JP6772986B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本開示は、電池パックに関する。

下記の特許文献１〜３に開示されているように、排煙通路を備えた電池パックが知られている。たとえば電池セル内で短絡が生じたことにより電池セルの内圧が所定の閾値を超えた場合、電池セルの開放弁からガスが排出される。このガスは、上記の排煙通路を通して電池パックの外部に排出される。

特開２０１５−２２０００３号公報 特開２０１０−０８０１３５号公報 特開２００８−２５１３０８号公報

電池セルの開放弁から排出されるガスは、たとえば２００℃〜３００℃の温度、またはそれ以上の温度を有している。排煙通路内に温度センサーを配置し、この温度センサーによって排煙通路内の温度を測定することで、電池セルの開放弁からガスが排出されたことを検出することが可能となる。

排煙通路の大きさ（流路断面積）を小さくすることにより、電池パック全体としての小型化を図ることが可能となったり、排煙通路の大きさが小さくなった分のスペースを他の要素に活用することで電池パックの性能向上を図ることが可能となったりする。しかしながら、排煙通路の大きさを小さくした場合、排煙通路内に温度センサーを配置することが難しくなる。

本開示は、排煙通路内に温度センサーを配置しなくても、排煙通路内の温度を測定することが可能な構成を備えた電池パックを提供することを目的とする。

本開示の電池パックは、車両に搭載される電池パックであって、開放弁を有し、上記開放弁を通してガスを排出する電池セルと、内表面および外表面を有し、上記内表面の側に排煙通路が形成され、上記開放弁から排出された上記ガスが上記排煙通路の中を通過する排煙通路形成部と、上記排煙通路形成部の上記外表面の側に配置され、上記排煙通路形成部を介して上記排煙通路内の温度を測定する温度センサーと、を備える。

上記構成によれば、ガスが排煙通路内を通過する際に、ガスの熱は排煙通路形成部の温度を高めるため、排煙通路形成部の外表面の側に配置された温度センサーであっても、排煙通路形成部を介して、排煙通路内の温度を間接的に測定することができ、電池セルの開放弁からガスが排出されたことを検出することが可能となる。

上記電池パックにおいて、上記温度センサーは、上記排煙通路形成部の上記外表面に接触するように配置されていてもよい。

上記構成によれば、温度センサーが、高い応答性を持って排煙通路内の温度を測定することができる。

上記電池パックは、上記排煙通路形成部の上記外表面に接触する熱伝達部材をさらに備え、上記温度センサーは、上記熱伝達部材に接触するように配置され、上記熱伝達部材および上記排煙通路形成部を介して上記排煙通路内の温度を測定してもよい。

上記構成によれば、温度センサーを排煙通路形成部から離れた位置に配置することができるという点で、温度センサーを配置する上での自由度を高めることが可能となる。

上記電池パックは、上記電池セルに固定される固定部材をさらに備え、上記排煙通路形成部は、上記固定部材に一体的に設けられていてもよい。

上記構成によれば、排煙通路形成部を別に準備する必要が無く、電池セルに固定部材を取り付けることにより、排煙通路形成部を開放弁の近くに配置することが可能となる。

上記電池パックは、各々が上記開放弁を有する複数の上記電池セルを備え、複数の上記固定部材の各々が、複数の上記電池セルの各々に固定されており、複数の上記電池セルが複数の上記固定部材とともに積層されていることにより、複数の上記排煙通路形成部が連続し、上記ガスを排出するための連続した上記排煙通路が形成されていてもよい。

上記構成によれば、複数の電池セルを固定部材とともに積層することによって、排煙通路形成部を開放弁の近くに配置することが可能となり、排煙通路形成部を別に準備する必要が無く、組立作業上の都合もよい。

上記電池パックにおいて、複数の上記開放弁は、連続した上記排煙通路の中を上記ガスが流れる方向において最も下流側に位置する最下流開放弁を含み、複数の上記排煙通路形成部は、上記最下流開放弁から排出された上記ガスが通過する上記排煙通路を形成している下流部分を含み、上記温度センサーは、上記下流部分を介して上記排煙通路内の温度を測定してもよい。

上記構成によれば、いずれの電池セルの開放弁から排出されたガスであっても、下流部分の内表面の内側に形成された排煙通路の中を通過するため、温度センサーは、この下流部分を介して排煙通路内の温度を測定することができ、いずれの電池セルの開放弁からガスが排出された場合であっても、温度センサーによって排煙通路内の温度を測定することで、ガスが排出されていることを検出することが可能となる。

上記電池パックは、複数の上記排煙通路形成部の各々の上記外表面の側に配置された冷却通路形成部材をさらに備え、複数の上記排煙通路形成部の各々の上記外表面と上記冷却通路形成部材との間に冷却通路が形成され、上記冷却通路に通流された流体が供給されることにより複数の上記電池セルは冷却され、上記温度センサーは、上記冷却通路内の上記流体の温度を測定してもよい。

上記構成によれば、１つの温度センサーにより、上記排煙通路内の温度を測定することができるとともに、冷却用流体の温度を測定することが可能となる。

上記電池パックにおいて、複数の上記電池セルは、上記冷却通路の中を上記流体が流れる方向において最も上流側に位置する最上流電池セルを含み、上記温度センサーは、上記冷却通路の中を上記流体が流れる方向において、上記冷却通路内の上記最上流電池セルよりも上流側の位置に配置されていてもよい。

上記構成によれば、温度センサーが、いずれの電池セルの冷却にも未だ利用されていない冷却用流体の温度を高い精度で測定することが可能となる。

上記電池パックにおいて、上記冷却通路は、上記冷却通路の中を上記流体が流れる方向において上流側から下流側に向かうにつれて、流路断面積が徐々に小さくなるように構成されていてもよい。

上記構成によれば、冷却通路内に圧力勾配が形成されにくくなるため、冷却用流体による複数の電池セルに対する冷却効率にばらつきが生じることを抑制することが可能となる。

上記電池パックにおいて、上記温度センサーは、上記電池セルの表面に隣接するように配置され、上記電池セルの温度を測定してもよい。

上記構成によれば、１つの温度センサーにより、上記排煙通路内の温度を測定することができるとともに、電池セルの温度を測定することが可能となる。

上記の構成を備えた電池パックによれば、排煙通路内に温度センサーを配置しなくても、排煙通路内の温度を測定することができる。

実施の形態１における電池パック１０１の分解した状態を示す斜視図である。 実施の形態１における電池パック１０１に備えられる電池セル１０および固定部材２０，３０，４０を示す斜視図である。 実施の形態１における電池パック１０１の積層方向に沿った断面形状を示す断面図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態１における電池パック１０１において、筺体５０の中を冷却用の流体が流れている様子を示す断面図である。 実施の形態１における電池パック１０１において、開放弁１３から排出されたガスが排煙通路Ｓの中を流れている様子を示す断面図である。 実施の形態２における電池パック１０２を示す断面図である。 実施の形態３における電池パック１０３を示す断面図である。 実施の形態４における電池パック１０４を示す断面図である。 実施の形態５における電池パック１０５を示す斜視図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
（電池パック１０１）
図１〜図４を参照して、実施の形態１における電池パック１０１の構成について説明する。図１は、電池パック１０１の分解した状態を示す斜視図である。図２は、電池パック１０１に備えられる電池セル１０および固定部材２０，３０，４０を示す斜視図である。図３は、電池パック１０１の積層方向に沿った断面形状を示す断面図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。

電池パック１０１（図１，図３，図４）は、車両に搭載されて使用される。車両の例としては、ハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両、電動車両（電気自動車）、および燃料電池車両を挙げることができる。電池パック１０１は、複数の電池セル１０（図２〜図４）、固定部材２０，３０，４０（図１〜図３）、筺体５０（図１，図３，図４）、蓋体６０（図１，図３，図４）、および温度センサー７０（図１，図３，図４）を備える。

（筺体５０・蓋体６０）
図１を主として参照して、筺体５０は、底部５１、側壁５２Ａ，５２Ｂ、および、端壁５２Ｃ，５２Ｄを有する。側壁５２Ａ，５２Ｂおよび端壁５２Ｃ，５２Ｄは、底部５１の周縁（四辺）から起立している。側壁５２Ａ，５２Ｂは相互に対向する位置関係を有し、端壁５２Ｃ，５２Ｄも相互に対向する位置関係を有する。筺体５０は全体として、有底角筒状の形状を呈している。蓋体６０は、筺体５０の開口部を塞ぐように筺体５０に固定される。

底部５１のうちの側壁５２Ａ寄りの部分に、傾斜面５３Ａが底部５１から突出するように設けられている。底部５１のうちの側壁５２Ｂ寄りの部分に、傾斜面５３Ｂが底部５１から突出するように設けられている。傾斜面５３Ａ，５３Ｂはいずれも、端壁５２Ｃの側から端壁５２Ｄの側に向かって延在し、端壁５２Ｃ側の部分が低く、端壁５２Ｄ側の部分が高くなる表面形状を有している。

傾斜面５３Ａ，５３Ｂの上に、複数の電池セル１０および固定部材２０，３０，４０は一体化された状態で載置される（図３）。複数の電池セル１０および固定部材２０，３０，４０が筺体５０の内側に配置された状態で、端壁５２Ｃは、複数の電池セル１０が積層されている方向において一端側に位置し、端壁５２Ｄは、複数の電池セル１０が積層されている方向において他端側に位置する。

端壁５２Ｃ（図１）の上部には、貫通孔５４，５５Ａ，５５Ｂが設けられている。貫通孔５５Ａ，５５Ｂ（図１）の各々に、配管部材５７（図３）が接続される。詳細は後述するが、冷却用の流体（空気など）が、配管部材５７および貫通孔５５Ａ，５５Ｂの各々を通して複数の電池セル１０に供給される（図５）。筺体５０の端壁５２Ｄの下部には、排気口５２Ｈ（図１，図３，図４）が設けられており、流体は、排気口５２Ｈを通して筺体５０の外部に排出される（図５）。

貫通孔５４（図１）には、配管部材５６（図１，図３）が接続される。詳細は後述するが、電池セル１０の開放弁１３から排出されたガスは、排煙通路Ｓ（図３，図４）、貫通孔５４および配管部材５６を通過して外部に排出される（図６）。

図１には、貫通孔５４，５５Ａ，５５Ｂの３つが横方向（底部５１に対して平行な方向）に並ぶように配置されている構成が図示されている。貫通孔５４，５５Ａ，５５Ｂの３つが横方向に並ぶという構成に限られず、たとえば、貫通孔５４の上方において貫通孔５５Ａ，５５Ｂの２つが横方向に並んでいるという構成が採用されても構わない（図３参照）。冷却用の流体を電池パック１０１の中に導入するための部位としては、貫通孔５５Ａ，５５Ｂの２つではなく、１つの貫通孔が端壁５２Ｃに設けられていてもよい。

（電池セル１０）
図２〜図４に示すように、複数の電池セル１０は、複数の固定部材４０と交互に並べられて積層される（矢印Ｄ１は積層方向を示している）。積層方向における一端部に固定部材２０が配置され、積層方向における他端部に固定部材３０が配置され、複数の電池セル１０は、固定部材２０，３０および複数の固定部材４０と一体化される。

複数の電池セル１０の各々は、ケース１１および蓋１２を含み、内部に電極体１８（図４）および電解液１９（図４）を収容している。ケース１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成され、蓋１２は、ケース１１の開口部を塞ぐようにケース１１に固定される。蓋１２には、正極端子１４および負極端子１５が蓋１２の上面から突出するように設けられている。

電極体１８は、正極シート、セパレータ、および負極シートを含む。正極シートは、アルミニウムなどの金属箔と、金属箔の表裏面に塗布された正極合材層とを含み、金属箔の一辺は正極合材層が塗布されていない未塗布部を構成している。負極シートは、銅などの金属箔と、この金属箔の表裏面に塗布された負極合材層とを含み、金属箔の一辺は負極合材層が塗布されていない未塗布部を構成している。

正極シート、セパレータ、負極シートおよびセパレータを順次積層することで、電極体１８が形成される。積層型の電極体１８に限られず、得られた積層体を巻回し、その後、扁平形状に変形させることにより巻回型の電極体１８を形成してもよい。電極体１８の一端は、正極端子１４に電気接続される正極電極を構成しており、電極体１８の他端は、負極端子１５に電気接続される負極電極を構成している。

蓋１２には、開放弁１３も設けられる。開放弁１３は、たとえば蓋１２に切り込みを入れることで形成される。たとえば電池セル１０内で短絡が生じたことにより電池セル１０の内圧が所定の閾値を超えた場合、開放弁１３が開弁し、ケース１１内のガスが開放弁１３を通して排出されることで、ケース１１内の内圧が過大になることが抑制される。

（固定部材２０，３０，４０）
図２を参照して、固定部材２０，３０，４０は、絶縁性を有する部材（たとえば樹脂）から形成される。上述のとおり、複数の電池セル１０は、複数の固定部材４０と交互に並べられて積層される。積層方向における一端部に固定部材２０が配置され、積層方向における他端部に固定部材３０が配置され、複数の電池セル１０は、固定部材２０，３０および複数の固定部材４０と一体化される。

（固定部材２０）
固定部材２０は、立壁部２１、側板部２２Ａ，２２Ｂ、下板部２２Ｃ、上板部２２Ｄ、切欠部２５Ａ，２５Ｂ、起立壁２６Ａ，２６Ｂ、排煙通路形成部２７を含む。立壁部２１は、平板状の形状を有する。立壁部２１には、図示しない通気経路が形成されており、配管部材５７および貫通孔５５Ａ，５５Ｂを通して立壁部２１の上方に供給された冷却用の流体（空気など）は、立壁部２１を通過して立壁部２１の下方に至ることができる（図５参照）。流体が立壁部２１の通気経路を通過する際、電池セル１０（図３，図５に示す電池セル１０Ｂ）は流体によって冷却される。流体はその後、排気口５２Ｈを通して筺体５０の外部に排出される（図５）。

側板部２２Ａ，２２Ｂ、下板部２２Ｃおよび上板部２２Ｄは、立壁部２１の周縁（四辺）から上記の積層方向に起立している。側板部２２Ａ，２２Ｂ、下板部２２Ｃおよび上板部２２Ｄは、全体として四角枠状の形状を有し、これらの内側に１つの電池セル１０（図３に示す電池セル１０Ｂ）が配置される。

切欠部２５Ａ，２５Ｂは、上板部２２Ｄの縁部に設けられる。切欠部２５Ａ，２５Ｂの位置は、固定部材２０の内側に配置される電池セル１０（１０Ｂ）の正極端子１４および負極端子１５の位置にそれぞれ対応している（図１参照）。固定部材２０の立壁部２１と、これに隣接する固定部材４０の立壁部４１との間に電池セル１０（１０Ｂ）が配置および固定された状態では、電池セル１０（１０Ｂ）の正極端子１４および負極端子１５が、切欠部２５Ａ，２５Ｂからそれぞれ露出する（図１参照）。

起立壁２６Ａ，２６Ｂ（図２）は、上板部２２Ｄの上部に設けられている（図４参照）。起立壁２６Ａは、切欠部２５Ａの内側（排煙通路形成部２７が位置している側）において切欠部２５Ａに隣接しており、起立壁２６Ｂは、切欠部２５Ｂの内側（排煙通路形成部２７が位置している側）において切欠部２５Ｂに隣接している。起立壁２６Ａ，２６Ｂは、たとえば、正極端子１４と負極端子１５との間の絶縁を確保するための絶縁壁として機能する。起立壁２６Ａ，２６Ｂは、蓋体６０をその下方側から支持していてもよい。

排煙通路形成部２７は、上板部２２Ｄの上部であって、起立壁２６Ａ，２６Ｂの間の位置に設けられる。排煙通路形成部２７は、内表面２７Ｓおよび外表面２７Ｔを有し、全体として枠状の形状を呈している。本実施の形態の排煙通路形成部２７は、一対の側壁部２７Ａ，２７Ｃと、これらの上部同士を接続する天板部２７Ｂとを含む。

排煙通路形成部２７の内表面２７Ｓは、複数の電池セル１０のうち、ガスが流れる方向において最も下流側に位置する電池セル１０（図３に示す電池セル１０Ｂ）に設けられた開放弁１３（図３に示す開放弁１３Ｂ）よりも、さらに下流側に位置している。排煙通路形成部２７の内表面２７Ｓの側には、排煙通路（図３，図４に示す排煙通路Ｓ）が形成され、電池セル１０の開放弁１３から排出されたガスは、内表面２７Ｓの内側に形成された排煙通路Ｓの中を通過する。本実施の形態では、いずれの電池セル１０の開放弁１３から排出されたガスであっても、内表面２７Ｓの内側に形成された排煙通路Ｓの中を通過する。

（固定部材３０）
図２および図３を参照して、固定部材３０は、全体として固定部材２０と略同様の構成を有する。固定部材３０は、立壁部３１、図示しない一対の側板部、図示しない下板部、上板部３２Ｄ（図２）、起立壁３６Ａ，３６Ｂ（図２）、排煙通路形成部３７を含む。立壁部３１は、平板状の形状を有する。

立壁部３１には、図示しない通気経路が形成されており、配管部材５７および貫通孔５５Ａ，５５Ｂを通して立壁部３１の上方に供給された冷却用の流体（空気など）は、立壁部３１を通過して立壁部３１の下方に至ることができる（図５参照）。流体が立壁部３１の通気経路を通過する際、電池セル１０（図３に示す電池セル１０Ａ，１０Ｂ）は流体によって冷却される。流体はその後、排気口５２Ｈを通して筺体５０の外部に排出される（図５）。

一対の側板部、下板部および上板部３２Ｄは、立壁部３１の周縁（四辺）から上記の積層方向に起立している。一対の側板部、下板部および上板部３２Ｄは、全体として四角枠状の形状を有し、これらの内側に１つの電池セル１０（図３に示す電池セル１０Ａ）が配置される。

固定部材３０の立壁部３１と、これに隣接する固定部材４０の立壁部４１との間に電池セル１０（１０Ａ）が配置および固定された状態では、電池セル１０（１０Ａ）の正極端子１４および負極端子１５が、固定部材４０の切欠部４５Ａ，４５Ｂ（図２）からそれぞれ露出する（図１参照）。起立壁３６Ａ，３６Ｂ（図２）は、上板部３２Ｄの上部に設けられている。起立壁３６Ａ，３６Ｂは、たとえば、正極端子１４と負極端子１５との間の絶縁を確保するための絶縁壁として機能する。起立壁３６Ａ，３６Ｂは、蓋体６０をその下方側から支持していてもよい。

排煙通路形成部３７は、上板部３２Ｄの上部であって、起立壁３６Ａ，３６Ｂの間の位置に設けられる。排煙通路形成部３７は、内表面３７Ｓ（図３）および外表面３７Ｔ（図３）を有する。排煙通路形成部３７の内表面３７Ｓは、下向きの略Ｕ字形状を呈している部分を有する。当該部分は、複数の電池セル１０のうち、ガスが流れる方向において最も上流側に位置する電池セル１０（図３に示す電池セル１０Ａ）に設けられた開放弁１３に対向している。排煙通路形成部３７の内表面３７Ｓの側には、排煙通路（図３，図４に示す排煙通路Ｓ）が形成され、電池セル１０（１０Ａ）の開放弁１３から排出されたガスが内表面３７Ｓの内側に形成された排煙通路Ｓの中を通過する。

（固定部材４０）
図２を主として参照して、固定部材４０は、立壁部４１、側板部４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ、下板部４２Ｃ，４３Ｃ、上板部４２Ｄ，４３Ｄ、切欠部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ、起立壁４６Ａ，４６Ｂ、排煙通路形成部４７を含む。立壁部４１は、平板状の形状を有する。

立壁部４１には、図示しない通気経路が形成されており、配管部材５７および貫通孔５５Ａ，５５Ｂを通して立壁部４１の上方に供給された冷却用の流体（空気など）は、立壁部４１を通過して立壁部４１の下方に至ることができる（図５参照）。流体が立壁部４１の通気経路を通過する際、電池セル１０は流体によって冷却される。流体はその後、排気口５２Ｈを通して筺体５０の外部に排出される（図５）。

側板部４２Ａ，４２Ｂ、下板部４２Ｃおよび上板部４２Ｄは、立壁部４１の周縁（四辺）から上記の積層方向の一方側（固定部材３０が配置される側）に起立している。側板部４２Ａ，４２Ｂ、下板部４２Ｃおよび上板部４２Ｄは、全体として四角枠状の形状を有し、これらの内側に１つの電池セル１０が配置される。

側板部４３Ａ，４３Ｂ、下板部４３Ｃおよび上板部４３Ｄは、立壁部４１の周縁（四辺）から上記の積層方向の他方側（固定部材２０が配置される側）に起立している。側板部４３Ａ，４３Ｂ、下板部４３Ｃおよび上板部４３Ｄは、全体として四角枠状の形状を有し、これらの内側に１つの電池セル１０が配置される。

切欠部４５Ａ，４５Ｂは、上板部４２Ｄの縁部に設けられ、切欠部４５Ｃ，４５Ｄは、上板部４３Ｄに設けられる。切欠部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの位置は、固定部材４０の内側に配置される電池セル１０の正極端子１４および負極端子１５の位置にそれぞれ対応している。電池セル１０の正極端子１４および負極端子１５は、切欠部４５Ａ，４５Ｂからそれぞれ露出する（図１参照）。

起立壁４６Ａ，４６Ｂは、上板部４２Ｄの上部に設けられている（図４参照）。起立壁４６Ａは、切欠部４５Ａの内側（排煙通路形成部４７が位置している側）において切欠部４５Ａに隣接しており、起立壁４６Ｂは、切欠部４５Ｂの内側（排煙通路形成部４７が位置している側）において切欠部４５Ｂに隣接している。起立壁４６Ａ，４６Ｂは、たとえば、正極端子１４と負極端子１５との間の絶縁を確保するための絶縁壁として機能する。起立壁４６Ａ，４６Ｂは、蓋体６０をその下方側から支持していてもよい。

排煙通路形成部４７は、上板部４２Ｄ，４３Ｄの上部であって、起立壁４６Ａ，４６Ｂの間の位置に設けられる。排煙通路形成部４７は、内表面４７Ｓおよび外表面４７Ｔを有する。排煙通路形成部４７の内表面４７Ｓは、下向きの略Ｕ字形状を呈している部分を有する。当該部分は、複数の電池セル１０の各々に設けられた開放弁１３に対向している。排煙通路形成部４７の内表面４７Ｓの側には、排煙通路（図３，図４に示す排煙通路Ｓ）が形成され、電池セル１０の開放弁１３から排出されたガスが内表面４７Ｓの内側に形成された排煙通路Ｓの中を通過する。

（排煙通路形成部２７，３７，４７）
本実施の形態においては、排煙通路形成部２７が固定部材２０に一体的に設けられ、排煙通路形成部３７が固定部材３０に一体的に設けられ、排煙通路形成部４７が固定部材４０に一体的に設けられる。このような構成に限られず、排煙通路形成部２７は固定部材２０（立壁部２１等）とは別体に設けられ、立壁部２１等に接合されていてもよい。排煙通路形成部３７は固定部材３０（立壁部３１等）とは別体に設けられ、立壁部３１等に接合されていてもよい。排煙通路形成部４７は固定部材４０（立壁部４１等）とは別体に設けられ、立壁部４１等に接合されていてもよい。

本実施の形態においては、複数の電池セル１０が、固定部材２０、固定部材３０および複数の固定部材４０とともに積層されている。排煙通路形成部２７と、排煙通路形成部３７と、複数の排煙通路形成部４７とが連続することにより、ガスを排出するための連続した排煙通路Ｓが形成されている。排煙通路Ｓのうち、排煙通路形成部３７の側の部分は閉塞されており、排煙通路形成部２７の側の部分は、貫通孔５４を介して配管部材５６に連通している（図１，図３）。

（温度センサー７０）
温度センサー７０は、排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔの側に配置される。本実施の形態では、温度センサー７０は、排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔに接触するように配置されている。冒頭で述べたとおり、電池セル１０の開放弁１３から排出されるガスは、たとえば２００℃〜３００℃の温度、またはそれ以上の温度を有している。

図６を参照して、ガスが排煙通路Ｓ内を通過する際、ガスの熱は排煙通路形成部２７の温度を高める。温度センサー７０は、排煙通路形成部２７を介して、排煙通路Ｓ内の温度を間接的に測定することができる。したがって排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔの側に温度センサー７０が配置されている電池パック１０１においても、温度センサー７０によって排煙通路Ｓ内の温度を測定することで、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されたことを検出することが可能となる。

従来の電池パックとは異なり、電池パック１０１は、排煙通路Ｓの大きさを小さくすることができる。換言すると、電池パック１０１は、より小さな流路断面積を有する排煙通路Ｓを採用できる。電池パック１０１によれば、全体としての小型化を図ることが可能となったり、排煙通路Ｓの大きさが小さくなった分のスペースを他の要素に活用することで電池パックの性能向上を図ることが可能となったりする。

図４に示す構成においては、温度センサー７０が、排煙通路形成部２７の側壁部２７Ｃの外表面２７Ｔに接触するように配置されている（便宜上、この温度センサー７０の配置構成を配置構成１とする）。温度センサー７０は、排煙通路形成部２７のうちの排煙通路Ｓを区画形成している部分に直接接触するように配置されているため、高い応答性を持って排煙通路Ｓ内の温度を測定することができる。図１，図３に示すように、温度センサー７０は、排煙通路形成部２７の天板部２７Ｂに接触するように配置されていても構わない。当該構成によっても、温度センサー７０は、排煙通路形成部２７のうちの排煙通路Ｓを区画形成している部分に直接接触するように配置されているため、高い応答性を持って排煙通路Ｓ内の温度を測定することができる。

図６を参照して、本実施の形態においては、複数の開放弁１３が、連続した排煙通路Ｓの中をガスが流れる方向において最も下流側に位置する開放弁１３（１３Ｂ）（最下流開放弁）を含んでいる。複数の排煙通路形成部２７，３７，４７は、この最下流開放弁から排出されたガスが通過する排煙通路Ｓを形成している下流部分（ここでは排煙通路形成部２７が下流部分に相当する）を含む。換言すると、この開放弁１３（１３Ｂ）（最下流開放弁）から排出されたガスは、固定部材４０の排煙通路形成部４７によって形成された排煙通路Ｓを通過することはない。

いずれの電池セル１０の開放弁１３から排出されたガスであっても、この下流部分（排煙通路形成部２７）の内表面２７Ｓの内側に形成された排煙通路Ｓの中を通過するため、排煙通路形成部２７はガスが排出されている際に不可避的に加熱される。温度センサー７０は、この下流部分（排煙通路形成部２７）を介して排煙通路Ｓ内の温度を測定する。いずれの電池セル１０の開放弁１３からガスが排出された場合であっても、温度センサー７０によって排煙通路形成部２７の温度を測定することで、その排出の事実を検出することが可能となる。

（冷却通路形成部材）
本実施の形態においては、蓋体６０と、筺体５０の側壁５２Ａの上部と，筺体５０の側壁５２Ｂの上部と、筺体５０の端壁５２Ｄの上部とによって、冷却通路形成部材が構成されている。これらの各部位から構成される冷却通路形成部材は、複数の排煙通路形成部（排煙通路形成部２７，３７および複数の排煙通路形成部４７）の各々の外表面２７Ｔ，３７Ｔ，４７Ｔの側に配置されており、複数の排煙通路形成部の各々の外表面２７Ｔ，３７Ｔ，４７Ｔと冷却通路形成部材との間に、冷却通路Ｑが形成される。

配管部材５７（図３）および貫通孔５５Ａ，５５Ｂ（図１）を通して筺体５０の中に導入された冷却用の流体（空気など）は、冷却通路Ｑを通過し、さらに立壁部２１，３１，４１の各々に設けられた図示しない通気経路を通過して立壁部２１，３１，４１の下方に至ることができる（図５参照）。流体がこれらの通気経路を通過する際、複数の電池セル１０は流体によって冷却される。流体はその後、排気口５２Ｈを通して筺体５０の外部に排出される（図５）。

温度センサー７０は、冷却通路Ｑ内の流体の温度を測定するように構成されていてもよい。冷却通路Ｑ内に供給される流体は、たとえば２０℃〜３０℃である。冷却通路Ｑ内に供給される流体の温度に応じて、車両ＥＣＵなどが、電池パック１０１の充放電などを適切に制御するように構成されてもよい。温度センサー７０によって測定された温度がたとえば５０℃以下である場合、あるいは１００℃以下である場合など、所定の閾値以下である場合には、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されていないと車両ＥＣＵは判断することができる。一方で、温度センサー７０によって測定された温度がたとえば２００℃以上である場合など、所定の閾値を超える場合には、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されていると車両ＥＣＵは判断することができる。

本実施の形態においては、複数の電池セル１０は、冷却通路Ｑの中を流体が流れる方向において最も上流側に位置する最上流電池セル（ここでは電池セル１０Ｂ）を含む。温度センサー７０は、冷却通路Ｑの中を流体が流れる方向において、冷却通路Ｑ内の最上流電池セル（電池セル１０Ｂ）よりも上流側の位置に配置されているとよい（便宜上、この温度センサー７０の配置構成を配置構成２とする）。当該構成によれば、温度センサー７０が、いずれの電池セル１０の冷却にも未だ利用されていない冷却用流体の温度を高い精度で測定することが可能となる。本実施の形態においては、開放弁１３からのガスが排出される貫通孔５４と、冷却用の流体が導入される貫通孔５５Ａ，５５Ｂとが、いずれも筺体５０の端壁５２Ｃに設けられているため、１つの温度センサー７０によって、上記の温度センサー７０の配置構成１，２を実現することが可能となっている。

図５を参照して、本実施の形態においては、筺体５０の底部５１に、傾斜面５３Ａ，５３Ｂが底部５１から突出するように設けられている。傾斜面５３Ａ，５３Ｂはいずれも、端壁５２Ｃ側の部分が低く、端壁５２Ｄ側の部分が高くなる表面形状を有している。当該構成により、冷却通路Ｑは、冷却通路Ｑの中を流体が流れる方向において上流側から下流側に向かうにつれて、流路断面積が徐々に小さくなるように構成されている。

冷却通路Ｑが十分に大きな流路断面積を有している場合には、冷却通路Ｑ内に圧力勾配が形成されることはほとんどない。たとえば電池パック１０１の薄型化を図ると、冷却通路Ｑの流路断面積が小さくなり、冷却通路Ｑ内に圧力勾配が形成されやすくなる。冷却通路Ｑの中に高い圧力勾配が存在していると、冷却用流体による複数の電池セル１０に対する冷却効率にばらつきが生じやすくなる。これに対して、冷却通路Ｑは、冷却通路Ｑの中を流体が流れる方向において上流側から下流側に向かうにつれて、流路断面積が徐々に小さくなるように構成されていることにより、上記のような圧力勾配が形成されにくくすることが可能となる。

［実施の形態２］
図７は、実施の形態２における電池パック１０２を示す断面図である。図７は、実施の形態１における図４に対応している。実施の形態１，２は、以下の点において相違している。実施の形態１（図４）では、温度センサー７０が、排煙通路形成部２７の側壁部２７Ｃの外表面２７Ｔに接触するように配置されており、かつ、温度センサー７０は、排煙通路形成部２７のうちの排煙通路Ｓを区画形成している部分（側壁部２７Ｃ）に直接接触するように配置されている。

図７に示すように、本実施の形態２においては、温度センサー７０が、排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔに接触するように配置されており、かつ、温度センサー７０は、排煙通路形成部２７のうちの排煙通路Ｓを区画形成している部分には接触しておらず、排煙通路形成部２７のうちの側壁部２７Ｃから離れた部分２７Ｄに直接接触するように配置されている。

ガスが排煙通路Ｓ内を通過する際、ガスの熱は排煙通路形成部２７の温度を高める。したがって、温度センサー７０が側壁部２７Ｃから離れた部分２７Ｄに直接接触するように配置されている場合であっても、温度センサー７０は、排煙通路形成部２７（部分２７Ｄ）を介して、排煙通路Ｓ内の温度を間接的に測定することができる。したがって排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔの側に温度センサー７０が配置されている電池パック１０２においても、温度センサー７０によって排煙通路Ｓ内の温度を測定することで、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されたことを検出することが可能となる。

図７に示す温度センサー７０のように、温度センサー７０は、電池セル１０の表面に隣接するように配置され、電池セル１０の温度を測定するように構成されてもよい。図７に示す温度センサー７０は、電池セル１０の蓋１２に、部分２７Ｄを介して対抗している。温度センサー７０によって測定される電池セル１０の温度に応じて、車両ＥＣＵなどが、電池パック１０２の充放電などを適切に制御するように構成されてもよい。温度センサー７０によって測定された温度がたとえば５０℃以下である場合、あるいは１００℃以下である場合など、所定の閾値以下である場合には、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されていないと車両ＥＣＵは判断することができる。一方で、温度センサー７０によって測定された温度がたとえば２００℃以上である場合など、所定の閾値を超える場合には、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されていると車両ＥＣＵは判断することができる。

［実施の形態３］
図８は、実施の形態３における電池パック１０３を示す断面図である。図８は、実施の形態１における図４に対応している。実施の形態１，３は、以下の点において相違している。本実施の形態３（図８）では、電池パック１０３が、排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔに接触する熱伝達部材７５をさらに備えており、温度センサー７０は、熱伝達部材７５に接触するように配置され、熱伝達部材７５および排煙通路形成部２７を介して排煙通路Ｓ内の温度を測定する。

排煙通路形成部２７の外表面２７Ｔの側に温度センサー７０が配置されている電池パック１０３においても、温度センサー７０によって排煙通路Ｓ内の温度を測定することで、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されたことを検出することが可能となる。当該構成によれば、温度センサー７０を排煙通路形成部から離れた位置に配置することができるという点で、温度センサー７０を配置する上での自由度を高めることが可能となる。

［実施の形態４］
図９は、実施の形態４における電池パック１０４を示す断面図である。図９は、実施の形態１における図６に対応している。実施の形態１，４は、以下の点において相違している。本実施の形態４（図９）では、温度センサー７０が、配管部材５６の外表面に接触するように配置されている。

配管部材５６は、本実施の形態においては「排煙通路形成部」として機能しており、内表面および外表面を有し、内表面の側に排煙通路Ｓが形成され、開放弁１３から排出されたガスが排煙通路Ｓの中を通過する。温度センサー７０は、配管部材５６（排煙通路形成部）の外表面の側に配置され、配管部材５６を介して排煙通路Ｓ内の温度を測定する。

ガスが排煙通路Ｓ内を通過する際、ガスの熱は配管部材５６（排煙通路形成部）の温度を高める。したがって、温度センサー７０がたとえば筺体５０の外部に配置されている場合であっても、温度センサー７０は、配管部材５６（排煙通路形成部）を介して、排煙通路Ｓ内の温度を間接的に測定することができる。したがって配管部材５６（排煙通路形成部）の外表面の側に温度センサー７０が配置されている電池パック１０４においても、温度センサー７０によって排煙通路Ｓ内の温度を測定することで、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されたことを検出することが可能となる。

［実施の形態５］
図１０は、実施の形態５における電池パック１０５を示す斜視図である。実施の形態１，５は、以下の点において相違している。上述の実施の形態１においては、排煙通路形成部２７，３７，４７が、固定部材２０，３０，４０にそれぞれ一体的に設けられている。

図１０に示すように、本実施の形態５（図９）では、排煙通路形成部２７，３７，４７の代わりに、排煙通路形成部８０が用いられる。排煙通路形成部８０は、複数の開放弁１３が並んでいる方向に沿って延在する形状を有し、一端８０Ａ側が閉塞され、他端８０Ｂ側が開放されている。複数の電池セル１０は、矢印Ｄ１方向に沿って積層されており、締結具２８，２９によって一体化されている。排煙通路形成部８０は、固定部８１，８２を利用してこれらの複数の電池セル１０に対して固定される。

本実施の形態５においても、排煙通路形成部８０が内表面および外表面を有しており、内表面の側に排煙通路Ｓが形成され、開放弁１３から排出されたガスが排煙通路Ｓの中を通過する。温度センサー７０は、排煙通路形成部８０の外表面の側に配置され、排煙通路形成部８０を介して排煙通路Ｓ内の温度を測定する。

ガスが排煙通路Ｓ内を通過する際、ガスの熱は排煙通路形成部８０の温度を高める。温度センサー７０が排煙通路形成部８０の外部に配置されている場合であっても、温度センサー７０は、排煙通路形成部８０を介して、排煙通路Ｓ内の温度を間接的に測定することができる。したがって電池パック１０５においても、温度センサー７０によって排煙通路Ｓ内の温度を測定することで、電池セル１０の開放弁１３からガスが排出されたことを検出することが可能となる。

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 電池セル、１１ ケース、１２ 蓋、１３，１３Ｂ 開放弁、１４ 正極端子、１５ 負極端子、１８ 電極体、１９ 電解液、２０，３０，４０ 固定部材、２１，３１，４１ 立壁部、２２Ａ，２２Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ 側板部、２２Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃ 下板部、２２Ｄ，３２Ｄ，４２Ｄ，４３Ｄ 上板部、２５Ａ，２５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ 切欠部、２６Ａ，２６Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ 起立壁、２７，３７，４７，８０ 排煙通路形成部、２７Ａ，２７Ｃ 側壁部、２７Ｂ 天板部、２７Ｄ 部分、２７Ｓ，３７Ｓ，４７Ｓ 内表面、２７Ｔ，３７Ｔ，４７Ｔ 外表面、２８，２９ 締結具、５０ 筺体、５１ 底部、５２Ａ，５２Ｂ 側壁、５２Ｃ，５２Ｄ 端壁、５２Ｈ 排気口、５３Ａ，５３Ｂ 傾斜面、５４，５５Ａ，５５Ｂ 貫通孔、５６，５７ 配管部材、６０ 蓋体、７０ 温度センサー、７５ 熱伝達部材、８０Ａ 一端、８０Ｂ 他端、８１，８２ 固定部、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ 電池パック、Ｄ１ 矢印、Ｑ 冷却通路、Ｓ 排煙通路。

Claims (10)

1. 車両に搭載される電池パックであって、
   開放弁を有し、前記開放弁を通してガスを排出する電池セルと、
   内表面および外表面を有し、前記内表面の側に排煙通路が形成され、前記開放弁から排出された前記ガスが前記排煙通路の中を通過する排煙通路形成部と、
   前記排煙通路形成部の前記外表面の側に配置され、前記排煙通路形成部を介して前記排煙通路内の温度を測定する温度センサーと、を備える、
   電池パック。
2. 前記温度センサーは、前記排煙通路形成部の前記外表面に接触するように配置されている、
   請求項１に記載の電池パック。
3. 前記排煙通路形成部の前記外表面に接触する熱伝達部材をさらに備え、
   前記温度センサーは、前記熱伝達部材に接触するように配置され、前記熱伝達部材および前記排煙通路形成部を介して前記排煙通路内の温度を測定する、
   請求項１に記載の電池パック。
4. 前記電池セルに固定される固定部材をさらに備え、
   前記排煙通路形成部は、前記固定部材に一体的に設けられている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電池パック。
5. 各々が前記開放弁を有する複数の前記電池セルを備え、
   複数の前記固定部材の各々が、複数の前記電池セルの各々に固定されており、
   複数の前記電池セルが複数の前記固定部材とともに積層されていることにより、複数の前記排煙通路形成部が連続し、前記ガスを排出するための連続した前記排煙通路が形成されている、
   請求項４に記載の電池パック。
6. 複数の前記開放弁は、連続した前記排煙通路の中を前記ガスが流れる方向において最も下流側に位置する最下流開放弁を含み、
   複数の前記排煙通路形成部は、前記最下流開放弁から排出された前記ガスが通過する前記排煙通路を形成している下流部分を含み、
   前記温度センサーは、前記下流部分を介して前記排煙通路内の温度を測定する、
   請求項５に記載の電池パック。
7. 複数の前記排煙通路形成部の各々の前記外表面の側に配置された冷却通路形成部材をさらに備え、
   複数の前記排煙通路形成部の各々の前記外表面と前記冷却通路形成部材との間に冷却通路が形成され、
   前記冷却通路に通流された流体が供給されることにより複数の前記電池セルは冷却され、
   前記温度センサーは、前記冷却通路内の前記流体の温度を測定する、
   請求項５または６に記載の電池パック。
8. 複数の前記電池セルは、前記冷却通路の中を前記流体が流れる方向において最も上流側に位置する最上流電池セルを含み、
   前記温度センサーは、前記冷却通路の中を前記流体が流れる方向において、前記冷却通路内の前記最上流電池セルよりも上流側の位置に配置されている、
   請求項７に記載の電池パック。
9. 前記冷却通路は、前記冷却通路の中を前記流体が流れる方向において上流側から下流側に向かうにつれて、流路断面積が徐々に小さくなるように構成されている、
   請求項７または８に記載の電池パック。
10. 前記温度センサーは、前記電池セルの表面に隣接するように配置され、前記電池セルの温度を測定する、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の電池パック。

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