CN103448533A - 混合动力车辆的电池包用的冷却机构 - Google Patents

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Abstract

提供一种混合动力车辆用的电池包冷却机构。在位于所述车辆后部的地板面板中形成有开口部。插入在所述开口部中的电池包的上部被盖板封闭。所述开口部形成为在排气管上方与所述排气管错位，使得所述电池包在所述车辆的宽度方向上设置在所述排气管的旁边。在所述电池包的上表面上安装有吸气装置。所述吸气装置的空气入口端口的开口朝向所述车辆的前方。空气出口管道的空气出口端口在所述电池包的后方，且其开口朝向后方。在所述吸气装置中设置有用于去除异物的过滤元件。在所述盖板的上部设置有维修盖，用于所述过滤元件的维修。

Description

混合动力车辆的电池包用的冷却机构
技术领域
本发明总体上涉及安装在混合动力车辆中的电池包用的冷却机构，特别是，涉及设计为用于引入外部空气来冷却电池包中的电池单元等的空气冷却机构。
背景技术
为了确保高效率地驱动作为驱动源的电动机，混合动力车辆通常将施加到该电动机的电压设定得较高，使得在该电动机操作期间高电流流过该电动机。这将导致其中设置有电池（也称为电池模块）的电池包的内部温度升高。下面列出的日本专利第一公报教导一种安装在这样的混合动力车辆中的电池包用的冷却系统。该公报中公开的混合动力车辆装配有通过使乘客座椅下方的地板面板突出而形成的台阶，并且具有在该台阶下方排列在该车辆的宽度方向上的电池包和燃料箱。为了通过冷却风扇引入外部空气来冷却该电池包的内部，该电池包具有在其上表面的靠近车辆后部的部分上形成的空气入口和在该上表面的靠近车辆前部的部分上形成的空气出口。
日本特开2001-138753号公报
发明内容
本发明要解决的问题
在上述公报中教导的冷却结构具有在电池包的上表面形成的用于引入外部空气的空气入口和在电池中冷却之后的空气用的空气出口，然而，电池包的上表面的高度较小，使得雨水的飞溅或者异物可能进入电池包。
本发明是鉴于上述问题而完成的。目的是提供一种混合动力车辆用的电池包冷却机构，其设计为：当设置在车辆客舱外部的电池包被外部空气冷却时，避免雨水的飞溅或者异物进入电池包。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，提供一种混合动力车辆用的电池包冷却机构，包括：一对左右后纵梁，其设置在混合动力车辆后部的地板面板下方并且在所述混合动力车辆的前后方向的长度较长；排气管，其沿着其中一个所述后纵梁在所述混合动力车辆的前后方向上延伸，且在车辆后端具有开口；电池包，其在所述混合动力车辆的宽度方向上布置在所述排气管的旁边并且用于收纳电池部件；冷却风扇，其用于将外部空气引入到所述电池包中以冷却存放在所述电池包中的所述电池部件；开口部，其在所述混合动力车辆的上下方向上不与所述排气管重叠的位置处在所述地板面板中开有开口，并且所述电池包的上部可插入其中；盖板，其安装在所述地板面板上以覆盖所述电池包的所述上部；空气入口端口，其在所述盖板的顶棚面和所述电池包的上表面之间的空间处开有开口，用于将外部空气吸入到所述电池包，冷却所述电池包；以及空气出口端口，其用于排出所述电池包中的空气。
所述电池包冷却机构进一步包括副框架，其安装有所述电池包，并且具有在所述混合动力车辆的宽度方向上的两侧部分别连结到所述后纵梁的框形结构。所述副框架包括连接框架，其设置在所述混合动力车辆的向上方向上所述排气管上方并且在所述开口部的侧边缘和所述排气管之间，在所述混合动力车辆的前后方向上延伸。
所述电池包冷却机构进一步包括吸气装置，其安装在所述电池包的上表面上，并且连通空气入口和所述空气入口端口，外部空气通过所述空气入口导入到所述电池包中。所述空气入口端口在所述电池包的上表面的前边缘旁边的位置处且其开口朝向所述混合动力车辆的前方。
所述吸气装置包括可上下分开的主体和盖。在所述主体和所述盖之间设置有过滤元件，所述过滤元件去除包含在空气中的异物。
用于维修所述过滤元件的维修盖，形成在所述盖板的顶棚面上。
所述空气出口端口设置在所述电池包的车辆后方侧的壁面的后方且其开口朝向所述混合动力车辆的后方。在所述电池包的车辆后方侧的壁面上安装有空气出口管道，用于连通空气出口和所述空气出口端口，排出所述电池包中的空气。
发明效果
根据本发明的一个方面，在所述混合动力车辆的前后方向上的长度较长的所述一对左右后纵梁设置在所述混合动力车辆后部的地板面板下方。在车辆后端具有开口的排气管沿着其中一个所述后纵梁在所述混合动力车辆的前后方向上延伸。用于收纳电池部件的电池包在所述混合动力车辆的宽度方向上布置在所述排气管的旁边。所述冷却风扇用于将外部空气引入到所述电池包中以冷却存放在所述电池包中的所述电池部件。所述开口部形成在所述混合动力车辆的后部的所述地板面板中，所述电池包的上部可插入其中。所述盖板安装在所述地板面板上以覆盖所述电池包的所述上部。空气入口端口在所述盖板的顶棚面和所述电池包的上表面之间的空间处开有开口，用于将外部空气吸入到所述电池包中，冷却所述电池包。设置有空气出口端口，所述电池包中的空气从其排出。这使得用于吸入外部空气的空气入口端口的高度增加并且通过所述电池包、所述地板面板和所述盖板阻挡来自所述电池包下方的雨水的飞溅，以避免雨水或者异物从所述空气入口端口进入所述电池包。所述电池包的所述上部可插入其中的所述开口部从所述排气管的上方在所述混合动力车辆的宽度方向上偏移或偏离，使得从所述排气管放出的废气或者被所述排气管加热的空气难以进入所述盖板的顶棚面和所述电池包的上表面之间的空间。因此，从所述空气入口端口导入的外部空气难以被加热，其结果是，改进电池包的冷却，并且避免来自排气管的废气排放腐蚀电池包，这将提高电池包的耐用性。
所述电池包安装在所述副框架上，并且所述副框架具有在所述混合动力车辆的宽度方向上的两侧部分别连结到所述后纵梁的框形结构。所述连接框架设置在所述混合动力车辆的向上方向上所述排气管上方并且在所述开口部的侧边缘和所述排气管之间，在所述混合动力车辆的前后方向上延伸。因此，来自所述排气管的废气或被所述排气管加热的空气不会进入到所述盖板的顶棚面和所述电池包的上表面之间的空间。这使得导入到所述电池包中的外部空气难以被加热，其结果是，进一步改进电池包的冷却，并且避免来自排气管的废气排放腐蚀所述电池包，这将进一步增强电池包的耐用性。
在所述电池包的上表面上安装有连通空气入口和所述空气入口端口的吸气装置，外部空气通过所述空气入口导入到所述电池包中。所述空气入口端口在所述电池包的上表面的前边缘旁边的位置处且其开口朝向所述车辆的前方。这使得在所述车辆的向前的方向上在所述空气入口端口前方向上飞溅到所述电池包上方的雨滴在所述电池包的前方下落，从而避免雨滴进入所述空气入口端口。所述空气入口端口在与所述排气管的后端开口的方向相反的方向上开口，从而还避免了从所述排气管放出的废气进入所述空气入口端口。
所述吸气装置包括可上下分开的主体和盖。用于去除包含在空气中的异物的过滤元件位于所述主体和所述盖之间。这避免异物进入所述电池包中。
用于所述过滤元件的维修工作的维修盖形成在所述盖板的顶棚面上，从而提高维修过滤元件的可操作性。
所述空气出口端口设置在所述电池包的车辆后方侧的壁面的后方且其开口朝向所述混合动力车辆的后方。用于连通将所述电池包中的空气排出的空气出口和所述空气出口端口的空气出口管道配置在所述电池包的车辆后方侧的壁面上，使得从所述空气出口端口放出的热空气难以进入所述盖板的顶棚面和所述电池包的上表面之间的空间。因此，从所述空气入口端口导入的外部空气难以被加热，从而进一步改进所述电池包的冷却。
附图说明
图1是示出本发明的电池包冷却机构的一个实施方式的混合动力车辆的示意性结构的纵向左侧竖直截面；
图2是图1的电池包的安装部的详细视图；
图3是其上安装有电池包的副框架的透视图；
图4是安装在后纵梁上的副框架的右侧视图；
图5是安装在后纵梁上的副框架的底视图；
图6是安装在后纵梁上的副框架的前视图；
图7是图1中的吸气装置和盖板的透视图；
图8(A)是示出电池包冷却机构的平面图；
图8(B)是图8(A)的前视图；以及
图8(C)是图8(A)的侧视图。
具体实施方式
下面参照附图描述根据本发明的混合动力车辆用的电池包冷却机构的实施方式。图1是示出装配有该实施方式的电池包冷却机构的混合动力车辆的左侧的竖直截面图。图2是安装在图1的混合动力车辆中的电池包的详细视图。该混合动力车辆是具有前座1和后座2的小型双排座椅车辆。也称为行李舱的典型行李箱3设置在客舱4后方。在本实施方式中，电池包5安装在客舱4外部的行李箱3下方。如图2中所示，电池包5的外壳由上外壳5a和下外壳5b的组合而成。电池包5具有存放在其中的电池部件6（即，电池单元、电部件和电池模块），电池部件6用于产生驱动电动机（未示出）的电力，以输出用于该混合动力车辆的驱动扭矩。电池包5具有安装在其中的冷却风扇8，冷却风扇8用于导入外部空气以冷却电池部件6。该混合动力车辆还装配有发动机（未示出）。
地板面板7安装在客舱4和行李箱3下方。地板面板7形成客舱4和行李箱3的地板，并且从客舱4的前部，即前围板，连续延伸到行李箱3的后部。在本实施方式中，开口部9形成在地板面板7的位于行李箱3内后座2后方的部分上。电池包5的上部插入在开口部9中。如图3中所示，安装在副框架21上的电池包5安装在该混合动力车辆的车体中，使得它在上下方向上穿过地板面板7的开口部9。突出到地板面板7的开口部9外部的电池包5的上部被盖板12覆盖。盖板12的下部紧固到地板面板7。
如图3中所示，电池包5安装在副框架21上。副框架21包括布置在该混合动力车辆的前后方向上并且在该混合动力车辆的宽度方向上延伸的两个交叉框架24和排列在该宽度方向上并且在该前后方向上延伸的两个侧框架22。通过将左右侧框架22装配到下面将要描述的左右后纵梁，实现将电池包5安装在客舱4外部的行李箱3下方。在该混合动力车辆的前后方向上延伸并且形成该混合动力车辆的右侧上的侧框架22的一部分的连接框架23设置在该侧框架22内。
图4是紧固有副框架21的后纵梁25的右侧视图。图5是其上安装有副框架21的后纵梁25的底视图。图6是其上安装有副框架21的后纵梁25的前视图。后纵梁25作为一对而设置在该车辆后部的地板面板7下方。在本实施方式中，副框架21的左右侧框架22中的每个都通过连接构件26在两个位置连结到左右后纵梁25之一。副框架21的前交叉框架25通过连接构件27连结到地板面板7的构件。
例如从图6可以看到，形成在地板面板7中的开口部9在该车辆的宽度方向上从排气管28上方偏离或偏移。排气管28具有如下端部：其开口朝向该车辆的后方并且从其放出废气。排气管28沿着位于该车辆的右侧的后纵梁25配置。因此，电池包5在该车辆的宽度方向上位于排气管28的旁边。如下面描述的，本实施方式的电池包冷却机构通过盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间引入外部空气来冷却电池包5的内部。地板面板7的开口部9从排气管28上方偏离，使得从排气管28放出的废气或者被排气管28加热的空气难以进入到盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间。因此，导入到电池包5中的外部空气难以被加热，其结果是，改进电池包5的冷却，并且避免来自排气管28的废气排放腐蚀电池包5，这将提高电池包5的耐用性。
如图6中所示，副框架21的连接框架23设置在排气管28上方并且在该车辆的宽度方向上更靠近排气管28的开口部9的侧边缘9a和排气管28之间。连接框架23阻挠被来自排气管28的废气加热或者直接被排气管28加热的空气上升，使得被加热的空气难以进入盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间。这使得导入到电池包5中的外部空气难以被加热，其结果是，进一步改进电池包5的冷却，并且避免来自排气管28的废气排放腐蚀电池包5，这将进一步增强电池包5的耐用性。
如在图7至图8(C)中清楚地示出地，用于将外部空气引入到电池包5中的吸气装置10设置在电池包5的上表面上。空气出口管道11安装在电池包5的车辆后方侧的壁面上，电池包5中的空气通过空气出口管道11排出。从图8(A)至8(C)可以看出，吸气装置10连通空气入口13和吸气装置10的空气入口端口14，空气通过空气入口13导入到电池包5中。上述冷却风扇8安装在电池包5内靠近空气出口15。电池包5的空气入口13和电池部件6通过内部管道29相连。
吸气装置10的空气入口端口14在电池包5的上表面的前边缘旁边的位置处且其开口朝向该车辆的前方。空气出口管道11的空气出口端口16设置在电池包5的车辆后方侧的壁面的后方且其开口朝向该车辆的后方。换句话说，空气出口端口16在与空气入口端口14开口的方向相反的方向上开口，从而避免从空气出口端口16放出的热空气从空气入口端口14引入。
吸气装置10包括可上下分开的电池包5的上表面侧的主体17和设置在主体17上的盖18。用于去除包含在空气中的异物的过滤元件19位于主体17和盖18之间。如图8(A)至8(C)中的箭头所示，从空气入口端口14引入的外部空气穿过吸气装置10中的过滤元件19并且通过空气入口13进入电池包5。过滤元件19捕获包含在外部空气中的异物。导入到电池包5中的外部空气穿过内部管道29并且到达电池部件6以冷却它们。冷却电池部件6之后的空气流过冷却风扇8，从空气出口15穿过空气出口管道11，然后从空气出口端口16排出。
盖板12的顶棚板（或顶棚面）是可拆卸的。该顶棚板是维修盖20。通过打开盖板12的维修盖20，然后打开吸气装置10的盖18实现上述过滤元件19的维修。在维修过滤元件19之后，关闭吸气装置10的盖18，然后关闭盖板12的维修盖20。维修盖20有助于过滤元件19的维修容易性。
在本实施方式的混合动力车辆用的电池包冷却机构中，在该车辆的前后方向的长度较长的两个后纵梁25的对设置在该车辆的后部的地板面板7的下方。在车辆后端具有开口的排气管28沿着其中一个后纵梁25在该车辆的前后方向上延伸。用于收纳电池部件6的电池包5在该车辆的宽度方向上位于排气管28的旁边。外部空气被冷却风扇8导入到电池包5中以冷却电池部件6。开口部9形成在地板面板7的车辆后侧部分中，电池包5的上部可插入其中。盖板12安装在地板面板7上，以覆盖从开口部9向上突出的电池包5的上部。空气入口端口14在盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间处开有开口，用于冷却的外部空气通过空气入口端口14吸入到电池包5中。设置有空气出口端口16，电池包5中的空气通过空气出口端口16放出。这使得用于吸入外部空气的空气入口端口14的高度增加，并且通过电池包5、地板面板7和盖板12阻挡来自电池包5下方的雨水的飞溅，以避免雨水或者异物从空气入口端口14进入电池包5。
电池包5的上部可插入其中的开口部9在该车辆的宽度方向上从排气管28的上方偏移，使得从排气管28放出的废气或者被排气管28加热的空气难以进入盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间。因此，导入到电池包5中的外部空气难以被加热，其结果是，改进电池包5的冷却，并且避免来自排气管28的废气排放腐蚀电池包5，这将提高电池包5的耐用性。
电池包5安装在副框架21上，在副框架21中，在该车辆的宽度方向上位于该车辆的两侧的侧框架22分别连结到后纵梁25，并且在该车辆的前后方向上延伸的副框架21的连接框架23设置在排气管28上方并且在更靠近排气管28的开口部9的侧边缘和排气管28之间。因此，来自排气管28的废气或者被排气管28加热的空气不会进入盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间。这使得导入到电池包5中的外部空气难以被加热，其结果是，进一步改进电池包5的冷却，并且避免来自排气管28的废气排放腐蚀电池包5，这将进一步增强电池包5的耐用性。
连通空气入口13和空气入口端口14的吸气装置10安装在电池包5的上表面上，空气通过空气入口13导入到电池包5中。空气入口端口14在电池包5的上表面的前边缘旁边的位置处且其开口朝向该车辆的前方。这使得在该车辆的向前的方向上在空气入口端口14前方向上飞溅到电池包5上方的雨滴在电池包5前方下落，从而避免雨水的飞溅进入空气入口端口14。空气入口端口14在与排气管28的后端开口的方向相反的方向上开口，从而也可以避免从排气管18放出的废气进入空气入口端口14。
吸气装置10包括可向下分开的主体17和盖18。用于去除包含在空气中的异物的过滤元件19位于主体17和盖18之间。这避免了异物进入电池包5中。
用于过滤元件19的维修工作的维修盖20形成在盖板12的顶棚面上，从而提高维修过滤元件19的可操作性。
空气出口端口16设置在电池包5的车辆后方侧的壁面的后方且其开口朝向该车辆的后方。连通将电池包5中的空气排出的空气出口15和空气出口端口16的空气出口管道11配置在电池包5的车辆后方侧的壁面上，使得从空气出口端口16放出的热空气难以进入盖板12的顶棚面和电池包5的上表面之间的空间。因此，从空气入口端口14导入的外部空气难以被加热，从而进一步改进电池包5的冷却。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆用的电池包冷却机构，包括：
一对左右后纵梁，其设置在混合动力车辆后部的地板面板下方并且在所述混合动力车辆的前后方向的长度较长；
排气管，其沿着其中一个所述后纵梁在所述混合动力车辆的前后方向上延伸，且在车辆后端具有开口；
电池包，其在所述混合动力车辆的宽度方向上布置在所述排气管的旁边并且用于收纳电池部件；
冷却风扇，其用于将外部空气引入到所述电池包中以冷却存放在所述电池包中的所述电池部件；
开口部，其在所述混合动力车辆的向上方向上不与所述排气管重叠的位置处在所述地板面板中开有开口，并且所述电池包的上部可插入其中；
盖板，其安装在所述地板面板上以覆盖所述电池包的所述上部；
空气入口端口，其在所述盖板的顶棚面和所述电池包的上表面之间的空间处开有开口，用于将外部空气吸入到所述电池包，冷却所述电池包；以及
空气出口端口，其用于排出所述电池包中的空气。
2.根据权利要求1所述的电池包冷却机构，进一步包括副框架，其安装有所述电池包，并且具有在所述混合动力车辆的宽度方向上的两侧部分别连结到所述后纵梁的框形结构，并且其中，
所述副框架包括连接框架，其设置在所述混合动力车辆的上下方向上所述排气管上方并且在所述开口部的侧边缘和所述排气管之间，在所述混合动力车辆的前后方向上延伸。
3.根据权利要求1所述的电池包冷却机构，进一步包括吸气装置，其安装在所述电池包的上表面上，并且连通空气入口和所述空气入口端口，外部空气通过所述空气入口导入到所述电池包中，并且其中，所述空气入口端口在所述电池包的上表面的前边缘旁边的位置处且其开口朝向所述混合动力车辆的前方。
4.根据权利要求3所述的电池包冷却机构，其中，所述吸气装置包括可上下分开的主体和盖，并且其中，在所述主体和所述盖之间设置有过滤元件，所述过滤元件去除包含在空气中的异物。
5.根据权利要求4所述的电池包冷却机构，其中，用于维修所述过滤元件的维修盖，形成在所述盖板的顶棚面上。
6.根据权利要求1所述的电池包冷却机构，其中，所述空气出口端口设置在所述电池包的车辆后方侧的壁面的后方且其开口朝向所述混合动力车辆的后方，并且在所述电池包的车辆后方侧的壁面上安装有空气出口管道，用于连通空气出口和所述空气出口端口，排出所述电池包中的空气。
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