CN110048191A - 蓄电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电装置。蓄电装置(4)包括：蓄电模块(15)，蓄电模块(15)包括在一个方向上排列的多个蓄电单电池(16)；加热器(35)，加热器(35)被形成为可沿蓄电模块(15)的形状变形，并且被构造成加热蓄电模块(15)；和弹性部件(36)，弹性部件(36)被构造成相对于蓄电模块(15)挤压加热器(35)。

Description

蓄电装置

本非临时申请基于在2018年1月17日向日本专利局提交的日本专利申请No.2018-005757，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种蓄电装置。

背景技术

传统上，已经对设置有加热器从而也在寒冷地区等中确保蓄电装置的性能的蓄电装置提出了各种建议。

例如，在日本专利特开No.2012-190689中描述的一种蓄电装置包括蓄电模块、加热器模块和绝缘保持器。

加热器模块被设置在绝缘保持器的上表面上。该加热器模块包括板状加热元件和均热板。板状加热元件被设置在绝缘保持器的上表面上，并且均热板被设置在板状加热元件的上表面上。

被构造成固定加热器模块的加热器本体锁定部在绝缘保持器中形成。该加热器本体锁定部被形成为朝向蓄电模块突出。

另外，加热器本体锁定部抑制加热器模块与蓄电模块的下表面形成接触，并且加热器模块被布置成从蓄电模块的下表面间隔开。

发明内容

在上述蓄电装置中，加热器模块被布置成从蓄电模块间隔开。因此，不可能成功地升高蓄电模块的温度。

这里，可以想到使加热器模块与蓄电模块形成接触。然而，例如在蓄电模块的两端被放置在底座上的这种安装状态下，蓄电模块可能在其自重下弯曲和变形。

因此，即使试图简单地使加热器模块与蓄电模块形成接触，也可能在加热器模块和蓄电模块之间形成间隙。结果，来自加热器模块的热量不太可能被传递到蓄电模块，并且因此可能无法成功地升高蓄电模块的温度。

已经鉴于上述问题做出了本公开，并且其目的在于提供一种能够成功地升高蓄电模块的温度的蓄电装置。

根据本公开的蓄电装置包括：蓄电模块，该蓄电模块包括在一个方向上排列的多个蓄电单电池；加热器，该加热器被形成为可沿着蓄电模块的形状变形，并且被构造成加热蓄电模块；和弹性部件，该弹性部件被构造成相对于蓄电模块挤压加热器。

在上述蓄电装置中，由于弹性部件相对于蓄电模块挤压加热器，所以加热器根据蓄电模块的形状而变形。此外，由于弹性部件也根据蓄电模块的形状而变形，因此弹性部件能够成功地相对于蓄电模块挤压加热器。结果，能够抑制在加热器和蓄电模块之间形成大的间隙，并且能够成功地升高蓄电模块的温度。

上述蓄电装置还包括在其上放置加热器的放置台。弹性部件被构造成相对于蓄电模块挤压放置台，并且在弹性部件和放置台之间的接触面积小于在放置台和加热器之间的接触面积。

上述蓄电装置能够抑制加热器的热量通过放置台被传递到弹性部件，并且能够抑制来自加热器的热量通过弹性部件被散发到外部。

上述蓄电装置还包括在其上放置加热器的放置台，和被构造成容纳蓄电模块、弹性部件和加热器的容纳外壳。弹性部件被构造成相对于蓄电模块挤压放置台，弹性部件被布置在容纳外壳和放置台之间。在弹性部件和容纳外壳之间的接触面积小于在放置台和加热器之间的接触面积。

上述蓄电装置能够抑制从加热器传递到弹性部件的热量被散发到容纳外壳中。

上述放置台包括在该一个方向上排列的多个分割台。在上述蓄电装置中，每个分割台的位置被移位，并且弹性部件根据蓄电模块的形状而变形。由此，相对于蓄电模块能够成功地挤压加热器。

上述弹性部件和加热器在该一个方向上延伸。在上述蓄电装置中，加热器被成功地相对于该多个蓄电单电池被挤压。

上述蓄电模块包括位于在该一个方向上的端部处的第一端部和第二端部。蓄电模块被支撑在第一端部和第二端部处。弹性部件包括第一弹性部和第二弹性部，并且第一弹性部被设置在比第二弹性部更靠近蓄电模块在该一个方向上的中央部的位置处。第一弹性部的弹性系数高于第二弹性部的弹性系数。

在上述蓄电装置中，由于蓄电模块被支撑在两端处，所以当蓄电模块振动时，蓄电模块的中央部趋于大幅振动。

在另一方面，由于位于蓄电模块的中央部处的第一弹性部具有高弹性系数，所以能够抑制蓄电模块的中央部大幅振动。由于能够以这种方式抑制蓄电模块的中央部大幅振动，因此能够使加热器成功地与蓄电模块形成接触。

通过以下结合附图时对本公开的详细描述，本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是示意性地示出车辆的侧视图。

图2是示意性地示出根据第一实施例的蓄电装置的透视图。

图3是示意性地示出盖子被移除的蓄电装置的平面图。

图4是示出蓄电模块及其周围的构造的剖视图。

图5是沿图4中的V-V线截取的剖视图。

图6是示意性地示出蓄电模块在其自重下变形以弯曲的状态的剖视图。

图7是示意性地示出根据第二实施例的蓄电装置的侧视图。

图8是示出加热器、放置台等的透视图。

图9是示出加热器、放置台等的剖视图。

图10是示意性地示出蓄电模块在其自重下弯曲的状态的侧视图。

图11是示意性地示出根据第三实施例的蓄电装置的侧剖视图。

具体实施方式

将使用图1至图11描述根据本实施例的蓄电装置。在图1至图11所示的构件中，相同或基本相同的构件将用相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。

(第一实施例)

图1是示意性地示出车辆1的侧视图。车辆1包括车辆本体2、驱动装置3、蓄电装置4、前轮5和后轮6。

在车辆本体2中，形成了发动机舱、乘坐空间和行李舱。发动机舱在车辆1的前侧上形成，并且乘坐空间在发动机舱后面形成。行李舱在乘坐空间后面形成。

驱动装置3被容纳在发动机舱内。驱动装置3包括旋转电机7和PCU(电力控制单元)8。PCU 8包括逆变器和转换器。PCU 8被电连接到蓄电装置4和旋转电机7。

PCU 8升高从蓄电装置4供应的直流(DC)电力的电压，并且进一步将DC电力转换成交流(AC)电力，并将其供应给旋转电机7。

旋转电机7使用从PCU 8供应的AC电力产生用于旋转前轮5的驱动力。应当注意，车辆1是电驱动车辆，诸如电动车辆或混合动力车辆。

车辆本体2包括地板9。地板9是形成车辆1的底表面的板状金属部件。蓄电装置4被布置在地板9的下表面上。

图2是示意性地示出蓄电装置4的透视图。蓄电装置4包括外壳10。外壳10包括外壳本体12和盖子11。

外壳本体12由铝、铝合金等制成。向上打开的开口在外壳本体12中形成。

盖子11由树脂等制成，以实现外壳10的重量的减轻。盖子11被设置成封闭外壳本体12中的开口。

图3是示意性地示出盖子11被移除的蓄电装置4的平面图。蓄电装置4包括多个蓄电模块15。在图3所示的示例中，两个蓄电模块15在车辆1的宽度方向W上排列，并且五个蓄电模块15在车辆1的前后方向D上排列。每个蓄电模块15包括在车辆1的宽度方向W上排列的多个蓄电单电池16。

应当注意，在图3中所示的示例中，每个蓄电模块15包括在前后方向D上排列的两个单电池列19，并且每个单电池列19包括在宽度方向W上排列的多个蓄电单电池16。

以网格形状形成的增强部件17被设置在外壳本体12的内表面中。通过以网格形状连接多个增强件而形成增强部件17。

另外，其中布置有蓄电模块15的被分隔的空间由增强部件17分隔，并且蓄电模块15被布置在每个被分隔的空间中。

图4是示出蓄电模块15及其周围的构造的剖视图。蓄电装置4包括温度升高单元20和固定部件21、22。蓄电模块15包括位于在宽度方向W上的两端处的端部23和端部24。

固定部件21将蓄电模块15的端部23固定到底座18A。固定部件22将蓄电模块15的端部24固定到底座18B。固定部件21包括托架25和螺栓26，并且固定部件21将蓄电模块15的端部23固定在底座18A的上表面上。类似地，固定部件22包括托架27和螺栓28，并且固定部件22将蓄电模块15的端部24固定在底座18B的上表面上。由于底座18A、18B从外壳本体12的底板向上突出，所以蓄电模块15的下表面位于外壳本体12的底板29上方。即使当例如地面上的坠落物体在车辆1行驶时与底板29碰撞时，这种构造仍然能够抑制高冲击力被施加到蓄电模块15。

蓄电模块15包括该多个蓄电单电池16、多个树脂板30和端板31、32。

端板31被布置在蓄电模块15的端部23处，并且端板32被布置在蓄电模块15的端部24处。另外，端板31由固定部件21固定在底座18A的上表面上，并且端板32由固定部件22固定在底座18B的上表面上。以这种方式，在被支撑在该两端处时，蓄电模块15被固定。

端板31和端板32使用未示出的约束带等彼此联接。另外，使用端板31和端板32，该多个蓄电单电池16和该多个树脂板30被限制在它们在宽度方向W上排列的状态中。

蓄电单电池16被布置成彼此间隔开，并且每个树脂板30被布置在蓄电单电池16之间。应当注意，在图4所示的示例中，树脂板30也被布置在蓄电单电池16和端板31之间，以及蓄电单电池16和端板32之间。

温度升高单元20被布置在蓄电模块15的下表面和外壳本体12的底板29之间。温度升高单元20包括加热器35、弹性部件36和绝缘板37。

弹性部件36由可弹性变形并且具有耐水腐蚀性和绝缘性的材料制成。弹性部件36由多孔材料制成，该多孔材料例如使用三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂等形成。具体地，弹性部件36是使用以上树脂等形成的海绵。

弹性部件36被布置在外壳本体12的底板29上，以相对于蓄电模块15挤压加热器35。

温度升高单元20被形成为在宽度方向W上延伸，该宽度方向W是该多个蓄电单电池16排列的方向(对应于“一个方向”)。具体地，温度升高单元20被形成为从蓄电模块15的端部23延伸到端部24。

图5是沿图4中的V-V线截取的剖视图。加热器35包括无纺布41和加热丝40。无纺布41被设置在弹性部件36的上表面上，并且加热丝40被缝在无纺布41的上表面上。加热丝40包括多根元件丝和覆盖该多根元件丝的表面的绝缘膜。

加热丝40的横截面的直径例如约为1mm，并且加热丝40被形成为可根据蓄电模块15的底表面的形状而变形。无纺布41也被形成为可根据蓄电模块15的底表面的形状而变形。

绝缘板37被布置在蓄电模块15的底表面和加热器35之间。绝缘板37被设置成确保在加热丝40和蓄电单电池16之间的绝缘性。绝缘板37被形成为可根据蓄电模块15的底表面的形状而变形。应该注意，绝缘板37的厚度约为几毫米，并且绝缘板37由树脂材料制成。因此，绝缘板37被形成为可在一定程度上弹性变形。

在如上所述构造的温度升高单元20中，弹性部件36相对于蓄电模块15挤压加热器35。加热器35被相对于蓄电模块15的底表面挤压同时绝缘板37被夹在它们之间。

另外，加热丝40的温度随着电流流过加热丝40而升高。来自加热丝40的热量通过绝缘板37被传递到蓄电模块15的底表面，并且由此加热该蓄电模块15。

图6是示意性地示出蓄电模块15在其自重下变形以弯曲的状态的剖视图。

由于蓄电模块15被支撑在两个端部23、24处并且蓄电模块15被布置成从外壳本体12的底板29间隔开，所以蓄电模块15可能变形，使得蓄电模块15在宽度方向W上的中央部向下弯曲。

弹性部件36根据蓄电模块15的底表面的形状而变形。另外，弹性部件36将加热器35和绝缘板37相对于蓄电模块15的底表面挤压。

由此，绝缘板37沿着蓄电模块15的弯曲底表面来弯曲，并且加热器35也沿着变形的绝缘板37的形状而变形。这抑制了在加热器35和蓄电模块15之间形成大的间隙。

因此，即使蓄电模块15变形以弯曲，加热丝40的热量也能够被成功地传递到蓄电模块15。此外，由于加热器35和弹性部件36被形成为在蓄电单电池16排列的方向上延伸，所以能够成功地升高该多个蓄电单电池16的温度。

(第二实施例)

将使用图7等描述根据第二实施例的蓄电装置4A。图7是示意性地示出蓄电装置4A的侧视图。蓄电装置4A包括蓄电模块15和温度升高单元20A。蓄电模块15如在上述第一实施例中那样构造。

温度升高单元20A包括弹性部件36A、36B、放置台42、加热器35和绝缘板37。加热器35和放置台42被形成为在蓄电模块15延伸的方向上是细长的。

图8是示出加热器35、放置台42等的透视图，并且图9是示出加热器35、放置台42等的剖视图。

弹性部件36A和弹性部件36B被布置成在车辆1的前后方向D上彼此间隔开。弹性部件36A、36B被形成为在宽度方向W上是细长的。放置台42被布置在弹性部件36A和弹性部件36B的上表面上，并且放置台42被形成为跨在弹性部件36A和弹性部件36B上。加热器35被布置在放置台42的上表面上。

在图8和图9中，接触面积S1表示在加热器35和放置台42之间的接触面积。接触面积S2表示在弹性部件36A和放置台42之间的接触面积。接触面积S3表示在弹性部件36B和放置台42之间的接触面积。

接触面积S4表示在弹性部件36A和外壳本体12的底板29之间的接触面积，并且接触面积S5表示在弹性部件36B与底板29之间的接触面积。接触面积S6表示在绝缘板37和蓄电模块15之间的接触面积。

另外，接触面积S2和接触面积S3的总面积小于接触面积S1。也就是说，在弹性部件36A、36B和放置台42之间的接触面积小于在加热器35和放置台42之间的接触面积。

接触面积S4和接触面积S5的总面积小于接触面积S1。也就是说，弹性部件36A、36B的安装区域小于在加热器35和放置台42之间的接触面积。

此外，接触面积S6大于接触面积S2和接触面积S3的总面积以及接触面积S4和接触面积S5的总面积中的任何一个。此外，接触面积S6大于接触面积S1。

分割台43每一个包括腿部50、51、顶板部52和壁部53、54。腿部50、51被布置在弹性部件36A、36B上。顶板部52被形成为连接腿部50和腿部51。壁部53、54被形成为从顶板部52的上表面向上突出。另外，在每个分割台43中，凹部55由顶板部52、壁部53和壁部54形成。

加热器35被布置在凹部55内。具体地，无纺布41被设置在顶板部52的上表面上，并且加热丝40被设置在无纺布41的上表面上。绝缘板37被设置成从上方覆盖加热丝40和无纺布41。

图10是示意性地示出蓄电模块15在其自重下弯曲的状态的侧视图。蓄电模块15在两端处受到支撑，并且蓄电模块15变形，使得蓄电模块15的中央部向下弯曲。

由于放置台42由多个分割台43形成，所以每个分割台43的位置根据蓄电模块15的下表面的形状而移位。弹性部件36A、36B根据每个分割台43的位移而变形。

由于放置台42以这种方式由多个分割台43形成，所以放置台42容易遵循蓄电模块15的形状，并且放置在放置台42上的加热器35也变形以遵循蓄电模块15的形状。

结果，来自加热器35的热量被容易地传递到蓄电模块15，并且能够成功地升高蓄电模块15的温度。

在图9中，来自加热器35的热量不仅被传递到蓄电模块15，而且还通过放置台42和弹性部件36A、36B散发到外壳本体12中。在这种情况下，由于接触面积S2和接触面积S3的总面积小于接触面积S1，所以能够抑制从加热器35传递到放置台42的热量被传递到弹性部件36A、36B。

此外，接触面积S4和接触面积S5的总面积小于接触面积S1。因此，能够抑制传递到弹性部件36A、36B的热量被传递到外壳本体12。以这种方式，能够抑制加热器35的热量散发到外壳本体12中。

在另一方面，接触面积S6大于接触面积S1。因此，与传递到放置台42相比，来自加热器35的热量更容易传递到蓄电模块15。

特别地，绝缘板37具有薄的厚度，进而，每个蓄电单电池16的金属外壳由铝合金等制成。因此，来自加热器35的热量被容易地传递到蓄电模块15。

(第三实施例)

将使用图11描述根据第三实施例的蓄电装置4B。应当注意，图11是示意性地示出蓄电装置4B的侧剖视图。根据第三实施例的蓄电装置4B的构造与根据第一实施例的蓄电装置4的构造在弹性部件方面不同，并且除了蓄电装置4B的弹性部件之外的构件与蓄电装置4的构件相同或基本相同。因此，将主要描述蓄电装置4B的弹性部件36C的构造。

弹性部件36C包括多个弹性部60、61和62。弹性部61被设置在比弹性部60和弹性部62更靠近蓄电模块15在宽度方向W上的中央部的位置处。在图11所示示例中，弹性部61被布置在蓄电模块15在宽度方向W上的中央部下方。

弹性部60被设置在比弹性部61更靠近端部23的位置处。弹性部62被设置在比弹性部61更靠近端部24的位置处。

弹性部61的弹性系数高于弹性部60、62的弹性系数。即，弹性部61被形成为比弹性部60、62更不易变形。

应当注意，此外，在根据第三实施例的蓄电装置4B中，蓄电模块15的端部23被固定到底座18A，并且其端部24被固定到底座18B。另外，蓄电模块15被布置成从外壳本体12的底板29间隔开。

在如上所述构造的蓄电装置4B中，在车辆1行驶时在车辆1中产生的振动可以被传递到蓄电装置4B。结果，蓄电模块15可以振动。

由于蓄电模块15在两端处受到支撑，所以蓄电模块15倾向于振动，使得例如蓄电模块15的中央部用作波腹。

在这种情况下，弹性部61被布置在蓄电模块15的中央部下方。由于弹性部61具有高弹性系数，所以弹性部61能够将蓄电模块15的向下位移抑制为是小的，并且能够将蓄电模块15的振幅抑制为是小的。

以这种方式，根据第三实施例的蓄电装置4B能够抑制蓄电模块15大幅振动。

尽管在上述实施例中温度升高单元20被设置在蓄电模块15的下表面上，但是温度升高单元20可以被设置在蓄电模块15的侧表面等上。每个蓄电单电池16可能由于时效退化而变形膨胀，并且蓄电模块15可以变形以横向地弯曲。即使当蓄电模块15以这种方式变形时，通过将第一至第三实施例中示出的温度升高单元布置在蓄电模块15的侧表面上，来自加热器35的热量也能够被成功地传递到蓄电模块15。

尽管已经描述了本公开的实施例，但是应当理解，这里公开的实施例在每个方面都是说明性的而非限制性的。本公开的范围由权利要求的范围限定，并且旨在包括在与权利要求的范围等同的范围和含义内的任何修改。

Claims (6)

1.一种蓄电装置，包括：

蓄电模块，所述蓄电模块包括在一个方向上排列的多个蓄电单电池；

加热器，所述加热器被形成为能够沿着所述蓄电模块的形状变形，并且被构造成加热所述蓄电模块；和

弹性部件，所述弹性部件被构造成相对于所述蓄电模块挤压所述加热器。

2.根据权利要求1所述的蓄电装置，还包括放置台，所述加热器被放置在所述放置台上，其中

所述弹性部件被构造成相对于所述蓄电模块挤压所述放置台，并且

所述弹性部件和所述放置台之间的接触面积小于所述放置台和所述加热器之间的接触面积。

3.根据权利要求1所述的蓄电装置，还包括：

放置台，所述加热器被放置在所述放置台上；和

容纳外壳，所述容纳外壳被构造成容纳所述蓄电模块、所述弹性部件和所述加热器，其中

所述弹性部件被构造成相对于所述蓄电模块挤压所述放置台，

所述弹性部件被布置在所述容纳外壳和所述放置台之间，并且

所述弹性部件和所述容纳外壳之间的接触面积小于所述放置台和所述加热器之间的接触面积。

4.根据权利要求2或3所述的蓄电装置，其中，所述放置台包括在所述一个方向上排列的多个分割台。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的蓄电装置，其中，所述弹性部件和所述加热器在所述一个方向上延伸。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的蓄电装置，其中：

所述蓄电模块包括位于在所述一个方向上的端部处的第一端部和第二端部，

所述蓄电模块在所述第一端部和所述第二端部处被支撑，

所述弹性部件包括第一弹性部和第二弹性部，

与所述第二弹性部相比，所述第一弹性部被设置在更靠近所述蓄电模块的在所述一个方向上的中央部的位置处，并且

所述第一弹性部的弹性系数高于所述第二弹性部的弹性系数。