JP7099335B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、圧力開放弁を有する複数の二次電池を収容するケースを有する電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack having a case for accommodating a plurality of secondary batteries having a pressure release valve.
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が複数搭載されている。複数の二次電池は、直列接続又は並列接続された電池モジュールとして電池パックのケースに収容されている。また、二次電池の電池ケースには、正極及び負極の積層体である電極組立体、及び電解液が収容されている。二次電池の電池ケースにおける壁部には、電池ケース内の圧力を電池ケース外に開放させる圧力開放弁が設けられている。 Vehicles such as EVs (Electric Vehicles) and PHVs (Plugs in Hybrid Vehicles) are equipped with a plurality of secondary batteries such as lithium-ion batteries as storage devices for storing the power supplied to the motor as the prime mover. A plurality of secondary batteries are housed in a battery pack case as battery modules connected in series or in parallel. Further, the battery case of the secondary battery contains an electrode assembly which is a laminated body of a positive electrode and a negative electrode, and an electrolytic solution. A pressure release valve is provided on the wall of the battery case of the secondary battery to release the pressure inside the battery case to the outside of the battery case.
二次電池では、正極と負極との内部短絡や、過充放電などによって、電極組立体の一部が発熱し、この電極組立体の発熱反応が制御不能に繰り返される状態、所謂熱暴走に陥ることがある。二次電池が熱暴走した状態では、二次電池の温度は自発的に上昇し続ける。すると、電解液が分解され、電池ケース内にガスが発生し、電池ケースの内圧が上昇する。そして、電池ケースの内圧が既定値を超えると、圧力開放弁が破断して、電池ケースの内圧が開放されるとともに、電池ケース内からガスが噴出する。ガスの噴出により、電池パックのケースの内圧が上昇するが、ケースの内圧上昇に伴う破損を抑制するため、例えば、特許文献1では、電池パックのケースに、ガスを排出するための機構を設けている。
In a secondary battery, a part of the electrode assembly generates heat due to an internal short circuit between the positive electrode and the negative electrode, overcharging and discharging, and the exothermic reaction of the electrode assembly is repeated uncontrollably, resulting in so-called thermal runaway. Sometimes. When the secondary battery is in a state of thermal runaway, the temperature of the secondary battery continues to rise spontaneously. Then, the electrolytic solution is decomposed, gas is generated in the battery case, and the internal pressure of the battery case rises. When the internal pressure of the battery case exceeds a predetermined value, the pressure release valve is broken, the internal pressure of the battery case is released, and gas is ejected from the inside of the battery case. The internal pressure of the battery pack case rises due to the ejection of gas, but in order to suppress damage due to the rise in the internal pressure of the case, for example, in
特許文献1の組電池は、複数の二次電池から構成される電池群を収容したケースを備える。ケースは、電池群の周囲に冷却空気を流す冷却流路と、冷却流路から区画され、二次電池から放出されたガスを排気するガス排気流路と、冷却流路とガス排気流路とを連通する短絡流路と、を有する。また、組電池は、冷却流路の給気口及び排気口それぞれに設けられた開閉弁を有するとともに、短絡流路にリリーフ弁を有する。
The assembled battery of
そして、二次電池からガスが放出された場合、開閉弁が閉じられ、冷却流路が閉じられる。さらに、冷却流路の内圧が所定値以上に上昇すると、リリーフ弁が開放される。これにより、冷却流路は短絡流路を介してガス排気流路に連通し、冷却流路内の気体がガス排気流路を通して室外又は車外に排気される。その結果、ケースの内圧上昇が抑制され、ケースの破損が抑制される。 Then, when the gas is discharged from the secondary battery, the on-off valve is closed and the cooling flow path is closed. Further, when the internal pressure of the cooling flow path rises above a predetermined value, the relief valve is opened. As a result, the cooling flow path communicates with the gas exhaust flow path via the short-circuit flow path, and the gas in the cooling flow path is exhausted to the outside or the outside of the vehicle through the gas exhaust flow path. As a result, the increase in the internal pressure of the case is suppressed, and the damage of the case is suppressed.
ところが、電池パックのケース内において、二次電池の電池ケースから噴出したガスに引火することがある。このとき、ケース内は酸素欠乏状態となり、類焼が阻止されるが、ケース内が酸素欠乏状態となるため、ケース内には有害ガスである一酸化炭素が発生することがある。しかし、特許文献1に開示のガス排出機構においては、ケースの破損を抑制するため、ケース内のガスをそのままケースから室外又は車外に排出しており、上記のように一酸化炭素が発生した場合は、一酸化炭素がそのまま室外又は車外に排出されることとなり、環境的に好ましくない。
However, in the case of the battery pack, the gas ejected from the battery case of the secondary battery may ignite. At this time, the inside of the case becomes oxygen-deficient and burning is prevented, but since the inside of the case becomes oxygen-deficient, carbon monoxide, which is a harmful gas, may be generated in the case. However, in the gas discharge mechanism disclosed in
本発明の目的は、二次電池の異常時にケース内に発生した一酸化炭素がケース外へ放出されることを抑制できる電池パックを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery pack capable of suppressing the release of carbon monoxide generated in the case to the outside of the case when the secondary battery is abnormal.
上記問題点を解決するための電池パックは、電池ケース内に電解液及び電極組立体が収容され、前記電池ケースの内圧が規定圧力を超えた場合に前記電池ケースの内圧を開放する圧力開放弁を有する複数の二次電池と、複数の前記二次電池を収容する密閉状のケースと、前記ケース内に発生した一酸化炭素を当該ケースの外へ排出するために前記ケースに設けられた排出口と、前記排出口に接続され、当該排出口から前記ケースの外へ排出された前記一酸化炭素が流れる排気ダクトと、前記排気ダクトに空気を流入させるために当該排気ダクトに設けられた給気口と、前記排気ダクトの内圧が負圧となったときに前記給気口から前記排気ダクトへの空気の流入を許容する一方で、前記排気ダクトを流れる前記一酸化炭素が前記給気口から排出されることを抑止する逆止弁と、を有し、前記圧力開放弁によって前記電池ケースの内圧が開放されたときの前記ケースの内圧に対し前記排気ダクトの内圧が負圧になるように設定されていることを要旨とする。 A battery pack for solving the above problems is a pressure release valve in which an electrolytic solution and an electrode assembly are housed in a battery case, and the internal pressure of the battery case is released when the internal pressure of the battery case exceeds a specified pressure. A plurality of secondary batteries, a sealed case accommodating the plurality of the secondary batteries, and a discharge provided in the case for discharging carbon monoxide generated in the case to the outside of the case. An outlet, an exhaust duct connected to the discharge port and through which the carbon monoxide discharged from the discharge port to the outside of the case flows, and a supply provided in the exhaust duct for allowing air to flow into the exhaust duct. When the internal pressure of the air port and the exhaust duct becomes negative, the air supply port allows the inflow of air from the air supply port to the exhaust duct, while the carbon monoxide flowing through the exhaust duct is the air supply port. It has a check valve that suppresses discharge from the battery case, so that the internal pressure of the exhaust duct becomes negative with respect to the internal pressure of the case when the internal pressure of the battery case is released by the pressure release valve. The gist is that it is set to.
これによれば、電池パックのケース内において、いずれかの二次電池に熱暴走が発生し、圧力開放弁によって二次電池の内圧が開放されると、二次電池の電池ケースからガスが電池ケース外に噴出し、噴出したガスに引火することがある。このとき、密閉状のケース内は酸素欠乏状態となり、類焼が阻止されるが、ケース内が酸素欠乏状態となるため、ケース内には有害ガスである一酸化炭素が発生する。 According to this, when a thermal runaway occurs in one of the secondary batteries in the case of the battery pack and the internal pressure of the secondary battery is released by the pressure release valve, gas is released from the battery case of the secondary battery. It may spurt out of the case and ignite the spouted gas. At this time, the inside of the sealed case becomes oxygen-deficient and burning is prevented, but since the inside of the case becomes oxygen-deficient, carbon monoxide, which is a harmful gas, is generated in the case.
ケースの内圧に対し排気ダクトの内圧が負圧になると、ケース内の一酸化炭素は排気ダクトに流れ込む。排気ダクト内が負圧になると、逆止弁が開き、給気口から排気ダクト内に空気が供給される。すると、排気ダクトを流れる一酸化炭素に空気が混合され、二酸化炭素が発生する。その結果、二次電池の異常時にケース内に発生した一酸化炭素がケース外へ放出されることを抑制できる。 When the internal pressure of the exhaust duct becomes negative with respect to the internal pressure of the case, carbon monoxide in the case flows into the exhaust duct. When the pressure inside the exhaust duct becomes negative, the check valve opens and air is supplied into the exhaust duct from the air supply port. Then, air is mixed with carbon monoxide flowing through the exhaust duct, and carbon dioxide is generated. As a result, it is possible to suppress the release of carbon monoxide generated in the case to the outside of the case when the secondary battery is abnormal.
また、電池パックについて、前記排出口を開閉する開閉部を備え、前記排気ダクトは、前記開閉部を介して前記排出口に接続されていてもよい。
これによれば、開閉部が閉じた状態にあるときに二次電池からガスが噴出すると、ケースの内圧は上昇する一方で排気ダクトの内圧は大気圧のままである。このため、ケースの内圧に対し、排気ダクトの内圧が負圧になるまで開閉弁を閉じた状態に維持することにより、ケースの内圧と排気ダクトの内圧に差圧を生じさせやすくなる。そして、開閉部が開いたときには、ケースから排気ダクトに一酸化炭素を流しやすくなる。
Further, the battery pack may be provided with an opening / closing portion for opening / closing the discharge port, and the exhaust duct may be connected to the discharge port via the opening / closing portion.
According to this, when gas is ejected from the secondary battery while the opening / closing portion is closed, the internal pressure of the case rises while the internal pressure of the exhaust duct remains at atmospheric pressure. Therefore, by keeping the on-off valve closed until the internal pressure of the exhaust duct becomes negative with respect to the internal pressure of the case, it becomes easy to generate a differential pressure between the internal pressure of the case and the internal pressure of the exhaust duct. Then, when the opening / closing portion is opened, carbon monoxide can easily flow from the case to the exhaust duct.
また、電池パックについて、前記電池パックは、車両に搭載されるとともに前記給気口に接続される給気ダクトを備え、前記給気ダクトの入口は、前記車両の前方に向けて開口していてもよい。 Further, regarding the battery pack, the battery pack is mounted on the vehicle and includes an air supply duct connected to the air supply port, and the entrance of the air supply duct is open toward the front of the vehicle. May be good.
これによれば、車両の走行中には、給気ダクトの入口に空気が自然に流入してくる。このため、給気ダクトから給気口を介して排気ダクト内に効率良く空気を供給できる。
また、電池パックについて、前記電池パックは、車両に搭載されるとともに前記給気口に接続される給気ダクトを備え、前記ケースから排出された前記一酸化炭素が前記排気ダクトを流れる方向を排気方向とし、前記給気ダクトにおいて前記給気口に向けて空気の流れる方向を給気方向とすると、前記給気ダクトは、前記給気方向が前記排気方向に沿うように前記給気口に接続されていてもよい。
According to this, air naturally flows into the inlet of the air supply duct while the vehicle is running. Therefore, air can be efficiently supplied from the air supply duct to the exhaust duct through the air supply port.
Further, regarding the battery pack, the battery pack is mounted on a vehicle and includes an air supply duct connected to the air supply port, and the carbon monoxide discharged from the case is exhausted in the direction of flowing through the exhaust duct. Assuming that the air supply direction is the direction in which air flows toward the air supply port in the air supply duct, the air supply duct is connected to the air supply port so that the air supply direction is along the exhaust direction. It may have been done.
これによれば、逆止弁が開弁し、給気ダクトから給気口に向けて空気が流れたとき、給気ダクトから給気口に流れ込む空気は、排気ダクトにおける排気方向に沿うようになり、排気ダクトを流れる一酸化炭素に対し、給気ダクトから空気が供給しやすく、混ざりやすくなる。 According to this, when the check valve is opened and the air flows from the air supply duct toward the air supply port, the air flowing from the air supply duct to the air supply port is along the exhaust direction in the exhaust duct. Therefore, air is easily supplied from the air supply duct to the carbon monoxide flowing through the exhaust duct, and is easily mixed.
また、電池パックについて、前記電池パックは、車両に搭載されるとともに前記給気口に接続される給気ダクトを備え、前記給気ダクトの入口に向けて空気を送る給気ファンを備えていてもよい。 Further, regarding the battery pack, the battery pack is mounted on a vehicle and is provided with an air supply duct connected to the air supply port, and is provided with an air supply fan that sends air toward the inlet of the air supply duct. May be good.
これによれば、給気ファンから送られた空気が、給気ダクト内に強制的に供給される。このため、排気ダクトを流れる一酸化炭素に対し、給気ダクトから空気が供給しやすく、混ざりやすくなる。 According to this, the air sent from the air supply fan is forcibly supplied into the air supply duct. Therefore, air is easily supplied from the air supply duct to the carbon monoxide flowing through the exhaust duct, and is easily mixed.
本発明によれば、二次電池の異常時にケース内に発生した一酸化炭素がケース外へ放出されることを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the release of carbon monoxide generated in the case to the outside of the case when the secondary battery is abnormal.
以下、電池パックを具体化した一実施形態を図1~図6にしたがって説明する。
図1に示すように、車両10は、車室空間10aの中に座席11を前後方向に2列に備える。なお、車両10は、座席11を前後方向に1列備えていてもよいし、前後方向に3列備えていてもよい。車両10は、車室空間10aにおける後部の座席11の下方に配置された電池パック14を備える。
Hereinafter, an embodiment in which the battery pack is embodied will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the
図2又は図3に示すように、電池パック14は、四角箱状のケース15と、ケース15の内部に収容された複数の二次電池20を有している。ケース15は、矩形平板状の底板16と、底板16の短手方向に対向する一対の端縁から立設する第1側壁17と、底板16の長手方向に対向する一対の端縁から立設する第2側壁18と、一対の第1側壁17及び一対の第2側壁18の上端に支持された天板19と、を有する。収容空間Sは、底板16と、一対の第1側壁17と、一対の第2側壁18と、天板19とによって区画されている。
As shown in FIG. 2 or 3, the
ケース15は、収容空間Sを気密に略密閉し、後述する排出口26以外の箇所での気体の出入りが抑止された構造を有する。そして、気密に略密閉された収容空間Sに複数の二次電池20が収容されている。ここで「略密閉」とは、ケース15内が酸素欠乏状態となり、二次電池20の類焼が阻止される状態を意味する。
The
なお、二次電池20はリチウムイオン二次電池である。図4に示すように、二次電池20は、電池ケース21を備える。二次電池20の電池ケース21は、扁平な四角箱状である。複数の二次電池20は、底板16の長手方向に電池ケース21の厚さ方向が沿うように並べられている。よって、ケース15の長手方向と二次電池20の並設方向とが一致する。なお、複数の二次電池20は並列接続されていてもよいし、直列接続されていてもよい。
The
電池ケース21には電極組立体21a及び図示しない電解液が収容されている。電極組立体21aは正極と負極を備えている。電池ケース21は、電極組立体21aを収容する有底箱状のケース本体22と、ケース本体22の開口部を閉塞する板状の蓋部23とから構成されている。蓋部23には、接続端子24が設けられている。接続端子24は、図示しない導電部材を介して電極組立体21aに電気的に接続されている。
The
二次電池20では、正極と負極との内部短絡や、過充放電などによって、電極組立体21aの一部が発熱し、この電極組立体21aの発熱反応が制御不能に繰り返される状態、所謂、熱暴走に陥ることがある。二次電池20が熱暴走した状態では、二次電池20の温度は自発的に上昇し続ける。すると、電解液が分解され、電池ケース21内にガスが発生し、電池ケース21の内圧が上昇する。
In the
蓋部23には、電池ケース21の内圧が規定圧力を超えるまで上昇したときに、破断して電池ケース21の内圧を開放するための圧力開放弁25が設けられている。なお、「規定圧力」は、電池ケース21の内圧が高まったときに、電池ケース21の内圧によって電池ケース21が破損する前に圧力開放弁25が破断するような圧力に設定される。そして、電池ケース21の内圧が上昇し、圧力開放弁25が破断すると、電池ケース21内からガスが噴出する。
The
図2又は図3に示すように、電池パック14のケース15は、上記したように気密な略密閉状である。このため、万一、電池ケース21からガスが噴出し、ガスに引火したとしても、即座にケース15内が酸素欠乏状態となり、類焼が阻止されるようになっている。しかし、ケース15内には、有害ガスである一酸化炭素(CO)が発生する。
As shown in FIG. 2 or 3, the
電池パック14は、ケース15内に発生した一酸化炭素をケース15外へ排出するための構成を有する。以下、一酸化炭素をケース15外へ排出する構成について説明する。
電池パック14は、ケース15の一対の第2側壁18のうちの一方に、当該一方の第2側壁18の一部が円形状に開口した排出口26を備える。排出口26は、ケース15の内外を連通させる。排出口26は、ケース15内に発生した一酸化炭素をケース15外へ排出するために設けられる。排出口26は、並設された複数の二次電池20のうち、並設方向の一端に配置された二次電池20に対向する第2側壁18に設けられている。排出口26は、第2側壁18の上端縁より僅かに下方で、かつ並設方向一端の二次電池20の蓋部23より上方に設けられている。また、排出口26は、ケース15の短手方向の中央に設けられている。複数の二次電池20の圧力開放弁25上を通過し、かつ並設方向に延びる仮想線をMとすると、排出口26は、排出口26の中心軸と、この仮想線Mとが一致するように配置されている。
The
The
電池パック14は、一方の第2側壁18から筒状に突出した接続部18aを備える。接続部18aは、一方の第2側壁18に開口した排出口26を囲むように形成されている。接続部18aは、接続部18aの中心軸と排出口26の中心軸が一致するように配置されている。本実施形態では、排出口26の口径と接続部18aの内径は一致している。なお、排出口26の口径と接続部18aの内径は一致していなくてもよく、排出口26の口径に対して接続部18aの内径が小さくてもよいし、大きくてもよい。
The
電池パック14は、第2側壁18の接続部18aを介して排出口26に接続される排気ダクト27を備える。排気ダクト27は、金属製の細長筒状である。排気ダクト27内の容積は、ケース15内の容積より小さい。排気ダクト27の軸線L1は、水平方向に延びる。排気ダクト27の入口27aは、後述する開閉部28を介して排出口26に連通し、排気ダクト27の出口27bは、車室空間10aより外であり、車両10の外に向けて開口するように配置されている。
The
図5に示すように、電池パック14は、排出口26を開閉するための開閉部28を排気ダクト27上に備える。開閉部28は内部に圧力開放部28aを備える。接続部18aと開閉部28、及び排気ダクト27と開閉部28はねじ締結により接合されている。なお、それぞれの接合方法はねじ締結に限定されず、溶接等の通常用いられる接合方法でもよい。開閉部28の圧力開放部28aは、ケース15の内圧が一定値まで上昇したときに破断し、開閉部28が開いた状態になってケース15の内圧を開放する。「一定値」は、ケース15の内圧が高まったときに、ケース15の内圧によってケース15が破損する前に開閉部28が破断するような圧力に設定される。
As shown in FIG. 5, the
上述したように、圧力開放弁25が破断し、二次電池20からガスが噴出したとき、開閉部28が閉じた状態にあると、ケース15の内圧は上昇する。このとき、排気ダクト27の内圧は大気圧のままであり、排気ダクト27の内圧は上昇しない。そして、ケース15の内圧が排気ダクト27の内圧より高くなり、ケース15と排気ダクト27との間に差圧が生じる。ケース15の内圧が一定値まで上昇して圧力開放部28aが破断し、開閉部28が開くと、排出口26を介してケース15と排気ダクト27とが連通し、ケース15内の一酸化炭素が排気ダクト27に流入する。排気ダクト27において、一酸化炭素が流れる方向を排気方向Xとする。
As described above, when the
図2又は図5に示すように、排気ダクト27は、排気ダクト27の外周面の一部が円形状に開口した給気口27cを備える。給気口27cは、排気ダクト27の内外を連通させる。給気口27cは、排気ダクト27の外周面から下方に向けて開口している。給気口27cの中心軸は、排気ダクト27の軸線L1と直交している。給気口27cは、排気方向Xにおける開閉部28よりも下流側に位置する。
As shown in FIG. 2 or FIG. 5, the
排気ダクト27は、長手方向の一部の外周面から下方に向けて筒状に突出した給気接続部27dを備える。給気接続部27dは、給気口27cを囲むように形成されている。給気接続部27dは、給気接続部27dの中心軸と給気口27cの中心軸が一致するように配置されている。本実施形態では、給気口27cの口径と給気接続部27dの内径は一致している。なお、給気口27cの口径と給気接続部27dの内径は一致していなくてもよく、給気口27cの口径に対して給気接続部27dの内径が小さくてもよいし、大きくてもよい。
The
電池パック14は、給気接続部27dを介して給気口27cに接続される給気ダクト29を備える。給気ダクト29の軸線L2は、上下方向に延び、給気ダクト29の軸線L2は、排気ダクト27の軸線L1に直交している。給気ダクト29の入口29aは、下を向き、車両10の外で大気に開口している。給気ダクト29の出口29bは、後述する逆止弁30を介して給気口27cに連通している。電池パック14は、給気口27cを開閉する逆止弁30を給気ダクト29上に備える。給気接続部27dと逆止弁30、及び給気ダクト29と逆止弁30はねじ締結により接合されている。なお、それぞれの接合方法はねじ締結に限定されず、溶接等の通常用いられる接合方法でもよい。
The
逆止弁30は、内部に弁体31を備える。排気ダクト27の内圧が負圧となり、給気ダクト29の内圧より低くなると、排気ダクト27と給気ダクト29との間に一定の差圧が生じる。すると、逆止弁30の弁体31は開弁状態となり、給気ダクト29から排気ダクト27への空気の流入を許容する。一方で、逆止弁30の弁体31は、排気ダクト27の内圧が、給気ダクト29の内圧より高いときは閉弁状態となり、給気口27cを介した排気ダクト27からの一酸化炭素の排出を抑止し、給気ダクト29への一酸化炭素の排出を阻止する。
The
図6に示すように、逆止弁30の弁体31が開弁すると、給気ダクト29の入口29aから給気ダクト29内に空気が流入し、空気は給気口27cに向けて流れ、給気ダクト29の出口29bから給気口27cを介して排気ダクト27内に流入する。逆止弁30の開弁時に給気ダクト29を空気が流れる方向を給気方向Yとする。本実施形態では、給気方向Yは、給気ダクト29の軸線L2の延びる方向と一致する。
As shown in FIG. 6, when the
次に、電池パック14の作用を記載する。
図6に示すように、電池パック14が備える複数の二次電池20の中の一つにおいて、電極組立体21aに熱暴走が発生し、電池ケース21の内圧が規定圧力を超えると、圧力開放弁25が破断する。すると、電池ケース21の内圧が開放されるとともに、破断した圧力開放弁25から電池ケース21内のガスが噴出する。このとき、ガスに引火したとしても、ケース15内が酸素欠乏状態となり、類焼が阻止される一方で、ケース15内には有害ガスである一酸化炭素が発生する。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 6, in one of the plurality of
圧力開放弁25が破断した直後は、ケース15の内圧は比較的低く、図5に示すように、開閉部28は閉じた状態にある。その後、ケース15の内圧が上昇して排気ダクト27の内圧より高くなる一方で、排気ダクト27の内圧は大気圧のままであるため、ケース15と排気ダクト27との間に差圧が生じる。すると、圧力開放部28aが破断して開閉部28が開き、図6に示すように、排出口26を介してケース15と排気ダクト27とが連通する。ケース15内の一酸化炭素は排気ダクト27に流れ込み、一定の流速が生じると、排気ダクト27内に負圧が発生する。そして、排気ダクト27の内圧と給気ダクト29との内圧との間に一定の差圧が生じると、逆止弁30が開弁し、給気ダクト29の入口29aと給気口27cとが連通し、給気ダクト29から排気ダクト27内に空気が供給される。すると、排気ダクト27を流れる一酸化炭素に空気中の酸素(O2)が混合され、一酸化炭素が酸化される。その結果、一酸化炭素が二酸化炭素(CO2)となり、二酸化炭素が車両10から大気へ排出される。
Immediately after the
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)ケース15の排出口26に接続した排気ダクト27に給気口27cを設けた。そして、ケース15内の一酸化炭素が排気ダクト27の出口27bから大気へ排出される前に給気口27cから排気ダクト27内に空気を供給できる。このため、一酸化炭素を酸化して、二酸化炭素としてケース15外へ排出でき、有害な一酸化炭素がケース15外の大気へ放出されることを抑制できる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) An
(2)電池パック14は、ケース15の排出口26に開閉部28を備える。開閉部28が閉じた状態にあるときに二次電池20からガスが噴出すると、ケース15の内圧は上昇する一方で排気ダクト27の内圧は大気圧のままである。このため、開閉部28を設けることで、ケース15の内圧と排気ダクト27の内圧に差圧を生じさせやすく、開閉部28が開いたときには、ケース15から排気ダクト27に一酸化炭素を流しやすくして流速を速め、排気ダクト27に負圧を発生させやすくなる。その結果、逆止弁30を開いて給気ダクト29から排気ダクト27に空気を供給しやすくなる。
(2) The
(3)給気口27cは、ケース15の排出口26及び排気ダクト27の入口27aよりも排気方向Xの下流側に設けられ、排気方向Xに沿って排出口26及び入口27aから離れた位置にある。このため、給気ダクト29から供給された空気は、入口27a及び排出口26を介してケース15内に流入しにくい。よって、二次電池20の熱暴走時に空気がケース15内に取り込まれて熱暴走を加速させることを防止できる。
(3) The
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図7に示すように、給気ダクト29の入口29aが、車両10の前方に向けて開口するように、給気ダクト29の軸線L2を斜めに傾けて設けてもよい。このように構成した場合、車両10の走行中には、給気ダクト29の入口29aに空気が自然に流入してくる。このため、二次電池20の異常時、給気ダクト29から排気ダクト27内に効率良く空気を供給できる。
The above embodiment may be changed as follows.
○ As shown in FIG. 7, the axis L2 of the
なお、給気ダクト29の入口29aが、車両10の前方に向けて開口していれば、給気ダクト29の軸線L2が、排気ダクト27の軸線L1に対し斜めに交差するように給気ダクト29が設けられていてもよい。又は、給気ダクト29の軸線L2のほとんどが排気ダクト27の軸線L1に直交して鉛直方向に延びつつ、入口29a付近のみが屈曲していてもよい。
If the
○ 給気ダクト29の軸線L2が排気ダクト27の軸線L1に対し斜めに交差するように、給気ダクト29を配置する。このとき、給気ダクト29の入口29aを給気口27cよりも排気方向Xの上流側で開口するように給気ダクト29を斜めにする。そして、給気ダクト29の給気方向Yが排気ダクト27における排気方向Xに沿うように、給気ダクト29を給気口27cに接続する。
○ The
このように構成した場合、逆止弁30が開弁し、給気ダクト29の入口29aから給気口27cに空気が流れると、給気ダクト29における給気方向Yが、排気ダクト27における排気方向Xに沿うようになり、排気ダクト27を流れる一酸化炭素に対し、給気ダクト29から空気が供給しやすく、混ざりやすい。
In this configuration, when the
○ 図8に示すように、電池パック14のケース15内に圧力センサ50を配置し、ケース15の内圧を圧力センサ50によって検出するようにする。また、排気ダクト27における開閉部を電磁弁51によって構成するとともに、逆止弁も電磁弁52により構成する。電池パック14を制御する制御部53に電磁弁51,52を信号接続するとともに、圧力センサ50を信号接続する。さらに、給気ダクト29の入口29a付近に給気ファン54を配置するとともに、給気ファン54も制御部53に信号接続する。また、排気ダクト27内にダクト用圧力センサ55を配置し、排気ダクト27の内圧をダクト用圧力センサ55によって検出するようにする。このダクト用圧力センサ55も制御部53に信号接続する。
○ As shown in FIG. 8, a
そして、制御部53は、圧力センサ50から取得した測定値が一定値を超えると、電磁弁51を開弁させる。すると、排出口26を介してケース15と排気ダクト27とが連通するとともに、ケース15内の一酸化炭素は排気ダクト27に流れ込む。
Then, when the measured value acquired from the
制御部53は、ダクト用圧力センサ55から取得した測定値が、給気ダクト29の内圧である大気圧より低くなり、一定の差圧が生じると、制御部53は電磁弁52を開弁させるとともに、給気ファン54を駆動させる。すると、給気ダクト29の入口29aと給気口27cとが連通し、給気ファン54から送られた空気が、給気ダクト29内に強制的に供給されるとともに、その空気が排気ダクト27内に供給される。すると、排気ダクト27を流れる一酸化炭素に空気が混合され、一酸化炭素が酸化され、二酸化炭素が発生し、二酸化炭素として車室空間10aに排出される。
When the measured value acquired from the
○ 給気口27cを排気ダクト27の排気方向Xに沿って複数設けるとともに、各給気口27cに給気ダクト29を接続し、排気ダクト27に対し、複数箇所から給気してもよい。
○ A plurality of
○ 電池パック14は、車室空間10aではなく、車両10における車室空間10aの外側に搭載してもよい。この場合、排気ダクト27の出口27bは、車両10の外にむけて開口していてもよいし、車両10内で開口していてもよい。
○ The
○ 開閉部28は無くてもよい。この場合、ケース15の排出口26は排気ダクト27の入口27aと常に連通し、二次電池20からガスが放出されていないときは、ケース15の内圧及び排気ダクト27の内圧は大気圧である。
○ The opening / closing
しかし、圧力開放弁25が破断し、二次電池20からガスが放出されたとき、ケース15の内圧に対し排気ダクト27の内圧が負圧になるように、排気ダクト27の流路断面積を調節する。
However, when the
○ 二次電池20は、リチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素二次電池など、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
○ The
○ 排出口26の位置は、ケース15の上端以外の場所であってもよい。
○ 給気ダクト29を削除し、給気口27cから排気ダクト27に直接給気を行うようにしてもよい。
○ The position of the
○ The
X…排気方向、Y…給気方向、10…車両、14…電池パック、15…ケース、20…二次電池、21…電池ケース、21a…電極組立体、25…圧力開放弁、26…排出口、27…排気ダクト、29a…入口、27c…給気口、28…開閉部、29…給気ダクト、30…逆止弁、54…給気ファン。 X ... exhaust direction, Y ... air supply direction, 10 ... vehicle, 14 ... battery pack, 15 ... case, 20 ... secondary battery, 21 ... battery case, 21a ... electrode assembly, 25 ... pressure release valve, 26 ... exhaust Outlet, 27 ... Exhaust duct, 29a ... Inlet, 27c ... Air supply port, 28 ... Opening and closing part, 29 ... Air supply duct, 30 ... Check valve, 54 ... Air supply fan.
Claims (5)
複数の前記二次電池を収容する密閉状のケースと、
前記ケース内に発生した一酸化炭素を当該ケースの外へ排出するために前記ケースに設けられた排出口と、
前記排出口に接続され、当該排出口から前記ケースの外へ排出された前記一酸化炭素が流れる排気ダクトと、
前記排気ダクトに空気を流入させるために当該排気ダクトに設けられた給気口と、
前記排気ダクトの内圧が負圧となったときに前記給気口から前記排気ダクトへの空気の流入を許容する一方で、前記排気ダクトを流れる前記一酸化炭素が前記給気口から排出されることを抑止する逆止弁と、を有し、
前記圧力開放弁によって前記電池ケースの内圧が開放されたときの前記ケースの内圧に対し前記排気ダクトの内圧が負圧になるように設定されている電池パック。 A plurality of secondary batteries having an electrolytic solution and an electrode assembly housed in the battery case and having a pressure release valve for releasing the internal pressure of the battery case when the internal pressure of the battery case exceeds a specified pressure.
A sealed case that houses the plurality of the secondary batteries,
A discharge port provided in the case for discharging carbon monoxide generated in the case to the outside of the case, and a discharge port provided in the case.
An exhaust duct connected to the exhaust port and through which the carbon monoxide discharged from the discharge port to the outside of the case flows.
An air supply port provided in the exhaust duct for allowing air to flow into the exhaust duct, and
When the internal pressure of the exhaust duct becomes negative, the inflow of air from the air supply port to the exhaust duct is allowed, while the carbon monoxide flowing through the exhaust duct is discharged from the air supply port. It has a check valve, which suppresses that,
A battery pack set so that the internal pressure of the exhaust duct becomes a negative pressure with respect to the internal pressure of the case when the internal pressure of the battery case is released by the pressure release valve.
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