準備し、温調プレート41が、電池セル22の異常発熱を検知した場合に、略コの字形状から直線形状へと変形する場合でも良い。この場合には、温調プレート41は、車両11の車幅方向(紙面左右方向)の直線長さは長くなる方向に変形し、可動プレート部35が逆方向(紙面左方向)に移動する。そして、支持棒部34と貫通孔35Dとの位置関係も可動プレート部35の移動方向に合わせて設定することで、上述した効果と同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。   In this embodiment, the case where the temperature control plate 41 detects abnormal heat generation of the battery cell 22 and deforms from a linear shape to a substantially U-shape has been described, but the present invention is not limited to this case. For example, conversely, on the contrary, a temperature control plate 41 that is repeatedly deformed into a substantially U-shape is prepared, and when the temperature control plate 41 detects abnormal heat generation of the battery cell 22, the temperature control plate 41 changes from a substantially U-shape to a linear shape. May be deformed. In this case, the temperature adjustment plate 41 is deformed in a direction in which the linear length of the vehicle 11 in the vehicle width direction (the left-right direction on the paper) becomes longer, and the movable plate unit 35 moves in the opposite direction (the left direction on the paper). By setting the positional relationship between the support bar 34 and the through hole 35D in accordance with the moving direction of the movable plate 35, the same effect as the above-described effect can be obtained. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

10 車両用電池
11 車両
12 冷却構造
21 収納枠体
22 電池セル
23 電池モジュール
26 冷却ダクト
27 排煙ダクト
31 シャッター機構
32 開口部
33 蓋部
34 支持棒部
35 可動プレート部
35B、35C ガイド壁部
35D 貫通孔
36、37 レール部
41 温調プレート
42 絶縁性ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle battery 11 Vehicle 12 Cooling structure 21 Storage frame 22 Battery cell 23 Battery module 26 Cooling duct 27 Smoke exhaust duct 31 Shutter mechanism 32 Opening 33 Cover 34 Support rod 35 Movable plate 35B, 35C Guide wall 35D Through hole 36, 37 Rail 41 Temperature control plate 42 Insulating case

Claims (7)

複数の電池セルが一方向に配列される電池モジュールと、
前記電池モジュールの一側面に沿って前記一方向に延在し、前記電池モジュールを冷却する冷却風を流す冷却ダクトと、
前記電池モジュールに沿って前記一方向に延在するように配設され、前記電池セルの異常発熱により変形する温調プレートと、
前記冷却ダクトから分岐し、前記電池モジュールの他の側面に沿って前記一方向に延在し、前記電池セルの異常発熱時に発生するガスを流す排煙ダクトと、を備え、
前記冷却ダクトと前記排煙ダクトとの分岐領域には、
前記冷却ダクトと前記排煙ダクトとを連通させる開口部と、
前記開口部を開状態に維持すると共に、前記電池セルの異常発熱の際に前記温調プレートと連動して可動し、前記開口部を塞ぐシャッター機構と、を有し、
前記電池セルが正常に稼働している間は、前記冷却ダクト内を流れる前記冷却風を前記排煙ダクトへも流すことを特徴とする車両用電池の冷却構造。
A battery module in which a plurality of battery cells are arranged in one direction;
A cooling duct that extends in the one direction along one side surface of the battery module and flows cooling air for cooling the battery module;
A temperature control plate disposed to extend in the one direction along the battery module, and deformed by abnormal heat generation of the battery cell;
A smoke exhaust duct that branches from the cooling duct, extends in the one direction along the other side surface of the battery module, and flows gas generated at the time of abnormal heat generation of the battery cell.
In the branch area between the cooling duct and the smoke exhaust duct,
An opening for communicating the cooling duct and the smoke exhaust duct,
A shutter mechanism that maintains the opening in the open state, moves in conjunction with the temperature control plate when the battery cell abnormally generates heat, and closes the opening.
A cooling structure for a vehicle battery, wherein the cooling air flowing in the cooling duct also flows to the smoke exhaust duct while the battery cell is operating normally.
前記排煙ダクトは、前記電池モジュールよりも上流側にて前記冷却ダクトから分岐し、
前記排煙ダクトの一端側は前記開口部を介して前記冷却ダクトと連通すると共に、前記排煙ダクトの他端側は車両外部へと導かれることを特徴とする請求項1に記載の車両用電池の冷却構造。
The smoke exhaust duct branches off from the cooling duct upstream of the battery module,
The vehicle according to claim 1, wherein one end of the smoke exhaust duct communicates with the cooling duct through the opening, and the other end of the smoke exhaust duct is guided to the outside of the vehicle. Battery cooling structure.
前記シャッター機構は、
前記開口部近傍に配設される蓋部と、
前記開口部近傍の前記冷却ダクト内に前記一方向に向けて配設されるレール部と、
前記レール部に可動自在に配設されると共に、前記温調プレートの一端側に連結され、その一部に貫通孔が形成された可動プレート部と、
その一端側が前記蓋部に固定されると共に、その他端側が前記可動プレート部に対して可動自在に配設される支持棒部と、を有し、
前記電池セルの異常発熱の際に、前記温調プレートに連動して前記可動プレート部が可動し、前記支持棒部が、前記貫通孔から落下することで、前記蓋部が前記開口部を塞ぐことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電池の冷却構造。
The shutter mechanism,
A lid disposed near the opening,
A rail portion disposed in the cooling duct near the opening in the one direction;
A movable plate portion movably disposed on the rail portion, connected to one end of the temperature control plate, and a through hole is formed in a part thereof;
A support rod portion, one end of which is fixed to the lid portion, and the other end of which is movably disposed with respect to the movable plate portion,
In the case of abnormal heat generation of the battery cell, the movable plate portion moves in conjunction with the temperature control plate, and the support bar portion falls from the through hole, so that the lid portion closes the opening. The cooling structure for a vehicle battery according to claim 1 or 2, wherein:
前記可動プレート部には、前記一方向に延在する一対のガイド壁部が形成され、
前記貫通孔は、前記一対のガイド壁部の間に形成されると共に、前記貫通孔の断面形状は、前記一方向に長手方向を有する楕円形状であることを特徴とする請求項3に記載の車両用電池の冷却構造。
A pair of guide wall portions extending in the one direction are formed on the movable plate portion,
The said through-hole is formed between the said pair of guide wall parts, and the cross-sectional shape of the said through-hole is an elliptical shape which has a longitudinal direction in the said one direction, The claim of Claim 3 characterized by the above-mentioned. Cooling structure for vehicle batteries.
前記蓋部は、前記排煙ダクト内に配設されると共に、前記排煙ダクト側から前記開口部を全て覆う面積を有していることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の車両用電池の冷却構造。   The said lid part is arrange | positioned in the said smoke exhaust duct, and has an area which covers the said opening part from the said smoke exhaust duct side, The Claim 3 or Claim 4 characterized by the above-mentioned. Cooling structure for vehicle batteries. 前記蓋部は、前記支持棒部を前記可動プレート部側へと押圧する板バネから形成されていることを特徴とする請求項5に記載の車両用電池の冷却構造。   The vehicle battery cooling structure according to claim 5, wherein the lid is formed of a leaf spring that presses the support bar toward the movable plate. 前記冷却ダクト内には、前記電池モジュール側の側面に前記一方向に延在する絶縁性ケースが配設され、
合金プレートから成る前記温調プレートが、前記絶縁性ケース内に配設されていることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の車両用電池の冷却構造。
In the cooling duct, an insulating case extending in the one direction is provided on a side surface on the battery module side,
The cooling structure for a vehicle battery according to any one of claims 3 to 6, wherein the temperature control plate made of an alloy plate is disposed in the insulating case.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022017774A1 (en) * 2020-07-20 2022-01-27 Daimler Ag Storage-battery assembly, having a storage-battery unit and a heat transfer element, and heat transfer element
JP7337866B2 (en) 2021-03-16 2023-09-04 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery pack and spacer

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0650249U (en) * 1992-12-09 1994-07-08 富士重工業株式会社 In-vehicle battery air cooling device
JP2001291532A (en) * 2000-04-07 2001-10-19 Fuji Heavy Ind Ltd Battery temperature regulation device
JP2006100123A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Toyota Motor Corp Battery pack, battery pack cooling system, and cooling method of battery pack
JP2008192381A (en) * 2007-02-01 2008-08-21 Toyota Motor Corp Temperature control mechanism
JP2008300103A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Fuji Heavy Ind Ltd Power storage module
JP2009277647A (en) * 2008-04-14 2009-11-26 Nissan Motor Co Ltd Battery pack, and vehicle mounting battery pack
JP2010092833A (en) * 2008-09-09 2010-04-22 Toyota Motor Corp Storage device
JP2013241049A (en) * 2012-05-18 2013-12-05 Calsonic Kansei Corp Battery cooling device
JP2015037044A (en) * 2013-08-13 2015-02-23 三菱重工業株式会社 Power storage device
JP2016134243A (en) * 2015-01-16 2016-07-25 富士重工業株式会社 On-vehicle battery

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0650249U (en) * 1992-12-09 1994-07-08 富士重工業株式会社 In-vehicle battery air cooling device
JP2001291532A (en) * 2000-04-07 2001-10-19 Fuji Heavy Ind Ltd Battery temperature regulation device
JP2006100123A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Toyota Motor Corp Battery pack, battery pack cooling system, and cooling method of battery pack
JP2008192381A (en) * 2007-02-01 2008-08-21 Toyota Motor Corp Temperature control mechanism
JP2008300103A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Fuji Heavy Ind Ltd Power storage module
JP2009277647A (en) * 2008-04-14 2009-11-26 Nissan Motor Co Ltd Battery pack, and vehicle mounting battery pack
JP2010092833A (en) * 2008-09-09 2010-04-22 Toyota Motor Corp Storage device
JP2013241049A (en) * 2012-05-18 2013-12-05 Calsonic Kansei Corp Battery cooling device
JP2015037044A (en) * 2013-08-13 2015-02-23 三菱重工業株式会社 Power storage device
JP2016134243A (en) * 2015-01-16 2016-07-25 富士重工業株式会社 On-vehicle battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022017774A1 (en) * 2020-07-20 2022-01-27 Daimler Ag Storage-battery assembly, having a storage-battery unit and a heat transfer element, and heat transfer element
JP7337866B2 (en) 2021-03-16 2023-09-04 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery pack and spacer

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