電池パック
【課題】どのような姿勢になっても複数の単電池それぞれの上限温度以上の発熱に対処すること。
【解決手段】電池パック１は、複数の単電池１１と消火剤１２を同一の外筐体１３に収容して構成される。外筐体１３の中において、複数の単電池１１は複数の内筐体１４に分けて収容されると共に、消火剤１２は内容器１５に収容される。複数の内筐体１４と内容器１５との間には、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに、上限温度以上に発熱した単電池１１を収容した内筐体１４の中へ消火剤１２を投入するための消火剤投入手段が設けられる。消火剤投入手段は、内容器１５の中において消火剤１２を圧縮する圧縮ガスと、内容器１５から内筐体１４の中へ消火剤１２を注入するノズル１６とを含む。ノズル１６の先端孔には、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに熱により溶ける栓が設けられ、ノズル１６が開くように構成される。
【解決手段】電池パック１は、複数の単電池１１と消火剤１２を同一の外筐体１３に収容して構成される。外筐体１３の中において、複数の単電池１１は複数の内筐体１４に分けて収容されると共に、消火剤１２は内容器１５に収容される。複数の内筐体１４と内容器１５との間には、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに、上限温度以上に発熱した単電池１１を収容した内筐体１４の中へ消火剤１２を投入するための消火剤投入手段が設けられる。消火剤投入手段は、内容器１５の中において消火剤１２を圧縮する圧縮ガスと、内容器１５から内筐体１４の中へ消火剤１２を注入するノズル１６とを含む。ノズル１６の先端孔には、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに熱により溶ける栓が設けられ、ノズル１６が開くように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等に搭載され、複数の単電池と消火剤を同一の筐体に収容して構成される電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される電池装置が知られている。この電池装置は、複数の電池群と消化剤とを、同一の筐体内に収容して構成される。筐体内において、複数の電池群は横並びに配置され、消火剤は、横並びの複数の電池群の片端に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の電池装置では、消火剤が、横並びの複数の電池群の片端に配置されるだけなので、消火剤が全ての電池群に隣接していない。このため、複数の電池群の何れかが上限温度以上に発熱したとき、その電池群に対して消火剤を有効に機能させることができない懸念があった。特に、電池装置が大きく傾いたり、横転したり、反転したりして姿勢が大きく変わった場合に、消火剤を複数の電池群に対して有効に機能させられなくなるおそれがあった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、どのような姿勢になっても複数の単電池それぞれの上限温度以上の発熱に対処することを可能とした電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の単電池と消火剤を同一の外筐体に収容して構成される電池パックであって、外筐体の中において、複数の単電池を複数の内筐体に分けて収容すると共に、消火剤を内容器に収容し、単電池が上限温度以上に発熱したときに、その上限温度以上に発熱した単電池を収容した内筐体の中へ消火剤を投入するための消火剤投入手段を設けたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、同一の外筐体の中において、複数の単電池が複数の内筐体に分けて収容されると共に、消火剤が内容器に収容されるので、複数の単電池と消火剤が外筐体の中で分離される。また、単電池が上限温度以上に発熱したときには、消火剤投入手段により、上限温度以上に発熱した単電池を収容した内筐体の中へ内容器から消火剤が投入されるので、電池パックの姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池に消火剤が付与される。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、消火剤投入手段は、内容器の中において消火剤を圧縮する圧縮ガスと、内容器から内筐体の中へ消火剤を注入する注入管とを含み、注入管は、単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、内筐体に収容された単電池が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体に対応する注入管が開く。このとき、内容器の中では、消火剤が圧縮ガスにより圧縮されているので、圧縮された消火剤が開いた注入管から内筐体の中へ積極的に注入される。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、消火剤投入手段は、内容器が圧縮変形可能に構成されることと、内容器から内筐体の中へ消火剤を注入する注入管と、内容器を圧縮変形させる圧縮部材とを含み、注入管は、単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、内筐体に収容された単電池が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体に対応する注入管が開く。このとき、内容器が圧縮部材により圧縮変形され、その内容器の中で消火剤が圧縮されているので、圧縮された消火剤が開いた注入管から内筐体の中へ積極的に注入される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至３の何れかに記載の発明によれば、電池パックがどのような姿勢になっても複数の単電池それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係り、電池パックの概略構成を示す断面図。
【図２】同実施形態に係り、ノズルの先端部分を拡大して示す断面図。
【図３】同実施形態に係り、（ａ）は水平状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された水平状態の電池パックを示す断面図。
【図４】同実施形態に係り、（ａ）は傾斜状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された傾斜状態の電池パックを示す断面図。
【図５】同実施形態に係り、（ａ）は横転状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された横転状態の電池パックを示す断面図。
【図６】同実施形態に係り、（ａ）は反転状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された反転状態の電池パックを示す断面図。
【図７】第２実施形態に係り、電池パックの概略構成を示す断面図。
【図８】第３実施形態に係り、電池パックの概略構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明における電池パックを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１に、この実施形態の電池パック１の概略構成を断面図により示す。この電池パック１は、複数の単電池１１と、各単電池１１の上限温度以上の発熱を抑える消火剤１２とを同一の外筐体１３の中に収容して構成される。この電池パック１は、電源として電気自動車等に搭載される。
【００１６】
より詳しくは、複数の単電池１１は、外筐体１３の中において、複数の内筐体１４に分けて収容される。消火剤１２は、外筐体１３の中において、内容器１５に収容される。内容器１５は、外筐体１３と複数の内筐体１４との間に配置される。各内筐体１４の上壁には、通気孔１４ａが形成される。
【００１７】
この実施形態において、複数の内筐体１４と内容器１５との間には、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに、その上限温度以上に発熱した単電池１１を収容した内筐体１４の中へ消火剤１２を投入するための蓄圧式の消火剤投入手段が設けられる。
【００１８】
この実施形態で、蓄圧式の消火剤投入手段は、内容器１５の中において消火剤１２を圧縮する圧力源としての圧縮ガス（図示略）と、内容器１５から複数の内筐体１４の中へ消火剤１２を注入する注入管としての複数のノズル１６とを含む。圧縮ガスとして、圧縮空気や圧縮窒素を使用することができる。各ノズル１６の先端部は、対応する内筐体１４の中に差し込まれる。各ノズル１６は、対応する内筐体１４の中の単電池１１が上限温度以上に発熱したときに開くように構成される。
【００１９】
図２に、ノズル１６の先端部分を拡大して断面図により示す。図２に示すように、ノズル１６は、主として金属より形成され、先端へ向けて収束する形状を有する。ノズル１６の先端孔１６ａは、熱可塑性を有する樹脂製の栓１７により塞がれる。この栓１７は、内筐体１４の中にて、収容した単電池１１が上限温度以上に発熱したときに、その熱により溶けて破れるようになっている。この栓１７が破れることで、ノズル１６の先端孔１６ａが開くようになっている。
【００２０】
図１に示すように、内容器１５の中の消火剤１２は、圧縮ガスの作用による内容器１５の内圧と各ノズル１６により、電池パック１が搭載される自動車の基準面（水平面）ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入されるようになっている。
【００２１】
この実施形態で、圧縮ガスの作用による内容器１５の内圧は、ある程度の高さで保たれている。消火剤１２として、例えば、泡消火剤を使用することができる。この泡の成分として、タンパク泡、水成膜泡、又は、合成界面活性剤泡等を採用することができる。
【００２２】
以上説明したこの実施形態の電池パック１によれば、同一の外筐体１３の中において、複数の単電池１１が複数の内筐体１４に分けて収容されると共に、消火剤１２が内容器１５に収容される。従って、複数の単電池１１と消火剤１２が外筐体１３の中で分離される。また、単電池１１が上限温度以上に発熱したときには、その上限温度以上に発熱した単電池１１を収容した内筐体１４の中へ内容器１５から消火剤１２が投入されるので、電池パック１の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。すなわち、内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体１４に対応するノズル１６が開くことになる。このとき、内容器１５の中では、消火剤１２が圧縮ガスにより圧縮されているので、圧縮された消火剤１２が開いたノズル１６から内筐体１４の中へ積極的に注入され、上限温度以上に発熱した単電池１１に投与される。このため、電池パック１の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。このため、電池パック１がどのような姿勢になっても、複数の単電池１１それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。すなわち、単電池１１の上限温度以上の発熱を消火剤１２により沈静化させることができる。
【００２３】
より詳細には、この実施形態で、内容器１５の中の消火剤１２は、圧縮ガスの作用による内容器１５の内圧と各ノズル１６により、電池パック１が搭載される自動車の基準面（水平面）ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入されるようになっている。従って、電池パック１が自動車の姿勢に応じて傾いたとしても、内容器１５の中の消火剤１２は、各内筐体１４の中の各単電池１１へ向けて投入可能である。このため、自動車の姿勢に応じて電池パック１の姿勢が水平状態以外の向きになっても、消火剤１２を上限温度以上に発熱した単電池１１へ投与することができる。これにより、消火剤１２を機能させて単電池１１の上限温度以上の発熱に対処することができる。
【００２４】
例えば、図３（ａ）に、水平状態の自動車２１の概念図を、図３（ｂ）に、それに搭載された水平状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図３（ａ），（ｂ）から分かるように、自動車２１が水平状態のときは、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２５】
また、図４（ａ）に、傾斜状態の自動車２１の概念図を、図４（ｂ）に、それに搭載された傾斜状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図４（ａ）,（ｂ）から分かるように、自動車２１が傾斜状態のときでも、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２６】
また、図５（ａ）に、横転状態の自動車２１の概念図を、図５（ｂ）に、それに搭載された横転状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図５（ａ）,（ｂ）から分かるように、自動車２１が横転状態となっても、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２７】
また、図６（ａ）に、反転状態の自動車２１の概念図を、図６（ｂ）それに搭載された反転状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図６（ａ）,（ｂ）から分かるように、自動車２１が反転状態となっても、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２８】
このため、電池パック１がどのような姿勢になっても、消火剤１２を、各内筐体１４の中の単電池１１へ向けて確実に投入することができ、単電池１１の上限温度以上の発熱に対処することができるのである。
【００２９】
また、この実施形態では、複数の単電池１１が複数の内筐体１４に分けて収容され、それら内筐体１４の中へ消火剤１２が投入されるようになっている。このため、単電池１１が上限温度以上に発熱したときは、比較的少ない量の消火剤１２を内筐体１４の中に投入するだけで単電池１１の上限温度以上の発熱に対処することができる。しかも、この場合は、消火剤１２は、比較的狭い内筐体１４の中に留まり外部へ拡散することがないので、内筐体１４がない場合に比べて、上限温度以上の発熱に対する消火剤１２の沈静化効果を向上させることができる。
【００３０】
更に、この実施形態では、複数の内筐体１４のうちある一つの内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱した場合には、その内筐体１４に対応するノズル１６のみが開くことになる。従って、上限温度以上に発熱した単電池１１を収容する内筐体１４のみに消火剤１２が投入され、収容した単電池１１に上限温度以上の発熱のないその他の内筐体１４には消火剤１２が投入されることがない。このため、上限温度以上の発熱のないその他の内筐体１４につき、その中の正常な単電池１１を消火剤１２から守ることができ、単電池１１が消火剤１２により無駄に損傷することがない。
【００３１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における電池パックを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００３３】
図７に、この実施形態の電池パック２の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、加圧式の消火剤投入手段の構成の点で第１実施形態と異なる。図７に示すように、この実施形態における加圧式の消火剤投入手段は、内容器１５が樹脂などにより圧縮変形可能に構成されることと、内容器１５から各内筐体１４の中へ消火剤を注入するノズル１６と、内容器１５を圧縮変形させる圧縮部材としての複数のバネ１８とを含む。外筐体１３の中には、複数の内筐体１４の上方に位置する隔壁１３ａが形成され、その隔壁１３ａの上に内容器１５が配置される。内容器１５は、複数のバネ１８の付勢力により隔壁１３ａへ押さえ付けられることで圧縮変形している。これにより、内容器１５の中の消火剤１２が加圧されている。各ノズル１６の構成は、第１実施形態のそれと同じである。
【００３４】
従って、この実施形態では、各内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体１４に対応するノズル１６が開くことになる。このとき、内容器１５が複数のバネ１８により圧縮変形され、その内容器１５の中で消火剤１２が圧縮されているので、圧縮された消火剤１２が開いたノズル１６から内筐体１４の中へ積極的に注入され、上限温度以上に発熱した単電池１１に投与される。このため、電池パック２の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。この結果、電池パック２がどのような姿勢になっても、複数の単電池１１それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。すなわち、単電池１１の上限温度以上の発熱を消火剤１２により沈静化させることができる。
【００３５】
この実施形態の電池パック２に係るその他の作用効果については、第１実施形態の電池パック１のそれと基本的に同じである。
【００３６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における電池パックを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図８に、この実施形態の電池パック３の概略構成を断面図により示す。この実施形態でも、加圧式の消火剤投入手段の構成の点で第１実施形態と異なる。特に、この実施形態で、内容器１５の配置と、それに付随した構成の点で第２実施形態における加圧式の消火剤投入手段と異なる。図８に示すように、この実施形態では、外筐体１３の中において、横並びの複数の内筐体１４の片端に、消火剤１２を収容した内容器１５が配置される。外筐体１３の中には、片端の内筐体１４と内容器１５との間に隔壁１３ｂが形成される。内容器１５は、バネ１８の付勢力により隔壁１３ｂの一側面に押さえ付けられることで、圧縮変形している。これにより、内容器１５の中の消火剤１２が加圧されている。内容器１５の上部には、パイプ１９が接続され、そのパイプ１９が複数の内筐体１４の上方へ伸びる。複数のノズル１６は、このパイプ１９に設けられ、その先端部が対応する内筐体１４に差し込まれる。各ノズル１６の構成は、第１実施形態のそれと同じである。この実施形態では、パイプ１９と複数のノズル１６により、本発明の注入管が構成される。
【００３８】
従って、この実施形態では、内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体１４に対応するノズル１６が開くことになる。このとき、内容器１５がバネ１８により圧縮変形され、その内容器１５の中で消火剤１２が圧縮されているので、圧縮された消火剤１２がパイプ１９と開いたノズル１６を介して内筐体１４の中へ積極的に注入され、上限温度以上に発熱した単電池１１に投与される。このため、電池パック３の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。この結果、電池パック３がどのような姿勢になっても、複数の単電池１１それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。すなわち、単電池１１の上限温度以上の発熱を消火剤１２により沈静化させることができる。
【００３９】
この実施形態の電池パック３に係るその他の作用効果については、第１実施形態のそれと基本的に同じである。
【００４０】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００４１】
（１）前記各実施形態では、ノズル１６の先端孔１６ａに樹脂製の栓１７を設けることで、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに栓１７が溶けてノズル１６が開くように構成した。これに対し、例えば、単電池の上限温度以上の発熱に感応して開く機械式弁をノズルに設けることもできる。
【００４２】
（２）前記各実施形態では、本発明の注入管の構成要素としてノズル１６を設けたが、このノズル１６を単なるパイプに置き換えることもできる。
【００４３】
（３）前記各実施形態では、一つの内筐体１４に一つのノズル１６を設けたが、一つの内筐体に複数のノズルを設けてもよい。
【００４４】
（４）前記各実施形態では、一つの内筐体１４に複数の単電池１１を収容したが、一つの内筐体に一つの単電池を収容するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電池パック
２ 電池パック
３ 電池パック
１１ 単電池
１２ 消火剤
１３ 外筐体
１４ 内筐体
１５ 内容器
１６ ノズル（注入管）
１６ａ 先端孔
１７ 栓
１８ バネ（圧縮部材）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等に搭載され、複数の単電池と消火剤を同一の筐体に収容して構成される電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される電池装置が知られている。この電池装置は、複数の電池群と消化剤とを、同一の筐体内に収容して構成される。筐体内において、複数の電池群は横並びに配置され、消火剤は、横並びの複数の電池群の片端に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の電池装置では、消火剤が、横並びの複数の電池群の片端に配置されるだけなので、消火剤が全ての電池群に隣接していない。このため、複数の電池群の何れかが上限温度以上に発熱したとき、その電池群に対して消火剤を有効に機能させることができない懸念があった。特に、電池装置が大きく傾いたり、横転したり、反転したりして姿勢が大きく変わった場合に、消火剤を複数の電池群に対して有効に機能させられなくなるおそれがあった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、どのような姿勢になっても複数の単電池それぞれの上限温度以上の発熱に対処することを可能とした電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の単電池と消火剤を同一の外筐体に収容して構成される電池パックであって、外筐体の中において、複数の単電池を複数の内筐体に分けて収容すると共に、消火剤を内容器に収容し、単電池が上限温度以上に発熱したときに、その上限温度以上に発熱した単電池を収容した内筐体の中へ消火剤を投入するための消火剤投入手段を設けたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、同一の外筐体の中において、複数の単電池が複数の内筐体に分けて収容されると共に、消火剤が内容器に収容されるので、複数の単電池と消火剤が外筐体の中で分離される。また、単電池が上限温度以上に発熱したときには、消火剤投入手段により、上限温度以上に発熱した単電池を収容した内筐体の中へ内容器から消火剤が投入されるので、電池パックの姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池に消火剤が付与される。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、消火剤投入手段は、内容器の中において消火剤を圧縮する圧縮ガスと、内容器から内筐体の中へ消火剤を注入する注入管とを含み、注入管は、単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、内筐体に収容された単電池が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体に対応する注入管が開く。このとき、内容器の中では、消火剤が圧縮ガスにより圧縮されているので、圧縮された消火剤が開いた注入管から内筐体の中へ積極的に注入される。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、消火剤投入手段は、内容器が圧縮変形可能に構成されることと、内容器から内筐体の中へ消火剤を注入する注入管と、内容器を圧縮変形させる圧縮部材とを含み、注入管は、単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、内筐体に収容された単電池が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体に対応する注入管が開く。このとき、内容器が圧縮部材により圧縮変形され、その内容器の中で消火剤が圧縮されているので、圧縮された消火剤が開いた注入管から内筐体の中へ積極的に注入される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至３の何れかに記載の発明によれば、電池パックがどのような姿勢になっても複数の単電池それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係り、電池パックの概略構成を示す断面図。
【図２】同実施形態に係り、ノズルの先端部分を拡大して示す断面図。
【図３】同実施形態に係り、（ａ）は水平状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された水平状態の電池パックを示す断面図。
【図４】同実施形態に係り、（ａ）は傾斜状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された傾斜状態の電池パックを示す断面図。
【図５】同実施形態に係り、（ａ）は横転状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された横転状態の電池パックを示す断面図。
【図６】同実施形態に係り、（ａ）は反転状態の自動車を示す概念図、（ｂ）はそれに搭載された反転状態の電池パックを示す断面図。
【図７】第２実施形態に係り、電池パックの概略構成を示す断面図。
【図８】第３実施形態に係り、電池パックの概略構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明における電池パックを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１に、この実施形態の電池パック１の概略構成を断面図により示す。この電池パック１は、複数の単電池１１と、各単電池１１の上限温度以上の発熱を抑える消火剤１２とを同一の外筐体１３の中に収容して構成される。この電池パック１は、電源として電気自動車等に搭載される。
【００１６】
より詳しくは、複数の単電池１１は、外筐体１３の中において、複数の内筐体１４に分けて収容される。消火剤１２は、外筐体１３の中において、内容器１５に収容される。内容器１５は、外筐体１３と複数の内筐体１４との間に配置される。各内筐体１４の上壁には、通気孔１４ａが形成される。
【００１７】
この実施形態において、複数の内筐体１４と内容器１５との間には、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに、その上限温度以上に発熱した単電池１１を収容した内筐体１４の中へ消火剤１２を投入するための蓄圧式の消火剤投入手段が設けられる。
【００１８】
この実施形態で、蓄圧式の消火剤投入手段は、内容器１５の中において消火剤１２を圧縮する圧力源としての圧縮ガス（図示略）と、内容器１５から複数の内筐体１４の中へ消火剤１２を注入する注入管としての複数のノズル１６とを含む。圧縮ガスとして、圧縮空気や圧縮窒素を使用することができる。各ノズル１６の先端部は、対応する内筐体１４の中に差し込まれる。各ノズル１６は、対応する内筐体１４の中の単電池１１が上限温度以上に発熱したときに開くように構成される。
【００１９】
図２に、ノズル１６の先端部分を拡大して断面図により示す。図２に示すように、ノズル１６は、主として金属より形成され、先端へ向けて収束する形状を有する。ノズル１６の先端孔１６ａは、熱可塑性を有する樹脂製の栓１７により塞がれる。この栓１７は、内筐体１４の中にて、収容した単電池１１が上限温度以上に発熱したときに、その熱により溶けて破れるようになっている。この栓１７が破れることで、ノズル１６の先端孔１６ａが開くようになっている。
【００２０】
図１に示すように、内容器１５の中の消火剤１２は、圧縮ガスの作用による内容器１５の内圧と各ノズル１６により、電池パック１が搭載される自動車の基準面（水平面）ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入されるようになっている。
【００２１】
この実施形態で、圧縮ガスの作用による内容器１５の内圧は、ある程度の高さで保たれている。消火剤１２として、例えば、泡消火剤を使用することができる。この泡の成分として、タンパク泡、水成膜泡、又は、合成界面活性剤泡等を採用することができる。
【００２２】
以上説明したこの実施形態の電池パック１によれば、同一の外筐体１３の中において、複数の単電池１１が複数の内筐体１４に分けて収容されると共に、消火剤１２が内容器１５に収容される。従って、複数の単電池１１と消火剤１２が外筐体１３の中で分離される。また、単電池１１が上限温度以上に発熱したときには、その上限温度以上に発熱した単電池１１を収容した内筐体１４の中へ内容器１５から消火剤１２が投入されるので、電池パック１の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。すなわち、内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体１４に対応するノズル１６が開くことになる。このとき、内容器１５の中では、消火剤１２が圧縮ガスにより圧縮されているので、圧縮された消火剤１２が開いたノズル１６から内筐体１４の中へ積極的に注入され、上限温度以上に発熱した単電池１１に投与される。このため、電池パック１の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。このため、電池パック１がどのような姿勢になっても、複数の単電池１１それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。すなわち、単電池１１の上限温度以上の発熱を消火剤１２により沈静化させることができる。
【００２３】
より詳細には、この実施形態で、内容器１５の中の消火剤１２は、圧縮ガスの作用による内容器１５の内圧と各ノズル１６により、電池パック１が搭載される自動車の基準面（水平面）ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入されるようになっている。従って、電池パック１が自動車の姿勢に応じて傾いたとしても、内容器１５の中の消火剤１２は、各内筐体１４の中の各単電池１１へ向けて投入可能である。このため、自動車の姿勢に応じて電池パック１の姿勢が水平状態以外の向きになっても、消火剤１２を上限温度以上に発熱した単電池１１へ投与することができる。これにより、消火剤１２を機能させて単電池１１の上限温度以上の発熱に対処することができる。
【００２４】
例えば、図３（ａ）に、水平状態の自動車２１の概念図を、図３（ｂ）に、それに搭載された水平状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図３（ａ），（ｂ）から分かるように、自動車２１が水平状態のときは、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２５】
また、図４（ａ）に、傾斜状態の自動車２１の概念図を、図４（ｂ）に、それに搭載された傾斜状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図４（ａ）,（ｂ）から分かるように、自動車２１が傾斜状態のときでも、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２６】
また、図５（ａ）に、横転状態の自動車２１の概念図を、図５（ｂ）に、それに搭載された横転状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図５（ａ）,（ｂ）から分かるように、自動車２１が横転状態となっても、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２７】
また、図６（ａ）に、反転状態の自動車２１の概念図を、図６（ｂ）それに搭載された反転状態の電池パック１の断面図をそれぞれ示す。図６（ａ）,（ｂ）から分かるように、自動車２１が反転状態となっても、外筐体１３の中で内容器１５の中の消火剤１２が自動車２１の基準面ＳＰに対して、垂直で、かつ、各単電池１１の方向へ向けて内筐体１４の中へ投入可能である。
【００２８】
このため、電池パック１がどのような姿勢になっても、消火剤１２を、各内筐体１４の中の単電池１１へ向けて確実に投入することができ、単電池１１の上限温度以上の発熱に対処することができるのである。
【００２９】
また、この実施形態では、複数の単電池１１が複数の内筐体１４に分けて収容され、それら内筐体１４の中へ消火剤１２が投入されるようになっている。このため、単電池１１が上限温度以上に発熱したときは、比較的少ない量の消火剤１２を内筐体１４の中に投入するだけで単電池１１の上限温度以上の発熱に対処することができる。しかも、この場合は、消火剤１２は、比較的狭い内筐体１４の中に留まり外部へ拡散することがないので、内筐体１４がない場合に比べて、上限温度以上の発熱に対する消火剤１２の沈静化効果を向上させることができる。
【００３０】
更に、この実施形態では、複数の内筐体１４のうちある一つの内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱した場合には、その内筐体１４に対応するノズル１６のみが開くことになる。従って、上限温度以上に発熱した単電池１１を収容する内筐体１４のみに消火剤１２が投入され、収容した単電池１１に上限温度以上の発熱のないその他の内筐体１４には消火剤１２が投入されることがない。このため、上限温度以上の発熱のないその他の内筐体１４につき、その中の正常な単電池１１を消火剤１２から守ることができ、単電池１１が消火剤１２により無駄に損傷することがない。
【００３１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における電池パックを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００３３】
図７に、この実施形態の電池パック２の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、加圧式の消火剤投入手段の構成の点で第１実施形態と異なる。図７に示すように、この実施形態における加圧式の消火剤投入手段は、内容器１５が樹脂などにより圧縮変形可能に構成されることと、内容器１５から各内筐体１４の中へ消火剤を注入するノズル１６と、内容器１５を圧縮変形させる圧縮部材としての複数のバネ１８とを含む。外筐体１３の中には、複数の内筐体１４の上方に位置する隔壁１３ａが形成され、その隔壁１３ａの上に内容器１５が配置される。内容器１５は、複数のバネ１８の付勢力により隔壁１３ａへ押さえ付けられることで圧縮変形している。これにより、内容器１５の中の消火剤１２が加圧されている。各ノズル１６の構成は、第１実施形態のそれと同じである。
【００３４】
従って、この実施形態では、各内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体１４に対応するノズル１６が開くことになる。このとき、内容器１５が複数のバネ１８により圧縮変形され、その内容器１５の中で消火剤１２が圧縮されているので、圧縮された消火剤１２が開いたノズル１６から内筐体１４の中へ積極的に注入され、上限温度以上に発熱した単電池１１に投与される。このため、電池パック２の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。この結果、電池パック２がどのような姿勢になっても、複数の単電池１１それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。すなわち、単電池１１の上限温度以上の発熱を消火剤１２により沈静化させることができる。
【００３５】
この実施形態の電池パック２に係るその他の作用効果については、第１実施形態の電池パック１のそれと基本的に同じである。
【００３６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における電池パックを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図８に、この実施形態の電池パック３の概略構成を断面図により示す。この実施形態でも、加圧式の消火剤投入手段の構成の点で第１実施形態と異なる。特に、この実施形態で、内容器１５の配置と、それに付随した構成の点で第２実施形態における加圧式の消火剤投入手段と異なる。図８に示すように、この実施形態では、外筐体１３の中において、横並びの複数の内筐体１４の片端に、消火剤１２を収容した内容器１５が配置される。外筐体１３の中には、片端の内筐体１４と内容器１５との間に隔壁１３ｂが形成される。内容器１５は、バネ１８の付勢力により隔壁１３ｂの一側面に押さえ付けられることで、圧縮変形している。これにより、内容器１５の中の消火剤１２が加圧されている。内容器１５の上部には、パイプ１９が接続され、そのパイプ１９が複数の内筐体１４の上方へ伸びる。複数のノズル１６は、このパイプ１９に設けられ、その先端部が対応する内筐体１４に差し込まれる。各ノズル１６の構成は、第１実施形態のそれと同じである。この実施形態では、パイプ１９と複数のノズル１６により、本発明の注入管が構成される。
【００３８】
従って、この実施形態では、内筐体１４に収容された単電池１１が上限温度以上に発熱したとき、その内筐体１４に対応するノズル１６が開くことになる。このとき、内容器１５がバネ１８により圧縮変形され、その内容器１５の中で消火剤１２が圧縮されているので、圧縮された消火剤１２がパイプ１９と開いたノズル１６を介して内筐体１４の中へ積極的に注入され、上限温度以上に発熱した単電池１１に投与される。このため、電池パック３の姿勢にかかわらず、上限温度以上に発熱した単電池１１に消火剤１２が投与される。この結果、電池パック３がどのような姿勢になっても、複数の単電池１１それぞれの上限温度以上の発熱に対処することができる。すなわち、単電池１１の上限温度以上の発熱を消火剤１２により沈静化させることができる。
【００３９】
この実施形態の電池パック３に係るその他の作用効果については、第１実施形態のそれと基本的に同じである。
【００４０】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００４１】
（１）前記各実施形態では、ノズル１６の先端孔１６ａに樹脂製の栓１７を設けることで、単電池１１が上限温度以上に発熱したときに栓１７が溶けてノズル１６が開くように構成した。これに対し、例えば、単電池の上限温度以上の発熱に感応して開く機械式弁をノズルに設けることもできる。
【００４２】
（２）前記各実施形態では、本発明の注入管の構成要素としてノズル１６を設けたが、このノズル１６を単なるパイプに置き換えることもできる。
【００４３】
（３）前記各実施形態では、一つの内筐体１４に一つのノズル１６を設けたが、一つの内筐体に複数のノズルを設けてもよい。
【００４４】
（４）前記各実施形態では、一つの内筐体１４に複数の単電池１１を収容したが、一つの内筐体に一つの単電池を収容するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電池パック
２ 電池パック
３ 電池パック
１１ 単電池
１２ 消火剤
１３ 外筐体
１４ 内筐体
１５ 内容器
１６ ノズル（注入管）
１６ａ 先端孔
１７ 栓
１８ バネ（圧縮部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池と消火剤を同一の外筐体に収容して構成される電池パックであって、
前記外筐体の中において、前記複数の単電池を複数の内筐体に分けて収容すると共に、前記消火剤を内容器に収容し、前記単電池が上限温度以上に発熱したときに、前記上限温度以上に発熱した単電池を収容した前記内筐体の中へ前記消火剤を投入するための消火剤投入手段を設けたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記消火剤投入手段は、前記内容器の中において前記消火剤を圧縮する圧縮ガスと、前記内容器から前記内筐体の中へ前記消火剤を注入する注入管とを含み、前記注入管は、前記単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項３】
前記消火剤投入手段は、前記内容器が圧縮変形可能に構成されることと、前記内容器から前記内筐体の中へ前記消火剤を注入する注入管と、前記内容器を圧縮変形させる圧縮部材とを含み、前記注入管は、前記単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項１】
複数の単電池と消火剤を同一の外筐体に収容して構成される電池パックであって、
前記外筐体の中において、前記複数の単電池を複数の内筐体に分けて収容すると共に、前記消火剤を内容器に収容し、前記単電池が上限温度以上に発熱したときに、前記上限温度以上に発熱した単電池を収容した前記内筐体の中へ前記消火剤を投入するための消火剤投入手段を設けたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記消火剤投入手段は、前記内容器の中において前記消火剤を圧縮する圧縮ガスと、前記内容器から前記内筐体の中へ前記消火剤を注入する注入管とを含み、前記注入管は、前記単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項３】
前記消火剤投入手段は、前記内容器が圧縮変形可能に構成されることと、前記内容器から前記内筐体の中へ前記消火剤を注入する注入管と、前記内容器を圧縮変形させる圧縮部材とを含み、前記注入管は、前記単電池が上限温度以上に発熱したときに開くように構成されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５２９０９（Ｐ２０１２−２５２９０９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５４３８（Ｐ２０１１−１２５４３８）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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