CN101291007B - 用于车载电气设备的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车载电气设备的冷却装置。来自从行驶用电池吸入排出空气流的电动电池冷却风扇(2110)的排出空气，如箭头C(10)、C(11)和C(12)所示在通向设置在第一横梁(10000)内的通风口(10100)的方向上分散，如箭头C(20)、C(21)、C(22)和C(23)所示在通向设置在缓冲材料(12000)内的第一通风口(12100)和设置在缓冲材料(13000)内的第一通风管道(13100)的方向上分散，如箭头C(30)、C(31)、C(32)和C(33)所示在通向设置在缓冲材料(12000)内的第二通风口(12200)和设置在缓冲材料(13000)内的第二通风管道(13200)的方向上分散。通过这种构型，即使排出空气从行驶用电池流出，也可避免车辆内部的局部温度升高，而不需要较大空间。

Description

用于车载电气设备的冷却装置
本正式申请基于在2007年4月18日向日本专利局递交的日本专利申请No.2007-109683，所述申请的全部内容引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于车载电气设备的冷却装置，具体地涉及一种用于电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)等用的蓄电机构(电池、电容器等)、PCU(电力控制单元)等的冷却装置。
背景技术
从电动机获得车辆驱动力的电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆都安装有蓄电机构(二次电池(也称作电池)、电容器等)。对于电动车辆，利用储存于蓄电机构中的电力来驱动电动机从而驱动车辆。对于混合动力车辆，利用储存于蓄电机构中的电力来驱动电动机从而驱动车辆，并由电动机来辅助发动机从而驱动车辆。对于燃料电池车辆，利用来自燃料电池的电力来驱动电动机从而驱动车辆，除来自燃料电池的电力外，还利用储存于蓄电机构中的电力来驱动电动机从而驱动车辆。
由于要求作为这些蓄电机构一个示例的二次电池(电池)输出高电压和高功率，因此通过串联约六个电池单元(如约1.2V的锂离子电池或镍氢电池)以形成电池模块(battery module)，并串联约30-40个电池模块来形成电池组(battery pack)。电动车辆、混合动力车辆等必须安装这种大体积的二次电池，而在仅依靠内燃机作为驱动源的传统车辆上并不需要安装这种二次电池。从有效利用车辆内部空间以及行李箱空间、在碰撞情况中确保安全等的观点出发，有必要考虑车辆中安装二次电池的位置，所述二次电池在待安装在车辆上的各电气设备之中具有相对大的体积。另外，有必要考虑安装被称作PCU的逆变器和DC/DC转换器的位置。
出于这种考虑，有必要权衡二次电池的尺寸(高度、在车辆宽度方向上的长度、在车辆纵向方向的长度)、权衡由于由二次电池内部的化学反应引起的焦耳热或放热而对二次电池的均匀冷却、或者权衡对PCU中所包括的称为功率半导体的发热元件的冷却。
日本专利未审定公报No.2001-167806(专利文献1)公开了一种车载电池组，该电池组具有紧凑构型、可被容易地设置在机动车内的较小空间中、并可减小各电池模块之间的温度变化。
所述车载电池组是一种将组装电池(该组装电池具有在其中集成为长方体形状的多个电池模块)容纳于电池容纳壳体中并安装在机动车辆中的电池组，其特征在于以相对于电池容纳壳体的底面和顶面倾斜的方式将组装电池设置在电池容纳壳体中，使得所述组装电池的一个侧部位于电池容纳壳体的底面附近，而所述组装电池的另一个侧部位于电池容纳壳体的顶面附近，其特征还在于在电池容纳壳体内可旋转地设有横流式叶轮，该叶轮沿组装电池的位于电池容纳壳体底面附近的整个侧部延伸。
车载电池组构造成使得通过设置在电池容纳壳体内的叶轮将冷却空气流供给到以倾斜的方式设置在电池容纳壳体内的整个组装电池。因此，车载电池组具有紧凑的构型并可被安装到机动车辆内的较小空间中。另外，组装电池中的电池模块可被有效地并均匀地冷却，并可减小各电池模块之间的温度变化。
一般来说，在被供给到组装电池的冷却空气流冷却组装电池(与组装电池进行热交换)之后，所述空气流被排出到车辆内部或车辆外部(即使最终被排出到车辆外部，也可暂时排出到车辆内部)。如果空气沿相同的方向排出到车辆内部，则由于例如从安装在后座下方的地板上的组装电池排出的空气，车辆内部的空气温度会局部升高。另外，如果在后座下部发生局部温度升高，则排出的空气流撞在乘坐于(右侧或左侧、或两侧)后座上的乘员的脚上，或使脚变暖(产生不舒服的感觉)。
然而，专利文献1仅说明了穿过组装电池中的各电池模块之间的间隙的冷却空气流流入电池容纳壳体中的组装电池下方的空间，以及一部分冷却空气流经设置在通风口部上的通风口被排入车辆内部，而另一部分冷却空气流经过排出口、电池安装表面、设置在底面上的排出导引件，并被排入排气管道中，所述空气流经所述排气管道排出到车辆外部。换句话说，已冷却组装电池的空气的一部分被排入车辆内部，而另一部分则被排出到车辆外部。然而空气是在一个方向上被排入车辆内部的。因此，如上所述，在车辆内部，车辆内部的空气温度会局部地升高。另一方面，很难在安装有大体积组装电池的混合动力车辆中不受约束地提供排气管道，所述二次电池并未被安装在仅依靠内燃机作为驱动源的传统车辆上。取决于安装组装电池的位置，例如，也存在已冷却组装电池的空气必须被全部排入车辆内部的情况。在这种情况下，车辆内部中空气的局部温度升高的可能性会更显著地增加。
发明内容
为解决上述问题而提出本发明。本发明的目的在于提供用于车载电气设备的冷却装置，该冷却装置能够在不要求较大空间的情况下避免车辆内部的局部温度升高。
根据本发明的一方面的冷却装置冷却车载电气设备。所述冷却装置包括：进气管道，空气经所述进气管道引入容纳所述电气设备的壳体内；和排气管道，空气经所述排气管道从所述壳体排出。所述排气管道允许来自所述壳体的空气经所述排气管道排出到由多个车架构件形成的空间中。在所述车架构件中形成有贯穿所述车架构件并且供从所述壳体排出的空气流过的通路。
根据这样构造的冷却装置，在已冷却组装电池(行驶用电池，该电池是车载电气设备的示例)的空气被排入车辆内部的情况下，来自壳体的空气经排气管道排出到由多个车架构件(构件，特别是横梁和侧梁)形成的封闭空间中。在这种状态中，排出的空气被排出到由多个构件形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)内，因此可能发生局部温度升高。然而，在构件中(在不引起强度缺陷的前提下)形成有贯穿构件并且供从壳体排出的空气所流过的通路。因此，从壳体排出的空气经构件中的通路分散(扩散，diffuse)。分散后的空气从后座的下部、中央通道(centertunnel)、迎宾踏板(scuff)等排入车辆内部或排出到车辆外部。结果，能够提供用于车载电气设备的冷却装置，该冷却装置能够在不要求较大空间的情况下避免车辆内部的局部温度升高。
根据本发明的另一方面的冷却装置包括：进气管道，空气经所述进气管道引入容纳所述电气设备的壳体内；和排气管道，空气经所述排气管道从所述壳体排出。所述排气管道允许来自所述壳体的空气经所述排气管道排出到由设置在地板护面(地板毡层/地毯)与地板之间的缓冲材料形成的空间中。在所述缓冲材料内部形成有贯穿所述缓冲材料并且供从所述壳体排出的空气流过的通路。
根据这样构造的冷却装置，在已冷却组装电池(行驶用电池，该电池是车载电气设备的示例)的空气被排入车辆内部的情况下，来自壳体的空气经排气管道被排出到由设置在地板护面与地板之间的缓冲材料形成的封闭空间内。在这种状态中，排出的空气被排出到由缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)内，因此可能发生局部温度升高。然而，在缓冲材料内部(在不抑制减振功能的前提下)形成有贯穿缓冲材料并且供从壳体排出的空气所流过的通路。因此，从壳体排出的空气经缓冲材料中的通路分散。分散后的空气从后座的下部、中央通道、迎宾踏板等排入车辆内部或排出到车辆外部。结果，能够提供用于车载电气设备的冷却装置，该冷却装置能够在不要求较大空间的情况下避免车辆内部的局部温度升高。
优选地，在所述缓冲材料内部形成有供从所述壳体排出的空气流过的多个所述通路。
根据这样构造的冷却装置，在所述缓冲材料内部形成有供从所述壳体排出的空气流过的多个所述通路。因此，能够使从壳体排出的空气进一步分散。
优选地，在所述缓冲材料内部形成有供从所述壳体排出的空气流过、在所述缓冲材料内部分支、并且具有多个出口的所述通路。
根据这样构造的冷却装置，在缓冲材料内部形成有在缓冲材料内部分支的、具有多个出口的通路。因此，能够允许从壳体排出的空气在更多的方向上分散。
优选地，所述通路具有弯曲的形状。
根据这样构造的冷却装置，在缓冲材料内部形成的通路是弯曲的并能够改变流动方向。因此，能够使从壳体排出的空气在很多方向上分散。
优选地，所述冷却装置还包括位于所述排气管道的路径上的吸入式(draft-type)风扇。
根据这样构造的冷却装置，设置在排气管道的路径上的吸入式风扇使得能够通过进气管道将冷却空气引入容纳电气设备的壳体内。
从下文中结合附图对本发明进行的详细说明，本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加显然。
附图说明
图1是整个混合动力车辆的控制框图，所述混合动力车辆包括根据本发明第一实施例的冷却装置。
图2是示出动力分配装置的图。
图3是行驶用电池的整体透视图，所述电池是根据本发明的第一实施例的冷却装置的待冷却对象。
图4是由锂离子电池构成的电池组的整体透视图。
图5是图4的局部放大视图。
图6是根据本发明第一实施例的冷却装置的俯视透视图。
图7是图6的俯视图。
图8是根据本发明第二实施例的冷却装置的俯视图。
图9是根据本发明第三实施例的冷却装置的俯视图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行说明。在下面的说明中，相同的部件设有相同的附图标记，并具有相同的名称和功能。因此，将不再重复对相同部件的详细说明。
<第一实施例>
参照图1，将说明整个混合动力车辆的控制框图，所述混合动力车辆包括根据本发明的第一实施例的冷却装置。注意，本发明不限于图1所示的混合动力车辆。只要用作动力源的诸如汽油发动机之类的内燃机(注：下文中将称为发动机)不仅起用于使车辆行驶的驱动源(行驶源)的作用，还起用于发电机的驱动源的作用，本发明不限于混合动力车辆。另外，只要发动机和电动发电机用作驱动源，并且车辆可通过电动发电机的动力而行驶(与发动机停止与否无关)，本发明不限于混合动力车辆。本发明可适用于安装有行驶用电池并具有其它模式的混合动力车辆(不限于所谓的串联式、并联式混合动力车辆等)。根据本实施例的冷却装置的待冷却对象是行驶用电池。然而，本发明不限于此。待冷却对象可以是诸如用作蓄电机构的电容器、PCU等之类的电气设备，而不限于行驶用电池。
所述电池是镍氢电池、锂离子电池等，而所述电池的类型没有特别限制。下文中，将在假定电池类型是锂离子电池的情况下进行说明。注意，锂离子电池的优点在于具有高工作电压以及具有单位重量和体积下的高能量密度，因此可以制成轻质和紧凑的结构，并且不具有记忆效应。电池的结构将在后文中更加详细的说明。
如图1所示，混合动力车辆包括发动机120和电动发电机(MG)140。注意，在下文中，为表达方便，电动发电机140表示为电动发电机140A(或MG(2)140A)和电动发电机140B(或MG(1)140B)。取决于混合动力车辆的行驶状态，电动发电机140A起发电机的作用，电动发电机140B起电动机的作用。当电动发电机起发电机的作用时，再生制动被执行。当电动发电机起发电机的作用，车辆的动能被转化为电能，并且车辆的速度降低。
另外，混合动力车辆包括将在发动机120和电动发电机140处产生的动力传递到驱动轮160并将驱动轮160驱动功率传递到发动机120和电动发电机140的减速器180、将由发动机120产生的动力分配到两个路径(即驱动轮160和电动发电机140B(MG(1)140B))的动力分配装置(例如，下文中说明的行星齿轮机构)200、储存用于驱动电动发电机140的电力的行驶用电池220、通过在行驶用电池220的直流电流与电动发电机140A(MG(2)140A)和电动发电机140B(MG(1)140B)的交流电流之间进行转换来提供电流控制的逆变器240、管理和控制行驶用电池220的充/放电状态(例如，SOC)的电池控制单元(以下称为电池ECU(电子控制单元))260、控制发动机120的工作状态的发动机ECU 280、根据混合动力车辆的状态来控制电动发电机140、电池ECU 260、逆变器240等的MG_ECU 300、以相互联系的方式管理和控制电池ECU 260、发动机ECU 280、MG_ECU 300等从而控制整个混合动力系统使得所述混合动力车辆可最有效地行驶等的HV_ECU 320。注意，通过测量总电流/电流积分以及测量开路电压(OCV)来计算SOC。
在本实施例中，在行驶用电池220与逆变器240之间设置有升压转换器242。这是因为行驶用电池220的额定电压小于电动发电机140A(MG(2)140A)和电动发电机140B(MG(1)140B)的额定电压，因此当从行驶用电池220向电动发电机140A(MG(2)140A)和电动发电机140B(MG(1)140B)供给电力时，升压转换器242使电力的电压升高。
尽管图1的各ECU都分离地构造，但所述ECU可构造成使得至少两个ECU可集成为一个ECU(例如，如图1中的虚线所示，其中集成有MG_ECU 300和HV_ECU 320的ECU便是一个示例)。
动力分配装置200利用行星齿轮机构(行星齿轮)来将发动机120的动力分配到驱动轮160和电动发电机140B(MG(1)140B)二者。通过控制电动发电机140B(MG(1)140B)的转速，动力分配装置200还起无级变速器的作用。发动机120的转矩被输入行星架(C)，而输入转矩通过太阳齿轮(S)传递到电动发电机140B(MG(1)140B)，所述输入转矩还通过齿圈(R)传递到电动发电机140A(MG(2)140A)以及输出轴(驱动轮160侧)。在要停止旋转发动机120时，发动机120仍旋转，这样通过电动发电机140B(MG(1)140B)将这种旋转的动能转化为电能从而减小发动机120的转速。
在安装有如图1所示的混合动力系统的混合动力车辆中，如果建立了对于车辆状态的预定条件，则HV_ECU 320经由电动发电机140A(MG(2)140A)和发动机ECU 280来控制发动机120，使得混合动力车辆仅通过电动发电机140中的电动发电机140A(MG(2)140A)行驶。例如，预定条件是行驶用电池220的SOC至少是预定值等之类的条件。这样，当起动车辆、低速行驶等以及发动机120的利用效率低时，可允许混合动力车辆仅通过电动发电机140A(MG(2)140A)行驶。结果，可降低行驶用电池220的SOC(可在随后车辆停止时为行驶用电池220充电)。
在通常行驶中，发动机120的动力被动力分配装置200分到两个路径，例如，使得一半用于直接驱动驱动轮160，而另一半用于驱动电动发电机140B(MG(1)140B)用以发电。这时，所产生的电力用于驱动电动发电机140A(MG(2)140A)以辅助驱动驱动轮160。在高速行驶时，来自行驶用电池220的电力又被供给到电动发电机140A(MG(2)140A)以增加电动发电机140A(MG(2)140A)的功率，从而进一步为驱动轮160增加驱动力。相反，在减速时，由驱动轮160以被驱动的方式操纵的电动发电机140A(MG(2)140A)起用于再生发电的发电机的作用，所回收的电力储存在行驶用电池220中。注意，如果行驶用电池220的充电量减少并且特别需要充电，则增加发动机120的功率以及增加将由电动发电机140B(MG(1)140B)产生的电力量，从而增加待充入行驶用电池220的电力量。
行驶用电池220的目标SOC通常设定为约60％从而使得能够在任何执行再生的时间回收能量。另外，对于SOC的上限值和下限值，例如，上限值设定为80％，而下限值设定为30％，从而抑制行驶用电池220的退化。HV_ECU 320通过电动发电机140控制功率的产生和再生，经由MG_ECU300控制电动发电机140的电机功率，使得SOC保持在等于或低于上限值并且等于或高于下限值。注意，这里所述的值仅是示例而非被特别限制的值。
参照图2，将进一步说明动力分配装置200。动力分配装置200由包括太阳齿轮(S)202(以下简称为太阳齿轮202)、小齿轮204、行星架(C)206(以下简称为行星架206)和齿圈(R)(208)(以下简称为齿圈208)的行星齿轮系构成。
小齿轮204与太阳齿轮202以及齿圈208相啮合。行星架206可旋转地支承小齿轮204。太阳齿轮202与MG(1)140B的旋转轴相连接。行星架206与发动机120的曲轴相连接。齿圈208与MG(2)140A的旋转轴以及减速器180相连接。
发动机120、MG(1)140B以及MG(2)140A通过由行星齿轮系形成的动力分配装置200相联接，使得发动机120、MG(1)140B以及MG(2)140A的转速具有在共线图中由直线连接的关系。
参照图3，将说明图1中的行驶用电池220。构成行驶用电池220的电池类型是如上所述的锂离子电池。
图3所示的行驶用电池220设置在，例如，车辆的后座处或行李箱板下方(在地板上)。行驶用电池220由容纳于电池组壳(电池组盖)2100内的锂离子电池(电池组)以及将用于冷却电池组的空气吸入电池组壳2100内的电动电池冷却风扇2110构成。对于图3所示的行驶用电池220，采用所谓的吸入式风扇，其中电动电池冷却风扇2110设置在空气排出路径上。因此，空气沿图3中的箭头A的方向吸入，并沿图3中的箭头B的方向排出。
注意，除电池组外，经由DC/DC转换器和逆变器来连接锂离子电池与电动发电机等的配线连接部也可容纳在电池组壳2100内。所述连接部称为接线盒。
一般地，在锂离子电池中，诸如钴基锂、镍基锂或锰酸锂之类的含锂成分用作正电极，不含锂的碳材料用作负电极，溶解在有机溶剂中的锂盐用作电解液，并且锂作为离子来应用。特别地，通过抑制电解液与正电极之间在电解界面上的退化反应，利用镍基锂作正电极的锂离子电池可实现在高温下的延长的寿命，以及实现高功率以及在低温下的延长的寿命。这种锂离子电池具有高工作电压和每单位重量以及体积的高能量密度，因此易于制成轻质和紧凑的结构。
当锂离子电池处于高温时，电动电池冷却风扇2110将空气吸入车辆内部并将空气引入设置在电池组壳2100内的冷却通路，从而冷却锂离子电池。锂离子电池在约常温下给出最高的性能。因此，如果由电池温度传感器测得的温度高于预定的阈值，则电动电池冷却风扇2110(其能力可通过控制电动马达的转速而改变)使用车辆内部内的空气作为冷却介质，从而冷却锂离子电池以确保电池性能。
注意，图1中示出的电池ECU 260管理这样安装的锂离子电池的充/放电，并处理所述锂离子电池的异常事件。电池ECU 260执行SOC管理控制、SOC均等化管理控制以及电池温度控制，从而使锂离子电池的SOC处于适当的值。
在SOC管理控制中，根据车辆的行驶状态来管理锂离子电池的SOC。例如，进行SOC管理，使得在再生制动期间由电动发电机产生的电力能够被储存(即，使得所述电池不处于充满的状态)。
在SOC均等化管理控制中，如果将多个电单元(电池单元)用作一组电池，则使电池单元的SOC均等化，使用作一组电池的电池组的SOC使用范围最大化，从而有效地使用所储存的电力。因此，如果各电池单元的SOC不同，则根据具有最低SOC的电池单元，使其它电池单元放电来实现均等化。
锂离子电池在约常温下给出最高的性能。因此，在电池温度控制中，如果锂离子电池的温度升高，则使用电动电池冷却风扇2110使电池温度降低到适当的温度。
图4示出锂离子电池的内部结构。如图4所示，锂离子电池由串联的56个电池单元(这里是14个单元×4个单元)形成，各电池单元的输出电压约为3-4V。注意，电池单元的形状不限于方形，也可以是筒形或其它形状。另外，构成电池组的电池单元的数量也不受限制。
图5示出图4的锂离子电池中由四个电池单元构成的电池模块400的内部结构。注意，电池模块不限于由四个电池单元构成的电池模块。如图5所示，电池模块400由串联的四个电池单元410、420、430和440构成。注意，在本发明中，构成的电池模块的电池单元的数量可以是一个、所述的四个、或多于一个却不是四个的数量。该电池单元数量通过构成电池组的电池单元的数量、构成电池组的排的数量以及在一排中的单元数量等来改变。
在电池单元410、420、430和440的顶面上，设置有正端子和负端子412、414、422、424、432、434、442、444。利用这些端子将所述四个电池串联。
在电池单元410、420、430和440的顶面上，设置有安全阀416、426、436和446。当在锂离子电池处于异常状态的情况下使用所述电池时，这种安全阀416、426、436和446允许在所述锂离子电池内产生的气体通过所述安全阀排出。例如，当电池进入异常状态时(当以大电流使电池放电时或电池被过充电时)，在电池内部会产生气体，电池内压会异常增加。在这种状态下，安全阀被打开以排出气体，从而防止由内压引起的电池破裂。
锂离子电池具有嵌入其中的温度开关(温度熔断器)，在电池温度升高到异常高温时所述温度开关切断电流。所述温度开关设置成与电池相接触从而精确地检测电池温度。温度熔断器用作温度开关，并与电池串联，从而当电池温度变得异常高时，所述温度熔断器关闭从而切断电流。当电池温度降低时，温度熔断器打开再次使电池处于可用状态。温度开关设置在每个电池单元上，并构造成使得当电池单元的温度达到例如85℃时向电池ECU 260传递“开”信号。
另外，例如在处于行驶用电池220中最差温度环境中的位置(例如冷却空气流动差和/或冷却空气的温度高的位置)处，设置有测量行驶用电池220中的电池组温度的温度传感器。
另外，如图4和5所示，有间距地(确保流动路径)安装电池单元使得用作冷却介质的空气(在车辆内部的空气，所述空气的温度由空调装置调节)可流通。所述间距可以是均匀的或不均匀的。
参照图6和7，说明根据本实施例的冷却装置，所述冷却装置允许从电动电池冷却风扇2110排出的空气流分散。注意，图6中的左上方向表示车辆的前进方向。另外，图7是图6的俯视图。
如图6和7所示，电动电池冷却风扇2110包括使转子叶片旋转的电机、被电机旋转的转子叶片、容纳转子叶片的转子叶片壳2232和排气管道2240。
如通常的车辆中，在安装有所述冷却装置的车辆中，在地板11000上形成有第一横梁(例如，第二横梁)10000和第二横梁(例如，后座横梁)14000。
作为车辆前侧横梁的第一横梁10000在不引起车辆结构问题的前提下(在从结构的观点出发不引起强度缺陷的前提下)设置有通风口10100。
在作为车辆后侧横梁的第二横梁14000上，以及在地板11000上，分别设置有缓冲材料12000和缓冲材料13000。缓冲材料12000和缓冲材料13000设置在地板11000与地板护面之间。
设置在第二横梁14000上的缓冲材料12000设置有第一通风口12100和第二通风口12200。另外，如第一横梁10000的情况，第二横梁14000也可设置通风口。
缓冲材料13000在对应于第一通风口12100的位置处设置有第一通风管道13100，在对应于第二通风口12200的位置处设置有第二通风管道13200。如果第二横梁14000设置有通风口，则缓冲材料13000在对应于第二横梁14000中的通风口的位置处设置有通风管道。
参照图6和7，将说明在根据本实施例这样构造的冷却装置中从电动电池冷却风扇2110排出的空气流。
如图6和图7中的箭头B所示，通过排气管道2240排出的空气流入由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)内。在根据本实施例的冷却装置中，排出空气可被分散。在根据本实施例的冷却装置中，采用如下的三个分散用方向。
(a)通过排气管道2240排出的空气如箭头C(10)所示，在通向设置在第一横梁10000中的通风口10100的方向上流动，然后如箭头C(11)所示，在通向通风口10100的方向上流动，然后再在箭头C(12)所示的方向上流动，沿所述方向空气通过通风口10100。注意，这时，相比于第一横梁10000在车辆前侧的空气静压低于由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)中的空气静压，因此，通过排气管道2240排出的空气在箭头C(10)的方向上以及箭头B的方向上流动。
(b)通过排气管道2240排出的空气如箭头C(20)所示，在通向设置在第二横梁14000上的缓冲材料12000中的第一通风口12100的方向上流动，然后如箭头C(21)所示，在通向通风口12100的方向上流动，然后再在箭头C(22)所示的方向上流动，沿所述方向空气通过设置在缓冲材料13000上的通风管道13100，再在箭头C(23)所示的方向上流动，沿所述方向空气通过通风管道13100排出。
(c)通过排气管道2240排出的空气如箭头C(30)所示，在通向设置在第二横梁14000上的缓冲材料12000中的第二通风口12200的方向上流动，然后如箭头C(31)所示，在通向通风口12200的方向上流动，然后再在箭头C(32)所示的方向上流动，沿所述方向空气通过设置在缓冲材料13000上的通风管道13200，再在箭头C(33)所示的方向上流动，沿所述方向空气通过通风管道13200排出。
注意，在上述情况(b)和(c)中，相比于第二横梁14000在车辆后侧的空气静压低于由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)中的空气静压，因此，通过排气管道2240排出的空气在箭头C(20)和箭头C(30)的方向上以及箭头B的方向上流动。
另外，由箭头C(12)所示的各排出空气流、由箭头C(23)所示的排出空气流、由箭头C(33)所示的排出空气流被从后座下部、与所述后座下部相邻的中央通道部、迎宾踏板等排出到车辆内部或车辆外部。
如上所述，对于根据本实施例的冷却装置，横梁设置有通风口，设置在地板护面下方的缓冲材料设置有通风口和通风管道，使得从电动电池冷却风扇2110的排气管道2240排出的空气可分散。这样，不需要特别地设置为排出的空气特别设计的独立管道，因此不需要附加的空间。
在上述第一实施例中，设置在缓冲材料13000中的第一通风管道13100和第二通风管道13200是平直的。然而，这些通风管道在路径上也可以在图6纸面的向上方向上和向下方向上弯曲，或也可以在图6纸面的向上方向上和向下方向上分支。
<第二实施例>
参照图8，将说明根据本发明的第二实施例的冷却装置。注意，本实施例具有与上文参照图1-5所述的第一实施例相同的构型。因此，这里不再重复其详细说明。另外，在图8所示的俯视图中，与上文的图7中相同的构型设置有相同的附图标记，并具有相同的功能。因此，这里不再重复其详细说明。
图8是对应于上述第一实施例中的图7的俯视图。根据本实施例的冷却装置也是所谓的吸入式，其中电动电池冷却风扇设置在空气排出路径上。因此，空气沿图8中的箭头B所示的方向排出。
根据本实施例的冷却装置与上述根据第一实施例的冷却装置的不同之处有两点。第一，安装在第二横梁14000顶部的缓冲材料22000仅具有一个通风口。第二，缓冲材料23000中的通风管道具有一个入口和三个出口，通风管道在缓冲材料23000内部分支。
换种说法，在本实施例中，与第一实施例相同，在第一横梁10000中设置通风口10100。然而，排出到车辆后侧的空气流与第一实施例不同。
如图8所示，设置在第二横梁14000上的缓冲材料22000设置有一个通风口22100。缓冲材料23000在与通风口22100相对应的位置处设置有通风管道23100。
在缓冲材料23000内部，通风管道23100在三个方向上分支。通风管道23100分支出向图8纸面的向上方向延伸的通风变向管道(通风导流管道)23200、向图8纸面的向右方向(车辆后方)延伸的通风变向管道23300、以及向图8纸面的向下方向延伸的通风变向管道23400。
注意，通风管道23100设置在缓冲材料23000的与通风口22100的位置相对应的位置处。
参照图8，将说明在根据本实施例这样构造的冷却装置中从电动电池冷却风扇2110排出的空气流。注意，上述空气流(a)是相同的，因此不再重复对其的详细说明。
如图8中的箭头B所示，通过排气管道2240排出的空气流入由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)内。在根据本实施例的冷却装置中，可沿包括通向车辆横向侧方方向的方向使排出空气分散。在根据本实施例的冷却装置中，采用如下的三个分散用方向。
(d-1)通过排气管道2240排出的空气如箭头D(10)所示，在通向设置在第二横梁14000上的缓冲材料22000中的通风口22100的方向上流动，然后如箭头D(11)所示，在通向通风口22100的方向上流动，然后被引入设置在缓冲材料23000中的通风管道23100。在缓冲材料23000内部，如箭头D(20)所示，空气流向车辆的横向侧，然后在箭头D(21)所示的方向上流动，沿所述方向空气通过通风变向管道23200排出。
(d-2)引入设置在缓冲材料23000中通风管道23100的空气如箭头D(30)所示在缓冲材料23000内部流向车辆后侧，然后在箭头D(31)所示的方向上通过通风变向管道23300排出。
(d-3)引入设置在缓冲材料23000中的通风管道23100内的空气如箭头D(40)所示在缓冲材料23000内部流向车辆横向侧(与上述(d-1)不同的横向侧)，然后在箭头D(41)所示的方向上流过通风变向管道23400，并在箭头D(42)所示的方向上排出。
注意，在上述情况(d-1)至(d-3)中，相比于第二横梁14000在车辆后侧的空气静压低于由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)中的空气静压，因此，通过排气管道2240排出的空气在箭头D(10)的方向上以及箭头B的方向上流动。
另外，由箭头D(21)所示的排出空气流、由箭头D(31)所示的排出空气流以及由箭头D(42)所示的排出空气流均被从后座下部、与所述后座下部相邻的中央通道部、迎宾踏板等排出到车辆内部或车辆外部。
如上所述，对于根据本实施例的冷却装置，设置在横梁上和地板护面下方的缓冲材料设置有通风口和通风变向管道，使得从电动电池冷却风扇2110的排气管道2240排出的空气可分散。这样，不需要特别地设置为排出的空气特别设计的独立管道，因此不需要附加的空间。
<第三实施例>
参照图9，将说明根据本发明的第三实施例的冷却装置。注意，如第二实施例的情况，本实施例也具有与上文参照图1-5所述的第一实施例相同的构型。因此，这里不再重复其详细说明。另外，在图9所示的俯视图中，与上述图7中相同的构型设置有相同的附图标记，并具有相同的功能。因此，这里不再重复其详细说明。
图9是对应于上述第一实施例中的图7以及上述第二实施例中的图8的俯视图。根据本实施例的冷却装置也是所谓的吸入式，其中电动电池冷却风扇设置在空气排出路径上。因此，空气沿图8中的箭头B的方向排出。
根据本实施例的冷却装置与上述根据第二实施例的冷却装置的不同之处有三点。第一，安装在第二横梁14000顶部上的缓冲材料32000具有三个通风口。第二，在缓冲材料33000的对应于三个通风口的位置(三个地点)处分别设置有通风管道。第三，缓冲材料33000中的通风管道在不分支的情况下被弯折(弯曲)。
换种说法，在本实施例中，与第一实施例相同，在第一横梁10000设置有通风口10100。然而，排出到车辆后侧的空气流与第一实施例不同。尽管排出到车辆后侧的空气流与第二实施例相同，但本实施例具有不同的结构。
如图9所示，设置在第二横梁14000上的缓冲材料32000设置有三个通风口，即通风口32100、通风口32200和通风口32300。缓冲材料33000在与通风口32100相对应的位置处设置有弯曲的通风管道33100、在与通风口32200相对应的位置处设置有平直的通风管道33200、在与通风口32300相对应的位置处设置有弯曲的通风管道33000。
在缓冲材料33000内部，通风管道33200是平直的。然而，通风管道33100向车辆的横向侧(向图9纸面的上方)弯曲，而通风管道33300向车辆的横向侧(向图9纸面的下方)弯曲。
参照图9，将说明在根据本实施例这样构造的冷却装置中从电动电池冷却风扇2110排出的空气流。注意，上述空气流(a)是相同的，因此不再重复对其的详细说明。
如图9中的箭头B所示，通过排气管道2240排出的空气流入由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间)内。在根据本实施例的冷却装置中，可沿包括通向车辆横向侧方向的方向使排出的空气分散，而无需在缓冲材料33000内部使空气变向。在根据本实施例的冷却装置中，采用如下的三个分散用方向。
(e-1)通过排气管道2240排出的空气如箭头E(10)所示，在通向设置在第二横梁14000上的缓冲材料32000中的第一通风口32100的方向上流动，然后如箭头E(11)所示在通向通风口32100的方向上流动，然后在箭头E(12)所示的方向上流动，然后在箭头E(13)所示的方向上流动，沿所述方向E(12)空气通过设置在缓冲材料33000中的弯曲的通风管道33100，沿所述方向E(13)空气通过弯曲的通风管道33100排出。
(e-2)通过排气管道2240排出的空气如箭头E(20)所示，在通向设置在第二横梁14000上的缓冲材料32000中的第二通风口32200的方向上流动，然后如箭头E(21)所示在通向通风口32200的方向上流动，然后在箭头E(22)所示的方向上流动，然后在箭头E(23)所示的方向上流动，沿所述方向E(22)空气通过设置在缓冲材料33000中的平直的通风管道33200，沿所述方向E(23)空气通过平直的通风管道33200排出。
(e-3)通过排气管道2240排出的空气如箭头E(30)所示，在通向设置在第二横梁14000上的缓冲材料32000中的第三通风口32300的方向上流动，然后如箭头E(31)所示在通向通风口32300的方向上流动，然后在箭头E(32)所示的方向上流动，然后在箭头E(33)所示的方向上流动，沿所述方向E(32)空气通过设置在缓冲材料33000中的弯曲的通风管道33300，沿所述方向E(33)空气通过弯曲的通风管道33300排出。
注意，在上述情况(e-1)至(e-3)中，相比于第二横梁14000在车辆后侧的空气静压低于由横梁和缓冲材料形成的封闭空间(在一定程度上被间隔开的空间中的空气静压，因此，通过排气管道2240排出的空气在箭头E(10)、箭头E(20)和箭头E(30)所示的方向上以及箭头B的方向上流动。
另外，由箭头E(13)所示的排出空气流、由箭头E(23)所示的排出空气流、由箭头E(33)所示的排出空气流均被从后座下部、与所述后座下部相邻的中央通道部、迎宾踏板等处排出到车辆内部或车辆外部。
如上所述，对于根据本实施例的冷却装置，在设置在横梁上和地板护面下方的缓冲材料中设置有三个通风口、两个弯曲的通风管道以及一个平直的通风管道，使得从电动电池冷却风扇2110的排气管道2240排出的空气可分散。这样，不需要特别地设置为排出的空气特别设计的独立管道，因此不需要附加的空间。
上述实施例均被描述成：将通风口设置在横梁上而将通风管道设置在缓冲材料中的实施例。然而，本发明可包括具有通风口与通风管道中任一者的冷却装置。
尽管已详细地说明与示出本发明，应当明确理解所述说明与示出均仅是表示性和示例性的，而不应当认为是限制性的，本发明的范围由所附权利要求的术语进行解释。

Claims (4)

1.一种冷却车载电气设备的冷却装置，所述冷却装置包括：
进气管道，空气经所述进气管道引入容纳所述电气设备的壳体内；
排气管道，空气经所述排气管道从所述壳体排出；
位于所述排气管道的路径上的吸入式风扇，
设置在地板上的第一横梁、相对于所述第一横梁位于车辆后侧的第二横梁、设置在所述地板和地板护面之间并位于所述第二横梁上的第一缓冲材料、以及设置在所述地板和地板护面之间并相对于所述第二横梁与第一缓冲材料位于车辆后侧的第二缓冲材料，
形成于所述地板护面与地板之间的封闭空间，所述封闭空间由所述第一横梁、第二横梁和第一缓冲材料间隔开，
所述风扇位于所述第一横梁和第二横梁之间，所述排气管道将空气从所述壳体排出到所述封闭空间，并且
在所述第一缓冲材料和第二缓冲材料内部形成有通路，所述通路通往所述封闭空间、连通于所述第一缓冲材料和第二缓冲材料之间、并供从所述壳体排出的空气流过。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，在所述第一缓冲材料和第二缓冲材料内部形成有供从所述壳体排出的空气流过的多个所述通路。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，在所述第一缓冲材料和第二缓冲材料内部形成有供从所述壳体排出的空气流过、在所述第二缓冲材料内部分支并且具有多个出口的所述通路。
4.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述通路具有弯曲的形状。
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