电池单元的制作方法

本发明涉及一种搭载于车辆的电池单元。

背景技术：

在hev(hybridelectricalvehicle：混合动力车辆)及ev(electricalvehicle：电动车辆)等车辆中，搭载有收纳电池的电池单元。电池的电力经由控制电力供给的开关元件(接触器、继电器等)或在异常时切断电力传递路径的断路器(保险丝等)而供给至电力转换设备(逆变器等)或其他电气设备(空调装置等)。

开关元件、断路器通常以收纳于电连接盒(接线盒)的状态搭载于车辆。例如，在专利文献1中记载有如下内容：具备多个电连接盒，在各电连接盒中分散地收纳开关元件、断路器。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2017-94788号公报

在设置于电连接盒的电气部件中，包含有在车辆碰撞时应避免破坏的重要部件(例如，开关元件)。以往，通过将设置有重要部件的电连接盒与电池一同作为电池单元来收纳于壳体，从而防止车辆碰撞时的重要部件的破坏，但在输入有使电池单元变形这样的大的碰撞载荷的情况下，电池单元内的电连接盒也有可能被压扁，因此要求进一步提高针对碰撞载荷的耐久性。

技术实现要素：

本发明提供一种能够确保车辆碰撞时的压缩行程，并且控制压坏时的变形来保护重要部件的电池单元。

本发明的一方案是一种电池单元，其搭载于车辆，且具备：

电池；

第一电连接盒，其电连接于该电池；

第二电连接盒，其电连接于该电池；以及

壳体，其收纳所述电池、所述第一电连接盒及所述第二电连接盒，其中，

所述电池、所述第一电连接盒及所述第二电连接盒在车宽方向上依次配置，

所述第一电连接盒沿着所述电池的车宽方向一侧的侧面配置，

所述第二电连接盒保持于随着从所述第一电连接盒沿车宽方向分离而向上方或下方倾斜的支架。

发明效果

根据上述方案，能够通过支架的变形来确保车辆侧面碰撞时的压缩行程。即，在输入有侧面碰撞载荷的情况下，通过支架的变形，第二电连接盒的姿态以从倾斜姿态变成垂直的方式发生变化，因此与将支架及第二电连接盒配置为水平姿态的情况相比，侧面碰撞载荷不易输入至第一电连接盒、电池。因此，若在第一电连接盒设置重要部件，则能够控制压坏时的变形来保护重要部件。

附图说明

图1是表示搭载有本发明的一实施方式所涉及的电池单元的车辆的一部分的立体图，且是从前方斜上方观察车辆的底板及电池单元的立体图。

图2是从前方斜上方观察从车辆的底板及电池单元收纳部浮起的电池单元的分解立体图。

图3是图1的x-x剖视图。

图4是图3的y-y剖视图。

图5是表示电池单元的电力传递路径的电路图。

图6是表示电池的右侧部的立体图。

图7是表示安装有支架的电池的右侧部的立体图。

图8是表示安装有第一电连接盒及第二电连接盒的电池的右侧部的立体图。

图9是表示安装有冷却风扇及连接线等的电池的右侧部的立体图。

附图标记说明：

1电池单元；

2电池；

3壳体；

44冷却风扇；

51第一电力传递路径；

52第二电力传递路径；

53第一开关元件；

54第二开关元件；

55第三开关元件；

57第一断路器；

58第二断路器；

71电子控制单元；

72连接线；

8支架；

81支架主体；

82第一固定部；

83第二固定部；

box1第一电连接盒；

box2第二电连接盒；

e1第一电气设备；

e2第二电气设备；

v车辆。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的一实施方式进行说明。需要说明的是，设为沿附图标记的方向观察附图，在以下说明中，关于前后、左右、上下，根据从驾驶员观察的方向，在附图中将车辆的前方示为fr，将后方示为rr，将左侧示为l，将右侧示为r，将上方示为u，将下方示为d。

[电池单元]

如图1～图4所示，本发明的一实施方式所涉及的电池单元1搭载于hev、ev等车辆v。车辆v在底板fp具有电池单元收纳部h，电池单元1收纳于电池单元收纳部h，并紧固连结于底板fp。

电池单元1具备：电池2；冷却系统部件，其用于冷却电池2；电力传递系统部件，其用于传递电池2的电力；控制系统部件，其用于控制电池2；以及壳体3，其收纳上述部件。

[电池]

电池2具备：电池模块22，其由沿车宽方向层叠的多个单体21构成；以及电池框架23(参考图6)，其保持电池模块22。本实施方式的电池2具备配置成上下两层的两个电池模块22，但能够适当变更电池模块22或单体21的个数。另外，多个单体21经由沿着前后方向的间隙(未图示)并列配置，并被通过这些间隙的冷却风冷却。

[壳体]

壳体3具备壳体主体31及覆盖壳体主体31的开口的盖32。壳体主体31为沿车宽方向较长且上部开口的大致长方体形状的箱部件，在开口缘部上在整周形成有向外侧延伸的凸缘部31a。

盖32具备：凸缘部32a，其从外周缘部在整周向外侧延伸；吸气孔32b，其用于从车室va向电池单元1内部吸入冷却风；以及排气孔32c，其用于向电池单元1的外部(本实施方式中为行李箱vb)排出冷却电池2后的冷却风。

如图4所示，盖32的凸缘部32a经由环状密封部件33与壳体主体31的凸缘部31a重叠。重叠的两个凸缘部31a、32a经由多个螺栓b1紧固连结于底板fp。

[冷却系统部件]

冷却系统部件构成利用从车室va吸入到电池单元1的内部的冷却风对电池2进行冷却，并向电池单元1的外部排出冷却后的冷却风的冷却风流路，在本实施方式的冷却系统部件中包含吸气格栅41、内部吸气通道42、第一内部排气通道43、冷却风扇44及第二内部排气通道(未图示)。

吸气格栅41安装于后部座位rs的前表面下方，经由形成于盖32的吸气孔32b向电池单元1的内部取入冷却风。内部吸气通道42与吸气格栅41连通，并且覆盖电池2的前表面。另外，第一内部排气通道43覆盖电池2的后表面，并且经由电池单元1的内部空间与冷却风扇44连通。

当冷却风扇44驱动时，从车室va经由吸气格栅41向内部吸气通道42的内部吸入冷却风，该冷却风通过电池2的间隙流入第一内部排气通道43，由此电池2的各单体21被冷却。然后，对电池2进行冷却并流入到第一内部排气通道43的冷却风被排放到电池单元1的内部空间，之后被冷却风扇44吸入，经由第二内部排气通道及盖32的排气孔32c排出到电池单元1的外部。在本实施方式中，将从盖32的排气孔32c排出的冷却风经由外部排气通道46向行李箱vb排出，但冷却风的排出目的地也可以是车室va。

还参考图9，本实施方式的冷却风扇44是西洛克风扇，且具备风扇壳体44a、内装于该风扇壳体44a的旋转风扇、以及配置于该旋转风扇的中心部且驱动旋转风扇旋转的马达。

[电力传递系统部件]

如图3及图5所示，电力传递系统部件构成用于向外部的第一电气设备e1传递电池2的电力的第一电力传递路径51、以及从第一电力传递路径51分支且用于向外部的第二电气设备e2传递电力的第二电力传递路径52，在本实施方式的控制系统部件中，包含控制电力供给的第一开关元件53、第二开关元件54、第三开关元件55及电阻器56、以及在异常时切断电力传递路径51、52的第一断路器57及第二断路器58。

本实施方式的第一电气设备e1为pcu(功率控制单元)，且包含将直流电力转换为交流电力的逆变器(电力转换设备)、将高压电力转换为低压电力的dc-dc计算机(电压转换设备)。另外，本实施方式的第二电气设备e2为电动空调装置(a/c)，与pcu相比，是重要度较低的电气设备。

第一开关元件53及第二开关元件54设置于第一电力传递路径51，是控制对第一电气设备e1及第二电气设备e2的电力供给的电气部件。第一开关元件53为设置于第一电力传递路径51的正侧的正侧主接触器，第二开关元件54为设置于第一电力传递路径51的负侧的负侧主接触器。

第三开关元件55及电阻器56为如下电气部件：其在第一电力传递路径51上与第一开关元件53并联连接，用于为了避免过剩的浪涌电流(inrushcurrent)而在第一开关元件53之前使预充电路径通电。开关元件55为与第一开关元件53并联连接的预充电接触器，电阻器56为与第三开关元件55串联连接的预充电电阻器。

第一断路器57是为了在异常时切断第一电力传递路径51而设置的电气部件，第二断路器58是为了在异常时切断第二电力传递路径52而设置的电气部件。本实施方式的第一断路器57及第二断路器58均为保险丝。

电力传递系统部件以设置于第一电连接盒box1及第二电连接盒box2的状态组装于电池单元1。若具体进行说明，则在第一电连接盒box1中设置有第一开关元件53、第二开关元件54、第三开关元件55、电阻器56及第一断路器57，且第一电连接盒box1配置于第一电力传递路径51上。另外，在第二电连接盒box2中设置有第二断路器58，且第二电连接盒box2配置于第二电力传递路径52上。与构成第二电力传递路径52并收纳于第二电连接盒box2的第二断路器58相比，构成第一电力传递路径51并收纳于第一电连接盒box1的这些电气部件是即使在车辆碰撞时也应避免破坏的重要部件。第一电力传递路径51不经由设置于第二电连接盒box2的第二断路器58，因此即使设置于第二电连接盒box2的第二断路器58被破坏，也能够在电池2与第一电气设备e1之间进行电力供给。

在图5中，符号61为根据维护检查时的手动操作而切断电池2的输出的维护插接器，设置于将两个电池模块22电连接的路径。

[控制系统部件]

在控制系统部件中包含控制电池2的电子控制单元(电池ecu)71。电子控制单元71经由连接线72与电池2电连接。电子控制单元71及连接线72也是即使在车辆碰撞时也应避免破坏的重要部件，如图3所示，本实施方式的电子控制单元71通过配置于电池2的上表面2u来避免碰撞载荷的输入。

[电连接盒及冷却风扇的配置及保持结构]

接着，参考图3、图6～图9，对电连接盒box1、box2及冷却风扇44的配置及保持结构进行说明。

如图3所示，电池2、第一电连接盒box1及第二电连接盒box2在车宽方向上从左侧朝向右侧依次配置。第一电连接盒box1沿着电池2的右侧面2r而配置，如图8及图9所示，第二电连接盒box2保持于随着从第一电连接盒box1沿车宽方向分离而向上方(或下方)倾斜的支架8。需要说明的是，所谓第一电连接盒box1沿着电池2的右侧面2r配置，是指第一电连接盒box1的与电池2的右侧面2r对置的一面以与电池2的右侧面2r大致平行的方式以垂直姿态配置。第二电连接盒box2通过支架8而以倾斜姿态配置。

根据这种电池单元1，在对电池单元1的影响令人担忧的车辆侧面碰撞时从电池单元1的车宽方向一侧(右侧或左侧)输入有侧面碰撞载荷的情况下，通过支架8变形来确保车辆侧面碰撞时的压缩行程。即，在输入有侧面碰撞载荷的情况下，通过支架8的变形，第二电连接盒box2以从倾斜姿态变成垂直的方式变形。根据这种支架8及第二电连接盒box2的变形，侧面碰撞载荷不易输入至第一电连接盒box1、电池2，因此通过在第一电连接盒box1设置重要部件(开关元件53、54、55)，能够保护重要部件。

在本实施方式中，第一电连接盒box1配置于第一电气设备e1与电池2之间的第一电力传递路径51上，第二电连接盒box2配置于从第一电力传递路径51分支而向第二电气设备e2传递电力的第二电力传递路径52上，在第一电连接盒box1中设置有控制电力供给的第一开关元件53、第二开关元件54、第三开关元件55及切断第一电力传递路径51的第一断路器57，在第二电连接盒box2中设置有切断第二电力传递路径52的第二断路器58。因此，在车辆侧面碰撞时，能够允许设置于第二电连接盒box2的第二断路器58的破坏，且防止设置于第一电连接盒box1的第一开关元件53、第二开关元件54、第三开关元件55(重要部件)的破坏。需要说明的是，如上所述，第一电力传递路径51不经由设置于第二电连接盒box2的第二断路器58，因此即使设置于第二电连接盒box2的第二断路器58被破坏，也能够在电池2与第一电气设备e1之间进行电力供给。

另外，如图3所示，在车宽方向上，在电池2与第一电连接盒box1之间形成有空间s，利用该空间s来布设电池2与电子控制单元71的连接线72。如此，能够利用电池2及第一电连接盒box1来保护连接线72。

在本实施方式的支架8上，不仅保持有第二电连接盒box2，还保持有冷却风扇44。具体而言，在支架8的上表面保持有第二电连接盒box2，在支架8的下表面保持有冷却风扇44。这样，与分别用单独的支架来保持第二电连接盒box2及冷却风扇44的情况相比，能够减少部件件数。另外，通过在支架8的上表面保持第二电连接盒box2，并在支架8的下表面保持冷却风扇44，能够紧凑地保持第二电连接盒box2及冷却风扇44。

如图7～图9所示，本实施方式的支架8具有：板状的支架主体81；第一固定部82，其从该支架主体81朝向电池2延伸，并固定于电池2的右侧面2r侧；以及第二固定部83，其从支架主体81朝向电池2延伸，并固定于与右侧面2r正交的前表面2f侧。根据这种固定部82、83，能够用电池2的两个面牢固地固定支架8。

如图6所示，电池框架23具备保持电池2的侧部的一对侧框架24。以下，仅对右侧的侧框架24进行说明。在侧框架24的右侧部设置有对支架8的第一固定部82进行固定的第一固定部24a，在侧框架24的前表面设置有对支架8的第二固定部83进行固定的第二固定部24b。侧框架24的第一固定部24a具有沿上下方向贯通的螺栓插通孔24d，经由穿过该螺栓插通孔24d的螺栓b2而紧固连结支架8的第一固定部82。

如图6所示，侧框架24的第二固定部24b具有长孔形状的嵌合孔24c。形成于支架8的第二固定部83的嵌合突起83a(参考图7)嵌合于该嵌合孔24c。由此，支架8的第二固定部83固定于侧框架24的第二固定部24b。

[总结]

从上述实施方式，可提取以下方案。需要说明的是，在括弧内示出上述实施方式中对应的要件，但并不限定于此。

(1)一种电池单元(电池单元1)，其搭载于车辆(车辆v)，且具备：

电池(电池2)；

第一电连接盒(第一电连接盒box1)，其电连接于该电池；

第二电连接盒(第二电连接盒box2)，其电连接于该电池；以及

壳体(壳体3)，其收纳所述电池、所述第一电连接盒及所述第二电连接盒，其中，

所述电池、所述第一电连接盒及所述第二电连接盒在车宽方向上依次配置，

所述第一电连接盒沿着所述电池的车宽方向一侧的侧面(右侧面2r)配置，

所述第二电连接盒保持于随着从所述第一电连接盒沿车宽方向分离而向上方或下方倾斜的支架(支架8)。

(2)根据(1)所述的电池单元，其中，

所述第一电连接盒配置于第一电气设备(第一电气设备e1)与所述电池之间的第一电力传递路径(第一电力传递路径51)上，

所述第二电连接盒配置于从所述第一电力传递路径分支而向第二电气设备(第二电气设备e2)传递电力的第二电力传递路径(第二电力传递路径52)上，

在所述第一电连接盒中设置有控制电力供给的开关元件(第一开关元件53、第二开关元件54、第三开关元件55)及切断所述第一电力传递路径的断路器(第一断路器57)，

在所述第二电连接盒中设置有切断所述第二电力传递路径的断路器(第二断路器58)。

(3)根据(1)或(2)所述的电池单元，其中，

在所述壳体中收纳有将冷却所述电池的冷却风向所述壳体内取入的冷却风扇(冷却风扇44)，

在所述支架上保持有所述第二电连接盒及所述冷却风扇。

(4)根据(3)所述的电池单元，其中，

在所述支架的上表面保持有所述第二电连接盒，在所述支架的下表面保持有所述冷却风扇。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的电池单元，其中，

所述支架具有：

板状的支架主体(支架主体81)；

第一固定部(第一固定部82)，其从该支架主体朝向所述电池延伸，并固定于所述电池的所述侧面侧；以及

第二固定部(第二固定部83)，其从所述支架主体朝向所述电池延伸，并固定于与所述侧面正交的面(前表面2f)侧。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的电池单元，其中，

在所述电池的上表面(上表面2u)配置有控制所述电池的电子控制单元(电子控制单元71)，

在车宽方向上，在所述电池与所述第一电连接盒之间配置有将所述电池与所述电子控制单元电连接的连接线(连接线72)。

根据(1)，电池、第一电连接盒及第二电连接盒在车宽方向上依次配置，第一电连接盒沿着电池的车宽方向一侧的侧面配置，第二电连接盒保持于随着从第一电连接盒沿车宽方向分离而向上方或下方倾斜的支架，因此能够通过支架的变形来确保车辆侧面碰撞时的压缩行程。即，在输入有侧面碰撞载荷的情况下，通过支架的变形，第二电连接盒的姿态以从倾斜姿态变成垂直的方式发生变化，因此与将支架及第二电连接盒配置为水平姿态的情况相比，侧面碰撞载荷不易输入至第一电连接盒、电池。因此，若在第一电连接盒设置重要部件，则能够控制压坏时的变形来保护重要部件。

根据(2)，第一电连接盒配置于第一电气设备与电池之间的第一电力传递路径上，第二电连接盒配置于从第一电力传递路径分支而向第二电气设备传递电力的第二电力传递路径上，在第一电连接盒中设置有控制电力供给的开关元件及切断第一电力传递路径的断路器，在第二电连接盒中设置有切断第二电力传递路径的断路器，因此在车辆侧面碰撞时，能够允许设置于第二电连接盒的断路器的破坏，且防止设置于第一电连接盒的开关元件(重要部件)的破坏。另外，第一电力传递路径不经由设置于第二电连接盒的断路器，因此即使设置于第二电连接盒的断路器被破坏，也能够从电池向第一电气设备进行电力供给。

根据(3)，在电池单元的壳体中收纳有将冷却电池的冷却风向壳体内取入的冷却风扇，在支架保持有第二电连接盒及冷却风扇，因此与分别用单独的支架保持第二电连接盒及冷却风扇的情况相比，能够减少部件件数。

根据(4)，在支架的上表面保持有第二电连接盒，在支架的下表面保持有冷却风扇，因此能够紧凑地保持第二电连接盒及冷却风扇。

根据(5)，支架具有：板状支架主体；第一固定部，其从该支架主体朝向电池延伸，并固定于电池的侧面侧；以及第二固定部，其从支架主体朝向电池延伸，并固定于与侧面正交的面侧，因此能够用电池的两个面牢固地固定支架。

根据(6)，在电池的上表面配置有控制电池的电子控制单元，在车宽方向上，在电池与第一电连接盒之间配置有将电池与电子控制单元电连接的连接线，因此能够利用形成于电池与第一电连接盒之间的空间来保护连接线。

需要说明的是，本发明并不限定于前述实施方式及变形例，能够适当进行变形、改良等。

例如，所述实施方式的支架8随着从第一电连接盒box1沿车宽方向分离而向上方倾斜，但也可以随着从第一电连接盒box1沿车宽方向分离而向下方倾斜。

另外，电池2、第一电连接盒box1及第二电连接盒box2也可以在车宽方向上从右侧朝向左侧而依次配置。

另外，在所述实施方式中，将向两个电气设备e1、e2并联地供给电池2的电力的情况为例说明了本发明，但被供给电池2的电力的电气设备的数量或将电池2与电气设备连接的电路结构并不限定于所述实施方式。