JP5026007B2 - 二次電池収容装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池を冷却液と共に収容する二次電池収容装置に関する。

従来、ハイブリッド自動車や電気自動車に採用されている二次電池は、大容量、高出力であるため、高い安全性が要求されている。又、この種の二次電池には、リチウムイオン二次電池のように、充放電時に化学反応熱や内部抵抗によるジュール熱を発生するものがあり、このような発熱を伴う二次電池は所定に冷却する必要がある。

二次電池の冷却構造として、例えば特許文献１（特開平１１−４０２１１号公報）には、二次電池を収容する密閉ケースを、放熱器を有する冷媒系路内に配設し、この密閉ケースを含む冷媒系路内に冷媒を充填して冷却サイクルを構成する技術が開示されている。この文献では、冷媒の気化潜熱により二次電池の熱を奪い、蒸発したガス冷媒を放熱器にて冷却することで液化させたのち、密閉ケース側へ環流させることで二次電池を積極的に冷却するようにしている。

ところで、自動車の二次電池として多く採用されているリチウムイオン二次電池には、電解液として可燃性の有機溶媒が使用されているものがあり、過充電や過放電が行われたり、物理的に傷付けられたりすると、二次電池の表面温度が高温になり、この影響で電解液がガス化し、そのときの体積膨張により電池ケースを破り、外部に白煙が吹き出される。

上述した文献に開示されている技術では、二次電池を密閉ケースに収容し、更に、この密閉ケース内を冷媒で冷却しているため、二次電池に過充電状態や過放電状態が発生し、或いは、二次電池が物理的に傷付けられても、その表面温度が高温化せず、白煙の発生を未然に防ぐことができる。
特開平１１−４０２１１号公報

しかし、上述した公報に開示されている技術では、冷媒を循環させて冷却させるために冷却系路や冷却器を必要としており、部品点数が多く、構造が複雑で、装置全体が大型化する問題がある。特に、このような構成の二次電池を車両用として採用した場合、装置全体の大型化により相対的に車室内空間が犠牲となり、快適性が損なわれてしまう問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、構造が複雑化せず、冷却液を循環させることなく、簡単な構造で二次電池を効率よく冷却することのできる二次電池収容装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、移動体の動力源として使用される二次電池と、前記二次電池が収容されると共に冷却液が充填されている電池収容室と、熱伝導性を有して前記電池収容室を形成する収容容器と、前記電池収容室の上部に一端が連通され、他端が燃料タンクに連通されたリリーフ通路とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、二次電池を冷却液と共に収容する電池収容室を形成する収容容器が高い熱伝導性を有しており、二次電池で発生した熱を冷却液を介して収容容器へ放熱させるようにしたので、構造が複雑化せず、簡単な構造で二次電池を効率よく冷却することができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１に本発明の第１実施形態による二次電池収容装置の構成図を示す。

同図の符号１は二次電池収容装置の収容容器であり、内部に動力源として使用される二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池（以下「Li-ion電池」と称する）２が収容される電池収容室１ａが形成されている。尚、Li-ion電池２は基本的にメンテナンスフリーであるため、収容容器１はLi-ion電池を収容後、密閉された状態で封止される。

このLi-ion電池２は、複数枚（例えば１２枚）の板状に形成されたリチウムイオン電池セルを重ね合わせた組電池で構成されており、電池収容室１ａの内壁から延出するアーム（図示せず）に絶縁材を介して支持固定されている。

収容容器１は熱伝導性の高い樹脂或いは金属で形成されている。熱伝導性樹脂としては、例えばアルミ等の金属微粉、或いはアルミ合金等の合金微粉を樹脂に混入させたものが知られている。又、この収容容器１は、型による成形品である必要はなく、鋼板やアルミ板を用いた板金製であっても良い。

この収容容器１の外側面に放熱フィン１ｂが形成されている。収容容器１が板金製である場合、この放熱フィン１ｂは、収容容器１の周囲にコルゲートフィンを形成し、或いは別体で形成したコルゲートフィンを後付けすることで代用する。尚、図においては、放熱フィン１ｂが側面にのみ形成されているが、この放熱フィン１ｂは外周面全体に形成されていても良い。

又、この収容容器１の上部にリリーフ通路３の一端が接続されており、このリリーフ通路３の他端が大気に開放されている。更に、このリリーフ通路３の収容容器１側にリリーフ弁４が介装され、開放端側に、活性炭等の吸着剤が装填されているキャニスタ５が介装されている。

リリーフ弁４のケーシング６内に、電池収容室１ａ側に連通するガス溜まり室７と、キャニスタ５側に連通する弁ばね室８とが形成され、両室７，８間がケーシング６に形成された弁座部６ａを介して区画されている。弁ばね室８には弁体９がスライド自在に収容されており、この弁体９の先端部が弁座部６ａに密着自在なテーパ状に形成されている。更に、この弁体９と弁ばね室８の底部との間にリリーフばね１０が介装されており、弁体９はリリーフばね１０の付勢力で、その先端部が弁座部６ａに密着される。この弁体９は、収容容器１に設定されている基準内圧（収容容器１が破壊に至る圧力よりも若干低い圧力）で開弁するようにリリーフ圧が設定されており、このリリーフ圧に基づいてリリーフばね１０のばね定数が設定されている。

又、電池収容室１ａには、冷却液１１が充填され、更に、電池収容室１ａ内の上部空間に窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガス１２が注入されている。この冷却液１１として、本実施形態では、高い熱伝導性及び電気絶縁性を有し、且つ、Li-ion電池２、及びその周辺部材を劣化させない特性を有するエチレングリコールを採用している。尚、冷却液１１は、上述した特質を有している液体であれば、エチレングリコール以外のものであっても良い。

次に、このような構成による二次電池収容装置の作用について説明する。

収容容器１の電池収容室１ａに収容されているLi-ion電池２が充放電する際に発生する化学反応熱や内部抵抗によるジュール熱は、電池収容室１ａに充填されている冷却液１１を介して、収容容器１に伝達されて外部に放熱される。この収容容器１の外側面には放熱フィン１ｂが形成されているため、Li-ion電池２から発生する熱を効率よく放熱させることができる。

又、Li-ion電池２内の電解液が、過放電や過充電、或いは、このLi-ion電池２が物理的な損傷に起因する高温化によりガス化し、膨張して吹き出すと、吹き出された蒸発ガスは冷却液１１に直接触れて体積膨張が抑制されると共に、ガス化した電解液の一部が液化されて、冷却液１１に溶け込まれる。

一方、電解液のガス化に伴う体積膨張により収容容器１の内圧が上昇し、この内圧が基準内圧（破壊に至る直前の圧力）に達すると、電池収容室１ａに連通するリリーフ通路３に介装されているリリーフ弁４の弁体９が、リリーフばね１０の付勢力に抗して開弁し、電池収容室１ａ内のガス（主に電解液の蒸発ガス）がリリーフ通路３を通りキャニスタ５内に吸着され、このキャニスタ５にて白煙成分が除去された後、大気に放出される。

尚、蒸発ガスと共に冷却液１１もリリーフ弁４の方向へ流れるが、冷却液１１の殆どはガス溜まり室７に滞留するため、キャニスタ５側へ多量に流出することはない。

このように、本実施形態では、冷却液１１、及び収容容器１を熱伝導性の高い材質で形成したのでLi-ion電池２で発生する熱を効率よく放熱させることができる。更に、収容容器１の外側面に放熱フィン１ｂを設けたので高い放熱性が得られ、Li-ion電池２をより効率よく冷却させることができる。

その結果、Li-ion電池２を簡単な構造で効率よく冷却することができるばかりでなく、収容容器１の容積を相対的に小さくすることができ、省スペース化を実現することができる。

又、Li-ion電池２に設けた電解液のガス化に伴う体積膨張により、収容容器１の内圧が基準内圧を越えたときは、リリーフ弁４の弁体９が開弁して内圧を逃がすようにしたので、収容容器１が損傷して冷却液１１が外部に漏出することが無く、二次災害を未然に防止することができる。

更に、リリーフ通路３にキャニスタ５を介装し、電解液の蒸発ガスをキャニスタ５に一旦吸着させて白煙成分を除去するようにしたので、白煙の大気放出を未然に防止することができる。

［第２実施形態］
又、図２に本発明の第２実施形態による二次電池収容装置の構成図を示す。

上述した第１実施形態では収容容器１の内圧が上昇し、基準内圧に達するとリリーフ弁４の弁体９が開弁して、電解液の蒸発ガスをキャニスタ５に一旦吸着させた後、大気に放出させるようにしたが、本実施形態では、電解液の蒸発ガスを燃料タンク２１に貯留されている燃料（ガソリン）２３に吹き出させるようにしたものである。

すなわち、本実施形態では、第１実施形態と同様の構成を有する収容容器１を、車両等の移動体に搭載されている燃料タンク２１の近傍に配設する。そして、第１実施形態と同様の構成を有するリリーフ弁４を介装するリリーフ通路３の先端側を燃料タンク２１内に気密性を保持した状態で挿入し、先端部に形成されているノズル部３ａを燃料タンク２１の底面付近で、水平方向に指向させる。この場合、好ましくは、ノズル部３ａを、燃料タンク２１の一方の内壁から他方の内壁方向へ指向した状態で固定する。

このノズル部３ａの指向方向にはディフューザ２２が配設されており、ノズル部３ａはディフューザ２２のコーン部２２ａに臨まされている。

又、燃料タンク２１は、その上部に、周知の蒸発燃料（エバポ）パージシステムを構成する上流側パージ通路２４が連通されており、この上流側パージ通路２４の下流端が、活性炭等の吸着剤を装填するキャニスタ５’に連通されている。更に、このキャニスタ５’に下流側パージ通路２５が接続されており、この下流側パージ通路２５がパージコントロールバルブ（図示せず）を介してエンジンの吸気系に連通されている。又、キャニスタ５’には大気に連通する大気ポート２６が連通されている。

更に、上流側パージ通路２４には、燃料タンク２１の内圧を一定に保持するリリーフ弁としての機能を有する２ウエイバルブ２７が介装されている。尚、燃料タンク２１内の上部空間は蒸発燃料（エバポ）が充満されている。

このような構成では、燃料タンク２１の内圧が上昇すると、２ウエイバルブ２７が開弁して、燃料タンク２１の上部空間に充満されている蒸発燃料が上流側パージ通路２４を通り、キャニスタ５’に吸着される。一方、燃料タンク２１の内圧が低下すると、２ウエイバルブ２７が再び開弁して、キャニスタ５’に吸着されている蒸発燃料が燃料タンク２１へ戻されて、燃料タンク２１内がほぼ一定圧に調整される。

一方、燃料タンク２１に隣接して配設されている収容容器１に収容されているLi-ion電池２が、過放電や過充電、或いは、物理的に損傷して高温化し、内部の電解液がガス化して吹き出すと、収容容器１の内圧が上昇する。そして、この収容容器１の内圧が基準圧を越えると、リリーフ弁４の弁体９が開弁し、収容容器１内のガスがリリーフ通路３に導かれて、燃料タンク２１の底部付近に配設されているノズル部３ａから吹き出される。

このノズル部３ａはディフューザ２２のコーン部２２ａに臨まされており、ノズル部３ａから吹き出されるガスによるエゼクタ効果で、ディフューザ２２の後端側から燃料２３がディフューザ２２内に吸引される。ディフューザ２２に吸引された燃料２３はノズル部３ａから吹き出されたガスと混合し、前方へ吹き出される。

燃料２３としてガソリンが使用されている場合、ガソリンは沸点が低く、気化し易いため、ガスとガソリンとを混合した状態で前方へ吹き出させることで、ガソリンの気化潜熱によりガスが効率よく冷却され、ガス化した電解液の液化が促進される。さらに、燃料２３と液化された電解液とが混合された状態で吹き出されるため、この電解液をガソリン中に効率よく溶け込ませることができる。

そして、ノズル部３ａから燃料タンク２１内に吹き出されたガスにより、燃料タンク２１の内圧が上昇し、２ウエイバルブ２７が開弁すると、燃料タンク２１内の蒸発燃料、及び燃料タンク２１内で液化されなかったガス（主に電解液の蒸発ガス）が、上流側パージ通路２４を経てキャニスタ５’内に吸着される。

尚、下流側パージ通路２５に介装されているエバポパージバルブが閉じている場合であって、キャニスタ５’の内圧が大気圧よりも高い場合は、白煙成分の除去されたガスが大気ポート２６を介して大気に放出される。

このように、本実施形態では、電解液の蒸発ガスを電池収容室１ａに連通されているリリーフ弁４からリリーフ通路３を経て燃料タンク２１へ導き、このリリーフ通路３の先端に形成したノズル部３ａから燃料タンク２１内に吹き出させるようにしたので、燃料２３の気化潜熱により電解液の蒸発ガスを効率よく液化させて、燃料２３に溶け込ませることができる。その結果、白煙の発生を有効に防止することができる。

更に、液化しなかった蒸発ガスは、エバポパージシステムに備えられているキャニスタ５’に吸着させるようにしたので、白煙の発生をほぼ完全に防止することができる。又、このエバポパージシステムは、車両等に通常備えられているシステムであるため、部品を新たに追加する必要が無く、更に、第１実施形態で必要としたキャニスタ５が不要となるため、構造の簡素化を実現することができる。

又、ノズル部３ａにディフューザ２２を配設したので、ノズル部３ａから吹き出されるガス（特に、電解液の蒸発ガス）を燃料２３の気化潜熱で効率よく液化させると共に、液化された電解液を燃料２３により一層効率よく溶け込ませることができる。

ところで、一般に、車体後部に燃料タンク２１を搭載する車両では、燃料タンク２１の両側に一対のリヤサイドフレームが配設され、後方に両リヤサイドフレーム間を連結するリヤクロスメンバが配設されている。そのため、燃料タンク２１は、両リヤサイドフレーム及びリヤクロスメンバにより側突荷重、及び後突荷重から保護される構造となっている。この燃料タンク２１を搭載するスペースに収容容器１を配設することで、この収容容器１自体も側突荷重、及び後突荷重から保護することができる。

［第３実施形態］
又、図３に本発明の第３実施形態による二次電池収容装置の構成図を示す。

本実施形態は、上述した第２実施形態の変形例であり、燃料タンク２１自体に二次電池収容装置を設けたものである。尚、第２実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態による燃料タンク２１は、靱性を有し、しかも高い熱伝導性を有する材料（例えば、熱伝導性樹脂、鋼板或いはアルミ板）で形成されている。又、この燃料タンク２１の内部が仕切壁としてのセパレータ２８を介して燃料室２１ａと、Li-ion電池２を収容する電池収容室２１ｂとに区画されており、この電池収容室２１ｂが密閉されている。尚、Li-ion電池２は電池収容室２１ｂの内壁に、絶縁材（図示せず）を介して適宜支持固定されている。

又、燃料室２１ａに燃料２３が貯留され、電池収容室２１ｂに、エチレングリコール等の冷却液１１が充填されている。更に、この電池収容室２１ｂの上部空間に不活性ガス１２が充填されている。

又、電池収容室２１ｂ側の燃料タンク２１上面にリリーフ弁４が固設されており、このリリーフ弁４のガス溜まり室７が電池収容室２１ｂの上部空間に連通されている。更に、このリリーフ弁４の弁ばね室８から延出するリリーフ通路３の先端部に形成されているノズル部３ａが、第２実施形態と同様、燃料室２１ａの底部付近に導かれて、ディフューザ２２のコーン部２２ａに臨まされている。

本実施形態では、上述した第２実施形態の収容容器１に代えて、燃料タンク２１内に形成した電池収容室２１ｂにLi-ion電池２を収容したものであり、基本的な作用効果は、第２実施形態と同様である。

更に、本実施形態では、Li-ion電池２を、燃料タンク２１に形成した電池収容室２１ｂに収容したので、第２実施形態で採用する収容容器１が不要となり、部品点数の削減により構成の簡素化を実現することができる。又、Li-ion電池２を燃料タンク２１内に収容したので、省スペース化が実現できる。更に、Li-ion電池２が燃料タンク２１に支持固定されているので、燃料タンク２１を固定することで、Li-ion電池２が固定されるため、組立性が良く、製造コストの低減を図ることができる。

尚、燃料タンク２１は、その少なくとも電池収容室２１ｂ側の外周に冷却フィンが形成されていても良い。

［第４実施形態］
図４に本発明の第４実施形態による二次電池収容装置の構成図を示す。

本実施形態は、上述した第３実施形態の変形例であり、燃料（ガソリン）２３を冷却液として利用したものである。従って、本実施形態では冷却液の機能を説明する際にも燃料（ガソリン）２３と云う文言を用いて説明する。又、第３実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。燃料タンク２１に貯留されている燃料２３がガソリンである場合、ガソリンは高い熱伝導性及び電気絶縁性を有しているため、Li-ion電池２に対する冷却液に適している。

本実施形態では、燃料タンク２１内に収容容器３１を配設し、この収容容器３１に設けた電池収容室３１ａにLi-ion電池２を収容したものである。この収容容器３１は、第１実施形態の収容容器１と同様、熱伝導性の高い樹脂或いは金属で形成されている。又、このLi-ion電池２の電極及び、この電極とリード線との接続部分は絶縁材で被覆されて、外部から隔絶されている。

又、燃料タンク２１には燃料供給システムを構成するインタンク式の燃料ポンプ３２が内装されており、この燃料ポンプ３２の下流側に連通する燃料デリバリライン３３の中途に分岐ライン３４の基端が接続されている。尚、燃料供給システムとしては、図示しないエンジンに設けられているインジェクタに対して、燃料ポンプ３２から実際に噴射される量以上の燃料を供給し、余剰の燃料をインジェクタを通過した後に燃料タンク２１へ戻すリターンタイプと、インジェクタに供給する燃料の余剰分を、インジェクタよりも上流側の燃料デリバリライン３３側から燃料タンク２１へ戻すリターンレスタイプとがある。リターンレスタイプのエンジンでは、燃料リターンラインを分岐ライン３４として利用するようにしても良い。

この分岐ライン３４の下流側が電池収容室３１ａに挿入されている。又、この分岐ライン３４の中途に燃圧保持弁３５ａ、燃料リリーフ弁３５ｂが介装されている。尚、ここで言う「燃圧」とは燃料デリバリライン３３や分岐ライン３４内を流れる燃料２３の圧力を示すものである。

燃圧保持弁３５ａは燃料デリバリライン３３を通り、エンジンへ供給される燃料２３の圧力を予め設定された一定値に保つものであり、燃圧がその一定値を超えると開弁する。燃圧保持弁３５ａが開弁すると、燃料２３は分岐ライン３４内を通り、電池収容室３１ａ内へと流入する。尚、分岐ライン３４内の燃圧が所定以上となったときには燃料リリーフ弁３５ｂが開弁して、分岐ライン３４内を流れる燃料２３を燃料タンク２１側へ戻す。この所定圧は、後述するサーモバルブ３６、及びフロート付き弁体４２が共に閉弁状態にあるときの電池収容室３１ａの内圧に相当している。

又、分岐ライン３４の先端部に形成されているノズル部３４ａが電池収容室３１ａの底面付近に、水平方向に指向された状態で配設されている。このノズル部３４ａの指向方向にディフューザ２２が配設されており、ノズル部３４ａはディフューザ２２のコーン部２２ａに臨まされている。

このディフューザ２２の噴射ポート２２ｂは、収容容器３１の側壁に挿通されて、この収容容器３１の側壁に開口されている。又、収容容器３１の外壁であって噴射ポート２２ｂが開口されている部位に、サーモバルブ３６のバルブケース３６ａが固設されている。このバルブケース３６ａ内に、噴射ポート２２ｂに対向配設されて、この噴射ポート２２ｂを開閉する弁体３７が配設されており、この弁体３７の基部が感熱部３８に連設されている。この感熱部３８は、封入されたサーモワックス、或いはバイメタル等の感熱部材を有しており、燃料２３の温度（以下「燃料温度」と称する）が、設定温度（Li-ion電池２の不活性温度と活性温度との境界温度）よりも高い場合に、感熱部材が熱膨張して弁体３７が噴射ポート２２ｂを閉弁する。一方、燃料温度が設定温度よりも低いときは、感熱部３８の感熱部材が熱収縮して弁体３７が噴射ポート２２ｂを開弁する。バルブケース３６ａには開口部３６ｂが開口されており、この開口部３６ｂを介してバルブケース３６ａ内と燃料タンク２１内とが連通されている。尚、図示しいなが、弁体３７は安全弁を兼用しており、電池収容室３１ａの内圧が急激に上昇した場合、破壊されて噴射ポート２２ｂが強制的に開弁される。

更に、収容容器３１の上部に通気ポート４３の基端が連通され、この基端が電池収容室３１ａに開口されている。又、この通気ポート４３の先端側が燃料タンク２１の内面上部に固設されて、その先端が側方へ向けて開口されている。

収容容器３１の電池収容室３１ａ側内壁に開口されている通気ポート４３の基端に対応する部位に、フロート弁４１のフロートケース４１ａが固設されている。このフロートケース４１ａに、電池収容室３１ａとケース内部とを連通する通気孔４１ｂが開口されている。又、このフロートケース４１ａにフロート付き弁体４２が内装されている。フロート付き弁体４２の先端に設けられている弁部４２ａが通気孔４１ｂに対向されている。通気ポート４３は電池収容室３１ａに流入する燃料２３の油面の上下により変化する上部空間に充満されている蒸発燃料の出入流を許容するものである。

又、電池収容室３１ａに流入される燃料２３の油面が上昇して、その燃料２３がフロートケース４１ａ内に流入するとフロート付き弁体４２が上昇し、上部に形成されている弁部４２ａが通気ポート４３の基端を閉塞する。

このような構成では、燃料ポンプ３２が駆動し、燃料タンク２１内の燃料２３が燃料ポンプ３２を介して燃料デリバリライン３３へ供給されると、その一部が分岐ライン３４を介して収容容器３１の電池収容室３１ａ内に導かれる。燃料タンク２１内の燃料温度が設定温度よりも高い場合、サーモバルブ３６の感熱部３８に設けられている感熱部材が熱膨張する。すると、この感熱部３８に連設する弁体３７が収容容器３１の側壁に開口されている噴射ポート２２ｂを閉塞する。

噴射ポート２２ｂが閉塞すると、分岐ライン３４の先端側のノズル部３４ａから噴出される燃料２３は、行き場を失い、ディフューザ２２の後端側へ逆流して電池収容室３１ａ内に噴出される。その結果、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３が増加し、相対的に油面上の空間に滞留する蒸発燃料が押し上げられて、収容容器３１の上部に開口されている通気ポート４３から燃料タンク２１内へ放出される。

そして、電池収容室３１ａに貯留される燃料２３の油面が上昇し、燃料２３がフロート弁４１のフロートケース４１ａ内に流入すると、このフロートケース４１ａに内装されているフロート付き弁体４２が浮上し、先端側に形成されている弁部４２ａが通気ポート４３を次第に閉塞する。すると、電池収容室３１ａの燃料２３による圧力が徐々に高くなり、設定圧力に達すると燃料リリーフ弁３５ｂが開弁し、分岐ライン３４を流れる燃料２３が燃料リリーフ弁３５ｂを経て燃料タンク２１内へ戻される。

一方、燃料タンク２１に貯留されている燃料２３の温度が上昇し設定温度を越えると、サーモバルブ３６の感熱部３８に設けられている感熱部材が熱収縮し、この感熱部３８に連設する弁体３７が噴射ポート２２ｂを開弁させる。すると、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３が噴射ポート２２ｂから吐出する。噴射ポート２２ｂから燃料２３が吐出されると、電池収容室３１ａの燃料２３による圧力が徐々に低下するため、相対的に燃料リリーフ弁３５ｂが閉弁する。

その結果、分岐ライン３４に供給された燃料２３は先端側のノズル部３４ａからディフューザ２２側へ噴出される。このノズル部３４ａはディフューザ２２のコーン部２２ａに臨まされているため、ノズル部３４ａから噴出される燃料２３によるエゼクタ効果で、ディフューザ２２の後端側から、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３がディフューザ２２内に吸引される。そして、このディフューザ２２に吸引された燃料２３がノズル部３４ａから吹き出された燃料２３と共に、噴射ポート２２ｂから燃料タンク２１内へ排出される。すると、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３の油面が低下し、従って、フロート付き弁体４２が後退し、先端に設けられている弁部４２ａが通気ポート４３の基端を開弁させる。

その結果、電池収容室３１ａの上部空間に通気ポート４３を経て、燃料タンク２１内の上部に滞留する蒸発燃料が流入し、又、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３はエゼクタ効果により燃料タンク２１内へ吐出される。電池収容室３１ａ内の燃料２３の大部分が燃料タンク２１内へ吐出されると、この電池収容室３１ａはほぼ蒸発燃料で充満されることになる。

その後、燃料タンク２１内の燃料２３の温度が上昇し、サーモバルブ３６が噴射ポート２２ｂを閉弁すると、電池収容室３１ａ内に分岐ライン３４を経て燃料２３が噴出され、油面が上昇する。

このように、本実施形態では、燃料２３の温度が低いときはサーモバルブ３６が噴射ポート２２ｂを開弁させて電池収容室３１ａに充填されている燃料２３を排出するようにしたので、Li-ion電池２の周辺が蒸発燃料で充満されることになる。その結果、蒸発燃料の熱伝導率は低いため、Li-ion電池２は冷却され難くなり、充放電に伴う発熱で温度が上昇し、早期活性化を実現することが出来る。更に、この状態では、Li-ion電池２が蒸発燃料により適度な温度に保持されるため、電池温度が著しく上昇することがなく、Li-ion電池２の長寿命化を実現することが出来る。更に、電池収容室３１ａに充填されている燃料２３は、エゼクタ効果を利用して燃料タンク２１内へ排出させるようにしたので、電池収容室３１ａの燃料２３を速やかに排出させることが出来る。

一方、燃料２３の温度が高い場合は、サーモバルブ３６が噴射ポート２２ｂを閉弁させて、電池収容室３１ａ内に燃料２３を供給し充填させるようにしたので、Li-ion電池２の周辺が燃料２３で満たされることになる。燃料２３は比熱が低く熱伝導率が大きいので、Li-ion電池２で発生した熱を、電池収容室３１ａに充填されている燃料２３と収容容器３１と燃料タンク２１に貯留されている燃料２３とを介して外部に放熱させて、Li-ion電池２を効率よく冷却させることができる。

尚、サーモバルブ３６は燃料２３の温度に応じて開閉動作するため、例えばサーモバルブ３６が開弁して電池収容室３１ａの燃料２３が排出されている最中にサーモバルブ３６が閉弁することもある。逆に、サーモバルブ３６が閉弁して電池収容室３１ａに燃料２３が充填されている最中にサーモバルブ３６が開弁することもある。

以上のように、本実施形態では、燃料２３の温度に応じてサーモバルブ３６が開閉動作して、電池収容室３１ａに対する燃料２３の充填量と蒸発燃料の充満状態とを相対的に変化させるようにしたので、Li-ion電池２の早期活性化と高温状態における効率的な冷却との双方を満足させることが出来る。

ところで、Li-ion電池２が不測的に高温化して、内部の電解液がガス化して吹き出した場合、電池収容室３１ａの内圧が急上昇するためサーモバルブ３６の弁体３７が破壊されて噴射ポート２２ｂが強制的に開弁される。その結果、電池収容室３１ａ内の蒸発ガスが噴射ポート２２ｂから燃料タンク２１内へ吹き出され、燃料タンク２１に貯留されている燃料２３と混合される。

その結果、上述した第３形態と同様、電解液の蒸発ガスは燃料２３の気化潜熱により効率よく冷却され、蒸発ガスの液化が促進されると共に液化した電解液を燃料２３中に効率よく溶け込ませることができ、電解液のガス化による体積膨張を抑制することが出来る。

又、本実施形態では、燃料（ガソリン）２３をLi-ion電池２を冷却する冷却液として利用したので、構造のより一層の簡素化を実現することができる。

［第５実施形態］
図５に本発明の第５実施形態による二次電池収容装置の構成図を示す。本実施形態は、上述した第４形態の変形例であり、第４実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示す燃料供給システムは、上述したリターンタイプ、或いはリターンレスタイプの何れでも良く、エンジン５１に設けられている燃料ギャラリ５２には、各気筒に燃料を供給するインジェクタ５２ａが設けられている。尚、本実施形態ではエンジン５１として水平対向型エンジン、或いはＶ型エンジンが示されている。

燃料デリバリライン３３の燃料ポンプ３２側に接続されている分岐ライン３４は、リターンレスタイプの燃料供給システムでは燃料リターンラインとして利用される。この分岐ライン３４の吐出端が電池収容室３１ａの上部に臨まされている。この収容容器３１は上部が開口された箱形に形成されており、この収容容器３１の上端は燃料タンク２１が満タン状態にあるときの燃料２３の油面よりも高い位置に設定されている。

燃料デリバリライン３３は、両燃料ギャラリ５２の一方の上流側に連通され、又、両燃料ギャラリ５２の一方の下流側と他方の上流側とが連通ライン５１ａを介して連通されている。更に、他方の燃料ギャラリ５２の下流側にリターンライン５３が連通され、このリターンライン５３の吐出端が電池収容室３１ａの底部付近に臨まされている。このリターンライン５３は、リターンタイプの燃料供給システムでは燃料リターンラインとして利用される。

燃料デリバリライン３３とリターンライン５３とには燃料弁５４，５５が各々介装されている。この両燃料弁５４，５５の開閉は電子制御装置（ＥＣＵ）６１で制御される。

このＥＣＵ６１の入力側には、収容容器３１に固設されて検知面を電池収容室３１ａに露呈されている燃温センサ５６が接続されている。又、ＥＣＵ６１の出力側に各燃料弁５４，５５以外に燃料ポンプ３２のポンプ駆動部３２ａが接続されている。

ＥＣＵ６１では、燃温センサ５６で検出した電池収容室３１ａに貯留されている燃料温度を読込み、燃料温度が設定温度（Li-ion電池２の不活性温度と活性温度との境界温度）よりも高いときは、燃料弁５５を閉弁し、燃料弁５４を開弁して、エンジン５１の輻射熱により加熱される前の燃料、すなわち、エンジン５１の上流側の燃料２３を、分岐ライン３４を経て電池収容室３１ａに供給する。すると、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３が分岐ライン３４から供給される燃料２３で循環され、Li-ion電池２が効率よく冷却され温度上昇が抑制される。尚、燃料温度が低下しない場合は、燃料ポンプ３２のポンプ駆動部３２ａに対して増量信号を出力し、分岐ライン３４から吐出される燃料量を増量し、燃料２３の循環量を増加させるようにしても良い。

一方、ＥＣＵ６１において、燃料温度が設定温度よりも低いと判断したときは、燃料弁５４を閉弁し、燃料弁５５を開弁させる。すると、エンジン５１の輻射熱により加熱された燃料２３、すなわち、エンジン５１の下流側の燃料２３がリターンライン５３を経て電池収容室３１ａに吐出されて、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３が昇温される。

その結果、Li-ion電池２は燃料２３により保温されると共に、充放電に伴う自己の発熱により昇温されて早期活性化が実現される。尚、この場合、燃料温度が昇温しない場合は、燃料ポンプ３２のポンプ駆動部３２ａに対して増量信号を出力し、リターンライン５３から吐出される燃料量を増量して燃料２３による冷却を抑制するようにしても良い。

このように、本実施形態では、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３の温度に応じて燃料弁５４，５５の開閉を制御し、電池収容室３１ａに貯留されている燃料２３の温度を制御するようにしたので、Li-ion電池２の高温化の抑制と早期活性化との双方を満足させることが出来る。

ところで、Li-ion電池２が不測的に高温化して、内部の電解液がガス化して吹き出した場合、この吹き出した電解液の蒸発ガスが直ちに燃料２３に曝され、燃料２３の気化潜熱により直ちに冷却され液化されて、燃料２３に溶け込まされる。その結果、蒸発ガスの体積膨張が抑制される。

一方、液化されなかった蒸発ガスの体積膨張にて、燃料タンク２１の内圧が上昇し、２ウエイバルブ２７が開弁すると、燃料タンク２１内のガス（蒸発燃料、及び電解液の蒸発ガス）が上流側パージ通路２４を通り、キャニスタ５'に吸着され、電解液の蒸発ガスはキャニスタ５'にて白煙成分が除去された後、大気に放出される。このように、本形態では、Li-ion電池２を燃料タンク２１内に収容し、燃料（ガソリン）２３を冷却液として利用したので、構造のより一層の簡素化を実現することができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば第１、第２実施形態で示した収容容器１の外周を空冷装置により強制冷却し、空冷温度を制御することで、正常時のLi-ion電池２の温度を適正に管理できるようにしても良い。

第１実施形態による二次電池収容装置の構成図 第２実施形態による二次電池収容装置の構成図 第３実施形態による二次電池収容装置の構成図 第４実施形態による二次電池収容装置の構成図 第５実施形態による二次電池収容装置の構成図

符号の説明

１，３１…収容容器、
１ａ，２１ｂ，３１ａ…電池収容室
１ｂ…放熱フィン、
２…リチウムイオン二次電池、
３…リリーフ通路、
３ａ…ノズル部、
４…リリーフ弁、
５…キャニスタ、
７…ガス溜まり室、
９…弁体、
１１…冷却液、
２１…燃料タンク、
２２…ディフューザ、
２３…燃料、
２４…上流側パージ通路、
２６…大気ポート、
２７…２ウエイバルブ、
２８…セパレータ、
３２…燃料ポンプ、
３３…燃料デリバリライン、
３４…分岐ライン、
３４ａ…ノズル部、
３５ａ…燃圧保持弁
３５ｂ…リリーフ弁、
３６…サーモバルブ、
４１…フロート弁、
５１…エンジン、
５３…リターンライン、
５４，５５…燃料弁、
５６…燃温センサ

Claims (9)

1. 移動体の動力源として使用される二次電池と、
   前記二次電池が収容されると共に冷却液が充填されている電池収容室と、
   熱伝導性を有して前記電池収容室を形成する収容容器と、
   前記電池収容室の上部に一端が連通され、他端が燃料タンクに連通されたリリーフ通路とを備えたことを特徴とする二次電池収容装置。
2. 前記リリーフ通路は、前記電池収容室の内圧が基準圧以上で開弁するリリーフ弁を備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池収容装置。
3. 前記収容容器に放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１或いは２記載の二次電池収容装置。
4. 前記リリーフ通路の他端に形成されたノズル部が前記燃料タンクに臨まされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の二次電池収容装置。
5. 前記ノズル部がディフューザに臨まされていることを特徴とする請求項４記載の二次電池収容装置。
6. 移動体の動力源として使用される二次電池と、
   前記二次電池が収容されると共に冷却液が充填されている電池収容室と、
   熱伝導性を有して前記電池収容室を形成する収容容器とを備え、
   前記収容容器が燃料タンクであり、前記電池収容室が該燃料タンク内に形成されていることを特徴とする二次電池収容装置。
7. 前記燃料タンク内に前記電池収容室と燃料室とが仕切壁を介して区画形成されていることを特徴とする請求項６記載の二次電池収容装置。
8. 移動体の動力源として使用される二次電池と、
   前記二次電池が収容されると共に冷却液が充填されている電池収容室と、
   熱伝導性を有して前記電池収容室を形成する収容容器とを備え、
   前記冷却液が燃料であり、前記収容容器が前記燃料タンク内に設けられ、該収容容器に形成された前記電池収容室に前記燃料タンク内の燃料温度に応じて該燃料タンク内の燃料が給排されることを特徴とする二次電池収容装置。
9. 移動体の動力源として使用される二次電池と、
   前記二次電池が収容されると共に冷却液が充填されている電池収容室と、
   熱伝導性を有して前記電池収容室を形成する収容容器とを備え、
   前記冷却液が燃料であり、前記収容容器が前記燃料タンク内に設けられ、該収容容器に形成された前記電池収容室に前記燃料タンク内或いは該電池収容室内の燃料温度に応じてエンジン上流側の燃料とエンジン下流側の燃料とが選択的に供給されることを特徴とする二次電池収容装置。

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