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JP6331017B2 - Battery cooling system - Google Patents

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JP6331017B2
JP6331017B2 JP2014149689A JP2014149689A JP6331017B2 JP 6331017 B2 JP6331017 B2 JP 6331017B2 JP 2014149689 A JP2014149689 A JP 2014149689A JP 2014149689 A JP2014149689 A JP 2014149689A JP 6331017 B2 JP6331017 B2 JP 6331017B2
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Description

本発明は、電池パック内に空気を通過させて電池パック内の電池を冷却する電池の冷却装置に関する。   The present invention relates to a battery cooling device that cools a battery in a battery pack by allowing air to pass through the battery pack.

電気自動車やハイブリッド車等のように高容量高出力の電池を搭載した車両において、当該電池を温調する電池温調装置を備えたものがある。電池温調装置としては、例えば複数の電池を収納した電池パック内に外気等の空気を通過させて冷却する空冷式の冷却装置が知られている。
例えば特許文献1には、電池パック(バッテリボックス)に空気の導入口と排気口とを設け、ファンによって空気を導入口に強制的に導入して、電池パック内の電池(バッテリ)を冷却し、排気口から空気を排出する構造の冷却装置が開示されている。
Some vehicles equipped with a high-capacity, high-power battery such as an electric vehicle or a hybrid vehicle are equipped with a battery temperature control device for controlling the temperature of the battery. As a battery temperature control device, for example, an air-cooling type cooling device is known which cools air such as outside air by passing it through a battery pack containing a plurality of batteries.
For example, in Patent Document 1, an air inlet and an exhaust port are provided in a battery pack (battery box), and air is forcibly introduced into the inlet by a fan to cool a battery (battery) in the battery pack. A cooling device having a structure for discharging air from an exhaust port is disclosed.

特開2008−254627号公報JP 2008-254627 A

上記特許文献1のように、電池パック内に空気を導入して電池の冷却を行う車両において、導入口及び排気口の少なくともいずれか一方に開閉弁を備え、電池の温度低下時には開閉弁を閉弁しておき、電池の温度上昇時に開閉弁を開弁するとともにファンを作動して空気を導入し電池パック内の電池を冷却するものがある。
しかしながら、上記のように開閉弁及びファンを備えた冷却装置では、電池の熱暴走により電池から可燃ガスが発生した場合、電池パック内に可燃ガスが充満しているときに、電池を冷却すべく開閉弁を開弁するとともに冷却ファンを作動させると、電池パック内への多量な空気の供給によって急激な発火燃焼を引き起こす虞がある。
In a vehicle that cools a battery by introducing air into the battery pack as in Patent Document 1, the vehicle is provided with an opening / closing valve in at least one of the introduction port and the exhaust port, and the opening / closing valve is closed when the temperature of the battery decreases. In some cases, the valve is opened when the temperature of the battery rises, and the fan is operated to introduce air to cool the battery in the battery pack.
However, in the cooling device having the on-off valve and the fan as described above, when combustible gas is generated from the battery due to thermal runaway of the battery, the battery pack should be cooled when the combustible gas is filled in the battery pack. When the on-off valve is opened and the cooling fan is operated, there is a risk of sudden ignition and combustion due to the supply of a large amount of air into the battery pack.

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、熱暴走時に電池を冷却する際の安全性を向上させる電池の冷却装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a battery cooling device that improves safety when the battery is cooled during thermal runaway.

上記の目的を達成するべく、請求項1の電池の冷却装置は、電池パックの内部に収容された電池を冷却する電池の冷却装置であって、前記電池パックの下部に設けられ当該電池パック内に空気を導入する導入口と、前記電池パックの上部に設けられ当該電池パック内から空気を排出する排気口と、前記導入口を開閉する第1の開閉手段と、前記排気口を開閉する第2の開閉手段と、前記第1および第2の開閉手段の開閉状態を制御する制御手段と、前記電池の熱暴走を検出する熱暴走検出器と、を備え、前記制御手段は、前記熱暴走検出器により前記電池の熱暴走が検出された際に、前記第1の開閉手段を閉じて前記導入口を閉口させるとともに、前記第2の開閉手段を開いて前記排気口を開口させた後、所定時間が経過してから前記第1の開閉手段を開いて前記導入口を開口させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a battery cooling device according to claim 1 is a battery cooling device for cooling a battery accommodated in a battery pack, and is provided in a lower portion of the battery pack. An introduction port for introducing air into the battery pack, an exhaust port provided at the top of the battery pack for discharging air from the battery pack, a first opening / closing means for opening and closing the introduction port, and a first opening and closing unit for opening and closing the exhaust port. 2 open / close means, control means for controlling open / close states of the first and second open / close means, and a thermal runaway detector for detecting thermal runaway of the battery, the control means comprising the thermal runaway When a thermal runaway of the battery is detected by a detector, the first opening and closing means are closed to close the introduction port, and the second opening and closing means are opened to open the exhaust port. The first time after a predetermined time has elapsed Characterized in that for opening the inlet open closing means.

また、請求項2の電池の冷却装置は、請求項1において、前記電池パックは複数の前記電池を収容し、前記熱暴走検出器は、複数の前記電池毎に熱暴走を検出し、前記制御手段は、更に、前記熱暴走が検出された前記電池の個数が増加するに伴って、前記所定時間を増加させることを特徴とする。
また、請求項3の電池の冷却装置は、請求項1または2において、前記熱暴走検出器は、前記電池の温度に基づいて前記熱暴走を検出することを特徴とする。
The battery cooling device according to claim 2 is the battery cooling device according to claim 1, wherein the battery pack contains a plurality of the batteries, and the thermal runaway detector detects thermal runaway for each of the plurality of batteries, and the control is performed. The means is further characterized in that the predetermined time is increased as the number of the batteries in which the thermal runaway is detected increases.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the battery cooling apparatus according to the first or second aspect, wherein the thermal runaway detector detects the thermal runaway based on a temperature of the battery.

また、請求項4の電池の冷却装置は、請求項1または2において、前記熱暴走検出器は、前記電池の電圧に基づいて前記熱暴走を検出することを特徴とする。
また、請求項5の電池の冷却装置は、請求項1から4のいずれか1項において、前記電池の下部には、電池パック内の空気を流す流通路が形成されており、前記導入口は、前記電池の下方に配置されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the battery cooling apparatus according to the first or second aspect, wherein the thermal runaway detector detects the thermal runaway based on a voltage of the battery.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the battery cooling device according to any one of the first to fourth aspects, wherein a flow passage for flowing air in the battery pack is formed at a lower portion of the battery, It is arranged below the battery.

請求項1の電池の冷却装置によれば、電池が熱暴走した際に、電池から可燃性ガスが発生したとしても、電池パックの上部に設けられた排気口が開口するので、排気口から可燃性ガスが排出される。このとき、電池パックの下部に設けられた導入口は閉口するので、電池パック内に多量の空気が導入されることが防止される。したがって、熱暴走した電池から発生した可燃性ガスが多量に電池パックに充満した状態で排気口が開口したとしても、電池パック内での可燃性ガスの発火燃焼を防止して、安全性を向上させることができる。   According to the battery cooling device of claim 1, even when flammable gas is generated from the battery when the battery is thermally runaway, the exhaust port provided in the upper part of the battery pack opens, so that the combustible gas is discharged from the exhaust port. Sexual gas is discharged. At this time, since the introduction port provided in the lower part of the battery pack is closed, a large amount of air is prevented from being introduced into the battery pack. Therefore, even if the exhaust port opens with a large amount of combustible gas generated from a thermal runaway battery, it prevents ignition and combustion of combustible gas in the battery pack, improving safety. Can be made.

そして、所定時間が経過して電池パック内の可燃性ガス濃度が低下した時点で、吸気口を開口させることで、電池パック内での可燃性ガスの発火燃焼を防止した上で、電池の冷却を推進させることができ、更なる熱暴走を抑制することができる。
請求項2の電池の冷却装置によれば、熱暴走している電池の個数が増加するに伴って所定時間を増加させることで、熱暴走している電池の個数が多くとも電池パック内の可燃性ガスを十分に排出させてから導入口を開口させることができ、電池パック内の可燃性ガスの発火燃焼を防止して安全性を向上させることができる。
Then, when the flammable gas concentration in the battery pack decreases after a predetermined time has passed, the intake port is opened to prevent ignition and combustion of the flammable gas in the battery pack, and the battery cooling Can be promoted, and further thermal runaway can be suppressed.
According to the battery cooling device of claim 2, the predetermined time is increased as the number of batteries that are thermally runaway increases, so that the number of batteries that are thermally runaway is combustible in the battery pack at most. It is possible to open the inlet after sufficiently discharging the volatile gas, and to prevent ignition and combustion of the flammable gas in the battery pack and improve safety.

請求項3の電池の冷却装置によれば、電池の温度に基づいて、熱暴走しているか否かを判別することができ、第1の開閉手段及び第2の開閉手段の作動制御により電池パック内での可燃性ガスの発火燃焼を防止した上で、電池を冷却して更なる熱暴走を抑制することができる。
請求項4の電池の冷却装置によれば、電池の電圧に基づいて、熱暴走しているか否かを判別することができ、第1の開閉手段及び第2の開閉手段の作動制御により電池パック内での可燃性ガスの発火燃焼を防止した上で、電池を冷却して更なる熱暴走を抑制することができる。
According to the battery cooling device of claim 3, it is possible to determine whether or not a thermal runaway occurs based on the temperature of the battery, and the battery pack is controlled by the operation control of the first opening / closing means and the second opening / closing means. In addition to preventing ignition and combustion of combustible gas, the battery can be cooled to prevent further thermal runaway.
According to the battery cooling device of claim 4, it is possible to determine whether or not the thermal runaway occurs based on the voltage of the battery, and the battery pack is controlled by the operation control of the first opening and closing means and the second opening and closing means. In addition to preventing ignition and combustion of combustible gas, the battery can be cooled to prevent further thermal runaway.

請求項5の電池の冷却装置によれば、導入口から電池パック内に入ってきた外気が排気口に向かって流れる際に確実に電池の下部に当たるので、電池を効率よく冷却することができる。   According to the battery cooling device of the fifth aspect, since the outside air that has entered the battery pack from the inlet port reliably hits the lower part of the battery when flowing toward the exhaust port, the battery can be efficiently cooled.

本発明の一実施形態に係る電池の冷却装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cooling device of the battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態における導入口の位置を示す電池パックの下面図である。It is a bottom view of the battery pack which shows the position of the inlet in this embodiment. 本実施形態における排気口の位置を示す電池パックの上面図である。It is a top view of the battery pack which shows the position of the exhaust port in this embodiment. 本実施形態における熱暴走時の冷却装置の作動要領を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operating point of the cooling device at the time of the thermal runaway in this embodiment. 吸気弁開タイミングの設定要領を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the setting point of intake valve opening timing.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電池の冷却装置の概略構成図である。図2は、本実施形態における導入口の位置を示す電池パックの下面図である。図3は、本実施形態における排気口の位置を示す電池パックの上面図である。
本実施形態の電池の冷却装置1は、例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車のように、走行駆動用モータへ電力を出力する電池を搭載した車両に適用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a battery cooling device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a bottom view of the battery pack showing the position of the inlet in the present embodiment. FIG. 3 is a top view of the battery pack showing the position of the exhaust port in the present embodiment.
The battery cooling device 1 according to the present embodiment is applied to a vehicle equipped with a battery that outputs electric power to a travel drive motor, such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.

図1〜3に示すように、車両に搭載された電池パック2は、ケース3内に複数の電池モジュール4が並んで収容されている。本実施形態では、電池パック2内に4つの電池モジュール4が収容されている。なお、電池モジュール4は、複数の電池セル4aを並べて構成されている。
電池パック2では、隣り合う電池モジュール4が離間して配置され、電池モジュール4の間及び電池モジュール4の上部及び下部に空気の流通路5が形成されている。そして、電池パック2の上部と下部には、電池パック2内に外部から空気(外気)を導入するための導入口6と電池パック2内の空気を外部に排出するための排気口7とが設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the battery pack 2 mounted on the vehicle has a plurality of battery modules 4 accommodated in a case 3 side by side. In the present embodiment, four battery modules 4 are accommodated in the battery pack 2. The battery module 4 is configured by arranging a plurality of battery cells 4a.
In the battery pack 2, adjacent battery modules 4 are spaced apart from each other, and air flow paths 5 are formed between the battery modules 4 and between the upper and lower parts of the battery module 4. In the upper and lower portions of the battery pack 2, there are an inlet 6 for introducing air (outside air) from the outside into the battery pack 2 and an exhaust port 7 for discharging the air in the battery pack 2 to the outside. Is provided.

図2に示すように、導入口6は、電池パック2のケース3下面に複数設けられ、それぞれ各電池モジュール4の下方の位置で各電池モジュール4と上下方向で重なるように配置されている。本実施形態では、導入口6は、各電池モジュール4に対して等間隔をおいて夫々2個ずつ設けられ、電池パック2に計8個備えられている。
一方、図3に示すように、排気口7は、電池パック2のケース3上面に複数設けられ、隣合う電池モジュール4の間の流通路5の位置に合わせて夫々配置されている。本実施形態では、排気口7は、電池パック2の略中央部に一列に並んで計3個備えられている。なお、排気口7の開口面積は、導入口6の開口面積より大きく設定されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of introduction ports 6 are provided on the lower surface of the case 3 of the battery pack 2, and are arranged so as to overlap each battery module 4 in the vertical direction at a position below each battery module 4. In the present embodiment, two introduction ports 6 are provided at equal intervals for each battery module 4, and a total of eight introduction ports 6 are provided in the battery pack 2.
On the other hand, as shown in FIG. 3, a plurality of exhaust ports 7 are provided on the upper surface of the case 3 of the battery pack 2, and are arranged in accordance with the positions of the flow paths 5 between the adjacent battery modules 4. In the present embodiment, a total of three exhaust ports 7 are provided in a line in the approximate center of the battery pack 2. The opening area of the exhaust port 7 is set larger than the opening area of the introduction port 6.

また、電池パック2には、導入口6を開閉する吸気弁12(第1の開閉手段)が導入口6毎に設けられるとともに、排気口7を開閉する排気弁13(第2の開閉手段)が排気口7毎に設けられている。
吸気弁12及び排気弁13の両方を開弁すると、暖められた電池パック2内の空気は流通路5を上方に移動して排気口7から排出され、導入口6からは外気が電池パック2内に流入される。即ち、導入口6から導入された外気が、高温となった電池モジュール4と熱交換して排気口7から排出され、電池モジュール4を冷却することができる。なお、このとき導入口6を電池モジュール4の下方に配置しているので、導入口6から排気口7に向かって流れる空気は、必ず電池モジュール4の下部に当たることとなる。そのため、電池パック2内に導入された外気は流通路5だけでなく電池モジュール4の各電池セル4a間の隙間を下方から上方に流れて確実かつ効率よく電池モジュール4を冷却することができる。
The battery pack 2 is provided with an intake valve 12 (first opening / closing means) for opening and closing the introduction port 6 for each introduction port 6 and an exhaust valve 13 (second opening / closing means) for opening and closing the exhaust port 7. Is provided for each exhaust port 7.
When both the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are opened, the warmed air in the battery pack 2 moves upward in the flow path 5 and is discharged from the exhaust port 7, and outside air is discharged from the introduction port 6 to the battery pack 2. Into the inside. That is, the outside air introduced from the introduction port 6 exchanges heat with the battery module 4 that has reached a high temperature and is discharged from the exhaust port 7, thereby cooling the battery module 4. At this time, since the introduction port 6 is arranged below the battery module 4, the air flowing from the introduction port 6 toward the exhaust port 7 always hits the lower part of the battery module 4. Therefore, the outside air introduced into the battery pack 2 can reliably and efficiently cool the battery module 4 by flowing not only from the flow path 5 but also through the gaps between the battery cells 4a of the battery module 4 from below.

吸気弁12及び排気弁13は、車両に搭載に搭載されたセルマネジメントユニット20(制御手段)により作動制御される。
また、電池パック2内の各電池モジュール4には、夫々の電池モジュール4の温度を検出する温度センサ21(熱暴走検出器)が設けられている。
セルマネジメントユニット20は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)及びタイマ等を含んで構成され、各温度センサ21から電池モジュール4の温度を入力して、吸気弁12及び排気弁13を作動制御する。
The intake valve 12 and the exhaust valve 13 are controlled by a cell management unit 20 (control means) mounted on the vehicle.
Each battery module 4 in the battery pack 2 is provided with a temperature sensor 21 (thermal runaway detector) that detects the temperature of each battery module 4.
The cell management unit 20 includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a timer, and the like. The temperature of the battery module 4 is measured from each temperature sensor 21. The intake valve 12 and the exhaust valve 13 are controlled to be input.

セルマネジメントユニット20は、車両電源オフ時に全ての電池モジュール4の温度が許容範囲内である場合には、吸気弁12及び排気弁13を閉弁する。
図4は、本実施形態のセルマネジメントユニット20において実行される熱暴走時の冷却装置1の作動要領を示すフローチャートである。図5は、吸気弁12の開弁タイミングの設定要領を説明するためのグラフである。
The cell management unit 20 closes the intake valve 12 and the exhaust valve 13 when the temperature of all the battery modules 4 is within the allowable range when the vehicle power is turned off.
FIG. 4 is a flowchart showing the operating procedure of the cooling device 1 during the thermal runaway executed in the cell management unit 20 of the present embodiment. FIG. 5 is a graph for explaining the procedure for setting the valve opening timing of the intake valve 12.

本制御は、車両電源オン時に繰り返し実行される。
始めにステップS10では、通常冷却を行う。通常冷却は、電池モジュール4の温度が許容範囲の上限値より低い温度で電池パック2内の温度が適宜設定された所定温度T1以上となると、上記のように吸気弁12及び排気弁13を開弁し、電池パック2内に外気通過させて電池パック2内、すなわち電池モジュール4を冷却する制御である。なお、電池モジュール4の温度が上記所定温度T1未満である場合には、吸気弁12及び排気弁13を閉弁させる。そして、ステップS20に進む。
This control is repeatedly executed when the vehicle power is turned on.
First, in step S10, normal cooling is performed. In the normal cooling, when the temperature of the battery module 4 is lower than the upper limit value of the allowable range and the temperature in the battery pack 2 becomes equal to or higher than a predetermined temperature T1 set appropriately, the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are opened as described above. In this control, the outside air is passed through the battery pack 2 to cool the battery pack 2, that is, the battery module 4. When the temperature of the battery module 4 is lower than the predetermined temperature T1, the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are closed. Then, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、熱暴走セルがあるか否かを判別する。複数の電池モジュール4のうち、少なくとも1つの電池モジュール4で熱暴走がある場合には、ステップS30に進む。全ての電池モジュール4で熱暴走がない場合には、ステップS20に戻る。熱暴走があるか否かは、電池モジュール4の温度センサ21から入力した電池モジュール4の温度Tcが、あらかじめ設定された所定温度T2より高い場合に、熱暴走ありと判定すればよい。所定温度T2は、熱暴走時に到達する電池モジュール4の温度に設定すればよい。なお、電池モジュール4の温度Tcの代わりに、各電池モジュール4の電圧Vcを検出する電圧センサ22(熱暴走検出器)を設け、少なくとも1つの電池モジュール4で電圧センサ22により検出した電圧Vcが急激に大きく変動した場合に熱暴走ありと判定してもよい。   In step S20, it is determined whether there is a thermal runaway cell. If there is a thermal runaway in at least one battery module 4 among the plurality of battery modules 4, the process proceeds to step S30. If there is no thermal runaway in all battery modules 4, the process returns to step S20. Whether or not there is thermal runaway may be determined as thermal runaway when the temperature Tc of the battery module 4 input from the temperature sensor 21 of the battery module 4 is higher than a predetermined temperature T2 set in advance. The predetermined temperature T2 may be set to the temperature of the battery module 4 reached at the time of thermal runaway. A voltage sensor 22 (thermal runaway detector) that detects the voltage Vc of each battery module 4 is provided instead of the temperature Tc of the battery module 4, and the voltage Vc detected by the voltage sensor 22 in at least one battery module 4 is It may be determined that there is a thermal runaway when there is a sudden large fluctuation.

ステップS30では、吸気弁12を閉弁、及び排気弁13を開弁にする。そして、ステップS40に進む。
ステップS40では、ステップ30において排気弁13を開弁してからの経過時間Thopを計測し、当該経過時間Thopが、あらかじめ設定された吸気弁開タイミングTlop(所定時間)を過ぎたか否かを判別する。排気弁13を開弁してからの経過時間Thopが、吸気弁開タイミングTlopを過ぎている場合には、ステップS50に進む。経過時間Thopが、吸気弁開弁タイミングTlopを過ぎていない場合には、ステップS40に戻る。
In step S30, the intake valve 12 is closed and the exhaust valve 13 is opened. Then, the process proceeds to step S40.
In step S40, an elapsed time Thop after opening the exhaust valve 13 in step 30 is measured, and it is determined whether or not the elapsed time Thop has passed a preset intake valve opening timing Tlop (predetermined time). To do. When the elapsed time Thop after opening the exhaust valve 13 has passed the intake valve opening timing Tlop, the process proceeds to step S50. If the elapsed time Thop has not passed the intake valve opening timing Tlop, the process returns to step S40.

なお、図5は、本実施形態の電池パック2内に電池モジュール4からの可燃ガスが充満している状態から、吸気弁12を閉弁した状態で排気弁13を開弁したときの、電池パック2内の可燃性ガス濃度の推移を示している。図5に示すように、吸気弁12が閉弁していても排気弁13を開弁することで、電池パック2内の可燃性ガス濃度が緩やかに低下する。そして、排気弁13を開弁してから、電池パック2内の可燃性ガス濃度が可燃濃度(発火燃焼する濃度)の下限値を下回る経過時間をあらかじめ計算あるいは実験等で確認しておき、当該経過時間を吸気弁開タイミングTlopとすればよい。   FIG. 5 shows the battery when the exhaust valve 13 is opened with the intake valve 12 closed from the state where the battery pack 2 of the present embodiment is filled with the combustible gas from the battery module 4. The transition of the combustible gas concentration in the pack 2 is shown. As shown in FIG. 5, even if the intake valve 12 is closed, the combustible gas concentration in the battery pack 2 gradually decreases by opening the exhaust valve 13. Then, after the exhaust valve 13 is opened, an elapsed time in which the combustible gas concentration in the battery pack 2 falls below the lower limit value of the combustible concentration (concentration for ignition and combustion) is confirmed in advance by calculation or experiment, The elapsed time may be set as the intake valve opening timing Tlop.

ステップS50では、吸気弁12を開弁する。そして、本ルーチンを終了する。
以上のように制御することで、本実施形態では、電池モジュール4の熱暴走時には吸気弁12を閉弁した状態で排気弁13を開弁する。これにより、熱暴走した電池モジュール4から可燃性ガスが発生したとしても、電池パック2の上部に設けられた排気口7から可燃性ガスが排出される。このとき、吸気弁12は閉弁するので、電池パック2内への多量の空気の流入が抑えられ、電池パック2内の可燃性ガスが発火燃焼することを防止することができ、安全性を向上させることができる。
In step S50, the intake valve 12 is opened. Then, this routine ends.
By controlling as described above, in the present embodiment, the exhaust valve 13 is opened with the intake valve 12 closed when the battery module 4 is in a thermal runaway. As a result, even if flammable gas is generated from the battery module 4 that has run out of heat, the flammable gas is discharged from the exhaust port 7 provided in the upper portion of the battery pack 2. At this time, since the intake valve 12 is closed, inflow of a large amount of air into the battery pack 2 can be suppressed, and the combustible gas in the battery pack 2 can be prevented from being ignited and burned. Can be improved.

そして、吸気弁12が閉弁しても排気弁13が開弁しているので、電池パック2内の可燃性ガス濃度が徐々に低下し、可燃濃度の下限値よりも低下する経過時間である吸気弁開タイミングTlopを経過してから、吸気弁12が開弁するので、可燃性ガスの発火燃焼を防止した上で、吸気弁12の開弁後に電池モジュール4の冷却が推進され、更なる熱暴走を抑制することができる。   And since the exhaust valve 13 is opened even if the intake valve 12 is closed, the combustible gas concentration in the battery pack 2 gradually decreases and is an elapsed time when the combustible concentration falls below the lower limit value of the combustible concentration. Since the intake valve 12 is opened after the intake valve opening timing Tlop has elapsed, the ignition of the combustible gas is prevented and the cooling of the battery module 4 is promoted after the intake valve 12 is opened. Thermal runaway can be suppressed.

また、本実施形態では、冷却ファンを用いずに吸気弁12及び排気弁13を開弁することで電池モジュール4が冷却されるので、電力消費を抑えるとともに、熱暴走により電池パック2からの出力が低下していても、吸気弁12及び排気弁13が一度開弁してしまえば、冷却が可能となる。
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。
In this embodiment, since the battery module 4 is cooled by opening the intake valve 12 and the exhaust valve 13 without using a cooling fan, the power consumption is suppressed and the output from the battery pack 2 is caused by thermal runaway. However, if the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are once opened, cooling is possible.
In addition, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、上記実施形態では、吸気弁開タイミングTlopを電池パック2に対応した1つの設定値としているが複数設けてもよい。具体的には、ステップS20において、電池モジュール4が熱暴走しているか判定する際に、熱暴走している電池モジュール4の個数を判定し、当該個数に応じて吸気弁開タイミングTlopを変更すればよい。熱暴走している電池モジュール4の個数が多い場合には、可燃性ガスの発生量が多いことが予想されるので、排気弁13を開弁してからの経過時間を多くしなければ、電池パック2内の可燃性ガス濃度が可燃濃度の下限値を下回らない虞がある。したがって、熱暴走している電池モジュール4の個数が多いほど、吸気弁開タイミングTlopを遅く、即ち排気弁13を開弁してから吸気弁12を開弁させるまでの時間を増加させるように設定すればよい。   For example, in the above embodiment, the intake valve opening timing Tlop is set as one set value corresponding to the battery pack 2, but a plurality of intake valve opening timings Tlop may be provided. Specifically, in step S20, when determining whether or not the battery module 4 is thermally runaway, the number of battery modules 4 that are thermally runaway is determined, and the intake valve opening timing Tlop is changed according to the number. That's fine. When the number of battery modules 4 that are thermally runaway is large, it is expected that a large amount of combustible gas is generated. Therefore, if the elapsed time after opening the exhaust valve 13 is not increased, the battery There is a possibility that the combustible gas concentration in the pack 2 does not fall below the lower limit of the combustible concentration. Accordingly, the larger the number of battery modules 4 that are running out of heat, the slower the intake valve opening timing Tlop, that is, the time from opening the exhaust valve 13 to opening the intake valve 12 is set to increase. do it.

これにより、熱暴走している電池モジュール4の個数が多くとも、電池パック2内の可燃性ガス濃度が可燃濃度の下限値を下回った状態で吸気弁12を開弁させることができ、吸気弁12の開弁時における可燃性ガスの発火燃焼を防止して、安全性を向上させることができる。また、熱暴走している電池モジュール4の個数が少ない場合に吸気弁開タイミングTlopを極力早く設定することができ、熱暴走をより速やかに抑制することができる。   As a result, even if the number of battery modules 4 that are in a thermal runaway state is large, the intake valve 12 can be opened in a state where the combustible gas concentration in the battery pack 2 is below the lower limit value of the combustible concentration. Thus, it is possible to prevent the combustible gas from being ignited and burned when the valve 12 is opened, thereby improving safety. Further, when the number of battery modules 4 that are in thermal runaway is small, the intake valve opening timing Tlop can be set as early as possible, and thermal runaway can be suppressed more quickly.

また、電池パック2へ導入する空気を外気だけでなく、車両の空調装置によって冷却した空気を導入してもよい。また、電池パック2の形状や配置等の各種構造を適宜変更してもよい。本願発明は、走行駆動用モータへの電力供給用以外の電池でも適用可能であり、各種車両に搭載した電池や、その他の用途のものであっても、電池を内部に収容した電池パックに対して広く適用することができる。   Further, not only the outside air but also air cooled by the vehicle air conditioner may be introduced as the air to be introduced into the battery pack 2. Further, various structures such as the shape and arrangement of the battery pack 2 may be appropriately changed. The present invention can also be applied to batteries other than those for supplying power to the driving motor, even for batteries mounted in various vehicles and other uses, with respect to battery packs that contain batteries inside. Can be widely applied.

1 冷却装置
2 電池パック
4 電池モジュール(電池)
5 流通路
6 導入口
7 排気口
12 吸気弁(第1の開閉手段)
13 排気弁(第2の開閉手段)
20 セルマネジメントユニット(制御手段)
21 温度センサ(熱暴走検出器)
22 電圧センサ(熱暴走検出器)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling device 2 Battery pack 4 Battery module (battery)
5 Flow passage 6 Inlet 7 Exhaust 12 Inlet valve (first opening / closing means)
13 Exhaust valve (second opening / closing means)
20 Cell management unit (control means)
21 Temperature sensor (thermal runaway detector)
22 Voltage sensor (thermal runaway detector)

Claims (5)

電池パックの内部に収容された電池を冷却する電池の冷却装置であって、
前記電池パックの下部に設けられ当該電池パック内に空気を導入する導入口と、
前記電池パックの上部に設けられ当該電池パック内から空気を排出する排気口と、
前記導入口を開閉する第1の開閉手段と、
前記排気口を開閉する第2の開閉手段と、
前記第1および第2の開閉手段の開閉状態を制御する制御手段と、
前記電池の熱暴走を検出する熱暴走検出器と、を備え、
前記制御手段は、前記熱暴走検出器により前記電池の熱暴走が検出された際に、前記第1の開閉手段を閉じて前記導入口を閉口させるとともに、前記第2の開閉手段を開いて前記排気口を開口させた後、所定時間が経過してから前記第1の開閉手段を開いて前記導入口を開口させる
ことを特徴とする電池の冷却装置。
A battery cooling device for cooling a battery housed in a battery pack,
An inlet provided in the lower part of the battery pack for introducing air into the battery pack;
An exhaust port provided at an upper portion of the battery pack for exhausting air from the battery pack;
First opening and closing means for opening and closing the inlet;
Second opening and closing means for opening and closing the exhaust port;
Control means for controlling the open / closed state of the first and second open / close means;
A thermal runaway detector for detecting thermal runaway of the battery,
When the thermal runaway detector detects the thermal runaway of the battery, the control means closes the first opening / closing means to close the introduction port, and opens the second opening / closing means to A battery cooling device comprising: opening the exhaust opening and then opening the introduction port by opening the first opening / closing means after a predetermined time has elapsed.
前記電池パックは複数の前記電池を収容し、
前記熱暴走検出器は、複数の前記電池毎に熱暴走を検出し、
前記制御手段は、更に、前記熱暴走が検出された前記電池の個数が増加するに伴って、前記所定時間を増加させることを特徴とする請求項1に記載の電池の冷却装置。
The battery pack contains a plurality of the batteries,
The thermal runaway detector detects thermal runaway for each of the plurality of batteries,
2. The battery cooling device according to claim 1, wherein the control unit further increases the predetermined time as the number of the batteries in which the thermal runaway is detected increases.
前記熱暴走検出器は、前記電池の温度に基づいて前記熱暴走を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の電池の冷却装置。   3. The battery cooling device according to claim 1, wherein the thermal runaway detector detects the thermal runaway based on a temperature of the battery. 4. 前記熱暴走検出器は、前記電池の電圧に基づいて前記熱暴走を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の電池の冷却装置。   3. The battery cooling apparatus according to claim 1, wherein the thermal runaway detector detects the thermal runaway based on a voltage of the battery. 前記電池の下部には、電池パック内の空気を流す流通路が形成されており、前記導入口は、前記電池の下方に配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電池の冷却装置。   The flow path through which the air in a battery pack flows is formed in the lower part of the said battery, The said inlet is arrange | positioned under the said battery, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. The battery cooling device according to Item.
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