(57)【要約】【課題】水素ガスを吸収し、かつコストおよび重量の増加を抑制する。【解決手段】電池パックは、組電池と、組電池を覆う外装ケース３００と、水素ガスを吸収する水素吸蔵合金４００とを含む。組電池は、複数の電池セル２０６が収容された電池ケースを複数並べて構成される。各電池セル２０６はそれぞれ、電池セル２０６の内部で発生する水素ガスを、電池セル２０６の外部であって、外装ケース３００内に排出するための排出バルブ２０８を含む。水素吸蔵合金４００は、電池セル２０６の外部であって、外装ケース３００の内部に設けられている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、前記複数の電池を収納した外装ケースとを含む電池パックであって、
前記電池は、前記電池の内部で発生するガスを、前記外装ケース内に排出するための排出手段を含み、
前記電池パックはさらに、前記電池の外部であって前記外装ケースの内部に設けられた、前記ガスを吸収するための吸収手段を含む、電池パック。
【請求項２】
前記外装ケースの内部には、前記電池を冷却する冷却空気が流れ、
前記吸収部材は、前記冷却空気の流れを考慮して配置されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記吸収部材は、前記冷却空気の流れを許容するように配置されている、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記吸収手段は、前記排出手段よりも上方に位置する、請求項１ないし３のいずれかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記外装ケースの上面は傾斜しており、
前記吸収手段は、前記上面の傾斜上部側に設けられた、請求項１ないし４のいずれかに記載の電池パック。
【請求項６】
前記電池パックは、前記外装ケースの内部に冷却空気を流通させるブロアをさらに含み、
前記外装ケースの上面は、前記ブロア側が下方となるように傾斜している、請求項１ないし５のいずれかに記載の電池パック。
【請求項７】
前記電池パックは、
前記電池の上方に前記冷却空気が流入するように、前記電池の上方に設けられた流入口と、
前記冷却空気が、前記外装ケース内を上方から下方に流れるように設けられた流路と、
前記電池の下方から前記冷却空気が流出するように、前記電池の下方に設けられた流出口とをさらに含み、
前記吸収手段は、前記取入口よりも上方に位置する、請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記ガスは水素ガスである、請求項１ないし７のいずれかに記載の電池パック。
【請求項９】
前記吸収手段は水素吸蔵合金である、請求項８に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池パックに関し、特に、複数の二次電池を接続した組電池と、この組電池を冷却するためのブロアを有する電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題を考慮して、排出する排気ガスが少ないハイブリッド自動車や、排気ガスを出さない電気自動車が注目されている。このハイブリッド自動車や電気自動車には、走行用の電動機に電力を供給するため、外装ケースに収容された二次電池を有する電池パックが搭載されている。
【０００３】
ところで、車両を駆動する電動モータには高い出力が要求されるが、単体でこのような高い出力を満たすことのできる二次電池は未だ存在しない。したがって、上述の車両に搭載されるような二次電池においては、複数の二次電池を集合して構成した組電池が用いられている。
【０００４】
一方、二次電池においては、充放電時のバッテリ液の電気分解などにより、水素などのガスが二次電池の内部から発生することが知られている。このようなガスが発生すると、電池の内圧の上昇に伴う破裂や、活物質との化学反応による二次電池の特性劣化等の原因となりうる。また、ガス（特に水素）への着火の危険性も考えうる。そのため、二次電池の内部にガスを吸収する物質を配置した二次電池が用いられている。
【０００５】
特開平８−２８７９６４号公報（特許文献１）は、内圧特性に優れた密封式ニッケル水素電池を開示する。特許文献１に記載のニッケル水素電池は、電池内部に残留する水素ガスを化学的に吸蔵するように配置された水素吸蔵合金を含む。
【０００６】
この公報に記載の発明によると、電池内部に配置した水素吸蔵合金が、電池内部の水素ガスを吸蔵する。そのため、内圧上昇を緩和することができる。
【０００７】
特開平１１−３１２５４０号公報（特許文献２）は、リチウムイオン二次電池の特性劣化の原因となる物質である水の発生を防ぎ、劣化の少ないリチウムイオン二次電池を開示する。特許文献２に記載のリチウムイオン二次電池は、リチウムイオン二次電池の内部に水素を吸収する物質を含有する。
【０００８】
この公報に記載の発明によると、水素を吸収する物質は、電池内部の水素を吸収する。そのため、水素と正極活物質との反応により生じる水の発生を未然に防ぎ、二次電池の特性劣化を防止することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２８７９６４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平１１−３１２５４０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の公報に記載されているようなガス吸収物質を有する二次電池を用いて組電池を構成する場合、各二次電池にガス吸収物質を設けると、それだけコストおよび重量が増加するという問題点があった。
【００１２】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、発生したガスを吸収し、かつコストおよび重量の増加を抑制した電池パックを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る電池パックは、複数の電池と、複数の電池を収納した外装ケースとを含む電池パックである。電池は、電池の内部で発生するガスを、外装ケース内に排出するための排出手段を含む。電池パックはさらに、電池の外部であって外装ケースの内部に設けられた、ガスを吸収するための吸収手段を含む。
【００１４】
第１の発明によれば、排出手段により、電池の内部で発生するガスを、外装ケース内に排出する。排出されたガスは、吸収部材により吸収される。これにより、各電池のそれぞれに吸収部材を設けることなく、複数の電池から排出されたガスを一括して吸収させることができる。その結果、発生したガスを吸収し、かつコストおよび重量の増加を抑制した電池パックを提供できる。
【００１５】
第２の発明に係る電池パックにおいては、第１の発明の構成に加え、外装ケースの内部には電池を冷却する冷却空気が流れる。吸収部材は、冷却空気の流れを考慮して配置されている。
【００１６】
第２の発明によれば、外装ケースの内部を流れる冷却空気により、電池を冷却することができる。吸収部材は、冷却空気の流れを考慮して配置されている。そのため、たとえば、冷却空気の流れを阻害しないように、吸収部材を配置することができる。その結果、冷却空気により確実に電池を冷却することができる。
【００１７】
第３の発明に係る電池パックにおいては、第２の発明の構成に加え、吸収部材は、冷却空気の流れを許容するように配置されている。
【００１８】
第３の発明によれば、吸収部材が、冷却空気の流れを許容するように配置されているため、冷却空気の流れが吸収部材により阻害されることを防止することができる。
【００１９】
第４の発明に係る電池パックにおいては、第１ないし３のいずれかの発明の構成に加え、吸収手段は、排出手段よりも上方に位置する。
【００２０】
第４の発明によれば、吸収手段は、排出手段よりも上方に位置している。その結果、空気よりも軽いガス、例えば水素ガス等を効率よく吸収することができる。
【００２１】
第５の発明に係る電池パックにおいては、第１ないし第４のいずれかの発明の構成に加え、外装ケースの上面は傾斜しており、吸収手段は、上面の傾斜上部側に設けられている。
【００２２】
第５の発明によれば、外装ケースの上面は傾斜しているため、空気よりも軽いガス、例えば水素ガス等を上面の傾斜上部側に集めることができる。ここで、吸収手段は、上面の傾斜上部側に設けられているため、ガスは吸収部材の周辺に集められることとなる。その結果、排出されたガスを吸収部材の周辺に集めて確実に吸収することができる。
【００２３】
第６の発明に係る電池パックにおいては、第１ないし第５のいずれかの発明の構成に加え、電池パックは、外装ケースの内部に冷却空気を流通させるブロアをさらに含む。外装ケースの上面は、ブロア側が下方となるように傾斜している。
【００２４】
第６の発明によれば、電池パックは、外装ケースの内部に冷却空気を流通させるブロアをさらに含み、外装ケースの上面は、ブロア側が下方となるように傾斜している。このため、冷却空気の圧力損失を均一にすることができる。その結果、冷却空気のばらつきを無くし、均一に電池を冷却することができる。
【００２５】
第７の発明に係る電池パックは、第６の発明の構成に加え、電池の上方に冷却空気が流入するように、電池の上方に設けられた流入口と、冷却空気が、外装ケース内を上方から下方に流れるように設けられた流路と、電池の下方から冷却空気が流出するように、電池の下方に設けられた流出口とをさらに含む。吸収手段は、流入口よりも上方に位置する。
【００２６】
第７の発明によれば、冷却空気は、電池上方に設けられた流入口から、電池の上方に流入する。流入した冷却空気は、流路を通って、外装ケース内を上方から下方に流れる。流路を流れた冷却空気は、電池の下方に設けられた流出口から流出する。ここで、吸収手段は、流入口よりも上方に位置している。これにより、吸収手段は、外装ケース内の冷却空気の流れよりも上方に位置していることとなる。その結果、冷却空気の流れが阻害されることがない。
【００２７】
第８の発明に係る電池パックにおいては、第１ないし第７のいずれかの発明の構成に加え、ガスは水素ガスである。
【００２８】
第８の発明によれば、電池内部で発生するガスは、水素ガスである。このため、排出された水素ガスは、吸収部材により吸収されるので、水素ガスの着火の危険性を減少させることができる。
【００２９】
第９の発明に係る電池パックにおいては、第８の発明の構成に加え、吸収手段は水素吸蔵合金である。
【００３０】
第９の発明によれば、吸収手段は水素吸蔵合金である。このため、水素を確実に吸収することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細の説明は繰返さない。
【００３２】
図１を参照して、本実施の形態に係る電池パック１００は、組電池２００と、組電池２００を収容する外装ケース３００と、組電池２００から排出される水素ガスを吸収する水素吸蔵合金４００と、外装ケース３００内に、冷却空気を流通させるブロア５００とを含む。
【００３３】
組電池２００は、複数の電池セルを収容した電池ケース２０２をさらに複数並べて構成されており、高電圧（たとえば３００Ｖないし５００Ｖ程度）で電力を出力することができる。電池ケース２０２は、互いに隙間をあけて配置されている。また、外装ケース３００の側壁３０６とも隙間をあけて配置されている。これらの隙間が、冷却空気の流れる流路２０３となる。冷却空気は、流路２０３を上方から下方に向かって流れる。なお、本実施の形態においては組電池２００が使用されているが、これに限られず、単電池を使用してもよい。
【００３４】
外装ケース３００は、アッパケース３０２と、ロアケース３０４とを含み、組電池２００を取り囲むように設けられている。外装ケース３００の側壁３０６には流入口３０８が設けられており、この流入口３０８から冷却空気が外装ケース３００内に流入する。アッパケース３０２は、組電池２００の上部と上下方向に離間して、組電池２００を上方から覆うように設けられている。流入口３０８から流入してきた冷却空気は、組電池２００の上方で、アッパケース３０２と組電池２００との間を流れる。ロアケース３０４は、組電池２００の下部と上下方向に離間して、組電池２００を下方から覆うように設けられている。流路２０３を通って外装ケース３００の下部に流れてきた冷却空気は、組電池２００の下方で、ロアケース３０４と組電池２００との間を流れる。
【００３５】
水素吸蔵合金４００は、組電池２００の外部であって、外装ケース３００の内部に設けられている。また、この水素吸蔵合金４００は、冷却空気の流れを考慮して配置されている。具体的には、組電池２００の上方を流れる冷却空気の流れを許容するように、流入口３０８よりも上方で、外装ケース３００の上面３１０に設けられている。外装ケース３００の上部にたまった水素ガスは、この水素吸蔵合金４００に吸収される。
【００３６】
ブロア５００は、外装ケース３００の側壁３０６とは反対側の側部に設けられている。ブロア５００と外装ケース３００とは連通しており、ブロア５００により外装ケース内の冷却空気を吸い出すことで、冷却空気が流入口３０８より外装ケース３００の内部に流入することとなる。なお、ブロア５００から外装ケースの内部に冷却空気を送風するように構成してもよい。
【００３７】
図２を参照して、電池ケース２０２について説明する。以下、電池ケース２０２が並んでいる方向を前後方向、前後方向に直角な方向を幅方向とする。図２は、電池パック１００の、幅方向に平行な断面の断面図である。
【００３８】
電池ケース２０２は、その両側の下端に設けられた脚部２０４を含む。脚部２０４は、ロアケース３０４の下部の両側に設けられた丘部３０５と接している。これにより、電池ケース２０２の下面とロアケース３０４の下面が上下方向に離間することとなる。また、電池ケース２０２は、それぞれ６つの電池セル２０６を収容している。このとき、電池セル２０６は、電池セル２０６の側面のうち、最も面積が大きい側面が露出し、流路２０３の側面の一部となるように収容される。この電池セル２０６は、ニッケル水素電池である。ニッケル水素電池は、充電時および放電時などに、電解液が電気分解して水素ガスを発生する。そのため、各電池セル２０６は、電池セル２０６内部で発生した水素を電池セル２０６の外部であって、外装ケース３００内に排出する排出バルブ２０８を備える。排出バルブ２０８は、電池セル２０６の内圧が予め定められた圧力以上になると開き、水素ガスを排出する。なお、本実施の形態においては、電池ケース２０２には６つの電池セル２０６が収容されているが、電池セル２０６の数はこれに限られない。
【００３９】
図３を参照して、外装ケース３００、水素吸蔵合金４００、およびブロア５００について、さらに説明する。図３は、電池パック１００の、前後方向に平行な断面の断面図である。
【００４０】
外装ケース３００の上面３１０は、ブロア５００側が下方となるように傾斜している。外装ケース３００の側壁３０６に設けられた流入口３０８は、冷却空気が組電池２００の上方に流入するように、組電池２００よりも上方に設けられている。外装ケース３００のブロア５００側の下部には、外装ケース３００から冷却空気が流出する流出口３０９が設けられている。流出口３０９は、組電池２００の下方を流れた冷却空気が、ブロア５００を通って電池パック１００の外部に流出するように、組電池２００よりも下方に設けられている。水素吸蔵合金４００は、外装ケース３００の上面３１０の傾斜上部側に設けられており、排出バルブ２０８よりも上方に位置している。ブロア５００は、流出口３０９を介して外装ケース３００と連通している。
【００４１】
図３を参照して、電池セル２０６から排出された水素ガス、および本実施の形態に係る電池パック１００の作用について説明する。
【００４２】
排出バルブ２０８から排出された水素ガスは、空気よりも軽いため、外装ケース３００の上部に集まる。このとき、外装ケース３００の上面３１０は傾斜しているため、排出された水素ガスは、さらに、外装ケース３００の傾斜上部側に集まる。ここで、水素吸蔵合金４００は、外装ケース３００の上面３１０の傾斜上部側に設けられているので、水素ガスは水素吸蔵合金４００の周辺に集まることとなる。これにより、確実に水素ガスを吸収することができる。
【００４３】
図４を参照して、本実施の形態に係る電池パック１００の内部を流れる冷却空気の流れ、および本実施の形態に係る電池パック１００の作用について説明する。図４は、電池パック１００の、前後方向に平行な断面の断面図である。
【００４４】
冷却空気は、流入口３０８から外装ケース３００内に流入する。流入した冷却空気は、組電池２００の上方を電池パック１００の前後方向に流れる。このとき、水素吸蔵合金４００は流入口３０８よりも上方に位置しているため、組電池２００の上方を流れる冷却空気の流れよりも上方に位置していることとなる。そのため、冷却空気の流れを阻害することがない。組電池２００の上方を流れた冷却空気は、各流路２０３に入り、流路２０３内を、上方から下方に向かって流れる。このとき、冷却空気が電池セル２０６の側部を流れるため、電池セル２０６が冷却されることとなる。さらに、電池セル２０６の側面のうち、最も面積が大きい側面が露出し、流路２０３の側面の一部を形成しているため、冷却効果が大きい。流路２０３を通って組電池２００の下方まで流れてきた冷却空気は、組電池２００の下方を電池パック１００の前後方向に流れ、流出口３０９からブロア５００の内部に流入する。ブロア５００の内部に流入した冷却空気は、ブロア５００により電池パック１００の外部に排出される。
【００４５】
このようにして、外装ケース３００内を冷却空気が流れ、組電池２００が冷却される。このとき、外装ケース３００の上面３１０は、ブロア５００側が下方となるように傾斜しているので、冷却空気の圧力損失が均一になる。このため、冷却空気の流れのばらつきがなくなり、各流路の間を冷却空気が均一に流れることとなる。その結果、均一に電池セル２０６を冷却することができる。
【００４６】
以上のようにして、本実施の形態に係る電池パック１００は、水素吸蔵合金４００が、組電池２００の外部であって、外装ケース３００の内部に設けられている。このため、各電池セル２０６のそれぞれの内部に水素吸蔵合金４００を設けることなく、発生した水素ガスを吸収させることができる。
【００４７】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電池パックを示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る電池パックの、幅方向に平行な断面の断面図である。
【図３】本実施の形態に係る電池パックの、前後方向に平行な断面の断面図である。
【図４】本実施の形態に係る電池パックの、前後方向に平行な断面の断面図である。
【符号の説明】
１００  電池パック、２００  組電池、２０２  電池ケース、２０３  流路、２０６  電池セル、２０８  排出バルブ、３００  外装ケース、３０８  流入口、３０９  流出口、４００  水素吸蔵合金、５００  ブロア。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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