特許 7583135 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】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/35 20210101AFI20241106BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20241106BHJP

   H01M 50/367 20210101ALI20241106BHJP

   H01M 50/383 20210101ALI20241106BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20241106BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20241106BHJP

   H01M 50/298 20210101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01M50/35 201

H01M50/342 101

H01M50/367

H01M50/383

H01M50/204 401F

H01M50/296

H01M50/298

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023150574

(22)【出願日】2023-09-15

(62)【分割の表示】P 2020572216の分割

【原出願日】2020-02-07

(65)【公開番号】P2023161055

(43)【公開日】2023-11-02

【審査請求日】2023-10-04

(31)【優先権主張番号】P 2019025557

(32)【優先日】2019-02-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】322003798

【氏名又は名称】パナソニックエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003225

【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂本 知則

(72)【発明者】

【氏名】山崎 昭雄

(72)【発明者】

【氏名】河村 和宏

(72)【発明者】

【氏名】澤田 耕一

(72)【発明者】

【氏名】村山 智文

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１１３８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７９２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０３９９９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２７７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００９０２６１（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０１８２８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１５２１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３０

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排出弁を備える複数の電池と、
前記電池を収納してなる外装ケースとを備え、
前記外装ケースが、前記排出弁からの放出ガスを外部に排出するガスの衝突構造の排出路を備え、
前記排出路が、
前記排出弁からの放出ガスを表面に衝突させて流動方向を逆方向に逆転させる第１の衝突プレートと、
前記第１の衝突プレートと対向して配置してなる第２の衝突プレートとを備え、
前記排出弁から噴出される放出ガスが、前記第１の衝突プレートと前記第２の衝突プレートに衝突して前記外装ケースの外部に排出されるようにしており、
前記外装ケースが、
複数の電池を定位置に配置してなる電池ブロックを収納してなる電池収納スペースと、
前記電池収納スペースと外装ケース端部との間に設けてなるダクトスペースと、
前記電池ブロックにリード線を介して連結してなるコネクタと、
を有し、
前記ダクトスペースは、
前記排出路と、
前記排出路の排出側に設けられて、前記外装ケースに開口された排気開口を介して前記外装ケースの外部と連通された空間と、
を備え、
前記リード線は、前記排出路に配線されて、前記空間を介して前記コネクタに接続されることを特徴とする電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載する電源装置であって、
前記外装ケースは端面を有する長手方向に細長い直方体形状に形成され、
長手方向の中央部を前記電池収納スペースとし、前記電池収納スペースと前記外装ケースの両端面との間にそれぞれ前記ダクトスペースを設けており、
各々の前記ダクトスペースは、それぞれ前記排出路を有し、
前記リード線は、各々の前記ダクトスペースの前記排出路にそれぞれ配線されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項3】

請求項１に記載する電源装置であって、
前記外装ケースは端面を有する長手方向に細長い直方体形状に形成され、
前記外装ケースの短手方向の両端部にそれぞれ前記排出路を有し、各排出路はそれぞれ前記第１の衝突プレートを含み、
前記第１の衝突プレート同士は、前記外装ケースの短手方向の中央に間隔を空けて配置されており、
前記リード線が前記外装ケースの短手方向の両端部にそれぞれ有する前記排出路の少なくとも一方に配置されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか一項に記載する電源装置であって、
前記排出路の流入側に設けてなる流入ダクトと、
前記排出路の排出側に設けてなる排出ダクトとを備え、
前記流入ダクトを通過した放出ガスが前記第１の衝突プレートの表面に衝突され、
前記第２の衝突プレートに衝突した放出ガスが前記排出ダクトから前記外装ケースの外部に排出されるようにしており、
前記コネクタが前記ダクトスペースを閉塞してなる前記外装ケースに固定されて、
前記リード線が前記ダクトスペースに設けてなる前記排出路の前記流入ダクトと前記排出ダクトに配置されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項5】

請求項４に記載する電源装置であって、
前記排出路が、
前記第１の衝突プレートに衝突して方向転換した放出ガスを前記第２の衝突プレートに案内する反射ダクトと、
前記第１の衝突プレートに固定され、かつ前記排出ダクト内に配置されて、放出ガスの流動方向に伸びる第１のガイドプレートと、
前記流入ダクトと前記反射ダクトとを区画してなる第２のガイドプレートとを備え、
前記第１のガイドプレートの端縁と前記第２の衝突プレートとの間と、
前記第２のガイドプレートの端縁と前記第１の衝突プレートとの間に、配線隙間を設けており、
前記第１のガイドプレートの前記第２の衝突プレートとの対向縁と、
前記第２のガイドプレートの前記第１の衝突プレートとの対向縁が、金属板をＵ曲してなり、
前記配線隙間に前記リード線が配置されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項6】

請求項５に記載する電源装置であって、
前記第２のガイドプレートと前記第１のガイドプレートとの間にサブプレートを配置しており、
前記サブプレートは、前記第１のガイドプレート及び前記第２のガイドプレートよりも低く、前記第１の衝突プレートと前記第２の衝突プレートと前記第２のガイドプレートと前記第１のガイドプレートの上側の開口部を閉塞する閉塞プレートとの間に上縁隙間を設けて、前記上縁隙間を配線隙間としており、
前記サブプレートの前記閉塞プレートとの対向縁が、金属板をＵ曲してなり、
前記配線隙間に前記リード線が配置されてなることを特徴とする電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は外装ケースに電池を内蔵している電源装置に関し、とくに、内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排出弁を有する電池を外装ケースに内蔵する電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排出弁を設けた二次電池は、内圧が異常に上昇する状態で排出弁を開いて安全性を向上できる。この電池を外装ケースに内蔵する電源装置は、排出弁から排出される放出ガスを外装ケースの外部に安全に排出することが大切である。とくに、非水系の電解液を使用する二次電池は、電解液が気化した高温のガスが外装ケース外部に放出される。また、同時に外装ケースの外部に火花を放出する等の弊害が発生する。これにより、外装ケース外部に放出された高温のガスが外装ケースの外側で滞留し、かつ外装ケース外部に放出された火花により、外装ケース外部で発火する等の弊害が発生する。電池の排出弁から噴出される放出ガスを外装ケースの外部に排出するために、放出ガスの通路に多孔板を配置する電源装置は開発されている。（特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５２１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の電源装置は、排出弁から排出される高温の放出ガスを多孔板に通過させてケースの外部に排出するが、この構造では、放出ガスの温度を安全な温度まで低下できず、安全に外装ケースの外部に放出できない欠点がある。

【0005】

本発明は、以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、簡単で安価に多量生産できる構造で、放出ガスの温度を低くし、かつ、外装ケース外に火花が放出されるのを抑制して、放出ガスが火花により発火することを防止でき、安全性を改善できる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】

【0006】

本発明のある態様の電源装置は、内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排出弁を備える複数の電池１と、電池１を収納してなる外装ケース２とを備えている。外装ケース２は、排出弁からの放出ガスを外部に排出するガスの衝突構造の排出路４を備え、衝突構造の排出路４が、排出弁から噴出される放出ガスを表面に衝突させて流動方向を逆方向に逆転させる第１の衝突プレート１１と、第１の衝突プレート１１と対向して配置してなる第２の衝突プレート１２とを備え、排出弁から噴出される放出ガスが、第１の衝突プレートと第２の衝突プレートに衝突して外装ケースの外部に排出されるようにしている。外装ケース２は、複数の電池１を定位置に配置してなる電池ブロック１０を収納してなる電池収納スペース５と、電池収納スペース５と外装ケース端部との間に設けてなるダクトスペース６と、電池ブロック１０にリード線７を介して連結してなるコネクタ８とを有し、ダクトスペース６は、排出路４と、排出路４の排出側に設けられて外装ケース２に開口された排気開口２９を介して外装ケース２の外部と連通された空間とを備え、リード線７は排出路４に配線されて、空間を介してコネクタ８に接続されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の電源装置は、簡単で安価に多量生産できる構造としながら、排出弁から排出される高温の放出ガスの温度を低下し、外装ケース外に火花が放出されるのを抑制して、安全性を向上できる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る電源装置の斜視図である。

【図2】図１に示す電源装置の分解斜視図である。

【図3】図２に示す電源装置の内部構造を示す平面図である。

【図4】図３に示す電源装置の拡大平面図である。

【図5】図４に示す電源装置の排出路の構造を示す拡大斜視図である。

【図6】図１に示す電源装置の排出路の構造を示す拡大断面斜視図であって、図１におけるＶＩ－ＶＩ線断面に相当する断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

【0010】

本発明の第１の発明の電源装置は、内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排出弁を備える複数の電池と、電池を収納してなる外装ケースとを備えている。外装ケースは、排出弁からの放出ガスを外部に排出するガスの衝突構造の排出路を備え、衝突構造の排出路が、排出弁から噴出される放出ガスを表面に衝突させて流動方向を逆方向に逆転させる第１の衝突プレートと、第１の衝突プレートと対向して配置してなる第２の衝突プレートとを備え、排出弁から噴出される放出ガスが、第１の衝突プレートと第２の衝突プレートに衝突して外装ケースの外部に排出されるようにしている。

【0011】

以上の電源装置は、放出ガスを外部に排出する排出路に、排出弁から噴出されて高速流動する高温の放出ガスを表面に衝突させて流動方向を逆方向に逆転させる第１の衝突プレートを配置し、さらに第１の衝突プレートと対向する位置に第２の衝突プレートを配置して、第１の衝突プレートで方向転換させた放出ガスを第２の衝突プレートの表面に衝突させて外部に排気する。この独特の構造の電源装置は、高温で高速流動する放出ガスを第１の衝突プレートに衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーの両方を吸収させ、さらに、第２の衝突プレートに衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを吸収させてケースの外部に排気する。第１の衝突プレートと第２の衝突プレートで熱エネルギーと運動エネルギーの両方が吸収されてケース外に排気される放出ガスは、温度が低下するのでケース外の空気に接触して発火する等の弊害を抑制でき、さらに運動エネルギーも小さくなって勢いよく噴出されることがないので、排出弁が開弁する状態においても、高い安全性を確保できる特徴がある。とくに、第１の衝突プレート及び第２の衝突プレートは、表面に放出ガスを衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを低減するので、放出ガスの熱エネルギーを効率よく衝突プレートに伝導して吸収でき、さらに、衝突して流動方向を逆転させるので、運動エネルギーも効率よく減衰できる。

【0012】

さらに、以上の電源装置は、電池の排出弁から火花を排出する状態にあっても、第１の衝突プレート及び第２の衝突プレートに衝突することで、直進する火花の経路を断つことができ、衝突プレートへの衝突により、火花の温度を低下させ、火花自身を消滅させることができる。したがって、電解液が気化した高温ガスが外装ケース外部に滞留したとしても、火種となる火花が外装ケースから排出されないため、発火することなく、安全性が向上する。

【0013】

本発明の第２の発明の電源装置は、排出路の流入側に設けてなる流入ダクトと、排出路の排出側に設けてなる排出ダクトとを備え、流入ダクトを通過した放出ガスが第１の衝突プレートの表面に衝突し、第２の衝突プレートに衝突した放出ガスが排出ダクトから外装ケースの外部に排出されるようにしている。

【0014】

以上の電源装置は、放出ガスを流入ダクトに案内して第１の衝突プレートに衝突させるので、高速流動する放出ガスを効率よく第１の衝突プレートに衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを効率よく低減してケース外に排気できる。

【0015】

本発明の第３の発明の電源装置は、排出路が、第１の衝突プレートに衝突して方向転換した放出ガスを第２の衝突プレートに案内する反射ダクトと、流入ダクトと反射ダクトとを区画してなる第２のガイドプレートとを備えている。

【0016】

以上の電源装置は、第１の衝突プレートで流動方向の逆転された放出ガスを反射ダクトに案内し、さらに流入ダクトと反射ダクトとを第２のガイドプレートで区画しているので、第１の衝突プレートに衝突して高速流動する放出ガスを効率よく第２の衝突プレートに衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを効率よく低減してケース外に排気できる。

【0017】

本発明の第４の発明の電源装置は、第１の衝突プレートに固定され、かつ排出ダクト内に配置されて、放出ガスの流動方向に伸びる第１のガイドプレートを備え、第１のガイドプレートが、第１の衝突プレートに衝突して方向転換した放出ガスを第２の衝突プレートに案内している。

【0018】

以上の電源装置は、第１の衝突プレートで流動方向の逆転された放出ガスを、第２のガイドプレートと第１のガイドプレートで反射ダクトに案内して第２の衝突プレートに衝突させるので、高速流動する放出ガスを効率よく第２の衝突プレートに衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを効率よく低減してケース外に排気できる。

【0019】

本発明の第５の発明の電源装置は、第２のガイドプレートと第１のガイドプレートとの間にサブプレートを配置しており、サブプレートが、第１の衝突プレートとの間に放出ガスを通過させる上下隙間を設けている。

【0020】

本発明の第６の発明の電源装置は、第１の衝突プレートと、第２の衝突プレートと、第２のガイドプレートと、第１のガイドプレートの上側の開口部が閉塞され、サブプレートの上縁と外装ケースとの間に上縁隙間を設けている。
以上の電源装置は、第１の衝突プレートに衝突した流動方向の逆転された放出ガスを、サブプレートで分割して第２の衝突プレートに衝突できる。

【0021】

本発明の第７の発明の電源装置は、第１の衝突プレートと、第２の衝突プレートと、第２のガイドプレートと、第１のガイドプレートと、サブプレートを金属板としている。
以上の電源装置は、第１の衝突プレートと第２の衝突プレートと第２のガイドプレートと第１のガイドプレートを金属板とするので、放出ガスを第１の衝突プレートと第２の衝突プレートの表面に衝突させて熱エネルギーを効率よく吸収でき、さらに放出ガスを第１のガイドプレートと第２のガイドプレートに沿って高速流動させて、第１のガイドプレートと第２のガイドプレートにも熱エネルギーを効率よく吸収できる特徴がある。

【0022】

本発明の第８の発明の電源装置は、外装ケースに複数の排出路を設けている。
以上の電源装置は、外装ケースに設けた複数の排出路から放出ガスをケース外に排気することで、外装ケースの各部位に配置する排出弁から噴出させる放出ガスを速やかにケース外に排気できる特徴がある。

【0023】

本発明の第９の発明の電源装置は、外装ケースが横幅（Ｗ）よりも長さ（Ｌ）の長い直方体で、長手方向の両端部に排出路を設けている。
以上の電源装置は、外装ケースのいずれの端部に設けた電池の排出弁から放出ガスが排出される状態においても、細長い直方体の端部から速やかに放出ガスをケース外に排気できる特徴がある。

【0024】

本発明の第１０の発明の電源装置は、外装ケースの各々の端部の両側に排出路を設けている。
以上の電源装置は、外装ケースの各々の端部の両側に排出路を設けているので、端部からより速やかに放出ガスをケース外に排気できる。

【0025】

本発明の第１の発明の電源装置は、外装ケースが、複数の電池を定位置に配置してなる電池ブロックを収納してなる電池収納スペースと、電池収納スペースと外装ケース端部との間に設けてなるダクトスペースとを有し、ダクトスペースに排出路を設けている。

【0026】

本発明の第１１の発明の電源装置は、電池ブロックにリード線を介して連結してなるコネクタを備え、コネクタがダクトスペースを閉塞してなる外装ケースに固定されて、リード線をダクトスペースに設けてなる排出路の流入ダクトと排出ダクトに配置している。

【0027】

本発明の第１２の発明の電源装置は、ダクトスペースに、リード線を配置してなる配線排出路と、リード線の配置されない非配線排出路とを設けている。
以上の電源装置は、配線排出路と非配線排出路とを外装ケースのダクトスペースに配置するので、配線排出路をリード線を配線スペースに併用して、リード線を電池を配置している電池の収納スペースからダクトスペースに配線できる特徴がある。

【0028】

本発明の第１３の発明の電源装置は、配線排出路において、第１のガイドプレートの端縁と第２の衝突プレートとの間と、第２のガイドプレートの端縁と第１の衝突プレートとの間に配線隙間を設けており、第１のガイドプレートの第２の衝突プレートとの対向縁と、第２のガイドプレートの第１の衝突プレートとの対向縁が、金属板をＵ曲してなり、配線隙間にリード線が配置されている。

【0029】

以上の電源装置は、リード線が接触して表面が損傷されやすい領域に配置している第１のガイドプレート及び第２のガイドプレートの縁部をＵ曲形状とるすので、リード線が第１のガイドプレート及び第２のガイドプレートに接触して、表面の絶縁被覆が損傷されるのを防止できる特徴がある。

【0030】

本発明の第１４の発明の電源装置は、非配線排出路において、第２のガイドプレートが第１の衝突プレートに固定され、第２のガイドプレートの下縁と外装ケースとの間に放出ガスの通過隙間を設けている。

【0031】

本発明の第１５の発明の電源装置は、外装ケース内に、複数の電池を定位置に配置してなる電池ホルダーを配置しており、流入ダクトが、上下方向に伸びる縦長開口部を有している。

【0032】

以上の電源装置は、排出弁から噴出される高温の放出ガスで熱可塑性樹脂の電池ホルダーが溶融される状態で、放出ガスを確実にケース外に排気して高い安全性を確保できる特徴がある。それは、放出ガスを外部に案内する流入ダクトを上下方向に伸びる縦長開口部としているので、縦長開口部の下部が溶融した熱可塑性樹脂で詰まっても、上部の開口部から放出ガスを排気できるからである。

【0033】

本発明の第１６の発明の電源装置は、配線排出路の流入ダクトに、上下方向に伸びる縦長開口部を設けている。
さらに、本発明の第１７の発明の電源装置は、外装ケースが端面を有する長手方向に細長い直方体形状に形成され、ダクトスペースは外装ケースの短手方向の両端部にそれぞれ排出路を有し、各排出路はそれぞれ第１の衝突プレートを含み、第１の衝突プレート同士は、外装ケースの短手方向の中央に間隔を空けて配置されており、排出弁から排出されて各排出路を通過した放出ガスを、第１の衝突プレート同士の間に通過させて、排出路の排出側に設けられた空間に排出するようにしている。
さらに、本発明の第１８の発明の電源装置は、外装ケースが端面を有する長手方向に細長い直方体形状に形成され、長手方向の中央部を電池収納スペースとし、電池収納スペースと外装ケースの両端面との間にそれぞれダクトスペースを設けており、各々のダクトスペースは、外装ケースの短手方向の両端部にそれぞれ排出路を有し、各排出路はそれぞれ第１の衝突プレートを含み、第１の衝突プレート同士は、外装ケースの短手方向の中央に間隔を空けて配置され、外装ケースの短手方向の端部に配置されている。
さらに、本発明の第１９の発明の電源装置は、外装ケース端部を、外装ケースの端面に配置されて、複数の排気開口が開口された端面プレートで構成している。

【0034】

（実施の形態１）
図１ないし図３に示す電源装置１００は、複数の充電できる電池１を外装ケース２に収納している。電池１は、排出弁を備える二次電池、好ましくはリチウムイオン電池等の非水系電解液二次電池である。非水系電解液二次電池は、重量と容積に対する充放電容量が大きいので、小形軽量化しながら充放電容量を大きくできる。ただ、本発明は、電池を非水系電解液二次電池に特定するものでなく、現在使用され、あるいはこれから開発される他の全ての二次電池が使用できる。電池１の排出弁は、内圧が設定圧力を越えると開弁する。排出弁は、内圧が設定圧力よりも高くなる状態で開弁して、電池ケースの破裂を防止する。排出弁は異常な状態で開弁し、ガスや火花を放出する。放出弁から放出される放出ガスは、温度が高く、しかも短時間に勢いよく噴出される。リチウムイオン電池は、開弁する排出弁から排出される放出ガスの温度が極めて高く、数百度よりも高くなる。放出ガスは、高温状態で外装ケース２の外部に排出されると、自己発火して安全性を阻害するおそれがある。また、放出ガスの温度が低下して、自己発火する危険性がなくても、排出弁から排出される火花等の引火源が存在すると、この引火源を起点として、外装ケース外部に放出されたガスが発火して安全性を阻害するおそれがある。

【0035】

電池１はプラスチック製の電池ホルダー３で定位置に配置されて、外装ケース２に収納している。電池ホルダー３は、電池１を定位置に配置する嵌合部を有する形状に、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等の熱可塑性樹脂を成形している。電池ホルダー３は、排出弁の開口部を閉塞しない形状に成形される。電池ホルダー３で定位置に配置された電池１は、電極端子にリード板（図示せず）を接続して直列や並列に接続して電池ブロック１０としている。電池ブロック１０は、電池１の保護回路などを実装する回路基板（図示せず）に接続され、さらに、外装ケース２に固定しているコネクタ８にリード線７を介して接続している。図１～図３の電源装置１００は、外装ケース２を細長い直方体とするので、電池ブロック１０は、外装ケース２の内部に収納できる外形の直方体としている。図３の電源装置１００は、外装ケース２の中央部に電池ブロック１０を収納している。

【0036】

外装ケース２は、電池１の排出弁からの放出ガスや火花を外部に排出するガスの排出路４を設けている。図の電源装置１００は、横幅（Ｗ）よりも長さ（Ｌ）の長い直方体として、長手方向の両端部に排出路４を設けている。図２の外装ケース２は、横断面形状を上方開口のコ字状とする形状に形成された本体ケース２Ｘの両端を端面プレート２Ｚで閉塞すると共に、この本体ケース２Ｘの開口部を、横断面形状を下方開口のコ字状とする形状に形成された蓋ケース２Ｙで閉塞して、全体を直方体形状としている。この電源装置１００は、細長い直方体の外装ケース２の長手方向の中央部を電池収納スペース５として電池ブロック１０を配置して、電池収納スペース５と外装ケース端部との間をダクトスペース６として排出路４を設けている。さらに、図３に示す外装ケース２は、各々の端部に設けたダクトスペース６の両側に排出路４を設けて、外装ケース２の端部から速やかに放出ガスをケース外に排気できる構造としている。ダクトスペース６の両側に設けた排出路４は、図３と図４に示すように、一方をリード線７を配置する配線排出路４Ａとして、他方をリード線７を配置しない非配線排出路４Ｂとしている。

【0037】

排出路４は、図４～図６に示すように、放出ガスを表面に衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを減衰させる衝突構造としている。衝突構造の排出路４は、排出弁から噴出される放出ガスを表面に衝突させて流動方向を逆方向に逆転させる第１の衝突プレート１１と、第１の衝突プレート１１と対向して配置されて、第１の衝突プレート１１に衝突して方向転換した放出ガスを表面に衝突させる第２の衝突プレート１２とを備える。この排出路４は、排出弁から噴出される放出ガスを、第１の衝突プレート１１と第２の衝突プレート１２に衝突させてケース外に排出する。

【0038】

また、衝突構造の排出路４の構造により、排出弁から放出される火花は、第１の衝突プレート１１と、第１の衝突プレート１１と対向して配置される第２の衝突プレート１２に衝突する。直進する性質を持つ火花の直進経路が断たれ、衝突プレートに衝突することで、火花の温度が低下し、火花を消滅させることができる。したがって、火花が外装ケース２の外部に排出されることを防止することができる。これにより、外装ケース外部に排出されたガスに対して、火花が着火源となり、発火することを防止できる。

【0039】

排出路４は、放出ガスの流入側に流入ダクト１６を設けて、排出側には排出ダクト１８を設けている。流入ダクト１６は、排出弁から噴出された放出ガスを排出路４に案内して、放出ガスを排出路４に高速流動させて第１の衝突プレート１１の表面に衝突させる。流入ダクト１６は、高速流動する放出ガスを効率よく第１の衝突プレート１１に衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを効率よく低減して通過させる。排出ダクト１８は、第２の衝突プレート１２に衝突した放出ガスを広い容積に拡散し、放出ガスのエネルギーをさらに減衰させた後、外装ケース２の外部に排出する。

【0040】

さらに、図４～図６の排出路４は、第１の衝突プレート１１に衝突して方向転換した放出ガスを第２の衝突プレート１２に案内する反射ダクト１７と、流入ダクト１６と反射ダクト１７とを区画している第２のガイドプレート１４とを設けている。第１の衝突プレート１１で流動方向の逆転された放出ガスを反射ダクト１７に案内し、さらに流入ダクト１６と反射ダクト１７とを第２のガイドプレート１４で区画しているので、第１の衝突プレート１１に衝突して高速流動する放出ガスを効率よく第２の衝突プレート１２に衝突させて熱エネルギーと運動エネルギーを効率よく低減して、ケース外に火花を放出することなく排気できる。

【0041】

第１の衝突プレート１１と第１のガイドプレート１３は、１枚の金属板を曲げ加工して製作している。第１の衝突プレート１１と第１のガイドプレート１３とを連結しているコーナー部は、第１の衝突プレート１１及び第１のガイドプレート１３に対して約４５度に傾斜する傾斜隅部１９として、第１の衝突プレート１１に衝突した放出ガスをスムーズに第２の衝突プレート１２に案内する形状としている。第１のガイドプレート１３は、放出ガスの流動方向に伸びる姿勢で、第２のガイドプレート１４との間に反射ダクト１７を形成して、第１の衝突プレート１１に衝突して方向転換した放出ガスを第２の衝突プレート１２に案内する。この構造の反射ダクト１７は、第１の衝突プレート１１で流動方向の逆転された放出ガスを、第２のガイドプレート１４と第１のガイドプレート１３の間に案内して第２の衝突プレート１２に衝突させて、放出ガスのエネルギーを効率よく減衰させ、さらに、ケース外への火花の放出を抑制する。

【0042】

さらに、図５と図６に示す排出路４は、第２のガイドプレート１４と第１のガイドプレート１３との間に、サブプレート１５を配置している。第２のガイドプレート１４と第１のガイドプレート１３とサブプレート１５は互いに平行な姿勢に配置されて、表面と平行な方向に放出ガスを案内する。サブプレート１５は、片側の端縁（図４において左側の端縁）を第１の衝突プレート１１から離しており、第１の衝突プレート１１との間には放出ガスを通過させる上下隙間２１を設けている。さらに、サブプレート１５は、図６に示すように、第１のガイドプレート１３と第２のガイドプレート１４よりも低く、天板である閉塞プレート２０との間に上縁隙間２２を設けている。上縁隙間２２は、配線排出路４Ａにおいてはリード線７の配線隙間２３とし、非配線排出路４Ｂにあっては放出ガスを通過させる。

【0043】

図６の断面斜視図に示す排出路４は、第１の衝突プレート１１と、第２の衝突プレート１２と、第２のガイドプレート１４と、第１のガイドプレート１３の上側を閉塞プレート２０で閉塞して、下側を外装ケース２の本体ケース２Ｘの底板２Ａで閉塞している。サブプレート１５は下端を外装ケース２の底板２Ａに固定して、上縁に上縁隙間２２を設けている。上縁隙間２２は、サブプレート１５と閉塞プレート２０との間に設けられて、ここにリード線７を配線し、あるいは放出ガスを通過させる隙間としている。配線排出路４Ａのサブプレート１５は、第１の衝突プレート１１に衝突した放出ガスを両面に分割して第２の衝突プレート１２に衝突させる。非配線排出路４Ｂに設けたサブプレート１５は、第２のガイドプレート１４と外装ケース２の底板２Ａとの通過隙間２４から流入した放出ガスを表面に衝突させて、上向きに流動する放出ガスを閉塞プレート２０の下面に、水平方向に流動する放出ガスを第２の衝突プレート１２に衝突させる。

【0044】

第１の衝突プレート１１と、第２の衝突プレート１２と、第２のガイドプレート１４と、第１のガイドプレート１３と、サブプレート１５は金属板で製作される。金属板は、放出ガスに対して充分な強度を実現するために、厚さを約１ｍｍとする鉄や鉄合金で製作される。金属板は、厚くして熱エネルギーを効率よく減衰できるが、厚すぎると重くなるので、好ましくは２．５ｍｍよりも薄く、さらに好ましくは２ｍｍよりも薄くする。反対に薄くして軽量化できるが、薄すぎると充分な強度を実現できず、また吸収する熱エネルギーも減少するので、好ましくは０．５ｍｍよりも厚くする。衝突プレートとガイドプレートは、放出ガスの熱エネルギーを吸収して外装ケース２に熱伝導する。外装ケース２は、強度と熱伝導特性を考慮して、衝突プレートやガイドプレートよりも厚く、たとえば約１．５ｍｍとする。厚い外装ケース２は、衝突プレートやガイドプレートから熱伝導される熱エネルギーを効果的に吸収し、放熱して放出ガスのエネルギーを速やかに減衰してケース外への火花の放出を抑制する。

【0045】

第１の衝突プレート１１は、１枚の金属板を曲げ加工して、外装ケース２の本体ケース２Ｘの側板２Ｂの内面に固定される固定プレート２５と、固定プレート２５に直角に連結された第１の衝突プレート１１と、第１の衝突プレート１１に傾斜隅部１９を介して連結された第１のガイドプレート１３とに区画している。固定プレート２５は第１の衝突プレート１１よりも大面積で、かつ第１のガイドプレート１３よりも大面積で、広い面積で外装ケース２の側面に密着状態に固定されて、第１の衝突プレート１１が吸収する熱エネルギーを効率よく外装ケース２に熱伝導する。固定プレート２５と第１のガイドプレート１３は互いに平行姿勢に、第１の衝突プレート１１は固定プレート及び第１のガイドプレート１３に直交し、傾斜隅部１９は第１の衝突プレート１１と第１のガイドプレート１３に対して４５度に傾斜する姿勢に連結される。ダクトスペース６の両側に配置される配線排出路４Ａと非配線排出路４Ｂに設けられる第１の衝突プレート１１は、１枚の金属板をほぼ同じ形状に曲げ加工して製作されるが、配線排出路４Ａ側に設けられる第１のガイドプレート１３は、先端縁をＵ曲する形状に曲げ加工して、リード線７の外皮の損傷を防止する形状としている。

【0046】

第２の衝突プレート１２は、１枚の金属板を曲げ加工して、ダクトスペース６の両側に配置される２つの第２のガイドプレート１４を連結する形状とし製作される。この金属板はコ字状に曲げ加工されて、配線排出路４Ａと非配線排出路４Ｂに設けられる一対の第２のガイドプレート１４を連結プレート２６で連結している。非配線排出路４Ｂ側に配置される第２のガイドプレート１４は、先端縁を直角に曲げ加工して固定片１４ａを設けて、固定片１４ａを第１の衝突プレート１１に固定して、下縁には外装ケース２の底板２Ａとの間に放出ガスの通過隙間２４を設けている。配線排出路４Ａ側に配置される第２のガイドプレート１４は、先端縁をＵ曲して、先端縁と第１の衝突プレート１１との間に配線隙間２３を設けると共に、下端と外装ケース２の底板２Ａとの間に通過隙間２４を設けている。Ｕ曲した先端縁は、リード線７に接触してリード線７の外皮の損傷を防止する。

【0047】

サブプレート１５は、下端を外装ケース２の底板２Ａに隙間なく固定しており、片側の端縁（図４において左側の端縁）と第１の衝突プレート１１との間には、上下に伸びる上下隙間２１を設けている。上下隙間２１は反射ダクト１７を流動する放出ガスを通過させる。

【0048】

図２の電源装置は、細長い外装ケース２の両端の端面プレート２Ｚに、放出ガスを外部に排気する排気開口２９を設けている。排気開口２９は排出ダクト１８に流入する放出ガスをケース外に排気する。さらに、外装ケース２の端面プレート２Ｚは、コネクタ８を固定している。コネクタ８は、端面プレート２Ｚとの間に隙間ができないように固定される。コネクタ８は、電池ブロック１０にリード線７を介して接続しており、電池ブロック１０や外部機器に接続される。コネクタ８は、ワイヤーハーネス（図示せず）を介して外部の電気機器に接続される。

【0049】

リード線７は、リード線７をハンダ付けやカシメ構造で接続する接続端子をダクトスペース６に配置して、ダクトスペース６にリード線７を配線している。ダクトスペース６に配線されるリード線７は、放出ガスの熱に耐える耐熱チューブで被覆している。リード線７は、配線排出路４Ａ側の流入ダクト１６と排出ダクト１８に配置される。リード線７は、第１のガイドプレート１３の端縁と第２の衝突プレート１２との間と、第１のガイドプレート１３と第２のガイドプレート１４の間と、第２のガイドプレート１４の端縁と第１の衝突プレート１１との間に設けた配線隙間２３と流入ダクト１６に配置される。リード線７は、放出ガスを外部に排気するために設けたガスの通路に配線されるので、従来の電源装置のように、ブッシュで外装ケース２を貫通させることなく配線できる。ただ、リード線７を配線する通路に放出ガスが流動するので、リード線７は放出ガスの通路に沿ってＵ曲して配置される。図４のリード線７は、第１のガイドプレート１３と第２のガイドプレート１４のＵ曲した端縁に沿ってＵ曲して配置されて、電池ブロック１０をコネクタ８に接続している。

【0050】

以上の電源装置１００は、電池１の排出弁から噴出される放出ガスを排出路４からケース外に排気する。放出ガスは、配線排出路４Ａと非配線排出路４Ｂの両方からケース外に排気される。配線排出路４Ａから排出される放出ガスは、電池収納スペース５からダクトスペース６に流入してケース外に排気される。ダクトスペース６に流入する放出ガスは、流入ダクト１６を高速流動して第１の衝突プレート１１に衝突して熱エネルギーと運動エネルギーを第１の衝突プレート１１で減衰させた後、流動方向を逆転して反射ダクト１７を流動して第２の衝突プレート１２に衝突して、さらに熱エネルギーと運動エネルギーを減衰させた後、排出ダクト１８から排気開口２９に流入して、火花を放出することなくケース外に排気される。非配線排出路４Ｂから放出される放出ガスは、流入ダクト１６を高速流動して第１の衝突プレート１１に衝突して熱エネルギーと運動エネルギーを第１の衝突プレート１１で減衰させた後、第２のガイドプレート１４と外装ケース２の底板２Ａとの間に設けた通過隙間２４を通過して反射ダクト１７に流入してサブプレート１５に衝突した後、閉塞プレート２０と第２の衝突プレート１２に衝突して、さらに熱エネルギーと運動エネルギーを減衰させた後、上縁隙間２２又は上下隙間２１を通過して排出ダクト１８に流入し、排出ダクト１８から排気開口２９を通過してケース外に火花を放出することなく排気される。

【0051】

図２と図３の電源装置１００は、外装ケース２の両端部の両側に排出路４を設けているので、両方のダクトスペース６に設けた排出路４から放出ガスをケース外に排気し、あるいは電池ブロック１０の片側であってダクトスペース６に近い側の排出弁が開弁した状態にあっては、排出弁に近い側に設けたダクトスペース６の排出路４からより多くの放出ガスを排気する。プラスチック製の電池ホルダー３を外装ケース２に内蔵する電源装置１００は、放出ガスの熱で電池ホルダー３が溶融し、溶融したプラスチックが放出ガスに混ざって排気される。溶融したプラスチックは、放出ガスよりも比重が大きく、外装ケース２の底部を流れて放出されるので、第２のガイドプレート１４の下縁に設けた通過隙間２４が溶融プラスチックで閉塞される可能性がある。図の電源装置は、配線排出路４Ａ側の流入ダクト１６が上下方向に伸びる縦長開口部を有するので、溶融プラスチックで下部が閉塞されても、閉塞されない上部から放出ガスは排出される。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、外装ケースに多数の電池を内蔵している電源装置として好適に使用できる。

【符号の説明】

【0053】

１００…電源装置
１…電池
２…外装ケース
２Ｘ…本体ケース
２Ａ…底板
２Ｂ…側板
２Ｙ…蓋ケース
２Ｚ…端面プレート
３…電池ホルダー
４…排出路
４Ａ…配線排出路
４Ｂ…非配線排出路
５…電池収納スペース
６…ダクトスペース
７…リード線
８…コネクタ
１０…電池ブロック
１１…第１の衝突プレート
１２…第２の衝突プレート
１３…第１のガイドプレート
１４…第２のガイドプレート
１４ａ…固定片
１５…サブプレート
１６…流入ダクト
１７…反射ダクト
１８…排出ダクト
１９…傾斜隅部
２０…閉塞プレート
２１…上下隙間
２２…上縁隙間
２３…配線隙間
２４…通過隙間
２５…固定プレート
２６…連結プレート
２９…排気開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】