CN103009978A - 用于车辆的高压电池组设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开用于车辆的高压电池组设备，其包括具有安装在车辆的中央控制台中的第一和第二电池组的冷却装置。通过分配管道可以均匀冷却第一和第二电池组以提高冷却性能，其使所使用的冷却风扇的数目最小化。由于使冷却风扇的数目最小化并且不使用排放管道，所以可以实现重量减少和成本节省。

Description

用于车辆的高压电池组设备
技术领域
本发明涉及用于车辆的高压电池组设备。更具体地，本发明涉及用于车辆的高压电池组设备，其中电池组安装在中央控制台中。
背景技术
通常，通过在一定程度上使用电动发动机和向在每个车辆中安装的电动发动机提供驱动功率的高压电池组来驱动混合电动车辆、燃料电池车辆、和电动车辆。通常，高压电池组设备主要具有如下结构：其中电池组1安装在车辆的行李舱2中的指定空间。因此，结果这些车辆的行李舱中的可用空间因容纳电池组的结构的尺寸而大大减少，从而影响车辆的市场性和消费者评级。
或者，也可以将该结构固定于在车辆外侧的底板的车身部件，然而，在该实施方式中，为了保证安全应该另外进行防水处理。具体地，还应该设置额外的安全装置，其可以抵抗外部影响。结果，当将电池组安装在车辆的外侧时，制造成本显著增加。
如背景技术所述的实施方式被描述为所述问题的可能的解决方案，但是不应该理解为，这些实施方式相应于本领域技术人员已经知晓的相关技术。
上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明致力于提供用于车辆的高压电池组设备，其中通过在置于车辆内侧的中央控制台中安装高压电池组可以更有效地使用车辆的行李间，以提高可销性，并且特别是，电池组的冷却装置紧密地配置成大大促进重量减少和成本节约。可以将第一和第二电池组垂直堆叠并且因此固定于电池壳体。
一方面，用于车辆的高压电池组设备包括：安装在中央控制台中以彼此分离的第一电池组和第二电池组。将电池壳体固定于地板，并且配置成覆盖第一和第二电池组。另外，将冷却装置安装在中央控制台中以具有冷却气流路线，所述冷却气流路线配置成在通过使用在中央控制台的前侧吸入的冷却空气冷却第一和第二电池组之后，将冷却空气排放到中央控制台的后侧。
优选地，用于车辆的高压电池组设备还可以包括上衬垫(pad)和下衬垫，所述上衬垫将中央控制台的上表面与电池壳体的顶面连接，以防止在冷却第一和第二电池组之后排放到第一和第二电池组的后侧的冷却空气向中央控制台的前侧移动，所述下衬垫将地板与电池壳体的底面连接。
另外，用于车辆的高压电池组设备还可以包括隔膜部件，所述隔膜部件安装在中央控制台的底面与第一和第二电池组的后表面之间，以将中央控制台的内部空间分为安装有第一和第二电池组的第一腔室和用于排放冷却空气的第二腔室，并且可以分别在隔膜部件的上端和下端形成连接第一和第二腔室的上格栅和下格栅。
在一些实施方式中，可以在第一电池组的顶面与中央控制台的顶面之间的空间和第二电池组的底面与地板之间的空间中分别设置引导冷却空气流的上通道和下通道，使得用于冷却第一和第二电池组的冷却空气平稳地向中央控制台的后侧移动。
此外，可以在中央控制台的后表面的底部与地板之间设置冷却空气排放孔，以将用于冷却第一和第二电池组的冷却空气排放到中央控制台的后表面的下侧。
冷却装置可以包括：固定成置于第一和第二电池前面的冷却风扇壳体。冷却风扇壳体可以包括在其中可旋转地设置的冷却风扇。吸入管可以与冷却风扇壳体的前侧连接，以从外侧吸入冷空气。此外，分配管道可以配置成连接并控制空气流从冷却风扇壳体到第一和第二电池组。具体地，分配管道的一端与冷却风扇壳体连接，并且另一端安装成布置在第一与第二电池组之间的空间中，以将冷空气分配并供应到第一和第二电池组。
上述的吸入管可以包括：前管道，配置成连接并控制冷却风扇壳体的前侧到中央控制台的前侧之间的冷空气流。也就是说，一端与冷却风扇壳体的前侧连接，并且另一端安装成布置在中央控制台的前侧。另外，一对侧管道可以配置成连接并控制前管道与中央控制台的两侧部分之间的冷空气流。具体地，这对侧管道的一端与前管道连接，并且另一端安装成分别穿过中央控制台的两侧部分，以从车辆的内侧吸入冷空气。
在一些实施方式中，用于将冷却空气分配并供应到第一和第二电池组的多个分配孔可以设置在分配管道中以垂直开口。可以优选形成分配孔之间的间隔以保持来自构成第一和第二电池组的电池单元的相同间隔。进一步，前管道可以安装成与连接到车辆中的空调设备的管道相连接。
附图说明
现在将参考本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，其在所附附图中说明，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：
图1是示出根据常规技术中的结构的用于车辆的高压电池组设备的安装状态的图；
图2至4是根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的高压电池组设备的透视图、侧视图、和俯视图；
图5是沿图4的线I-I截取的横截面视图；
图6是示出从图2去除了中央控制台的状态的图；
图7是根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的高压电池组设备中的冷却装置的透视图；且
图8是示出根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的高压电池组设备中的冷却空气排放孔的底视图；
应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。
在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。
具体实施方式
下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。
应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。
下文将参考附图描述根据本发明的示例性实施方式的高压电池组设备。根据本发明的示例性实施方式的高压电池组设备是安装在设置于车辆内侧的中央控制台中的结构。
也就是说，如图2至8所示，高压电池组设备200包括第一电池组20和第二电池组30，安装在中央控制台10中并且布置成彼此分离规定距离(从而在其之间提供空间)。电池壳体50固定于地板40，并且配置成覆盖第一和第二电池组20和30。冷却装置60安装在中央控制台10中以具有冷却气流路线，所述冷却气流路线配置成在通过使用在中央控制台10前侧吸入的冷却空气冷却第一和第二电池组20和30之后，向中央控制台10的后侧21排放冷空气。
另外，该设备还包括上衬垫70，其将中央控制台10的上表面17与电池壳体50的顶面18连接，以防止在冷却第一和第二电池组20和30之后排放到第一和第二电池组20和30的后侧23的冷空气向中央控制台10的前侧24移动。下衬垫80将地板40与电池壳体50的底面连接，并且隔膜部件90安装在中央控制台10的后表面25与第一和第二电池组的后表面26之间，以将中央控制台10的内部空间分为安装有第一和第二电池组20和30的第一腔室11以及用于排放冷空气的第二腔室12。将连接第一和第二腔室11和12的上格栅91和下格栅92分别形成在隔膜部件90的上端和下端。
控制/引导冷空气流的上通道13和下通道14分别设置在第一电池组20的顶面27与中央控制台10的顶面28之间的空间和第二电池组30的底面29与地板40之间的空间中，使得用于冷却第一和第二电池组20和30的冷空气平稳地移到中央控制台10的后侧24。
也就是说，上衬垫70安装在上通道13中，并且下衬垫80安装在下通道14中。冷却空气排放孔93设置在中央控制台10的底面31的后部与地板40之间，以将用于冷却第一和第二电池组20和30的冷却空气排放到中央控制台10的后表面的下侧。
因此，在根据本发明的示例性实施方式的设备中，当将通过冷却装置60吸入的冷空气分配至第一和第二电池组20和30时，第一和第二电池组20和30冷却，并且通过第一和第二电池组20和30的空气向中央控制台10的后侧21移动，且之后移动通过设置在第一和第二电池组20和30与隔膜部件90之间的后通道15，以及设置在中央控制台10的后表面25与隔膜部件90之间的第二腔室12，且最终通过设置在控制台10的底面31的后部与地板40之间的冷却空气排放孔93排放到后侧21。
这里，隔膜部件90中形成的上格栅91连接上通道13和第二腔室12，并且隔膜部件90中形成的下格栅92连接下通道14和第二腔室12。另外，第一和第二电池组20和30垂直堆叠并且固定于电池壳体50。
此外，冷却装置60包括固定成置于第一和第二电池组20和30前面的冷却风扇壳体62。冷却风扇壳体包括冷却风扇61、吸入管道63、和分配管道64，其中所述冷却风扇61在冷却风扇壳体中可旋转地设置，所述吸入管道63与冷却风扇壳体62的前侧连接以从外侧吸入冷却空气，所述分配管道64配置成连接并控制在冷却风扇壳体的表面与第一和第二电池组20和30之间的空间之间的冷空气的方向。也就是说，分配管道64的一端与冷却风扇壳体62连接，并且另一端安装成置于第一和第二电池组20和30之间的空间中，以将冷空气分配并供应到第一和第二电池组20和30。由示例说明的实施例可以看出，冷却风扇壳体62固定成经由壳体支架62a与电池壳体50连接。
吸入管道63包括前管道63a，其配置成连接并引导冷空气流从车辆内侧到风扇壳体的前侧。也就是说，一端与冷却风扇壳体62的前侧连接，并且另一端安装成布置在中央控制台10的前侧。吸入管道63还包括一对侧管道63b，其配置成连接并引导吸入的冷空气流从控制台10的侧面到风扇壳体的前面。也就是说，一端与前管道63a相交，并且另一端安装成分别穿过两侧部分，以从控制台10的侧面吸入车辆的内部空气。
在中央控制台10的两侧部分的每侧整体设置管道格栅16。因此，侧管道63b的每一端安装成与管道格栅16连接，并且通过管道格栅16防止杂质进入到侧管道63b中。前管道63a优选安装成与车辆的空调设备的辅助管道连接。也就是说，通过侧管道63b吸入车辆内侧的冷空气。然而，取决于室内环境，该冷空气可能不足以冷却第一和第二电池组20和30。因此，按需要通过前管道63a引入从车辆的空调设备排放的冷空气，以更有效地冷却第一和第二电池组20和30。
此外，在分配管道64中设置用于将冷却空气分配并供应到第一和第二电池组20和30的多个分配孔64a以垂直开口。每个分配孔64a向第一和第二电池组20和30开口，并且优选形成分配孔64a之间的间隔以保持来自构成第一和第二电池组20和30的电池单元的相同间隔。
也就是说，通过以预定模式结合多个电池单元来配置每个电池组20和30。因此，当分配孔64a之间的间隔与电池单元之间的间隔相同时，分配孔64a面向每个构成第一和第二电池组20和30的电池单元。因此，通过分配孔64a排放的冷空气可以直接冷却每个构成第一和第二电池组20和30的电池单元，以更有效地冷却第一和第二电池组20和30，从而提高冷却性能。
当冷却装置60开始运行时，通过由冷却风扇61的旋转所产生的吸力将冷却空气吸入到吸入管道63中。经由风扇61吸入的冷空气通过冷却风扇壳体62，然后流向分配管道64。将移动通过分配管道64的冷却空气经由分配孔64a排放到第一和第二电池组20和30上。此时，在直接通过构成第一和第二电池组20和30的电池单元的同时，经由分配孔64排放的冷却空气冷却第一和第二电池组20和30。
此外，通过第一和第二电池组20和30的冷却空气经由上通道和下通道13和14移到中央控制台10的后侧21，并且之后，由于冷却空气的排放过程与上述过程相同，所以将省略其描述。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的高压电池组设备，具有如下结构：其中包括第一和第二电池组20和30的冷却装置60安装在中央控制台10中，而不是在车辆的行李间中或者在车辆外侧的腹板(underbelly panel)上，结果，可以更有效地使用车辆的行李空间，而且，可以省略用于保护免受影响的额外的防水处理和装置，从而实现重量减少和成本节约。
进一步，由于冷却装置60安装在中央控制台中，所以高压电池组设备可以紧密配置。由于可以通过分配管道64均匀地冷却第一和第二电池组20和30，所以可以实现更有效的冷却，而且可以显著提高冷却性能。
此外，通过如下构造可以使冷却风扇61的数目最小化：其中可以通过使用一个冷却风扇61同时冷却第一和第二电池组20和30，并且特别是，由于不需要用于排放冷却空气的排放管道，所以可以实现重量减少和成本节省。
在根据本发明的示例性实施方式的高压电池组设备中，通过在中央控制台中安装包括第一和第二电池组的冷却装置可以更有效地使用车辆的行李间，并且通过经分配管道均匀冷却第一和第二电池组可以实现更有效的冷却且可以改进冷却性能，并且特别是，通过能够用一个冷却风扇同时冷却第一和第二电池组的构造，可以使冷却风扇的数目最小化，而且，通过没有用于排放冷却空气的排放管道的构造可以实现重量减少和节能。
本发明已参考其优选实施方式进行了详细描述。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行各种改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等同方式限定。

Claims (11)

1.一种用于车辆的高压电池组设备，包括：
安装在中央控制台中并且布置成彼此分离的第一电池组和第二电池组；
固定于地板并且配置成覆盖所述第一和第二电池组的电池壳体；和
安装在所述中央控制台中以具有冷却气流路线的冷却装置，所述冷却气流路线配置成在通过使用在所述中央控制台的前侧吸入的冷却空气冷却所述第一和第二电池组之后，将冷空气排放到所述中央控制台的后侧。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的高压电池组设备，还包括上衬垫和下衬垫，所述上衬垫将所述中央控制台的上表面与所述电池壳体的顶面连接，以防止在冷却所述第一和第二电池组之后排放到所述第一和第二电池组的后侧的冷却空气向所述中央控制台的前侧移动，所述下衬垫将所述地板与所述电池壳体的底面连接。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的高压电池组设备，还包括隔膜部件，其安装在所述中央控制台的底面与所述第一和第二电池组的后表面之间，以将所述中央控制台的内部空间分为安装有所述第一和第二电池组的第一腔室以及用于排放冷却空气的第二腔室，
其中，分别在所述隔膜部件的上端和下端形成连接所述第一和第二腔室的上格栅和下格栅。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的高压电池组设备，其中在所述第一电池组的顶面与所述中央控制台的顶面之间的空间和所述第二电池组的底面与所述地板之间的空间分别设置引导冷却空气流的上通道和下通道，其中冷空气平稳地向所述中央控制台的后侧移动。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的高压电池组设备，其中在所述中央控制台的底面的后部与所述地板之间设置冷却空气排放孔，以将冷却空气排放到所述中央控制台的后表面的下侧。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的高压电池组设备，其中所述第一和第二电池组垂直堆叠并且固定于所述电池壳体。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的高压电池组设备，其中所述冷却装置包括：
冷却风扇壳体，其固定成置于所述第一和第二电池组的前面，并且包括在其中可旋转地设置的冷却风扇；
吸入管道，其与所述冷却风扇壳体的前侧连接，以从外侧吸入冷却空气，和
分配管道，其配置成连接并引导空气流从所述冷却风扇壳体到所述第一与第二电池组之间的空间，其中一端与所述冷却风扇壳体连接，并且另一端安装成布置在所述第一与第二电池组之间的空间中，以将冷空气分配并供应到所述第一和第二电池组。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的高压电池组设备，其中所述吸入管道包括：
前管道，配置成连接并引导冷空气从所述中央控制台的前侧到所述风扇的前侧，其中一端与所述冷却风扇壳体的前侧连接，并且另一端安装成置于所述中央控制台的前侧；和
一对侧管道，配置成连接并引导所述冷空气从所述控制台的侧面到所述前管道中的交叉点，其中所述一对侧管道的一端与所述前管道相交，并且另一端安装成分别穿过两侧部分，以从车辆的内侧吸入冷空气。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的高压电池组设备，其中配置成将冷空气分配并供应到所述第一和第二电池组的多个分配孔设置在所述分配管道中以垂直开口。
10.根据权利要求8所述的用于车辆的高压电池组设备，其中所述前管道与车辆中安装的空调设备的辅助管道连接。
11.根据权利要求9所述的用于车辆的高压电池组设备，其中形成所述分配孔之间的间隔以保持来自构成所述第一和第二电池组的电池单元的相同间隔。
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