车辆、电池单元以及车辆的电池搭载方法与流程

本发明涉及一种车辆、电池单元(batteryunit)以及车辆的电池搭载方法。

背景技术：

已知有一种具备特性(充电容量等)不同的两个驱动用电池的车辆。例如，专利文献1中，在所述车辆中，将两个电池配置于车体的不同位置。即，将高输出型电池配置于行李室内，将高容量型电池配置于车厢外且车体底面。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2013/030884号

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

此外，专利文献1所记载的技术中，由于分别在车体中隔离地配置，因此需要各自的冷却系统等，因而系统整体的规模及重量增大。进而，存在组装工时增大的问题。

本发明是有鉴于所述方面而完成，其目的在于提供一种能够提高两种电池的冷却性和搭载性并能实现包含两种电池的系统的小型化的车辆、电池单元以及车辆的电池搭载方法。

[解决问题的技术手段]

(1)为了达成所述目的，本发明的一实施例的车辆包括：第1蓄电部；第2蓄电部，输出重量密度优于所述第1蓄电部；以及驱动部，以所述第1蓄电部的电力及所述第2蓄电部的电力中的至少一个来驱动，所述第1蓄电部及所述第2蓄电部被配置在车厢的外部且所述车厢的铅垂方向下方，所述第2蓄电部较所述第1蓄电部而配置在车辆前后方向的前方。

(2)而且，本发明的一实施例的车辆中，也可为下述结构，即，所述第1蓄电部及所述第2蓄电部被收容在同一框体内。

(3)而且，本发明的一实施例的车辆中，也可为下述结构，即，包括：单个冷却回路，对所述第1蓄电部及所述第2蓄电部进行冷却，所述第1蓄电部的内部电阻大于所述第2蓄电部的内部电阻，所述冷却回路依照所述第2蓄电部、所述第1蓄电部的顺序来对它们进行冷却。

(4)而且，本发明的一实施例的车辆中，也可为下述结构，即，包括：前座及后座，配设在所述车厢内，所述第1蓄电部的体积大于所述第2蓄电部的体积，所述第2蓄电部被配置在所述前座的铅垂方向下方，所述第1蓄电部被配置在所述后座的铅垂方向下方。

(5)而且，本发明的一实施例的车辆中，也可为下述结构，即，包括：电力转换部，在所述第1蓄电部及所述第2蓄电部中的至少一个与所述车辆外部的电力系统之间进行电力转换，所述电力转换部是以在车辆左右方向上与所述第1蓄电部重叠的方式而配置。

(6)而且，本发明的一实施例的车辆中，也可为下述结构，即，所述第1蓄电部、所述第2蓄电部及所述电力转换部被收容在同一框体内。

(7)而且，本发明的一实施例的车辆中，也可为下述结构，即，包括：连接部，为所述电力转换部与所述电力系统的电触点，所述连接部是设在车辆的左右侧面中的接近所述电力转换部的一方。

(8)为了达成所述目的，本发明的一实施例的电池单元包括：第1蓄电部；第2蓄电部，输出重量密度优于所述第1蓄电部；以及支撑体，可配置在车辆的车厢外部且所述车厢的铅垂方向下方，能够在将所述第2蓄电部较所述第1蓄电部而配置于车辆前后方向的前方的状态下，一体地支撑所述第1蓄电部及所述第2蓄电部。

(9)为了达成所述目的，本发明的一实施例的车辆的电池搭载方法是在将输出重量密度优于第1蓄电部的第2蓄电部较所述第1蓄电部而配置在车辆前后方向的前方的状态下，一体地支撑所述第1蓄电部及所述第2蓄电部以制成电池单元，并将所述电池单元从车辆的下方安装至所述车厢的外部且铅垂下方。

[发明的效果]

根据(1)的结构，第1蓄电部及第2蓄电部这两个配置在车厢的外部且车厢的铅垂方向下方，因此能够确保车厢内空间宽大，并且能够一体地安装第1蓄电部及第2蓄电部，从而能够削减组装至车体中的组装工时。而且，由于在第1蓄电部及第2蓄电部中能够不需要各自的冷却回路，因此系统的小型化成为可能，并且，由于将第2蓄电部较第1蓄电部而配置在前方，因此即使在利用行驶风来对第1蓄电部及第2蓄电部进行冷却的情况下，也能够利用对发热量少的第2蓄电部进行冷却后的行驶风来对发热量多的第1蓄电部进行冷却。因而，与以相反的顺序来进行冷却的情况相比，能够有效地冷却两个蓄电部。

根据(2)的结构，第1蓄电部及第2蓄电部被收容在同一框体内，因此能够大幅削减将第1蓄电部及第2蓄电部组装至车体的组装工时。而且，通过使制冷剂在框体内流动，从而能够容易地进行第1蓄电部及第2蓄电部的冷却。

根据(3)的结构，先对内部电阻小而发热量少的第2蓄电部进行冷却后，再对内部电阻大而发热量多的第1蓄电部进行冷却，因此能够有效地冷却第1蓄电部及第2蓄电部。因而，与以相反的顺序来进行冷却的情况相比，能够有效地冷却两个蓄电部。

根据(4)的结构，由于将相对较大型的第1蓄电部配置于后座的下方，将相对较小型的第2蓄电部配置于前座的下方，因此既能确保蓄电容量，又能确保使用频率高的前座的空间宽大。

根据(5)的结构，在通过具备第1蓄电部与第2蓄电部而创造出的车厢外空间，可将电力转换部与第1蓄电部及第2蓄电部一同配置于地板下，因此能够增加装载容量并且，与未车载电力转换部的情况或者将电力转换部作为独立体而搭载于行李室内的情况相比，能够大幅削减外部供电时的工夫。

根据(6)的结构，第1蓄电部、第2蓄电部及电力转换部被收容在同一框体内，因此能够大幅削减第1蓄电部、第2蓄电部及电力转换部的组装工时。

根据(7)的结构，在车辆的左右侧面中的接近电力转换部的一方设有连接部，因此能够将电力转换部及连接部靠近地配置，从而能够实现配线的省线化。

根据(8)、(9)的结构，能够将第1蓄电部及第2蓄电部一体地安装至车体，从而能削减组装工时。而且，第1蓄电部及第2蓄电部中能够不需要各自的冷却回路，并且，由于将第2蓄电部较第1蓄电部而配置在前方，因此即使在利用行驶风来对第1蓄电部及第2蓄电部进行冷却的情况下，也能够利用对发热量少的第2蓄电部进行冷却后的行驶风来对发热量多的第1蓄电部进行冷却。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式中的车辆的左侧面图。

图2是本发明的第1实施方式中的车辆的右侧面图。

图3是所述车辆的电池单元的立体图。

图4是所述车辆的电池单元的平面图。

图5是本发明的第2实施方式中的车辆的左侧面图。

图6是本发明的第3实施方式中的车辆的左侧面图。

图7是本发明的第4实施方式中的车辆的左侧面图。

图8是本发明的第5实施方式中的车辆的左侧面图。

[符号的说明]

1、30、40、50、60：车辆

2：前窗玻璃

3：左右侧窗玻璃

4：车顶

5：车厢

6：底板

7：前座

8：后座

9：马达(驱动部)

10、35、45、55、65：电池单元

11：第1蓄电部

12：第2蓄电部

13：电力转换部

14：连接部

15：支撑体

16：风扇

17：框体

18：外部气体导入口

19：外部气体导出口

20、36、46、56、66：冷却回路

31：蒸发器

41：室内气体导入口

42：室内气体导出口

51：散热器

52：水泵

53：制冷剂流路

54：连接流路

61：冷却器

fr：车体前方

up：车体上方

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，对于以下说明中的前后左右等的方向，只要无特别记载，则与以下说明的车体中的方向相同。箭头fr表示车体前方，箭头up表示车体上方。

<第1实施方式>

如图1所示，车辆1具有由前窗玻璃(frontwindowglass)2、左右侧窗玻璃(sidewindowglass)3及车顶(roof)4等所围成的车厢5。车辆1在底板(floorpanel)6上且车厢5内，具有供乘员就坐的前座7及后座8。

车辆1为电动汽车(electricvehicle，ev)，具备驱动用的马达(驱动部)9及电池(第1蓄电部11及第2蓄电部12)。马达9以第1蓄电部11及第2蓄电部12中的至少一个的电力来驱动。马达9除了搭载于车体前部的发动机室(engineroom)内的交流(alternatingcurrent，ac)马达或直流(directcurrent，dc)马达以外，还可为车轮内置(inwheel)马达。车辆1除了仅利用电池的能量来驱动马达9的电池式电动汽车以外，还可为将发动机(内燃机)并用于驱动或者作为发电机来使用的混合动力(hybrid)汽车及利用燃料电池来发电的燃料电池汽车。

车辆1在车厢5的外部且底板6的下表面(换言之，在车厢5的外部且车厢5的铅垂方向下方)，配置有电池单元10。电池单元10具备充电容量互不相同的第1蓄电部11及第2蓄电部12。

第1蓄电部(es-e)11为高容量型电池，第2蓄电部(es-p)12为高输出型电池。第2蓄电部12是能量重量密度差于第1蓄电部11而输出重量密度优于第1蓄电部11的电池。第1蓄电部11具有比第2蓄电部12大的能量容量。为了确保行驶距离，优选将第1蓄电部11设为比第2蓄电部12大的尺寸。第1蓄电部11遍及后座8的左右全宽而配置于后座8的铅垂方向下方。第1蓄电部11是通过多个电池块(batteryblock)的堆叠，使前部的高度较后部增加而形成。第1蓄电部11的内部电阻大于第2蓄电部12而容易成为高温。

第2蓄电部12较第1蓄电部11而小型，但能够以比第1蓄电部11大的电流来进行充放电。第2蓄电部12被配置在前座7左侧的铅垂方向下方。即，第2蓄电部12较第1蓄电部11而配置在车辆前后方向的前方。

第1蓄电部11及第2蓄电部12是分别将未图示的多个电池块串联连接而构成。电池块的数量或各电池块中所含的电池单体的数量能够考虑各蓄电部11、12的需求输出或容量等而适当设定。作为电池单体，可使用镍氢电池或锂离子电池(lithiumionbattery)等二次电池。

通过具备如此般特性不同的两个蓄电部11、12，且进行利用如下所述的各蓄电部11、12的特性的控制，即，例如第1蓄电部11以不取决于马达9的需求电力的固定电力进行放电，而第2蓄电部12以固定电力与需求电力的差值进行充放电，由此，能够将两个蓄电部11、12作为兼具单个蓄电部难以达成的高能量密度与功率(power)密度的理想的蓄电部来使用。此种理想的蓄电部与仅具备高容量型或高输出型中的其中任一种蓄电部的情况相比，在重量或体积，进而在成本方面均有优势。

参照图1～图4，电池单元10除了第1蓄电部11及第2蓄电部12以外，还具备电力转换部13、连接部14、支撑体15、风扇(fan)16及框体17。

电力转换部13在第1蓄电部11及第2蓄电部12中的至少一个与车辆1外部的电力系统之间进行电力转换。电力转换部13被配置在前座7右侧的铅垂方向下方，且邻接于第2蓄电部12的右侧。即，电力转换部13是以在车辆左右方向上与第1蓄电部11重合的方式而配置。

连接部14为充电连接器，与车辆左右方向上的电力转换部13设置于同侧(右侧)，且可经由盖子(lid)等而露出于车辆右侧面。即，连接部14是设在车辆的左右侧面中的靠近电力转换部13的一方。连接部14也可邻接于电力转换部13而设置或一体地设置。

支撑体15是一体地搭载框体17中的电池单元10的各设备的底座(base)板。在支撑体15上，除了第1蓄电部11、第2蓄电部12及电力转换部13以外，还支撑有连接于马达9的逆变器(inverter)、介设在第1蓄电部11及电力转换部13与逆变器之间的升压转换器(converter)、介设在第2蓄电部12与逆变器之间的升压转换器、各种控制器(controller)及接线盒(junctionbox)(均未图示)。

框体17例如形成为树脂或金属制的箱形状，且形成为可配置在车厢5外部且底板6下方的高度尺寸的扁平状。框体17是通过在支撑体15上罩住框体内部件而固定，从而形成为箱形状。框体17具有在车厢5的外部朝车辆前方侧开口的外部气体导入口18与在车厢5的外部朝车辆后方侧开口的外部气体导出口19。通过这些外部气体导入口18及外部气体导出口19与风扇16和框体17，在框体17内形成有对第1蓄电部11及第2蓄电部12进行冷却的单个冷却回路20。

当将电池单元10安装于底板6的下表面时，在框体17内，从车辆前后方向的前侧朝向后侧，依照风扇16、第2蓄电部12及电力转换部13与第1蓄电部11的顺序将它们予以收容。即，第1蓄电部11及第2蓄电部12配置在车厢5的外部且车厢5的铅垂方向下方，第2蓄电部12较第1蓄电部11而配置在车辆前后方向的前方。

在框体17内，能够从外部气体导入口18导入行驶风，该行驶风依照第2蓄电部12、第1蓄电部11的顺序对它们进行冷却后，从外部气体导出口19排出向后方。在框体17内，即使在车辆1的停止状态下，也可通过风扇16的驱动来从外部气体导入口18导入外部气体，该外部气体依照第2蓄电部12、第1蓄电部11的顺序来对它们进行冷却后，从外部气体导出口19排出向后方。风扇16为电动风扇，例如以第1蓄电部11及第2蓄电部12中的至少一个的电力来驱动。图1的示例中，风扇16被配置在外部气体导入口18附近，从外部气体导入口18直接抽吸外部气体以导入至框体17内。另外，也可为下述结构：风扇16被配置在外部气体导出口19附近，使框体17内产生负压，以从外部气体导入口18导入外部气体。

电池单元10是在支撑体15上搭载并一体地支撑第1蓄电部11、第2蓄电部12、电力转换部13及风扇16等，随后在支撑体15上罩住框体内部件而形成箱形状的框体17，由此成为在框体17内收容有各设备的一体单元。电池单元10在安装于车辆1的状态下，使第2蓄电部12较第1蓄电部11而配置于车辆前方。

电池单元10是从车辆1的下方安装于车厢5的外部且铅垂下方。由此，驱动用电池(各蓄电部11、12)及与此相关的各设备向车辆1中的安装变得容易。将各蓄电部11、12安装于车厢5的外部且铅垂下方在抑制对车厢内空间的影响且降低车辆1的重心的方面也为优选。

电池单元10中，将发热量相对较少的第2蓄电部12较发热量相对较多的第1蓄电部11而配置于冷却回路20的上游侧，因此能够利用制冷剂(外部气体)来效率良好地冷却各蓄电部11、12。电池单元10中，将第2蓄电部12较第1蓄电部11而配置于车辆前方，因此只要将行驶风导入框体17内，便能够利用行驶风来效率良好地冷却各蓄电部11、12。即，第1蓄电部11与第2蓄电部12的冷却上的上限温度为同程度，即便是对发热量少的第2蓄电部12冷却后的行驶风，也能够充分地进行第1蓄电部11的冷却。然而，在改变第1蓄电部11与第2蓄电部12的顺序的情况下，则无法获得该效果。

如以上所说明般，根据本实施方式，由于第1蓄电部11及第2蓄电部12这两个被配置在车厢5的外部且车厢5的铅垂方向下方，因此能够确保车厢内空间宽大，并且能够一体地安装第1蓄电部11及第2蓄电部12，从而能削减组装至车体的组装工时。

而且，由于将相对较小容积即可的高输出型电池即第2蓄电部12配置于车厢前方侧(前座7侧)，因此能够确保前座7周围的空间宽大，并且，由于将相对较大容积的高容量型电池即第1蓄电部11配置于车厢后方侧(后座8侧)，因此也能与行李室空间一并确保高容量型电池的配置空间宽大。

而且，第1蓄电部11及第2蓄电部12能够不需要各自的冷却回路，因此可实现系统的小型化与轻量化，并且，由于将第2蓄电部12较第1蓄电部11而配置于前方，因此即使在利用行驶风来对第1蓄电部11及第2蓄电部12进行冷却的情况下，也能够利用对发热量少的第2蓄电部12进行冷却后的行驶风来对发热量多的第1蓄电部11进行冷却。

而且，根据本实施方式，第1蓄电部11及第2蓄电部12被收容在同一框体17内，因此能够大幅削减将第1蓄电部11及第2蓄电部12组装至车体的组装工时。而且，通过使制冷剂在框体17内流动，从而能够容易地进行第1蓄电部11及第2蓄电部12的冷却。

而且，根据本实施方式，冷却回路20依照第2蓄电部12、第1蓄电部11的顺序进行冷却，因此先对内部电阻小而发热量少的第2蓄电部12进行冷却后，再对内部电阻大而发热量多的第1蓄电部11进行冷却，因此能够有效地冷却第1蓄电部11及第2蓄电部12。

而且，根据本实施方式，由于将相对较小的第2蓄电部12配置于前座7的铅垂方向下方，将相对较大的第1蓄电部11配置于后座8的铅垂方向上方，因此既能确保蓄电容量，又能确保使用频率高的前座7的空间宽大。

而且，根据本实施方式，将在第1蓄电部11及第2蓄电部12与外部的电力系统之间进行电力转换的电力转换部13以在车辆左右方向上与第1蓄电部11重合的方式予以配置，因此，能够将电力转换部13与第1蓄电部11及第2蓄电部12一同配置于地板下，从而增加装载容量，并且与未车载电力转换部13的情况或将电力转换部13作为独立体而搭载于行李室内的情况相比，能够大幅削减外部供电时的工夫。

而且，根据本实施方式，第1蓄电部11、第2蓄电部12及电力转换部13被收容在同一框体17内，因此能够大幅削减第1蓄电部11、第2蓄电部12及电力转换部13的组装工时。

而且，根据本实施方式，作为电力转换部13与外部电力系统的电触点的连接部14被设在车辆的左右侧面中的接近电力转换部13的一方，因此能够将电力转换部13及连接部14靠近地配置，从而能够实现配线的省线化。

<第2实施方式>

接下来，参照图5来说明本发明的第2实施方式。

本实施方式的车辆30及电池单元35相对于所述第1实施方式，尤为不同的是，在外部气体导入口18配置有蒸发器(evaporator)31。对于除此以外的与所述实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略详细说明。

蒸发器31例如是使用车辆30的空调制冷剂来冷却空气的热交换器，在框体17内靠近外部气体导入口18的后方(下游侧)而配置，且配置于各蓄电部11、12的前方(上游侧)。图5的示例中，在蒸发器31与各蓄电部11、12之间配置有风扇16。通过外部气体导入口18、外部气体导出口19、风扇16、蒸发器31及框体17，在框体17内形成有对第1蓄电部11及第2蓄电部12进行冷却的单个冷却回路36。由此，从外部气体导入口18导入至框体17内的外部气体经蒸发器31冷却，从而下游侧的各蓄电部11、12良好地得到冷却。

<第3实施方式>

接下来，参照图6来说明本发明的第3实施方式。

本实施方式的车辆40及电池单元45相对于所述第1实施方式，尤为不同的是，取代外部气体导入口18及外部气体导出口19，而在框体17上具有朝车厢5内开口的室内气体导入口41及室内气体导出口42。对于除此以外的与所述实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略详细说明。

在框体17内，可从室内气体导入口41导入车厢5内的空气，该空气依照第2蓄电部12、第1蓄电部11的顺序对它们进行冷却后，从室内气体导出口42排出至车厢5内。通过室内气体导入口41、室内气体导出口42、风扇16及框体17，在框体17内形成对第1蓄电部11及第2蓄电部12进行冷却的单个冷却回路46。车厢5内的空气与外部气体相比而温度稳定，从而成为容易维持各蓄电部11、12的冷却性能的结构。

<第4实施方式>

接下来，参照图7来说明本发明的第4实施方式。

本实施方式的车辆50及电池单元55相对于所述各实施方式，尤为不同的是，将各蓄电部11、12设为水冷。对于除此以外的与所述实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略详细说明。

车辆50具备：制冷剂流路53，可对各蓄电部11、12等进行冷却地设在框体17内；散热器(radiator)51，设在车辆50的例如前端部；连接流路54，遍及散热器51及制冷剂流路53之间而延伸；以及电动的水泵(waterpump)52，使冷却水在散热器51及制冷剂流路53之间循环。通过框体17、制冷剂流路53、散热器51、连接流路54及水泵52，从而在框体17内形成有对第1蓄电部11及第2蓄电部12进行冷却的单个冷却回路56。由此，较之将各蓄电部11、12设为空冷的所述实施方式，容易提高各蓄电部11、12的冷却性能。

<第5实施方式>

接下来，参照图8来说明本发明的第5实施方式。

本实施方式的车辆60及电池单元65相对于所述第4实施方式的车辆50，尤为不同的是，配置有对冷却水进行冷却的冷却器(chiller)61。对于除此以外的与所述实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略详细说明。

冷却器61例如是使用车辆60的空调制冷剂来对冷却水进行冷却的热交换器，例如在连接流路54上配置于水泵52与框体17之间。冷却器61对从散热器51导入至框体17内的制冷剂流路53的冷却水进行冷却，从而能够良好地冷却下游侧的各蓄电部11、12。通过框体17、制冷剂流路53、散热器51、连接流路54、冷却器61及水泵52，从而在框体17内形成有对第1蓄电部11及第2蓄电部12进行冷却的单个冷却回路66。由此，各蓄电部11、12的冷却性能较所述第4实施方式提高。

另外，本发明并不限于所述各实施方式，可在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。例如，图6的示例中，也可与图5同样地配置蒸发器31。冷却器61只要较各蓄电部11、12位于上游侧，则也可配置在框体17内，且位置也可与各蓄电部11、12重合。

配置于车厢5的座位并不限定于前座7及后座8，也可为将后座8设为前后两列的三列座椅。形成于框体17的外部气体导入口18也可一体成型于覆盖车辆下表面的底罩(undercover)等。

并且，所述各实施方式中的结构为本发明的一例，在不脱离发明的主旨的范围内可进行各种变更。