(57)【要約】【課題】複数の電池を非電気伝導性の封止材で封止する一方、電池の交換や修理を容易に行うことができる電動車両の電池パックを提供する。【解決手段】電動車両の電池パックは、複数の電池と、上面が開口した箱状であって、前記複数の電池を収容可能なトレイと、前記トレイに収容された複数の電池を封止するように、前記トレイに充填される非電気伝導性の封止材料と、下面が開口した箱状であって、前記非電気伝導性の封止材料で充填された前記トレイと接合されるカバーと、を備え、前記トレイは、前記トレイに充填された前記非電気伝導性の封止材料の排出可能にするドレーンを有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、
上面が開口した箱状であって、前記複数の電池を収容可能なトレイと、
前記トレイに収容された複数の電池を封止するように、前記トレイに充填される非電気伝導性の封止材料と、
下面が開口した箱状であって、前記非電気伝導性の封止材料で充填された前記トレイと接合されるカバーと、
を備え、
前記トレイは、前記トレイに充填された前記非電気伝導性の封止材料の排出可能にするドレーンを有する
ことを特徴とする電動車両の電池パック。
【請求項２】
前記非電気伝導性の封止材料は、難燃性であることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記非電気伝導性の封止材料は、所定の温度で融解可能であり、前記非電気伝導性の封止材料は、前記所定の温度以上で排出可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記所定の温度は、前記複数の電池の動作温度範囲の温度であることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記非電気伝導性の封止材料は、前記トレイの開口よりも重力方向上方に盛り上がるように充填されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動車両の電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
洪水や火災の際の放水により電動車両の電池パックが水没すると、電池パック内の電池や電気回路が短絡する虞がある。よって、電池を非電気伝導性の材料によって封止することが考えられる。
【０００３】
特許文献１には、電池と、電池を保持するホルダと、電池を保持した電池ホルダを防水構造として収納する防水袋と、防水袋内に注入されるポッティング樹脂とを備える電池パックが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、リチウムイオン電池による燃焼を阻止するための混合物が開示されている。かかる混合物は、熱不安定化可能な固体フルオロポリマーと、フッ素化組成物とを含む。この混合物は、電池による燃焼を防止又は消化する阻止効果によってリチウムイオン電池の安全性を改善するために有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１４／１８４９９３号
【特許文献２】特表２０１５−５３６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が開示する電池パックにおいて、ポッティング樹脂は、未硬化であってペースト状や液状で防水袋に充填されるが、防水袋の内部で硬化する。そして、ポッティング樹脂が硬化すると流動性がなくなって移動できなくなるので、電池の交換や修理をすることができない。
【０００７】
特許文献２に開示された混合物は、バス並びにその下にあるアノード及びカソードの上のコーティングとして存在するので、混合物を取り除かない限り電池の交換や修理をすることができない。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の電池を非電気伝導性の封止材料で封止する一方、電池の交換や修理を容易に行うことができる電動車両の電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両の電池パックは、複数の電池と、上面が開口した箱状であって、前記複数の電池を収容可能なトレイと、前記トレイに収容された複数の電池を封止するように、前記トレイに充填される非電気伝導性の封止材料と、下面が開口した箱状であって、前記非電気伝導性の封止材料で充填された前記トレイと接合されるカバーと、を備え、前記トレイは、前記トレイに充填された前記非電気伝導性の封止材料の排出可能にするドレーンを有する。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、非電気伝導性の封止材料をトレイに充填することで複数の電池を非電気伝導性の封止材料で封止する。一方、トレイに充填された非電気伝導性の封止材料をドレーンから排出することで電池の交換や修理を容易に行うことができる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記非電気伝導性の封止材料は、難燃性である。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、非電気伝導性の封止材料が燃えにくいので、電池パックの発火を抑制できる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記非電気伝導性の封止材料は、所定の温度で融解可能であり、前記非電気伝導性の封止材料は、前記所定の温度以上で排出可能である。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、非電気伝導性の封止材料は、所定の温度以上で溶解し、非電気伝導性の封止材料は、所定の温度以上で排出可能となるので、電池パックを所定の温度以上に温めて非電気伝導性の封止材料を排出すれば、電池の交換や修理を容易に行うことができる。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記所定の温度は、前記複数の電池の動作温度範囲の温度である。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、非電気伝導性の封止材料は、複数の電池の動作温度範囲の温度で溶解し、非電気伝導性の封止材料は、複数の電池の動作温度範囲の温度で排出可能となるので、電池パックを複数の電池の動作範囲で温めれば非電気伝導性の封止材料を排出できる。よって、複数の電池を劣化させることなく、電池の交換や修理を行うことができる。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）のいずれか一つの構成において、前記非電気伝導性の封止材料は、前記トレイの開口よりも重力方向上方に盛り上がるように充填される。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、非電気伝導性の封止材料は、トレイの開口よりも上方に盛り上がるように充填されるので、カバーを外せば電池パックの内部に溜まった水を外部に排出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、非電気伝導性の封止材料をトレイに充填することで電池を非電気伝導性の封止材料で封止する一方、トレイに充填された非電気伝導性の封止材料をドレーンから排出することで電池の交換や修理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パックを搭載した電動車両を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パックを概略的に示す斜視図である。
【図３】図２に示した電動車両の電池パックの構造を概略的に示す横断面図である。
【図４】図２に示した電動車両の電池パックの構造を概略的に示す縦断面図である。
【図５】図２に示した電池パックのカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１を搭載した電動車両１００を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１を搭載した電動車両１００は、電動機（図示せず）を駆動源とするものであって、例えば、電気自動車（ＥＶ）ハイブリッド自動車（ＨＶ）又はプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）である。本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１は、例えば、電動車両１００のフロアパネル１１０の下（床下）（図３及び図４参照）に設置されるが、電動車両１００の車室内に設置されるものであってもよい。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１を概略的に示す斜視図である。図３は、図２に示した電動車両の電池パック１の構造を概略的に示す横断面図（ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）であり、図４は、図２に示した電動車両の電池パック１の構造を概略的に示す縦断面図（ＩＶ−ＩＶ断面図）である。図５は、図２に示した電動車両の電池パック１のカバー５を外した状態を示す斜視図である。
【００２４】
図３及び図４に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１は、複数の電池２、トレイ３、封止材料４及びカバー５を備えて構成される。複数の電池２は、電池セル２１１を基本単位とし、複数の電池セル２１１が組み合わされた電池モジュール２１を更に複数組み合わせることによって構成される。電池セル２１１は、例えば、リチウムイオン二次電池で構成され、複数の電池セル２１１が直列接続されて電池モジュール２１が構成され、複数の電池モジュール２１が直列接続されて電動車両の電池パック１の電池が構成される。
【００２５】
図３から図５に示すように、トレイ３は、上面が開口した箱状であって、複数の電池２を収容可能である。本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、トレイ３は、車両前後方向に細長い箱状に形成され、底壁３１とその周りに形成される外周壁３２とを有する。底壁３１は、車両前後方向に細長い矩形であって、その周りに外周壁３２が形成されている。外周壁３２は、底壁から開口に向けて漸次（徐々に）拡開されている。これにより、車幅方向に沿って設けられる前壁３２１及び後壁３２２の外壁面、並びに、車両前後方向に沿って設けられる側壁３２３の外壁面は傾斜面を成している。
【００２６】
また、開口の周りには、被接合部３３が設けられている。被接合部３３は、カバー５が接合される部分であり、開口の全周に亘り設けられている。被接合部３３は、開口から外側張り出され、その上面にガスケット３４が嵌まる凹部３３１が形成されている。
【００２７】
封止材料４は、トレイ３に収容された複数の電池２を封止するように、トレイ３に充填される非電気伝導性の封止材料である。トレイ３に充填される非電気伝導性の封止材料４は、複数の電池２の使用温度範囲において、液体、固体、半流動体、ゲル状、又はペースト状である。非電気伝導性の封止材料４は、例えば、（１）電気を流さないこと（非電気伝導性）、（２）後述するドレーン３５から排出可能であること、（３）水に溶けない、電池と反応しない、電池を侵さないこと、が求められる。
【００２８】
カバー５は、下面が開口した箱状であって、トレイ３に充填された非電気伝導性の封止材料４で充填されたトレイ３と接合される。本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、カバー５は、トレイ３と略同じ大きさであって、車両前後方向に細長い箱状に形成され、上壁５１とその周りに形成される外周壁５２とを有する。上壁５１は、車両前後方向に細長い矩形であって、その周りに外周壁５２が形成されている。外周壁５２は、上壁５１から開口に向けて漸次（徐々に）拡開されている。これにより、車幅方向に沿って設けられる前壁５２１及び後壁５２２の外壁面、並びに、車両前後方向に沿って設けられる側壁５２３の外壁面は傾斜面を成している。
【００２９】
また、開口の周りには接合部５３が設けられている。接合部５３は、トレイ３に接合する部分であり、開口の全周に亘り設けられている。接合部５３は、開口から外側に張り出され、その下面に水平な接合面が形成されるとともに、その外側に上方域に延びる縁が設けられている。
【００３０】
また、図４に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、トレイ３は、ドレーン３５を有する。ドレーン３５は、トレイ３に充填された非電気伝導性の封止材料４の排出を可能にする。ドレーン３５は、例えば、トレイ３の車両前後方向前方となる前壁３２１に設けられる。
【００３１】
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１によれば、非電気伝導性の封止材料４をトレイ３に充填することで複数の電池２を非電気伝導性の封止材料４で封止する。よって、洪水や火災の際の放水により電動車両の電池パック１が水没しても、電池パック内の複数の電池２が短絡することがない。一方、トレイ３に充填された非電気伝導性の封止材料４をドレーンから排出することで電池の交換や修理を容易に行うことができる。
【００３２】
尚、上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１は、電池同士を接続する電気配線（図示せず）や、電池を管理又は制御する電気回路（図示せず）を非電気伝導性の封止材料４で封止するものも含まれる。この場合において、非電気伝導性の封止材料４は、（３’）電気配線や電気回路と反応しない、電気配線や電気回路を侵さないこと、が求められる。
【００３３】
本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、非電気伝導性の封止材料４は難燃性である。
【００３４】
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１によれば、非電気伝導性の封止材料４が燃えにくいので、電動車両の電池パック１の発火を抑制できる。
【００３５】
本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、非電気伝導性の封止材料４は、所定の温度で溶解可能であり、非電気伝導性の封止材料４は、所定の温度以上で排出可能である。
【００３６】
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１によれば、非電気伝導性の封止材料４は、所定の温度以上で溶解し、非電気伝導性の封止材料４は、所定の温度以上で排出可能となるので、電動車両の電池パック１を所定温度以上に温めて非電気伝導性の封止材料４を排出すれば、電池の交換や修理を容易に行うことができる。
【００３７】
本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、非電気伝導性の封止材料４は、複数の電池２の動作温度範囲の温度で溶解し、非電気伝導性の封止材料４は、複数の電池２の動作温度範囲の温度で排出可能である。複数の電池の動作温度範囲の上限値は、例えば、摂氏５０度である。よって、非電気伝導性の封止材料４は、摂氏５０度以下の温度で溶解し、非電気伝導性の封止材料４は、摂氏５０度以下の温度で排出可能である。
【００３８】
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１によれば、非電気伝導性の封止材料４は、複数の電池２の動作温度範囲の温度で溶解し、非電気伝導性の封止材料４は、複数の電池２の動作温度範囲の温度で排出可能となるので、電池パックを複数の電池２の動作範囲で温めれば非電気伝導性の封止材料４を排出できる。よって、複数の電池２を劣化させることなく、電池の交換や修理を行うことができる。
【００３９】
非電気伝導性の封止材料４は、例えば、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン酸系難燃剤である。臭素系難燃剤は、例えば、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル（ＤＢＤＰＥ，ＤＢＤＰＯ）、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＰＡ）、ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）、ヘキサブロモベンゼンである。塩素系難燃剤は、例えば、塩素化パラフィンである。リン酸系難燃剤は、例えば、リン酸エステル（ＴＣＰ，ＴＸＰ等）、リン酸トリブチル，リン酸ジブチルフェニルの混合物、リン酸トリフェニルである。
【００４０】
また、非電気伝導性の封止材料４は、例えば、シクロホスファゼン又はそのオリゴマーでもよい。さらに、非電気伝導性の封止材料４は、上記難燃剤にて難燃性を付与されたオイル、グリスの類であってもよい。また、非電気伝導性の封止材料４は、フッソグリース（ニチアス）、モリコートＨＰ−５００グリース（超高性能・長寿命用）、（東レ・ダウコーニング）、クライトックスグリス（ケマーズ）など、水素の一部がフッ素に置換された樹脂・オリゴマーからなるグリース、一液型ＲＴＶゴム（信越化学）などシリコーンオイル・シリコーングリスであってもよい。
【００４１】
図３から図５に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１では、非電気伝導性の封止材料４は、トレイ３の開口よりも重力方向上方に盛り上がるように充填される。よって、非電気伝導性の封止材料４は、トレイ３の開口よりも重力方向上方にも充填される。
【００４２】
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パック１によれば、非電気伝導性の封止材料４は、トレイ３の開口よりも上方に盛り上がるように充填されるので、カバー５を外せば電池パックの内部（例えば、非電気伝導性の封止材料４とカバー５との間）に溜まった水を外部に排出することができる。
【００４３】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００４４】
１    電動車両の電池パック
２    電池
２１    電池モジュール
２１１    電池セル
３    トレイ
３１    底壁
３２    外周壁
３２１    前壁
３２２    後壁
３２３    側壁
３３    被接合部
３３１    凹部
３４    ガスケット
３５    ドレーン
４    封止材料
５    カバー
５１    上壁
５２    外周壁
５２１    前壁
５２２    後壁
５２３    側壁
５３    接合部
５３１    縁
１００    電動車両
１１０    フロアパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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