JP6996932B2

JP6996932B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP6996932B2
Application number: JP2017203163A
Authority: JP
Inventors: 隆博荘田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: JP2019079605A

Description

本発明は、電池パックに関する。

電気車両（ＥＶ）、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）などの車両には、駆動源であるモータを駆動する電力を供給する電源として、電池パックが搭載されている。電池パックには、複数の電池セルが収容されており、複数の電池セルは、互いに直列または並列に電気的に接続されている。電池セルは、充放電の際に温度が変化し、車両の走行時間に応じて温度が上昇する。各電池セルには、使用可能温度が定められており、使用可能温度を超えることを抑制することを目的として冷却機能を車両用電池パックに持たせる場合がある。

特許文献１には、電池を収容体内の液体に浸して冷却する技術が開示されている。

特開２０１４－４９４２４号公報

ところで、電池パック内の電池セルを冷却する液体が揮発性液体の場合、気化した液体が電池パック外に放出されることで、電池パック内の液体が減少することがある。

本発明の目的は、容器内に貯留された液体の減少を抑制できる電池パックを提供することである。

本発明の電池パックは、電池セルと、容器と、シートとを含む。前記容器は、前記電池セルを収容する内部空間と、前記内部空間を外部空間に連通させる第１通気口とを有し、前記電池セルの少なくとも一部分が浸されるように、揮発性を有する液体が貯留される。前記シートは、伸縮性および気密性を有し、前記電池セルよりも前記第１通気口側に設けられ、前記内部空間を前記電池セル側の第１空間と前記第１通気口側の第２空間とに隔てて、前記第１空間を気密に閉塞することを特徴とする。

本発明の電池パックにおいては、伸縮性および気密性を有するシートが第１空間を気密に閉塞している。シートが第１空間を気密に閉塞しているため、第１空間に貯留された液体が気化したとしても、気化した液体が外部に流出することが抑制される。つまり、本発明に係る電池パックによれば、電池パック内の液体の減少を抑制できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る電池パックを示す断面図である。図２は、実施形態に係る電池パックを示す断面図である。図３は、実施形態に係る電池パックを示す断面図である。図４は、実施形態の第１変形例に係る電池パックを示す断面図である。図５は、実施形態の第２変形例に係る電池パックを示す断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電池パックにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。実施形態は、電池パックに関する。図１は、実施形態に係る電池パックを示す断面図である。図２は、実施形態に係る電池パックを示す断面図である。図３は、実施形態に係る電池パックを示す断面図である。図２および図３は、実施形態に係る電池パックの使用状態の一例を示す断面図である。

実施形態に係る電池パック１は、例えば、モータを駆動源として含む車両（例えば、電気自動車やハイブリッド自動車）に搭載される車両用電池パックである。電池パック１は、モータに対する電力の供給などに供されるものである。

なお、以下の説明では、互いに直交する第１方向、第２方向、および第３方向のうち、第１方向を「奥行き方向」と称し、第２方向を「幅方向」と称し、第３方向を「高さ方向」と称する。また、典型的には、電池パック１が車両に搭載された状態において、奥行き方向、および幅方向は、水平方向に沿った方向であり、高さ方向は、鉛直方向に沿った方向に対応する。さらに、高さ方向において鉛直方向上側を「上側」と称し、鉛直方向下側を「下側」と称する。また、以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、電池パック１が車両に搭載された状態での方向として説明する。

図１に示すように、実施形態に係る電池パック１は、容器１０Ｍ、電池セル２１、およびシート４１を含む。容器１０Ｍは、内部空間１０ｓｐを有する。容器１０Ｍの形状は、略直方体状である。容器１０Ｍは、内部空間１０ｓｐに電池セル２１を収容するものである。実施形態においては、容器１０Ｍは、筐体１０である。筐体１０は、熱伝導性を有する箱状の部材である。筐体１０は、例えば、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などによって形成されている。なお、容器１０Ｍの形状は、略直方体状に限られない。例えば、容器１０Ｍの形状は、内部空間１０ｓｐを有する円柱形状であってもよい。

実施形態においては、筐体１０は、第１部分１０ａおよび第２部分１０ｂを含む。第１部分１０ａは、上側が開口した箱状の形状を有し、第２部分１０ｂは、下側が開口した箱状の形状を有する。筐体１０は、第１部分１０ａの開口部と第２部分１０ｂの開口部とが合わさるように、第１部分１０ａと第２部分１０ｂとを接続することで形成される。つまり、第１部分１０ａは、第２部分１０ｂの下側に配置される。

筐体１０は、内部空間１０ｓｐを外部空間６０に連通させる通気口１０ｈａ（第１通気口１０ｈａ）を有する。実施形態においては、第２部分１０ｂの上側の壁部が通気口１０ｈａを有する。通気口１０ｈａには、連通管１１が接続されている。連通管１１は、略円筒形の部材である。内部空間１０ｓｐは、通気口１０ｈａおよび連通管１１を介して外部空間６０と連通している。ここで、外部空間６０は、例えば、大気である。なお、例えば、電池パック１がケースに収容されている場合、外部空間６０は、電池パック１とケースとの間の空間に相当する。

シート４１は、少なくとも一部分が内部空間１０ｓｐに設けられている。シート４１は、気密性および伸縮性を有する。シート４１は、電池セル２１よりも通気口１０ｈａ側に設けられている。シート４１は、内部空間１０ｓｐを電池セル２１側の第１空間１０ｓａと、通気口１０ｈａ側の第２空間１０ｓｂとに隔てて、第１空間１０ｓａを気密に閉塞している。実施形態において、第１空間１０ｓａは、第２空間１０ｓｂの下側に位置する。

第１部分１０ａは、第１部分１０ａの開口部を囲む第１部分１０ａの壁部の上側に位置する第１周縁面１０ａｅを有する。第２部分１０ｂは、第２部分１０ｂの開口部を囲む第２部分１０ｂの壁部の下側に位置する第２周縁面１０ｂｅを有する。実施形態において、シート４１の外周端は、第１周縁面１０ａｅと第２周縁面１０ｂｅとの間に挟み込まれている。シート４１の外周端は、第１周縁面１０ａｅの内周側の領域と、第２周縁面１０ｂｅの内周側の領域との間に挟み込まれている。また、第１周縁面１０ａｅの外周側の領域と、第２周縁面１０ｂｅの外周側の領域とは接している。なお、第１周縁面１０ａｅおよび第２周縁面１０ｂｅの少なくとも何れか一方は、内周側の領域と外周側の領域との間に段差を有していてもよい。この段差は、第１周縁面１０ａｅの内周側の領域と、第２周縁面１０ｂｅの内周側の領域との間にシート４１を挟み込んで保持する隙間ができるように形成される。

第１空間１０ｓａは、内部空間１０ｓｐのうち、第１部分１０ａおよびシート４１で囲まれた空間である。また、第２空間１０ｓｂは、内部空間１０ｓｐのうち、第２部分１０ｂおよびシート４１で囲まれた空間である。例えば、電池パック１の温度が常温（本明細書においては、セ氏２０度）以下の温度であるとき、シート４１は、高さ方向と直交する平面に対して実質的に水平になるように設けられている。なお、例えば、電池パック１の温度が常温以下の温度であるとき、シート４１は、下側に垂れ下がっていてもよい。例えば、シート４１の一部は、電池セル２１の上側の面と接していてもよい。

電池セル２１は、第１空間１０ｓａ内に設けられている。電池セル２１は、充放電可能な二次電池である。実施形態の電池セル２１は、円筒型のリチウムイオン電池である。実施形態においては、電池セル２１は、第１空間１０ｓａ内に複数設けられている。複数の電池セル２１は、互いに直列または並列に接続されており、電池モジュールＢＭを構成している。複数の電池セル２１は、奥行き方向および幅方向にマトリクス状に配置されている。複数の電池セル２１の相互間には、一定の隙間が設けられている。

筐体１０の第１空間１０ｓａには、電池セル２１の少なくとも一部分が浸されるように液体３１が貯留される。液体３１は、電池セル２１の温度が上昇したときに、電池パック１の冷媒となる。実施形態においては、液体３１は、複数の電池セル２１の相互間の隙間にも充填されており、複数の電池セル２１と接している。液体３１は、電池セル２１の下側から半分程度までが浸されるように貯留されている。なお、電池セル２１は、全体が液体３１に浸されていてもよい。また、電池セル２１が熱伝導性を有するケースなどに収容されている場合、電池セル２１は、液体３１と接していなくてもよい。この場合、電池セル２１は、熱伝導性を有するケースなどを介して、液体３１と熱交換を行う。

液体３１は、揮発性を有する。液体３１は、例えば、セ氏５０度以上セ氏２６０度以下の範囲内で沸点を有する。液体３１は、例えば、電池パック１が電池セル２１の通常使用温度（例えば、セ氏３０度）よりも低い温度のときに固体であってもよい。電池セル２１の通常使用温度（例えば、セ氏３０度）における液体３１の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い。ここで、通常使用温度とは、電池セル２１の電池出力や電池寿命に対する温度の影響を抑えながら電池セル２１を使用することが可能な温度範囲である。リチウムイオン電池の通常使用温度は、例えば、セ氏３０度からセ氏５０度の温度範囲である。

液体３１として、例えば、フッ素系不活性液体やパラフィンなどの有機溶剤や純水などを用いることができる。フッ素系不活性液体として、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル:perfluoropolyether）、ＰＦＣ（パーフルオロカーボン:perfluorocarbon）、ハイドロフルオロポリエーテル（ＨＦＰＥ: hydrofluoropolyether）、ＨＦＥ（hydrofluoroether:ハイドロフルオロエーテル）などを含む液体を用いることができる。また、液体３１として、不凍液を用いることもできる。例えば、不凍液として、エタノール（ethanol）や、エチレングリコール(ethylene glycol)を含む液体を用いることができる。また、液体３１には、防錆材が添加されていてもよい。

シート４１は、気密性、伸縮性、耐久性および耐薬品性を考慮して選択された材料を用いて形成される。例えば、シート４１として、フッ素ゴムシート、シリコンゴムシート、ニトリルゴムシート、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）ゴムシート、ウレタンゴムシート、天然ゴムシートなどのシートを用いることができる。

以下、図２および図３を参照して、実施形態に係る電池パック１の使用状態の一例について説明する。電池セル２１の温度が上昇したとき、液体３１は、電池セル２１から熱量を受け取ることにより、電池セル２１の温度の上昇を抑制する。このとき、電池セル２１から熱量を受け取った液体３１は、その熱量の一部を筐体１０（容器１０Ｍ）に伝える。また、電池セル２１から熱量を受け取った液体３１の一部は気化する。

第１空間１０ｓａは、シート４１によって気密に閉塞されているため、気化した液体３１の外部（外部空間６０や第１空間１０ｓａなど）への流出は抑制されている。したがって、気化した液体３１は、第１空間１０ｓａ内に留まる。液体３１が気化したとき、第１空間１０ｓａの圧力は、外部空間６０の圧力と比べて高くなる。

液体３１の一部が気化することで第１空間１０ｓａの圧力が上昇したとき、図２に示すように、シート４１は、第１空間１０ｓａの圧力Ｐ１によって、第２空間１０ｓｂに向けて伸びる。ここで、第２空間１０ｓｂは、シート４１の伸びを許容できる程度の広さを有している。例えば、第２空間１０ｓｂは、電池セル２１の温度が、電池セル２１の通常使用温度の上限よりも低いときにシート４１が筐体１０（第２部分１０ｂ）の上側の壁部に接しない程度の広さを有している。

シート４１が第２空間１０ｓｂに向けて伸びることで、第１空間１０ｓａは、大きくなり、第１空間１０ｓａ内の圧力は、一定の圧力以下に保たれる。このとき、図２の矢印Ｐ２で示すように、第２空間１０ｓｂの気体の一部は、通気口１０ｈａおよび連通管１１を介して、外部空間６０に排出される。第２空間１０ｓｂの気体の一部が外部空間６０に排出されることで、筐体１０（容器１０Ｍ）内の圧力は、一定の圧力以下に保たれる。例えば、筐体１０（容器１０Ｍ）内の圧力は、液体３１の温度が電池セル２１の通常使用温度の上限温度であるときの第１空間１０ｓａの圧力（以下、許容上限圧力と称する）以下に保たれる。ここで、この許容上限圧力は、例えば、電池セル２１の通常使用温度の上限温度の液体３１と第１空間１０ｓａの気体とが気液平衡状態であるときの圧力である。つまり、許容上限圧力は、電池セル２１の通常使用温度の上限温度のときの液体３１の蒸気圧と大気圧との合計である。

図３に示すように、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が所定の第１の値を超えたときに、シート４１は、破れる。例えば、第１の値は、許容上限圧力以上であって電池パック１の最大耐久圧力未満である所定圧力と、大気圧との差である。第１空間１０ｓａは、シート４１が破れることによりできた孔４１ｈを介して第２空間１０ｓｂとつながる。図３の矢印Ｐ３および矢印Ｐ４で示すように、第１空間１０ｓａと第２空間１０ｓｂとがつながることで、第１空間１０ｓａの気体は、第２空間１０ｓｂ、通気口１０ｈａ、および連通管１１を介して外部空間６０へ流出する。第１空間１０ｓａの気体が外部空間６０へ流出することで、第１空間１０ｓａの圧力は一定以下に保たれる。

例えば、第１空間１０ｓａの圧力は、許容上限圧力以下に保たれる。この場合、シート４１は、第１空間１０ｓａの圧力が一定以上に上昇したときに第１空間１０ｓａの圧力を逃がすための安全装置として機能する。シート４１の破れやすさは、例えば、シート４１の厚さや材料の選択によって所望の破れやすさになるように調節できる。

なお、シート４１が破れたか否かは、例えば、電池セル２１の温度監視装置や電圧監視装置などの情報を基に推測することができる。例えば、温度監視装置が一定以上の温度を検知したときに、シート４１の点検を推奨するアラートを搭載車両に設けてもよい。

筐体１０には、リリーフ弁５２が設けられていてもよい。リリーフ弁５２は、液体３１とシート４１との間の位置に配置される。通常時におけるリリーフ弁５２は、閉状態であり、第１空間１０ｓａは、気密状態に保たれている。リリーフ弁５２は、第１空間１０ｓａの圧力と筐体１０（容器１０Ｍ）の外部空間６０における圧力との差が所定の第２の値よりも大きい値になったときに閉状態から開状態になる。例えば、第２の値は、許容上限圧力以上であって電池パック１の最大耐久圧力未満である所定圧力と、大気圧との差である。なお、第２の値は、第１の値よりも大きい値に設定される。リリーフ弁５２が閉状態から開状態になることで、リリーフ弁５２は、第１空間１０ｓａの気体の一部を外部空間６０に放出して、第１空間１０ｓａの圧力を一定以下の圧力に保つ。例えば、リリーフ弁５２は、第１空間１０ｓａの圧力を第１空間１０ｓａの圧力と外部空間６０の圧力との差が第２の値以下になるように保つ。

なお、電池パック１において、リリーフ弁５２は省略されてもよい。

なお、第１空間１０ｓａの過度の圧力上昇を抑制する手段は、シート４１でなくてもよい。この場合、液体３１とシート４１との間の位置にリリーフ弁５２が設けられる。リリーフ弁５２は、第１空間１０ｓａ内の圧力と筐体１０（容器１０Ｍ）の外部空間６０における圧力との差が所定の第１の値よりも大きくなったときに閉状態から開状態になり、第１空間１０ｓａの圧力を一定以下の圧力に保つ。

図１から図３に示すように、筐体１０には、コネクタ５１が設けられている。コネクタ５１は、液体３１とシート４１との間の位置に配置されている。電池セル２１（電池モジュールＢＭ）は、コネクタ５１を介して、電池パック１の外の電装品７１と電気的に接続される。実施形態においては、コネクタ５１は、電池セル２１（電池モジュールＢＭ）に電気的に接続されたバスバなどの接続部材６１と、電装品７１に電気的に接続された電線６２とを電気的に接続する。コネクタ５１は、防水コネクタである。コネクタ５１は、第１空間１０ｓａの気密状態が保持されるように筐体１０に設けられる。つまり、コネクタ５１は、コネクタ５１と筐体１０との間に隙間ができないように設けられる。例えば、コネクタ５１と筐体１０との間は、止水部材などでシールされてもよい。また、接続部材６１は、短絡を防止するため、樹脂などでコーティングされたものが好ましい。

以上、説明したように実施形態に係る電池パック１は、電池セル２１と、容器１０Ｍと、シート４１とを含む。容器１０Ｍは、電池セル２１を収容する内部空間１０ｓｐと、内部空間１０ｓｐを外部空間６０に連通させる通気口１０ｈａとを有し、電池セル２１の少なくとも一部分が浸されるように、揮発性を有する液体３１が貯留される。シート４１は、伸縮性および気密性を有し、電池セル２１よりも通気口１０ｈａ側に設けられ、内部空間１０ｓｐを電池セル２１側の第１空間１０ｓａと通気口１０ｈａ側の第２空間１０ｓｂとに隔てて、第１空間１０ｓａを気密に閉塞する。

液体３１は、電池セル２１の温度が上昇したときに電池セル２１から熱量を受け取ることで、電池セル２１の温度上昇を抑制する。液体３１の少なくとも一部は、電池セル２１から熱量を受け取ることによって気化する。実施形態の電池パック１においては、シート４１によって第１空間１０ｓａが気密に閉塞されているため、第１空間１０ｓａ内の気化した液体３１が外部空間６０に流出することが抑制されている。気化した液体３１の外部空間６０への流出が抑制されることで、電池パック１内の液体３１の減少を抑制することができる。また、電池パック１の温度が常温である場合においても、気密された第１空間１０ｓａにおいては、蒸気量は一定（例えば、飽和蒸気量）に保たれ、液体３１の気化が一定以上進まないため、容器１０Ｍ内における液体３１の減少は抑制される。

また、実施形態に係る電池パック１は、容器１０Ｍに取り付けられたリリーフ弁５２をさらに含んでいてもよい。リリーフ弁５２は、シート４１と液体３１との間に位置し、第１空間１０ｓａの圧力と外部空間６０の圧力との差が所定の第１の値を超えると、閉状態から開状態になることで第１空間１０ｓａと外部空間６０とを連通させる。リリーフ弁５２が設けられていることによって、第１空間１０ｓａの圧力を、一定の圧力以下に保つことができる。

また、実施形態のシート４１は、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が所定の第１の値を超えると破れるシートであってもよい。シート４１が破れることで、第１空間１０ｓａの圧力の上昇を抑制できる。

さらに、実施形態に係る電池パック１は、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が所定の第１の値を超えると破れるシート４１に加えて、容器１０Ｍに取り付けられたリリーフ弁５２を含んでもよい。このリリーフ弁５２は、シート４１と液体３１との間に位置し、第１空間１０ｓａの圧力と外部空間６０の圧力との差が所定の第２の値を超えると、閉状態から開状態になることで第１空間１０ｓａと外部空間６０とを連通させる。ここで、第２の値は、第１の値よりも大きい。例えば、シート４１が破れた後も第１空間１０ｓａの圧力が上昇しつづけた場合、リリーフ弁５２が開状態になることによって、第１空間１０ｓａの圧力を一定以下に保つことができる。

なお、第２空間１０ｓｂの広さは、シート４１の伸縮性、液体３１の量、筐体１０（容器１０Ｍ）の大きさを考慮して決定される。また、第２空間１０ｓｂと外部空間６０との間には、電池パック１内への水などの浸入を抑制するフィルタなどが設けられていてもよい。

［実施形態の第１変形例］
図４を参照して、実施形態の第１変形例について説明する。実施形態の第１変形例は、電池パックに関する。図４は、実施形態の第１変形例に係る電池パックを示す断面図である。

本変形例の電池パック１において、上記の実施形態に係る電池パック１と異なる点は、例えば、容器１０Ｍが第１筐体１０、連通管１１、および第２筐体１２を含む点である。

本変形例の第１筐体１０は、略直方体形状を有する。図４に示すように、第１筐体１０は、内部空間１０ｓｐに電池セル２１を収容している。電池セル２１は、第１筐体１０の内部空間１０ｓｐ内に複数収容されている。第１筐体１０の内部空間１０ｓｐ内において、複数の電池セル２１によって、電池モジュールＢＭが構成されている。

第１筐体１０の内部空間１０ｓｐには、電池セル２１（電池モジュールＢＭ）の少なくとも一部が浸されるように液体３１が貯留されている。液体３１は、揮発性を有する。例えば、液体３１は、セ氏５０度以上セ氏２６０度未満の範囲で沸点を有する。液体３１は、電池セル２１の温度が上昇したときに、電池パック１の冷媒となる。

上述の実施形態と同様に、液体３１として、例えば、フッ素系不活性液体、アセトン、パラフィンなどの有機溶剤や純水などを用いることができる。例えば、フッ素系不活性液体として、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル:perfluoropolyether）、ＰＦＣ（パーフルオロカーボン:perfluorocarbon）、ハイドロフルオロポリエーテル（ＨＦＰＥ: hydrofluoropolyether）、ＨＦＥ（hydrofluoroether:ハイドロフルオロエーテル）などを含む液体を用いることができる。また、液体３１として、不凍液を用いることもできる。不凍液として、エタノール（ethanol）や、エチレングリコール(ethylene glycol)を含む液体を用いることができる。また、液体３１には、防錆材が添加されていてもよい。

第１筐体１０は、第２通気口１０ｈｂを有する。第２通気口１０ｈｂは、液体３１よりも上側に位置する。連通管１１の一端は、第２通気口１０ｈｂに接続されている。

第２筐体１２は、第１筐体１０の上側に設けられている。第２筐体１２は、第１通気口１０ｈａおよび第３通気口１０ｈｃを有する。第１通気口１０ｈａは、第２筐体１２の内部空間１０ｓｐと外部空間６０とを連通させている。

本変形例に係る電池パック１においては、連通管１３が設けられており、連通管１３は、第１通気口１０ｈａに接続されている。第２筐体１２の内部空間１０ｓｐは、第１通気口１０ｈａおよび連通管１３を介して外部空間６０と連通している。第３通気口１０ｈｃには、一端が第２通気口１０ｈｂに接続されている連通管１１の他端が接続されている。第１筐体１０の内部空間１０ｓｐと第２筐体１２の内部空間１０ｓｐとは、第２通気口１０ｈｂ、連通管１１、および第３通気口１０ｈｃを介して、連通している。

本変形例においては、第２筐体１２は、第１部分１２ａおよび第２部分１２ｂを含む。第１部分１２ａは、上側が開口した箱状の形状を有し、第２部分１２ｂは、下側が開口した箱状の形状を有する。第２筐体１２は、高さ方向からみて第１部分１２ａの開口部と第２部分１２ｂの開口部とが合わさるように、第１部分１２ａと第２部分１２ｂとを接続することで形成される。ここで、第２部分１２ｂは、第１部分１２ａの上側に配置されている。また、第１部分１２ａが、第３通気口１０ｈｃを有しており、第２部分１２ｂが、第１通気口１０ｈａを有している。第２部分１２ｂの内側壁面は、下側に向かって凹んだ椀状になっている。第３通気口１０ｈｃは、椀状の内側壁面の底に相当する位置に配置されている。つまり、第３通気口１０ｈｃは、第２筐体１２の最も下側の部分に開口している開口部である。

シート４１の少なくとも一部分は、第２筐体１２の内部空間１０ｓｐに設けられている。シート４１は、第２筐体１２における第１通気口１０ｈａと第３通気口１０ｈｃとの間に配置されている。シート４１は、気密性および伸縮性を有する。シート４１は、内部空間１０ｓｐを電池セル２１側の第１空間１０ｓａと、第１通気口１０ｈａ側の第２空間１０ｓｂとに隔てている。シート４１は、第１空間１０ｓａを気密に閉塞している。本変形例においては、第１空間１０ｓａは、第２空間１０ｓｂの下側に位置する。ここで、第２空間１０ｓｂは、シート４１の伸びを許容できる程度の広さを有している。例えば、第２空間１０ｓｂは、電池セル２１の温度が、電池セル２１の通常使用温度の上限温度よりも低いときにシート４１が第２筐体１２（第２部分１２ｂ）の上側の壁部に接しない程度の広さを有している。

第１部分１２ａは、第１部分１２ａの開口部を囲む第１部分１２ａの壁部の上側に位置する第１周縁面１２ａｅを有する。第２部分１２ｂは、第２部分１２ｂの開口部を囲む第２部分１２ｂの壁部の下側に位置する第２周縁面１２ｂｅを有する。本変形例において、シート４１の外周端は、第１周縁面１２ａｅと第２周縁面１２ｂｅとの間に挟み込まれている。また、第１周縁面１２ａｅの外周側の領域と、第２周縁面１２ｂｅの外周側の領域とは接している。なお、第１周縁面１２ａｅおよび第２周縁面１２ｂｅの少なくとも何れか一方は、内周側の領域と外周側の領域との間に段差を有していてもよい。この段差は、第１周縁面１２ａｅの内周側の領域と、第２周縁面１２ｂｅの内周側の領域との間にシート４１を挟み込んで保持する隙間ができるように形成される。

第１空間１０ｓａは、内部空間１０ｓｐのうち、第１部分１０ａおよびシート４１で囲まれた空間である。第２空間１０ｓｂは、内部空間１０ｓｐのうち、第２部分１０ｂ、連通管１１、第１筐体１０、およびシート４１で囲まれた空間である。例えば、電池パック１の温度が常温以下の温度であるとき、シート４１は、高さ方向と直交する平面に対して実質的に水平になるように設けられている。なお、例えば、電池パック１の温度が常温以下の温度であるとき、シート４１は、下側に垂れ下がっていてもよい。例えば、シート４１の一部は、電池セル２１の上側の面と接していてもよい。

上述の実施形態と同様に、シート４１は、気密性、伸縮性、耐久性および耐薬品性を考慮して選択された材料を用いて形成される。例えば、シート４１として、フッ素ゴムシート、シリコンゴムシート、ニトリルゴムシート、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）ゴムシート、ウレタンゴムシート、天然ゴムシートなどのシートを用いることができる。

本変形例の場合、第３通気口１０ｈｃは、椀状の内側壁面の底に相当する位置に配置されている。例えば、気化した液体３１が第２部分１２ｂの第１空間１０ｓａで冷めて液化したときに、液体３１は、内側壁面に沿って移動し、スムーズに第１筐体１０内に戻ることができる。

容器１０Ｍにおけるシート４１と液体３１との間の位置には、リリーフ弁５２が設けられている。本変形例においては、リリーフ弁５２は、第１筐体１０および／または、第２筐体１２の第１空間１０ｓａ側に設けられる。なお、第１空間１０ｓａの圧力が所定の圧力（例えば、許容上限圧力）以上になったときにシート４１が破れるものである場合は、リリーフ弁５２は省略されてもよい。

第１筐体１０における液体３１と第２通気口１０ｈｂとの間の位置には、コネクタ５１が設けられる。コネクタ５１は、電池セル２１（電池モジュールＢＭ）と、電池パック１の外の電装品７１とを電気的に接続する。本変形例においては、コネクタ５１は、電池セル２１（電池モジュールＢＭ）に電気的に接続されたバスバなどの接続部材６１と、電装品７１に電気的に接続された電線６２とを電気的に接続する。接続部材６１は、短絡を防止するため、樹脂などでコーティングされたものが好ましい。

以上、説明したように第１変形例に係る電池パック１において、容器１０Ｍは、第１筐体１０と、連通管１１と、第２筐体１２とを含む。第１筐体１０は、電池セル２１を収容し、液体３１が貯留され、液体３１よりも上側に第２通気口１０ｈｂを有している。連通管１１は、第２通気口１０ｈｂと接続されている。第２筐体１２は、第１通気口１０ｈａと、連通管１１を介して第２通気口１０ｈｂに連通する第３通気口１０ｈｃとを有している。シート４１は、第２筐体１２における第１通気口１０ｈａと第３通気口１０ｈｃとの間の位置に配置されている。

第１変形例に係る電池パック１は、電池セル２１を収容し、液体３１が貯留された第１筐体１０と、シート４１が内部空間１０ｓｐに設けられた第２筐体１２とを含んでいる。シート４１を第１筐体１０とは別の第２筐体１２に設けることにより、電池パック１の搭載空間の広さや形状に合わせて電池パック１を配置できる。つまり、第１筐体１０は、内部にシート４１が設けられておらず、第２空間１０ｓｂに相当する空間も削減されている。したがって、電池セル２１（電池モジュールＢＭ）を収容する第１筐体１０は、上述の実施形態の筐体１０（容器１０Ｍ）よりも小型化できる。例えば、車両における電池パックの搭載空間が上述の実施形態に係る電池パック１を搭載するのに十分な広さでない場合、第１変形例に係る電池パック１の第１筐体１０をその搭載空間に配置し、他の空間に第２筐体１２を配置できる。

なお、第１筐体１０と第２筐体１２との間には、連通管１１以外の管が接続されていてもよい。また、第１筐体１０と第２筐体１２とを接続する連通管１１などの管には、フィルタが設けられていてもよい。

［実施形態の第２変形例］
図５を参照して、実施形態の第２変形例について説明する。実施形態の第２変形例は、電池パックに関する。図５は、実施形態の第２変形例に係る電池パックを示す断面図である。

本変形例の電池パック１において、上記の実施形態に係る電池パック１と異なる点は、例えば、筐体１０（容器１０Ｍ）に針部８１が設けられている点である。

図５に示すように、針部８１は、第２空間１０ｓｂに配置され、シート４１と対向する筐体１０の内側壁面１０ｕｗからシート４１に向かって突出している。本変形例において、針部８１は、筐体１０（第２部分１０ｂ）の上側の内側壁面１０ｕｗに設けられている。針部８１のシート４１側の先端は鋭角に尖っている。針部８１の基端側から先端側の長さは、シート４１が所定の高さ位置に達したときに、針部８１の先端がシート４１を貫通するように設定される。ここで、所定の高さ位置とは、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が上述の第１の値に達したときのシート４１の高さ位置である。第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が上述の第１の値を超えると針部８１の先端がシート４１を貫通して、シート４１を破る。つまり、シート４１は、第１空間１０ｓａの圧力上昇に伴って針部８１に向けて膨らむ。そして、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が上述の第１の値を超えると、針部８１は、シート４１を貫通してシート４１を破る。なお、本変形例においては、針部８１が一つ設けられている例を用いて説明したが、針部８１は、内側壁面１０ｕｗに複数設けられていてもよい。

以上、説明したように第２変形例に係る電池パック１は、第２空間１０ｓｂに配置され、シート４１と対向する筐体１０（容器１０Ｍ）の内側壁面１０ｕｗからシート４１に向かって突出している針部８１をさらに含む。

針部８１は、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が所定の第１の値を超えるとシート４１を貫通して、シート４１を破る。針部８１が設けられることにより、シート４１が自発的に破れるものでない場合でも、第１空間１０ｓａの圧力と第２空間１０ｓｂの圧力との差が上述の第１の値を超えたときにシート４１を破くことができる。

上記の実施形態および各変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１電池パック
１０筐体、第１筐体
１０ａ、１２ａ第１部分
１０ｂ、１２ｂ第２部分
１０ｈａ通気口、第１通気口
１０ｈｂ第２通気口
１０ｈｃ第３通気口
１０Ｍ容器
１０ｓａ第１空間
１０ｓｂ第２空間
１０ｓｐ内部空間
１１、１３連通管
１２第２筐体
２１電池セル
３１液体
４１シート
４１ｈ孔
５１コネクタ
５２リリーフ弁
６０外部空間
６１接続部材
６２電線
７１電装品
８１針部
Ｐ１圧力
Ｐ２～Ｐ４矢印

Claims

電池セルと、
前記電池セルを収容する内部空間と、前記内部空間を外部空間に連通させる第１通気口とを有し、前記電池セルの少なくとも一部分が浸されるように、揮発性を有する液体が貯留される容器と、
伸縮性および気密性を有し、前記電池セルよりも前記第１通気口側に設けられ、前記内部空間を前記電池セル側の第１空間と前記第１通気口側の第２空間とに隔てて、前記第１空間を気密に閉塞するシートと、
を備え、
前記容器は、上側に開口部を有する箱状の第１部分と下側に開口部を有する箱状の第２部分とを有し、前記第１部分の前記開口部と前記第２部分の前記開口部とが接続された筐体であり、
前記第１部分は、前記電池セルを収容し、前記液体が貯留され、
前記第２部分は、前記第１通気口を有し、
前記シートは、前記第１部分と前記第２部分との間に挟み込まれていることを特徴とする電池パック。
電池セルと、
前記電池セルを収容する内部空間と、前記内部空間を外部空間に連通させる第１通気口とを有し、前記電池セルの少なくとも一部分が浸されるように、揮発性を有する液体が貯留される容器と、
伸縮性および気密性を有し、前記電池セルよりも前記第１通気口側に設けられ、前記内部空間を前記電池セル側の第１空間と前記第１通気口側の第２空間とに隔てて、前記第１空間を気密に閉塞するシートと、
を備え、
前記容器は、第１筐体と、連通管と、第２筐体と、を含み、
前記第１筐体は、前記電池セルを収容し、前記液体が貯留され、前記液体よりも上側に第２通気口を有し、
前記連通管は、前記第２通気口と接続され、
前記第２筐体は、前記第１通気口と、前記連通管を介して前記第２通気口に連通する第３通気口とを有し、
前記シートは、前記第２筐体における前記第１通気口と前記第３通気口との間に配置されていることを特徴とする電池パック。
前記シートは、前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力との差が所定の第１の値を超えると破れる請求項１または２に記載の電池パック。
電池セルと、
前記電池セルを収容する内部空間と、前記内部空間を外部空間に連通させる第１通気口とを有し、前記電池セルの少なくとも一部分が浸されるように、揮発性を有する液体が貯留される容器と、
伸縮性および気密性を有し、前記電池セルよりも前記第１通気口側に設けられ、前記内部空間を前記電池セル側の第１空間と前記第１通気口側の第２空間とに隔てて、前記第１空間を気密に閉塞するシートと、
前記容器に取り付けられたリリーフ弁と、
を備え、
前記シートは、前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力との差が所定の第１の値を超えると破れ、
前記リリーフ弁は、前記シートと前記液体との間に位置し、前記第１空間の圧力と前記外部空間の圧力との差が所定の第２の値を超えると、閉状態から開状態になることで前記第１空間と前記外部空間とを連通させ、
前記第２の値は、前記第１の値よりも大きいことを特徴とする電池パック。
電池セルと、
前記電池セルを収容する内部空間と、前記内部空間を外部空間に連通させる第１通気口とを有し、前記電池セルの少なくとも一部分が浸されるように、揮発性を有する液体が貯留される容器と、
伸縮性および気密性を有し、前記電池セルよりも前記第１通気口側に設けられ、前記内部空間を前記電池セル側の第１空間と前記第１通気口側の第２空間とに隔てて、前記第１空間を気密に閉塞するシートと、
を備え、
前記容器に取り付けられたリリーフ弁をさらに備え、
前記リリーフ弁は、前記シートと前記液体との間に位置し、前記第１空間の圧力と前記外部空間の圧力との差が所定の第１の値を超えると、閉状態から開状態になることで前記第１空間と前記外部空間とを連通させることを特徴とする電池パック。