JP5849692B2 - 電動車両の消火構造 - Google Patents

Description

本発明は、充電ケーブルの損傷を抑えつつバッテリの火災を消火可能とした電動車両の消火構造に関する。

電動車両の多くは、バッテリ、例えばリチウムイオン電池など多数の二次バッテリや、同二次バッテリのエネルギーで駆動輪を駆動する走行用の電動モータなどを搭載して、二次バッテリを電力源に走行を行う。
こうした電動車両は、二次バッテリに充電するため、車体に、充電スタンド（充電設備）の充電ガンと接続可能な充電接続部を設け、この充電接続部から二次バッテリへ充電電力を導く充電ケーブルを設けたり、二次バッテリの安全性の確保のため、高い剛性強度をもつ密閉式の金属製のバッテリケース内に二次バッテリを収めたバッテリパックが用いて、感電や衝撃から二次バッテリを保護したりしている。

ところで、二次バッテリの火災には、直接、二次バッテリへ水などの消火液（消火剤）を放水することが有効であるが、二次バッテリは、感電から保護するバッテリケース内に収められているため、消防車などから、直接、二次バッテリに放水することは困難である。
一方、電動車両の充電ケーブルの多くは、車体の壁面に這わせて、充電接続部から車体のフロア下のバッテリパックに渡り配線するため、走行中、飛び石などで傷付き損傷するおそれがある。充電ケーブルの損傷を防ぐには、かなり面倒な構造が求められる。

これらに関し、二次バッテリの火災に対しては特許文献１にも開示されているように外部から消火剤を供給する技術（特許文献１）は提案されているものの、できるだけ簡単な構造で充電ケーブルの損傷を防ごうとする構造は見られない。

特開２０１１− ６５８０５号公報

消火剤を注入する技術と、充電ケーブルの損傷を防ぐ技術とを、各々開発すると、かなりコスト的な負担が強いられる。このため、双方の技術を用いて、できるだけコストを抑えた簡単ですませる技術が要望されている。
そこで、本発明の目的は、簡単な構造を用いて、電動車両の充電ケーブルの損傷を抑えつつバッテリの火災を消火可能にした電動車両の消火構造を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、車体に、火災の消火作業を行う消火装置から供給される消火剤を受ける消火剤用注入口を設け、消火剤用注入口とバッテリケース内とを連通するように、消火剤をバッテリケース内へ導く消火剤注入管路を設け、消火剤注入管路内に、充電接続部からバッテリに至る充電ケーブルを挿通させ、消火剤注入管路の車外側の端部を、消火剤用注入口と連通する端部分と、充電接続部が配置される端部分との二股状に分ける構成を採用した。

同構成によると、バッテリの火災に対しては、消火剤用注入口から消火剤を注入して、バッテリを消火剤で浸漬させればよく、充電ケーブルの損傷に対しては、消火剤注入管路がプロテクタとなり、充電ケーブルが走行中の飛び石などから保護される。
請求項２に記載の発明は、さらに充電ケーブルが消火剤注入管路内を挿通しやすくなるよう、消火剤用注入口を充電接続部に隣接して配置することとした。

請求項３に記載の発明は、さらに充電時、むやみに消火剤用注入口から異物が挿入されることがないよう、消火剤用注入口は、充電接続部に接続される充電ガンの端面と重なることとした。
請求項４に記載の発明は、さらに充電時、むやみに消火剤用注入口から異物が挿入されることがないよう、蓋体は、消火剤用注入口を塞いだ状態において、前記充電接続部に接続される充電ガンの端面と重なることとした。

請求項５に記載の発明は、充電ケーブルから放射されるノイズを低減させるため、消火剤注入管路を導電性部材で構成することとした。

請求項１の発明によれば、消火剤注入管路内に充電ケーブルを挿通させる構造だけで、外部からバッテリケース内への消火剤の注入によりバッテリの全体を浸漬させることができるだけでなく、消火剤注入管路がプロテクタとなって走行中の飛び石などの接触から充電ケーブルを保護することができる。
それ故、簡単な構造で、電動車両の充電ケーブルの損傷を抑えつつバッテリの火災を消火することができる。

請求項２の発明によれば、さらに充電ケーブルが消火剤注入管路内に挿通させやすくなる。
請求項３の発明によれば、さらに長時間、電動車両が放置される状況になりやすい充電時において、消火剤用注入口から異物が挿入される事態を防ぐことができる。
請求項４の発明によれば、さらに長時間、電動車両が放置される状況になりやすい充電時において、消火剤用注入口から異物が挿入される事態をより確実に防ぐことができる。

請求項５の発明によれば、充電ケーブルから放射されるノイズを、消火剤注入管路によって遮蔽し、低減することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る電動車両を、バッテリを消火する消火構造と共に示す斜視図。 図１中のＡ部の充電接続部および消火剤注入口周りの構造を拡大して示す斜視図。 図２中のＢ−Ｂ線に沿う平断面図。

以下、本発明を図１〜図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明を適用した電動車両の概略構成を示し、図２および図３は同電動車両のうちの要部となる各部の構成をそれぞれ示している。
電動車両は、例えば図１に示されるように車体１の前後方向中央に形成されている客室２、リヤ側に形成されている荷室３に渡り、フロア４（一部だけ図示）が設けられている。荷室３のフロア４下に形成されているパワーユニット室５には、後輪７（走行用の駆動輪に相当）を駆動する走行用の電動モータ８やインバータ９や車載充電器１０などが設けられている。さらに車体１の外面、例えば車体１のリヤ側の車幅方向一側面には、外部の充電設備、例えば充電スタンドの急速充電装置の充電ガン１２（図２に図示）と取り合う急速充電用の充電口１３が設けられている。ちなみに、反対側の車幅方向他側面には、家庭用電源から充電を行う普通充電用の充電口１４（一部を二点鎖線で図示）が設けられている。
また客室２のフロア４下には、当該フロア４下のスペースを占めるよう、扁平形のバッテリパック１５が据え付けられている。このバッテリパック１５は、例えば上下で分割可能な扁平箱形のバッテリケース１７内の前後部に、多数のバッテリ、例えば二次バッテリであるところの多数のリチウムイオンバッテリセルを積層してなる複数のバッテリモジュール１８を収めて構成される。ここでは、複数のバッテリモジュール１８は、車幅方向に重ねた状態で収められている。バッテリケース１７は、高い剛性強度をもつ密閉式の金属製のケース部材で形成され、感電を防いだり、外部の衝撃からバッテリモジュール１８を保護する。このバッテリパック１５が、インバータ９を介して電動モータ８に接続され、バッテリモジュール１８に蓄えたエネルギー（電力）で電動モータ８を駆動して走行が行えるようにしている。

充電口１３には、充電ガン１２と接続可能な各充電端子部１３ａ（図２に図示：本願の充電接続部に相当）が設けられている。各充電端子部１３ａから延びる充電ケーブル１９は、バッテリケース１７内のバッテリモジュール１８と接続されるように配線され、充電ガン１２を通じて急速充電装置から供給される充電電力がバッテリモジュール１８へ導かれるようにしている。

こうした電動車両には、バッテリモジュール１８の火災を消火したり発火を抑えたりする消火構造が設けられている。この消火構造には、外部の消火装置、例えば火災の消火作業を行う消防車両や消防設備などから、バッテリモジュール１５へ直接、消火剤、ここでは消火液を供給することにより、消火が行える構造が用いられている。
この構造には、充電口１３の有るＡ部分を拡大した図２や同図２のＢ−Ｂ線で断面した図３のように車体１、ここでは車体１の外面に配置される充電口１３（急速充電用）を構成しているカップ状部材２０の座面部２０ａに設けた消火液専用の注入口２１（本願の消火剤用注入口に相当）と、この注入口２１とバッテリケース１７の壁部、例えば車幅方向一側壁との間を連通させるように配管した消火液注入管２３（本願の消火剤注入管路に相当）とを組み合わせた管路構造が用いられている。ちなみに注入口２１は、充電口１３の充電端子部１３ａ（充電接続部）と隣接した地点に配置してある。

注入口２１は、外部の消火装置である消防車両や消防設備から延びる放水ホース２５（消火剤吐出部：図３）の端部、例えば放水ノズル部２５ａが挿入可能な口径をもち、消防車両や消防設備からの消火液を、直接、受けられる構造となっている。つまり、消防車両や消防設備から供給された消火液は、消火液注入管２３によりバッテリパック１５へ導かれ、バッテリケース１７内へ注入、すなわちバッテリモジュール１８へ直接、供給できるようにしている。ちなみに、通常、注入口２１は、脱着可能な蓋体２１ａで塞いである（図２）。さらに述べると、蓋体２１ａは、注入口２１を塞いだ状態において、充電口１３に接続される充電ガン１３の端面と重なる位置（図３中の二点鎖線）に配置されていて（ここでは一部）、充電ガン１３が接続される充電状態のとき、塞いだ状態の蓋部２１ａの動きを充電ガン１３で規制して、充電中は、むやみに蓋部２１ａが外せない構造にしてある。

上記充電ケーブル１９は、こうした注入口２１とバッテリケース１７間をつなぐ消火液注入管２３とを活用して配線されている。具体的には、消火液注入管２３の車外側（注入口２１側）の端部は、図２および図３に示されるように二股状に分れている。この二股状部２４の一方の端部２４ａは、注入口２１に接続される。他方の端部２４ｂは、充電端子部１３ａを取り付けている背後の座壁部分に接続されている。この充電端子部１３ａとバッテリケース１７間を連通する消火液注入管２３部分内に、充電端子部１３ａからバッテリモジュール１８へ至る充電ケーブル１９を挿通させている。つまり、充電ケーブル１９の大部分を、消火液注入管２３に内蔵させる配線構造としている。

また消火液注入管２３は、導電性部材で構成されており、充電ケーブル１９から放射されるノイズが、消化液注入管２３によって遮蔽され、低減される構造としている。
こうした電動車両の消火構造によると、消火液注入管２３内に充電ケーブル１９を挿通させる構造で、バッテリモジュール１８の火災を消火（発火抑制を含む）させるだけでなく、走行中、充電ケーブル１９を保護することができる。

すなわち、充電ケーブル１９に対しては、消火液注入管２３自体がプロテクタとなって走行中の飛び石などの接触から充電ケーブル１９を保護することができ、充電ケーブル１９の損傷を未然に防ぐことができる。
しかも、充電ケーブル１９から放射されるノイズは、導電性部材で構成された消化液注入管２３によって遮蔽され、低減できる。

またバッテリモジュール１８の火災に対しては、充電口１３を塞いでいる扉体１３ｂ（図１に図示）を開き、注入口２１の蓋体２１ａを開き、開放した注入口２１に、例えば事故で駆け付けていた消防車両や近くの消防設備から延びる放水ホース２５の先端部を挿入して放水を行うと、対処できる。すなわち、消防車両や消防設備から、多量、高圧力の消火液が、注入口２１から、消火液注入管２３を通じて、バッテリケース１７内へ導かれ、バッテリケース１７の内部が消火液で満たされる。これにより、バッテリケース内１７のバッテリモジュール１８（二次バッテリ）の全体は、消火液で浸漬される。これで、バッテリモジュール１８は、発火が抑えられるだけでなく、冷却により安定、さらにはバッテリケース１７内で安定した放電が行われ、火災が抑えられる（消火）。

したがって、消火液注入管２３内に充電ケーブル１９を挿通させるという簡単な構造で、充電ケーブル１９の損傷を抑えること、バッテリモジュール１８の火災を消火することの双方の実現ができる。しかも、コスト的な負担は小さくてすむ。
そのうえ、充電端子部１３ａ（充電接続部）と隣接して注入口２１を配置したことにより、充電ケーブル１９の大部分は、消火液注入管２３内に挿通しやすくなる。

しかも、注入口２１は、充電ガン１２の端面と重なる位置に配置したので、長時間、電動車両が放置される状況になりやすい充電時、注入口２１から異物が挿入されるのを防げる。特に、蓋体２１ａで注入口２１を塞いだ状態において、充電ガン１２の端面と重なる位置に蓋体２１ａを配置したことにより、たとえ長時間、電動車両が放置される状況になりやすい充電時の際、むやみに注入口２１から異物が挿入される事態を未然に防ぐことができる。

なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、注入口を充電接続部と隣接して設けた例を挙げたが、これに限らず、充電接続部とは隣接しない位置、すなわち充電口とは異なる位置（車体）に注入口を設けてもよい。また一実施形態では、充電端子部の近くに注入口を配置することにより、充電時、注入口から、むやみに異物が挿入されないようにしたが、これに限らず、例えば充電端子部のスパンを広くし、このスパン間に注入口を配置して、注入口が、充電口に接続される充電ガンの端面で重なるようにしても構わない。また、一実施形態では、注入口を塞いだ状態の蓋体を、充電ガンの端面と重なるように配置したことにより、長時間、電動車両が放置される状況になりやすい充電時、むやみに注入口から異物が挿入されないようにしたが、これに限らず、例えば注入口に蓋体が設けられていない場合は、注入口を、充電ガンの端面と重なる位置に配置し、注入口が、充電ガンの端面によって一部または全体が覆われるようにしてよい。また、一実施形態では、消火剤注入管路は、導電性部材で構成されるものとしたが、これに限らず、例えば樹脂部材等によって構成してもよい。さらに述べると、注入口から消火剤を注入した際に、消火剤注入管路を消火剤が流通可能な部材で構成していればよい。これによって、消火剤注入管路がプロテクタとなり、充電ケーブルを走行中の飛び石などから保護することが可能となる。もちろん、急速充電用の充電ケーブルでなく、普通充電用の充電ケーブルに本発明を適用してもよい。

７ 後輪（駆動輪）
８ 電動モータ
１２ 充電ガン
１３ 充電口
１３ａ 充電端子部（充電接続部）
１５ バッテリパック
１７ バッテリケース
１８ バッテリモジュール（二次バッテリ）
１９ 充電ケーブル
２１ 注入口（消火剤用注入口）
２１ａ 蓋体
２３ 消火液注入管（消火剤注入管路）
２５ 消防車両や消防設備の放水ホース（消火装置）

Claims (5)

1. 電動車両の駆動輪を駆動する電動モータと、
   前記電動車両の車体に設けられ、バッテリをバッテリケース内に収めてなり、前記電動モータへ駆動電力を供給するバッテリパックと、
   前記車体に設けられ、充電設備の充電ガンと接続可能な充電接続部と、
   前記充電接続部から前記バッテリパックのバッテリに渡り配線され、前記充電ガンを通じて前記充電設備からの充電電力をバッテリへ導く充電ケーブルと
   を有した電動車両において、
   前記車体に設けられ、火災の消火作業を行う消火装置から供給される消火剤を受ける消火剤用注入口と、
   前記消火剤用注入口と前記バッテリケース内とを連通するように設けられ、前記消火剤用注入口から注入される消火剤を前記バッテリケース内へ導く消火剤注入管路とを有し、
   前記消火剤注入管路内に前記充電ケーブルを挿通させ、
   前記消火剤注入管路の車外側の端部は、前記消火剤用注入口と連通する端部分と、前記充電接続部が配置される端部分との二股状に分かれる
   ことを特徴とする電動車両の消火構造。
2. 前記消火剤用注入口は、前記充電接続部に隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の消火構造。
3. 前記消火剤用注入口は、前記充電接続部に接続される充電ガンの端面と重なることを特徴とする請求項２に記載の電動車両の消火構造。
4. 前記消火剤用注入口は、脱着可能な蓋体で塞がれ、
   前記蓋体は、前記消火剤用注入口を塞いだ状態において、前記充電接続部に接続される充電ガンの端面と重なることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動車両の消火構造。
5. 前記消火剤注入管路は、導電性部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の電動車両の消火構造。

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