JP7036678B2

JP7036678B2 - Vehicle battery cooling structure

Info

Publication number: JP7036678B2
Application number: JP2018113145A
Authority: JP
Inventors: 実飯田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-06-13
Also published as: JP2019216045A

Description

本発明は、車両用電池の冷却構造に関し、特に、電池セルの異常時に発生する有毒ガスを車外に排出する排煙ダクトに、電池セルの正常稼働時には冷却風を流すことで、冷却効率を向上させる車両用電池の冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a vehicle battery, and in particular, improves cooling efficiency by flowing cooling air through a smoke exhaust duct that discharges toxic gas generated when a battery cell is abnormal to the outside of the vehicle during normal operation of the battery cell. Regarding the cooling structure of the vehicle battery to be made to.

従来の電池モジュール１００として、図６に示す構造が知られている。図６は、従来の電池モジュール１００を説明する斜視図である。 As the conventional battery module 100, the structure shown in FIG. 6 is known. FIG. 6 is a perspective view illustrating the conventional battery module 100.

図６に示す如く、電池モジュール１００は、ケース本体１０１と、ケース本体１０１の内部に収納される複数の電池セル１０２と、を有している。例えば、１９個の電池セル１０２が、ケース本体１０１の長手方向に一定の隙間を有するように配列され、直列接続されている。そして、ケース本体１０１には、その上面開口を塞ぐように排煙管１０３が取り付けられている。排煙管１０３は、ケース本体１０１の上面開口を塞ぐベース板部１０３Ａと、ベース板部１０３Ａの上面に配設される筒状部１０３Ｂと、を有している。 As shown in FIG. 6, the battery module 100 has a case main body 101 and a plurality of battery cells 102 housed inside the case main body 101. For example, 19 battery cells 102 are arranged and connected in series so as to have a certain gap in the longitudinal direction of the case body 101. A smoke exhaust pipe 103 is attached to the case body 101 so as to close the upper surface opening. The smoke exhaust pipe 103 has a base plate portion 103A that closes the upper surface opening of the case main body 101, and a tubular portion 103B that is arranged on the upper surface of the base plate portion 103A.

電池セル１０２には、異常時に内部にて発生した有毒なガスを外部へと排出するための弁（図示せず）が設けられ、電池セル１０２は、上記弁を介して筒状部１０３Ｂと連通可能な構造となっている。尚、ケース本体１０１の長手方向の横側面には、ジョイントダクト１０４が配設され、ジョイントダクト１０４の内部には、電池モジュール１００を冷却するための冷却風が流れている（例えば、特許文献１参照。）。 The battery cell 102 is provided with a valve (not shown) for discharging the toxic gas generated inside at the time of abnormality to the outside, and the battery cell 102 communicates with the tubular portion 103B via the valve. It has a possible structure. A joint duct 104 is arranged on the lateral side surface of the case body 101 in the longitudinal direction, and a cooling air for cooling the battery module 100 flows inside the joint duct 104 (for example, Patent Document 1). reference.).

また、従来の組電池１１０の冷却構造として、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す冷却構造が知られている。図７（Ａ）は、従来の組電池１１０における冷却風１１３の流れを模式的に示す図である。図７（Ｂ）は、従来の組電池１１０に用いるガス排出ダクト１２０を説明する斜視図である。 Further, as a cooling structure of the conventional assembled battery 110, the cooling structures shown in FIGS. 7A and 7B are known. FIG. 7A is a diagram schematically showing the flow of the cooling air 113 in the conventional assembled battery 110. FIG. 7B is a perspective view illustrating the gas discharge duct 120 used in the conventional assembled battery 110.

図７（Ａ）に示す如く、組電池１１０は、自動車や電車等の車両に搭載される車載電池であり、組電池用ケース１１１内には、複数個の電池モジュール１１２を収容している。組電池用ケース１１１の上面には、冷却風１１３を供給する吸気口１１４が形成され、組電池用ケース１１１の下面には、排気口１１５が形成されている。そして、送風装置１１６から供給される冷却風１１３は、吸気ダクト１１７を介して組電池用ケース１１１内に流入した後、電池モジュール１１２間の冷却風通路１１８を通り抜け、排気ダクト１１９へと流れ込み、排気口１１５から組電池用ケース１１１の外部へと排出される。 As shown in FIG. 7A, the assembled battery 110 is an in-vehicle battery mounted on a vehicle such as an automobile or a train, and a plurality of battery modules 112 are housed in the assembled battery case 111. An intake port 114 for supplying cooling air 113 is formed on the upper surface of the assembled battery case 111, and an exhaust port 115 is formed on the lower surface of the assembled battery case 111. Then, the cooling air 113 supplied from the blower 116 flows into the assembled battery case 111 through the intake duct 117, passes through the cooling air passage 118 between the battery modules 112, and flows into the exhaust duct 119. It is discharged from the exhaust port 115 to the outside of the assembled battery case 111.

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す如く、ガス排出ダクト１２０は、内部通路１２１が形成された矩形のパイプ形状である。ガス排出ダクト１２０は、電池モジュール１１２の配列方向に沿って、電池モジュール１１２の上下面に配設されると共に、組電池用ケース１１１を貫通して外部へと引き出されている。 As shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), the gas discharge duct 120 has a rectangular pipe shape in which an internal passage 121 is formed. The gas discharge duct 120 is arranged on the upper and lower surfaces of the battery module 112 along the arrangement direction of the battery module 112, and is drawn out through the assembled battery case 111 to the outside.

ガス排出ダクト１２０には、電池モジュール１１２のガス排出孔１２２に連通する複数のガス導入口１２３と、冷却風１１３の一部を取り入れる複数の空気取入口１２４と、が形成されている。この構造により、電池モジュール１１２から排出された有毒なガスは、ガス導入口１２３を介して、ガス排出ダクト１２０の内部通路１２１内に流れ込み、冷却風１１３の流れを利用しながら、車外へと排出される（例えば、特許文献２参照。）。 The gas discharge duct 120 is formed with a plurality of gas introduction ports 123 communicating with the gas discharge holes 122 of the battery module 112, and a plurality of air intake ports 124 for taking in a part of the cooling air 113. With this structure, the toxic gas discharged from the battery module 112 flows into the internal passage 121 of the gas discharge duct 120 through the gas introduction port 123, and is discharged to the outside of the vehicle while utilizing the flow of the cooling air 113. (See, for example, Patent Document 2).

特開２０１６－１３４２４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-134243 特開２００９－２７７６４７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-277647

図６に示す如く、電池モジュール１００のケース本体１０１に対し、その上面には排煙管１０３が配設され、その横側面には冷却用のジョイントダクト１０４が配設されている。この構造により、電池モジュール１００は、その横側面のジョイントダクト１０４を介してのみ冷却され、電池モジュール１００の冷却効率を向上させることが難しいという問題がある。特に、ケース本体１０１の上面には排煙管１０３が配設され、排煙管１０３は上述したように有毒なガスを車外へ排出するための必須構造であり、ケース本体１０１の上面には、冷却用のジョイントダクトを追加して配設することが難しい構造となっている。 As shown in FIG. 6, with respect to the case main body 101 of the battery module 100, a smoke exhaust pipe 103 is arranged on the upper surface thereof, and a cooling joint duct 104 is arranged on the lateral side surface thereof. Due to this structure, the battery module 100 is cooled only through the joint duct 104 on the side surface thereof, and there is a problem that it is difficult to improve the cooling efficiency of the battery module 100. In particular, a smoke exhaust pipe 103 is arranged on the upper surface of the case body 101, and the smoke exhaust pipe 103 has an essential structure for discharging toxic gas to the outside of the vehicle as described above. The structure is such that it is difficult to additionally arrange a joint duct for cooling.

また、図７（Ａ）に示す如く、組電池１１０では、電池モジュール１１２の配列方向に沿って、電池モジュール１１２の上下面にガス排出ダクト１２０を配設し、ガス排出ダクト１２０は、電池モジュール１１２から発生する有毒なガスの専用流路として用いられる。そして、図７（Ｂ）に示す如く、ガス排出ダクト１２０には、複数のガス導入口１２３と、複数の空気取入口１２４と、が形成され、有毒なガスの発生量が微量の場合でも、冷却風１１３の流れを利用しながら、発生した有毒なガスを車外へと排出することができる。 Further, as shown in FIG. 7A, in the assembled battery 110, gas discharge ducts 120 are arranged on the upper and lower surfaces of the battery module 112 along the arrangement direction of the battery modules 112, and the gas discharge duct 120 is a battery module. It is used as a dedicated flow path for toxic gas generated from 112. Then, as shown in FIG. 7B, the gas discharge duct 120 is formed with a plurality of gas introduction ports 123 and a plurality of air intake ports 124, even when the amount of toxic gas generated is very small. While utilizing the flow of the cooling air 113, the generated toxic gas can be discharged to the outside of the vehicle.

しかしながら、ガス排出ダクト１２０では、冷却風１１３の流れを利用し、微量の有毒なガスを車外へ排出することを目的とし、積極的に冷却風１１３を流すことを目的としていないため、空気取入口１２４は小孔として形成されている。この構造により、ガス排出ダクト１２０には電池モジュール１１２を冷却するだけの冷却風１１３が流れることが出来ず、ガス排出ダクト１２０は冷却性能の点では改善の余地がある。 However, since the gas discharge duct 120 aims to discharge a small amount of toxic gas to the outside of the vehicle by using the flow of the cooling air 113, and does not aim to actively flow the cooling air 113, the air intake inlet. 124 is formed as a small hole. Due to this structure, the cooling air 113 that cools the battery module 112 cannot flow through the gas discharge duct 120, and there is room for improvement in the cooling performance of the gas discharge duct 120.

一方、ガス排出ダクト１２０と冷却風通路１１８とは、上述したように、複数の空気取入口１２４を介して常時連通した状態である。そのため、有毒なガスの発生量が微量の場合には特に問題にはならないが、有毒なガスの発生量が多い場合には、そのガスの圧力も増大し、有毒なガスが複数の空気取入口１２４を介して冷却風通路１１８へと逆流する恐れがある。そして、冷却風通路１１８と連通する吸気ダクト１１７や送風装置１１６が、車室内へと繋がっている場合には、電池モジュール１１２から発生した有毒なガスが、車室内へと流れ込む恐れがあるという問題がある。 On the other hand, as described above, the gas discharge duct 120 and the cooling air passage 118 are in a state of constantly communicating with each other via the plurality of air intake ports 124. Therefore, it does not matter when the amount of toxic gas generated is very small, but when the amount of toxic gas generated is large, the pressure of the gas also increases, and the toxic gas has multiple air intakes. There is a risk of backflow to the cooling air passage 118 through 124. When the intake duct 117 and the blower 116 communicating with the cooling air passage 118 are connected to the vehicle interior, there is a problem that the toxic gas generated from the battery module 112 may flow into the vehicle interior. There is.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、電池セルの異常時に発生する有毒ガスを車外に排出する排煙ダクトに、電池セルの正常稼働時には冷却風を流すことで、冷却効率を向上させる車両用電池の冷却構造に関する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and cooling efficiency is achieved by flowing cooling air through a smoke exhaust duct that discharges toxic gas generated when a battery cell is abnormal to the outside of the vehicle during normal operation of the battery cell. Regarding the cooling structure of the vehicle battery to improve.

本発明の車両用電池の冷却構造では、複数の電池セルが一方向に配列される電池モジュールと、前記電池モジュールの一側面に沿って前記一方向に延在し、前記電池モジュールを冷却する冷却風を流す冷却ダクトと、前記電池モジュールに沿って前記一方向に延在するように配設され、前記電池セルの異常発熱により変形する温調プレートと、前記冷却ダクトから分岐し、前記電池モジュールの他の側面に沿って前記一方向に延在し、前記電池セルの異常発熱時に発生するガスを流す排煙ダクトと、を備え、前記冷却ダクトと前記排煙ダクトとの分岐領域には、前記冷却ダクトと前記排煙ダクトとを連通させる開口部と、前記開口部を開状態に維持すると共に、前記電池セルの異常発熱の際に前記温調プレートと連動して可動し、前記開口部を塞ぐシャッター機構と、を有し、前記電池セルが正常に稼働している間は、前記冷却ダクト内を流れる前記冷却風を前記排煙ダクトへも流すことを特徴とする。 In the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, a battery module in which a plurality of battery cells are arranged in one direction and cooling extending in one direction along one side surface of the battery module to cool the battery module. A cooling duct through which air flows, a temperature control plate arranged so as to extend in one direction along the battery module and deformed by abnormal heat generation of the battery cell, and a battery module branched from the cooling duct. A smoke exhaust duct extending in one direction along the other side surface and flowing a gas generated at the time of abnormal heat generation of the battery cell is provided, and a branch region between the cooling duct and the smoke exhaust duct is provided. The opening for communicating the cooling duct and the smoke exhaust duct and the opening are maintained in an open state, and at the time of abnormal heat generation of the battery cell, the opening is movable in conjunction with the temperature control plate. It has a shutter mechanism for closing the battery cell, and is characterized in that the cooling air flowing in the cooling duct is also sent to the smoke exhaust duct while the battery cell is operating normally.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記排煙ダクトは、前記電池モジュールよりも上流側にて前記冷却ダクトから分岐し、前記排煙ダクトの一端側は前記開口部を介して前記冷却ダクトと連通すると共に、前記排煙ダクトの他端側は車両外部へと導かれることを特徴とする。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the smoke exhaust duct branches from the cooling duct on the upstream side of the battery module, and one end side of the smoke exhaust duct passes through the opening. It is characterized in that it communicates with the cooling duct and the other end side of the smoke exhaust duct is guided to the outside of the vehicle.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記シャッター機構は、前記開口部近傍に配設される蓋部と、前記開口部近傍の前記冷却ダクト内に前記一方向に向けて配設されるレール部と、前記レール部に可動自在に配設されると共に、前記温調プレートの一端側に連結され、その一部に貫通孔が形成された可動プレート部と、その一端側が前記蓋部に固定されると共に、その他端側が前記可動プレート部に対して可動自在に配設される支持棒部と、を有し、前記電池セルの異常発熱の際に、前記温調プレートに連動して前記可動プレート部が可動し、前記支持棒部が、前記貫通孔から落下することで、前記蓋部が前記開口部を塞ぐことを特徴とする。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the shutter mechanism is arranged in one direction in the lid portion arranged in the vicinity of the opening and in the cooling duct in the vicinity of the opening. A movable plate portion that is movably arranged on the rail portion and is connected to one end side of the temperature control plate and has a through hole formed in a part thereof, and the one end side thereof is the lid portion. It also has a support rod portion whose end side is movably arranged with respect to the movable plate portion, and is interlocked with the temperature control plate when the battery cell generates abnormal heat. The movable plate portion is movable, and the support rod portion falls from the through hole, so that the lid portion closes the opening portion.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記可動プレート部には、前記一方向に延在する一対のガイド壁部が形成され、前記貫通孔は、前記一対のガイド壁部の間に形成されると共に、前記貫通孔の断面形状は、前記一方向に長手方向を有する楕円形状であることを特徴とする。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the movable plate portion is formed with a pair of guide wall portions extending in one direction, and the through holes are formed between the pair of guide wall portions. The cross-sectional shape of the through hole is characterized by being formed and having an elliptical shape having a longitudinal direction in one direction.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記蓋部は、前記排煙ダクト内に配設されると共に、前記排煙ダクト側から前記開口部を全て覆う面積を有していることを特徴とする。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the lid portion is arranged in the smoke exhaust duct and has an area covering the entire opening from the smoke exhaust duct side. It is a feature.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記蓋部は、前記支持棒部を前記可動プレート部側へと押圧する板バネから形成されていることを特徴とする。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the lid portion is characterized by being formed of a leaf spring that presses the support rod portion toward the movable plate portion.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、前記冷却ダクト内には、前記電池モジュール側の側面に前記一方向に延在する絶縁性ケースが配設され、合金プレートから成る前記温調プレートが、前記絶縁性ケース内に配設されていることを特徴とする。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the temperature control plate made of an alloy plate is provided with an insulating case extending in one direction on the side surface on the battery module side in the cooling duct. Is disposed in the insulating case.

本発明の車両用電池の冷却構造では、複数の電池セルが一方向に配列された電池モジュールと、電池モジュールの一側面に沿って配設される冷却ダクトと、電池セルの異常発熱により変形する温調プレートと、冷却ダクトから分岐し、電池モジュールの他の側面に沿って配設される排煙ダクトと、冷却ダクトと排煙ダクトとの分岐領域の開口部に、電池セルの異常発熱の際に温調プレートと連動して可動し、開口部を塞ぐシャッター機構と、が、備えられている。この構造により、電池セルが正常に稼働している間は、冷却ダクト内を流れる冷却風を排煙ダクトへも流すことで、電池モジュールの冷却効率を向上させることができる。 In the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the battery module in which a plurality of battery cells are arranged in one direction, the cooling duct arranged along one side surface of the battery module, and the battery cells are deformed by abnormal heat generation. Abnormal heat generation of the battery cell occurs at the opening of the temperature control plate, the smoke exhaust duct branching from the cooling duct and arranged along the other side surface of the battery module, and the branch region between the cooling duct and the smoke exhaust duct. It is equipped with a shutter mechanism that moves in conjunction with the temperature control plate and closes the opening. With this structure, while the battery cell is operating normally, the cooling air flowing in the cooling duct is also sent to the smoke exhaust duct, so that the cooling efficiency of the battery module can be improved.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、排煙ダクトは、電池モジュールよりも上流側にて冷却ダクトから分岐し、排煙ダクトの一端側は開口部を介して冷却ダクトと連通すると共に、排煙ダクトの他端側は車両外部へと導かれる。この構造により、電池セルの異常発熱の際に有毒ガスが発生した場合でも、シャッター機構により上記分岐領域の開口部を塞ぐことで、有毒ガスが車両の室内への流れ込むことを防止すると共に、確実に車外へと有毒ガスを排出することができる。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the smoke exhaust duct branches from the cooling duct on the upstream side of the battery module, and one end side of the smoke exhaust duct communicates with the cooling duct through the opening. , The other end of the smoke exhaust duct is guided to the outside of the vehicle. With this structure, even if toxic gas is generated due to abnormal heat generation of the battery cell, the shutter mechanism closes the opening of the branch region to prevent the toxic gas from flowing into the vehicle interior and to ensure it. Toxic gas can be discharged to the outside of the vehicle.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、シャッター機構は、電池セルの異常発熱の際に開口部を塞ぐ蓋部と、冷却ダクト内に配設されるレール部と、レール部に可動自在に配設される可動プレート部と、開口部上方に蓋部を支持する支持棒部と、を有している。この構造により、電池セルの異常発熱の際に、温調プレートに連動して可動プレート部がスライド移動し、支持棒部が、可動プレート部に形成された貫通孔から落下し、蓋部が開口部を塞ぐことで、有毒ガスが車両の室内への流れ込むことを防止することができる。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the shutter mechanism is movable to the lid portion that closes the opening when the battery cell abnormally generates heat, the rail portion disposed in the cooling duct, and the rail portion. It has a movable plate portion disposed in the above portion and a support rod portion for supporting the lid portion above the opening. With this structure, when the battery cell generates abnormal heat, the movable plate part slides and moves in conjunction with the temperature control plate, the support rod part falls from the through hole formed in the movable plate part, and the lid part opens. By closing the portion, it is possible to prevent toxic gas from flowing into the interior of the vehicle.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、可動プレート部には、一対のガイド壁部が形成され、貫通孔は、ガイド壁部の間であり、その長手方向が可動プレート部のスライド方向に位置するように形成されている。この構造により、電池セルの異常発熱の際に、可動プレート部がスライド移動する際に、支持棒部は、ガイド壁部によりガイドされ、確実に貫通孔から落下することで、蓋部が開口部を塞ぐことができる。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, a pair of guide wall portions are formed in the movable plate portion, the through holes are between the guide wall portions, and the longitudinal direction thereof is the slide direction of the movable plate portion. It is formed to be located in. With this structure, when the movable plate portion slides and moves during abnormal heat generation of the battery cell, the support rod portion is guided by the guide wall portion and surely falls from the through hole, so that the lid portion opens. Can be closed.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、蓋部は、排煙ダクト内に配設されると共に、排煙ダクト側から開口部を全て覆う面積を有している。この構造により、蓋部は、電池セルの異常発熱により発生する有毒ガスのガス圧によっても押圧され、確実に上記分岐領域の開口部を塞ぐことができる。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the lid portion is arranged in the smoke exhaust duct and has an area covering the entire opening from the smoke exhaust duct side. With this structure, the lid portion is also pressed by the gas pressure of the toxic gas generated by the abnormal heat generation of the battery cell, and the opening portion of the branch region can be reliably closed.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、蓋部は、支持棒部を可動プレート部側へと押圧する板バネから形成されている。この構造により、支持棒部は、蓋部と可動プレート部との間に挟み込まれた状態にて直立し、電池セルの正常稼働時には、開口部を開状態に維持すると共に、電池セルの異常発熱時には、確実に上記分岐領域の開口部を塞ぐことができる。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, the lid portion is formed of a leaf spring that presses the support rod portion toward the movable plate portion. With this structure, the support rod portion stands upright while being sandwiched between the lid portion and the movable plate portion, and during normal operation of the battery cell, the opening is maintained in the open state and abnormal heat generation of the battery cell is generated. Occasionally, the opening of the branch region can be reliably closed.

また、本発明の車両用電池の冷却構造では、冷却ダクト内には、電池モジュール側の側面に絶縁性ケースが配設され、合金プレートから成る温調プレートが、絶縁性ケース内に配設されている。この構造により、温調プレートが、電池モジュールに対して絶縁処理された状態となり、電池モジュールにて予期せぬショートの発生等が防止される。 Further, in the cooling structure of the vehicle battery of the present invention, an insulating case is arranged on the side surface on the battery module side in the cooling duct, and a temperature control plate made of an alloy plate is arranged in the insulating case. ing. With this structure, the temperature control plate is in a state of being insulated from the battery module, and the occurrence of an unexpected short circuit in the battery module is prevented.

本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を備えた車両を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the vehicle provided with the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）斜視図である。It is (A) perspective view and (B) perspective view explaining the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する（Ａ）側面図、（Ｂ）側面図である。It is (A) side view and (B) side view explaining the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用電池の冷却構造を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。It is (A) sectional drawing and (B) sectional drawing explaining the cooling structure of the vehicle battery which is one Embodiment of this invention. 従来の従来の電池モジュールを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the conventional conventional battery module. 従来の組電池における冷却構造を説明する（Ａ）模式図、（Ｂ）斜視図である。It is (A) schematic diagram and (B) perspective view explaining the cooling structure in the conventional assembled battery.

以下、本発明の一実施形態に係る車両用電池１０の冷却構造１２を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, in principle, the same code number is used for the same member, and the repeated description is omitted.

図１は、本実施形態の車両用電池１０の冷却構造１２を備えた車両１１を説明する斜視図である。図２は、本実施形態の車両用電池１０の冷却構造１２を説明する斜視図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本実施形態の車両用電池１０の冷却構造１２のシャッター機構３１を説明する斜視図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施形態の車両用電池１０の冷却構造１２を説明する側面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本実施形態の車両用電池１０の冷却構造１２のシャッター機構３１の動作状況を説明する断面図である。 FIG. 1 is a perspective view illustrating a vehicle 11 provided with a cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view illustrating the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment. 3A and 3B are perspective views illustrating the shutter mechanism 31 of the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment. 4 (A) and 4 (B) are side views illustrating the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment. 5 (A) and 5 (B) are cross-sectional views illustrating an operating state of the shutter mechanism 31 of the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 of the present embodiment.

自動車や電車等の車両１１には、モータや様々の電装部品に電力を供給するための車両用電池１０が搭載されている。車両１１として自動車の場合には、近年、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＶｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＶｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＶｅｈｉｃｌｅ）等が普及しており、これらの車両１１にも、高い蓄電機能を有した車両用電池１０が搭載されている。 Vehicles 11 such as automobiles and trains are equipped with vehicle batteries 10 for supplying electric power to motors and various electrical components. In the case of an automobile as a vehicle 11, EV (Electric Vehicle), HEV (Hybrid Electrical Vehicle), PHEV (Plug-in Hybrid Electrical Vehicle), and the like have become widespread in recent years, and these vehicles 11 also have a high power storage function. The vehicle battery 10 having the above is mounted.

図１では、車両用電池１０を備えた車両１１を後方の上方から見た状態を図示し、説明の都合上、車両１１の車体の後端を覆うリアゲートを省略して図示している。車体の車室内後方には後方シート１３が配設され、後方シート１３の更に後方には、リアフロア１４が配設されている。そして、リアフロア１４下方の収納スペース１５には、車両用電池１０が配設され、車両用電池１０は、例えば、その長手方向が、車両１１の車幅方向（紙面左右方向）と一致するように配設されている。尚、車両用電池１０は、リアフロア１４下方に配設される場合に限定されるものではなく運転席や助手席が配設されるフロントフロア（図示せず）等の下方に配設される場合でも良い。 In FIG. 1, a state in which a vehicle 11 equipped with a vehicle battery 10 is viewed from above behind is shown, and for convenience of explanation, the rear gate covering the rear end of the vehicle body of the vehicle 11 is omitted. A rear seat 13 is arranged behind the vehicle interior of the vehicle body, and a rear floor 14 is arranged further behind the rear seat 13. A vehicle battery 10 is arranged in the storage space 15 below the rear floor 14, so that, for example, the longitudinal direction of the vehicle battery 10 coincides with the vehicle width direction (paper left / right direction) of the vehicle 11. It is arranged. The vehicle battery 10 is not limited to the case where it is arranged below the rear floor 14, but when it is arranged below the front floor (not shown) where the driver's seat and the passenger seat are arranged. But it's okay.

図２では、車両用電池１０の冷却構造１２を模式的に図示し、説明の都合上、冷却ダクト２６と排煙ダクト２７の一部を透過して図示している。車両用電池１０の冷却構造１２は、主に、車両用電池１０と、車両用電池１０の周囲に配設される冷却ダクト２６及び排煙ダクト２７と、冷却ダクト２６と排煙ダクト２７の分岐領域に設けられたシャッター機構３１と、シャッター機構３１を動作させる温調プレート４１（図４（Ａ）参照）と、を備えている。尚、温調プレート４１は、冷却ダクト２６内に配設される絶縁性ケース４２内に配設されている。 In FIG. 2, the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 is schematically shown, and for convenience of explanation, it is shown through a part of the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27. The cooling structure 12 of the vehicle battery 10 mainly comprises a vehicle battery 10, a cooling duct 26 and a smoke exhaust duct 27 arranged around the vehicle battery 10, and a branch of the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27. It includes a shutter mechanism 31 provided in the region and a temperature control plate 41 (see FIG. 4A) for operating the shutter mechanism 31. The temperature control plate 41 is arranged in the insulating case 42 arranged in the cooling duct 26.

車両用電池１０は、主に、収納枠体２１と、収納枠体２１内に収納される複数の電池セル２２から構成される電池モジュール２３と、を有している。収納枠体２１は、主に、複数の電池セル２２をその下面から支持する一対の底板プレート２１Ａ、２１Ｂと、車両用電池１０の長手方向の両側面に配設される側板プレート２１Ｃ、２１Ｄと、電池セル２２の上面にて側板プレート２１Ｃ、２１Ｄ同士を連結する一対の押えプレート２１Ｅ、２１Ｆと、を有している。 The vehicle battery 10 mainly has a storage frame body 21 and a battery module 23 composed of a plurality of battery cells 22 housed in the storage frame body 21. The storage frame 21 mainly includes a pair of bottom plate plates 21A and 21B that support a plurality of battery cells 22 from the lower surface thereof, and side plate plates 21C and 21D arranged on both side surfaces in the longitudinal direction of the vehicle battery 10. It has a pair of holding plates 21E and 21F that connect the side plate plates 21C and 21D to each other on the upper surface of the battery cell 22.

車両１１での急速充電時、車両１１の高負荷走行時や夏場等の高温環境下での車両１１の走行時等、電池セル２２の温度が上昇し、所定温度を超えた状態にて使用されることで、電池セル２２の特性や寿命が悪化する。詳細は後述するが、収納枠体２１では、収納枠体２１から個々の電池セル２２の上面や側面が露出し、その露出領域に対向するように冷却ダクト２６及び排煙ダクト２７を配設し、冷却風により冷却する領域を増大させることで、冷却性能を高める車両用電池１０の冷却構造１２を実現している。 The battery cell 22 is used in a state where the temperature of the battery cell 22 rises and exceeds a predetermined temperature, such as when the vehicle 11 is rapidly charged, when the vehicle 11 is running under a high load, or when the vehicle 11 is running in a high temperature environment such as summer. As a result, the characteristics and life of the battery cell 22 deteriorate. Although the details will be described later, in the storage frame 21, the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27 are arranged so that the upper surface and the side surface of each battery cell 22 are exposed from the storage frame 21 and face the exposed area. By increasing the area to be cooled by the cooling air, the cooling structure 12 of the vehicle battery 10 that enhances the cooling performance is realized.

その一方、収納枠体２１は、上記冷却性能を考慮した枠体構造であるが、側板プレート２１Ｃ、２１Ｄが、その上下面にて押えプレート２１Ｅ、２１Ｆ及び底板プレート２１Ａ、２１Ｂと連結し、押えプレート２１Ｅ、２１Ｆにて、各電池セル２２をその上面からしっかりと固定する。この構造により、収納枠体２１としての強度も維持しつつ、個々の電池セル２２の位置固定も実現している。 On the other hand, the storage frame 21 has a frame structure in consideration of the cooling performance, but the side plate plates 21C and 21D are connected to the presser plates 21E and 21F and the bottom plate plates 21A and 21B on the upper and lower surfaces thereof, and the presser plate 21C and 21D are pressed. Each battery cell 22 is firmly fixed from the upper surface of the plates 21E and 21F. With this structure, the position of each battery cell 22 can be fixed while maintaining the strength of the storage frame 21.

電池セル２２は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池である。個々の電池セル２２は、例えば、角型平板形状であり、車両１１の車幅方向（紙面左右方向）に沿って、前後に小さな隙間を有した状態にて等間隔に配列されている。そして、電池セル２２の上面には、それぞれ上方に突出した正極側端子２４と負極側端子２５とがその両側に離隔して配設されている。個々の電池セル２２は、導電性の接続板（図示せず）を介して直列接続されることで、高出力の電池モジュール２３が構成されている。 The battery cell 22 is a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery. The individual battery cells 22 have, for example, a square flat plate shape, and are arranged at equal intervals along the vehicle width direction (left-right direction of the paper surface) of the vehicle 11 with small gaps in the front and rear. On the upper surface of the battery cell 22, a positive electrode side terminal 24 and a negative electrode side terminal 25 projecting upward are arranged on both sides thereof so as to be separated from each other. The individual battery cells 22 are connected in series via a conductive connection plate (not shown) to form a high-output battery module 23.

図示したように、電池モジュール２３を冷却する冷却風を流す冷却ダクト２６が、電池モジュール２３の長手方向の側面に沿って配設されている。冷却ダクト２６は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性樹脂により形成されたダクトであり、その断面形状は長方形形状である。車両１１の高さ方向（紙面上下方向）において、冷却ダクト２６の長さは、収納枠体２１の側面から露出する個々の電池セル２２の長さと同等であり、冷却ダクト２６と露出する電池モジュール２３との対向領域を増大させ、冷却効率を向上させている。 As shown in the figure, a cooling duct 26 for flowing cooling air for cooling the battery module 23 is arranged along the side surface in the longitudinal direction of the battery module 23. The cooling duct 26 is a duct formed of, for example, an insulating resin such as polyethylene or polypropylene, and its cross-sectional shape is rectangular. In the height direction of the vehicle 11 (vertical direction on the paper surface), the length of the cooling duct 26 is equivalent to the length of each battery cell 22 exposed from the side surface of the storage frame 21, and the cooling duct 26 and the exposed battery module. The area facing the 23 is increased to improve the cooling efficiency.

ここで、冷却ダクト２６は、車両１１の室内の空調をコントロールする車両用空調装置（図示せず）で空調された室内の空気を、車両用電池１０の周囲まで導くように配設され、図示したように、電池モジュール２３の露出領域に沿って配設された後、再び、室内へと導くように配設する。つまり、冷却ダクト２６内を流れる冷却風は、車両１１内を循環し、電池モジュール２３との熱交換により温められた後、車両用空調装置にて冷却されることで、冷却効率を向上させることができる。 Here, the cooling duct 26 is arranged so as to guide the air in the room air-conditioned by the vehicle air-conditioning device (not shown) that controls the air-conditioning in the room of the vehicle 11 to the periphery of the vehicle battery 10 and is not shown. As described above, after being arranged along the exposed area of the battery module 23, it is arranged so as to lead to the room again. That is, the cooling air flowing in the cooling duct 26 circulates in the vehicle 11, is heated by heat exchange with the battery module 23, and is cooled by the vehicle air conditioner to improve the cooling efficiency. Can be done.

次に、電池セル２２の上面には、正極側端子２４と負極側端子２５との間であり、その中央領域にガス排出弁（図示せず）が形成されている。ガス排出弁は、例えば、電池セル２２の上面に薄肉部等を用いて形成され、電池セル２２の異常時に有毒ガスの発生により内圧が高まった際に優先的に破断する構造である。 Next, on the upper surface of the battery cell 22, a gas discharge valve (not shown) is formed between the positive electrode side terminal 24 and the negative electrode side terminal 25 in the central region thereof. The gas discharge valve is formed, for example, on the upper surface of the battery cell 22 by using a thin-walled portion or the like, and has a structure that preferentially breaks when the internal pressure increases due to the generation of toxic gas when the battery cell 22 is abnormal.

一方、排煙ダクト２７は、各電池セル２２のガス排出弁上方をカバーするように、電池モジュール２３の長手方向の上面に沿って配設されている。排煙ダクト２７は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性樹脂により形成されたダクトである。車両１１の前後方向（紙面前後方向）において、排煙ダクト２７の幅は、正極側端子２４と負極側端子２５との間より若干短い程度の幅であり、収納枠体２１の上方から露出する電池モジュール２３の露出領域の大部分をカバーしている。 On the other hand, the smoke exhaust duct 27 is arranged along the upper surface in the longitudinal direction of the battery module 23 so as to cover the upper part of the gas exhaust valve of each battery cell 22. The smoke exhaust duct 27 is a duct formed of an insulating resin such as polyethylene or polypropylene. In the front-rear direction (front-back direction of the paper surface) of the vehicle 11, the width of the smoke exhaust duct 27 is slightly shorter than the width between the positive electrode side terminal 24 and the negative electrode side terminal 25, and is exposed from above the storage frame 21. It covers most of the exposed area of the battery module 23.

丸印２８にて示すように、本実施の形態では、排煙ダクト２７の上流側の端部が、冷却ダクト２６と連通している。一方、図示していないが、排煙ダクト２７の下流側の端部は、車外へと導出されている。詳細は後述するが、電池セル２２が正常に稼働している間は、排煙ダクト２７には冷却ダクト２６を流れる冷却風の一部が流れ込むことで、排煙ダクト２７も利用して電池モジュール２３を冷却することで、冷却効率を向上させている。 As shown by the circle 28, in the present embodiment, the upstream end of the smoke exhaust duct 27 communicates with the cooling duct 26. On the other hand, although not shown, the downstream end of the smoke exhaust duct 27 is led out to the outside of the vehicle. Although the details will be described later, while the battery cell 22 is operating normally, a part of the cooling air flowing through the cooling duct 26 flows into the smoke exhaust duct 27, so that the smoke exhaust duct 27 is also used as the battery module. By cooling 23, the cooling efficiency is improved.

次に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、図２の丸印２８にて示す領域を拡大して示し、説明の都合上、冷却ダクト２６と排煙ダクト２７を透過して図示している。シャッター機構３１は、冷却ダクト２６と排煙ダクト２７との分岐領域に配設され、電池セル２２の異常発熱時に、冷却ダクト２６と排煙ダクト２７とを連通させる開口部３２を塞ぎ、電池セル２２から発生した有毒ガスが、車両１１の車室内へと流れ込むことを防止する機構である。 Next, in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the area indicated by the circle 28 in FIG. 2 is enlarged and shown, and for convenience of explanation, the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27 are passed through the figure. Shows. The shutter mechanism 31 is arranged in a branch region between the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27, closes the opening 32 that connects the cooling duct 26 and the smoke exhaust duct 27 when the battery cell 22 generates abnormal heat, and the battery cell. It is a mechanism for preventing the toxic gas generated from 22 from flowing into the vehicle interior of the vehicle 11.

図３（Ａ）に示す如く、シャッター機構３１は、主に、開口部３２を開閉自在に塞ぐ蓋部３３と、蓋部３３を下方から支持する支持棒部３４と、支持棒部３４を下方から支持する可動プレート部３５と、可動プレート部３５を可動自在に支持する一対のレール部３６、３７と、その一端側が可動プレート部３５と連結する温調プレート４１と、を有している。尚、温調プレート４１は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて後述する。 As shown in FIG. 3A, the shutter mechanism 31 mainly has a lid portion 33 that opens and closes the opening 32, a support rod portion 34 that supports the lid portion 33 from below, and a support rod portion 34 downward. It has a movable plate portion 35 that supports the movable plate portion 35, a pair of rail portions 36 and 37 that movably support the movable plate portion 35, and a temperature control plate 41 whose one end side is connected to the movable plate portion 35. The temperature control plate 41 will be described later with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).

開口部３２は、冷却ダクト２６の上面２６Ａに形成され、排煙ダクト２７は、その内部空間内に開口部３２を含むように冷却ダクト２６の上面に連結している。 The opening 32 is formed on the upper surface 26A of the cooling duct 26, and the smoke exhaust duct 27 is connected to the upper surface of the cooling duct 26 so as to include the opening 32 in the internal space thereof.

蓋部３３は、排煙ダクト２７の内部空間内に配設され、例えば、板バネにより形成され、蓋部３３は、固定部３３Ａと、固定部３３Ａと一体に形成れた本体部３３Ｂと、を有している。そして、固定部３３Ａは、開口部３２近傍の冷却ダクト２６の上面２６Ａに固定され、本体部３３Ｂが、常時、開口部３２側へと向かうように本体部３３Ｂを支持している。一方、本体部３３Ｂは、開口部３２を塞ぐ際には、開口部３２を全て覆う面積を有し、本体部３３Ｂの先端側には、支持棒部３４の一端側が固定されている。 The lid portion 33 is arranged in the internal space of the smoke exhaust duct 27, and is formed by, for example, a leaf spring. have. The fixing portion 33A is fixed to the upper surface 26A of the cooling duct 26 near the opening 32, and the main body 33B always supports the main body 33B so as to face the opening 32 side. On the other hand, the main body 33B has an area that covers the entire opening 32 when the opening 32 is closed, and one end side of the support rod portion 34 is fixed to the tip end side of the main body 33B.

支持棒部３４は、例えば、円柱状の細長い棒状体であり、その一端側が蓋部３３に固定され、その他端側は可動プレート部３５の上面３５Ａ（図３（Ｂ）参照）に当接している。支持棒部３４の他端側は、可動プレート部３５に対して固定されず、可動プレート部３５は、支持棒部３４に規制されることなく、スライド移動することができる。上述したように、支持棒部３４は、蓋部３３により可動プレート部３５の上面３５Ａ側へと付勢され、蓋部３３と可動プレート部３５により挟まれた状態にて、可動プレート部３５の上面３５Ａに直立している。 The support rod portion 34 is, for example, a cylindrical elongated rod-shaped body, one end side thereof is fixed to the lid portion 33, and the other end side is in contact with the upper surface 35A (see FIG. 3B) of the movable plate portion 35. There is. The other end side of the support rod portion 34 is not fixed to the movable plate portion 35, and the movable plate portion 35 can slide and move without being restricted by the support rod portion 34. As described above, the support rod portion 34 is urged toward the upper surface 35A side of the movable plate portion 35 by the lid portion 33, and the movable plate portion 35 is sandwiched between the lid portion 33 and the movable plate portion 35. It stands upright on the upper surface 35A.

可動プレート部３５は、例えば、直方体形状の板状体であり、図３（Ｂ）に示すように、横幅方向（紙面前後方向）の両端側が、それぞれ一対のレール部３６、３７に嵌り込むことで、レール部３６、３７に沿って可動自在となる。そして、可動プレート部３５の上面３５Ａには、一対のガイド壁部３５Ｂ、３５Ｃが形成され、ガイド壁部３５Ｂ、３５Ｃは可動プレート部３５のスライド方向（紙面左右方向）に沿って略平行に形成されている。また、ガイド壁部３５Ｂ、３５Ｃの間には、その中央領域に上下方向に貫通した貫通孔３５Ｄが形成されている。貫通孔３５Ｄの断面形状は、可動プレート部３５のスライド方向に長手方向を有する楕円形状となる。 The movable plate portion 35 is, for example, a rectangular parallelepiped plate-like body, and as shown in FIG. 3B, both end sides in the width direction (front-back direction of the paper surface) are fitted into the pair of rail portions 36 and 37, respectively. Then, it becomes movable along the rail portions 36 and 37. A pair of guide wall portions 35B and 35C are formed on the upper surface 35A of the movable plate portion 35, and the guide wall portions 35B and 35C are formed substantially parallel to the slide direction (paper surface left and right direction) of the movable plate portion 35. Has been done. Further, between the guide wall portions 35B and 35C, a through hole 35D penetrating in the vertical direction is formed in the central region thereof. The cross-sectional shape of the through hole 35D is an elliptical shape having a longitudinal direction in the sliding direction of the movable plate portion 35.

一対のレール部３６、３７は、冷却ダクト２６の内側面２６Ｂ、２６Ｃにそれぞれ配設されると共に、冷却ダクト２６の延在方向に沿って配設されている。レール部３６、３７の断面形状は、略コの字形状であり、それらの開口領域が対向して配設されている。この構造により、可動プレート部３５が、一対のレール部３６、３７の間に配設され、冷却ダクト２６の延在方向へとスライド移動することができる。詳細は後述するが、可動プレート部３５がスライド移動し、支持棒部３４が貫通孔３５Ｄの形成領域へと位置することで、支持棒部３４が貫通孔３５Ｄへと落下する。そして、蓋部３３の支持棒部３４による支えられた状態が解消することで、蓋部３３が開口部３２を塞ぎ、排煙ダクト２７は、冷却ダクト２６から遮断される。 The pair of rail portions 36, 37 are arranged on the inner side surfaces 26B, 26C of the cooling duct 26, respectively, and are arranged along the extending direction of the cooling duct 26. The cross-sectional shapes of the rail portions 36 and 37 are substantially U-shaped, and their opening regions are arranged so as to face each other. With this structure, the movable plate portion 35 is arranged between the pair of rail portions 36, 37, and can slide and move in the extending direction of the cooling duct 26. Although the details will be described later, the movable plate portion 35 slides and moves, and the support rod portion 34 is located in the formation region of the through hole 35D, so that the support rod portion 34 falls into the through hole 35D. Then, the state of being supported by the support rod portion 34 of the lid portion 33 is eliminated, so that the lid portion 33 closes the opening portion 32 and the smoke exhaust duct 27 is shut off from the cooling duct 26.

次に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では、冷却ダクト２６（図３（Ａ）参照）内に配設された温調プレート４１と可動プレート部３５との位置関係を模式的に図示している。図２に示す如く、冷却ダクト２６の内側面２６Ｂ（図３（Ａ）参照）には、電池モジュール２３の露出領域との対向領域に絶縁性ケース４２（図２参照）が配設され、絶縁性ケース４２の内側には、温調プレート４１が配設されている。この構造により、温調プレート４１は、電池モジュール２３に対して絶縁処理された状態となり、電池モジュール２３にて予期せぬショートの発生等が防止される。 Next, in FIGS. 4A and 4B, the positional relationship between the temperature control plate 41 arranged in the cooling duct 26 (see FIG. 3A) and the movable plate portion 35 is schematically shown. It is shown in the figure. As shown in FIG. 2, on the inner side surface 26B (see FIG. 3A) of the cooling duct 26, an insulating case 42 (see FIG. 2) is arranged in a region facing the exposed region of the battery module 23 to insulate the battery module 23. A temperature control plate 41 is arranged inside the sex case 42. With this structure, the temperature control plate 41 is in a state of being insulated from the battery module 23, and the occurrence of an unexpected short circuit in the battery module 23 is prevented.

図４（Ａ）に示す如く、温調プレート４１は、形状記憶合金により形成され、例えば、電池モジュール２３の温度が高温状態になった際に、直線形状から略コの字形状に変形する。そして、温調プレート４１は、車両１１の車幅方向（紙面左右方向）に配列された全ての電池セル２２に対して対向して配設されている。温調プレート４１の紙面右側の端部は、冷却ダクト２６（図３（Ａ）参照）の内側面２６Ｂ（図３（Ａ）参照）に対して固定され、温調プレート４１の紙面左側の端部は、可動プレート部３５に固定されている。この構造により、温調プレート４１が変形した場合には、可動プレート部３５は、レール部３６、３７（図３（Ａ）参照）に沿って紙面右側へとスライド移動する。 As shown in FIG. 4A, the temperature control plate 41 is formed of a shape memory alloy, and for example, when the temperature of the battery module 23 becomes high, the temperature control plate 41 is deformed from a linear shape to a substantially U-shape. The temperature control plate 41 is arranged to face all the battery cells 22 arranged in the vehicle width direction (paper surface left / right direction) of the vehicle 11. The right end of the paper surface of the temperature control plate 41 is fixed to the inner side surface 26B (see FIG. 3 (A)) of the cooling duct 26 (see FIG. 3 (A)), and the left end of the paper surface of the temperature control plate 41 is fixed. The portion is fixed to the movable plate portion 35. Due to this structure, when the temperature control plate 41 is deformed, the movable plate portion 35 slides to the right side of the paper surface along the rail portions 36 and 37 (see FIG. 3A).

図４（Ｂ）に示す如く、電池モジュール２３の紙面左側から４番目の電池セル２２にて金属片によるショートが発生し、異常発熱が発生した場合、丸印４３（図４（Ａ）参照）の領域の温調プレート４１が加熱され、略コの字形状へと変形する。そして、温調プレート４１は、上記コの字形状に変形することで、温調プレート４１の車両１１の車幅方向（紙面左右方向）の長さは短くなる。上述したように、温調プレート４１は、紙面左側の端部が移動可能であり、温調プレート４１の動きに連動して、その先端に固定された可動プレート部３５も紙面右側へとスライド移動する。 As shown in FIG. 4B, when a short circuit occurs due to a metal piece in the fourth battery cell 22 from the left side of the paper surface of the battery module 23 and abnormal heat generation occurs, the circle 43 (see FIG. 4A). The temperature control plate 41 in the region is heated and deformed into a substantially U-shape. By deforming the temperature control plate 41 into the U-shape, the length of the temperature control plate 41 in the vehicle width direction (left-right direction on the paper surface) of the vehicle 11 becomes shorter. As described above, the temperature control plate 41 has a movable end portion on the left side of the paper surface, and the movable plate portion 35 fixed to the tip thereof also slides to the right side of the paper surface in conjunction with the movement of the temperature control plate 41. do.

最後に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では、可動プレート部３５のスライド移動に連動したシャッター機構３１の動作を説明する。 Finally, in FIGS. 5A and 5B, the operation of the shutter mechanism 31 interlocked with the slide movement of the movable plate portion 35 will be described.

図５（Ａ）では、個々の電池セル２２（図４（Ａ）参照）が正常に稼働し、電池セル２２にて異常発熱が発生していない場合を示している。上述したように、支持棒部３４の一端側は蓋部３３に固定され、支持棒部３４の他端側は、可動プレート部３５の上面３５Ａに当接している。そして、支持棒部３４は、蓋部３３にて可動プレート部３５の上面３５Ａ側へと付勢された状態のため、蓋部３３は、開口部３２の上方にて固定された状態となっている。 FIG. 5A shows a case where the individual battery cells 22 (see FIG. 4A) are operating normally and abnormal heat generation is not generated in the battery cells 22. As described above, one end side of the support rod portion 34 is fixed to the lid portion 33, and the other end side of the support rod portion 34 is in contact with the upper surface 35A of the movable plate portion 35. Since the support rod portion 34 is urged toward the upper surface 35A side of the movable plate portion 35 by the lid portion 33, the lid portion 33 is fixed above the opening portion 32. There is.

この構造により、矢印５１、５２にて示すように、冷却ダクト２６内を流れる冷却風の一部は、開口部３２を介して排煙ダクト２７内へと流れ込み、排煙ダクト２７も冷却ダクト２６と同様に電池モジュール２３（図４（Ａ）参照）を冷却する役割を果たす。図２に示すように、排煙ダクト２７は、収納枠体２１の上方から露出する電池モジュール２３の露出領域の大部分をカバーしているので、電池モジュール２３の冷却効率を向上させることができる。尚、排煙ダクト２７内を流れる冷却風は、車両用空調装置を介して車両１１内を循環することなく、車外へと排出される。 Due to this structure, as shown by arrows 51 and 52, a part of the cooling air flowing in the cooling duct 26 flows into the smoke exhaust duct 27 through the opening 32, and the smoke exhaust duct 27 also flows into the cooling duct 26. Also serves to cool the battery module 23 (see FIG. 4A). As shown in FIG. 2, since the smoke exhaust duct 27 covers most of the exposed area of the battery module 23 exposed from above the storage frame 21, the cooling efficiency of the battery module 23 can be improved. .. The cooling air flowing in the smoke exhaust duct 27 is discharged to the outside of the vehicle without circulating in the vehicle 11 via the vehicle air conditioner.

図５（Ｂ）では、個々の電池セル２２（図４（Ｂ）参照）のいずれかに問題が発生し、電池セル２２にて異常発熱が発生している場合を示している。上述したように、異常発熱が発生した領域の温調プレート４１が加熱され、略コの字形状へと変形することで、温調プレート４１の車両１１の車幅方向（紙面左右方向）の長さは短くなる。そして、可動プレート部３５が、上記温調プレート４１の変形に連動して紙面右側へとスライド移動することで、支持棒部３４の下方に可動プレート部３５の貫通孔３５Ｄが配設され、支持棒部３４が貫通孔３５Ｄへと落下し、蓋部３３が開口部３２を塞いた状態となる。 FIG. 5B shows a case where a problem occurs in any of the individual battery cells 22 (see FIG. 4B) and abnormal heat generation occurs in the battery cells 22. As described above, the temperature control plate 41 in the region where abnormal heat generation is generated is heated and deformed into a substantially U-shape, so that the length of the vehicle 11 of the temperature control plate 41 in the vehicle width direction (paper left / right direction) is long. It gets shorter. Then, the movable plate portion 35 slides to the right side of the paper surface in conjunction with the deformation of the temperature control plate 41, so that the through hole 35D of the movable plate portion 35 is arranged below the support rod portion 34 to support the movable plate portion 35. The rod portion 34 falls into the through hole 35D, and the lid portion 33 closes the opening 32.

このとき、図３（Ｂ）を用いて説明したように、可動プレート部３５の上面３５Ａには、一対のガイド壁部３５Ｂ、３５Ｃが、可動プレート部３５のスライド方向（紙面左右方向）に略平行に形成されると共に、ガイド壁部３５Ｂ、３５Ｃの間には、上記スライド方向に長手方向を有する貫通孔３５Ｄが形成されている。この構造により、可動プレート部３５がスライド移動する際に、支持棒部３４は、ガイド壁部３５Ｂ、３５Ｃにより確実に貫通孔３５Ｄから落下する方向へとガイドされる。また、上記貫通孔３５Ｄの形状により、温調プレート４１の変形量が僅かな場合でも、電池セル２２の異常発熱を検知し、排煙ダクト２７は、冷却ダクト２６から遮断される。 At this time, as described with reference to FIG. 3B, a pair of guide wall portions 35B and 35C are substantially attached to the upper surface 35A of the movable plate portion 35 in the slide direction (paper surface left / right direction) of the movable plate portion 35. Along with being formed in parallel, a through hole 35D having a longitudinal direction in the slide direction is formed between the guide wall portions 35B and 35C. With this structure, when the movable plate portion 35 slides and moves, the support rod portion 34 is surely guided in the direction of falling from the through hole 35D by the guide wall portions 35B and 35C. Further, due to the shape of the through hole 35D, even if the amount of deformation of the temperature control plate 41 is slight, abnormal heat generation of the battery cell 22 is detected, and the smoke exhaust duct 27 is shut off from the cooling duct 26.

図５（Ｂ）に示す如く、蓋部３３は、開口部３２を全て覆う面積を有すると共に、排煙ダクト２７側から開口部３２を塞ぐことで、矢印５３にて示す、発生した有毒ガスの高圧により蓋部３３は冷却ダクト２６の上面２６Ａ側へと押し付けられた状態となる。また、板バネにより形成された蓋部３３自身の付勢力によっても蓋部３３は冷却ダクト２６の上面２６Ａ側へと押し付けられた状態となる。 As shown in FIG. 5B, the lid portion 33 has an area that covers the entire opening portion 32, and by closing the opening portion 32 from the smoke exhaust duct 27 side, the generated toxic gas, which is indicated by the arrow 53, is used. Due to the high pressure, the lid portion 33 is pressed against the upper surface 26A side of the cooling duct 26. Further, the lid portion 33 is also pressed against the upper surface 26A side of the cooling duct 26 by the urging force of the lid portion 33 itself formed by the leaf spring.

この構造により、電池セル２２が異常発熱した直後に、開口部３２が蓋部３３により塞がれ、その後、電池セル２２のガス排出弁が破断し、有毒ガスが排煙ダクト２７内へと流れ込む。そして、有毒ガスが流れ込む時には、開口部３２は、蓋部３３により塞がれた状態であり、電池セル２２から発生した有毒ガスが、冷却ダクト２６内へと逆流し、車両１１の車室内へと流れ込むことが防止される。更には、発生した有毒ガスは非常に高圧であり、そのガス圧により蓋部３３により塞がれた状態を維持することで、電池セル２２から発生した有毒ガスが、冷却ダクト２６内へと逆流することを確実に防止することができる。 Due to this structure, immediately after the battery cell 22 abnormally generates heat, the opening 32 is closed by the lid portion 33, and then the gas discharge valve of the battery cell 22 is broken and the toxic gas flows into the smoke exhaust duct 27. .. Then, when the toxic gas flows in, the opening 32 is in a state of being closed by the lid portion 33, and the toxic gas generated from the battery cell 22 flows back into the cooling duct 26 and enters the vehicle interior of the vehicle 11. It is prevented from flowing in. Further, the generated toxic gas has a very high pressure, and by maintaining the state of being blocked by the lid portion 33 by the gas pressure, the toxic gas generated from the battery cell 22 flows back into the cooling duct 26. Can be reliably prevented from doing so.

尚、本実施形態では、温調プレート４１が、電池セル２２の異常発熱を検知し、直線形状から略コの字形状に変形する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、その逆に、略コの字形状に繰り返し変形した温調プレート４１を準備し、温調プレート４１が、電池セル２２の異常発熱を検知した場合に、略コの字形状から直線形状へと変形する場合でも良い。この場合には、温調プレート４１は、車両１１の車幅方向（紙面左右方向）の直線長さは長くなる方向に変形し、可動プレート部３５が逆方向（紙面左方向）に移動する。そして、支持棒部３４と貫通孔３５Ｄとの位置関係も可動プレート部３５の移動方向に合わせて設定することで、上述した効果と同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。 In the present embodiment, the case where the temperature control plate 41 detects abnormal heat generation of the battery cell 22 and is deformed from a linear shape to a substantially U-shape has been described, but the present invention is not limited to this case. For example, conversely, a temperature control plate 41 repeatedly deformed into a substantially U shape is prepared, and when the temperature control plate 41 detects abnormal heat generation of the battery cell 22, the shape changes from a substantially U shape to a linear shape. It may be transformed into. In this case, the temperature control plate 41 is deformed in a direction in which the linear length of the vehicle 11 in the vehicle width direction (left and right direction of the paper surface) becomes longer, and the movable plate portion 35 moves in the opposite direction (left direction of the paper surface). Then, by setting the positional relationship between the support rod portion 34 and the through hole 35D in accordance with the moving direction of the movable plate portion 35, the same effect as the above-mentioned effect can be obtained. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

１０車両用電池
１１車両
１２冷却構造
２１収納枠体
２２電池セル
２３電池モジュール
２６冷却ダクト
２７排煙ダクト
３１シャッター機構
３２開口部
３３蓋部
３４支持棒部
３５可動プレート部
３５Ｂ、３５Ｃガイド壁部
３５Ｄ貫通孔
３６、３７レール部
４１温調プレート
４２絶縁性ケース 10 Vehicle battery 11 Vehicle 12 Cooling structure 21 Storage frame 22 Battery cell 23 Battery module 26 Cooling duct 27 Smoke exhaust duct 31 Shutter mechanism 32 Opening 33 Lid 34 Support rod 35 Movable plate 35B, 35C Guide wall 35D Through holes 36, 37 Rail part 41 Temperature control plate 42 Insulation case

Claims

A battery module in which multiple battery cells are arranged in one direction,
A cooling duct extending in one direction along one side surface of the battery module and flowing cooling air for cooling the battery module.
A temperature control plate that is arranged so as to extend in one direction along the battery module and is deformed by abnormal heat generation of the battery cell.
A smoke exhaust duct that branches from the cooling duct, extends in the one direction along the other side surface of the battery module, and allows gas generated during abnormal heat generation of the battery cell to flow is provided.
In the branch area between the cooling duct and the smoke exhaust duct,
An opening for communicating the cooling duct and the smoke exhaust duct,
It has a shutter mechanism that keeps the opening open and moves in conjunction with the temperature control plate when the battery cell generates abnormal heat to close the opening.
A vehicle battery cooling structure, characterized in that the cooling air flowing in the cooling duct is also flowed to the smoke exhaust duct while the battery cell is operating normally.

The smoke exhaust duct branches from the cooling duct on the upstream side of the battery module.
The vehicle according to claim 1, wherein one end side of the smoke exhaust duct communicates with the cooling duct through the opening, and the other end side of the smoke exhaust duct is guided to the outside of the vehicle. Battery cooling structure.

The shutter mechanism is
A lid disposed in the vicinity of the opening and a lid
A rail portion arranged in the cooling duct in the vicinity of the opening in one direction, and a rail portion.
A movable plate portion that is movably arranged on the rail portion and is connected to one end side of the temperature control plate and has a through hole formed in a part thereof.
One end side thereof is fixed to the lid portion, and the other end side has a support rod portion movably arranged with respect to the movable plate portion.
When the battery cell generates abnormal heat, the movable plate portion moves in conjunction with the temperature control plate, and the support rod portion falls from the through hole, so that the lid portion closes the opening. The cooling structure for a vehicle battery according to claim 1 or 2, characterized in that.

A pair of guide wall portions extending in one direction are formed on the movable plate portion.
The third aspect of claim 3, wherein the through hole is formed between the pair of guide wall portions, and the cross-sectional shape of the through hole is an elliptical shape having a longitudinal direction in one direction. Cooling structure for vehicle batteries.

The third or fourth aspect of the present invention, wherein the lid portion is arranged in the smoke exhaust duct and has an area covering the entire opening from the smoke exhaust duct side. Cooling structure for vehicle batteries.

The cooling structure for a vehicle battery according to claim 5, wherein the lid portion is formed of a leaf spring that presses the support rod portion toward the movable plate portion.

In the cooling duct, an insulating case extending in one direction is arranged on the side surface on the battery module side.
The cooling structure for a vehicle battery according to any one of claims 3 to 6, wherein the temperature control plate made of an alloy plate is arranged in the insulating case.