(57)【要約】【課題】電池セルから発生したガスを確実に電池パック外に排出できると共に、電池セル内に発生したガスを電池パック外に排出するためのガス開放室の設計・製造・組み立てを容易にできる。【解決手段】複数の電池セル２を収容するケース（筐体）３と、ケース３内に電池セル２を収容する電池室１０に対して分離して設けられ、電池セル２を構成する密閉容器５がそれぞれ連結されたガス開放室４と、ガス開放室４と前記密閉容器４との間に設けられて、密閉容器５内がガス開放室４内より高圧となったことを条件として開放されるブローアウト弁（一方向弁）１４と、ガス開放室４を外気と連通させる排気管１５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを収容する筐体と、
該筐体内に前記電池セルを収容する空間に対して分離して設けられ、前記電池セルを構成する密閉容器がそれぞれ連結されたガス開放室と、
前記ガス開放室と前記密閉容器との間に設けられて、前記密閉容器内が前記ガス開放室内より高圧となったことを条件として開放される一方向弁と、
前記ガス開放室を外気と連通させる排気管とを備えることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記電池セルは、所定の平面上に行列状に配列されており、前記ガス開放室は、前記平面より上方の他の平面上に設けられた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】
前記ガス開放室は、六面体状をなし、前記排気管が前記六面体のいずれかの面に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを収容した電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の電池セル（単電池）が直列や並列に配列された電池パックが使用されている。各電池セルは、過充電などの異常時に、内部に大量のガスが発生するため、内部での燃焼や爆発防止用のガス排出口が設けられている。
ガス排出口から排出されるガスは、一般に高温であり、また、腐食性を有する場合もあるので、電池パックの一部の電池セルから排出されたガスが電池パック内に充満すると、他の電池セルや電池パックを構成する電池セル以外の部材も高温となったり腐食したりして劣化してしまうことになる。
このため、図３に示すように、各電池セル２２のガス排出口２７は、電池パック２１内に配管されたパイプ状のガス排出ダクト２４につながれ、電池セル２２内部に発生したガスは、このガス排出ダクト２４を通じて外部へ排出されている（例えば、特許文献１参照）。また、このような電池パック２１にはエギゾーストマニホールドを備えるものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１００８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のようなパイプ状のガス排出ダクト２４は、例えば数十個の電池セル２２が収容された電池パック２１では、配管が複雑になってコストがかかると共に、設計や製造また組み立てに労力がかかってしまう。また、各電池セル２２のガス排出口２７とガス排出ダクト２４との位置あわせに手間がかかる。
また、単に各電池セル２２のガス排出口２７がガス排出ダクト２４に接続されている場合には、一部の電池セル２２から排出されたガスＧが、ガス排出ダクト２４を通じて他の電池セル２２に流入してしまうことが考えられる。
【０００５】
また、ガス排出ダクト２４のガスが排出される出口２４ａの位置は、ガス排出ダクト２４のレイアウトによって制約されてしまい、電池パック２１を搭載する車両や機器類などの形状に合わせて任意の位置にガス排出ダクト２４の出口２４ａを設けることが難しかった。また、ガス排出ダクト２４の出口２４ａの位置を特定してしまうと、ガス排出ダクト２４のレイアウトが制約されてしまい、電池セル２２の配列も制約されてしまうことがあった。
また、電池パック２１をコンパクトにするためにガス排出ダクト２４の形状を制限すると、ガス排出ダクト２４の断面積が十分に確保できなかったり、ガス排出ダクト２４の曲がり部分や連結部分でのガス流の圧損が大きくなったりすることがあり、ガスＧの気流挙動の解析や設計が困難でガス排出ダクト２４から有効にガスＧを排出できない懸念がある。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電池セルから発生したガスを確実に電池パック外に排出できると共に、電池セル内に発生したガスを電池パック外に排出するためのガス開放室の設計・製造・組み立てが容易にできる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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る電池パックは、複数の電池セルを収容する筐体と、該筐体内に前記電池セルを収容する空間に対して分離して設けられ、前記電池セルを構成する密閉容器がそれぞれ連結されたガス開放室と、前記ガス開放室と前記密閉容器との間に設けられて、前記密閉容器内が前記ガス開放室内より高圧となったことを条件として開放される一方向弁と、前記ガス開放室を外気と連通させる排気管とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、密閉容器内にガスが発生し、この密閉容器内がガス開放室内より高圧となると一方向弁が開放され、密閉容器内のガスがガス開放室へ流入し、ガス開放室の排気管からガス開放室の外部へ排出される。ガス開放室と密閉容器との間には一方向弁が設けられていることにより、ガス開放室のガスが他の密閉容器に流入することを防ぐことができる。
そして、本発明では、複数の電池セルを収容する筐体内に電池セルを収容する空間に対して分離して設けられ、電池セルを構成する密閉容器がそれぞれ連結されたガス開放室を備えていることにより、従来のパイプ状のガス排出ダクトに電池セルの密閉容器を連結する電池パックと比べて、ガス排出ダクトの配管が不要であると共に、ガス開放室と密閉容器との位置合わせが容易にできるので、電池パックの設計・製造・組み立てにかかる労力やコストを軽減させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る電池パックでは、前記電池セルは、所定の平面上に行列状に配列されており、前記ガス開放室は、前記平面より上方の他の平面上に設けられることが好ましい。
本発明では、ガス開放室は、電池セルの配列された所定の平面より上方の他の平面上に設けられることにより、電池パックの製造を容易に行うことができる。
また、電池セルを収容する空間の上方にガス開放室が設けられることにより、例えば、電池パックが屋外に設置された場合などには、ガス開放室が空気層となり、その断熱効果によって電池室は直射日光や外気の温度変化の影響を受けにくい。
また、電池セルが発熱し電池パック内部の温度が上昇しても、ガス開放室の断熱効果によって、電池パック外部に電池パック内部の温度上昇の影響を及ぼしにくい。
【００１０】
また、本発明に係る電池パックでは、前記ガス開放室は、六面体状をなし、前記排気管が前記六面体のいずれかの面に設けられてもよい。
本発明では、排気管が六面体のいずれかの面に設けられてもよいことにより、電池パックが搭載される車両や機器類にあわせて位置を設定することができ、電池パックのレイアウト性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池セルの密閉容器内から発生したガスは他の電池セルの密閉容器内に流入することがなく効率よくガス開放室の外部に排出できると共に、電池パックの設計・製造・組み立てにかかる労力やコストを軽減させることができる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態による電池パックの一例を示す図で（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】電池セルから発生したガスの排出方法を説明する図である。
【図３】従来の電池パックの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態による電池パックについて、図１および図２に基づいて説明する。
図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、本実施の形態による電池パック１は、複数の電池セル２と、複数の電池セル２を収容するケース３と、ケース３内に設けられたガス開放室４とから概略構成される。
電池セル２は、内部に図示しない電極板などを備える略直方体の密閉容器５と、密閉容器５の上面５ａからそれぞれ上方に突出する正極および負極の電極端子６とを備えている。密閉容器５の上面５ａには、密閉容器５の内外を連通させて密閉容器５内にガスが発生した際に密閉容器５内からガスを排出させるガス排出口７が形成されている。
【００１４】
ケース３は、上方が開口した略直方体形状の収容部８と、収容部８の上部に設置される蓋部９とから構成される。
ケース３には、下部側の空間に１２個の電池セル２が３行４列に配列された電池室１０が形成され、上部側の空間がガス開放室４となっている。電池室１０とガス開放室４との間には、仕切板１１が設けられている。ガス開放室４、電池室１０は、共に略直方体形状である
仕切板１１は、ケース３内の側面に密着して固定されている。
電池セル２は、例えば下面や側面がケース３内に固定されている。
【００１５】
電池セル２と仕切板１１との間には、ゴムなどの弾性体で形成され、電池セル２および仕切板１１と密着して電池セル２の位置を固定する固定部材１３が配設されている。固定部材１３は、上下方向に貫通する貫通孔１３ａを備え、貫通孔１３ａの下端は電池セル２のガス排出口７と接続され、貫通孔１３ａの上端は仕切板１１に形成されたガス流入口１２と接続されている。
ガス流入口１２は、各電池セル２のガス排出口７の鉛直上に位置しており、仕切板１１には各電池セル２のガス排出口７に対応して複数のガス流入口１２が形成されている。
【００１６】
各ガス流入口１２には、一方向に開放可能なブローアウト弁（一方向弁）１４が設けられている。
ブローアウト弁１４は、ガス流入口１２のガス開放室４側に設けられた金属板などで、密閉容器５内がガス開放室４内よりも高圧となったことを条件としてガス開放室４側に吹き飛ぶ弁である。ブローアウト弁１４は、密閉容器５側には移動しない構成である。
通常時は、ブローアウト弁１４がガス流入口１２を塞いで密閉容器５内とガス開放室４内の連通を遮断している。そして、密閉容器５内にガスが発生し、密閉容器５内がガス開放室４内よりも高圧となりブローアウト弁１４がガス開放室４側に吹き飛ぶと、ガス流入口１２が開放されて、固定部材１３の貫通孔１３ａを通して電池セル２の密閉容器５の内部とガス開放室４の内部とが連通する。
【００１７】
ガス開放室４には、内部のガスを電池パック１外に排出する排気管１５が設けられている。本実施の形態では、排気管１５はガス開放室４の側面に設けられているが、内部のガスを電池パック１外に排出できる位置であればガス開放室４どの位置に設けられてもよい。また、排気管１５は１個設けられてもよいし、複数個設けられてもよい。ガス開放室４の任意の位置に排気管１５を設けることができることにより、電池パック１のレイアウト性を高めることができる。
また、電池セル２から発生したガスが有害成分を含有する場合には、この有害成分と結合し有害性を除去または低減できる薬剤などをガス開放室４内に入れておいてもよい。また、この薬剤を乾燥剤のような形態とし、ガスと触れ易いように充填しても良い。
【００１８】
使用する薬剤として、例えば、有害成分が一酸化炭素（ＣＯ）の場合には、一酸化炭素を吸収し二酸化炭素（ＣＯ２）にして毒性を減らすホプカライト（ＣｕＭｎ２Ｏ４）などが有効である。また、有害成分が腐食性ガスの場合には、シリカゲルや酸化カルシウムなどが有効である。
また、このような薬剤は、空気中に暴露しておくと、平時にわずかな一酸化炭素や水分を吸収してしまい、ガスが発生した際には劣化している可能性がある。このため、水分を通しにくいビニル等のフィルムで薬剤を密封し、ガスが発生した際に高温のガスがフィルムに当たりフィルムが溶けることで薬剤を露出させ、ガスに含まれる有害成分を除去または低減させるを構成とすることが好ましい。
【００１９】
上述した本実施の形態による電池パック１では、ガス開放室４は以下のように設置される。
ケース３内に配列された電池セル２の上部に、電池セル２のガス排出口７と固定部材１３の貫通孔１３ａとが重なるように固定部材１３を設置する。そして、固定部材１３の上部に、仕切板１１のガス流入口１２と固定部材１３の貫通孔１３ａとが重なるように仕切板１１を設置する。このとき、ガス開放室４は電池パック１の上部側の空間であることにより、図３に示すようなパイプ状のガス排出ダクト２４が設置された従来の電池パック２１と比べて、電池セル２２とガス排出ダクト２４の位置あわせを行わなくてよいので、容易に設置することができる。
【００２０】
次に、ガス流入口１２にブローアウト弁１４を設置する。そして、ガス開放室４に排気管１５を取り付けると共に、収容部８の上部に蓋部９を設置してガス開放室４が完成する。
なお、ブローアウト弁１４は、仕切板１１を収容部８に設置する前に予めガス流入口１２を塞ぐように仕切板１１に設置しておいてもよい。また、排気管１５は収容部８を製造する際に設置されていてもよい。
【００２１】
次に、本実施の形態による電池パックの電池セル内に発生したガスの排出方法について説明する。
図２に示すように、過充電などの異変により、一部の電池セル２Ａの密閉容器５内にガスＧが発生して充満すると、密閉容器５内の圧力が上昇し、ガス開放室４内よりも高圧となる。
そして、密閉容器５内がガス開放室４内よりも高圧となったことにより、電池セル２Ａのブローアウト弁１４がガス開放室４側に吹き飛ばされて、ガスＧが発生した密閉容器５内とガス開放室４内とが連通する。
【００２２】
密閉容器５内に発生したガスＧは、固定部材１３の貫通孔１３ａを通してガス開放室４に流入し、ガス開放室４に設けられた排気管１５から電池パック１外に排出される。
このとき、ブローアウト弁１４は一方向弁であることにより、他の正常な電池セル２Ｂのブローアウト弁１４は閉じたままであるので、ガス開放室４内のガスが、正常な電池セル２Ｂの密閉容器５内に流入することがない。
【００２３】
次に、上述した電池パックの効果について図面を用いて説明する。
本実施の形態による電池パック１によれば、電池セル２Ａの密閉容器５内に発生したガスＧを、ガス開放室４に設けられた排気管１５から電池パック１外に排出できると共に、ガスが発生した電池セル２Ａ以外の電池セル２Ｂのブローアウト弁１４は閉じたままで、電池セル２Ａから発生したガスＧが他の電池セル２Ｂの密閉容器５内に流入することを防止できる効果を奏する。
また、ガス開放室４は電池パック１のケース３の上部側の空間に形成されていることにより、図３に示すようなパイプ状のガス排出ダクト２４に電池セル２２のガス排出口２７を連結し、このガス排出ダクト２４からガスＧを排出させる従来の電池パック２１と比べて、ダクトを配管する必要がなく、ガス開放室４と電池セル２のガス排出口７との位置あわせが容易なので（図１参照）、電池パック１の設計・製造・組み立てにかかる労力やコストを低減させることができる。
【００２４】
また、図３に示すような従来の電池パック２１では、電池セル２２の位置を変更するとこれに伴いガス排出ダクト２４の配管も変更しなければならないことがあったが、図１に示す本実施の形態による電池パック１では、電池セル２の位置を変更しても、この位置に合わせて仕切板１１にガス流入口１２を形成すればよく、ガス開放室４の形状を変更させることがないので、電池セル２の位置変更にも容易に対応でき、設計の自由度がある。
また、本実施の形態による電池パック１では、ケース３の上部側全体に形成されたガス開放室４からガスＧを排出させることにより、従来のパイプ状のガス排出ダクト２４（図３参照）のようにガスＧの流路に角部や断面形状が変化する部分がなく、ガス流の排気圧損を減らすことができるので、ガスＧはガス開放室４から安定した状態で確実に排出され電池パック１の安全性を向上させることができる。
また、ガス開放室４の排気管１５は、ガス開放室４の任意の位置に設置できるので、電池パック１を搭載する車両や機器類に合わせて排気管１５の位置を設定することができ、電池パック１のレイアウト性を高めることができる。
【００２５】
また、電池室１０の上部側にガス開放室４が設けられていることにより、電池パック１外部の温度変化がガス開放室４の断熱効果によって電池室１０に伝達しにくい。例えば、電池パック１が屋外に設置された場合などには、ガス開放室４の断熱効果によって電池室１０は直射日光による温度上昇の影響を受けにくい。また、電池室１０の温度変化が電池パック１の外部に伝達しにくい。
また、電池パック１の一部をガス開放室４としているので、図３に示すパイプ状のガス排出ダクト２４が配管された従来の電池パック２１と比べて、製造が行いやすいと共に、電池パック１をコンパクトにすることができる。
【００２６】
以上、本発明による電池パック１の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、固定部材１３は、弾性体で形成されて電池セル２の位置を固定し、貫通孔１３ａを介してガス排出口７とガス流入口１２とを連結しているが、固定部材１３は、弾性体で形成されていなくてもよい。また、固定部材１３に代わって、ガス排出口７とガス流入口１２とを連結する部材を設けてもよく、また、ガス排出口７とガス流入口１２とを直接連結してもよい。
また、上記の実施の形態では、ガス排出口７の鉛直上にガス流入口１２が設けられているが、ガス排出口７とガス流入口１２とが連結されていれば、ガス排出口７とガス流入口１２の位置が鉛直方向にずれていてもよい。
また、上記の実施の形態では、電池室１０の上部にガス開放室４が設けられているが、ガス開放室４の位置は、電池室１０に対して側方や下方に設けられてもよい。
また、上記の実施の形態では、電池セル２が３行４列に配列されているが、このほか形態に配列されていてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  電池パック
２、２Ａ、２Ｂ  電池セル
３  ケース（筐体）
４  ガス開放室
５  密閉容器
７  ガス排出口
１０  電池室
１１  仕切板
１２  ガス流入口
１４  ブローアウト弁（一方向弁）
１５  排気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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