電池パック
【課題】パックケース内で、電池の安全弁からガスが噴出しても、この電池と対向している電池の安全弁が損傷するのを回避する。
【解決手段】電池１０ｂの安全弁１８ｂと、他の電池１０ｆの安全弁１８ｆとは対向している。各安全弁１８ｂ，１８ｆには支管４１ｂ，４１ｆが接続され、支管４１ｂ，４１ｆにおける本管４３との開口４２，４２も互いに対向している。支管４１ｂ，４１ｆ内には移動可能な弁体７１ｂ，７１ｆが配置されている。各弁体７１ｂ，７１ｆは、バネ７２により接続されている。
【解決手段】電池１０ｂの安全弁１８ｂと、他の電池１０ｆの安全弁１８ｆとは対向している。各安全弁１８ｂ，１８ｆには支管４１ｂ，４１ｆが接続され、支管４１ｂ，４１ｆにおける本管４３との開口４２，４２も互いに対向している。支管４１ｂ，４１ｆ内には移動可能な弁体７１ｂ，７１ｆが配置されている。各弁体７１ｂ，７１ｆは、バネ７２により接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池を備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、充放電の過程で、電池内部にガスが発生する。このため、リチウム二次電池の多くは、内部ガスを放出するための安全弁や開放弁等の排気弁を備えている。
【０００３】
このような排気弁を有する単電池を複数の備えた電池パックとしては、例えば、以下の特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
この電池パックは、いずれかの単電池の排気弁から放出されたガスをパックケース外の目的の場所に導くために、ガス管が設けられている。このガス管には、各電池の排気弁に接続されている支管と、各支管と接続され、いずれかの支管からのガスを目的の場所に導く本管とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２９５４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、排気弁は、その機能上、単電池の外周を形成するセルケースよりも強度的に弱い。このため、特許文献１に記載の電池パックにおいて、複数の単電池のうち、いずれかの単電池の排気弁から高温高圧のガスが放出され、このガスが本管及び支管を介して、他の単電池の排気弁に接触すると、この単電池に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
特に、ある単電池の排気弁に接続された支管と本管の接続部と、他の単電池の排気弁に接続された支管と本管の接続部とが対向している場合には、ある単電池の排気弁から噴出された高温高圧のガスが本管及び支管を介して他の単電池の排気弁に直接接触してしまうため、この他の単電池に悪影響を及ぼす可能性が飛躍的に高まってしまう。
【０００８】
そこで、例えば、図１７に示すように、単電池１ａの排気弁２に接続された支管３ａの本管５との接続部４ａと、単電池１ｅ，１ｆの排気弁２に接続された支管３ｅ，３ｆの接続部４ｅ，４ｆとが対向しないように、各単電池１ａ〜１ｈを配置すると、パックケース６内に不要の空間７ａ，７ｂが生じ、電池パックの大型化を招いてしまう。
【０００９】
すなわち、電池パックの大型化を回避するために、支管と本管の接続部を対向させた上で、特許文献１に記載の技術を採用すると、ある単電池の排気弁から噴出したガスが他の単電池に悪影響を及ぼす虞が高くなってしまう、という問題点がある。
【００１０】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に着目し、電池パックの大型化を回避しつつも、ある単電池の排気弁から噴出したガスが他の単電池に悪影響を及ぼす可能性を抑えることができる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記問題点を解決するための電池パックに係る発明は、
電池内圧が所定の圧力を超えると内部のガスを外部へ排気させる排気弁をそれぞれ有し、二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されている複数の単電池と、前記単電池の列間に配設されている本管と、前記単電池の前記排気弁に設けられ、列同士で互いに対向する位置で前記本管と接続され、前記排気弁から噴出したガスが通る支管と、前記支管内を閉塞するとともに、前記支管に接続された前記排気弁からガスが噴出すると、前記ガスにより前記支管から押し出される弁体と、互いに対向する前記単電池のそれぞれに対応する前記弁体の対毎に設けられ、対を成す一方の弁体が前記支管から押し出されると、他方の弁体を対応する排気弁側へ押す弁体連動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
以上の発明では、対を成す一方の弁体に対応する排気弁からガスが噴出した場合、この一方の弁体は、このガスに押されて、対応する支管から押し出される。この弁体の移動により、対を成す他方の弁体は、この他方の弁体に対応する支管内において、弁体連動手段により、この支管に対応する排気弁側へ押される。このため、他方の弁体は、支管内を塞いでいる状態を維持し、一方の排気弁から噴出したガスから、他方の排気弁を保護することができる。
【００１３】
ここで、前記弁体連動手段は、対を成す前記弁体相互を繋ぐ弁体連結体を有するものであってよい。この場合、前記弁体連結体は、前記一方の弁体が前記他方の弁体へ近づく方向に弾性変形可能な弾性体を有していてもよい。このように、弁体連結体が弾性体を有する場合、一の支管及びこの支管に対向する対向支管を除く他の支管内においても、一の支管に対する排気弁からガスが噴出した際に、該他の支管内の弁体は、いずれも、対応排気弁側へ移動し、対応支管内に収まっているので、該他の支管に対する排気弁も、一の支管に対する排気弁からのガスから保護することができる。
【００１４】
また、前記弁体連動手段は、前記一方の弁体と前記他方の弁体とのそれぞれに形成され、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、互いに接触し合う接触部を有していてもよい。この場合、前記弁体連動手段は、さらに、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、前記一方の弁体の前記接触部が前記他方の弁体の前記接触部に接触するよう、前記一方の弁体の前記接触部を前記他方の弁体の接触部へ導く案内手段を有していてもよい。
【００１５】
また、前記問題点を解決するための電池パックに係る他の発明は、
電池内圧が所定の圧力を超えると内部のガスを外部へ排気させる排気弁を有している複数の単電池と、複数の前記単電池に沿って配設され、前記排気弁から噴出した前記ガスが通る本管と、前記単電池の前記排気弁に接続されているとともに前記本管と接続され、前記排気弁から噴出したガスが通る支管と、前記支管内に配設され、前記支管を閉塞するとともに、前記支管に接続された前記排気弁からガスが噴出すると、前記ガスにより前記支管から押し出される弁体と、前記弁体の前記本管側を支持して、前記支管内で前記弁体の前記本管側への移動を規制する本管側支持部と、前記弁体の前記排気弁側を支持して、前記支管内で前記弁体の前記排気弁側への移動を規制する排気弁側支持部と、を備え、前記弁体は、前記排気弁から噴出した前記ガスから受ける力に耐える強度を有し、前記本管側支持部は、前記排気弁から噴出した前記ガスにより、前記弁体が前記本管側に押された力で形が変化して、前記弁体の前記本管側への移動規制を解除し、前記排気弁側支持部は、該排気弁側支持部に対応する前記排気弁と異なる前記排気弁から噴出した前記ガスにより、該排気弁側支持部に対応する前記弁体が前記排気弁側に押された力に耐えうる強度を有し、該弁体の該排気弁側への移動規制を行うことを特徴とする。
【００１６】
以上の発明では、ある排気弁からガスが噴出し、この排気弁に接続されている支管内の弁体が、このガスに押されると、この弁体を支持する本管側支持部の形が変化し、この弁体の移動規制が解除される。この結果、この弁体はガスに押されて、ガスと共に本管内に入りこむ。なお、本管側支持部の形に変化の形態としては、本管側支持部の破損、本管側支持部の変形がある。
【００１７】
この排気弁から噴出したガスは、本管に流れ込んだ後、一部が、他の排気弁に接続されている支管にも流れ込む。この結果、他の排気弁に接続されている支管内の弁体は、安全弁側に押される。しかしながら、これら他の排気弁に接続されている支管内の弁体は、この高温・高圧のガスにより、破損することもなく、また、排気弁側支持部に支持されて、安全弁側に移動することもない。
【００１８】
よって、排気弁からガスが噴出しても、他の排気弁に接続されている支管内の各弁体は、支管を塞いでいる状態を維持するため、このガスから他の安全弁を保護することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、複数の単電池が二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されているので、複数の単電池を収納するパックケース内に不要な空間が生じることはなく、電池パックの大型化を回避することができる。しかも、本発明では、対向し合っている一対の単電池のうち、一方の単電池の排気弁から噴出したガスから、他方の単電池の排気弁を保護することができるので、他方の電池に悪影響を及ぼすことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第一実施形態における電池パックの平面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図４】本発明に係る第一実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図５】本発明に係る第二実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図６】本発明に係る第二実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図７】本発明に係る第三実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図８】本発明に係る第三実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図９】本発明に係る第四実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１０】本発明に係る第五実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１１】本発明に係る第五実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図１２】本発明に係る第六実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１３】本発明に係る第六実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図１４】本発明に係る第六実施形態の第一変形例における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１５】本発明に係る第六実施形態の第二変形例における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１６】本発明に係る第六実施形態の第二変形例における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図１７】パックケース内の単電池の配置例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る電池パックの各種実施形態について説明する。
【００２２】
「第一実施形態」
まず、図１〜図４を用いて、本発明に係る第一実施形態としての電池パックについて説明する。
【００２３】
本実施形態の電池パックは、図１及び図2に示すように、偶数個の二次電池（単電池）１０ａ〜１０ｈ（以下、特定の二次電池を示す場合を除き、単に、「二次電池１０」とする）と、二次電池１０を覆う電池カバー２０と、各二次電池１０の充放電等を制御するＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）３０と、各ＣＭＵ３０からのデータを集中管理するＢＭＵ（Battery Management Unit）３５と、各二次電池１０から噴出されたガスが流れるガス配管４０と、これらを収納するパックケース６０と、を備えている。
【００２４】
二次電池１０は、正負の電極（図示されていない）と、正負の電極を覆う直方体形状のセルケース１１と、セルケース１１から突出している正負の電極端子１６，１７と、セルケース１１内からガスを放出するための安全弁１８と、を有している。なお、以下では、各二次電池１０ａ〜１０ｈ毎の安全弁１８を安全弁１８ａ〜１８ｈとする。但し、特定の安全弁を示す場合を除き、単に安全弁１８とする。
【００２５】
直方体形状のセルケース１１は、正負の電極端子１６，１７が突出していると共に安全弁１８が設けられている端子露出面１２と、この端子露出面１２と対向している底面１３と、互いに対向している一対の第一側面１４と、同じく互いに対向している一対の第二側面１５と、を有している。第一側面１４は、正電極端子１６と負電極端子１７とが並んでいる方向に対して垂直であり、第二側面１５は、この第一側面１４に対して垂直である。
【００２６】
安全弁１８は、電池内圧が所定の圧力を超えると動作する弁で、例えば、破裂板等を有して構成されている。
【００２７】
パックケース６０は、複数の電池等が収納される収納凹部を有するケース本体６１と、収納凹部の開口を塞ぐ蓋６５とを有している。ケース本体６１は、互いに対向している矩形板状の一対の第一側板６２と、互いに対向している矩形板状の一対の第二側板６３と、底板６４と、を有している。上記収納凹部は、一対の第一側板６２と一対の第二側板６３と底板６４とで形成された直方体形状の凹部である。
【００２８】
ここで、二次電池１０のセルケース１１において、一対の第一側面１４のうち、一方の第一側面１４から他方の第一側面１４に向かう方向をＸ方向とし、一対の第二側面１５のうち、一方の第二側面１５から他方の第二側面１５へ向かう方向をＺ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００２９】
偶数個の二次電池１０は、パックケース本体６１内において、二列に、各列の二次電池１０がＸ方向に平行に並べられている。各二次電池１０ａ〜１０ｈは、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄの端子露出面１２と第二列の列の二次電池１０ｅ〜１０ｈの端子露出面１２とが対向し、二次電池１０の第一側面１４がパックケース６０の第一側板６２に対向し、さらに、二次電池１０の第二側板１５がパックケース６０の底板６４及び蓋６５に対向するよう、パックケース本体６１内に配置されている。
【００３０】
パックケース本体６１内には、複数の二次電池１０をそれぞれ（−）Ｘ側へ押し付ける押付け機構５０が設けられている。この押付け機構５０は、パックケース本体６１内の（＋）Ｘ側に配置され、複数の二次電池１０のうちの（＋）側の二次電池１０の第一側面１４に接触する押付け板５１と、この押付け板５１をＸ方向に移動可能にガイドするガイドネジ５３と、パックケース本体６１内の（＋）Ｘ側の部分に固定され、ガイドネジ５３が捻じ込まれるガイドベース５４と、を有している。
【００３１】
押付け板５１は、矩形板状を成し、その長辺が（＋）Ｘ側の第一側板６２に沿うように配置されている。この押付け板５１には、ガイドネジ５３が摺動可能に入り込む長孔５２が形成されている。この長孔５２は、Ｘ方向に伸びている。
【００３２】
複数の二次電池１０は、押付け機能５０の押付け板５１をガイドネジ５３に対して（−）Ｘ方向に移動させることにより、（−）Ｘ方向の第一側板６２側に押し付けられる。この結果、Ｘ方向において、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄの第一側面１４の位置と、第二列の二次電池１０ｅ〜１０ｈのうちの対向二次電池の第一側面１４の位置とが揃うことになる。このため、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄの安全弁１８ａ〜１８ｄと、第二列の二次電池１０ｅ〜１０ｈのうちの対向二次電池の安全弁１８ｅ〜１０ｈとは対向する。この状態になった後、ガイドネジ５３がガイドベース５４に捻じ込まれて、押付け板５１はガイドネジ５３に対して移動不能に拘束される。この押付け板５１の拘束により、パックケース本体６１内において、複数の二次電池１０のＸ方向に位置が拘束される。
【００３３】
前述のＣＭＵ３０やＢＭＵ３５は、電池パックの構成に応じて最適な場所に配置可能であり、本実施形態では、パックケース本体６１内であって、押付け板５１の下方に配置されている。
【００３４】
ガス配管４０は、各二次電池１０ａ〜１０ｈの安全弁１８から噴出したガスが通る支管４１ａ〜４１ｈと、各二次電池１０ａ〜１０ｈ毎の支管４１ａ〜４１ｈ（以下、特定の支管を示す場合を除き、単に、「支管４１」とする）と連通している本管４３と、を有している。
【００３５】
本管４３は、Ｘ方向に伸び、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄと第二列の二次電池１０ｅ〜１０ｈの間に配置されている。この本管４３の（−）Ｘ側の端部は、排気口４４として開口し、パックケース６０の（−）Ｘ側の第一側板６２から露出している。この排気口４０には、各二次電池１０から噴出されたガスを特定の場所に導くための排気ダクト４５等が接続される。また、この本管４３の（＋）Ｘ側の端部は、パックケース６０の（＋）Ｘ側の第一側板６２近傍まで伸び、そこで閉じている。
【００３６】
各安全弁１８に接続された支管４１は、本管４３まで直線的に伸びている。このため、図３に示すように、互いに向かい合っている二次電池１０の各支管４１における本管４３との各接続部４２は、互いに対向している。
【００３７】
図３に示すように、二次電池１０を覆う電池カバー２０は、セルケース１１の端子露出面１２を覆う天板２１と、セルケース１１の第一側面１４を覆う側板２４と、セルケース１１の底面１３を覆う底板２３と、第一側板１４の外面にコーティングされた絶縁性樹脂膜２６と、を有している。電池カバー２０の天板２１、側板２４、底板２３は、金属で一体形成されている。
【００３８】
電池カバー２０の天板２１には、安全弁１８からのガスを支管４１に導くためのガス抜き孔２８と、正負の電極端子１６，１７が貫通する端子貫通孔２７とが形成されている。
【００３９】
このガス抜き孔２８の一方の開口は、安全弁１８に臨んでいる。また、このガス抜き孔２８の他方の開口は、支管４１の外径と実質的に同じ内径の第一内径部２８ａとして形成されている。この第一内径部２８ａより一方の開口側には、支管４１の内径よりも小さい内径の第二内径部２８ｂが形成されている。第一内径部２８ａの内面と第二内径部２８ｂの内面とは、天板２１の厚み方向に対して垂直な受け面２９により接続されている。支管４１の端部は、このガス抜き孔２８の第一内径部２８ａに嵌入され、受け面２９で受けられる。
【００４０】
電池カバー２０の側板２４には、複数の冷却フィン２５が形成されている。絶縁性樹脂膜２６は、この冷却フィン２５を含めて側板２４の外面を覆っている。このように、電池カバー２０には、冷却フィン２５が形成されているため、二次電池１０の冷却効果を高めることができる。
【００４１】
電池カバー２０の底板２３は、この電池カバー２０で二次電池１０を覆う前段階では、側板２４が伸びている方向と同じ方向に伸びている。すなわち、この前段階では、側板２４に対して底板２３は曲がっていない。このため、この前段階において、この電池カバー２０は、天板２１と反対側が開口している。作業者は、この電池カバー２０の開口から二次電池１０を電池カバー２０内に入れ、その後、側板２４に対して底板２３を折り曲げて、二次電池１０を電池カバー２０内に封じ込める。
【００４２】
以上のように、電池カバー２０内に収められた複数の二次電池１０がパックケース６０内に配置される。そして、パックケース６０内の複数の二次電池１０は、押付け機構５０により、パックケース本体６１の第一側板６２へ押し付けられ、Ｘ方向の移動が拘束される。その後、電池カバー２０に収納された二次電池１０を本管４３に近づく方向、つまり、Ｙ方向に移動させて、支管４１の端部を天板２０のガス抜き孔２８の第一開口部２８ａに嵌入させる。
【００４３】
なお、以上では、電池カバー２０内に収められた二次電池１０のＸ方向の移動を、押付け機構５０により拘束した後、支管４１の端部を電池カバー２０のガス抜き孔２８に嵌入させたが、逆に、支管４１の端部を電池カバー２０のガス抜き孔２８に嵌入させた後、電池カバー２０内に収められた二次電池１０のＸ方向の移動を、押付け機構５０により、拘束してもよい。また、以上では、押付け機構として、二次電池１０をＸ方向に押し付ける押付け機構５０のみを設けているが、二次電池１０をＹ方向に押し付ける押付け機構をさらに設けてもよい。
【００４４】
二次電池１０のＸ方向の移動が拘束され、支管４１の端部が電池カバー２０のガス抜き孔２８に嵌入された後、各二次電池１０の電極端子１６，１７相互は、バスバー３９により電気的に接続される。
【００４５】
図３に示すように、ガス配管４０の各支管４１内には、この支管４１を塞ぐことができ、且つこの支管４１内を移動できる弁体７１が配置されている。この弁体７１は、支管７１の内周面に接する外周部分が少なくも弾性材で形成されていることが好ましい。
【００４６】
各弁体７１は、弁体７１が入っている支管４１に対向する支管４１内の弁体７１と、弁体連動手段としてのバネ７２で接続されている。バネ７２は、二つの弁体７１のうち、一方の弁体７１から他方の弁体７１の方向へ弾性変形するもので、自然長のときには、二つの弁体７１は、それぞれの弁体７１用の支管４１内に入っている。
【００４７】
次に、以上で説明した二次電池モジュールの作用・効果について説明する。
【００４８】
パックケース６０内の複数の二次電池１０のうち、いずれかの二次電池１０の電池内圧が所定の圧力になると、その二次電池１０の安全弁１８が動作して、二次電池１０内に発生した高温・高圧のガスが安全弁１８から高速で噴出する。ここで、本実施形態では、図４に示すように、二次電池１０ｂの電池内圧が所定の圧力になり、この二次電池１０ｂの安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出したとする。
【００４９】
安全弁１８ｂからガスが噴出すると、この安全弁１８ｂに対する支管４１ｂ内の弁体７１ｂは、このガスに押されて、本管４３内へ移動する。この結果、この弁体７１ｂで塞がれていた支管４１bが貫通し、この安全弁１８ｂから噴出したガスは、本管４３内に流入し、排気口４４からパックケース６０外へと排気される。
【００５０】
仮に、各支管４１内に弁体７１が入っていない場合、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出すると、このガスは、支管４１ｂ及び本管４３を介して、支管４１ｆに流入し、安全弁１８ｆに接する。この際、ガスは、安全弁１８ｂから安全弁１８ｆへ向かって直線的に噴出されるため、安全弁１８ｂから噴出した高温・高圧のガスは、その速度をほとんど落とすことなく、安全弁１８ｆに接触する。このため、安全弁１８ｆが損傷する可能性が極めて高まる。
【００５１】
一方、本実施形態では、各支管４１内に弁体７１が入っており、各弁体７１は、その弁体７１に対向する弁体７１とバネ７２で接続されている。このため、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する支管４１b内の弁体７１ｂが本管４３内へ移動すると、この弁体７１ｂと弁体７１ｆとを接続するバネ７２が縮み、この縮んだバネ７２により、弁体７１ｆは安全弁１８ｆ側へ押されることになる。
【００５２】
バネ７２により、安全弁１８ｆ側へ押された弁体７１ｆは、二次電池１０ｆの電池カバー２０に形成されているガス抜き孔２８内の受け面２９に接触して、静止し、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持する。
【００５３】
このため、安全弁１８ｆには、二次電池１０ｂの安全弁１８ｂから噴出したガスが、その速度及び圧力を維持したまま接触することはない。よって、本実施形態では、二次電池１０ｂに対向する二次電池１０ｆの安全弁１８ｆは、損傷する可能性が極めて低い。
【００５４】
また、本実施形態では、ガスが噴出した安全弁１８ｂ及びこれに対向する安全弁１８ｆを除く他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。これは、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の弁体７１が支管４１を塞いでいる状態を維持するからである。
【００５５】
以上のように、本実施形態では、複数の二次電池１０が二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されているので、複数の二次電池１０を収納するパックケース６０内に不要な空間が生じることはなく、電池パックの大型化を回避することができる。しかも、本実施形態では、ある二次電池１０の安全弁１８からガスが噴出しても、これに対向する二次電池１０の安全弁１８を含む他の二次電池１０の安全弁１８をガスから保護することができるので、パックケース６０内の二次電池１０に悪影響を及ぼすことを回避できる。
【００５６】
「第二実施形態」
次に、図５及び図６を用いて、本発明に係る第二実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体連動手段の構成が異なっており、その他の構成に関して、基本的に第一実施形態の電池パックと同一である。
【００５７】
第一実施形態の弁体連動手段は、弁体７１と、これに対向する弁体７１とを接続するバネ７２を有するものであるが、本実施形態の弁体連動手段は、図５に示すように、弁体７１ｂと弁体７１ｆとを連結する剛性を有する連結ロッド７３である。本実施形態において、弁体７１とこれに対向する弁体７１と連結ロッド７３とは、一体形成されている。
【００５８】
また、本実施形態において、支管４１内には、この支管内４１の弁体７１よりも、本管４３側の位置に、支管４１を塞ぐ破裂膜７４が設けられている。
【００５９】
本実施形態では、図６に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する支管４１b内の弁体７１ｂが本管４３側へ移動すると、破裂膜７４はこの弁体７１ｂに押されて破れ、この弁体７１ｂは本管４３内へ入る。この結果、この弁体７１ｂと連結ロッド７３で連結されている弁体７１ｆは、弁体７１ｂと同じ向きに且つ同じ移動量分だけ、支管４１ｆ内を安全弁１８ｆ側へ移動する。
【００６０】
このため、弁体７１ｆは、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、弁体７１ｆにより保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００６１】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁に対する破裂膜７４は、このガスの噴出によって破られることがない。さらに、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の弁体が支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、第一実施形態と同様、他の安全弁１８も損傷する可能性が極めて低い。
【００６２】
以上のように、本実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態は、弁体７１とこれに対向する弁体７１とを連結する連結体が連結ロッド７３であり、これら弁体７１と連結ロッド７３とを一体形成できるため、第一実施形態よりも構成が単純化され、製造コストを抑えることができる。
【００６３】
ここで、支管４１を塞ぐ破裂膜７４の存在理由について説明する。仮に、支管４１を塞ぐ破裂膜７４を設けない場合、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、このガスの噴出によって、他の安全弁１８側への圧力がかかったとする。この際、弁体７１ｃにかかる圧力と、この弁体７１ｃに対向する弁体７１ｇにかかる圧力とは、基本的に等しい。しかしながら、ガスが噴出した安全弁１８ｂに対する弁体７１ｂが本管４３内で傾く等の原因で、弁体７１ｃにかかる圧力と弁体７１ｇにかかる圧力とが等しくならない場合がある。この結果、支管４１ｃ内の弁体７１ｃが安全弁１８ｃ側に移動すると、この弁体７１ｃに対向する弁体７１ｇも同じ方向に同量だけ移動して、この弁体７１ｇが支管４１ｇから本管４３内に移動してしまう虞がある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、支管４１に破裂膜７４を設けることにより、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、このガスにより生じる圧力が弁体７１にかかることを防ぐことができる。このため、弁体７１は、ガス圧力が発生しても、移動することがない。
【００６５】
一方、第一実施形態では、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出すると、他の支管４１内の弁体７１が安全弁１８側への圧力がかかる。しかも、弁体７１とこれに対向する弁体７１は、かかる圧力が等しくない場合でも、弾性変形するバネ７２で接続されているため、それぞれの安全弁１８側へ移動する。このため、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出した場合に、他の弁体７１が本管４３内に移動してしまう可能性は小さくなる。よって、第一実施形態では破裂膜７４を設けなくてもよい。
【００６６】
但し、第一実施形態でも、安全弁１８ｂからガスが噴出した際に、このガスの噴出によって、バネ７２に接続された一方の弁体７１が安全弁１８側に移動し、この弁体７１の移動に伴って、他方の弁体７１が本管４３内に移動する可能性が高い場合には、本実施形態と同様の破裂膜７４を設けることが好ましい。
【００６７】
「第三実施形態」
次に、図７及び図８を用いて、本発明に係る第三実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体及び弁体連動手段の構成が第二実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に第二実施形態と同一である。
【００６８】
本実施形態の弁体７５は、図７に示すように、支管４１を塞ぐ閉塞部７６と、対向する弁体７５に接触する接触部７７と、閉塞部７６と接触部７７とを連結する連結ロッド７８と、を有している。
【００６９】
また、本実施形態の弁体連動手段は、各弁体７５の接触部７７と、安全弁１８からのガス噴出で弁体７５の接触部７７が対向する弁体７５の接触部７７に接触するように弁体７５を導く案内管（案内手段）７９と、を備えている。
【００７０】
案内管７９は、支管４１の接続部４２と、対向する支管４１の接続部４２とを接続する配管である。この案内管７９は、例えば、パンチングメタル等、多数の孔が開いている板材を環状にしたもので、外周側から内周側に向かって多数の孔が開いている。また、この案内管７９は、その内径が支管４１の内径と実質的に同じ、若しくは支管４１の内径より若干大きく、この案内管７９内を弁体７５が移動できるように形成されている。
【００７１】
各弁体７５の接触部７７は、案内管７９内に配置されている。この接触部７７は、その外径が案内管７９の内径よりも若干小さく、案内管７９内をスムーズに移動できるよう形成されている。
【００７２】
本実施形態の支管４１内であって、その接続部４２近傍には、第二実施形態と同様、支管４１を塞ぐ破裂膜７４が設けられている。
【００７３】
本実施形態の弁体７５の閉塞部７６は、支管４１内であって破裂膜７４よりも安全弁１８側に配置され、当該弁体７５の接触部７７は、破裂膜７４よりも対向する弁体７５側に配置されている。このため、弁体７５の閉塞部７６と接触部７７とを連結する連結ロッド７８は、破裂膜７４を貫通している。
【００７４】
本実施形態では、図８に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、弁体７５ｂが本管４３側へ移動すると、破裂膜７４はこの弁体７５ｂの閉塞部７６に押されて破れ、この閉塞部７６は本管４３内へ入る。すなわち、この弁体７５ｂは支管４１ｂから押し出される。
【００７５】
この弁体７５ｂの移動過程で、この弁体７５ｂの接触部７７は、案内管７９によりガイドされて、対向する弁体７５ｆの接触部７７に確実に接触する。このため、この弁体７５ｆは、弁体７５ｂにより、安全弁１８ｆ側へ押される。
【００７６】
よって、弁体７５ｆの閉塞部７６は、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持するため、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、弁体７５ｆによりガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００７７】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、第二実施形態と同様、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁１８に対する破裂膜７４は、このガスの噴出によっては破られない。さらに、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の安全弁１８において弁体７５の閉塞部７６が支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、第一及び第二実施形態と同様、他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。
【００７８】
なお、本実施形態では、安全弁１８ｂからガスが噴出した際に、弁体７５ｂの接触部７７を対向する弁体７５ｆの接触部７７に確実に接触させるために、案内管７９を設けているが、二つの弁体７５ｂ，７５ｆの各接触部７７間の間隔が狭く、弁体７５ｂの接触部７７が弁体７５ｆの接触部７７に確実に接触するような場合には、この案内管７９を設ける必要はない。
【００７９】
「第四実施形態」
次に、図９を用いて、本発明に係る第四実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体及び弁体連動手段の構成が第三実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に第三実施形態と同一である。
【００８０】
具体的に、本実施形態では、第三実施形態の電池パックにおける案内管７９は存在しない。さらに、本実施形態では、弁体の接触部の形状が第三実施形態と異なっている。
【００８１】
本実施形態の弁体８０は、閉塞部８１と接触部８２と連結ロッド８３と有して構成されている。また、この弁体８０に対向する弁体８５も、閉塞部８１と接触部８４と連結ロッド８３と有して構成されている。弁体８０の接触部８２は、弁体８５側に向かうに連れて次第に縮径され、外周側に対して中心側が弁体８５側へ突出している。また、弁体８５の接触部８４は、これに対向する弁体８０側に向かうに連れて次第に拡径され、外周側に対して中心側が弁体８０から遠ざかる側に凹んでいる。お互いに対抗する弁体８０と弁体８５は、支管４１の移動範囲内で接触部８２と接触部８４が接触できるように、連結ロッド８３の長さが設定されている。本実施形態では、これらの接触部８２，８４が弁体連動手段を構成している。
【００８２】
ここで、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する弁体８０ｂが安全弁１８ｆ側へ移動したとする。
【００８３】
この弁体８０ｂの移動過程で、この弁体８０ｂの接触部８２のいずれかの部分は、弁体８５ｆの接触部８４のいずれかの部分に接触して、弁体８０ｂの突出形状の接触部８２は、弁体８５ｆの凹形状の接触部８４に入り込み、弁体８０ｂは、対向弁体８５ｆを安全弁１８ｆ側へ押す。
【００８４】
すなわち、弁体８０ｂの接触部８２と弁体８５ｆの接触部８４とは、安全弁１８ｂからガスが噴出した場合に、弁体８０ｂの接触部８２を弁体８５ｆの接触部８４に確実に接触させるための案内手段として機能する。また、安全弁１８ｆからガスが噴出した場合も、弁体８０ｂの接触部８２と弁体８５ｆの接触部８４自体が、弁体８５ｆの接触部８４を弁体８０ｂの接触部８２に確実に接触させるための案内手段として機能する。このため、本実施形態では、第三実施形態における案内手段としての案内管７９が存在しない。
【００８５】
以上、本実施形態では、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出して、弁体８０ｂが移動すると、この移動に伴って、弁体８５ｆが安全弁１８ｆ側に移動し、この弁体８５ｆの閉塞部８１は、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持する。このため、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、弁体８５ｆの閉塞部８１ｆによりガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００８６】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、第二及び第三実施形態と同様、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁１８に対する破裂膜７４は、このガスの噴出によっては破られない。さらに、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の安全弁１８に対する弁体８０の閉塞部８１が、これに対する支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、以上の各実施形態と同様、他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。
【００８７】
「第五実施形態」
次に、図１０及び図１１を用いて、本発明に係る第五実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体の構成が第三実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に第三実施形態と同一である。
【００８８】
本実施形態の弁体８７は、弾性を有し、球形又は回転楕円体形状を成し、支管４１内に弾性変形した状態で押し込められている。このため、弁体８７と支管４１との間には、比較的大きな接触圧が作用している。
【００８９】
各弁体８７に対向する弁体側は、接触部８８を成している。
【００９０】
支管４１の各々の接続部４２を接続する案内管７９は、第三実施形態の案内管７９と同様に、外周側から内周側に向かって多数の孔が形成されている。また、この案内管７９は、その内径が支管４１の内径と実質的に同じ、若しくは支管４１の内径より若干大きく形成されている。
【００９１】
本実施形態では、図１１に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する支管４１b内の弁体８７ｂが安全弁１８ｆ側へ移動すると、案内管７９に導かれて、この弁体８７ｂの接触部８８は、弁体８７ｆの接触部８８に確実に接触する。この結果、弁体８７ｆは、弁体８７ｂに押されて、支管４１ｆ内を弁体８７ｂと共に安全弁１８ｆ側へ移動する。
【００９２】
よって、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、弁体８７ｆは、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持するため、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、弁体８７ｆによりガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００９３】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁１８に対する弁体８７は、支管４１に対する接触圧が比較的大きくために、移動し難い上に、仮に、移動したとしても、対応する安全弁１８側へ移動するために、支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、以上の各実施形態と同様、他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。
【００９４】
また、本実施形態では、弁体としての構成が第三実施形態と比較して、極めて単純な構成であるため、製造コストを抑えることができる。
【００９５】
なお、以上の各実施形態では、安全弁を排気弁の一例としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、電池内圧が所定の圧力を超えると動作して、電池内のガスを放出する弁であれば、いかなる弁であってもよく、例えば、開放弁であってもよい。
【００９６】
また、以上の各実施形態では、複数の二次電池１０が二列に並び、この二列の一組のみがパックケース内に存在するが、複数の組がパックケース内に存在する場合でも、本発明を適用できることは言うまでもない。また、上述した実施形態では、二次電池が互いの列同士で対向し合うように配置された電池パックについて説明したが、列端部など一部の二次電池のみ対向する二次電池がない構成の電池パックであっても、本発明を適用することができる。
【００９７】
「第六実施形態」
次に、図１２及び図１３を用いて、本発明に係る第六実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体９９に付属する構成が以上の各実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に以上の各実施形態と同一である。
【００９８】
弁体９９は、以上の実施形態と同様、支管４１内に配設され、支管４１を閉塞するとともに、支管４１に接続されている安全弁１８からガスが噴出すると、このガスにより支管４１から押し出されるものである。このため、この弁体９９は、安全弁１８から噴出したガスから受ける力に耐える強度を有している。つまり、この弁体９９は、安全弁１８から噴出したガスからの力を受けても、破損しない強度である。
【００９９】
この弁体９９は、この弁体９９の付属構造としての本管側支持部９０と安全弁（排気弁）側支持部とにより支持されている。本管側支持部９０は、この弁体９９の本管側を支持して、支管４１内で弁体９９の本管側への移動を規制する。この本管側支持部９０の強度は、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、破損する強度である。また、安全弁側支持部９３は、弁体９９の安全弁側を支持して、支管４１内で弁体９９の安全弁側への移動を規制する。この安全弁側支持部９３は、他の安全弁１８から噴出したガスにより、この安全弁側支持部９３で支持されている弁体９９が安全弁側に押された力に耐えうる強度を有している。
【０１００】
各支持部９０,９３は、いずれも、支持具９１，９４と、この支持具９１，９４を支管４１に接合する接合部９２，９５と、を有している。各支持部９０,９３の支持具９１，９４は、基本的に如何なる材料で形成してもよいが、本管側支持具９１の材料としては、例えば、比較的強度管理の容易なセラミックス材が考えられる。この場合、本管側支持具９１の厚さを適宜設定することで、この本管側支持具９１の強度を、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、破損する強度にすることができる。
【０１０１】
本実施形態では、図１２に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに接続されている支管４１b内の弁体９９ｂが、この高温・高圧のガスに押されると、図１３に示すように、この弁体９９ｂを支持する本管側支持部９０ｂの支持具９１が破損し、この支持具９１の一部９１ｘが本管４３内に入り込むとともに、弁体９９も本管４３内に入り込む。このため、安全弁１８から噴出したガスは、支管４１ｂを経て、本管４３に流れ込む。
【０１０２】
この安全弁１８ｂから噴出した高温・高圧のガスは、本管４３に流れ込んだ後、一部が、この安全弁１８ｂに対向する他の安全弁１８ｆに接続されている支管４１ｆ、さらにその他の安全弁１８が接続されている支管４１にも流れ込む。この結果、これら他の安全弁１８ｆ，１８に接続されている支管４１ｆ，４１内の弁体９９ｆ，９９は、安全弁側に押される。しかしながら、これら他の安全弁１８ｆ，１８に接続されている支管４１ｆ，４１内の弁体９９ｆ，９９は、この高温・高圧のガスにより、破損することも、安全弁側に移動することもない。これは、各弁体９９が、前述したように、当該弁体９９が収まっている支管４１が接続されている安全弁１８から高温・高圧のガスが噴出しても破損しない強度を有している上に、各弁体９９を支持する安全弁側支持部９３が、他の安全弁１８から噴出した高温・高圧のガスで当該弁体９９が安全弁側に押されても、これに耐えうる強度を有しているからである。
【０１０３】
よって、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出しても、この安全弁１８ｂに対向する他の安全弁１８ｆに接続されている支管４１ｆ、さらにその他の安全弁１８に接続されている支管４１内の各弁体９９は、支管４１ｆ，４１を塞いでいる状態を維持するため、本実施形態でも、他の安全弁１８ｆ，１８は、弁体９９ｆ，９９により高温・高圧のガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【０１０４】
なお、本実施形態は、本管側支持部９０のうち、本管側支持具９１が破損するものであるが、図１４に示すように、本管側支持部９６のうちの接合部９８が破損するようにしてもよい。この場合、支管４１に対する接合部９８の接合面積を適宜設定することで、この接合部９８の強度を、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、破損する強度にすることができる。また、この場合、本管側支持部９６のうちの支持具９７は、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押されても、これに耐えうる強度を有していることが好ましい。
【０１０５】
また、以上では、本管側支持部９０が破損することで弁体９９の移動規制を解除しているが、本管側支持部９０が変形することで弁体９９の移動規制を解除するようにしてもよい。この場合、図１５及び図１６に示すように、本管側支持部１００の支持具１０１として、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、大きく変形するものを採用する。例えば、本管側支持部１００の支持具１０１をゴムで形成し、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、この支持具１０１が大きく弾性変形するようにしてもよい。また、本管側支持部１００の支持具１０１を金属シート等で形成し、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、この支持具１０１が大きく塑性変形するようにしてもよい。この場合、本管側支持部１００の接合部１０２は、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押されても、これに耐えうる強度を有していることが好ましい。
【０１０６】
以上、本実施形態及びその各変形例では、他の実施形態のように弁体連動手段を有していないものの、ある二次電池１０の安全弁１８から高温・高圧のガスが噴出しても、これに対向する二次電池１０の安全弁１８を含む他の二次電池１０の安全弁１８を高温・高圧のガスから保護することができる。さらに、本実施形態及びその各変形例では、弁体連動手段ではなく、弁体９９の支持構造で、上記効果を達成しているので、２つの二次電池１０の各安全弁１８が対向していなくてもよく、複数の二次電池１０のレイアウトの自由度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０ａ〜１０ｈ：二次電池、１１：セルケース、１６：正電極端子、１７：負正極端子、１８，１８ａ〜１８ｇ：安全弁、２０：電池カバー、２１：天板、２５：冷却フィン、２６：絶縁性樹脂膜、３０：ＣＭＵ、３５：ＢＭＵ、４１，４１ａ〜４１ｈ：支管、４３：本管、５０：押付け機構、６０：パックケース、６１：パックケース本体、６５：蓋、７１，７１ｂ，７１ｃ，７１ｆ，７１ｇ，７５，７５ｂ，７５ｃ，７５ｆ，７５ｇ，８０，８０ｂ，８０ｆ，８５，８５ｆ，８５ｇ，８７，８７ｂ，８７ｃ，８７ｆ，８７ｇ，９９，９９ｂ：弁体、７２：バネ、７３，７８，８３：連結ロッド、７６，８１：閉塞部、７７，８２，８４，８８：接触部、７９：案内管、９０,９０ｂ，９６，１００：本管側支持部、９３，９３ｂ：安全弁側支持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池を備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、充放電の過程で、電池内部にガスが発生する。このため、リチウム二次電池の多くは、内部ガスを放出するための安全弁や開放弁等の排気弁を備えている。
【０００３】
このような排気弁を有する単電池を複数の備えた電池パックとしては、例えば、以下の特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
この電池パックは、いずれかの単電池の排気弁から放出されたガスをパックケース外の目的の場所に導くために、ガス管が設けられている。このガス管には、各電池の排気弁に接続されている支管と、各支管と接続され、いずれかの支管からのガスを目的の場所に導く本管とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２９５４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、排気弁は、その機能上、単電池の外周を形成するセルケースよりも強度的に弱い。このため、特許文献１に記載の電池パックにおいて、複数の単電池のうち、いずれかの単電池の排気弁から高温高圧のガスが放出され、このガスが本管及び支管を介して、他の単電池の排気弁に接触すると、この単電池に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
特に、ある単電池の排気弁に接続された支管と本管の接続部と、他の単電池の排気弁に接続された支管と本管の接続部とが対向している場合には、ある単電池の排気弁から噴出された高温高圧のガスが本管及び支管を介して他の単電池の排気弁に直接接触してしまうため、この他の単電池に悪影響を及ぼす可能性が飛躍的に高まってしまう。
【０００８】
そこで、例えば、図１７に示すように、単電池１ａの排気弁２に接続された支管３ａの本管５との接続部４ａと、単電池１ｅ，１ｆの排気弁２に接続された支管３ｅ，３ｆの接続部４ｅ，４ｆとが対向しないように、各単電池１ａ〜１ｈを配置すると、パックケース６内に不要の空間７ａ，７ｂが生じ、電池パックの大型化を招いてしまう。
【０００９】
すなわち、電池パックの大型化を回避するために、支管と本管の接続部を対向させた上で、特許文献１に記載の技術を採用すると、ある単電池の排気弁から噴出したガスが他の単電池に悪影響を及ぼす虞が高くなってしまう、という問題点がある。
【００１０】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に着目し、電池パックの大型化を回避しつつも、ある単電池の排気弁から噴出したガスが他の単電池に悪影響を及ぼす可能性を抑えることができる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記問題点を解決するための電池パックに係る発明は、
電池内圧が所定の圧力を超えると内部のガスを外部へ排気させる排気弁をそれぞれ有し、二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されている複数の単電池と、前記単電池の列間に配設されている本管と、前記単電池の前記排気弁に設けられ、列同士で互いに対向する位置で前記本管と接続され、前記排気弁から噴出したガスが通る支管と、前記支管内を閉塞するとともに、前記支管に接続された前記排気弁からガスが噴出すると、前記ガスにより前記支管から押し出される弁体と、互いに対向する前記単電池のそれぞれに対応する前記弁体の対毎に設けられ、対を成す一方の弁体が前記支管から押し出されると、他方の弁体を対応する排気弁側へ押す弁体連動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
以上の発明では、対を成す一方の弁体に対応する排気弁からガスが噴出した場合、この一方の弁体は、このガスに押されて、対応する支管から押し出される。この弁体の移動により、対を成す他方の弁体は、この他方の弁体に対応する支管内において、弁体連動手段により、この支管に対応する排気弁側へ押される。このため、他方の弁体は、支管内を塞いでいる状態を維持し、一方の排気弁から噴出したガスから、他方の排気弁を保護することができる。
【００１３】
ここで、前記弁体連動手段は、対を成す前記弁体相互を繋ぐ弁体連結体を有するものであってよい。この場合、前記弁体連結体は、前記一方の弁体が前記他方の弁体へ近づく方向に弾性変形可能な弾性体を有していてもよい。このように、弁体連結体が弾性体を有する場合、一の支管及びこの支管に対向する対向支管を除く他の支管内においても、一の支管に対する排気弁からガスが噴出した際に、該他の支管内の弁体は、いずれも、対応排気弁側へ移動し、対応支管内に収まっているので、該他の支管に対する排気弁も、一の支管に対する排気弁からのガスから保護することができる。
【００１４】
また、前記弁体連動手段は、前記一方の弁体と前記他方の弁体とのそれぞれに形成され、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、互いに接触し合う接触部を有していてもよい。この場合、前記弁体連動手段は、さらに、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、前記一方の弁体の前記接触部が前記他方の弁体の前記接触部に接触するよう、前記一方の弁体の前記接触部を前記他方の弁体の接触部へ導く案内手段を有していてもよい。
【００１５】
また、前記問題点を解決するための電池パックに係る他の発明は、
電池内圧が所定の圧力を超えると内部のガスを外部へ排気させる排気弁を有している複数の単電池と、複数の前記単電池に沿って配設され、前記排気弁から噴出した前記ガスが通る本管と、前記単電池の前記排気弁に接続されているとともに前記本管と接続され、前記排気弁から噴出したガスが通る支管と、前記支管内に配設され、前記支管を閉塞するとともに、前記支管に接続された前記排気弁からガスが噴出すると、前記ガスにより前記支管から押し出される弁体と、前記弁体の前記本管側を支持して、前記支管内で前記弁体の前記本管側への移動を規制する本管側支持部と、前記弁体の前記排気弁側を支持して、前記支管内で前記弁体の前記排気弁側への移動を規制する排気弁側支持部と、を備え、前記弁体は、前記排気弁から噴出した前記ガスから受ける力に耐える強度を有し、前記本管側支持部は、前記排気弁から噴出した前記ガスにより、前記弁体が前記本管側に押された力で形が変化して、前記弁体の前記本管側への移動規制を解除し、前記排気弁側支持部は、該排気弁側支持部に対応する前記排気弁と異なる前記排気弁から噴出した前記ガスにより、該排気弁側支持部に対応する前記弁体が前記排気弁側に押された力に耐えうる強度を有し、該弁体の該排気弁側への移動規制を行うことを特徴とする。
【００１６】
以上の発明では、ある排気弁からガスが噴出し、この排気弁に接続されている支管内の弁体が、このガスに押されると、この弁体を支持する本管側支持部の形が変化し、この弁体の移動規制が解除される。この結果、この弁体はガスに押されて、ガスと共に本管内に入りこむ。なお、本管側支持部の形に変化の形態としては、本管側支持部の破損、本管側支持部の変形がある。
【００１７】
この排気弁から噴出したガスは、本管に流れ込んだ後、一部が、他の排気弁に接続されている支管にも流れ込む。この結果、他の排気弁に接続されている支管内の弁体は、安全弁側に押される。しかしながら、これら他の排気弁に接続されている支管内の弁体は、この高温・高圧のガスにより、破損することもなく、また、排気弁側支持部に支持されて、安全弁側に移動することもない。
【００１８】
よって、排気弁からガスが噴出しても、他の排気弁に接続されている支管内の各弁体は、支管を塞いでいる状態を維持するため、このガスから他の安全弁を保護することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、複数の単電池が二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されているので、複数の単電池を収納するパックケース内に不要な空間が生じることはなく、電池パックの大型化を回避することができる。しかも、本発明では、対向し合っている一対の単電池のうち、一方の単電池の排気弁から噴出したガスから、他方の単電池の排気弁を保護することができるので、他方の電池に悪影響を及ぼすことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第一実施形態における電池パックの平面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図４】本発明に係る第一実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図５】本発明に係る第二実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図６】本発明に係る第二実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図７】本発明に係る第三実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図８】本発明に係る第三実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図９】本発明に係る第四実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１０】本発明に係る第五実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１１】本発明に係る第五実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図１２】本発明に係る第六実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１３】本発明に係る第六実施形態における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図１４】本発明に係る第六実施形態の第一変形例における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１５】本発明に係る第六実施形態の第二変形例における電池パックの要部横断面図（ガス噴出前）である。
【図１６】本発明に係る第六実施形態の第二変形例における電池パックの要部横断面図（ガス噴出時）である。
【図１７】パックケース内の単電池の配置例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る電池パックの各種実施形態について説明する。
【００２２】
「第一実施形態」
まず、図１〜図４を用いて、本発明に係る第一実施形態としての電池パックについて説明する。
【００２３】
本実施形態の電池パックは、図１及び図2に示すように、偶数個の二次電池（単電池）１０ａ〜１０ｈ（以下、特定の二次電池を示す場合を除き、単に、「二次電池１０」とする）と、二次電池１０を覆う電池カバー２０と、各二次電池１０の充放電等を制御するＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）３０と、各ＣＭＵ３０からのデータを集中管理するＢＭＵ（Battery Management Unit）３５と、各二次電池１０から噴出されたガスが流れるガス配管４０と、これらを収納するパックケース６０と、を備えている。
【００２４】
二次電池１０は、正負の電極（図示されていない）と、正負の電極を覆う直方体形状のセルケース１１と、セルケース１１から突出している正負の電極端子１６，１７と、セルケース１１内からガスを放出するための安全弁１８と、を有している。なお、以下では、各二次電池１０ａ〜１０ｈ毎の安全弁１８を安全弁１８ａ〜１８ｈとする。但し、特定の安全弁を示す場合を除き、単に安全弁１８とする。
【００２５】
直方体形状のセルケース１１は、正負の電極端子１６，１７が突出していると共に安全弁１８が設けられている端子露出面１２と、この端子露出面１２と対向している底面１３と、互いに対向している一対の第一側面１４と、同じく互いに対向している一対の第二側面１５と、を有している。第一側面１４は、正電極端子１６と負電極端子１７とが並んでいる方向に対して垂直であり、第二側面１５は、この第一側面１４に対して垂直である。
【００２６】
安全弁１８は、電池内圧が所定の圧力を超えると動作する弁で、例えば、破裂板等を有して構成されている。
【００２７】
パックケース６０は、複数の電池等が収納される収納凹部を有するケース本体６１と、収納凹部の開口を塞ぐ蓋６５とを有している。ケース本体６１は、互いに対向している矩形板状の一対の第一側板６２と、互いに対向している矩形板状の一対の第二側板６３と、底板６４と、を有している。上記収納凹部は、一対の第一側板６２と一対の第二側板６３と底板６４とで形成された直方体形状の凹部である。
【００２８】
ここで、二次電池１０のセルケース１１において、一対の第一側面１４のうち、一方の第一側面１４から他方の第一側面１４に向かう方向をＸ方向とし、一対の第二側面１５のうち、一方の第二側面１５から他方の第二側面１５へ向かう方向をＺ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００２９】
偶数個の二次電池１０は、パックケース本体６１内において、二列に、各列の二次電池１０がＸ方向に平行に並べられている。各二次電池１０ａ〜１０ｈは、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄの端子露出面１２と第二列の列の二次電池１０ｅ〜１０ｈの端子露出面１２とが対向し、二次電池１０の第一側面１４がパックケース６０の第一側板６２に対向し、さらに、二次電池１０の第二側板１５がパックケース６０の底板６４及び蓋６５に対向するよう、パックケース本体６１内に配置されている。
【００３０】
パックケース本体６１内には、複数の二次電池１０をそれぞれ（−）Ｘ側へ押し付ける押付け機構５０が設けられている。この押付け機構５０は、パックケース本体６１内の（＋）Ｘ側に配置され、複数の二次電池１０のうちの（＋）側の二次電池１０の第一側面１４に接触する押付け板５１と、この押付け板５１をＸ方向に移動可能にガイドするガイドネジ５３と、パックケース本体６１内の（＋）Ｘ側の部分に固定され、ガイドネジ５３が捻じ込まれるガイドベース５４と、を有している。
【００３１】
押付け板５１は、矩形板状を成し、その長辺が（＋）Ｘ側の第一側板６２に沿うように配置されている。この押付け板５１には、ガイドネジ５３が摺動可能に入り込む長孔５２が形成されている。この長孔５２は、Ｘ方向に伸びている。
【００３２】
複数の二次電池１０は、押付け機能５０の押付け板５１をガイドネジ５３に対して（−）Ｘ方向に移動させることにより、（−）Ｘ方向の第一側板６２側に押し付けられる。この結果、Ｘ方向において、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄの第一側面１４の位置と、第二列の二次電池１０ｅ〜１０ｈのうちの対向二次電池の第一側面１４の位置とが揃うことになる。このため、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄの安全弁１８ａ〜１８ｄと、第二列の二次電池１０ｅ〜１０ｈのうちの対向二次電池の安全弁１８ｅ〜１０ｈとは対向する。この状態になった後、ガイドネジ５３がガイドベース５４に捻じ込まれて、押付け板５１はガイドネジ５３に対して移動不能に拘束される。この押付け板５１の拘束により、パックケース本体６１内において、複数の二次電池１０のＸ方向に位置が拘束される。
【００３３】
前述のＣＭＵ３０やＢＭＵ３５は、電池パックの構成に応じて最適な場所に配置可能であり、本実施形態では、パックケース本体６１内であって、押付け板５１の下方に配置されている。
【００３４】
ガス配管４０は、各二次電池１０ａ〜１０ｈの安全弁１８から噴出したガスが通る支管４１ａ〜４１ｈと、各二次電池１０ａ〜１０ｈ毎の支管４１ａ〜４１ｈ（以下、特定の支管を示す場合を除き、単に、「支管４１」とする）と連通している本管４３と、を有している。
【００３５】
本管４３は、Ｘ方向に伸び、第一列の二次電池１０ａ〜１０ｄと第二列の二次電池１０ｅ〜１０ｈの間に配置されている。この本管４３の（−）Ｘ側の端部は、排気口４４として開口し、パックケース６０の（−）Ｘ側の第一側板６２から露出している。この排気口４０には、各二次電池１０から噴出されたガスを特定の場所に導くための排気ダクト４５等が接続される。また、この本管４３の（＋）Ｘ側の端部は、パックケース６０の（＋）Ｘ側の第一側板６２近傍まで伸び、そこで閉じている。
【００３６】
各安全弁１８に接続された支管４１は、本管４３まで直線的に伸びている。このため、図３に示すように、互いに向かい合っている二次電池１０の各支管４１における本管４３との各接続部４２は、互いに対向している。
【００３７】
図３に示すように、二次電池１０を覆う電池カバー２０は、セルケース１１の端子露出面１２を覆う天板２１と、セルケース１１の第一側面１４を覆う側板２４と、セルケース１１の底面１３を覆う底板２３と、第一側板１４の外面にコーティングされた絶縁性樹脂膜２６と、を有している。電池カバー２０の天板２１、側板２４、底板２３は、金属で一体形成されている。
【００３８】
電池カバー２０の天板２１には、安全弁１８からのガスを支管４１に導くためのガス抜き孔２８と、正負の電極端子１６，１７が貫通する端子貫通孔２７とが形成されている。
【００３９】
このガス抜き孔２８の一方の開口は、安全弁１８に臨んでいる。また、このガス抜き孔２８の他方の開口は、支管４１の外径と実質的に同じ内径の第一内径部２８ａとして形成されている。この第一内径部２８ａより一方の開口側には、支管４１の内径よりも小さい内径の第二内径部２８ｂが形成されている。第一内径部２８ａの内面と第二内径部２８ｂの内面とは、天板２１の厚み方向に対して垂直な受け面２９により接続されている。支管４１の端部は、このガス抜き孔２８の第一内径部２８ａに嵌入され、受け面２９で受けられる。
【００４０】
電池カバー２０の側板２４には、複数の冷却フィン２５が形成されている。絶縁性樹脂膜２６は、この冷却フィン２５を含めて側板２４の外面を覆っている。このように、電池カバー２０には、冷却フィン２５が形成されているため、二次電池１０の冷却効果を高めることができる。
【００４１】
電池カバー２０の底板２３は、この電池カバー２０で二次電池１０を覆う前段階では、側板２４が伸びている方向と同じ方向に伸びている。すなわち、この前段階では、側板２４に対して底板２３は曲がっていない。このため、この前段階において、この電池カバー２０は、天板２１と反対側が開口している。作業者は、この電池カバー２０の開口から二次電池１０を電池カバー２０内に入れ、その後、側板２４に対して底板２３を折り曲げて、二次電池１０を電池カバー２０内に封じ込める。
【００４２】
以上のように、電池カバー２０内に収められた複数の二次電池１０がパックケース６０内に配置される。そして、パックケース６０内の複数の二次電池１０は、押付け機構５０により、パックケース本体６１の第一側板６２へ押し付けられ、Ｘ方向の移動が拘束される。その後、電池カバー２０に収納された二次電池１０を本管４３に近づく方向、つまり、Ｙ方向に移動させて、支管４１の端部を天板２０のガス抜き孔２８の第一開口部２８ａに嵌入させる。
【００４３】
なお、以上では、電池カバー２０内に収められた二次電池１０のＸ方向の移動を、押付け機構５０により拘束した後、支管４１の端部を電池カバー２０のガス抜き孔２８に嵌入させたが、逆に、支管４１の端部を電池カバー２０のガス抜き孔２８に嵌入させた後、電池カバー２０内に収められた二次電池１０のＸ方向の移動を、押付け機構５０により、拘束してもよい。また、以上では、押付け機構として、二次電池１０をＸ方向に押し付ける押付け機構５０のみを設けているが、二次電池１０をＹ方向に押し付ける押付け機構をさらに設けてもよい。
【００４４】
二次電池１０のＸ方向の移動が拘束され、支管４１の端部が電池カバー２０のガス抜き孔２８に嵌入された後、各二次電池１０の電極端子１６，１７相互は、バスバー３９により電気的に接続される。
【００４５】
図３に示すように、ガス配管４０の各支管４１内には、この支管４１を塞ぐことができ、且つこの支管４１内を移動できる弁体７１が配置されている。この弁体７１は、支管７１の内周面に接する外周部分が少なくも弾性材で形成されていることが好ましい。
【００４６】
各弁体７１は、弁体７１が入っている支管４１に対向する支管４１内の弁体７１と、弁体連動手段としてのバネ７２で接続されている。バネ７２は、二つの弁体７１のうち、一方の弁体７１から他方の弁体７１の方向へ弾性変形するもので、自然長のときには、二つの弁体７１は、それぞれの弁体７１用の支管４１内に入っている。
【００４７】
次に、以上で説明した二次電池モジュールの作用・効果について説明する。
【００４８】
パックケース６０内の複数の二次電池１０のうち、いずれかの二次電池１０の電池内圧が所定の圧力になると、その二次電池１０の安全弁１８が動作して、二次電池１０内に発生した高温・高圧のガスが安全弁１８から高速で噴出する。ここで、本実施形態では、図４に示すように、二次電池１０ｂの電池内圧が所定の圧力になり、この二次電池１０ｂの安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出したとする。
【００４９】
安全弁１８ｂからガスが噴出すると、この安全弁１８ｂに対する支管４１ｂ内の弁体７１ｂは、このガスに押されて、本管４３内へ移動する。この結果、この弁体７１ｂで塞がれていた支管４１bが貫通し、この安全弁１８ｂから噴出したガスは、本管４３内に流入し、排気口４４からパックケース６０外へと排気される。
【００５０】
仮に、各支管４１内に弁体７１が入っていない場合、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出すると、このガスは、支管４１ｂ及び本管４３を介して、支管４１ｆに流入し、安全弁１８ｆに接する。この際、ガスは、安全弁１８ｂから安全弁１８ｆへ向かって直線的に噴出されるため、安全弁１８ｂから噴出した高温・高圧のガスは、その速度をほとんど落とすことなく、安全弁１８ｆに接触する。このため、安全弁１８ｆが損傷する可能性が極めて高まる。
【００５１】
一方、本実施形態では、各支管４１内に弁体７１が入っており、各弁体７１は、その弁体７１に対向する弁体７１とバネ７２で接続されている。このため、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する支管４１b内の弁体７１ｂが本管４３内へ移動すると、この弁体７１ｂと弁体７１ｆとを接続するバネ７２が縮み、この縮んだバネ７２により、弁体７１ｆは安全弁１８ｆ側へ押されることになる。
【００５２】
バネ７２により、安全弁１８ｆ側へ押された弁体７１ｆは、二次電池１０ｆの電池カバー２０に形成されているガス抜き孔２８内の受け面２９に接触して、静止し、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持する。
【００５３】
このため、安全弁１８ｆには、二次電池１０ｂの安全弁１８ｂから噴出したガスが、その速度及び圧力を維持したまま接触することはない。よって、本実施形態では、二次電池１０ｂに対向する二次電池１０ｆの安全弁１８ｆは、損傷する可能性が極めて低い。
【００５４】
また、本実施形態では、ガスが噴出した安全弁１８ｂ及びこれに対向する安全弁１８ｆを除く他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。これは、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の弁体７１が支管４１を塞いでいる状態を維持するからである。
【００５５】
以上のように、本実施形態では、複数の二次電池１０が二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されているので、複数の二次電池１０を収納するパックケース６０内に不要な空間が生じることはなく、電池パックの大型化を回避することができる。しかも、本実施形態では、ある二次電池１０の安全弁１８からガスが噴出しても、これに対向する二次電池１０の安全弁１８を含む他の二次電池１０の安全弁１８をガスから保護することができるので、パックケース６０内の二次電池１０に悪影響を及ぼすことを回避できる。
【００５６】
「第二実施形態」
次に、図５及び図６を用いて、本発明に係る第二実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体連動手段の構成が異なっており、その他の構成に関して、基本的に第一実施形態の電池パックと同一である。
【００５７】
第一実施形態の弁体連動手段は、弁体７１と、これに対向する弁体７１とを接続するバネ７２を有するものであるが、本実施形態の弁体連動手段は、図５に示すように、弁体７１ｂと弁体７１ｆとを連結する剛性を有する連結ロッド７３である。本実施形態において、弁体７１とこれに対向する弁体７１と連結ロッド７３とは、一体形成されている。
【００５８】
また、本実施形態において、支管４１内には、この支管内４１の弁体７１よりも、本管４３側の位置に、支管４１を塞ぐ破裂膜７４が設けられている。
【００５９】
本実施形態では、図６に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する支管４１b内の弁体７１ｂが本管４３側へ移動すると、破裂膜７４はこの弁体７１ｂに押されて破れ、この弁体７１ｂは本管４３内へ入る。この結果、この弁体７１ｂと連結ロッド７３で連結されている弁体７１ｆは、弁体７１ｂと同じ向きに且つ同じ移動量分だけ、支管４１ｆ内を安全弁１８ｆ側へ移動する。
【００６０】
このため、弁体７１ｆは、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、弁体７１ｆにより保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００６１】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁に対する破裂膜７４は、このガスの噴出によって破られることがない。さらに、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の弁体が支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、第一実施形態と同様、他の安全弁１８も損傷する可能性が極めて低い。
【００６２】
以上のように、本実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態は、弁体７１とこれに対向する弁体７１とを連結する連結体が連結ロッド７３であり、これら弁体７１と連結ロッド７３とを一体形成できるため、第一実施形態よりも構成が単純化され、製造コストを抑えることができる。
【００６３】
ここで、支管４１を塞ぐ破裂膜７４の存在理由について説明する。仮に、支管４１を塞ぐ破裂膜７４を設けない場合、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、このガスの噴出によって、他の安全弁１８側への圧力がかかったとする。この際、弁体７１ｃにかかる圧力と、この弁体７１ｃに対向する弁体７１ｇにかかる圧力とは、基本的に等しい。しかしながら、ガスが噴出した安全弁１８ｂに対する弁体７１ｂが本管４３内で傾く等の原因で、弁体７１ｃにかかる圧力と弁体７１ｇにかかる圧力とが等しくならない場合がある。この結果、支管４１ｃ内の弁体７１ｃが安全弁１８ｃ側に移動すると、この弁体７１ｃに対向する弁体７１ｇも同じ方向に同量だけ移動して、この弁体７１ｇが支管４１ｇから本管４３内に移動してしまう虞がある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、支管４１に破裂膜７４を設けることにより、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、このガスにより生じる圧力が弁体７１にかかることを防ぐことができる。このため、弁体７１は、ガス圧力が発生しても、移動することがない。
【００６５】
一方、第一実施形態では、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出すると、他の支管４１内の弁体７１が安全弁１８側への圧力がかかる。しかも、弁体７１とこれに対向する弁体７１は、かかる圧力が等しくない場合でも、弾性変形するバネ７２で接続されているため、それぞれの安全弁１８側へ移動する。このため、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出した場合に、他の弁体７１が本管４３内に移動してしまう可能性は小さくなる。よって、第一実施形態では破裂膜７４を設けなくてもよい。
【００６６】
但し、第一実施形態でも、安全弁１８ｂからガスが噴出した際に、このガスの噴出によって、バネ７２に接続された一方の弁体７１が安全弁１８側に移動し、この弁体７１の移動に伴って、他方の弁体７１が本管４３内に移動する可能性が高い場合には、本実施形態と同様の破裂膜７４を設けることが好ましい。
【００６７】
「第三実施形態」
次に、図７及び図８を用いて、本発明に係る第三実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体及び弁体連動手段の構成が第二実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に第二実施形態と同一である。
【００６８】
本実施形態の弁体７５は、図７に示すように、支管４１を塞ぐ閉塞部７６と、対向する弁体７５に接触する接触部７７と、閉塞部７６と接触部７７とを連結する連結ロッド７８と、を有している。
【００６９】
また、本実施形態の弁体連動手段は、各弁体７５の接触部７７と、安全弁１８からのガス噴出で弁体７５の接触部７７が対向する弁体７５の接触部７７に接触するように弁体７５を導く案内管（案内手段）７９と、を備えている。
【００７０】
案内管７９は、支管４１の接続部４２と、対向する支管４１の接続部４２とを接続する配管である。この案内管７９は、例えば、パンチングメタル等、多数の孔が開いている板材を環状にしたもので、外周側から内周側に向かって多数の孔が開いている。また、この案内管７９は、その内径が支管４１の内径と実質的に同じ、若しくは支管４１の内径より若干大きく、この案内管７９内を弁体７５が移動できるように形成されている。
【００７１】
各弁体７５の接触部７７は、案内管７９内に配置されている。この接触部７７は、その外径が案内管７９の内径よりも若干小さく、案内管７９内をスムーズに移動できるよう形成されている。
【００７２】
本実施形態の支管４１内であって、その接続部４２近傍には、第二実施形態と同様、支管４１を塞ぐ破裂膜７４が設けられている。
【００７３】
本実施形態の弁体７５の閉塞部７６は、支管４１内であって破裂膜７４よりも安全弁１８側に配置され、当該弁体７５の接触部７７は、破裂膜７４よりも対向する弁体７５側に配置されている。このため、弁体７５の閉塞部７６と接触部７７とを連結する連結ロッド７８は、破裂膜７４を貫通している。
【００７４】
本実施形態では、図８に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、弁体７５ｂが本管４３側へ移動すると、破裂膜７４はこの弁体７５ｂの閉塞部７６に押されて破れ、この閉塞部７６は本管４３内へ入る。すなわち、この弁体７５ｂは支管４１ｂから押し出される。
【００７５】
この弁体７５ｂの移動過程で、この弁体７５ｂの接触部７７は、案内管７９によりガイドされて、対向する弁体７５ｆの接触部７７に確実に接触する。このため、この弁体７５ｆは、弁体７５ｂにより、安全弁１８ｆ側へ押される。
【００７６】
よって、弁体７５ｆの閉塞部７６は、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持するため、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、弁体７５ｆによりガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００７７】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、第二実施形態と同様、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁１８に対する破裂膜７４は、このガスの噴出によっては破られない。さらに、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の安全弁１８において弁体７５の閉塞部７６が支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、第一及び第二実施形態と同様、他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。
【００７８】
なお、本実施形態では、安全弁１８ｂからガスが噴出した際に、弁体７５ｂの接触部７７を対向する弁体７５ｆの接触部７７に確実に接触させるために、案内管７９を設けているが、二つの弁体７５ｂ，７５ｆの各接触部７７間の間隔が狭く、弁体７５ｂの接触部７７が弁体７５ｆの接触部７７に確実に接触するような場合には、この案内管７９を設ける必要はない。
【００７９】
「第四実施形態」
次に、図９を用いて、本発明に係る第四実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体及び弁体連動手段の構成が第三実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に第三実施形態と同一である。
【００８０】
具体的に、本実施形態では、第三実施形態の電池パックにおける案内管７９は存在しない。さらに、本実施形態では、弁体の接触部の形状が第三実施形態と異なっている。
【００８１】
本実施形態の弁体８０は、閉塞部８１と接触部８２と連結ロッド８３と有して構成されている。また、この弁体８０に対向する弁体８５も、閉塞部８１と接触部８４と連結ロッド８３と有して構成されている。弁体８０の接触部８２は、弁体８５側に向かうに連れて次第に縮径され、外周側に対して中心側が弁体８５側へ突出している。また、弁体８５の接触部８４は、これに対向する弁体８０側に向かうに連れて次第に拡径され、外周側に対して中心側が弁体８０から遠ざかる側に凹んでいる。お互いに対抗する弁体８０と弁体８５は、支管４１の移動範囲内で接触部８２と接触部８４が接触できるように、連結ロッド８３の長さが設定されている。本実施形態では、これらの接触部８２，８４が弁体連動手段を構成している。
【００８２】
ここで、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する弁体８０ｂが安全弁１８ｆ側へ移動したとする。
【００８３】
この弁体８０ｂの移動過程で、この弁体８０ｂの接触部８２のいずれかの部分は、弁体８５ｆの接触部８４のいずれかの部分に接触して、弁体８０ｂの突出形状の接触部８２は、弁体８５ｆの凹形状の接触部８４に入り込み、弁体８０ｂは、対向弁体８５ｆを安全弁１８ｆ側へ押す。
【００８４】
すなわち、弁体８０ｂの接触部８２と弁体８５ｆの接触部８４とは、安全弁１８ｂからガスが噴出した場合に、弁体８０ｂの接触部８２を弁体８５ｆの接触部８４に確実に接触させるための案内手段として機能する。また、安全弁１８ｆからガスが噴出した場合も、弁体８０ｂの接触部８２と弁体８５ｆの接触部８４自体が、弁体８５ｆの接触部８４を弁体８０ｂの接触部８２に確実に接触させるための案内手段として機能する。このため、本実施形態では、第三実施形態における案内手段としての案内管７９が存在しない。
【００８５】
以上、本実施形態では、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出して、弁体８０ｂが移動すると、この移動に伴って、弁体８５ｆが安全弁１８ｆ側に移動し、この弁体８５ｆの閉塞部８１は、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持する。このため、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、弁体８５ｆの閉塞部８１ｆによりガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００８６】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、第二及び第三実施形態と同様、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁１８に対する破裂膜７４は、このガスの噴出によっては破られない。さらに、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、他の安全弁１８に対する弁体８０の閉塞部８１が、これに対する支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、以上の各実施形態と同様、他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。
【００８７】
「第五実施形態」
次に、図１０及び図１１を用いて、本発明に係る第五実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体の構成が第三実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に第三実施形態と同一である。
【００８８】
本実施形態の弁体８７は、弾性を有し、球形又は回転楕円体形状を成し、支管４１内に弾性変形した状態で押し込められている。このため、弁体８７と支管４１との間には、比較的大きな接触圧が作用している。
【００８９】
各弁体８７に対向する弁体側は、接触部８８を成している。
【００９０】
支管４１の各々の接続部４２を接続する案内管７９は、第三実施形態の案内管７９と同様に、外周側から内周側に向かって多数の孔が形成されている。また、この案内管７９は、その内径が支管４１の内径と実質的に同じ、若しくは支管４１の内径より若干大きく形成されている。
【００９１】
本実施形態では、図１１に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに対する支管４１b内の弁体８７ｂが安全弁１８ｆ側へ移動すると、案内管７９に導かれて、この弁体８７ｂの接触部８８は、弁体８７ｆの接触部８８に確実に接触する。この結果、弁体８７ｆは、弁体８７ｂに押されて、支管４１ｆ内を弁体８７ｂと共に安全弁１８ｆ側へ移動する。
【００９２】
よって、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、弁体８７ｆは、支管４１ｆを塞いでいる状態を維持するため、本実施形態でも、安全弁１８ｆは、弁体８７ｆによりガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【００９３】
また、本実施形態において、安全弁１８ｂからガスが噴出しても、この安全弁１８ｂを除く他の安全弁１８に対する弁体８７は、支管４１に対する接触圧が比較的大きくために、移動し難い上に、仮に、移動したとしても、対応する安全弁１８側へ移動するために、支管４１を塞いでいる状態を維持する。よって、本実施形態においても、以上の各実施形態と同様、他の安全弁１８も、損傷する可能性が極めて低い。
【００９４】
また、本実施形態では、弁体としての構成が第三実施形態と比較して、極めて単純な構成であるため、製造コストを抑えることができる。
【００９５】
なお、以上の各実施形態では、安全弁を排気弁の一例としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、電池内圧が所定の圧力を超えると動作して、電池内のガスを放出する弁であれば、いかなる弁であってもよく、例えば、開放弁であってもよい。
【００９６】
また、以上の各実施形態では、複数の二次電池１０が二列に並び、この二列の一組のみがパックケース内に存在するが、複数の組がパックケース内に存在する場合でも、本発明を適用できることは言うまでもない。また、上述した実施形態では、二次電池が互いの列同士で対向し合うように配置された電池パックについて説明したが、列端部など一部の二次電池のみ対向する二次電池がない構成の電池パックであっても、本発明を適用することができる。
【００９７】
「第六実施形態」
次に、図１２及び図１３を用いて、本発明に係る第六実施形態としての電池パックについて説明する。なお、本実施形態の電池パックは、弁体９９に付属する構成が以上の各実施形態と異なっており、その他の構成に関して、基本的に以上の各実施形態と同一である。
【００９８】
弁体９９は、以上の実施形態と同様、支管４１内に配設され、支管４１を閉塞するとともに、支管４１に接続されている安全弁１８からガスが噴出すると、このガスにより支管４１から押し出されるものである。このため、この弁体９９は、安全弁１８から噴出したガスから受ける力に耐える強度を有している。つまり、この弁体９９は、安全弁１８から噴出したガスからの力を受けても、破損しない強度である。
【００９９】
この弁体９９は、この弁体９９の付属構造としての本管側支持部９０と安全弁（排気弁）側支持部とにより支持されている。本管側支持部９０は、この弁体９９の本管側を支持して、支管４１内で弁体９９の本管側への移動を規制する。この本管側支持部９０の強度は、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、破損する強度である。また、安全弁側支持部９３は、弁体９９の安全弁側を支持して、支管４１内で弁体９９の安全弁側への移動を規制する。この安全弁側支持部９３は、他の安全弁１８から噴出したガスにより、この安全弁側支持部９３で支持されている弁体９９が安全弁側に押された力に耐えうる強度を有している。
【０１００】
各支持部９０,９３は、いずれも、支持具９１，９４と、この支持具９１，９４を支管４１に接合する接合部９２，９５と、を有している。各支持部９０,９３の支持具９１，９４は、基本的に如何なる材料で形成してもよいが、本管側支持具９１の材料としては、例えば、比較的強度管理の容易なセラミックス材が考えられる。この場合、本管側支持具９１の厚さを適宜設定することで、この本管側支持具９１の強度を、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、破損する強度にすることができる。
【０１０１】
本実施形態では、図１２に示すように、仮に、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出し、この安全弁１８ｂに接続されている支管４１b内の弁体９９ｂが、この高温・高圧のガスに押されると、図１３に示すように、この弁体９９ｂを支持する本管側支持部９０ｂの支持具９１が破損し、この支持具９１の一部９１ｘが本管４３内に入り込むとともに、弁体９９も本管４３内に入り込む。このため、安全弁１８から噴出したガスは、支管４１ｂを経て、本管４３に流れ込む。
【０１０２】
この安全弁１８ｂから噴出した高温・高圧のガスは、本管４３に流れ込んだ後、一部が、この安全弁１８ｂに対向する他の安全弁１８ｆに接続されている支管４１ｆ、さらにその他の安全弁１８が接続されている支管４１にも流れ込む。この結果、これら他の安全弁１８ｆ，１８に接続されている支管４１ｆ，４１内の弁体９９ｆ，９９は、安全弁側に押される。しかしながら、これら他の安全弁１８ｆ，１８に接続されている支管４１ｆ，４１内の弁体９９ｆ，９９は、この高温・高圧のガスにより、破損することも、安全弁側に移動することもない。これは、各弁体９９が、前述したように、当該弁体９９が収まっている支管４１が接続されている安全弁１８から高温・高圧のガスが噴出しても破損しない強度を有している上に、各弁体９９を支持する安全弁側支持部９３が、他の安全弁１８から噴出した高温・高圧のガスで当該弁体９９が安全弁側に押されても、これに耐えうる強度を有しているからである。
【０１０３】
よって、安全弁１８ｂから高温・高圧のガスが噴出しても、この安全弁１８ｂに対向する他の安全弁１８ｆに接続されている支管４１ｆ、さらにその他の安全弁１８に接続されている支管４１内の各弁体９９は、支管４１ｆ，４１を塞いでいる状態を維持するため、本実施形態でも、他の安全弁１８ｆ，１８は、弁体９９ｆ，９９により高温・高圧のガスから保護され、損傷する可能性が極めて低い。
【０１０４】
なお、本実施形態は、本管側支持部９０のうち、本管側支持具９１が破損するものであるが、図１４に示すように、本管側支持部９６のうちの接合部９８が破損するようにしてもよい。この場合、支管４１に対する接合部９８の接合面積を適宜設定することで、この接合部９８の強度を、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、破損する強度にすることができる。また、この場合、本管側支持部９６のうちの支持具９７は、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押されても、これに耐えうる強度を有していることが好ましい。
【０１０５】
また、以上では、本管側支持部９０が破損することで弁体９９の移動規制を解除しているが、本管側支持部９０が変形することで弁体９９の移動規制を解除するようにしてもよい。この場合、図１５及び図１６に示すように、本管側支持部１００の支持具１０１として、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、大きく変形するものを採用する。例えば、本管側支持部１００の支持具１０１をゴムで形成し、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、この支持具１０１が大きく弾性変形するようにしてもよい。また、本管側支持部１００の支持具１０１を金属シート等で形成し、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押された力により、この支持具１０１が大きく塑性変形するようにしてもよい。この場合、本管側支持部１００の接合部１０２は、安全弁１８から噴出したガスで弁体９９が本管側に押されても、これに耐えうる強度を有していることが好ましい。
【０１０６】
以上、本実施形態及びその各変形例では、他の実施形態のように弁体連動手段を有していないものの、ある二次電池１０の安全弁１８から高温・高圧のガスが噴出しても、これに対向する二次電池１０の安全弁１８を含む他の二次電池１０の安全弁１８を高温・高圧のガスから保護することができる。さらに、本実施形態及びその各変形例では、弁体連動手段ではなく、弁体９９の支持構造で、上記効果を達成しているので、２つの二次電池１０の各安全弁１８が対向していなくてもよく、複数の二次電池１０のレイアウトの自由度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０ａ〜１０ｈ：二次電池、１１：セルケース、１６：正電極端子、１７：負正極端子、１８，１８ａ〜１８ｇ：安全弁、２０：電池カバー、２１：天板、２５：冷却フィン、２６：絶縁性樹脂膜、３０：ＣＭＵ、３５：ＢＭＵ、４１，４１ａ〜４１ｈ：支管、４３：本管、５０：押付け機構、６０：パックケース、６１：パックケース本体、６５：蓋、７１，７１ｂ，７１ｃ，７１ｆ，７１ｇ，７５，７５ｂ，７５ｃ，７５ｆ，７５ｇ，８０，８０ｂ，８０ｆ，８５，８５ｆ，８５ｇ，８７，８７ｂ，８７ｃ，８７ｆ，８７ｇ，９９，９９ｂ：弁体、７２：バネ、７３，７８，８３：連結ロッド、７６，８１：閉塞部、７７，８２，８４，８８：接触部、７９：案内管、９０,９０ｂ，９６，１００：本管側支持部、９３，９３ｂ：安全弁側支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池内圧が所定の圧力を超えると内部のガスを外部へ排気させる排気弁をそれぞれ有し、二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されている複数の単電池と、
前記単電池の列間に配設されている本管と、
前記単電池の前記排気弁に設けられ、列同士で互いに対向する位置で前記本管と接続され、前記排気弁から噴出したガスが通る支管と、
前記支管内を閉塞するとともに、前記支管に接続された前記排気弁からガスが噴出すると、前記ガスにより前記支管から押し出される弁体と、
互いに対向する前記単電池のそれぞれに対応する前記弁体の対毎に設けられ、対を成す一方の弁体が前記支管から押し出されると、他方の弁体を対応する排気弁側へ押す弁体連動手段と、を備える、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連動手段は、対を成す前記弁体相互を繋ぐ弁体連結体を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項２に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連結体は、前記一方の弁体が前記他方の弁体へ近づく方向に弾性変形可能な弾性体を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連動手段は、前記一方の弁体と前記他方の弁体とのそれぞれに形成され、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、互いに接触し合う接触部を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項４に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連動手段は、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、前記一方の弁体の前記接触部が前記他方の弁体の前記接触部に接触するよう、前記一方の弁体の前記接触部を前記他方の弁体の接触部へ導く案内手段を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項１】
電池内圧が所定の圧力を超えると内部のガスを外部へ排気させる排気弁をそれぞれ有し、二列に配列されていると共に、互いの列同士で対向し合うように配置されている複数の単電池と、
前記単電池の列間に配設されている本管と、
前記単電池の前記排気弁に設けられ、列同士で互いに対向する位置で前記本管と接続され、前記排気弁から噴出したガスが通る支管と、
前記支管内を閉塞するとともに、前記支管に接続された前記排気弁からガスが噴出すると、前記ガスにより前記支管から押し出される弁体と、
互いに対向する前記単電池のそれぞれに対応する前記弁体の対毎に設けられ、対を成す一方の弁体が前記支管から押し出されると、他方の弁体を対応する排気弁側へ押す弁体連動手段と、を備える、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連動手段は、対を成す前記弁体相互を繋ぐ弁体連結体を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項２に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連結体は、前記一方の弁体が前記他方の弁体へ近づく方向に弾性変形可能な弾性体を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連動手段は、前記一方の弁体と前記他方の弁体とのそれぞれに形成され、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、互いに接触し合う接触部を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項４に記載の電池パックにおいて、
前記弁体連動手段は、前記一方の弁体が前記ガスにより対応する前記支管から押し出されると、前記一方の弁体の前記接触部が前記他方の弁体の前記接触部に接触するよう、前記一方の弁体の前記接触部を前記他方の弁体の接触部へ導く案内手段を有する、
ことを特徴とする電池パック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２０４１９３（Ｐ２０１２−２０４１９３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８７３３（Ｐ２０１１−６８７３３）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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