CN103098296A - 车载用电池 - Google Patents

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Abstract

在本发明的车载用电池中，在车辆的地板的下方配置有第2电池组件（13C）和比第2电池组件（13C）高的第3电池组件（13R）。第3电池组件（13R）设置为与第2电池组件（13C）的车辆前后方向的后侧相邻。并且，在第3电池组件（13R）的车辆上下方向的上方中的除车宽方向中央区域以外的两端区域，具有用于对第3电池组件（13R）进行加热的薄型加热器组件（24）。

Description

车载用电池
技术领域
本发明涉及具有电池组件和薄型加热器组件的车载用电池。
背景技术
作为具有薄型加热器组件的车载用电池，以往公知有例如如专利文献1所述的车载用电池。
该专利文献1所述的薄型加热器组件的加热器主体接近于收容多个电池组件而构成的电池组（battery pack）的壳体外侧面。并且，在该加热器主体和与该加热器主体相对的加热器单元壳体之间夹设有绝热片体。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－186621号公报
但是，专利文献1所述的薄型加热器组件通过用加热器主体将电池组的壳体加热，从上述电池组的壳体向电池组件进行热传递，从而间接地加热电池组件。因此，存在电池组件的加热效率较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能提高加热效率的车载用电池。
为了解决上述课题，本发明的车载用电池中，在车辆的地板的下方配置有一个电池组件、另一个电池组件以及加热器组件。另一个电池组件与一个电池组件的车辆前后方向侧相邻，并且形成得比一个电池组件高。此外，加热器组件设于另一个电池组件的车辆上下方向的上方中的除车宽方向中央区域以外的两端区域，用于加热另一个电池组件。
附图说明
图1是表示将本发明的实施方式的电池组配置于地板的下侧的状态的车辆的侧视图。
图2是图1的俯视图，表示将地板拆卸了的状态。
图3是图2所示的电池组的放大图。
图4是本发明的实施方式的电池组的概略立体图。
图5是表示本发明的实施方式的第2电池组件的概略立体图。
具体实施方式
首先，对图1～图3所示的电池组进行说明。在图1、图2中，附图标记1为车体，附图标记2为车室，附图标记3为搭载有行进用电动机的电动机室，附图标记4为左右前轮，附图标记5为左右后轮，附图标记6为前座座椅，附图标记7为后座座椅，附图标记8为地板，以及附图标记11为电池组。
电池组11由配置于车辆前后方向的前侧的第1电池组件13FL、13FR、配置于车辆前后方向的中央侧的第2电池组件13CL、13CR（一个电池组件）以及配置于车辆前后方向的后侧的第3电池组件13R（另一个电池组件）构成为一个单元。这些电池组件13FL、13FR、13CL、13CR、13R以收容在图3所示的电池组壳体14内的状态配置于地板8的下侧。
进一步详细而言，如图1、图2所示，电池组11由配置于左右前座座椅6的下方的第1电池组件13FL、13FR、配置于左右后座7的下方的第3电池组件13R以及配置于地板8的左右前座座椅6和左右后座7之间的部分的正下方的第2电池组件13CL、13CR构成。
如图1～3所示，前方左侧的第1电池组件13FL前后并列有两个电池组件，该电池组件以横置状态沿上下方向层叠有四个电池壳（battery shell）12。前方右侧的第1电池组件13FR也同样地前后并列有两个电池组件，该电池组件以横置状态沿上下方向层叠有四个电池壳12。
如图1～3所示，后方的第3电池组件13R以纵置状态沿车宽方向将多个电池壳12以与后座座椅7的全长大致相同的方式层叠起来。
如图1～3所示，中央左侧的第2电池组件13CL前后并列有两个电池组件，该电池组件以横置状态沿上下方向层叠有两个电池壳12。中央右侧的第2电池组件13CR也同样前后并列有两个电池组件，该电池组件以横置状态沿上下方向层叠有两个电池壳12。
如图3所示，第1电池组件13FL、13FR分别配置为使构成左侧的第1电池组件13FL的电池壳12的电极端子12a与构成右侧的第1电池组件13FR的电池壳12的电极端子12a朝向彼此相对的方向（即，两者均朝向车宽方向中央侧）。
另外，如图3所示，后方的第3电池组件13R以使所有电池壳12的电极端子12a朝向车辆前方的方式配置。
此外，如图3所示，中央左右的第2电池组件13CL、13CR分别配置为使构成左侧的第2电池组件13CL的电池壳12的电极端子12a与构成右侧的第2电池组件13CR的电池壳12的电极端子12a朝向彼此相对的方向（即，两者均朝向车宽方向中央侧）。
并且，如图2、图3所示，构成各电池组件13FL、13FR、13CL、13CR、13R的电池壳12的电极端子12a分别借助电源线缆与来自电动机室3内的电动机（逆变器）的电动机供电线15相连接。上述电源线缆排布（日文：配索）于前方左右的第1电池组件13FL、13FR之间的车宽方向中央空间和中央左右的第2电池组件13CL、13CR之间的车宽方向中央空间。
图4是电池壳的概略立体图。若将第1电池组件13FL、13FR（以下，也记作第1电池组件13F。）的车载时的高度设为h1，第2电池组件13CL、13CR（以下，也记作第2电池组件13C。）的车载时的高度设为h2，第3电池组件13R的车载时的高度设为h3，则以h3＞h1＞h2的方式构成各电池组件。另外，以大致追随上述第1～第3电池组件13F、13C、13R的高度关系的方式形成电池组壳体14的上表面。具体而言，电池组壳体14的上表面第2电池组件13C的上表面形成得最低，然后第1电池组件13F的上表面形成得较高，第3电池组件13R的上表面形成得最高。
第1电池组件13F位于左右前座座椅6的下方，第3电池组件13R位于左右后座7的下方。因此，通过使上述的高度h1、h3大于高度h2，从而能有效地将车室2内的座椅下方的空间用作电池壳12的搭载空间，能够不有损车室2的舒适性地搭载数量较多的电池。另外，由于高度h3高于高度h1，因此，在车室2内，后座椅32R的座位面高于前座椅32F的座位面。通过这个设定而能够确保左右后座7的乘员的良好的视野。
在此，在本实施方式中，第1电池组件13F和第2电池组件13C的电池壳12的总数与第3电池组件13R的电池壳12的总数相同。另一方面，在车辆的俯视状态下，第3电池组件13R所占的面积小于第1电池组件13F和第2电池组件13C所占的面积。
由此，电池组11的重心位置位于车辆前后方向上比较靠车辆后方的位置。由于在车辆的前方配置有行进用电动机等，因此，通过将电池组11的重心的位置配置为比较靠车辆后方，从而能使作为车辆整体的重量分配接近前后方向上的中心位置。由此，能够确保车辆行动的稳定性。
在此，对电池壳12的结构进行说明。图5是表示第2电池组件的概略图。电池壳12形成为大致长方体，具有长边p1、短边p2以及高度边p3，各边的长度构成为p1＞p2＞p3的大小关系。电池壳12具有由长边p1和短边p2围成的平面121、由长边p1和高度边p3围成的长侧面122以及由短边p2和高度边p3围成的短侧面123。并且，电极端子12a设于短侧面123。
第1电池组件13F和第2电池组件13C配置在使电池壳12的短边p2沿着车辆前后方向的方向上。该第1电池组件13F和第2电池组件13C是配置在相比较而言高度方向的限制比宽度方向的限制大的区域的组件。因此，即使将长边p1以沿着车宽方向的方式配置，也能确保左右的电池组件之间的空间，能够容易地进行布线等。另外，通过将短边p2以沿着车辆前后方向的方式配置，从而能提高电池壳12的集成密度。另外，通过顺着车辆上下方向配置长度最短的高度边p3，从而能细微地调整电池组件的高度。
即，虽然根据车辆的不同而车辆上下方向的限制各种各样，但是，在电池壳12自身的结构相同的情况下，能够根据这些电池壳12的层叠情况来调整高度。因此，通过细微地设置调整单位而能高效地搭载电池壳12。
第3电池组件13R朝着使电池壳12的高度边p3沿着车宽方向的方向配置。由此，能细微地调整电池壳12的层叠数量，因此，能有效地利用左右后座座椅7的下方的空间而配置数量较多的电池壳12。
关于薄型加热器组件
接着，以下根据图2、图3说明为了防止不使用时的冻结等情况而对各电池组件进行加热的薄型加热器组件（加热器组件）。另外，在图2、图3中，为了便于清楚而对薄型加热器组件标注了阴影来进行表示。该薄型加热器组件是所谓的PTC加热器，在经过通电而上升到规定温度之后，通过改变电阻值能够维持其温度。通过将该PTC加热器和使热量均匀分布的均热板相组合，从而以能对设定的面积的范围均匀地进行加热的方式构成。另外，加热器自身能够应用例如以蛇行形状配置镍铬合金线的方法、使热水沿着规定流路循环的方法等，并不特别限定。
薄型加热器组件23L、23R设置为如图5的斜线区域所示那样接近电池壳12的长侧面122。即，为了高效地对电池组件的整体进行加热，需要向层叠的电池壳12均匀地传递热量。在假设将薄型加热器组件设于平面121的情况下，仅对层叠于与薄型加热器组件相接近的上端或下端的电池壳12进行加热，层叠于上下方向的中央部的电池壳12的加热变得不充分，难以实现性能的稳定化。
另外，在将薄型加热器组件设置于短侧面123的情况下，虽然能对所有的电池壳12进行加热，但是由于与薄型加热器组件相对的面积较小，因此，存在加热效率低的问题。
因此，在本实施方式中，通过与长侧面122相对地设置薄型加热器组件23L、23R，实现了对所有的电池壳12均匀地进行加热，并且实现了加热效率的提高。
前方左右的第1电池组件13FL、13FR如上所述是层叠有四层电池壳12的大热容量的组件。与此相对，中央左右的第2电池组件13CL、13CR如上所述是层叠有两层电池壳12的组件，热容量较小，温度容易下降。
因此，在本实施方式中，如图2、图3所示，对于前方左右的第1电池组件13FL、13FR，仅在前方设有薄型加热器组件21L、21R。此外，对于中央左右的第2电池组件13CL、13CR，在前方设有薄型加热器组件22L、22R，并且也在后方设有薄型加热器组件23L、23R。另外，仅在第1电池组件13的前方配置薄型加热器组件21L、21R，是由于前方易于受到行驶风等影响，比较容易被冷却。此外，通过使薄型加热器组件的设置区域变窄，从而能够削减成本。
另外，如图4的箭头所示，利用对第2电池组件13C进行加热的薄型加热器组件22加热的空气向上方移动。也能利用该热气对第1电池组件13F进行加热。同样，利用对第2电池组件13C进行加热的薄型加热器组件23加热的空气向上方移动。也能利用该热气对第3电池组件13R进行加热。即，由于第2电池组件13C处于比其他电池组件低的位置，因此，也能利用该位置关系对其他电池组件进行加热。特别是，在如上所述以大致追随第1～第3电池组件13F、13C、13R的高度关系的方式形成电池组壳体14的上表面的情况下，由于加热的空气会可靠地流入第1电池组件13F和第3电池组件13R的上方，因此，会提高第1电池组件13F和第3电池组件13R的加热性能。由于以上的作用效果，即使在车宽方向中央部未设置薄型加热器组件24，第3电池组件13R也能获得充分的加热性能。
后方的第3电池组件13R的层叠方向同第1电池组件13F及第2电池组件13C的层叠方向不同。在此，由于长侧面122位于车辆上表面侧，因此，薄型电池加热器24也配置于车辆的上表面侧。此时，第3电池组件13R具有比前方左右的第1电池组件13FL、13FR的层叠数量更多的电池壳12，由于热容量最大，因此温度更难以降低。但是，车宽方向的侧面侧比较容易受到行驶风等的影响，第3电池组件13R的车宽方向中央附近最难以冷却。由此，对于后方的第3电池组件13R，仅在电池壳12的层叠方向的两端区域中的上方设有薄型加热器组件24L、24R。
更具体而言，在设定为沿层叠方向分割成三部分的区域时，在两端的区域设置薄型加热器组件24L、24R，在中央的区域不设置薄型加热器组件。由此，即使使薄型加热器组件的设置区域变窄，也能整体地高效地对第3电池组件13R进行加热。此外，通过使薄型加热器组件的设置区域变窄，从而能削减成本。
薄型加热器组件21L配置为接近前方左侧电池组件13FL的前侧地竖立在前方左侧电池组件13FL的前侧，薄型加热器组件21R配置为接近前方右侧电池组件13FR的前侧地竖立在前方右侧电池组件13FR的前侧，且薄型加热器组件21L、21R安装于电池组壳体14的电池组件载置面14a。
薄型加热器组件22L、22R分别配置为接近于中央左侧电池组件13CL的前侧和中央右侧电池组件13CR的前侧，安装于电池组壳体14的电池组件载置面14a。薄型加热器组件23L、23R分别配置为接近于中央左侧电池组件13CL的后侧和中央右侧电池组件13CR的后侧，安装于电池组壳体14的电池组件载置面14a。
薄型加热器组件24L、24R分别位于接近于后方电池组件13R的电池壳层叠方向上的两端的上侧的位置，安装于电池组壳体14的电池组件载置面14a。
另外，如上所述，电池电源线缆排布于前方左右的电池组件13FL、13FR之间的车宽方向中央空间和中央左右的电池组件13CL、13CR之间的车宽方向中央空间。因此，薄型加热器组件21L、21R、22L、22R、23L、23R、24L、24R的电极端子分别设置于靠近前方左右的电池组件13FL、13FR之间的车宽方向中央空间和中央左右的电池组件13CL、13CR之间的车宽方向中央空间的一侧为宜。
因此，配置为接近前方左侧电池组件13FL的前侧地竖立在前方左侧电池组件13FL的前侧的薄型加热器组件21L和配置为接近前方右侧电池组件13FR的前侧地竖立在前方右侧电池组件13FR的前侧的薄型加热器组件21R的电极端子分别配置于这些薄型加热器组件21L、21R的彼此靠近的端部。此外，配置为接近中央左侧电池组件13CL的后侧地竖立在中央左侧电池组件13CL的后侧的薄型加热器组件23L和配置为接近中央右侧电池组件13CR的后侧地竖立在中央右侧电池组件13CR的后侧的薄型加热器组件23R的电极端子也分别配置于这些薄型加热器组件23L、23R的彼此靠近的端部。
因而，薄型加热器组件21L、21R和薄型加热器组件23L、23R能够分别如图2、图3所示那样呈平板状构成。
在此，能如上述那样配置薄型加热器组件21L、21R的电极端子，是由于在前方左侧电池组件13FL的前方和前方右侧电池组件13FR的前方不存在相邻的电池组件，能够在薄型加热器组件21L、21R的彼此靠近的端部周围确保有用于设置电极端子的空间。
此外，能如上述那样配置薄型加热器组件23L、23R的电极端子，是由于在中央左侧电池组件13CL的后方和中央右侧电池组件13CR的后方不存在相邻的电池组件，能够在薄型加热器组件23L、23R的彼此靠近的端部周围确保有用于设置电极端子的空间。
下面，说明本发明的实施方式的作用效果。
（1）本发明的实施方式的车载用电池包括第2电池组件13C（一个电池组件）、第3电池组件13R（另一个电池组件）以及薄型加热器组件24（加热器组件），第2电池组件13C位于车辆的地板8的下方；第3电池组件13R与第2电池组件13C的车辆前后方向侧（后方侧）相邻地设置，且高于第2电池组件13C；薄型加热器组件24与第3电池组件13R的侧面相对地设于第3电池组件13R的车辆上下方向的上方中的除车宽方向中央区域以外的两端区域，用于对第3电池组件13R进行加热。
即，由于第3电池组件13C比第2电池组件13F、13C高，因而，车宽方向中央难以受外部气体的影响而难以冷却。因此，通过将薄型加热器组件24设置在除车宽方向中央区域以外的两端区域，从而既能削减成本，又能获得充分的加热性能。此外，能将车室2内的地板8的下方的空间有效地用作电池壳12的搭载空间，能够不有损车室2的舒适性地搭载数量较多的电池。
（2）本发明的实施方式的车载用电池包括电池组件和薄型加热器组件24（加热器组件），该电池组件在车辆的地板8的下方，自车辆前方依次具有第1电池组件13F、第2电池组件13C以及第3电池组件13R，第1电池组件13F位于前座下方，具有第1高度h1；第2电池组件13C位于前座和后座之间的后座脚部周围地板8的下方，具有低于第1高度h1的第2高度h2；第3电池组件13R位于后座下方，具有高于第1高度h1的第3高度h3；该薄型加热器组件24与第3电池组件13R的侧面相对地设于第3电池组件13R的车辆上下方向的上方中的除第3电池组件13R的车宽方向中央区域以外的两端区域，用于对第3电池组件13R进行加热。
即，由于第3电池组件13R设置于后座的下方，因此高度方向的限制比较宽松。这样，通过在限制宽松的部分配置薄型加热器组件24，从而既能避免其他制约，又能有效地进行配置。此外，在第3电池组件13R中，通过沿车宽方向层叠电池壳12，在电池壳12的上方设置薄型加热器组件24，从而能充分确保车宽方向的空间，能高效地配置电池壳12。此外，由于第3电池组件13R与第1电池组件13F和第2电池组件13C相比容积大，因此热容量也较大。特别是车宽方向中央难以受外部气体的影响而难以冷却。因此，通过将薄型加热器组件24设置在除车宽方向中央区域以外的两端区域，从而既能削减成本，又能获得充分的加热性能。此外，能将车室2内的座椅下方的空间有效地用作电池壳12的搭载空间，能不有损车室2的舒适性地搭载数量较多的电池。
（3）薄型加热器组件21配置于第1电池组件13F的车辆前后方向的前方。
即，配置于车辆前方的第1电池组件13F容易受到行驶风等的影响，易于被冷却。这样，通过仅在易于被冷却的部位设置薄型加热器组件21，从而既能确保加热性能，又能削减成本。另外，由于第1电池组件13F与第2电池组件13C相比容积较大，因此，热容量也较大。由此，由于第1电池组件13F的车辆后方侧比较难以被冷却，所以即使仅在第1电池组件13F的车辆前方设置薄型加热器组件21，也能获得充分的加热性能。另外，由于第1电池组件13F设置于前座的下方，因此，难以确保高度方向。因此，通过沿着车辆上下方向层叠电池壳12，沿着车宽方向配置长侧面122，从而能高效地配置电池壳12。
（4）薄型加热器组件22、23配置于第2电池组件13C的车辆前后方向的前方和后方。
即，虽然第2电池组件13C处于电池组11的中央部分，但是由于其容积比其他电池组件的容积小，因此热容量也较小，易于被冷却。因此，通过在第2电池组件13C的车辆前后方向的前方和后方这两处配置薄型加热器组件21，从而能确保加热性能。另外，由于第2电池组件13F设置在前座和后座之间的后座脚部周围地板8下方，因此难以确保高度方向。因此，通过沿着车辆上下方向层叠电池壳12，沿着车宽方向配置长侧面122，从而能高效地配置电池壳12。
（5）电池组件13F、13C、13R构成为层叠多个具有三边的长方体的电池壳12，薄型加热器组件21、22、23、24以与包含沿着电池组件13的层叠方向的边的侧面相对的方式竖立设置。
即，通过以与包含沿着层叠方向的边的侧面相对的方式设置薄型加热器组件21、22、23、24，从而能均匀地对所有的电池壳12进行加热。此外，由于在电池组壳体14的内部进行加热，因此能实现加热效率的提高。
（6）电池壳12形成为具有长边p1、短边p2以及比这两边短的高度边p3的长方体形状，层叠方向为沿着高度边p3的方向，薄型加热器组件21、22、23、24以与作为包含长边p1的侧面的长侧面122相对的方式竖立设置。
即，通过在沿着最短的高度边p3的方向上层叠电池壳12，而能细微地设定沿着电池组件13的高度边p3的方向的长度的调整，能将电池组件高效地搭载于车辆。
此外，通过以与长侧面122相对的方式竖立设置薄型加热器组件，从而在能均匀地加热所有的电池壳12的同时能实现加热效率的提高。
另外，在此引用日本特愿2011－054090号（申请日：2011年3月11日）和日本特愿2012－028462号（申请日：2012年2月13日）的全部内容。
另外，虽然按照实施方式的形态说明了本发明的内容，但本发明并不限定于这些记载，而能够进行各种变形和改善，对于本领域技术人员来说是显而易见的。
产业上的可利用性
根据本发明的车载用电池，由于在高度方向上另一个电池组件比一个电池组件高，因此车宽方向中央难以受外部气体的影响而难以冷却。因此，通过将加热器组件设置在除车宽方向中央区域以外的两端区域，从而既能削减成本，又能获得充分的加热性能。此外，能将车室内的地板的下方的空间有效地用作电池组件的搭载空间，能不有损车室的舒适性地搭载数量较多的电池。
附图标记说明
1、车体；2、车室；3、电动机室；4、左右前轮；5、左右后轮；6、前座座椅；7、后座座椅；8、地板；11、电池组；12、电池壳；12a、电池电极端子；13FL、前方左侧电池组件；13FR、前方右侧电池组件；13CL、中央左侧电池组件；13CR、中央右侧电池组件；13R、后方电池组件；14、电池组壳体；14a、电池组件载置面；15、电动机供电线；21L、22R、22L、22R、23L、23R、薄型加热器组件（加热器组件）。

Claims (6)

1.一种车载用电池，其特征在于，
该车载用电池包括：
一个电池组件，其配置于车辆的地板的下方；
另一个电池组件，其与上述一个电池组件的车辆前后方向侧相邻地设置，且比上述一个电池组件高；以及
加热器组件，其与上述另一个电池组件的侧面相对地设置于上述另一个电池组件的车辆上下方向上方中的除车宽方向中央区域以外的两端区域，用于对上述另一个电池组件进行加热。
2.一种车载用电池，其特征在于，
该车载用电池包括电池组件和加热器组件，
上述电池组件在车辆的地板的下方自车辆前方依次包括第1电池组件、第2电池组件以及第3电池组件，上述第1电池组件位于前座下方，具有第1高度；上述第2电池组件位于前座和后座之间的后座脚部周围地板下方，具有低于上述第1高度的第2高度；上述第3电池组件位于后座下方，具有高于上述第1高度的第3高度；
上述加热器组件与上述第3电池组件的侧面相对地设置于上述第3电池组件的车辆上下方向上方中的除了车宽方向中央区域以外的两端区域，用于对上述第3电池组件进行加热。
3.根据权利要求2所述的车载用电池，其特征在于，
还在上述第1电池组件的车辆前后方向的前方配置有除上述加热器组件以外的另一加热器组件。
4.根据权利要求2或3所述的车载用电池，其特征在于，
还在上述第2电池组件的车辆前后方向的前方和后方配置有除上述加热器组件和上述另一加热器组件以外的其他加热器组件。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的车载用电池，其特征在于，
上述电池组件构成为层叠有多个具有三边的长方体的电池壳，
上述加热器组件以与包含有沿着上述电池组件的层叠方向的边的侧面相对的方式配置。
6.根据权利要求5所述的车载用电池，其特征在于，
上述电池壳形成为具有长边、短边以及比这两边短的高度边的长方体形状，
上述层叠方向为沿着上述高度边的方向，
上述加热器组件以与包含有上述长边的侧面相对的方式配置。
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