WO2021049315A1 - 電池パック - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- the present invention relates to a battery pack including a battery module including a plurality of battery cells and a housing for accommodating the battery modules.
- aqueous solution batteries such as lead batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries have been the mainstream.
- aqueous solution batteries such as lead batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries
- EVs electric vehicles
- HEVs hybrid electric vehicles
- a high-voltage non-aqueous solution lithium-ion secondary battery is drawing attention.
- a square lithium-ion secondary battery equipped with a flat box-shaped battery container has excellent volumetric efficiency when packed, so that demand for it as a power source to be mounted on an HEV, EV, or other device is increasing.
- the pressure inside the battery container may increase due to, for example, overcharging, overheating, or damage due to an external force. Therefore, the square secondary battery is provided with a gas discharge valve that discharges gas when the internal pressure rises.
- a battery pack including a plurality of battery cells provided with such a gas discharge valve is disclosed in, for example, Patent Document 1.
- the battery pack of Patent Document 1 includes a case and a case for accommodating a plurality of elementary batteries which are secondary batteries, an exhaust path portion for passing gas generated from the elementary batteries, and the plurality of elementary batteries and an exhaust path portion. It is equipped with a gas discharge duct that is attached and discharges the gas that has passed through the exhaust path to the outside.
- the present invention has been made in view of these points, and the gas is stored in the battery pack as much as possible while suppressing the temperature of other battery cells from becoming high due to the gas discharged from the battery cells. It is an object to provide a battery pack capable of the above.
- the battery pack according to the present invention includes a battery module including a plurality of battery cells arranged in a stacked manner, an electrical unit electrically connected to the battery module, the battery module, and the electrical component.
- a battery pack including a housing for accommodating a unit, each battery cell is provided with a gas discharge valve, and the inside of the housing is a first accommodating battery for accommodating the battery module.
- a space and a second accommodating space for accommodating the electrical unit are provided, and the first accommodating space and the second accommodating space communicate with each other in a state of accommodating the battery module and the electrical unit.
- a duct that communicates the second accommodating space with the outside of the housing is provided in a portion of the housing that forms the second accommodating space, and the duct closes the passage of the duct.
- a closing member is provided, and the closing member opens the passage of the duct when the gas pressure in the second accommodating space becomes a predetermined value or more with respect to the pressure outside the housing.
- the present invention it is possible to provide a battery pack capable of storing gas in the battery pack as much as possible while suppressing the temperature of other battery cells from becoming high due to the gas discharged from the battery cell. ..
- An exploded perspective view of the battery pack according to the first embodiment of the present invention An exploded perspective view of a battery module of a battery pack according to the first embodiment of the present invention.
- the perspective view which shows the structure of the battery cell of the battery pack which concerns on 1st Embodiment of this invention.
- the cross-sectional view which shows the structure around the duct of the battery pack which concerns on 1st Embodiment of this invention.
- the figure which shows the state which the holding member and the filter of FIG. 4 were seen from the downstream side.
- the figure which shows the state which the holding member and the filter of the battery pack which concerns on 5th Embodiment of this invention are seen from the downstream side.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of the battery pack 100 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module 30 of the battery pack 100 according to the first embodiment of the present invention.
- the battery pack 100 of the first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HEV).
- the battery pack 100 stores the electric power supplied through the pair of input / output terminals 101 described later in the battery cell 20, and transfers the electric power stored in the battery cell 20 to an electric device such as a vehicle motor via the input / output terminals 101. Supply.
- the battery pack 100 includes a battery module 30 including a plurality of battery cells 20 composed of secondary batteries, and an electrical unit including electrical components arranged at predetermined intervals from the battery module 30 and electrically connected to the battery module 30. It includes 50 and a housing 70 that houses the battery module 30 and the electrical unit 50.
- the housing 70 is formed in a box shape having a substantially rectangular parallelepiped shape.
- the depth direction of the housing 70 is set to the X direction
- the width direction is set to the Y direction
- the height direction is set to the Z direction.
- the 72 side is the upper side
- the housing body 71 side is the lower side.
- the width direction (Y direction) of the housing 70 is larger than the depth direction (X direction), and the depth direction (X direction) is larger than the height direction (Z direction). It has become.
- the housing 70 is composed of a housing body 71 that is formed in a box shape with an opening at the top and on which the battery module 30 is placed, and a lid 72 that covers the upper opening of the housing body 71.
- the housing body 71 is made of a metal material such as an electrogalvanized steel plate.
- the lid 72 is formed of, for example, a resin material such as PBT (polybutylene terephthalate).
- the housing body 71 has a bottom surface portion 71a on which the battery module 30 and the electrical unit 50 are placed, and side walls 71b, 71c, 71d and 71e standing up from the peripheral edge of the bottom surface portion 71a.
- the side wall 71b is arranged on one side in the X direction
- the side wall 71c is arranged on one side in the Y direction
- the side wall 71d is arranged on the other side in the X direction
- the side wall 71e is arranged on the other side in the Y direction.
- the side wall 71b is formed so as to be lower in height than the side wall 71d.
- the side walls 71c and 71e are provided so as to connect the side wall 71b and the side wall 71d, and are formed so that the height decreases from the side wall 71d toward the side wall 71b.
- the lid body 72 has an upper surface portion 72a and side walls 72b, 72c and 72d extending downward from the peripheral edge of the upper surface portion 72a.
- the side wall 72b is provided at one end of the upper surface portion 72a in the X direction.
- the side wall 72c is provided at one end of the upper surface portion 72a in the Y direction so as to correspond to the side wall 71c of the housing body 71.
- the side wall 72d is provided at the other end of the upper surface portion 72a in the Y direction so as to correspond to the side wall 71e of the housing body 71.
- recesses 72e are provided at both ends of the lid 72 on one side in the X direction.
- a through hole 72f for exposing the input / output terminal 101 is formed in a portion corresponding to the input / output terminal 101 described later.
- a signal connector 72g and a duct 80 are provided at predetermined positions on the side wall 72b of the lid 72. The detailed structure of the duct 80 will be described later.
- the upper surface portion 72a has a flat surface having the largest area. Therefore, when the gas pressure inside the housing 70 rises as described later, the upper surface portion 72a is greatly deformed (bulged), so that the volume inside the housing 70 can be increased. As a result, a larger amount of gas can be stored in the housing 70 as compared with the case where the lid 72 is made of metal.
- Space 70b is provided inside the housing 70.
- the first accommodation space 70a and the second accommodation space 70b communicate with each other in a state where the battery module 30 and the electrical unit 50 are accommodated.
- a gap (hereinafter, also referred to as a gap in the first storage space 70a) is formed between the inner surface forming the first storage space 70a of the housing 70 and the battery module 30.
- the size of the gap in the first storage space 70a is the volume of the first storage space 70a excluding the volume of the battery module 30 in the state where the battery module 30 is housed in the first storage space 70a of the housing 70. It is the size.
- a gap (hereinafter, also referred to as a gap in the second accommodation space 70b) is formed between the inner surface forming the second accommodation space 70b of the housing 70 and the electrical unit 50.
- the size of the gap in the second accommodation space 70b is the volume of the second accommodation space 70b excluding the volume of the electrical unit 50 in the state where the electrical unit 50 is accommodated in the second accommodation space 70b of the housing 70. It is the size.
- the gap in the second accommodation space 70b is formed larger than the gap in the first accommodation space 70a.
- the upper surface of the electrical unit 50 is lower than the upper surface of the reinforcing member (metal plate) 40 described later, and further lower than the upper surface of the battery module 30 (the upper surface of the bus bar holder 33 described later). Therefore, the upper gap in the second accommodation space 70b is larger than the upper gap in the second accommodation space 70b. That is, the space above the electrical unit 50 where gas can flow in is larger than the space above the battery module 30 where gas can flow in.
- the distance from both end surfaces of the electrical unit 50 in the Y direction to the inner surface of the housing 70 is larger than the distance from both end surfaces of the battery module 30 in the Y direction to the inner surface of the housing 70. Therefore, the gaps at both ends in the longitudinal direction in the second accommodation space 70b are larger than the gaps at both ends in the longitudinal direction in the first accommodation space 70a. That is, the space where the gas can flow in on the side of the electrical unit 50 is larger than the space where the gas can flow in on the side of the battery module 30.
- the gap in the second storage space 70b is formed larger than the gap in the first storage space 70a, the gas discharged from the gas discharge valve 10 of the battery cell 20 is the first storage space 70a as described later. It is discharged from the gap inside and mainly flows into the gap in the second accommodation space 70b. Therefore, the gap in the second accommodation space 70b is a gas storage portion for storing the gas discharged from the gas discharge valve 10 of the battery cell 20.
- the battery module 30 is intermediate between the battery laminate 31, a plurality of cell holders (not shown), a plurality of bus bars 32, a bus bar holder (cover member) 33, and a pair of end plates 36. It includes a plate 37 and four side plates 38.
- the battery stack 31 is formed by stacking a plurality of battery cells 20.
- the plurality of cell holders (not shown) each hold a plurality of battery cells 20.
- the plurality of bus bars 32 electrically connect the plurality of adjacent battery cells 20 to each other.
- the bus bar holder 33 holds a plurality of bus bars 32.
- One end plate 36 is arranged at one end and one end of the battery laminate 31 in the stacking direction.
- the intermediate plate 37 is arranged at the center of the battery laminate 31 in the stacking direction.
- Two side plates 38 are arranged at one end and the other end of the battery laminate 31 in the lateral direction (X direction).
- the battery cell 20 constituting the battery laminate 31 includes a battery case 1 and a lid 6.
- An electrode group (not shown), which is a power generator, is housed inside the battery case 1, and the upper opening of the battery case 1 is sealed by a lid 6.
- the lid 6 is welded to the battery case 1 by laser welding, and the battery case 1 and the lid 6 form a battery container.
- Positive electrode external terminals 8A and negative electrode external terminals 8B are provided at both ends of the lid 6 in the longitudinal direction (X direction).
- the positive electrode external terminal 8A and the negative electrode external terminal 8B are formed in a substantially rectangular parallelepiped shape protruding from the upper surface of the lid 6 toward the reinforcing member 40 described later.
- the electrode group (not shown) is charged via the positive electrode external terminal 8A and the negative electrode external terminal 8B, and power is supplied to the external load.
- a gas discharge valve 10 is integrally provided at the center of the lid 6 in the longitudinal direction (X direction).
- the gas discharge valve 10 is formed by thinning a part of the lid 6 to form a slit-shaped groove.
- the gas discharge valve 10 When the pressure inside the battery cell 20 rises due to some abnormality and exceeds a predetermined pressure, the gas discharge valve 10 is cleaved and gas is discharged from the inside of the battery cell 20. As a result, the pressure inside the battery cell 20 is reduced, and the safety of the battery cell 20 is ensured. Further, a liquid injection plug 11 is welded to the lid 6, and a liquid injection port 9 for injecting an electrolytic solution into the battery case 1 is sealed.
- a plurality of battery cells 20 are alternately inverted so that the positive electrode external terminal 8A of one of the two adjacent battery cells 20 and the negative electrode external terminal 8B of the other battery cell 20 are adjacent to each other in the stacking direction.
- the battery laminate 31 is configured by being laminated and arranged in a laminated manner.
- the end plate 36 is a metal plate-shaped member. As shown in FIG. 2, the upper surface of the end plate 36 is arranged so as to be the same as or slightly higher than the upper surface of the bus bar holder 33. A screw hole for fixing the reinforcing member 40 is formed on the upper surface of the end plate 36. On the lower surface of the end plate 36, a screw hole for fixing to the bottom surface portion 71a of the housing body 71 is formed.
- the intermediate plate 37 is a metal plate-shaped member.
- the upper surface of the intermediate plate 37 is arranged so as to be the same as or slightly higher than the upper surface of the bus bar holder 33.
- a screw hole for fixing the reinforcing member 40 is formed on the upper surface of the intermediate plate 37.
- Screw holes for fixing the side plate 38 are formed on both sides of the intermediate plate 37 in the Y direction.
- On the lower surface of the intermediate plate 37 a screw hole for fixing to the bottom surface portion 71a of the housing body 71 is formed.
- the side plate 38 is a metal plate-shaped member.
- a screw hole for fixing the end plate 36 is formed on the end surface of the side plate 38 in the Y direction.
- a screw hole for fixing to the bottom surface portion 71a of the housing body 71 is formed on the lower surface of the side plate 38.
- the bus bar 32 is a conductive metal plate-shaped member, and is welded so as to electrically connect the positive electrode external terminal 8A and the negative electrode external terminal 8B of the adjacent battery cell 20. As a result, the plurality of battery cells 20 are connected in series.
- the bus bar holder 33 is arranged so as to cover the gas discharge valves 10 of the plurality of battery cells 20.
- the bus bar holder 33 includes a holder main body 34 to which a plurality of bus bars 32 are attached, and a holder cover 35 attached to the holder main body 34 so as to cover the plurality of bus bars 32.
- the holder body 34 is a resin member having electrical insulation such as PP (polypropylene), and is formed in a plate shape or a frame shape.
- a space S33 is formed between the holder cover 35 and the holder main body 34, and by adopting the configuration described later, the gas discharged from the gas discharge valve 10 can flow more preferably into this space S33. it can.
- the holder main body 34 includes a bottom surface portion 34a which is arranged so as to face the lid 6 of the battery cell 20 and to which a plurality of bus bars 32 are attached, and four side wall portions 34b which are erected from the peripheral edge of the bottom surface portion 34a. There is.
- An opening (not shown) through which the positive electrode external terminal 8A and the negative electrode external terminal 8B of the battery cell 20 are inserted is formed in the bottom surface portion 34a at a portion located below the bus bar 32.
- An insertion hole 34c into which the intermediate plate 37 is inserted is formed in the central portion of the bottom surface portion 34a in the longitudinal direction (Y direction).
- An opening 34d through which the gas discharged from the gas discharge valve 10 passes is formed at a position of the bottom surface portion 34a of the battery cell 20 facing the gas discharge valve 10.
- terminal pieces 39 electrically connected to the bus bar 32 are provided at both ends in the Y direction on one side of the holder body 34 in the X direction.
- the terminal piece 39 electrically connects the terminals of the electrical unit 50 with the bus bars 32 arranged at one end and the other end of the plurality of bus bars 32 in the Y direction.
- the holder cover 35 is a resin member having electrical insulation such as PP (polypropylene), and is formed in a plate shape.
- the holder cover 35 electrically insulates the bus bar 32 and the reinforcing member 40.
- the holder cover 35 includes an upper surface portion 35a and four side walls 35b extending downward from the peripheral edge of the upper surface portion 35a.
- An insertion hole 35c into which the intermediate plate 37 is inserted is formed in the central portion of the upper surface portion 35a in the longitudinal direction (Y direction).
- notches 35d are formed at both ends of the side wall 35b arranged on one side of the holder cover 35 in the X direction in the Y direction.
- the notch 35d is formed in a size having a gap between the holder cover 35 and the terminal piece 39 in a state where the holder cover 35 is attached to the holder main body 34. Therefore, the gas discharged from the gas discharge valve 10 and flowing into the space S33 of the bus bar holder 33 passes through the notch 35d and flows out to one side in the X direction. That is, the notch 35d functions as a guide portion that guides the gas in the space S33 to the second accommodation space 70b side.
- the guide portion that guides the gas in the space S33 to the second accommodation space 70b side is not limited to the notch 35d.
- an opening may be formed in the side wall 35b arranged on one side of the holder cover 35 in the X direction, or the side wall 35b may not be provided on one side of the holder cover 35 in the X direction.
- the gas in the space S33 can be guided to the second accommodation space 70b side.
- the holder cover 35 By providing the holder cover 35 with a notch 35d that guides the gas discharged from the gas discharge valve 10 to the second accommodation space 70b side, when the high temperature gas is discharged from the battery cell 20, the high temperature gas becomes a space. It is guided from S33 to the notch 35d. Therefore, since the flow to the other battery cell 20 is suppressed through the opening 34d facing the other battery cell 20, it is possible to suppress the temperature of the other battery cell 20 from becoming high. As a result, it is possible to prevent the heat from inducing an abnormality in the other battery cell 20.
- a reinforcing member 40 that covers the bus bar holder 33 is provided between the bus bar holder 33 and the lid 72 of the housing 70.
- the reinforcing member 40 is a plate-shaped member made of a metal material such as a galvanized steel plate, stainless steel, or an aluminum alloy.
- the reinforcing member 40 is arranged so as to face the lid 6 of the battery cell 20 with the bus bar holder 33 interposed therebetween.
- the reinforcing member 40 is formed so as to extend from one end to the other end in the longitudinal direction (Y direction) of the battery laminate 31 and extend from one end to the other end in the lateral direction (X direction) of the battery laminate 31. ..
- the reinforcing member 40 is fixed to the end plate 36 and the intermediate plate 37 using a plurality of screws 41.
- the reinforcing member 40 is formed of sheet metal, and a plurality of grooves 40a extending in the Y direction are formed. Therefore, when the gas discharged from the gas discharge valve 10 and flowing into the space S33 of the bus bar holder 33 flows out from the gap between the edge of the insertion hole 35c of the holder cover 35 and the intermediate plate 37, the gas hits the reinforcing member 40 and is cooled. It flows in the Y direction while being done. Therefore, since the high-temperature gas does not directly hit the resin lid 72 of the housing 70, it is possible to prevent the lid 72 from being deformed by heat. Further, since the gas flows along the longitudinal direction (Y direction) of the reinforcing member 40, it is possible to secure the cooling time and the cooling area of the reinforcing member 40 with respect to the gas, and it is possible to efficiently cool the high temperature gas.
- the electrical unit 50 arranged in the second accommodation space 70b of the housing 70 accommodates electrical components such as a control board, relays, and fuses that control a plurality of battery cells 20 and electrical components. It is composed of an electrical holder.
- the electrical holder is a resin member having electrical insulation such as PBT (polybutylene terephthalate).
- the electrical unit 50 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and is arranged so as to extend along the Y direction.
- Input / output terminals 101 for positive and negative electrodes are provided at both ends of the electrical unit 50 in the longitudinal direction (Y direction).
- the positive electrode input / output terminal 101 is electrically connected to the terminal piece 39 connected to the positive electrode external terminal 8A of the battery cell 20 via, for example, the electrical component of the electrical unit 50.
- the negative electrode input / output terminal 101 is electrically connected to the terminal piece 39 connected to the negative electrode external terminal 8B of the battery cell 20 via, for example, the electrical component of the electrical unit 50.
- the housing 70 is provided with a duct 80 that communicates the second accommodation space 70b with the outside of the housing 70.
- the duct 80 is provided to discharge the gas inside the housing 70 to the outside of the housing 70.
- the duct 80 is provided in a portion of the housing 70 that forms the second accommodation space 70b (here, the side wall 72b of the lid 72).
- the gas generated in the first accommodation space 70a passes through the second accommodation space 70b to the gas passage (passage) of the duct 80. Pass through 80a.
- the first accommodating space 70a tends to be hotter than the second accommodating space 70b in which the electrical unit 50 is accommodated due to the heat generated by the battery cell 20, and the gas in the first accommodating space 70a is the second accommodating low temperature. Easy to flow into space 70b.
- the duct 80 may be provided at another position of the lid 72 as long as it is a portion of the housing 70 that forms the second accommodation space 70b, or is provided in the housing body 71. May be good.
- the duct 80 is formed in a tubular shape protruding outward from the side wall 72b of the lid 72. Inside the duct 80, a gas passage (passage) 80a connected to the internal space of the housing 70 (here, the second accommodation space 70b) is formed.
- the duct 80 is integrally molded with the lid 72 of the resin housing 70 in the present embodiment, it may be attached to the lid 72.
- a filter (closing member) 91, a holding member 92, and a pipe 95 are provided at the tip (downstream end) of the duct 80.
- the pipe 95 extends from the duct 80 to the outside of the vehicle, for example, at a position below the passenger compartment.
- the battery pack 100 can be arranged in the vehicle interior.
- the duct 80 is provided with a filter 91 capable of blocking the gas passage 80a.
- the filter 91 is made of a circular sheet made of a resin material such as PTFE (polytetrafluoroethylene), which does not have gas permeability and has moisture permeability and waterproofness.
- the filter 91 closes the gas passage 80a and seals the gas discharged from the gas discharge valve 10 of the battery cell 20 in the housing 70. Further, the filter 91 prevents foreign matter and water from entering the battery pack 100 from the outside.
- a filter having no gas permeability and having moisture permeability and waterproofness is used as the closing member of the present invention has been shown, but the material of the closing member has at least gas permeability. If not, it is not particularly limited.
- the duct 80 is formed with an engaging recess 81 that engages with the edge of the filter 91 over one circumference along the inner peripheral surface of the duct 80.
- the engaging recess 81 has a first holding surface 81a facing the edge of one surface 91a on the second accommodating space 70b side of the filter 91, and an inner peripheral surface 81b arranged to face the outer peripheral surface of the filter 91.
- the second accommodation space 70b side gas inflow side of the duct 80
- the side opposite to the second accommodation space 70b gas discharge side of the duct 80
- the holding member 92 is fixed to the tip (downstream end) of the duct 80 by using a fixing member (not shown).
- the holding member 92 has a second holding surface 92a facing the edge of the other surface 91b on the downstream side of the filter 91.
- the filter 91 is held by the duct 80 and the holding member 92 in a state where the edge portion is sandwiched between the first holding surface 81a and the second holding surface 92a.
- the distance between the second holding surface 92a and the first holding surface 81a of the duct 80 is larger than the thickness of the filter 91. Therefore, a non-woven fabric 93 having a function as a cushion is arranged on the upstream side of the filter 91.
- the non-woven fabric 93 biases (pushes) the filter 91 toward the holding member 92, the filter 91 is held in a state where the other surface 91b is in close contact with the holding member 92, so that the sealing property of the battery pack 100 is maintained. .. Further, the edge portion of the filter 91 is not sandwiched (fixed) by the second holding surface 92a and the first holding surface 81a.
- the non-woven fabric 93 it is also possible to provide another urging member that urges (closes) the filter 91 to the holding member 92 side. Further, the non-woven fabric 93 and the urging member may not be provided on the upstream side of the filter 91.
- the distance between the second holding surface 92a and the first holding surface 81a of the duct 80 is set to be slightly larger than the thickness of the filter 91. Also in this case, as the gas pressure in the battery pack 100 rises, the filter 91 moves to the holding member 92 side and comes into close contact with the holding member 92, and the close contact state is maintained by the gas pressure.
- a through hole 92b that penetrates the holding member 92 in the thickness direction is formed in the central portion of the holding member 92 so that the second holding surface 92a is annular. As shown in FIG. 5, the holding member 92 is formed so that the edge portion of the through hole 92b overlaps (engages) over the entire circumference of the edge portion of the filter 91 when viewed from the downstream side.
- the gas discharge valve 10 is cleaved and the gas is discharged into the housing 70.
- the gas pressure in the battery pack 100 and the gas pressure in the duct 80 increase, but the filter 91 is held in close contact with the holding member 92. , The sealed state in the battery pack 100 is maintained.
- the gas pressure in the housing 70 rises sharply.
- the filter 91 bends due to the gas pressure and is held. It enters the through hole 92b of the member 92 (see the two-dot chain line in FIG. 4), or is separated from the holding member 92 and passes through the through hole 92b.
- the gas passage 80a is opened, so that the gas in the battery pack 100 is discharged to the outside of the vehicle through the pipe 95.
- differential pressure between the gas pressure in the second accommodation space 70b and the atmospheric pressure outside the housing 70 may be simply referred to as “differential pressure”.
- the non-woven fabric 93 that functions as a cushion is arranged on the upstream side of the filter 91. That is, the filter 91 is not firmly sandwiched by the first holding surface 81a and the second holding surface 92a. Therefore, the differential pressure (limit pressure) at which the filter 91 opens the gas passage 80a, that is, the differential pressure (limit pressure) at which the engagement state of the filter 91 is released holds the flexibility of the filter 91 and the filter 91. It can be set by the structure (here, the hole diameter of the through hole 92b of the holding member 92).
- the critical pressure at which the filter 91 opens the gas passage 80a is as high as possible unless the battery pack 100 is damaged. This is because the higher the critical pressure, the greater the amount of gas that can be stored in the battery pack 100.
- the stress-strain curve of the resin constituting the lid 72 is as shown in FIG. 6, for example, and the tensile yield stress is higher than the tensile fracture stress. Therefore, in the present embodiment, the critical pressure is set to be equal to or greater than the tensile fracture stress of the lid 72 and less than the tensile yield stress.
- the filter 91 By setting the critical pressure to less than the tensile yield stress, the filter 91 is removed and the gas passage 80a is opened before the battery pack 100 is damaged by the gas pressure, so that the battery pack 100 can be prevented from being damaged. .. Further, by setting the limit pressure to be equal to or higher than the tensile fracture stress, it is possible to prevent the filter 91 from coming off and the gas passage 80a from opening at a low gas pressure.
- the gas pressure inside the battery pack 100 becomes equal to or higher than a predetermined value with respect to the atmospheric pressure outside the housing 70. .. That is, the differential pressure becomes equal to or higher than the limit pressure.
- the gas pressure in the battery pack 100 becomes equal to or higher than a predetermined value with respect to the atmospheric pressure outside the housing 70. That is, the differential pressure becomes equal to or higher than the limit pressure.
- the gas discharged from the gas discharge valve 10 of the battery cell 20 is discharged to the first storage space 70a, and the entire inside of the housing 70 (first storage space 70a and second storage space 70b). ).
- the volume for storing gas is larger than that for storing gas in the discharge path portion provided in the battery pack as in Patent Document 1, so that the battery pack 100 when gas is discharged from the battery cell 20
- the rise in gas pressure inside can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the gas pressure inside the housing 70 from becoming equal to or higher than a predetermined value with respect to the atmospheric pressure outside the housing 70, so that more gas can be stored in the housing 70. ..
- the discharge path portion for partitioning the inside of the battery pack 100 is not provided, the battery pack 100 can be miniaturized.
- the second accommodation space 70b is provided. It becomes negative pressure. Therefore, the gas in the first accommodating space 70a discharged from the gas discharge valve 10 easily flows into the second accommodating space 70b, so that it is possible to suppress the high-temperature gas from flowing into the other battery cells 20.
- the duct 80 is provided with a filter 91 for opening the gas passage 80a of the duct 80 when the gas pressure in the second accommodation space 70b becomes equal to or higher than a predetermined value with respect to the atmospheric pressure outside the housing 70. There is. As a result, even when an abnormality occurs in the battery cell 20 and a large amount of gas is discharged from the battery cell 20, the gas passage 80a can be opened and the battery pack 100 can be reliably prevented from being damaged.
- the gas discharged from the gas discharge valve 10 of the battery cell 20 mainly collects in the gas reservoir (gap in the second accommodation space 70b). Since the gas reservoirs are provided at predetermined intervals from the battery module 30, the temperature of the other battery cells 20 is further suppressed from rising due to the high temperature gas discharged from the battery cells 20. be able to.
- an engaging projection 82 holding the edge of the filter 91 is provided on the upstream side of the duct 80 with respect to the filter 91. It is formed over one circumference along the inner peripheral surface of the.
- the engaging projection 82 may be provided so as to hold the filter 91 at a plurality of locations (partially) as long as the filter 91 can be held.
- the engaging projection 82 has a first holding surface 82a facing the edge of one surface 91a of the filter 91, and an inclined surface (throttle portion) 82b extending from the inner end of the first holding surface 82a to the inner surface of the duct 80. Have.
- the inclined surface 82b is formed so that the inner diameter becomes smaller from the upstream side (second accommodation space 70b side) to the downstream side (opposite side to the second accommodation space 70b). As a result, the cross-sectional area of the gas passage 80a becomes smaller toward the downstream side.
- an inclined surface 82b that narrows the cross section of the gas passage 80a is formed at a position close to the filter 91 in the portion upstream of the filter 91 of the duct 80.
- a protrusion 92c protruding toward the first holding surface 82a is formed at a predetermined position on the second holding surface 92a of the holding member 92.
- the filter 91 and the non-woven fabric 93 are sandwiched between the protrusion 92c and the first holding surface 82a.
- only one protrusion 92c is provided on the second holding surface 92a, and only a part of the filter 91 and the non-woven fabric 93 is sandwiched.
- the protrusion 92c is arranged at a predetermined distance from the first holding surface 82a.
- the distance between the protrusion 92c and the first holding surface 82a is formed to be smaller than, for example, the thickness of the filter 91.
- the filter 91 can be reliably sandwiched between the protrusion 92c and the first holding surface 82a.
- the number of protrusions 92c is not particularly limited, but in order to firmly hold the filter 91, for example, when a plurality of protrusions 92c are formed so as to sandwich the peripheral edge of the filter 91 over the entire circumference, a differential pressure is generated. Even if the pressure rises above the limit pressure, the filter 91 will not come off. Therefore, in order to reliably release the engaged state of the filter 91 by the differential pressure, the protrusion 92c needs to be configured to sandwich only a part of the filter 91.
- the protrusions protruding toward the second holding surface 92a may be provided on the first holding surface 82a, or the first holding surface may be provided. Protrusions may be provided on both the 82a and the second holding surface 92a.
- a protrusion 92d protruding toward the first holding surface 82a is formed at a predetermined position on the second holding surface 92a of the holding member 92.
- a recess 82c is formed on the first holding surface 82a at a position corresponding to the protrusion 92d.
- the protrusion 92d of the present embodiment has a larger protrusion amount than the protrusion 92c of the third embodiment, and is formed so as to enter the recess 82c of the first holding surface 82a.
- the filter 91 and the non-woven fabric 93 are held in a state of being penetrated by the filter 91 by providing the protrusion 92d and the recess 82c.
- the engagement state of the filter 91 is released by the gas pressure, it is possible to further suppress the filter 91 from flying into the pipe 95, so that the filter 91 sticks to the pipe 95 or the pipe is used. It is possible to further suppress the blockage of the inside of 95.
- the protrusion 92d is provided on the second holding surface 92a and the recess 82c is provided on the first holding surface 82a is shown here, the protrusion is provided on the first holding surface 82a and the recess is provided on the second holding surface 92a. It may be provided in.
- the through hole 92b formed in the central portion of the holding member 92 is formed in an elliptical shape when viewed from the downstream side.
- the portion 91c of the edge portion of the filter 91 corresponding to the long axis of the through hole 92b comes into contact with the holding member 92 as compared with the portion 91d of the edge portion of the filter 91 corresponding to the minor axis of the through hole 92b.
- the width (engagement) (distance from the peripheral edge of the through hole 92b to the peripheral edge of the filter 91) becomes small.
- the distance from the peripheral edge of the through hole 92b to the peripheral edge of the filter 91 is the distance from the position where the peripheral edge of the through hole 92b is located to the shortest position of the peripheral edge of the filter 91.
- FIG. 11 shows an example in which the width of the filter 91 engaged with the holding member 92 is symmetrical in the vertical direction (minor axis direction) and the horizontal direction (long axis direction), but is asymmetric in the vertical direction or the horizontal direction. It may be. Further, for example, as in the modified example of the fifth embodiment shown in FIG. 12, the holding member 92 may be partially provided with a protrusion 92e protruding inward of the through hole 92b. As shown in FIGS. 11 and 12, the width of the holding member 92 engaged with the edge of the filter 91 of the second holding surface 92a (see FIG. 4) is changed (constant) along the circumferential direction of the through hole 92b.
- the filter 91 is likely to be partially detached from the holding member 92, so that the gas passage 80a can be opened more reliably. Further, by changing the width and position of the holding member 92 engaged with the filter 91, it becomes easy to control the operating pressure (disengagement pressure) of the filter 91.
- an engaging projection 83 that engages with the edge of the filter 91 is ducted in a portion of the duct 80 upstream of the filter 91. It is formed over one circumference along the inner peripheral surface of 80.
- the engaging projection 83 may be provided so as to hold the filter 91 at a plurality of locations (partially) as long as the filter 91 can be held.
- the engaging projection 83 includes a first holding surface 83a facing the edge of one surface 91a of the filter 91, an inner surface 83b extending from the inner end of the first holding surface 83a toward the upstream side, and an upstream side of the inner surface 83b.
- the first holding surface 83a and the inclined surface 83c are formed so as to incline inward from the inner surface of the duct 80 toward the downstream side.
- the holding member 92 is provided with a protrusion 92g which is arranged to face the first holding surface 83a and has a second holding surface 92f which holds the filter 91 and the non-woven fabric 93 with the first holding surface 83a.
- the second holding surface 92f is formed parallel to the first holding surface 83a.
- the filter 91 and the non-woven fabric 93 are formed so that the central portion thereof is convex toward the downstream side. In a bent state, it is held by the first holding surface 83a and the second holding surface 92f.
- the filter 91 is held by the first holding surface 83a and the inclined surface 83c that incline inward from the inner surface of the duct 80 toward the downstream side.
- the direction in which the filter 91 moves when gas pressure is applied to the filter 91 coincides with the direction in which the filter 91 exits between the first holding surface 83a and the inclined surface 83c (downstream direction). .. Therefore, when the gas pressure is applied to the filter 91, the filter 91 is more likely to come off from the holding member 92, so that the gas passage 80a can be opened more reliably.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modified forms.
- the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
- it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
- the battery cell 20 is composed of a secondary battery
- the present invention is not limited to this, and the battery cell 20 may be a battery other than the secondary battery.
- a configuration obtained by appropriately combining the configurations of the above-described embodiments and modifications is also included in the technical scope of the present invention.
- a protrusion may be provided on the second holding surface 92f or the first holding surface 83a of the sixth embodiment.
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Abstract
電池セルから排出されたガスにより他の電池セルが高温になるのを抑制しながら、可能な限り電池パック内にガスを溜めることが可能な電池パックを提供する。電池パック100は、電池モジュール30と、電装ユニット50と、筐体70と、を備える。筐体70の内部には、電池モジュール30を収容する第1収容空間70aと、電装ユニット50を収容する第2収容空間70bとが設けられており、筐体70の第2収容空間70bを形成する部分には、第2収容空間70bと筐体70の外部とを連通するダクト80が設けられており、ダクト80には、ダクト80のガス通路80aを閉塞するフィルタ91が設けられており、フィルタ91は、第2収容空間70bのガス圧が筐体70の外部の気圧に対して所定値以上になったときに、ダクト80のガス通路80aを開通する。
Description
本発明は、複数の電池セルを含む電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体とを備えた電池パックに関する。
従来、再充電可能な二次電池の分野では、鉛電池、ニッケル-カドミウム電池、ニッケル-水素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかし、電気機器の小型化、軽量化が進むに連れ、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が着目され、その研究、開発及び商品化が急速に進められている。また、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車(EV)や駆動の一部を電気モータで補助するハイブリッド自動車(HEV)が各自動車メーカーで開発され、その電源として高容量で高出力な二次電池が求められている。
このような要求に合致する電源として、高電圧の非水溶液系のリチウムイオン二次電池が注目されている。特に、扁平箱型の電池容器を備えた角形リチウムイオン二次電池は、パック化した際の体積効率が優れているため、HEV、EV、又はその他の機器に搭載される電源として需要が増大している。このような密封型の電池容器を備える角形二次電池(電池セル)では、例えば、過充電、過昇温、又は外力による破損によって、電池容器の内部の圧力が上昇する場合がある。そこで、角形二次電池には、内部の圧力が上昇した際にガスを排出するガス排出弁が設けられている。
このようなガス排出弁が設けられた電池セルを複数含む電池パックは、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の電池パックは、二次電池である複数の素電池と、素電池から発生するガスを通過させる排気経路部と、複数の素電池と排気経路部とを収納するケースと、ケースに取り付けられて排気経路部を通過したガスを外部へ放出するガス排出ダクトとを備えている。
上記特許文献1に記載の電池パックでは、素電池から排出されたガスを通過させる排気経路部を電池パック内に設けているため、素電池から排出されたガスにより他の素電池が高温になるのを抑制することが可能である。しかしながら、上記特許文献1に記載の電池パックでは、素電池から排出されたガスは、電池パック内において排出経路部のみにしか行き場がないため、比較的少量のガスが排出されただけで、排出経路部内のガス圧が上昇する。そして、ガス排出ダクトに設けられた蓋部がガス排出ダクトを開通し、電池パックの外部にガスが排出される。このガスには、有害成分も含まれるため、可能な限り電池パック内にガスを溜めることが望ましい。
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、電池セルから排出されたガスにより他の電池セルが高温になるのを抑制しながら、可能な限り電池パック内にガスを溜めることが可能な電池パックを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る電池パックは、積層配置された複数の電池セルを含む電池モジュールと、前記電池モジュールに電気的に接続された電装ユニットと、前記電池モジュールおよび前記電装ユニットを収容する筐体と、を備えた電池パックであって、前記各電池セルには、ガス排出弁が設けられており、前記筐体の内部には、前記電池モジュールを収容する第1収容空間と、前記電装ユニットを収容する第2収容空間とが設けられており、前記第1収容空間および前記第2収容空間は、前記電池モジュールおよび前記電装ユニットを収容した状態で連通しており、前記筐体の前記第2収容空間を形成する部分には、前記第2収容空間と前記筐体の外部とを連通するダクトが設けられており、前記ダクトには、前記ダクトの通路を閉塞する閉塞部材が設けられており、前記閉塞部材は、前記第2収容空間のガス圧が前記筐体の外部の気圧に対して所定値以上になったときに、前記ダクトの通路を開通する。
本発明によれば、電池セルから排出されたガスにより他の電池セルが高温になるのを抑制しながら、可能な限り電池パック内にガスを溜めることが可能な電池パックを提供することができる。
以下、本発明の実施形態による電池パックについて説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電池パック100の分解斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る電池パック100の電池モジュール30の分解斜視図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電池パック100の分解斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る電池パック100の電池モジュール30の分解斜視図である。
本発明の第1実施形態の電池パック100は、例えば電気自動車(EV)やハイブリッド自動車(HEV)などの車両に搭載される。電池パック100は、後述する一対の入出力端子101を介して供給された電力を電池セル20に蓄え、電池セル20に蓄えた電力を入出力端子101を介して車両のモータ等の電気機器に供給する。
電池パック100は、二次電池からなる複数の電池セル20を含む電池モジュール30と、電池モジュール30から所定間隔をおいて配置され、電池モジュール30に電気的に接続される電装品を含む電装ユニット50と、電池モジュール30および電装ユニット50を収容する筐体70とを備えている。
筐体70は、略直方体形状の箱型に形成されている。ここで、説明を簡略化するため、筐体70の奥行方向をX方向、幅方向をY方向、高さ方向をZ方向とし、筐体本体71と蓋体72との相対関係において、蓋体72側を上側、筐体本体71側を下側とする。筐体70は、幅方向(Y方向)の寸法が奥行方向(X方向)の寸法よりも大きくなっており、奥行方向(X方向)の寸法が高さ方向(Z方向)の寸法よりも大きくなっている。
筐体70は、上部が開口する箱型に形成され電池モジュール30が載置される筐体本体71と、筐体本体71の上部開口を覆う蓋体72とによって構成されている。筐体本体71は、例えば電気亜鉛めっき鋼板等の金属材料によって形成されている。蓋体72は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂材料によって形成されている。
筐体本体71は、電池モジュール30および電装ユニット50が載置される底面部71aと、底面部71aの周縁から立設する側壁71b、71c、71dおよび71eとを有する。側壁71bはX方向の一方側に配置され、側壁71cはY方向の一方側に配置され、側壁71dはX方向の他方側に配置され、側壁71eはY方向の他方側に配置されている。側壁71bは、側壁71dよりも高さが低くなるように形成されている。側壁71cおよび71eは、側壁71bと側壁71dとを接続するように設けられており、側壁71dから側壁71bに向かって高さが低くなるように形成されている。
蓋体72は、上面部72aと、上面部72aの周縁から下方に延びる側壁72b、72cおよび72dとを有する。側壁72bは、上面部72aのX方向の一方側の端部に設けられている。側壁72cは、筐体本体71の側壁71cに対応するように、上面部72aのY方向の一方側の端部に設けられている。側壁72dは、筐体本体71の側壁71eに対応するように、上面部72aのY方向の他方側の端部に設けられている。
また、蓋体72のX方向の一方側の両端部には、凹部72eが設けられている。凹部72eには、後述する入出力端子101に対応する部分に、入出力端子101を露出させるための貫通穴72fが形成されている。また、蓋体72の側壁72bの所定位置には、信号コネクタ72gおよびダクト80が設けられている。ダクト80の詳細構造については後述する。
樹脂製の蓋体72を構成する上面部72a、側壁72b、側壁72cおよび側壁72dの中で、上面部72aが最も面積が広い平坦面を有する。このため、後述するように筐体70内のガス圧が上昇した場合、上面部72aが大きく変形する(膨らむ)ので、筐体70内の容積を大きくすることができる。これにより、蓋体72を金属製にする場合に比べて、より多くのガスを筐体70内に溜めることができる。
筐体70の内部には、電池モジュール30を収容する第1収容空間70aと、第1収容空間70aに対してX方向の一方側に隣接して配置され、電装ユニット50を収容する第2収容空間70bとが設けられている。第1収容空間70aおよび第2収容空間70bは、電池モジュール30および電装ユニット50を収容した状態で連通している。
筐体70の第1収容空間70aを構成する内面と電池モジュール30との間には、隙間(以下、第1収容空間70a内の隙間ともいう)が形成されている。なお、第1収容空間70a内の隙間の大きさは、筐体70の第1収容空間70aに電池モジュール30を収容した状態で、第1収容空間70aの容積から電池モジュール30の体積分を除いた大きさのことである。また、筐体70の第2収容空間70bを構成する内面と電装ユニット50との間には、隙間(以下、第2収容空間70b内の隙間ともいう)が形成されている。なお、第2収容空間70b内の隙間の大きさは、筐体70の第2収容空間70bに電装ユニット50を収容した状態で、第2収容空間70bの容積から電装ユニット50の体積分を除いた大きさのことである。
ここで、本実施形態では、第2収容空間70b内の隙間は、第1収容空間70a内の隙間よりも大きく形成されている。具体的には、電装ユニット50の上面は、後述する補強部材(金属プレート)40の上面よりも低く、さらに電池モジュール30の上面(後述するバスバーホルダ33の上面)よりも低い。このため、第2収容空間70b内の上部の隙間は、第2収容空間70b内の上部の隙間よりも大きい。すなわち、電装ユニット50の上方でガスが流入できる空間は、電池モジュール30の上方でガスが流入できる空間よりも大きくなっている。また、電装ユニット50のY方向の両端面から筐体70の内面までの距離は、電池モジュール30のY方向の両端面から筐体70の内面までの距離よりも大きい。このため、第2収容空間70b内の長手方向の両端部の隙間は、第1収容空間70a内の長手方向の両端部の隙間よりも大きい。すなわち、電装ユニット50の側方でガスが流入できる空間は、電池モジュール30の側方でガスが流入できる空間よりも大きい。
第2収容空間70b内の隙間が第1収容空間70a内の隙間よりも大きく形成されているので、後述するように電池セル20のガス排出弁10から排出されたガスは、第1収容空間70a内の隙間から排出されて、主として第2収容空間70b内の隙間に流入する。このため、第2収容空間70b内の隙間は、電池セル20のガス排出弁10から排出されたガスを溜めるガス溜め部となっている。
電池モジュール30は図2に示すように、電池積層体31と、複数のセルホルダ(図示せず)と、複数のバスバー32と、バスバーホルダ(カバー部材)33と、一対のエンドプレート36と、中間プレート37と、4つのサイドプレート38とを備えている。電池積層体31は、複数の電池セル20が積層されることにより構成されている。複数のセルホルダ(図示せず)は、複数の電池セル20をそれぞれ保持する。複数のバスバー32は、複数の隣接する電池セル20同士を電気的に接続する。バスバーホルダ33は、複数のバスバー32を保持する。エンドプレート36は、電池積層体31の積層方向の一端および他端に1つずつ配置される。中間プレート37は、電池積層体31の積層方向の中央に配置される。サイドプレート38は、電池積層体31の短手方向(X方向)の一端および他端に2つずつ配置される。
以下、電池モジュール30について詳細に説明する。
電池積層体31を構成する電池セル20は図3に示すように、電池ケース1と蓋6とを備えている。電池ケース1の内部には、発電体である電極群(図示せず)が収納され、電池ケース1の上部開口は蓋6によって封止されている。蓋6は、レーザ溶接によって電池ケース1に溶接されており、電池ケース1と蓋6によって電池容器が構成されている。
蓋6の長手方向(X方向)の両端部には、正極外部端子8Aと負極外部端子8Bが設けられている。正極外部端子8Aおよび負極外部端子8Bは、蓋6の上面から後述する補強部材40に向けて突出する略直方体形状に形成されている。この正極外部端子8Aと負極外部端子8Bを介して電極群(図示せず)が充電されると共に、外部負荷に電力が供給される。また、蓋6の長手方向(X方向)の中央部には、ガス排出弁10が一体的に設けられている。ガス排出弁10は、蓋6の一部を薄肉化してスリット状の溝を形成することによって形成されている。何らかの異常により電池セル20内の圧力が上昇して所定圧力を超えると、ガス排出弁10が開裂して電池セル20の内部からガスが排出される。これにより、電池セル20内の圧力が低減され、電池セル20の安全性が確保される。また、蓋6には、注液栓11が溶接されていて、電池ケース1内に電解液を注入するための注液口9が封止されている。
隣接する2つの電池セル20のうちの一方の電池セル20の正極外部端子8Aと他方の電池セル20の負極外部端子8Bとが積層方向に隣り合うように、複数の電池セル20が交互に反転させて積層配置されることによって、電池積層体31が構成されている。
エンドプレート36は、金属製の板状の部材である。図2に示すように、エンドプレート36の上面は、バスバーホルダ33の上面と同じ、又は少しだけ高くなるように配置されている。エンドプレート36の上面には、補強部材40を固定するためのネジ穴が形成されている。エンドプレート36の下面には、筐体本体71の底面部71aに固定するためのネジ穴が形成されている。
中間プレート37は、金属製の板状の部材である。中間プレート37の上面は、バスバーホルダ33の上面と同じ、又は少しだけ高くなるように配置されている。中間プレート37の上面には、補強部材40を固定するためのネジ穴が形成されている。中間プレート37のY方向の両面には、サイドプレート38を固定するためのネジ穴が形成されている。中間プレート37の下面には、筐体本体71の底面部71aに固定するためのネジ穴が形成されている。
サイドプレート38は、金属製の板状の部材である。サイドプレート38のY方向の端面には、エンドプレート36を固定するためのネジ穴が形成されている。サイドプレート38の下面には、筐体本体71の底面部71aに固定するためのネジ穴が形成されている。
バスバー32は、導電性を有する金属製の板状の部材であり、隣接する電池セル20の正極外部端子8Aと負極外部端子8Bとを電気的に接続するように溶接されている。これにより、複数の電池セル20は直列接続されている。
バスバーホルダ33は、複数の電池セル20のガス排出弁10を覆うように配置されている。バスバーホルダ33は、複数のバスバー32が取り付けられるホルダ本体34と、複数のバスバー32を覆うようにホルダ本体34に取り付けられるホルダカバー35とを含んでいる。
ホルダ本体34は、例えばPP(ポリプロピレン)等の電気的絶縁性を有する樹脂製の部材であり、板状または枠状に形成されている。ホルダカバー35とホルダ本体34との間には、空間S33が形成されており、後述する構成を採用することにより、この空間S33にガス排出弁10から排出されたガスをより好適に流すことができる。より具体的には、ホルダ本体34は、電池セル20の蓋6に対向配置され複数のバスバー32が取り付けられる底面部34aと、底面部34aの周縁から立設する4つの側壁34bとを含んでいる。底面部34aには、バスバー32の下方に位置する部分に、電池セル20の正極外部端子8Aおよび負極外部端子8Bが挿通される開口部(図示せず)が形成されている。底面部34aの長手方向(Y方向)の中央部には、中間プレート37が挿入される挿入穴34cが形成されている。底面部34aの電池セル20のガス排出弁10に対向する位置には、ガス排出弁10から排出されたガスが通過する開口部34dが形成されている。このように構成することにより、ガス排出弁10から排出されたガスは、ホルダ本体34に形成された開口部34dを通過し、空間S33に流入する。
また、ホルダ本体34のX方向の一方側においてY方向の両端部には、バスバー32に電気的に接続された端子片39が設けられている。この端子片39は、複数のバスバー32のうちのY方向の一端および他端に配置されるバスバー32と電装ユニット50の端子とを電気的に接続している。
ホルダカバー35は、例えばPP(ポリプロピレン)等の電気的絶縁性を有する樹脂製の部材であり、板状に形成されている。ホルダカバー35は、バスバー32と補強部材40とを電気的に絶縁する。ホルダカバー35は、上面部35aと、上面部35aの周縁から下方に延びる4つの側壁35bとを含んでいる。上面部35aの長手方向(Y方向)の中央部には、中間プレート37が挿入される挿入穴35cが形成されている。
ここで、ホルダカバー35のX方向の一方側に配置される側壁35bのY方向の両端部には、切り欠き35dが形成されている。この切り欠き35dは、ホルダカバー35をホルダ本体34に取り付けた状態で、端子片39との間に隙間を有する大きさに形成されている。このため、ガス排出弁10から排出されバスバーホルダ33の空間S33に流入したガスは、切り欠き35dを通過してX方向の一方側に流出する。すなわち、切り欠き35dは、空間S33内のガスを第2収容空間70b側に導く案内部として機能する。なお、空間S33内のガスを第2収容空間70b側に導く案内部としては、切り欠き35dに限定されるものではない。例えば、ホルダカバー35のX方向の一方側に配置される側壁35bに開口部を形成してもよいし、ホルダカバー35のX方向の一方側に側壁35bを設けなくてもよい。これらの場合にも、空間S33内のガスを第2収容空間70b側に導くことができる。
ホルダカバー35に、ガス排出弁10から排出されたガスを第2収容空間70b側に導く切り欠き35dを設けることによって、電池セル20から高温のガスが排出された場合に、高温のガスが空間S33から切り欠き35dに案内される。このため、他の電池セル20に対向する開口部34dを介して他の電池セル20に流れることが抑制されるので、他の電池セル20が高温になるのを抑制することができる。これにより、熱により他の電池セル20に異常が誘発されるのを抑制することができる。
また、バスバーホルダ33と筐体70の蓋体72との間には、バスバーホルダ33を覆う補強部材40が設けられている。補強部材40は、例えば亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属材料によって構成された板状の部材である。補強部材40は、バスバーホルダ33を挟んで電池セル20の蓋6に対向するように配置されている。補強部材40は、電池積層体31の長手方向(Y方向)の一端から他端まで延びるとともに、電池積層体31の短手方向(X方向)の一端から他端まで延びるように形成されている。
補強部材40は、複数のネジ41を用いてエンドプレート36および中間プレート37に固定されている。補強部材40は、板金により形成されているとともに、Y方向に延びる溝40aが複数形成されている。このため、ガス排出弁10から排出されバスバーホルダ33の空間S33に流入したガスが、ホルダカバー35の挿入穴35cの縁と中間プレート37との隙間から流出した場合、ガスは補強部材40に当たり冷却されながらY方向に流れる。このため、高温のガスが筐体70の樹脂製の蓋体72に直接当たることがないので、熱により蓋体72が変形等するのを抑制することができる。また、ガスは補強部材40の長手方向(Y方向)に沿って流れるので、ガスに対する補強部材40の冷却時間および冷却面積を確保することができ、高温のガスを効率良く冷却することができる。
図1に示すように、筐体70の第2収容空間70bに配置される電装ユニット50は、複数の電池セル20を制御する制御基板、リレーおよびヒューズなどの電装品と、電装品を収容する電装ホルダとによって構成されている。電装ホルダは、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の電気的絶縁性を有する樹脂製の部材である。電装ユニット50は、略直方体形状に形成されているとともに、Y方向に沿って延びるように配置されている。
電装ユニット50の長手方向(Y方向)の両端部には、正極および負極の入出力端子101が設けられている。正極の入出力端子101は、例えば電装ユニット50の電装品を介して、電池セル20の正極外部端子8Aに接続された端子片39に電気的に接続されている。負極の入出力端子101は、例えば電装ユニット50の電装品を介して、電池セル20の負極外部端子8Bに接続された端子片39に電気的に接続されている。
ここで、本実施形態では、筐体70には、第2収容空間70bと筐体70の外部とを連通するダクト80が設けられている。ダクト80は、筐体70内のガスを筐体70の外部に排出するために設けられている。ダクト80は、筐体70のうちの第2収容空間70bを形成する部分(ここでは、蓋体72の側壁72b)に設けられている。
ダクト80を筐体70のうちの第2収容空間70bを形成する部分に設けることによって、第1収容空間70aで発生したガスは、第2収容空間70bを介してダクト80のガス通路(通路)80aを通過する。特に、第1収容空間70aは、電池セル20の発熱により、電装ユニット50が収容された第2収容空間70bよりも高温になりやすく、第1収容空間70aのガスは、低温である第2収容空間70bに流れやすい。このような結果、ガス排出弁10から排出された第1収容空間70a内のガスが、第1収容空間70a内に滞留して、他の電池セル20に流れるのをより抑制することができる。なお、ダクト80は、筐体70のうちの第2収容空間70bを形成する部分であれば、蓋体72の他の位置に設けられていてもよいし、筐体本体71に設けられていてもよい。
図4に示すように、ダクト80は、蓋体72の側壁72bから外側に向かって突出する筒状に形成されている。ダクト80の内部には、筐体70の内部空間(ここでは第2収容空間70b)に繋がるガス通路(通路)80aが形成されている。ダクト80は、本実施形態では樹脂製の筐体70の蓋体72に一体成形されているが、蓋体72に取り付けられたものであってもよい。また、ダクト80の先端(下流端)には、フィルタ(閉塞部材)91と、保持部材92と、パイプ95とが設けられている。パイプ95は、ダクト80から例えば車室の下方位置などの車両の外部にまで延在している。これにより、電池パック100が車両の何れの位置に配置されていたとしても、パイプ95により電池パック100から排出されたガスを車両の外部に放出することができる。このため、ダクト80やパイプ95が設けられていない場合と異なり、電池パック100が車室内に配置されていたとしても、電池パック100内のガスが車室内に放出されるのを防止することができる。このため、電池パック100を車室内に配置することができる。
ダクト80には、ガス通路80aを閉塞することが可能なフィルタ91が設けられている。フィルタ91は、ガス透過性を有さず、透湿性および防水性を有する例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの樹脂材料からなる円形状のシートによって構成されている。フィルタ91は、ガス通路80aを閉塞し、電池セル20のガス排出弁10から排出されたガスを筐体70内に密封する。また、フィルタ91は、外部から異物や水が電池パック100に浸入するのを防止する。なお、ここでは、本発明の閉塞部材として、ガス透過性を有さず、透湿性および防水性を有するフィルタを用いる例について示したが、閉塞部材の材質は、少なくともガス透過性を有していなければよく、特に限定されるものではない。
ダクト80には、フィルタ91の縁部に係合する係合凹部81がダクト80の内周面に沿って1周にわたって形成されている。係合凹部81は、フィルタ91の第2収容空間70b側の一方面91aの縁部に対向する第1保持面81aと、フィルタ91の外周面に対向配置される内周面81bとを有する。以下、第2収容空間70b側(ダクト80のガス流入側)を「上流側」、第2収容空間70bとは反対側(ダクト80のガス排出側)を「下流側」ともいう。
保持部材92は、ダクト80の先端(下流端)に固定部材(図示せず)を用いて固定されている。保持部材92は、フィルタ91の下流側の他方面91bの縁部に対向する第2保持面92aを有する。フィルタ91は、第1保持面81aと第2保持面92aとの間に縁部が挟み込まれた状態で、ダクト80および保持部材92に保持されている。
また、第2保持面92aとダクト80の第1保持面81aとの間の距離は、フィルタ91の厚みよりも大きい。そこで、フィルタ91の上流側には、クッションとしての機能を有する不織布93が配置されている。この不織布93がフィルタ91を保持部材92側に付勢(押す)ことにより、フィルタ91は他方面91bが保持部材92に密着した状態で保持されるので、電池パック100の密封性が保持される。また、フィルタ91の縁部が第2保持面92aと第1保持面81aとによって挟持(固定)されることもない。なお、不織布93に替えて、フィルタ91を保持部材92側に付勢する(密着させる)他の付勢部材を設けることも可能である。また、フィルタ91の上流側に不織布93や付勢部材を設けない構成としてもよい。この場合、第2保持面92aとダクト80の第1保持面81aとの間の距離は、フィルタ91の厚みよりもわずかに大きく設定される。この場合にも、電池パック100内のガス圧が上昇することにより、フィルタ91は保持部材92側に移動して保持部材92に密着し、ガス圧によりその密着状態が保持される。
保持部材92の中心部には、第2保持面92aが環状になるように保持部材92を厚み方向に貫通する貫通穴92bが形成されている。図5に示すように、保持部材92は、下流側から見て、貫通穴92bの縁部がフィルタ91の縁部の全周にわたって重なる(係合する)ように形成されている。
ここで、電池積層体31を構成する電池セル20に何らかの異常が発生し、電池セル20の内圧が所定の圧力を超えると、ガス排出弁10が開裂してガスが筐体70内に排出される。例えば、常用温度の1つの電池セル20からガスが排出された場合、電池パック100内のガス圧およびダクト80内のガス圧は上昇するが、フィルタ91は保持部材92に密着した状態で保持され、電池パック100内の密封状態が維持される。
その一方、何らかの異常により例えば高温になった電池セル20からガスが大量に排出されると、筐体70内のガス圧は急激に上昇する。そして、第2収容空間70b(筐体70)内のガス圧が筐体70の外部の大気圧に対して所定値以上になると、フィルタ91は、ガス圧に起因して撓みが大きくなり、保持部材92の貫通穴92bに入り込んだ状態(図4の2点鎖線参照)、又は保持部材92から外れて貫通穴92bを通過する。これにより、ガス通路80aが開通されるので、電池パック100内のガスがパイプ95を介して車両の外部に放出される。このため、第2収容空間70bのガス圧と筐体70の外部の大気圧との差圧が所定値(以下、限界圧ともいう)よりも大きくなるのを防止することができる。なお、以下では、第2収容空間70bのガス圧と筐体70の外部の大気圧との差圧を単に「差圧」という場合がある。
上述したように、フィルタ91の上流側には、クッションとして機能する不織布93が配置されている。すなわち、フィルタ91は、第1保持面81aと第2保持面92aとによって強固に挟持されていない。このため、フィルタ91がガス通路80aを開通する差圧(限界圧)、すなわちフィルタ91の係合状態が解除される差圧(限界圧)は、フィルタ91の屈曲性と、フィルタ91を保持する構造(ここでは、保持部材92の貫通穴92bの穴径)とによって設定可能である。
フィルタ91がガス通路80aを開通する限界圧は、電池パック100が破損しない限り、できるだけ高い方が望ましい。限界圧を高くするほど、電池パック100内に溜めることができるガス量が多くなるためである。ここで、蓋体72を構成する樹脂の応力-ひずみ曲線は、例えば図6に示すようになっており、引張破壊応力よりも引張降伏応力の方が高くなっている。そこで、本実施形態では、限界圧は、蓋体72の引張破壊応力以上、引張降伏応力未満に設定される。限界圧が引張降伏応力未満に設定されることにより、電池パック100がガス圧で破損する前にフィルタ91が外れてガス通路80aが開通されるので、電池パック100の破損を防止することができる。また、限界圧が引張破壊応力以上に設定されることにより、低いガス圧でフィルタ91が外れてガス通路80aが開通するのを防止することができる。
また、図7に示すように、充電率(SOC:State Of Charge)が常用範囲(例えば30%以上70%以下の範囲)の1つの電池セル20からガスが排出された場合、排出されるガスは少量のため、電池パック100内のガス圧は低く、差圧は限界圧未満である。
その一方、充電率が常用範囲を超えた1つの電池セル20からガスが大量に排出された場合、電池パック100内のガス圧は、筐体70の外部の気圧に対して所定値以上になる。すなわち、差圧は限界圧以上になる。また、充電率が常用範囲であっても複数の電池セル20からガスが排出された場合、電池パック100内のガス圧は、筐体70の外部の気圧に対して所定値以上になる。すなわち、差圧は限界圧以上になる。限界圧をこのように設定することによって、電池パック100内のガス圧が大きく上昇して差圧が大きくなった際に、ガス通路80aを確実に開通し、電池パック100の破損を確実に防止することができる。
本実施形態では、上記のように、電池セル20のガス排出弁10から排出されたガスは第1収容空間70aに放出され、筐体70内全体(第1収容空間70aおよび第2収容空間70b)に溜められる。これにより、上記特許文献1のように電池パック内に設けられる排出経路部にガスを溜める場合に比べて、ガスを溜める容積が大きいので、電池セル20からガスが排出された場合における電池パック100内のガス圧の上昇を小さくすることができる。このため、筐体70内のガス圧が筐体70の外部の大気圧に対して所定値以上になるのを抑制することができるので、より多くのガスを筐体70内に溜めることができる。なお、本実施形態では、電池パック100内を区画するような排出経路部を設けていないので、電池パック100の小型化を図ることができる。
また、ダクト80を筐体70のうちの第2収容空間70bを形成する部分に設けることによって、ダクト80を介してガスが筐体70の外部に排出される際に、第2収容空間70bが負圧になる。このため、ガス排出弁10から排出された第1収容空間70a内のガスは第2収容空間70bに流れやすくなるので、高温のガスが他の電池セル20に流れるのを抑制することができる。
また、ダクト80には、第2収容空間70bのガス圧が筐体70の外部の大気圧に対して所定値以上になったときに、ダクト80のガス通路80aを開通させるフィルタ91を設けている。これにより、電池セル20に異常が発生して電池セル20から大量のガスが排出された場合であっても、ガス通路80aを開通し、電池パック100の破損を確実に防止することができる。
なお、電池セル20のガス排出弁10から排出されたガスは、主としてガス溜め部(第2収容空間70b内の隙間)に溜まる。ガス溜め部は、電池モジュール30から所定間隔をおいて設けられているので、電池セル20から排出された高温のガスに起因して、他の電池セル20の温度が上昇するのをより抑制することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る電池パック100では図8に示すように、ダクト80のフィルタ91に対して上流側の部分には、フィルタ91の縁部を保持する係合突起82がダクト80の内周面に沿って1周にわたって形成されている。なお、係合突起82は、フィルタ91を保持することが可能であれば、フィルタ91を複数箇所(部分的に)保持するように設けられていてもよい。係合突起82は、フィルタ91の一方面91aの縁部に対向する第1保持面82aと、第1保持面82aの内側端部からダクト80の内面に延びる傾斜面(絞り部)82bとを有する。傾斜面82bは、上流側(第2収容空間70b側)から下流側(第2収容空間70bとは反対側)に向かって内径が小さくなるように形成されている。これにより、ガス通路80aの断面積は、下流側に向かって小さくなっている。
本発明の第2実施形態に係る電池パック100では図8に示すように、ダクト80のフィルタ91に対して上流側の部分には、フィルタ91の縁部を保持する係合突起82がダクト80の内周面に沿って1周にわたって形成されている。なお、係合突起82は、フィルタ91を保持することが可能であれば、フィルタ91を複数箇所(部分的に)保持するように設けられていてもよい。係合突起82は、フィルタ91の一方面91aの縁部に対向する第1保持面82aと、第1保持面82aの内側端部からダクト80の内面に延びる傾斜面(絞り部)82bとを有する。傾斜面82bは、上流側(第2収容空間70b側)から下流側(第2収容空間70bとは反対側)に向かって内径が小さくなるように形成されている。これにより、ガス通路80aの断面積は、下流側に向かって小さくなっている。
本実施形態では、上記のように、ダクト80のフィルタ91に対して上流側の部分において、フィルタ91に近接した位置には、ガス通路80aの断面を絞る傾斜面82bが形成されている。これにより、電池セル20のガス排出弁10から大量のガスが排出された場合、ガス通路80a内にガスが流れ込むが、このとき、傾斜面82bによってガス通路80aの断面積が小さくなっているため、傾斜面82bの内側を通過するガスの流速が速くなる。このため、フィルタ91に対する風圧(ガス圧)が高くなる。また、フィルタ91の中心部に集中的にガス圧がかかる。これらにより、電池セル20のガス排出弁10から大量のガスが排出され、電池パック100内のガス圧が急激に上昇した場合に、フィルタ91が外れやすくなるので、電池パック100内のガスを確実に車両の外部に放出することができる。
第2実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態に係る電池パック100では図9に示すように、保持部材92の第2保持面92aの所定位置には、第1保持面82aに向かって突出する突起部92cが形成されている。この突起部92cと第1保持面82aとによって、フィルタ91および不織布93が挟持されている。突起部92cは、第2保持面92aに例えば1つだけ設けられており、フィルタ91および不織布93の一部のみを挟持している。これにより、ガス圧によってフィルタ91の係合状態が解除された場合に、フィルタ91がパイプ95内に飛翔するのを抑制することができるので、フィルタ91がパイプ95内に貼り付いたり、パイプ95内を塞いだりするのを抑制することができる。
本発明の第3実施形態に係る電池パック100では図9に示すように、保持部材92の第2保持面92aの所定位置には、第1保持面82aに向かって突出する突起部92cが形成されている。この突起部92cと第1保持面82aとによって、フィルタ91および不織布93が挟持されている。突起部92cは、第2保持面92aに例えば1つだけ設けられており、フィルタ91および不織布93の一部のみを挟持している。これにより、ガス圧によってフィルタ91の係合状態が解除された場合に、フィルタ91がパイプ95内に飛翔するのを抑制することができるので、フィルタ91がパイプ95内に貼り付いたり、パイプ95内を塞いだりするのを抑制することができる。
また、突起部92cは、第1保持面82aから所定距離を隔てて配置されている。突起部92cと第1保持面82aとの間の距離は、例えばフィルタ91の厚みよりも小さく形成されている。これにより、突起部92cと第1保持面82aとによって、フィルタ91を確実に挟持することができる。
突起部92cの数は特に限定されるものではないが、フィルタ91を強固に保持するために、例えばフィルタ91の周縁を全周にわたって挟持するように突起部92cを複数個形成すると、差圧が限界圧以上に上昇した場合であってもフィルタ91が外れなくなってしまう。このため、差圧によってフィルタ91の係合状態を確実に解除するためには、突起部92cは、フィルタ91の一部のみを挟持するように構成されている必要がある。
なお、ここでは突起部92cを第2保持面92aに設ける例について示したが、第2保持面92aに向かって突出する突起部を第1保持面82aに設けてもよいし、第1保持面82aおよび第2保持面92aの両方に突起部を設けてもよい。
第3実施形態のその他の構成および効果は、上記第2実施形態と同様である。
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態に係る電池パック100では図10に示すように、保持部材92の第2保持面92aの所定位置には、第1保持面82aに向かって突出する突起部92dが形成されている。第1保持面82aには、突起部92dに対応する位置に凹部82cが形成されている。本実施形態の突起部92dは、上記第3実施形態の突起部92cよりも突出量が大きく、第1保持面82aの凹部82c内に入り込むように形成されている。
本発明の第4実施形態に係る電池パック100では図10に示すように、保持部材92の第2保持面92aの所定位置には、第1保持面82aに向かって突出する突起部92dが形成されている。第1保持面82aには、突起部92dに対応する位置に凹部82cが形成されている。本実施形態の突起部92dは、上記第3実施形態の突起部92cよりも突出量が大きく、第1保持面82aの凹部82c内に入り込むように形成されている。
本実施形態では、突起部92dおよび凹部82cを設けることによって、フィルタ91および不織布93はフィルタ91により貫通された状態で保持される。これにより、ガス圧によってフィルタ91の係合状態が解除された場合に、フィルタ91がパイプ95内に飛翔するのをより抑制することができるので、フィルタ91がパイプ95内に貼り付いたり、パイプ95内を塞いだりするのをより抑制することができる。
なお、ここでは突起部92dを第2保持面92aに設け、凹部82cを第1保持面82aに設ける例について示したが、突起部を第1保持面82aに設け、凹部を第2保持面92aに設けてもよい。
第4実施形態のその他の構成および効果は、上記第3実施形態と同様である。
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態に係る電池パック100では図11に示すように、保持部材92の中心部に形成された貫通穴92bは、下流側から見て、楕円形状に形成されている。これにより、フィルタ91の縁部のうち貫通穴92bの長軸に対応する部分91cは、フィルタ91の縁部のうち貫通穴92bの短軸に対応する部分91dに比べて、保持部材92に接触(係合)する幅(貫通穴92bの周縁からフィルタ91の周縁までの距離)が小さくなる。このため、ガス排出時に、フィルタ91の部分91cが他の部分よりも保持部材92から外れやすくなるので、より確実にガス通路80aを開通させることができる。なお、貫通穴92bの周縁からフィルタ91の周縁までの距離とは、貫通穴92bの周縁のある位置からフィルタ91の周縁の最短位置までの距離のことである。
本発明の第5実施形態に係る電池パック100では図11に示すように、保持部材92の中心部に形成された貫通穴92bは、下流側から見て、楕円形状に形成されている。これにより、フィルタ91の縁部のうち貫通穴92bの長軸に対応する部分91cは、フィルタ91の縁部のうち貫通穴92bの短軸に対応する部分91dに比べて、保持部材92に接触(係合)する幅(貫通穴92bの周縁からフィルタ91の周縁までの距離)が小さくなる。このため、ガス排出時に、フィルタ91の部分91cが他の部分よりも保持部材92から外れやすくなるので、より確実にガス通路80aを開通させることができる。なお、貫通穴92bの周縁からフィルタ91の周縁までの距離とは、貫通穴92bの周縁のある位置からフィルタ91の周縁の最短位置までの距離のことである。
図11では、フィルタ91の保持部材92に対して係合する幅を上下方向(短軸方向)および左右方向(長軸方向)に対称にする例について示したが、上下方向または左右方向に非対称にしてもよい。また、例えば図12に示す第5実施形態の変形例のように、保持部材92に、貫通穴92bの内側に向かって突出する突部92eを部分的に設けてもよい。図11および図12に示すように、保持部材92の第2保持面92a(図4参照)のフィルタ91の縁部に係合する幅を、貫通穴92bの周方向に沿って変化させる(一定でない)ことによって、フィルタ91は、保持部材92に対して部分的に外れやすくなるので、より確実にガス通路80aを開通させることができる。また、保持部材92のフィルタ91に係合する幅や位置を変化させることによって、フィルタ91の作動圧(外れる圧力)をコントロールしやすくなる。
第5実施形態のその他の構成および効果は、上記第1~第4実施形態と同様である。
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態に係る電池パック100では図13に示すように、ダクト80のフィルタ91に対して上流側の部分には、フィルタ91の縁部に係合する係合突起83がダクト80の内周面に沿って1周にわたって形成されている。なお、係合突起83は、フィルタ91を保持することが可能であれば、フィルタ91を複数箇所(部分的に)保持するように設けられていてもよい。係合突起83は、フィルタ91の一方面91aの縁部に対向する第1保持面83aと、第1保持面83aの内側端部から上流側に向かって延びる内面83bと、内面83bの上流側の端部からダクト80の内面に延びる傾斜面(絞り部)83cとを有する。第1保持面83aおよび傾斜面83cは、ダクト80の内面から下流側に向かって内側に傾斜するように形成されている。
本発明の第6実施形態に係る電池パック100では図13に示すように、ダクト80のフィルタ91に対して上流側の部分には、フィルタ91の縁部に係合する係合突起83がダクト80の内周面に沿って1周にわたって形成されている。なお、係合突起83は、フィルタ91を保持することが可能であれば、フィルタ91を複数箇所(部分的に)保持するように設けられていてもよい。係合突起83は、フィルタ91の一方面91aの縁部に対向する第1保持面83aと、第1保持面83aの内側端部から上流側に向かって延びる内面83bと、内面83bの上流側の端部からダクト80の内面に延びる傾斜面(絞り部)83cとを有する。第1保持面83aおよび傾斜面83cは、ダクト80の内面から下流側に向かって内側に傾斜するように形成されている。
保持部材92には、第1保持面83aに対向配置され、第1保持面83aとの間でフィルタ91および不織布93を保持する第2保持面92fを有する突起部92gが設けられている。第2保持面92fは、第1保持面83aに対して平行に形成されている。
第1保持面83aおよび第2保持面92fが、ダクト80の内面に対して傾斜して形成されているため、フィルタ91および不織布93は、中心部が下流側に向かって凸状になるように撓んだ状態で、第1保持面83aおよび第2保持面92fに保持されている。
本実施形態では、上記のように、フィルタ91は、ダクト80の内面から下流側に向かって内側に傾斜する第1保持面83aおよび傾斜面83cによって保持されている。これにより、フィルタ91にガス圧がかかった場合にフィルタ91が移動する方向(下流方向)と、フィルタ91が第1保持面83aおよび傾斜面83cの間から抜け出る方向(下流方向)とが一致する。このため、フィルタ91にガス圧がかかった場合に、フィルタ91が保持部材92からより外れやすくなるので、より確実にガス通路80aを開通させることができる。
第6実施形態のその他の構成および効果は、上記第2実施形態と同様である。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
例えば、上記実施形態では、電池セル20が二次電池からなる場合について示したが、本発明はこれに限らず、電池セル20は二次電池以外の電池であってもよい。
また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、上記第6実施形態の第2保持面92fまたは第1保持面83aに突起部を設けてもよい。
10 ガス排出弁
20 電池セル
30 電池モジュール
33 バスバーホルダ(カバー部材)
35d 切り欠き(案内部)
40 補強部材(金属プレート)
50 電装ユニット
70 筐体
70b 第2収容空間
71 筐体本体
72 蓋体
80 ダクト
80a ガス通路(通路)
81a、82a、83a 第1保持面
82b、83c 傾斜面(絞り部)
82c 凹部
91 フィルタ(閉塞部材)
92 保持部材
92a、92f 第2保持面
92b 貫通穴
92c、92d 突起部
100 電池パック
20 電池セル
30 電池モジュール
33 バスバーホルダ(カバー部材)
35d 切り欠き(案内部)
40 補強部材(金属プレート)
50 電装ユニット
70 筐体
70b 第2収容空間
71 筐体本体
72 蓋体
80 ダクト
80a ガス通路(通路)
81a、82a、83a 第1保持面
82b、83c 傾斜面(絞り部)
82c 凹部
91 フィルタ(閉塞部材)
92 保持部材
92a、92f 第2保持面
92b 貫通穴
92c、92d 突起部
100 電池パック
Claims (9)
- 積層配置された複数の電池セルを含む電池モジュールと、前記電池モジュールに電気的に接続された電装ユニットと、前記電池モジュールおよび前記電装ユニットを収容する筐体と、を備えた電池パックであって、
前記各電池セルには、ガス排出弁が設けられており、
前記筐体の内部には、前記電池モジュールを収容する第1収容空間と、前記電装ユニットを収容する第2収容空間とが設けられており、
前記第1収容空間および前記第2収容空間は、前記電池モジュールおよび前記電装ユニットを収容した状態で連通しており、
前記筐体の前記第2収容空間を形成する部分には、前記第2収容空間と前記筐体の外部とを連通するダクトが設けられており、
前記ダクトには、前記ダクトの通路を閉塞する閉塞部材が設けられており、
前記閉塞部材は、前記第2収容空間のガス圧が前記筐体の外部の気圧に対して所定値以上になったときに、前記ダクトの通路を開通することを特徴とする電池パック。 - 前記電池モジュールは、前記複数の電池セルに設けられた前記ガス排出弁を覆うように配置されるカバー部材をさらに含み、
前記カバー部材には、前記ガス排出弁から排出されたガスを前記第2収容空間側に導く案内部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 - 前記筐体は、前記電池モジュールおよび前記電装ユニットが載置される筐体本体と、前記電池モジュールの前記複数の電池セルに設けられた前記ガス排出弁を覆うように前記筐体本体に取り付けられる樹脂製の蓋体とを含み、
前記電池モジュールと前記蓋体との間には、前記電池モジュールを覆う金属プレートが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 - 前記閉塞部材に対して前記第2収容空間側の部分において、前記閉塞部材に近接した位置には、前記ダクトの通路の断面を絞る絞り部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
- 前記筐体の少なくとも一部は、引張破壊応力よりも高い引張降伏応力を有する樹脂により形成されており、
前記所定値は、前記引張破壊応力以上、前記引張降伏応力未満であることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 - 前記ダクトの端部には、前記閉塞部材を保持する保持部材が取り付けられており、
前記ダクトには、前記閉塞部材の周縁に対向する第1保持面が形成されており、
前記保持部材には、前記閉塞部材の周縁に対向する第2保持面が形成されており、
前記閉塞部材は、少なくとも前記第1保持面と前記第2保持面との間に前記周縁が挟み込まれた状態で、前記ダクトおよび前記保持部材に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 - 前記保持部材には、前記第2保持面が環状になるように貫通する貫通穴が設けられており、
前記第2保持面の前記貫通穴の縁部は、前記閉塞部材の縁部に接触し、
前記第2保持面の貫通穴の周縁から前記閉塞部材の周縁までの距離は、前記貫通穴の周方向に沿って変化することを特徴とする請求項6に記載の電池パック。 - 前記第1保持面および前記第2保持面の少なくとも一方には、前記第1保持面および前記第2保持面の少なくとも他方に向かって突出する突起部が設けられており、
前記突起部と前記第1保持面および前記第2保持面の少なくとも他方とによって前記閉塞部材の一部が挟み込まれていることを特徴とする請求項6に記載の電池パック。 - 前記第1保持面および前記第2保持面の少なくとも他方には、前記突起部に対応する位置に凹部が設けられており、
前記突起部は、前記凹部に先端が入り込んだ状態で前記閉塞部材を保持することを特徴とする請求項8に記載の電池パック。
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-
2020
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- 2020-08-28 US US17/635,948 patent/US20220294074A1/en active Pending
- 2020-08-28 JP JP2021545209A patent/JP7271686B2/ja active Active
- 2020-08-28 WO PCT/JP2020/032511 patent/WO2021049315A1/ja active Search and Examination
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