JP2006324037A - Battery cooling device and flap mechanism used for it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車等に搭載される電池パックの電池冷却装置に関し、特に、ガスを噴出する可能性がある電池を冷却する電池冷却装置に関する。また、本発明は、そのような電池冷却装置に利用可能なフラップ機構に関する。 The present invention relates to a battery cooling device for a battery pack mounted on an electric vehicle or the like, and more particularly, to a battery cooling device that cools a battery that may eject gas. Moreover, this invention relates to the flap mechanism which can be utilized for such a battery cooling device.
電気自動車やハイブリッド自動車においては、その駆動用モータに電力を供給するための電池パック(「組電池」ともいう)が車両に搭載されている。また、電池の充放電性能を最大限に発揮させるため、あるいは電池の寿命を短縮させないためには、電池を冷却する必要があることが知られている。以下、図8を参照し特許文献1に開示された電池パックの構成について説明する。 In an electric vehicle or a hybrid vehicle, a battery pack (also referred to as “assembled battery”) for supplying electric power to the drive motor is mounted on the vehicle. Further, it is known that the battery needs to be cooled in order to maximize the charge / discharge performance of the battery or not to shorten the battery life. Hereinafter, the configuration of the battery pack disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
車両に搭載された電池パック250は、図8に示すように、複数の電池214からなる電池アセンブリ216とそれを収容するケース218とを有している。ケース218の上面には2つの通路222、232が接続され、ケース側面の下寄りの位置には1つの通路240が接続されている。通路222内には、ケース内に外気を送り入れるためのブロア128(ファン)と、該ブロア128の動作に応じて回動するバタフライ232とが配置されている。
As shown in FIG. 8, the battery pack 250 mounted on the vehicle has a battery assembly 216 including a plurality of
バタフライ232は、ブロア228が動作していないときには、下方に位置して通路222を閉塞し、一方、ブロアが動作しているときには上方に移動して通路222を開放する。同様のバタフライは通路240内にも配置されている(バタフライ242)。ブロア228を駆動させると、バタフライ232、242が開き、ケース内に外気が送り込まれ、これにより電池の冷却が行われる。
The
ところで、このような電池パックにおいては、異常時に電池214からガスが噴出することもあり、特許文献1の電池パック250ではガス対策として下記のような構成が採られている。すなわち、例えば電池214の温度を検出し、その検出結果に基いてガスが噴出されそうかどうかを判断し、必要であればブロア228を停止させる。これによりバタフライ232、242がそれぞれ通路222、240を閉塞し、ケースの内部空間が実質的に密閉された状態となる。この状態で電池214の使用を更に続け、ガスが噴出した場合には、そのガスが通路232を介して排出グリル236内に排気されるようになっている。
By the way, in such a battery pack, gas may spout from the
なお、上記構成の電池パック250によれば、バタフライ232はブロア228の動作に応じて移動するものであり、したがってバタフライ自体を駆動させる特別な機構が不要なため構成が簡素化するという利点がある。
しかしながら、特許文献1記載の電池パック250では、電池214からガスが噴出される直前の状態では、ブロア222を停止してバタフライ232を初期位置に戻し、ケース内を密閉状態にする必要があった。したがって、ガスが噴出される直前という本来最も冷却を要する際に電池の冷却を行うことができず、その結果、電池の温度は上昇しやすく、ガスの噴出も発生しやすい構成となっていた。
However, in the battery pack 250 described in Patent Document 1, it is necessary to stop the
仮に、ガスの噴出の直前までブロア228を駆動するとしても、一般にブロア(ファン)は停止後しばらく動作し続けるものであるため、バタフライ232を瞬時に閉じさせることは困難である。そのため、バタフライが閉じるまでの時間を見越して、ある程度早めにブロアを停止しておく必要がある。この点からしても、やはり、この電池パックの構成ではガス噴出の直前に電池を冷却することが困難であるといえる。電池パックにおいては、たとえ1つであったとしても、電池からのガスの噴出は未然に防止することが望ましい。
Even if the blower 228 is driven until immediately before gas ejection, the blower (fan) generally continues to operate for a while after stopping, so it is difficult to instantaneously close the
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、電池からのガスの噴出が発生しにくく、また仮にガスが噴出した際には、ガス放出用の通路を素早く開放することができる電池冷却装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記本発明の電池冷却装置に利用可能なフラップ機構を提供することにある。なお、本明細書でいう「電池冷却装置」とは、電池パックの構成要素から電池アセンブリを除いた構成を意味している。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is difficult for gas to be ejected from the battery, and when gas is ejected, the gas discharge passage can be quickly opened. An object of the present invention is to provide a battery cooling device that can be used. Another object of the present invention is to provide a flap mechanism that can be used in the battery cooling device of the present invention. In addition, the “battery cooling device” referred to in this specification means a configuration in which the battery assembly is removed from the components of the battery pack.
上記目的を達成するため本発明の電池冷却装置によれば、複数の電池が集合した電池アセンブリを少なくとも2以上収容するケースと、前記ケース内にエアを送り込むためのファンと、前記ケースの一部に配置されたフラップ機構とを有し、前記電池アセンブリ同士の間には、前記ファンからのエアをケース下面側からケース上面側に向かって移送する送風通路が形成されると共に、前記電池のガス噴出口はいずれも該送風通路に向けて配置されており、前記ケースの上面には前記送風通路と連通する位置にガス放出用の通路が接続され、前記フラップ機構は、前記送風通路と前記ガス放出用の通路との間に配置されている電池冷却装置であって、前記フラップ機構は、一方の面に風圧を受けることで回転軸周りに回動移動するフラップ部材と、該フラップ部材の動きを規制するための付勢部材とを有し、前記フラップ部材は、前記ファンが駆動されていない状態では第1の位置にあり、前記ファンが駆動されている状態では、自重又は前記付勢部材の付勢力により前記第1の位置に戻ることができる第2の位置に移動し、前記ファンが駆動されている状態であって、更にいずれかの前記電池においてガスの噴出が生じた際には、前記第2の位置から前記第1の位置へと戻る方向とは逆向きの付勢力を前記付勢部材から受けながら、前記第1及び第2の位置には戻らない第3の位置に移動するように構成されており、前記フラップ部材が第1の位置にあるとき、前記送風通路と前記ガス放出通路とが連通し、前記第2の位置にあるとき、前記送風通路と前記ガス放出通路との連通が遮断され、前記第3の位置にあるとき、前記送風通路と前記ガス放出通路とが再び連通するようになっている。 In order to achieve the above object, according to the battery cooling device of the present invention, a case for accommodating at least two battery assemblies in which a plurality of batteries are assembled, a fan for sending air into the case, and a part of the case Between the battery assemblies, an air passage for transferring air from the fan from the case lower surface side toward the case upper surface side is formed between the battery assemblies, and the gas of the battery Each of the jet outlets is disposed toward the air passage, and a gas discharge passage is connected to the upper surface of the case at a position communicating with the air passage. The flap mechanism includes the air passage and the gas. A battery cooling device disposed between the discharge passage and the flap mechanism that rotates around a rotation axis by receiving wind pressure on one surface. A biasing member for restricting the movement of the flap member, and the flap member is in the first position when the fan is not driven, and when the fan is driven, It moves to the second position where it can return to the first position due to its own weight or the urging force of the urging member, and the fan is driven, and gas is ejected in any of the batteries. Occurs, the biasing member receives a biasing force in a direction opposite to the direction returning from the second position to the first position, and does not return to the first and second positions. It is comprised so that it may move to the 3rd position, when the flap member is in the 1st position, the blast passage and the gas discharge passage communicate, and when it is in the 2nd position, the blast The communication between the passage and the gas discharge passage is It is cross-sectional, when in the third position, and the air passage and the gas discharge path is adapted to communicate again.
このように構成された本発明の電池冷却装置によれば、ガスが噴出する直前であってもファンを駆動して電池の冷却を行うことができるため、電池からのガスの噴出がそもそも発生しにくいものとなる。また仮にガスが噴出した際には、反転バネとして機能する付勢部材の付勢力により、フラップが瞬時に第3の位置に移動するようになっているため、送風通路とガス放出通路との連通が素早く行われる。このようにガス放出通路の開放が素早く行われれば、噴出したガスの放出も良好に行えるものとなる。 According to the battery cooling device of the present invention configured as described above, since the battery can be cooled by driving the fan even immediately before the gas is ejected, gas ejection from the battery is originally generated. It will be difficult. Further, when gas is ejected, the flap is instantaneously moved to the third position by the biasing force of the biasing member functioning as a reversing spring, so that the communication between the air passage and the gas discharge passage is achieved. Is done quickly. In this way, if the gas discharge passage is opened quickly, the discharged gas can be discharged well.
上記フラップ機構に関し、フラップ部材は1つのみであってもよいが、一対のフラップ部材が対向配置されたものであってもよい。この場合、前記第1の位置では前記フラップ部材の先端部同士が互いに離れた状態となり、前記第2の位置では前記先端部同士が互いに接触する状態となり、前記第3の位置では前記先端部同士が再び離れた状態となるように構成されていればよい。 Regarding the flap mechanism, the number of flap members may be only one, but a pair of flap members may be arranged to face each other. In this case, the front end portions of the flap members are separated from each other at the first position, the front end portions are in contact with each other at the second position, and the front end portions are at the third position. It suffices if it is configured to be in a separated state again.
また、このように一対のフラップ部材を用いる場合、前記付勢部材は、2つのアーム部のそれぞれが前記フラップ部材のそれぞれに取り付けられたコイルバネであってもよい。また、前記各フラップ部材は、少なくとも前記先端部が弾性部材で構成されており、前記第2の位置では前記先端部同士が弾性変形を伴いながら互いに接触するように構成されていることが好ましく、これにより、フラップ部材による通路の遮断が良好に行われるものとなる。 When using a pair of flap members in this way, the biasing member may be a coil spring in which each of the two arm portions is attached to each of the flap members. Further, each of the flap members is preferably configured such that at least the tip portion is made of an elastic member, and the tip portions are in contact with each other with elastic deformation at the second position, Thereby, the interruption | blocking of the channel | path by a flap member will be performed favorably.
また、上記本発明において、前記ケースの一方の側面には、前記ファンからのエアをケース内に取り込むためのエア供給口が設けられ、前記ケース内には、前記エア供給口から送り込まれたエアの一部を、前記電池同士の間のそれぞれの電池間通路まで移送する入口側通路と、前記エアの残りの一部を前記送風通路まで直接移送するバイパス通路とが形成されていてもよい。バイパス通路が形成されていることで、送風通路に対して直接フレッシュなエアを供給できるものとなる。 In the present invention, an air supply port for taking in air from the fan into the case is provided on one side surface of the case, and the air fed from the air supply port into the case An inlet-side passage that transfers a part of the air to each inter-battery passage between the batteries and a bypass passage that directly transfers the remaining part of the air to the air passage may be formed. By forming the bypass passage, fresh air can be directly supplied to the blow passage.
また、送風通路内にガスが噴出された際に、そのガスを良好にガス放出通路側に導くためには、前記各電池アセンブリが傾斜して配置されていることによって前記送風通路の太さが前記ケースの上面側にいくにつれて徐々に太くなっていることが好ましい。また、電池間通路はいずれも、前記送風通路側が相対的に高位となるように構成されていてもよい。また、前記電池は、具体的には、フィルム外装電池がセルケース内に収容された薄型電池であり、前記電池アセンブリは、前記薄型電池をその厚さ方向に複数重ね合せたものであってもよい。 In addition, when gas is ejected into the air passage, in order to guide the gas to the gas discharge passage side well, the thickness of the air passage is reduced because each battery assembly is inclined. It is preferable that the thickness gradually increases toward the upper surface side of the case. Moreover, all the passages between batteries may be configured such that the air passage side is relatively high. Further, the battery is specifically a thin battery in which a film-clad battery is housed in a cell case, and the battery assembly may be a stack of a plurality of the thin batteries in the thickness direction. Good.
本発明のフラップ機構は、一方の面に風圧を受けることで回転軸周りに回動移動するフラップ部材と、該フラップ部材の動きを規制するための付勢部材とを有するフラップ機構であって、前記フラップ部材は、前記風圧を受けない状態では第1の位置にあり、前記風圧が所定の設定値まで達しない範囲では、自重又は前記付勢部材の付勢力により前記第1の位置に戻ることができる第2の位置に移動し、前記風圧が前記所定の設定値を越えた範囲では、前記フラップ部材が前記第2の位置から前記第1の位置へと戻る方向とは逆向きの付勢力を前記付勢部材から受けながら、前記第1及び第2の位置には戻らない第3の位置に移動するように構成されている。このようなフラップ機構を、電池パックのケースに適宜配置することで、例えば上記本発明のような構成の電池冷却装置を構成することができる。 The flap mechanism of the present invention is a flap mechanism having a flap member that rotates around a rotation axis by receiving wind pressure on one surface, and an urging member for restricting the movement of the flap member, The flap member is in the first position when not receiving the wind pressure, and returns to the first position by its own weight or the urging force of the urging member within a range where the wind pressure does not reach a predetermined set value. In a range where the wind pressure exceeds the predetermined set value, the biasing force is opposite to the direction in which the flap member returns from the second position to the first position. Is received from the urging member, and is moved to a third position that does not return to the first and second positions. By appropriately disposing such a flap mechanism in the case of the battery pack, for example, a battery cooling device having a configuration as in the present invention can be configured.
上述したように本発明によれば、ガスが噴出される直前においてもファンを駆動して電池を強制冷却することが可能であり、したがってガスの噴出がそもそも発生しにくいものとなる。また、ガスが噴出した際には、フラップ部材が付勢部材による付勢力を受けながら瞬時に第3の位置(開放位置)に移動するため、結果的に、ガス放出用の通路の開放を素早く行えるものとなる。 As described above, according to the present invention, it is possible to forcibly cool the battery by driving the fan immediately before the gas is ejected, and therefore, the gas ejection is hardly generated in the first place. Further, when the gas is ejected, the flap member is instantaneously moved to the third position (open position) while receiving the urging force of the urging member. As a result, the gas discharge passage is quickly opened. It can be done.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の電池パックの構成を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the battery pack of the present embodiment.
本実施形態の電池パック50は、図1に示されている姿勢で車両内に配置されるものであり、それぞれ複数の薄型電池20からなる電池アセンブリ28A、28Bが、ケース18内に収容された構成となっている。
The
薄型電池20は特に限定されるものではないが、本実施形態においては図2に示すような構成をなしている。すなわち、薄型電池20は、ラミネートフィルムなどからなるフィルム包装体24の内部に、金属箔の積層体として構成された電池要素(不図示)が電解液と共に収容されており、リチウムイオン二次電池として機能する。フィルム包装体24の外周部は、樹脂製のセルケース23によって保持されており、セルケース23の長辺側の外周壁には、フィルム包装体内に生じたガスを外部に逃がすためのガス噴出孔23aが形成されている。また、セルケース23の短辺側の2辺からは、正極用及び負極用の電極タブ25a、25bが引き出されている。なお、薄型電池1つ当たりの起電力は例えば3.6V程度に設定されている。
The
薄型電池20が高温条件下で使用されたり、あるいは過充電又は過放電となるような使用がなされたりした場合、フィルム包装体24内にガスが発生することとなる。このガスの発生によりフィルム包装体内の内圧が上昇し、所定値を越えたときに、フィルム包装体24の外周部に設けられた安全弁(不図示)が破れ、内部のガスがガス噴出孔23aを介して外部へ噴出されるようになっている。
When the
薄型電池20は、図1に示すように、電池アセンブリ28A、28Bとしてそれぞれ6段重ねの状態でケース18内に収容される。薄型電池20同士の間には、例えば不図示のスペーサにより所定の隙間が確保されており、後述するようにこの隙間をエアが通るようになっている。各薄型電池20はいずれも、そのガス噴出口23aがケース中央部側に向くように配置されている。また、各薄型電池20は、ガス噴出口23a側が相対的に高位となるように傾斜した状態で配置されている。
As shown in FIG. 1, the
ケース18の一方の側面には、ケース内にエアを送り込むためのエア供給口17が設けられている。エア供給口17には、エア供給通路71が接続されており、エア供給通路71内のファン15を駆動することによって、ケース内にエアが送り込まれるようになっている。ケース18の反対側の側面には、エア排出口19が設けられている。
An
ケース18の上面の中央部には、薄型電池20から噴出したガスを外部に送り出すためのガス放出通路72が接続されている。このガス放出通路72には、2つのフラップ32が回動することにより、ケース内とガス放出通路との連通状態を切換えるフラップ機構30が設けられている。なお、これについては他の図面を参照して後述する。
A
次に、図3を参照して、ケース内に形成された幾つかの通路について説明する。図3に示すように、一方の電池アセンブリ28Aにおいて薄型電池同士の間には電池間通路79aが複数形成されている。他方の電池アセンブリ28Bにおいても同様にして電池間通路79bが複数形成されている。電池間通路79a、79bはいずれも、中央通路77側の端部が相対的に高位となるように傾斜した状態となっている。中央通路77は、電池アセンブリ同士の間に形成された通路であり、各電池アセンブリ28A、28Bが傾斜して配置されていることにより、ケースの上面側にいくにつれて徐々に太くなっている。
Next, some passages formed in the case will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in one
電池アセンブリ28Aの側方及び下方のそれぞれには、入口側通路75とバイパス通路76とが形成されている。入口側通路75は、電池アセンブリ28A側面とケース内壁面との間に形成され、ケース上面側にいくにつれて徐々に細くなっている。エア供給口17から送り込まれたエアは、この入口側通路75を通って各電池間通路79a内に送られる。
An
バイパス通路76は、供給口から送り込まれたエアを中央通路77まで移送するための通路であり、中央通路77に供給されたエアは、次いで、各電池間通路79b内に送られる。バイパス通路76が設けられていることにより、電池アセンブリ28B側の各電池間通路79bに対してもフレッシュなエアが供給されるようになっている。電池アセンブリ28Bの側方には、電池間通路79bのそれぞれとエア排出口19との双方に連通する出口側通路78が形成されている。
The
次に、図4、図5を参照してフラップ機構30の具体的な構成及びその動作について説明する。
Next, a specific configuration and operation of the
フラップ機構30は、対向配置された一対のフラップ32を備えており、各フラップ32は、一端側が回転軸35によって支持されることで、回転軸35を中心として回動自在となっている。フラップ32は、その少なくとも先端部が弾性部材で構成されており、図5(b)に示すように、弾性変形を伴いながら先端部同士が互いに接するようになっている。一対のフラップ32の下方にはコイルバネ38が配置されている。コイルバネ38は、2つのアーム部のそれぞれが各フラップ32の係合孔34に掛けられている。
The
図5(a)の状態では、コイルバネ38は、無負荷状態のときよりもやや縮められた状態となっており、コイルバネの付勢力により各フラップ32の下面がストッパ33に押し当てられている。
In the state of FIG. 5A, the
フラップ32は比較的軽量な部材で構成されており、図5(b)に示すように、ファンからのエアがフラップ下面に吹き付けられた際に、その風圧により押し上げられるようになっている。図5(b)の状態では、コイルバネ38は図5(a)の状態よりも更に縮められており、フラップ32の先端同士は弾性変形を伴って互いに当接している。これにより、ケース内の中央通路77とガス放出通路72との連通が遮断されることとなる。
The
なお、それぞれのフラップに対して付与される風圧の大きさに差が生じれば、図5(b)のような状態を得ることが困難であるとも考えられるが、これに対しては例えば次のような対策を講じればよい。すなわち、回転軸35と同軸の平歯車(不図示)を各フラップに設け、この平歯車同士を互いに係合させる。これにより、両フラップが連動することとなるため、上記のような問題は生じない。
If there is a difference in the wind pressure applied to each flap, it may be difficult to obtain the state shown in FIG. 5B. The following measures should be taken. That is, a spur gear (not shown) coaxial with the
フラップ同士の当接状態(図5(b)参照)は、ファン15が動作している間、すなわち、フラップ下面に所定の風圧が付与されている間、維持される。本実施形態のフラップ機構30では、図4に示す基準線L1から基準線L2までの範囲内でフラップ同士が当接するようになっている。ここで、基準線L1は、フラップの先端同士が最初に当接する位置であり、基準線L2は、フラップの先端同士が離れる臨界位置である。このようにある程度の範囲にわたってフラップ同士の当接が維持されるということは、ファンからのエアの風圧が変動したとしてもフラップ同士の当接状態が維持されることを意味する。
The contact state between the flaps (see FIG. 5B) is maintained while the fan 15 is operating, that is, while a predetermined wind pressure is applied to the lower surface of the flap. In the
フラップ32が基準線L1から水平線Lhまでの位置にあるときには、コイルバネ38の付勢力は、フラップ32を下方に移動させる方向に作用する。ところが、フラップ32が水平線Lhを越えると、コイルバネ38の付勢力は、今度は逆にフラップ32を上方に移動させる方向に作用する。このようにコイルバネ38は反転バネとして機能するため、図5(b)の状態でフラップ下面にさらなる風圧が付与されると、フラップ32はコイルバネ38からの付勢力を受けながら、基準線L2を越えて最終的には図5(c)に示すような開放状態となる。
When the
次に、電池パック50全体の動作について図6を参照して説明する。
Next, the operation of the
図6(a)は、薄型電池20の温度がそれほど上昇していないときにとられる自然冷却状態である。この状態では、ファン15(図1参照)は駆動されてなく、また、フラップ機構30は図5(a)の開放状態となっている。薄型電池20からの輻射熱により加熱されたエアは、各電池間通路79a、79b内を中央通路77側に向かって移動し、更にフラップ32同士の間を通過してガス放出通路72側に導かれる。このようなエアの移動に伴って、エア供給口17及びエア排出口19からは外気がケース内に取り込まれる。薄型電池20の温度がそれほど上昇していない時点では、このような自然冷却で十分である。
FIG. 6A shows a natural cooling state that is taken when the temperature of the
次いで、薄型電池20の温度が更に上昇した場合、ファン15を駆動し図6(b)に示すような強制冷却モードに切換える。ファン15からのエアの一部は、入口側通路75側に送られ、残りの一部はバイパス通路76を経由して中央通路77側に送られる。入口側通路75から各電池間通路79a内にエアが送られることで、電池アセンブリ28A側の電池の冷却がなされ、中央通路77から各電池間通路79b内にエアが送られることで、電池アセンブリ28B側の電池の冷却がなされる。
Next, when the temperature of the
また、中央通路77内に送り込まれたエアは、中央通路内を上方に向かって吹き上がるようになっているため、このエアの風圧によりフラップ32が押し上げられ、フラップ機構30は図5(b)の状態となる。これにより、中央通路77とガス放出通路72との間の連通が遮断されるため、ケース内に送り込まれたエアはガス放出通路72内に逃げることはない。
Further, since the air fed into the
このように強制冷却を行い薄型電池20を冷却することで、ガスの噴出が未然に防止されることが期待されるが、それでもやはり、例えば過放電状態が継続すれば薄型電池20はガスを噴出してしまうこととなる。この場合、図6(c)に示すように薄型電池20からのガスが中央通路77内に噴出され、このガスの圧力により中央通路77内の内圧は瞬時に上昇することとなる。
By forcibly cooling in this way and cooling the
中央通路77が各電池間通路79a、79bに連通しているとはいえ、電池間通路79a、79bは中央通路77と比べて狭いためガスは通路79a、79b内には流入しにくい。また、薄型電池20が傾斜して配置されていることにより、ガスは、水平方向ではなく上方に向かって噴出される。したがって、結果的にはガスは中央通路77を上方に向かって吹き上がることとなり、このガスの風圧により、フラップ32が臨界状態を越えて図5(c)に示すような開放状態となる。
Although the
通常、薄型電池20がたとえ1つであってもガスを噴出してしまった場合には、安全性の観点等から、電池パックはそれ以降使用されなくなることが多い。したがって、図5(c)のように一旦開放状態となったフラップ32を元の位置に戻す必要はない。また、ガスを外部に放出する観点からすれば、本実施形態のようにフラップが素早く完全に開いた状態となることがより好ましい。このようにフラップ32が完全に開いた状態では、ファン15からエアは、バイパス通路76及び中央通路77を通ってそのままガス放出通路72内に送り込まれるので、噴出したガスは良好に外部に放出される。
Usually, even if there is only one
以上説明したように、本実施形態の電池パック50によれば、電池からガスが噴出する直前であってもファン15を駆動して電池の冷却を行うことができるため、電池からのガスの噴出がそもそも発生しにくいものとなる。また、仮にガスが噴出した際には、フラップ32が瞬時に第3の位置に移動して中央通路77とガス放出通路72との連通がなされるため、ガスがケース内にこもりにくく、良好に外部へ放出することが可能となる。また、フラップ機構30について見れば、フラップ32はファン15からのエアの風圧又は噴出したガスの圧力を受けて移動するものであり、フラップを移動させるための特別な機構を必要としないため構成の簡素化が図られる。
As described above, according to the
なお、本明細書における「薄型電池」とは、上面側から見た際の電池の縦方向の寸法及び横方向の寸法が、電池の厚さ方向の寸法に比してそれぞれ5倍以上であるような外形形状の電池をいう。また、「電池間通路」とは、図3にも示したように、電池間の通路のみではなく、最上部の電池とケース内壁面との間の通路をも含むものとする。 In the present specification, the term “thin battery” means that the vertical dimension and the horizontal dimension of the battery when viewed from the upper surface side are each five times or more the dimension in the thickness direction of the battery. A battery having such an outer shape. In addition, as shown in FIG. 3, the “inter-battery passage” includes not only the passage between the batteries but also the passage between the uppermost battery and the inner wall surface of the case.
以上、本発明の具体的な一態様について図1〜図6を参照して説明したが、上記実施形態の作用効果に鑑みれば、例えば図7に示すような電池パック150においても本発明による利点が得られることは明らかである。 As described above, one specific aspect of the present invention has been described with reference to FIGS. 1 to 6. However, in view of the operational effects of the above-described embodiment, the battery pack 150 as shown in FIG. It is clear that is obtained.
図7(a)に示すように、電池パック150は、複数の薄型電池120が集合した電池アセンブリを収容するケース118と、該ケース118内にエアを送り込むためのファン115と、ケース118の上面側の一部に取り付けられたフラップ機構130とを有している。図7のフラップ機構130においては、フラップ132は1つのみ設けられており、このフラップ132は図7(a)〜図7(c)に示すように、3つの位置に移動するように構成されている。
As shown in FIG. 7A, the battery pack 150 includes a
図7(a)では、ファン115は停止されており、この状態ではフラップ132はその下面に風圧を受けることなく第1の位置に存在している。これによりケースの内部空間とガス放出通路172とが連通し、各薄型電池120からの輻射熱により加熱されたエアが外部に逃がされるようになっている。
In FIG. 7A, the
図7(b)では、ファン115が駆動されており、フラップ132は、通路177を通じて送られるファンからのエアを受けて第2の位置に移動している。これにより通路177とガス放出通路172との連通が遮断されている。このように連通が遮断されることでケース118内が実質的に密閉されることとなるため、ファン115による強制冷却が効率的に実施されるものとなる。なお、この状態でファン115を停止すれば、フラップ132は、自重又は反転バネ(不図示)の付勢力により、上記第1の位置に戻るようになっている。
In FIG. 7B, the
次いで、このように強制冷却を行っていたとしても仮に電池のガス噴出孔123aからガスが噴出された際には、この噴出したガスにより通路177内の内圧が瞬間的に上昇することとなる。この圧力上昇に応じて、フラップ132は瞬時に第3の位置に移動してガス放出通路172を開放する。フラップ132に反転バネが取り付けられているため、フラップ132は、ある程度のところ(例えば水平姿勢を越えたところ)まで移動すると反転バネの付勢力を受けながら第2の位置から第3の位置へと移動する。すなわち、フラップは、バネの付勢力に抗しながらではなく、バネの付勢力に押されながら第3の位置まで移動する構成となっており、これによりフラップ132の瞬時の移動が達成されている。
Next, even if forced cooling is performed in this way, if gas is ejected from the gas ejection holes 123a of the battery, the internal pressure in the
なお、フラップ32、132が第2の位置に移動し、またその位置にあり続けるためにフラップ下面に付与される風圧の大きさとしては、例えば100〜200MPa程度であってもよい。そして、フラップが第2の位置から第3の位置に移動するための風圧の大きさとしては、例えば300MPa程度であってもよい。
Note that the magnitude of the wind pressure applied to the lower surface of the flap in order for the
また、ファン15の駆動は、例えば温度センサにより検出した電池の温度に基いて開始されてもよいし、電池が過充電気味又は過放電気味であることを電気的に検出しその結果に基いて開始されてもよい。また、そのような検出結果に基いてファンの風量が調整できるようになっていてもよい。 The driving of the fan 15 may be started based on, for example, the temperature of the battery detected by the temperature sensor, or based on the result of electrically detecting that the battery is overcharged or overdischarged. May be started. Further, the air volume of the fan may be adjusted based on such a detection result.
15 ファン
17 エア供給口
18、118 ケース
19 エア排出口
20、120 薄型電池
23 セルケース
23a、123a ガス噴出孔
24 フィルム包装体
25a、25b 電極タブ
28A、28B 電池アセンブリ
30、130 フラップ機構
32 フラップ
33 ストッパ
34 係合孔
35 回転軸
38 コイルバネ
50、150 電池パック
71 エア供給通路
72、172 ガス放出通路
75 入口側通路
76 バイパス通路
77、177 中央通路
78 出口側通路
79a、79b、179 電池間通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15
Claims (10)
前記電池アセンブリ同士の間には、前記ファンからのエアをケース下面側からケース上面側に向かって移送する送風通路が形成されると共に、前記電池のガス噴出口はいずれも前記送風通路に向けて配置されており、前記ケースの上面には前記送風通路と連通する位置にガス放出用の通路が接続され、前記フラップ機構は、前記送風通路と前記ガス放出用の通路との間に配置されている電池冷却装置であって、
前記フラップ機構は、一方の面に風圧を受けることで回転軸周りに回動移動するフラップ部材と、該フラップ部材の動きを規制するための付勢部材とを有し、
前記フラップ部材は、前記ファンが駆動されていない状態では第1の位置にあり、前記ファンが駆動されている状態では、自重又は前記付勢部材の付勢力により前記第1の位置に戻ることができる第2の位置に移動し、前記ファンが駆動されている状態であって、更にいずれかの前記電池においてガスの噴出が生じた際には、前記第2の位置から前記第1の位置へと戻る方向とは逆向きの付勢力を前記付勢部材から受けながら、前記第1及び第2の位置には戻らない第3の位置に移動するように構成されており、
前記フラップ部材が第1の位置にあるとき、前記送風通路と前記ガス放出通路とが連通し、前記第2の位置にあるとき、前記送風通路と前記ガス放出通路との連通が遮断され、前記第3の位置にあるとき、前記送風通路と前記ガス放出通路とが再び連通するようになっている電池冷却装置。 A case containing at least two battery assemblies in which a plurality of batteries are gathered, a fan for sending air into the case, and a flap mechanism arranged in a part of the case,
Between the battery assemblies, an air passage for transferring air from the fan from the lower surface of the case toward the upper surface of the case is formed, and all the gas outlets of the battery are directed toward the air passage. The gas discharge passage is connected to the upper surface of the case at a position communicating with the blow passage, and the flap mechanism is disposed between the blow passage and the gas discharge passage. A battery cooling device,
The flap mechanism has a flap member that rotates around a rotation axis by receiving wind pressure on one surface, and a biasing member for restricting the movement of the flap member,
The flap member is in the first position when the fan is not driven, and may return to the first position by its own weight or the biasing force of the biasing member when the fan is driven. When the gas is blown out in any one of the batteries, the second position is moved to the first position. And is configured to move to a third position that does not return to the first and second positions while receiving an urging force in a direction opposite to the returning direction from the urging member,
When the flap member is in the first position, the air passage and the gas discharge passage communicate with each other, and when in the second position, the communication between the air passage and the gas discharge passage is blocked, The battery cooling device in which the blower passage and the gas discharge passage are in communication with each other again when in the third position.
前記ケース内には、前記エア供給口から送り込まれたエアの一部を、前記電池同士の間のそれぞれの電池間通路まで移送する入口側通路と、前記エアの残りの一部を前記送風通路まで直接移送するバイパス通路とが形成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の電池冷却装置。 One side surface of the case is provided with an air supply port for taking air from the fan into the case,
In the case, an inlet side passage for transferring a part of the air sent from the air supply port to each inter-battery passage between the batteries, and a remaining part of the air in the air blowing passage The battery cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein a bypass passage is provided for direct transfer to the outside.
前記フラップ部材は、前記風圧を受けない状態では第1の位置にあり、
前記風圧が所定の設定値まで達しない範囲では、自重又は前記付勢部材の付勢力により前記第1の位置に戻ることができる第2の位置に移動し、
前記風圧が前記所定の設定値を越えた範囲では、前記フラップ部材が前記第2の位置から前記第1の位置へと戻る方向とは逆向きの付勢力を前記付勢部材から受けながら、前記第1及び第2の位置には戻らない第3の位置に移動するように構成されているフラップ機構。 A flap mechanism having a flap member that rotates around a rotation axis by receiving wind pressure on one surface, and a biasing member for restricting the movement of the flap member,
The flap member is in the first position in a state where it does not receive the wind pressure,
In a range in which the wind pressure does not reach a predetermined set value, it moves to a second position where it can return to the first position by its own weight or the urging force of the urging member,
In a range where the wind pressure exceeds the predetermined set value, the flap member receives an urging force in a direction opposite to the direction in which the flap member returns from the second position to the first position, while the urging member receives the urging force. A flap mechanism configured to move to a third position that does not return to the first and second positions.
前記第1の位置では前記フラップ部材の先端部同士が互いに離れた状態となり、前記第2の位置では前記先端部同士が互いに接触する状態となり、前記第3の位置では前記先端部同士が再び離れた状態となる、請求項9に記載のフラップ機構。 A pair of the flap members are arranged to face each other,
At the first position, the leading ends of the flap members are separated from each other, at the second position, the leading ends are in contact with each other, and at the third position, the leading ends are separated again. The flap mechanism according to claim 9, wherein the flap mechanism is in a closed state.
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