JP7063279B2

JP7063279B2 - 車載バッテリ装置

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Publication number: JP7063279B2
Application number: JP2019003063A
Authority: JP
Inventors: 雅和土生
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: JP2020113436A

Description

本開示は、車載バッテリ装置に関する。

たとえば、特開２０１７－５００５５号公報（特許文献１）には、車室内に搭載された複数の電池と、各電池の内部で発生して各電池から排出されるガスを収集する排煙流路と、排煙流路に接続された排煙ダクトと、排煙ダクト内に設けられた逆止弁とを備える車載バッテリ装置が開示されている。排煙ダクトは、排煙流路から流入するガスを車室外へ排出するように構成される。逆止弁は、車室外から電池へ向かう空気の流れを抑制するように構成される。

特開２０１７－５００５５号公報

車両が走行すると、車室内の圧力が負圧になり、排煙ダクトから電池に向かって空気が逆流しやすくなる。こうした逆流が生じると、空気によって運ばれる塵埃が電池の上面（たとえば、端子及びガス排出弁の近傍）に堆積しやすくなる。こうした塵埃の堆積は、電池の動作不良の原因となり得る。

上記特許文献１に記載の車載バッテリ装置において、逆止弁は、上述した逆流を抑制するために設けられる。たとえば、車室内の圧力が負圧になると、負圧の力で逆止弁が閉じて、逆止弁によって排煙ダクト内の流路が遮断される。これにより、逆流防止が図られる。

しかしながら、逆止弁が閉じていても、逆止弁までは塵埃が到達する。このため、車両が停車して逆止弁が開いた際に、逆止弁付近に存在する塵埃が逆止弁を通過して電池に付着することが起こり得る。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、排煙ダクト内の逆止弁を通過して電池側へ侵入する塵埃を低減することである。

本開示に係る車載バッテリ装置は、車両の収容スペース内に搭載された電池と、電池から排出されるガスを収容スペース外へ排出する排煙ダクトと、排煙ダクト内に設けられた逆止弁とを備える。本開示に係る車載バッテリ装置は、排煙ダクトの逆止弁よりも下流側の部位（以下、「第１帯電部位」とも称する）を帯電させる帯電機構をさらに備える。逆止弁は、収容スペース外から電池へ向かう空気の逆流を抑制するように構成される。帯電機構は、車両が振動する力を利用して振動する振動子を含む。この帯電機構においては、振動子と振動子に連動する部材（以下、「連動部材」とも称する）との少なくとも一方が排煙ダクトの第１帯電部位に接触する。そして、この帯電機構は、振動子の振動によりその接触面に摩擦を生じさせることによって排煙ダクトの第１帯電部位を帯電させるように構成される。

上記帯電機構によれば、摩擦によって排煙ダクトの逆止弁よりも下流側の部位（第１帯電部位）に静電気を発生させることができる。たとえば、排煙ダクトの第１帯電部位と、この第１帯電部位に接触する振動子又は連動部材とが、帯電列で示される帯電性の異なる材料で形成されていることで、これらの接触面における上記の摩擦によって排煙ダクトの第１帯電部位を正又は負に帯電させることができる。摩擦により帯電した第１帯電部位には、静電気が発生する。こうした静電気は、排煙ダクト内の塵埃を引き寄せる傾向がある。このため、排煙ダクト内の塵埃は、第１帯電部位で捕獲され、逆止弁を通過しにくくなる。このように、上記車載バッテリ装置によれば、排煙ダクト内の逆止弁を通過して電池側へ侵入する塵埃を低減することができる。また、上記帯電機構は、車両が振動する力を利用して作動するため、帯電機構の動力源を別途設けなくてもよい。

なお、収容スペースは、車両のフロアパネルよりも上の空間であってもよいし、車両のフロアパネルの下面に設けられたカバーによって覆われる空間であってもよい。収容スペースの例としては、車室が挙げられる。車室は、車体により外気と遮断された空間であり、たとえば乗員スペース及びトランクルームを含む空間である。

また、連動部材は、振動子の振動に連動して回転する回転軸を介して振動子に接続される部材であってもよい。「接続」には、継ぎ目がある接続のほか、継ぎ目がない接続も含まれる。継ぎ目がある接続とは、たとえば別々に形成された２つの物体が接着剤等で接合されている状態をいう。継ぎ目がない接続とは、たとえば２つの部分が連続的（一体的）に形成され、それらの間に何も介在しない状態をいう。

上記の振動子は、排煙ダクトの第１帯電部位の外面に接触していてもよい。以下、排煙ダクトの第１帯電部位の外面に接触する振動子を、「第１振動子」とも称する。第１振動子は、排煙ダクトの第１帯電部位の外面を擦りながら振動するように構成されてもよい。第１振動子は、排煙ダクトの第１帯電部位の材料よりも帯電列において負に帯電しやすい材料で形成されていてもよい。たとえば、排煙ダクトの第１帯電部位がナイロンで形成されるとともに、第１振動子がセルロイドで形成されてもよい。こうした構成では、第１振動子の振動による排煙ダクトの第１帯電部位と第１振動子との摩擦で排煙ダクトの第１帯電部位が正に帯電しやすくなる。これにより、負に帯電した塵埃を排煙ダクトの第１帯電部位に吸着させることができる。

排煙ダクトは、第１帯電部位に加えて、第１帯電部位よりも下流側の部位（以下、「第２帯電部位」とも称する）を有していてもよい。帯電機構は、上記第１振動子に加えて、排煙ダクトの第２帯電部位の外面に接触する振動子（以下、「第２振動子」とも称する）を含んでいてもよい。第２振動子は、排煙ダクトの第２帯電部位の外面を擦りながら振動するように構成されてもよい。第２振動子は、排煙ダクトの第２帯電部位の材料よりも帯電列において正に帯電しやすい材料で形成されていてもよい。たとえば、排煙ダクトの第２帯電部位がポリエチレンで形成されるとともに、第１振動子がセルロイドで形成されてもよい。こうした構成では、第２振動子の振動による排煙ダクトの第２帯電部位と第２振動子との摩擦で排煙ダクトの第２帯電部位が負に帯電しやすくなる。これにより、負に帯電した塵埃を排煙ダクトの第１帯電部位に吸着させるとともに、正に帯電した塵埃を排煙ダクトの第２帯電部位に吸着させることができる。

帯電機構は、上記の振動によって振動子が所定の状態とは異なる状態になったときに振動子を所定の状態に戻す力を振動子又は連動部材に加えるバネ（以下、「振動バネ」とも称する）を含んでもよい。振動バネのバネ定数は、１０Ｈｚ以上１３Ｈｚ以下の周波数で共振するように設定されることが好ましい。車両の足回りの共振周波数は１０Ｈｚ以上１３Ｈｚ以下であることが多いため、振動バネのバネ定数を上記のように設定することで、車両の走行中の振動（たとえば、上下振動）によって上記の振動子が振動しやすくなる。

本開示によれば、排煙ダクト内の逆止弁を通過して電池側へ侵入する塵埃を低減することが可能になる。

本開示の実施の形態に係る車載バッテリ装置が車両に搭載された状態に示す図である。図１に示した車載バッテリ装置を上（＋Ｚ側）から見た図である。図１及び図２に示した車載バッテリ装置で使用される静電気発生機構（帯電機構）の概略構造を示す斜視図である。図３に示した静電気発生機構（帯電機構）の排煙ダクト内の構造を示す図である。図１及び図２に示した車載バッテリ装置で使用される振動子及び排煙ダクトの各々の材料を示す図である。帯電列の一例を示す図である。図４に示した静電気発生機構の第１変形例を示す図である。図４に示した静電気発生機構の第２変形例を示す図である。図４に示した静電気発生機構の第３変形例を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下で用いられる各図において互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の矢印が指し示す方向には「＋」を、その反対の方向には「－」を付けて各方向を表す。たとえば、Ｚ軸の矢印が指し示す方向は「＋Ｚ」、その反対の方向は「－Ｚ」と表記する。

図１は、この実施の形態に係る車載バッテリ装置が車両に搭載された状態を示す図である。図２は、図１に示した車載バッテリ装置を上（＋Ｚ側）から見た図である。図１及び図２において、－Ｚ方向は鉛直下向き（すなわち、重力方向）、＋Ｚ方向は鉛直上向きを示している。また、－Ｙ方向、＋Ｙ方向は、それぞれ車両の前方、後方を示している。

図１及び図２を参照して、バッテリ装置１００は、ケーシング１１０と、組電池１２０と、排煙流路１２と、排煙ダクト１３と、逆止弁３０と、静電気発生機構４０ａ，４０ｂとを備える。

複数の二次電池（以下、「セル」とも称する）１０から構成される組電池１２０が、ケーシング１１０内に収容されている。組電池１２０は、車両の車室５０内（たとえば、リアシートの下）に搭載されている。この実施の形態に係る車室５０は、本開示に係る「収容スペース」の一例に相当する。組電池１２０を構成する二次電池（セル１０）の種類は限定されないが、たとえばリチウムイオン二次電池を採用できる。組電池１２０は、たとえば電動走行用の電力を蓄電する車両の駆動バッテリである。

セル１０は、角型の容器（以下、「セル容器」とも称する）を有し、セル容器内に発電要素及び電解液が収容されて構成される。発電要素は、正極活物質層を含む正極板とセパレータと負極活物質層を含む負極板との積層体が渦巻き状に巻回されて構成される。セル容器の上面には、ガス放出弁１１が設けられている。

排煙流路１２は、たとえば角形断面のダクト形状を有し、ケーシング１１０の内外を連通させるように設けられている。排煙流路１２の大部分は、ケーシング１１０内に配置され、組電池１２０を構成する各セル１０のガス放出弁１１を覆うように設けられている。一方、排煙流路１２の排出側の端部（以下、「出口ノズル」とも称する）１２ａは、ケーシング１１０の外に突出している。各セル１０のセル容器の内部と排煙流路１２とは、ガス放出弁１１を介して接続されている。リチウムイオン二次電池では、過充電、加熱、又は外部からの衝撃などに起因して極板群の化学反応が起こり、たとえば水素ガス又はハロンガスのようなガスがセル容器内で発生することがある。セル容器内でガスが発生すると、セル容器内の圧力が上昇する。そして、セル容器内の圧力が所定値を超えると、ガス放出弁１１が開弁する。各セル１０のガス放出弁１１は、開弁することによりセル容器内のガスを排煙流路１２へ放出するように構成される。排煙流路１２は、各セル１０から排出されるガスを収集するように構成される。セル容器内からガス放出弁１１を通じてセル容器外へ排出されるガスは排煙流路１２を通ってケーシング１１０外へ排出されるようになっている。

排煙流路１２の出口ノズル１２ａにはフランジ（図示せず）を介して排煙ダクト１３が接続されている。排煙ダクト１３は、車室５０外に連通し、排煙流路１２から流入するガスを車室５０外へ排出するように構成される。排煙ダクト１３は、上流側から下流側に向かって、第１ダクト１３ａ、第２ダクト１３ｂ、第３ダクト１３ｃ、及び第４ダクト１３ｄを含んで構成される。第１ダクト１３ａ、第２ダクト１３ｂ、第３ダクト１３ｃ、及び第４ダクト１３ｄは、嵌合によって接続されている。第４ダクト１３ｄは、車両のフロアパネル５１に設けられた孔に挿入されている。第４ダクト１３ｄとフロアパネル５１との間には、シール部材５２（たとえば、パッキン）が設けられている。第４ダクト１３ｄの排出側の端部（以下、「排気ノズル」とも称する）１３ｅは、車室５０外に突出している。排気ノズル１３ｅは、排煙ダクト１３の排出側の端部に相当する。排煙流路１２から排煙ダクト１３に流入するガスは、図１中の矢印で示すように、第１ダクト１３ａ、第２ダクト１３ｂ、第３ダクト１３ｃ、及び第４ダクト１３ｄを、この順に通って車室５０外へ排出される。

第１ダクト１３ａ及び第４ダクト１３ｄの各々の材料は任意であり、公知のダクト材料から任意の材料を選択して使用できる。第２ダクト１３ｂ及び第３ダクト１３ｃの各々の材料については後述する（図５参照）。

排煙ダクト１３内（より特定的には、第１ダクト１３ａ内）には、逆止弁３０が配置されている。逆止弁３０は、下流側（車室５０の外側）から上流側（組電池１２０側）へ向かう空気の流れ（空気の逆流）を抑制するように構成される。逆止弁３０は、弁座３１と弁体３２とを含んで構成される。弁座３１は、平板状の外形を有し、上流側の端部が下流側の端部よりも高くなるように水平面に対して傾斜している。また、弁座３１は、弁体３２と接触する部位にシール部材を有する。弁体３２は、平板状の外形を有し、回転自在に弁座３１に係合している。弁座３１の上流側の端部が回転機構（たとえば、ヒンジ）を介して弁体３２の上流側の端部と連結されている。弁座３１のシール部材と弁体３２との各々は、たとえばポリプロピレンのような樹脂で形成されている。逆止弁３０が閉弁した状態では、弁体３２が弁座３１のシール部材に当接した状態になる。他方、逆止弁３０が開弁した状態では、図１に示されるように、弁体３２の一部が弁座３１から離間した状態になる。

車両が停車中であり、組電池１２０からガスが排出されていないときには、弁体３２が自重によって弁座３１に当接し、逆止弁３０が閉弁した状態になる。車両が停車中であり、組電池１２０から排煙流路１２を通じて排煙ダクト１３へガスが排出されているときには、図１中の矢印で示されるようなガスの流れによって弁体３２が押されて、逆止弁３０が開弁した状態になる。一方、車両が走行中であるときには、車室５０内の圧力が負圧になり、この負圧により弁体３２が弁座３１のシール部材に押し付けられ、逆止弁３０によって排煙ダクト１３内の流路が遮断される。

第１ダクト１３ａよりも下流側の第２ダクト１３ｂには、静電気発生機構４０ａが設けられている。静電気発生機構４０ａは、逆止弁３０よりも下流側に位置し、摩擦により第２ダクト１３ｂを帯電させるように構成される。この実施の形態に係る第２ダクト１３ｂは、「第１帯電部位」の一例に相当する。

第２ダクト１３ｂよりも下流側の第３ダクト１３ｃには、静電気発生機構４０ｂが設けられている。静電気発生機構４０ｂは、静電気発生機構４０ａよりも下流側に位置し、摩擦により第３ダクト１３ｃを帯電させるように構成される。この実施の形態に係る第３ダクト１３ｃは、「第２帯電部位」の一例に相当する。

この実施の形態に係る静電気発生機構４０ａ，４０ｂは、本開示に係る「帯電機構」の一例に相当する。以下では、静電気発生機構４０ａ及び４０ｂを区別して説明する場合を除いて、これらを区別することなく「静電気発生機構４０」と記載する。図３は、静電気発生機構４０の概略構造を示す斜視図である。図４は、静電気発生機構４０の排煙ダクト１３内の構造を示す図である。

図３及び図４を参照して、静電気発生機構４０は、振動子４１と、回転軸４２と、板部材４３と、バネ４４とを備える。

振動子４１は、車両が振動する力を利用して振動するように構成される。振動子４１は、たとえば上下方向（Ｚ方向）に振動する。この実施の形態では、振動子４１が矩形板形状を有する。ただし、振動子４１の形状は適宜変更可能であり、たとえば円板形状であってもよい。

回転軸４２は、振動子４１に接続され、振動子４１の振動に連動して回転するように構成される。板部材４３は、回転軸４２を介して振動子４１に接続され、回転軸４２と一体となって回転するように構成される。この実施の形態では、板部材４３が矩形板形状を有する。ただし、板部材４３の形状は適宜変更可能であり、たとえば円板形状であってもよい。この実施の形態に係る板部材４３は、本開示に係る「振動子に連動する部材（連動部材）」の一例に相当する。

回転軸４２は、排煙ダクト１３の貫通部Ｐ２及びＰ３を貫通するように設けられる。図４の例では、排煙ダクト１３の軸方向Ｄ_Ａと回転軸４２の軸方向Ｄ_Ｂとが略直交する。排煙ダクト１３の貫通部Ｐ２及びＰ３の各々には、排煙ダクト１３の管壁を貫通する孔が形成され、これらの孔に回転軸４２が挿入されている。必要に応じて、排煙ダクト１３の貫通部Ｐ２及びＰ３における管壁と回転軸４２との間に軸受部材を設けてもよい。

排煙ダクト１３外に突出する回転軸４２の第１端部Ｐ１、第２端部Ｐ４には、それぞれ振動子４１、板部材４３が接続されている。回転軸４２の第１端部Ｐ１は、振動子４１の重心からずれた位置に接続されている。こうした偏心構造により振動子４１が振動しやすくなる。一方、回転軸４２の第２端部Ｐ４は、板部材４３の重心位置に接続されている。こうした構造により、車両が振動する力によって駆動される振動子４１に板部材４３が従動するようになる。

振動子４１と回転軸４２とは一体成形されていてもよい。たとえば、振動子４１につながる回転軸４２に排煙ダクト１３の貫通部Ｐ２及びＰ３を貫通させた後、回転軸４２の第２端部Ｐ４と板部材４３とを接合（たとえば、接着剤又は溶着による接合）することで、図４に示すような状態で振動子４１、回転軸４２、及び板部材４３を接続することができる。板部材４３によって振動子４１及び回転軸４２が排煙ダクト１３に固定される。回転軸４２は、回転可能に排煙ダクト１３に支持される。この実施の形態では、振動子４１と回転軸４２と板部材４３とが互いに同じ材料で形成される。

振動子４１は、排煙ダクト１３の外面に接触した状態で、振動可能にバネ４４に支持されている。図３に示す例では、バネ４４が圧縮コイルばねである。この実施の形態に係るバネ４４は、「振動バネ」の一例に相当する。バネ４４の一端は車室５０内のフレーム部材（すなわち、車体に固定された部材）に固定され、バネ４４の他端が振動子４１を支持している。振動子４１は、車両の振動によって生成される力を受けて排煙ダクト１３の外面を擦りながら振動する。これにより、振動子４１と排煙ダクト１３との接触面Ｆ１に摩擦が生じる。また、板部材４３も、排煙ダクト１３の外面に接触している。板部材４３は、車室５０内の床面から浮いた状態で回転軸４２（ひいては、排煙ダクト１３）に支持されている。振動子４１の振動に連動して回転軸４２が回転すると、回転軸４２と一体となって板部材４３が回転する。板部材４３は、排煙ダクト１３の外面を擦りながら回転する。これにより、板部材４３と排煙ダクト１３との接触面Ｆ２に摩擦が生じる。静電気発生機構４０は、振動子４１の振動により接触面Ｆ１，Ｆ２に摩擦を生じさせることによって排煙ダクト１３を帯電させるように構成される。

バネ４４は、振動子４１が振動して所定の状態（以下、「基準状態」とも称する）とは異なる状態になったときに振動子４１を基準状態に戻す力を振動子４１に加えるように構成される。振動子４１の状態は、たとえば回転軸４２の回転位置（角度）で表すことができる。車両が振動する力（すなわち、車両の振動によって生成される力）が振動子４１に加わると、振動子４１は、バネ４４を押し込んだり、反動によってバネ４４から離れたりしながら、上下に振動する。そして、振動子４１が振動することにより回転軸４２の回転位置が変動する。その後、車両が振動しなくなると、振動子４１がバネ４４を押し込む力がバネ４４の付勢力によって徐々に弱められ、振動子４１が基準状態に戻る。

この実施の形態では、車両の足回りの共振周波数が１０Ｈｚ以上１３Ｈｚ以下である。そして、バネ４４のバネ定数も１０Ｈｚ以上１３Ｈｚ以下の周波数で共振するように設定される。このようにバネ４４のバネ定数を設定することで、車両の走行中の振動（たとえば、上下振動）によって振動子４１が振動しやすくなる。なお、バネ４４に関して、バネ定数をｋ、質量をｍと表す場合、バネ４４の共振周波数ｆは「ｆ＝１／２π√（ｋ／ｍ）」のような式で表すことができる。

再び図１及び図２を参照して、静電気発生機構４０ａの振動子４１（以下、「第１振動子」とも称する）は、第２ダクト１３ｂの外面に接触しており、第２ダクト１３ｂの材料よりも帯電列において負に帯電しやすい材料で形成されている。静電気発生機構４０ｂの振動子４１（以下、「第２振動子」とも称する）は、第３ダクト１３ｃの外面に接触しており、第３ダクト１３ｃの材料よりも帯電列において正に帯電しやすい材料で形成されている。図５は、第１振動子（静電気発生機構４０ａの振動子４１）と、第２振動子（静電気発生機構４０ｂの振動子４１）と、第２ダクト１３ｂと、第３ダクト１３ｃとの各々の材料を示す図である。図５において、「静電気発生機構Ａ」は静電気発生機構４０ａを意味し、「静電気発生機構Ｂ」は静電気発生機構４０ｂを意味する。図６は、帯電列の一例を示す図である。

図５及び図６を参照して、静電気発生機構４０ａの第１振動子はセルロイドで形成され、静電気発生機構４０ａが配置される排煙ダクト１３の部位（すなわち、第２ダクト１３ｂ）はナイロンで形成されている。図６に示されるように、帯電列においてセルロイドはナイロンよりも－帯電（負帯電）側に位置する。これにより、第１振動子の振動による第１振動子と第２ダクト１３ｂとの摩擦によって、第１振動子が負に、第２ダクト１３ｂが正に帯電しやすくなる。第２ダクト１３ｂが正に帯電することにより、負に帯電した塵埃を第２ダクト１３ｂに吸着させることができる。なお、第１振動子／第２ダクト１３ｂの材料の組合せは、セルロイド／ナイロンに限定されない。たとえば、第１振動子を金、銀、銅、鋼、又はアルミニウムのような金属材料で形成し、第２ダクト１３ｂをナイロンで形成した場合にも、上記と同様に、負に帯電した塵埃を第２ダクト１３ｂに吸着させることができる。

静電気発生機構４０ｂの第２振動子はセルロイドで形成され、静電気発生機構４０ｂが配置される排煙ダクト１３の部位（すなわち、第３ダクト１３ｃ）はポリエチレンで形成されている。図６に示されるように、帯電列においてセルロイドはポリエチレンよりも＋帯電（正帯電）側に位置する。これにより、第２振動子の振動による第２振動子と第３ダクト１３ｃとの摩擦によって、第２振動子が正に、第３ダクト１３ｃが負に帯電しやすくなる。第３ダクト１３ｃが負に帯電することにより、正に帯電した塵埃を第３ダクト１３ｃに吸着させることができる。なお、第２振動子／第３ダクト１３ｃの材料の組合せは、セルロイド／ポリエチレンに限定されない。たとえば、第２振動子を金、銀、銅、鋼、又はアルミニウムのような金属材料で形成し、第３ダクト１３ｃをポリエステルで形成した場合にも、上記と同様に、正に帯電した塵埃を第３ダクト１３ｃに吸着させることができる。

以上説明したように、この実施の形態に係るバッテリ装置１００では、静電気発生機構４０ａ及び４０ｂにより、排煙ダクトの逆止弁３０よりも下流側の部位（第２ダクト１３ｂ及び第３ダクト１３ｃ）に摩擦で静電気を発生させることができる。排煙ダクト１３内の塵埃は、上記静電気に引き寄せられ、第２ダクト１３ｂ及び第３ダクト１３ｃで捕獲されるため、逆止弁３０を通過しにくくなる。このように、上記構成を有するバッテリ装置１００によれば、排煙ダクト１３内の逆止弁３０を通過して組電池１２０側へ侵入する塵埃を低減することができる。また、上記静電気発生機構４０ａ及び４０ｂは、車両が振動する力を利用して作動するため、静電気発生機構４０ａ及び４０ｂを作動させるための動力源を別途設けなくてもよい。

静電気発生機構４０の構成は、図３及び図４に示した構成に限られず、適宜変更可能である。たとえば、静電気発生機構は２以上の振動子を備えてもよい。

図７は、静電気発生機構４０の第１変形例を示す図である。図７を参照して、板部材４３（図４）の代わりに振動子４５を採用してもよい。回転軸４２の第２端部Ｐ４は、振動子４５の重心からずれた位置に接続されている。こうした偏心構造により振動子４５が振動しやすくなる。振動子４５は、排煙ダクト１３の外面に接触しており、車両が振動する力を利用して振動するように構成される。振動子４５は、車両の振動によって生成される力を受けて排煙ダクト１３の外面を擦りながら振動する。これにより、振動子４５と排煙ダクト１３との接触面Ｆ３に摩擦が生じる。この第１変形例に係る静電気発生機構は、振動子４１及び４５の振動により接触面Ｆ１，Ｆ３に摩擦を生じさせることによって排煙ダクト１３を帯電させるように構成される。振動子４１と振動子４５とは、互いに同じ材料で形成されてもよい。振動子４１と振動子４５とでつり合いをとって、車両が振動していないときに振動子４１及び４５が基準状態になるようにしてもよい。こうすることで、バネ４４（図３）を割愛することができる。

静電気発生機構における振動子は、排煙ダクト１３に接触していなくてもよい。また、静電気発生機構が排煙ダクト１３を帯電させるときの摩擦面は、排煙ダクト１３の外面に限られず、排煙ダクト１３の内面であってもよい。

図８は、静電気発生機構４０の第２変形例を示す図である。図８を参照して、この例では、回転軸４２が排煙ダクト１３の貫通部Ｐ２のみを貫通し、回転軸４２の第２端部Ｐ４が排煙ダクト１３内に位置する。排煙ダクト１３の貫通部Ｐ２付近の管壁の外面には、回転軸４２の軸方向の動きを止める止め部材４６（たとえば、Ｃリングのような止め輪）が設けられている。回転軸４２の第１端部Ｐ１に接続される振動子４１は排煙ダクト１３に接触しておらず、回転軸４２の第２端部Ｐ４に接続される板部材４３が排煙ダクト１３の内面に接触している。振動子４１の振動に連動して回転軸４２が回転すると、回転軸４２と一体となって板部材４３が回転する。板部材４３は、排煙ダクト１３の内面を擦りながら回転する。これにより、板部材４３と排煙ダクト１３との接触面Ｆ４に摩擦が生じる。この第２変形例に係る静電気発生機構は、振動子４１の振動により接触面Ｆ４（排煙ダクト１３の内面）に摩擦を生じさせることによって排煙ダクト１３を帯電させるように構成される。こうした静電気発生機構では、排煙ダクト１３と接触する板部材４３の材料が前述した帯電列（図６）に基づいて選定されることが好ましい。

図９は、静電気発生機構４０の第３変形例を示す図である。図９を参照して、第３変形例に係る静電気発生機構は、基本的には、上述した第２変形例に係る静電気発生機構と同じ構成を有する。ただし、第３変形例に係る静電気発生機構では、回転軸４２の第２端部Ｐ４に接続される板部材４３が、振動子４１から遠い側の排煙ダクト１３の内面に接触している。この第３変形例に係る静電気発生機構は、振動子４１の振動により板部材４３と排煙ダクト１３との接触面Ｆ５（排煙ダクト１３の内面）に摩擦を生じさせることによって排煙ダクト１３を帯電させるように構成される。こうした静電気発生機構では、排煙ダクト１３と接触する板部材４３の材料が前述した帯電列（図６）に基づいて選定されることが好ましい。

静電気発生機構４０及びその変形例において、振動子４１と回転軸４２と板部材４３とは、異なる材料で形成されてもよいし、同じ材料で形成されてもよい。

振動バネは圧縮コイルばね（図３に示すバネ４４）に限られず、公知のバネから任意のバネを選択して振動バネとして採用できる。たとえば、バネ４４の代わりに、回転軸４２に設けられたねじりコイルばねを採用してもよい。

上記実施の形態において、静電気発生機構４０ａと静電気発生機構４０ｂとの位置関係を逆にしてもよい。すなわち、静電気発生機構４０ａと静電気発生機構４０ｂとを入れ替えて配置してもよい。

上記実施の形態では、帯電機構の数を２つ（静電気発生機構４０ａ及び４０ｂ）にしたが、帯電機構の数は任意であり、１つであってよいし、３つ以上であってもよい。たとえば、静電気発生機構４０ａ及び４０ｂのいずれか一方を割愛してもよい。

二次電池の種類はリチウムイオン二次電池に限られず、他の二次電池（たとえば、ニッケル水素二次電池）であってもよい。組電池に代えて単電池を採用してもよい。電池が搭載される収容スペースは、車室５０に限られず任意であり、車両のフロアパネル５１の下面に設けられたカバーによって覆われる空間であってもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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セル、１１ガス放出弁、１２排煙流路、１２ａ出口ノズル、１３排煙ダクト、１３ａ第１ダクト、１３ｂ第２ダクト、１３ｃ第３ダクト、１３ｄ第４ダクト、１３ｅ排気ノズル、３０逆止弁、３１弁座、３２弁体、４０，４０ａ，４０ｂ静電気発生機構、４１，４５振動子、４２回転軸、４３板部材、４４バネ、４６止め部材、５０車室、５１フロアパネル、５２シール部材、１００バッテリ装置、１１０ケーシング、１２０組電池、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５接触面。

Claims

車両の収容スペース内に搭載された電池と、前記電池から排出されるガスを前記収容スペース外へ排出する排煙ダクトと、前記排煙ダクト内に設けられた逆止弁とを備える車載バッテリ装置であって、
前記排煙ダクトの前記逆止弁よりも下流側の部位を帯電させる帯電機構をさらに備え、
前記逆止弁は、前記収容スペース外から前記電池へ向かう空気の逆流を抑制するように構成され、
前記帯電機構は、前記車両が振動する力を利用して振動する振動子を含み、前記振動子と前記振動子に連動する部材との少なくとも一方が前記排煙ダクトの前記部位に接触し、前記振動子の前記振動によりその接触面に摩擦を生じさせることによって前記排煙ダクトの前記部位を帯電させるように構成される、車載バッテリ装置。