(57)【要約】  電池パック用排気ダクトは、導管部と、排気入口と、排気出口と、排気ガイド部材とを備える。排気ガイド部材は、導管部の対向する２つの内側面のうち一方に配置される第１排気ガイド部材と他方に配置される第２排気ガイド部材とを含む。各排気ガイド部材は、第１部分と第２部分とを有する。第１部分は、一端が導管部の内側面寄りに位置し、当該内側面から離間する方向に且つ排気入口側に向かって延在する。第２部分は、一端が第１部分寄りに位置するとともに内側面に接近する方向に延在し、他端が内側面から離間する。第１排気ガイド部材と第２排気ガイド部材とは、それぞれの第２部分の他端が導管部の延在方向Ｘにおいてずれている。
2019176415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パックの筐体内に設けられる電池パック用排気ダクトであって、
中空の導管部と、
前記筐体内と前記導管部内とを連通するための排気入口と、
前記導管部内と前記筐体外とを連通するための排気出口と、
前記導管部内に設けられる少なくとも２つの排気ガイド部材と、を備え、
前記少なくとも２つの排気ガイド部材には、前記導管部の対向する２つの内側面のうち一方の内側面に配置される第１排気ガイド部材と他方の内側面に配置される第２排気ガイド部材とが含まれ、
各排気ガイド部材は、第１部分と第２部分とを有し、
前記第１部分は、一端が前記内側面寄りに位置するとともに、当該内側面から離間する方向に且つ前記排気入口側に向かって延在し、
前記第２部分は、一端が前記第１部分寄りに位置するとともに、前記第１部分側の内側面に接近する方向に延在し、他端が当該内側面から離間し、
前記第１排気ガイド部材と前記第２排気ガイド部材とは、それぞれの前記第２部分の他端が、前記導管部の延在方向においてずれていることを特徴とする電池パック用排気ダクト。
【請求項２】
前記第２部分は、前記排気入口側に向かって延在する請求項１に記載の電池パック用排気ダクト。
【請求項３】
前記導管部の延在方向から見て、前記第１排気ガイド部材の前記第２部分と、前記第２排気ガイド部材の前記第１部分とは、少なくとも一部が重なる請求項１または２に記載の電池パック用排気ダクト。
【請求項４】
前記導管部の延在方向と直交する方向から見て、前記第１排気ガイド部材の前記第２部分と、前記第２排気ガイド部材の前記第１部分とは、少なくとも一部が重なる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池パック用排気ダクト。
【請求項５】
前記排気ガイド部材は、Ｌ字形状を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池パック用排気ダクト。
【請求項６】
内圧の上昇により開弁してガスを排出する弁部を有する電池と、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池パック用排気ダクトと、
前記電池および前記電池パック用排気ダクトを収容する筐体と、を備えることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック用排気ダクトおよび電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用等の、高い出力電圧が要求される電源として、複数個の電池が直列接続された電池積層体が知られている。一般に電池積層体は、複数の電池が積層されてバインドバーで拘束あるいは締結されて、電池パックの筐体に収容される。通常、電池には、内圧の上昇に応じて開弁する弁部が設けられている。電池内部での化学反応によってガスが発生し、電池内圧が高まると、高温高圧のガスが弁部から排出される。電池内部から排出された高温高圧のガスは、電池パックの筐体内に排出される。このため、電池パックの筐体内には、ガスを外部に排出するための排気ダクトが設けられている。【０００３】
電池の排ガスには、可燃性のガスが含まれる。また、排ガスには、電池構造物の破片等の微粒子も含まれる。筐体外に可燃性ガスと高温の微粒子とが排出されて、可燃性ガス、高温微粒子、および筐体外の酸素が揃うと、発煙や発火に至るおそれがある。従来、このような発煙、発火への対策が種々検討されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、電池からの高圧高温の排ガスをケース体の外部に排出する排気経路において、内部に複数の平板を配置して排ガスの流れ方向をジグザグ状に変更し、これにより排ガスの流路行程を長くする構造が開示されている。特許文献１では、排ガスの流路行程を長くすることで排ガスを低圧低温化し、これにより発煙や発火の防止を図っている。また、特許文献２には、電池を収容する気密容器に、円筒形のサイクロン式微粉除去機構を接続した構造が開示されている。特許文献２では、微粉除去機構によって電池排ガス内の高温微粒子を捕集することで、発煙や発火の防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１３６１９３号
【特許文献２】特開２０１５−１３５７４９号公報
【発明の概要】
【０００６】
上述の特許文献１に開示される構造は、排ガスの低圧低温化に着目したものであった。排ガスの低圧低温化によって、排ガスの自己発火に起因する発煙や発火は抑制できる。しかしながら、発煙、発火には、高温微粒子を着火源として発生するものもある。これに対し、特許文献１の構造は、微粒子の捕集率が十分ではなかった。また、この構造によっても微粒子が多少は冷却されるが、発煙や発火を抑制する上では冷却が不十分であった。
【０００７】
特許文献２に開示されるサイクロン式微粉除去機構によれば、着火源となる微粒子を捕集することができる。しかしながら、サイクロン式微粉除去機構は円筒形である。このため、周囲に無駄なスペースが形成されてしまう。つまり、空間利用率が低かった。また、狭小スペースへの設置が困難であった。したがって、当該微粉除去機構の搭載は、電池パックの大型化につながるか、あるいは小型化の妨げとなっていた。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、電池パック用排気ダクトにおける微粒子捕集率および空間利用率の向上を図る技術を提供することにある。
【０００９】
本発明のある態様は、電池パック用排気ダクトである。当該電池パック用排気ダクトは、電池パックの筐体内に設けられる電池パック用排気ダクトであって、中空の導管部と、筐体内と導管部内とを連通するための排気入口と、導管部内と筐体外とを連通するための排気出口と、導管部内に設けられる少なくとも２つの排気ガイド部材と、を備える。少なくとも２つの排気ガイド部材には、導管部の対向する２つの内側面のうち一方の内側面に配置される第１排気ガイド部材と他方の内側面に配置される第２排気ガイド部材とが含まれる。各排気ガイド部材は、第１部分と第２部分とを有する。第１部分は、一端が導管部の内側面寄りに位置するとともに、当該内側面から離間する方向に且つ排気入口側に向かって延在する。第２部分は、一端が第１部分寄りに位置するとともに、第１部分側の内側面に接近する方向に延在し、他端が当該内側面から離間する。第１排気ガイド部材と第２排気ガイド部材とは、それぞれの第２部分の他端が、導管部の延在方向においてずれている。
【００１０】
本発明の他の態様は、電池パックである。当該電池パックは、内圧の上昇により開弁してガスを排出する弁部を有する電池と、上記態様の電池パック用排気ダクトと、電池および電池パック用排気ダクトを収容する筐体とを備える。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００１２】
本発明によれば、電池パック用排気ダクトにおける微粒子捕集率および空間利用率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る電池パックの概略構造を示す斜視図である。
【図２】電池の概略構造を示す斜視図である。
【図３】電池パック用排気ダクトの概略構造を示す透視斜視図である。
【図４】電池パック用排気ダクトの一部分の透視斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は、実施の形態に係る電池パック用排気ダクトの透視斜視図である。図５（Ｂ）は、参考例１に係る電池パック用排気ダクトの透視斜視図である。図５（Ｃ）は、参考例２に係る電池パック用排気ダクトの透視斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、実施の形態、参考例１および参考例２における微粒子の捕集率を示す図である。図６（Ｂ）は、実施の形態に係る電池パック用排気ダクトのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、同一の部材であっても、各図面間で縮尺等が若干相違する場合もあり得る。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合、特に言及がない限りいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
【００１５】
図１は、実施の形態に係る電池パックの概略構造を示す斜視図である。なお、図１では、筐体のうち蓋部の図示を省略している。本実施の形態に係る電池パック１は、筐体２と、電池積層体４と、電池パック用排気ダクト６とを備える。筐体２は、電池積層体４および電池パック用排気ダクト６を収容する容器である。好ましくは、筐体２は防水性を有する。筐体２は、開口を有する容器部２ａと、容器部２ａの開口を塞ぐ蓋部（図示せず）とを含む。容器部２ａは、底板と、底板の周囲から立ち上がる側壁とを有する。筐体２は、車体等の取り付け対象（図示せず）に固定される。
【００１６】
電池積層体４は、複数の電池１２が積層された構造を有する。各電池１２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池１２は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状を有する。複数の電池１２は、隣り合う電池１２の主表面同士が対向するようにして積層される。なお、「積層」は、任意の１方向に複数の部材を並べることを意味する。したがって、電池１２の積層には、複数の電池１２を水平に並べることも含まれる。
【００１７】
また、各電池１２は、出力端子が同じ方向（ここでは便宜上、鉛直方向上方とする）を向くように配置される。隣接する２つの電池１２は、一方の正極端子と他方の負極端子とが隣り合うように積層される。正極端子と負極端子とは、バスバー（図示せず）を介して電気的に接続される。なお、隣接する２つの電池１２の同極性の出力端子同士をバスバーで接続する場合もあり得る。
【００１８】
隣り合う２つの電池１２の間には、セパレータ（図示せず）が配置される。つまり、複数の電池１２と複数のセパレータとが交互に積層される。セパレータは、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。したがって、隣り合う２つの電池の外装缶同士は、セパレータによって電気的に絶縁される。本実施の形態では、３９個の電池１２で電池積層体４が構成され、８つの電池積層体４が筐体２に収容されている。複数の電池積層体４は、電池１２の積層方向と直交する方向に配列される。なお、電池１２および電池積層体４の数は特に限定されない。
【００１９】
筐体２には、一対のエンドプレート８も収容される。各電池積層体４は、エンドプレート８で挟まれる。一対のエンドプレート８は、電池１２の積層方向における最外側の電池１２と、容器部２ａとの間に配置される。電池１２とエンドプレート８との間には、セパレータが配置される。エンドプレート８は例えば金属板からなり、セパレータを介して電池１２と隣り合うことで、電池１２に対して絶縁される。
【００２０】
また、各電池積層体４と一対のエンドプレート８とは、バインドバー（図示せず）で拘束される。各電池積層体４における複数の電池１２は、バインドバーによって電池１２の積層方向に締め付けられる。
【００２１】
電池パック用排気ダクト６は、電池パック１の筐体２内に設けられて、各電池１２から排出される排ガスを、筐体２外に排出させるための部材である。本実施の形態では、電池パック用排気ダクト６は、容器部２ａの側壁に沿って配置されている。また、電池パック用排気ダクト６は、電池積層体４から離間して配置されている。
【００２２】
続いて、電池１２および電池パック用排気ダクト６の構造を詳細に説明する。図２は、電池１２の概略構造を示す斜視図である。電池１２は、扁平な直方体形状の外装缶１８を有する。外装缶１８の一面には略長方形状の開口が設けられ、この開口を介して外装缶１８に電極体や電解液等が収容される。好ましくは、外装缶１８はシュリンクチューブ等の図示しない絶縁シートで被覆される。外装缶１８の表面を絶縁シートで被覆することで、隣り合う電池１２間、および電池１２とエンドプレート８との間の短絡を抑制することができる。
【００２３】
外装缶１８の開口には、外装缶１８の内部を封止する封口板２０が設けられる。封口板２０には、長手方向の一端寄りに正極端子２２ａが設けられ、他端寄りに負極端子２２ｂが設けられる。以下では適宜、出力端子の極性を区別する必要がない場合、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとをまとめて出力端子２２と称する。封口板２０と出力端子２２とで封口体が構成される。外装缶１８、封口板２０および出力端子２２は導電体であり、例えば金属製である。
【００２４】
本実施の形態では、封口体が設けられる側を電池１２の上面ｎ、反対側を電池１２の底面とする。また、電池１２は、上面ｎと底面とをつなぐ２つの主表面を有する。この主表面は、電池１２が有する６つの面のうち面積の最も大きい面である。上面ｎ、底面および２つの主表面を除いた残り２つの面は、電池１２の側面とする。
【００２５】
電池１２は、電池１２内部で発生したガスを放出するための弁部２４を表面に有する。本実施の形態の電池１２は、上面ｎに弁部２４を有する。弁部２４は、封口板２０における一対の出力端子２２の間に設けられる。弁部２４は、外装缶１８の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、電池内部のガスを排出するように構成される。弁部２４は、安全弁あるいはベント部とも呼ばれる。各電池１２の弁部２４から排出される排ガスは、電池パック用排気ダクト６を介して筐体２の外部に排気される。
【００２６】
図３は、電池パック用排気ダクト６の概略構造を示す透視斜視図である。電池パック用排気ダクト６は、導管部３０と、排気入口３２と、排気出口３４と、少なくとも２つの排気ガイド部材３６とを備える。
【００２７】
導管部３０は、中空の筒状部材であり、一方向に長い長尺体である。本実施の形態の導管部３０は、導管部３０の延在方向Ｘと直交する断面（Ｙ−Ｚ平面）の形状が四角形であり、上壁３０ａ、下壁３０ｂ、第１側壁３０ｃおよび第２側壁３０ｄを有する。各壁は、延在方向Ｘに長い平板である。上壁３０ａと下壁３０ｂとは互いに対向し、第１側壁３０ｃと第２側壁３０ｄとが互いに対向する。上壁３０ａと下壁３０ｂは、第１側壁３０ｃと第２側壁３０ｄとによってつながれる。
【００２８】
導管部３０の両端部には、排気入口３２が配置される。したがって、本実施の形態の電池パック用排気ダクト６は、２つの排気入口３２を有する。排気入口３２は、筐体２内と導管部３０内とを連通するための開口である。各排気入口３２は、上壁３０ａ、下壁３０ｂ、第１側壁３０ｃおよび第２側壁３０ｄによって画成される。このため、各排気入口３２は、導管部３０の断面形状と相似する四角形状である。
【００２９】
第１側壁３０ｃには、排気出口３４が配置される。排気出口３４は、導管部３０内と筐体２外とを連通するための開口である。本実施の形態では、排気出口３４は、延在方向Ｘにおける導管部３０の中央部に配置されている。本実施の形態の排気出口３４は円形であるが、排気出口３４の形状は特に限定されない。
【００３０】
導管部３０は、下壁３０ｂが容器部２ａの底板に当接し、第１側壁３０ｃが容器部２ａの側壁に当接するようにして、容器部２ａに固定される。容器部２ａの側壁には開口（図示せず）が設けられており、電池パック用排気ダクト６は排気出口３４がこの開口と重なるように配置される。各電池１２の弁部２４から排出される排ガスは、各排気入口３２から導管部３０内に進入し、排気出口３４から筐体２の外部に排気される。したがって、導管部３０内には、一方の排気入口３２から排気出口３４に向かう第１排ガス流Ｆ１と、他方の排気入口３２から排気出口３４に向かう第２排ガス流Ｆ２とが形成される。第１排ガス流Ｆ１と第２排ガス流Ｆ２とは、互いに逆向きの流れである。
【００３１】
導管部３０内には、少なくとも２つの排気ガイド部材３６が設けられる。排気ガイド部材３６は、第１排ガス流Ｆ１の延在範囲と第２排ガス流Ｆ２の延在範囲とのそれぞれにおいて、２つ以上設けられる。少なくとも２つの排気ガイド部材３６には、導管部３０の対向する２つの内側面のうち一方の内側面に配置される第１排気ガイド部材３６ａと他方の内側面に配置される第２排気ガイド部材３６ｂとが含まれる。本実施の形態では、第１排気ガイド部材３６ａが上壁３０ａの内側面に配置され、第２排気ガイド部材３６ｂが下壁３０ｂの内側面に配置される。なお、第１排気ガイド部材３６ａが下壁３０ｂに配置され、第２排気ガイド部材３６ｂが上壁３０ａに配置されてもよい。
【００３２】
排気ガイド部材３６は、第１排ガス流Ｆ１および第２排ガス流Ｆ２のそれぞれにおいて、排ガスの流れを制御するとともに、排ガスに含まれる微粒子を捕集する機能を有する。本実施の形態では、各排ガス流の延在範囲に、４つの排気ガイド部材３６が設けられている。また、４つの排気ガイド部材３６は、２つが第１排気ガイド部材３６ａであり、残りの２つが第２排気ガイド部材３６ｂである。排気入口３２から排気出口３４に向かって、第１排気ガイド部材３６ａと第２排気ガイド部材３６ｂとは、交互に配置されている。したがって、導管部３０内には、複数の排気ガイド部材３６が千鳥状に配置されている。
【００３３】
以下、排気ガイド部材３６について詳細に説明する。第１排ガス流Ｆ１の延在範囲における排気ガイド部材３６の形状、配置および作用と、第２排ガス流Ｆ２の延在範囲における排気ガイド部材３６の形状、配置および作用とは実質同一である。このため、以下では第１排ガス流Ｆ１の延在範囲に配置される排気ガイド部材３６を例に挙げて説明する。図４は、電池パック用排気ダクト６の一部分の透視斜視図である。
【００３４】
各排気ガイド部材３６は、第１部分３８と第２部分４０とを有する。第１部分３８および第２部分４０は、ともに平板状である。なお、第１部分３８および第２部分４０を構成する平板は、後述する排気ガイド部材３６の微粒子捕集機能を損なわない範囲で、つまり微粒子捕集機能を所望の程度発揮できる範囲で、孔やスリットを有してもよい。この場合、孔やスリットの大きさは、微粒子の大きさ未満であることが好ましく、例えば約２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。
【００３５】
排気ガイド部材３６は、一体的に形成された第１部分３８と第２部分４０とで構成されてもよいし、別体の第１部分３８と第２部分４０とで構成されてもよい。第１部分３８と第２部分４０とが別体である場合、第１部分３８と第２部分４０とは、互いに当接してもよいし、排気ガイド部材３６の微粒子捕集機能を損なわない範囲で隙間をあけて配置されてもよい。隙間の大きさは、微粒子の大きさ未満であることが好ましく、例えば約２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。
【００３６】
第１部分３８は、一端３８ａが他端３８ｂよりも導管部３０の内側面寄りに位置する。一端３８ａは、導管部３０の内側面に当接してもよいし、排気ガイド部材３６の微粒子捕集機能を損なわない範囲で隙間をあけて配置されてもよい。隙間の大きさは、微粒子の大きさ未満であることが好ましく、例えば約２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。本実施の形態では、一端３８ａは内側面に当接する。第１排気ガイド部材３６ａであれば、一端３８ａは上壁３０ａの内側面に当接する。第２排気ガイド部材３６ｂであれば、一端３８ａは下壁３０ｂの内側面に当接する。また、第１部分３８は、一端３８ａから排気入口３２側に向かって、且つ一端３８ａが当接または近接する内側面から離間する方向に延在する。つまり、第１部分３８は、排気入口３２側に向かって、且つ導管部３０の延在方向Ｘと直交する断面ＹＺにおける中心Ｃ側に向かって延在する。さらに言い換えれば、第１部分３８は、排気入口３２に向かって、且つ第１排ガス流Ｆ１の外側から中心側に向かって延在する。
【００３７】
第２部分４０は、一端４０ａが他端４０ｂよりも第１部分３８寄りに位置する。上述の通り、一端４０ａは第１部分３８に当接してもよいし、隙間をあけて近接配置されてもよい。本実施の形態では、一端４０ａは、第１部分３８の他端３８ｂに当接している。また、第２部分４０は、一端４０ａから第１部分３８側の内側面、言い換えれば第１部分３８の一端３８ａが当接または近接する内側面に接近する方向に延在する。つまり、第２部分４０は、断面ＹＺにおける外側に向かって、あるいは第１排ガス流Ｆ１の外側に向かって延在する。第１排気ガイド部材３６ａであれば、第２部分４０は、上壁３０ａの内側面に向かって延在する。第２排気ガイド部材３６ｂであれば、第２部分４０は、下壁３０ｂの内側面に向かって延在する。
【００３８】
また、本実施の形態の第２部分４０は、排気入口３２側に向かって延在する。つまり、第２部分４０は、排気入口３２に向かって傾斜している。第２部分４０の他端４０ｂは、第１部分３８が当接する内側面から離間している。他端４０ｂから内側面までの距離は、微粒子の大きさ以上である。
【００３９】
第１部分３８は、排気入口３２側に向かって内側面から徐々に離れるように傾斜している。第２部分４０は、排気入口３２側に向かって内側面に徐々に近づくように傾斜している。したがって、排気ガイド部材３６は、Ｌ字形状を有する。Ｌ字の屈折部は、第１排ガス流Ｆ１の中心側に配置される。
【００４０】
また、第１部分３８における一端３８ａと他端３８ｂとをつなぐ２辺と、第２部分４０における一端４０ａと他端４０ｂとをつなぐ２辺とは、第１側壁３０ｃの内側面および第２側壁３０ｄの内側面に当接するか、排気ガイド部材３６の微粒子捕集機能を損なわない範囲で隙間をあけて配置される。したがって、導管部３０内の上壁３０ａ側には、第１排気ガイド部材３６ａ、上壁３０ａ、第１側壁３０ｃおよび第２側壁３０ｄによって、微粒子の捕集ポケット４２が形成される。また、導管部３０内の下壁３０ｂ側には、第２排気ガイド部材３６ｂ、下壁３０ｂ、第１側壁３０ｃおよび第２側壁３０ｄによって、微粒子の捕集ポケット４２が形成される。第２部分４０の他端４０ｂと、上壁３０ａあるいは下壁３０ｂとの間の領域は、捕集ポケット４２の入口を構成する。
【００４１】
第１排気ガイド部材３６ａと第２排気ガイド部材３６ｂとは、それぞれの第２部分４０の他端４０ｂが、導管部３０の延在方向Ｘにおいてずれている。このため、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と、第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８とが少なくとも一部において対向し、第１排ガス流Ｆ１の通路を形成する。本実施の形態では、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と第２排気ガイド部材３６ｂの第２部分４０とは、全体が延在方向Ｘにずれている。
【００４２】
このように排気ガイド部材３６を配置した場合、第１排ガス流Ｆ１は、第２排気ガイド部材３６ｂの第２部分４０に沿って上壁３０ａ側に進み、続いて第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８とで挟まれた通路に沿って下壁３０ｂ側に進む。その後、第１排ガス流Ｆ１は、第１排気ガイド部材３６ａの第１部分３８に沿って、上壁３０ａ側に進む。このため、第１排ガス流Ｆ１は、ジグザグ状に蛇行する。
【００４３】
また、延在方向Ｘにおいて２つの第１排気ガイド部材３６ａの間に第２排気ガイド部材３６ｂが配置される。このため、第２排気ガイド部材３６ｂの第２部分４０が、一方の第１排気ガイド部材３６ａの第１部分３８と対向し、第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８が、他方の第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と対向する。このため、第１排ガス流Ｆ１がより確実に蛇行する。
【００４４】
また、延在方向Ｘにおいて２つの第２排気ガイド部材３６ｂの間に第１排気ガイド部材３６ａが配置される。このため、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０が、一方の第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８と対向し、第１排気ガイド部材３６ａの第１部分３８が、他方の第２排気ガイド部材３６ｂの第２部分４０と対向する。このため、第１排ガス流Ｆ１がより確実に蛇行する。
【００４５】
また、導管部３０の延在方向Ｘから見て、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と、第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８とは、少なくとも一部が重なっている（図４における矢印Ａの範囲）。これにより、第１排ガス流Ｆ１をより大きく蛇行させることができる。
【００４６】
また、導管部３０の延在方向Ｘと直交する方向Ｚ（上壁３０ａと下壁３０ｂとが並ぶ方向）から見て、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と、第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８とは、少なくとも一部が重なっている（図４における矢印Ｂの範囲）。これにより、第１排ガス流Ｆ１をより大きく蛇行させることができる。
【００４７】
排ガス中には、ガスに対し質量の大きい微粒子Ｐとが含まれる。第１排ガス流Ｆ１が蛇行する際、微粒子Ｐにはガスに比べて大きな慣性力（あるいは遠心力）がかかる。このため、微粒子Ｐは、第１排ガス流Ｆ１から離脱して、捕集ポケット４２の開口に向かって進行する。そして、微粒子Ｐは、捕集ポケット４２に収容される。また、捕集ポケット４２は、入口（出口）が小さく、その先が広がる形状を有する。このため、捕集ポケット４２に進入した微粒子Ｐは、捕集ポケット４２外へ進出しにくい。
【００４８】
本発明者は、実施の形態に係る電池パック用排気ダクト６と、参考例１に係る電池パック用排気ダクトと、参考例２に係る電池パック用排気ダクトとを用いて、排気ガイド部材３６の形状と微粒子Ｐの捕集率との関係を解析した。図５（Ａ）は、実施の形態に係る電池パック用排気ダクトの透視斜視図である。図５（Ｂ）は、参考例１に係る電池パック用排気ダクトの透視斜視図である。図５（Ｃ）は、参考例２に係る電池パック用排気ダクトの透視斜視図である。なお、本解析では、排気入口が１つのみのダクトを用いた。
【００４９】
実施の形態に係る電池パック用排気ダクト６は、Ｌ字形状の排気ガイド部材３６が千鳥状に配置された構造を有する。参考例１に係る電池パック用排気ダクト１０６は、導管部１３０の延在方向Ｘに対して直交する平板状の排気ガイド部材１３６が千鳥状に配置された構造を有する。参考例２に係る電池パック用排気ダクト２０６は、排気入口２３２に向かって傾斜する平板状の排気ガイド部材２３６が千鳥状に配置された構造を有する。
【００５０】
各電池パック用排気ダクト６，１０６，２０６について、以下の解析条件に基づいて、微粒子Ｐの捕集シミュレーションを実施した。そして、その結果から、微粒子Ｐの捕集率を計測した。解析条件は、流入粒子数を４５，０００個、微粒子の流量を０．３ｋｇ／秒、時間を０．１秒、圧力損失を５５ｋＰａとした。結果を図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す。図６（Ａ）は、実施の形態、参考例１および参考例２における微粒子の捕集率を示す図である。図６（Ｂ）は、実施の形態に係る電池パック用排気ダクトのシミュレーション結果を示す図である。なお、図６（Ａ）における括弧内の数値はそれぞれ、実施の形態、参考例１、２において、上記流入粒子数のうち捕集できなかった（ダクトから排出された）粒子の数を意味する。
【００５１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、実施の形態に係る電池パック用排気ダクト６では、参考例１および参考例２に比べて高い捕集率が得られた。実施の形態に係る電池パック用排気ダクト６の捕集率は極めて高く、９９．９％であった。このことから、排気ガイド部材３６によって捕集ポケット４２を形成するとともに、排ガス流を蛇行させて微粒子Ｐを捕集ポケット４２に送り込むことで、筐体２外への微粒子Ｐの排出量を著しく低減できることが確認された。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態に係る電池パック用排気ダクト６は、導管部３０と、排気入口３２と、排気出口３４と、少なくとも２つの排気ガイド部材３６とを備える。少なくとも２つの排気ガイド部材３６には、導管部３０における対向する２つの内側面のうち一方の内側面に配置される第１排気ガイド部材３６ａと他方の内側面に配置される第２排気ガイド部材３６ｂとが含まれる。第１排気ガイド部材３６ａは導管部３０の上壁３０ａに設けられ、第２排気ガイド部材３６ｂは導管部３０の下壁３０ｂに設けられる。
【００５３】
各排気ガイド部材３６は、第１部分３８と第２部分４０とを有する。第１部分３８は、一端３８ａが導管部３０の内側面、具体的には上壁３０ａまたは下壁３０ｂに当接または近接するとともに、当該内側面から離間する方向に且つ排気入口３２側に向かって延在する。第２部分４０は、一端４０ａが第１部分３８に当接または近接するとともに、第１部分３８側の内側面に接近する方向に延在し、他端４０ｂが当該内側面から離間している。各排気ガイド部材３６は、排ガス流の上流側に向かって開口した捕集ポケット４２を構成する。
【００５４】
そして、第１排気ガイド部材３６ａと第２排気ガイド部材３６ｂとは、それぞれの第２部分４０の他端４０ｂが延在方向Ｘでずれている。これにより、第１排ガス流Ｆ１および第２排ガス流Ｆ２を蛇行させることができる。そして、排ガス流を蛇行させることで、蛇行時に微粒子Ｐにかかる慣性力を利用して、微粒子Ｐを排気ガイド部材３６の捕集ポケット４２に送り込むことができる。
【００５５】
微粒子Ｐを排気ガイド部材３６によって捕集することで、発火の三要素の１つである熱源が筐体２の外部に排出されることを抑制することができる。このため、筐体２外での発煙や発火を抑制することができる。この結果、電池パック１に関する法規で求められる発火抑制条件を満たすことができる。また、第１排ガス流Ｆ１を蛇行させることで、排ガスの流路行程を長くすることができる。これにより、排ガスの低温低圧化を図ることができる。この結果、発煙や発火をより抑制することができる。
【００５６】
さらに、本実施の形態の電池パック用排気ダクト６は、導管部３０内に板状の排気ガイド部材３６を設けた構造を有する。このため、電池パック用排気ダクト６は、形状の自由度が高い。したがって、例えば扁平な直方体形状といった、筐体２内の狭小スペースへの設置に好適な形状を採ることができる。これにより、電池パック用排気ダクト６の空間利用率を高めることができる。また、電池パック１の小型化を図ることができる。
【００５７】
以上より、本実施の形態に係る電池パック用排気ダクト６によれば、電池パック用排気ダクト６における微粒子捕集率および空間利用率を向上させることができる。また、このような電池パック用排気ダクト６を電池パック１に搭載することで、より安全性の高い電池パック１を提供することができる。
【００５８】
また、本実施の形態の電池パック用排気ダクト６は、第２部分４０が排気入口３２側に向かって延在する。これにより、排ガス流をより円滑に蛇行させることができる。このため、排気ガイド部材３６に起因する排ガス流の圧力損失が増大することを、抑制することができる。
【００５９】
また、導管部３０の延在方向Ｘから見て、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と、第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８とは、少なくとも一部が重なっている。また、導管部３０の延在方向Ｘと直交する方向から見て、第１排気ガイド部材３６ａの第２部分４０と、第２排気ガイド部材３６ｂの第１部分３８とは、少なくとも一部が重なっている。これらにより、排ガス流をより大きく蛇行させることができる。この結果、微粒子Ｐをより確実に捕集することができる。
【００６０】
また、本実施の形態の電池パック用排気ダクト６では、Ｌ字形状の排気ガイド部材３６が千鳥状に配置されている。各排気ガイド部材３６の屈折部は、導管部３０の中央側に向けられ、延在方向Ｘにおいてずれている。これにより、排ガス流をより確実に蛇行させることができ、微粒子Ｐをより確実に捕集することができる。
【００６１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００６２】
排気入口３２および排気出口３４の数は、特に限定されない。例えば、排気入口３２と排気出口３４とは、ともに１つでもよい。排気入口３２が２つで排気出口３４が１つの場合、導管部３０内には、各排気入口３２から排気出口３４までの２つの排ガス流が形成される。この場合、各排ガス流は、排ガス流が１つの場合に比べて流速が下がる。これにより、微粒子Ｐにかかる慣性力は小さくなるため、排ガス流当たりの微粒子Ｐの捕集率は低下し得る。しかしながら、導管部３０での排気ガイド部材３６に起因する圧力損失を低減することができる。
【００６３】
一方、排気入口３２および排気出口３４がともに１つの場合、導管部３０内には、１つの排ガス流が形成される。この場合の排ガス流は、排ガス流が２つの場合に比べて流速が上がる。これにより、導管部３０での排気ガイド部材３６に起因する圧力損失は大きくなり得る。しかしながら、微粒子Ｐにかかる慣性力は大きくなるため、排ガス流当たりの微粒子Ｐの捕集率を高めることができる。なお、排気入口３２および排気出口３４がともに１つの場合、導管部３０の一方の開口を排気入口３２として用い、他方の開口を排気出口３４として用いることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  電池パック
２  筐体
６  電池パック用排気ダクト
１２  電池
２４  弁部
３０  導管部
３２  排気入口
３４  排気出口
３６  排気ガイド部材
３６ａ  第１排気ガイド部材
３６ｂ  第２排気ガイド部材
３８  第１部分
４０  第２部分
【図１】
2019176415.tif 000003
【図２】
2019176415.tif 000004
【図３】
2019176415.tif 000005
【図４】
2019176415.tif 000006
【図５】
2019176415.tif 000007
【図６】
2019176415.tif 000008
【国際調査報告】
2019176415.tif 000009
2019176415.tif 000010
2019176415.tif 000011