特開 2023-161617 車載電池用ガス排気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161617

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】車載電池用ガス排気装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/35 20210101AFI20231031BHJP

   H01M 50/333 20210101ALI20231031BHJP

   H01M 50/358 20210101ALI20231031BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20231031BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20231031BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H01M50/35 201

H01M50/333

H01M50/358

H01M50/249

H01M50/244 Z

B60K1/04 Z

H01M50/35 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072045

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】板垣 豪紀

【テーマコード（参考）】

3D235

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D235AA01

3D235BB10

3D235CC12

3D235CC14

3D235DD24

3D235FF07

3D235FF12

5H012AA03

5H012BB08

5H012CC09

5H012CC10

5H012GG07

5H040AA33

5H040AA37

5H040AS04

5H040AT04

5H040AY04

5H040AY08

5H040CC59

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】電池から複数本の排気管が導出されるガス排気装置において、電池で発生したガスを円滑に車外へ排気できる車載電池用ガス排気装置を提供する。
【解決手段】電池３１が収容され、車両１の室内１４に搭載された電池パック３から、前記電池で発生したガスを前記車両の室外１５へ排気する車載電池用ガス排気装置２において、第１排気管２１と、第２排気管２２と、前記第１排気管と前記第２排気管とが接続され、内部が密閉空間とされた筐体２４と、前記筐体内の前記第１排気管の他端に設けられ、前記電池パックからのガスが前記筐体内へ流入するのを許容する第１バルブ２５と、前記筐体内の前記第２排気管の他端に設けられ、前記電池パックからのガスが前記筐体内へ流入するのを許容する第２バルブ２６と、を備え、前記第１バルブと前記第２バルブは、前記筐体の内部において対向するように同軸上に設けられている。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池が収容され、車両の室内に搭載された電池パックから、前記電池で発生したガスを前記車両の室外へ排気する車載電池用ガス排気装置において、
一端が前記電池パックの所定部位に接続された第１排気管と、
一端が前記電池パックの他の所定部位に接続された第２排気管と、
前記第１排気管の他端と前記第２排気管の他端とが接続され、内部が密閉空間とされた筐体と、
一端が前記筐体に接続され、他端が前記車両の室外へ導出された第３排気管と、
前記筐体内の前記第１排気管の他端に設けられ、前記電池パックからのガスが前記筐体内へ流入するのを許容する第１バルブと、
前記筐体内の前記第２排気管の他端に設けられ、前記電池パックからのガスが前記筐体内へ流入するのを許容する第２バルブと、を備え、
前記第１バルブと前記第２バルブは、前記筐体の内部において対向するように同軸上に設けられている車載電池用ガス排気装置。

【請求項2】

前記電池パックに収容された複数の電池のうちの一部の電池のガス排出部に接続され、当該ガス排出部からのガスを集める第１ガス集合管と、
前記電池パックに収容された複数の電池のうちの他の一部の電池のガス排出部に接続され、当該ガス排出部からのガスを集める第２ガス集合管と、をさらに備え、
前記第１排気管の一端は、前記第１ガス集合管の出口部に接続され、
前記第２排気管の一端は、前記第２ガス集合管の出口部に接続されている請求項１に記載の車載電池用ガス排気装置。

【請求項3】

前記一部の電池及び前記他の一部の電池は、前記電池パックの内部において、それぞれのガス排出部が前記電池パックの所定の面に向かうように並んで設けられ、
前記第１ガス集合管及び前記第２ガス集合管は、前記電池パックの前記所定の面の外面に設けられている請求項２に記載の車載電池用ガス排気装置。

【請求項4】

前記電池パックは、前記車両のフロアパネルの室内側に固定されたクロスメンバに固定され、
前記筐体は、前記フロアパネルの室内側に固定されている請求項１～３のいずれか一項に記載の車載電池用ガス排気装置。

【請求項5】

前記筐体と前記電池パックは、前記車両の室内において、前記車両の幅員方向に並んで設けられている請求項４に記載の車載電池用ガス排気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載電池用ガス排気装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

複数の電池を車室内に搭載した車両において、電池で発生したガスを車外に放出するガス排出装置として、電池からの排気を高電圧部品パックから車両ボディのサイドメンバ内へと流通させる排気管を備えたものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６５０７７５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来技術では、複数の電池が収容された高電圧部品パックから１本の排気管しか導出されていない。そのため、高電圧部品パックから複数の排気管を導出したい場合の排気管構造については、改善の余地がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、電池から複数本の排気管が導出されるガス排気装置において、電池で発生したガスを円滑に車外へ排気できる車載電池用ガス排気装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、電池から第１排気管と第２排気管が導出されるガス排気装置において、第１排気管の他端に設けられた第１バルブと、第２排気管の他端に設けられた第２バルブとを、内部が密閉空間とされた筐体の内部において対向するように同軸上に設けることによって上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第１排気管からガスが噴出して第１バルブを開放すると、筐体の内部において対向するように同軸上に設けられた第２バルブへその圧力が伝わり当該第２バルブの開放を阻止する。これにより、第１排気管からガスが第２排気管へ侵入して電池パックへ逆流するのを抑制できるので、電池で発生したガスを円滑に車外へ排気できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る車載電池用ガス排気装置を適用する車両の一例を示す側面図である。

【図2A】本発明に係る車載電池用ガス排気装置を車両に搭載した状態の一例を示す、車両を正面から見た図であり、一部を断面で示す図である。

【図2B】図２ＡのIIB矢視図（車両の平面図）である。

【図2C】図２ＡのIIC矢視図であり、一部を断面で示す。

【図3】図２ＣのIII-III線に沿う断面図である。

【図4】本発明に係る車載電池用ガス排気装置の作用を説明するための断面図（図２ＣのIII-III線相当）である。

【図5】本発明に係る車載電池用ガス排気装置の他の作用を説明するための断面図（図２Ａ相当）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態例を説明する。本実施形態の車載電池用ガス排気装置２（以下、単にガス排気装置２ともいう。）は、車両の電源装置として使用される電池が車両の室内に搭載される場合に、電池で発生したガスを車両の室外へ排気するために用いられる。図１は、本実施形態に係る車載電池用ガス排気装置２を適用する車両１の一例を示す側面図である。複数の電池を収容した電池パック３は、特に限定はされないが、たとえば、車両１のフロアパネル１１の室内１４側に固定された２つのクロスメンバ１２，１２の間に搭載され、これら２つのクロスメンバ１２，１２に固定される。電池パック３に収容された電池は、車両１の走行駆動用モータや車載電装品へ電力を供給する電源装置として使用され、リチウムイオン二次電池などの電池である。この種の電池からガスが放出された場合、車両１の室内１４に充満するのを防止するために、当該ガスを室外１５へ排気するのが、本実施形態のガス排気装置２である。

【0010】

図２Ａは、本実施形態に係るガス排気装置２を車両１に搭載した状態の一例を示す図、図２Ｂは、図２ＡのIIB矢視図（車両の平面図）、図２Ｃは、図２ＡのIIC矢視図である。なお、図２Ａは、車両１を正面から見た図であり、一部を断面で示し、図２Ｃも一部を断面で示す。

【0011】

本実施形態の電池パック３は、複数の扁平型の電池３１をケースに収容したものであり、図２Ｃに示すように車両１のフロアパネル１１の室内１４側に固定された２つのクロスメンバ１２，１２の間に搭載され、これら２つのクロスメンバ１２，１２に固定されている。それぞれの電池３１は、ガス排出部３２を有し、ガス排出部３２は、電池３１の内部にガスが発生した場合に、当該ガスを排出する通気孔の役割を有する。このような構造を設けることで、ガスの発生による電池３１の異常な膨張を抑制することができる。ガス排出部３２には、たとえば、電池３１の内圧が所定値以上になると開弁して当該ガスを排出する防爆弁や、電池３１の内圧が所定値以上になると破断して当該ガスを排出するシール部材を用いることができる。図２Ａに示す例では、ガス排出部３２を電池パック３の天井面に向けた状態で複数の電池３１が２列に並んで設けられている。

【0012】

本実施形態の電池パック３の天井面の外面には、２列に並んで設けられた複数の電池３１のうちの一方の列の電池３１のガス排出部３２のそれぞれに接続され、当該ガス排出部３２からのガスを集める第１ガス集合管３３と、他方の列の電池３１のガス排出部３２のそれぞれに接続され、当該ガス排出部３２からのガスを集める第２ガス集合管３４とが設けられている。これら第１ガス集合管３３及び第２ガス集合管３４のそれぞれは、内部が空間とされ、一端が閉塞された管体であり、他端が出口部３３ａ，３４ａとされている。複数の電池３１のいずれかでガスが発生すると、当該発生したガスは、その電池３１のガス排出部３２が接続された第１ガス集合管３３又は第２ガス集合管３４に流入し、出口部３３ａ又は３４ａから本実施形態のガス排気装置２に導かれる。

【0013】

本実施形態のガス排気装置２は、図２Ａ～図２Ｃに示すように、第１排気管２１、第２排気管２２、第３排気管２３及び筐体２４を備える。第１排気管２１は、一端２１ａが電池パック３の第１ガス集合管３３の出口部３３ａに接続され、他端２１ｂが筐体２４に接続されている。第２排気管２２は、一端２２ａが電池パック３の第２ガス集合管３４の出口部３４ａに接続され、他端２２ｂが筐体２４に接続されている。第３排気管２３は、一端２３ａが筐体２４に接続され、他端２３ｂが、フロアパネル１１に形成された通孔を介して車両１の室外１５へ導出されている。

【0014】

筐体２４は、内部が密閉空間とされた箱状部材であり、第１排気管２１の他端２１ｂと、第２排気管２２の他端２２ｂと、第３排気管２３の一端２３ａとが接続されている。本実施形態の筐体２４は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、車両１の室内１４において、電池パック３と車両１の幅員方向に並んで設けられている。

【0015】

図３は、図２ＣのIII-III線に沿う断面図である。筐体２４の内部において、第１排気管２１の他端２１ｂには第１バルブ２５が設けられている。この第１バルブ２５は、電池パック３からのガスが第１排気管２１を介して筐体２４内へ流入するのを許容する一方向弁（逆止弁）である。また、同じく筐体２４の内部において、第２排気管２２の他端２２ｂには第２バルブ２６が設けられている。この第２バルブ２６は、電池パック３からのガスが第２排気管２２を介して筐体２４内へ流入するのを許容する一方向弁（逆止弁）である。これら第１バルブ２５及び第２バルブ２６は、基端に設けられたバネの弾性力を調整することで、電池パック３からのガスが所定圧力を超えたときに開弁することになる。

【0016】

特に本実施形態の第１バルブ２５と第２バルブ２６は、図３に示すように筐体２４の内部において対向するように同軸上に設けられている。図４は、本実施形態に係る車載電池用ガス排気装置２の作用を説明するための断面図（図２ＣのIII-III線相当）である。このように第１バルブ２５と第２バルブ２６とを筐体２４の内部に設けることで、図４に示すように一方の第２バルブ２６が開弁すると、筐体２４の内部圧力が上昇し、他方の第１バルブ２５の開弁を阻止しようとする。これに加え、第１バルブ２５と第２バルブ２６とを対向するように同軸上に設けると、第２バルブ２６が開弁する際に発生する瞬間的な衝撃波が、同軸上で対向する第１バルブ２５の弁頭に衝突するので、他方の第１バルブ２５の開弁がより一層阻止される。その結果、電池パック３から第２排気管２２を介して筐体２４の内部に至ったガスが、第１バルブ２５から第１排気管２１を介して電池パック３ヘ逆流するのを防止することができる。

【0017】

また、本実施形態の電池パック３は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、電池パック３に収容された複数の電池３１のうちの一部の電池３１のガス排出部３２に接続され、当該ガス排出部３２からのガスを集める第１ガス集合管３３と、電池パック３に収容された複数の電池３１のうちの他の一部の電池３１のガス排出部３２に接続され、当該ガス排出部３２からのガスを集める第２ガス集合管３４とを備えているので、電池パック３の内部においてガスの排気を取り廻す流路が不要となり、これにより電池パック３を可能な限り小型化することができる。また、第１排気管２１の一端２１ａは、第１ガス集合管３３の出口部３３ａに接続し、第２排気管２２の一端２２ａは、第２ガス集合管３４の出口部３４ａに接続すればよいので、電池パック３の外部におけるスペースも可能な限り小さくすることができる。

【0018】

また、本実施形態の電池パック３は、一部の電池３１及び他の一部の電池３１は、電池パック３の内部において、それぞれのガス排出部３２が電池パック３の所定の面、すなわち天井面に向かうように並んで設けられ、第１ガス集合管３３及び第２ガス集合管３４は、電池パック３の当該天井面の外面に設けられているので、これによっても、電池パック３の外部におけるスペースを可能な限り小さくすることができる。

【0019】

また、本実施形態の電池パック３は、車両１のフロアパネル１１の室内側に固定されたクロスメンバ１２に固定される一方、筐体２４は、フロアパネル１１の室内１４側に固定されている。図５は、本実施形態に係る車載電池用ガス排気装置２の側突時の作用を説明するための断面図（図２Ａ相当）であり、点線は側突前の状態を示し、実線は側突後の状態を示す。図５に示すように車両１の側面から衝突を受けた場合（いわゆる側突）、本実施形態の筐体２４はフロアパネル１１に固定されているので、フロアパネル１１が下方に折れ曲がるのに従ってシルアッセンブリ１３と共に下方に移動する。これに対し、電池パック３はクロスメンバ１２に固定されているので、フロアパネル１１と共に下方には移動しない。その結果、筐体２４が電池パック３に干渉するのを抑制することができ、側突時の電池パック３を保護することができる。

【0020】

また、本実施形態の筐体２４と電池パック３は、車両１の室内１４において車両１の幅員方向に並んで設けられているので、座席とドア開口部との間のデッドスペースを筐体２４の設置場所に有効活用することができる。

【符号の説明】

【0021】

１…車両
１１…フロアパネル
１２…クロスメンバ
１３…シルアッセンブリ
１４…室内
１５…室外
２…ガス排気装置
２１…第１排気管
２１ａ…一端
２１ｂ…他端
２２…第２排気管
２２ａ…一端
２２ｂ…他端
２３…第３排気管
２３ａ…一端
２３ｂ…他端
２４…筐体
２５…第１バルブ
２６…第２バルブ
２７…
２８…
３…電池パック
３１…電池
３２…ガス排出部
３３…第１ガス集合管
３３ａ…出口部
３４…第２ガス集合管
３４ａ…出口部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】