CN102544621A - 车辆用蓄电池的冷却结构 - Google Patents

Abstract

一种车辆用蓄电池的冷却结构，包括：在第一方向上延伸的中空形状的风管；鼓风装置，该鼓风装置设置在所述风管的一端处，用于将冷却空气吹送到所述风管内部；以及多个蓄电池模块，每个蓄电池模块都包括多个蓄电池单元并且所述多个蓄电池模块在与第一方向垂直的第二方向上设置在所述风管的两端处。该冷却结构的特征在于：每个所述蓄电池模块都具有连接所述蓄电池单元的接线柱的汇流条，以及封盖所述蓄电池单元的模块盖，同时在该模块盖与所述汇流条之间具有空间，并且所述风管连接于每个所述蓄电池模块的所述空间以便将冷却空气引入到每个所述蓄电池模块的所述空间。

Description

车辆用蓄电池的冷却结构

技术领域

本发明涉及一种车辆用蓄电池，并且更特别地，涉及一种车辆用蓄电池的冷却结构。

近年来，已经广泛地研制了具有大容量的蓄电池并且使用由该蓄电池的电力来驱动的驱动马达作为驱动源的混合动力车和电动车。

出于保证容量和输出电压的目的，要安装在这样的车辆上的车辆用蓄电池被构造为：在蓄电池盒中容纳多个蓄电池(蓄电池模块)。此外，为了防止充电和放电时加热，将冷却空气引入到所述蓄电池盒中，从而冷却各个蓄电池。例如，通过在各个蓄电池之间设置间隙并且将冷却空气引入到该间隙中，从各个蓄电池的侧面冷却该各个蓄电池。

作为用于冷却蓄电池的另一种方法，已经提出了通过形成用于将冷却空气引入蓄电池盒上部中的通道，将该冷却空气从上方提供到各个蓄电池的方法。根据这种方法，甚至对位于中部的蓄电池也能提供冷却空气，并且变得即使在各蓄电池之间没有空间，也能够冷却所有蓄电池(参见日本专利JP-A-10-310005)。

然而，如JP-A-10-310005所公开的，仅仅通过将冷却空气提供到蓄电池的上部，只有蓄电池的上面被冷却，而难以充分保证冷却性能。

在JP-A-10-310005中，提出了在各个蓄电池之间进一步设置空隙，并且将从上方提供的冷却空气引入到所述空隙中。然而，为了充分确保冷却性能，必须使蓄电池之间的间隙较大，并且因此，在安装空间有限的情况下，例如将将蓄电池安装于车辆上的情况，难以充分保证容量。

此外，在从蓄电池上方提供冷却空气的情况以及将冷却空气引入到蓄电池之间的间隙的情况的其中任意一种情况中，都是从它们的表面冷却各蓄电池。因此，难以有效冷却作为发热点的蓄电池内部。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种车辆用蓄电池的冷却结构，其能够有效且均匀地冷却所有多个蓄电池，同时将用于引入冷却空气的空间减小到最小。

为了实现该目的，根据本发明，提供一种车辆用蓄电池的冷却结构，包括：在第一方向上延伸的中空形状的风管；鼓风装置，设置在所述风管的一端处，用于将冷却空气吹到所述风管内部；以及多个蓄电池模块，每个蓄电池模块都包括多个蓄电池单元并且该多个蓄电池模块在与第一方向垂直的第二方向上设置在所述风管的两端处，其特征在于，每个蓄电池模块都具有连接所述蓄电池单元的接线柱的汇流条，以及封盖所述蓄电池单元的模块盖，同时在该模块盖与所述汇流条之间具有空间，并且所述风管连接于每个蓄电池模块的所述空间以便将冷却空气引入到每个蓄电池模块的所述空间。

所述蓄电池单元布置在第二方向上，所述蓄电池单元可以包括在第二方向上最靠近所述风管的第一蓄电池单元，并且所述风管连接于与第一蓄电池单元对应的位置处的空间。

蓄电池单元可以包括在第二方向上最远离所述风管的第二蓄电池单元，并且所述模块盖可以包括在与第二蓄电池单元对应的位置处的开口。

所述蓄电池模块可以布置在第一方向上。所述风管可以包括布置在第一方向上的多个引入部，并且每一个引入部可以连接于每个蓄电池模块的空间。

随着距离鼓风装置的间距变大，所述风管的内部流道的横截面积可以减小。

所述蓄电池模块可以包括有间隔地布置在第一方向上的第一蓄电池模块和第二蓄电池模块。

所述蓄电池模块可以包括布置在第二方向上的第一蓄电池模块和第二蓄电池模块，并且所述风管可以包括在所述第一和第二蓄电池模块之间伸出的配设部。

所述蓄电池模块可以包括第三蓄电池模块，所述第一蓄电池模块和第三蓄电池模块可以有间隔地布置在第一方向上，并且所述风管的配设部可以包括与所述间隔相对的开口。

所述蓄电池模块可以包括布置在第二方向上的第一蓄电池模块和第二蓄电池模块，并且连接于该第一和第二蓄电池模块的汇流条可以设置在所述风管中。

接线柱可以连接于所述蓄电池单元的内部，并且引入到所述空间的冷却空气可以冷却该接线柱和汇流条。

附图说明

图1是示出了根据本发明的车辆用蓄电池的内部结构的透视图。

图2是示出了蓄电池模块的上部的详细结构的透视图。

图3是示出了车辆用蓄电池在图1所示的III-III线处的内部结构的剖视图。

具体实施方式

现在，将参考附图来描述本发明的实施例。

图1是本实施例中的车辆用蓄电池1的内部结构的透视图。应当注意的是，图1中示出了将蓄电池盒盖2b移除的状态。

本实施例中的车辆用蓄电池1安装在车辆上，作为用于驱动车辆的驱动电机的电源。

如图1所示，车辆用蓄电池1包括多个蓄电池模块10(蓄电池)，该多个蓄电池模块10在一个方向上布置成两排并且容纳在蓄电池盒2中。蓄电池盒2包括一个蓄电池盒本体2a和一个作为上盖蓄电池盒盖2b(未示出)，所述蓄电池盒本体2a为在其上侧敞开的箱型形状。

以在同一排中相邻蓄电池模块10之间设置有间隙11的方式将所述蓄电池模块10布置成彼此分开的状态。

在蓄电池模块10的排的方向上(第一方向)延伸的中空形状的冷却风管12(风管)设置在所述两排蓄电池模块10之间。鼓风机13(鼓风装置)设置在所述冷却风管12的一端处。

所述鼓风机13包括风扇14和蒸发器15，并且具有利用风扇14将已经在蒸发器15中通过热交换而被冷却的空气提供到冷却风管12中作为冷却空气的功能。

图2是示出了蓄电池模块10的上部的详细结构的透视图。

如图2所示，每个蓄电池模块10通过将多个蓄电池单元20并排布置在附图中的横向上而形成。所述蓄电池单元20在其上面上分别具有正接线柱20a和负接线柱20b。正接线柱20a和负接线柱20b以交错的方式布置。此外，利用由板状导电材料形成的蓄电池单元间汇流条21(汇流条)，将相邻蓄电池单元上的正接线柱20a和负接线柱20b串联连接。

所述蓄电池模块10具有用于封盖其上面的蓄电池模块盖22(模块盖)。所述蓄电池模块22具有隔离功能，因为其防止了各个蓄电池单元20的正接线柱20a和负接线柱20b以及所述蓄电池单元间汇流条21的露出。特别地，在该实施例中，以在蓄电池模块盖22与蓄电池模块10的上面之间设置有空间27的方式，将该蓄电池模块盖22安装在该蓄电池模块10的上面上。利用从蓄电池模块10的上面直立设置的侧壁23，从侧面封盖所述蓄电池模块盖22与蓄电池模块10的上面之间的所述空间27。

用于插入蓄电池模块间汇流条24(汇流条)的开口25设置在蓄电池模块盖22的一端处。此外，开口26(排出孔)设置在与所述开口25相反一侧处的侧壁23上。

因此，其中设置有蓄电池单元20的正接线柱20a和负接线柱20b的所述空间27形成在所述蓄电池模块盖22与所述蓄电池模块10的上面之间。所述空间27被构造为通过开口25和开口26与外部连通。

图3是示出了车辆用蓄电池1的内部结构的剖视图。在该附图中，粗箭头标记代表冷却空气的移动路径。

如图3所示，蓄电池模块间汇流条24是由导电材料形成的板状件，用于将在彼此对置的不同排中的蓄电池模块10电连接。所述蓄电池模块间汇流条24设置在冷却风管12内部，并且蓄电池模块间汇流条24的两端通过所述蓄电池模块盖22的开口25而连接于位于最靠近冷却风管12的中部中的蓄电池单元20的正接线柱20a或负接线柱20b。

所述冷却风管12具有包括上部截面部12a(主流部)和下部截面部12b(配设部)的这样一种形状，所述上部截面部12a封盖所述蓄电池模块间汇流条24的上部，并且主要通过该上部截面部12a来提供冷却空气，所述下部截面部12b具有U形截面并且设置在所述两排蓄电池模块10之间。所述下部截面部12b的下端突出到所述蓄电池模块10的下部附近。此外，冷却风管12具有引入部12c，用于将已经提供给到上部截面部12a的冷却空气引入到蓄电池模块的上面上的空间27中。

冷却风管12在下部截面部12b的两侧处具有开口28(排出口)。开口28被分别设置为与蓄电池模块10之间的间隙11相对。

此外，如图1所示，冷却风管12以内部流道的横截面积随着距离鼓风机13的间距变大而减小的方式形成。

如上所述，从鼓风机13提供的冷却空气通过冷却风管12内部的空间，并且从开口25流动而沿着所述蓄电池模块间汇流条24被引入到蓄电池模块盖22与蓄电池模块10的上面之间的空间27中。然后，冷却空气在蓄电池模块盖22内部的空间27中向外侧移动，以从开口26排出到外部。当冷却空气通过蓄电池模块盖22内侧的空间27时，利用该冷却空气使蓄电池模块10的上表面冷却。该冷却空气进一步冷却蓄电池模块盖22内侧的接线柱20a、20b以及蓄电池单元间汇流条21。当冷却空气被引导到蓄电池模块盖22内侧的空间27中时，该冷却空气还冷却蓄电池模块间汇流条24。

以这种方式，利用已经从鼓风机13提供的所述冷却空气将蓄电池模块10的上面、蓄电池单元20的正接线柱20a和负接线柱20b、蓄电池单元间汇流条21以及蓄电池模块间汇流条24冷却。因此，能够充分地冷却蓄电池模块10。特别地，在本实施例中，由于冷却空气冷却了与作为发热点的各个蓄电池单元20的内部相连的正接线柱20a和负接线柱20b、连接接线柱20a、20b的蓄电池单元间汇流条21以及蓄电池模块间汇流条24，所以能够从各个蓄电池单元20的内部冷却该各个蓄电池单元20。结果，能够从内部有效地冷却各个蓄电池单元20，而与此同时，能够均匀地冷却所有蓄电池单元20而抑制冷却不均匀，并且能够快速地消除蓄电池模块10内部的温度差。

因此，即使通过在蓄电池单元20之间设置间隙而没有引入大量的冷却空气，也能够充分地保证冷却性能。此外，即使在像将蓄电池安装于车辆上的情形这样的安装空间有限的情况下，也能够有效地确保电池的容量。

应当注意的是，出于在车辆碰撞的情况下防止蓄电池模块10之间的接触的目的，蓄电池模块10的两排之间的空间是必要的。在本实施例中，利用这种空间，设置了冷却风管12的下部截面部12b。此外，冷却风管12的上部截面部12a还用作为用于防止电震的、覆盖所述蓄电池模块间汇流条24所需的盖部件。因此，通过利用已经预先设置的所述空间，能够采用简单的结构将冷却空气引入到蓄电池模块10中，同时限制了成本、重量和外形尺寸的增加。

在本实施例中的车辆用蓄电池1中，由于冷却空气被提供到各个蓄电池模块10，所以随着距离鼓风机13的间距变大，流经冷却风管12的冷却空气的流动速率减小。与之相反，在本实施例中，冷却风管12是以内部空间的横截面积随着与鼓风机13的间距变大而减小的方式所形成的。因此，即使在远离鼓风机13的位置处，也能够限制流经冷却风管12的冷却空气的流动速率的下降。结果，即使在距离鼓风机13最远的位置处的那个蓄电池模块10中，冷却空气也能够以充足的流动速率从开口25排出，并且所述冷却空气甚至可以达到位于外侧的蓄电池单元20。因此，能够均匀地冷却蓄电池盒2中的所有蓄电池模块10，而且还冷却所有蓄电池单元20。

此外，在本实施例中，间隙11设置在同一排中的相邻蓄电池模块10之间。冷却风管12的下部截面部12b在两排蓄电池模块10之间以U形伸出直至蓄电池模块10的下部，并且开口28设置在这种伸出部的两个侧面上而与所述间隙11相对。因此，被引导至冷却风管12中的一部分冷却空气从开口28排出到蓄电池模块10之间的间隙11。结果，能够从其侧面冷却蓄电池模块10之间的空间，并且能够进一步提高冷却效率。

在该实施例中，如上所述，通过冷却各个蓄电池单元20的正接线柱20a和负接线柱20b，能够获得充分高的冷却性能。因此，通过使蓄电池模块10之间的间隙11尽可能小从而保证蓄电池单元20的安装空间，能够限制容量的减小。当然，可以省去蓄电池模块10件的间隙11，并且通过以这种方式省去该间隙11，能够进一步增大容量。

在本实施例中，尽管所述蓄电池模块10以两排容纳在蓄电池盒2中，但是该蓄电池模块10也可以布置成三排或以上。在蓄电池模块10以这种方式布置成三排或以上的情况下，优选在各排之间设置冷却风管12。

此外，冷却风管12的形状可以适当地修改。例如，该冷却风管12的横截面积不需要随着与鼓风机的间距变大而减小，而可以是相等的。

根据本发明的一方面，从鼓风装置提供的冷却空气通过风管的内部而被引入到蓄电池模块的上面上的空间中，并且冷却蓄电池的接线柱和汇流条。由于以这种方式冷却了连接于蓄电池内部的接线柱，所以能够从内部充分地冷却蓄电池，并且还能够均匀地冷却所有蓄电池。结果，能够保证冷却性能，而无需通过在蓄电池之间设置大的间隙来引入大量的冷却空气，并且即使在用于蓄电池的安装空间受限的情况下，也能够充分地保证蓄电池的容量。

根据本发明的一方面，引入部连接于多个蓄电池单元中位于最靠近风管的那个蓄电池单元上方的空间。因此，能够使引入部尽可能的短。

根据本发明的一方面，模块盖在多个蓄电池单元中位于最远离所述风管的那个蓄电池单元的上方具有开口。因此，能够有效地将冷却空气从位于最靠近风管的蓄电池吹送至位于最远离该风管的蓄电池。

根据本发明的一方面，蓄电池模块被布置为在一个方向上以相等的间隔堆叠的状态，并且引入部以相等的间隔形成在风管中，以便向所有蓄电池模块提供冷却空气。因此，能够有效地冷却所有蓄电池。

根据本发明的一方面，所述风管以流道的横截面积随着距离鼓风装置的间距变大而减小的方式形成。因此，即使随着与鼓风装置的间距变大，流经冷却风管的冷却空气量减小，也能够防止流动速率降低。结果，甚至能够以充分的流动速率将冷却空气提供到位于最远离冷却装置的蓄电池，并且能够充分地且均匀地冷却蓄电池。

根据本发明的一方面，由于配设部设置在蓄电池模块之间，所以即使在车辆侧面碰撞的情况下，也能够防止蓄电池模块之间的直接接触。

Claims (11)

1.一种车辆用蓄电池的冷却结构，包括：在第一方向上延伸的中空形状的风管；鼓风装置，该鼓风装置设置在所述风管的一端处，用于将冷却空气吹送到所述风管内部；以及多个蓄电池模块，每个该蓄电池模块都包括多个蓄电池单元并且所述多个蓄电池模块在与所述第一方向垂直的第二方向上设置在所述风管的两端处，

其特征在于：

每个所述蓄电池模块都具有连接所述蓄电池单元的接线柱的一汇流条，以及封盖所述蓄电池单元的模块盖，同时在该模块盖与所述汇流条之间具有空间，并且

所述风管连接于每个所述蓄电池模块的所述空间以便将冷却空气引入到每个所述蓄电池模块的所述空间。

2.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于：

所述蓄电池单元布置在所述第二方向上；

所述蓄电池单元包括在所述第二方向上最靠近所述风管的一个第一蓄电池单元；并且

所述风管连接于在与所述第一蓄电池单元对应的位置处的空间。

3.根据权利要求2所述的冷却结构，其特征在于：

所述蓄电池单元包括在所述第二方向上最远离所述风管的一个第二蓄电池单元；并且

所述模块盖在与所述第二蓄电池单元对应的位置处包括开口。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的冷却结构，其特征在于：

所述蓄电池模块布置在所述第一方向上；

所述风管包括布置在所述第一方向上的多个引入部；并且

每一个所述引入部连接于每个所述蓄电池模块的空间。

5.根据权利要求1至3的任意一项所述的冷却结构，其特征在于：

随着与所述鼓风装置的间距变大，所述风管的内部流道的横截面积减小。

6.根据权利要求4所述的冷却结构，其特征在于：

随着与所述鼓风装置的间距变大，所述风管的内部流道的横截面积减小。

7.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于

所述蓄电池模块包括有间隔地布置在所述第一方向上的一第一蓄电池模块和一第二蓄电池模块。

8.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于：

所述蓄电池模块包括布置在第二方向上的一第一蓄电池模块和一第二蓄电池模块；并且

所述风管包括在所述第一和第二蓄电池模块之间伸出的配设部。

9.根据权利要求8所述的冷却结构，其特征在于：

所述蓄电池模块包括一第三蓄电池模块；

所述第一蓄电池模块和第三蓄电池模块有间隔地布置在第一方向上；并且

所述风管的配设部包括与所述间隔相对的开口。

10.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于：

所述蓄电池模块包括布置在所述第二方向上的一第一蓄电池模块和一第二蓄电池模块；并且

连接于所述第一和第二蓄电池模块的汇流条设置在所述风管中。

11.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于：

所述接线柱连接于所述蓄电池单元的内部；并且

引入到所述空间的冷却空气冷却所述接线柱和汇流条。

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