CN104868071A - 车载用电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车载用电池。所述车载用电池能够实现利用加热器对电池单元进行加热的加热效率的提高，并且防止加热器的损伤和/或破损的发生。所述车载用电池具备：收纳壳体(2)，具有形成有多个空腔部(9a)的中空截面；和电池模块(3)，具有电池单元(15)且收纳于收纳壳体；在收纳壳体中的位于电池模块的下侧的部分形成有与空腔部连通且向上方开口的配置凹部(11)，在对电池单元加热的加热器(12)与电池单元不接触的状态下被配置于配置凹部。由此，电池单元和加热器隔着空间相对地配置，因此能够实现利用加热器对电池单元进行加热的加热效率的提高，并且电池单元的负载不施加到加热器，能够防止加热器的损伤和/或破损的发生。

Description

车载用电池
技术领域
本发明涉及关于搭载于汽车等车辆且在寒冷地区也能够使用的车载用电池的技术领域。
背景技术
在汽车等各种车辆中搭载有用于向马达和/或各种电气部件供电的车载用电池。
近年来，特别是EV(Electric Vehicle：电动汽车)和/或HEV(Hybrid ElectricVehicle：混合动力电动汽车)和/或PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle：插电式混合动力电动汽车)等车辆正在被广泛普及，在这些以电力为动力的车辆中搭载有具有高蓄电功能的车载用电池。
车载用电池由多个电池模块构成，电池模块例如由镍氢电池和/或锂离子电池等多个电池单元(二次电池)、将为了确保冷却通路而配置在各电池单元之间的隔离件交替层叠而成的电池层叠体、将电池层叠体沿层叠方向紧固的固定部件、将电池单元之间电连接的母线模块和向电池单元之间输送冷却风的腔构成。
在这样的车载用电池中使用的电池单元的输出性能因温度不同而变化，在低温时，电池单元的输出性能降低。因此，对于在寒冷地区使用的车载用电池，有在冬季等低温时从车载用电池向马达等未供给充足的电力，而在马达等中无法得到所需要的输出的隐患。
因此，有如下记载，即，在这样的寒冷地区使用的车载用电池中设有加热器，在低温时利用加热器加热电池单元来提高电池单元的输出性能(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的车载用电池中，在收纳壳体的内部设有多个筒状的单元容纳部，在各单元容纳部分别插入电池单元而进行配置。加热器(珀耳帖元件)被插入到形成在各单元容纳部之间的间隙而进行配置，在低温时向加热器供给电流而进行驱动，利用加热器来加热电池单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-176487号公报
发明内容
技术问题
然而，在专利文献1所记载的车载用电池中，由于在单元容纳部的内侧配置有电池单元且在单元容纳部的外侧配置有加热器，所以存在以下隐患，即在电池单元与加热器之间存在单元容纳部，从而利用加热器对电池单元进行加热的加热效率变低。
另外，电池单元和加热器位于单元容纳部的内部和外部，电池单元的重量通过单元容纳部以负载的形式被施加到加热器，也有可能发生加热器的损伤和/或破损。特别是，存在因车辆行驶时产生的振动而引起电池单元的重量通过单元容纳部以大的负载的形式被施加到加热器的可能性。
因此，本发明的目的在于克服上述的问题点，实现利用加热器对电池单元进行加热的加热效率的提高，并且还能够防止加热器的损伤和/或破损的发生。
技术方案
第一，本发明的车载用电池具备：收纳壳体，具有形成有多个空腔部的中空截面；和电池模块，具有电池单元，且被收纳于上述收纳壳体；在上述收纳壳体中的位于上述电池模块的下侧的部分形成有与上述空腔部连通且向上方开口的配置凹部，加热上述电池单元的加热器在与上述电池单元不接触的状态下被配置于上述配置凹部。
由此，电池单元和加热器隔着空间相对地配置。
第二，在上述的本发明的车载用电池中，优选在位于上述加热器的下侧的上述空腔部配置有用于向上述加热器供给电流的加热器用电线。
由此，空腔部用作加热器用电线的配置空间，无需在收纳壳体的内部另外形成加热器用电线的配置空间。
第三，在上述的本发明的车载用电池中，优选在上述空腔部配置有绝热材料。
由此，能够抑制来自加热器的热向收纳壳体的外部的释放。
第四，在上述的本发明的车载用电池中，优选上述绝热材料配置在位于上述加热器的下侧的上述空腔部。
由此，能够有效地抑制来自加热器的热向收纳壳体的外部的释放。
第五，在上述的本发明的车载用电池中，优选在上述配置凹部形成有朝向相互面对的方向开口的一对安装槽，上述加热器的两端部分别滑动地插入到上述一对安装槽，而将上述加热器配置于上述配置凹部。
由此，加热器通过滑动被插入到安装槽而被保持。
第六，在上述的本发明的车载用电池中，优选上述加热器形成为朝向上下方向的平板状。
由此，加热器的发热面积变大。
第七，在上述的本发明的车载用电池中，优选在上述电池模块的内部设有使冷却风流动的冷却风扇，在驱动上述加热器时停止驱动上述冷却风扇。
由此，抑制利用加热器升温而对电池单元加热的空气在电池模块的内部的流动。
有益效果
根据本发明，由于电池单元和加热器隔着空间相对地配置，所以能够实现利用加热器对电池单元进行加热的加热效率的提高，并且能够防止加热器的损伤和/或破损的发生。
附图说明
图1至图8均表示本发明车载用电池的实施方式，其中：
图1是车载用电池的示意分解立体图。
图2是车载用电池的立体图。
图3是收纳壳体的底面壁和配置于底面壁的加热器的放大立体图。
图4是电池模块的立体图。
图5是表示将电池模块配置于底面壁上的状态的截面图。
图6是表示在取下顶面部的状态下的电池模块与导管的示意图。
图7是表示与加热器的配置相关的变形例的截面图。
图8是表示在空腔部配置有绝热材料的例子的截面图。
符号说明
1：车载用电池
2：收纳壳体
3：电池模块
9a：空腔部
11：配置凹部
12：加热器
13：加热器用电线
15：电池单元
43：绝热材料
11b：安装槽
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明车载用电池的方式进行说明。
车载用电池1具有收纳壳体2和电池模块3、3、…(参照图1和图2)。车载用电池1例如在车辆的后排座椅的后方被配置于后备箱等车身地板的上方。
收纳壳体2具有向上方开口的收纳部4和从上方封住收纳部4的开口的平板状的盖部5。
收纳部4具有朝向前后方向的前面壁6、位于前面壁6的后侧且朝向前后方向的后面壁7、左右分离地配置的侧面壁8、8和朝向上下方向的底面壁9。前面壁6、后面壁7、侧面壁8、8和底面壁9均通过例如铝等的挤压成型而形成，均具有中空截面。
在前面壁6形成有左右延伸且上下并列的空腔部6a、6a、6a，在后面壁7形成有左右延伸且上下并列的空腔部7a、7a、7a。在侧面壁8、8分别形成有前后延伸且上下并列的空腔部8a、8a、…。在前面壁6左右分离地形成有导管插通孔6b、6b、6b。在前面壁6，在左右方向的一个端部形成有电缆插通孔6c、6c。在后面壁7左右分离地形成有导管插通孔7b、7b。
在底面壁9形成有前后延伸且左右并列的空腔部9a、9a、…(参照图3)。在底面壁9，在预定的空腔部9a、9a、…的上侧形成有配置凹部11、11、…。配置凹部11、11、…向上方开口，并且与空腔部9a、9a、…连通，形成于在左右方向上等间隔分离的位置。配置凹部11、11、…例如形成有四个。配置凹部11的左右两侧的部分以外的部分与空腔部9a连通，在配置凹部11的左右两侧的部分形成有朝向上方的载置面11a、11a。
在底面壁9的上表面侧左右分离地设有向前后延伸的分隔突起部10、10、…。分隔突起部10、10、…向上方突出，在分隔突起部10、10、…之间分别形成一个配置凹部11、11、…。
在配置凹部11、11、…分别配置有加热器12、12、…。通过将加热器12的左右两端部载置于载置面11a、11a，从而将加热器12配置于配置凹部11。加热器12形成为朝向上下方向且向前后延伸的平板状，例如在树脂基板12a埋设电热线12b而形成。
应予说明，作为加热器12，例如可以使用自行检测周边温度并进行散热量的控制的PTC(Positive Temperature Coefficient：正温度系数)加热器。
在将加热器12配置于配置凹部11的状态下，加热器12的上表面位于底面壁9的上表面的稍微靠下方的位置，成为加热器12不从底面壁9向上方突出的状态。
在与配置有加热器12的配置凹部11连通的空腔部9a配置有用于向加热器12供给电流的加热器用电线13、13。因此，加热器用电线13、13利用加热器12从上方封闭。
对于电池模块3、3、…而言，例如，将四个电池模块3左右并列地收纳于收纳壳体2(参照图1和图2)。
电池模块3具有单元盖14和在单元盖14的内部前后并列地排列的多个电池单元15、15、…。
如图4和图5所示，单元盖14具有朝向前后方向的前面部16、位于前面部16的后侧且朝向前后方向的后面部17、左右分离地配置的侧面部18、18、朝向上下方向的顶面部19和分别安装于侧面部18、18的腔形成部20、20。
侧面部18、18具有朝向左右方向的安装面部21、21、从安装面部21、21的上边缘起，在左右方向朝向相互接近的方向突出的上侧突面部22、22和从安装面部21、21的下边缘起，在左右方向朝向相互接近的方向突出的下侧突面部23、23。在安装面部21的除了外周部以外的部分中形成有向左右贯通的开口部21a。
腔形成部20形成为在侧面和前后中的一侧开口的箱状，在左右方向的开口边缘部被安装于安装面部21的外周部。通过在安装面部21、21的外周部分别安装腔形成部20、20，从而在单元盖14的内部的左右两侧分别形成空间，这些空间作为腔24、24而形成。腔形成部20的前后的一侧的开口作为连结用开口20a而形成。
在顶面部19，分别在前后两端部形成有上下贯通的插通孔19a、19a。
电池单元15、15、…的左右两端部分别载置于侧面部18、18的下侧突面部23、23并被单元盖14保持，在前后具有小的间隙的状态下等间隔地并列排列(参照图6)。在电池单元15，左右分离地分别设有向上方突出的正极侧端子15a和负极侧端子15b。电池单元15、15、…的在前后相邻配置的正极侧端子15a、15a、…与负极侧端子15b、15b、…分别通过具有导电性的连接板25、25、…连接，从而使电池单元15、15、…以串联的方式连接。
在电池单元15、15、…的上表面，在顶面部19的下侧安装有固紧板26(参照图5和图6)。在固紧板26，前后左右分离地形成有向前后延伸的配置孔26a、26a、…。在配置孔26a配置有连接在前后相邻配置的电池单元15、15的正极侧端子15a、负极侧端子15b以及连接这两者的连接板25。
在收纳壳体2，在左右两端部分别收纳有插塞式传感器盒27和接线盒28(参照图1和图2)。另外，在收纳壳体2的内部配置有负责控制车载用电池1整体的未图示的电池控制单元。
在插塞式传感器盒27配置有预定的连接插头和/或传感器等。
接线盒28具有形成为细长形状的筐体29和配置于筐体29并进行电流等的控制的控制部件30、30、…。作为控制部件30、30、…，例如设有继电器和/或熔断器和/或连接器端子等。在接线盒28连接有插通前面壁6的电缆插通孔6c、6c的电缆31、31的一个端部，接线盒28通过电缆31、31连接到搭载于车辆的地板下的未图示的电源电路(变换器)。
电池模块3、3、…被插入到插塞式传感器盒27与接线盒28之间而收纳于收纳壳体2。电池模块3、3、…在分别被设置于收纳壳体2的底面壁9的分隔突起部10、10、…分隔的位置，以载置于底面壁9的上表面的状态进行配置(参照图5)。因此，分别配置于配置凹部11、11、…的加热器12、12、…位于电池单元15、15、…的正下方。由于此时加热器12的上表面位于底面壁9的上表面的稍微靠下方的位置而加热器12不从底面壁9向上方突出，所以电池单元15、15、…不与加热器12、12、…接触，在电池单元15、15、…的下表面与加热器12、12、…的上表面之间分别形成有一定的间隙。
如上所述，在电池模块3、3、…、插塞式传感器盒27和接线盒28被收纳于收纳壳体2的状态下，与插塞式传感器盒27相邻配置的电池模块3的电池单元15和插塞式传感器盒27通过第一连接用母线32连接，与接线盒28相邻配置的电池模块3的电池单元15和接线盒28通过第二连接用母线33连接。第一连接用母线32的一个端部和第二连接用母线33的一个端部分别插通到形成在电池模块3、3的顶面部19、19的插通孔19a、19a而与电池单元15、15的正极侧端子15a或负极侧端子15b连接。
另外，相邻的电池模块3、3、…的电池单元15、15、…彼此分别通过直流连接用母线34、34、…连接。直流连接用母线34、34、…的两端部分别插通到形成在电池模块3、3的顶面部19、19、…的插通孔19a、19a、…而与电池单元15、15、…的正极侧端子15a、15a、…或负极侧端子15b、15b、…连接。
应予说明，插塞式传感器盒27和接线盒28通过电线和/或母线与电池控制单元等预定的各部连接。
在电池模块3、3、…的前面侧左右并列地设有吸气用导管35、35。吸气用导管35具有左右延伸的吸气部36和从吸气部36向后方突出的连结部37、37。在吸气部36的外侧的端面形成有吸气用开口36a，在连结部37、37的后端面分别形成有未图示的流入用开口。
吸气用导管35、35的吸气部36、36位于收纳壳体2的前面壁6的前侧，连结部37、37、…分别插通形成在前面壁6的导管插通孔6b、6b、6b，连结部37、37、…的后端部分别与电池模块3、3、…的腔形成部20、20、…的前端部连结(参照图6)。因此，连结部37、37、…的流入用开口分别与腔形成部20、20、…的连结用开口20a、20a、…连通，从吸气用开口36a、36a吸取的冷却风经由吸气用导管35、35被输送到在电池模块3、3、…的内部形成的腔23、23、…。被输送到腔23、23、…的冷却风从电池单元15、15、…之间的间隙向相反侧的腔23、23、…流动。
在电池模块3、3、…的后面侧左右分离地设有排气用导管38、38(参照图1和图2)。排气用导管38具有外形为大致圆形的风扇配置部39、从风扇配置部39向前方突出的连结突起部40和从风扇配置部39向侧面突出的排气部41。连结突起部40的前端部在左右方向分成两股形状，在前端面形成有左右并列的流出用开口40a、40a。在排气部41的顶端面形成有未图示的排气用开口。
在风扇配置部39的内部，旋转自由地配置有冷却风扇42。冷却风扇42具有通过旋转而使冷却风从连结突起部40侧向排气部41侧流动的功能。
对于排气用导管38、38而言，风扇配置部39、39和排气部41、41位于收纳壳体2的后面壁7的后侧，连结突起部40、40分别插通形成在后面壁7的导管插通孔7b、7b，连结突起部40、40的前端部分别与电池模块3、3、…的腔形成部20、20、…的后端部连结(参照图6)。因此，连结突起部40、40的流出用开口40a、40a、…分别与腔形成部20、20、…的连结用开口20a、20a、…连通，使将电池单元15、15、…冷却的冷却风从腔23、23、…经由排气用导管38、38从排气用开口排出。
上述的在吸气用导管35、35、电池模块3、3、…和排气用导管38、38中的冷却风的流动通过冷却风扇42、42强制进行，电池单元15、15、…被有效地冷却。
在如上构成的车载用电池1中，在低温时经由加热器用电线13、13、…向加热器12、12、…供给电流，使电热线12b、12b、…发热而使电池模块3的内部的空气升温，进而对位于加热器12、12、…的正上方的电池单元15、15、…进行加热。此时以冷却风扇42、42不旋转、不对电池单元15、15、…冷却的方式来控制。
如此，通过在驱动加热器12、12、…时使冷却风扇42、42不旋转，从而抑制利用加热器12、12、…进行升温而对电池单元15、15、…加热的空气在电池模块3的内部流动，因此能够实现利用加热器12、12、…对电池单元15、15、…进行加热的加热效率的提高。
利用加热器12、12、…进行了加热的电池单元15、15、…的温度上升而提高了输出性能，而确保高的蓄电功能。
如上所述，在车载用电池1中，在位于收纳壳体2中的电池模块3、3、…的下侧的部分形成有与空腔部9a、9a、…连通且向上方开口的配置凹部11、11、…，在配置凹部11、11、…，以与电池单元15、15、…不接触的状态配置对电池单元15、15、…加热的加热器12、12、…。
因此，电池单元15、15、…和加热器12、12、…隔着空间相对地配置，因此能够实现利用加热器12、12、…对电池单元15、15、…进行加热的加热效率的提高，并且电池单元15、15、…的负载不施加到加热器12、12、…上，能够防止加热器12、12、…的损伤和/或破损的发生。
另外，由于在电池单元15、15、…与加热器12、12、…之间存在空气，所以能够抑制由加热器12、12、…引起的电池单元15、15、…的局部的温度上升，能够对电池单元15、15、…的整体进行加热。
此外，由于被加热器12、12、…加热的空气容易上升，所以通过使加热器12、12、…位于电池单元15、15、…的正下方，从而能够实现利用加热器12、12、…对电池单元15、15、…进行加热的加热效率的进一步提高。
此外，由于在位于加热器12的下侧的空腔部9a配置有加热器用电线13、13，所以空腔部9a可用作加热器用电线13、13的配置空间而无需在收纳壳体2的内部另外形成加热器用电线13、13的配置空间，能够通过空间的有效利用来实现车载用电池1的小型化。
此外，由于加热器12形成为朝向上下方向的平板状，所以加热器12的发热面积变大，能够实现利用加热器12对电池单元15进行加热的加热效率的更进一步的提高。
应予说明，以上示出了通过在位于空腔部9a的上侧的配置凹部11形成载置面11a、11a，将加热器12载置于载置面11a、11a，从而配置于配置凹部11的例子，但例如如图7所示，也可以以如下方式进行配置，即，在配置凹部11形成有朝向相互面对的方向开口的一对安装槽11b、11b，使加热器12从前方或后方滑动到安装槽11b、11b而配置于配置凹部11。
如此，通过使加热器12滑动到安装槽11b、11b而配置于配置凹部11，从而使加热器12通过滑动插入到安装槽11b、11b并被保持，因此能够实现在对加热器12的收纳壳体2进行安装操作时的操作性的提高，并且不需要将加热器12固定于收纳壳体2的单元和操作，能够实现结构的简化和操作性的进一步提高。
另外，也可以在形成于收纳壳体2的底面壁9的空腔部9a、9a、…填充绝热材料43、43、…来进行配置(参照图8)。
通过在空腔部9a、9a、…配置绝热材料43、43、…，从而能够抑制来自加热器12、12、…的热向收纳壳体2的外部的释放，能够实现利用加热器12、12、…对电池单元15、15、…进行加热的加热效率的提高。
特别是通过在位于加热器12的下侧的空腔部9a配置绝热材料43，从而能够有效地抑制来自加热器12的热向收纳壳体2的外部的释放，能够在不提高成本的情况下实现利用加热器12对电池单元15进行加热的加热效率的提高。

Claims (7)

1.一种车载用电池，其特征在于，具备：
收纳壳体，具有形成有多个空腔部的中空截面；和
电池模块，具有电池单元，且被收纳于所述收纳壳体，
在所述收纳壳体中的位于所述电池模块的下侧的部分形成有与所述空腔部连通且向上方开口的配置凹部，
对所述电池单元加热的加热器在与所述电池单元不接触的状态下被配置于所述配置凹部。
2.根据权利要求1所述的车载用电池，其特征在于，
在位于所述加热器的下侧的所述空腔部配置有用于向所述加热器供给电流的加热器用电线。
3.根据权利要求1或2所述的车载用电池，其特征在于，
在所述空腔部配置有绝热材料。
4.根据权利要求3所述的车载用电池，其特征在于，
所述绝热材料配置在位于所述加热器的下侧的所述空腔部。
5.根据权利要求1或2所述的车载用电池，其特征在于，
在所述配置凹部形成有朝向相互面对的方向开口的一对安装槽，
所述加热器的两端部分别滑动地插入到所述一对安装槽，而将所述加热器配置于所述配置凹部。
6.根据权利要求1或2所述的车载用电池，其特征在于，
所述加热器形成为朝向上下方向的平板状。
7.根据权利要求1或2所述的车载用电池，其特征在于，
在所述电池模块的内部设有使冷却风流动的冷却风扇，
在驱动所述加热器时停止驱动所述冷却风扇。
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