(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で、単電池からミスト状で電解液が放出されても、排気通路から流出されることのない、電動車輌に用いる組電池システムを提供する。【解決手段】キャビン１内のリアシート２の後方に、組電池４が収納された組電池ケース５を設置する。組電池ケース５に、冷却ファン６を備えた排気ダクト７を接続し、組電池ケース５の排気ダクト接続部の反対側にエア吸入口３を設ける。冷却ファン６として、シロッコファン又は軸流ファンを用いる。そして、組電池４を強制的に冷却するためのエアを、キャビン１、エア吸入口３、組電池ケース５、排気ダクト７、冷却ファン６、排気ダクト７の順に流し、冷却ファン６に、エアと共に単電池から放出されたミスト状の電解液を、ファンの翼列あるいはファンの壁面に衝突させて付着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池を電気的に接続して構成された組電池と、前記組電池を機械的に保持した状態で収納する組電池ケースと、前記組電池ケース内にキャビン内のエアを吸引するためのファンと、前記組電池ケースからエアを前記キャビン内に排出するための排気流路とを備えた電動車輌に用いる組電池システムであって、
前記排気流路に、翼列の回転によってエアを軸方向と直交する方向に圧送するファン、又は、翼列の回転によってエアを軸方向に圧送するファンを少なくとも含む電解液捕獲機構が設けられ、前記組電池ケースからミスト状で排出される電解液の一部は前記ファンの翼列に衝突して付着され、残りは前記ファンの壁面に衝突して付着されることにより捕獲されることを特徴とする電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項２】
前記ファンがシロッコファン又は軸流ファンである請求項１に記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項３】
前記電解液捕獲機構が、少なくとも１〜５０μｍのミスト状で排出される前記電解液を捕獲することが可能なフィルタをさらに含む請求項１に記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項４】
前記排気流路が排気ダクトである請求項１〜３のいずれかに記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項５】
前記排気流路が排気ダクトであり、前記排気ダクトに屈曲部を設け、前記屈曲部によって前記電解液を捕獲するようにした請求項１に記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項６】
前記屈曲部が６０度以上１６０度以下の角度をもって設けられた請求項５に記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項７】
前記排気流路が排気ダクトであり、前記排気ダクトの内壁に凹凸が設けられ、前記凹凸によって前記電解液を捕獲するようにした請求項１に記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項８】
前記組電池ケースからミスト状で排出される前記電解液が水酸化カリウムを主体とするアルカリ電解液であって、前記電動車輌の前記キャビン内における前記水酸化カリウムの気中濃度が２ｍｇ／ｍ3 以下である請求項１〜７のいずれかに記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【請求項９】
前記水酸化カリウムの気中濃度が０．３ｍｇ／ｍ3 以下である請求項８に記載の電動車輌に用いる組電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車輌に用いる組電池システムに関する。さらに詳細には、組電池を構成する単電池に異常が発生した場合に、単電池から電解液がミスト状で放出されても、排気通路から流出することを抑制することのできる組電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の電動車輌には、車輌推進用の電力をモータ等に供給するために複数の単電池を直列や並列に接続した組電池が搭載されるのが一般的である。この場合、電池特性のばらつきにより、特定の単電池に電流が集中したり、単電池の過充電や過放電が起こり易くなる。そして、このような単電池の過充電や過放電、あるいは単電池の内部短絡が起こると、安全弁や電槽の損傷部分から電解液がミスト状で放出されることが考えられる。
【０００３】
ところで、この種の用途に用いられる電池は、その使用温度が常に所定の範囲にあれば、より長期間にわたって使用を続けることが可能である。そこで、電池の寿命を確保ないし延長するために、車外からキャビンにエアを導入するダクトの途中に分岐を設け、組電池を収納するケースへとエアを導入するためのダクトをこの分岐箇所に接続するようにされている。また、組電池を収納するケースには、導入されたエアを排出するための排気ダクトが接続されている。
【０００４】
通常、排気ダクト内を流れるエアは、車室内へ戻されるが、特開平１０―２５２４６７号公報（特許文献１）においては、上記のように単電池に異常が発生した場合に、排気ダクト内を流れるエアを車室外へ放出する切り替えダンパを備え、車室内へのガスの流入を防止する技術が提案されている。また、特開平７―２４５０８９号公報（特許文献２）には、切り替えダンパを用いることなく、単電池の安全弁にチューブを取り付けることによってミストを捕獲する機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５２４６７号公報
【特許文献２】特開平７−２４５０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、単電池に異常が発生した場合に、排気ダクト内を流れるエアを車室外へ放出する切り替えダンパを備えた構成では、システムがやや複雑になると共に、エアをいつも車外排気すると、車室内の冷暖房の効率が落ちるという問題点がある。
【０００７】
一方、単電池の安全弁にチューブを取り付けることによってミストを捕獲するようにした構成は、装置がコスト高となる。また、電槽が樹脂製の場合には、電槽強度が金属製の電槽よりも低いため、単電池の過充電や過放電、あるいは単電池の内部短絡によって電槽の損傷が生じたときに、ミスト状の電解液が排気ダクト内に流出する可能性があった。
【０００８】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、簡単で安価な構成で、単電池からミスト状で電解液が放出されても、排気通路から流出されることを抑制可能な電動車輌に用いる組電池システム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】
前記目的を達成するため、本発明に係る電動車輌に用いる組電池システムの構成は、複数の単電池を電気的に接続して構成された組電池と、前記組電池を機械的に保持した状態で収納する組電池ケースと、前記組電池ケース内にエアを吸引するためのファンと、前記組電池ケースからエアを排出するための排気流路とを備えた電動車輌に用いる組電池システムであって、前記排気流路に前記単電池からミスト状で放出される電解液を捕獲する機構が設けられたことを特徴とする。この電動車輌に用いる組電池システムの構成によれば、単電池の安全弁あるいは電槽の損傷部分からミスト状で放出される電解液が排気流路から流出するのを抑制することができる。
【００１０】
また、前記本発明の電動車輌に用いる組電池システムの構成においては、前記ファンが前記排気流路に設けられ、前記ファンによって前記電解液を捕獲するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、既存の組電池システムの構成部品を用いて、ミスト状の電解液が排気流路から流出するのを防止することができる。また、この場合には、前記ファンがシロッコファン又は軸流ファンであるのが好ましい。この好ましい例によれば、ミスト状の電解液の一部はファンの翼列に衝突して付着し、残りの一部は慣性力によってファンの壁面に衝突して付着するため、ミスト状の電解液を効率的に捕獲することができる。
【００１１】
また、前記本発明の電動車輌に用いる組電池システムの構成においては、フィルタが前記排気流路に設けられ、前記フィルタによって前記電解液を捕獲するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、単電池の安全弁あるいは電槽の損傷部分からミスト状で放出される電解液がフィルタに衝突して付着する。すなわち、単電池から放出されたミスト状の電解液は、排気流路内で捕獲され、排気流路から流出することを抑制することができる。また、この場合には、前記フィルタが、少なくとも１〜５０μｍのミスト状で放出される前記電解液を捕獲することが可能なフィルタであるのが好ましい。この好ましい例によれば、粒径が小さく飛散性の高い前記ミスト状の電解液を捕獲することが可能となる（ミストは、その性質上、粒径が小さいほど飛散性が高く、少なくともこの粒径の小さいミスト（粒径が１〜５０μｍのミスト）を捕獲しなければ効果がない）。
【００１２】
また、前記本発明の電動車輌に用いる組電池システムの構成においては、前記排気流路が排気ダクトであるのが好ましい。
【００１３】
また、前記本発明の電動車輌に用いる組電池システムの構成においては、前記排気流路が排気ダクトであり、前記排気ダクトに屈曲部を設け、前記屈曲部によって前記電解液を捕獲するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、一部のミスト状の電解液は慣性力によって屈曲部の壁面に衝突して付着し、残りの一部は屈曲部によって乱流状態となったエアによって排気ダクトの壁面に衝突して付着する。これにより、単電池から放出されたミスト状の電解液は、排気ダクト内で捕獲され、排気ダクトから流出するのを抑制することができる。また、この場合には、前記屈曲部が６０度以上１６０度以下の角度をもって設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、単電池から放出されたミスト状の電解液を排気ダクト内で効率良く捕獲することができる。
【００１４】
また、前記本発明の電動車輌に用いる組電池システムの構成においては、前記排気流路が排気ダクトであり、前記排気ダクトの内壁に凹凸が設けられ、前記凹凸によって前記電解液を捕獲するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、ミスト状の電解液が内壁の凹凸に付着し、排気ダクト内で捕獲される。
【００１５】
また、前記本発明の好ましい構成の少なくともいずれか２つを備えるようにすれば、単電池から放出されたミスト状の電解液を、排気流路内で確実に捕獲することができる。
【００１６】
また、前記本発明の電動車輌に用いる組電池システムの構成においては、前記単電池からミスト状で放出される電解液が水酸化カリウムを主体とするアルカリ電解液であって、前記電動車輌の車室内における前記水酸化カリウムの気中濃度が２ｍｇ／ｍ3 以下であるのが好ましい。また、前記水酸化カリウムの気中濃度は０．３ｍｇ／ｍ3 以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、単電池の安全弁あるいは電槽の損傷部分から電解液がミスト状で放出されても、排気流路から流出するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における組電池システムを搭載したハイブリッド電動車輌の後部の様子を示す概略構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における組電池システムの一例を詳細に示した斜視図
【図３】本発明の第１の実施の形態における組電池システムに用いられる冷却ファンの一例を示す斜視図
【図４】本発明の第１の実施の形態における組電池システムに用いられる冷却ファンの他の例を示す正面断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態における組電池システムの他の例を詳細に示した斜視図
【図６】本発明の第２の実施の形態における組電池システムを搭載したハイブリッド電動車輌の後部の様子を示す概略構成図
【図７】本発明の第２の実施の形態における組電池システムの一例を詳細に示した斜視図
【図８】本発明の第２の実施の形態における組電池システムに用いられるフィルタ部を示す斜視図
【図９】本発明の第３の実施の形態における組電池システムを搭載したハイブリッド電動車輌の後部の様子を示す概略構成図
【図１０】本発明の第３の実施の形態における組電池システムの一例を詳細に示した斜視図
【図１１】本発明の第３の実施の形態における組電池システムに用いられる排気ダクトの屈曲部を示す斜視図
【図１２】本発明の第３の実施の形態における組電池システムに用いられる排気ダクトの屈曲部が複数箇所に設けられた例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００２０】
〈第１の実施の形態〉
図１は本発明の第１の実施の形態における組電池システムを搭載したハイブリッド電動車輌の後部の様子を示す概略構成図、図２はその組電池システムの一例を詳細に示した斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、キャビン１内のリアシート２の後方には組電池ケース５が設置されている。図１、図２に示すように、組電池ケース５の中には、複数の単電池９を電気的に接続して構成された組電池４が収納されている。ここで、組電池ケース５は、組電池４を機械的に保持することが可能な構造を有している。
【００２２】
組電池４は、充電や放電を繰り返すと、その電流によって発熱するため、強制的に冷却する必要がある。このため、組電池ケース５には、冷却ファン６を備えた排気ダクト７が接続され、組電池ケース５の排気ダクト接続部の反対側にはエア吸入口３が設けられている。ここで、冷却ファン６は排気ダクト７の途中に設けられている。すなわち、組電池ケース５と冷却ファン６との間に排気ダクト７が接続され、冷却ファン６の後部にも排気ダクト７が接続されている。従って、冷却ファン６を作動させ、エア吸入口３から組電池ケース５の内部にエアを吸入し、吸入したエアを排気ダクト７から排出することにより、組電池ケース５内の組電池４を強制的に冷却することができる。尚、組電池４を収納した後の組電池ケース５の内部には、冷却ファン６によって吸引されたエアを流動させることによって組電池４を冷却することができるように、適度のエア流路が確保されている。
【００２３】
ところで、単電池９の過充電や過放電、あるいは単電池９の内部短絡により、安全弁や電槽の損傷部分から電解液がミスト状で放出されると、一部のミスト状の電解液は組電池ケース５内に落下するか、組電池ケース５の壁面に付着し、残りのミスト状の電解液は冷却ファン６によって吸引されたエアと共に排気ダクト７から流出する可能性があった。
【００２４】
そこで、本実施の形態においては、ミスト状の電解液が排気ダクト７から流出するのを抑制するために、冷却ファン６として以下の構造を有する冷却ファンが用いられている。
【００２５】
図３、図４に、本実施の形態において用いられた冷却ファンの構造を示す。図３に示す冷却ファンはシロッコファン（翼列の回転によってエアを軸方向と直交する方向に圧送するファン）１０であり、図４に示す冷却ファンは軸流ファン（翼列の回転によってエアを軸方向に圧送するファン）１１である。この場合、組電池４を強制的に冷却するためのエアは、キャビン１、エア吸入口３、組電池ケース５、排気ダクト７、冷却ファン６、排気ダクト７の順に流れる。このため、上記のような構造を有する冷却ファン６に、エアと共に単電池９から放出されたミスト状の電解液が乱流状態で流れ込むと、ミスト状の電解液の一部はファンの翼列に衝突して付着し、残りの一部は慣性力によってファンの壁面に衝突して付着する。従って、排気ダクト７に備わった冷却ファン６によってミスト状の電解液を効率的に捕獲することができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、単電池９から放出されたミスト状の電解液を、排気ダクト７に備わった冷却ファン６によって捕獲するように構成したことにより、ミスト状の電解液が排気ダクト７から流出するのを抑制することができる。
【００２７】
尚、本実施の形態においては、冷却ファン６が排気ダクト７の途中に設けられている場合を例に挙げて説明したが、図５に示すように、組電池ケース５に直接冷却ファンが接続されている場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【００２８】
〈第２の実施の形態〉
図６は本発明の第２の実施の形態における組電池システムを搭載したハイブリッド電動車輌の後部の様子を示す概略構成図、図７はその組電池システムの一例を詳細に示した斜視図である。
【００２９】
図６、図７に示すように、組電池ケース５には、冷却ファン６を備えた排気ダクト７が接続され、組電池ケース５の排気ダクト接続部の反対側にはエア吸入口３が設けられている。ここで、冷却ファン６は排気ダクト７の途中に設けられており、排気ダクト７の内部には、冷却ファン６の後方に位置してフィルタ８が取り付けられている。
【００３０】
この場合、組電池４を強制的に冷却するためのエアは、キャビン１、エア吸入口３、組電池ケース５、排気ダクト７、冷却ファン６、排気ダクト７、フィルタ８、排気ダクト７の順に流れる。このため、排気ダクト７に、エアと共に単電池９から放出されたミスト状の電解液が乱流状態で流れ込むと、ミスト状の電解液はフィルタ８に衝突して付着する（図８参照）。従って、単電池９から放出されたミスト状の電解液は、排気ダクト７内で捕獲され、排気ダクト７から流出することはない。
【００３１】
フィルタ８は、少なくとも１〜５０μｍのミスト状で放出される電解液を捕獲することが可能なフィルタであるのが望ましい。粒径が小さく飛散性の高いミスト状の電解液を捕獲することが可能となるからである。ミストは、その性質上、粒径が小さいほど飛散性が高く、少なくともこの粒径の小さいミスト（粒径が１〜５０μｍのミスト）を捕獲しなければ効果がない。
【００３２】
尚、本実施の形態においては、冷却ファン６の後方に位置してフィルタ８が取り付けられているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、組電池ケース５と冷却ファン６との間にフィルタ８を設ける構成であっても、同様の効果が得られる。
【００３３】
また、本実施の形態においては、冷却ファン６が排気ダクト７に備わっている場合を例に挙げて説明したが、冷却ファン６は必ずしも排気ダクト７に備わっている必要はなく、エア吸入口３側に冷却ファンが設けられた構成であっても、所期の目的を達成することができる。
【００３４】
〈第３の実施の形態〉
図９は本発明の第３の実施の形態における組電池システムを搭載したハイブリッド電動車輌の後部の様子を示す概略構成図、図１０はその組電池システムの一例を詳細に示した斜視図である。
【００３５】
図９に示すように、本実施の形態の組電池システムにおいても、上記第１及び第２の実施の形態と同様に、キャビン１内のリアシート２の後方に組電池４が収納された組電池ケース５が設置されており、組電池ケース５には、冷却ファン６を備えた排気ダクト７が接続され、組電池ケース５の排気ダクト接続部の反対側にはエア吸入口３が設けられている。
【００３６】
図９、図１０に示すように、排気ダクト７には、冷却ファン６の後方に位置して屈曲部１２が設けられている。
【００３７】
この場合、組電池４を強制的に冷却するためのエアは、キャビン１、エア吸入口３、組電池ケース５、排気ダクト７、冷却ファン６、排気ダクト７、屈曲部１２、排気ダクト７の順に流れる。このため、排気ダクト７に、エアと共に単電池９から放出されたミスト状の電解液が乱流状態で流れ込むと、ミスト状の電解液は屈曲部１２に到達する。そして、一部のミスト状の電解液は慣性力によって屈曲部１２の壁面に衝突して付着し、残りの一部は屈曲部１２によって乱流状態となったエアによって排気ダクト７の壁面に衝突して付着する（図１１参照）。これにより、単電池９から放出されたミスト状の電解液は、排気ダクト７内で捕獲されるため、排気ダクト７から流出することを抑制することができる。
【００３８】
排気ダクト７の屈曲部１２は、６０度以上１６０度以下の角度をもって設けられているのが望ましい。ミストの捕獲には角度が大きい方がよいが、エアの流れとしては角度が小さい方がよい。この妥協点が６０度以上１６０度以下の角度と考えられる。屈曲部１２の角度をこの範囲に設定すれば、単電池９から放出されたミスト状の電解液を排気ダクト７内で効率良く捕獲することができる。
【００３９】
また、排気ダクト７の内壁に凹凸（例えば、蛇腹状）を設けるようにすれば、ミスト状の電解液の捕獲効率を高めることができる。
【００４０】
また、図１２に示すように、排気ダクト７を分岐させて、屈曲部１２を複数箇所に設けるようにすれば、電解液の捕獲効率をさらに高めることができる。
【００４１】
尚、本実施の形態においては、冷却ファン６の後方に位置して屈曲部１２が設けられているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、組電池ケース５と冷却ファン６との間に屈曲部１２を設ける構成であっても、同様の効果が得られる。
【００４２】
また、本実施の形態においては、冷却ファン６が排気ダクト７に備わっている場合を例に挙げて説明したが、冷却ファン６は必ずしも排気ダクト７に備わっている必要はなく、エア吸入口３側に冷却ファンが設けられた構成であっても、所期の目的を達成することができる。
【００４３】
以上、本発明の第１〜第３の実施の形態についてそれぞれ説明したが、上記第１〜第３の実施の形態の構成の少なくとも２つを併せ持つ構成にすれば、単電池９から放出されたミスト状の電解液を、排気ダクト７内でより効率良く捕獲することができる。
【００４４】
また、本発明の第１〜第３の実施の形態において、単電池からミスト状で放出される電解液の組成は何ら限定されるものではないが、単電池から放出される電解液が水酸化カリウムを主体とするアルカリ電解液である場合には、本発明の第１〜第３の実施の形態により、電動車輌の車室内における水酸化カリウムの気中濃度を２ｍｇ／ｍ3 以下とすることができる。さらに好ましい例では、０．３ｍｇ／ｍ3 以下とすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  キャビン
２  リアシート
３  エア吸入口
４  組電池
５  組電池ケース
６  冷却ファン
７  排気ダクト
８  フィルタ
９  単電池
１０  シロッコファン
１１  軸流ファン
１２  屈曲部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2011253817.tif 000013
【図１２】
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