车辆的电池冷却结构的制作方法

1.本发明涉及一种车辆的电池冷却结构。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种车辆，具备bsg(belt starter generator：皮带起动发电机)即带式的起动发电机。
3.带式的起动发电机作为辅助动力源发挥功能，该辅助动力源进行发动机的启动，并在行驶时辅助发动机的输出。
4.在很多情况下，具备带式的起动发电机的车辆具备输出电压为48v的电池和dc/dc转换器。48v的电池对起动发电机进行驱动。为了获得驱动各种电器的12v的电压，dc/dc转换器将电池的输出电压从48v转换为12v。
5.若电池和dc/dc转换器伴随着动作发热而变为高温，则对于发挥它们的性能是不利的。因此，需要适当地冷却电池、dc/dc转换器。
6.然而，若对于电池、dc/dc转换器分别设置独立的冷却结构，则冷却结构变复杂，在冷却结构的小型化的观点上存在改善的余地。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本国特开2012
‑
241700号公报


技术实现要素：

10.本发明关于一种能够使冷却结构简化，能够小型化的车辆的电池冷却结构。
11.根据典型的实施例，车辆的电池冷却结构具备：电池壳体，该电池壳体支承于车身，且收容电池和dc
‑
dc转换器；进气部，该进气部将空气导入电池壳体；以及排气部，该排气部将导入至电池壳体的空气排出。在所述电池壳体内，电池设置于从进气部到排气部的空气的流路的上游侧。dc
‑
dc转换器设置于下游侧。
12.根据该结构，通过在电池壳体内经由空气的流路从进气部到达排气部的冷却风，电池被先行冷却，接着，由被电池加热的冷却风冷却比电池高温的dc
‑
dc转换器。
13.因此，即使在同一电池壳体内收容发热的电池和dc/dc转换器这两个部件，也能够有效地冷却这些电池和dc/dc转换器双方。
14.因此，与对电池和dc/dc转换器双方分别设置独立的冷却结构的情况相比，冷却结构简化并小型化。
附图说明
15.图1是表示实施方式的车辆的电池冷却结构的立体图，表示取下了电池壳体的罩的状态。
16.图2是表示实施方式的车辆的电池冷却结构的俯视图，表示取下了电池壳体的罩
的状态。
17.图3是图1的a
‑
a线剖视图。
18.图4是图1的b
‑
b线剖视图。
19.图5是图1的c
‑
c线剖视图。
20.图6是表示电池的立体图。
21.图7是表示在侧梁的内部配置有第二排气管的端部的状态的剖视图。
具体实施方式
22.以下，参照附图对实施方式进行说明。
23.另外，在以下的附图中，符号up表示车辆上方，符号fr表示车辆前方，符号lh表示车宽方向。
24.另外，在实施方式中，本发明应用于具备带式的起动发电机的车辆，但本发明不限定于具备带式的起动发电机的车辆，也能够广泛地应用于具备电池和转换电池的输出电压的dc/dc转换器的车辆。
25.如图1、图2、图3所示，在车身10的后部设置：一对侧梁12，该一对侧梁12在车宽方向上空开间隔，并且沿车辆前后方向延伸；以及后底板14，该后底板14架设于一对侧梁12之间。
26.在后底板14的车宽方向的中央设置凹部16，该凹部16上方开放，且俯视观察时呈矩形形状。
27.该凹部16通常被用作为收容备胎、工具等的收容部，但在本实施方式中，被用作为收容电池组20的收容部。
28.在后底板14的上方配置平板状的行李室板18(参照图3)，该行李室板18覆盖包含凹部16的后底板14。能够将货物积载在行李室板18上。
29.实施方式的车辆的电池冷却结构包含电池组20、进气部22以及排气部24。
30.电池组20包含电池壳体26、电池28以及dc/dc转换器30。
31.如图3至图5所示，电池壳体26设于行李室。电池壳体26包含托盘32和罩34。在图1中，为了便于说明而省略这些托盘32和罩34。
32.托盘32具备：托盘底壁3202，该托盘底壁3202呈细长形状的矩形；托盘侧壁3204，该托盘侧壁3204从托盘底壁3202的周围立起；托盘凸缘3206，该托盘凸缘3206设于托盘侧壁3204的上端外周；以及多个安装片3208，该多个安装片3208在托盘凸缘3206的延伸方向上空开间隔地设置。
33.托盘32的车宽方向的长度大于托盘32的车辆前后方向的长度。托盘32的外周经由多个安装片3208安装于后底板14，或者经由安装片3208和托架35安装于凹部16，由此，托盘32被支承于车身10。
34.罩34具备：罩上壁3402，该罩上壁3402的形状与托盘底壁3202对应；罩侧壁3404，该罩侧壁3404从罩上壁3402的周围下垂设置；以及罩凸缘3406，该罩凸缘3406设于罩侧壁3404的下端外周，并与托盘凸缘3206配合。
35.罩凸缘3406从上方与托盘凸缘3206重合。托盘凸缘3206和罩凸缘3406在周向上空开间隔的多个部位彼此螺栓紧固。由此使电池壳体26的内部密闭。
36.另外，在本实施方式中，如图5所示，罩侧壁3404中位于车宽方向的一方的罩侧壁3404形成用于插入后述的进气管52的进气管用缺口3410。
37.另外，罩侧壁3404中位于车辆后方的罩侧壁3404在车宽方向上空开间隔地形成如图5所示的用于配置后述的第一排气管42的第一排气管用缺口3412、以及如图3所示的用于配置后述的第二排气管44的第二排气管用缺口3414。
38.如图6所示，电池28包含电池主体36和电池罩38。
39.电池主体36的输出电压是48v。电池主体36将该输出电压供给至带式的起动发电机。
40.作为电池主体36，能够使用锂离子二次电池等各种二次电池。
41.电池主体36根据使用时的条件，其温度伴随着动作能够上升至大约60℃的程度。因此，希望冷却电池主体36，以使得电池主体36成为发挥性能的25℃左右的温度。
42.电池主体36的外形是细长形状的矩形板状。在电池主体36的上表面设有安全阀，该安全阀使在电池主体36的内部产生的气体逃逸。
43.如图3、图5所示，在被电池罩38包覆的状态下，电池主体36的车宽方向的长度比电池主体36的车辆前后方向的长度长。电池主体36经由托架40安装于托盘底壁3202的靠近车宽方向的一方的部位，该托架40设置在托盘底壁3202上，并兼顾加强托盘底壁3202。
44.在电池主体36经由托架40安装在托盘底壁3202上的状态下，在电池主体36的底面3602与托盘底壁3202之间，第七流路46g形成为沿着车宽方向直线状地延伸。车室内的空气作为冷却风流通于第七流路46g。
45.如图6所示，电池罩38覆盖电池主体36的上表面和侧面。电池罩38的下部开放。
46.电池罩38从电池主体36的上方包覆，并通过未图示的安装部件安装于电池主体36。
47.在覆盖电池主体36的侧面的电池罩38的侧面的内表面，遍及周向的整周地安装未图示的带状的密封部件。通过该密封部件，电池罩38的下表面与电池主体36的上表面之间的空间以及电池罩38的侧面与电池主体36的侧面之间的空间被密闭。
48.第二排气管44的一端与电池罩38的侧面中的、位于车辆后方的侧面连接。第二排气管44的另一端经由罩34的第二排气管用缺口3414(参照图3)导出至电池壳体26的外侧后方。
49.如图7所示，第二排气管44的另一端经由位于侧梁12上后底板14的开口与侧梁12的内部连接，该侧梁12位于车宽方向的一方。该结果是，电池罩38的内侧和侧梁12的内部经由第二排气管44连通。
50.锁环48密封第二排气管44的外周与后底板14的开口之间。
51.因此，在气体从电池主体36的安全阀放出的情况下，气体不向电池罩38的外侧泄漏，换言之，不向车内泄漏，而是经由第二排气管44被引导向侧梁12的内部，从侧梁12的内部经由间隙放出至车外的大气中。
52.dc/dc转换器30将从电池28输出的电压从48v转换为12v，并供给至各种电器。
53.dc/dc转换器30根据使用时的条件，其温度伴随着动作能够变为100℃左右，并且变为比电池主体36高的高温。因此，希望将dc/dc转换器30冷却至发挥dc/dc转换器30的性能的例如60℃左右的温度。
54.如图1、图2、图4、图5所示，dc/dc转换器30的外形是比电池28薄的矩形板状。
55.dc/dc转换器30与电池28在车宽方向上空开间隔地相邻配置。电池28的矩形的一边与dc/dc转换器30的矩形的一边平行。
56.如图4所示，dc/dc转换器30经由托架50安装于托盘底壁3202的靠近车宽方向的另一方的部位，该托架50设置在托盘底壁3202上，并兼顾加强托盘底壁3202。
57.在dc/dc转换器30经由托架50安装在托盘底壁3202上的状态下，在dc/dc转换器30的底面3002与托盘底壁3202之间，供冷却风流通的第八流路46h形成为与第七流路46g在同一直线上沿着车宽方向延伸。经由第七流路46g和第八流路46h，电池28的底面3602和dc/dc转换器30的底面3002被冷却风更有效地冷却。
58.可以将用于促进冷却的散热片、散热针脚任意地设置于dc/dc转换器30的上表面3004。
59.因此，如图2、图3、图4、图5所示，在罩34安装于托盘32的状态下，在托盘底壁3202与罩上壁3402之间，分别形成供冷却风流通的第一流路46a、第二流路46b、第三流路46c、第四流路46d以及第九流路46i。
60.在托盘侧壁3204和罩侧壁3404与电池28的侧面2802之间，第一流路46a在车辆前后方向上延伸，该托盘侧壁3204和罩侧壁3404位于车宽方向的一方，该电池28的侧面2802与这些侧壁3204、3404相对。
61.在托盘侧壁3204和罩侧壁3404与电池28的侧面2802和dc/dc转换器30的侧面3006之间，第二流路46b在车宽方向上延伸，该托盘侧壁3204和罩侧壁3404位于车辆前方，该电池28的侧面2802和dc/dc转换器30的侧面3006与这些侧壁3204、3404相对。第二流路46b与第一流路46a的车辆前方部位连通。
62.在托盘侧壁3204和罩侧壁3404与电池28的侧面2802和dc/dc转换器30的侧面3006之间，第三流路46c在车宽方向上延伸，该托盘侧壁3204和罩侧壁3404位于车辆后方，该电池28的侧面2802和dc/dc转换器30的侧面3006与这些侧壁3204、3404相对。第三流路46c与第一流路46a的车辆后方部位连通。
63.在车宽方向上彼此相对的电池28的侧面2802与dc/dc转换器30的侧面3006之间，第四流路46d在车辆前后方向上延伸。第四流路46d与第二流路46b以及第三流路46c的中间部连通。
64.在托盘侧壁3204和罩侧壁3404与dc/dc转换器30的侧面3006之间，第九流路46i在车辆前后方向上延伸，该托盘侧壁3204和罩侧壁3404位于车宽方向的另一方，该dc/dc转换器30的侧面3006与这些侧壁3204、3404相对。第九流路46i与第二流路46b、第三流路46c的端部连通。
65.如图3、图5所示，在电池28的上表面2804与罩上壁3402之间，形成供冷却风流通的第五流路46e。第五流路46e与第一流路46a的上部连通，并在车宽方向上延伸。
66.如图4、图5所示，在dc/dc转换器30的上表面3004与罩上壁3402之间，形成供冷却风流通的第六流路46f。第六流路46f与第五流路46e、第四流路46d的上部连通，并在车宽方向上延伸。
67.如图3、图5所示，在电池28(电池主体36)的下表面3602与托盘底壁3202之间，形成供冷却风流通的第七流路46g。第七流路46g与第一流路46a的下部连通，并在车宽方向上延
伸。
68.如图4、图5所示，在dc/dc转换器30的下表面3002与托盘底壁3202之间，形成供冷却风流通的第八流路46h。第八流路46h与第七流路46g、第四流路46d的下部连通，并且在车宽方向上延伸。
69.进气部22将车室内的空气导入电池壳体26。
70.车室内的空气通常通过引入外部空气或者使用空调装置而变成令乘员舒适的温度。
71.如图1、图2、图5所示，进气部22包含进气管52。
72.在本实施方式中，进气管52配置于电池壳体26的车宽方向的一方侧。
73.吸入车室内的空气的进气吸入用开口5202设于进气管52的长度方向的一端。将从进气吸入用开口5202吸入的空气供给至电池壳体26内的进气吹出用开口5204设于进气管52的长度方向的另一端。
74.进气吸入用开口5202在车室内位于靠近车宽方向的一方的部位且从后底板14向上方远离的部位。
75.进气吹出用开口5204经由电池壳体26的罩34的进气管用缺口3410配置于电池壳体26内部。如图2、图5所示，进气吹出用开口5204在电池28和dc
‑
dc转换器30的排列方向上朝向电池28的侧面2802。
76.排气部24将导入至电池壳体26的空气排出。
77.如图2、图4、图5所示，排气部24包含第一排气管42和风扇54。
78.第一排气管42经由罩34的第一排气管用缺口3412从电池壳体26朝向车辆的斜后方突出设置。
79.在第一排气管42的延伸方向的一端设置排气导入用开口部4202。在第一排气管42的延伸方向的另一端设置排气排出用开口部4204。
80.排气导入用开口部4202配置在电池壳体26的内部的靠近车辆后方的部位且在电池28与dc
‑
dc转换器30之间的靠近dc
‑
dc转换器30的部位。如图5所示，在正视观察时，排气导入用开口部4202在dc
‑
dc转换器30的上方的部位从电池28与dc
‑
dc转换器30之间延伸至dc
‑
dc转换器30的车宽方向的中间部。
81.另外，如图2所示，排气导入用开口部4202朝向dc/dc转换器30的上表面3004的大致中央。因此，在构成第一排气管42的壁部，与排气导入用开口部4202的位于dc/dc转换器30侧的壁部的部位4212相比，排气导入用开口部4202的电池28侧的壁部的部位4210以更大的突出量从罩侧壁3404向电池壳体26的内部的突出。
82.换言之，排气导入用开口部4202在dc
‑
dc转换器30的附近与dc
‑
dc转换器30相对。
83.另外，排气导入用开口部4202在电池28与dc
‑
dc转换器30之间靠近dc
‑
dc转换器30地配置。即，从排气导入用开口部4202的中心4202c到dc
‑
dc转换器30的最短距离比从排气导入用开口部4202的中心4202c到电池40的最短距离短。在排气导入用开口部4202的宽度方向上，位于电池28侧的第一部分p1比在宽度方向上位于第一部分p1的相反侧且dc
‑
dc转换器30侧的第二部分p2更向电池壳体26的内部突出。
84.排气排出用开口部4204在电池壳体26的外部的行李室板18的下方开口。换言之，排气排出用开口部4204在后底板14与覆盖后底板14的行李室板18之间的空间开口。在本实
施方式中，如图2所示，在俯视观察的状态下，排气排出用开口部4204朝着车辆后方、向车宽方向的一方倾斜车辆斜后方以及车宽方向的另一方这三个方向开口。
85.风扇54在电池壳体26的外部设于第一排气管42(排气排出用开口部4204)的附近。风扇54将电池壳体26内部的空气从排气导入用开口部4202朝向排气排出用开口部4204吸引。
86.第一排气管42和风扇54位于dc
‑
dc转换器30的车辆后方部位。更详细地，第一排气管42和风扇54位于dc
‑
dc转换器30的车辆后方且dc
‑
dc转换器30的投影区域内。即，在俯视观察时，与dc
‑
dc转换器30的位于车宽方向的最中央侧的侧部相比，风扇54的俯视图(对应于图2)中的风扇54的中心部54c位于车宽方向的外侧。即，第一排气管42和风扇54设于在车宽方向上从电池28偏移的部位。换言之，在电池28的后方的该电池28的投影区域内，未配置第一排气管42和风扇54。另外，这里所说的“投影区域”指的是在将dc
‑
dc转换器30或电池28不向车宽方向偏移地向后方移动时所形成的假想区域。
87.通过像这样在电池壳体26的内部配置电池28、dc/dc转换器30、进气部22、排气部24，由此，在电池壳体26内，电池设置于从进气部22到排气部24的空气的流路的上游侧，转换器30设置于下游侧。
88.如图2所示，当风扇54在电池28以及dc/dc转换器30动作的状态下动作时，从进气管52的进气吸入用开口5202导入的冷却风从进气吹出用开口5204被引导至电池壳体26内部。
89.从进气吹出用开口5204吹出的冷却风与电池28的侧面2802碰撞，一部分从第一流路46a的长度方向的中间部向车辆前方以及车辆后方流动。从第一流路46a的长度方向的中间部流向车辆前方以及车辆后方的冷却风通过第二流路46b、第三流路46c，向车宽方向另一方流动，到达第九流路46i。
90.另外，从进气吹出用开口5204吹出的、与电池28的侧面2802碰撞的冷却风的一部分通过电池28的上表面2804的第五流路46e、第四流路46d、dc/dc转换器30的上表面3004的第五流路46f，向车宽方向的另一方流动，到达第九流路46i。
91.另外，如图5所示，从进气吹出用开口5204吹出的、与电池28的侧面2802碰撞的冷却风的一部分通过电池28(电池主体36)的下表面3602的第七流路46g、第四流路46d、dc/dc转换器30的下表面3002的第八流路46h，向车宽方向的另一方流动，到达第九流路46i。
92.然后，到达了第九流路46i的冷却风通过dc/dc转换器30的上表面3004，被风扇54从排气导入用开口部4202吸入，经由排气排出用开口部4204向行李室板18的下方即后底板14与板18之间的空间排出。
93.在本实施方式中，在电池壳体26内，电池28设置于从进气部22到排气部24的空气的流路的上游侧，dc
‑
dc转换器30设置下游侧。因此，首先，通过在电池壳体26内经由第一流路46a至第九流路46i从进气部22到达排气部24的冷却风，电池28被先行冷却。接着，由被电池28加热的冷却风冷却比电池28高温的dc
‑
dc转换器30。
94.因此，即使在同一电池壳体26内收容发热的电池28和dc/dc转换器30这两个部件，也能够有效地冷却这些电池28和dc/dc转换器30双方。
95.因此，与对电池28和dc/dc转换器30双方分别设置独立的冷却结构的情况相比，能够使冷却结构简化，在实现小型化、成本降低上有利。
96.另外，排气导入用开口部4202在dc
‑
dc转换器30的附近与dc
‑
dc转换器30相对设置。
97.因此，能够通过电池28和dc/dc转换器30使温度上升的冷却风优先吸引至排气导入用开口部4202，在提高电池28和dc/dc转换器30的冷却效率上有利。
98.另外，如图2、图5所示，在电池壳体26的内部的靠近车辆后方的部位，在正视观察的情况下，排气导入用开口部4202在dc
‑
dc转换器30的上方的部位从电池28与dc
‑
dc转换器30之间延伸至dc
‑
dc转换器30的车宽方向的中间部。
99.因此，能够通过电池28和dc/dc转换器30使温度上升的冷却风优先吸引至排气导入用开口部4202，在提高电池28和dc/dc转换器30的冷却效率上有利。
100.另外，排气导入用开口部4202在电池28与dc
‑
dc转换器30之间靠近dc
‑
dc转换器30地配置，在排气导入用开口部4202的宽度方向上，与位于dc
‑
dc转换器30侧的第二部分p2相比，位于电池28侧的第一部分p1更向电池壳体26的内部突出。因此，由于在第三流路46c和第五流路46e流动的冷却风与排气导入用开口部4202的电池28侧的部位碰撞，所以不会被直接吸引至排气导入用开口部4202。因此，能够将在第三流路46c和第五流路46e流动的冷却风作为对电池28和dc/dc转换器30进行冷却的冷却风而有效地利用，在提高电池28和dc/dc转换器30的冷却效率上更有利。
101.另外，在本实施方式中，第一排气管42的排气排出用开口部4204在后底板14与板18之间的空间开口。因此，由于对电池28和dc/dc转换器30进行冷却而温度上升的冷却风不直接向车室内排出，而能够间接地向车室内排出，在维持乘员的舒适性上有利。
102.另外，在本实施方式中，排气部24包含介入设置于第一排气管42的风扇54。因此，能够优先排出由于对电池28和dc/dc转换器30进行冷却而成为高温的冷却风，在提高电池28和dc/dc转换器30的冷却效率上有利。
103.另外，虽然也可以将风扇54设于进气管52，但如本实施方式这样，在提高电池28和dc/dc转换器30的冷却效率上更有利。
104.另外，在本实施方式中，电池28和dc
‑
dc转换器30在车宽方向上排列。另外，进气部22的进气管52的进气吸入用开口5202位于车室内。更进一步地，进气部22的进气管52的进气吹出用开口5204在电池28和dc
‑
dc转换器30的排列方向上朝向电池28。
105.因此，能够使冷却风从进气吹出用开口5204直接朝向电池28并接触，因此在提高电池28的冷却效率上有利。
106.另外，第一排气管42和风扇54位于dc
‑
dc转换器30的车辆后方且dc
‑
dc转换器30的投影区域内。因此，在车辆发生后碰撞时，第一排气管42和风扇54不与电池28产生干涉，在实现电池28的保护上有利。
107.另外，在本实施方式中，具备将来自电池28的排气向侧梁12内排出的第二排气管44。因此，即使将对电池28进行冷却后的冷却风向车室内排出，也能够将从电池28产生的气体排出至车室外。
108.另外，在本实施方式中，第二排气管44将来自电池28的排气向侧梁12内排出，但也可以是第二排气管44将来自电池28的排气向车外排出，在该情况下也能得到与上述同样的效果。
109.但是，如果像本实施方式这样，由于将从电池28产生的气体向作为非气密的封闭
空间的侧梁12内部排气，因此在防止水、虫侵入第二排气管44上有利。
110.本技术基于2019年1月30日提出申请的日本专利申请特愿2019
‑
013880，将内容作为参照编入于此。
111.符号说明
112.10 车身
113.12 侧梁
114.14 后底板
115.18 行李室板
116.22 进气部
117.24 排气部
118.26 电池壳体
119.28 电池
120.30 dc/dc 转换器
121.42 第一排气管
122.4202 排气导入用开口部
123.4204 排气排出用开口部
124.4210、4212 壁部的部位
125.44 第二排气管
126.46a～46i 第一～第九流路
127.52 进气管
128.5202 进气吸入用开口
129.5204 进气吹出用开口
130.54 风扇
131.p1 第一部分
132.p2 第二部分