(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電体と、
前記蓄電体を冷却する冷却液と、
前記蓄電体及び前記冷却液を収容する収容容器と、
該収容容器に設けられ、前記蓄電体からガスが発生するガス放出の際に、前記収容容器の内部の圧力を外部に開放するための圧力解放口と、
前記圧力解放口に連通する圧力解放容器と、
前記ガス放出の際に、前記収容容器から前記圧力解放口を介して前記圧力解放容器に流入する前記冷却液を固化するための固化剤とを有することを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記冷却液は油であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記圧力解放容器は、膨張及び収縮可能な弾性容器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記圧力解放口には、圧力解放弁が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の蓄電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の蓄電装置を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電体及び蓄電体を冷却する冷却液を収容容器に収容した蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド自動車などの電動車両の開発が活発に行われている。この電動車両の駆動用又は補助電源として、性能、信頼性、安全性に優れた二次電池の要望が高まっている。
【０００３】
これらの電動車両において、駆動用又は補助電源には高い電力密度を有することが求められており、一つの観点として複数の単電池を直列及び／又は並列に接続した組電池とこの組電池を冷却する冷却液とを収容した収容容器を有する蓄電装置が提案されている。
【０００４】
ところで各単電池には、電池異常時に発生したガスを放出するためのガス放出弁が形成されており、このガス放出弁からガスを放出させることにより過剰な内圧上昇を抑制している。ここで、電池異常とは、過充電などの際に電解液が電気分解することによりガスが発生する現象を意味する。
【０００５】
各単電池から放出されたガスにより収容容器の内圧が上昇するため、収容容器の耐圧強度を高める必要がある。しかしながら、収容容器の耐圧強度を高めるために、収容容器の厚み寸法を大きく設定すると、収容容器の重量が増し、蓄電装置の大型化及び重量化を招くことになる。
【０００６】
特許文献１には、樹脂ケース内に電極体及び電解液を注入した電池が開示されており、樹脂ケースにはガスを放出するためのガス排出部材が設けられており、このガス排出部材のガス排出口には、ガスを外部に誘導するガス排出管が接続されている。
【０００７】
この特許文献１のガス排出構造を上記蓄電装置に適用して、単電池から発生したガスを収容容器の外部に排出するためのガス排出管を収容容器に接続する方法も考えられる。
【特許文献１】特開２００５−７１６７４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６２４３３号公報
【特許文献３】特開昭６３−９８９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ガス排出管を設けることにより蓄電装置の構造が複雑化して、小型化及び軽量化の要請にも反する。
【０００９】
また、ガス排出管を車室内の構造物に干渉しないように、車室外の位置（たとえば、クォータトリム）に導く必要があるため、蓄電装置の取り付け作業が煩雑化する。
【００１０】
さらに、ガス排出管からガスとともに冷却液が排出された場合には、この排出された冷却液を処理する手間がかかる。
【００１１】
そこで、本発明は、構造が簡素で、車両への取り付けが容易で、かつ、ガス放出の際に冷却液の外部流出を防止可能な蓄電装置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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本願発明の蓄電装置は、蓄電体と、前記蓄電体を冷却する
冷却液と、前記蓄電体及び前記冷却液を収容する収容容器と、該収容容器に設けられ、前
記蓄電体からガスが発生するガス放出の際に、前記収容容器の内部の圧力を外部に開放するための圧力解放口と、前記圧力解放口に連通する圧力解放容器と、前記ガス放出の際に、前記収容容器から前記圧力解放口を介して前記圧力解放容器に流入する前記冷却液を固化するための固化剤とを有することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記冷却液としては、油を用いることができる。
【００１４】
また、前記圧力解放容器は、膨張及び収縮可能な弾性容器を用いることができる。
【００１５】
前記圧力解放口に、圧力解放弁を設けることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガス放出の際に収容容器から流出する冷却液を固化剤で固化することができるため、冷却液の外部流出を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は蓄電装置の断面図である。同図において、蓄電装置１は、複数の円筒型電池１２２を電気的に接続した組電池（蓄電体）１２と、組電池１２及び冷却液２３を収容する電池収容ケース（筐体）１３、電池収容ケース１３の上蓋となるケースカバー（筐体）１４から構成されており、ハイブリッド自動車、電気自動車の駆動用又は補助電源として使用される。本実施例の蓄電装置１は、助手席下部のフロアパネル２上に設置されている。
【００１９】
本実施例の蓄電装置１の概要は下記の通りである。ケースカバー１４にはガス排出口（圧力解放口）１４aが形成されており、このガス排出口１４aには破壊弁（圧力解放弁）４１が設けられている。
【００２０】
このガス排出口１４aには弾性容器（圧力解放容器）１６が連通しており、この弾性容器１６の内部には冷却液固化剤（固化剤）２１が収容されている。
【００２１】
上述の構成において、過充電などの電池異常の際に組電池１２からガスが発生すると、電池収容ケース１３の内部の圧力（以下、「内圧」という）が上昇する。電池収容ケース１３の内圧が破壊弁４１の破壊圧に達すると、破壊弁４１が破壊され、電池収容ケース１３の内部のガスがガス排出口１４aから排出され、弾性容器１６が膨張する。
【００２２】
この際、ガスとともに冷却液２３が弾性容器１６の内部に流入し、冷却液固化剤２１と反応して固化される。
【００２３】
このように、電池異常の際に、電池収容ケース１３から流出した冷却液２３を弾性容器１６の内部で固化させることにより、蓄電装置１の周囲に冷却液２３が流出するのを防止できる。
【００２４】
また、ガス放出管を省略できるため、蓄電装置１の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００２５】
次に、蓄電装置１の各部の構成を詳細に説明する。
（電池収容ケース１３について）
電池収容ケース１３は、上側が開口した箱型形状であり、ケース外周面には多数の放熱フィン（不図示）が形成されている。このように多数の放熱フィンを設けることにより、外気との接触面積を増加させ、組電池１２の放熱を促進することができる。
【００２６】
電池収容ケース１３には、熱伝導性の高いステンレスなどの金属材料を用いることができる。
【００２７】
なお、電池収容ケース１３の外周面には、不図示の取り付けブラケットが形成されており、この取り付けブラケットは助手席下部のフロアパネル２に固定されている。これにより、蓄電装置１を固定することができる。
【００２８】
（組電池１２について）
組電池１２は、複数の円筒型電池１２２を並設した電池集合体であり、対向配置される一対の電池フォルダ１２３に支持されている。各円筒型電池１２２の両端に設けられた電極ネジ軸部１３１、１３２は、電池フォルダ１２３から突出しており、バスバー１２４を介して直列に接続されている。バスバー１２４は、電極ネジ軸部１３１、１３２に締結ナット１２５を締結することにより固定される。
【００２９】
このように複数の円筒型電池１２２を並設した電池集合体を車両の駆動用又は補助電源として使用する場合には、充放電に伴う発熱温度が高くなるため、冷却風を用いた気体冷却のみでは冷却不足となるおそれがある。そこで、本願発明では、気体よりも熱伝導率の高い冷却液２３内に組電池１２を浸漬させることにより、組電池１２を冷却している。
【００３０】
ここで、冷却液２３としては、比熱、熱伝導性と沸点が高く、電池収容ケース１３、組電池１２を腐食させず、熱分解、空気酸化、電気分解などを受けにくい物質が適している。さらに、電極端子間の短絡を防止するために、電気的絶縁性の液体が望ましい。具体的には、油（例えば、シリコンオイル）を用いることもできる。
【００３１】
冷却液固化剤２１としては、水酸化ナトリウム、１２−ヒドロキシステアリン酸、グリセリン脂肪酸エステル、ステアリン酸石鹸、アミノ酸系ゲル化剤、ポリスチレンポリオレフィンブロック重合体、ベンジリデンソルビトールを用いることができる。
【００３２】
次に、図３を参照しながら、各円筒型電池１２２の構成を詳細に説明する。筒状の電池
外套缶１３４の内側には電極体１３５が収容されている。
【００３３】
この電極体１３５は、両面に正活物質が塗布された帯状の正電極体１３５ｂと両面に負
活物質が塗布された帯状の負電極体１３５ｃとをセパレータ１３５ａを介して渦巻状に巻
き回すことにより構成されている。電池外套缶１３４には、電解液が注入されている。なお、この電解液は、セパレータ１３５ａの中に含浸させてもよい。
【００３４】
正活物質として、リチウム−遷移元素複合酸化物であるＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、
ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｕＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭＯ２（ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ
及びＭｎよりなる群から選ばれた少なくとも２種の遷移元素）、ＬｉＭｎ２Ｏ４を例示で
きる。負活物質としては、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵及び放出することが可能な
ものであれば特に限定されない。具体例としては、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、有機
物焼成体、金属カルコゲン化物を例示することができる。
【００３５】
電解液の溶質として使用するリチウム塩としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、
ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６及びＬｉＡｓＦ６を例示でき、リチウム塩を溶かすために使用する有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状炭酸エステルと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等の鎖状炭酸エステルとの混合溶媒を例示することができる。
【００３６】
電極体１３５の電池長手方向（Ｙ方向）の両端には、円板状の集電板１３６が溶接され
ている。集電板１３６の資材としては、アルミニウム箔、ステンレス箔、銅箔を例示でき
る。
【００３７】
集電板１３６は、導電線１３７を介して、正及び負極ネジ軸部１３１、１３２を保持す
る保持板１３９に電気的及び機械的に接続されている。保持板１３９には正及び負極ネジ軸部１３１、１３２の取り付け位置とは異なる位置に破壊弁１３９´が形成されており、この破壊弁１３９´は、保持板１３９にパンチ加工を施すことにより形成される。
【００３８】
電池異常の際に発生したガスにより、電池外套缶１３４の内圧が限界圧力値（例え
ば、２気圧）を超えて昇圧されると、破壊弁１３９´が破壊され、そこから円筒型電池１２２の外部にガスが放出される。これにより、電池外套缶１３４の内圧上昇を抑制することができる。      
ここで、電池異常とは、過充電などにより電解液が電気分解してガスが発生する現象を意味する。
【００３９】
（ケースカバー１４及び弾性容器１６について）
ガス排出口１４a及び破壊弁４１は、ケースカバー１４にパンチ加工を施すことにより形成されており、ガス排出口１４aには弾性容器１６が連通している。弾性容器１６はケースカバー１４に接続されており、接続方法としては溶接、接着を用いることができる。
【００４０】
破壊弁４１の作動圧は２気圧に設定されており、電池収容ケース１３の内圧が２気圧に昇圧されると破壊弁４１は破壊される。
【００４１】
弾性容器１６としては、ナイロン６６を用いることができる。ここで、弾性容器１６に耐熱性を持たせるために、クロロプレンゴム、シリコンゴムなどをコーティングするとよ
い。これにより、電池収容ケース１３から流入したガスによる弾性容器１６の熱溶融を防止できる。
【００４２】
図１に図示するように、電池異常が起こる前の弾性容器１６は収縮している。これにより、蓄電装置１を小型化して車両への設置作業を容易化することができる。
【００４３】
次に、図１及び図３を参照しながら、電池異常が生じた際の蓄電装置１の挙動を説明する。ここで、図３は、電池異常時における蓄電装置１を図示している。
【００４４】
過充電により円筒型電池１２２の電解液が電気分解してガスが発生し、円筒型電池１２２の内圧が２気圧に昇圧されると、破壊弁１３９´が破壊される。
【００４５】
破壊弁１３９´が破壊されると、そこから円筒型電池１２２の外部、つまり冷却液２３の中にガスが排出され、電池収容ケース１３の内圧が上昇する。電池収容ケース１３の内圧が２気圧に昇圧されると破壊弁４１が破壊され、ガス排出口１４aからガスとともに冷却液２３の一部が排出される。
【００４６】
これにより、電池収容ケース１３の内圧上昇を抑制することができる。このように電池収容ケース１３の内圧上昇を抑制することにより、電池収容ケース１３の耐圧強度を低く設定することができる。その結果、蓄電装置１を小型化及び軽量化することができる。
【００４７】
ガス排出口１４aから流出したガスは、弾性容器１６の内部に流入し、弾性容器１６が膨張する（図３参照）。また、ガス排出口１４ａから流出した冷却液２３は、冷却液固化剤２１と反応して固化される。
【００４８】
このように、電池収容ケース１３から流出した冷却液２３を弾性容器１６に流入させることにより、蓄電装置１の周囲の構造物（例えば、フロアパネル２）に冷却液２３が流出するのを防止できる。これにより、冷却液２３を拭き取るなどの手間を省くことができる。
【００４９】
また、ガス排出管を用いて車両の外部にガスを排出させる方法よりも、蓄電装置１の構造を簡素化して軽量化することができる。さらに、蓄電装置１を車両に搭載するときに、ガス排出管と車室内の構造物との干渉を考慮する必要がないため、蓄電装置１の取り付け作業を容易化することができる。さらにまた、ガス排出管を省略することにより、蓄電装置１のコストを削減することができる。
【００５０】
また、車両外部に冷却液２３が流出するのを阻止することにより、道路に油が付着するのを防止できる。
【００５１】
弾性容器１６に流入した冷却液２３を固化させることにより、下記の効果を得ることができる。まず、蓄電装置１の回収時などに弾性容器１６が破損した場合（たとえば、車両構造部に当接することにより弾性容器１６が破損した場合）に、冷却液２３の流出を防止できる。さらに、回収後に蓄電装置１を分解する分解作業を容易化することができる。
【００５２】
（他の実施例）
図４は、他の実施例の蓄電装置の断面図である。同図に図示するように、ガス排出口１４ａに連通する堅牢な容器（圧力解放容器）１７をケースカバー１４に取り付けてもよい。この場合、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
上述の実施例では円筒型のリチウムイオン電池について説明したが、ニッケル水素電池
を使用してもよいし、角型電池を使用してもよい。また、電気二重層キャパシタを使用す
ることもできる。この電気二重層キャパシタは、複数の正極及び負極を、セパレータを介
在させて交互に重ね合わせたものである。そして、この電気二重層キャパシタにおいては、例えば、集電体としてアルミ箔、正極活物質及び負極活物質として活性炭、セパレータとしてポリエチレンからなる多孔質膜を用いることができる。
【００５４】
上述の実施例では、ケースカバー１４に破壊弁４１を形成したが、スプリング式の自動復帰弁など他の弁を使用することもできる。
【００５５】
蓄電装置１は、後部座席の下方、トランクルームなどに配置することもできる。ガス排出口１４ａを電池収容ケース１３の側壁や底壁に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】蓄電装置の断面図である（電池異常前）。
【図２】円筒型電池の断面図である。
【図３】蓄電装置の断面図である（電池異常時）
【図４】他の実施例の蓄電装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  蓄電装置
２  フロアパネル
１２  組電池
１３  電池収容ケース
１４  ケースカバー
１４a  ガス排出口
１６  弾性容器
１７  容器
２１  冷却液固化剤
２３  冷却液
４１  破壊弁
１２２  円筒型電池
【図１】
0004438831.tif 000002
【図２】
0004438831.tif 000003
【図３】
0004438831.tif 000004
【図４】
0004438831.tif 000005