特許 7316167 車両用バッテリパック

(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】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】車両用バッテリパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/633 20140101AFI20230720BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20230720BHJP

   B60K 11/06 20060101ALI20230720BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230720BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230720BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20230720BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20230720BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20230720BHJP

   H01M 10/6566 20140101ALI20230720BHJP

   H01M 50/358 20210101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

H01M10/633

B60K1/04

B60K11/06

H01M10/48 301

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6556

H01M10/6563

H01M10/6566

H01M50/358

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019174072

(22)【出願日】2019-09-25

(65)【公開番号】P2021051910

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-08-22

(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】池田 駿介

(72)【発明者】

【氏名】木村 真一

(72)【発明者】

【氏名】柄沢 幸雄

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２３５１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８２２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２８９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３０３３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３１１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０３２３１３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ１／００－６／１２

Ｂ６０Ｋ７／００－１６／００

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ５０／３０－５０／３９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車において内部にバッテリを配置した車両用バッテリパックであって、
前記バッテリを冷却する冷却風が車内から車外へ向けて流通するバッテリ用冷却風路と、
前記バッテリが異常時に排出する煙を流通させる排煙風路と、
前記バッテリ用冷却風路と前記排煙風路とが合流する合流位置に於いて、前記煙が発生していないときには前記排煙風路を閉塞し、前記煙が発生したときには前記バッテリ用冷却風路と前記排煙風路とを連通させる排煙流通規制部と、
前記煙の温度を検知する温度センサと、
前記冷却風を送風する送風ファンと、
前記送風ファンを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記温度センサで前記煙を検知したとき、前記送風ファンの風量を増大することを特徴とする車両用バッテリパック。

【請求項2】

車室空調装置の内気循環および外気導入を切り替える内外切替ダンパと、を更に具備し、
前記制御装置は、前記煙を検知したとき、前記内外切替ダンパを前記外気導入とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリパック。

【請求項3】

前記排煙流通規制部は、前記煙に接することで溶融するフィルムであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用バッテリパック。

【請求項4】

前記バッテリ用冷却風路の端部に配置されるエアベントは、車両のフロア面よりも上方に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車両用バッテリパック。

【請求項5】

前記温度センサは、前記バッテリの温度を検知するセンサであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の車両用バッテリパック。

【請求項6】

前記バッテリに接続され、電力を変換する電力変換回路が組み込まれた電力変換装置と、
前記電力変換装置を冷却する空気が流通する電力変換装置用冷却風路と、を更に具備し、
前記煙が発生したときには、前記電力変換装置用冷却風路を経由して、前記煙を排気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バッテリパック。

【請求項7】

前記温度センサは、前記電力変換装置の温度を検知する電力変換装置用温度センサであることを特徴とする請求項６に記載の車両用バッテリパック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用バッテリパックに関し、特に、異常時にバッテリから発生した煙を外部に導く風路が形成される車両用バッテリパックに関する。

【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テリセルと呼称され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モジュールから構成される。

【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、内部短絡等の異常が起こった際にバッテリセルに形成された排気弁からガスがバッテリセルの外部に噴出される。このようなバッテリセルの内部短絡の対策として、バッテリセルから発生したガスを、ダクトを経由して外部に排出させている。

【0004】

特許文献１には、空気の流路を冷却風およびガスの両方に適用することで、空気の流路を単純化する二次電池パックが記載されている。

【0005】

特許文献２には、異常時に於いてガスが流れるガス導出路を冷却風通路に接続し、異常時に於ける二次電池のガスを冷却風路によってスムーズに外部に排出する電池モジュールが記載されている。

【0006】

特許文献３では、バッテリから排出されるガスを排出するガス排出路を形成する電動車両が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１１－２５８４２６号公報

【文献】特開２０１５－１５３４６４号公報

【文献】特許４５８２２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

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、バッテリに異常が発生した際に発生するガスが排出される経路と、冷却風が流通する風路を共通化することで、風路の構成の簡素化は達しているが、ガス発生時の安全性の観点からは改善の余地があった。即ち、事故発生時等にバッテリセルから発生するガスは有害性が高いため、単に冷却風路に流すのみでは、乗員の安全性を十分に確保するのは簡単ではなかった。

【0009】

また、特許文献３に記載された発明では、ガス排出路やセルの近傍に多くのセンサを配設する必要があり、ガスを排出させるための機構に多額のコストが発生してしまう恐れがあった。

【0010】

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、簡素な風路構成でガスを安全且つ効果的に外部に放出することができる車両用バッテリパックを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の請求項１に記載された車両用バッテリパックは、電動車において内部にバッテリを配置した車両用バッテリパックであって、前記バッテリを冷却する冷却風が車内から車外へ向けて流通するバッテリ用冷却風路と、前記バッテリが異常時に排出する煙を流通させる排煙風路と、前記バッテリ用冷却風路と前記排煙風路とが合流する合流位置に於いて、前記煙が発生していないときには前記排煙風路を閉塞し、前記煙が発生したときには前記バッテリ用冷却風路と前記排煙風路とを連通させる排煙流通規制部と、前記煙の温度を検知する温度センサと、前記冷却風を送風する送風ファンと、前記送風ファンを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記温度センサで前記煙を検知したとき、前記送風ファンの風量を増大することを特徴とする。

【0012】

本発明の請求項２に記載された車両用バッテリパックでは、車室空調装置の内気循環および外気導入を切り替える内外切替ダンパと、を更に具備し、前記制御装置は、前記煙を検知したとき、前記内外切替ダンパを前記外気導入とすることを特徴とする。

【0013】

本発明の請求項３に記載された車両用バッテリパックでは、前記排煙流通規制部は、前記煙に接することで溶融するフィルムであることを特徴とする。

【0014】

本発明の請求項４に記載された車両用バッテリパックでは、前記バッテリ用冷却風路の端部に配置されるエアベントは、車両のフロア面よりも上方に配置されることを特徴とする。

【0015】

本発明の請求項５に記載された車両用バッテリパックでは、前記温度センサは、前記バッテリの温度を検知するセンサであることを特徴とする。

【0016】

本発明の請求項６に記載された車両用バッテリパックでは、前記バッテリに接続され、電力を変換する電力変換回路が組み込まれた電力変換装置と、前記電力変換装置を冷却する空気が流通する電力変換装置用冷却風路と、を更に具備し、前記煙が発生したときには、前記電力変換装置用冷却風路を経由して、前記煙を排気することを特徴とする。

【0017】

本発明の請求項７に記載された車両用バッテリパックでは、前記温度センサは、前記電力変換装置の温度を検知する電力変換装置用温度センサであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の請求項１に記載された車両用バッテリパックによれば、排煙流通規制部をバッテリ冷却風路と排煙風路との間に介装することで、バッテリに異常が生じることで排煙が発生した際に、バッテリ用冷却風路を介して排煙を外部に放出することができる。よって、煙を放出させるための経路としてバッテリ用冷却風路を利用できるので、車両用バッテリパックの構成を簡素化できる。更に、温度センサが排煙を検知したときに送風ファンの風量を増大することで、良好に煙を車外に放出することができ、有害な排煙が搭乗者に悪影響を与えることを防止できる。

【0019】

本発明の請求項２に記載された車両用バッテリパックによれば、排煙を検知したときに外気導入とすることで、有害な煙が車室内に滞留してしまうことを抑止できる。

【0020】

本発明の請求項３に記載された車両用バッテリパックによれば、フィルムを排煙流通規制部として採用することで、排煙流通規制部の構成を簡略化することができる。

【0021】

本発明の請求項４に記載された車両用バッテリパックによれば、エアベントを、車両のフロア面よりも上方に配置することで、車外からの水がバッテリ用冷却風路に浸入することを防止できる。

【0022】

本発明の請求項５に記載された車両用バッテリパックによれば、バッテリの温度を検出するセンサで排煙を検知できるので、排煙を検知するための専用のセンサを不要にし、コストの増加を抑制できる。

【0023】

本発明の請求項６に記載された車両用バッテリパックによれば、送風力が大きい電力変換装置用冷却風路を経由して煙を送風することで、有害な煙をより確実に車外に放出することができる。

【0024】

本発明の請求項７に記載された車両用バッテリパックによれば、電力変換装置の温度を検出するセンサで排煙を検知できるので、排煙を検知するための専用のセンサを不要にし、コストの増加を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックを示す図であり、（Ａ）は車両用バッテリパックが配置された車両後部を示す斜視図であり、（Ｂ）はバッテリを示す斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックを示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックを示す図であり、（Ａ）は車両用バッテリパックの風路構成を示す斜視図であり、（Ｂ）はバッテリスタックの構成を示す斜視図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックを示す図であり、（Ａ）は車両用バッテリパックの風路構成を示す模式図であり、（Ｂ）はエアベントを示す側面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックの接続構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックを示す図であり、バッテリスタックから排煙が発生していない通常時における各風路の状況を示す模式図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る車両用バッテリパックを示す図であり、バッテリスタックから排煙が発生する異常時における各風路の状況を示す模式図である。

【図8】本発明の他の形態に係る車両用バッテリパックを示す図であり、（Ａ）は電力変換装置およびバッテリスタックを冷却する各風路の構成を示す模式図であり、（Ｂ）は電力変換装置用冷却風路を経由して煙を排出する状況を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態に係る車両用バッテリパック１０を図面に基づき詳細に説明する。本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明では前後上下左右の各方向を用いるが、左右とは車両の前方を向いた場合の左右である。

【0027】

図１は、車両用バッテリパック１０を示す斜視図である。図１（Ａ）は車両用バッテリパック１０が配置される車両後部を示す斜視図であり、図１（Ｂ）はバッテリ１１を示す斜視図である。ここで、車両用バッテリパック１０は、車両用電池モジュール、車両用電池パックまたは車両用バッテリモジュールとも称される。

【0028】

図１（Ａ）を参照して、車両用バッテリパック１０は、電動車である車両のモータや電装部品に、電力を供給する。車両用バッテリパック１０が搭載される車両としては、例えば、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等を採用できる。

【0029】

ここでは、車体後端側にバッテリケース１２３が配置され、バッテリケース１２３の内部にバッテリ１１が配設される。図１（Ａ）ではバッテリ１１の具体的形状は図示していない。バッテリ１１の上方には、バッテリ用冷却風路１４が配置されている。バッテリ用冷却風路１４は、バッテリ１１を冷却するための空気を流通させるための風路である。ここでは、車外や室内からの冷気が、前方左側からバッテリ用冷却風路１４に導入され、バッテリ１１を冷却することで昇温した空気が後側右方から車外に放出される。バッテリ用冷却風路１４を流通する空気で、バッテリ１１を冷却することで、バッテリ１１の温度を所定の温度帯域とし、バッテリ１１の放電特性および充電特性を一定以上に確保できる。

【0030】

図１（Ｂ）を参照して、バッテリ１１は、左右方向に並べられた複数のバッテリスタック１２から構成されている。個々のバッテリスタック１２には、ここでは図示しないが、前後方向に積層配置された多数のバッテリセルを有している。バッテリスタック１２は、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二次電池である。バッテリスタック１２を構成する各バッテリセルには、ガスを外部に逃がすための図示しない安全弁が形成されている。

【0031】

図２および図３を参照して、車両用バッテリパック１０の構成を詳述する。図２は、車両用バッテリパック１０を示す斜視図である。図３（Ａ）は各風路の構成を示す斜視図であり、図３（Ｂ）はバッテリスタック１２の構成を示す斜視図である。

【0032】

図２を参照して、車両用バッテリパック１０では、バッテリケース１２３の内部にバッテリ１１が収納されている。後述する各風路も、バッテリケース１２３に内蔵されている。また、車両用バッテリパック１０の左方側面に、空気を取り入れる冷却風取入口１５が形成されている。更に、車両用バッテリパック１０の後方側面に冷却風排出口１６が形成されている。

【0033】

車両用バッテリパック１０が搭載される車両が運転される際には、バッテリケース１２３に内蔵されたバッテリ１１が充放電を行うことで発熱し、冷却風取入口１５から導入される冷気によりバッテリ１１が冷却され、バッテリ１１を冷却することで昇温した空気は、冷却風排出口１６から車外に放出される。後述するように、本実施形態では、バッテリ１１を冷却する冷却風路と、異常時にバッテリ１１から発生する煙が通過する排煙風路とで、少なくとも一部が共用されているので、風路全体の構成を簡略化することができる。

【0034】

図３（Ａ）は、上記したバッテリケース１２３の内部構成を示す斜視図である。ここでは、前後方向に沿って長手方向を有するバッテリスタック１２が、左右方向に並べて配設されている。

【0035】

バッテリスタック１２の上面には、バッテリ用冷却風路１４および電力変換装置用冷却風路２３が配設されている。また、バッテリスタック１２の左方側には送風路２８が配置されている。送風路２８は、左端側が図２に示した冷却風取入口１５と接続しており、右方側が二股形状を呈している。送風路２８の後方側端部は電力変換装置用冷却風路２３に接続している。送風路２８の前方側端部はバッテリ用冷却風路１４に接続している。電力変換装置用冷却風路２３は電力変換装置２２を冷却する為の風路である。上記したように、車両用バッテリパック１０の後面には、冷却風排出口１６が形成されているが、冷却風排出口１６は排煙風路１７の出口も兼ねている。

【0036】

バッテリ１１を冷却する際には、送風路２８から導入された空気は、バッテリ用冷却風路１４および電力変換装置用冷却風路２３に流れる。電力変換装置用冷却風路２３に流れた空気は、電力変換装置２２を冷却した後に、冷却風排出口１６から排出される。また、バッテリ用冷却風路１４に供給された空気は、バッテリ１１を冷却した後に、冷却風排出口１６から排出される。

【0037】

図３（Ｂ）を参照して、バッテリスタック１２の上面には排煙風路１７が配設されている。排煙風路１７は、各バッテリスタック１２の上方において、前後方向に沿って配置された管路である。ここでは図示しないが、排煙風路１７は各バッテリセルの排気バルブと連通している。図４を参照して後述するように、車両用バッテリパック１０の内部では、上記したバッテリ用冷却風路１４と排煙風路１７が、排煙流通規制部１８を介して連通している。

【0038】

図４（Ａ）は、車両用バッテリパック１０の内部に於ける風路構成を詳述する模式図である。図４（Ｂ）は、エアベント３１の構成を示す側面図である。

【0039】

図４（Ａ）を参照して、車両用バッテリパック１０は、バッテリスタック１２と、バッテリ用冷却風路１４と、排煙風路１７と、を主に有する。

【0040】

バッテリスタック１２は、バッテリスタック１２１とバッテリスタック１２２が、ここでは示されている。

【0041】

バッテリ用冷却風路１４は、バッテリスタック１２を冷却する空気が流通する経路である。バッテリ用冷却風路１４は、バッテリ用冷却風路１４１ないし風路端部１４７を有する。バッテリ用冷却風路１４１ないしバッテリ用冷却風路１４６は空気を送風するための導管であり、風路端部１４７はバッテリ用冷却風路１４６の下流側端部である。

【0042】

バッテリ用冷却風路１４１には冷却風取入口１５から空気が取り入れられる。バッテリ用冷却風路１４１の下流側は、バッテリ用冷却風路１４２およびバッテリ用冷却風路１４４と繋がっている。

【0043】

バッテリ用冷却風路１４２とバッテリ用冷却風路１４３とは、バッテリスタック１２１を挟むように配置される。バッテリ用冷却風路１４２とバッテリ用冷却風路１４３とは、バッテリスタック１２１と熱交換する空気が流通する図示しない導管により接続されている。バッテリ用冷却風路１４３の下流側端部はバッテリ用冷却風路１４６に接続している。

【0044】

バッテリ用冷却風路１４４とバッテリ用冷却風路１４５とは、バッテリスタック１２２を挟むように配置される。バッテリ用冷却風路１４４とバッテリ用冷却風路１４５とは、バッテリスタック１２２と熱交換する空気が流通する図示しない導管により接続されている。バッテリ用冷却風路１４５の下流側端部はバッテリ用冷却風路１４６に接続している。

【0045】

バッテリ用冷却風路１４６の上流側の部分は、バッテリ用冷却風路１４３およびバッテリ用冷却風路１４５に接続しており、下流側端部には風路端部１４７が形成されている。また、バッテリ用冷却風路１４６にはバッテリ用送風ファン２０が介装されている。バッテリ用送風ファン２０が運転されることで、バッテリ用冷却風路１４の上流端部に形成された冷却風取入口１５から、バッテリ用冷却風路１４の下流端部に形成された風路端部１４７に向かって空気が流れる。

【0046】

風路端部１４７は、車体ボディ２６の内側近傍に配置されている。また、風路端部１４７の近傍にはエアベント３１が配置されている。

【0047】

排煙風路１７は、非常時に於いてバッテリスタック１２から排出される煙を外部に導くための管路であり、ここでは排煙風路１７１と排煙風路１７２が示されている。

【0048】

排煙風路１７１は、バッテリスタック１２１の各バッテリセルに形成された安全弁に接続されている。排煙風路１７１の下流側端部は、排煙流通規制部１８１を介してバッテリ用冷却風路１４６に接続されている。排煙流通規制部１８１としては、例えば、排煙風路１７１とバッテリ用冷却風路１４６の接続箇所を塞ぐように配設され、且つ、異常時にバッテリスタック１２１から発生する煙の熱により溶融するフィルム状部材を採用することができる。これにより、バッテリスタック１２１から煙が発生していない通常時に於いては、排煙流通規制部１８１としてのフィルムにより、バッテリ用冷却風路１４６と排煙風路１７１とを区画することができる。一方、異常時に於いてバッテリスタック１２１から排煙が発生したら、その煙の熱により排煙流通規制部１８１としてのフィルムが溶融し、排煙風路１７１とバッテリ用冷却風路１４６とが連通する。これにより、バッテリスタック１２１から発生した煙は、排煙風路１７１およびバッテリ用冷却風路１４６を経由して車外に放出される。

【0049】

排煙風路１７２は、排煙風路１７１と同様に、バッテリスタック１２２の各バッテリセルに形成された安全弁に接続されている。排煙風路１７２の下流側端部は、排煙流通規制部１８２を介してバッテリ用冷却風路１４６に接続されている。排煙流通規制部１８２としては、排煙流通規制部１８１と同様にフィルムを採用することができる。これにより、通常時に於いては、排煙流通規制部１８２としてのフィルムにより、排煙風路１７２とバッテリ用冷却風路１４６とを区画することができる。一方、異常時に於いてバッテリスタック１２１から排煙が発生したら、排煙流通規制部１８２としてのフィルムが溶融し、排煙風路１７２とバッテリ用冷却風路１４６とが連通する。これにより、バッテリスタック１２２から発生した煙は、排煙風路１７２およびバッテリ用冷却風路１４６を経由して車外に放出される。

【0050】

温度センサ１９は、バッテリスタック１２の温度センサであり、ここでは温度センサ１９１と温度センサ１９２が示されている。

【0051】

温度センサ１９１は、排煙風路１７１の内部または近傍に配置されている。温度センサ１９１は、バッテリスタック１２を構成する各バッテリセルの異常を検出するためにその温度を計測するセンサである。本実施形態では、本来はバッテリスタック１２１の状態を検知するための温度センサ１９１で、排煙風路１７１に煙が流入しているか否かを判断している。このようにすることで、排煙風路１７１の内部温度を検知するための専用のセンサが不要になり、コスト上昇を抑えることができる。

【0052】

温度センサ１９２は、排煙風路１７２の内部または近傍に配置されている。温度センサ１９２は、温度センサ１９１と同様に、バッテリスタック１２２を構成するバッテリセルの温度を検知し、更に、排煙風路１７２の内部温度も検知することができる。

【0053】

内外切替ダンパ３２は、車室内の内気循環または外気導入を切り替えるための切替手段であり、乗員による操作または後述する制御装置２１の指示に基づいて、内気循環または外気導入を切り替える。

【0054】

図４（Ｂ）を参照して、エアベント３１の構成を詳述する。エアベント３１では、バッテリ用冷却風路１４５の端部に形成されるバッテリ用冷却風路１４６の近傍に、ベント板２７が配置される。ベント板２７を配置することで、バッテリ用冷却風路１４５への異物の混入を防止できる。ベント板２７は、上端が回動可能に接続されている。上記したバッテリ用送風ファン２０が運転されることで、バッテリ用冷却風路１４５のバッテリ用冷却風路１４６から空気が放出されると、その空気の風圧によりベント板２７は回動して点線の位置とされる。

【0055】

また、エアベント３１は、ここでは図示しないトリム部品と車体ボディ２６との間に配置される。よって、乗員が存在する車内空間を経由せずに、煙を車外に放出することができる。

【0056】

更に、エアベント３１は、ここでは一点鎖線で示す車体のフロア面よりも上方に配置される。このようにすることで、荒天時等に於いて、車外からバッテリ用冷却風路１４５に水が浸入することを防止できる。

【0057】

更にまた、ベント板２７とバッテリ用冷却風路１４６との間に間隙を形成している。このようにすることで、水がバッテリ用冷却風路１４５に浸入することを防止し、更に、バッテリ用冷却風路１４６から外部にガスを排出することができる。

【0058】

図５のブロック図を参照して車両用バッテリパック１０の接続構成を説明する。

【0059】

制御装置２１は、例えばＣＰＵから構成され、各種センサからの入力を受けて所定の演算処理を行い、その処理結果に基づいて各種構成機器の動作を制御する。制御装置２１は、各種定数やプログラムが記憶されている。制御装置２１の入力側端子は、温度センサ１９および温度センサ２５に接続されており、制御装置２１の出力側端子はバッテリ用送風ファン２０および内外切替ダンパ３２に接続されている。

【0060】

図６を参照して、バッテリスタック１２が発煙していない通常時に於ける車両用バッテリパック１０の制御を説明する。通常制御に於いては、車両用バッテリパック１０の状況等に基づいて、制御装置２１は、バッテリ用送風ファン２０の送風量を制御する。バッテリ用送風ファン２０が送風すると、バッテリ用冷却風路１４の内部を空気が流通し、これによりバッテリスタック１２が冷却される。これにより、バッテリスタック１２は、放電および充電を行うに際して効果的な温度帯域に冷却される。

【0061】

具体的には、バッテリ用送風ファン２０が送風することで、冷却風取入口１５からバッテリ用冷却風路１４１に取り入れられた空気は、バッテリ用冷却風路１４２に導入され、バッテリスタック１２１を構成する各バッテリセルと熱交換した後に、バッテリ用冷却風路１４３に導入される。同様に、バッテリ用冷却風路１４４に送風された空気は、バッテリスタック１２２を構成する各バッテリセルと熱交換した後に、バッテリ用冷却風路１４５に導入される。バッテリ用冷却風路１４３およびバッテリ用冷却風路１４５を経由した空気は、バッテリ用冷却風路１４６に流入した後に、風路端部１４７から外部に放出される。

【0062】

ここでは、排煙流通規制部１８１は閉鎖状態であるため、排煙風路１７１とバッテリ用冷却風路１４６とは連通していない。同様に、排煙流通規制部１８２も閉鎖状態であるため、排煙風路１７２とバッテリ用冷却風路１４６とは連通していない。このようにすることで、バッテリ用冷却風路１４を流通する空気が、排煙風路１７１および排煙風路１７２に流入することを防止し、バッテリスタック１２を冷却する冷却性の低下を抑制できる。

【0063】

また、内外切替ダンパ３２は、乗員の操作等に基づいて、内気循環状態でも良いし、外気導入状態でも良い。

【0064】

図７の模式図を参照して、内部短絡が発生するなどしてバッテリスタック１２が異常状態になった場合を説明する。即ち、バッテリスタック１２１から発煙した煙が排煙風路１７１に流入すると、その煙の熱によりフィルムである排煙流通規制部１８１が溶融し、排煙風路１７１とバッテリ用冷却風路１４６が連通し、バッテリ用冷却風路１４６に煙が流れる。本実施形態では、制御装置２１は、温度センサ１９１を用いて、排煙風路１７１に流れ込んだ煙の温度が一定以上であることを検知することで、バッテリスタック１２１からの発煙の有無を判断する。即ち、制御装置２１は、バッテリスタック１２１から発生した有害な煙が、排煙風路１７１に流入していると判断する。バッテリスタック１２１から発生する煙の温度は、例えば１００℃程度の高温であるため、その有無は温度センサ１９による計測で容易に判断できる。

【0065】

同様に、バッテリスタック１２２から発煙した煙が排煙風路１７２に流入すると、その煙の熱によりフィルムである排煙流通規制部１８２が溶融し、排煙風路１７２とバッテリ用冷却風路１４６が連通し、バッテリ用冷却風路１４６に煙が流れる。制御装置２１は、温度センサ１９２で計測する排煙風路１７２の温度が、一定以上に達したら、異常時にバッテリスタック１２２から発生した煙が排煙風路１７２に流れ込んだと判断する。

【0066】

制御装置２１は、温度センサ１９１または温度センサ１９２により計測した温度が一定以上であることで、衝突事故発生などによりバッテリスタック１２が発煙したと判断したら、バッテリ用送風ファン２０の送風量を大きくする。

【0067】

具体的には、制御装置２１は、バッテリ用送風ファン２０の送風量を、バッテリスタック１２を冷却する際よりも大きくする。更に、制御装置２１は、バッテリ用送風ファン２０の送風量を、最大送風量とすることもできる。これにより、バッテリスタック１２１から発生した煙は、排煙風路１７１およびバッテリ用冷却風路１４６を介して車外に放出される。この時、バッテリ用送風ファン２０の送風量が大きくされることで、図４（Ｂ）に示したベント板２７を確実に押し上げることができる。同様に、バッテリスタック１２２から発生した煙は、排煙風路１７２およびバッテリ用冷却風路１４６を介して車外に放出される。

【0068】

このとき、制御装置２１は、内外切替ダンパ３２を内気循環状態から外気導入状態に変更するようにしても良い。外気導入状態とすることで、バッテリスタック１２１から発生するガスが車室内に滞留することを防止することができる。更に、制御装置２１は、車室内の冷房または暖房を行う空調ファンを稼働させ、これにより車室内に煙が滞留することを防止することができる。

【0069】

上記したバッテリスタック１２の排煙行程は、バッテリスタック１２の温度が低下するまで続行される。具体的には、制御装置２１は、温度センサ１９で計測したバッテリスタック１２の温度が一定以下になるまで、バッテリ用送風ファン２０の風量を大きくする。

【0070】

温度センサ１９で計測したバッテリスタック１２の温度が一定以下になったら、バッテリスタック１２からの排煙が無くなりつつある。よって、煙をより安全に車外に放出するために、制御装置２１は、更に一定時間が経過するまで、バッテリ用送風ファン２０の風量を大きくする。この一定時間は、バッテリスタック１２の種類や容量に応じて異なる。

【0071】

上記した一定時間が経過したら、バッテリ用送風ファン２０を停止する。車両用バッテリパック１０を、このように動作させることで、バッテリスタック１２から発煙が発生したとしても、有害な煙を確実に車外に放出させ、車室内の乗員の安全性を確保することができる。

【0072】

図８の模式図を参照して、車両用バッテリパック１０の他の構成を説明する。ここでは、車両用バッテリパック１０は、バッテリスタック１２からの排煙を、電力変換装置用冷却風路２３を利用して排出する。図８（Ａ）は、バッテリスタック１２が発煙していない通常時に於ける車両用バッテリパック１０の風路構成を示す模式図である。図８（Ｂ）はバッテリスタック１２が発煙している異常時に於ける風路構成を示す模式図である。ここで、図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、各風路に於ける風向を点線の矢印で示している。

【0073】

図８（Ａ）を参照して、車両用バッテリパック１０では、バッテリスタック１２を冷却した空気が流通するバッテリ用冷却風路１４と、電力変換装置２２を冷却した空気が流通する電力変換装置用冷却風路２３が形成されている。また、バッテリ用冷却風路１４と電力変換装置用冷却風路２３とが合流する風路にバッテリ用送風ファン２０が配置されており、バッテリ用送風ファン２０で送風された空気が車外に放出される。ここでは、電力変換装置用冷却風路２３の断面積を、バッテリ用冷却風路１４の断面積よりも大きくすることで、バッテリ用送風ファン２０を運転した際に、電力変換装置用冷却風路２３を流れる空気の流量を、バッテリ用冷却風路１４を流れる空気の流量よりも大きくしている。

【0074】

電力変換装置２２には、バッテリスタック１２が充放電する電力を変換するコンバータやインバータなどの電力変換回路が組み込まれている。電力変換装置２２は、電力変換装置用冷却風路２３に臨ませた放熱部３３を経由して、電力変換装置用冷却風路２３を流通する空気と熱交換する。

【0075】

バッテリスタック１２の排煙部３０と電力変換装置用冷却風路２３とは接続風路２９で接続されている。接続風路２９と電力変換装置用冷却風路２３との接続箇所は、電力変換装置２２が放熱する箇所の近傍とされている。また、接続風路２９と電力変換装置用冷却風路２３との接続箇所には、図４（Ａ）に示した排煙流通規制部１８１を配置することもできる。

【0076】

電力変換装置２２の近傍には、温度センサ２５が配置されている。温度センサ２５は電力変換装置２２の温度を検知するためのセンサである。温度センサ２５は、接続風路２９を経由して電力変換装置用冷却風路２３に侵入する煙を検知するセンサとしても機能している。

【0077】

図８（Ｂ）を参照して、異常時に於いてバッテリスタック１２の排煙部３０から発煙が生じたら、煙は接続風路２９を経由して、電力変換装置用冷却風路２３に至る。電力変換装置用冷却風路２３に１００℃程度の煙が流入することで、温度センサ２５が検知した温度が一定以上になれば、バッテリ用送風ファン２０の風量を大きくする。例えば、バッテリ用送風ファン２０の風量を、最大風量とする。このようにすることで、断面積が大きい電力変換装置用冷却風路２３を利用して、有害な煙を外部に放出することができる。

【0078】

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。

【0079】

例えば、排煙流通規制部１８１として、上記した実施形態では高熱で溶融するフィルムを例示したが、制御装置２１からの指示に基づいて開閉する機械式ダンパを採用することができる。

【0080】

上記では、バッテリスタック１２の温度を検知する温度センサ１９１を用いて、バッテリスタック１２１の発煙を検知したが、バッテリスタック１２１の発煙を検知する専用の温度センサを排煙風路１７１に配設することもできる。この専用温度センサは、図４を参照して、バッテリ用冷却風路１４６の内部であってバッテリ用送風ファン２０の上流側近傍に配置することができる。

【0081】

上記では、バッテリスタック１２の発煙を温度で検知したが、これに加えてバッテリスタック１２の電圧の変動を検知することで、バッテリスタック１２の異常に伴う発煙を正確に検知することもできる。

【符号の説明】

【0082】

１０ 車両用バッテリパック
１１ バッテリ
１２ バッテリスタック
１２１ バッテリスタック
１２２ バッテリスタック
１２３ バッテリケース
１４ バッテリ用冷却風路
１４１ バッテリ用冷却風路
１４２ バッテリ用冷却風路
１４３ バッテリ用冷却風路
１４４ バッテリ用冷却風路
１４５ バッテリ用冷却風路
１４６ バッテリ用冷却風路
１４７ 風路端部
１５ 冷却風取入口
１６ 冷却風排出口
１７ 排煙風路
１７１ 排煙風路
１７２ 排煙風路
１８ 排煙流通規制部
１８１ 排煙流通規制部
１８２ 排煙流通規制部
１９ 温度センサ
１９１ 温度センサ
１９２ 温度センサ
２０ バッテリ用送風ファン
２１ 制御装置
２２ 電力変換装置
２３ 電力変換装置用冷却風路
２５ 温度センサ
２６ 車体ボディ
２７ ベント板
２８ 送風路
２９ 接続風路
３０ 排煙部
３１ エアベント
３２ 内外切替ダンパ
３３ 放熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】