(57)【要約】【課題】リチウムおよびリチウムイオンバッテリは熱暴走に対して脆弱であり、その際に、熱およびガスがバッテリから急速に放出され、火災の危険が生じている。【解決手段】バッテリは、トレイへの通気路を有しているバッテリチャンバに収容されている。トレイは、難燃性粉体で充填されており、そして複数の孔を有している蓋で閉じられている。バッテリの熱暴走の場合、その結果として増大された圧力が、ハウジングの外側に難燃性粉体のクラウドを形成するべくトレイから難燃性粉体を放出させる。【選択図】図１Ａ
2019061958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリハウジングであって、
第１のハウジング部分、
前記第１のハウジング部分と結合可能な第２のハウジング部分、
粉体を収容する粉体チャンバであって、複数の開口部を有している粉体チャンバ、を備え、
前記第１のハウジング部分および前記第２のハウジング部分は、結合されたとき、
少なくとも１つのバッテリを保持するように寸法決めされたバッテリチャンバ、および
前記バッテリチャンバから前記粉体チャンバへの通気路を提供し、
前記粉体チャンバは、前記バッテリチャンバ内でのバッテリの熱暴走の場合に、前記バッテリハウジングの外部に収容されていた粉体を放出するためのものであることを特徴とするバッテリハウジング。
【請求項２】
前記粉体チャンバには、前記粉体が充填されており、前記粉体は、加熱されると、吸熱反応により分解して不活性ガスを放出する難燃性材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のバッテリハウジング。
【請求項３】
前記粉体は、ポリリン酸アンモニウム、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸ビス（ジフェニル）、メラミンおよびリン酸メラミンの１種以上を備えていることを特徴とする請求項２に記載のバッテリハウジング。
【請求項４】
前記第２のハウジング部分はトレイを備え、そしてトレイの蓋をさらに備え、
前記蓋は、前記トレイに結合されたとき、前記粉体チャンバを形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。
【請求項５】
前記第１のハウジング部分および前記第２のハウジング部分の少なくとも１つの少なくとも一部分は、前記バッテリチャンバに収容されている前記バッテリの熱暴走の際に、膨張性難燃剤材料が膨張するとき、前記バッテリチャンバをシールするのに十分な膨張比を有している前記膨張性難燃剤材料を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。
【請求項６】
前記通気路を閉塞する妨害物をさらに備え、前記妨害物は、前記熱暴走によって前記バッテリチャンバ内に創出された圧力に曝されたときに破損することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。
【請求項７】
前記通気路および前記開口の少なくとも一つは、薄いフィルムで覆われていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。
【請求項８】
前記粉体チャンバ内に１つ以上のプラスチックパウチをさらに備え、前記プラスチックパウチが前記粉体を保持することを特徴とする請求項２または３に記載のバッテリハウジング。
【請求項９】
前記通気路は第１の通気路であり、そして、第２の通気路をさらに備え、前記第２の通気路は、前記バッテリチャンバから前記第１のハウジング部分を通って前記バッテリハウジングの外側にまで延在していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。
【請求項１０】
前記バッテリチャンバ内に粉体状の難燃剤をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のバッテリハウジング。
【請求項１１】
前記バッテリハウジングは、前記バッテリチャンバ内で前記バッテリに電気的接続を提供するコネクタを有していることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。
【請求項１２】
バッテリの熱暴走を遅らせる方法であって、
トレイへの通気路を有しているバッテリチャンバに前記バッテリを収容すること、
前記トレイに難燃性粉体を充填すること、
前記ハウジングの外側に粉体のクラウドを形成するために、前記バッテリの熱暴走による圧力が増大した場合に、前記難燃性粉体の放出を許容する複数の孔を有している蓋で、前記トレイを閉じること、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記通気路および前記孔の少なくとも１つを、前記増加した圧力の場合に破損する薄いフィルムで覆うことをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記バッテリの前記熱暴走の際に前記膨張性材料が膨張するとき、前記バッテリチャンバから前記通気路を介してガスを追い出し、そして前記バッテリチャンバをシールするのに十分な膨張率を有している膨張性難燃性材料から、前記バッテリチャンバを少なくとも部分的に形成することをさらに備えていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収容されたバッテリの熱暴走の影響を制限するように設計されたバッテリハウジングに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリは、長い間、移動電源として使用されてきた。近年、一次（非充電式）および二次（充電式）の両バッテリの電力密度が向上している。例えば、一次リチウムバッテリの電力密度は、４．３２ＭＪ／Ｌに達している一方、二次リチウムイオンバッテリの電力密度は、２．６３ＭＪ／Ｌに達している。その結果、リチウムおよびリチウムイオンバッテリの使用が、家庭用電化製品、医療機器、工業用機器およびハイブリッド／電気自動車を含む様々な用途に広く普及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，６４５，２７８号明細書
【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、多くのバッテリ、特に、リチウムおよびリチウムイオンバッテリは熱暴走に対して脆弱であり、その際に、熱およびガスがバッテリから急速に放出され、火災の危険が生じている。熱暴走は、製造上の欠陥、熱の蓄積、内部短絡、または外部からの衝撃または外傷によって引き起こされる可能性がある。さらに、単一のバッテリの熱暴走が、隣接するバッテリの熱暴走を引き起こし、それによって危険な連鎖反応を引き起こす可能性もある。
【０００５】
バッテリに耐火コーティングを施すか、または耐火壁内にバッテリを封入することが知られている。しかしながら、耐火性のコーティングまたは壁は、近接して保持されている他のバッテリのさらなる熱暴走を引き起こすのを防止するのに、十分な断熱を提供しないことが多い。実際、マイカなどの、コーティングまたは壁に使用されているいくつかの耐火材料は、比較的高い熱伝導率を有している。バッテリに、熱で膨張するコーティングを施すことも知られている。しかしながら、熱膨張性コーティングは、典型的には、上記の欠点を克服するのに十分な厚さの層に適用することができない。いずれにしても、コーティングを施すことは、追加の製造工程を導入する。さらに、コーティングの機能性は、引っ掻きまたは剥離によって損なわれる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
バッテリの熱暴走への結果を制限するために、バッテリのハウジングは、バッテリの熱暴走の場合に粉体が放出される難燃性粉体を保持するチャンバを有している。
【０００７】
一態様では、バッテリハウジングであって、第１のハウジング部分、前記第１のハウジング部分と結合可能な第２のハウジング部分、粉体を収容する粉体チャンバであって、複数の開口部を有している粉体チャンバ、を備え、前記第１のハウジング部分および前記第２のハウジング部分は、結合されたとき、少なくとも１つのバッテリを保持するように寸法決めされたバッテリチャンバ、および前記バッテリチャンバから前記粉体チャンバへの通気路を提供し、前記粉体チャンバは、前記バッテリチャンバ内でのバッテリの熱暴走の場合に、前記バッテリハウジングの外部に収容されていた粉体を放出するためのものであることを特徴とするバッテリハウジングが提供される。
【０００８】
別の態様では、バッテリの熱暴走を遅らせる方法であって、トレイへの通気路を有しているバッテリチャンバに前記バッテリを収容すること、前記トレイに難燃性粉体を充填すること、前記ハウジングの外側に粉体のクラウドを形成するために、前記バッテリの熱暴走による圧力が増大した場合に、前記難燃性粉体の放出を許容する複数の孔を有している蓋で、前記トレイを閉じること、を備えることを特徴とする方法が提供される。
【０００９】
他の特徴は、以下の説明と共に図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
例示的な実施形態を示す図面において、
【図１Ａ】図１Ａは、バッテリを保持するように構成されたバッテリハウジングの分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのバッテリハウジングの分解断面図である。
【図２】図２は、図１のバッテリハウジングの断面図であり、その蓋と本体が結合されている。
【図２Ａ】図２Ａは、第２の実施形態に係るバッテリハウジングの断面図である。
【図３】図３は、複数のバッテリを収容するように構成されたバッテリハウジングの分解斜視図である。
【図４】図４は、図３のバッテリハウジングの蓋の底面図である。
【図５】図５は、別の実施形態による、複数のバッテリを収容するように構成されたバッテリハウジングの分解斜視図である。
【図６】図６は、図５のバッテリハウジングの蓋の部分底面図である。
【図７】図７は、図５のバッテリハウジングの部分断面図であり、その蓋と本体が結合されている。
【図８】図８は、ケーシングおよび図３の複数のバッテリハウジングの分解斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、７つのバッテリを収容するように構成されたバッテリハウジング本体の頂面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａのバッテリハウジング本体の側面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図９Ａのバッテリハウジング本体に接続可能なバッテリハウジングの蓋の底面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａのバッテリハウジンの蓋の側面図である。
【図１１】図１１は、図９Ａのバッテリハウジング本体の頂面図である。
【図１２】図１２は、バッテリハウジングの別の実施形態の頂部斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２のバッテリハウジングの分解頂部斜視図である。
【図１４】図１４は、図１２のバッテリハウジングの分解底部斜視図である。
【図１５】図１５は、動作中での図１２のバッテリハウジングの頂部斜視図である。
【図１６】図１６は、側部通気孔を有しているバッテリハウジング本体の頂部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａおよび１Ｂは、バッテリ１０４を保持すべく構成されているハウジング１００を描写している。ハウジング１００は、本体１０５と取り外し可能な蓋１０１とを有している。本体１０５は、平坦な底部１１０と、バッテリ１０４を受容れるためのキャビティ１０６を画定している実質的に円筒形の側壁１１２とを有している。蓋１０１が本体１０５に結合されると、蓋１０１は、キャビティ１０６に受容れられているバッテリを実質的に囲むチャンバ１０８を形成するべくキャビティ１０６を覆う。図示のように、バッテリ１０４は、従来のリチウムまたはリチウムイオンのフォーマット１８６５０バッテリである。チャンバ１０８は、実質的に円筒形であり、１つのフォーマット１８６５０バッテリに適合するような大きさである。
【００１２】
底部１１０、円筒形の側壁１１２、および蓋１０１は、以下に詳述するように、膨張性難燃剤（ＩＦＲ）材料から製造される。このＩＦＲ材料は、バッテリ１０４が熱暴走した場合に膨張して、バッテリ１０４をチャンバ１０８内に閉じ込め、熱暴走が他のバッテリに広がるのを防止する。
【００１３】
図示されるように、底部１１０、側壁１１２、および蓋１０１は、約６．５ｍｍの厚さである。他の実施形態では、この厚さは約０．５ｍｍから５０ｍｍの間であってもよい。明らかになるように、底部１１０、側壁１１２および蓋１０１は、熱暴走の場合に十分な構造的完全性および断熱性を提供する厚さを有するべく形成される。したがって、底部１１０、側壁１１２および蓋１０１の厚さは、蓋１０１および本体１０５が形成されている材料に依存する。そのような材料が、以下に、より詳細に説明される
【００１４】
図１に示されているように、蓋１０１は、バッテリ１０４の熱暴走の際に、ガス、熱および圧力を放出するための３つの貫通孔１０３を含んでいる。各貫通孔１０３は、チャンバ１０８とハウジング１００の外部との間に延在する通気路を提供している。以下に詳述するように、貫通孔１０３は、バッテリ１０４の熱暴走の際には自己シールする。選択肢として、各通気路は、止まり孔（盲孔）を形成するべく妨害物（図示せず）によって閉塞されてもよい。このような妨害物は、別の実施形態との関連でより詳細に後述されるが、熱暴走の際にチャンバ１０８内に形成された圧力に曝されたときに機能しなくなり、それによって、止まり孔を貫通孔に変換させる。
【００１５】
ハウジング１００は、チャンバ１０８に保持されたとき、バッテリ１０４への電気的な接続を許容する２つのコネクタ１０２を含んでいる。したがって、ハウジング１００は、バッテリ１０４の動作（例えば、充電または放電）中にバッテリ１０４を保持するために使用され得る。各コネクタ１０２は、ハウジング１００を通って、例えば、底部１１０または蓋１０１（図１Ｂ）を通って延びる導体を含んでいる。各導体の一端部は、チャンバ１０８に保持されたとき、バッテリ１０４の対応する電極に接触するように位置され、そして各導体の他端部は、ハウジング１００の外部に接点を提供するように位置されている。コネクタ１０２は、導体（例えば、金属プラグ）を蓋１０１または本体１０５内に埋め込むべく、インサート射出成形プロセスを用いて形成されてもよい。
【００１６】
蓋１０１は、バッテリ１０４の熱暴走の際に、熱／炎をチャンバ１０８内に保持するべく、本体１０５に安全に締結されてもよい。このために、図示された実施形態では、本体１０５が、その頂端部に内ねじ山１２０を有しており、この内ねじ山１２０は、蓋１０１の相補的なねじ山１０７と係合するように構成されている。ねじ山１２０および１０７は、蓋１０１が本体１０５の頂端部にしっかりと螺合されることを許容する。他の実施形態においては、蓋１０１が、他の方法、例えば、クリップ、磁石、ねじ、ボルト等で固定され得る。
【００１７】
上記のように、本体１０５および蓋１０１は、１つまたは複数のＩＦＲポリマー複合材料を含んでいるＩＦＲ材料を使用して、作製される。適切なＩＦＲポリマー複合材料は、ベースポリマー、難燃剤、および発泡剤を含み得る。ベースポリマーが、本質的に、ＰＶＣ、ＣＰＶＣ、ハロゲン化ポリエチレンネオプレンおよびフェノール樹脂のような難燃性である場合には、難燃剤は複合材料から省くことができる。酸化アンチモンおよび／または硼酸亜鉛のような相乗剤が、複合材料の難燃性を改善するために、添加されてもよい。炭化を促進し、収率（すなわち、膨張後の最終体積）を増加させ、それによって複合材料の難燃性および断熱性を改善するために、賦形剤が添加されてもよい。必要に応じて、煙抑制剤、顔料、相溶化剤などの他の成分が添加されてもよい。
【００１８】
好適な発泡剤は、限定されないが、膨張性グラファイト、発泡性アルカリ金属水和ケイ酸塩、および特定量の他の成分、例えば特許文献１（米国特許第６，６４５，２７８号、この内容は参照により本明細書に組み込まれる。）に記載されているような成分を備える発泡性アルカリ金属水和ケイ酸塩を含んでいる。適切な発泡剤の開始膨張温度（ＳＥＴ）は、１３０℃から３００℃の間で変動し得る。膨張性グラファイトが発泡剤として使用される場合、短絡を防止するために、チャンバ１０８の表面とチャンバ１０８内に保持されたバッテリの電極との間に、電気絶縁パッドが配置される必要がある。その他の適切な発泡剤もまた、当業者には明らかであろう。複合材料中の発泡剤は、一般に、約１重量パーセント（重量％）から約７０重量パーセントの量で使用される。
【００１９】
適切な難燃剤は、限定されないが、ポリマーハロゲン、モノマーハロゲン、アルミナ三水和物、二水酸化マグネシウム、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ヒドロキシカーボネート、リン化合物、赤リン、ホウ酸塩化合物、硫黄化合物、窒素化合物、シリカ、および／または種々の金属酸化物を含んでいる。他の適切な難燃剤もまた、当業者には明らかであろう。複合材料中の難燃剤の濃度は、一般に、５重量％から５５重量％の範囲で変化する。
【００２０】
適切なベースポリマーは、限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ＡＢＳ、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ＥＶＡなどの熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、およびエポキシ、ネオプレン、架橋ポリエチレン、シリコーン、ＮＢＲ、熱可塑性エラストマーなどのエラストマー、または上記のブレンドを含んでいる。他の適切なベースポリマーは、当業者には明らかであろう。
【００２１】
上記の異なる成分の混合物は、複合材料へと配合されてもよい。この複合材料は、順に、射出成形、インサート射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形、トランスファー成形、カレンダー成形、回転成形、熱成形などの公知のポリマー加工方法によって、所望の形状に成形されてもよい。ベースポリマーの溶融温度は、複合材料中の発泡剤のＳＥＴよりも低くなければならない。ベースポリマーの溶融温度と発泡剤のＳＥＴとの間の温度は、複合材料の加工時機である。１．２ないし４００の膨張比を有するべく配合されたＩＦＲポリマー複合材料が適している
【００２２】
バッテリ１０４の熱暴走の間に、大量の熱が急速に発生される。これは、バッテリ１０４の部分の温度を著しく上昇させる。場合によっては、熱暴走中に、バッテリ１０４内の温度が約９００℃に上昇し、局部的なホットスポットが１５００℃にまで達することがある。同時に、熱暴走は大量のガスを発生させる。
【００２３】
バッテリ１０４は、従来のように、そのキャップアセンブリ内に通気機構を含んでいる。この通気機構は、熱暴走によって発生された加圧ガスを放出し、バッテリ１０４の内部ガス圧を調整することができる。
【００２４】
残念なことに、バッテリ１０４の通気機構は、熱暴走によって生成される熱害に対処していない。特に、熱暴走により発生される局部的なホットスポットは、バッテリ１０４の外壁を穿孔し、熱／火炎が広がるのを許容するかもしれない。しかしながら、以下に詳述するように、ハウジング１００は、バッテリ１０４をチャンバ１０８内に閉じ込め、熱／火炎が広がるのを防止するべく、バッテリ１０４の熱暴走に応答して膨張する。
【００２５】
特に、バッテリ１０４の熱暴走の場合、バッテリ１０４の通気機構は、ガス、熱、および圧力をチャンバ１０８内に放出する。チャンバ１０８内に蓄積する熱は、その表面（すなわち、本体１０５と蓋１０１との内部表面）の温度を著しく上昇させる。このような表面の温度が、本体１０５または蓋１０１のＩＦＲポリマー複合材料中の発泡剤のＳＥＴに達すると、本体１０５または蓋１０１は、膨張し且つ炭化する。本体１０５と蓋１０１のＩＦＲ材料の膨張比は、膨張している炭化物がチャンバ１０８内の任意の空間を占めるのを生じさせ、それによって、ガスを、貫通孔１０３を介してチャンバ１０８から追い出すのに十分である。チャンバ１０８からのガスの追い出しは、発展中の火炎を急速に消炎させる。さらに、蓋１０１／本体１０５のＩＦＲポリマー複合材料の吸熱膨張反応はまた、膨張しながら多量の熱を吸収するであろう。
【００２６】
ガスがチャンバ１０８から追い出された後、上述の膨張比は、膨張された炭化物が貫通孔１０３をシールするのに十分であり、それにより、「死んだセル」を形成するべく、チャンバ１０８内のバッテリ１０４を閉じ込める。
【００２７】
チャンバ１０８内で発展する火炎を迅速に消滅させることは、膨張反応の吸熱的性質と同様に、熱暴走の熱発生を緩和させる。さらに、本体１０５／蓋１０１の炭化は、チャンバ１０８の周りの断熱性を向上させる。これらの機構の各々は、例えば、任意の隣接するバッテリに対してチャンバ１０８から伝導される熱を最小限に抑え、バッテリ１０４の熱暴走が、隣接するバッテリの熱暴走を誘発させるのを防ぐ。これにより連鎖反応が回避される。
【００２８】
好都合なことに、複数のバッテリが、それぞれのハウジング１００内に近接して安全に配置され得る。例えば、複数のバッテリが、バッテリの保管、輸送、または運用中に、バッテリパック／モジュールを形成するために、近接して組織化されてもよい。
【００２９】
図２Ａは、ハウジング１００’の本体１０５’の側壁１１２’が、アウトバウンド部分１１２Ａ’とインバウンド部分１１２Ｂ’とを有している変形実施形態を示している。この実施形態では、本体１０５’の側壁のインバウンド部分１１２Ｂ’のみがＩＦＲ材料で作られている。本体１０５’および蓋１０１’の残りの部分は、金属のような他の材料で製作されている。側壁のインバウンド部分１１２Ｂ’は、側壁のアウトバウンド部分１１２Ａ’と一体であるか、またはそれから分離可能であるライナーであってもよい。ライナーが分離可能である場合、ライナーは、それがバッテリ１０４の周りに巻き付けられ、その後、ライナーおよびバッテリがハウジング１００’のキャビティ１０６’に挿入されるように、ＩＦＲ発泡体などの可撓性のあるＩＦＲ材料で作製されてもよい。いずれの場合においても、ライナーのＩＦＲ材料は、チャンバ内に保持されたバッテリの熱暴走の場合に、バッテリチャンバからガスを追い出してバッテリチャンバをシールするのに十分な膨張比を有するべく選択される。
【００３０】
図３は、別の実施形態の一例であるバッテリハウジング２００を示す。バッテリハウジング１００は１つのバッテリを保持するように構成されているが、バッテリハウジング２００は複数のバッテリを保持するように構成されている。特に、図示のように、バッテリハウジング２００は、４９個のフォーマット１８６５０バッテリ（例えば、バッテリ２０４）を保持するように構成されている。
【００３１】
ハウジング２００は、本体２０５と、取り外し可能な蓋２０１とを有している。本体２０５は、実質的に正方形であり、格子状に配置された４９個のキャビティ２０６を含み、それぞれがバッテリ２０４のうちの１つを収容する。もちろん、他の実施形態においては、本体２０５が、より多い数またはより少ない数のキャビティを含み得、格子形状も変化し得る。各キャビティ２０６は、隣接するキャビティから約６．５ｍｍの距離だけ離間されている。本体２０５の周囲の周りのキャビティ２０６は、本体２０５の周囲から約６．５ｍｍの距離だけ離間されている。
【００３２】
図３と共に図４を参照するに、取り外し可能な蓋２０１は実質的に平坦である。しかしながら、取り外し可能な蓋２０１の底部は、円形のリップ２１４のアレイを有し、蓋２０１が本体２０５に結合されるとき、リップ２１４の各々が１つのキャビティ２０６と整合する。各キャビティ２０６の円形のリムは、蓋２０１が本体２０５に結合されるとき、リップ２１４が、リム内に具合よく落ち着くように面取りされている。かくて、蓋２０１が本体２０５に結合されたとき、蓋２０１は、キャビティ２０６に収容されたバッテリを実質的に囲む複数のチャンバを形成するべく、各キャビティ２０６を閉じる。このようなチャンバは、例えば、蓋２０１および本体２０５によって画定される各チャンバが、実質的に円筒形の形状であり、１つのフォーマット１８６５０バッテリに適合する大きさであるチャンバ１０８（図２）と同様である。
【００３３】
蓋２０１は、熱暴走の際に、ガス、熱および圧力を放出するための複数の止まり孔２０３を含んでいる。図示のように、止まり孔２０３は、３つの止まり孔２０３が各キャビティ２０６と整列するように、配置されている。このようにして、蓋２０１と本体２０５によって画定される各チャンバは、３つの止まり孔２０３に接続されている。各止まり孔２０３は、１つのチャンバとハウジング２００の外部との間に延在する通気路を含んでいる。これらの通気路は、チャンバに保持されたバッテリの熱暴走の際にチャンバ内に生成される圧力に曝されたときに損傷し、それにより、止まり孔２０３を貫通孔に変換するべく構成されている１つ以上の妨害物よって閉塞されている。図示された実施形態では、各通気路の妨害物は、蓋２０１に一体化された薄い壁２０９であり、そのチャンバに保持されたバッテリの熱暴走中にチャンバ内に生成される圧力によって破損されるような厚さを有している。図３に示されるように、これらの薄い壁２０９は、通気路が蓋２０１の頂部から見られることを妨げている。薄い壁２０９は、射出成形プロセスおよび適切な金型を用いて、蓋２０１と一体的に形成されてもよい。このように、薄い壁２０９は、蓋２０１の残りの部分と同じ材料で形成されてもよい。他の実施形態では、壁２０９は、蓋２０１の頂面に適用され接合された薄いフィルムで置き換えられ得る。
【００３４】
蓋２０１は、例えば、別のバッテリハウジングがハウジング２００の上に積み重ねられたときに、ハウジング２００の上方に空間を提供するべく、蓋２０１の周囲に延在し上向きに突出するリップ２１０を含んでいる。図示の実施形態では、ハウジング２００の上方に提供される空間は、約４．０ｍｍの高さを有することができる。別の実施形態では、ハウジング２００は、代替的にまたは追加的に、例えばハウジング２００が別のバッテリハウジングの頂部に積み重ねられたときに、ハウジング２００の下に空間を提供するべく、ハウジング２００の底部から下方に突出するリップを含むことができる。
【００３５】
リップ２１０は、内部に保持されているバッテリ２００の熱暴走の場合に、ハウジング２００の上／下の空間の外部にガスおよび圧力が放出するのを許容するべく、各々が隙間２１１を提供する１つ以上の中断部を含んでいることができる。図示されているように、隙間２１１は、蓋２０１の四隅に配置されている。ハウジングの複数のスタックが並べて配置される場合、ガスは、ハウジング２００の上／下の空間から隣接するハウジングの上／下の空間に移動することができる。このようにして、ハウジングの隣接するスタック間で圧力を均一にすることができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ハウジング２００が他のハウジングに積み重ねられたときに、ハウジング２００の上／下の空間が実質的にシールされるように、隙間２１１を省略することができる。このような実施形態は、ハウジング２００が可燃性材料（例えば、発泡スチレンまたは厚紙箱）に近接して使用されることが予期される場合に適している。ハウジング２００の上方または下方の空間内のガスをシールすることは、熱暴走の際に、かかる可燃性材料が放出されるガス／熱によって着火されるのを防止するのに役立つ。
【００３７】
蓋２０１は、１つ以上のスナップ嵌めクリップの手段で本体２０５にしっかりと締結可能である。他の実施形態において、蓋２０１は、ねじ、磁石、ボルトなどの他の手段で、本体２０５に固定されてもよい。
【００３８】
本体２０５は、本体２０５の一方の側から本体２０５の反対側に、キャビティ２０６の下で本体２０５を通って延在する複数の離間された横方向のチャネル２１３を含んでいる。チャネル２１３は、本体２０５の内側および外側の間に熱伝達を提供する冷却用導管（図３および図４には不図示）を受け入れるべく構成されている。これらの冷却用導管は、動作的使用（例えば、充電または放電）中にバッテリ２０４によって発生された廃熱をハウジング２００外に移動させる。冷却用導管はまた、熱暴走の際に発生された熱をハウジング２００外に移動させることができる。適切な冷却用導管は、金属のような、高熱伝導性材料から作ることができる。選択肢として、冷却用導管は、耐火材料で作ることができる。
【００３９】
ハウジング２００は、ハウジング２００内に保持されたバッテリ２０４のいくつかまたはすべてが、予め定められた直列および／または並列の配列に従って接続されることを許容する、複数の内部電気コネクタ（図示せず）を含むことができる。ハウジング２００はまた、バッテリ２０４の一部または全部とハウジング２００の外部との間で行われる電気的接続を許容する、コネクタ１０２（図１Ｂ）と同様のコネクタを含んでもよい。電気コネクタは、インサート射出成形プロセスを使用して、ハウジング２００内に形成され得る。
【００４０】
ハウジング２００の蓋２０１および本体２０５は、上述したハウジング１００（図１Ａ）の蓋１０１および本体１０５を形成するのに適したのと同じ、ＩＦＲポリマー複合材料から作製することができる。ハウジング２００内に保持されたバッテリ２０４の１つ（以下、「事件」バッテリという）の熱暴走事件の場合には、ハウジング２００のチャンバの１つ（以下、「事件」チャンバという）に、ガス、熱、圧力が放出される。これは、事件チャンバを取り囲んでいるＩＦＲ材料の温度上昇を生じさせる。この温度が、ＩＦＲ材料のＳＥＴに達すると、材料は膨張して炭化する。同時に、事件チャンバ内の上昇された圧力が、事件チャンバに接続されている止まり孔２０３を覆う薄い壁２０９を破壊し、これにより、止まり孔２０３を、ガス、熱、および圧力がハウジング２００の外部に放出するのを許容する貫通孔に変換させる。ハウジング２００が積み重ねられているときは、ガス、熱および圧力がハウジング２００の上方の上述の空間に入り、するとすぐ、ガス、熱および圧力は隙間２１１を介してハウジング２００からさらに放出され得る。
【００４１】
事件チャンバを取り囲むＩＦＲ材料の膨張比は、膨張する炭化物が事件チャンバ内の任意の空間を占め、それにより、上記の止まり孔２０３から変換された貫通孔を介して、事件チャンバからガスを追い出すことを生じさせるのに十分である。このことは、事件チャンバ内におけるあらゆる発火を迅速に消滅させる。さらに、ガスが事件チャンバから追い出された後、膨張された炭化物が、事件チャンバに接続された貫通孔をシールし、それにより、事件チャンバ内に事件バッテリを閉じ込め、「死んだセル」を形成する。ハウジング２００のＩＦＲ材料の吸熱性の膨張反応が、膨張中に熱を吸収する。さらに、チャネル２１３内に収容された冷却用導管は、熱暴走により発生された熱を移動させ得る。このようにして、ハウジング２００の他のチャンバに保持されているバッテリは、事件チャンバにおける熱暴走によって発生された熱から保護される。
【００４２】
任意の隣接するハウジングに保持されているバッテリは、事件チャンバ内の熱暴走によって発生された熱から同様に保護される。さらに、ハウジング２００から放出された熱が、隣接するハウジングのＩＦＲ材料を、当該隣接するハウジングのＩＦＲ材料のＳＥＴを越えて加熱する場合、この隣接するハウジングにおける膨張が、さらなる保護を提供する。
【００４３】
図５ないし７は、さらなる実施形態の例であるバッテリハウジング３００を示している。バッテリハウジング２００（図３）と同様に、バッテリハウジング３００は、複数のバッテリを保持するように構成されている。特に、図示されているように、バッテリハウジング３００は、最大３０個のフォーマット１８６５０バッテリ（例えば、バッテリ３０４）を保持するように構成されている。
【００４４】
ハウジング３００は、本体３０５および取外し可能な蓋３０１を有している。本体２０５（図３）と同様に、本体３０５は、各々がバッテリを受け入れるために、格子状に配置された複数のキャビティを含んでいる。特に、図５に示されるように、本体３０５は、各々がバッテリ３０４のうちの１つを受け入れるための３０個のバッテリキャビティ３０６を含んでいる。他の実施形態では、本体３０５はより多くまたはより少ない数のバッテリキャビティ３０６を含み、格子の形状が変化してもよい。各バッテリキャビティ３０６は、隣接するバッテリキャビティ３０６から約６．５ｍｍの距離だけ離間されている。本体３０５の周囲の周りのバッテリキャビティ３０６は、本体３０５の周囲から約６．５ｍｍの距離だけ離間されている。
【００４５】
本体２０５（図３）とは異なり、バッテリを受入れるキャビティに加えて、本体３０５はまた、複数の通気キャビティ３０９を含んでいる。図示されているように、本体３０５は、各通気キャビティ３０９が対角線上で隣接するバッテリキャビティ３０６の間に配置されるように、バッテリキャビティ３０６の格子と重なる格子内に配列されている２０個の通気キャビティ３０９を含んでいる。以下にさらに詳細に説明されるように、各通気キャビティ３０９は、そのバッテリキャビティ３０６に受入れられているバッテリの熱暴走の際に、少なくとも１つの隣接するバッテリキャビティ３０６から放出されるガスを受入れるためのものである。各通気キャビティ３０９は、隣接するバッテリキャビティ３０６から約３．０ｍｍの距離だけ間隔を空けられている。下方に傾斜した開放チャネル３１３が、以下にさらに説明されるように、各通気キャビティ３０９をその隣接するバッテリキャビティ３０６に接続している。他の実施形態においては、本体３０５は、各バッテリキャビティ３０６が少なくとも１つの通気キャビティ３０９に接続されている限り、より多数または少数の通気キャビティ３０９を含むことができる。いくつかの実施形態では、専用の通気キャビティ３０９が各バッテリキャビティ３０６のために提供され得る。理解されるように、本体３０５内に通気キャビティ３０９を設けることは、ハウジング３００の質量を低減し、このことはハウジング３００の輸送を容易にし得る。
【００４６】
図５と共に図６を参照するに、取り外し可能な蓋３０１は実質的に平坦である。しかしながら、取り外し可能な蓋３０１の底部は、実質的に円形のリップ３１４のアレイを有し、その各々は、蓋３０１が本体３０５に結合されたとき、バッテリキャビティ３０６の１つに整合する。各バッテリキャビティ３０６の円形リムは、蓋３０１が本体３０５に結合されたとき、リップ３１４がリム内に具合よく落ち着くように、面取りされている。かくて、蓋３０１が本体に結合されると、蓋３０１は、バッテリキャビティ３０６に収容されているバッテリを実質的に囲む複数のバッテリチャンバ３０８（図７）を形成するべく、各バッテリキャビティ３０６を閉鎖する。バッテリチャンバ３０８は、例えば、蓋３０１および本体３０５によって画定される各バッテリチャンバ３０８が、実質的に円筒形の形状であり、そして１つのフォーマット１８６５０バッテリに適合するような大きさであるチャンバ１０８（図２）に類似している。
【００４７】
取り外し可能な蓋３０１の底部はまた、実質的に円形のリップ３１６のアレイを有し、それの各々は、蓋３０１が本体３０５に結合されたとき、通気キャビティ３０９の１つと整合する。各キャビティ３０９の円形リムは、蓋３０１が本体３０５に結合されたとき、リップ３１６がリム内に具合よく落ち着くように、面取りされている。かくて、蓋３０１が本体に結合されるとき、蓋３０１は、隣接するバッテリチャンバ３０８に保持されているバッテリの熱暴走の際に放出されたガスを保持するための複数の実質的に囲まれた通気チャンバ３２２（図７）を形成するべく、各通気キャビティ３０９を閉鎖する。図示されるように、各通気チャンバ３２２は、実質的に円筒形の形状であり、約９．０ｍｍの直径と、バッテリチャンバ３０８の高さにほぼ等しい高さとを有している。通気チャンバ３２２の大きさおよび形状は、他の実施形態では変化してもよい。
【００４８】
図示のように、リップ３１６は、蓋３０１の底面からリップ３１４よりも遠くに突出している。テーパ付のリブ３１８が、各リップ３１６の突出端部から各隣接するリップ３１４まで延びている。各テーパ付のリブ３１８は、蓋３０１が本体３０５に結合されたとき、バッテリチャンバ３０８と各隣接する通気チャンバ３２２との間に実質的に囲われたバッテリチャンバ換気通路３２０を形成するために、本体３０５の１つの下向きに傾斜した開放チャネル３１３に整合する。チャネル３１３とリブ３１８とは、共に、蓋３０１の底面に対して約５７度の角度で傾斜している。このように、各通路３２０は、バッテリハウジング３００が水平に向けられたときに、バッテリチャンバ３０８から隣接する通気チャンバ３２２に向かって、この角度で下方に傾斜するように形成されている。
【００４９】
蓋３０１は、熱暴走の際に、ガス、熱および圧力を放出するための通気チャンバ通気路を提供する複数の貫通孔３０３を含んでいる。図示のように、貫通孔３０３は、１つの貫通孔３０３が各通気キャビティ３０９に設けられるように配列されている。このようにして、蓋３０１と本体３０５によって画定される通気チャンバ３２２の各々が、１つの貫通孔３０３に接続されている。各貫通孔３０３は、１つの通気チャンバ３２２とハウジング３００の外部との間に延在する通気路を提供している。図示された実施形態では、貫通孔３０３が通気路３２０よりも大きな直径を有している。いくつかの実施形態では、貫通孔３０３は、止まり孔２０３（図４）と同様の止まり孔に置き換えられてもよい。
【００５０】
蓋３０１は、他の点では、蓋２０１（図３）と同様である。例えば、蓋３０１は、リップ２１０に類似する上向きに突出するリップ３１０を含んでいる。リップ３１０は、積み重ねられたとき、ハウジング３００の上方に空間を提供するために、蓋３０１の周囲の周りに延在している。別の実施形態では、ハウジング３００が積み重ねられたときに、ハウジング３００の下に空間を提供するために、ハウジング３００の底部から下方に突出するリップを、代替的にまたは追加的に、含んでいてもよい。リップ２１０と同様に、リップ３１０は、ハウジング内に保持されたバッテリの熱暴走の場合に、ハウジング３００の上／下の空間の外部にガスおよび圧力を放出するのを許容すべく、各々が隙間３１１を提供する１つ以上の中断部を含んでいてもよい。蓋３０１はまた、スナップ嵌めクリップ２１２と同様の１つ以上のスナップ嵌めクリップ３１２を含んでいる。スナップ嵌めクリップ３１２は、蓋３０１が本体３０５にしっかりと固定されることを許容する。
【００５１】
いくつかの実施形態では、本体３０５は、本体２０５のチャネル２１３（図３）に類似する複数の離間された横方向のチャネルを含むことができる。このようなチャネルは、バッテリキャビティ３０６および通気キャビティ３０９の下に本体３０５を通って延在し、そして、本体３０５の内部と外部との間の熱伝達を提供する冷却用導管を受け入れる。
【００５２】
ハウジング２００（図３）と同様に、ハウジング３００は、ハウジング３００に保持されたバッテリ３０４のいくつかまたはすべてが、所定の直列および／または並列の配列に従って接続されることを許容する、複数の内部電気コネクタを含んでいることができる。ハウジング３００はまた、バッテリ３０４の一部または全部とハウジング３００の外部との間の電気的接続を許容する、コネクタ１０２（図１Ｂ）と同様のコネクタを含むことができる。電気コネクタは、インサート射出成形プロセスを使用してハウジング３００内に形成することができる。
【００５３】
ハウジング３００の蓋３０１および本体３０５は、上述したハウジング１００（図１Ａ）の蓋１０１および本体１０５を形成するのに適したのと、同じＩＦＲポリマー複合材料から作製することができる。
【００５４】
ハウジング３００内に保持されているバッテリ３０４の１つ（以下、「事件」バッテリ３０４という）の熱暴走が発生した場合、その事件バッテリ３０４からのガス、熱および圧力は、そのバッテリを保持しているバッテリチャンバ３０８（以下、「事件」チャンバ３０８という）に放出される。これは、事件チャンバ３０８を取り囲んでいるＩＦＲ材料の温度の上昇を生じさせる。この温度がＩＦＲ材料のＳＥＴに達するとき、材料は膨張して炭化する。
【００５５】
事件チャンバ３０８を取り囲むＩＦＲ材料の膨張比は、膨張する炭化物が事件チャンバ３０８内の任意の空間を占有し、それにより、事件チャンバ３０８から傾斜している通気路３２０を介して隣接する通気チャンバ３２２にガスを追い出すのに十分である。それにより、事件チャンバ３０８内で発展中のあらゆる火炎が迅速に消滅される。さらに、ガスが事件チャンバ３０８から追い出された後、膨張された炭化物が、事件チャンバ３０８に接続された通気路３２０をシールし、それにより、事件チャンバ３０８内に事件バッテリ３０４を閉じ込め、「死んだセル」を形成する。
【００５６】
事件チャンバ３０８から通気チャンバ３２２に通気されたガスは、貫通孔３０３によってハウジング３００の外部にさらに通気される。他のバッテリチャンバ３０８を事件チャンバ３０８に接続している通気路３２０の傾斜は、事件バッテリ３０４からの膨張ガスの背圧を増加させる。この増加された背圧は、通気路３２０が貫通孔３０３よりも小さな直径を有していることと相俟って、これらのガスを、貫通孔３０３を介してハウジング３００の外部に導出するのに役立つ。貫通孔３０３の周囲のＩＦＲ材が、そのＳＥＴにまで加熱されるとき、この材料は膨張し、そして、貫通孔３０３をシールするべく炭化する。同様に、事件バッテリチャンバ３０８を他のバッテリチャンバ３０８に接続している通気路３２０の周りのＩＦＲ材が、そのＳＥＴにまで加熱されるとき、この材料は膨張し、そして、これらの通気路３２０をシールするべく炭化する。
【００５７】
貫通孔３０３が止まり孔に置き換えられる実施形態では、ガスが、通気チャンバ３０８内の圧力を増加させるまで、通気チャンバ３０８に蓄積し、止まり孔の通気路を閉塞している妨害物の破損を生じさせ、それにより、止まり孔から貫通孔に変換させる。貫通孔３０３が省略され、且つ止まり孔によって置き換えられない実施形態では、通気チャンバ３２２に蓄積するガスが、蓋３０１が取り外されるまで、例えば、ハウジング３００が点検整備されるときまで、その中に保持される。
【００５８】
チャンバ３０８内で発展中の火炎を迅速に消滅させることは、熱膨張反応の吸熱的性質と同様に、熱暴走の熱発生を緩和させる。その一方で、本体３０５／蓋３０１の炭化は、チャンバ３０８の周りの断熱を改善する。さらに、上述したように、通気路３２０の傾斜および通気路３２０が貫通孔３０３よりも小さい直径であるという事実は、事件バッテリ３０４によって生成されたガスを、貫通孔３０３を介してハウジング３００の外に導くのに役立つっている。これは、通気チャンバ３０９から隣接するバッテリチャンバ３０８へのそのようなガスの流れを減少させる。これらの機構の各々は、他のバッテリ３０４に伝導される熱を最小にし、そして、バッテリ３０８の熱暴走がこれらの他のバッテリの熱暴走を誘発するのを防止する。
【００５９】
好都合なことに、事件チャンバ３０８は、ハウジング３００の外部に直接ではなく、むしろ隣接する通気チャンバ３２２に通気するので、事件チャンバ３０８から逃避する火炎／火花が隣接する通気チャンバ３２２の内部に包含され得る。これは、火炎がハウジング３００の外部に広がるのを防止する。
【００６０】
選択肢として、使用中、バッテリハウジング（例えば、ハウジング２００または３００）は、熱暴走の場合に、ハウジングの上部に配置された任意の可燃性材料を保護するために、剛性の耐火性プレートまたはマットで覆われていてもよい。このプレートまたはマットは、上述したのと同じＩＦＲポリマー複合材料、または当業者に知られている他の断熱材料から作製することができる。プレートまたはマットは、プレートまたはマットとバッテリハウジングの頂部との間に通気を許容する空間が設けられるように、上方に突出しているリップ２１０／３１０の上に載ってもよい。
【００６１】
図８は、多数のバッテリハウジング、例えば、多数のハウジング２００を包み込むケーシング４００を示している。ケーシング４００は、本体４０５および取外し可能な蓋４０１を含んでいる。図示されているように、本体４０５は、本体４０５の外側壁４１０と共に、各々が１つのハウジング２００を収容する、６つの区画４１４を画定する内側壁４１２を含んでいる。内側壁４１２および外側壁４１０は、冷却用導管４０６が、内側壁４１２、外側壁４１０および１つ以上のハウジング２００を通ってケーシング４００の長さに沿って延在するように、区画４１４によって収容されているバッテリハウジング２００のチャネル２１３と整列する孔を含んでいる。
【００６２】
蓋４０１および本体４０５は、鋼または適切な機械的剛性を提供する別の材料を使用して、作製されてもよい。蓋４０１および本体４０５はまた、ケーシング４００が、ケーシング４００内のバッテリの爆発および外部の爆発を含む爆発に耐えることを許容する材料から作られてもよい。他の適切な材料もまた、例えば、炭素繊維／ガラス繊維で強化されたポリマー複合材料、セラミックスなどのように、当業者には容易に明らかであろう。蓋４０１は、ねじ（図示せず）によって、本体４０５にしっかりと固定可能である。ケーシング４００に上述の機械的剛性または耐爆性を提供する他の適切な締結具もまた、使用され得る。
【００６３】
ハウジング２００が本体４０５の区画４１４内に収容され、そして蓋４０１が本体４０５に結合されるとき、ハウジング２００の上方に突出しているリップ２１０が、各ハウジング２００と蓋４０１との間に空間を提供する。熱暴走の際、ガス、圧力および熱がハウジング２００の１つからこの空間に放出され得る。このガス、圧力および熱は、ケーシング４００が実質的にシールされている実施形態では、この空間に保持され得る。他の実施形態では、ケーシング４００は、ガス、圧力、および熱がケーシング４００の外部に通気されるのを許容する孔または隙間を含んでいてもよい。
【００６４】
ケーシング４００は、１つの層のバッテリハウジングのみを保持しているが、他の実施形態では、例えば、電気自動車、航空機、または潜水艦などの大型の装置の要求を満たすべく、十分な電圧、電流、および動力が１つのケーシング４００から供給できるように、ケーシング４００がバッテリハウジングの複数の層を保持するべく、変更されてもよい。
【００６５】
他の実施形態では、ケーシング４００は、他のバッテリハウジング、例えば、ハウジング３００を包み込むように改造されてもよい。例えば、ケーシング４００の外側壁および内側壁が、かかる他のハウジングを収容するために、区画４１４を寸法変更するべく、改変されてもよい。
【００６６】
本明細書で開示されたバッテリハウジングの動作が、図９Ａ／９Ｂおよび図１０Ａ／１０Ｂに示されるようなバッテリハウジングを使用して行われた試験を参照してさらに説明される。図９Ａおよび９Ｂは、それぞれ、ハウジングの本体６０５の頂面図および側面図である。また、図１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ、ハウジングの蓋６０１の底面図および側面図である。
【００６７】
図９Ａにおいて最もよく見られるように、バッテリハウジングは、それぞれが１つのフォーマット１８６５０バッテリを収容する、７つのキャビティ６０６を有している。図示されているように、本体６０５は六角形であり、キャビティ６０６は、互いからほぼ等距離、例えば、約２０ｍｍの距離になるように、本体６０５内に配列されている。図１０Ａにおいて最もよく見られるように、蓋６０１は、複数の貫通孔６０３を含んでいる。各貫通孔６０３は、７つのキャビティ６０６のうちの１つと位置合わせされ、そして、蓋６０１が本体６０５に結合されたときに形成される７つの実質的に包囲されたチャンバのうちの１つを通気する通気路を提供する。貫通孔６０３は、他の点では、貫通孔１０３（図１Ａ）と同様である。
【００６８】
蓋６０１および本体６０５は、重量パーセンテージで下記の組成を有しているＩＦＲポリマー複合材料を使用して形成されている。
膨張性粉体：                      ３０．０％；
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）：        ４２．０％；
酸化防止剤：                      ０．２％；
Ｆｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）Ｅ２６５：        ３．０％；
二酸化チタン：                    １．５％；
臭素化ポリエチレン：              １７．５％；
三酸化アンチモン：                ５．８％。
【００６９】
膨張性粉体は、前述の特許文献１（米国特許第６，６４５，２７８号）に記載された方法に従って製造された発泡剤である。酸化防止剤は、溶融加工のためのＨＤＰＥおよび臭素化ポリエチレンの熱安定性を改善する。Ｆｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）Ｅ２６５は、異なる成分間の接着性を改善するために複合材中の相溶化剤として機能する、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）からの無水物変性高密度ポリエチレンである。二酸化チタンは煙を抑制し、最終製品の白色度を向上させる。臭素化ポリエチレンは加工性と相溶性に優れた難燃剤である。三酸化アンチモンは臭素と相乗作用して難燃効果を向上させる。
【００７０】
蓋６０１および本体６０５用のＩＦＲ材料を形成するために、異なる成分の粉体およびペレットが化学量論的に秤量され、混合された。次に、この混合物が、一軸スクリュー押出機で、１７０℃で配合され、ペレット化された。次いで、複合ペレットが、蓋６０１および本体６０５を形成するべく射出成形された。
【００７１】
図９Ａ／図９Ｂ、図１０Ａ／１０Ｂのバッテリハウジングが、その内部に保持されたバッテリの熱暴走をシミュレートして試験された。蓋６０１および本体６０５は、試験前に４８時間以上に亘り周囲条件に曝された。試験は、周囲温度２４℃、相対湿度２１％で行なわれた。
【００７２】
２つの試験が行なわれた。第１の試験では、加熱カートリッジが、本体６０５のバッテリボックスの中央キャビティＢ７に配置された（図１１）。６つのフォーマット１８６５０リチウムイオン（リチウムイオン−コバルト）バッテリが、本体６０５の６つの周辺キャビティＢ１ないしＢ６に配置された。熱電対が、試験中の温度を測定するべく、各キャビティの内部に配置された。各周辺キャビティ内の熱電対は、最高温度測定値を得るべく、そのキャビティ内に配置されたバッテリに中央キャビティＢ７に最も近い位置において取り付けられた。
【００７３】
次に、蓋６０１が、複数のねじ（図示せず）を用いて本体６０５にしっかりと固定され、それにより、蓋６０１および本体６０５によって画定された７つのチャンバ内の加熱カートリッジおよび６つのバッテリをそれぞれ包囲した。
【００７４】
次いで、加熱カートリッジが１３０℃／分で６５３．４℃まで加熱され、次いで、直ちに失活された。総加熱時間は約５分であった。この持続時間は、典型的には、約３０ないし５５秒間続くリチウムイオンバッテリの熱暴走の予想される持続時間よりもはるかに長くなるように選択された。加熱カートリッジが作動される前に、各チャンバ内の熱電対による温度測定値の取得が開始され、そして、全ての熱電対が低下している温度を示した後に、停止された。各熱電対によって測定された最高温度が、下の表１に示されている。注目すべきことに、各バッテリについての最高温度は、加熱カートリッジが停止されてから５分後に記録された。
【００７５】
【表１】
2019061958.tif 000003
【００７６】
ハウジングの蓋６０１を取り外した後、周辺のチャンバ（図１１のキャビティＢ１ないしＢ６に相当）に保持された６個のバッテリの全てが無傷であることが観察された。一方、中央のチャンバ（図１１のキャビティＢ７に対応する）に保持された加熱カートリッジは、炭化物の厚い層で囲まれていた。炭化物は、蓋６０１および本体６０５のＩＦＲポリマー複合材料を膨張性粉体のＳＥＴより高い温度（すなわち、約２００℃）まで加熱し、それにより、ＩＦＲ材料が膨張するのを生じさせることによって生成された。
【００７７】
中央のチャンバにおいてシミュレーションされた熱暴走は、周辺のチャンバに保持されている任意のバッテリの熱暴走を引き起こすに十分に周辺チャンバの温度を上昇させなかった。表１に示されるように、周辺のキャビティ内で測定された最高温度は、リチウムイオンバッテリの熱暴走が典型的に開始される２３２℃の閾値を、はるかに下回るわずか３７．７℃であった。試験結果は、シミュレーションされた熱暴走に応答して生成された炭化物と、チャンバを分離している蓋６０１  ／本体６０５の材料とが、加熱カートリッジから周辺のチャンバへの熱移動を大きく減少させる、加熱カートリッジの周りの断熱材を提供したことを示している。さらに、加熱カートリッジの不活性化と各周辺チャンバ内の最高温度の測定との間の上述の５分の遅延はまた、断熱の有効性も証明している。
【００７８】
第２の試験は、釘刺し試験であった。この試験では、ハウジング内に保持されたバッテリの実際の熱暴走および爆発が誘発された。特に、１００％充電状態のバッテリに内部短絡を生じさせるべく、金属釘で貫通された。誘導された熱暴走および爆発事件が、ハウジング内に保持された他のバッテリに及ぼす影響が観察された。
【００７９】
７つのフォーマット１８６５０リチウムイオン（リチウムイオン  −  コバルト）バッテリが、ハウジング本体６０５の７つのキャビティＢ１ないしＢ７に配置された（図１１）。キャビティＢ５に配置されたバッテリ＃５は、１００％の充電状態を有していた。熱電対が、試験中に温度を測定するべく、７つのバッテリの各々の表面に取り付けられた。バッテリ＃５に取り付けられた１つを除くすべての熱電対は、最高温度測定値を得るために、キャビティＢ５に最も近い位置に位置された。
【００８０】
再び、蓋６０１が、複数のねじ（図示せず）を使用して、本体６０５にしっかりと固定され、それにより、蓋６０１および本体６０５によって画定された７つのチャンバ内にそれぞれ７つのバッテリを封入させた。
【００８１】
金属釘が、バッテリ＃５を突き通り、そして内部短絡を生じさせるべく、本体６０５にドリルされた。温度測定値の取得は、突き通しの前に開始され、すべての熱電対が降温を示した後に停止された。各熱電対によって測定された最高温度が、下の表２に示されている。
【００８２】
【表２】
2019061958.tif 000004
【００８３】
この結果は、金属釘によって突き通された際に、熱暴走がバッテリ＃５において首尾よく誘発されたことを示している。この熱暴走は、バッテリ＃５が７４３．８℃のピーク温度に達するのを生じさせている。ガス、火花および煙が、バッテリ＃５を保持するチャンバＢ５に接続されている貫通孔６０３から約１５秒間放出し、その後、貫通孔６０３はシールされた。この通気時間は、リチウムイオンバッテリの典型的な熱暴走時間（３０〜５５秒）よりもはるかに短かった。このより短い通気時間は、熱暴走が膨張する炭化物によって早い段階で消滅されることを示した。
【００８４】
ガス／煙が貫通孔６０３からの放出を終了した後、膨張しているＩＦＲ材料が、貫通孔６０３、蓋６０１と本体６０５との間の界面、および突き通した釘によって形成された孔を封鎖した。バッテリ＃５を保持するチャンバを除く任意のチャンバで測定された最高温度は４０．０℃であり、熱暴走事件を誘発するために典型的に必要とされる２３２℃よりもはるかに低かった。
【００８５】
試験の後に蓋６０１を取り外す際、バッテリ＃５は炭化物内に完全に埋め込まれて、「死んだセル」を形成していることが観察された。同時に、６つの他のバッテリは無傷で残っていた。さらに、ハウジングは、意図的な貫通とは別に、その全体的な構造的完全性を維持していた。
【００８６】
図示された実施形態では、貫通孔（例えば、貫通孔１０３、３０３、および６０３）および止まり孔（例えば、止まり孔２０３）は、バッテリハウジングの蓋に位置されるように示されているが、貫通孔および止まり孔はまた、バッテリハウジングの本体、例えば、本体の底部または側部に配置されてもよい。さらに、貫通孔および止まり孔の数は、バッテリを保持する各チャンバからの通気を許容するために、少なくとも１つの貫通孔または止まり孔が設けられている限り、変更してもよい。図示された実施形態では、貫通孔および止まり孔は、円形の形状で示されている。しかしながら、他の実施形態では、貫通孔および止まり孔は、別の形状を有してもよく、例えば、スリットであってもよい。いずれの貫通孔も止まり孔に置き換えられてもよく、逆に、いずれの止まり孔も貫通孔に置き換えられてもよい。
【００８７】
バッテリハウジングのチャンバ（例えば、チャンバ１０８、３０８、および６０８）は、フォーマット１８６５０バッテリを保持するべく構成されるように示されているが、他の実施形態では、チャンバは、異なる大きさ、構成および化学的性質の任意の他のタイプの一次または二次バッテリまたはセルを保持するべく構成されてもよい。さらに、各チャンバは、１つのバッテリのみを保持するべく構成されるように示されているが、他の実施形態では、１つのチャンバが、例えば、端から端に積み重ねられた、または隣り合わせに配置された複数のバッテリを保持するべく構成されてもよい。
【００８８】
図３および４、図５ないし７、および図９Ａないし１１の実施形態では、バッテリハウジングの蓋（例えば、蓋２０１、３０１、および６０１）および本体（例えば、本体２０５、３０５、および６０５）は、ＩＦＲ材料で製作されたものとして記載されている。しかしながら、他の実施形態において、蓋および／または本体は、他の材料で部分的に製造することができる。例えば、図２Ａの実施形態と同様に、本体は、各バッテリチャンバにＩＦＲ材料で製作されたライナーを組み込むことができる。そのような場合、ライナーのＩＦＲ材料は、そのバッテリチャンバに保持されたバッテリが熱暴走した場合に、バッテリチャンバからガスを追い出し、そして、そのバッテリチャンバをシールするのに十分な膨張比を有しているように選択される。図２Ａの実施形態と同様に、ライナーは、本体の一体部分または本体の分離可能な部分であってもよい。ライナーが分離可能である場合、それらは、柔軟なＩＦＲ発泡体から形成され、バッテリ／ライナーがバッテリハウジングの内部に配置される前に、各バッテリの周りに巻き付けられるようにバッテリハウジングから取り外され得る。
【００８９】
図示の実施形態では、冷却用導管（例えば、導管４０６）は、横方向に延在するように示されている。しかしながら、冷却用導管の配列は、任意の他の配列（例えば、ハウジングの側壁に対して偏って流す）に変更されてもよい。
【００９０】
図１２、１３、１４および１５は、バッテリハウジング１２００のさらなる実施形態を示している。
【００９１】
図１２に示されるように、バッテリハウジング１２００は、ベース本体１２１０と取り外し可能な蓋１２２０とを有している。以下でさらに説明される以外は、本体１２１０および蓋１２２０は、図１ないし１１に関して上述されたのと同様の特徴および構造と、バッテリハウジング１００、１００’、２００または３００のいずれか１つとを、選択肢として有してもよい。
【００９２】
ハウジング１００、１００’、２００および３００とは異なり、ハウジング１２００は、その中に粉体１５００を貯蔵するための粉体チャンバを追加的に含み、そして蓋１２２０は、以下にさらに説明されるように、粉体をバッテリハウジング１２００の外に放出させるための複数の貫通孔１２２２を有している。粉体１５００は、その利点が明らかになる、難燃性材料から形成されてもよい。
【００９３】
図１３に示されるように、本体１２１０は、バッテリセル１２１４を収容し保持する複数のキャビティ１２１２を画定している。いくつかの実施形態では、キャビティ１２１２は、バッテリセル１２１４を互いから隔離するべく構成され、且つそのような材料から作られており、その結果、故障したセル１２１４のうちの１つまたは複数に損傷を生じさせる可能性がある熱暴走または火災の場合に、隣接するセルが損傷する可能性から保護され、使用可能なままに残ることができる。
［００１１２］
ハウジング１２００はまた、図１３および１４に示されるような粉体トレイ１２３０を含んでいる。粉体トレイ１２３０は、粉体１５００（図１２ないし図１４には示されていないが、図１５を参照）を保持するように成形され、構成されている。蓋１２２０および粉体トレイ１２３０は、組み立てられると、粉体チャンバを画定する蓋アセンブリ１２４０を形成する。粉体チャンバは、使用中に、粉体１５００で充填されている。粉体１５００は、適切に充填されてもよいが、貫通孔１２２２を介してハウジング１２００から放出されるのを許容するのに十分なほどに、緩やかであるべきである。
【００９４】
粉体トレイ１２３０の底壁はまた、ガスが粉体トレイ１２３０を通過するのを許容するべく、貫通孔１２３２を有している。
【００９５】
本体１２１０、蓋１２２０、および粉体トレイ１２３０は、粉体トレイ１２３０の本体１２１０に対する、および蓋１２２０の粉体トレイ１２３０への位置決め、および結合を容易にするために、符合用の段付または段差付の縁部を有するようにしてもよい。縁部は、蓋１２２０と本体１２１０の間の隙間を通るガスおよび粉体の漏出を防止するために、シールされて係合されてもよい。蓋１２２０および粉体トレイ１２３０は、それぞれがねじ付き末端部を備える細長い留め具本体１２２６を有している、複数の留め具１２２４で本体１２１０に留められてもよい。本体１２１０は、留め具１２２４のねじ付き端部を受容して係合する対応するねじ付き開口部１２１６を有している。
【００９６】
図１４に示されるように、粉体トレイ１２３０の下面は、位置決めおよび取り付け支持のみならず、キャビティ１２１２内で生成される任意のガスの方向付けを提供するために、セル１２１４およびキャビティ１２１２の頂部に符合して結合する円形のリップ１２３４を有してもよい。例えば、リップ１２３４は、バッテリハウジング１２００の側部（すなわち、本体１２１０と粉体トレイ１２３０との間の界面）を通って解放されるガスを低減または最小化するべく、キャビティ１２１２に緊密に結合されるように構成され得る。代わりに、ガスは、粉体トレイ１２３０の孔１２３２を通って、蓋１２２０と粉体トレイ１２３０との間の空間を上方に優先的に導かれる。この導かれる利点は、以下に明らかになるであろう。
【００９７】
本体１２１０、蓋１２２０、および粉体トレイ１２３０を含んでいるバッテリハウジング１２００は、任意の適切な材料から形成されてもよく、選択肢として、熱膨張プラスチックから形成されてもよい。他の同様のハウジング部分品についての本明細書で説明された材料が、使用されてもよい。
【００９８】
いくつかの実施形態では、本体１２１０および蓋アセンブリ１２４０は、異なる材料から形成されてもよく、蓋アセンブリ１２４０の材料は、加熱または火災の際に、孔１２２２の大きさの良好な制御（すなわち、有意な変化の防止）を提供するべく選択される。
【００９９】
蓋アセンブリ１２４０内の粉体１５００は、難燃性材料で形成され、そして、それがバッテリセル１２１４の電解質引火点より低い温度に加熱されたとき、粉体１５００が分解して、不活性ガスなどを発生するように選択されてもよい。例えば、難燃性材料の分解開始温度（分解温度）は、約１００℃ないし約１５０℃の範囲であり、且つ、バッテリハウジング内に収容される特定のバッテリにおける特定の電解質溶媒の引火点温度を下回るように選択される。粉体１５００の分解時に生成される不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）等が挙げられる。放出された難燃性粉体および不活性ガスは、ハウジング１２００の周囲に存在する酸素（Ｏ2）などの可燃性ガスを置換することによって、またはハウジング１２００の周囲の空気を希釈することによって難燃性効果を提供し、かくて、火炎を持続させるために必要とされる酸素およびその他の可燃性ガスの供給を低減または排除する。
【０１００】
選択肢として、粉体１５００は、粉体材料が加熱により分解するとき、分解反応が吸熱性であるように選択されてもよい。したがって、粉体材料の分解は、熱を吸収して、バッテリハウジング１２００内または周囲空気中の温度を低下させることができ、かくて冷却作用を提供する。この冷却作用は、火炎をさらに防止または遅延させることができる。
【０１０１】
いくつかの実施形態においては、添加剤が粉体１５００に含められてもよい。
例えば、安定剤または界面活性剤が、粉体１５００が保存または使用中に凝集しないように、表面エネルギーレベルを低下させるべく、含まれてもよい。
【０１０２】
いくつかのバッテリについては、適切な難燃性粉体材料は、アンモニアポリホスフェート（ＡＰＰ）フェーズＩ［ＡＰＰ：（ＮＨ４ ＰＯ３）ｎ］、ＣＡＳ番号６８３３３−７９−９であってもよい。ＡＰＰのフェーズＩは、微細で自由流動性の白色粉体の形態で入手可能である。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、難燃性粉体を形成するためにメラミンが使用されてもよい。
【０１０４】
難燃性粉体を形成するためのさらなる可能な難燃剤材料は、ポリリン酸アンモニウム、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸ビス（ジフェニル）、リン酸メラミンなどを含むことができる。不活性ガスに分解可能な追加の熱活性化合物もまた使用されてもよい。さらに、種々の組み合わせまたは適切な材料の混合物が、難燃性粉体において使用されてもよい。
【０１０５】
貫通孔１２２２（および孔１２３２）の大きさは、いくつかの要因または考慮事項に基づいて選択することができる。特に、貫通孔１２２２の大きさは、粉体１５００およびバッテリセル１２１４の機能および特性の両方を考慮して選択することができる。粉体１５００の粒径の大きさに比べて貫通孔１２２２が小さすぎると、貫通孔１２２２を介しての粉体１５００の効果的な放出を許容せず、すなわち、貫通孔１２２２が容易に詰まり、閉塞されるかもしれない。
【０１０６】
孔の大きさはまた、蓋１２２０および粉体トレイ１２３０によって画定される、粉体チャンバ内に蓄積される圧力に影響を及ぼし得る。蓋アセンブリ１２４０の内部で到達され得る予想圧力は、バッテリセル１２１４の特徴、粉体１５００の特定の材料の特性、および貫通孔１２２２と孔１２３２の大きさの関数であり得る。
【０１０７】
難燃性粉体１５００の大きさは、粉体１５００が孔１２２２を通って放出され得るように、十分に微細である。さらに、放出された難燃性粉体１５００が、バッテリハウジング１２００の周囲の空気中に長期間にわたって浮遊されることができれば、有益であろう。粉体が重過ぎて、あまりにも急速に落下するのであれば、遅延効果は減少されよう。
【０１０８】
貫通孔１２２２および１２３２は、難燃性粉体１５００の放出を許容する大きさである。例えば、貫通孔開口部は、円形で、および約０．５ｍｍから約５ｍｍの直径を有していてもよい。貫通孔は、同じ形状および大きさを有してもよいし、貫通孔の形状や大きさは異なっていてもよい。各特定の用途における貫通孔の大きさは、バッテリの大きさ、バッテリハウジングの大きさ、特定の化学物質および関連する化学反応に応じて、選択されてもよい。
【０１０９】
貫通孔１２２２は、蓋１２２０に均一に分布され、そして、貫通孔１２２２の数およびその位置は、蓋１２２０の完全性および機械的強度に不当な影響を与えることなく、最適な遅延効果を提供するように、選択されてもよい。
【０１１０】
使用中、熱暴走が発生すると、セル１２１４の１つ以上が発熱し、火炎さえも生じさせ、且つ、ガスを放出することがある。熱および場合により放出されたガスは、粉体トレイ１２３０の孔１２３２を介して、粉体チャンバ内の粉体１５００にまで移動され得る。
【０１１１】
一旦、粉体１５００が閾値温度にまで加熱されると、粉体１５００は分解して不活性ガスを放出し始め得る。その結果、蓋アセンブリ１２４０の粉体チャンバ内の圧力は、熱暴走または火災の間に、迅速に増加することができ、そして、圧力は、最終的には、粉体１５００の少なくとも一部を、図１５に示されるように、貫通孔１２２２を介して蓋１２２０から放出するのに十分な高さになる。粉体１５００の分解によって生成される不活性ガスのいくらかはまた、貫通孔１２２２を介して蓋１２２０から排出し得る。
【０１１２】
貫通孔１２２２が、図に示されているようなバッテリハウジング１２００の頂部に均等かつ一様に分布され、そして粉体１５００が十分に微細である場合、放出された粉体１５００、および貫通孔１２２２から脱出された任意のガスは、バッテリハウジング１２００を包囲または覆うクラウド層またはブランケットを形成し得る、バッテリハウジング１２００を覆ってホバリングするクラウドを形成することができる。
【０１１３】
いくらかの粉体１５００および不活性ガスは、貫通孔１２３２を通って本体１２１０内のキャビティ１２１２にも入ることができる。
【０１１４】
放出された粉体１５００はまた、周囲の温度が熱暴走のために十分に高い場合には、蓋１２２０の外側で分解することができ、このようなさらなる分解は、ハウジング１２００の外側でより多くの不活性ガスを生成する。上述のように、分解反応によって生成される不活性ガスは、使用される特定の粉体材料に依存して、ＣＯ2、Ｎ2などを含むことができる。
【０１１５】
バッテリハウジング１２００を覆っている、バッテリハウジング１２００の内部または外部に生成された粉体１５００および不活性ガスのクラウドは、バッテリハウジング１２００の周囲の環境空気中の酸素（Ｏ2）の濃度を効果的に減少させることができ、そして、熱暴走の際の火炎の機会を防止または低減することができる。バッテリハウジング１２００内に既に火炎が発生している場合には、粉体および不活性ガスのクラウドがまた、火炎を持続させるために必要な酸素または他のガスの供給を減少させることによって、火炎を抑制することができる。
【０１１６】
吸熱反応によって粉体１５００が分解すると、ハウジング１２００や周囲の環境から熱が吸収され、冷却作用が生じる。この冷却作用はまた、火炎をさらに防止または遅延させるのにも役立っている。バッテリハウジング１２００の内部および外部で粉体１５００が分解するということは、両者とも、火炎の遅延に対して有益な効果をもたらすことができることに留意されたい。
【０１１７】
孔１２３２は、最初に、バッテリチャンバ、すなわちキャビティ１２１２から蓋アセンブリ１２４０内の粉体チャンバへの通気路を提供する。粉体１５００の実質的な部分が放出された後、粉体チャンバおよび孔１２２２および１２３２は、本開示の他の実施形態に関して前述したように、キャビティ１２１２内に生成されるさらなるガスが、迅速に逃げることを許容する通気路を提供することができる。いくつかの実施形態では、粉体トレイ１２３０は、特定のバッテリセル１２１４のための特定のキャビティ１２１２での孔１２３２が、局所温度がさらに上昇するとき、遮断され得るように、先に説明したように、熱膨張材料で形成されてもよい。
【０１１８】
ここで理解され得るように、図１２ないし１５に示された実施形態に対する様々な変更および変形が可能である。例えば、粉体１５００が放出されるのが必要となる前に、粉体１５００を蓋１２２０の内部に無傷の状態で保つために、孔１２２２および１２３２は、「止まり孔」、すなわち、蓋１２２０の下側の側部に沿って、および粉体トレイ１２３０の頂側部に沿ってそれぞれ添付された薄いフィルム（図には示されていない）で、最初は覆われている「止まり孔」として、孔１２２２または１２３２に少なくとも近接した領域に設けられてもよい。フィルムはまた、輸送および保管中の粉体の漏出を防ぐことができる。
【０１１９】
選択肢として、粉体１５００は、熱暴走の際に加熱されると、すぐに崩壊または溶融し得る材料で形成され得る別個のプラスチックパウチ（図示せず）の内部に置かれてもよい。
【０１２０】
図１３および図１４に示されるように、バッテリハウジング１２００内のキャビティ１２１２は、孤立した個々のキャビティである。しかしながら、異なる実施形態では、バッテリセルの各々に個別の区画を設ける必要はない。例えば、ハウジング材料が膨張性でない場合、単一の区画が複数のバッテリセルを収容するために設けられてもよく、且つバッテリセルの間の空間は適切な難燃性材料で充填されてもよい。難燃性材料はまた、包装材料としても機能することができる。理解されるように、本体１２１０内に複数のまたは単一のセル区画が存在するかどうかにかかわらず、蓋アセンブリ１２４０の下面は、バッテリセルを閉じ込め且つ移動を制限するため、リップ１２３４などの保持構造を含んでいてもよい。
【０１２１】
上述したように、本体１２１０は、蓋アセンブリ１２４０内の粉体材料と同じでも異なっていてもよい、難燃性材料で充填されてもよい。一実施形態では、バッテリ１２１４とキャビティ１２１２内のキャビティ壁との間の隙間が、難燃性粉体で充填され、パックされてもよい。本体１２１０のキャビティ１２１２もまた、難燃性粉体１５００のような難燃性粉体が充填またはパックされるときは、追加の通気孔（図１２ないし１５には示されていないが、図１６参照）が本体１２１０の側部に設けられてもよい。
【０１２２】
図１６は、本体１２１０に取って代わるべく使用され得る、側部通気孔１２１８を有しているハウジング本体１２１０’を示している。本体１２１０’は、セルキャビティ１２１２内にパックされた任意の粉体または発生されたガスが外部に通気または放出されるのを許容するべく、セルキャビティ１２１２から外部環境への経路を提供している貫通孔である、側部通気孔１２１８の追加の提供を除いて、本体１２１０と同様である。通気孔１２１８は、火災または熱暴走中に、容易に取り外すことができるフィルム（不図示）によって覆われた止まり孔として設けられてもよい。バッテリハウジングの側部の追加の孔は、難燃性粉体をバッテリハウジングの周囲に良好に分散させることができ、そして、バッテリハウジングの全面に良好な被覆性および断熱性を提供することができる。
【０１２３】
認識され得るように、多くの既存のバッテリハウジングまたはバッテリボックスが使用されている。このようなバッテリハウジングまたはボックスは、本明細書に記載されるような蓋アセンブリ１２４０またはその変形例と同様の、特別に設計され、構築された蓋アセンブリによって改良され得る。
【０１２４】
図示されていないが、蓋１２２０または蓋アセンブリ１２４０は、バッテリハウジング２００および３００におけるクリップ２１２または３１２と同様に、ハウジング１２００の本体１２１０と結合するためのクリップ（図示せず）を含むことができる。そのような場合、留め具１２２４は省略されてもよい。
【０１２５】
本開示の一実施形態では、バッテリハウジングは、第１のハウジング部分と、第１のハウジング部分と結合可能な第２のハウジング部分とを含んでいてもよい。第１および第２のハウジング部分は、結合されると、少なくとも１つのバッテリを保持するように寸法決めされたバッテリチャンバ、粉体を貯蔵するための粉体チャンバ、およびバッテリチャンバから粉体チャンバへの通気路を提供する。粉体チャンバは、バッテリチャンバ内に収容されたバッテリの熱暴走の際に、貯蔵粉体をバッテリハウジングから放出するための開口部を有している。第１および第２のハウジング部分の少なくとも１つの少なくとも一部分は、バッテリの熱暴走の際に難燃性材料が熱で膨張するとき、通気路を介してバッテリチャンバからガスを追い出し、且つバッテリチャンバをシールするのに十分な膨張比を有している膨張性難燃性材料を含むことができる。第２のハウジング部分は、蓋および蓋アセンブリ１２４０の形態のような粉体チャンバを含ことができる。粉体は、上記の難燃性粉体材料のいずれかを含んでいることができる。難燃性粉体材料は、加熱されると、不活性ガスを放出するべく、吸熱反応により分解し得る。開口部は、バッテリハウジングの頂部に均等にまたは一様に分布されていてもよく、その結果、放出された粉体は、バッテリハウジングを覆うかまたは包囲する浮かんだクラウドを形成するべく、開口を通してバッテリハウジングの周りに分配されてもよい。
【０１２６】
本開示の別の実施形態は、バッテリハウジングを覆うための蓋に関する。蓋は、粉体を貯蔵するチャンバを含んでいる。チャンバは、バッテリハウジング内に収容されているバッテリの熱暴走の場合に、バッテリハウジング内に貯蔵された粉体の少なくとも一部を蓋およびバッテリハウジングから放出させるための開口部を有している。この粉体は、加熱されると吸熱反応によって分解して不活性ガスを放出する難燃性物質を備えている。蓋は、蓋アセンブリ１２４０を含んでいてもよい。
【０１２７】
選択肢として、本明細書に開示されているバッテリハウジングおよびケーシングのいずれも、火炎浸透および断熱性能を改善するために、セラミックまたは他の耐火布（例えば、Ｋａｏｗｏｏｌ（登録商標）、玄武岩、Ｎｅｘｔｅｌ（登録商標）およびＮｏｍｅｘ（登録商標））で裏打ちされてもよい。
【０１２８】
上記において、「バッテリ」という用語は、任意のタイプの一次または二次のセルまたはバッテリを指している。
【０１２９】
上記の実施形態は、例示に過ぎず、決して限定するものではない。記載された実施形態は、当業者には理解されるように、形態、部品の配置、詳細および動作の順序の多くの変更が可能である。本発明は、特許請求の範囲によって規定されるその範囲内のすべてのそのような改変を包含するように意図されている。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【外国語明細書】
2019061958000001.pdf