(57)【要約】【課題】フィルム外装電気デバイスから発生した臭気を長期間安定して脱臭することができ、かつ簡単な構成の電気自動車用の脱臭システムおよび脱臭方法を提供する。【解決手段】本発明の脱臭システムは、電解液と、電池要素２と、周縁の接合部が熱融着されることで電解液および電池要素２を封止するラミネートフィルム５とを有する、電気自動車の駆動電源として用いられるフィルム外装電池１筐体３０と、電気自動車の車内と筐体３０内とを連通させるダクト２２に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭部４０と、車内の空気を、脱臭部４０内および筐体３０内を通過させて外気に排出するファン２０と、を有する。【選択図】図３
2007223575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気を発生する臭気発生体を収納した筐体と、
前記筐体を搭載した車両の車内と前記筐体内とを連通させる連通部と、
前記連通部に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭手段と、
前記車内の空気を、前記連通部、前記脱臭手段内および前記筐体内を通過させて外部に排出する排気手段と、を有する脱臭システム。
【請求項２】
臭気ガスを発生しうる電気デバイスを収納する筐体と、
前記筐体を搭載した車両の車内と前記筐体内とを連通させる連通部と、
前記連通部に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭手段と、
前記車内の空気を、前記連通部、前記脱臭手段内および前記筐体内を通過させて外部に排出する排気手段と、を有する電気自動車用の脱臭システム。
【請求項３】
前記電気デバイスは、電解液と、電気デバイス要素と、周縁の接合部が熱融着されることで前記電解液および前記電気デバイス要素を封止する外装フィルムとを有するフィルム外装電気デバイスである、請求項１に記載の脱臭システム。
【請求項４】
前記排気手段は、前記フィルム外装電気デバイスを冷却するための冷却ファンである、請求項３に記載の脱臭システム。
【請求項５】
前記脱臭手段は多孔質部材を有する、請求項２ないし４のいずれか１項に記載の脱臭システム。
【請求項６】
電解液と、電気デバイス要素と、周縁の接合部が熱融着されることで前記電解液および前記電気デバイス要素を封止する外装フィルムとを有する、電気自動車の駆動電源として用いられるフィルム外装電気デバイスを収納する筐体を用意するステップと、
前記電気自動車の車内と前記筐体内とを連通させる連通部に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭手段を用意するステップと、
前記車内の空気を、前記連通部、前記脱臭手段内および前記筐体内を通過させて外部に排出する排気手段を用意するステップと、
前記排気手段の停止時に前記脱臭手段内に流入する臭気成分を前記脱臭手段が捕集するステップと、
前記排気手段を作動させて前記脱臭手段内を通風させることで前記脱臭手段が捕集していた臭気成分を離脱させるステップと、を含む脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭気を除去する脱臭システムおよび脱臭方法に関し、特にフィルム外装電気デバイスを用いた電気自動車における車内の脱臭システムおよび脱臭方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車の電源として、軽量、薄型化が可能なラミネート型電池が用いられている。ラミネート型電池は発電要素および電解液をラミネートフィルムにより封入してなるものである。より詳細には、ラミネート型電池は、発電要素に接続された電極をラミネートフィルムから延出させるようにしておき、ラミネートフィルムの外周部分を熱融着することで発電要素および電解液を封止している。電気自動車は、このようなラミネート型電池によって構成された組電池を筐体内に収納して電源として用いている。電池を収納する筐体は、電動ファンが設けられており、このファンを駆動することで、筐体内に冷却風を通風させて電池を冷却する。
【０００３】
上述のように、電解液はラミネートフィルムにより密封されている。しかしながら、ラミネートフィルムと電極端子とを熱融着させている領域と、ラミネートフィルムどうしが熱融着している領域との境界部分では、熱融着の幅が若干狭くなる場合がある。この熱融着幅が狭くなった部分はシール特性が他の部分より若干低くなってしまい、ここをリークパスとして電解液が外部に漏洩する場合がある。漏洩した電解液が気化することで臭気ガスとなり、この臭気ガスが車内に侵入すると、その臭気によって快適性が損なわれてしまう。
【０００４】
そこで、筐体内の臭気ガスが車内に流入し、快適性を損なうのを防止するため、特許文献１には車内とバッテリを収納した筐体とを連通させる通路の途中に、アクチュエータにより駆動されるエアダンパを設けた構成が開示されている。特許文献１の構成は、エアダンパの切り替えにより、車内と筐体内との連通を遮蔽させて外気と筐体内とを連通させるようにするものである。
【０００５】
また、特許文献２には、車内と電池を収納した筐体との間の通路を湾曲させておき、ガスの比重差を利用して湾曲部にガスを貯める構成が開示されている。この他、車内への臭気ガスの侵入を防止するため、車内と組電池を収納した筐体とを連通させるダクトの途中に臭気ガスを捕集するフィルタを設けた構成も考えられる。
【０００６】
さらには、特許文献３では光触媒付活性炭を用い、紫外線を照射することで活性炭の悪臭成分の吸着効果を維持する自動車用空調装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２９１５３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６１０５８号公報
【特許文献３】特開平０５−１０４９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の場合、エアダンパを駆動するためのアクチュエータが必要であるため構成が複雑となり、また、このアクチュエータを駆動させるために余分に電力を消費することとなる。
【０００８】
また、特許文献２の場合、空気より軽い成分を捕集するには上に凸となる部分が必要となり、空気より重い成分を捕集するには下に凸となる部分が必要である。さらにこれら空気より重い成分と軽い成分が混入した臭気ガスの場合、上下方向のそれぞれに凸となる部分が必要となり、経路形状が複雑となるばかりでなく通路内を流れるガス流により捕集しておいた臭気ガスが凸部から流出してしまうおそれもあり、確実性に欠けるとも考えられる。
【０００９】
また、フィルタにより臭気ガスを捕集する構成の場合、臭気ガスの捕集は確実になされるものの、長期間の使用によりフィルタのガス捕集特性が低下してしまう。フィルタは捕集特性が低下した時点で交換することで初期の捕集特性を回復することができるが、交換作業が煩雑であるだけでなく、序々に捕集特性が低下してしまうため、初期の高い捕集特性を維持することはできない。
【００１０】
一方、特許文献３に開示された装置は、脱臭効果を維持することができるものの紫外線ランプが必要となり、活性炭に紫外線を照射する度に電力を消費してしまう。また、特許文献３に開示されている装置は、車両停車時に紫外線ランプを点灯させる制御を行うが、キースイッチのＯＮ、ＯＦＦをする検知する手段も必要となり、コストアップにつながる。
【００１１】
そこで、本発明は簡単な構成でありながらフィルム外装電気デバイスから発生した臭気を長期間安定して脱臭することができる電気自動車用の脱臭システムおよび脱臭方法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】
上記目的を達成するため本発明の脱臭システムは、臭気を発生する臭気発生体を収納した筐体と、筐体を搭載した車両の車内と筐体内とを連通させる連通部と、連通部に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭手段と、車内の空気を、連通部、脱臭手段内および筐体内を通過させて外部に排出する排気手段と、を有する。
【００１３】
上述のように本発明の脱臭システムは、脱臭手段を筐体と車内の間の連通部に設けているので筐体側から車両に侵入しようとする臭気を捕集することができる。また、本発明の脱臭システムは、排気手段が駆動された際には車内の空気が脱臭手段を通過することで脱臭手段が捕集していた臭気成分を脱臭手段から離脱させることができる。これにより、脱臭手段の臭気捕集特性を回復させることができる。
【００１４】
また、本発明の脱臭システムは、臭気ガスを発生しうる電気デバイスを収納する筐体と、筐体を搭載した車両の車内と筐体内とを連通させる連通部と、連通部に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭手段と、車内の空気を、脱臭手段内および筐体内を通過させて外気に排出する排気手段と、を有する。
【００１５】
上述のように本発明の脱臭システムは、筐体と車内とを連通させる連通部に脱臭手段を設けているので、フィルム外装電気デバイスの熱融着部からわずかに滲み出した電解液による臭気ガスが車内に侵入するのを防止することができる。また、排気手段を駆動させると車内からの空気が脱臭手段内を通過し、これにより脱臭手段に捕集された臭気成分を脱臭手段から離脱させることができ、脱臭手段の臭気除去特性を回復させ、長期にわたり、良好な臭気除去特性を維持することができる。
【００１６】
本発明の脱臭システムの電気デバイスは、電解液と、電気デバイス要素と、周縁の接合部が熱融着されることで電解液および電気デバイス要素を封止する外装フィルムとを有するフィルム外装電気デバイスであってもよい。
【００１７】
また、本発明の脱臭システムの排気手段は、フィルム外装電気デバイスを冷却するための冷却ファンであってもよい。この場合、冷却ファンを駆動させる度に脱臭手段の臭気除去特性を回復させることができる。
【００１８】
本発明の脱臭システムの脱臭手段は多孔質部材を有するものであってもよい。
【００１９】
本発明の脱臭方法は、電解液と、電気デバイス要素と、周縁の接合部が熱融着されることで電解液および電気デバイス要素を封止する外装フィルムとを有する、電気自動車の駆動電源として用いられるフィルム外装電気デバイスを収納する筐体を用意するステップと、電気自動車の車内と筐体内とを連通させる連通部に設けられた、空気中の臭気成分を捕集する脱臭手段を用意するステップと、車内の空気を、連通部、脱臭手段内および筐体内を通過させて外部に排出する排気手段を用意するステップと、排気手段の停止時に脱臭手段内に流入する臭気成分を脱臭手段が捕集するステップと、排気手段を作動させて脱臭手段内を通風させることで脱臭手段が捕集していた臭気成分を離脱させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡単な構成でフィルム外装電気デバイスから発生した臭気を長期間安定して脱臭することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に本実施形態のラミネート型電池の模式的な分解斜視図を示す。
【００２２】
フィルム外装電池１は、電池要素２と、電池要素２に設けられた正極側および負極側の集電部と、電池要素２を電解液とともに収納する、２枚のラミネートフィルム５からなる外装体と、集電部に接続された電極端子４とを有する。
【００２３】
電池要素２は、複数の正極板と複数の負極板とを、セパレータを介して交互に積層して構成されている。
【００２４】
各正極板はアルミニウム箔に正極電極が塗布されており、負極は銅箔に負極電極が塗布されており、積層領域から延出している、電極材料が塗布されていない延出部は、正極板の延出部同士、および負極板の延出部同士がそれぞれ一括して超音波溶接されて、中継部である集電部が形成される。これと同時に集電部への電極端子４の接続も超音波溶接によりなされる。
【００２５】
外装体は、電池要素２をその厚み方向両側から挟んで包囲する２枚のラミネートフィルム５からなる。各ラミネートフィルム５は、熱融着性を有する熱融着性樹脂層、金属層、および保護層を積層してなるものであり、ＰＰ（ポリプロピレン）からなる熱融着性樹脂層が電池の内側の層となるようにしてラミネートフィルム５の熱融着部７を熱融着することで、電池要素２が封止される。
【００２６】
ラミネートフィルム５としては、電解液が漏洩しないように電池要素２を封止できるものであれば、この種のフィルム外装電池に用いられるフィルムを用いることができ、一般的には、金属薄膜層と熱融着性樹脂層とを積層したラミネートフィルムが用いられる。この種のラミネートフィルムとしては、例えば、厚さ１０μｍ〜１００μｍの金属箔に厚さ３μｍ〜２００μｍの熱融着性樹脂を貼りつけたものが使用できる。金属箔、すなわち、金属層の材質としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔｉ系合金、Ｆｅ、ステンレス、Ｍｇ系合金などが使用できる。熱融着性樹脂、すなわち、熱融着性樹脂層としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変成物、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル等、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが使用できる。また、保護層としては、ナイロン等が好適である。
【００２７】
電池要素に含浸される電解液としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、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、γ―ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ｍ−クレゾール等の、二次電池の電解液として利用可能な極性の高い塩基性溶媒に、ＬｉやＫ、Ｎａ等のアルカリ金属のカチオンとＣｌＯ4-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）3Ｃ-等のハロゲンを含む化合物のアニオンからなる塩を溶解したものが挙げられる。また、これらの塩基性溶媒からなる溶剤や電解質塩を単独、あるいは複数組み合わせて用いることもできる。また、電解液を含むポリマーゲルとしたゲル状電解質としてもよい。また、スルホラン、ジオキサン、ジオキソラン、１，３―プロパンスルトン、テトラヒドロフラン、ビニレンカーボネートなどを微量添加してもよい。
【００２８】
電解液は上述したようにラミネートフィルム５により密封されている。しかしながら、図２に示すように、ラミネートフィルム５と電極端子３、４とを熱融着させている領域と、ラミネートフィルム５どうしが熱融着している領域（図２中に示す領域Ａ）との境界部分Ｂで熱融着の幅ｂは、ラミネートフィルム５と電極端子３、４との熱融着の幅あるいはラミネートフィルム５どうしの熱融着の幅（図２中に示す幅ａ）に比べて若干狭くなる場合がある。この境界部分Ｂはシール特性が他の部分より若干低くなってしまうため、境界部分Ｂをリークパスとして電解液が外部にわずかながら漏洩する場合がある。そして、漏洩した電解液が気化することで臭気ガスとなり、この臭気ガスが車内に侵入すると、その臭気によって快適性が損なわれてしまう。
【００２９】
本実施形態の脱臭システムはこのような臭気ガスの車内への侵入を長期間にわたり、安定して防止することができる。図３に本実施形態の脱臭システムを適用した組電池用筐体の模式的な断面図を示す。なお、以下の説明において、組電池は電気自動車に搭載されており、組電池を収納した筐体内は車内と連通しているものとして説明する。
【００３０】
筐体３０は複数のフィルム外装電池１を収納する収納部３１と、筐体３０内の空気を排出することでフィルム外装電池１を冷却するファン２０と、ラミネートフィルム５を透過した臭気を脱臭する脱臭部４０とを備えている。
【００３１】
収納部３１には、セルケース１０に収納された状態のフィルム外装電池１が組電池化されて収納されている。図３に示す例では、電池の長手方向に３列、短手方向に２列配列されている。ファン２０は筐体３０内部と外気と連通させるダクト２１の途中に設けられている。脱臭部４０は筐体３０内部と車内と連通させるダクト２２の途中に着脱可能に設けられており、脱臭部４０内には臭気を脱臭する脱臭剤４２が収納されている。なお、脱臭剤４２としては、多孔性物質から成る吸着材が好適であり、例えば、活性炭、シリカ、活性アルミナ、ゼオライト等を用いることができる。
【００３２】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、脱臭部４０は、ダクト２２と連通する２つの開口４０ａを有する。各開口４０ａにはフィルタ４１が設けられており、脱臭剤４２は２枚のフィルタ４１の間に配置されている。フィルタ４１は、空気中に含まれる塵埃や水分を除去する。フィルタ４１により塵埃が除去されることで多孔質部材の目詰まりを防止することができる。また、フィルタ４１により水分を除去することで活性炭に水分が吸着する際に発熱反応を起こして温度が上昇し、その温度上昇に伴って吸着性能が低下するのを防止することができる。また、フィルタ４１は脱臭剤４２がダクト２２側に漏洩してしまうのを防止している。
【００３３】
脱臭剤４２はたとえば図４（ａ）に示すように粒状の多孔質部材を投入するものであってもよい。粒状とすることで脱臭部４０による圧力損失を低減させることができるとともに通風時の騒音を低減させることもできる。また、多孔質部材の形状は、粒状の他、円柱形状であってもよく、この場合も、粒状と同様に圧力損失、騒音を低減させることができる。なお、多孔質部材の形状は、粒状、円柱状に限定されるものではない。さらに、脱臭剤４２の粒の大きさが異なるものを用いてもよい。本実施形態の場合、脱臭部４０内の空気の流れは、ファン２０の排気による車内側から筐体３０側への強制的な流れと、ファン２０の停止時における筐体３０内側から車内側への流れとの双方向の流れが生じるが、その流速は前者のほうが後者に比べ圧倒的に速い。このため、車内側から筐体３０側への空気の流れを阻害しないようにすることが好ましい。よって、脱臭部４０内における脱臭剤４２の大きさは、筐体３０に比べて車内側に大きな粒のものを配置させておき、車内側から筐体３０内側へ空気が流入する際の圧力損失を低減させるものとしてもよい。
【００３４】
また、脱臭剤４２は図４（ｂ）に示すようにフィルタに多孔質部材を含ませたものであってもよい。脱臭剤４２をフィルタタイプとすることで、脱臭剤４２の交換が容易となるとともに、脱臭部４０のダクト２２の長手方向への寸法を短くすることができる。
【００３５】
次に、本実施形態の筐体、脱臭部における空気の流れ、および本実施形態の脱臭システムの動作について説明する。
【００３６】
電気自動車の電源がＯＮの状態における空気の流れは以下のとおりである。
【００３７】
電気自動車の電源がＯＮの状態ではファン２０は駆動されている。これは、電気自動車に動いているとき、あるいは停車していても自動車のアクセサリーの電源が入っているような状態である。ファン２０は筐体３０内の空気を排出する方向に回転し、筐体３０内を負圧にする。筐体３０内が負圧になることで、車内の空気がダクト２２、脱臭部４０を通り、筐体３０内へと導入される。筐体３０内に導入された空気は、筐体内に複数配列されたセルケース１０の隙間を通路とし、この通路を通ってフィルム外装電池１を冷却しながらダクト２１へと導かれ、ファン２０により外部に排出される。すなわち、空気は図３に示す矢印Ａ方向へと流れる。このような状態では、熱融着部から漏出したガスは車内へと侵入することなく、車外へと排出される。
【００３８】
次に、電気自動車の電源がＯＦＦの状態における空気の流れは以下のとおりである。
【００３９】
電気自動車の電源がＯＦＦの状態ではファン２０は停止している。これは、ユーザが停車した電気自動車から離れる際に、電源を完全にＯＦＦにしたような状態である。この場合、ファン２０が駆動されているときのように、空気が筐体３０内から車外へと強制的に排出されることはない。筐体３０内の空気は筐体内に滞留するほか、ダクト２１を介して外部に流出するだけでなくダクト２２を介して車内へと序々に流入する。ダクト２２には脱臭部４０が設けられているので、ダクト２２を介して車内へと流入する空気（図５に示す矢印Ｂ方向）は必ずこの脱臭部４０を通過することとなる。すなわち、熱融着部から漏出した臭気ガスを含む空気は、その臭気成分が脱臭部４０内の脱臭剤４２の表面に接触しながら車内へと流れ込む。脱臭剤４２の表面に臭気ガスが接触することで臭気成分が脱臭剤４２に一時的に捕集される。このため、車内へと流れ込んだ空気は臭気成分が除去され清浄されたものとなるので、車内の快適性が損なわれることはない。
【００４０】
次に、電気自動車の電源がＯＦＦの状態からＯＮにした場合の流れは以下のとおりである。すなわち、停車しておいた電気自動車にユーザ再び乗車し、発車、あるいはアクセサリーの電源をＯＮにしたような場合である。
【００４１】
電源をＯＮにすることでファン２０が再駆動される。ファン２０の吸出しにより、車内の空気がダクト２２を介して筐体３０内に強制的に導入される。この際、車内の空気はダクト２２に設けられた脱臭部４０を通過することとなる。脱臭部４０内を通過する空気は脱臭剤４２に接触しながら筐体３０内へと流れる。脱臭剤４２に接触した空気は、脱臭剤４２一時的に捕集されていた臭気成分を脱臭剤４２から除去する。すなわち、強制的な空気の流れにより物理的に脱臭剤４２から臭気成分を除去する。脱臭剤４２から除去した臭気成分を含む空気は筐体３０内を通過した後、ファン２０により車外に排出される。このように、電池から発生した臭気は脱臭部４０に一時的に捕集された後除去されるため、脱臭部４０の臭気成分捕集能力を回復させることができる。従来の臭気成分を捕集して逃さないタイプの脱臭剤の場合、車内への臭気の侵入を防止することができるものの臭気成分が蓄積されてしまい脱臭性能が低下してしまうが、本実施形態の場合、臭気成分を脱臭剤４２からなる脱臭部４０に一時的に捕集させておき、電源ＯＮの度に脱臭剤４２から捕集しておいた臭気成分を除去するため、長期に渡り安定した脱臭性能を維持することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の脱臭システムは、アクチュエータ等が不要であるため、電源ＯＦＦ時における臭気ガスの車内への侵入を防止することができる。また、本実施形態の脱臭システムは、脱臭剤４２に電源ＯＦＦ時に一時的に捕集された臭気ガスの臭気成分を電源ＯＮ時に脱臭剤４２から離脱させるため、長期に渡り、安定した臭気除去特性を維持することができる。そして、その特性を維持するために専用の紫外線ランプを設ける必要もない。また、電源ＯＮの度に臭気成分を脱臭剤４２から離脱させて、臭気成分の蓄積を防止するため、次回電源をＯＦＦした際に脱臭剤４２自身に蓄積した臭気成分が車内に流れ込むといったこともない。
【００４３】
なお、上述の説明では電気自動車を例に説明したが、これに限定されるものではなく、内燃機関や外燃機関とモータを併用したハイブリッド電気自動車にも適用可能である。また、臭気発生体として、柔軟で変形しやすいラミネートフィルムで電解液を封止したフィルム外装電池を例に説明したが、これに限定されるものではなく、電解液を、金属、樹脂等その他、変形しにくい素材で封止した電池も臭気発生体に含まれる。さらに、臭気発生体は電池に限定されるものではなく、当該物が発生する臭気ガスが車内に侵入すると快適性を損なう物はすべて含まれ、本実施形態の脱臭システムはこのような臭気発生体の脱臭に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のラミネート型電池の一例の模式的な分解斜視図である。
【図２】電極端子近傍の熱融着の状態を示す模式図である。
【図３】電源ＯＮ時における筐体内およびダクト内の空気の流れを模式的に示す図である。
【図４】脱臭部の構成例を示す模式図である。
【図５】電源ＯＦＦ時における筐体内およびダクト内の空気の流れを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    フィルム外装電池
２    電池要素
３    電極端子
４    電極端子
５    ラミネートフィルム
７    熱融着部
１０    セルケース
２０    ファン
２１、２２    ダクト
３０    筐体
３１    収納部
４０    脱臭部
４０ａ    開口
４１    フィルタ
４２    脱臭剤
【図１】
2007223575.tif 000003
【図２】
2007223575.tif 000004
【図３】
2007223575.tif 000005
【図４】
2007223575.tif 000006
【図５】
2007223575.tif 000007