CN102529693B - 用于电池单元的冷却管结构 - Google Patents

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Abstract

用于电池单元的冷却管结构，其包括位于电池单元的上方并且朝向辅助安装空间的上部伸出的冷却管。冷却管在其中间部被分割成上管和下管。下管被固定地连接到电池单元，并且能够与电池单元一起被安装于车辆。彼此分割的上管和下管在电池单元被固定并安装于车辆时能够彼此连接。

Description

用于电池单元的冷却管结构
技术领域
本发明涉及用于电池单元的冷却管结构，并且特别地涉及通过利用外部空气对安装于车室外部的、例如安装于地板下方的电池单元的内部进行冷却的、用于电池单元的冷却管结构。
背景技术
近年来，例如在环境和矿物燃料枯竭的方面，世界范围内已经认识到资源问题和环境问题的产生。在该背景下，各汽车制造商正在尝试以低的价格使混合动力车辆(下文中，称为HEV)商业化。
通常，HEV在车辆内部具有电池。为此，行李舱和车室中的一些空间被电池占用。尤其在电动车辆的情况中，车辆仅利用电池、而不是并用电池和汽油发动机来行驶。因此，与HEV相比，为了确保合理的行驶距离，电动车辆包括安装在车辆中的非常多的电池，这使得难以将全部的电池安装在车室的内部。
而且，使用包括位于车室内部的用于冷却电池的风扇和通气口的电池单元的车辆可能具有冷却风扇的驱动噪声和风噪声通过车辆的内部回声的问题。为了解决该问题，能够构思将电池单元安装于车室的外部，尤其是安装在车体的下方，以确保车室内部的空间。另外，为了降低风噪声，能够构思除电池单元之外还将冷却风扇、冷却管等布置在车室的外部。
例如，JP 07-164893A(下文中，称为专利文献1)公开了一种冷却管结构。专利文献1中的车辆具有如下结构：电池单元被安装在地板下方且位于车室外部，并且利用外部空气冷却电池单元的内部。该结构设有进排气管。所述进排气管延伸到车辆上方的高的位置，并且进排气管在其端部处具有容积腔室。
但是，在电池单元被布置在车室的外部并且冷却管被布置在车室的外部的冷却管结构中，冷却风扇等被布置在地板下方。当具有此结构的车辆在雨天行驶或者在水淹道路上行驶时，水进入冷却管和冷却风扇。如果水与电池接触，则可能产生短路和触电的问题。
另外，已经提出了冷却风扇被布置于电池单元并且冷却管被布置成具有朝向前方的开口的冷却管结构。在利用该结构的情况中，即使冷却管被布置在由地板面限定的空间中，在车辆向前或向后行驶时溅起的水也可能撞击地板面，然后进入冷却管的开口。
此外，如果包括安装在地板下方并且在车室外部的电池单元的车辆也设有用于在地板下方安装外围辅助装置的空间，则需要在同一空间中进行大且重的电池单元在整个宽度区域的安装和外围辅助装置的安装；因此，该安装可能是困难的。
如果外围辅助装置与极其大且重的电池单元组合，则尺寸和重量进一步增大。这在各种状况中可能导致比如电池单元和辅助装置的安装和拆卸等处理电池单元和辅助装置方面的困难，因此应最好避免。
如果冷却管延伸到地板下方的高的位置，或者容积腔室(箱)被设置于冷却管的端部，则在冷却管与冷却管下方的电池单元的上表面之间形成空间。在该情况中，外围辅助装置被安装在该空间中。这导致了极其困难的状况，因为：考虑到冷却管待与电池单元连接而期望将冷却管与电池单元一起安装，同时考虑到辅助装置待被安装于冷却管与电池单元之间的中间位置处而还期望在安装冷却管之前安装辅助装置。
发明内容
本发明的目的在于提供用于电池单元的冷却管结构，该冷却管结构能够防止水进入包括空气冷却结构的电池单元的内部，能够提供具有在地板下方的用于安装外围辅助装置及电池单元的空间的车辆用的优化结构，并且能够减小不需要的空间同时便于安装。
本发明提供一种用于安装在车辆的地板下方的电池单元的冷却管结构。该冷却管结构包括：辅助安装空间，其在所述地板的下方向上突出并且能够容纳辅助装置；以及冷却管和冷却风扇，其被构造成摄取外部空气以冷却所述电池单元中的电池，然后排出所述空气。所述冷却管位于所述电池单元的上方并且朝向所述辅助安装空间的上部伸出。所述冷却管在其中间部被分割成上管和下管。所述下管被固定地连接到所述电池单元，并且所述下管被构造成与所述电池单元一起被安装于所述车辆。彼此分割的所述上管和所述下管被构造成在所述电池单元被固定并安装于所述车辆时彼此连接。
根据本发明的用于电池单元的冷却管结构能够利用辅助安装空间的高度来确保冷却管的开口端被布置于高的位置。这能够防止水进入电池单元。
根据本发明的用于电池单元的冷却管结构允许冷却管被设置成即使在长的整个冷却管被配置在布置有电池单元的位置时也具有气密性。由此，该冷却管结构也便于组装。
附图说明
图1是车体的平面图。
图2是车体的立体图。
图3是车体和从车体拆卸的电池单元的立体图。
图4是安装有电池单元的车体的放大截面图。
图5是车体的平面图，其示出了冷却空气流。
图6是箱的截面图。
具体实施方式
下面将基于附图说明本发明的实施方式。
图1至图6示出了本发明的实施方式。在图1至图3中，附图标记1表示车辆，附图标记2表示车体。车辆1包括作为车体2的均在车辆前后方向上延伸的左右一对侧梁(side frame)4和侧梁3、均在左右方向上延伸的多个横梁5至11、和地板12(见图4)。如图2至图4所示，右侧梁3和左侧梁4通过多个横梁5至11彼此连接。地板12(见图4)被布置于右侧梁3、左侧梁4和横梁5至11。车室13形成在地板12的上方。
如图4中的虚线所示，能够容纳辅助装置的辅助安装空间14被设置于地板12的下方并位于前座椅的下方。如图4所示，通过使地板12向上突出而形成辅助安装空间14，并且辅助安装空间14是从电池单元19向上突出的空间。例如，辅助装置是比如逆变器、空调单元等高压电气部件。如图1和图2所示，布置辅助安装副架(sub-frame)15、16，辅助安装副架15、16被连接以连结设置在车辆1中的左右一对侧梁4和侧梁3。布置副梁(sub-member)17，副梁17在前后方向上延伸以连接副架15、16的在宽度方向上的中央部。辅助装置被安装并固定于副架15、16和副梁17。
如图3所示，车辆1还具有在地板12下方并位于前后方向上的中间部的、大体上长方体形状的空间18。空间18具有在前后方向上长并且在上下方向上扁平的形状。空间18是由均在车辆前后方向延伸的左右一对侧梁4和侧梁3以及将侧梁3、4彼此连接的多个横梁6至8所限定的空间。辅助安装空间14与空间18的上前端周围的部分连通。
车辆1利用空间18以将长方体形状的电池单元19安装于空间18。电池单元19以被配置成与空间18的中央对应的状态位于空间18下方。电池单元19包括壳体20中的多个电池。
如图3所示，电池单元19包括位于壳体20的右侧的多个右安装部件21、22和位于壳体20的左侧的多个左安装部件23、24。右安装部件21、22在前后方向上彼此间隔开，而左安装部件23、24在前后方向上也彼此间隔开。右安装部件21、22和左安装部件23、24均在宽度方向上突出。通过将左安装部件23、24和右安装部件21、22相应地安装到左右一对侧梁4和侧梁3的前后方向上的中间部的下表面而将电池单元19牢固地固定于车体2。另外，壳体20被布置在被配置成在前后方向上彼此间隔开的多个右安装部件21、22与被配置成在前后方向上彼此间隔开的多个左安装部件23、24之间。壳体20在其右侧面的中间部包括与高压缆线等连接的凹连接部，所述连接部形成为朝向壳体20的内部凹进。
电池单元19的壳体20的整个上表面与下表面一样形成为近似水平的平坦面。在壳体20的上表面，电池单元19的一些功能部被设置成向上突出。在如此构造的电池单元19用的冷却管结构中，用于摄取冷却电池用的空气的进气侧冷却管25被布置在壳体20的左前端附近，而用于排出冷却电池用的空气的排气侧冷却管26和冷却风扇27被布置在壳体20的右后端附近。排气侧冷却管26被配置成在车辆的右侧从冷却风扇27的风扇箱28的前表面向前延伸。
另外，如图1所示，用于防止高压电池的导通的检修插塞部(service plug part)29被布置在壳体20的右侧的中间部。而且，如图4所示，用于允许接近(access)检修插塞部29的检修孔30形成在地板12的在检修插塞部29上方的部分。检修面板31被可拆装地安装到检修孔30。
进气侧冷却管25向上伸出以贯穿地板12，并且进气侧冷却管25能够从车室13的内部摄取较干净的空气。在电池单元19的壳体20中，布置在壳体20的下游(在后部中)的冷却风扇27的抽吸(draft-inducing)操作产生冷却风。所产生的冷却风主要在一个方向上流动，并且均一地冷却配置在壳体20中的各个电池。因此，电池单元19是空气冷却型电池单元。
进气侧冷却管25、排气侧冷却管26、冷却风扇27和检修插塞部29都利用在前后方向上长且在上下方向上扁平的、大体上长方体形状的空间18布置。在空间18中，定位于中间的多个横梁6至8被配置成连接左右一对侧梁4和侧梁3。此外，在空间18中，辅助安装副架15、16被配置成连接左右一对侧梁4和侧梁3。副架15、16与在副架15、16的宽度方向上的中间部之间沿前后方向延伸的副梁17连接。
在电池单元19的后侧，布置用于在其上安装动力单元(未示出)的副架。该副架固定到左右一对侧梁4和侧梁3以及固定到定位在后部的横梁9至11。
在电池单元19中，排气侧冷却管26被配置成与电池单元19重叠。排气侧冷却管26沿着电池单元19的壳体20的上表面在前后方向上延伸。如图5所示，排气侧冷却管26从冷却风扇27朝向车辆1的前侧引导排气，并排出空气。如图4所示，在电池单元19中，排气侧冷却管26朝向前座椅下方的辅助安装空间14的上部向上伸出。在电池单元19中，排气侧冷却管26被分割成作为上侧的上管32的上部和作为下侧的下管33的下部。上连接板34安装到上管32，下连接板35安装到下管33。
在电池单元19中，上管32和下管33能够通过上连接板34和下连接板35彼此连接，并且所述连接在电池单元19被安装并固定于车体2时完成。为了确保气密性，上管32和下管33通过使用螺栓36将上连接板34与下连接板35相互紧固而牢固地相互连接。另外，为了允许从检修孔30接近上连接板34和下连接板35，上连接板34和下连接板35的连接方向是以相对于辅助安装空间14倾斜的方式从后下侧向前上侧延伸的方向。用螺栓36对上连接板34和下连接板35的紧固可以在将电池单元19安装于车辆1之后或者在将电池单元19安装于车辆1之前完成。可选择地，该紧固还可以由副组件完成。
以此方式，通过利用辅助安装空间14的高度，用于电池单元19的冷却管结构能够确保排气侧冷却管26的开口端被布置于高的位置。这能够防止水进入电池单元19。此外，用于电池单元19的冷却管结构允许排气侧冷却管26被设置成即使在长的整个排气侧冷却管26被配置在布置有电池单元19的位置时也具有气密性。由此，冷却管结构也便于组装。
在电池单元19中，电池单元19可以与辅助装置一起以上管32被配置于布置在辅助安装空间14内的辅助装置上方的方式被安装于车辆1。利用此构造，用于电池单元19的冷却管结构允许上管32位于辅助安装空间14的高的位置，并且还允许上管32与辅助装置一起通过副组件安装。
在电池单元19中，上管32的下游侧的前端部形成为具有容量的箱37。箱37具有在车辆1的宽度方向上长且在车辆1的上下方向上扁平的长方体形状。箱37允许上管32被配置在更高的位置，并且还允许在通过增大左右方向上的尺寸而提高容量的状态下接近辅助装置。如图6所示，在电池单元19中，箱37被固定到安装于辅助安装副架15、16和副梁17的箱架38以将箱37布置于更高的位置。由此，箱37被布置在辅助安装空间14上方。因此，箱37能够被配置成与布置在辅助安装空间14的下部的辅助装置向上间隔开。
由此，用于电池单元19的冷却管结构具有在下部位置的辅助安装空间14同时将箱37配置成与辅助安装空间14间隔开。该构造允许箱37被配置在极其高的位置，因此即使水达到较高的水位，也能够防止水进入电池单元19。
如图2和图5所示，下管33的上游端部被固定并连接于电池单元19中的冷却风扇27的风扇箱28。如图4所示，下管33被配置成沿着电池单元19的壳体20的上表面在车辆前后方向上大体上水平地延伸。以此方式，下管33能够与电池单元19一起安装于车辆1。另外，如图5所示，下管33被弯曲到一定程度以防止下管33与其它部件干涉。
如图6所示，排气口39形成于上管32的箱37中，并且排气口39包括位于后侧的与上管32的主管部分连接的外侧壁38。另外，朝下的开口41形成于右侧的外侧壁40，外侧壁40与位于后侧的与上管32的主管部分连接的外侧壁38间隔开。开口41位于几乎被车体结构封闭的位置，所述车体结构包括电池单元19的壳体20、右侧梁3、左侧梁4、横梁6、7和地板12。因此，强力的水流不可能直接到达开口41。
如图6所示，在开口41附近从上板42向下板43延伸的挡水板44和在排气口39附近从下板43向上板42延伸的挡水板45被布置在箱37中。另外，多个挡水板44、45在箱37中被布置在开口41与排气口39之间。因此，即使水从开口41进入箱37，水也被挡水板44、45挡在外部，而不流入排气口39。
以此方式，用于电池单元19的冷却管结构能够可靠地防止水进入电池单元19的内部。此外，用于电池单元19的冷却管结构能够与车体2的限定辅助安装空间14的地板12的结构协作来更为可靠地防止水进入电池单元19。
在上述实施方式中，箱37较大而具有大的容量。但是，箱37可形成为具有较小的容量以改进对辅助装置和电池单元19的上表面的检修插塞部29的可接近性。
本发明提供了能够防止水进入电池单元的内部同时便于组装的结构。本发明可以适用于安装于混合动力车辆及电动车辆的电池单元。
附图标记翻译
1车辆
2车体
3右侧梁
4左侧梁
5-11横梁
12地板
14辅助安装空间
18空间
19电池单元
25进气侧冷却管
26排气侧冷却管
27冷却风扇
29检修插塞件
30检修孔
32上管
33下管
37箱
39排气口
41开口
44、45挡水板

Claims (3)

1.一种用于电池单元的冷却管结构，所述电池单元被安装在车辆的地板下方，所述冷却管结构包括：
辅助安装空间，其在所述地板的下方向上突出并且能够容纳辅助装置；以及
冷却管和冷却风扇，其被构造成摄取外部空气以冷却所述电池单元中的电池，然后排出所述空气，
其中，所述冷却管位于所述电池单元的上方并且朝向所述辅助安装空间的上部伸出，
所述冷却管在其中间部被分割成上管和下管，
所述下管被固定地连接到所述电池单元，并且所述下管被构造成与所述电池单元一起被安装于所述车辆，并且
彼此分割的所述上管和所述下管被构造成在所述电池单元被固定并安装于所述车辆时彼此连接，
所述上管的前端部形成为具有容量的箱，
所述箱在上下方向上是扁平的，并且
所述箱以被配置成与布置在所述箱下方的所述辅助装置向上间隔开的状态被布置于所述辅助安装空间的上部。
2.根据权利要求1所述的用于电池单元的冷却管结构，其特征在于，所述上管被布置于所述辅助装置的上方，并且所述上管与所述辅助装置一起被安装于所述车辆。
3.根据权利要求1所述的用于电池单元的冷却管结构，其特征在于，
朝下的开口形成于所述箱的外侧壁，并且
挡水板被布置在所述箱中。
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