(57)【要約】【課題】電池セルから排気される排気ガスを外部への排気を可能とすると共に、外部の塵や埃などの異物が電池モジュールに達することを抑制する。【解決手段】組電池は、内圧が上昇すると開弁する開放弁２５が形成された複数の電池セル１５を含む電池モジュール２と、電池モジュール２に向けて開口する開口部が形成された排気カバー３１と、開口部を閉塞すると共に開放弁２５と対向するフィルム３２とを含み、外部に連通する排気通路が内部に形成された排気ダクト１０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内圧が上昇すると開弁する開放弁が形成された複数の電池セルを含む電池モジュールと、
前記電池モジュールに向けて開口する開口部が形成された排気カバーと、前記開口部を閉塞すると共に前記開放弁と対向するフィルムとを含み、外部に連通する排気通路が内部に形成された排気ダクトとを備える、組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複数の電池セルを含む電池モジュールと、電池セルから排出される排気ガスを外部に排気する排気ダクトとを含む組電池が知られている。
【０００３】
たとえば、特開２０１３−９８１０１号公報に記載された組電池は、複数の電池セルによって構成された電池モジュールと、電池モジュール上に設けられたシール部材と、シール部材上に設けられた排気ダクトとを備える。
【０００４】
各電池セルには、安全弁が設けられており、シール部材には、各安全弁に対応する位置に貫通孔が形成されている。シール部材の溶融温度は、後述する排気ガス温度よりも低い温度である。
【０００５】
そして、電池セル内で内部短絡が生じると、電池セル内の内圧が上昇し、安全弁が開弁し、高温高圧のガスが排出される。排気ガスは、シール部材に形成された貫通孔から排気ダクト内に入り込み、排気ダクト内を通って外部に排気される。
【０００６】
さらに、シール部材は、高温の排気ガスに触れることで溶融して、各電池セル間の隙間などに入り込み、電池セルが高温の排気ガスに曝されることが抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−９８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の組電池においては、排気ダクトは外部と連通しており、外部の塵や埃が排気ダクト内に入り込む場合がある。そして、電池モジュール上に塵や埃が溜まると電池パックの高圧部分で不具合が生じるおそれがある。
【０００９】
本明細書に記載された電池パックは、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池セルから排気される排気ガスを外部への排気を可能とすると共に、外部の塵や埃などの異物が電池モジュールに達することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書に記載された組電池は、内圧が上昇すると開弁する開放弁が形成された複数の電池セルを含む電池モジュールと、電池モジュールに向けて開口する開口部が形成された排気カバーと、開口部を閉塞すると共に開放弁と対向するフィルムとを含み、外部に連通する排気通路が内部に形成された排気ダクトとを備える。上記の組電池によれば、外部の塵や埃が排気ダクト内に入り込んだとしても、排気カバーの開口部がフィルムによって閉塞されているので、塵や埃が電池モジュールに達することを抑制することができる。そして、電池セル内で内部短絡などが生じて、電池セルの温度が上昇し、電池セル内の内圧が上昇することがある。このような場合において、電池セルの開放弁が開弁して、高温ガスが電池セルから噴き出すと共に、高温ガスがフィルムに高温ガスが吹き付けられる。高温ガスがフィルムに吹き付けられると、フィルムが溶けて、高温ガスが排気ダクト内に入り込む。そして、排気ダクト内を通り、高温ガスが外部に排気される。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に記載された組電池によれば、電池セルから排気されるガスを良好に排気することができると共に、外部からの埃や塵が電池モジュールに達することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る組電池１を示す斜視図である。
【図２】電池モジュール２および排気ダクト１０を示す分解斜視図である。
【図３】排気ダクト１０の端部１７およびその周囲の構成を示す斜視図であり、排気ダクト１０を下方から視たときの斜視図である。
【図４】電池セル１５および排気ダクト１０を示す断面図である。
【図５】開放弁２５およびその周囲の構成を示す断面図である。
【図６】開放弁２５が開弁したときの状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１から図６を用いて、本実施の形態に係る組電池について説明する。なお、図１から図６において、同一の構成または実質的に同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る組電池１を示す斜視図である。この図１に示すように、組電池１は、車両のフロアパネル４上に設けられており、組電池１は、複数の電池モジュール２と、ダクトモジュール３とを含む。
【００１５】
この図１に示す例においては、電池モジュール２が５つ設けられている。ダクトモジュール３は、各電池モジュール２の上面上に配置された排気ダクト１０と、各排気ダクト１０を接続する接続ダクト１１と、接続ダクト１１に接続されると共に排気ガスを外部に排出する排出ダクト１２とを含む。
【００１６】
フロアパネル４には、排出口１３が形成されており、排出ダクト１２は排出口１３に接続されている。
【００１７】
図２は、電池モジュール２および排気ダクト１０を示す分解斜視図である。この図２に示すうように、電池モジュール２は、配列方向Ｄ１に配列する複数の電池セル１５と、複数の電池セル１５を拘束する拘束具１６を含み、排気ダクト１０は、電池モジュール２の上面上に配置されている。
【００１８】
拘束具１６は、電池モジュール２の一方の端面に設けられたエンドプレート２０と、他方の端面に設けられたエンドプレート２１と、エンドプレート２０およびエンドプレート２１を接続する複数の拘束バンド２２とを含む。この拘束具１６によって、複数の電池セル１５が配列方向Ｄ１に拘束される。
【００１９】
排気ダクト１０は、配列方向Ｄ１に長尺に形成されており、各電池セル１５の上面に配置されており、後述する各電池セル１５の各開放弁２５を覆うように配置されている。
【００２０】
排気ダクト１０の端部１８には固定部材３６が設けられており、排気ダクト１０の端部１７にも固定部材３５が設けられている。固定部材３６によって、排気ダクト１０はエンドプレート２０の上面に固定されており、固定部材３５によって排気ダクト１０はエンドプレート２１の上面に固定されている。そして、排気ダクト１０の端部１７において、接続ダクト１１に接続される。
【００２１】
図３は、排気ダクト１０の端部１７およびその周囲の構成を示す斜視図であり、排気ダクト１０を下方から視たときの斜視図である。この図３に示すように、排気ダクト１０は、下方が開口するように形成されたカバー３１と、カバー３１の開口部３４を閉塞するように設けられたフィルタ３２とを含む。
【００２２】
カバー３１は、図２に示す電池モジュール２の上面に配置されており、開口部３４は電池モジュール２に向けて開口している。開口部３４は、エンドプレート２１側の電池セル１５の上面からエンドプレート２０側の電池セル１５の上面に達するように形成されている。フィルタ３２は、開口部３４を閉塞しており、フィルタ３２およびカバー３１によって、排気ダクト１０内には、排気通路３０が形成されている。
【００２３】
フィルタ３２は、たとえば、ポリプロピレン(polypropylene)などの樹脂によって形成されており、フィルタ３２の厚さは、数ｍｍ程度である。フィルタ３２の溶融温度は、１７０℃程度であり、カバー３１の溶融温度は、フィルタ３２よりも高い温度である。
【００２４】
図４は、電池セル１５および排気ダクト１０を示す断面図である。図４に示すように、電池セル１５は、電極体４０と、電極体４０を収容する収容ケース４１とを含む。
【００２５】
収容ケース４１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。収容ケース４１は、上方に向けて開口するケース本体５０と、ケース本体５０の開口部を閉塞すするようにケース本体５０に溶接された蓋５１とを含む。電池セル１５は、蓋５１の上面に設けられた正極端子４５および負極端子４６を含む。
【００２６】
ここで蓋５１には、開放弁２５が形成されている。開放弁２５は、蓋５１に切り込みを入れることで形成されており、収容ケース４１内の内圧が所定圧以上になると開弁して、収容ケース４１内の内圧が過大になることを抑制し、収容ケース４１が破裂することを抑制する。
【００２７】
電極体４０は、扁平形状に形成されている。電極体４０の一端には正極電極４３が形成されており、電極体４０の他方の端部には負極電極４４が形成されている。
【００２８】
電極体４０は、正極シートとセパレータと負極シートとセパレータとを順次積層して、この積層体巻回し、その後、扁平形状に変形させることで形成されている。
【００２９】
正極シートは、アルミニウムなどの金属箔と、金属箔の表裏面に塗布された正極合材層とを含み、金属箔の一辺は正極合材層が塗布されていない未塗布部である。
【００３０】
負極シートは、銅などの金属箔と、この金属箔の表裏面に塗布された負極合材層とを含み、金属箔の一辺は負極合材層が塗布されていない未塗布部である。そして、正極電極４３は、正極シートの未塗布部が巻回されることで形成されており、負極電極４４は、負極シートの未塗布が巻回されることで形成されている。
【００３１】
電池セル１５は、正極電極４３および正極端子４５を接続する正極集電部４７と、負極電極４４および負極端子４６を接続する負極集電部４８とを含む。
【００３２】
排気ダクト１０は、各電池セル１５に設けられた開放弁２５上に配置されている。図５は、開放弁２５およびその周囲の構成を示す断面図である。この図５に示すように、開放弁２５の周囲に、シール部材５８が設けられており、このシール部材５８の上に、排気ダクト１０が配置されており、フィルタ３２が開放弁２５と対向するように配置されている。
【００３３】
ここで、図１に示すように、排気ダクト１０は、接続ダクト１１、排出ダクト１２および排出口１３を通して、車両外部と連通している。このため、排出口１３から塵や埃が、排気ダクト１０内に入り込む場合がある。
【００３４】
排気ダクト１０内に塵や埃が入り込んだとしても、図５に示すフィルタ３２によってカバー３１の開口部が閉塞されているため、電池モジュール２上に塵や埃が落ちることを抑制することができ、塵や埃によって電池モジュール２に不具合が生じることを抑制することができる。
【００３５】
このように構成された組電池１において、電極体４０内で内部短絡などが生じる場合がある。電極体４０内で内部短絡が発生すると、電池セル１５内の温度が上昇し、電池セル１５内の内圧が上昇する。そして、電池セル１５内の内圧が所定圧以上になると、開放弁２５が開弁する。
【００３６】
図６に示すように、開放弁２５が開弁すると、高温ガスＧが開放弁２５から吹き出る。開放弁２５の上方には、フィルタ３２が配置されており、フィルタ３２に高温ガスＧが吹き付けられる。フィルタ３２の融点は、１７０℃程度であり、高温ガスＧの温度よりも低く、フィルタ３２は高温ガスＧが吹き付けられると溶融する。なお、カバー３１およびシール部材５８の溶融温度は、高温ガスＧの温度よりも高い温度である。
【００３７】
フィルタ３２が溶融すると、排気ダクト１０の排気通路３０内に高温ガスＧが入り込む。そして、図１に示すように、高温ガスＧは排気ダクト１０、接続ダクト１１および接続ダクト１１を通って、排出口１３から外部に排気される。
【００３８】
このように、組電池１によれば、電池セル１５の内圧が上昇して、電池セル１５から高温ガスＧが噴出するときには、高温ガスＧを良好に外部に排気することができる。
【００３９】
本実施の形態に係る組電池１によれば、電池モジュール２に外部の塵や埃がたまることを抑制することができると共に、電池セル１５から高温ガスＧが吹き出たとしても、高温ガスＧを良好に外部に排気することができる。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、組電池に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  組電池、２  電池モジュール、３  ダクトモジュール、４  フロアパネル、１０  排気ダクト、１１  接続ダクト、１２  排出ダクト、１３  排出口、１５  電池セル、１６  拘束具、１７，１８  端部、２０，２１  エンドプレート、２２  拘束バンド、２５  開放弁、３０  排気通路、３１  カバー、３２  フィルタ、３４  開口部、３５，３６  固定部材、４０  電極体、４１  収容ケース、４３  正極電極、４４  負極電極、４５  正極端子、４６  負極端子、４７  正極集電部、４８  負極集電部、５０  ケース本体、５１  蓋、５８  シール部材、Ｄ１  配列方向、Ｇ  高温ガス。
【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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【図６】
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