JP7430841B1 - 流量算出装置および流量算出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態を詳説する。
図1に当該流量算出装置100を示す。
当該流量算出装置100は、長手方向の両端に第1開口部111および第2開口部112を有し、電池Bから噴出する噴出物の流路113を形成する筒状部材110と、流路113に配設されている差圧測定部を含む流量算出手段とを備えている。本実施形態の流量算出装置100は、上記噴出物の温度を測定する温度計Tと、上記噴出物を捕集する捕集部材130とを備えている。本実施形態では、流路113を通過する上記噴出物の差圧を測定する差圧測定部として、ピトー管120を用いている。
Q = A × S1 ・・・・(2)
ここで、Aは流路113の断面積[m2]である。
ρ = (P ×M) / (R × TM) ・・・・(4)
上記式(4)で、Pは大気圧[Pa]であり、Mは上記噴出物の平均分子量であり、Rは気体定数[J/K・kmol]であり、TMは温度計Tで測定した上記噴出物の温度[℃]である。
図2に、上述の流量算出装置100とは異なる他の実施形態に係る流量算出装置200を示す。上述の流量算出装置100と同一の構成については、同一の符号を用いて説明を省略する。
当該流量算出方法は、長手方向の両端に第1開口部111および第2開口部112を有する筒状部材110に差圧測定部を配設する工程と、上記差圧測定部が配設された筒状部材110の第1開口部111を電池Bに向けて配置する工程と、電池Bを発熱させ、または電池Bを加熱して温度を上昇する工程と、温度が上昇した電池Bから噴出する噴出物の差圧を上記差圧測定部で測定する工程と、測定した差圧から上記噴出物の流量を算出する工程とを備える。当該流量算出方法は、上記温度を上昇する工程の前に、上記噴出物を捕集する捕集部材130を第2開口部112に接続する工程を備えることが好ましい。また、当該流量算出方法は、電池Bをケーシング210に収容する工程を備えていてもよい。
収容する工程では、電池Bをケーシング210に収容する。具体的には、まず、蓋部212の第1溝部分212g、第2溝部分212hおよび第2側部214の溝部分214aにシーリング材を配置する。第1側部213の凹部213eに電熱ヒータを配置し、給電用の配線をヒータ用挿通孔213fに挿通する。次に、第1側部213内に電池Bを配置して第2側部214を第1側部213に固定する。続いて、蓋部212の蓋挿通孔212e,212fに電池Bに給電する配線と、電圧測定用の配線とを挿通して電極B1,B2に接続し、蓋部212を第1側部213および第2側部214に固定する。各配線を挿通した上記各挿通孔は、エポキシ樹脂などの充填剤を充填して封止することが好ましい。
配設する工程では、長手方向の両端に第1開口部111および第2開口部112を有する筒状部材110に差圧測定部(ピトー管120)を配設する。配設されるピトー管120はウエスタン型であることが好ましい。ピトー管120は、先端の開口を第1開口部111に向けて配設される。筒状部材110には、温度計Tも配設されることが好ましい。
配置する工程では、ピトー管120(またはオリフィス)が配設された筒状部材110の第1開口部111を電池Bに向けて配置する。すなわち、上記安全弁から噴出する噴出物の流路となるように筒状部材110を配置する。ケーシング210の接続部211(穴部分212a)に第1開口部111を嵌合することで筒状部材110が配置されることが好ましい。電池Bがケーシング210に収容されていない場合は、第1開口部111が上記安全弁に直接接続されるように筒状部材110を配置することが好ましい。
接続する工程では、上記噴出物を捕集する捕集部材130を第2開口部112に接続する。具体的には、捕集部材130の開口部を第2開口部112に接続する。捕集部材130の開口部と第2開口部112との間に隙間が形成される場合には、この隙間をテープなどで封止することが好ましい。
加熱する工程では、電池Bを発熱させ、または電池Bを加熱して温度を上昇する。電池Bの温度を上昇させる方法としては、特に限定されるものでないが、例えば、電池Bに加熱面が当接するように配置されている電熱ヒータに給電して電池Bを加熱してもよいし、過剰な電気を供給して(過剰充電状態にして)発熱させてもよいし、釘などの鋭利な導電材を電池Bに刺して内部で短絡させてもよい。
算出する工程では、加熱された電池Bの安全弁から噴出する噴出物の流量を、ピトー管120(またはオリフィス)で測定した差圧から算出する。具体的には、上記差圧から上記式(1)および上記式(2)(または上記式(3))を用いて上記噴出物の流量を算出する。算出する工程では、同時に、捕集部材130で上記噴出物を捕集することが好ましく、上記式(1)(または上記式(3))で用いられる流体密度ρは、捕集部材130で捕集した上記噴出物を分析して上記式(4)で算出した平均分子量の値を用いることが好ましい。
当該流量算出装置100,200および当該流量算出方法は、電池Bから噴出する噴出物の流路113を形成する筒状部材111と、流路113に配設されている差圧測定部(ピトー管120またはオリフィス)とを備えているため、上記噴出物を拡散させることなく、その差圧を測定することができる。このため、上記噴出物の流量を精度よく算出することができる。算出した流量は、電池の熱暴走による各種シミュレーション、例えば複数の電池を接続した電池パックの安全性のシミュレーションなどに好適に用いられる。
上記実施形態は、本開示の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載および技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換または追加が可能であり、それらは全て本開示の範囲に属するものと解釈されるべきである。
110 筒状部材
111 第1開口部
112 第2開口部
113 流路
120 ピトー管
130 捕集部材
210 ケーシング
211 接続部
212 蓋部
212a 穴部分
212b 安全弁用孔
212c,212d 蓋凹部分
212e,212f 蓋挿通孔
212g 第1溝部分
212h 第2溝部分
213 第1側部
213a 底部分
213b 背部分
213c,213d 側部分
213e 凹部分
213f,213g ヒータ用挿通孔
214 第2側部
214a 溝部分
B 電池
B1,B2 電極
T 温度計
Claims (10)
- 長手方向の両端に第1開口部および第2開口部を有し、電池から噴出する噴出物の噴出方向に流路を形成するように配置される筒状部材と、
上記流路に配設されている差圧測定部を含む流量算出手段と
を備える流量算出装置。 - 電池が噴出物を噴出する噴出部を有し、上記第1開口部が上記噴出部に直接接続されている請求項1に記載の流量算出装置。
- 長手方向の両端に第1開口部および第2開口部を有し、電池から噴出する噴出物の流路を形成する筒状部材と、
上記流路に配設されている差圧測定部を含む流量算出手段と、
電池を収容するケーシングと
を備え、
上記ケーシングが、電池を隙間なく収容する流量算出装置。 - 長手方向の両端に第1開口部および第2開口部を有し、電池から噴出する噴出物の流路を形成する筒状部材と、
上記流路に配設されている差圧測定部を含む流量算出手段と、
電池を収容するケーシングと
を備え、
上記ケーシングの内面と電池の外面とが密着する流量算出装置。 - 上記ケーシングが、上記第1開口部と接続される接続部を有する請求項3または請求項4に記載の流量算出装置。
- 上記流路が上記噴出物の単一の流路を構成し、上記噴出物の全量が上記流路に導入される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の流量算出装置。
- 上記噴出物を捕集する捕集部材が上記第2開口部に接続されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の流量算出装置。
- 長手方向の両端に第1開口部および第2開口部を有する筒状部材に差圧測定部を配設する工程と、
電池から噴出する噴出物の噴出方向に上記筒状部材が流路を形成するように上記差圧測定部が配設された上記筒状部材の第1開口部を電池に向けて配置する工程と、
上記電池を発熱させ、または上記電池を加熱して温度を上昇させる工程と、
温度が上昇した上記電池から噴出する噴出物の差圧を上記差圧測定部で測定する工程と、
測定した差圧から上記噴出物の流量を算出する工程と
を備える流量算出方法。 - 長手方向の両端に第1開口部および第2開口部を有する筒状部材に差圧測定部を配設する工程と、
電池との間に隙間が形成されないように上記電池をケーシングに収容する工程と、
上記差圧測定部が配設された上記筒状部材の第1開口部を上記電池に向けて上記ケーシングに配置する工程と、
上記電池を発熱させ、または上記電池を加熱して温度を上昇させる工程と、
温度が上昇した上記電池から噴出する噴出物の差圧を上記差圧測定部で測定する工程と、
測定した差圧から上記噴出物の流量を算出する工程と
を備える流量算出方法。 - 上記噴出物を捕集する捕集部材を上記第2開口部に接続する工程をさらに備える請求項8または請求項9に記載の流量算出方法。
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