JP5136790B2

JP5136790B2 - 消火装置

Info

Publication number: JP5136790B2
Application number: JP2008283011A
Authority: JP
Inventors: 浩恭鈴木
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: JP2010110356A

Description

本発明は、消火装置に係り、詳しくは、電気自動車に好適な消火装置に関するものである。

通常、内燃機関を有する車両は、事故や過激な衝撃に伴い、事故の際や事故の直後に火災を発生し易いという問題を有している。
特にエンジンルームにおける火災が発生した場合、車両の乗員に災害を及ぼすこととなる。さらに、消火のために消火器を使用する場合は、エンジンルームを開けたりすることによって人間が煙や炎に曝される可能性があり、且つ消火に時間を要するという問題がある。

このようなことから、簡易な構成にして迅速な火災の検知及び自動消火を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
特許第３５２３２６５号

電気自動車においては、車両に搭載されている動力源となる蓄電池の圧力変動や温度の急激な変動、衝突等によって蓄電池の損傷が懸念される。蓄電池が損傷した際に周囲に火気がある場合には、蓄電池に引火する可能性があり、蓄電池の火災事故の発生に備えて車両に消火装置を備えることが望ましい。
このような場合において、上記特許文献１に開示された従来技術では、消火装置として空調装置の一部分に加圧された冷媒のＣＯ_２を消火剤として保持するように構成されている。

しかしながら、このような構成では、空調装置を構成する機器において、消火剤として使用するＣＯ_２には、冷媒を圧縮する際にＣＯ_２へ混合させた潤滑油が残留しているため、可燃性の潤滑油を含んだＣＯ_２を消火剤として使用することは好ましいことではない。
また、空調装置の一部分に消火剤容器を含めていることから、空調装置の構成が複雑になり、好ましいことではない。

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、簡単な構成にして蓄電池の火災を確実に消火することの可能な消火装置を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１の消火装置は、車両に搭載され、該車両の動力源となる複数の蓄電池が配設されたバッテリパックと、前記蓄電池を冷却する冷凍回路を含む冷却装置と、該冷凍回路を循環する冷媒に循環の過程において混合される潤滑油を気体状の前記冷媒から分離する気液分離タンクと、一端が前記冷却装置の冷凍回路に接続されるとともに他端が前記気液分離タンクに接続された導管と、一端が前記気液分離タンクに接続されるとともに他端が前記バッテリパック内に臨んで開口する吐出管と、前記蓄電池の異常を検出する異常検知手段とを備え、前記冷媒は難燃性の物質であり、前記異常検知手段により蓄電池の異常が検出されたとき、前記冷却装置の冷凍回路から前記導管を介して前記冷媒を前記気液分離タンクに流入させ、該気液分離タンクにより分離された気体状の冷媒のみを前記吐出管を介して前記バッテリパック内に吐出し、前記冷却装置は、車室内の空調機能を兼ね備え、該車室内に冷気を吹き出す吹き出し口を有するとともに、該吹き出し口と前記バッテリパック内とを連通する注入ダクトを有し、該注入ダクトには前記バッテリパック内への冷気の連通と遮断とを行うシャットバルブを介装してなり、前記異常検知手段により蓄電池の異常が検出されたときには、前記シャットバルブを閉じることを特徴とする。

請求項２の消火装置では、請求項１において、前記冷媒はＣＯ₂であることを特徴とする。

請求項３の消火装置では、請求項１または２において、前記導管には開閉バルブを介装してなり、前記異常検知手段により蓄電池の異常が検出されたときには、該開閉バルブを開くことを特徴とする。

請求項１の消火装置によれば、異常検知手段により温度の急激な変動等の蓄電池の異常が検出されると、冷却装置内の冷凍回路を潤滑油を含んで循環する難燃性の冷媒を気液分離タンクに導くようにしており、潤滑油を分離した気体状の冷媒のみが吐出管を通してバッテリパック内に吐出される。
このように気液分離タンクにより可燃性の潤滑油と分離した冷媒のみを消火剤として使用することにより、バッテリパック内の空気が難燃性にして気体状の冷媒と置換され、蓄電池に火災が発生したような場合であっても迅速に消火を行うことができる。
また、吹き出し口とバッテリパックとを接続する注入ダクトに介装されたシャットバルブが閉じられる。従って、簡単な構成にして蓄電池の冷却装置を備えることができ、一方でバッテリパック内に吐出されたＣＯ ₂ 等の冷媒が注入ダクトを介して車室内に流入することを防ぐことができる。

請求項２の消火装置によれば、冷媒は不燃性のＣＯ₂であるので、消火剤として冷却装置内の冷凍回路を循環するＣＯ₂を使用することにより、確実に消火を行うことができる。

請求項３の消火装置によれば、導管には開閉バルブが介装され、当該開閉バルブは、異常検知手段により異常が検出されないときには閉じられており、異常が検出されたときにのみ開放される。
従って、蓄電池が正常に動作している際に、バッテリパック内にＣＯ₂等の冷媒が流入することを防ぎ、ひいては注入ダクトを介して車室内へＣＯ₂等の冷媒が不用意に流入することを防ぐことができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、電気自動車に搭載された本発明に係る消火装置を含む車両消火システムの概略構成図である。本願発明に直接関係のない機器（走行モータ等）については図示とその説明を省略する。
車両１に搭載された車両消火システムに含まれる車両エアコンシステム（冷却装置）の冷凍サイクル（冷凍回路）は、作動流体としての冷媒であるＣＯ_２が循環する循環経路１０を備え、冷媒の作動方向の順番に、圧縮機１２、凝縮器１４、膨張弁１６、及び蒸発器１８が介装されて構成されている。

圧縮機１２は冷媒の吸入工程、吸入した冷媒の圧縮工程及び圧縮した冷媒の吐出工程からなる一連のプロセスを行うものである。
そして、車両エアコンシステムの冷凍サイクルの一部分、例えば圧縮機１２には導管２０の一端が接続されており、導管２０の他端は気液分離タンク３０の上部側面に接続されている。

詳しくは、図２、図３に示すように、気液分離タンク３０に接続されている導管２０には、気液分離タンク３０近傍に位置して導管２０を開閉するバルブ（開閉バルブ）２２が取り付けられている。
また、気液分離タンク３０の上端には吐出管３２の一端が接続され、当該吐出管３２の他端はバッテリパック３４に臨んで開口している。なお、吐出管３２にはヒータ（図示せず）が備えられている。

バッテリパック３４には走行モータ（図示せず）を駆動するための複数の蓄電池３６が内蔵されており、蓄電池３６は、当該蓄電池３６の温度の急激な変動、圧力変動、ショート時の発光などの異常を検知する異常検知センサ（異常検知手段）３８を備えている。さらに、バッテリパック３４には、エアコンからの冷却風を吹き込む注入ダクト２４が接続されている。そして、注入ダクト２４の注入口近傍にはシャットバルブ２６が装着されている。

注入ダクト２４は車室内のエアコンの吹き出し口（図示せず）に接続されており、蓄電池３６の充電時に注入ダクト２４を介して冷却風がバッテリパック３４へ吹き込むことにより、バッテリパック３４内にある蓄電池３６の過熱が抑制される。
一方、バッテリパック３４には排気ダクト４０が接続されており、排気ダクト４０の排気口（図示せず）にはファン４２が配設されている。このファン４２を回転させることにより、バッテリパック３４内の換気が促され、バッテリパック３４内の圧力が高圧になることが防がれる。

図１に示すように、蓄電池３６の異常検知センサ３８は、ＣＰＵやメモリ等（図示せず）からなる電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５０の入力側に接続されており、一方、ＥＣＵ５０の出力側にはバルブ２２、シャットバルブ２６、ファン４２が接続されている。
以下、このように構成された本発明に係る消火装置の作用について説明する。

上述した蓄電池３６に備えられた異常検知センサ３８が当該蓄電池３６の急激な温度変動や圧力変動等の異常を検知すると、ＥＣＵ５０は注入ダクト２４に配設されているシャットバルブ２６を閉じ、導管２０に配設されているバルブ２２を開放する。これにより、圧縮機１２から加圧された潤滑油を含んだＣＯ_２が導管２０を介して一気に膨張し気化しながら気液分離タンク３０に流入する。

そして、気液分離タンク３０に流入した潤滑油を含んだＣＯ_２は、遠心分離により気体状のＣＯ_２と液体状の潤滑油とに分離される。分離されたＣＯ_２は吐出管３２を通り、バッテリパック３４内へ吐出される。さらに、ＥＣＵ５０はファン４２を回転させ、これによりバッテリパック３４に吐出されたＣＯ_２が排気される。
このように、本発明に係る消火装置によれば、バッテリパック３４にある蓄電池３６の異常により発火事故が発生するような場合には、気液分離タンク３０の遠心分離により可燃性の潤滑油を分離したＣＯ_２のみを消火剤として使用するようにしている。これにより、バッテリパック３４内に含まれる空気をＣＯ_２と置換するようにでき、迅速に消火を行うことができる。

そして、ここでは、車両エアコンシステムの冷凍サイクルは不燃性のＣＯ_２を冷媒としており、車両エアコンシステムの冷凍サイクルの一部分である圧縮機１２から当該ＣＯ_２を導入して消火剤として使用するようにしているので、確実に消火を行うことができる。
さらに、圧縮機１２は上記車両エアコンシステムの冷凍サイクルの一部分であり、当該車両エアコンシステムを蓄電池３６の冷却装置として使用しているので、簡単な構成にして蓄電池３６の冷却装置を備えることができる。

この際、車両エアコンシステムからバッテリパック３４に接続する注入ダクト２４にはシャットバルブ２６を配設し、蓄電池３６に備えられた異常検知センサ３８により蓄電池３６の異常を検出すると、ＥＣＵ５０がシャットバルブ２６を閉じるようにしているので、バッテリパック３４内にＣＯ_２が吐出されても、注入ダクト２４を介してＣＯ_２が車室内に流入することを防ぐことができる。

また、導管２０にバルブ２２を配設することにより、蓄電池３６が正常の場合はバルブ２２が閉じているので、蓄電池３６が正常なときにＣＯ_２がバッテリパック３４内に吐出されることを防ぐことができ、ひいては注入ダクト２４を介して車室内へＣＯ_２が流入することを防ぐことが可能である。
また、吐出管３２にはヒータが備えられているので、バルブ２２を開いたときに高圧のＣＯ_２が断熱膨張して吐出管３２が急冷されることがあっても、ヒータによって吐出管３２が凍結することを防ぐことができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では消火剤としてＣＯ_２を使用しているが、エアコンの冷媒となり、且つ消火剤として使用できる難燃性の物質であれば特にＣＯ_２に限定されるものではない。

また、気液分離タンク３０では、ＣＯ_２に含まれる潤滑油を遠心分離によって分離しているが、ＣＯ_２に含まれる潤滑油を分離することができれば、これに限定されるものではない。
さらに、車両エアコンシステムから気液分離タンク３０へＣＯ_２を導入するために圧縮機１２へ導管２０を接続しているが、冷凍サイクルから加圧されたＣＯ_２を導入することができるならば、車両エアコンシステムに対する導管２０の接続箇所は圧縮機１２に限られない。

本発明に係る消火装置を含む車両消火システムの概略構成図である。図１に示す消火装置の拡大図である。図２に示す消火装置の斜視図である。

符号の説明

１車両
２０導管
２２バルブ（開閉バルブ）
２４注入ダクト
２６シャットバルブ
３０気液分離タンク
３２吐出管
３４バッテリパック
３６蓄電池
３８異常検知センサ（異常検知手段）
４０排気ダクト
４２ファン

Claims

車両に搭載され、該車両の動力源となる複数の蓄電池が配設されたバッテリパックと、
前記蓄電池を冷却する冷凍回路を含む冷却装置と、
該冷凍回路を循環する冷媒に循環の過程において混合される潤滑油を気体状の前記冷媒から分離する気液分離タンクと、
一端が前記冷却装置の冷凍回路に接続されるとともに他端が前記気液分離タンクに接続された導管と、
一端が前記気液分離タンクに接続されるとともに他端が前記バッテリパック内に臨んで開口する吐出管と、
前記蓄電池の異常を検出する異常検知手段とを備え、
前記冷媒は難燃性の物質であり、前記異常検知手段により蓄電池の異常が検出されたとき、前記冷却装置の冷凍回路から前記導管を介して前記冷媒を前記気液分離タンクに流入させ、該気液分離タンクにより分離された気体状の冷媒のみを前記吐出管を介して前記バッテリパック内に吐出し、
前記冷却装置は、車室内の空調機能を兼ね備え、該車室内に冷気を吹き出す吹き出し口を有するとともに、該吹き出し口と前記バッテリパック内とを連通する注入ダクトを有し、
該注入ダクトには前記バッテリパック内への冷気の連通と遮断とを行うシャットバルブを介装してなり、
前記異常検知手段により蓄電池の異常が検出されたときには、前記シャットバルブを閉じることを特徴とする消火装置。
前記冷媒はＣＯ₂であることを特徴とする、請求項１に記載の消火装置。
前記導管には開閉バルブを介装してなり、前記異常検知手段により蓄電池の異常が検出されたときには、該開閉バルブを開くことを特徴とする、請求項１または２に記載の消火装置。