CN103107381B - 电池组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池组，其防止电池支承构件与盖构件经由密封构件结合而成的电池箱的内压发生变动，从而实现防止电池箱的变形及确保密封性能。电池箱(24)包括从下方支承多个电池(42)的电池支承构件(38)和经由密封构件与电池支承构件(38)结合而覆盖电池(42)的上方的盖构件(39)，因此当因电池(42)的发热及冷却而使电池箱(24)的内部的气压增减时，可能会对密封功能造成不良影响，但由于在盖构件(39)上设有使电池箱(24)的内外连通的通气机构(61)，因此能够抑制电池箱(24)的内部的气压的变动而确保密封功能。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及具备电池箱的电池组，该电池箱包括：从下方支承多个电池的电池支承构件；经由密封构件与所述电池支承构件结合而覆盖所述多个电池的上方的盖构件。

背景技术

通过下述专利文献1公知有如下这样的电池组：下表面敞开的箱状的罩经由O形密封圈与在下表面具有冷却散热片的基座的外周部结合，在由基座与罩围成的密闭空间内收纳有多个电池单体，其中，通过在所述密闭空间内封入干燥空气来防止电池单体的结露。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2008-204990号公报

然而，若如上述专利文献1所记载的那样在由密封构件密封了的密闭空间内收纳电池单体，则当电池单体因充电或放电而温度上升时，密闭空间的气压增加，从而存在电池箱过度膨胀变形而引起与周边部件的干涉或密封部位的开口的可能性。另外，当电池单体因充电或放电的停止而温度降低时，密闭空间的气压减少，因此作用有从电池箱的外侧向内侧吸入水的力，从而可能超出密封构件的防水性能。

发明内容

本发明鉴于上述的情况而提出，其目的在于防止电池支承构件与盖构件经由密封构件结合而成的电池箱的内压发生变动，从而实现防止电池箱的变形及确保密封性能。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种电池组，其具备电池箱，该电池箱包括：从下方支承多个电池的电池支承构件；经由密封构件与所述电池支承构件结合而覆盖所述多个电池的上方的盖构件，所述电池组的特征在于，在所述盖构件上设有使所述电池箱的内外连通的通气机构。

另外，根据本发明的第二方面，提供一种电池组，在第一方面的电池组的结构的基础上，其特征在于，所述通气机构在所述盖构件的壁面上开口，所述壁面朝向在所述盖构件的外部流动的冷却空气的流动方向下游侧。

另外，根据本发明的第三方面，提供一种电池组，在第二方面的电池组的结构的基础上，其特征在于，所述通气机构所开口的所述壁面沿大致铅垂方向立起。

另外，根据本发明的第四方面，提供一种电池组，在第一方面～第三方面中任一方面的电池组的结构的基础上，其特征在于，所述盖构件具备向所述电池箱的内部导入冷却空气的冷却空气导入口或从所述电池箱的内部排出冷却空气的冷却空气排出口，并且，所述盖构件具备将所述冷却空气导入口或所述冷却空气排出口与所述通气机构之间遮挡的遮蔽部。

需要说明的是，实施方式的电池托盘38与本发明的电池支承构件对应，实施方式的电池罩39与本发明的盖构件对应，实施方式的第三凸部39e与本发明的遮蔽部对应，实施方式的电池模块42与本发明的电池对应，实施方式的通气孔形成构件61与本发明的通气机构对应。

【发明效果】

根据本发明的第一方面，由于电池箱包括从下方支承多个电池的电池支承构件和经由密封构件与电池支承构件结合而覆盖多个电池的上方的盖构件，因此当因电池的发热及冷却而使电池箱的内部的气压增减时，可能会对密封功能造成不良影响，但由于在盖构件上设有使电池箱的内外连通的通气机构，因此能够抑制电池箱的内部的气压的变动而确保密封功能。

另外，根据本发明的第二方面，由于通气机构在壁面开口，所述壁面朝向在盖构件的外部流动的冷却空气的流动方向下游侧，因此能够使冷却空气中含有的灰尘或水滴难以从通气机构流入到电池箱的内部。

另外，根据本发明的第三方面，由于通气机构所开口的壁面沿大致铅垂方向立起，因此能够使沿着壁面流动的雨水等难以通过通气机构而流入到电池箱的内部。

另外，根据本发明的第四方面，由于通过遮蔽部来将盖构件的冷却空气导入口或冷却空气排出口与通气机构之间遮挡，因此可防止冷却空气导入口的负压或冷却空气排出口的正压直接作用于通气机构，由此能够防止将电池箱的内部的空气吸出或向电池箱的内部压入空气的情况。另外，通过防止冷却空气的排气直接作用于通气机构，从而能够使灰尘或水滴难以从通气机构流入到电池箱的内部。

附图说明

图1是电动机动车的侧视图。

图2是车架及电池组的立体图。

图3是电池组的立体图。

图4是图1的4方向向视图。

图5是图4的5-5线剖视图。

图6是图4的6-6线剖视图。

图7是图4的7-7线剖视图。

图8是图4的8-8线剖视图。

图9是通气孔形成构件的立体图。

符号说明：

24电池箱

38电池托盘(电池支承构件)

39电池罩(盖构件)

39d第三凸部(遮蔽部)

39g壁面

40密封构件

42电池模块(电池)

47a冷却空气排出口

48a冷却空气导入口

61通气孔形成构件(通气机构)

具体实施方式

以下，基于图1～图9，对本发明的实施方式进行说明。

如图1及图2所示，电动机动车的车架11具备：在车身前后方向上延伸的左右一对的底框架12、12；从底框架12、12的前端向上方弯曲的同时向前方延伸的左右一对的前侧框架13、13；从底框架12、12的后端向上方弯曲的同时向后方延伸的左右一对的后侧框架14、14；配置在底框架12、12的车宽方向外侧的左右一对的侧梁15、15；将侧梁15、15的前端与底框架12、12的前端连接的左右一对的前外伸支架16、16；将侧梁15、15的后端与底框架12、12的后端连接的左右一对的后外伸支架17、17；沿车宽方向连接左右一对的前侧框架13、13的前端部之间的前保险杠18；沿车宽方向连接左右一对的底框架12、12的前端部之间的前横梁19；沿车宽方向连接左右一对的底框架12、12的前后方向中间部之间的中间横梁20；沿车宽方向连接左右一对的后侧框架14、14的前后方向中间部之间的后横梁21；沿车宽方向连接左右一对的后侧框架14、14的后端部之间的后保险杠22。

作为电动机动车的行驶用驱动源即电动发电机23的电源的电池组31被从车架11的下表面侧悬吊支承。即，在电池组31的下表面固定有在车宽方向上延伸的前悬吊梁32、中间悬吊梁33及后悬吊梁34，前悬吊梁32的两端固定在左右一对的底框架12、12的前部，中间悬吊梁33的两端固定在左右一对的底框架12、12的后部，后悬吊梁34的两端固定在从左右一对的后侧框架14、14的前部垂下的支承构件35、35的下端。另外，电池组31的前端的车宽方向中央部经由前部托架36支承在前横梁19上，且电池组31的后端的车宽方向中央部经由后部托架37支承在后横梁21上。并且，电池组31在前悬吊梁32及中间悬吊梁33的中间位置，支承在中间横梁20的下表面上。

如图3及图4所示，电池组31具备金属制的电池托盘38和从上方与电池托盘38重叠的合成树脂制的电池罩39。电池托盘38的周缘部和电池罩39的周缘部夹着密封构件40而由多个螺栓41…紧固连结(参照图7)，因此电池组31的内部成为基本上密闭的空间。在电池托盘38的上表面搭载有多个将多个电池单体串联层叠而成的电池模块42…。电池托盘38及电池罩39构成本发明的电池箱24。

电池托盘38通过在上部板43与下部板44之间夹着具有凹凸的中部板45进行结合而成(参照图7)，在这些板之间形成有供冷却空气流动的空间，从而电池托盘38与和上部板43的上表面接触的电池模块42…之间进行热交换，将因充放电而发热的电池模块42…冷却。

在电池组31的后部设置的冷却装置46具备通过未图示的电动机而进行旋转的左右一对的冷却风扇47、47。在左右一对的冷却风扇47、47之间配置的吸入管道48的下端与电池托盘38的冷却空气通路的上游侧连接，在左右一对的冷却风扇47、47的车宽方向外侧配置的左右一对的排出管道49、49的下端与电池托盘38的冷却空气通路的下游侧连接。因而，当驱动冷却风扇47、47时，从吸入管道48的冷却空气导入口48a吸入的冷却空气向电池托盘38的内部供给，在电池托盘38的内部流动的期间与电池模块42…之间进行热交换，之后从排出管道49、49通过冷却风扇47、47而从冷却空气排出口47a、47a排出。

电池箱24的电池罩39从其前部到后部具备第一凸部39a、凹部39b、第二凸部39c及第三凸部39d。在向上突出的第一凸部39a的内部收纳有多个电池模块42…。在从第一凸部39a的上表面进一步向上突出的鼓起部39e的内部收纳有电池组31的主开关(未图示)，在鼓起部39e的上表面上设置有用于操作主开关的操作面板(accesspanel)39f。

在第二凸部39c的内部收纳有多个电池模块42…。在第三凸部39d的内部中，在其前侧部分的高一段的位置收纳有两个电池模块42…，在其后侧部分收纳有接线板(未图示)。凹部39b沿车宽方向呈槽状延伸，电池组31的上下方向的厚度在凹部39b这部分最薄。

如图3、图5及图6所示，在电池罩39的凹部39b与电池托盘38之间配置有沿上下方向延伸的三根轴环50…。轴环50的下端固定在电池托盘38的下部板44及加强构件51上，该加强构件51固定在下部板44的下表面，在轴环50的中间部形成的凸缘50a固定在加强构件52的下表面上，该加强构件52固定在电池托盘38的上部板43的上表面，在轴环50的上部设置的凸缘50b与电池罩39的凹部39b的下表面之间配置有密封构件53。从下向上贯通三根轴环50…的三根螺栓54…与焊接在中间横梁20的上表面上的焊接螺母56…螺合，其中，所述中间横梁20固定在底板55的下表面。螺栓54…的紧固力由轴环50…支承，因此电池箱24不会发生压溃而牢固地固定在中间横梁20的下表面上。

隔着电池罩39的凹部39b而前后配置的电池模块42…的端子42a…彼此通过呈倒Ω状弯曲的母线57…连接。母线57通过利用合成树脂的覆盖件59覆盖金属线58而成，其两端通过螺栓60、60固定在电池模块42、42的端子42a、42a上。

如图4、图8及图9所示，在电池罩39的第一凸部39a的鼓起部39e的后侧的大致铅垂地立起的壁面39g上沿左右方向排列设置有多个通气孔形成构件61…。通气孔形成构件61具备：圆板状的主体部61a；经由连结部61b与主体部61a的上部连结且与该主体部61a的表面侧对置的圆板状的罩部61c；从主体部61a的背面侧突出的三根爪部61d…，其中，在主体部61a的中央形成的圆形的通气孔61e中设有Gore-Tex(注册商标)等通气构件62。通气构件62具有使空气通过并阻止水分或灰尘的通过的功能。

通气孔形成构件61以与在电池罩39的壁面39g上形成的开口30h之间夹着O形密封圈63的状态通过三根爪部61d…固定于该开口30h。固定在壁面39g上的通气孔形成构件61的上部被从壁面39g向后方突出的遮挡部39i覆盖。

接着，对具备上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。

为了将作为组件而预先组装好的电池组31从下方向车架11安装，将前悬吊梁32的两端及中间悬吊梁33的两端固定在底框架12、12上，将后悬吊梁34的两端经由支承构件35、35固定在后侧框架14、14上，并将前部托架36及后部托架37分别固定在前横梁19及后横梁21上。此时，由于在电池组31的电池罩39的前后方向中间部形成有凹部39b，因此在将电池组31向车架11安装时，车架11的中间横梁20与电池罩39的凹部39b嵌合，由此能够将电池组31不与车架11干涉地进行安装。

然而，由于电池箱24为在车身前后方向上长的形状，并且，合成树脂制的电池罩39对电池箱24的刚性几乎没有贡献，因此厚度小的电池托盘38会因电池模块42…的重量而发生变形，由此产生电池箱24的前后方向中间部向下挠曲的问题。然而，根据本实施方式，由于将电池箱24在电池罩39的凹部39b的位置通过三根螺栓54…固定到中间横梁20的下表面上，因此通过高刚性的作为强度构件的中间横梁20来支承电池组31的重量，由此能够可靠地防止电池箱24的前后方向中间部向下挠曲的情况。

另外，由于螺栓54…贯通电池箱24的电池托盘38及电池罩39这两方而固定到中间横梁20上，因此当因车辆的碰撞而对电池箱24输入冲撞载荷时，通过螺栓54…来提高凹部39b附近的电池箱24的强度，由此能够对跨凹部39b而将前后的电池模块42…电连接的母线57…进行保护，从而将对地短路的产生防患于未然。并且，虽然电池箱24的电池罩39配置在接近电池模块42…的端子42a…的位置处，但由于该电池罩39由非导电性的合成树脂构成，因此能够防止电池模块42…的端子42a…经由电池罩39与车架11发生对地短路的情况。

另外，当冷却装置46的冷却风扇47、47工作时，沿着电池罩39的上表面流动的冷却空气从在构成电池罩39的一部分的吸入管道48的前表面开口的冷却空气导入口48a吸入，但由于在该冷却空气导入口48a的前方的电池罩39上存在沿车宽方向延伸的第二凹部39d，因此沿着电池罩39的上表面流动的冷却空气中含有的灰尘或水滴被第二凹部39d捕获，从而能够防止这些灰尘或水滴被吸入到电池箱24的内部的情况。

然而，由于电池箱24是通过将电池罩39经由密封构件40与电池托盘38结合而成的密闭容器，因此当收纳在电池箱24的内部的电池模块42…因充放电而发热时，电池箱24的内压会增加，当收纳在电池箱24的内部的电池模块42…因充放电的停止而冷却时，电池箱24的内压会减少。因此，可能会由于电池罩39的变形或者电池箱24的内压降低所引起的向密封构件40的水浸入方向的压力的上升，而导致密封构件40的密封功能降低，从而使水或灰尘进入到电池箱24的内部。

然而，根据本实施方式，当电池箱24的内压增加时，通过通气孔形成构件61…的通气孔61e…来排出空气，当电池箱24的内压减少时，通过通气孔形成构件61…的通气孔61e…来吸入空气，由此能够将电池箱24的内压维持成大气压而保护密封构件40。此时，由于在通气孔形成构件61…的通气孔61e…中设有使空气通过但不使水分或灰尘通过的通气构件62…，因此能够防止水分或灰尘向电池箱24的内部的侵入。

另外，由于通气孔形成构件61…设置在电池罩39的第一凸部39a的后方的壁面39g、即朝向冷却空气的流动方向下游侧的壁面39g上，因此能够使冷却空气中含有的灰尘或水滴难以从通气孔形成构件61…侵入到电池箱24的内部。并且，由于所述壁面39g沿大致铅垂方向立起，且在上方伸出有遮挡部39i，因此能够使沿着壁面39g流动的雨水等难以通过通气孔形成构件61…而流入到电池箱24的内部。并且，由于电池箱24的第三凸部39d以将连结冷却装置46的朝前开口的冷却空气导入口48a与第一凸部39a的朝后的壁面39g上设置的通气孔形成构件61…的线遮挡的方式立起，因此在冷却空气导入口48a处产生的负压难以作用于通气孔形成构件61…，由此能够防止电池箱24的内部的空气被吸出的情况。另外，由于通气孔形成构件61…的通气孔61e…由罩部61c…覆盖，因此不仅能够进一步可靠地遮挡雨水等，还能够防止蚂蚁等昆虫侵入而咬破通气构件62…等损害。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明在不脱离其主旨的范围内可以进行各种设计变更。

例如，本发明的通气机构并不限定于实施方式的通气孔形成构件61，只要是使电池箱24的内外连通的机构即可。

另外，在实施方式中，冷却空气导入口48a朝向前方开口，但也可以使冷却空气排出口47a朝向前方开口。这种情况下，能够通过作为遮蔽部的第三凸部39d来遮挡在冷却空气排出口47a的周围产生的高压，从而防止从通气孔形成构件61向电池箱24的内部压入冷却空气的情况，并且，能够使冷却空气的排气中的灰尘或水滴难以从通气孔形成构件61流入到电池箱24内。

Claims (4)

1.一种电池组，其具备电池箱(24)，该电池箱(24)包括：从下方支承多个电池(42)的电池支承构件(38)；经由密封构件(40)与所述电池支承构件(38)结合而覆盖所述多个电池(42)的上方的盖构件(39)，所述电池组的特征在于，

在所述盖构件(39)上设有使所述电池箱(24)的内外连通的通气机构(61)，

在所述盖构件的周缘部与所述电池支承构件的周缘部之间夹着所述密封构件，

所述通气机构(61)具备圆板状的主体部(61a)和与所述主体部(61a)的表面侧对置的圆板状的罩部(61c)，在所述主体部(61a)的中央设有使空气通过且使水分或灰尘不通过的通气构件(62)。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述通气机构(61)在所述盖构件(39)的壁面(39g)上开口，所述壁面(39g)朝向在所述盖构件(39)的外部流动的冷却空气的流动方向下游侧。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，

所述通气机构(61)所开口的所述壁面(39g)沿铅垂方向立起。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述盖构件(39)具备向所述电池箱(24)的内部导入冷却空气的冷却空气导入口(48a)或从所述电池箱(24)的内部排出冷却空气的冷却空气排出口(47a)，并且所述盖构件(39)具备将所述冷却空气导入口(48a)或所述冷却空气排出口(47a)与所述通气机构(61)之间遮挡的遮蔽部(39d)。