JP2014060165A - Battery case and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両の底部に搭載される電池パックに関し、特に、電池パックを構成するバッテリケースの構造に関する。 The present invention relates to a battery pack mounted on the bottom of an electric vehicle, and more particularly to a structure of a battery case constituting the battery pack.
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される電池パックは、複数のバッテリセルで構成されるバッテリを複数備えている。これら複数のバッテリは樹脂材料等で形成されるバッテリケース内に収容されている。 For example, a battery pack mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle includes a plurality of batteries each including a plurality of battery cells. The plurality of batteries are accommodated in a battery case formed of a resin material or the like.
電池パックを構成する各バッテリセルは、例えば、製造不良や、車両の衝突事故による変形等に起因して内部短絡が生じると、発熱すると共にガスが発生し、発生したガスがバッテリケース内に充満して内部圧力が上昇すると、バッテリケースが変形してしまう虞がある。 Each battery cell constituting the battery pack generates heat and generates gas when an internal short circuit occurs due to, for example, manufacturing failure or deformation due to a vehicle collision accident, and the generated gas is filled in the battery case. If the internal pressure increases, the battery case may be deformed.
このような問題を解決するために、例えば、ケース本体と、ケース本体の開口を封止する蓋と、を有する電池ケースにおいて、ケース本体と蓋との結合部分に、結合力を低下させた削落部を形成し、ガスの発生により電池ケースの内部圧力が上昇した際に、この削落部でケース本体と蓋との結合が解除され、これらケース本体と蓋との隙間から外部にガスが排出されるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, for example, in a battery case having a case main body and a lid that seals the opening of the case main body, a cutting portion having a reduced coupling force is formed at a joint portion between the case main body and the lid. When the internal pressure of the battery case rises due to the generation of gas, the connection between the case main body and the lid is released at this scraped portion, and gas is released from the gap between the case main body and the lid to the outside. There is one that is discharged (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記構造では、ケース本体と蓋との隙間からガスを外部に排出させているため、例えば、バッテリケース(電池ケース)内においてガスの発生量が急激に増加した場合には、発生したガスを外部に十分に排出することができず、バッテリケースが変形してしまう虞がある。 However, in the above structure, since the gas is discharged to the outside through the gap between the case body and the lid, for example, when the amount of gas generated suddenly increases in the battery case (battery case), the generated gas May not be sufficiently discharged to the outside, and the battery case may be deformed.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの異常によってバッテリケース内でガスが発生した場合に、そのガスを外部に良好に排出することができるバッテリケース及び電池パックを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a battery case and a battery pack that can discharge the gas well when the gas is generated in the battery case due to an abnormality of the battery. The purpose is to do.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、複数のバッテリセルで構成される複数個のバッテリを支持するトレイ部材と、前記トレイ部材の上に重ねられて当該トレイ部材に固定されるカバー部材と、を有し、電動車両に搭載されるバッテリケースであって、前記カバー部材の上面には、少なくとも所定領域の外周部を囲って設けられて前記カバー部材の他の部分よりも剛性が低い脆弱部を有し内部圧力の上昇に伴う前記脆弱部の変形によって前記所定領域が開口する圧力開放部が設けられていることを特徴とするバッテリケースにある。 A first aspect of the present invention that solves the above-described problems includes a tray member that supports a plurality of batteries each composed of a plurality of battery cells, and a cover that is stacked on the tray member and fixed to the tray member. A battery case that is mounted on an electric vehicle, and is provided on the upper surface of the cover member so as to surround at least an outer peripheral portion of a predetermined region, and is more rigid than other portions of the cover member. The battery case has a low fragile portion, and is provided with a pressure release portion that opens the predetermined region by deformation of the fragile portion accompanying an increase in internal pressure.
かかる本発明の第1の態様では、バッテリ異常等によりバッテリケース内にガスが発生してバッテリケース内の圧力が上昇した場合に、圧力開放部が開口してバッテリケース内のガスを良好に外部に排出させることができる。 In the first aspect of the present invention, when gas is generated in the battery case due to battery abnormality or the like and the pressure in the battery case is increased, the pressure release part is opened and the gas in the battery case is satisfactorily externalized. Can be discharged.
本発明の第2の態様は、前記圧力開放部が、前記カバー部材の上面の複数ヶ所に設けられていることを特徴とする第1の態様のバッテリケースにある。 According to a second aspect of the present invention, in the battery case according to the first aspect, the pressure release portions are provided at a plurality of locations on the upper surface of the cover member.
かかる第2の態様では、バッテリケース内の何れの位置でバッテリ異常が発生した場合でも、バッテリケース内のガスが迅速に外部に排出される。 In the second aspect, the gas in the battery case is quickly discharged to the outside regardless of where the battery abnormality occurs in the battery case.
本発明の第3の態様は、前記脆弱部が、前記所定領域の全面に設けられていることを特徴とする第1又は2の態様のバッテリケースにある。 According to a third aspect of the present invention, in the battery case according to the first or second aspect, the weakened portion is provided on the entire surface of the predetermined region.
かかる第3の態様では、脆弱部が変形し易くなり、バッテリケース内の圧力が上昇した際に、圧力開放部がより確実に開口し、内部のガスが良好に外部に排出される。 In the third aspect, the fragile portion is easily deformed, and when the pressure in the battery case rises, the pressure release portion opens more reliably, and the internal gas is discharged to the outside satisfactorily.
本発明の第4の態様は、前記圧力開放部は、前記カバー部材上面の前記所定領域に形成された開口部と、前記開口部の外周部の少なくとも一部で前記カバー部材に固定されて前記開口部を封止する封止部材と、を備えていることを特徴とする第3の態様のバッテリケースにある。 According to a fourth aspect of the present invention, the pressure release portion is fixed to the cover member at an opening formed in the predetermined region on the upper surface of the cover member and at least a part of an outer peripheral portion of the opening. A battery case according to a third aspect, comprising: a sealing member that seals the opening.
かかる第4の態様では、開口部に対向する領域の封止部材が脆弱部として機能して、バッテリケースの内部圧力の上昇にともなって開口部が開口し、この開口部から内部のガスが良好に排出される。 In the fourth aspect, the sealing member in the region facing the opening functions as the fragile portion, and the opening opens as the internal pressure of the battery case increases, and the internal gas is good from this opening. To be discharged.
本発明の第5の態様は、前記脆弱部が前記カバー部材に一体的に形成されており、当該脆弱部の肉厚が前記カバー部材の他の部分の肉厚よりも薄くなっていることを特徴とする第1又は2の態様のバッテリケースにある。 According to a fifth aspect of the present invention, the fragile portion is integrally formed with the cover member, and the thickness of the fragile portion is thinner than the thickness of other portions of the cover member. The battery case according to the first or second aspect is characterized.
かかる第5の態様では、圧力開放部が通常は確実に封止されているため、バッテリケースの密封性を高めることができる。また圧力開放部の構造が簡素化され、コストの削減を図ることができる。 In the fifth aspect, since the pressure release portion is normally reliably sealed, the sealing performance of the battery case can be improved. Further, the structure of the pressure release part is simplified, and the cost can be reduced.
本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか一つの態様のバッテリケース内に前記バッテリが複数収容されてなることを特徴とする電池パックにある。 A sixth aspect of the present invention is a battery pack characterized in that a plurality of the batteries are accommodated in the battery case according to any one of the first to fifth aspects.
かかる第6の態様では、バッテリ異常等によりバッテリケース内にガスが発生してバッテリケース内の圧力が上昇した場合に、圧力開放部が開口してバッテリケース内のガスを良好に外部に排出させることができる。したがって、安全性を高めた車載用電池パックを実現することができる。 In the sixth aspect, when the gas is generated in the battery case due to battery abnormality or the like and the pressure in the battery case is increased, the pressure release part is opened and the gas in the battery case is discharged to the outside satisfactorily. be able to. Therefore, an in-vehicle battery pack with improved safety can be realized.
以上のように本発明によれば、バッテリケース内にガスが発生してバッテリケース内の圧力が上昇した場合に、圧力開放部が開口してバッテリケース内のガスを良好に外部に排出させることができる。したがって、安全性を高めた車載用電池パックを実現することができる。 As described above, according to the present invention, when gas is generated in the battery case and the pressure in the battery case is increased, the pressure release portion is opened and the gas in the battery case is discharged to the outside satisfactorily. Can do. Therefore, an in-vehicle battery pack with improved safety can be realized.
以下、図面に基づいて本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1に示すように、本発明に係る車載用電池パック10は、例えば、電気自動車等の電動車両1の底部(フロア下)に搭載され、電動車両1の走行用モータ等に電力を供給する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments based on the drawings.
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, an in-
電池パック10は、図2に示すように、複数のバッテリ20と、これら複数のバッテリ20が収容されるバッテリケース30とを備える。バッテリケース30は、複数のバッテリ20を収容する容器であり、トレイ部材であるバッテリトレイ40及びカバー部材であるバッテリカバー50とで構成されている。バッテリトレイ40はバッテリケース30の下部を構成し、バッテリカバー50がバッテリケース30の上部を構成している。すなわち、これらバッテリトレイ40とバッテリカバー50とで形成される空間内に複数のバッテリ20が保持されている。
As shown in FIG. 2, the
各バッテリ20は、並設された複数のバッテリセル(図示なし)で構成されており、例えば、本実施形態では、このような複数のバッテリ20が、バッテリケース30の長手方向に沿って2列に並設されている。なおバッテリケース30内におけるバッテリ20の配置は特に限定されるものではない。
Each
ここで、バッテリカバー50は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。バッテリカバー50の前部には、図示しない電源遮断装置のサービスプラグの脱着操作を行うためのサービスプラグ用開口部51と、冷却風導入口52とが形成されている。
Here, the
サービスプラグ用開口部51には、蛇腹状のゴム製ブーツ53の一端側が取り付けられている。また図示しないが電動車両のフロアパネルにはブーツ取付口が形成されており、このブーツ取付口はキャップ部材によって封止されている。ゴム製ブーツ53の他端側は上記のブーツ取付口に取り付けられている。つまりバッテリカバー50に設けられたサービスプラグ用開口部51とフロアパネルに設けられたブーツ取付口とがゴム製ブーツ53によって接続されている。
One end of a bellows-
このような構成により、電池パック10の点検等を行うにあたり、電動車両のフロアパネルから上記のキャップ部材を取り外すことによって、バッテリケース30内に配置されている電源遮断装置のサービスプラグを車室側から容易に脱着することができる。
With such a configuration, when the
また冷却風導入口52にも蛇腹状のゴム製ブーツ54が取り付けられている。図示は省略するが、冷却風導入路の一端側がこのゴム製ブーツ54に接続されており、冷却風導入路の他端側は車他前部に配置される熱交換ユニットに接続されている。すなわち、熱交換ユニットで冷却された冷却風が冷却風導入管及びゴム製ブーツ54を介して冷却風導入口52からバッテリケース30内に導入されるようになっている。
An
またバッテリカバー50の上面には、このように導入された冷却風の一部を流すためのバイパス流路部55と、冷却ファンを収容するための冷却ファン収容部56等が設けられている。
Further, on the upper surface of the
さらに本発明に係るバッテリカバー50の上面には、バッテリケース30の内部圧力の上昇に伴って開口する圧力開放部60が設けられている。本実施形態では、バッテリカバー50に形成されているバイパス流路部55上に圧力開放部60を設けている。
Furthermore, a
圧力開放部60は、バッテリカバー50の上面の所定領域の少なくとも外周部を囲って設けられてバッテリカバー50の他の部分よりも剛性の低い脆弱部61を備えている。そして圧力開放部60は、バッテリケース30の内部圧力の上昇に伴って脆弱部61が変形することで上記所定領域が開口するようになっている。
The
本実施形態では、圧力開放部60を構成する脆弱部61が、バッテリカバー50の所定領域の全面に設けられている。具体的には、図3に示すように、圧力開放部60は、バッテリカバー50の上面の所定領域に形成された開口部62と、この開口部62を封止する封止板(封止部材)63と、で構成されている。
In the present embodiment, the
封止板63は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム等の薄板で構成されており、バッテリカバー50よりも剛性が低く変形し易い。すなわち本実施形態では、この封止板63で封止された開口部62内の全域が脆弱部61となっている。
The sealing
本実施形態では、封止板63は、一方向における両端部が開口部62の外周部でバッテリカバー50に固定されている。封止板63の固定方法は、特に限定されないが、例えば、ボルト及びナット等の締結部材70によってバッテリカバー50に固定すればよい。
In the present embodiment, both ends of the sealing
また封止板63には、開口部62に対向する領域に、封止板63の他の部分よりも破断し易い破断部80が、開口部62を跨いで設けられている。上述のように本実施形態では、封止板63は、一方向における両端部がバッテリカバー50にそれぞれ固定されている。この場合、破断部80は、上記一方向とは直交する方向に延設されていることが好ましい。例えば、本実施形態では、破断部80は、開口部62の周縁部に対応する部分に、上記一方向とは直交する方向に延設されている。勿論、破断部80を延設する方向は特に限定されるものではない。また破断部80を設ける位置も特に限定されず、例えば、開口部62の中央部であってもよい。
Further, the sealing
本実施形態に係る破断部80は、2つのスリット状の貫通孔81が所定間隔で並設されてなる。この破断部80の構成は、封止板63の強度等を考慮して、所定圧力で破断するように適宜調整すればよい。例えば、破断部80を構成する貫通孔81の数は特に限定されず、例えば、3つ以上であってもよいし、1つであってもよい。また例えば、破断部80を貫通孔81は必ずしも封止板63を貫通していなくてもよく、封止板63の厚さ方向の一部が除去された凹部であってもよい。
The fracture | rupture
このように電池パック10を構成するバッテリカバー50に圧力開放部60が設けられていることで、例えば、バッテリ20の異常等によってガスが発生し、バッテリケース30内にガスが充満して内部圧力が上昇すると、圧力開放部60から外部にガスが良好に排出される。詳細には、バッテリケース30内の圧力が上昇すると、図4(a)に示すように、脆弱部61である、開口部62に対向する領域の封止板63、に圧力が掛かる。この圧力によって封止板63が変形することで、図4(b)に示すように破断部80が破断して開口部62が開口する。例えば、2気圧程度の圧力が掛かることで破断部80が破断して開口部62が開口する。つまりバッテリカバー50の一部が所定の面積で開口する。これにより、バッテリケース30の内部圧力が急激に上昇した場合でも、バッテリケース30内に充満したガスが開口部62から外部に良好に排出される。したがって、安全性を高めた車載用電池パック10を実現することができる。
Since the
また圧力開放部60がバッテリケース30の上面(バッテリカバー50の上面)に設けられているため、例えば、バッテリケース30の側面等に設けるよりも、バッテリケース30の水密性が高められる。特に、圧力開放部60は、バッテリケース30の上面の比較的高い位置に形成されていることが好ましい。これにより、バッテリケース30の水密性をさらに高めることができる。
Further, since the
詳しく説明すると、電池パック10は、上述のように電動車両1の底部(フロア下)に設けられている。このため、例えば、雨天時等には電池パック10が被水してしまう虞がある。そのような場合でも、圧力開放部60がバッテリケース30の上面(特に、高い位置)に形成されていることで、圧力開放部60が被水することを抑制することができる。また仮に被水した場合でも、バッテリカバー50と封止板63との微小な隙間、あるいは破断部80を構成する貫通孔81からバッテリケース30内に雨水等が侵入すること、或いはその水圧によって圧力開放部60が開口することを抑制することができる。
More specifically, the
なお開口部62の大きさは特に限定されないが、バッテリケース30内のガスを外部に排出するという観点からは、開口部62は可及的に大きく形成されていることが好ましい。また本実施形態では、開口部62が矩形状を有するが、開口部62の形状は特に限定されず、例えば、円形等であってもよい。
In addition, although the magnitude | size of the
また本実施形態では、圧力開放部60がバッテリカバー50の上面の一ヶ所に設けられているが、圧力開放部60の数は特に限定されず、図5に示すように、バッテリカバー50の複数ヶ所に圧力開放部60を設けるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
これにより、バッテリケース30内の何れの位置のバッテリ20に異常が発生しても、バッテリケース30内に溜まったガスを素早く外部に排出することができる。したがって、安全性を高めた車載用電池パックを実現することができる。
Thereby, even if abnormality occurs in the
(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る圧力開放部を示す概略図及び断面図であり、図7は、実施形態2に係る圧力開放部の動きを説明する概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic diagram and a cross-sectional view illustrating a pressure release unit according to the second embodiment, and FIG. 7 is a schematic diagram illustrating movement of the pressure release unit according to the second embodiment.
本実施形態は、圧力開放部の構造の変形例であり、その他の構成は実施形態1と同様である。図6に示すように、本実施形態に係る圧力開放部60Aは、バッテリカバー50に形成された開口部62と、開口部62を封止する封止板63Aとで構成されている。封止板63Aは、一方向における一端部が開口部62の外周部でバッテリカバー50に、例えば、タッピングスクリュー等の締結部材70Aによって固定されている。これに対して封止板63Aの他端部は、バッテリカバー50に対して取り外し可能に保持されている。本実施形態では、封止板63Aの他端部は、締結部材70Aの外周部に張り出して設けられるフランジ部71とバッテリカバー50の表面との間に挟持された状態で保持されている。
The present embodiment is a modification of the structure of the pressure release portion, and other configurations are the same as those of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the
このような圧力開放部60Aの構成であっても、バッテリケース30内にガスが充満して内部圧力が上昇した際に、圧力開放部60Aから外部にガスを良好に排出することができる。すなわち、バッテリケース30内の圧力が上昇すると、図7(a)に示すように、その圧力上昇に伴って開口部62に対向する領域の封止板63A(脆弱部61)が変形し、締結部材70Aのフランジ部71とバッテリカバー50の表面との間に挟持されていた封止板63Aの端部が、これらの間から外れて、図7(b)に示すようにバッテリカバー50に形成されている開口部62が開口する。これにより、バッテリケース30の内部圧力が急激に上昇した場合でも、バッテリケース30内に充満したガスが開口部62から外部に良好に排出される。
Even with such a configuration of the
(実施形態3)
図8は実施形態3に係る圧力開放部を示す概略を示す斜視図及び断面図であり、図9は、実施形態3に係る圧力開放部の動きを説明する概略斜視図及び断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a perspective view and a cross-sectional view schematically illustrating a pressure release unit according to the third embodiment, and FIG. 9 is a schematic perspective view and a cross-sectional view illustrating the movement of the pressure release unit according to the third embodiment.
本実施形態は、圧力開放部の構造の変形例であり、その他の構成は実施形態1と同様である。図8に示すように、本実施形態に係る圧力開放部60Bは、バッテリカバー50に設けられた開口部62と、この開口部62を封止する蓋部材(封止部材)90とで構成されている。蓋部材90は、弾性材料、例えば、ゴム材料や樹脂材料等からなり、開口部62の周縁部に対向する部分に爪部91を備える。すなわち、蓋部材90の外周部に全周に亘って爪部91が設けられている。そして、この爪部91が開口部62の周縁部に係合することで蓋部材90がバッテリカバー50に保持され、この蓋部材90によって開口部62が封止されている。
The present embodiment is a modification of the structure of the pressure release portion, and other configurations are the same as those of the first embodiment. As shown in FIG. 8, the
このような圧力開放部60Bの構成であっても、バッテリケース30内にガスが充満して内部圧力が上昇した際に、圧力開放部60Bから外部にガスを良好に排出することができる。すなわち、バッテリケース30内の圧力が上昇すると、その圧力上昇に伴って開口部62に対向する領域の蓋部材90(脆弱部61)が変形すると共にその外周部の爪部91が変形し、図9に示すように、バッテリカバー50の開口部62から蓋部材90が外れて開口部62が開口する。これにより、バッテリケース30の内部圧力が急激に上昇した場合でも、バッテリケース30内に充満したガスが開口部62から外部に良好に排出される。
Even with such a configuration of the
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to embodiment mentioned above.
例えば、上述の実施形態では、圧力開放部60の脆弱部61がバッテリカバー50とは別部材で構成されている例を説明したが、脆弱部61はバッテリカバー50に一体的に設けられていてもよい。例えば、図10(a)に示すように、バッテリカバー50の所定領域の外周部を囲ってバッテリカバー50の他の部分よりも肉厚の薄い薄肉部57を形成し、この薄肉部57が圧力開放部60Cの脆弱部61として機能するようにしてもよい。さらに薄肉部57は、図10(b)に示すように、バッテリカバー50の所定領域の全面に設けられていてもよい。このようにバッテリカバー50に脆弱部61を一体的に形成した構成では、バッテリケース30内の圧力が上昇すると、この圧力上昇に伴って脆弱部61が変形して脆弱部61に亀裂が生じることで、バッテリカバー50の所定領域に開口部が形成されることになる。勿論、このような構成としても、圧力開放部60Cからバッテリケース30内に充満したガスを外部に良好に排出することができる。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
このように本発明は、その主旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更を加えることができる。 As described above, the present invention can be variously modified within a range not departing from the gist thereof.
10 車載用電池パック
20 バッテリ
30 バッテリケース
40 バッテリトレイ
50 バッテリカバー
51 サービスプラグ用開口部
52 冷却風導入口
53 ゴム製ブーツ
54 ゴム製ブーツ
55 バイパス流路部
56 冷却ファン収容部
57 薄肉部
60 圧力開放部
61 脆弱部
62 開口部
63 封止板
70 締結部材
71 フランジ部
80 破断部
81 貫通孔
90 蓋部材
91 爪部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記カバー部材の上面には、
少なくとも所定領域の外周部を囲って設けられて前記カバー部材の他の部分よりも剛性が低い脆弱部を有し内部圧力の上昇に伴う前記脆弱部の変形によって前記所定領域が開口する圧力開放部が設けられていることを特徴とするバッテリケース。 A battery mounted on an electric vehicle, comprising: a tray member that supports a plurality of batteries composed of a plurality of battery cells; and a cover member that is superimposed on the tray member and fixed to the tray member. A case,
On the upper surface of the cover member,
A pressure release portion that is provided to surround at least the outer peripheral portion of the predetermined region and has a fragile portion having lower rigidity than other portions of the cover member, and the predetermined region is opened by deformation of the fragile portion accompanying an increase in internal pressure. A battery case characterized in that is provided.
前記カバー部材上面の前記所定領域に形成された開口部と、
前記開口部の外周部の少なくとも一部で前記カバー部材に固定されて前記開口部を封止する封止部材と、を備えていることを特徴とする請求項3に記載のバッテリケース。 The pressure release part is
An opening formed in the predetermined region on the upper surface of the cover member;
The battery case according to claim 3, further comprising: a sealing member that is fixed to the cover member at at least a part of an outer peripheral portion of the opening and seals the opening.
当該脆弱部の肉厚が前記カバー部材の他の部分の肉厚よりも薄くなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリケース。 The fragile portion is formed integrally with the cover member;
3. The battery case according to claim 1, wherein a thickness of the fragile portion is thinner than a thickness of the other portion of the cover member.
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