CN109478701B - 电池装置和电池系统 - Google Patents

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Abstract

一个实施方式的电池装置具有壳体、第2壁、多个电池模块、支承部、多个固定部以及冷却部。所述壳体具有第1壁。所述电池模块配置于所述壳体的容纳室的内部，具有第1面、第2面以及设置于所述第1面且包括凸部以及凹部中的一方的第1定位部。所述支承部支承所述电池模块，设置有多个第2定位部，所述多个第2定位部与所述第1定位部嵌合而保持所述电池模块，所述第2定位部包括凸部和凹部中的另一方。所述固定部设置于所述第2面或比所述第1面离所述第2面近的位置，将所述电池模块与所述壳体相互固定。所述冷却部使制冷剂在所述多个电池模块之间流动。

Description

电池装置和电池系统
技术领域
本发明的实施方式涉及电池装置以及电池系统。
背景技术
已知一种电池装置，其中多个电池的电池单体(cell)或模块被容纳于壳体中。关于电池装置，例如，为了使得电池的电池单体或模块的寿命变长，电池的电池单体或模块被冷却。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-201271号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
以电池单体或模块分别被均匀地冷却的方式构成的电池装置有时组装变得困难，制造成本增大。
解决技术问题的技术方案
一个实施方式的电池装置具有壳体、第2壁、多个电池模块、支承部、多个固定部以及冷却部。所述壳体具有第1壁。所述第2壁在与所述第1壁在第1方向分离的位置以能够拆卸的方式安装于所述壳体。所述多个电池模块在设置于所述第1壁与所述第2壁之间的所述壳体的容纳室的内部，分别具有配置于与所述第1方向交叉的所述第2方向并朝向所述第1壁的第1面、朝向所述第2壁的第2面以及设置于所述第1面的第1定位部，所述第1定位部包括凸部以及凹部中的一方。所述支承部在所述容纳室的内部在所述第2方向上延伸，支承所述多个电池模块，设置有多个第2定位部，所述多个第2定位部与所述第1定位部嵌合而在所述第2方向上保持所述多个电池模块，所述多个第2定位部包括凸部和凹部中的另一方。所述多个固定部设置于所述第2面或比所述第1面离所述第2面近的位置，将所述多个电池模块与所述壳体相互固定。所述冷却部构成为使制冷剂在所述多个电池模块之间的间隔流动。
附图说明
图1是概略地示出第1实施方式的车辆的立体图。
图2是分解地示出第1实施方式的电池装置的立体图。
图3是示出第1实施方式的电池装置的剖视图。
图4是概略地示出第1实施方式的电池装置的内部的立体图。
图5是示出第1实施方式的电池模块的立体图。
图6是分解地示出第1实施方式的电池模块的立体图。
图7是示出第1实施方式的电池装置的一部分的剖视图。
图8是示出第1实施方式的第1固定构件的立体图。
图9是示意性地示出第2实施方式的电池装置的立体图。
图10是示出第2实施方式的电池装置的剖视图。
图11是分解地示出第2实施方式的电池单元的立体图。
图12是分解地示出第2实施方式的电池单元的侧视图。
图13是示出第2实施方式的电池装置的一部分的剖视图。
图14是概略地示出第2实施方式的电池装置的内部的立体图。
图15是第3实施方式的电池装置的剖视图。
图16是概略地示出第4实施方式的多个电池装置的立体图。
图17是示出第5实施方式的多个电池装置的俯视图。
具体实施方式
以下，参照图1至图8对第1实施方式进行说明。另外，在本说明书中，基本上将铅垂上方定义为上方向，将铅垂下方定义为下方向。另外，在本说明书中，对于实施方式的构成要素以及该要素的说明，有时记载有多种表达。有多种表达的构成要素以及说明也可以是未记载的其它表达。并且，没有多种表达的构成要素以及说明也可以是未记载的其它表达。
图1是概略地示出第1实施方式的车辆10的立体图。车辆10是电池系统的一例。电池系统也可以是例如太阳能发电系统或家用蓄电系统这样的其它电池系统。
车辆10是例如电动车，例如如图1所示为巴士。另外，车辆10也可以是例如轿车、轻轨、电气列车或有轨电车那样的其它车辆。车辆10具有车身11、多个车轮12以及多个电池装置13。
如附图所示，在本说明书中，定义X轴、Y轴以及Z轴。X轴、Y轴和Z轴相互正交。X轴沿着车辆10的宽度。Y轴沿着车辆10的长度。Z轴沿着车辆10的高度。
车身11在沿Y轴的方向上延伸，具有前部11a、后部11b和侧部11c。前部11a朝向车辆10的行进方向。后部11b位于前部11a的相反侧。
车身11的侧部11c分别朝向沿X轴的方向。在侧部11c分别设置有通气狭缝11d。通气狭缝11d是使车身11的内部与外部连通的孔。
多个电池装置13被容纳于车身11的内部，向例如电动机、电气系统供给电力。电池装置13例如通过螺钉或嵌入，以能够拆卸的方式固定于设置于车身11内部的梁。另外，电池装置13不限于此。
图2是分解地示出第1实施方式的电池装置13的立体图。图3是示出第1实施方式的电池装置13的剖视图。如图2和图3所示，电池装置13具有壳体21、盖构件22、多个电池模块23和多个第1固定构件24。盖构件22是第2壁的一例。第1固定构件24是固定部的一例。
壳体21由金属制成。壳体21也可以由例如树脂之类的其它材料制成。如图3所示，壳体21具有底壁31、两个第1侧壁32和两个角壁33。底壁31是第1壁的一例。第1侧壁32是第3壁的一例。角壁33是第4壁的一例。
底壁31是在X-Y平面上扩展的矩形壁，在沿Y轴的方向上延伸。沿Y轴的方向是第2方向的一例，包括沿Y轴的正方向(Y轴的箭头所示的方向)和沿Y轴的负方向(Y轴的箭头的相反方向)。沿Y轴的方向是电池装置13的长边方向。
底壁31具有内表面31a。内表面31a是朝向沿Z轴的正方向(Z轴的箭头所示的方向、上方向)的大致平坦的面。沿Z轴的正方向以及上方向是第1方向的一例。
两个第1侧壁32分别是在X-Z平面上扩展的矩形壁，在沿Z轴的正方向上延伸。两个第1侧壁32在沿Y轴的方向上相互分离地配置。底壁31在沿Y轴的方向上位于两个第1侧壁32之间，并且配置于与两个第1侧壁32分离的位置。
两个角壁33分别连接底壁31的沿Y轴的方向的端部和第1侧壁32的沿Z轴的负方向(Z轴的箭头的相反方向、下方向)的端部。角壁33在与沿Z轴的正方向倾斜地交叉且与沿Y轴的方向倾斜地交叉的方向上延伸。
如图2所示，壳体21还具有两个第2侧壁34。两个第2侧壁34分别是在Y-Z平面上扩展的矩形壁，从沿X轴的底壁31的两端部向沿Z轴的正方向延伸。两个第2侧壁34在沿X轴的方向上相互分离地配置。
如图3所示，盖构件22具有上壁35和边缘壁36。上壁35是在X-Y平面上扩展的矩形壁，在沿Y轴的方向上延伸。边缘壁36是在X-Z平面上扩展的矩形壁。边缘壁36从沿Y轴的方向上的上壁35的端部向沿Z轴的负方向延伸。
盖构件22在与壳体21的底壁31在沿Z轴的正方向上分离的位置以能够拆卸的方式安装于壳体21。例如，盖构件22通过螺栓安装于壳体21。
上壁35具有内表面35a和外表面35b。内表面35a是朝向沿Z轴的负方向的大致平坦的面。上壁35的内表面35a与底壁31的内表面31a隔着间隔地相对。外表面35b是朝向沿Z轴的正方向的大致平坦的面。外表面35b位于内表面35a的相反侧。
在壳体21设置有容纳室C。容纳室C设置于壳体21的底壁31与盖构件22的上壁35之间，位于两个第1侧壁32之间。容纳室C在沿Y轴的方向上延伸。
在壳体21的两个角壁33分别设置有吸气口33a。吸气口33a是第1通气口的一例。吸气口33a在与沿Z轴的正方向倾斜地交叉且与沿Y轴的方向倾斜地交叉的方向上延伸。例如，吸气口33a在与角壁33延伸的方向正交的方向上延伸。
在盖构件22设置有罩部41。罩部41设置于上壁35的外表面35b之上。罩部41具有覆盖壁42和端壁43。另外，也可以在罩部41容纳电路基板那样的各种部件。
覆盖壁42是在X-Y平面上扩展的矩形壁。覆盖壁42设置于与上壁35的外表面35b在沿Z轴的正方向上分离的位置。端壁43连接覆盖壁42和上壁35。在端壁43设置有多个排气口43a。排气口43a是第2通气口的一例。
在罩部41设置有倾斜路Ps。倾斜路Ps是第3通路的一例。当在罩部41容纳电路基板那样的部件的情况下，该部件与倾斜路Ps隔离。
倾斜路Ps的至少一部分位于覆盖壁42与上壁35之间。倾斜路Ps的一个端部与容纳室C连接，倾斜路Ps的另一个端部与多个排气口43a连接。倾斜路Ps的一个端部与沿Y轴的方向上的容纳室C的中央部连接。
倾斜路Ps在朝向排气口43a向下方倾斜的方向上延伸。换言之，随着从容纳室C朝向倾斜路Ps，倾斜路Ps具有向下方移动的路径。
在端壁43的外表面43b安装有多个排气口盖45。排气口盖45是盖的一个例子。端壁43的外表面43b位于与倾斜路Ps面对的端壁43的内表面43c的相反侧。
排气口盖45覆盖排气口43a，并且在朝向排气口43a的外部向下方向倾斜的方向延伸。换言之，排气口盖45与排气口43a连接，并且形成朝向下方向或斜下方向的流路。
图4是概略地示出第1实施方式的电池装置13的内部的立体图。图4用双点划线示出壳体21。如图4所示，壳体21具有两个支承框架51和两个固定框架52。支承框架51是支承部的一例。
两个支承框架51在壳体21的内部在沿Y轴的方向上延伸。两个支承框架51在沿X轴的方向上相互分离地配置。支承框架51通过焊接而固定于壳体21的例如底壁31和两个第2侧壁34。由此，支承框架51使壳体21的刚性提高。
支承框架51形成为具有矩形框状的截面的中空的管状。另外，支承框架51也可以具有其它形状。支承框架51具有上表面51a。上表面51a是朝向沿Z轴的正方向的大致平坦的面。
在支承框架51设置有多个凹部51b。凹部51b是第2定位部的一例。另外，支承框架51也可以具有作为第2定位部的凸部。凹部51b是在上表面51a开口的孔。凹部51b可以是例如凹陷或切口。多个凹部51b在沿Y轴的方向上隔着间隔地配置。
固定框架52设置于与支承框架51在沿Z轴的正方向上分离的位置。两个固定框架52在壳体21的内部在沿Y轴的方向上延伸。两个固定框架52在沿X轴的方向上相互分离地配置。固定框架52通过焊接而固定于壳体21的例如两个第2侧壁34。由此，固定框架52使壳体21的刚性提高。
固定框架52形成为具有矩形框状的截面的中空的管状。另外，固定框架52也可以具有其它形状。固定框架52具有上表面52a。上表面52a是朝向沿Z轴的正方向的大致平坦的面。
在固定框架52设置有多个螺纹孔52b。螺纹孔52b在上表面52a开口。螺纹孔52b也可以在其它部位开口。多个螺纹孔52b在沿Y轴的方向上隔着间隔地配置。
图5是示出第1实施方式的电池模块23的立体图。图6是分解地示出第1实施方式的电池模块23的立体图。如图6所示，电池模块23具有多个电池单体61、支架62和多个汇流条63。电池单体61也可以称为例如单电池。支架62是保持体的一例，也可以称为例如壳体。
电池单体61是例如锂离子二次电池。另外，电池单体61也可以是例如镍氢电池、镍镉电池以及铅蓄电池这样的其它二次电池。锂离子二次电池是非水电解质二次电池的一种，电解质中的锂离子负责导电。
作为锂离子二次电池的正极材料，可以使用例如锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂钴复合氧化物、锂镍钴复合氧化物、锂锰钴复合氧化物、尖晶石型锂锰镍复合氧化物以及具有橄榄石结构的锂磷氧化物那样的各种材料。作为锂离子二次电池的负极材料，使用例如钛酸锂(LTO)等含氧化物材料、碳质材料以及硅类材料这样的各种材料。作为锂离子二次电池的电解质(例如电解液)，可以使用配合有例如含氟络盐(例如LiBF4、LiPF6)等锂盐的、单独的或多种混合的例如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等有机溶剂。
电池模块23例如可以具有检测各个电池单体61的电压、温度的电路基板。并且，电池模块23可以具有控制多个电池单体61的充放电的电路基板。
电池单体61形成为矩形的箱型。另外，电池单体61也可以形成为例如圆筒状。多个电池单体61分别具有第1端部61a、第2端部61b和两个端子61c。
第1端部61a朝向沿Y轴的方向。沿Y轴的方向是第3方向的一例。例如，第1端部61a朝向沿Y轴的正方向和沿Y轴的负方向中的一方。第2端部61b位于第1端部61a的相反侧。两个端子61c设置于第1端部61a。
多个电池单体61在沿X轴的方向以及沿Z轴的方向上配置成矩阵状。换言之，多个电池单体61在与Y轴交叉的方向上排列。与Y轴交叉的方向是与第3方向交叉的方向的一例。排列的多个电池单体61的第1端部61a朝向相同方向。
支架62容纳并保持多个电池单体61。保持架62由合成树脂制成。支架62也可以由例如金属那样的其它材料制成。保持架62具有第1构件65、第2构件66和第3构件67。
在第1构件65设置有多个狭缝65a。多个狭缝65a是向相同方向开口的凹陷。在多个狭缝65a容纳有排列的多个电池单体61。由此，第1构件65保持排列的多个电池单体61。
第2构件66安装于第1构件65，覆盖容纳于狭缝65a的电池单体61。在第2构件66设置有使电池单体61的端子61c露出的多个孔66a。第3构件67安装于第2构件66，覆盖孔66a。
多个汇流条63配置于第2构件66与第3构件67之间。多个汇流条63将多个电池单体61的端子61c相互电连接。多个电池单体61以串联及并联中的至少一种方式电连接。
电池模块23具有图5所示的第1端面23a和图6所示的第2端面23b。第1端面23a是第1面的一例。第2端面23b是第2面的一例。
第1端面23a及第2端面23b设置于第1构件65。第1端面23a是朝向沿Z轴的负方向的大致平坦的面。第2端面23b是朝向沿Z轴的正方向的大致平坦的面，位于第1端面23a的相反侧。
电池模块23还具有多个第1凸部23c和多个第2凸部23d。第1凸部23c是第1定位部的一例。另外，电池模块23也可以具有作为第1定位部的凹部。
多个第1凸部23c设置于第1端面23a，从第1端面23a突出。第1凸部23c形成为大致圆筒状。第1凸部23c也可以形成为其它形状。在本实施方式中，两个第1凸部23c和两个其它第1凸部23c在沿X轴的方向上相互分离地配置。
多个第2凸部23d设置于第2端面23b，从第2端面23b突出。第2凸部23d形成为大致圆筒状。第2凸部23d也可以形成为其它形状。在本实施方式中，两个第2凸部23d和两个其它第2凸部23d在沿X轴的方向上相互分离地配置。
在第1凸部23c的内侧和第2凸部23d的内侧设置有螺纹孔23e。例如，设置有螺纹孔23e的金属制的筒与第1凸部23c及第2凸部23d一起嵌件成型。另外，螺纹孔23e也可以仅设置于第2凸部23d的内侧。
电池模块23还具有两个端子部23f。端子部23f设于第2端面23b，从第2端面23b突出。端子部23f具有电池模块23的端子。在端子部23f例如设置有安装有连接器的电极。多个电池模块23的端子部23f以串联及并联中的至少一种方式电连接。
如图3所示，多个电池模块23在容纳室C的内部沿Y轴方向相互隔着间隔G地配置。多个电池模块23在沿Y轴的方向上排成一列，但也可以排列成多列。在位于列的端部的电池模块23与壳体21的第1侧壁32之间也设置有间隔G。
电池模块23的第1端面23a隔着间隔地朝向壳体21的底壁31。在多个电池模块23的第1端面23a与底壁31之间设置有下通路Pl。下通路Pl在沿Y轴的方向上延伸，连接吸气口33a与多个电池模块23之间的间隔G。换言之，下通路Pl与吸气口33a连接。
电池模块23的第2端面23b隔着间隔地朝向盖构件22的上壁35。在多个电池模块23的第2端面23b与上壁35之间设置有上通路Pu。上通路Pu在沿Y轴的方向上延伸，连接倾斜路Ps与多个电池模块23之间的间隔G。换言之，上通路Pu经由倾斜路Ps与排气口43a连接。另外，倾斜路Ps连接沿Y轴的方向上的上通路Pu的中央部和排气口43a。
两个支承框架51将多个电池模块23支承于与底壁31在沿Z轴的正方向上分离的位置。例如，电池模块23的第1端面23a被支承于支承框架51的上表面51a。由此，在多个电池模块23与底壁31之间设置有下通路Pl。
图7是示出第1实施方式的电池装置13的一部分的剖视图。如图7所示，电池模块23的第1凸部23c在沿Z轴的方向上被插入到支承框架51的凹部51b。由此，支承框架51的凹部51b与电池模块23的第1凸部23c嵌合。
凹部51b和第1凸部23c将多个电池模块23保持于在沿Y轴的方向上相互隔着间隔G的位置。凹部51b和第1凸部23c限制多个电池模块23彼此在沿Y轴的方向以及沿X轴的方向上相对移动。
在嵌合的支承框架51的凹部51b与电池模块23的第1凸部23c之间可以存在间隙。即，当第1凸部23c位于凹部51b中时，凹部51b与第1凸部23c嵌合。
凹部51b和第1凸部23c保持多个电池模块23之间的间隔G在沿Y轴的方向上的长度(宽度)。另外，也可以是多个电池模块23之间的间隔G在沿Y轴的方向上的长度能够稍有变化。如图3所示，电池单体61的第1端部61a和第2端部61b朝向间隔G。
图8是示出第1实施方式的第1固定构件24的立体图。如图8所示，第1固定构件24具有第1板部71、第2板部72、第3板部73和图7的螺栓75、76。
第1板部71及第2板部72分别是形成为在X-Y平面上延伸的板状的部分。在第1板部71设置有多个孔71a。在第2板部72设置有多个孔72a。第3板部73是形成为在Y-Z平面上延伸的板状的部分。第3板部73连接第1板部71的端部和第2板部72的端部。
如图7所示，第1板部71被电池模块23的第2凸部23d支承。例如，第2凸部23d的前端嵌入设置于第1板部71的凹陷而被定位。
螺栓75穿过图8的孔71a，被拧入到第2凸部23d的螺纹孔23e中。由此，第1板部71被固定于电池模块23的第2凸部23d。另外，第1板部71也可以焊接于第2凸部23d。
第2板部72被支承于固定框架52的上表面52a。螺栓76穿过图8的孔72a，被拧入到固定框架52的螺纹孔52b中。由此，第2板部72固定于固定框架52。另外，第2板部72也可以焊接于固定框架52。
如上所述，第1固定构件24设置于电池模块23的第2端面23b的第2凸部23d。第1固定构件24将电池模块23与壳体21的固定框架52相互固定。
如图3所示，在上通路Pu与倾斜路Ps之间设置有风扇78。风扇78是冷却部及风扇的一例。风扇78也可以设置于例如与吸气口33a相邻的位置那样的其它位置。
当风扇78被驱动时，使气态的制冷剂M从两个吸气口33a向排气口43a流动。气态的制冷剂M是例如空气。空气例如通过图1的通气狭缝11d从车辆10的外部被供给。图3用箭头示出制冷剂M的流动。另外，风扇78也可以使气态的制冷剂M从排气口43a向两个吸气口33a流动。
从吸气口33a吸取的制冷剂M通过下通路Pl，流入多个电池模块23之间的间隔G或电池模块23与第1侧壁32之间的间隔G。即，风扇78使制冷剂M向多个电池模块23之间的间隔G流动。
在间隔G流动的制冷剂M对朝向间隔G的电池单体61的第1端部61a以及第2端部61b进行冷却。充放电时发热的电池单体61被制冷剂M冷却。制冷剂M从间隔G通过上通路Pu向倾斜路Ps流动。倾斜路Ps的制冷剂M从排气口43a排出至电池装置13的外部。
如图2和图3所示，电池装置13还具有多个间隔件79。间隔件79例如由EPT密封剂(エプトシーラー，注册商标)那样的合成树脂发泡体(海绵)制成。另外，间隔件79也可以由其它材料制成。另外，电池装置13可以不具有间隔件79。
间隔件79例如形成为在沿Z轴的方向上延伸的方形杆状。间隔件79也可以形成为其它形状。在沿X轴的方向上，间隔件79的宽度与支承框架51的宽度大致相同。间隔件79通过例如双面胶带而粘贴于电池模块23，并配置于间隔G。
在多个间隔G分别配置有两个间隔件79。两个间隔件79在沿X轴的方向上相互分离地配置。间隔G中的制冷剂M所通过的流路形成于两个间隔件79之间。
间隔件79将相邻的两个电池模块23保持在隔着间隔G而分离的位置。由此，制冷剂M更可靠地在间隔G流过，对电池单体61进行冷却。另外，利用间隔件79，相邻的两个电池模块23接触而损伤的情况得到抑制。
以下，将对以上说明的电池装置13的组装方法的一例进行说明。首先，在取下了盖构件22的壳体21容纳多个电池模块23。通过电池模块23的第1凸部23c与支承框架51的凹部51b嵌合，不使用工具而容易地将多个电池模块23定位。由此，在多个电池模块23之间形成间隔G。此时，电池模块23能够在沿Z轴的正方向上移动。
接着，多个电池模块23的第2凸部23d和固定框架52被第1固定构件24固定。此时，例如，发生利用螺栓75、76的螺纹紧固作业。第2凸部23d及固定框架52比支承框架51离壳体21的开放的上端部近。因此，作业者能够容易地进行利用螺栓75、76的螺纹紧固。
当电池模块23通过第1固定构件24而固定于固定框架52时，电池模块23在沿Z轴的正方向上移动的情况也被限制。由此，电池模块23被固定于壳体21。
接着，多个电池模块23的端子部23f例如通过连接器而相互电连接。并且，盖构件22安装于壳体21。通过以上步骤来组装电池装置13。
在以上说明的第1实施方式的车辆10中，在支承框架51设置有多个凹部51b。多个凹部51b与电池模块23的第1凸部23c嵌合，将多个电池模块23保持于在沿Y轴的方向上相互隔着间隔G的位置。即，电池模块23具有第1凸部23c作为第1定位部，支承框架51具有凹部51b作为第2定位部。
在距离能够从壳体21拆卸的盖构件22远的位置，一般难以进行螺纹紧固这样的作业。但是，根据本实施方式的电池装置13，在距离能够从壳体21拆卸的盖构件22远的位置，通过第1凸部23c和凹部51b的嵌合，能够容易地进行多个电池模块23的定位。
另一方面，在离能够从壳体21拆卸的盖构件22近的位置，一般容易进行螺纹紧固这样的作业。在本实施方式的电池装置13中，在离盖构件22近的电池模块23的第2端面23b或比第1端面23a离第2端面23b近的位置，设置将电池模块23和壳体21相互固定的第1固定构件24。由此，能够容易地将电池模块23固定于壳体21。
如上所述，能够容易地配置多个电池模块23，以形成能够使制冷剂M流动的间隔G。因此，能够利用制冷剂M进行冷却的电池装置13的组装变得容易。由于电池装置13的组装变得容易，从而能够抑制电池装置13的制造成本的增大。而且，在多个电池模块23之间的间隔G流动的制冷剂M冷却多个电池模块23，由此能够抑制电池单体61的劣化，抑制电池装置13的寿命变短的情况。
端子部23f设置于第2端面23b。即，端子部23f配置于作业容易的离盖构件22近的位置。由此，使两个电池模块23的端子部23f电连接的作业变得更容易。
多个电池单体61在与沿着第1端部61a所朝向的Y轴的方向交叉的、沿X轴的方向以及沿Z轴的方向上排列。电池单体61的第1端部61a以及第2端部61b中的至少一方朝向多个电池模块23之间的间隔G。由此，通过风扇78而在多个电池模块23之间的间隔G流动的制冷剂M对多个电池单体61的第1端部61a以及第2端部61b中的至少一方进行冷却。因此，电池模块23的多个电池单体61被均匀地冷却。
风扇78使制冷剂M从吸气口33a向排气口43a流动。吸气口33a与下通路Pl连接，排气口43a与上通路Pu连接。因此，制冷剂M在从下通路Pl朝向上通路Pu流动时，通过多个电池模块23之间的间隔G。因此，多个电池模块23被气态的制冷剂M冷却，由电池模块23及电池单体61的温度变化引起的性能劣化被抑制。
设置有吸气口33a的角壁33在与沿Z轴的正方向倾斜地交叉且与沿Y轴的方向倾斜地交叉的方向上延伸。由此，制冷剂M从吸气口33a流入下通路Pl的方向相对于沿Y轴的方向倾斜地交叉。因此，例如即使风扇78的输出强，制冷剂M也容易通过第1侧壁32与电池模块23之间的间隔G，离第1侧壁32最近的电池模块23被制冷剂M冷却。而且，在多个电池装置13以相互接触的状态排列的情况下，吸气口33a被其它电池装置13的第1侧壁32堵塞的情况被抑制。
连接上通路Pu和排气口43a的倾斜路Ps在朝向排气口43a向下方向倾斜的方向上延伸。由此，例如即使雨水从排气口43a浸入到倾斜路Ps，也能够借由重力而从排气口43a排出。因此，雨水通过倾斜路Ps进入容纳室C的情况被抑制。
排气口盖45部分地覆盖排气口43a，并且在朝向排气口43a的外部向下方向倾斜的方向上延伸。由此，排气口盖45抑制雨水浸入排气口43a的情况。
以下，将参照图9至图14对第2实施方式进行说明。此外，在以下的多个实施方式的说明中，有时对具有与已经说明了的构成要素相同的功能的构成要素附加与该已经说明的构成要素相同的附图标记，并且还省略说明。另外，被附加相同附图标记的多个构成要素不一定全部的功能以及性质为共同的，也可以具有与各实施方式相应的不同的功能以及性质。
图9是示意性地示出第2实施方式的电池装置13的立体图。图10是示出第2实施方式的电池装置13的剖视图。如图9所示，第2实施方式的电池装置13具有液冷装置81。液冷装置81是冷却部的一例，也可以称为例如水冷装置。液冷装置81具有多个液冷构件82、两个供给装置83A、83B以及多个管84。多个管84是管路的一例。
图11是分解地示出第2实施方式的电池单元U的立体图。图12是分解地示出第2实施方式的电池单元U的侧视图。在第2实施方式中，电池装置13具有多个电池单元U。
电池单元U具有一个液冷构件82和一个或两个电池模块23。另外，电池单元U也可以具有三个以上的电池模块23。第2实施方式的电池模块23与第1实施方式的电池模块23相同。
以下，对具有两个电池模块23的电池单元U进行说明。液冷构件82由铝或铜之类的金属形成。液冷构件82也可以由其它材料制成。液冷构件82具有冷却部91、第1安装部92、第2安装部93和两个突出部94。
冷却部91形成为例如矩形的板状。冷却部91也可以形成为其它形状。如图11和图12所示，冷却部91具有下端部91a、上端部91b、两个侧端部91c和两个连接面91d。
下端部91a是沿Z轴的负方向上的冷却部91的端部。上端部91b是沿Z轴的正方向上的冷却部91的端部，位于下端部91a的相反侧。两个侧端部91c是沿X轴的方向上的冷却部91的端部。两个连接面91d分别朝向沿Y轴的方向。
第1安装部92从冷却部91的上端部91b向沿Z轴的正方向突出。在第1安装部92设置有多个螺纹孔92a。螺纹孔92a在沿Y轴的方向上开口。
第2安装部93从冷却部91的下端部91a向沿Z轴的负方向突出。在第2安装部93设置有多个螺纹孔93a。螺纹孔93a在沿Y轴的方向上开口。
两个突出部94从冷却部91的两个侧端部91c向沿X轴的方向突出。沿Z轴的正方向上的突出部94的端部与冷却部91的上端部91b连续。沿Z轴的负方向上的突出部94的端部与冷却部91的下端部91a分离。突出部94也可以设置于其它位置。
在液冷构件82的内部设置有流路97。流路97是液态的制冷剂M能够流动的通路。流路97形成为例如大致U形。流路97也可以形成为其它形状。
流路97的两个端部在沿Z轴的正方向的第1安装部92的端部开口。流路97的两个端部也可以在其它位置开口。设置有流路97的液冷构件82例如通过对形成有槽的构件和其它构件进行钎焊而形成。
图13是示出第2实施方式的电池装置13的一部分的剖视图。如图11至图13所示，电池模块23具有第2固定构件86。第2固定构件86具有第1板部101、第2板部102、第3板部103、第4板部104和螺栓105、106、107。
第1板部101及第2板部102分别是形成为在X-Y平面上延伸的板状的部分。在第1板部101设置有多个孔101a。在第2板部102设置有多个孔102a。第3板部103是形成为在Y-Z平面上延伸的板状的部分。第3板部103连接第1板部101的端部和第2板部102的端部。
第4板部104是形成为在X-Z平面上延伸的板状的部分。第4板部104从沿Y轴的方向上的第1板部101的端部在沿Z轴的正方向上延伸。在第4板部104设置有多个孔104a。
如图13所示，第1板部101被电池模块23的第2凸部23d支承。螺栓105穿过图11的孔101a，被拧入到第2凸部23d的螺纹孔23e中。由此，第1板部101固定于电池模块23的第2凸部23d。另外，第1板部101也可以焊接于第2凸部23d。
第2板部102被支承于固定框架52的上表面52a。螺栓106穿过图11的孔102a，被拧入到固定框架52的螺纹孔52b中。由此，第2板部102固定于固定框架52。另外，第2板部102也可以焊接于固定框架52。
第4板部104安装于液冷构件82的第1安装部92。图12的螺栓107穿过图11的孔104a，被拧入到第1安装部92的螺纹孔92a中。由此，第4板部104被固定于液冷构件82。这样，液冷构件82的第1安装部92经由第2固定构件86而被安装于电池模块23。
如图11至图13所示，电池模块23具有第3固定构件87。第3固定构件87具有第1板部111、第2板部112、第3板部113和螺栓115、116。
第1板部111是形成为在X-Y平面上延伸的板状的部分。在第1板部111设置有多个孔111a。第2板部112是形成为在Y-Z平面上延伸的板状的部分。第2板部112从沿X轴的方向上的第1板部111的端部在沿Z轴的正方向上延伸。
第3板部113是形成为在X-Z平面上延伸的板状的部分。第3板部113从沿Y轴的方向上的第1板部111的端部在沿Z轴的负方向上延伸。在第3板部113设置有多个孔113a。
如图13所示，第1板部111被电池模块23的第1凸部23c支承。螺栓115穿过图11的孔111a，被拧入到第1凸部23c的螺纹孔23e中。由此，第1板部111固定于电池模块23的第1凸部23c。
第3板部113被安装于液冷构件82的第2安装部93。图12的螺栓116穿过图11的孔113a，被拧入到第2安装部93的螺纹孔93a中。由此，第3板部113固定于液冷构件82。这样，液冷构件82的第2安装部93经由第3固定构件87而被安装于电池模块23。
第1安装部92安装于电池模块23，第2安装部93也在与第1安装部92分离的位置安装于电池模块23。如图12所示，冷却部91的连接面91d位于第1安装部92与第2安装部93之间。
冷却部91的连接面91d朝向安装于液冷构件82的电池模块23形成为凸状。换言之，连接面91d朝向安装于液冷构件82的电池模块23凸起。冷却部91的连接面91d与安装于液冷构件82的电池模块23接触，并被热连接。也可以在连接面91d和电池模块23之间夹设例如散热膏。
在冷却部91的两个连接面91d分别热连接有电池模块23。即，液冷构件82夹设于两个电池模块23之间。另外，电池模块23也可以仅与冷却部91的一个连接面91d热连接。
图14是概略地示出第2实施方式的电池装置13的内部的立体图。如图14所示，第2实施方式的支承框架51的凹部51b是在上表面51a开口的切口。
如图13所示，在支承框架51的凹部51b，电池模块23的第1凸部23c以及第3固定构件87的一部分在沿Z轴的方向上插入。由此，支承框架51的凹部51b与电池模块23的第1凸部23c以及第3固定构件87的一部分嵌合。此时，液冷构件82的突出部94支承于固定框架52的上表面52a。
凹部51b、第1凸部23c以及第3固定构件87的一部分将多个电池模块23保持于在沿Y轴的方向上相互隔着间隔G的位置。在第2实施方式中，在多个电池模块23之间的间隔G配置有液冷构件82。另外，也可以是一个电池单元U的电池模块23与相邻的其它电池单元U的电池模块23接触。
也可以是在嵌合的支承框架51的凹部51b与电池模块23的第1凸部23c以及第3固定构件87的一部分之间存在间隙。即，在第1凸部23c及第3固定构件87的一部分位于凹部51b中时，凹部51b与第1凸部23c及第3固定构件87的一部分嵌合。
凹部51b、第1凸部23c以及第3固定构件87的一部分限制多个电池模块23彼此在沿Y轴的方向以及沿X轴的方向上相对移动的情况。电池模块23作为电池单元U与液冷构件82一起被定位。
如图9所示，多个电池单元U包括具有两个电池模块23的电池单元U和具有一个电池模块23的电池单元U。具有一个电池模块23的电池单元U配置于在沿Y轴的方向上配置的多个电池单元U中的大致中央。换言之，具有一个电池模块23的电池单元U位于分别具有两个电池模块23的两个电池单元U之间。
如图9示意性地所示，多个管84连接多个液冷构件82的流路97和两个供给装置83A、83B。具体而言，多个管84中的两个管将两个供给装置83A、83B与液冷构件82的流路97连接。多个管84中的其余的管连接相邻的两个液冷构件82的流路97。
多个管84串联连接多个液冷构件82的流路97。另外，多个管84将两个供给装置83A、83B与串联连接的多个液冷构件82的流路97并联连接。另外，也可以是多个管84将多个液冷构件82的流路97与两个供给装置83A、83B并联连接。
两个供给装置83A、83B是例如泵。另外，供给装置83A、83B也可以是其它装置。供给装置83A、83B可以与一个电池装置13连接，也可以与多个电池装置13连接。另外，供给装置83A、83B也可以兼作车辆10的散热器的泵。
供给装置83A、83B经由多个管84向多个液冷构件82的流路97供给液态的制冷剂M。液态的制冷剂M是例如含有乙二醇的液体那样的防冻液。液态的制冷剂M也可以是其它液体。
从供给装置83A、83B供给的液态的制冷剂M通过多个管84和多个液冷构件82的流路97，返回到供给装置83A、83B。即，液态的制冷剂M在供给装置83A、83B、多个管84和多个液冷构件82的流路97中循环。
如上所述，液冷装置81使制冷剂M在配置于电池模块23之间的间隙G的液冷构件82的流路97中流动。在位于间隔G的液冷构件82的流路97中流动的制冷剂M对朝向间隔G的电池单体61的第1端部61a或第2端部61b进行冷却。
供给装置83A、83B是例如泵。两个供给装置83A、83B使液态的制冷剂M流动的方向相互为相反方向。通过使两个供给装置83A、83B中的一方工作，供给装置83A、83B能够选择性地使制冷剂M在两个方向上流动。这样，双系统的供给装置83A、83B能够变更使液态的制冷剂M流动的方向。另外，供给装置83A、83B也可以是可逆泵。
例如，当一个供给装置83A使规定量的制冷剂M向一个方向流动时，供给装置83A停止而使供给装置83B工作。供给装置83B使制冷剂M向供给装置83A的相反方向流动。换言之，使两个供给装置83A、83B交替地工作，使液态的制冷剂M的流动的上游和下游反转。因此，抑制了上游的电池单元U与下游的电池单元U产生温度差的情况。
如图10所示，在第2实施方式的壳体21的角壁33未设置有吸气口33a。另外，在第2实施方式的盖构件22未设置有罩部41。由此，能够使电池装置13小型化。另外，电池装置13被密封，水分或尘埃侵入电池装置13的内部的情况被抑制。
在以上说明的第2实施方式的车辆10中，液冷装置81的液冷构件82配置于多个电池模块23之间的间隔G，与多个电池模块23中的至少一个热连接，并且被设置有供液态的制冷剂M流动的流路97。由此，多个电池模块23被液态的制冷剂M冷却，抑制由电池模块23及电池单体61的温度变化引起的性能劣化。
在多个液冷构件82的每一个上安装有多个电池模块23中的至少一个。由此，电池模块23和液冷构件82被作为一个电池单元U来处理，能够容易地配置电池模块23和液冷构件82。
通常，安装于一个电池模块23的第1安装部92与第2安装部93之间的部分有可能与该一个电池模块23分离。但是，本实施方式的第1安装部92与第2安装部93之间的连接面91d朝向电池模块23形成为凸状。由此，抑制了连接面91d与电池模块23分离的情况，液冷构件82更可靠地冷却电池模块23。
供给装置83A、83B能够变更供给液态的制冷剂M的方向。由此，能够切换被连接了的多个液冷构件82的流路97的上游和下游，多个液冷构件82以及多个电池模块23被更均匀地冷却。因此，电池模块23和电池单体61的温度变化所引起的性能劣化被抑制。
流路97的两个端部在沿Z轴的正方向的第1安装部92的端部开口。由此，容易将管84与流路97连接。另外，流路97的两个端部例如也可以设置于突出部94。在该情况下，由液态的制冷剂M引起的端子部23f的短路被抑制。
具有一个电池模块23的电池单元U配置于沿Y轴的方向配置的多个电池单元U中的大致中央。由此，电池装置13的重量平衡得到改善。另外，位于大致中央的电池模块23的电池单体61难以被冷却。但是，位于大致中央的一个电池模块23单独与液冷构件82热连接，由此被更高效地冷却。
以下，参照图15对第3实施方式进行说明。图15是第3实施方式的电池装置13的剖视图。如图15所示，第3实施方式的电池装置13与第2实施方式相同，具有多个电池单元U。多个电池单元U相互隔着间隔G地配置。
第3实施方式的电池装置13与第1实施方式相同，具有风扇78。当风扇78被驱动时，使气态的制冷剂M从两个吸气口33a向排气口43a流动。
从吸气口33a吸取的制冷剂M通过下通路Pl，流入多个电池单元U(电池模块23)之间的间隔G、或电池模块23与第1侧壁32之间的间隔G。即，风扇78使气态的制冷剂M在多个电池模块23之间的间隔G流动。
在间隔G流动的制冷剂M对朝向电池单元U之间的间隔G的电池单体61的第1端部61a以及第2端部61b进行冷却。制冷剂M从间隔G通过上通路Pu向倾斜路Ps流动。倾斜路Ps的制冷剂M从排气口43a向电池装置13的外部排出。
另一方面，使液态的制冷剂M在液冷构件82的流路97流动。在位于间隔G的液冷构件82的流路97中流动的制冷剂M对朝向间隔G的电池单体61的第1端部61a或第2端部61b进行冷却。
在以上说明的第3实施方式的车辆10中，风扇78使气态的制冷剂M流过电池模块23之间的间隔G，并且使液态的制冷剂M在配置于电池模块23之间的间隔G的液冷构件82的流路97流动。由此，多个电池模块23被更高效地冷却。因此，电池模块23和电池单体61的温度变化所引起的性能劣化被抑制。
以下，参照图16对第4实施方式进行说明。图16是概略地示出第4实施方式的多个电池装置13的立体图。如图16所示，车辆10具有多个电池装置13。
多个电池装置13具有共同的电池模块23。换言之，多个电池装置13中的一个电池模块23与多个电池装置13中的另一个电池模块23相同。
另一方面，多个电池装置13包括具有不同个数的电池模块23的多个电池装置13。换言之，多个电池装置13中的一个的多个电池模块23的数量与多个电池装置13中的另一个的多个电池模块23的数量不同。在这种情况下，一个电池装置13的壳体21和盖构件22的尺寸与另一个电池装置13的壳体21和盖构件22的尺寸不同。另外，具有不同个数的电池模块23的多个电池装置13也可以具有共同的壳体21以及盖构件22。
多个电池装置13具有第1实施方式的电池装置13、第2实施方式的电池装置13以及第3实施方式的电池装置13中的至少一种电池装置13。即，多个电池装置13也可以包括相互不同的多个电池装置13。
在以上说明的第4实施方式的车辆10中，多个电池装置13包括电池模块23的数量不同的两个电池装置13。即，通过改变壳体21的尺寸，可以改变串联连接的电池模块23的数量。而且，通过组合电池模块23的数量不同的多个电池装置13，从而容易地构成具有所希望的电压的电池系统。
以下，参照图17对第5实施方式进行说明。图17是示出第5实施方式的多个电池装置13的俯视图。第5实施方式的多个电池装置13具有第1实施方式的电池装置13以及第3实施方式的电池装置13中的至少一种电池装置13。即，多个电池装置13可以包括相互不同的多个电池装置13。
多个电池装置13具有共同的壳体21。换言之，多个电池装置13中的一个的壳体21与多个电池装置13中的另一个的壳体21相同。
另一方面，多个电池装置13包括具有不同的盖构件22的多个电池装置13。具体而言，多个电池装置13中的一个的排气口43a所朝向的方向与多个电池装置13中的另一个的排气口43a所朝向的方向不同。因此，多个电池装置13中的一个的倾斜路Ps延伸的方向与多个电池装置13中的另一个的倾斜路Ps延伸的方向也不同。
例如，一个电池装置13的排气口43a朝向远离相邻的其它电池装置13的方向开口。因此，能够抑制从排气口43a排出的气态的制冷剂M的流动被其它电池装置13妨碍的情况。
在以上说明的第5实施方式的车辆10中，多个电池装置13包括排气口43a所朝向的方向不同的两个电池装置13。即，通过变更盖构件22，能够变更排气口43a所朝向的方向。而且，通过组合排气口43a所朝向的方向不同的多个电池装置13，多个电池装置13的配置的自由度进一步提高。
根据以上说明的至少一个实施方式，在支承部设置有多个第2定位部，该多个第2定位部与电池模块的第1定位部嵌合而在第2方向上保持多个电池模块。另外，在离第2壁近的电池模块的第2面或比第1面离第2面近的位置，设置将电池模块和壳体相互固定的固定部。因此，能够利用制冷剂进行冷却的电池装置的组装变得容易。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意在限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (11)

1.一种电池装置，其中，具备：
具有第1壁的壳体；
第2壁，在与所述第1壁在第1方向上分离的位置，以能够拆卸的方式安装于所述壳体；
多个电池模块，在设置于所述第1壁与所述第2壁之间的所述壳体的容纳室的内部配置于与所述第1方向交叉的第2方向上，分别具有朝向所述第1壁的第1面、朝向所述第2壁的第2面、以及设置于所述第1面的第1定位部，所述第1定位部包括凸部和凹部中的一方；
支承部，在所述容纳室的内部沿所述第2方向延伸，支承所述多个电池模块，设置有多个第2定位部，所述多个第2定位部与所述第1定位部嵌合而将所述多个电池模块保持在所述第2方向上，所述多个第2定位部包括凸部和凹部中的另一方；
多个固定部，设置于所述第2面或比所述第1面离所述第2面更近的位置，将所述多个电池模块与所述壳体相互固定；以及
冷却部，构成为使制冷剂在所述多个电池模块之间的间隔中流动，
在所述壳体设置有第1通气口，该第1通气口与设置于所述多个电池模块与所述第1壁之间的第1通路连接，
在所述第2壁设置有第2通气口，该第2通气口与设置于所述多个电池模块与所述第2壁之间的第2通路连接，
所述冷却部具有风扇，所述风扇构成为使气态的制冷剂从所述第1通气口向所述第2通气口流动，或者从所述第2通气口向所述第1通气口流动，
所述壳体具有第3壁和第4壁，所述第3壁在所述第1方向上延伸，所述第4壁连接所述第1壁的端部和所述第3壁的端部，并且在与所述第1方向倾斜地交叉且与所述第2方向倾斜地交叉的方向上延伸，
在所述第3壁与所述多个电池模块之间设置有间隔，
所述第1通气口设置于所述第4壁。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其中，
所述多个电池模块分别具有设置于所述第2面的端子部，
两个所述电池模块的所述端子部相互电连接。
3.根据权利要求1或2所述的电池装置，其中，
所述多个电池模块分别具有多个电池单体和保持体，
所述多个电池单体分别具有朝向第3方向的第1端部、位于所述第1端部的相反侧的第2端部、以及设置于所述第1端部的端子，
所述保持体保持在与所述第3方向交叉的方向上排列的所述多个电池单体，
所述第1端部和所述第2端部中的至少一方朝向所述多个电池模块之间的间隔。
4.根据权利要求1或2所述的电池装置，其中，
在所述第2壁设置有连接所述第2通路和所述第2通气口的第3通路，
所述第3通路在朝向所述第2通气口向下方向倾斜的方向上延伸。
5.根据权利要求1或2所述的电池装置，其中，还具备壳，该壳安装于所述第2壁，部分地覆盖所述第2通气口，并且在朝向所述第2通气口的外部向下方向倾斜的方向上延伸。
6.根据权利要求1或2所述的电池装置，其中，所述冷却部具有多个液冷构件，所述多个液冷构件配置于所述多个电池模块之间的间隔，与所述多个电池模块中的至少一个热连接，被设置有供液态的制冷剂流动的流路。
7.根据权利要求6所述的电池装置，其中，在所述多个液冷构件的每一个上安装有所述多个电池模块中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的电池装置，其中，
所述多个液冷构件具有安装于一个所述电池模块的第1安装部、在与所述第1安装部分离的位置安装于所述一个所述电池模块的第2安装部、以及位于所述第1安装部与所述第2安装部之间且与所述一个所述电池模块热连接的连接面，
所述连接面朝向所述一个所述电池模块而形成凸状。
9.根据权利要求6所述的电池装置，其中，
所述冷却部具有向所述流路供给所述液态的制冷剂的供给装置、以及连接所述多个液冷构件的所述流路和所述供给装置的管路，
所述供给装置能够变更供给所述液态的制冷剂的方向。
10.一种电池系统，其中，
具备权利要求1～9中任一项所述的多个电池装置，
所述多个电池装置中的一个电池装置的所述电池模块与所述多个电池装置中的另一个电池装置的所述电池模块相同，
所述多个电池装置中的所述一个电池装置的所述多个电池模块的数量与所述多个电池装置中的所述另一个电池装置的所述多个电池模块的数量不同。
11.一种电池系统，其中，
具备权利要求1～5中任一项所述的多个电池装置，
所述多个电池装置中的一个电池装置的所述电池模块及所述壳体与所述多个电池装置中的另一个电池装置的所述电池模块及所述壳体相同，
所述多个电池装置中的所述一个电池装置的所述第2通气口朝向的方向与所述多个电池装置中的所述另一个电池装置的所述第2通气口朝向的方向不同。
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