JP2019220478A - Battery pack pressure release valve - Google Patents

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Abstract

To prevent unnecessary breakage due to pressure from the outside when the set pressure at which a sheet-shaped member 53 breaks is set low.SOLUTION: A pressure release valve 11 provided in a pack case 2 includes a large number of small holes 51 densely provided on a wall 5A of a pack case upper 5, and a sheet member 53 arranged to cover a region 52 of the small hole 51 and broken by a predetermined pressure difference. The sheet member 53 is made of a thin metal foil. The small holes and the sheet member are adhered to each other with a relatively weak adhesive strength by which peeling-off can be easily performed when the gas pressure inside the pack case 2 is received. Even when car wash water or wind pressure acts from the outside, the sheet member 53 is not deformed or broken because it is supported by the wall 5A from the inside.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

この発明は、複数のバッテリをパックケース内に収容したバッテリパックの圧力開放弁、特に、電気自動車の動力源となるような比較的大容量のバッテリパックの圧力開放弁に関する。   The present invention relates to a pressure relief valve for a battery pack in which a plurality of batteries are housed in a pack case, and more particularly to a pressure relief valve for a relatively large-capacity battery pack serving as a power source of an electric vehicle.

例えば電気自動車に用いられるバッテリパックは、雨水や塵埃等の内部への進入を防止するために、パックケースが実質的に密閉された状態に構成される。つまり、充放電や温度変化などに伴うパックケース内の圧力変化を回避するために、比較的少量の空気の出入りを許容するいわゆる呼吸孔等を介してパックケース内外が僅かに連通されているものの、基本的にはパックケースが密閉された状態となっている。   For example, a battery pack used in an electric vehicle is configured such that a pack case is substantially sealed in order to prevent rainwater, dust and the like from entering inside. In other words, in order to avoid pressure changes in the pack case due to charging and discharging, temperature changes, etc., the inside and outside of the pack case are slightly communicated through so-called breathing holes that allow a relatively small amount of air to enter and exit. Basically, the pack case is in a sealed state.

一方、バッテリの内部短絡等によってバッテリパック内部で多量のガスが急激に発生した場合には、バッテリパックの内部圧力を速やかに逃がすことが必要である。特許文献１には、バッテリパックの一部に開口部を設けるとともに、スリット状の破断部を備えた金属製の薄板からなる封止板によってこの開口部を覆ってなる圧力開放弁が開示されている。このものでは、バッテリパック内の圧力が急激に上昇すると、破断部を起点として封止板が破断し、開口部が開放されて、内部のガスの放出が行われる。   On the other hand, when a large amount of gas is suddenly generated inside the battery pack due to an internal short circuit of the battery or the like, it is necessary to release the internal pressure of the battery pack quickly. Patent Literature 1 discloses a pressure release valve in which an opening is provided in a part of a battery pack, and the opening is covered by a sealing plate made of a thin metal plate having a slit-shaped break. I have. In this case, when the pressure in the battery pack rises sharply, the sealing plate is broken starting from the broken part, the opening is opened, and the gas inside is released.

特開２０１４−４１８４１号公報JP 2014-41841 A

高温高圧のガスの急激な噴出やバッテリパック内部での酸化反応の抑制のためには、バッテリからガスが発生し始めた初期の段階つまりバッテリパック内部の圧力が比較的低い段階で圧力開放弁が開放されることが望ましい。このためには、開口部を覆う封止板を例えば薄い金属箔などから形成し、僅かな圧力差で破断するように構成する必要がある。   In order to suppress the sudden ejection of high-temperature and high-pressure gas and the oxidation reaction inside the battery pack, the pressure relief valve should be used at the initial stage when gas starts to be generated from the battery, that is, when the pressure inside the battery pack is relatively low. It is desirable to be open. For this purpose, it is necessary to form a sealing plate for covering the opening from, for example, a thin metal foil or the like, and to break it with a slight pressure difference.

しかしながら、このように封止板を僅かな圧力差で破断するように強度が低いものとすると、洗車水等の水圧や風圧などによってパックケースの外側から逆方向に僅かな圧力差が作用したときにも封止板が破断ないし変形してしまう懸念が生じ、結果的に、圧力開放の設定圧を十分に低く設定することが困難であった。   However, if the strength is low so that the sealing plate is broken by a slight pressure difference, when a slight pressure difference acts in the opposite direction from the outside of the pack case due to water pressure or wind pressure of car wash water or the like. However, there is a concern that the sealing plate may be broken or deformed, and as a result, it is difficult to set the pressure release pressure sufficiently low.

本発明に係るバッテリパックの圧力開放弁は、
実質的に密閉されたパックケース内に複数のバッテリが収容されてなるバッテリパックにおいて、
上記パックケースの内部空間と外部空間とを連通するように上記パックケースの壁を貫通して形成され、かつ所定の領域に密集して配置された複数の小孔と、
上記の所定の領域を覆うように上記壁の外側面に重ねて配置され、かつ所定の圧力差によって破断するシート状部材と、
を備えて構成されている。 The pressure release valve of the battery pack according to the present invention,
In a battery pack in which a plurality of batteries are housed in a substantially sealed pack case,
A plurality of small holes formed through the wall of the pack case so as to communicate the internal space and the external space of the pack case, and densely arranged in a predetermined area;
A sheet-like member that is arranged on the outer surface of the wall so as to cover the predetermined area and that breaks by a predetermined pressure difference,
It is configured with.

このような構成では、ガス発生時の圧力差によって破断するシート状部材が、その内側面から小孔を有するパックケースの壁でもって支持されるため、逆方向の圧力差によっては変形あるいは破断しない。従って、シート状部材が破断する設定圧を比較的低く設定することが可能となる。ガス発生時には、複数の小孔を通してシート状部材にガス圧力が作用するので、シート状部材が壁から離れて破断に至る。   In such a configuration, since the sheet-like member that breaks due to the pressure difference at the time of gas generation is supported by the pack case wall having the small hole from the inner surface thereof, it does not deform or break due to the reverse pressure difference. . Therefore, the set pressure at which the sheet-shaped member breaks can be set relatively low. When gas is generated, gas pressure acts on the sheet-like member through the plurality of small holes, so that the sheet-like member separates from the wall and breaks.

本発明によれば、洗車水等の水圧や風圧などによってシート状部材に対しパックケースの外側から逆方向に圧力差が作用したときに、シート状部材の変形や破断が生じることがなく、従って、ガス発生時にシート状部材が破断する設定圧を十分に低く設定することが可能となる。   According to the present invention, when a pressure difference acts on the sheet-shaped member in the opposite direction from the outside of the pack case due to water pressure or wind pressure of car wash water or the like, deformation or breakage of the sheet-shaped member does not occur. In addition, it is possible to set the set pressure at which the sheet-shaped member breaks when gas is generated, at a sufficiently low level.

参考例のバッテリパックの外観斜視図。FIG. 4 is an external perspective view of a battery pack of a reference example. パックケースアッパを取り除いてバッテリパック内部の構成を示した斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing the internal configuration of the battery pack with the pack case upper removed. 圧力開放弁の参考例を示すパックケース要部の斜視図。The perspective view of the principal part of the pack case which shows the reference example of a pressure relief valve. パックケースの内側から見た圧力開放弁の平面図。The top view of the pressure relief valve seen from the inside of a pack case. 圧力開放弁の分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the pressure release valve. 圧力開放弁の断面図。Sectional drawing of a pressure relief valve. 切り込み刃を付加した変形例を示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a modification in which a cutting blade is added. シート状部材に十字形に溝を設けた変形例を示す斜視図。The perspective view which shows the modification which provided the cross-shaped groove | channel in the sheet-shaped member. シート状部材の周囲に円形に溝を設けた変形例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a modification in which a circular groove is provided around a sheet-like member. 本発明の圧力開放弁の一実施例を示すパックケース要部の平面図。FIG. 2 is a plan view of a main part of a pack case showing one embodiment of the pressure release valve of the present invention. 実施例の圧力開放弁の分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the pressure release valve of the embodiment.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明が適用される電気自動車用のバッテリパック１を示す斜視図である。このバッテリパック１は、略矩形の箱状をなすパックケース２内に多数のバッテリ３（図２参照）を収容したものであって、パックケース２は、下側部分を構成するトレイ状のパックケースロア４と、上側部分を構成するパックケースアッパ５と、から構成されている。パックケースロア４およびパックケースアッパ５は、それぞれ適宜な板厚の鋼板をプレス成形することでトレイ形状に形成されており、周縁部において互いに接合され、かつ図示しないボルト等によって互いに結合されている。両者の接合面は液体ガスケット等の適宜なシール材によってシールされており、これによって、パックケース２内は、外部からの雨水や塵埃等の侵入を防ぐように、実質的に密閉された状態となっている。なお、充放電や温度変化などに伴うパックケース２内の圧力変化を回避するために、例えば図示しない呼吸孔等を介して比較的少量の空気の出入りは許容されている。   FIG. 1 is a perspective view showing a battery pack 1 for an electric vehicle to which the present invention is applied. The battery pack 1 has a plurality of batteries 3 (see FIG. 2) housed in a pack case 2 having a substantially rectangular box shape. The pack case 2 is a tray-like pack constituting a lower portion. It comprises a case lower 4 and a pack case upper 5 constituting an upper part. The pack case lower 4 and the pack case upper 5 are formed in a tray shape by press-forming a steel plate having an appropriate thickness, respectively, and are joined to each other at their peripheral edges and are joined to each other by bolts or the like (not shown). . The joining surfaces of the two are sealed by a suitable sealing material such as a liquid gasket, so that the inside of the pack case 2 is in a substantially sealed state so as to prevent intrusion of rainwater and dust from the outside. Has become. In order to avoid a pressure change in the pack case 2 due to a charge / discharge or a temperature change, a relatively small amount of air is allowed to enter and exit through, for example, a breathing hole (not shown).

図２は、パックケースアッパ５を取り除いた状態でバッテリパック１の内部の構成を示している。この実施例においては、各々のバッテリ３は、外装体としてラミネートフィルムでシールされた平坦な形状のリチウムイオンセルを、複数個（例えば４個）重ねて箱状の金属ケース内に収容したバッテリモジュールとして構成されている。偏平な直方体形状をなす複数個のバッテリ３は、パックケース２の長手方向（図中のＹ方向）の一端部においては、いわゆる縦置きに複数個並べて配置されており、パックケース２の残部の領域においては、いわゆる平積み形式に並べて配置されている。パックケース２の長手方向の他端部には、冷却ファン６やジャンクションボックス７等が配置されている。   FIG. 2 shows an internal configuration of the battery pack 1 with the pack case upper 5 removed. In this embodiment, each battery 3 is a battery module in which a plurality (for example, four) of flat lithium ion cells sealed with a laminate film as an exterior body are stacked and housed in a box-shaped metal case. It is configured as A plurality of batteries 3 having a flat rectangular parallelepiped shape are arranged in a so-called vertical arrangement at one end of the pack case 2 in the longitudinal direction (Y direction in the drawing). In the area, they are arranged side by side in a so-called flat stacking format. At the other end of the pack case 2 in the longitudinal direction, a cooling fan 6, a junction box 7, and the like are arranged.

図２に明らかなように、バッテリ３を縦置きとした領域では、バッテリ３を平積み形式に並べた領域に比較して、上下方向（図中のＺ方向）の寸法が大きなものとなる。図１に示すように、パックケースアッパ５の天井面は、このようなバッテリ３の配置の凹凸に対応した形状に構成されている。   As is clear from FIG. 2, the size in the vertical direction (Z direction in the figure) is larger in the region where the batteries 3 are placed vertically than in the region where the batteries 3 are arranged in a flat stacking format. As shown in FIG. 1, the ceiling surface of the pack case upper 5 is formed in a shape corresponding to the unevenness of the arrangement of the battery 3.

本発明の圧力開放機構１１は、パックケース２の任意の位置に設けることができるが、一実施例においては、パックケースアッパ５の略中央部に圧力開放弁１１が配置されている。   The pressure release mechanism 11 of the present invention can be provided at an arbitrary position on the pack case 2. In one embodiment, the pressure release valve 11 is arranged at a substantially central portion of the pack case upper 5.

図３〜図６は、圧力開放弁１１の参考例を示している。この圧力開放弁１１は、パックケース２の内部空間と外部空間とを連通するようにパックケースアッパ５の壁５Ａに開口形成された円形の開口部１２と、この開口部１２を覆うように配置され、かつ所定の圧力差によって破断するシート状部材１３と、このシート状部材１３を内側から補強する通気性を有する補強板１４と、を主体として構成されている。   FIGS. 3 to 6 show a reference example of the pressure release valve 11. The pressure release valve 11 has a circular opening 12 formed in the wall 5A of the pack case upper 5 so as to communicate the internal space and the external space of the pack case 2, and is disposed so as to cover the opening 12. It is mainly composed of a sheet-like member 13 that is broken by a predetermined pressure difference and a permeable reinforcing plate 14 that reinforces the sheet-like member 13 from the inside.

上記シート状部材１３は、アルミニウム、銅、ステンレススチール、真鍮、などの金属の箔、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、などの合成樹脂の薄板ないしシート、アルミナ、ジルコニア、などのセラミックスの薄板、などから構成されている。一実施例では、比較的小さな圧力差でもって破断し得るように、厚さが０．０５ｍｍのアルミニウム箔が用いられている。   The sheet-like member 13 is composed of a metal foil such as aluminum, copper, stainless steel, and brass, a thin sheet or sheet of a synthetic resin such as polyethylene, polypropylene, and nylon, and a thin sheet of ceramic such as alumina and zirconia. Have been. In one embodiment, a 0.05 mm thick aluminum foil is used so that it can be broken with a relatively small pressure difference.

上記補強板１４は、アルミニウム、銅、ステンレススチール、などの金属材料、アルミナ、ジルコニア、などのセラミックス材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドなどの合成樹脂材料、天然繊維、などを用いて、多孔板、網、メッシュ（平織、綾織など）、多孔体、発泡体、多孔質焼結体、などの通気性と適度な剛性とを有する形態に構成したものである。一例では、厚さが１ｍｍのステンレススチール板に多数の小孔１４ａを打ち抜き形成したパンチングメタルが用いられている。なお、このパンチングメタルからなる補強板１４は、アルミニウム箔からなるシート状部材１３よりも強度が高く、かつ鋼板からなるパックケースアッパ５の壁５Ａよりは強度が低いものとなる。   The reinforcing plate 14 is made of a metal material such as aluminum, copper, stainless steel, or the like, a ceramic material such as alumina or zirconia, a synthetic resin material such as polyethylene, polypropylene, nylon, polyimide, or polyphenylene sulfide, or a natural fiber. , A porous plate, a net, a mesh (such as a plain weave, a twill weave), a porous body, a foamed body, a porous sintered body, and the like, in such a form as to have air permeability and appropriate rigidity. In one example, a punching metal in which a number of small holes 14a are punched out of a stainless steel plate having a thickness of 1 mm is used. The reinforcing plate 14 made of punched metal has higher strength than the sheet-like member 13 made of aluminum foil, and has lower strength than the wall 5A of the pack case upper 5 made of steel plate.

上記のシート状部材１３および補強板１４は、図５に示すように、それぞれ開口部１２よりも僅かに大きな径の円形に形成されており、補強板１４がシート状部材１３の内側に位置するように互いに重ねられた上で、円環状のフロントプレート１５およびリヤプレート１６を介して壁５Ａの外側面上に固定されている。壁５Ａの外側面と補強板１４周縁部との間には、円環状のシート状をなすゴムパッキング１７が介装され、シート状部材１３周縁部とフロントプレート１５との間には、円環状のゴムパッキング１８が介装されている。壁５Ａの外側に位置するフロントプレート１５と壁５Ａの内側に位置するリヤプレート１６とは、複数本例えば４本のネジ２０によって互いに締結されており、この両者の締付によって、シート状部材１３および補強板１４がゴムパッキング１７，１８とともに挟持されている。ネジ２０は、ゴムパッキング１７の貫通孔２１および壁５Ａの貫通孔２２を貫通し、かつ、リヤプレート１６のネジ孔２３に螺合している。円形をなすシート状部材１３および補強板１４は、４本のネジ２０で囲まれることにより径方向に位置決めされている。   As shown in FIG. 5, the sheet-like member 13 and the reinforcing plate 14 are each formed in a circular shape slightly larger in diameter than the opening 12, and the reinforcing plate 14 is located inside the sheet-like member 13. And is fixed on the outer surface of the wall 5A via an annular front plate 15 and a rear plate 16. An annular sheet-like rubber packing 17 is interposed between the outer surface of the wall 5A and the peripheral edge of the reinforcing plate 14, and an annular annular shape is provided between the peripheral edge of the sheet-like member 13 and the front plate 15. Rubber packing 18 is interposed. The front plate 15 located outside the wall 5A and the rear plate 16 located inside the wall 5A are fastened to each other by a plurality of screws, for example, four screws 20. Further, the reinforcing plate 14 is sandwiched together with the rubber packings 17 and 18. The screw 20 passes through the through hole 21 of the rubber packing 17 and the through hole 22 of the wall 5 </ b> A, and is screwed into the screw hole 23 of the rear plate 16. The circular sheet-shaped member 13 and the reinforcing plate 14 are positioned in the radial direction by being surrounded by four screws 20.

ここで、シート状部材１３と補強板１４とは、単に重ね合わせるだけでもよいが、好ましくは、パックケース２内部のガス圧力を受けたときに容易に剥離し得る比較的弱い接着強度でもって互いに接着しておくとよい。このように互いに接着しておくことで、車両走行振動などに起因した両者間の振動が抑制される。   Here, the sheet-like member 13 and the reinforcing plate 14 may be merely overlapped with each other, but preferably, they have a relatively weak adhesive strength that can be easily peeled off when receiving the gas pressure inside the pack case 2. It is good to adhere. Adhering to each other in this manner suppresses vibration between the two due to vehicle running vibration and the like.

上記のように構成された圧力開放弁１１においては、セルの内部短絡などによってガスが発生し、パックケース２内の圧力が上昇すると、シート状部材１３が補強板１４から離れて膨張し、やがて破断して開口部１２が開放される。これにより、パックケース２内の高温高圧のガスが放出され、過度の高圧化が回避される。上記実施例では、シート状部材１３の破断が生じる設定圧が比較的低く設定されており、セルからのガスの放出が始まった比較的初期の段階でパックケース２内から内部の空気（つまり酸素）とともにガスを外部へ放出できるので、パックケース２内部での急激な酸化の進行を抑制することができる。   In the pressure release valve 11 configured as described above, when gas is generated due to an internal short circuit of the cell and the pressure inside the pack case 2 increases, the sheet-like member 13 separates from the reinforcing plate 14 and expands. The opening 12 is opened by breaking. Thereby, the high-temperature and high-pressure gas in the pack case 2 is released, and an excessively high pressure is avoided. In the above embodiment, the set pressure at which the sheet-like member 13 breaks is set relatively low, and the air (ie, oxygen) inside the pack case 2 is released from the inside of the pack case 2 at a relatively early stage when gas is released from the cell. ), The gas can be released to the outside, so that rapid oxidation progress inside the pack case 2 can be suppressed.

ここで、補強板１４は、シート状部材１３の内側面に重ねられているものの、パンチングメタル等として十分な通気性を有しているので、パックケース２内の圧力が補強板１４を通してシート状部材１３に確実に作用する。なお、補強板１４の強度はパックケース２の壁５Ａの強度よりは低いので、圧力上昇の程度が急激な場合には、シート状部材１３が破断した後に、パックケース２内の圧力によってさらに補強板１４が破断することもあり得る。   Here, although the reinforcing plate 14 is overlapped on the inner surface of the sheet-shaped member 13, it has sufficient air permeability as a punching metal or the like. It acts on the member 13 reliably. Since the strength of the reinforcing plate 14 is lower than the strength of the wall 5A of the pack case 2, when the degree of pressure rise is sharp, the sheet 13 is broken and then further reinforced by the pressure in the pack case 2. The plate 14 may break.

一方、通常の使用時には、シート状部材１３が補強板１４によって内側から支持されているため、パックケース２の外側から例えば洗車水が衝突したり大きな風圧が作用したとしても、シート状部材１３の内側への変形が抑制され、破断に至ることがない。   On the other hand, during normal use, since the sheet member 13 is supported from the inside by the reinforcing plate 14, even if, for example, car wash water collides from the outside of the pack case 2 or a large wind pressure acts, the sheet member 13 is Inward deformation is suppressed, and no break occurs.

なお、上記のパンチングメタルの場合、補強板１４に開口形成される多数の小孔１４ａの径は、外側からの圧力に対してシート状部材１３が破断しない耐圧性の観点から、その最大径が定まる。例えば、シート状部材１３が前述した厚さ０．０５ｍｍのアルミニウム箔であれば、シート状部材１３が破断しないために必要な耐圧性を３．２ｋＰａとしたときに、最大径が約１５ｍｍとなる。従って、パンチングメタルからなる補強板１４の小孔１４ａの径を１５ｍｍよりも小さいものとすれば、外側から加わる３．２ｋＰａの圧力に耐えることができる。   In the case of the above-described punched metal, the diameter of the large number of small holes 14a formed in the reinforcing plate 14 has a maximum diameter from the viewpoint of pressure resistance at which the sheet-like member 13 does not break under external pressure. Is determined. For example, if the sheet-shaped member 13 is the above-described aluminum foil having a thickness of 0.05 mm, the maximum diameter is about 15 mm when the pressure resistance required for preventing the sheet-shaped member 13 from breaking is 3.2 kPa. . Therefore, if the diameter of the small holes 14a of the reinforcing plate 14 made of punched metal is smaller than 15 mm, it is possible to withstand 3.2 kPa applied from the outside.

次に、図７は、シート状部材１３の周縁部の表面に対向して切り込み刃３１を付加した変形例を示している。切り込み刃３１は、帯状金属片を略Ｌ字形に折り曲げ、先端に略三角形の鋭端部３１ａを形成したものであり、圧力開放弁１１を組み立てる前述のネジ２０の１本を利用して、フロントプレート１５の上に重ねて固定されている。鋭端部３１ａは、シート状部材１３の周縁部の表面に対向して位置しており、初期状態では、シート状部材１３の表面に接触しないものの十分に接近した状態となっている。   Next, FIG. 7 shows a modified example in which a cutting blade 31 is added to face the surface of the peripheral portion of the sheet-shaped member 13. The cutting blade 31 is formed by bending a strip-shaped metal piece into a substantially L-shape and forming a substantially triangular sharp end portion 31a at a tip thereof. It is fixed over the plate 15. The sharp end portion 31a is located to face the surface of the peripheral portion of the sheet-shaped member 13, and in an initial state, does not contact the surface of the sheet-shaped member 13, but is in a sufficiently close state.

この例においては、パックケース２内の圧力が上昇してシート状部材１３が外側に僅かに膨らんだ段階において、該シート状部材１３が鋭端部３１ａに接触する。これにより、鋭端部３１ａを起点としてシート状部材１３の破断が生じる。従って、所望の圧力においてより確実にシート状部材１３の破断つまりは圧力開放弁１１の開放動作を生じさせることができる。特に、圧力が上昇し始めてからシート状部材１３が破断するまでの遅れが小さくなる。   In this example, when the pressure in the pack case 2 rises and the sheet-like member 13 slightly expands outward, the sheet-like member 13 comes into contact with the sharp end 31a. Thus, the sheet-like member 13 is broken starting from the sharp end 31a. Therefore, the breaking of the sheet-like member 13, that is, the opening operation of the pressure release valve 11 can be more reliably caused at a desired pressure. In particular, the delay from when the pressure starts to rise to when the sheet-shaped member 13 breaks is reduced.

次に、図８および図９は、シート状部材１３の一部に破断を促進する脆弱部を設けた例を示している。図８の例では、シート状部材１３の表面に、脆弱部となる凹溝３５が十字形に形成されている。図９の例では、シート状部材１３の表面に、脆弱部となる凹溝３６がゴムパッキング１８の内周に沿って円形に形成されている。   Next, FIGS. 8 and 9 show an example in which a fragile portion that promotes breakage is provided in a part of the sheet-like member 13. In the example of FIG. 8, a groove 35 serving as a fragile portion is formed in a cross shape on the surface of the sheet-shaped member 13. In the example of FIG. 9, a concave groove 36 serving as a fragile portion is formed on the surface of the sheet-like member 13 in a circular shape along the inner periphery of the rubber packing 18.

この例においては、パックケース２内の圧力が上昇してシート状部材１３が外側に僅かに膨らんだ段階において、脆弱部である凹溝３５，３６を起点としてシート状部材１３の破断が生じる。従って、図７の例と同様に、所望の圧力においてより確実にシート状部材１３の破断つまりは圧力開放弁１１の開放動作を生じさせることができる。特に、圧力が上昇し始めてからシート状部材１３が破断するまでの遅れが小さくなる。   In this example, when the pressure in the pack case 2 rises and the sheet-like member 13 slightly swells outward, the sheet-like member 13 is broken starting from the concave grooves 35 and 36 which are fragile portions. Therefore, similarly to the example of FIG. 7, the breakage of the sheet-shaped member 13, that is, the opening operation of the pressure release valve 11 can be more reliably caused at a desired pressure. In particular, the delay from when the pressure starts to rise to when the sheet-shaped member 13 breaks is reduced.

なお、脆弱部としては、線状に連続したものでなくともよく、点線のように並んで配置した点状のもの、あるいは離散配置した点状のもの、などであってもよい。   The fragile portion does not need to be linearly continuous, and may be a dot-like portion arranged side by side as a dotted line, a dot-like portion discretely arranged, or the like.

次に、図１０および図１１に基づいて、本発明に係る圧力開放弁１１の実施例を説明する。この実施例は、パックケース２の壁５Ａ自体を補強板として利用するようにしたものであって、パックケース２の内部空間と外部空間とを連通するように壁５Ａを貫通して多数の小孔５１が形成されている。この多数の小孔５１は、壁５Ａの所定の領域に密集して配置されており、図示例では、正方形をなす領域５２に小孔５１が行列状に並べられている。一つの例では、直径２〜３ｍｍ程度の小孔５１が、２９個×２９個（総計８４１個）の形で配列されている。   Next, an embodiment of the pressure release valve 11 according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the wall 5A of the pack case 2 is used as a reinforcing plate, and a large number of small holes penetrate through the wall 5A so as to communicate the internal space and the external space of the pack case 2. A hole 51 is formed. The large number of small holes 51 are densely arranged in a predetermined area of the wall 5A. In the illustrated example, the small holes 51 are arranged in a matrix in a square area 52. In one example, the small holes 51 having a diameter of about 2 to 3 mm are arranged in a form of 29 × 29 (a total of 841).

そして、小孔５１を配置した領域５２を覆うように、領域５２と同じ大きさの正方形をなすシート状部材５３が壁５Ａの外側面に重ねて配置されている。このシート状部材５３は、前述した参考例のシート状部材１３と同様に、アルミニウム、銅、ステンレススチール、真鍮、などの金属の箔、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、などの合成樹脂の薄板ないしシート、アルミナ、ジルコニア、などのセラミックスの薄板、などから構成されている。一実施例では、比較的小さな圧力差でもって破断し得るように、厚さが０．０５ｍｍのアルミニウム箔が用いられている。   Then, a sheet-like member 53 having the same size as the area 52 and having a square shape is arranged on the outer surface of the wall 5A so as to cover the area 52 in which the small holes 51 are arranged. The sheet member 53 is made of a metal foil such as aluminum, copper, stainless steel, or brass, or a thin plate or sheet of a synthetic resin such as polyethylene, polypropylene, or nylon, similarly to the sheet member 13 of the above-described reference example. It is composed of a ceramic thin plate such as alumina, zirconia, or the like. In one embodiment, a 0.05 mm thick aluminum foil is used so that it can be broken with a relatively small pressure difference.

上記シート状部材５３は、図１１に示すように、矩形のフレーム状をなすフロントプレート５５を複数本例えば８本のネジ６０でもって壁５Ａに取り付けることにより、壁５Ａの外側面上に固定されている。フロントプレート５５とシート状部材５３周縁部との間には、シート状をなすゴムパッキング５７が介装されている。ネジ６０は、ゴムパッキング５７の貫通孔６１を貫通し、かつ壁５Ａに形成したネジ孔６３に螺合している。シート状部材５３は、周囲を複数のネジ６０で囲まれることにより所定位置に位置決めされている。なお、壁５Ａにネジ孔６３を加工することが困難な場合には、前述した参考例と同様に壁５Ａの内側にリヤプレートを設けるようにしてもよい。   As shown in FIG. 11, the sheet-like member 53 is fixed on the outer surface of the wall 5A by attaching a front plate 55 having a rectangular frame shape to the wall 5A with a plurality of, for example, eight screws 60. ing. A rubber packing 57 having a sheet shape is interposed between the front plate 55 and the peripheral portion of the sheet member 53. The screw 60 passes through the through hole 61 of the rubber packing 57 and is screwed into a screw hole 63 formed in the wall 5A. The sheet member 53 is positioned at a predetermined position by being surrounded by a plurality of screws 60. When it is difficult to machine the screw holes 63 in the wall 5A, a rear plate may be provided inside the wall 5A as in the above-described reference example.

また、シート状部材５３は、壁５Ａの外側面に単に重ね合わせるだけでもよいが、前述した参考例と同じく、好ましくは、パックケース２内部のガス圧力を受けたときに容易に剥離し得る比較的弱い接着強度でもって互いに接着しておくとよい。このように互いに接着しておくことで、車両走行振動などに起因したシート状部材５３の振動が抑制される。   Further, the sheet-like member 53 may be simply superimposed on the outer side surface of the wall 5A. However, similarly to the above-described reference example, preferably, the sheet-like member 53 can be easily peeled off when receiving the gas pressure inside the pack case 2. It is advisable to bond them to each other with very low bonding strength. By adhering to each other in this manner, vibration of the sheet-like member 53 due to vehicle running vibration and the like is suppressed.

上記のように構成された実施例の圧力開放弁１１も参考例と同様に作用する。すなわち、セルの内部短絡などによってガスが発生し、パックケース２内の圧力が上昇すると、シート状部材５３が壁５Ａから離れて膨張し、やがて破断して小孔５１が開放される。これにより、パックケース２内の高温高圧のガスが放出され、過度の高圧化が回避される。シート状部材５３の破断が生じる設定圧は比較的低く設定されており、セルからのガスの放出が始まった比較的初期の段階でパックケース２内から内部の空気（つまり酸素）とともにガスを外部へ放出することができ、これにより、パックケース２内部での急激な酸化の進行を抑制することができる。   The pressure release valve 11 of the embodiment configured as described above operates in the same manner as the reference example. That is, when gas is generated due to an internal short circuit in the cell and the pressure in the pack case 2 increases, the sheet-like member 53 expands away from the wall 5A, and eventually breaks to open the small hole 51. Thereby, the high-temperature and high-pressure gas in the pack case 2 is released, and an excessively high pressure is avoided. The set pressure at which the sheet-shaped member 53 is broken is set relatively low, and the gas is discharged from the inside of the pack case 2 together with the internal air (that is, oxygen) from the inside of the pack case 2 at a relatively early stage when the gas is released from the cell. , Whereby rapid progress of oxidation inside the pack case 2 can be suppressed.

ここで、壁５Ａにはパンチングメタルと同様に多数の小孔５１が設けられているので、パックケース２内の圧力が多数の小孔５１を通してシート状部材５３に確実に作用する。   Here, since many small holes 51 are provided in the wall 5A similarly to the punched metal, the pressure in the pack case 2 reliably acts on the sheet member 53 through the many small holes 51.

一方、通常の使用時には、シート状部材５３がパンチングメタル状の壁５Ａによって内側から支持されているため、パックケース２の外側から例えば洗車水が衝突したり大きな風圧が作用したとしても、シート状部材５３の内側への変形が抑制され、破断に至ることがない。   On the other hand, during normal use, since the sheet-like member 53 is supported from the inside by the punched metal wall 5A, even if car wash water collides from the outside of the pack case 2 or a large wind pressure acts, for example, The deformation of the member 53 to the inside is suppressed, and the member 53 does not break.

なお、壁５Ａに形成される小孔５１の個々の径は、前述した参考例と同じく、外側からの圧力に対してシート状部材１３が破断しない耐圧性の観点から、その最大径が定まる。そして、小孔５１の個数は、複数の小孔５１による開口面積の総和が、ガスの放出に必要な開口面積と等しくなるように設定される。   The maximum diameter of each of the small holes 51 formed in the wall 5A is determined in the same manner as in the above-described reference example from the viewpoint of the pressure resistance of the sheet-shaped member 13 such that the sheet-shaped member 13 is not broken by an external pressure. The number of the small holes 51 is set such that the sum of the opening areas of the plurality of small holes 51 is equal to the opening area required for gas release.

図示はしないが、図７に示したような切り込み刃や図８，図９に示したような脆弱部を第２実施例においても同様に設けることが可能である。   Although not shown, a cutting blade as shown in FIG. 7 and a fragile portion as shown in FIGS. 8 and 9 can be similarly provided in the second embodiment.

また、上記のように構成される圧力開放弁１１をパックケース２に複数個設けることも可能である。   It is also possible to provide a plurality of pressure release valves 11 configured as described above in the pack case 2.

２…パックケース
５…パックケースアッパ
５Ａ…壁
１１…圧力開放弁
１２…開口部
１３…シート状部材
１４…補強板
３１…切り込み刃
３５，３６…凹溝
５１…小孔
５３…シート状部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Pack case 5 ... Pack case upper 5A ... Wall 11 ... Pressure release valve 12 ... Opening 13 ... Sheet-like member 14 ... Reinforcement plate 31 ... Cut blade 35, 36 ... Concave groove 51 ... Small hole 53 ... Sheet-like member

Claims (2)

実質的に密閉されたパックケース内に複数のバッテリが収容されてなるバッテリパックにおいて、
上記パックケースの内部空間と外部空間とを連通するように上記パックケースの壁を貫通して形成され、かつ所定の領域に密集して配置された複数の小孔と、
上記の所定の領域を覆うように上記壁の外側面に重ねて配置され、かつ所定の圧力差によって破断するシート状部材と、
を備えてなるバッテリパックの圧力開放弁。 In a battery pack in which a plurality of batteries are housed in a substantially sealed pack case,
A plurality of small holes formed through the wall of the pack case so as to communicate the internal space and the external space of the pack case, and densely arranged in a predetermined area;
A sheet-like member that is arranged on the outer surface of the wall so as to cover the predetermined area and that breaks by a predetermined pressure difference,
A pressure relief valve for a battery pack comprising: 上記シート状部材が上記壁の外側面に接着されている、請求項１に記載のバッテリパックの圧力開放弁。   The pressure relief valve of a battery pack according to claim 1, wherein the sheet-like member is adhered to an outer surface of the wall.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2623878A (en) * 2022-09-14 2024-05-01 Porsche Ag Cell housing with protection of a burst region

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61121261A (en) * 1984-11-14 1986-06-09 エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド Heat molding film member for gas bleeding of battery
JPS61133555A (en) * 1984-11-29 1986-06-20 ヴアルタ・バツテリー・アクチエンゲゼルシヤフト Exprosionproof closed battery
JP2000260411A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Tdk Corp Lithium secondary battery
JP2003323877A (en) * 2002-05-07 2003-11-14 Japan Storage Battery Co Ltd Battery
JP2005535074A (en) * 2002-07-31 2005-11-17 ラヨヴァック・コーポレーション Method and apparatus for detecting presence / absence of secondary battery
JP2006125559A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Power System:Kk Gas bleeding valve

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61121261A (en) * 1984-11-14 1986-06-09 エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド Heat molding film member for gas bleeding of battery
JPS61133555A (en) * 1984-11-29 1986-06-20 ヴアルタ・バツテリー・アクチエンゲゼルシヤフト Exprosionproof closed battery
JP2000260411A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Tdk Corp Lithium secondary battery
JP2003323877A (en) * 2002-05-07 2003-11-14 Japan Storage Battery Co Ltd Battery
JP2005535074A (en) * 2002-07-31 2005-11-17 ラヨヴァック・コーポレーション Method and apparatus for detecting presence / absence of secondary battery
JP2006125559A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Power System:Kk Gas bleeding valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2623878A (en) * 2022-09-14 2024-05-01 Porsche Ag Cell housing with protection of a burst region

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