CN103010002A - 车载电池的冷却构造 - Google Patents

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吉井成光
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Abstract

本发明提供一种车载电池的冷却构造，其同时确保了对于侧面碰撞的耐撞行程和电池搭载量。该车载电池的冷却构造(100)构成为，具有通过在壳体内容纳电池单元而构成且搭载于车身下部的电池组(10、20)、向电池组导入冷却用空气的吸气通道(110)、排出从电池组出来的冷却用空气的排气通道(120)，其中吸气通道和排气通道中的至少一个的一部分(114、115)沿着电池组的车宽方向的端部配置，并且使对应于车宽方向的输入的破坏强度比电池组低。

Description

车载电池的冷却构造
技术领域
本发明涉及车载电池的冷却构造，尤其是涉及同时确保了对于侧面碰撞的耐撞行程(クラツシヤブルストロ一ク)和电池搭载量的车载电池的冷却构造。
背景技术
例如在发动机-电气混合动力车、插电式混合动力车、电动汽车等电动车辆中，搭载有通过在壳体内容纳有锂离子电池等2次电池单元(バツテリセル)而构成的电池组。
在车辆为乘用车的情况下，已提出通过将这种电池组搭载在车室地板下部，来实现车辆低重心化，同时确保行李空间等的方案。
在这种车载用电池组中，为了将充放电时的温度维持在适合范围而防止电池老化，通常设置冷却装置。
作为有关车载用电池组的冷却的现有技术，例如在专利文献1中，记载有将多个电池隔开间隔容纳在搭载于车辆地板下面的箱内，并且在箱的前端部设有外部气体导入口，在后端部设有多个风扇的电动汽车的电池冷却装置。
另外，在专利文献2中，记载有在由多个电池模块构成的组电池的两侧端部设有吸气通道及排气通道以使空气沿水平方向流向组电池的车载用的电池组。
另外，在专利文献3中，记载有并排配置由多个蓄电元件构成的蓄电模块的蓄电装置，在蓄电装置的外侧设有空气的吸气通道，并且在蓄电装置的内侧邻接地配置有各蓄电模块的排出通道。
专利文献1：日本特开平9-99745号公报
专利文献2：日本特开2006-324041号公报
专利文献3：日本特开2010-33799号公报
就车载用电池组而言，要求保护电池单元，使其即使车辆碰撞时也不会被压坏。
但是，在将电池组搭载在地板下面的情况下，如果要确保从侧框架到电池组的耐撞行程的话，则电池组容量(车宽方向尺寸)需要根据耐撞行程的变化量相应减少，从而不能够搭载在车辆性能方面所必需的电池单元。
与此相对，想要确保电池组的容积，则必须将电池组的尺寸在高度方向上扩大，因此存在车身的最低地上高度的降低或者由于提高车身地板面的高度而引起的舒适性、装载性的恶化等问题。
另外，在提高了车高的情况下，虽然最低地上高度与现有的非电动车辆相同，但是重心位置变高而使行驶性能降低。
发明内容
鉴于上述的问题，本发明提供一种车载电池的冷却构造，其同时确保了对于侧面碰撞的耐撞行程和电池搭载量。
本发明通过下面的解决方法来解决上述课题。
本发明第一方面提供一种车载电池的冷却构造，包括：
吸气通道，其向电池组导入冷却用空气，该电池组通过在壳体内容纳电池单元而构成且搭载于车身下部；以及
排气通道，其排出从所述电池组出来的冷却用空气，
其中所述吸气通道和所述排气通道中的至少一个的一部分沿着所述电池组的车宽方向的端部配置，并且使所述吸气通道和所述排气通道中的至少一个的所述一部分的对应于车宽方向的输入的破坏强度比所述电池组低。
据此，通过将配置有吸气通道或排气通道的空间设定为耐撞空间，从而在车辆侧面碰撞时，使吸气通道或排气通道压坏，由此能够保护电池组并且确保车身的耐撞行程。
由此，使得缩小电池组的宽度来确保耐撞行程的必要性变小，能够防止电池组上下方向的尺寸增大，且防止最低地上高度的降低、重心的提高、车厢空间的减少等。
本发明第二方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第一方面的车载电池的冷却构造，其中，所述电池组可以具有分散地配置于所述车身左右的左电池组及右电池组，所述吸气通道和所述排气通道中的一个的至少一部分可以沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向外侧的端部配置，并且使所述吸气通道和所述排气通道中的一个的所述至少一部分的对应于车宽方向输入的破坏强度比所述电池组低。
据此，在夹着驱动轴等左右搭载电池组的情况下，能够得到上述的效果。
本发明第三方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第二方面的车载电池的冷却构造，其中，所述吸气通道和排气通道中的另一个的至少一部分可以沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向内侧的端部配置。
据此，通过使冷却风在各电池组内沿车宽方向流动，使通过各电池单元的风量均等化，能够恰当地进行各电池单元的温度管理。
本发明第四方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第二方面的车载电池的冷却构造，所述吸气通道和所述排气通道中的所述吸气通道的至少一部分可沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向外侧的端部配置，并且所述吸气通道还可包括至少一个空气吸入部，所述空气吸入部是大致沿着车辆的前后方向延伸的管路。
本发明第五方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第四方面的车载电池的冷却构造，所述空气吸入部可大致沿着车辆前后方向配置在所述左电池组及所述右电池组的前方侧且在车宽方向中央部。
本发明第六方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第四方面的车载电池的冷却构造，所述空气吸入部的后端部可弯曲成曲柄状，且所述空气吸入部的主体部可相对于所述吸气通道的所述至少一部分偏向车宽方向内侧而配置。
本发明第七方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第二方面的车载电池的冷却构造，所述吸气通道和所述排气通道中的所述排气通道的至少一部分可沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向外侧的端部配置，并且所述排气通道还可包括排气部，所述排气部连接于所述排气通道的所述至少一部分的后端部，且大致沿着车辆的前后方向延伸。
本发明第八方面的车载电池的冷却构造，基于本发明第七方面的车载电池的冷却构造，所述排气部的前端部可弯曲形成曲柄状，并且所述排气部的主体部可相对于所述排气通道的所述至少一部分偏向车宽方向内侧而配置。
如以上说明，根据本发明能够提供一种同时确保对于侧面碰撞的耐撞行程和电池搭载量的车载电池的冷却构造。
附图说明
图1是表示应用了本发明的车载电池的冷却构造的实施例1的结构的示意图；
图2是表示应用了本发明的车载电池的冷却构造的实施例2的结构的示意图；
图3是表示应用了本发明的车载电池的冷却构造的实施例3的结构的示意图。
符号说明
1    车辆          FW  前轮
RW   后轮          S   驱动轴
10   左电池组      20  右电池组
100  冷却装置
110吸气通道             111空气吸入部
112左前部               113右前部
114左侧部               115右侧部
116空气吸入部           117空气吸入部
118左侧部               119右侧部
120排气通道             121左侧部
122右侧部               123聚集部
124左侧部               125右侧部
126左排气部             127右排气部
具体实施方式
本发明通过在电池组的车宽方向的侧端部配置破坏强度比电池组的壳体低的吸气通道或排气通道，在侧面碰撞时使吸气通道或排气通道压坏而确保耐撞行程，解决了提供同时确保对于侧面碰撞的耐撞行程和电池搭载量的车载电池的冷却构造的课题。
(实施例1)
下面，对应用了本发明的车载电池的冷却构造的实施例1进行说明。
图1是表示实施例1的车载电池的冷却构造的结构的示意图，图1中的(a)是表示从地板下侧观察到的情况的平面图，图1中的(b)是从图1中的(a)的b-b部箭头观察的剖面图(在图2、图3中相同)。
在实施例1中，车辆1为具有例如左右一对前轮FW及后轮RW的4轮乘用车。
车辆1例如为具有未图示的发动机及电动发电机，且借助电动发电机进行辅助驱动以及再生发电的发动机-电气混合动力车。
车辆1在轴距间具有悬挂搭载于底板的下部的左电池组10、右电池组20等。
左电池组10、右电池组20具备利用电动发电机发出的电力来充电，并且在辅助驱动时向电动发电机供给电力的二次电池。
左电池组10、右电池组20通过各自在壳体内容纳有多个例如锂离子电池、镍氢电池等电池单元而构成。
左电池组10、右电池组20设于车身的左右中央部，且夹着容纳驱动轴、排气管等的地板通道而配置于左右。
在左电池组10、右电池组20的车宽方向外侧的端部邻接地配置未图示的车身的侧框架。
另外，对于左电池组10、右电池组20设置对其内部的电池单元进行强制空冷的冷却装置100。
另外，图1中用箭头表示利用冷却装置100形成的冷却用空气的流动。
冷却装置100具备吸气通道110、排气通道120。
吸气通道110是吸入空气并向左电池组10、右电池组20供给的管路。
排气通道120是向外部排出通过左电池组10、右电池组20内的空气的管路。
另外，在吸气通道110和排气通道120的至少一个中设有强制输送空气的鼓风机装置。
吸气通道110具备空气吸入部111、左前部112、右前部113、左侧部114、右侧部115等。
空气吸入部111是从车身的地板下侧导入外部气体的管路。
空气吸入部111大致沿着车辆前后方向配置在左电池组10及右电池组20的前方侧且在车宽方向中央部。
在空气吸入部111的前端部设有吸入外部气体的开口。对于该开口端，为了防止水等的侵入，也可以实施例如在比其它部位高的位置处朝上进行配置等防水措施。
左前部112、右前部113分别从空气吸入部111的后端部向左右方向延伸而形成。
左前部112、右前部113是将从空气吸入部111导入的空气导向左侧部114、右侧部115的前端部的空气流路。
左前部112、右前部113分别与左电池组10、右电池组20的前端部邻接而配置。
左侧部114、右侧部115分别沿着左电池组10、右电池组20的车宽方向外侧的端部并大致沿着车辆1的前后方向而配置。
左侧部114、右侧部115从左前部112、右前部113的车宽方向外侧的端部向车辆后方侧突出。
左侧部114、右侧部115的车宽方向内侧的部分和左电池组10、右电池组20的车宽方向外侧的部分经由多个连通孔相连通。冷却用空气从这些连通部位被供给到各电池组内，大致沿着车宽方向大致水平地向车宽方向内侧流动。
左侧部114、右侧部115以对应于在车宽方向作用的压缩负荷的破坏强度比左电池组10、右电池组20的壳体低的方式设定材料、形状等。
另外，左侧部114、右侧部115的沿着车宽方向的横宽考虑车身在侧面碰撞时所需要的耐撞行程而设定。
排气通道120具备左侧部121、右侧部122、聚集部123等而构成。
左侧部121、右侧部122大致沿着左电池组10、右电池组20的车宽方向内侧的端部向前后方向延伸。
如图1中的(b)所示，左侧部121、右侧部122夹着从搭载于车辆前方的变速器向设于左右后轮RW的中央部的后差速器传递驱动力的驱动轴S而配置。
左侧部121、右侧部122的车宽方向外侧的部分和左电池组10、右电池组20的车宽方向内侧的部分经由多个连通孔相连通。
从左电池组10、右电池组20出来的电池单元冷却后的空气(排气)经由这些连通部位导入左侧部121、右侧部122中。
聚集部123与左侧部121、右侧部122的后端部连接，使从左侧部121、右侧部122出来的排气聚集，并从设于车身的左右中央部附近的排气口向外部排出。
根据以上说明的实施例1，通过将配置有吸气通道110的左侧部114和右侧部115的空间设为耐撞空间，从而在车辆的侧面碰撞时使吸气通道110的左侧部114或右侧部115压坏，能够保护左电池组10、右电池组20，同时确保车身的耐撞行程。
由此，使得通过缩小电池组的宽度来确保耐撞行程的必要性变小，并且能够防止电池组的上下方向的尺寸增大，且防止最低地上高度的降低、重心的提高、车室空间的减少等。
(实施例2)
接着，对应用了本发明的车载电池的冷却构造的实施例2进行说明。
另外，在下面说明的各实施例中，对与以上实施例实质上相同的部位标注相同符号并省略说明，而主要对不同点进行说明。
图2是表示实施例2的车载电池的冷却构造的结构的示意图。
在实施例2中，代替实施例1的冷却装置100的吸气通道110的空气吸入部111、左前部112、右前部113，而在左侧部114、右侧部115的前部分别设有独立的空气吸入部116、117。
空气吸入部116、117是大致沿着车辆的前后方向延伸的管路，且其前端部开口，并且后端部与左侧部114、右侧部115的前端部连接而连通。
空气吸入部116、117的后端部弯曲成曲柄状，空气吸入部116、117的主体部相对于左侧部114、右侧部115偏向车宽方向内侧而配置。
以上说明的实施例2也能够得到与上述实施例1的效果实质上相同的效果。
(实施例3)
接着，对应用了本发明的车载电池的冷却构造的实施例3进行说明。
图3是表示实施例3的车载电池的冷却构造的结构的示意图。
在实施例3中，代替实施例1的冷却装置100的吸气通道110中的左前部112、右前部113、左侧部114、右侧部115，而使冷却用空气经由与空气吸入部111的后端部连接而连通的左侧部118、右侧部119，从左电池组10、右电池组20的车宽方向内侧向车宽方向外侧流动。
左侧部118、右侧部119大致沿着车辆的前后方向延伸，并且沿着左电池组10、右电池组20的车宽方向内侧的端部配置。
另外，排气通道120通过具有分别设于左电池组10、右电池组20的车宽方向外侧的端部的左侧部124、右侧部125和分别设于左侧部124、右侧部125的后方的左排气部126、右排气部127而构成。
左侧部124、右侧部125大致沿着车辆的前后方向延伸，并且沿着左电池组10、右电池组20的车宽方向外侧的端部配置。
左排气部126、右排气部127大致沿着车辆的前后方向延伸，并且整个端部与左侧部124、右侧部125的后端部连接。
左排气部126、右排气部127的前端部弯曲形成曲柄状，左排气部126、右排气部127的主体部相对于左侧部124、右侧部125偏向车宽方向内侧而配置。
从左电池组10、右电池组20出来的排气通过左侧部124、右侧部125、左排气部126、右排气部127，从左排气部126、右排气部127的后端部排出到外部。
在以上说明的实施例3中，通过在侧面碰撞时使排气通道120的左侧部124、右侧部125压坏，也能够得到与上述的实施例1的效果实质上相同的效果。
(变形例)
本发明不限于以上说明的实施例，可进行各种变形或变更，这些变形或变更也在本发明的技术范围内。
(1)构成车载电池的冷却构造的各部件的形状、构造、配置、材质、制造方法等不限于上述的实施例中的，且可以进行适当变更。
例如，电池组的形状、配置和冷却装置的吸气通道、排气通道的布设配置等能够进行适当变更。
(2)实施例中，夹着地板通道在左右搭载有电池组，但也可以设计为在车身的中央部搭载电池的结构。该情况下，也可以在车宽方向的一方设置吸气通道，在另一方设置排气通道，使它们在侧面碰撞时压坏。
(3)实施例的车辆为例如发动机-电气混合动力车，但本发明不限于此，也能够适用于附带有来自电源设备的充电功能的插电式混合动力车、仅将电动机作为行驶用动力的电动汽车等其它种类的电动车辆。

Claims (8)

1.一种车载电池的冷却构造，包括：
吸气通道，其向电池组导入冷却用空气，所述电池组通过在壳体内容纳电池单元而构成且搭载于车身下部；以及
排气通道，其排出从所述电池组出来的冷却用空气，
其中，所述吸气通道和所述排气通道中的至少一个的一部分沿着所述电池组的车宽方向的端部配置，并且使所述吸气通道和所述排气通道中的至少一个的所述一部分的对应于车宽方向的输入的破坏强度比所述电池组低。
2.如权利要求1所述的车载电池的冷却构造，其中
所述电池组具有分散地配置于所述车身左右的左电池组及右电池组，
所述吸气通道和所述排气通道中的一个的至少一部分沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向外侧的端部配置，并且使所述吸气通道和所述排气通道中的一个的所述至少一部分的对应于车宽方向的输入的破坏强度比所述电池组低。
3.如权利要求2所述的车载电池的冷却构造，其中
所述吸气通道和排气通道中的另一个的至少一部分沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向内侧的端部配置。
4.如权利要求2所述的车载电池的冷却构造，其中
所述吸气通道和所述排气通道中的所述吸气通道的至少一部分沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向外侧的端部配置，并且
所述吸气通道还包括至少一个空气吸入部，所述空气吸入部是大致沿着车辆的前后方向延伸的管路。
5.如权利要求4所述的车载电池的冷却构造，其中
所述空气吸入部大致沿着车辆前后方向配置在所述左电池组及所述右电池组的前方侧且在车宽方向中央部。
6.如权利要求4所述的车载电池的冷却构造，其中
所述空气吸入部的后端部弯曲成曲柄状，且所述空气吸入部的主体部相对于所述吸气通道的所述至少一部分偏向车宽方向内侧而配置。
7.如权利要求2所述的车载电池的冷却构造，其中
所述吸气通道和所述排气通道中的所述排气通道的至少一部分沿着所述左电池组及所述右电池组的车宽方向外侧的端部配置，并且
所述排气通道还包括排气部，所述排气部连接于所述排气通道的所述至少一部分的后端部，且大致沿着车辆的前后方向延伸。
8.如权利要求7所述的车载电池的冷却构造，其中
所述排气部的前端部弯曲形成曲柄状，并且所述排气部的主体部相对于所述排气通道的所述至少一部分偏向车宽方向内侧而配置。
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