(57)【要約】【課題】電池パックから発生する様々なガスを、そのガスの比重に応じて迅速に車外に排出するガス排出装置を提供する。【解決手段】ガス排出装置は、車両１０の室内に搭載された電池パック２０と、電池パック２０から車外に連通し電池パック２０の設置位置より上方に延びる上方排気経路３０と、電池パック２０から車外に連通し電池パック２０の設置位置より下方に延びる下方排気経路４０と、上方排気経路３０のガス排出口に設けられた上方排気蓋３２と、下方排気経路４０のガス排気口に設けられた下方排気蓋４２と、電池パック２０の状態に応じて、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２の少なくとも一方を動作される制御部６０と、を有し、電池パック２０から発生したガスは、比重に応じて選択的に２方向から排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に搭載された電池パックと、
前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より上方に延びる上方排気経路と、
前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より下方に延びる下方排気経路と、
前記上方排気経路のガス排出口に設けられた上方排気蓋と、
前記下方排気経路のガス排気口に設けられた下方排気蓋と、
前記電池パックの状態に応じて、前記上方排気蓋と下方排気蓋の少なくとも一方を動作させる制御部と、
を有することを特徴とするガス排出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス排出装置において、
さらに、前記上方排気経路内に設けられた上方ガス濃度検出器と、
前記下方排気路内に設けられた下方ガス濃度検出器と、を有し、
前記制御部は、前記上方ガス濃度検出器と下方ガス濃度検出器からの出力に応じて、前記上方排気蓋と下方排気蓋を動作させることを特徴とするガス排出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス排出装置において、
さらに、電池パックの電池温度を検出する温度検出器を有し、
前記制御部は、温度検出器からの出力に応じて、前記上方排気蓋と下方排気蓋を動作させることを特徴とするガス排出装置。
【請求項４】
車室内に搭載された電池パックと、
前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より上方に延びる上方排気経路と、
前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より下方に延びる下方排気経路と、
前記上方排気経路のガス排出口に設けられ、上方排気経路が予め定められた内圧を超えると開状態になる上方排気蓋と、
前記下方排気経路のガス排気口に設けられ、下方排気経路が予め定められた内圧を超えると開状態になる下方排気蓋と、
を有することを特徴とするガス排出装置。
【請求項５】
車室内に搭載された電池パックと、
前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より上方に延びる上方排気経路と、
前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より下方に延びる下方排気経路と、を有し、
前記上方排出経路および下方排出経路のいずれも、車外に通じる開放状態のガス排気口を有することを特徴とするガス排出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス排出装置において、
前記電池パックは、二次電池、燃料電池から選択される１種の電池であることを特徴とするガス排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等の、電動機により車両の駆動力を得る自動車には、二次電池が搭載されている。さらに、近年、電気自動車、ハイブリッド自動車等に、燃料電池を搭載して駆動させる技術が開発されている。
【０００３】
上述のような車両駆動用の二次電池や燃料電池は、電池パックの形式で、一般に、車室内の空調された空気によって冷却されることから、車室内に設置されることが多い。
【０００４】
一方、二次電池として、ニッケル水素電池や鉛蓄電池を用いた場合には、ほとんどガスは発生しないが、場合によっては、ニッケル水素電池の負極由来のガスや鉛蓄電池の電解液由来のガスが発生することがある。また、近年、ニッケル水素電池や鉛蓄電池よりもエネルギー密度が高く、小型化が可能なリチウムイオン二次電池を複数積層してなる組電池は、内部に異常が発生すると、組電池内の電池の内部から煙やガスが発生する場合がある。
【０００５】
特許文献１では、車室内に搭載されたリチウムイオン電池の状態を検出し、リチウムイオン電池の異常により発生した煙を、換気機構を始動させて車外に排出する電動車両が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、電池パックに収納された電池の異常時に高温のガスが排出された場合に、電池から放出されたガスを流通させる経路において、ガスの温度を下げて外部に排出させる電池パックが記載されている。
【０００７】
また、特許文献３には、電池パックの電池異常を検出し、電池パックから発生する発生ガスが車室内に侵入することを抑制する発生ガス対応手段として、電池パックと車室内との連通を遮断する遮断手段と、電池パックの内部空気を外部に排出する排出手段と、車室内の空気を外部に排出する換気手段とが例示される。さらに、特許文献３には、電池パックからの発生ガス濃度を検出するガス濃度センサを有し、検出されたガス濃度にしたがって、前記発生ガス対応手段を制御する電気自動車が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−３０３３６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１１７７６５号公報
【特許文献３】特開２０１０−６１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、車両に搭載される電池パックは、上述したように、様々な二次電池や燃料電池からなり、これらの電池からは、様々な種類の気体（ガス）が発生する可能性がある。また、発生したガスの排出が遅延すると、電池パック内にガスが溜まるのみならず、高濃度のガスが車室内に籠もる可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電池パックから発生する様々なガスを、そのガスの比重に応じて迅速に車外に排出するガス排出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のガス排出装置は以下の特徴を有する。
【００１２】
（１）車室内に搭載された電池パックと、前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より上方に延びる上方排気経路と、前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より下方に延びる下方排気経路と、前記上方排気経路のガス排出口に設けられた上方排気蓋と、前記下方排気経路のガス排気口に設けられた下方排気蓋と、前記電池パックの状態に応じて、前記上方排気蓋と下方排気蓋の少なくとも一方を動作させる制御部と、を有するガス排出装置である。
【００１３】
電池パックから発生した空気より比重の大きいガスは、上方排気経路を介して上部排気蓋まで送られ、一方、電池パックから発生した空気より比重の小さいガスは、下方排気経路を介して下方排気蓋まで送られ、制御部において、電池パックの状態に応じて、上方排気蓋と下方排気蓋の少なくとも一方を動作され、排気口を開けて、車外に排気を行う。したがって、電池パックから発生したガスは、比重に応じて選択的に２方向から迅速に排出される。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のガス排出装置において、さらに、前記上方排気経路内に設けられた上方ガス濃度検出器と、前記下方排気路内に設けられた下方ガス濃度検出器と、を有し、前記制御部は、前記上方ガス濃度検出器と下方ガス濃度検出器からの出力に応じて、前記上方排気蓋と下方排気蓋を動作させるガス排出装置である。
【００１５】
さらに、ガス濃度に応じて、上方排気蓋と下方排気蓋を動作させ、排気口を開けて、車外に排気を行うので、排気口が車両の走行方向の前方にある場合、電池パックに対する不要な空気流通が抑制される。
【００１６】
（３）上記（１）または（２）に記載のガス排出装置において、さらに、電池パックの電池温度を検出する温度検出器を有し、前記制御部は、温度検出器からの出力に応じて、前記上方排気蓋と下方排気蓋を動作させるガス排出装置である。
【００１７】
電池温度が予め定められた基準電池温度を超えた場合、電池に異常が発生し、ガスが発生している可能性が高い。そこで、上方排気蓋と下方排気蓋を動作させ、排気口を開けることによって、車外にガスが排気される。また、排気口が車両の走行方向の前方にある場合、電池温度に応じて、上方排気蓋と下方排気蓋を開状態に動作させるので、電池パックに対する不要な空気流通が抑制される。
【００１８】
（４）車室内に搭載された電池パックと、前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より上方に延びる上方排気経路と、前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より下方に延びる下方排気経路と、前記上方排気経路のガス排出口に設けられ、上方排気経路が予め定められた内圧を超えると開状態になる上方排気蓋と、前記下方排気経路のガス排気口に設けられ、下方排気経路が予め定められた内圧を超えると開状態になる下方排気蓋と、を有するガス排出装置である。
【００１９】
上方排気経路が予め定められた内圧を超えると開状態になる上方排気蓋と、前記下方排気経路のガス排気口に設けられ、下方排気経路が予め定められた内圧を超えると開状態になる下方排気蓋とを設けることにより、内圧に応じて、ガスが排出されるので、他の検出器を用いなくても、電池パックから発生したガスが車外に排出される。
【００２０】
（５）車室内に搭載された電池パックと、前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より上方に延びる上方排気経路と、前記電池パックから車外に連通し電池設置位置より下方に延びる下方排気経路と、を有し、前記上方排出経路および下方排出経路のいずれも、車外に通じる開放状態のガス排気口を有するガス排出装置である。
【００２１】
上方排気経路および下方排気経路のいずれも常時開状態であることにより、電池パックから発生したガスは、比重に応じて２方向から常時車外に放出される。
【００２２】
（６）上記（１）から（５）のいずれか１つに記載のガス排出装置において、前記電池パックは、二次電池、燃料電池から選択される１種の電池であるガス排出装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電池パックから発生する様々なガスが、そのガスの比重に応じて迅速に車外に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態におけるガス排出装置が搭載された車両の一例の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるガス排出装置によるガス排出方法の一例を説明するフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるガス排出装置によるガス排出方法の他の例を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２６】
本実施の形態におけるガス排出装置は、図１に示すように、車両１０の室内に搭載された電池パック２０と、電池パック２０から車外に連通し電池パック２０の設置位置より上方に延びる上方排気経路３０と、電池パック２０から車外に連通し電池パック２０の設置位置より下方に延びる下方排気経路４０と、上方排気経路３０のガス排出口に設けられた上方排気蓋３２と、下方排気経路４０のガス排気口に設けられた下方排気蓋４２と、電池パック２０の状態に応じて、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２の少なくとも一方を動作させる制御部６０と、を有する。上方排気蓋３２と下方排気蓋４２は、制御部６０と電気的に接続されている。ここで、制御部６０として、例えば、車両に設けられたバッテリコンピュータ又はＥＣＵを用いてもよい。また、図１では、上方排気経路３０および下方排気経路４０、ならびに、上方排気蓋３２および下方排気蓋４２を、車両１０の走行方向の前方に設けたが、これに限るものではなく、車両１０の走行方向の後方に設けてもよい。
【００２７】
さらに、本実施の形態のガス排出装置は、上方排気経路３０の経路内に設けられた上方ガス濃度検出器３４と、下方排気経路４０の経路内に設けられた下方ガス濃度検出器４４と、を有する。そして、上方ガス濃度検出器３４と下方ガス濃度検出器４４は、それぞれ電気的に制御部６０に接続されている。したがって、制御部６０は、上方ガス濃度検出器３４と下方ガス濃度検出器４４からの出力に応じて、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２の少なくとも一方を動作させる。
【００２８】
すなわち、図２に示すように、制御部６０は、上方ガス濃度検出器３４から上方排気経路３０のガス濃度を検出し（Ｓ１００）、実測ガス濃度を予め制御部６０に格納されている基準ガス濃度と比較し（Ｓ１０２）、実測ガス濃度が基準ガス濃度より高い場合には、上方排気蓋３２を開けて（Ｓ１０４）、電池パックから発生したガスであって空気よりも比重の小さいガスを、車外に排気する。また、制御部６０は、下方ガス濃度検出器４４から下方排気経路４０のガス濃度を検出し（Ｓ２００）、実測ガス濃度を予め制御部６０に格納されている基準ガス濃度と比較し（Ｓ２０２）、実測ガス濃度が基準ガス濃度より高い場合には、下方排気蓋４２を開けて（Ｓ２０４）、電池パックから発生したガスであって空気よりも比重の大きいガスを、車外に排気する。これにより、電池パックから発生したガスは、比重に応じて迅速に２方向から排出される。
【００２９】
ここで、例えば、電池パックが、リチウムイオン二次電池を複数積層してなる組電池である場合、例えば、リチウムイオン二次電池の容量劣化に伴い、リチウムイオン二次電池から、水素、二酸化炭素、メタン、エチレンおよびエタンなどが発生する。そして、空気の比重を「１」とすると、水素ガスの比重は０．０６９５２、二酸化炭素ガスの比重は１．５２９０、メタンガスの比重は０．５５４４、エチレンガスの比重は０．９７４９、エタンガスの比重は１．０４９３である。したがって、本実施の形態におけるガス排出装置を用いた場合、空気より比重の大きいエタンガスは、選択的に、上方排気経路３０を介して上方排気蓋３２を経て車外に放出され、一方、空気より比重の小さい水素ガス、二酸化炭素ガス、メタンガス、エチレンガスは、選択的に、下方排気経路４０を介して下方排気蓋４２を経て車外に放出される。
【００３０】
また、本実施の形態の他のガス排出装置は、図１に示すように、さらに、電池パック２０の電池温度を検出する温度検出器５０を有する。したがって、制御部６０は、温度検出器５０からの出力に応じて、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２を動作させる。
【００３１】
すなわち、図３に示すように、制御部６０は、電池パック２０の温度情報を取得する（Ｓ３００）。次に、制御部６０は、検出された実測温度と、予め格納されている基準温度とを比較し（Ｓ３０２）、実測温度が基準温度より高い場合には、上方排気蓋３２および下方排気蓋４２を開けて（Ｓ３０４）、電池パックから発生したガスを、比重に応じて選択的に、上方排気経路３０および下方排気経路４０に分けて、迅速に車外に排気する。一般に、電池パック２０の電池温度が基準温度より高い場合、特に、電池パック２０がリチウムイオン二次電池を複数積層してなる組電池である場合、電池パック２０に収納されているリチウムイオン二次電池の容量劣化が発生している可能性が高く、その場合には、上述したような様々なガスが発生する。したがって、電池パックの温度に応じて、上方排気蓋３２および下方排気蓋４２を開けることにより、比重に応じて、電池パックから発生したガスが２方向に選択的に分けられ、車外に排出される。
【００３２】
さらに、本実施の形態の他のガス排出装置は、図１に示す制御部６０、上方ガス濃度検出器３４と下方ガス濃度検出器４４、および温度検出器５０を有さず、一方、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２が、上方排気経路３０ならびに下方排気経路４０がそれぞれ予め定められた内圧を超えると開状態になる構造になっている以外は、図１と同じ構成である。ここで、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２は、予め定められた圧力以上で開状態になるような重さを有する蓋を用いるが、これに限るものではなく、各排気経路の内圧を超えると開状態になる構成であればいかなる構成であってもよい。
【００３３】
上記構成により、電池パック２０からガスが発生し、上方排気経路３０ならびに下方排気経路４０のそれぞれの内圧が、予め定められた内圧を超えると、上方排気蓋３２ならびに下方排気蓋４２がそれぞれ開状態になるため、比重に応じて、電池パックから発生したガスが２方向に選択的に分けられ、迅速に車外に排出される。
【００３４】
また、本実施の形態の他のガス排出装置は、図１に示す制御部６０、上方ガス濃度検出器３４と下方ガス濃度検出器４４、上方排気蓋３２と下方排気蓋４２および温度検出器５０を有しない以外は、図１と同じ構成である。
【００３５】
上記構成により、上方排気経路３０および下方排気経路４０のいずれも常時開状態であることにより、電池パック２０から発生したガスは、比重に応じて２方向から常時車外に放出される。
【００３６】
本実施の形態で用いる電池パック２０は、上述した二次電池の他に、燃料電池も含む。電池パック２０が燃料電池の場合には、水素ガスが電池パック２０より発生する。そして、発生した水素ガスは空気より比重が小さいことから、選択的に下方排気経路４０を介して下方排気蓋４２を経て車外に排出される。
【００３７】
以上のことから、本実施の形態におけるガス排出装置は、電池パックの種類を問わず、いかなる電池パックを用いた場合にも使用可能な汎用性の高いガス排出装置である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のガス排出装置は、電池パックを用いる用途であれば、如何なる用途にも有効であるが、特に車両に搭載される二次電池や燃料電池を含む電池パックに供することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  車両、２０  電池パック、３０  上方排気経路、３２  上方排気蓋、３４  上方ガス濃度検出器、４０  下方排気経路、４２  下方排気蓋、４４  下方ガス濃度検出器、５０  温度検出器、６０  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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