CN103715474B - 车辆用电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能保护底面而且能使电池的输出性能稳定的、内置有多个电池的车辆用电池包。其在壳体（2）内收纳有上、下侧电池单元组（32、33）和使空气流向这些电池单元组的冷却风扇（5），在壳体（2）的下表面设置向下方突出的多个散热片（6），在上、下侧电池单元组（32、33）的电池单元（31）彼此之间具有间隙（S），并且在壳体（2）的内侧底面（22B）和下侧电池单元组（33）之间形成底部空间（Sb），在壳体（2）内具有从吸入口（24）沿着壳体（2）的一方内侧面延伸到底部空间（Sb）的进气管（7），空气的流动设定为经过进气管（7）、底部空间（Sb）、电池单元（31）彼此的间隙（S）到达排出口（25）。

Description

车辆用电池包
技术领域
本发明涉及车辆用电池包，更详细地说涉及具有冷却结构的车辆用电池包。
背景技术
为了提高输出性能，希望安装于电动车辆的电池包将所内置的电池的温度保持为合适的温度。以往已知以下电池包：在下表面外侧安装有散热片的外壳内以不产生间隙的方式配置有多个电池（单元）（例如，参照专利文献1）。在该以往的电池包中，多个电池以不产生间隙的方式配置在外壳内，因此使由电池产生的热直接传导到外壳。并且，在该以往的电池包中，由安装在外壳的下表面外侧的散热片释放从外壳内传导的热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－18915号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述电池包的结构中，多个电池彼此以不产生间隙的方式密集地配置，因此有如下问题。即，在该结构中，在外壳内配置冷却风扇，不能将空气送入到电池彼此的间隙、外壳的底面和电池的底面彼此的间隙而使电池的温度降低。另外，在该结构中，越是离散热片近的电池，冷却效果越好，在外壳内产生温度分布，不能均匀地冷却电池。由于这些问题，在以往的电池包中，有可能电池性能降低。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能保护底面、而且能使电池的输出性能稳定的、内置有电池模块的车辆用电池包。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题并达到目的，本发明的一方式是一种车辆用电池包，其在壳体内收纳有：电池单元组，其包括多个电池单元；以及冷却风扇，其使空气流向该电池单元组，在壳体中形成有：吸入口，其将空气导入到该壳体内；以及排出口，其将空气排出到该壳体外，上述车辆用电池包的特征在于，在壳体的下表面设置有向下方突出的多个散热片，在电池单元组的电池单元彼此之间具有间隙，并且在壳体的内侧底面和电池单元组的底面之间形成底部空间，在壳体内配置有进气流路，上述进气流路从上述吸入口沿着该壳体的一方内侧面延伸到底部空间，由冷却风扇的旋转驱动引起的空气的流动设定为依次经过进气流路、底部空间、电池单元彼此的间隙到达排出口。
作为上述方式，可以设为以下构成：在底部空间内设有从壳体的一方内侧面朝向与该一方内侧面相对的另一方内侧面延伸的水平流路，进气流路与该水平流路连通。
作为上述方式，优选水平流路是与电池单元组的下表面相对的上表面侧为开放的凹槽部，该凹槽部的槽宽尺寸设定为使其从上游侧朝向下游侧逐渐变大。
作为上述方式，优选电池单元组隔着中部空间具有上侧电池单元组和下侧电池单元组，在该中部空间内设有从壳体的一方内侧面朝向另一方内侧面延伸的中部水平流路，进气流路与该中部水平流路连通。
作为上述方式，优选中部水平流路是与上侧电池单元组的下表面相对的上表面侧为开放的凹槽部，该凹槽部的槽宽尺寸设定为使其从上游侧朝向下游侧逐渐变大。
发明效果
根据本发明，能实现能保护底面、而且能使电池的输出性能稳定的、内置有多个电池的车辆用电池包。
附图说明
图1是表示安装有本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包的车辆的侧视图。
图2是从车辆左斜上方观看的、表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包安装于车辆并被盖构件覆盖的状态的立体图。
图3是从车辆的左斜下方观看安装有本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包的车辆后部的立体图。
图4是从车辆的左斜上方观看本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包的立体图。
图5是从车辆的左斜后方观看本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包的立体图。
图6是图1的VI－VI剖视图。
图7是从车辆的左斜上方观看本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包的将上侧壳体和上侧电池去除的状态的立体图。
图8是本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包的仰视图。
图9是图8的IX－IX剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式所涉及的车辆用电池包（以下，称为电池包。）的详细内容。此外，在本实施方式中，为了便于说明，在图中用箭头表示安装电池包的车辆100的前后方向、左右方向以及上下方向，作为电池包的前后方向、左右方向以及上下方向进行说明。
［安装车辆的概要构成］
首先，在说明本实施方式的电池包的构成之前，说明安装电池包的车辆的概要构成。本实施方式所涉及的电池包例如安装于混合动力车或电动车等车辆。如图1所示，电池包1配置在车辆100的车辆后部101中的比后座102更靠车辆前后方向后方的空间103内。此外，后座102具有座椅垫102A和座椅靠背102B。因此，更具体地说，电池包1配置在座椅垫102A的车辆前后方向的后方。
如图2所示，在车辆后部101的车辆左右（宽度）方向的两侧分别设有沿着车辆前后方向延伸的一对后纵梁104。在这些后纵梁104上设有后地板面板105。如图1所示，在车辆后部101的车辆宽度方向的两侧配置有一对后轮106。如图1所示，在后地板面板105的车辆前后方向的后方，沿着车辆宽度方向设有后保险杠部107。在该后保险杠部107的车辆前后方向的前侧设有后面板108。另外，在该后保险杠部107上沿着车辆宽度方向支撑着后保险杠109。如图1所示，在后地板面板105中形成有大致矩形的开口部110，电池包1的上部***到上述开口部110。
如图1～图3所示，在后地板面板105中，在开口部110的上侧安装有盖构件111。该盖构件111具有：方筒状的盖面板111A，其包围开口部110；以及矩形板状的罩111B，其闭塞该盖面板111A的上部开口部。盖面板111A和罩111B划分行李箱侧的空间和配置电池包1的空间103（参照图1）。此外，该空间103能从车外侧导入空气。如图3所示，在后地板面板105的下方设有电池包支撑构件112，上述电池包支撑构件112用于支撑电池包1。
［电池包］
如图4和图5所示，电池包1具有：壳体2，其为大致长方体形状；电池单元组3，其收纳在该壳体2内，产生高电压；空气滤清器4，其配置在壳体2上，为大致长方体形状；以及冷却风扇5，其设置在壳体2内。壳体2是大致长方体形状的具有刚性的箱体。壳体2包括：作为上部分的壳体上部21和作为下部分的壳体下部22。如图5所示，冷却风扇5配置在壳体上部21内的上部。作为冷却风扇5，能使用例如西洛克风扇。
在壳体下部22的上端开口边缘设有凸缘部23，上述凸缘部23形成为沿着水平方向朝向外侧突出且环绕壳体下部22的上端开口边缘。如图2和图3所示，在将电池包1安装到车辆时，该凸缘部23用于向电池包支撑构件112支撑、安装电池包1。另一方面，在壳体下部22的下表面，遍及整个下表面以沿着车辆前后方向延伸且相互呈平行的方式设有多个散热片6。此外，在本实施方式中，该多个散热片6与壳体下部22一体地成形。
如图9所示，电池单元组3包含上侧电池单元组32和下侧电池单元组33，上述上侧电池单元组32和下侧电池单元组33分别包括多个电池单元31。此外，在构成上侧电池单元组32和下侧电池单元组33的多个电池单元31彼此之间存在间隙S。换言之，在各单元31的两侧形成有间隙S（在两侧的外侧也形成有间隙S，因此追加了该表述）。此外，上侧电池单元组32和下侧电池单元组33在形成有大致平行地延伸的上述间隙S的状态下分别由未图示的框架构件保持多个电池单元31而构成模块。
如图5、图7以及图9所示，在壳体下部22配置有包括框架体的下侧单元支撑框架12。在该下侧单元支撑框架12的框内配置有下侧电池单元组33。在此，下侧电池单元组33配置在下侧单元支撑框架12的下部框板12A上。因此，下侧电池单元组33的下表面33B设定为与壳体下部22的底面（内侧底面）22B相比高出下侧单元支撑框架12的下部框板12A的厚度的量。由此，在壳体下部22的底面22B和下侧电池单元组33的下表面33B之间形成有底部空间Sb。
并且，在下侧单元支撑框架12上载置有上侧单元支撑框架13。如图9所示，在该上侧单元支撑框架13内配置有上侧电池单元组32。该上侧电池单元组32的下表面32B形成有与下侧电池单元组33的上表面33T相比高出上侧单元支撑框架13的下部框板13A的厚度尺寸以上的高度的中部空间Sm。另外，在本实施方式中，在上侧电池单元组32的上表面32T的上方形成有上部空间St。
如图6、图7以及图9所示，在本实施方式中，在壳体2内具有：作为进气流路的进气管7，其在车身上下方向延伸；作为水平流路的一对水平管8，其配置在底部空间Sb；作为中部水平流路的一对中部水平管9，其配置在中部空间Sm；水平连接管10，其使一对水平管8的上游端部彼此连通；以及中部水平连接管11，其使一对中部水平管9的上游端部彼此连通。
如图9所示，在壳体上部21的上表面21A中形成有吸入口24。另外，在壳体上部21的后表面21R中形成有排出口25。此外，空气滤清器4以与形成在壳体上部21的上表面21A中的吸入口24连通的方式安装。空气滤清器4在内部收纳有未图示的过滤元件。
如图5和图9所示，上述冷却风扇5设定为朝向排出口25将壳体2内的冷却风向壳体2外排出。更详细地说，冷却风扇5设定为将空气从壳体2内的上部空间St向排出口25送出。利用该冷却风扇5的驱动将冷却风F5从排出口25排出，由此从吸入口24通过空气滤清器4在壳体2内取入净化的空气。
如图4所示，进气管7以能使从空气滤清器4侧导入的冷却风F1沿着壳体2的一方内侧面2A（参照图6）朝向下方输送的方式延伸。该进气管7具有上部进气管71和下部进气管72。这些上部进气管71和下部进气管72均具有扁平的方筒形状。上部进气管71以与上侧电池单元组32的侧面相对的方式配置在上侧电池单元组32的侧方。下部进气管72以与下侧电池单元组33的侧面相对的方式配置在下侧电池单元组33的侧方。
上部进气管71的下游端部设置为与中部水平连接管11连通。另外，下部进气管72的下游端部设置为与水平连接管10连通。如图6和图7所示，水平管8是与下侧电池单元组33的下表面33B（参照图9）相对的上表面侧开放的凹槽部，槽宽尺寸设定为从上游侧（车辆前侧）朝向下游侧（车辆后侧）变大。中部水平管9是与上侧电池单元组32的下表面32B相对的上表面侧开放的凹槽部，槽宽尺寸设定为从上游侧（车辆前侧）朝向下游侧（车辆后侧）变大。
水平管8是上侧开放的结构，因此针对该水平管8也能在宽度方向（车辆左右方向）供给冷却风。同样地，中部水平管9也是上侧开放的结构，因此也能在中部水平管9的宽度方向（车辆左右方向）供给冷却风。
［电池包的车辆安装结构］
下面，说明本实施方式所涉及的电池包1的车辆安装结构。如图1所示，电池包1在壳体上部21从下方***盖构件111内的状态下被保持，上述盖构件111覆盖开口部110，上述开口部110形成在车辆后部101的后地板面板105中。即，如图2和图3所示，设于电池包1的壳体2的凸缘部23在安装到电池包支撑构件112的状态下被固定。
如图1所示，空气滤清器4配置在空间103内，上述空间103被盖构件111的作为顶点部的罩111B的下表面和电池包1（壳体上部21）的顶面夹着。因此，空气滤清器4从安装有电池包1的空间103取入空气。如图5所示，电池包1的排出口25配置在车辆前后方向的后侧。另外，设于壳体2的下表面的散热片6配置为沿着车辆前后方向延伸。
［电池包的动作、作用以及效果］
以下，说明电池包1的动作、作用以及效果。
在本实施方式所涉及的电池包1中，空气从壳体2的吸入口24通过进气管7向下方输送。空气由冷却风扇5从壳体2的下侧向上方吸起，空气在电池单元31彼此或者上侧电池单元组32、下侧电池单元组33等电池单元组彼此的间隙中流动。并且，空气由冷却风扇5向排出口25送出，向壳体2的外部排出。
并且，在壳体2的外侧底面设有多个散热片6，由此能释放由进气管7输送到壳体2的内侧底面（底部空间Sb）的空气的热，并且能对通过水平管8的空气进行冷却。由此，能在空气流入到电池单元31彼此之间、或者流入到上侧电池单元组32、下侧电池单元组33等电池单元组彼此的间隙紧前降低空气的温度。因此，能使被冷却而温度不会极端上升的状态的空气直接流入到电池单元31彼此之间、或者上侧电池单元组32、下侧电池单元组33等电池单元组彼此的间隙，能使电池单元31的温度平均化。其结果是，在本实施方式中，能使电池单元31的输出性能稳定并提高输出性能。
而且，在本实施方式中，在电池包1的底面安装有多个散热片6，由此能用散热片6加强壳体2的底面，能在车辆行驶时利用散热片6来防止异物与壳体2的底面直接接触，能保护电池包1。
在本实施方式中，将从进气管7供给的空气由水平连接管10、中部水平连接管11在车辆左右方向输送，之后，从这些水平连接管10、中部水平连接管11输送到水平管8、中部水平管9。因此，在本实施方式中，能使空气从壳体2中的一方内侧面朝向另一方内侧面流动。而且，在本实施方式中，能使空气在壳体2的平面轮廓内的整个区域内均匀地流动。因此，在本实施方式中，能使空气可靠地向电池单元31彼此的间隙流入。
在本实施方式中，水平管8、中部水平管9的凹槽部的槽宽尺寸设定为从上游侧朝向下游侧变大，因此在凹槽部中的上游端部侧，能提高朝向下游侧的空气的流速，能使空气也流到凹槽部中的下游端部侧（另一端侧）。由此，能使空气在水平管8、中部水平管9中的凹槽部的整个长度上流动，能使空气在电池单元31彼此之间可靠地流动，能可靠地冷却电池单元31。
在上述电池包1的安装结构中，除了上述电池包1的作用、效果以外，起到如下说明的作用、效果。即，一般后地板面板105设置在比车厢的地板高的位置。因此，在上述安装结构中，利用后地板面板105的下方的较大的空间配置电池包1中的壳体下部22。因此，在本实施方式中，能在后地板面板105的上下空间内高效地安装在整体上容量大且尺寸大的电池包1。另外，在上述电池包1的安装结构中，能使行驶风高效地与散热片6接触，能提高散热效率。
（其它实施方式）
以上，说明了实施方式，但构成该实施方式中的公开的一部分的论述和附图不应理解为限定该发明。根据该公开，对于本领域的技术人员来说，各种替代实施方式、实施例以及应用技术应是显而易见的。本发明所涉及的车辆用电池包1在设为上述车辆安装结构时起到显著的效果，但不限定于上述车辆安装结构。
附图标记说明
S间隙
Sb底部空间
Sm中部空间
1电池包
2壳体
3电池单元组
4空气滤清器
5冷却风扇
6散热片
7进气管（进气流路）
8水平管（水平流路）
9中部水平管（中部水平流路）
10水平连接管
11中部水平连接管
12下侧单元支撑框架
13上侧单元支撑框架
21壳体上部
21A上表面
21R里面
22壳体下部
22B底面（内侧底面）
23凸缘部
24吸入口
25排出口
31电池单元
32上侧电池单元组
32B下表面
32T上表面
33下侧电池单元组
33B下表面
33T上表面
71上部进气管
72下部进气管
100车辆
103空间
105后地板面板
110开口部

Claims (3)

1.一种车辆用电池包，其在壳体内收纳有：电池单元组，其包括多个电池单元；以及冷却风扇，其使空气流向该电池单元组，在上述壳体中形成有：吸入口，其将空气导入到该壳体内；以及排出口，其将空气排出到该壳体外，上述车辆用电池包的特征在于，
上述电池单元组隔着中部空间具有下侧电池单元组和上侧电池单元组，
在上述下侧电池单元组的上述电池单元彼此之间具有间隙，在上述上侧电池单元组的上述电池单元彼此之间具有间隙，
在上述壳体的内侧底面和上述下侧电池单元组之间形成底部空间，而且在上述壳体的外侧底面设置有向下方突出的多个散热片，
在上述壳体内从上述吸入口具有：上部进气管，其以与上述上侧电池单元组的侧面相对的方式配置在上述上侧电池单元组的侧方；下部进气管，其以从该上部进气管的下游端部延伸到上述底部空间并且与上述下侧电池单元组的侧面相对的方式配置在下侧电池单元组的侧方；水平管，其与上述下部进气管的下游端部连通，配置在上述底部空间内；以及中部水平管，其与上述上部进气管的下游端部连通，配置在上述中部空间内，
设定为通过上述冷却风扇的旋转驱动，使从上述吸入口供给的空气依次经过上述上部进气管、上述下部进气管、上述水平管、上述下侧电池单元组的电池单元彼此的间隙、上述上侧电池单元组的电池单元彼此的间隙流到上述排出口，并且
使流经上述上部进气管的空气的一部分依次经过上述中部水平管、上述上侧电池单元组的电池单元彼此的间隙流到上述排出口。
2.根据权利要求1所述的车辆用电池包，其特征在于，
上述水平管是与上述电池单元组的下表面相对的上表面侧为开放的凹槽部，该凹槽部的槽宽尺寸设定为使其从上游侧朝向下游侧逐渐变大。
3.根据权利要求1所述的车辆用电池包，其特征在于，
中部水平管是与上侧电池单元组的下表面相对的上表面侧为开放的凹槽部，该凹槽部的槽宽尺寸设定为使其从上游侧朝向下游侧逐渐变大。
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