特許 7306843 車両用電源装置

(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】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】車両用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/633 20140101AFI20230704BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20230704BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20230704BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230704BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20230704BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20230704BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20230704BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20230704BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20230704BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20230704BHJP

   H01M 50/30 20210101ALI20230704BHJP

【ＦＩ】

H01M10/633

B60K1/04 Z

B60K11/04 Z

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/647

H01M10/651

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M50/20

H01M50/30

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019047382

(22)【出願日】2019-03-14

(65)【公開番号】P2020149900

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-08

(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】岡住 綾馬

(72)【発明者】

【氏名】中川 功

(72)【発明者】

【氏名】板井 啓祐

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１９７０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１１５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７５１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２２４１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６３３

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

Ｈ０１Ｍ １０／６５１

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

Ｈ０１Ｍ １０／６４７

Ｈ０１Ｍ ５０／３０

Ｂ６０Ｋ １１／０４

Ｂ６０Ｋ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリセルから成り、安全弁を有するバッテリと、
前記バッテリセルから発生する熱を吸熱するバッテリ冷却部と、
前記バッテリ冷却部を流通する冷却流体が循環する流体回路と、
前記バッテリセルから発生するガスを前記流体回路に導入するガス導入機構と、
前記冷却流体の流れを制御する演算制御部と、を具備し、
前記ガス導入機構は、前記バッテリ冷却部に設けられ、且つ、前記バッテリセルの前記安全弁に接近する位置に配設され、
前記ガス導入機構と前記安全弁とは、同じ密閉空間に配設されることを特徴とする車両用電源装置。

【請求項2】

前記演算制御部は、前記流体回路の上流側と下流側との温度差が閾値以上の場合に、前記流体回路の冷却能力を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。

【請求項3】

前記演算制御部は、前記流体回路の特定箇所における前記冷却流体の温度が閾値以上の場合に、前記流体回路の冷却能力を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。

【請求項4】

前記演算制御部は、前記流体回路に於ける前記冷却流体の流速を大きくすることで、前記冷却能力を大きくすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用電源装置。

【請求項5】

前記演算制御部は、前記流体回路に於いて流体冷却器が前記冷却流体を更に低温に冷却することで、前記冷却能力を大きくすることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の車両用電源装置。

【請求項6】

前記演算制御部は、前記流体回路の上流側と下流側との温度差が閾値以下の場合に、前記流体回路における前記冷却流体の冷却を終了することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の車両用電源装置。

【請求項7】

前記演算制御部は、前記流体回路の特定箇所における前記冷却流体の温度が閾値以下の場合に、前記流体回路における前記冷却流体の冷却を終了することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の車両用電源装置。

【請求項8】

前記演算制御部は、前記バッテリセルへの前記冷却流体の供給量を制御することを特徴とすることを特徴とする請求項２から請求項７の何れかに記載の車両用電源装置。

【請求項9】

前記安全弁は、前記バッテリセルと前記バッテリ冷却部との間に形成された収納領域に配置され、
前記安全弁の近傍に充填剤が配置され、
前記バッテリセルが発煙した際に、前記充填剤が前記収納領域に充填されることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の車両用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用電源装置に関し、特に、バッテリセルからの発煙が生じた際にガスを安全且つ効果的に排出処理することができる車両用電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

乗用車等の車両として、ハイブリッド自動車や電気自動車が登場してきており、これらの車両には大型の充電式バッテリが搭載されている。車両に搭載される充電式バッテリは、例えば略板状に形成されたバッセリセルと呼称する単体のリチウムイオンバッテリを複数個組み合わせた組電池から構成される。

【0003】

リチウムイオンバッテリ等でバッテリセルを構成した場合、内部短絡が起こった際にバッテリセルの上端に形成された排気弁からガスがバッテリセル外部に噴出される恐れがある。このようなバッテリセルの内部短絡の対策として、特許文献１には複数の温度センサでバッテリセルの異常を検出する発明が記載されている。また、特許文献２には、バッテリセルの短絡等が発生した際に、冷媒をバッテリセルに効果的に供給して冷却を図る発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１９２１２４号公報

【文献】特開２０１７－１４７１２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記した特許文献１および特許文献２では、バッテリセルの短絡を検出する方法およびバッテリセルの冷却方法は記載されているが、バッテリセルが短絡した際に発生するガスの処置方法は記載されていない。

【0006】

一般に、バッテリセルが短絡する際に発生するガスは、車両に搭乗する乗員に悪影響が及ばないように、車外に向かって放出される。しかしながら、有害性を帯びているガスを車外に放出した場合、そのガスが車両の近傍に存在する人に悪影響を及ぼす恐れがある。特に、ガレージ等の密閉空間に車両が存在する際に、バッテリセルからガスが車外に放出されると、その悪影響が顕著になる恐れがある。

【0007】

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、バッテリセルの短絡等に伴いガスが発生した際に、そのガスを安全且つ効果的に処置することができる車両用電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の車両用電源装置は、複数のバッテリセルから成り、安全弁を有するバッテリと、前記バッテリセルから発生する熱を吸熱するバッテリ冷却部と、前記バッテリ冷却部を流通する冷却流体が循環する流体回路と、前記バッテリセルから発生するガスを前記流体回路に導入するガス導入機構と、前記冷却流体の流れを制御する演算制御部と、を具備し、前記ガス導入機構は、前記バッテリ冷却部に設けられ、且つ、前記バッテリセルの前記安全弁に接近する位置に配設され、前記ガス導入機構と前記安全弁とは、同じ密閉空間に配設されることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の上流側と下流側との温度差が閾値以上の場合に、前記流体回路の冷却能力を大きくすることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の特定箇所における前記冷却流体の温度が閾値以上の場合に、前記流体回路の冷却能力を大きくすることを特徴とする。

【0011】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路に於ける前記冷却流体の流速を大きくすることで、前記冷却能力を大きくすることを特徴とする。

【0012】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路に於いて流体冷却器が前記冷却流体を更に低温に冷却することで、前記冷却能力を大きくすることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の上流側と下流側との温度差が閾値以下の場合に、前記流体回路における前記冷却流体の冷却を終了することを特徴とする。

【0014】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の特定箇所における前記冷却流体の温度が閾値以下の場合に、前記流体回路における前記冷却流体の冷却を終了することを特徴とする。

【0015】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記バッテリセルへの前記冷却流体の供給量を制御することを特徴とする。

【0016】

本発明の車両用電源装置では、前記安全弁は、前記バッテリセルと前記バッテリ冷却部との間に形成された収納領域に配置され、前記安全弁の近傍に充填剤が配置され、前記バッテリセルが発煙した際に、前記充填剤が前記収納領域に充填されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明の車両用電源装置は、複数のバッテリセルから成り、安全弁を有するバッテリと、前記バッテリセルから発生する熱を吸熱するバッテリ冷却部と、前記バッテリ冷却部を流通する冷却流体が循環する流体回路と、前記バッテリセルから発生するガスを前記流体回路に導入するガス導入機構と、前記冷却流体の流れを制御する演算制御部と、を具備し、前記ガス導入機構は、前記バッテリ冷却部に設けられ、且つ、前記バッテリセルの前記安全弁に接近する位置に配設され、前記ガス導入機構と前記安全弁とは、同じ密閉空間に配設されることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、内部短絡等が発生することでバッテリセルからガスが発生した場合、ガス導入機構を経由してガスが流体回路に導入されるので、ガスが車外に放出されることを抑止できる。

【0018】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の上流側と下流側との温度差が閾値以上の場合に、前記流体回路の冷却能力を大きくすることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、流体回路における相対的な温度差を用いることで、周囲の温度環境の影響を受けずに、バッテリが発煙しているか否かを正確に判断できる。

【0019】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の特定箇所における前記冷却流体の温度が閾値以上の場合に、前記流体回路の冷却能力を大きくすることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、流体回路の特定箇所における冷却流体の温度を用いることで、バッテリの温度状態を安定的にモニタし、バッテリが発煙しているか否かを正確に判断できる。

【0020】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路に於ける前記冷却流体の流速を大きくすることで、前記冷却能力を大きくすることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、流速を大きくする簡易な制御で流体回路の冷却能力を大きくすることができる。

【0021】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路に於いて流体冷却器が前記冷却流体を更に低温に冷却することで、前記冷却能力を大きくすることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、流体冷却器の出力を大きくする簡易な制御で流体回路の冷却能力を大きくすることができる。

【0022】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の上流側と下流側との温度差が閾値以下の場合に、前記流体回路における前記冷却流体の冷却を終了することを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、流体回路の温度差に基づいて、発熱が終了するまで、バッテリセルを連続的に冷却することができる。

【0023】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記流体回路の特定箇所における前記冷却流体の温度が閾値以下の場合に、前記流体回路における前記冷却流体の冷却を終了することを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、流体回路の温度に基づいて、発煙に伴う発熱が終了するまで、バッテリセルを連続的に冷却することができる。

【0024】

また、本発明の車両用電源装置では、前記演算制御部は、前記バッテリセルへの前記冷却流体の供給量を制御することを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、バッテリセルへ供給される冷却流体を制御することで、効率的にバッテリセルを冷却できる。

【0025】

本発明の車両用電源装置では、前記安全弁は、前記バッテリセルと前記バッテリ冷却部との間に形成された収納領域に配置され、前記安全弁の近傍に充填剤が配置され、前記バッテリセルが発煙した際に、前記充填剤が前記収納領域に充填されることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、バッテリセルが発煙した際に、充填剤が収納領域に充填されることで、ガスの外部への漏出を抑止できる。この充填剤としては、発泡剤または膨張剤を採用できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す分解斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は拡大断面図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置の接続構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置によりバッテリを冷却する方法を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置によりバッテリを冷却する方法を示す図であり、（Ａ）から（Ｃ）はこの方法を逐次的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施形態に係る車両用電源装置１０を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、上下前後左右の各方向を用いて説明する。ここで、前後とは車両用電源装置１０を構成するバッテリセル１２が積層される方向である。

【0028】

図１は、車両用電源装置１０を示す分解斜視図である。車両用電源装置１０は、車両のモータや電装部品に電力を供給する。車両用電源装置１０が搭載される車両としては、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車やＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車等を採用できる。車両用電源装置１０は、全体として、前後方向に細長く形成された略直方体形状を呈している。

【0029】

車両用電源装置１０では収納ケースの内部にバッテリ１１が収納されている。収納ケースは、バッテリ１１を上方から塞ぐカバー１７と、バッテリ１１を下方から塞ぐ底面部材２０と、バッテリ１１を前後方向から塞ぐエンドプレート１９と、バッテリ１１を左右方向から塞ぐ側面部材１８と、から構成されている。

【0030】

バッテリ１１は、充電可能な高出力バッテリであり、前後方向に沿って積層配置された多数のバッテリセル１２から構成される。バッテリセル１２どうしの間には、冷却のための空気の流通を許容する空間が形成されている。バッテリセル１２は、例えばリチウムイオンバッテリまたはニッケル水素バッテリから成る板状の複数の二次電池である。バッテリセル１２の上端には、ガスを外部に逃がすための安全弁２３が形成されている。

【0031】

バッテリ１１の上方には、伝熱シート２１が配置されている。上方から見た伝熱シート２１の形状は矩形形状であり、バッテリ１１と同等の大きさに形成されている。伝熱シート２１は、バッテリ１１が充放電時に発する熱を、後述するバッテリ冷却部１４に伝熱させるための部材である。伝熱シート２１には、前後方向に沿って収納領域２２が形成されている。収納領域２２は、伝熱シート２１を貫通する孔部であり、バッテリセル１２の安全弁２３が収納される。伝熱シート２１の材料としては、バッテリ１１が発する熱を伝導する良熱伝導体が採用され、具体的には、合成樹脂、ゴム、金属、ゲル状物質等を採用できる。

【0032】

伝熱シート２１とカバー１７との間には、バッテリ冷却部１４が配置されている。上方から見た場合、バッテリ冷却部１４は前後方向に細長く形成される矩形形状を呈している。バッテリ冷却部１４の大きさは、伝熱シート２１およびバッテリ１１と略同一とされている。後述するように、バッテリ冷却部１４の内部には、バッテリ１１から発生される熱を吸収する冷却流体が流通する冷却経路が形成されている。

【0033】

なお、ここでは図示しないが、バッテリ１１と底面部材２０との間には、バッテリ１１の温度が過度に低下した際に、バッテリ１１を昇温するための昇温手段が配置される。

【0034】

図２を参照して、車両用電源装置１０の構成を詳述する。図２（Ａ）は車両用電源装置１０を前後方向に沿って安全弁２３の中間部で切断した場合の側方断面図であり、図２（Ｂ）は収納領域２２が形成される部分に於ける車両用電源装置１０の拡大断面図である。

【0035】

図２（Ａ）を参照して、車両用電源装置１０は、前後方向に沿って積層配置された複数のバッテリセル１２を有している。バッテリセル１２は、互いに離間した状態で積層配置されている。また、上記したように、バッテリセル１２の上方には、伝熱シート２１およびバッテリ冷却部１４が配置されている。

【0036】

伝熱シート２１は、バッテリセル１２とバッテリ冷却部１４との間に配置され、バッテリセル１２が充放電時に発生する熱をバッテリ冷却部１４に伝導する部材である。伝熱シート２１の下面はバッテリセル１２の上端に接触し、伝熱シート２１の上面はバッテリ冷却部１４の下面に接触している。

【0037】

バッテリ冷却部１４の内部には、冷却流体が流通するための流体回路１３が形成されている。冷却流体としては、例えば冷却水を採用できる。

【0038】

図２（Ｂ）を参照して、伝熱シート２１を貫通する孔部として形成された収納領域２２に、バッテリセル１２の上端に形成された安全弁２３が配置されている。安全弁２３の中間部の外面には充填剤２４が備えられている。充填剤２４は、例えば高温時に発泡または膨張する高分子材料からなり、安全弁２３の外面に接触するように配置されている。充填剤２４としては、発泡剤または膨張剤を採用できる。

【0039】

収納領域２２は、バッテリセル１２の上面とバッテリ冷却部１４の下面との間に形成される密閉空間である。後述するように、安全弁２３から発生するガスは、収納領域２２を経由してバッテリ冷却部１４の内部に流入する。

【0040】

収納領域２２に露出する部分の流体回路１３の下面には、ガス導入機構１５が形成されている。ガス導入機構１５は、バッテリセル１２の安全弁２３からガスが放出されていない通常時に於いては、閉鎖状態とされており、バッテリ冷却部１４の内部と収納領域２２とを連通させない。一方、バッテリセル１２の内部が短絡することで安全弁２３からガスが放出される短絡時においては、ガス導入機構１５は、バッテリ冷却部１４の内部と収納領域２２とを連通させる。これにより、安全弁２３から噴出されるガスは、収納領域２２およびガス導入機構１５を経由して、バッテリ冷却部１４の内部に移送される。

【0041】

ガス導入機構１５の具体的構成としては、例えば、バッテリ冷却部１４を部分的に薄く形成した肉薄部を採用できる。ガス導入機構１５として肉薄部を採用することで、通常時に於いて、ガス導入機構１５から冷却流体が外部に漏出することを防止できる。また、短絡時に於いては、安全弁２３から発生するガスの熱および圧力により肉薄部であるガス導入機構１５が開口することで、ガス導入機構１５を経由して、ガスをバッテリ冷却部１４の内部に導くことができる。ここで、ガス導入機構１５の別の構成としては、安全弁２３から発生するガスの圧力や熱により、通常時に於いては閉状態であり、短絡時に於いては開状態と成る開閉弁等の機械式開閉機構を採用することもできる。

【0042】

図３は、車両用電源装置１０の接続構成を示すブロック図である。この図を参照して、バッテリ冷却部１４は、循環閉回路である流体回路１３を介して流体冷却器２６およびポンプ２５と接続されている。ポンプ２５は、流体回路１３にバッテリ冷却流体を流通させるための水流を発生させる。流体冷却器２６は、バッテリ１１からの熱を吸収することで温度上昇した冷却流体を冷却する。

【0043】

演算制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含み、車両用電源装置１０を構成する各部位を制御する。具体的には、演算制御部１６は、上流側温度センサ２９および下流側温度センサ３０から入力される冷却流体の温度を示す情報等に基づいて、流体冷却器２６、ポンプ２５、バッテリ１１およびジャンクションボックス２７の動作を制御している。

【0044】

流体回路１３には、流体回路１３を流通する冷却流体の温度を計測する上流側温度センサ２９および下流側温度センサ３０が介装されている。上流側温度センサ２９は、バッテリ冷却部１４の上流側で冷却流体の温度を計測し、下流側温度センサ３０はバッテリ冷却部１４の下流側で冷却流体の温度を計測する。上流側温度センサ２９は、冷却流体の流れに於いてバッテリ冷却部１４の内部に配設されても良いし、バッテリ冷却部１４よりも上流側に配設されても良い。下流側温度センサ３０は、冷却流体の流れに於いてバッテリ冷却部１４の内部に配設されても良いし、バッテリ冷却部１４よりも下流側に配設されても良い。上流側温度センサ２９および下流側温度センサ３０で計測された冷却流体の温度を示す電気信号は演算制御部１６に伝送される。

【0045】

バッテリ１１は、高電圧回路２８を介してジャンクションボックス２７と接続されている。ジャンクションボックス２７は、ここでは図示しないインバータ回路等と接続されている。インバータ回路で所定の周波数に変換された交流電力は、タイヤを駆動するモータに供給される。

【0046】

図４のフローチャートに基づいて、上記した各図および図５も参照しつつ、車両用電源装置１０の動作を説明する。図５（Ａ）ないし図５（Ｃ）は、短絡時に於けるガスの径路を逐次的に示す断面図である。

【0047】

先ず、ステップＳ１０では、図５（Ａ）を参照して、バッテリセル１２の内部短絡等に起因して有害ガスが発生する。

【0048】

ステップＳ１１では、バッテリセル１２から発生するガスが流体回路１３に流入される。図５（Ｂ）を参照して、バッテリセル１２から発生したガスは、安全弁２３から噴射される。発生するガスは、例えば３００℃程度の高温であるため、安全弁２３も高温状態となる。

【0049】

図５（Ｃ）を参照して、安全弁２３が高温状態となると、安全弁２３の表面に配設された充填剤２４が発泡または膨張し、収納領域２２が充填剤２４で満たされる。これにより、収納領域２２の内部に於けるガスの進行が、充填剤２４で制限される。よって、バッテリセル１２と伝熱シート２１との間隙や、伝熱シート２１とバッテリ冷却部１４との間隙を経由して、有害なガスが車両用電源装置１０の外部に放出されることが防止される。充填剤２４の内部に、安全弁２３からガス導入機構１５に向かってガスが流通する経路が形成される。

【0050】

安全弁２３からのガスの放出に伴い、ガス導入機構１５が開状態とされる。例えば、安全弁２３から放出されるガスの熱および圧力により、ガス導入機構１５の部分のバッテリ冷却部１４が開口することで、開状態とされる。または、ガスの圧力や熱により、開閉弁であるガス導入機構１５が開状態となる。

【0051】

本実施形態では、バッテリセル１２から発生するガスをバッテリ冷却部１４の内部に移送しており、車両用電源装置１０の外部にガスを漏出させていない。流体回路１３の内部では、冷却流体によりガスは沸点以下に冷却されるので、ガスは液化する。これにより、ガスの体積が大幅に減少し、比較的大量のガスを流体回路１３に封じ込めることができる。

【0052】

よって、車両用電源装置１０が備えられる車両の車内で、ガスの悪影響が及ぶことを防止できる。更には、車両がガレージ等の閉鎖空間に配置された場合であっても、ガスは流体回路１３に封じ込まれるので、ガレージで作業する人にガスの悪影響が及ぶことを防止できる。更に、バッテリセル１２の短絡が発生した後に、バッテリ１１を流体回路１３と共に車体から取り外すことで、ガスを流体回路１３と共に廃棄処理することができる。

【0053】

ステップＳ１２では、冷却流体の温度を確認することで、バッテリセル１２からの排煙の有無を判定する。この判定は温度差または温度値から判定することができる。

【0054】

温度差により排煙の有無を判定する場合、図３を参照して、バッテリ冷却部１４の上流側に配置された上流側温度センサ２９で計測した冷却流体の温度Ｔ２９を示す情報が演算制御部１６に入力される。同時に、バッテリ冷却部１４の下流側に配置された下流側温度センサ３０で計測した冷却流体の温度Ｔ３０を示す情報が演算制御部１６に入力される。演算制御部１６は、温度Ｔ３０から温度Ｔ２９を減算することで、温度差を算出する。演算制御部１６は、この温度差が予め定めた閾値以上であれば、バッテリ冷却部１４の内部を流れている冷却流体がガスにより加熱されたと判断し、バッテリセル１２からガスが発生していると判断する。よって、ステップＳ１２でＹＥＳと判定し、ステップＳ１３に移行して排煙が発生していると判断する。一方、この温度差が予め定めた閾値未満であれば、ステップＳ１２でＮＯと判定し、ステップＳ１２に於ける判断を続行する。

【0055】

また、ステップＳ１２に於ける判断は、上流側温度センサ２９または下流側温度センサ３０の何れか一方を用いて行うこともできる。好適には、バッテリ冷却部１４の下流側に配置された下流側温度センサ３０の計測値を用いた方が、バッテリセル１２から排出されるガスによる冷却流体の温度変化を検知しやすい。具体的には、下流側温度センサ３０で計測した冷却流体の温度Ｔ３０を示す情報が演算制御部１６に入力される。次に、演算制御部１６は、この温度Ｔ３０が予め定めた閾値以上であれば、バッテリ冷却部１４の内部を流れている冷却流体がガスにより加熱されたと判断し、即ちバッテリセル１２からガスが発生していると判断する。即ち、ステップＳ１２でＹＥＳと判定し、ステップＳ１３に移行して排煙が発生していると判断する。一方、この温度Ｔ３０が予め定めた閾値未満であれば、ステップＳ１２でＮＯと判定し、ステップＳ１２に於ける判断を続行する。

【0056】

ステップＳ１４では、メインリレーをオフにする。メインリレーは、バッテリ１１と図示しないインバータ回路との間の径路に介装されている。メインリレーをオフにすることで、インバータ回路への電力の供給が遮断され、異常時における事故の発生を予防できる。

【0057】

ステップＳ１５では、ガスが発生しているバッテリセル１２を冷却するべく、バッテリ冷却部１４における冷却性能を大きくする。例えば、バッテリ冷却部１４における冷却性能を最大にする。バッテリ冷却部１４の冷却性能を大きくする方法としては、図３を参照して、ポンプ２５の回転数を早くすることで、流体回路１３を流れる冷却流体の流量を大きくする方法、流体冷却器２６の出力を高めることで流体回路１３を流れる冷却流体の温度を更に低くする方法、ポンプ２５の回転数を早くする共に流体冷却器２６の出力を高めることで冷却流体の流量を大きくし且つ冷却流体の温度を低くする方法、を採用できる。

【0058】

バッテリ冷却部１４における冷却性能を大きくすることで、図２（Ａ）を参照して、特定のバッテリセル１２が内部短絡することでガスが発生しても、そのバッテリセル１２の温度上昇を抑制することができる。更には、隣接する他のバッテリセル１２の温度上昇を抑制できる。よって、隣接する他のバッテリセル１２が連鎖的に故障してしまう所謂連爆が発生することを抑制できる。

【0059】

更には、バッテリ冷却部１４における冷却性能を大きくすることで、流体回路１３に流入するガスの液化を更に促進でき、バッテリ冷却部１４および流体回路１３の内部圧力の増加を抑制できる。

【0060】

ステップＳ１６では、バッテリセル１２が冷却されているか否かを判断する。この判定は温度差または温度値から判定することができる。

【0061】

温度差により排煙の有無を判定する場合、図３を参照して、バッテリ冷却部１４の上流側に配置された上流側温度センサ２９で計測した冷却流体の温度Ｔ２９を示す情報が演算制御部１６に入力される。同時に、バッテリ冷却部１４の下流側に配置された下流側温度センサ３０で計測した冷却流体の温度Ｔ３０を示す情報が演算制御部１６に入力される。演算制御部１６は、温度Ｔ３０から温度Ｔ２９を減算することで、温度差を算出する。演算制御部１６は、この温度差が予め定めた閾値以下であれば、バッテリ冷却部１４の内部を流れている冷却流体により、発煙したバッテリセル１２が充分に冷却されたと判断する。即ち、ステップＳ１６でＹＥＳと判定し、ステップＳ１７に移行する。一方、この温度差が予め定めた閾値未満であれば、ステップＳ１６でＮＯと判定し、ステップＳ１５から再度実施する。

【0062】

また、ステップＳ１６に於ける判断は、上流側温度センサ２９または下流側温度センサ３０の何れか一方を用いて行うこともできる。好適には、バッテリ冷却部１４の下流側に配置された下流側温度センサ３０の計測値を用いた方が、バッテリセル１２から排出されるガスによる冷却流体の温度変化を検知しやすい。具体的には、下流側温度センサ３０で計測した冷却流体の温度Ｔ３０を示す情報が演算制御部１６に入力される。次に、演算制御部１６は、この温度Ｔ３０が予め定めた閾値以下であれば、発煙したバッテリセル１２が充分に冷却されたと判断する。即ち、ステップＳ１６でＹＥＳと判定し、ステップＳ１７に移行する。一方、この温度差が予め定めた閾値未満であれば、ステップＳ１６でＮＯと判定し、ステップＳ１５から再度実施する。

【0063】

ステップＳ１７では、車両用電源装置１０におけるバッテリ１１の冷却を終了する。即ち、演算制御部１６は、ポンプ２５および流体冷却器２６を停止する。

【0064】

上記のように、本実施形態の車両用電源装置１０では、短絡時にバッテリセル１２から発生するガスを流体回路１３に導入することで、ガスの周囲への拡散を防止している。よって、使用している部品を生かし大まかな構造を変えない簡易な構成でバッテリ短絡時の排煙ガス排出経路を確立し安全に処理することができる。

【0065】

また、冷却流体の温度または温度差が閾値以上の場合に、バッテリセル１２の発煙を検知することができるので、簡単な構成および制御でバッテリ短絡を検出することができる。同様に、冷却流体の温度または温度差が閾値以下の場合に、バッテリセル１２の冷却が充分に行われたことを判断できるので、簡単な構成および制御で短絡したバッテリを充分に冷却できる。

【0066】

尚、一般的には演算制御部１６にて各バッテリセル１２の電圧を常時監視している為、検出した上記の温度と監視している電圧値を併せて用いることでより、精度よくバッテリセル１２の内部短絡を判断することもできる。

【0067】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、上記した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０ 車両用電源装置
１１ バッテリ
１２ バッテリセル
１３ 流体回路
１４ バッテリ冷却部
１５ ガス導入機構
１６ 演算制御部
１７ カバー
１８ 側面部材
１９ エンドプレート
２０ 底面部材
２１ 伝熱シート
２２ 収納領域
２３ 安全弁
２４ 充填剤
２５ ポンプ
２６ 流体冷却器
２７ ジャンクションボックス
２８ 高電圧回路
２９ 上流側温度センサ
３０ 下流側温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】