CN109818103A - 蓄电池模块及电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄电池模块及电动车辆,能够使用佩尔捷元件来适当控制电池组的温度。蓄电池模块包括:电池组,包括所层叠的多个单电池单元;板状的佩尔捷元件,电流流经时,在吸热面吸热并在发热面发热;热传导构件,将电池组与吸热面连接;及框体,收容电池组、佩尔捷元件及热传导构件,且发热面接触框体的侧板,在电池组的外周面中与吸热面相向的侧面和吸热面之间、以及电池组的底面和框体的底板之间,设置着热传导率比热传导构件低的隔热构件。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄电池模块(battery module),尤其涉及一种包括电池组和框体的蓄电池模块及以所述蓄电池模块为电源的电动车辆,其中,所述电池组包括所层叠的多个单电池,所述框体收容所述电池组。
背景技术
混合动力汽车或电动汽车等电动车辆通过利用从蓄电池模块供给的电力对马达进行驱动来移行。蓄电池模块包括:电池组,将锂离子电池或镍氢电池等可进行充放电的单电池层叠多个而构成;及箱状的框体,收容所述电池组。
且说,电池组伴随充放电来发热。因此,在蓄电池模块中设置用于将电池组维持为适于充放电的温度的冷却结构。但是,在使用冷却水来调整电池组的温度的情况下,需要设置供冷却水流通的配管或者用于压送冷却水的泵等,另外,还需要设置用于防止冷却水泄漏的密封结构。因此,担心蓄电池模块整体的重量或体积会增加。
因此,例如专利文献1中提出了一种使用佩尔捷元件(Peltier element)来调整电池组的温度的蓄电池模块。专利文献1的蓄电池模块中,电池组及佩尔捷元件设置于整体配有隔热材的框体的内部。佩尔捷元件的发热面接触框体的内壁面,所述发热面的相反侧的吸热面接触能够与构成电池组的各单电池进行热交换的传热板。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2008-47371号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,专利文献1的蓄电池模块中,由于将电池组设置于整面配有隔热材的框体的内部,因此,存在框体内部弥漫着热且无法有效率地将电池组冷却的情况。另外,专利文献1的蓄电池模块中,由于电池组的侧面与佩尔捷元件的吸热面相向,因此,电池组的热不经由传热板而直接传至吸热面,因此,存在无法使用佩尔捷元件来适当控制电池组的温度的情况。
本发明的目的在于提供一种能够使用热电元件来适当控制电池组的温度的蓄电池模块及车辆。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的蓄电池模块(例如,后述蓄电池模块1、蓄电池模块1A、蓄电池模块1B)包括:电池组(例如,后述电池组2),包括所层叠的多个单电池(例如,后述单电池单元21);板状热电元件(例如,后述佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R),电流流经时,在吸热面(例如,后述吸热面31L、吸热面31R)吸热并在发热面(例如,后述发热面32L、发热面32R)发热;热传导材(例如,后述热传导构件4L、热传导构件4R),将所述电池组与所述吸热面连接;及框体(例如,后述框体7),收容所述电池组、所述热电元件及所述热传导材,且所述蓄电池模块的特征在于,所述发热面接触所述框体的内周面,在所述电池组的外周面中与所述吸热面相向的第1外周面(例如,后述侧面24L、侧面24R)和所述吸热面之间、以及在所述电池组的外周面中与所述第1外周面不同的第2外周面(例如,后述底面23)和所述框体的内周面之间,设置着热传导率比所述热传导材低的隔热材(例如,后述隔热构件6)。
(2)这种情况下,优选为,在所述隔热材和所述第2外周面之间设置着有电流流经时会发热的板状加热器(例如,后述电加热器26)。
(3)这种情况下,优选为,包括:热电元件继电器(例如,后述佩尔捷元件继电器82),设置于将所述热电元件与第1直流电源(例如,后述第1蓄电池81、共用蓄电池86)连接的第1电力线(例如,后述第1电力线84),闭合时将所述第1直流电源与所述热电元件导通,断开时将所述第1直流电源与所述热电元件阻断,且所述热电元件继电器在流经所述加热器的加热电流小于动作电流的情况下闭合,在所述加热电流大于所述动作电流的情况下断开。
(4)这种情况下,优选为,所述加热器是温度越高则内部电阻越大的正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)加热器,且所述热电元件继电器包括:固定触点(例如,后述固定触点821)及可动触点(例如,后述可动触点822),分别连接于所述第1电力线;以及触点驱动部(例如,后述电磁线圈823),设置于将所述PTC加热器与第2直流电源连接的第2电力线(例如,后述第2电力线93),并利用流经所述第2电力线的电流来驱动所述可动触点。
(5)这种情况下,优选为,所述蓄电池模块还包括:第1开关(例如,后述第1开关83),设置于包含所述第1电力线的第1直流电源电路(例如,后述第1直流电源电路8);第2开关(例如,后述第2开关92),设置于包含所述第2电力线的第2直流电源电路(例如,后述第2直流电源电路9);以及电子控制单元(例如,后述温调控制器5),对所述第1开关及所述第2开关进行驱动。
(6)这种情况下,优选为,所述蓄电池模块还包括:双联开关(例如,后述双联开关85),设置于包含所述第1电力线的第1直流电源电路(例如,后述第1直流电源电路8A)及包含所述第2电力线的第2直流电源电路(例如,后述第2直流电源电路9A),闭合时形成包括所述热电元件、所述第1直流电源及所述热电元件继电器的第1闭电路和包括所述加热器、所述第2直流电源及所述热电元件继电器的第2闭电路;及电子控制单元(例如,后述温调控制器5A),对所述双联开关进行驱动。
(7)这种情况下,优选为,所述第1直流电源与所述第2直流电源是同一共用直流电源(例如,后述共用蓄电池86),且所述热电元件及所述加热器并联连接于所述共用直流电源,蓄电池模块还包括:共用开关(例如,后述共用开关95),设置于将所述共用直流电源的一个极与连接点(例如,后述连接点88)连接的共用电力线(例如,后述共用电力线89),所述连接点连接所述第1电力线及所述第2电力线;及电子控制单元(例如,后述温调控制器5B),对所述共用开关进行驱动。
(8)本发明的电动车辆(例如,后述电动车辆V),包括:根据(1)至(7)中任一项所述的蓄电池模块(例如,后述蓄电池模块1、蓄电池模块1A、蓄电池模块1B);及冷却管道(例如,后述冷却管道DL、冷却管道DR),将移行风引导至所述框体中所述发热面所接触的部分。
[发明的效果]
(1)本发明的蓄电池模块包括:电池组、具有吸热面和发热面的板状热电元件、将电池组与吸热面连接的热传导材、以及收容它们的框体。另外,热电元件是以其发热面接触框体内周面的方式设置于框体。由此,根据蓄电池模块,电池组中因进行充放电而产生的热经由热传导材传递至热电元件的吸热面,进而通过热电元件而散热至框体,因此能够以适于充放电的温度来维持电池组的温度。另外,本发明的蓄电池模块中,在电池组的外周面中与吸热面相向的第1外周面和吸热面之间、以及在与所述第1外周面不同的第2外周面和框体的内周面之间设置热传导率比热传导材低的隔热材。由此,能够抑制电池组中所产生的热如上所述不经由热传导材而从第1外周面直接传递至吸热面,或者框体外部的热从电池组的第2外周面直接传递。因此,根据蓄电池模块,能够将相对于电池组的热的授受路径限定于经由热传导材的路径,因此,能够使用热电元件来适当控制电池组的温度。
(2)本发明的蓄电池模块中,在电池组的第2外周面与隔热材之间设置板状加热器。由此,在需要将电池组冷却的情况下,能够防止框体外部的热从第2外周面直接传递,并且在需要将电池组加温的情况下,能够利用加热器中所产生的热直接将电池组加温。尤其在本发明中,在加热器和框体之间设置着隔热材。因此,能够使加热器中所产生的热不经由框体散热至外部而是传递至电池组,因此,能够有效率地将电池组加温。
(3)本发明的蓄电池模块中,在将热电元件与第1直流电源连接的第1电力线上设置热电元件继电器。另外,所述热电元件继电器设为在加热电流小于动作电流的情况下闭合且在加热电流大于动作电流的情况下断开的继电器、即根据加热电流而开闭的常闭(normal close)型继电器。由此,在加热电流小的情况下,即在不需要将电池组加温的情况下,执行利用热电元件的冷却,在加热电流大的情况下,即在需要将电池组加温的情况下,停止利用热电元件的冷却。由此,根据蓄电池模块,能够通过简易的电子控制单元来实现利用加热器及热电元件的电池组的温调控制。
(4)本发明的蓄电池模块中,使用PTC加热器作为加热器,将热电元件继电器的固定触点及可动触点连接于第1电力线,将热电元件继电器的触点驱动部设置于将PTC加热器与第2直流电源连接的第2电力线。由此,在电池组的温度高至无需暖机的程度的情况下,PTC加热器的内部电阻变大,加热电流变得小于动作电流,因此,自动执行利用热电元件的冷却。另外,在电池组的温度低至需要暖机的程度的情况下,PTC加热器的内部电阻变小,加热电流变得大于动作电流,因此,自动停止利用热电元件的冷却。由此,根据蓄电池模块,也无需对加热电流积极地进行控制,因此,能够进一步通过简易的电子控制单元来实现利用加热器及热电元件的电池组的温调控制。
(5)本发明的蓄电池模块中,在第1直流电源电路上设置第1开关,在第2直流电源电路上设置第2开关,并利用电子控制单元对所述两个开关进行驱动。由此,根据蓄电池模块,能够通过对第1开关及第2开关进行驱动的简易的电子控制单元来实现电池组的温调控制。
(6)本发明的蓄电池模块中,在第1直流电源电路及第2直流电源电路上设置双联开关,并利用电子控制单元对所述双联开关进行驱动。由此,根据蓄电池模块,能够通过对双联开关进行驱动的简易的电子控制单元来实现电池组的温调控制。另外,本发明的蓄电池模块中,通过使用双联开关,与所述(5)的发明相比,能够减少开关的数量,因此,能够相应地减小蓄电池模块整体的构成。
(7)本发明的蓄电池模块中,将第1直流电源与第2直流电源设为同一共用直流电源,进而将热电元件及加热器并联连接于所述共用直流电源,在将所述共用直流电源的一个极与连接点连接的共用电力线上设置共用开关,所述连接点连接第1电力线及第2电力线,进而利用电子控制单元对所述共用开关进行驱动。由此,根据蓄电池模块,能够通过对共用开关进行驱动的简易的电子控制单元来实现电池组的温调控制。另外,本发明的蓄电池模块中,通过使用共用直流电源和共用开关,与所述(5)的发明相比,能够减少电源及开关的数量,因此,能够相应地减小蓄电池模块整体的构成。
(8)本发明的电动车辆包括:所述蓄电池模块;及冷却管道,将移行风引导至所述框体中发热面所接触的部分。如上所述,蓄电池模块中,在电池组中所产生的热经由热传导材及热电元件而散热至框体。因此,所述电动车辆中,通过使用冷却管道将移行风引导至框体,能够以简易的构成促进框体的散热,并将电池组维持为适于充放电的温度。另外,本发明的电动车辆中,通过使用移行风,能够在电动车辆移行过程中对应于电池组的发热变得显著的时序来促进电池组的冷却。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的蓄电池模块及以此为电源的电动车辆的构成的图。
图2是表示蓄电池模块的控制电路的构成的图。
图3是表示第2实施方式的蓄电池模块的控制电路的构成的图。
图4是表示第3实施方式的蓄电池模块的控制电路的构成的图。
[符号的说明]
V:电动车辆
DL、DR:冷却管道
1、1A、1B:蓄电池模块
2:电池组
21:单电池单元(单电池)
23:底面(第2外周面)
24L、24R:侧面(第1外周面)
26:电加热器(加热器)
3L、3R:佩尔捷元件(热电元件)
31L、31R:吸热面
32L、32R:发热面
4L、4R:热传导构件(热传导材)
6:隔热构件(隔热材)
7:框体
72:底板
73L:第1侧板(侧板)
73R:第2侧板(侧板)
5、5A、5B:温调控制器(电子控制单元)
8、8A、8B:第1直流电源电路
81:第1蓄电池(第1直流电源)
82:佩尔捷元件继电器(热电元件继电器)
821:固定触点
822:可动触点
823:电磁线圈(触点驱动部)
83:第1开关
84:第1电力线
85:双联开关
86:共用蓄电池(共用直流电源)
88:连接点
89:共用电力线
9、9A、9B:第2直流电源电路
91:第2蓄电池(第2直流电源)
92:第2开关
93:第2电力线
95:共用开关
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,参照附图对本发明的第1实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的蓄电池模块1及搭载所述蓄电池模块1作为电源的电动车辆V的构成的图。
电动车辆V包括:作为储蓄电力的蓄电装置的蓄电池模块1、使用从所述蓄电池模块1供给的电力而受到驱动的移行马达(未图示)、以及连接于所述移行马达的驱动轮(未图示)。所述蓄电池模块1例如设置于车外,更具体来说,设置于地板面板(floor panel)的下方侧。另外,电动车辆V包括:第1冷却管道DL及第2冷却管道DR,将使用从蓄电池模块1供给的电力移行时所产生的移行风引导至蓄电池模块1的发热面即后述第1侧板73L及第2侧板73R。
蓄电池模块1包括:多个单电池单元(cell)21、将所述单电池单元21沿层叠方向层叠而构成的电池组2、作为板状热电元件的第1佩尔捷元件3L及第2佩尔捷元件3R、将电池组2与各佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R连接的第1热传导构件4L及第2热传导构件4R、电加热器26、覆盖电池组2的至少一部分的板状隔热构件6、以及收容所述电池组2、佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R、热传导构件4L、热传导构件4R、电加热器26及隔热构件6的箱状框体7。此外,图1中表示使蓄电池模块1的一部分沿着与电池组2的层叠方向垂直的剖面断裂所得的图。
框体7是比电池组2稍大的大致立方体状的箱体,包括:板状的顶板71、与所述顶板71相向的板状的底板72、相对于所述顶板71及底板72而垂直地延伸的板状的第1侧板73L及第2侧板73R。所述顶板71、底板72、第1侧板73L、第2侧板73R中使用例如铝等金属。
单电池单元21是锂离子电池或镍氢电池等可进行充放电的二次电池,且为板状。各单电池单元21是在使设置有正极端子及负极端子的端子面朝向铅垂方向上方侧而层叠的状态下收容在框体7内。电池组2是将如上所述的单电池单元21层叠而构成,其整体形状是大致立方体状。电池组2的外周面中顶面22包括各单电池单元21的端子面。电池组2的外周面中与顶面22相向的底面23包括各单电池单元21的底面。另外,电池组2的外周面中与顶面22及底面23垂直的第1侧面24L及第2侧面24R分别包括各单电池单元21的侧面。电池组2是以顶面22与顶板71相向、底面23与底板72相向、第1侧面24L与第1侧板73L相向、且第2侧面24R与第2侧板73R相向的方式收容在框体7内。
第1佩尔捷元件3L是沿着电池组2的第1侧面24L延伸的板状。第1佩尔捷元件3L是将包括吸热面31L的金属与包括发热面32L的金属接合而构成,直流电流流经所述金属的接合部时,在吸热面31L吸热且在发热面32L发热。所述第1佩尔捷元件3L是以发热面32L接触框体7的第1侧板73L、且吸热面31L与电池组2的第1侧面24L相向的方式设置于框体7的内部中电池组2的第1侧面24L与框体7的第1侧板73L之间。
第2佩尔捷元件3R是沿着电池组2的第2侧面24R延伸的板状。第2佩尔捷元件3R是将包括吸热面31R的金属与包括发热面32R的金属接合而构成,直流电流流经所述金属的接合部时,在吸热面31R吸热且在发热面32R发热。所述第2佩尔捷元件3R是以发热面32R接触框体7的第2侧板73R、且吸热面31R与电池组2的第2侧面24R相向的方式设置于框体7的内部中电池组2的第2侧面24R与框体7的第2侧板73R之间。
第1热传导构件4L将电池组2的顶面22与第1佩尔捷元件3L的吸热面31L连接,并将电池组2中所产生的热传递至吸热面31L。第1热传导构件4L包括:电池连接部41L,沿层叠方向延伸并与构成电池组2的所有单电池单元21接触;及板状的传热板42L,与第1佩尔捷元件3L的吸热面31L接触并沿其延伸。所述第1热传导构件4L中使用例如铝等金属。
第2热传导构件4R将电池组2的顶面22与第2佩尔捷元件3R的吸热面31R连接,并将电池组2中所产生的热传递至吸热面31R。第2热传导构件4R包括:电池连接部41R,沿层叠方向延伸并与构成电池组2的所有单电池单元21接触;及板状的传热板42R,与第2佩尔捷元件3R的吸热面31R接触并沿其延伸。所述第2热传导构件4R中使用与第1热传导构件4L相同的材料,例如铝等金属。
如上所述,在框体7的侧板73L、侧板73R设置佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的发热面32L、发热面32R,电池组2的顶面22经由热传导构件4L、热传导构件4R连接于佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的吸热面31L、吸热面31R。因而,蓄电池模块1中,通过将电流流入佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R并从其吸热面31L、吸热面31R将热输送至发热面32L、发热面32R,能够使电池组2中所产生的热经由热传导构件4L、热传导构件4R及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R而从框体7的侧板73L、侧板73R散热。因而,蓄电池模块1中,框体7的侧板73L、侧板73R成为因电池组2的充放电而发热的发热面。
电加热器26为板状,且加热电流流经时会发热。电加热器26是以其发热面与电池组2的底面23相向的方式设置于框体7的内部中电池组2的底面23与底板72之间。此外,所述电加热器26中,优选使用具有其温度越高则内部电阻越大、加热电流越难以流动的特性的所谓PTC加热器。
隔热构件6为片状,且覆盖电池组2及电加热器26的至少一部分。隔热构件6使用热传导率比所述热传导构件4L、热传导构件4R或框体7低的材料,更具体来说,使用氨基甲酸酯或纤维素等树脂制的隔热材、或者玻璃棉或岩棉等阻燃性的隔热材等已知的材料。
隔热构件6覆盖电池组2及电加热器26的至少一部分,更具体来说,覆盖电池组2及电加热器26中除电池组2的顶面22以外的部分。隔热构件6包括:底部61,设置于电加热器26和与其相向的框体7的底板72之间,所述电加热器26设置于电池组2的底面23;第1侧部62L,设置于电池组2的第1侧面24L和与其相向的第1佩尔捷元件3L的吸热面31L及第1热传导构件4L的传热板42L之间;及第2侧部62R,设置于电池组2的第2侧面24R和与其相向的第2佩尔捷元件3R的吸热面31R及第2热传导构件4R的传热板42R之间。
接下来,对蓄电池模块1的电路构成进行说明。
图2是表示本实施方式中蓄电池模块1的佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26的控制电路的构成的电路图。
蓄电池模块1包括:将佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与第1蓄电池81连接的第1直流电源电路8;将电加热器26与第2蓄电池91连接的第2直流电源电路9;及作为对所述第1直流电源电路8、第2直流电源电路9进行控制的电子控制单元的温调控制器5。此外,第1蓄电池81及第2蓄电池91中,分别可以使用与电池组2不同的蓄电池,或者也可以转用电池组2。
第1直流电源电路8中,两个佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R并联连接于第1蓄电池81。因而,对各佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R同时供给来自第1蓄电池81的直流电力。另外,第1直流电源电路8中,在将第1蓄电池81的负极与佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R连接的第1电力线84上串联设置着佩尔捷元件继电器82和第1开关83。
对于佩尔捷元件继电器82的构成,与第2直流电源电路9的构成一同在后文详细说明。第1开关83是根据从温调控制器5发送的指令信号而开闭的电磁开关。第1开关83在闭合时将第1蓄电池81与佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R连接,并形成第1蓄电池81、佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与佩尔捷元件继电器82的闭电路。第1开关83在断开时将第1蓄电池81与佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的连接阻断。另外,所述第1开关83中,使用在无来自外部的指令信号的状态下断开的常开(normal open)式电磁开关。
第2直流电源电路9中,在将第2蓄电池91的负极与电加热器26连接的第2电力线93上串联设置着佩尔捷元件继电器82和第2开关92。
第2开关92是根据从温调控制器5发送的指令信号而开闭的电磁开关。第2开关92在闭合时将第2蓄电池91与电加热器26连接,并形成第2蓄电池91、电加热器26与佩尔捷元件继电器82的闭电路。第2开关92在断开时将第2蓄电池91与电加热器26的连接阻断。另外,所述第2开关92中,使用在无来自外部的指令信号的状态下断开的常开式电磁开关。
佩尔捷元件继电器82是使用流经第2直流电源电路9的加热电流来进行开闭的电磁开关。佩尔捷元件继电器82包括:固定触点821及可动触点822,分别连接于第1直流电源电路8的第1电力线84;及电磁线圈823,连接于第2直流电源电路9的第2电力线93。
佩尔捷元件继电器82使用常闭型电磁开关,所谓的常闭型电磁开关在流经电磁线圈823的加热电流小于动作电流的情况下固定触点821、可动触点822进行接触,由此闭合,在流经电磁线圈823的加热电流大于所述动作电流的情况下固定触点821、可动触点822间隔开,由此断开。
温调控制器5根据电动车辆V启动而将第1开关83及第2开关92均闭合。由此,以如下顺序执行使用了电加热器26及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的电池组2的温度控制。首先,若将第2开关92闭合,则第2蓄电池91与电加热器26连接,加热电流开始流入第2直流电源电路9A。如上所述,作为PTC加热器的电加热器26的内部电阻随着作为与电池组2几乎相等的温度的电加热器26的温度变高而变大。因此,加热电流以随着电池组2的温度变高而变小、因此电加热器26的发热量变少的方式自动地加以调整。
这里,在电池组2的温度低至无需使用了佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的冷却的程度的情况下,加热电流变得比佩尔捷元件继电器82的动作电流大,因而将佩尔捷元件继电器82断开。因此,将佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与第1蓄电池81阻断,电流不再流入佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R,因此,使用了佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的电池组2的冷却自动地停止。
另外,在电池组2的温度高至需要使用了佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的冷却的程度的情况下,加热电流变得比佩尔捷元件继电器82的动作电流小,因而将佩尔捷元件继电器82闭合。因此,将佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与第1蓄电池81连接,从第1蓄电池81供给的电流流入佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R,因此,自动地执行使用了佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的电池组2的冷却。
另外,温调控制器5根据电动车辆V停止而将第1开关83及第2开关92均断开。由此,停止对电加热器26及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R供给电力,因此,所述温度控制停止。
此外,如上所述的蓄电池模块1的控制电路中,第1直流电源电路8、第2直流电源电路9、及温调控制器5与电池组2或佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R等一同收容在框体7的内部。
根据本实施方式的电动车辆V及蓄电池模块1,发挥以下效果。
(1)蓄电池模块1包括:电池组2;佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R;将电池组2与佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的吸热面连接的热传导构件4L、热传导构件4R;以及收容它们的框体7。另外,佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R是以其发热面32L、发热面32R接触框体7的侧板73L、侧板73R的方式设置于框体7。由此,根据蓄电池模块1,电池组2中因进行充放电而产生的热经由热传导构件4L、热传导构件4R传递至佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的吸热面,进而通过佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R而散热至框体7,因此能够以适于充放电的温度来维持电池组2的温度。另外,蓄电池模块1中,在电池组2的侧面24L、侧面24R和吸热面31L、吸热面31R之间、以及在底面23和框体7的底板72之间设置热传导率比热传导构件4L、热传导构件4R低的隔热构件6。由此,能够抑制电池组2中所产生的热如上所述不经由热传导构件4L、热传导构件4R而从侧面24L、侧面24R直接传递至吸热面31L、吸热面31R,或者框体7外部的热从电池组2的底面23直接传递。因此,根据蓄电池模块1,能够将相对于电池组2的热的授受路径限定于经由热传导构件4L、热传导构件4R的路径,因此,能够使用佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R来适当控制电池组2的温度。
(2)蓄电池模块1中,在电池组2的底面23与隔热构件6之间设置板状的电加热器26。由此,在需要将电池组2冷却的情况下,能够防止框体7外部的热从底面23直接传递,并且在需要将电池组2加温的情况下,能够利用电加热器26中所产生的热直接将电池组2加温。尤其在蓄电池模块1中,在电加热器26和框体7之间设置着隔热构件6。因此,能够使电加热器26中所产生的热不经由框体7散热至外部而是传递至电池组2,因此,能够有效率地将电池组2加温。
(3)蓄电池模块1中,在将佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与第1蓄电池81连接的第1电力线84上设置佩尔捷元件继电器82。另外,所述佩尔捷元件继电器82设为在加热电流小于动作电流的情况下闭合且在加热电流大于动作电流的情况下断开的继电器、即根据加热电流而开闭的常闭型继电器。由此,在加热电流小的情况下,即在不需要将电池组2加温的情况下,执行利用佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的冷却,在加热电流大的情况下,即在需要将电池组2加温的情况下,停止利用佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的冷却。由此,根据蓄电池模块1,能够通过简易的温调控制器5来实现利用电加热器26及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的电池组2的温调控制。
(4)蓄电池模块1中,使用PTC加热器作为电加热器26,将佩尔捷元件继电器82的固定触点821及可动触点822连接于第1电力线84,将佩尔捷元件继电器82的电磁线圈823设置于将电加热器26与第2蓄电池91连接的第2电力线93。由此,在电池组2的温度高至无需暖机的程度的情况下,电加热器26的内部电阻变大,加热电流变得小于动作电流,因此,自动执行利用佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的冷却。另外,在电池组2的温度低至需要暖机的程度的情况下,电加热器26的内部电阻变小,加热电流变得大于动作电流,因此,自动停止利用佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的冷却。由此,根据蓄电池模块1,也无需对加热电流积极地进行控制,因此,能够进一步通过简易的温调控制器5来实现利用电加热器26及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R的电池组2的温调控制。
(5)蓄电池模块1中,在第1直流电源电路8上设置第1开关83,在第2直流电源电路9上设置第2开关92,并利用温调控制器5对所述两个开关83、开关92进行驱动。由此,根据蓄电池模块1,能够通过简易的温调控制器5来实现电池组2的温调控制。
(6)电动车辆V包括:蓄电池模块1;及冷却管道DL、冷却管道DR,将移行风引导至所述框体7中发热面32L、发热面32R所接触的部分。如上所述,蓄电池模块1中,在电池组2中所产生的热经由热传导构件4L、热传导构件4R及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R而散热至框体7。因此,所述电动车辆V中,通过使用冷却管道DL、冷却管道DR将移行风引导至框体7,能够以简易的构成促进框体7的散热,并将电池组2维持为适于充放电的温度。另外,电动车辆V中,通过使用移行风,能够在电动车辆V移行过程中对应于电池组2的发热变得显著的时序来促进电池组2的冷却。
<第2实施方式>
接下来,参照附图对本发明的第2实施方式进行说明。
图3是表示本实施方式的蓄电池模块1A的佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26的控制电路的构成的电路图。此外,以下说明中,对与第1实施方式的蓄电池模块1相同的构成标注相同符号,并省略其详细说明。
蓄电池模块1A包括:第1直流电源电路8A、第2直流电源电路9A、及温调控制器5A。此外,本实施方式中,第1蓄电池81及第2蓄电池91中也分别可以使用与电池组2不同的蓄电池,或者也可以转用电池组2。
在第1直流电源电路8A的第1电力线84及第2直流电源电路9A的第2电力线93上设置着双联开关85。双联开关85是根据从温调控制器5A发送的指令信号而开闭的电磁开关。双联开关85在闭合时将第1蓄电池81及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R连接,与此同时将第2蓄电池91及电加热器26连接,并同时形成第1蓄电池81、佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与佩尔捷元件继电器82的闭电路、以及第2蓄电池91、电加热器26与佩尔捷元件继电器82的闭电路。双联开关85在断开时将第1蓄电池81及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R阻断,与此同时将第2蓄电池91及电加热器26阻断。另外,所述双联开关85中,使用在无来自外部的指令信号的状态下断开的常开式电磁开关。
温调控制器5A根据电动车辆启动而将双联开关85闭合。由此,以与第1实施方式相同的顺序自动执行使用了佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26的电池组2的温度控制。另外,温调控制器5A根据电动车辆停止而将双联开关85断开。由此,与第1实施方式同样地,停止对电加热器26及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R供给电力,因此,所述温度控制停止。
此外,如上所述的蓄电池模块1A的控制电路中,第1直流电源电路8A、第2直流电源电路9A、及温调控制器5A与电池组2或佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R等一同收容在框体的内部。
根据本实施方式的电动车辆及蓄电池模块1A,发挥以下效果。
(7)蓄电池模块1A中,在第1直流电源电路8A及第2直流电源电路9A上设置双联开关85,并利用温调控制器5A对所述双联开关85进行驱动。由此,根据蓄电池模块1A,能够通过对双联开关85进行驱动的简易的温调控制器5A来实现电池组2的温调控制。另外,蓄电池模块1A中,通过使用双联开关85,与第1实施方式的蓄电池模块1相比,能够减少开关的数量,因此,能够相应地减小蓄电池模块1A整体的构成。
<第3实施方式>
接下来,参照附图对本发明的第3实施方式进行说明。
图4是表示本实施方式的蓄电池模块1B的佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26的控制电路的构成的电路图。此外,以下说明中,对与第1实施方式的蓄电池模块1相同的构成标注相同符号,并省略其详细说明。
蓄电池模块1B包括:将佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与共用蓄电池86连接的第1直流电源电路8B、将电加热器26与共用蓄电池86连接的第2直流电源电路9B、及对所述电源电路8B、电源电路9B进行控制的温调控制器5B。
在第1直流电源电路8B上,两个佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R并联连接于共用蓄电池86。在第2直流电源电路9B上,电加热器26以与所述两个佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R并联的方式连接于共用蓄电池86。
另外,在第1直流电源电路8B上从佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R延伸的第1电力线84和在第2直流电源电路9B上从电加热器26延伸的第2电力线93在连接点88处加以连接。另外,共用蓄电池86的负极与连接点88通过共用电力线89而连接,另外,在所述共用电力线89上设置着共用开关95。
共用开关95是根据从温调控制器5B发送的指令信号而开闭的电磁开关。共用开关95在闭合时将共用蓄电池86与佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26连接,形成共用蓄电池86、佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R与佩尔捷元件继电器82的闭电路、以及共用蓄电池86、电加热器26与佩尔捷元件继电器82的闭电路。共用开关95在断开时将共用蓄电池86与佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26的连接阻断。另外,所述共用开关95中,使用在无来自外部的指令信号的状态下断开的常开式电磁开关。
温调控制器5B根据电动车辆启动而将共用开关95闭合。由此,以与第1实施方式相同的顺序自动地执行使用了佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26的电池组2的温度控制。另外,温调控制器5B根据电动车辆停止而将共用开关95断开。由此,与第1实施方式同样地,停止对电加热器26及佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R供给电力,因此,所述温度控制停止。
此外,如上所述的蓄电池模块1B的控制电路中,第1直流电源电路8B、第2直流电源电路9B、及温调控制器5B与电池组2或佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R等一同收容在框体的内部。
根据本实施方式的电动车辆及蓄电池模块1B,发挥以下效果。
(8)蓄电池模块1B中,将佩尔捷元件3L、佩尔捷元件3R及电加热器26并联连接于共用蓄电池86,在将所述共用蓄电池86的负极与连接点88连接的共用电力线89上设置共用开关95,所述连接点88连接第1电力线84及第2电力线93,进而利用温调控制器5B对所述共用开关95进行驱动。由此,根据蓄电池模块1B,能够通过对共用开关95进行驱动的简易的温调控制器5B来实现电池组2的温调控制。另外,蓄电池模块1B中,通过使用共用蓄电池86和共用开关95,与第1实施方式的蓄电池模块1相比,能够减少电源及开关的数量,因此,能够相应地减小蓄电池模块1B整体的构成。
Claims (8)
1.一种蓄电池模块,包括:
电池组,包括所层叠的多个单电池;
板状热电元件,电流流经时,在吸热面吸热并在发热面发热;
热传导材,将所述电池组与所述吸热面连接;及
框体,收容所述电池组、所述热电元件及所述热传导材,且所述蓄电池模块的特征在于,
所述发热面接触所述框体的内周面,
在所述电池组的外周面中与所述吸热面相向的第1外周面和所述吸热面之间、以及在所述电池组的外周面中与所述第1外周面不同的第2外周面和所述框体的内周面之间,设置着热传导率比所述热传导材低的隔热材。
2.根据权利要求1所述的蓄电池模块,其特征在于,在所述隔热材和所述第2外周面之间设置着有电流流经时会发热的板状加热器。
3.根据权利要求2所述的蓄电池模块,其特征在于包括:
热电元件继电器,设置于将所述热电元件与第1直流电源连接的第1电力线,闭合时将所述第1直流电源与所述热电元件导通,断开时将所述第1直流电源与所述热电元件阻断,
所述热电元件继电器在流经所述加热器的加热电流小于动作电流的情况下闭合,在所述加热电流大于所述动作电流的情况下断开。
4.根据权利要求3所述的蓄电池模块,其特征在于,所述加热器是温度越高则内部电阻越大的正温度系数加热器,且
所述热电元件继电器包括:固定触点及可动触点,分别连接于所述第1电力线;以及触点驱动部,设置于将所述正温度系数加热器与第2直流电源连接的第2电力线,并利用流经所述第2电力线的电流来驱动所述可动触点。
5.根据权利要求4所述的蓄电池模块,其特征在于还包括:
第1开关,设置于包含所述第1电力线的第1直流电源电路;
第2开关,设置于包含所述第2电力线的第2直流电源电路;以及
电子控制单元,对所述第1开关及所述第2开关进行驱动。
6.根据权利要求4所述的蓄电池模块,其特征在于还包括:
双联开关,设置于包含所述第1电力线的第1直流电源电路及包含所述第2电力线的第2直流电源电路,闭合时形成第1闭电路和第2闭电路,所述第1闭电路包括所述热电元件、所述第1直流电源及所述热电元件继电器,所述第2闭电路包括所述加热器、所述第2直流电源及所述热电元件继电器;及
电子控制单元,对所述双联开关进行驱动。
7.根据权利要求4所述的蓄电池模块,其特征在于,所述第1直流电源与所述第2直流电源是同一共用直流电源,且
所述热电元件及所述加热器并联连接于所述共用直流电源,
所述蓄电池模块还包括:
共用开关,设置于将所述共用直流电源的一个极与连接点连接的共用电力线,所述连接点连接所述第1电力线及所述第2电力线;及
电子控制单元,对所述共用开关进行驱动。
8.一种电动车辆,其特征在于包括:
根据权利要求1至7中任一项所述的蓄电池模块;及
冷却管道,将移行风引导至所述框体中所述发热面所接触的部分。
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