特許 7137360 バッテリモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-06

(45)【発行日】2022-09-14

(54)【発明の名称】バッテリモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6568 20140101AFI20220907BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20220907BHJP

   H01M 10/6557 20140101ALI20220907BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20220907BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20220907BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220907BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6568

H01M10/613

H01M10/6557

H01M10/625

H01M10/647

H01M10/48 301

H01M50/342

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018107113

(22)【出願日】2018-06-04

(65)【公開番号】P2019212468

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100165423

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 雅久

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】中川 功

【審査官】坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０１２４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６２２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２４０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５２０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３０１９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３８７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８０８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２８８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２７１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５４２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０３２６９７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６５５７

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６４７

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ ５０／３４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、
前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、
前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、
前記バッテリ冷却部は、筐体部と、前記筐体部の内部に壁状に形成された壁部と、を具備し、
前記流出部位形成部は、前記壁部を前記筐体部に向かって部分的に突出させた突出部であることを特徴とするバッテリモジュール。

【請求項2】

複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、
前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、
前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、
前記流出部位形成部は、前記バッテリセルが前記異常状態の際に、前記バッテリセルの排煙弁からの発熱または圧力により開口される異常時開口部であることを特徴とするバッテリモジュール。

【請求項3】

前記バッテリ冷却部は、前記バッテリセルどうしの間に配置される主面部と、前記バッテリセルの側方に突出する突出部と、を有することを特徴とする請求項２に記載のバッテリモジュール。

【請求項4】

複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、
前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、
前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、
前記バッテリセルの下方に、前記バッテリ冷却部どうしの間隙としてスリットを形成することを特徴とするバッテリモジュール。

【請求項5】

異常時に於いて、前記スリットから流出する前記バッテリ冷却流体の流量を、前記流出部位から流出する前記バッテリ冷却流体の流量よりも少なくすることを特徴とする請求項４に記載のバッテリモジュール。

【請求項6】

前記バッテリ冷却部に前記バッテリ冷却流体を供給するポンプと、
前記バッテリスタックの温度を検知する温度センサと、
前記温度センサの出力に基づいて前記ポンプの吐出力を制御する制御部と、を更に具備し、
前記制御部は、前記温度センサで検出した前記バッテリスタックの温度が第１温度以上であれば、前記ポンプが前記バッテリ冷却部に供給する前記バッテリ冷却流体の流量を増加させることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のバッテリモジュール。

【請求項7】

前記制御部は、前記温度センサで検出した前記バッテリスタックの温度が前記第１温度以上であれば、前記バッテリスタックの充放電を制限することを特徴とする請求項６に記載のバッテリモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリモジュールに関し、特に、異常時における緊急冷却機能を備えたバッテリモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車や電気自動車には、車両に駆動力を与えるモータに電力を供給する大型のバッテリが搭載されている。また、掛かる車両に備えられるバッテリは、異常時において発熱する場合があるため、このような場合にバッテリを冷却する機能を備えている。

【0003】

特許文献１では、角形扁平電池を縦方向に積層させ、角形扁平電池どうしの間に、その内部を冷却流体が流通する中空体が配置されている。異常時に於いて角形扁平電池が発熱すると、中空体が溶融することでその内部から冷却流体が流出し、流出した冷却流体により角形扁平電池が冷却される。

【0004】

特許文献２では、蓄電池の状況に応じて冷却用の流体の流量を変化させる発明が記載されている。具体的には、蓄電池の内部抵抗を推定部で推定する。そして、推定した内部抵抗値が高ければ、蓄電池を冷却する冷却水の流量を増加させる。一方、推定した内部抵抗値が低ければ、冷却水の流量を減少させる。このようにすることで、蓄電池の状況に応じて、冷却水の流量を最適化することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－５４２９７号公報

【文献】特開２０１２－２２１９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、異常時に於いて角形扁平電池が発熱することを利用して中空体から流体を流出させているが、流体を流出させる為の特定の部位を形成していない。よって、異常時に於いて流体を角形扁平電池に効果的に供給することが簡単で無い課題があった。

【0007】

更に、特許文献２に記載された発明では、蓄電池の内部抵抗に基づいて冷却用の流体の流量を調整しているが、異常時に於いては内部抵抗に基づいて冷却流体の流量を適正化することは困難を伴う課題があった。

【0008】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、異常時に於いてバッテリスタックを効果的に冷却することができるバッテリモジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、前記バッテリ冷却部は、筐体部と、前記筐体部の内部に壁状に形成された壁部と、を具備し、前記流出部位形成部は、前記壁部を前記筐体部に向かって部分的に突出させた突出部であることを特徴とする。

【0011】

本発明のバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、前記流出部位形成部は、前記バッテリセルが前記異常状態の際に、前記バッテリセルの排煙弁からの発熱または圧力により開口される異常時開口部であることを特徴とする。

【0012】

また、本発明のバッテリモジュールでは、前記バッテリ冷却部は、前記バッテリセルどうしの間に配置される主面部と、前記バッテリセルの側方に突出する突出部と、を有することを特徴とする。

【0013】

本発明のバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、前記バッテリセルの下方に、前記バッテリ冷却部どうしの間隙としてスリットを形成することを特徴とする。

【0014】

また、本発明のバッテリモジュールでは、異常時に於いて、前記スリットから流出する前記バッテリ冷却流体の流量を、前記流出部位から流出する前記バッテリ冷却流体の流量よりも少なくすることを特徴とする。

【0015】

また、本発明のバッテリモジュールでは、前記バッテリ冷却部に前記バッテリ冷却流体を供給するポンプと、前記バッテリスタックの温度を検知する温度センサと、前記温度センサの出力に基づいて前記ポンプの吐出力を制御する制御部と、を更に具備し、前記制御部は、前記温度センサで検出した前記バッテリスタックの温度が第１温度以上であれば、前記ポンプが前記バッテリ冷却部に供給する前記バッテリ冷却流体の流量を増加させることを特徴とする。

【0016】

また、本発明のバッテリモジュールでは、前記制御部は、前記温度センサで検出した前記バッテリスタックの温度が前記第１温度以上であれば、前記バッテリスタックの充放電を制限することを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明のバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、前記バッテリ冷却部は、筐体部と、前記筐体部の内部に壁状に形成された壁部と、を具備し、前記流出部位形成部は、前記壁部を前記筐体部に向かって部分的に突出させた突出部であることを特徴とする。従って、異常状態となったバッテリセルが膨張すると、その膨張に伴い壁部の突出部が内部から筐体部に接触することで筐体部に流出部位が形成される。このようになると、この流出部位を経由してバッテリ冷却流体がバッテリセルに流出し、バッテリセルが好適に冷却される。

【0020】

本発明のバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、前記流出部位形成部は、前記バッテリセルが前記異常状態の際に、前記バッテリセルの排煙弁からの発熱または圧力により開口される異常時開口部であることを特徴とする。従って、バッテリセルが異常状態の際に、流出部位から、バッテリセルの排煙弁の近傍にバッテリ冷却流体を供給することで、より確実に発煙や発火を抑止できる。

【0021】

また、本発明のバッテリモジュールでは、前記バッテリ冷却部は、前記バッテリセルどうしの間に配置される主面部と、前記バッテリセルの側方に突出する突出部と、を有することを特徴とする。従って、バッテリ冷却部の主面部または突出部に流出部位形成部を形成することで、異常時にバッテリセルを効果的に冷却することができる。

【0022】

本発明のバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを有するバッテリスタックと、前記バッテリセルどうしの間に配置され、前記バッテリセルを冷却するバッテリ冷却流体が流通する経路を形成するバッテリ冷却部と、前記バッテリセルが異常状態の際に、前記バッテリ冷却流体が前記バッテリ冷却部から前記バッテリスタックの側に流れる流出部位を形成する流出部位形成部と、を具備し、前記バッテリセルの下方に、前記バッテリ冷却部どうしの間隙としてスリットを形成することを特徴とする。従って、異常時に於いて流出部位から流出するバッテリ冷却流体を、スリットを経由して外部に流出させることができ、バッテリ冷却流体をバッテリセルに確実に接触させることで、バッテリセルの発火等を確実に防止することができる。

【0023】

また、本発明のバッテリモジュールでは、異常時に於いて、前記スリットから流出する前記バッテリ冷却流体の流量を、前記流出部位から流出する前記バッテリ冷却流体の流量よりも少なくすることを特徴とする。従って、バッテリ冷却流体がバッテリセルと熱交換する時間を一定以上に確保することができ、バッテリセルの過熱等を防止する効果を顕著にすることができる。

【0024】

また、本発明のバッテリモジュールでは、前記バッテリ冷却部に前記バッテリ冷却流体を供給するポンプと、前記バッテリスタックの温度を検知する温度センサと、前記温度センサの出力に基づいて前記ポンプの吐出力を制御する制御部と、を更に具備し、前記制御部は、前記温度センサで検出した前記バッテリスタックの温度が第１温度以上であれば、前記ポンプが前記バッテリ冷却部に供給する前記バッテリ冷却流体の流量を増加させることを特徴とする。従って、バッテリスタックが異常状態の際に、大量のバッテリ冷却流体をバッテリ冷却部に供給することで、バッテリスタックの過熱を防止し、ひいては発煙等を防止することができる。

【0025】

また、本発明のバッテリモジュールでは、前記制御部は、前記温度センサで検出した前記バッテリスタックの温度が前記第１温度以上であれば、前記バッテリスタックの充放電を制限することを特徴とする。従って、バッテリスタックの過熱および漏電を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールが組み込まれた車両を示す側方断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールが組み込まれた車両を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールを部分的に示す断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールを示す図であり、（Ａ）はバッテリ冷却部を示す斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）はバッテリ冷却部の断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールを部分的に示す図であり、突出部で流出部位を形成する状況を示す断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールを示す図であり、流出部位形成部の他形態を示す断面図である。

【図7】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールを示す図であり、（Ａ）は他形態のバッテリ冷却部およびバッテリスタックを示す断面図であり、（Ｂ）は異常状態に於けるバッテリ冷却部およびバッテリスタックを示す断面図である。

【図8】本発明の他形態に係るバッテリ冷却部を示す斜視図である。

【図9】本発明の実施形態に係るバッテリモジュールを示す図であり、異常時にバッテリを冷却する方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図を参照して本実施形態に係るバッテリモジュール１０を説明する。以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

【0029】

図１を参照して、本形態のバッテリモジュール１０を備えた車両２０を説明する。車両２０は、例えば電気自動車またはハイブリッド自動車である。車両２０が電気自動車の場合は、バッテリモジュール１０から供給される電力で回転するモータを駆動源として、車両２０が走行する。車両２０がハイブリッド自動車の場合は、上記したモータまたはエンジンの一方または両方を駆動源として車両２０が走行する。

【0030】

バッテリモジュール１０は、後部座席であるシート２２の後方斜め下に配設されており、仕切板２３で覆われている。ここで、バッテリモジュール１０は、シート２２の下方等に配設されても良い。

【0031】

図２を参照して、バッテリモジュール１０の接続構成を説明する。バッテリモジュール１０は、バッテリスタック１４、バッテリ冷却部１５、ポンプ１２、ラジエタ１７、制御部１３、温度センサ１１およびモータ１６を備えている。

【0032】

バッテリスタック１４は、後述するように複数の板状セルから構成されており、電池パックとも称される。バッテリスタック１４としては、例えばリチウムバッテリを採用することができる。

【0033】

バッテリ冷却部１５は、バッテリスタック１４と密着するように配置され、バッテリ冷却流体１９が流通する流路が内部に形成され、充電時および放電時にバッテリスタック１４を冷却する。

【0034】

ラジエタ１７は、バッテリ冷却流体１９と外部雰囲気とを熱交換することで、バッテリ冷却流体１９を冷却する。

【0035】

ポンプ１２は、バッテリ冷却流体１９がラジエタ１７とバッテリ冷却部１５との間で循環するように、バッテリ冷却流体１９に圧力を加える。

【0036】

温度センサ１１は、バッテリスタック１４の温度を計測するセンサであり、バッテリスタック１４の温度を示す電気信号を制御部１３に伝送する。

【0037】

制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなり、温度センサ１１が計測したバッテリスタック１４の温度等に基づいて、ポンプ１２の吐出力を制御する。

【0038】

モータ１６は、バッテリスタック１４から供給される電力で回転し、図１に示した車両２０に駆動力を与える駆動力発生手段である。ここで、バッテリスタック１４を充電するための充電用エンジンが配設されても良い。

【0039】

上記した構成のバッテリモジュール１０は、次のように動作する。即ち、バッテリスタック１４を充電する際には、外部電源や車載エンジン等からバッテリスタック１４に電力を供給する。充電時に於けるバッテリスタック１４の過熱を防止するために、温度センサ１１の出力に応じて制御部１３はポンプ１２を運転し、バッテリ冷却流体１９をバッテリ冷却部１５に供給する。ポンプ１２の運転により、バッテリ冷却流体１９はラジエタ１７とバッテリ冷却部１５とを循環する。バッテリ冷却流体１９がバッテリスタック１４と熱交換することで、充電時に於けるバッテリスタック１４の過熱が防止される。

【0040】

バッテリスタック１４が放電する際は、バッテリスタック１４から供給される電力でモータ１６が回転することで、上記した車両２０に駆動力が与えられる。更に、バッテリスタック１４が放電する際には、温度センサ１１の出力に応じて、制御部１３はポンプ１２を運転する。ポンプ１２が運転されると、バッテリ冷却流体１９はラジエタ１７とバッテリ冷却部１５との間で循環させる。バッテリ冷却流体１９がバッテリ冷却部１５の内部でバッテリスタック１４と熱交換することで、バッテリスタック１４の放電時に於ける過熱が防止される。

【0041】

図３を参照して、バッテリ冷却部１５およびバッテリスタック１４の関連構成を説明する。この図は、バッテリ冷却部１５およびバッテリスタック１４を部分的に示す断面図である。

【0042】

バッテリスタック１４は、積層された複数のセルから構成され、ここではバッテリセル１８１、１８２、１８３、１８４が示されている。個々のバッテリセル１８１等は、略板形状を呈している。

【0043】

バッテリスタック１４どうしの間には、バッテリ冷却部１５が配設されている。具体的には、バッテリセル１８１とバッテリセル１８２との間にはバッテリ冷却部１５１が配設され、バッテリセル１８２とバッテリセル１８３との間にはバッテリ冷却部１５２が配設され、バッテリセル１８３とバッテリセル１８４との間にはバッテリ冷却部１５３が配設され、バッテリセル１８４の右方にはバッテリ冷却部１５４が配設されている。

【0044】

バッテリ冷却部１５１等は略筐体状の構成を有し、その内部にはバッテリ冷却流体１９が流通する。バッテリ冷却流体１９としては、水、不凍液、油などの非伝導性流体、または、これらの混合液体等を採用することができる。

【0045】

バッテリスタック１４が充放電している間は、バッテリスタック１４の温度等に応じて、バッテリ冷却部１５をバッテリ冷却流体１９が流通する。具体的には、バッテリ冷却流体１９は、バッテリ冷却部１５１、１５２、１５３、１５４の順番で流通する。バッテリ冷却部１５１を流通するバッテリ冷却流体１９が、バッテリセル１８１およびバッテリセル１８２と熱交換する。バッテリ冷却部１５２を流通するバッテリ冷却流体１９が、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３と熱交換する。バッテリ冷却部１５３を流通するバッテリ冷却流体１９が、バッテリセル１８３およびバッテリセル１８４と熱交換する。バッテリ冷却部１５４を流通するバッテリ冷却流体１９が、バッテリセル１８４と熱交換する。このように、各バッテリ冷却部１５１等が各バッテリセル１８１等と熱交換することで、各バッテリセル１８１等を効率的に冷却することができる。

【0046】

図４を参照して、バッテリ冷却部１５の構成を説明する。図４（Ａ）はバッテリ冷却部１５を上方側から見た斜視図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ－Ａ線に於ける断面図であり、図４（Ｃ）は図４（Ａ）のＢ－Ｂ線に於ける断面図である。

【0047】

図４（Ａ）を参照して、バッテリ冷却部１５は、その内部に上記したバッテリ冷却流体１９が流通する内部空間を有する筐体形状を呈している。具体的には、バッテリ冷却部１５は、上下方向に細長く伸びる板状を呈する主面部２４と、主面部２４の上端部近傍を前方に向かって突出させた突出部２５と、を有している。バッテリ冷却部１５は、例えば、一体成型された合成樹脂から構成される。

【0048】

主面部２４は、下方に面する下面３２、上方に面する上面３３、前方に面する前面２８、後方を向く後面２９、左方を向く左側面３０、右方を向く右側面３１、を有している。

【0049】

突出部２５は、下方を向く下面３５、前方を向く前面３４を有している。

【0050】

前面３４の左端部分を略円形に開口することで注入口２６が形成されている。注入口２６は、上記したバッテリ冷却流体１９がバッテリ冷却部１５の内部に注入される開口である。

【0051】

後面２９の上方左端部分を略円形に開口することで排出口２７が形成されている。排出口２７は、バッテリ冷却部１５の内部を流通したバッテリ冷却流体１９が取り出される開口である。前方から見て、注入口２６と排出口２７とは、重畳して配置される。

【0052】

図４（Ｂ）を参照して、バッテリ冷却部１５の内部には壁部３６が形成されている。壁部３６は、左側面３０から右側面３１に至るまで壁状に形成されている。また、左右方向に於ける壁部３６の中央部近傍を、前後方向に向かって突起させることで、突出部３７が形成されている。突出部３７は、前後方向に向かって楔形に突出している。ここでは、複数の突出部３７が略等間隔に形成されている。

【0053】

図４（Ｃ）を参照して、壁部３６は、上面３３から下面３２の近傍まで延在している。即ち、壁部３６と下端と下面３２との間には、バッテリ冷却流体１９が流通するための間隙が形成されている。上記した突出部３７は、上下方向に於いて壁部３６の略中央部に形成されている。

【0054】

また、上記した突出部３７は、上下方向および左右方向に於いて、図３に示したバッテリセル１８１等の中央部近傍に対応する部分には配設される。このようにすることで、バッテリセル１８１等が異常膨張する際には中央部の膨張量が大きいことから、後述するように、その膨張を利用して開口を形成することができる。

【0055】

更に図４（Ｃ）を参照して、バッテリ冷却部１５の内部をバッテリ冷却流体１９が流通する際には、注入口２６から流入したバッテリ冷却流体１９は、前面２８と壁部３６との間の空間を下方に向かって流通する。次に、バッテリ冷却流体１９は、壁部３６と後面２９との間の空間を上方に向かって流通する。その後、バッテリ冷却流体１９は、排出口２７から外部に流出する。このようにすることで、バッテリ冷却部１５の内部に於いてバッテリ冷却流体１９が流通する経路を長くすることができ、より効果的にバッテリスタック１４とバッテリ冷却流体１９とを熱交換することができる。

【0056】

図５を参照して、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３が異常時に膨張した場合を説明する。内部短絡等が発生することで、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３が異常状態となると、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３は温度上昇すると共に膨張する。

【0057】

バッテリセル１８２が異常膨張すると、バッテリセル１８２の両側面が側方に向かって膨出する。この結果、バッテリセル１８２の後方側面に当接している前面２８も、後方に向かって同様に変形し、前面２８の中間部は突出部３７に当接する。バッテリセル１８２の異常膨張が更に進行すると、鋭利な形状を呈する突出部３７に前面２８は強く押しつけられる。そして、前面２８の突出部３７に接触する部分が開口することで流出部位４０が形成される。

【0058】

同様に、バッテリセル１８３が異常膨張することでその側面が側方に膨出すると、後面２９は前方に向かって変形し、後面２９の中間部が突出部３７に当接し、後面２９が部分的に開口することで流出部位４０が形成される。

【0059】

上記のように、前面２８および後面２９に流出部位４０が形成されると、流出部位４０を介して上記したバッテリ冷却流体１９がバッテリ冷却部１５３の外部に流出する。この結果、流出したバッテリ冷却流体１９がバッテリセル１８２およびバッテリセル１８３に接触することで、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３が冷却され、過熱が抑止される。また、加熱されたバッテリ冷却流体１９が蒸発する際に生じる気化熱により、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３を更に冷却することができる。

【0060】

更には、バッテリセル１８２およびバッテリセル１８３が排煙した場合であっても、バッテリ冷却流体１９が流通する径路に排煙ガスを流すことができる。よって、バッテリ冷却流体１９が流通する経路を、非常時に於ける排煙機構として利用することができる。この場合は、排煙のための専用機構を排除することができ、バッテリモジュール１０全体の構成を簡素化することができる。

【0061】

図６を参照して、異常時にバッテリ冷却部１５を開口する他の構成を説明する。ここでは、排煙弁３８の上方またはその近傍に於いて、バッテリ冷却部１５の下面３５に異常時開口部３９を形成している。異常時開口部３９は、下面３５を部分的に脆弱に形成した部位であり、例えば、下面３５を部分的に肉薄とした部位である。

【0062】

係る構成とすることで、異常時に於いて異常時開口部３９からバッテリ冷却流体１９をバッテリセル１８に向かって吐出することができる。具体的には、異常時に於いてはバッテリセル１８の上端に配設された排煙弁３８からガスが発生する。ガスが発生すると、発生したガスは高圧且つ高温であるため、そのようなガスが脆弱な異常時開口部３９に吹き付けられると異常時開口部３９は開口することで流出部位となる。異常時開口部３９が開口すると、この流出部位からバッテリ冷却流体１９がバッテリセル１８に向かって噴出し、バッテリ冷却流体１９によりバッテリセル１８が冷却され、バッテリセル１８の過熱が抑止される。

【0063】

ここで、図５に示した突出部３７と、図６に示した異常時開口部３９とは、共に異常時に於いてバッテリ冷却流体１９をバッテリセル１８に向かって流出させるための流出部位を形成する流出部位形成部である。流出部位形成部として、突出部３７および異常時開口部３９の何れか一方が採用されても良いし、両方が組み合わせて採用されても良い。

【0064】

図７を参照して、バッテリ冷却部１５の他の構成を説明する。図７（Ａ）はバッテリ冷却部１５の他の構成を示す断面図であり、図７（Ｂ）は係る構成に於いてバッテリスタック１４が異常膨張した場合を示す断面図である。

【0065】

図７（Ａ）を参照して、バッテリセル１８１等の下部は前後方向に延伸しており、バッテリセル１８１等どうしの間の下方に、両者の間隙としてのスリット４１が形成されている。具体的には、バッテリ冷却部１５１とバッテリ冷却部１５２との間、バッテリ冷却部１５２とバッテリ冷却部１５３との間、バッテリ冷却部１５３とバッテリ冷却部１５４との間に、それぞれ、スリット４１が形成されている。また、スリット４１は、バッテリセル１８１等の下方に形成されている。スリット４１は、後述するように、異常時に於いてバッテリ冷却部１５１等から漏出するバッテリ冷却流体１９を、所定量外部に漏出させるためのものである。

【0066】

図７（Ｂ）を参照して、異常時に於ける動作を、バッテリセル１８３を例に説明する。異常時に於いてバッテリセル１８３が膨張すると、図５を参照して説明したように、バッテリ冷却部１５２およびバッテリ冷却部１５３の側面を開口することで、流出部位４０が形成される。流出部位４０からは、バッテリ冷却部１５２およびバッテリ冷却部１５３の内部を流通するバッテリ冷却流体１９が、バッテリセル１８３に向かって噴出する。噴出された後のバッテリ冷却流体１９は、バッテリ冷却部１５２およびバッテリ冷却部１５３と、バッテリセル１８２の側面との間に満たされた後に、スリット４１を経由して外部に流出する。

【0067】

ここで、図６を再び参照して、流出部位として異常時開口部３９が形成された場合は、異常時開口部３９を開口した部位から流出するバッテリ冷却流体１９が、バッテリセル１８の周囲を満たした後に、図７（Ａ）に示すスリット４１を経由して外部に流出する。

【0068】

また、スリット４１を経由するバッテリ冷却流体１９の流量は、流出部位４０を経由するバッテリ冷却流体１９の流量よりも少なく設定することができる。このようにすることで、流出するバッテリ冷却流体１９とバッテリセル１８３とが接する時間を、一定以上にすることができ、バッテリセル１８３の過熱や発火を防止する効果が大きくなる。

【0069】

図８を参照して、バッテリ冷却部１５の変形例を詳述する。この図は、バッテリ冷却部１５を上方から見た斜視図である。この図を参照して、主面部２４の下端部を前方および後方に突出させることで張出部４２が形成されている。また、張出部４２の前面を溝状に切り欠くことでスリット４１が形成されている。スリット４１は複数が形成されている。同様に、後方に向かって突出する張出部４２の後面にも複数のスリット４１が形成されている。

【0070】

図９のフローチャートを参照して、上記した各図も参照しつつ、異常時に於いてバッテリスタック１４の過熱を抑止する制御方法を説明する。

【0071】

ステップＳ１０では、先ず、温度センサ１１がバッテリスタック１４の温度を常時計測する。温度センサ１１は、バッテリスタック１４の温度を示す温度データを制御部１３に伝送する。

【0072】

ステップＳ１１では、制御部１３は、温度センサ１１で計測したバッテリスタック１４の温度が、予め設定された第１温度以上であるか否かを判断する。ここで、第１温度とは、バッテリスタック１４が正常に充放電する際の温度よりも高い温度である。よって、バッテリスタック１４の計測温度が第１温度以上であれば、バッテリスタック１４は異常状態であると判断される。

【0073】

バッテリスタック１４の温度が第１温度未満である場合、即ち、バッテリスタック１４が正常に充放電を行っており、ステップＳ１１でＮＯの場合は、制御部１３は、ステップＳ１０に戻り、バッテリスタック１４の温度監視を続ける。

【0074】

一方、バッテリスタック１４の温度が第１温度以上である場合は、バッテリスタック１４が異常状態であり、ステップＳ１１がＹＥＳであるので、ステップＳ１２に移行する。

【0075】

ステップＳ１２では、制御部１３は、ポンプ１２の吐出量を増加させ、バッテリ冷却部１５に供給されるバッテリ冷却流体１９の流量を増加させる。ここでは、ポンプ１２の吐出量を、例えば、通常使用領域を超えて、大きくする。このようにすることで、バッテリスタック１４を冷却する機能を増大し、バッテリスタック１４の過熱を抑止する。この時、図５に示したように、バッテリセル１８２等が膨張する現象を利用して流出部位４０を形成し、バッテリセル１８２等にバッテリ冷却流体１９を供給することで、バッテリセル１８２等の過熱および延焼を防止する。

【0076】

更に、制御部１３は、バッテリスタック１４に入出力される電力を制限する。例えば、バッテリスタック１４に入出力される電力を０ｋＷとする。これにより、異常時に解ける漏電および感電を抑止することができる。

【0077】

ステップＳ１３では、制御部１３は、温度センサ１１で計測したバッテリスタック１４の温度が、予め設定された第２温度以上であるか否かを判断する。本工程の第２温度は、上記した第１温度よりも高く設定された温度である。バッテリスタック１４の計測温度が第２温度以上であれば、バッテリスタック１４は更に異常な状態であると判断される。

【0078】

バッテリスタック１４の温度が第２温度未満である場合、ステップＳ１３でＮＯの場合は、制御部１３は、ステップＳ１１に戻り、バッテリスタック１４の温度監視および冷却を続ける。

【0079】

一方、バッテリスタック１４の温度が第２温度以上である場合は、バッテリスタック１４が異常状態であり、ステップＳ１３がＹＥＳであるので、ステップＳ１４に移行する。

【0080】

ステップＳ１４では、制御部１３は、ポンプ１２の吐出量を更に最大限まで増加させ、バッテリ冷却部１５に供給されるバッテリ冷却流体１９の流量を増加させる。このようにすることで、バッテリスタック１４を冷却する機能を更に増大し、バッテリスタック１４の過熱や延焼を抑止する。更に、制御部１３は、バッテリスタック１４に入出力される電力を制限する。例えば、バッテリスタック１４に入出力される電力を０ｋＷとする。

【0081】

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0082】

１０ バッテリモジュール
１１ 温度センサ
１２ ポンプ
１３ 制御部
１４ バッテリスタック
１５ バッテリ冷却部
１５１ バッテリ冷却部
１５２ バッテリ冷却部
１５３ バッテリ冷却部
１５４ バッテリ冷却部
１６ モータ
１７ ラジエタ
１８ バッテリセル
１８１ バッテリセル
１８２ バッテリセル
１８３ バッテリセル
１８４ バッテリセル
１９ バッテリ冷却流体
２０ 車両
２２ シート
２３ 仕切板
２４ 主面部
２５ 突出部
２６ 注入口
２７ 排出口
２８ 前面
２９ 後面
３０ 左側面
３１ 右側面
３２ 下面
３３ 上面
３４ 前面
３５ 下面
３６ 壁部
３７ 突出部
３８ 排煙弁
３９ 異常時開口部
４０ 流出部位
４１ スリット
４２ 張出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】