JP6068651B2

JP6068651B2 - 車両電池パックコンテナ

Info

Publication number: JP6068651B2
Application number: JP2015532952A
Authority: JP
Inventors: ロバート・メリマン; スティーヴン・レント
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: EP2903054A1; US9034497B2; EP2903054A4; US20140087219A1; CN104662702B; EP2903054B1; CN104662702A; KR20150048749A; WO2014051282A1; KR101686593B1; JP2015537328A

Description

本発明は、車両電池パックコンテナに関する。

車両電池パックは、少なくとも動力の一部として電池パックを使用する車両に用いられる。

しかし、外部の汚染空気などの流体が車両電池パックに流入する場合には車両電池パックの性能に悪影響を及ぼすことがある。また、車両電池パックで発生したガスが適切に排出されない場合、圧力の上昇により安全性に大きな問題が生じることがある。

本出願の発明者らは、外部の流体が車両電池パックに流入することを防止すると共に、車両電池パックからガスを排出するように構成されている、改善された車両電池パックコンテナ（ｖｅｈｉｃｌｅｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｃｏｎｔａｉｎｅｒ）の必要性を確認した。

実施例に係る車両電池パックコンテナが提供される。当該車両電池パックコンテナは、貫通する開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）が含まれたベース部材（ｂａｓｅｍｅｍｂｅｒ）を含む。当該車両電池パックコンテナは、ベース部材に連結された外壁（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｗａｌｌ）をさらに含む。当該車両電池パックコンテナは、外壁に連結されたカバー部材（ｃｏｖｅｒｍｅｍｂｅｒ）をさらに含む。当該車両電池パックコンテナは、ベンティングハウジング（ｖｅｎｔｉｎｇｈｏｕｓｉｎｇ）及びベンティングハウジングの内部（ｉｎｔｅｒｉｏｒｒｅｇｉｏｎ）に位置した流路切替部材（ｆｌｏｗｄｉｖｅｒｔｅｒｍｅｍｂｅｒ）を含むベンティング装置（ｖｅｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）をさらに含む。ベンティングハウジングは、ベンティング装置がベース部材の開口と流体連通（ｆｌｕｉｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）するようにベース部材に連結されて構成されている。ベンティングハウジングは、管状部（ｔｕｂｕｌａｒｐｏｒｔｉｏｎ）、及び管状部に結合された第１端部（ｅｎｄｐｏｒｔｉｏｎ）を含む。第１端部は多数の貫通する開口を含む。流路切替部材は、中央シャフト（ｃｅｎｔｒａｌｓｈａｆｔ）、第１流路切替プレート（ｆｌｏｗｄｉｖｅｒｔｅｒｐｌａｔｅ）、及び第２流路切替プレートを含む。第１流路切替プレートは、中央シャフトに連結されて、実質的に垂直に延びており、中央シャフト上に第１縦位置（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｐｏｓｉｔｉｏｎ）に配置されている。第１流路切替プレートは、第１流路切替プレートの上端面に対して同一平面上の平面（ｐｌａｎｅ）において内部の断面積の一部を覆っている。第２流路切替プレートは、中央シャフトに連結されて、実質的に垂直に延びており、中央シャフト上に第２縦位置に配置されている。第２流路切替プレートは、第１端部において多数の開口に流入した流体が第１流路切替プレート及び第２流路切替プレートのうちの少なくとも１つと接触しなくては管状部を直接通過できないように、第２流路切替プレートの上端面に対して同一平面上の第２平面において内部の断面積の一部を覆っている。

以上で説明したように、本発明に係る車両電池パックコンテナは、他の車両電池パックコンテナに比べて実質的な利点を提供する。具体的には、本発明に係る車両電池パックコンテナは、電池パックから排出されたガスが、車両電池パックコンテナから外部空気に排出され得るようにすると同時に、流体及び他の物質が車両電池パックコンテナに流入することを防止する技術的効果を有するベンティング装置を用いる。

本発明の一実施例に係る車両電池パックコンテナを含んでいる車両電池パックの模式図である。図１の車両電池パックコンテナ部及び車両フレーム部を示す車両の一部の断面図である。電池モジュール及び車両電池パックコンテナを含んでいる図１の車両電池パックのブロック図である。他の実施例に係る図１の車両電池パックコンテナのベース部に連結されたベンティング装置の模式図である。図４のベンティング装置の底部を示す模式図である。図４のベンティング装置のベンティングハウジング及び流路切替部材を示す模式図である。図４のベンティング装置のベンティングハウジング及び流路切替部材を示す他の模式図である。図４のベンティング装置のベンティングハウジング及び流路切替部材を示す更に他の模式図である。図６の流路切替部材の模式図である。

図１乃至図３を参照すると、車両用電池パック１８を含んでいる車両１０が提供される。車両１０は、車両底部２０、車両フレーム３０、及び発泡型ガスケット３１をさらに含んでいる。車両電池パック１８は、電池モジュール４０，４２及び一実施例に係る車両電池パックコンテナ６０を含んでいる。車両電池パックコンテナ６０は、コンテナ６０によって画定された内部に電池モジュール４０，４２を保持している。図示のように、車両電池パックコンテナ６０は、車両底部２０にまた位置している発泡型ガスケット３１上に配置されている。車両底部２０は、車両フレーム３０に連結されている。車両フレーム３０は、内部にベンティング装置１１０の一部を収納できる領域７２を画定している車両フレーム部材７０を含んでいる。

車両電池パックコンテナ６０は、電池モジュール４０，４２をその内部に支持及び取り囲んでおり、車両電池パックコンテナ６０の内部５９から周辺空気と通じる領域７２にガスを安全に排出するように構成されている。車両電池パックコンテナ６０は、ベース部材９０、外壁９２、カバー部材１００、及びベンティング装置１１０を含んでいる。ベース部材９０は、それを貫通する開口１１２を含んでいる（図２参照）。外壁９２は、ベース部材９０の外辺部に連結されている。電池モジュール４０，４２はベース部材９０上に配置されている。カバー部材１００は、車両電池パックコンテナ６０の内部５９に電池モジュール４０，４２を囲むように外壁９２の上端部に配置されている。一実施例において、ベース部材９０及び外壁９２は鋼鉄からなっており、カバー部材１００はプラスチックからなっている。他の例において、ベース部材９０、外壁９２、及びカバー部材１００は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって公知の他の素材からなることができる。

図２及び図４乃至図９を参照すると、外部の流体が内部５９に流入することを防止すると共に、車両電池パックコンテナ６０の内部５９から周辺空気へ安全にガスを排出するためのベンティング装置１１０が提供されている。

ベンティング装置１１０は、ベンティングハウジング１３０、及びベンティングハウジング１３０の内部１９０に位置した流路切替部材１４０を含んでいる。一実施例において、ベンティングハウジング１３０はプラスチックからなっており、流路切替部材１４０は弾性素材からなっている。他の例において、ベンティングハウジング１３０と流路切替部材１４０は両方とも弾性素材からなっている。その他の例において、ベンティングハウジング１３０と流路切替部材１４０は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって公知の他の素材からなることができる。

ベンティングハウジング１３０は、管状部１５０、第１端部１５２、環状のタブ部１６０、及び固定タブ１８０，１８２，１８４を含んでいる。管状部１５０は、第１末端２００、第２末端２０２、内面２１０、及び外面２１２を含んでいる。管状部１５０は、縦方向軸１３５に対して中央にある。

第１端部１５２は、管状部１５０の第１末端２００に位置しており、第１末端２００を囲んでいる。第１端部１５２は、それを貫通する多数の開口２３０及び取り付け開口２３１を含んでいる。

環状のタブ部１６０は、管状部１５０の第２末端２０２において管状部１５０の外面２１２に沿って延びており、外面２１２から放射状に外向きに延びている。

図２及び図４乃至図６を参照すると、固定タブ１８０，１８２，１８４は、管状部１５０の第２末端２０２からほぼ縦方向に延びている。一実施例において、固定タブ１８０，１８２，１８４は、第２末端２０２の周囲に沿って等間隔に配置されている。固定タブ１８０，１８２，１８４は、車両電池パックコンテナ６０のベース部材９０の開口１１２（図２参照）を通して収納されるように構成されている。固定タブ１８０，１８２，１８４は、ベース部材９０の第１面２４０に対して固定され、環状のタブ部１６０は、ベース部材９０の第２面２５０に対して固定される。

図２及び図４乃至図９を参照すると、流路切替部材１４０は、ベンティングハウジング１３０の第１端部１５２において多数の開口２３０を介して流入するいかなる流体とも接触するように構成されており、その後、当該流体は、車両電池パックコンテナ６０の内部５９への流入が防止されるように、開口２３０を通って内部１９０の外側へ下向きに流動する。流路切替部材１４０は、中央シャフト３００、第１流路切替プレート３１０、第２流路切替プレート３２０、チップ取り付け部材３３０，３４０、及びハンドリング部材３５０を含んでいる。一実施例において、流路切替部材１４０は、例えば、ゴムのような弾性素材からなっている。勿論、他の例において、流路切替部材１４０は、例えば、プラスチックのように、本発明の属する分野における通常の知識を有する者にとって公知の他の材料からなることができる。

中央シャフト３００は、縦軸１３５に沿って縦方向に延びており、第１端部３６０及び第２端部３６２を含んでいる。

第１流路切替プレート３１０は、中央シャフト３００に連結されており、中央シャフト３００に実質的に垂直に延びており、中央シャフト３００に第１縦位置に配置されている。第１流路切替プレート３１０は、上端面３８０、底面３８２、アーチ状の側面３８４、及び平坦な側面３８６を含んでいる。アーチ状の側面３８４は、ベンティングハウジング１３０の管状部１５０の内面２１０に接触している。第１流路切替プレート３１０は、第１流路切替プレート３１０の上端面３８０に対して同一平面上の平面３１１において内部１９０の断面積の一部を覆っている。具体的には、第１流路切替プレート３１０は、第１流路切替プレート３１０の上端面３８０に対して同一平面上の平面３１１において内部１９０の断面積の少なくとも半分を覆っている。

第２流路切替プレート３２０は、中央シャフト３００に連結されており、中央シャフト３００に実質的に垂直に延びており、中央シャフト３００に第２縦位置に配置されている。第２流路切替プレート３２０は、上端面４８０、底面４８２、アーチ状の側面４８４、及び平坦な側面４８６を含んでいる。アーチ状の側面４８４は、ベンティングハウジング１３０の管状部１５０の内面２１０に接触している。第２流路切替プレート３２０は、第２流路切替プレート３２０の上端面４８０に対して同一平面上の平面３２１において内部１９０の断面積の一部を覆っている。具体的に、第２流路切替プレート３２０は、第２流路切替プレート３２０の上端面４８０に対して同一平面上の平面３２１において内部１９０の断面積の少なくとも半分を覆っている。

第１端部１５２において多数の開口２３０に流入した流体が、第１流路切替プレート３１０及び第２流路切替プレート３２０のうちの少なくとも１つの底面と接触しなくては、管状部１５０を通って直接流動することができない。

図５乃至図７及び図９を参照すると、チップ取り付け部材３３０は、ベンティングハウジング１３０の第１端部１５２に着脱可能に連結されている。チップ取り付け部材３３０は、シャフト部５００、及びシャフト部５００に取り付けられたヘッド部５１０を含んでいる。シャフト部５００は、中央シャフト３００の第１端部３６０に連結されており、中央シャフト３００の第１端部３６０から縦方向に連結されている。ヘッド部５１０とシャフト部５００は、ベンティングハウジング１３０の第１端部１５２を貫通する取り付け開口２３１を通して収納されるように構成されている（図６参照）。ヘッド部５１０の直径は、第１端部１５２の取り付け開口２３１の直径よりも大きい。好ましい設置位置において、ヘッド部５１０が第１端部１５２の取り付け開口２３１を通して配置されるとき、第１端部１５２は、ヘッド部５１０と中央シャフト３００の第１端部３６０との間に配置されて保持される。

チップ取り付け部材３４０は、ハンドリング部材３５０に着脱可能に連結されるように構成されている。チップ取り付け部材３４０は、シャフト部５５０、及びシャフト部５５０に取り付けられたヘッド部５６０を含んでいる。シャフト部５００は、中央シャフト３００の第２端部３６２に連結されており、中央シャフト３００の第２端部３６２から縦方向に連結されている。ヘッド部５６０とシャフト部５５０は、ハンドリング部材３５０を貫通して延びている取り付け開口２３３を通して収納されるように構成されている。ヘッド部５６０の直径は、ハンドリング部材３５０の取り付け開口２３３の直径よりも大きい。所望の設置位置において、ヘッド部５６０が取り付け開口２３３を通して配置されるとき、ハンドリング部材３５０は、ヘッド部５６０と中央シャフト３００の第２端部３６２との間に配置されて保持される。

ハンドリング部材３５０は、作業者が、ベンティングハウジング１３０内に流路切替部材１４０を位置させるために、臨時にハンドリング部材３５０を掴むことができるようにするために提供される。ハンドリング部材３５０は、中央ハブ（ｃｅｎｔｒａｌｈｕｂ）５９８に連結されており、中央ハブ５９８から放射状に外向きに延びており、中央シャフト３００から放射状に外向きに延びている第１、第２、第３及び第４延長部６００，６０２，６０４，６０６を含んでいる。中央ハブ５９８は、チップ取り付け部材３４０を収納するように貫通する開口２３３を含んでいる。ハンドリング部材３５０は、ヘッド部５６０と中央シャフト３００の第２端部３６２との間に配置されている。

図２を参照すると、車両電池パックコンテナ６０の開口１１２は、車両底部２０の開口２７０と連結されている。図示のように、ベンティング装置１１０は、開口２７０に隣接するベース部材９０に連結されており、車両底部２０の開口２７０を通して下向きに延びている。したがって、管状部１５０の第２末端２０２は、車両フレーム部材７０によって画定された領域７２に配置されている。領域７２内にベンティング装置１１０を位置させる利点は、車両フレーム部材７０が外部の埃、流体、及びその他の汚物をベンティング装置１１０から離れるようにするという点である。

本発明は、単に制限された数の例示にのみ関連して具体的に記述されたが、本発明が、上記に表現された例示にのみ限定されるものではない点を認識しなければならない。より正確には、本発明は、変形、変更、置換、またはここに表現されたものだけでなく、本発明の意図と範疇に適するように、相応する組み合わせにいくらでも修正可能である。さらに、本発明の様々な例示が表現されたが、本発明の様相は、単に表現された例示の一部のみを含むことができるという点を認識しなければならない。したがって、本発明は、上記の表現によって限定されるものではない。

１０車両
１８車両用電池パック
２０車両底部
３０車両フレーム
３１発泡型ガスケット
４０、４２電池モジュール
５９内部
６０車両電池パックコンテナ
７０車両フレーム部材
７２領域
９０ベース部材
９２外壁
１００カバー部材
１１０ベンティング装置
１１２開口
１３０ベンティングハウジング
１３５縦方向軸
１４０流路切替部材
１５０管状部
１５２第１端部
１６０タブ部
１８０、１８２、１８４固定タブ
１９０内部
２００第１末端
２０２第２末端
２１０内面
２１２外面
２３０開口
２３１、２３３取り付け開口
２４０第１面
２５０第２面
２７０開口
３００中央シャフト
３１０第１流路切替プレート
３２０第２流路切替プレート
３３０、３４０チップ取り付け部材
３５０ハンドリング部材
３６０第１端部
３６２第２端部
３８０、４８０上端面
３８２、４８２底面
３８４、３８６、４８４、４８６側面
５００、５５０シャフト部
５１０、５６０ヘッド部
５９８中央ハブ
６００第１延長部
６０２第２延長部
６０４第３延長部
６０６第４延長部

Claims

貫通する開口を含むベース部材と、
前記ベース部材に連結された外壁と、
前記外壁に連結されたカバー部材と、
ベンティングハウジング、及び前記ベンティングハウジングの内部に位置した流路切替部材を含むベンティング装置であって、前記ベンティング装置が前記ベース部材の開口と流体連通するように、前記ベンティングハウジングが前記ベース部材に連結されており、前記ベンティングハウジングが、管状部及び前記管状部に結合された第１端部を有し、前記第１端部が多数の貫通する開口を有する、ベンティング装置と、
を備え、
前記流路切替部材が、中央シャフト、第１流路切替プレート、及び第２流路切替プレートを含み、
前記第１流路切替プレートは、中央シャフトに連結されて、実質的に垂直に延びており、中央シャフトに第１縦位置に配置されており、前記第１流路切替プレートは、前記第１流路切替プレートの上端面に対して同一平面上の平面において前記ベンティングハウジングの内部の断面エリアの一部を覆っており、
前記第２流路切替プレートは、中央シャフトに連結されて、実質的に垂直に延びており、中央シャフトに第２縦位置に配置されており、前記第１端部において多数の開口に流入した流体が第１流路切替プレート及び第２流路切替プレートのうちの少なくとも１つと接触しなくては前記管状部を直接通過できないように、前記第２流路切替プレートは、前記第２流路切替プレートの上端面に対して同一平面上の第２平面において前記ベンティングハウジングの内部の断面エリアの一部を覆っていることを特徴とする、車両電池パックコンテナ。
前記流路切替部材は、前記ベンティングハウジングの前記第１端部に着脱可能に連結されており、中央シャフトの第１端部に連結されているチップ取り付け部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両電池パックコンテナ。
前記チップ取り付け部材は、シャフト部、及び前記シャフト部に取り付けられたヘッド部を含み、前記シャフト部は、中央シャフトの第１端部に連結されており、中央シャフトの第１端部から縦方向に連結されていることを特徴とする、請求項２に記載の車両電池パックコンテナ。
前記シャフト部は、前記ヘッド部よりも直径が小さいことを特徴とする、請求項３に記載の車両電池パックコンテナ。
前記ヘッド部は、前記ベンティングハウジングの前記第１端部を貫通する取り付け開口を通して延びた構造からなることを特徴とする、請求項３に記載の車両電池パックコンテナ。
前記流路切替部材は、中央シャフトの第２端部上に位置したハンドリング部材をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両電池パックコンテナ。
前記ハンドリング部材は、中央シャフトから放射状に外向きに延びた第１、第２、第３及び第４延長部を含むことを特徴とする、請求項６に記載の車両電池パックコンテナ。
前記ベンティングハウジングはプラスチックからなっており、前記流路切替部材は弾性素材からなることを特徴とする、請求項１に記載の車両電池パックコンテナ。
前記ベンティングハウジングは、前記管状部の第２端部において前記管状部の外面に沿って延びている環状のタブ部をさらに含み、前記外面から放射状に外向きに延びていることを特徴とする、請求項１に記載の車両電池パックコンテナ。
前記ベンティングハウジングは、前記管状部の第２端部からほぼ縦方向に延びた第１及び第２固定タブをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の車両電池パックコンテナ。
前記第１及び第２固定タブは、固定タブが車両電池パックコンテナの第１面に対して固定され、環状のタブ部が車両電池パックコンテナの第２面に対して固定されるように、前記ベース部材の開口を通して収納されるように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の車両電池パックコンテナ。
前記ベンティング装置は、車両フレーム部材によって少なくとも部分的に囲まれた部位に位置することを特徴とする、請求項１に記載の車両電池パックコンテナ。
前記第１流路切替プレートは、前記第１流路切替プレートの上端面に対して同一平面上の平面において前記ベンティングハウジングの内部の断面エリアの少なくとも半分を覆っていることを特徴とする、請求項１に記載の車両電池パックコンテナ。
前記第２流路切替プレートは、前記第２流路切替プレートの上端面に対して同一平面上の平面において前記ベンティングハウジングの内部の断面エリアの少なくとも半分を覆っていることを特徴とする、請求項１に記載の車両電池パックコンテナ。