JP2021140931A - バッテリパック - Google Patents

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Shige Shimazaki
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遼 藤井
Ryo Fujii
遼 藤井
香苗 大熊
Kanae Okuma
香苗 大熊
高明 飯嶋
Takaaki Iijima
高明 飯嶋
貴裕 ▲高▼井
貴裕 ▲高▼井
Takahiro Takai
洋平 東
Yohei Azuma
洋平 東
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Abstract

【課題】シンプルな構造で水の浸入を抑制できるバッテリパックを提供する。【解決手段】バッテリパックＢＡＴは、車両１のフロアパネル２の下方に配置され、バッテリ１１と、バッテリ１１を収容するバッテリケース１２と、バッテリケース１２の内部の圧力を解放する圧力解放機構２０と、を備える。圧力解放機構２０は、前端部３１ａと後端部３２ｂとを有し、前端部３１ａがバッテリケース１２に接続される連通部材３０と、連通部材３０の後端部３２ｂに接続され、ラビリンス構造ＬＡを有するガス排出部４０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリパックに関する。
バッテリパックの内部に搭載されるバッテリの各セルはセル内圧力が高まるとガス放出弁を介してセルの外部、つまりバッテリパックの内部にガスを放出する。一般的にバッテリパックは密閉構造で構成されるため、バッテリパック内部の圧力が高まると、バッテリパックの外部にガスを排出する必要性がある。
そこで従来から、バッテリパックのケースに直接ガス排出弁を設けたり、ホースを介してガス排出弁を設けたりする技術が知られている。しかしながら、ガス排出弁からのバッテリパックのケースへの水の浸入を防止する必要がある。そこで、特許文献１では、ガスチューブに逆止弁を設けることが記載されており、特許文献２では、ケースの内圧が高まった場合にのみ開口するシリンダー構造を設ける技術が記載されている。
特開２０１８−０１８７２６号公報 特開２０１７−１４４９２５号公報
しかしながら、ガス排出弁などのガス排出部から水が浸入することを抑制するために複雑な構造を採用すれば、製造コストが増加してしまうため、よりシンプルな構造が望まれていた。
本発明は、シンプルな構造で水の浸入を抑制できるバッテリパックを提供する。
本発明は、
車両のフロアパネルの下方に配置されるバッテリパックであって、
前記バッテリパックは、
バッテリと、
前記バッテリを収容するケースと、
前記ケースの内部の圧力を解放する圧力解放機構と、を備え、
前記圧力解放機構は、
一端部と他端部とを有し、前記一端部が前記ケースに接続される連通部材と、
前記連通部材の前記他端部に接続され、ラビリンス構造を有するガス排出部と、を備える。
本発明によれば、ラビリンス構造を有するガス排出部により連通部材への水の浸入を抑制でき、これによりバッテリパックへの水の浸入を抑制できる。
バッテリパックを搭載した車両の概略側面図である。 図１のＡ部分の拡大した側面図である。 図１のＡ部分を斜め後方から見た斜視図である。 圧力解放機構の断面図である。 圧力解放機構の斜視図である。 圧力解放機構の他の斜視図である。 ガス排出部の断面図である。 第１変形例のガス排出部の断面図である。 第２変形例のガス排出部の断面図である。
以下、本発明のバッテリパックの一実施形態を、図面を用いて説明する。図面には、バッテリパックを搭載した車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤとして示すが、バッテリパックの搭載姿勢はこれに限定されるものではない。
［車両］
先ず、本実施形態のバッテリパックを搭載する車両の一例について説明する。
図１に示すように、車両１は、フロアパネル２とダッシュパネル３とにより車室４及び荷室５と、その前方のフロントルーム６と、に区画形成されている。車室４には、前部座席７及び後部座席８が設けられている。フロントルーム６には、左右の前輪ＦＷを駆動する駆動源としてのエンジンＥＮＧが設けられ、荷室５の下方には、左右の後輪ＲＷを駆動する駆動源としての電動機ＭＯＴが設けられている。即ち、車両１は、エンジンＥＮＧ及び電動機ＭＯＴの両方を駆動源とする、いわゆるハイブリッド車両である。
車室４のフロアパネル２の下方には、バッテリパックＢＡＴ及び燃料タンク９が配置される。フロアパネル２は、前部座席７の下方のフロントフロア部２ａと、後部座席８の下方のリアフロア部２ｂと、荷室５の下方のラゲッジフロア部２ｃと、から構成され、フロントフロア部２ａとリアフロア部２ｂとの間には、フロントフロア部２ａから屈曲する屈曲部２ｄと、屈曲部２ｄから上方に延設される縦壁部２ｅとが設けられている。バッテリパックＢＡＴは、フロントフロア部２ａの下方に配置される。言い換えると、フロントフロア部２ａがバッテリパックＢＡＴの上面を覆う。燃料タンク９はリアフロア部２ｂの下方に配置され、電動機ＭＯＴは、ラゲッジフロア部２ｃの下方に配置される。
バッテリパックＢＡＴと電動機ＭＯＴとが不図示のＤＣ線を介して接続され、エンジンＥＮＧと燃料タンク９が不図示の燃料配管を介して接続される。電動機ＭＯＴとバッテリパックＢＡＴとが電気的に接続されることで、電動機ＭＯＴの力行駆動時にはバッテリパックＢＡＴからの電力が電動機ＭＯＴに供給され、また、電動機ＭＯＴの回生駆動時には電動機ＭＯＴからの電力がバッテリパックＢＡＴに供給される。
［バッテリパック］
バッテリパックＢＡＴは、複数のバッテリセルを積層して構成される複数のバッテリ１１と、複数のバッテリ１１を収容するバッテリケース１２と、を備える。各バッテリセルには、不図示のガス放出弁が設けられ、例えば、何らかの異常によってバッテリセルが発熱し、バッテリセル内部の圧力が所定値を超えると、ガス放出弁が開弁してバッテリセル内のガスを外部、つまりバッテリケース１２の内部に放出する。バッテリパックＢＡＴは密閉構造で構成されるため、バッテリケース１２の内部の圧力が高まると、バッテリケース１２の外部にガスを放出する必要性がある。以下、バッテリパックＢＡＴの圧力解放機構２０について説明する。
（圧力解放機構）
バッテリケース１２の内部の圧力を解放する圧力解放機構２０は、図２に示すように、一端部がバッテリケース１２に接続される連通部材３０と、連通部材３０の他端部に接続され、連通部材３０介してガスを排出するガス排出部４０と、を備える。
図３及び図４に示すように、連通部材３０は、第１パイプ部３１と第２パイプ部３２とから構成され側方から見て略Ｌ字形状を有する。連通部材３０は、第１パイプ部３１の前端部３１ａがバッテリケース１２のケース後面１２ｒに設けられたケース開口１２ｈに接続され、第２パイプ部３２の後端部３２ｂがガス排出部４０に接続される。連通部材３０は、第１パイプ部３１がケース後面１２ｒに接続された前端部３１ａからまっすぐ後方に延びた後、上方に屈曲して第２パイプ部３２の後端部３２ｂが上方を向くように、且つ、ケース後面１２ｒの後方に配置されている。すなわち、連通部材３０を前後方向から見ると、後端部３２ｂが縦壁部２ｅと重なる位置に配置される。ガス排出部４０が接続される連通部材３０の後端部３２ｂが、上方を向くように、且つ、ケース後面１２ｒの後方に配置されているので、ガス排出部４０が被水することを抑制できる。
図５に示すように、連通部材３０の後端部３２ｂに接続されるガス排出部４０は、直方体形状をなし、ガス排出部本体４１の上方からガス排出部カバー５０を取り付けることで構成される。
図６も参照して、ガス排出部本体４１の下面４２の中央には、連通部材３０が接続される貫通孔４３を有する円筒部４４が立設され、下面４２の四隅には略三角形のガス排出口４５が設けられている。貫通孔４３と各ガス排出口４５との間には、下面４２から上方に延びる下隔壁部４６が略三角形のガス排出口４５の一辺に沿うように設けられる。貫通孔４３と各ガス排出口４５との間には、円筒部４４と下隔壁部４６とガス排出部本体４１の側壁４１ｓとにより貫通孔４３を囲うように凹部４７が区画形成されている。円筒部４４には、上部に所定の圧力以上のガスを透過させる膜４８設けられる（図４参照）。
図４及び図５に示すように、ガス排出部カバー５０には、ガス排出部本体４１に組付けられた際に、凹部４７に位置するように上面５１から下方に延びるリング状の上隔壁部５２が設けられる。これにより、ガス排出部４０には、ラビリンス構造ＬＡが形成される。
次に、前述したように構成されたガス排出部４０におけるガスの流れについて説明する。なお、図７〜図９においては、ガスの流れを矢印で示すが、１つのガス排出口４５までのガスの流れにのみ矢印を示して説明する。
図７の矢印で示すように、連通部材３０介してガス排出部４０に導入されたガスは、円筒部４４の上端部に配置された膜４８を通って上方に流れる（矢印Ｙ１）。続いて、ガスは、ガス排出部カバー５０の上面５１に沿って径方向外側に導かれ（矢印Ｙ２）、上隔壁部５２によって今度は下方に導かれる（矢印Ｙ３）。
続いて、ガスは、ガス排出部本体４１の下面４２にぶつかって径方向外側に導かれ（矢印Ｙ４）、上隔壁部５２と下隔壁部４６との間を上方に流れ、再度、ガス排出部カバー５０の上面５１にぶつかる（矢印Ｙ５）。ガス排出部カバー５０の上面５１にぶつかったガスは、ガス排出部カバー５０の上面５１に沿って径方向外側に導かれ（矢印Ｙ６）、下隔壁部４６とガス排出部本体４１の側壁４１ｓとの間を下方に導かれた後、最後は、ガス排出部本体４１の下面４２のガス排出口４５から、ガス排出部４０の外部に排出される（矢印Ｙ７）。
このようにガス排出部４０には、ラビリンス構造ＬＡが設けられるので、連通部材３０への水の浸入を抑制でき、これによりバッテリパックＢＡＴへの水の浸入を抑制できる。また、ガス排出部４０のガス排出口４５は、ガス排出部４０の下部に設けられているので、ガス排出部４０への水の浸入がより一層抑制される。また、ガス排出口４５から排出されたガスはフロアパネル２とは反対側（下方）に放出されるので、ガスによる車室４への影響を抑制できる。
なお、ガス排出部４０の配置は、これに限らず、図８の第１変形例のように、ガス排出部本体４１を縦置きすることで、ガス排出部本体４１の円筒部４４が、上下方向に対し直交する水平方向（例えば、前後方向、左右方向）に延びるとともに、ガス排出口４５が、水平方向を向くようにガス排出部４０が配置されてもよい。
また、図９の第２変形例のように、ガス排出部本体４１を上下反転させることで、ガス排出部本体４１の円筒部４４が、上下方向に延びるとともに、ガス排出口４５が、上方を向くようにガス排出部４０が配置されてもよい。
また、図４に示すように、連通部材３０の前端部３１ａには、ガスの経路を遮るように金属製の網目状部材３３が設けられており、仮に連通部材３０の内部で火炎が発生しても、バッテリパックＢＡＴの内部に火炎が侵入するのを抑制できる。
図２及び図３に戻って、連通部材３０は上方に延びる第２パイプ部３２が、バッテリパックＢＡＴの後方に位置する燃料タンク９の側方、本実施形態では右方に配置されている。このように、連通部材３０と燃料タンク９とを車幅方向に配置することで、レイアウト性が向上する。
また、燃料タンク９の側方、本実施形態では右方に、フロントルーム６に設けられたエンジンＥＮＧから延びる排気管１７が設けられ、連通部材３０の第２パイプ部３２は、車幅方向において排気管１７に設けられる消音装置１８と燃料タンク９との間に配置されている。このように、連通部材３０の第２パイプ部３２は、車幅方向において排気管１７に設けられる消音装置１８と燃料タンク９との間に配置されているので、ガス排出部４０が被水することをより一層抑制できる。なお、連通部材３０は、フロアパネル２の縦壁部２ｅに固定されてもよく、縦壁部２ｅやリアフロア部２ｂなどから延びるブラケットに固定されてもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
また、上記実施形態では、エンジンＥＮＧ及び電動機ＭＯＴを駆動源とするハイブリッド車両を例示したが、電動機ＭＯＴのみを駆動源とする電気自動車、燃料電池自動車であってもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１） 車両（車両１）のフロアパネル（フロアパネル２）の下方に配置されるバッテリパック（バッテリパックＢＡＴ）であって、
前記バッテリパックは、
バッテリ（バッテリ１１）と、
前記バッテリを収容するケース（バッテリケース１２）と、
前記ケースの内部の圧力を解放する圧力解放機構（圧力解放機構２０）と、を備え、
前記圧力解放機構は、
一端部（前端部３１ａ）と他端部（後端部３２ｂ）とを有し、前記一端部が前記ケースに接続される連通部材（連通部材３０）と、
前記連通部材の前記他端部に接続され、ラビリンス構造（ラビリンス構造ＬＡ）を有するガス排出部（ガス排出部４０）と、を備える、バッテリパック。
（１）によれば、バッテリパックのケース内部のガスを排出するガス排出部には、ラビリンス構造が設けられるので、連通部材への水の浸入を抑制でき、これによりバッテリパックへの水の浸入を抑制できる。
（２） （１）に記載のバッテリパックであって、
前記フロアパネルは、
前記バッテリパックの上面を覆うフロア部（フロントフロア部２ａ）と、
該フロア部から屈曲する屈曲部（屈曲部２ｄ）と、
前記屈曲部から上方に延設される縦壁部（縦壁部２ｅ）と、を備え、
前記連通部材の前記一端部は、前記ケースのケース後面(ケース後面１２ｒ)に接続され、
前記連通部材の前記他端部は、上方を向くように、且つ、前記ケース後面の後方に配置されている、バッテリパック。
（２）によれば、ガス排出部が接続される連通部材の他端部は、上方を向くように、且つ、ケース後面の後方に配置されているので、ガス排出部が被水することを抑制できる。
（３） （２）に記載のバッテリパックであって、
前記ガス排出部のガス排出口（ガス排出口４５）は、前記ガス排出部の下部に設けられている、バッテリパック。
（３）によれば、ガス排出口は、ガス排出部の下部に設けられているので、ガス排出部への水の浸入が抑制される。また、ガス排出口から排出されたガスはフロアパネルとは反対側に放出されるので、ガスによる車室への影響を抑制できる。
（４） （２）又は（３）に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリパックは、前記車両の燃料タンク（燃料タンク９）の前方に配置され、
前記連通部材の一部は、前記燃料タンクの側方（右方）に配置されている、バッテリパック。
（４）によれば、連通部材と燃料タンクとを車幅方向に配置することで、レイアウト性が向上する。
（５） （１）〜（４）のいずれかに記載のバッテリパックであって、
前記連通部材には、ガスの経路を遮るように金属製の網目状部材（網目状部材３３）が設けられている、バッテリパック。
（５）によれば、連通部材の内部で仮に火炎が発生しても、バッテリパックの内部に火炎が侵入するのを抑制できる。
（６） （４）に記載のバッテリパックであって、
前記燃料タンクの側方には、排気管（排気管１７）が設けられ、
前記連通部材は、車幅方向において前記排気管に設けられる消音装置（消音装置１８）と前記燃料タンクとの間に配置されている、バッテリパック。
（６）によれば、連通部材は、車幅方向において排気管に設けられる消音装置と燃料タンクとの間に配置されているので、ガス排出部が被水することをより一層抑制できる。
１ 車両
ＢＡＴ バッテリパック
ＬＡ ラビリンス構造
２ａ フロントフロア部（フロア部）
２ｄ 屈曲部
２ｅ 縦壁部
２ フロアパネル
９ 燃料タンク
１１ バッテリ
１２ｒ ケース後面
１２ バッテリケース
１７ 排気管
１８ 消音装置
２０ 圧力解放機構
３０ 連通部材
３１ａ 前端部（一端部）
３２ｂ 後端部（他端部）
３３ 網目状部材
４０ ガス排出部
４５ ガス排出口

Claims (6)

  1. 車両のフロアパネルの下方に配置されるバッテリパックであって、
    前記バッテリパックは、
    バッテリと、
    前記バッテリを収容するケースと、
    前記ケースの内部の圧力を解放する圧力解放機構と、を備え、
    前記圧力解放機構は、
    一端部と他端部とを有し、前記一端部が前記ケースに接続される連通部材と、
    前記連通部材の前記他端部に接続され、ラビリンス構造を有するガス排出部と、を備える、バッテリパック。
  2. 請求項１に記載のバッテリパックであって、
    前記フロアパネルは、
    前記バッテリパックの上面を覆うフロア部と、
    該フロア部から屈曲する屈曲部と、
    前記屈曲部から上方に延設される縦壁部と、を備え、
    前記連通部材の前記一端部は、前記ケースのケース後面に接続され、
    前記連通部材の前記他端部は、上方を向くように、且つ、前記ケース後面の後方に配置されている、バッテリパック。
  3. 請求項２に記載のバッテリパックであって、
    前記ガス排出部のガス排出口は、前記ガス排出部の下部に設けられている、バッテリパック。
  4. 請求項２又は３に記載のバッテリパックであって、
    前記バッテリパックは、前記車両の燃料タンクの前方に配置され、
    前記連通部材の一部は、前記燃料タンクの側方に配置されている、バッテリパック。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
    前記連通部材には、ガスの経路を遮るように金属製の網目状部材が設けられている、バッテリパック。
  6. 請求項４に記載のバッテリパックであって、
    前記燃料タンクの側方には、排気管が設けられ、
    前記連通部材は、車幅方向において前記排気管に設けられる消音装置と前記燃料タンクとの間に配置されている、バッテリパック。
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