CN102264567A - 蓄电模块的温度调节结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种温度调节结构，在该具备用于将车厢内的空气引导到蓄电模块的进气管道的温度调节结构中，即使液体等异物浸入到进气管道内，也能够将该异物容易地排出到外部。在用于调节搭载于车辆的蓄电模块(20)的温度的温度调节结构中，包括进气通路(14、31、32)，该进气通路(14、31、32)用于将车厢内的空气从进气口(32a)取入，并引导到位于比进气口所在的水平面更靠下方的蓄电模块。进气通路的底面具有从进气口的下端部(32a1)朝向上方延伸且面向进气口侧的倾斜面(32c)。

Description

蓄电模块的温度调节结构
技术领域
本发明涉及用于调节搭载于车辆的蓄电模块的温度的温度调节结构。
背景技术
以往有通过将车厢内的空气引导到蓄电池组，从而抑制蓄电池组的温度上升的结构。在该结构中是将用于取入空气的进气口设置在车厢内，并将从进气口取入的空气经由管道引导到蓄电池组。其中，由于进气口朝向车厢内开口，因此当在车厢内洒落了饮料等液体时，液体有可能经由进气口而浸入到管道内。
因此，存在通过在空气的移动路径上配置卷边，以便防止从进气口浸入的液体到达蓄电池组的结构(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2006-224798号公报(图2、3)。
在专利文献1记载的构成中，虽然最初是将从进气口浸入的液体收容到罐内，但由于车辆的行驶状态等，被收容到罐中的液体有可能移动到管道中。另外，当设置卷边时，用于使空气移动的通路的形状有可能变复杂。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种温度调节结构，在该具备用于将车厢内的空气引导到蓄电模块的进气通路的温度调节结构中，即使液体等异物浸入到进气通路内，也能够使该异物容易地排出到进气通路的外部。
本发明是一种温度调节结构，用于调节搭载于车辆的蓄电模块的温度，其中，包括进气通路，该进气通路用于将车厢内的空气从进气口取入，并引导到位于比进气口所在的水平面更靠下方的蓄电模块。而且，进气通路的底面具有倾斜面，该倾斜面从进气口的下端部朝向上方延伸且面向进气口侧。
其中，在倾斜面的上端部能够将进气通路弯曲。由此即使液体从进气口浸入，也能够使该液体碰撞到弯曲部从而抑制液体进一步的浸入。
另外，能够由第一管道、和与第一管道连接且比第一管道位于空气的移动路径中的上游侧的第二管道构成进气通路。其中，能够在第一和第二管道的连接部分中，使第二管道的端部位于第一管道的内侧，并且将第一管道中位于底部的内表面以在铅直方向上与第二管道的外表面相对置的状态从第二管道的外表面分离。由此能够在第一和第二管道的连接部分形成开口部。其中，在液体浸入到进气通路内的情况下，能够使液体经由上述开口部排出。而且由于上述开口部的开口方向为与空气的移动方向大致相反的方向，因此能够抑制空气经由上述开口部漏出。
此外，能够以使第一管道延伸到与第二管道的连接位置的上方的方式配置第一管道。由此，即使在从第二管道引导来的空气中含有液体，也能够容易地使该液体附着在第一管道的内表面。而且，能够使附着的液体因自重而朝向上述开口部靠近，从而使液体排出到进气通路的外部。
另外，在进气通路相对于蓄电模块从蓄电模块的底面所在的一侧导入空气的构成中，能够将突出面和排出口设置于进气通路。突出面形成于在铅直方向上与蓄电模块的底面相对置的区域，且朝向蓄电模块突出。排出口使沿着突出面移动到下方的异物排出到进气通路的外部。由此，即使在进气通路的突出面上附着有异物(例如，液体)，也能够使该异物沿着突出面移动到下方从而集中到局部位置。并且如果能够将异物集中到局部位置，就能够使异物经由排出口容易地排出。
其中，能够以如下方式形成突出面，即：使得与蓄电模块的底面中第一区域之间的铅直方向的距离长于与蓄电模块的底面中第二区域之间的铅直方向的距离，其中所述第二区域的散热性高于第一区域。由此能够使蓄电模块中对第一和第二区域的空气的供给量不同，从而能够抑制第一和第二区域中的温度的偏差。
根据本发明，即使液体等异物从进气口浸入到进气通路内，也能够利用倾斜面将该异物排出到进气通路的外部。另外，由于只在进气通路的底面设置倾斜面，因此能够做成简单的结构并且容易地进行异物的排出。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施例1的温度调节结构的构成的概略图；
图2是将实施例1的温度调节结构搭载于车辆时的概略图；
图3是表示实施例1中第二进气管的构成的外观立体图；
图4是表示实施例1中第二进气管的内部结构的概略图；
图5是表示实施例1中第二进气管的内部结构的概略图；
图6是实施例1中第一进气管与风扇的连接部分的放大图；
图7是图6的A-A剖视图；
图8是表示实施例1中、从电池模块的排列方向观察时蓄电池组的内部结构的概略图；
图9是表示实施例1的变形例中、从电池模块的排列方向观察时蓄电池组的内部结构的概略图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施例。
实施例1
使用图1和图2说明作为本发明的实施例1的温度调节结构。其中，图1是表示用于调节蓄电池组的温度的结构的概略图，图2是将温度调节结构搭载于车辆时的概略图。本实施例的蓄电池组10搭载于车辆，作为车辆的动力源使用。作为该车辆有混合动力汽车和电动汽车。
混合动力汽车是除了蓄电池组10以外，还具备输出用于车辆行驶的能量的内燃机或燃料电池这样的其他的动力源的车。另外，电动汽车是只利用蓄电池组10的输出进行行驶的车。蓄电池组10通过放电来输出用于车辆行驶的能量，或将车辆制动时产生的运动能量作为再生电力进行充电。另外，通过从车辆的外部供给电力，由此能够对蓄电池组10充电。
如图2所示，蓄电池组10被配置在配置于车厢内的后部座椅100的后方。其中，在蓄电池组10的上方所形成的空间作为行李厢使用。另外，配置蓄电池组10的位置不限于图2表示的位置而是能够根据车厢内的布置适宜地设定。
蓄电池组10具有形成用于收容多个电池模块(蓄电模块)20的空间的上部箱11和下部箱12。上部箱11具有与电池模块20的上表面以及侧面相对置的面。而且在电池模块20的上表面与上部箱11的上表面之间形成有空间，该空间如后述那样作为用于将空气从电池模块20排出的通路(排气通路)使用。
在下部箱12上固定有上部箱11，并且固定有多个电池模块20。另外下部箱12中的一部分区域从电池模块20的底面分离，该空间如后述那样作为将空气供给到电池模块20的通路(进气通路)使用。
多个电池模块20在一个方向(图1的左右方向)上排列配置，经由总线(未图示)以串联的方式电连接。在多个电池模块20中特定(确定)的电池模块20上连接有用于电池模块20的充放电的总负电缆和总正电缆。这些电缆与DC/DC转换器和/或变换器这样的设备连接。
另外，多个电池模块20由一对端板13从排列方向的两端夹持。其中，在相邻配置的两个电池模块20之间形成有如后述那样使空气通过的空间。另外，在一对端板13上连接有在电池模块20的排列方向上延伸的束缚杆(未图示)，经由端板13对多个电池模块20赋予束缚力。另外，也可以做成省略束缚杆和/或端板13，不对多个电池模块20赋予束缚力的结构。
电池模块20具有以串联的方式电连接的多个单电池(未图示)。其中，多个单电池在与电池模块20的排列方向正交的方向上，换而言之，在与图1的纸面正交的方向上排列配置。作为单电池可以使用镍氢电池和锂离子电池这样的二次电池。另外，也可以代替二次电池而使用双电荷层电容器。另外，构成电池模块20的单电池的数量、电池模块20的数量能够适宜地设定。另外，在本实施例中是将由多个单电池构成的电池模块20在一个方向上排列，然而不限于此，也可以做成将单电池在一个方向上排列的结构。
在设置于蓄电池组10的下部的开口部14连接有构成进气通路的一部分的第一进气管31的一端，在第一进气管31的另一端连接有风扇40的管道部41。对于第一进气管31的具体的结构将在后面阐述。
另外，蓄电池组10的下部箱12位于第一进气管31的下方。即，在本实施例中，下部箱12延伸到位于第一进气管31和/或风扇40的下方的空间。而且第一进气管31和风扇40被固定于下部箱12。通过这样的构成，能够将电池模块20和风扇40等作为一个单元处理，从而能够容易地搭载于车辆。
构成进气通路的一部分的第二进气管32的一端与风扇40连接，在第二进气管32的另一端设置有用于将车厢内的空气取入的进气口32a。如图1所示，进气口32a面向车厢内，相比电池模块20所在的水平面位于更上方。即，从进气口32a取入的空气朝向下方移动，从而被引导到电池模块20。另外，进气口32a位于与后部座椅100的座椅靠背相邻的位置，配置在座椅座垫的附近(参照图2)。其中，车厢是指乘员乘坐的空间。另外在本实施例中是将进气口32a设置在上述的位置，然而不限于此而是能够适宜地设定。但在本发明中需要将包含进气口32a的面相对于水平面倾斜，例如，能够以相对于水平面大致正交的方式配置进气口32a。
排气管33的一端与设置于蓄电池组10的上部的开口部15连接。排气管33延伸到车辆的外部，使来自电池模块20的空气排出到车辆的外部。另外，也可以省略排气管33的一部分，而利用车身和/或内装部件来形成用于排出空气的通路。
在第一进气管31和排气管33之间所形成的空间内配置箱50。箱50关于电池模块20的排列方向配置在与蓄电池组10相邻的位置，在箱50内配置有用于控制电池模块20的充放电等的设备。作为该设备例如有用于判别电池模块20的状态的控制器51、继电器52以及电流传感器53。
接下来，说明上述的温度调节结构中电池模块20的温度调节。其中，图1和图2中表示的箭头是表示用于电池模块20的温度调节的空气的移动方向。另外，图1表示的白色箭头表示与电池模块20接触之前的空气的移动方向，黑色箭头表示与电池模块20接触之后的空气的移动方向。
当驱动风扇40时，车厢内的空气经由进气口32a被取入到第二进气管32，并通过风扇40和第一进气管31移动到蓄电池组10内。如上所述，由于下部箱12的一部分从电池模块20的底面分离，因此从第一进气管31导入的空气沿着下部箱12移动，从而到达全部的电池模块20。即，形成为空气从该底面侧供给到电池模块20。而且沿着下部箱12移动的空气进入到在相邻配置的电池模块20之间所形成的空间内。
其中，通过空气与各电池模块20的接触，由此在空气与电池模块20之间进行热交换。具体而言，在电池模块20因充放电等而发热的情况下，由于空气吸收电池模块20的热，因此能够抑制电池模块20的温度上升。另外，在电池模块20因环境温度而被过度冷却的情况下，通过空气将热赋予电池模块20，由此能够抑制电池模块20的温度降低。这样，通过使空气与电池模块20接触，由此能够进行了电池模块20的温度调节。
在与电池模块20之间进行热交换的空气，移动到形成于电池模块20的上部的空间后，沿着上部箱11移动并且趋向开口部15。而且，热交换后的空气通过开口部15被导入到排气管33，并通过排气管33被排出到车辆的外部。
接下来，利用图3～图5说明第二进气管32的具体的结构。其中，图3是第二进气管32的外观立体图。图4是从图3的箭头D1表示的方向观察第二进气管32的内部时的概略图，图5是从图3的箭头D2表示的方向观察第二进气管32的内部时的概略图。
如图3所示，在第二进气管32的一端设置有进气口32a，在另一端设置有与风扇40连接的连接口32b。在进气口32a上安装有具有多个开口部的罩(未图示)，以便阻止异物侵入到第二进气管32内。
在第二进气管32的底部设置有倾斜面32c，如图4所示，倾斜面32c相对于进气口32a的下端部32a1朝向上方延伸。而且倾斜面32c以面对进气口32a一侧的方式配置。其中，倾斜面32c的下端部32c1与进气口32a的下端部32a1位于同一平面内(水平面内)。另外，在本实施例中，如图4所示，将下端部32a1、32c1设置于在水平面内相互不同的位置，然而不限于此，也可以将下端部32a1、32c1设置在同一位置。即，形成为使倾斜面32c从进气口32的下端部32a1开始延伸。另外，倾斜面32c可以用平面和曲面中的至少一个面来构成。
另外，第二进气管32具有两个弯曲部32d、32e，弯曲部32d设置在倾斜面32c的上端部32c2所在的部分。
根据本实施例，由于在第二进气管32设置倾斜面32c，因此即使液体经由进气口32a浸入到第二进气管32内，也能够使该液体容易地移动到第二进气管32的外部。其中，通过进气口32a到达了倾斜面32c的液体，由于受到重力的作用而一边沿着倾斜面32c移动一边朝向进气口32a靠近。而且成为将液体从进气口32a排出到外部。图3～图5中表示空气和液体的移动路径。
另外，在本实施例中，由于只在第二进气管32设置倾斜面32c，因此能够在简单的构成中使液体排出。
其中，在本实施例中，进气口32a配置在与后部座椅100的座椅座垫相邻的位置(参照图2)，例如，在乘员洒漏了饮料等液体时，有时液体会从进气口32a的上方浸入。在这样的情况下，由于从进气口32a浸入的液体几乎都到达倾斜面32c，因此利用倾斜面32c能够使该液体容易地排出到第二进气管32的外部。
另外，在本实施例中，通过在倾斜面32c的上端部32c2设置弯曲部32d，由此能够抑制液体移动到比弯曲部32d更靠连接口32b侧。即，通过设置弯曲部32d，能够使从进气口32a浸入的液体碰撞到弯曲部32d的内壁面，从而能够阻止液体进一步的浸入。另外，也可以不在第二进气管32设置弯曲部32d，只利用倾斜面32c使液体排出。
另外，倾斜面32c的大小和倾斜角度可以基于使从进气口32a浸入的液体排出到外部的观点适宜地设定。其中，倾斜面32c相对于水平面的倾斜角度可以大于0度且小于90度。另外，第二进气管32只要具有在本实施例中说明的倾斜面32c的功能即可，第二进气管32的形状能够适宜地设定。
接下来，利用图6和图7对第一进气管31的结构进行具体地说明。图6是表示第一进气管31与风扇40的连接部分的放大图，图7是图6的A-A剖视图。
位于第一进气管31的一端的连接部31a与风扇40的管道部41连接。具体而言，连接部31a的内壁面形成为与管道部41的外壁面接触。其中，能够在连接部31a与管道部41之间配置密封材料。
另一方面，在连接部31a中位于下方的一部分区域，比管道部41的外壁面更向外侧分离，在连接部31a与管道部41之间形成有排出口S。在排出口S，第一进气管31的内壁面与管道部41的外壁面在铅直方向上相面对。另外，如图1所示，第一进气管31具有以朝向上方呈凸起状的方式弯曲的区域。其中，在图6中表示第一进气管31中从与管道部41的连接位置朝向上方延伸的区域。
通过将第一进气管31的一部分从与管道部41的连接位置朝向上方延伸，由此即使在从风扇40引导来的空气中含有液体，也能够将空气与液体分离。其中，在从风扇40引导来的空气中含有液体的情况下，能够使该液体附着在第一进气管31的内壁面。而且，当附着在第一进气管31的内壁面的液体的量增加，或停止风扇40的驱动时，则液体会沿着第一进气管31的内壁面移动并朝向排出口S靠近。
由此，能够将液体经由排出口S排出到第一进气管31的外部。而且能够抑制含有液体的空气经由第一进气管31到达电池模块20。
在本实施例中，仅通过将第一进气管31与管道部41连接，就能够形成排出口S。即，只预先将第一进气管31中的连接部31a形成图7表示的形状即可。由此，与将本实施例的排出口S与一个管道一体地形成的情况相比，能够容易地制作出排出口S。
另外，在本实施例中，在使管道部41位于连接部31a的内侧的构成中形成有排出口S。如图6所示，在该构成中能够将排出口S的开口方向做成相对于从管道部41朝向第一进气管31的空气的移动方向相反的方向。由此，能够使供给到电池模块20的空气难以从排出口S排出，从而能够只将液体从排出口S有效地排出。
另外，在本实施例中，第一进气管31的一部分从与管道部41的连接位置朝向上方延伸，然而不限于此。具体而言，能够以沿着来自管道部41的空气的移动方向的方式配置第一进气管31。换而言之，可以不在第一进气管31上设置弯曲部而是将第一进气管31沿着水平方向配置。即使是这样的构成，也能够通过将连接部31a的一部分从管道部41的外壁面分离开来形成排出口S，由此能够使液体经由排出口S排出。
另外，第一进气管31和管道部41的剖面形状，不限于图7表示的形状而是能够适宜地设定。即，在使管道部41位于第一进气管31的内侧的连接结构中，只要使第一进气管31中位于下方的一部分区域从管道部41的外壁面分离，并且使其他区域与管道部41的外壁面接触即可。
此外，在本实施例中，是在将空气从进气口32a引导到电池模块20的通路(进气通路)上配置风扇40，然而不限于此。即，只要通过驱动风扇40能够将车厢内的空气引导到电池模块20即可，例如，能够在排气管33上连接风扇40。在这样的构成中，为了连接第一进气管31和第二进气管32，只要将上述进气管31、32的连接结构做成图6表示的构成即可。
接下来，利用图8对蓄电池组10中的下部箱12的结构进行具体地说明。图8是从电池模块20的排列方向观察蓄电池组10时的概略图。
如图8所示，上部箱11和下部箱12通过紧固部件60被相互固定。另外，电池模块20具有在一个方向(图8的左右方向)上排列配置的多个单电池21，这些单电池21以串联的方式电连接。
下部箱12具有：支承电池模块20的面12a、和从电池模块20的底面分离的面12b。面12a、12b在与图8的纸面正交的方向上延伸。其中，各电池模块20通过紧固部件(未图示)而相对于下部箱12的面12a被固定。
下部箱12的面12b由朝向电池模块20的底面呈凸起状的曲面构成。其中，面12b的中央部相对于电池模块20的底面最接近，面12b的两端部最远离电池模块20的底面。而且从面12b的中央部朝向两端部，离开电池模块20的底面的距离(铅直方向的长度)连续地变长。
另外，在本实施例中，是通过使离开电池模块20的底面的距离连续地变化来构成面12b，然而不限于此。具体而言，通过使离开电池模块20的底面的距离阶段性地变化，由此也能够构成面12b。
在上述的构成中，当导入到电池模块20与下部箱12之间所形成的空间(进气通路)内的空气中含有液体时，该液体将附着于面12b。由于面12b由凸面构成，因此附着在面12b上的液体朝向面12b的端部移动。即，能够将液体汇集到面12b的两端部。其中，只要预先在面12b的端部形成排出口(未图示)，就能够使液体容易地排出到下部箱12的外部。
另外，通过用凸面构成面12b，从而能够使空气到达的量根据电池模块20的位置(图8的左右方向的位置)而不同。
在本实施例中，由于面12b的中央部与电池模块20的底面之间的距离为最短，因此与其他部分相比在该部分中压力损失较大，空气变得难以移动。另外，由于面12b的端部与电池模块20的底面之间的距离为最长，因此与其他部分相比在该部分中压力损失较小，空气变得易于移动。
其中，关于图8的左右方向，在电池模块20的两端部的温度高于其他部分(中央部)的温度的情况下，通过使用本实施例的下部箱12，就能够关于图8的左右方向抑制电池模块20中的温度的偏差。另外，在本实施例中，由于多个单电池21在图8的左右方向上排列配置，因此能够抑制多个单电池21中的温度的偏差。由此能够提高电池模块21的输入输出性能。
其中，当包含于电池模块20的多个单电池21的温度产生偏差时，有时单电池21的输出也会产生偏差。在这样的情况下，有时会以输出变得最低的单电池21为基准来控制电池模块20的充放电，从而无法有效地利用其他单电池21。因此如本实施例所示通过抑制单电池21的温度偏差，由此能够有效地利用电池模块20中的多个单电池21，能够提高电池模块20的输出性能。
另外，在本实施例中，是在下部箱12的面12b中使中央部最接近电池模块20的底面，然而不限于此。例如，可以将下部箱12做成图9表示的结构。在图9表示的结构中，面12b中相比中央部靠一端部侧的区域朝向电池模块20形成为凸起状，而相比中央部靠另一端部侧的区域形成为平面。即使是这样的结构，也能够将附着于面12b的液体汇集到另一端部侧的区域内。另外，可以根据图9的左右方向上的电池模块20的温度分布，采用图9表示的结构。
另外，在本实施例中是在与电池模块20的排列方向正交的截面中，将下部箱12的面12b做成凸面，然而不限于此。具体而言，也可以在包括电池模块20的排列方向的截面中，将下部箱12的面12b做成凸面。即使这样构成，也能够将附着于下部箱12的面12b的液体汇集到局部(凹部)，从而能够使液体容易地从该部分排出。另外，在电池模块20的排列方向上产生温度偏差的情况下，能够抑制该偏差。
只要预先测定多个电池模块20中的温度分布，就能够基于该测定结果决定下部箱12的面12b的形状。例如，预先决定电池模块20的温度、和电池模块20与面12b之间的距离的关系，就能够基于测定出的温度分布，来决定电池模块20与面12b之间的距离。
另外，在本实施例的温度调节结构中，虽然包括全部下述结构，即：用图3～图5说明的结构、用图6、7说明的结构、用图8说明的结构，然而也可以只具备这些结构中的任意一个结构。

Claims (4)

1.一种温度调节结构，用于调节搭载于车辆的蓄电模块的温度，其特征在于，
包括进气通路，该进气通路用于将车厢内的空气从进气口取入，并引导到位于比所述进气口所在的水平面更靠下方的所述蓄电模块，
所述进气通路的底面具有从所述进气口的下端部朝向上方延伸且面向所述进气口侧的倾斜面。
2.根据权利要求1所述的温度调节结构，其特征在于，
所述进气通路包括：第一管道；和与所述第一管道连接且相比所述第一管道位于所述空气的移动路径的上游侧的第二管道，
在所述第一和第二管道的连接部分中，所述第二管道的端部位于所述第一管道的内侧，并且所述第一管道中位于底部的内表面以在铅直方向上与所述第二管道的外表面相对的状态从所述第二管道的外表面分离。
3.根据权利要求1或2所述的温度调节结构，其特征在于，
所述进气通路相对于所述蓄电模块从所述蓄电模块的底面所在的一侧导入所述空气，
所述进气通路包括：突出面，该突出面形成于在铅直方向上与所述蓄电模块的底面相对的区域，且朝向所述蓄电模块的底面突出；和排出口，该排出口用于使沿着所述突出面移动到下方的异物排出到所述进气通路的外部。
4.根据权利要求3所述的温度调节结构，其特征在于，
所述突出面形成为：与所述蓄电模块的底面中第一区域之间的铅直方向的距离比与所述蓄电模块的底面中第二区域之间的铅直方向的距离长，其中，所述第二区域的散热性高于所述第一区域。
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