车辆电池组的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的电池组。

背景技术：

日本未审专利申请公报第2019-129042号(jp2019-129042a)描述了一种安装在车辆的地板面板的下方的电池单元(电池组)。该电池单元包括其中层叠有多个电池单体的电池模块以及该电池模块被容纳在其中的电池外部壳体。电池模块被容纳在模块壳体中，并且被构造成由形成在模块壳体的底面上的水套冷却。在这种液体冷却系统中，与使用风扇等的空气冷却系统相比，能够进行细微的热管理，从而电池的效率提高。

技术实现要素：

上述现有技术没有提到水套中的冷却剂的冷却，而是要求用于使得冷却剂冷却下来的散热器。这样的散热器通常被放置在电池组的外部，因此，需要通过管道将散热器连接到电池组。因此，这导致电池组在车辆上的安装变得复杂的问题。

考虑到以上事实而实现了本发明，并且本发明的目的是提供一种即使当车辆电池组采用液体冷却系统时也能够容易地安装在车辆上的车辆电池组。

根据本发明的第一方面的一种车辆电池组包括电池、散热器、通路、泵和壳体。电池经由通路被连接到散热器。泵被构造成使冷却剂通过通路在电池和散热器之间循环。电池、散热器、通路和泵被容纳在壳体中，并且壳体具有用于外部空气的进入开口和排出开口。

在根据第一方面的发明中，当泵运行时，冷却剂通过通路在电池和散热器之间循环，电池经由该通路被连接到散热器。因此，与空气冷却系统相比，能够进行细微的热管理，使得电池的效率提高。此外，电池、散热器、通路和泵被容纳在具有用于外部空气的进入开口和排出开口的壳体中，并且在被如此吸入壳体中的外部空气和流过散热器的冷却剂之间进行热交换。即，用于冷却冷却剂的组成部分全部被设置在壳体的内部。因此，当车辆电池组被安装在车辆上时，不需要经由管道将电池连接到散热器，使得车辆电池组容易安装在车辆上。

根据本发明的第二方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第一方面中，在散热器被设置在车辆中的状态下，散热器可以被以使得散热器的正面面向车辆上下方向上的下方并且散热器的背面面向车辆上下方向上的上方的姿态放置。

在根据第二方面的发明中，在散热器被设置在车辆中的状态下，散热器被以使得散热器的正面面向车辆上下方向上的下方并且散热器的背面面向车辆上下方向上的上方的姿态放置。这能够抑制壳体在车辆上下方向上的尺寸的增加。

根据本发明的第三方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第二方面中，壳体可以被设置在车辆的地板的下方。进入开口可以被形成在壳体的下壁上。排出开口可以被形成在壳体的上壁和后壁中的至少一个壁上。

在根据第三方面的发明中，散热器被容纳在被设置在车辆的地板下方的壳体的内部。散热器被以使得正面面向车辆上下方向上的下方并且背面面向车辆上下方向上的上方的姿态放置。用于外部空气的进入开口被形成在壳体的下壁上。因此，在车辆行驶时通过壳体的下壁下方的外部空气(行进风)能够被从进入开口成功地吸入壳体中。被吸入壳体中的外部空气从正端面侧到背面侧地通过散热器，并且从至少形成在壳体的上壁和后壁上的排出开口排出到壳体的外部。这允许被吸入壳体中的外部空气从排出开口成功地排出到壳体的外部。

根据本发明的第四方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第三方面中，当从车辆宽度方向观察散热器时，散热器可以被以朝向车辆前后方向上的前侧向前倾斜的姿态放置。

在根据第四方面的发明中，如上所述，散热器被以倾斜的姿态放置。因此，这使得外部空气(行进风)容易撞击散热器，该外部空气从在车辆上下方向上被放置在散热器下方的壳体的进入开口朝向车辆上下方向上的上侧和车辆前后方向上的后侧流入壳体中。

根据本发明的第五方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第一方面到第四方面中的任何一个方面中，车辆电池组可以还包括进气引导部和排气引导部中的至少一个引导部，其中，该进气引导部被构造成将从进入开口吸入壳体中的外部空气引导到散热器，并且该排气引导部被构造成将通过散热器的外部空气引导到排出开口。

在根据第五方面的发明中，设有进气引导部和排气引导部中的至少一个引导部。在设有进气引导部的情况下，被从壳体的进入开口吸入壳体中的外部空气能够被进气引导部成功地引导到散热器。此外，在设有排气引导部的情况下，通过散热器的外部空气能够被排气引导部成功地引导到壳体的排出开口。

根据本发明的第六方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第一方面到第五方面中的任何一个方面中，车辆电池组可以包括：压缩机，该压缩机被构造成压缩制冷剂；冷凝器，该冷凝器被构造成冷凝制冷剂；热交换器，该热交换器被构造成在制冷剂和冷却剂之间进行热交换；和液体加热器，该液体加热器被构造成加热冷却剂。压缩机、冷凝器、热交换器和液体加热器可以被容纳在壳体中。

在根据第六方面的发明中，制冷剂被压缩机压缩，制冷剂被冷凝器冷凝，并且在热交换器中在制冷剂和冷却剂之间进行热交换。由此，能够充分地冷却冷却剂。此外，冷却剂能够由液体加热器加热。由此，能够进行更细微的热管理，使得电池的效率进一步提高。此外，由于压缩机、冷凝器、热交换器和液体加热器被容纳在壳体中，因此能够维持将车辆电池组容易地安装在车辆上的效果。

根据本发明的第七方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第六方面中，散热器可以在壳体的内部被放置在车辆前后方向上的后端部中。

在根据第七方面的发明中，在其中容纳有压缩机、冷凝器、热交换器等的壳体的内部，散热器被放置在车辆前后方向上的后端部中。由此，能够防止或抑制外部空气(热空气)撞击冷却装置，即压缩机、冷凝器和热交换器，该外部空气被从壳体的进入开口吸入壳体中并且通过散热器。

根据本发明的第八方面的一种车辆电池组可以以如下方式构造。即，在第一方面到第七方面中的任何一个方面中，电池可以包括：电池模块，该电池模块被构造成使得多个电池单体彼此电连接；和外壳，在电池模块被浸入冷却剂中的状态下，电池模块被容纳在该外壳中。

在根据第八方面的发明中，电池被构造成使得电池单体彼此电连接的电池模块在电池模块被浸入冷却剂中的状态下被容纳在外壳的内部。因此，例如，与通过水套冷却电池模块的构造相比，能够提高对于电池模块的冷却性能。

如上所述，即使车辆电池组采用液体冷却系统，根据本发明的车辆电池组也能够容易地安装在车辆上。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出其上安装有根据实施例的车辆电池组的车辆的侧视图；

图2是示出根据实施例的车辆电池组的透视图；

图3是示出根据实施例的车辆电池组的平面截面图；

图4是示出根据实施例的车辆电池组的截面侧视图；

图5是示出根据实施例的电池的局部构造的截面侧视图；并且

图6是示出根据实施例的变型例的车辆电池组的截面侧视图。

具体实施方式

接下来参考图1到图6描述根据本发明的实施例的车辆电池组10。注意，在每一幅图中适当地示出的箭头fr、箭头rh和箭头up分别指示其上安装有车辆电池组10的车辆v的车辆前后方向上的前侧(前进侧)、车辆v的车辆宽度方向上的右侧以及车辆v的车辆上下方向上的上侧。例如，车辆v是电动车辆。在下文中，在仅通过使用前侧和后侧、右侧和左侧以及上侧和下侧进行描述的情况下，除非另外说明，否则它们分别指示在车辆前后方向上的前侧和后侧、在车辆左右方向上的右侧和左侧以及在车辆上下方向上的上侧和下侧。

构造

如图1中所示，根据本实施例的车辆电池组10被安装在车辆v的地板下面(即，地板面板(未示出)的下方)。如图2到图4中所示，车辆电池组10包括构成车辆电池组10的外壁的壳体12。壳体12被形成为在车辆前后方向上细长的扁平箱状，并且通过诸如螺栓紧固被固定到车辆v的车体vb。

除了电池14，在壳体12中还容纳有多个附件。作为示例，所述附件包括散热器24、多个管道40、42、44、46、48(除了图3之外未示出)、作为泵的水泵26、液体加热器28、热交换器30、压缩机32、冷凝器34、多个管道52、54、56(除了图3之外未示出)以及电源分配箱36。

电池14、水泵26、液体加热器28、热交换器30和散热器24经由管道40、42、44、46、48彼此连接。水泵26、液体加热器28，热交换器30和管道40、42、44、46、48形成通路38，电池14经由该通路38被连接到散热器24。

压缩机32、冷凝器34和热交换器30经由管道52、54、56彼此连接。压缩机32、冷凝器34、热交换器30和管道52、54、56形成与通路38不同的通路50。在下文中，将详细描述每一个组成部分。

电池14是被构造成向电动机(未示出)供应电力以使车辆v行驶的电池，并且电池14构成电池组10的本体部分。电池14包括：电池模块18，该电池模块18被构造成使得多个电池单体16(见图5)彼此电连接；外壳22，在电池模块18被浸入冷却剂20(除了图5之外未示出)中的状态下，电池模块18被容纳在该外壳22中；和电池电子控制单元(ecu)(未示出)。尽管在此未示出，但是多个电池模块18被容纳在外壳22中。

冷却剂20是具有电绝缘性能从而不会在电池单体16中引起短路的液体。冷却剂例如是绝缘油，诸如用于机床等的冷却油、变压器油、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、氢氟醚、氟类惰性液体等。

电池单体16例如是锂离子二次电池，并且以使得端子(未附有附图标记)被放置在其上端中的姿态放置。每一个电池单体16的从上部起的下侧被浸入冷却剂20中。例如，在冷却剂20的上方将密封构件(未示出)放置在相邻的电池单体16之间，以防止冷却剂20泼溅电池单体16的端子。为了掌握电池14的状态，电池ecu测量每一个电池模块18的电压、电流、温度等，并监测每一个电池模块18的输入和输出。

散热器24是被构造成散发冷却剂20的热量的热交换器，并且被构造成使得散热器芯(未示出)被设置成主要部分。散热器芯包括例如彼此平行布置的多个管以及设置在这些管之间的多个波纹状翅片，并且冷却剂20流过这些管。

水泵26经由管道40被连接到电池14，液体加热器28经由管道42被连接到水泵26，并且热交换器30经由管道44被连接到液体加热器28。此外，散热器24经由管道46被连接到热交换器30，并且经由管道48被连接到电池14。

当水泵26运行时，电池14的外壳22中的冷却剂20通过水泵26、液体加热器28和热交换器30，使得冷却剂20在电池14和散热器24之间循环。此外，当液体加热器28运行时，如上所述地循环的冷却剂20被液体加热器28加热。注意，图3中的箭头c指示冷却剂20流动的方向。

同时，制冷剂(未示出)(例如，氢氟碳化合物)流过由压缩机32、冷凝器34、热交换器30和管道52、54、56构成的通路50。在通路50中，制冷剂被压缩机32压缩，制冷剂被冷凝器34冷凝，并且在热交换器30中在制冷剂和冷却剂20之间进行热交换。由此，冷却剂20被冷却。注意，图3中的箭头r指示制冷剂流动的方向。

电池14、液体加热器28和压缩机32经由配线58、60、62(除了图3之外未示出)被连接到电源分配箱36。电源分配箱36经由延伸到壳体12外部的配线64被连接到在车辆侧的连接部66(除了图3之外，未示出连接部66和配线64)。用于使车辆v行驶的电动机和控制装置(这两者均未示出)被电连接到在车辆侧的连接部66。该控制装置被构造成与设置在车辆v中的加速器踏板(未示出)的操作一起调节将要从电池14供应到电动机的电力。

在本实施例中，作为示例，如图2到图4中所示，电池14在壳体12的内部被放置在前端部中。水泵26、液体加热器28和电源分配箱36在电池14的后方被布置在左右方向上。热交换器30和压缩机32在水泵26、液体加热器28和电源分配箱36的后方被布置在左右方向上。此外，散热器24和冷凝器34被放置在热交换器30和压缩机32的后方，从而在壳体12的内部在后端部中被布置在左右方向上。

此外，在本实施例中，如图4中所示，当从左右方向(车辆宽度方向)观察散热器24时，散热器24以朝向前侧向前倾斜的姿态放置，使得散热器24的正面24a面向下方并且散热器24的背面24b面向上方。用于外部空气(即，行进风)的进入开口68(除了图4之外未示出)被形成在壳体12的下壁12f上，并且用于行进风的排出开口70(除了图4之外未示出)被形成在壳体12的后壁12b上。进入开口68从下侧面向散热器24的正面24a，并且排出开口70从后侧面向散热器24的背面24b。注意，在图4中，12a指示壳体12的前壁，12c指示壳体12的左壁，并且12d指示壳体12的右壁。

此外，进气引导板72、74(除了图4之外未示出)和排气引导板76、78(除了图4之外未示出)被置放在壳体12的内部。进气引导板72、74被设置为进气引导部，该进气引导部被构造成将从进入开口68吸入壳体12中的行进风引导到散热器24(见图4中的箭头w1)。排气引导板76、78被设置为排气引导部，该排气引导部被构造成将通过散热器24的行进风引导到排出开口70(见图4中的箭头w2)。进气引导板72、74和排气引导板76、78被形成为板形，并且被放置成当从左右方向观察它们时倾斜以变为朝向后侧上坡。注意，进气引导部和排气引导部不限于板形部分。例如，进气引导部和排气引导部可以具有导管形状。

被从进入开口68吸入壳体12中的行进风从正面24a侧撞击散热器24，并且通过散热器芯(未示出)以到达散热器24的背面24b侧。此时，在行进风和冷却剂20之间进行了热交换。

操作和效果

接下来描述本实施例的操作和效果。

在如上所述地构造的车辆电池组10中，当水泵26运行时，冷却剂20通过将电池14连接到散热器24的通路38在电池14和散热器24之间循环。由此，与空气冷却系统相比，能够进行细微的热管理，使得电池14的效率提高。结果是，不需要设置很多电池14来确保例如车辆v的续航距离，并且这能够有助于电池容量的小型化。

此外，电池14、散热器24、通路38和水泵26被容纳在具有用于外部空气的进入开口68和排出开口70的壳体12中，并且在由此被吸入壳体12中的外部空气和流过散热器24的冷却剂20之间进行热交换。即，用于冷却冷却剂20的组成部分全部被设置在壳体12的内部。由此，当车辆电池组10被设置在车辆v中时，不需要通过管道将电池14连接到散热器24，或者不需要将配线布线到水泵26。这实现了将车辆电池组10容易地安装在车辆v上。

此外，在本实施例中，散热器24以使得正面24a面向车辆上下方向上的下方并且背面24b面向车辆上下方向上的上方的姿态放置在壳体12的内部。这能够抑制壳体12的车辆上下方向上的尺寸的增加。

此外，在本实施例中，散热器24被容纳在被设置在车辆v的地板下方的壳体12中。用于外部空气的进入开口68被形成在壳体12的下壁12f上，使得进入开口68面向散热器24的正面24a。由此，在车辆v行驶时通过壳体12的下壁12f下方的外部空气(行进风)能够被从进入开口68成功地吸入壳体12中。被吸入壳体12中的行进风从正面24a侧到背面24b侧地通过散热器24，并且从形成在壳体12的后壁12b上以使得排出开口70面向散热器24的背面24b的排出开口70排出到壳体12的外部。这允许被吸入壳体12中的行进风从排出开口70成功地排出到壳体12的外部。

此外，在本实施例中，当从车辆v的宽度方向(左右方向)观察散热器24时，散热器24被放置成朝向前侧向前倾斜的姿态。这允许行进风容易地撞击散热器24，该行进风从壳体12的进入开口68朝向上侧和后侧流入壳体12中，该进入开口68被放置在散热器24的下方。

此外，在本实施例中，设有被构造成将从进入开口68吸入壳体12中的行进风引导到散热器24的进气引导板72、74以及被构造成将通过散热器24的行进风引导到排出开口70的排气引导板76、78。这使得能够将行进风成功地引导到散热器24并且将通过散热器24的行进风成功地引导到排出开口70。

此外，在本实施例中，制冷剂被压缩机32压缩，该制冷剂被冷凝器34冷凝，并且在热交换器30中在制冷剂和冷却剂20之间进行热交换。由此，能够充分地冷却冷却剂20。此外，冷却剂20能够被液体加热器28加热。由此，能够进行更细微的热管理，使得电池14的效率进一步提高。此外，由于压缩机32、冷凝器34、热交换器30和液体加热器28被容纳在壳体12中，因此能够维持将车辆电池组10容易地安装在车辆v上的效果。

此外，在本实施例中，散热器24在壳体12的内部被放置在后端部中，压缩机32、冷凝器34、热交换器30等被容纳在该壳体12中。因此，能够防止或抑制行进风(即，热空气)撞击冷却装置，即压缩机32、冷凝器34和热交换器30，该行进风被从壳体12的进入开口68吸入壳体12中并且通过散热器24。

此外，在本实施例中，电池14被构造成使得电池模块18在电池模块18被浸入冷却剂20中的状态下被容纳在外壳22中，该电池模块18中的每一个电池模块被构造成使得电池单体16彼此电连接。由此，与例如电池模块18由水套冷却的构造相比，能够提高对于每个电池模块18的冷却性能。

实施例的补充描述

在以上实施例中，电池14被构造成使得电池模块18在电池模块18被浸入冷却剂20中的状态下被容纳在外壳22中。然而，本发明不限于此。电池14可以被构造成使得用于冷却电池模块18的水套被设置在外壳22中。

此外，在以上实施例中，散热器24在壳体12的内部被放置在车辆前后方向上的后端部中。然而，本发明不限于此。例如，如图6中所示的变型例那样，散热器24可以在壳体12的内部被放置在车辆前后方向上的中间部中。在该变型例中，排出开口70被形成在壳体12的上壁12e上。

此外，在以上实施例中，设有压缩机32、冷凝器34、热交换器30和液体加热器28。然而，本发明不限于此。可以省略压缩机32、冷凝器34、热交换器30和液体加热器28。

此外，在以上实施例中，设有进气引导板72、74和排气引导板76、78。然而，本发明不限于此。可以省略进气引导板72、74和排气引导板76、78中的任一种或这两者。

另外，在以上实施例中，散热器24被放置成在使得正面24a面向车辆上下方向上的下方并且背面24b面向车辆上下方向上的上方的姿态中向前倾斜。然而，本发明不限于此。可以适当地修改将要放置的散热器24的姿态。

此外，在以上实施例中，进入开口68被形成在壳体12的下壁12f上。然而，本发明不限于此。例如，进入开口可以被形成在壳体12的前壁12a上。在这种情况下，例如，散热器24可以在壳体12的内部被放置在车辆前后方向上的前端部中。

此外，在以上实施例中，车辆v是电动车辆。然而，本发明不限于此。其上安装有根据本发明的车辆电池组的车辆可以是混合动力车辆。

此外，在以上实施例中，车辆电池组10被设置在车辆v的地板的下方。然而，本发明不限于此。可以适当地修改安装有根据本发明的车辆电池组的部分，并且车辆电池组可以被设置在车辆的车厢内部、甲板上等。注意，例如，在根据本发明的车辆电池组被设置在车辆的车厢内部的情况下，需要添加将外部空气引导到壳体的外部空气进入开口的构造以及将从壳体的外部空气排出开口排出的外部空气引导到车辆外部的构造。

另外，在不脱离本发明的主旨的情况下，可以进行各种修改来实施本发明。此外，毋庸赘述，本发明的范围不限于以上实施例。