CN110431684A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一方面的蓄电装置包括：外壳，该外壳包括底壁和与底壁相对的顶壁；蓄电池；电气单元；和冷却单元。蓄电池设置在外壳内，并且距底壁一定距离。电气单元设置在外壳内，并且比蓄电池更靠近顶壁。还提供了设置在蓄电池和电气单元之间的第一风扇，并且该第一风扇被构造成将空气从蓄电池侧朝向电气单元侧通导。

Description

蓄电装置
技术领域
本公开涉及一种蓄电装置。本申请要求2017年3月24日提交的日本专利申请2017-059272的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
背景技术
例如，日本专利公开H09-171806(专利文献1)公开了一种蓄电装置，其包括电池壳体和设置在电池壳体中的蓄电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开H09-171806
发明内容
根据本公开的一方面的蓄电装置包括外壳、蓄电池、电气单元和第一风扇。外壳包括底壁和顶壁。顶壁与底壁相对。蓄电池设置在外壳中，并且与底壁分离。电气单元设置在外壳中，并且比蓄电池更靠近顶壁。第一风扇设置在蓄电池和电气单元之间并且被构造成将空气从蓄电池引向电气单元。
附图说明
图1是根据实施例的蓄电装置的侧视图。
图2是沿图1中的II-II的截面图。
图3是根据实施例的蓄电装置的仰视图。
图4是支撑板及其附近部件的局部立体图。
图5是沿图4中的V-V的截面图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
随着温度升高，蓄电池的性能会下降。因此，要求蓄电装置有效地冷却蓄电池。然而，对于专利文献1中公开的蓄电装置，没有采取特别措施来有效地冷却这种蓄电池。
考虑到如上所述的传统技术中的问题而做出本公开。更具体地，本公开提供了一种蓄电装置，该蓄电装置能够有效地冷却被设置在外壳中的蓄电池的。
[本公开的有利效果]
根据本公开的一方面的蓄电装置能够有效地冷却设置在外壳中的蓄电池。
[本公开的实施例的描述]
首先，逐个描述本公开的实施例。
根据本公开的一方面的蓄电装置包括：外壳，该外壳包括底壁和与底壁相对的顶壁：蓄电池；电气单元；和冷却单元。蓄电池设置在外壳中，并且与底壁分离。电气单元设置在外壳中，并且比蓄电池更靠近顶壁。第一风扇设置在蓄电池和电气单元之间，并且被构造成将空气从蓄电池引向电气单元。
上述(1)的蓄电装置能够有效地冷却设置在外壳中的蓄电池。
(2)上述(1)的蓄电装置还可以包括支撑板，该支撑板设置在外壳中，并且蓄电池安装在该支撑板上。外壳还可以包括在顶壁和底壁之间延续的侧壁。支撑板具有开口，该开口在未安装蓄电池的部分中延伸穿过支撑板。侧壁具有空气入口，该空气入口延伸穿过侧壁并且将底壁和支撑板之间的空间连接到外壳的外部。
上述(2)的蓄电装置能够更有效地冷却设置在外壳中的蓄电池。
(3)上述(2)的蓄电装置还可以包括过滤器，该过滤器被设置成覆盖开口。
上述(3)的蓄电装置可以防止灰尘、昆虫等到达蓄电池、冷却单元和电气单元的周边。
(4)在上述(2)的蓄电装置中，支撑板可以包括突出部，该突出部被设置成将蓄电池夹在中间，并且朝向顶壁突出。
在上述(4)的蓄电装置中，可以抑制蓄电池在支撑板上的移位。
(5)上述(4)的蓄电装置还可以包括保护构件，该保护构件被设置成覆盖突出部。
在上述(5)的蓄电装置中，可以抑制由于突出部与蓄电池的抵靠接触所导致的对蓄电池的损坏等。
(6)上述(1)的蓄电装置还可以包括固定装置，该固定装置设置在第一风扇的面向蓄电池的一侧上，并且固定装置从第一风扇朝向蓄电池突出并且邻接抵靠蓄电池。
在上述(6)的蓄电装置中，可以固定蓄电池的位置而不妨碍蓄电池和电气单元的冷却。
(7)在上述(6)的蓄电装置中，固定装置可以包括缓冲构件，该缓冲构件设置在固定装置的一部分中，该一部分邻接抵靠蓄电池。
在上述(7)的蓄电装置中，可以防止过大的应力从固定装置施加到蓄电池，并且可以抑制蓄电池中产生裂缝等。
(8)在上述(1)的蓄电装置中，电气单元可以包括密封构件、发热部件和热沉。发热部件设置在由密封构件限定的空间中。热沉被设置成面向第一风扇，并且至少部分地从密封构件露出。
上述(8)的蓄电装置可以在保持电气单元的内部防尘的同时冷却电气单元。
(9)在上述(8)的蓄电装置中，电气单元还可以包括第二风扇，该第二风扇设置在由密封构件限定的空间中。
上述(9)的蓄电装置可以在保持电气单元的内部防尘的同时有效地冷却电气单元。
(10)在上述(1)的蓄电装置中，外壳还可以包括在顶壁和底壁之间延续的侧壁。侧壁具有空气出口，该空气出口延伸穿过侧壁，并且比第一风扇更靠近底壁。
上述(10)的蓄电装置可以防止雨水等进入外壳。
[本公开的实施例的细节]
接下来，将参考附图描述本公开的实施例的细节。在附图中，相同或相应的部分用相同的参考符号表示。可选地，下面描述的实施例可以至少部分地组合。
<根据实施例的蓄电装置的构造>
在下文中，描述根据实施例的蓄电装置的构造。
图1是根据实施例的蓄电装置的侧视图。图2是沿图1中的II-II的截面图。在图2中，空气流动用箭头表示。如图1和图2中所示，根据实施例的蓄电装置包括外壳l、蓄电池2、电气单元3和第一风扇4。根据实施例的蓄电装置还可以包括支撑板5、过滤器6、保护构件7和固定装置8。
外壳1包括底壁11、顶壁12和侧壁13。底壁11与安装有蓄电装置的安装表面相对。底壁11具有内表面11a和外表面11b。内表面11a是外壳l的内部表面。外表面11b是与内表面11a相反的表面。顶壁12与底壁11相对。侧壁13从底壁11和从顶壁12延续。侧壁13具有内表面13a和外表面13b。内表面13a是外壳1的内部表面。外表面13b是与内表面13a相反的表面。外壳1具有支腿14。在安装表面上，支腿14支撑外壳1。
图3是根据实施例的蓄电装置的底视图。如图2中所示，底壁11具有通孔11c。通孔11c在从内表面11a朝向外表面11b的方向(或从外表面11b朝向内表面11a的方向)上延伸穿过底壁11。可以设置一个以上的通孔11c。进入外壳1内部的水等从通孔11c排出。
如图1和图2中所示，侧壁13具有空气入口13c和空气出口13d。优选地，空气入口13c形成在侧壁13中，在该侧壁中形成有空气出口13d。空气入口13c在从内表面13a朝向外表面13b的方向(或从外表面13b朝向内表面13a的方向)上延伸穿过侧壁13。空气出口13d在从内表面13a朝向外表面13b的方向(或从外表面13b朝向内表面13a的方向)上延伸穿过侧壁13。空气入口13c比支撑板5更靠近底壁11。因此，空气入口13c将底壁11和支撑板5之间的空间连接到外壳1的外部。空气出口13d比第一风扇4更靠近底壁11。空气出口13d比空气入口13c更靠近顶壁12。从空气入口13c引入空气以冷却蓄电池2和电气单元3。从空气出口13d排出已使蓄电池2和电气单元3冷却的空气。可以设置一个以上的空气入口13c，并且可以设置一个以上的空气出口13d。
如图1中所示，蓄电池2设置在外壳1中。蓄电池2与底壁11分离。蓄电池2例如是锂(Li)离子电池。
电气单元3设置在外壳1中。电气单元3比蓄电池2更靠近顶壁12。电气单元3可以包括密封构件31、发热部件32和热沉33。电气单元3还可以包括第二风扇34。
密封构件31限定电气单元3的内部空间。电气单元3的内部空间由密封构件31气密密封。发热构件32设置在由密封构件31限定的空间中。发热构件32是在电气单元3的操作期间产生热量的电气部件。发热部件32例如是反应器等。
热沉33沿着电气单元3的侧面(即，面向第一风扇4的侧面)设置。热沉33至少部分地从密封构件31露出。热沉33由诸如铝合金的高导热材料制成。热沉33可以具有朝向第一风扇4突出的翅片。优选地，翅片朝向侧壁13延伸。电气单元3包括功率半导体器件(未示出)，诸如竖直MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(绝缘栅双极晶体管)。优选地，该功率半导体器件安装在热沉33上。
第二风扇34设置在由密封构件31限定的空间中。优选地，第二风扇34的输出功率小于第一风扇4的输出功率。优选地，第二风扇34被构造成朝向发热部件32供应空气。
如图1中所示，第一风扇4设置在外壳1中。更具体地，第一风扇4设置在蓄电池2和电气单元3之间。第一风扇4与电气单元3分离。第一风扇4的输出功率大于第二风扇34的输出功率。第一风扇4被构造成将从空气入口13c引入的空气从蓄电池2引向电气单元3。更具体地，第一风扇4使得已使蓄电池2冷却的空气流动到电气单元3。撞击电气单元3的空气被引向侧壁13，并且从空气出口13d排出到外壳1的外部。
支撑板5设置在外壳1中。支撑板5与底壁11平行地延伸。支撑板5与底壁11分开。蓄电池2安装在支撑板5上。图4是支撑板及其附近部件的局部立体图。图5是沿图4中的V-V的截面图。在图5中，冷却蓄电池2的空气的流动由箭头表示。如图4和图5中所示，支撑板5具有开口51。开口51在从底壁11朝向顶壁12的方向(或从顶壁12朝向底壁11的方向)上延伸穿过支撑板5。开口51形成在未安装蓄电池2的部分中。从空气入口13c引入到外壳1的内部中的空气流动通过开口51以被吸入到第一风扇4中。
支撑板5包括突出部52。突出部52位于支撑板5的安装有蓄电池2的表面(支撑板5的顶壁12侧表面)上。突出部52被设置成将安装在支撑板5上的蓄电池2夹在中间。突出部52朝向顶壁12突出。
支撑板5例如附接到支柱53。支柱53附接到底壁11。支柱53从底壁11朝向顶壁12延伸。通过这种方式，支撑板5被支撑在外壳1中。
过滤器6设置在开口51上。过滤器6捕获从空气入口13c引入到外壳1中以流动通过开口51的空气中所包含的灰尘、昆虫等。保护构件7被设置成覆盖突出部52。对于保护构件7，使用柔性材料。用于保护构件7的材料例如是橡胶。保护构件7例如是柔性衬套。
固定装置8设置在第一风扇4的表面(即，面向蓄电池2的表面)上。固定装置8从第一风扇4朝向蓄电池2突出。固定装置8邻接抵靠蓄电池2。固定装置8将蓄电池2保持在固定装置8和支撑板5之间，从而固定蓄电池2的位置。
固定装置8限定了蓄电池2和第一风扇4之间的空间。优选地，固定装置8沿第一风扇4的外周边设置，以便不阻挡吸入到第一风扇4中的空气的流动。优选地，固定装置8具有U形形状。
固定装置8包括缓冲构件81。缓冲构件81设置在固定装置8的一部分(即，邻接抵靠蓄电池2的该一部分)中。缓冲构件81由柔性材料制成。用于缓冲构件81的材料例如是橡胶。
<根据实施例的蓄电装置的有利效果>
以下描述根据实施例的蓄电装置的有利效果。
由第一风扇4从空气入口13c引入的空气最初冷却蓄电池2。然后，已使蓄电池2冷却的空气由第一风扇4供应到电气单元3的附近区域。因此，能够通过单个风扇(第一风扇4)冷却蓄电池2和电气单元3两者。供应到蓄电池2的附近区域的空气的温度相对低于供应到电气单元3的附近区域的空气。因此，优先考虑对蓄电装置的寿命具有显着影响的蓄电池2的冷却。此外，因为从电气单元3产生的热量的量大于从蓄电池2产生的热量的量，所以已使蓄电池2冷却的空气仍然可以冷却电气单元3。如上所述，根据实施例的蓄电装置可以有效地冷却蓄电池。
根据实施例的蓄电装置可以安装在室外。外壳1的顶壁12可以暴露于阳光。在根据实施例的蓄电装置中，蓄电池2设置在底壁11侧。因此，在根据实施例的蓄电装置中，蓄电池2不太可能受到由于暴露于阳光所引起的温度升高的影响。
在根据实施例的蓄电装置中，设置在外壳1中的蓄电池2与底壁11分离。因此，蓄电池2不太可能受到进入外壳1的雨水等的影响。进入外壳1的雨水等从通孔11c排出到外壳1的外部。
在支撑板5在根据实施例的蓄电装置中具有开口51的情况下，由第一风扇4从空气入口13c引入到外壳1中的空气行进通过开口51以被供应到蓄电池2的附近区域。因此，在这种情况下，可以更有效地冷却蓄电池2。
由第一风扇4从空气入口13c引入到外壳1中的空气可能包含灰尘、昆虫等。在根据实施例的蓄电装置包括过滤器6的情况下，从空气入口13c引入到外壳1中的空气中所包含的灰尘、昆虫等被过滤器6捕获，同时空气行进通过开口51。因此，在这种情况下，可以防止包含在空气中的灰尘、昆虫等到达蓄电池、冷却单元和电气单元的周边。
在根据实施例的蓄电装置中的支撑板5包括突出部52的情况下，蓄电池2在支撑板5上的位置受到突出部52的限制。因此，在这种情况下，可以抑制蓄电池2在支撑板5上的移位。
在根据实施例的蓄电装置中的突出部52被保护构件7覆盖的情况下，可以抑制由于蓄电池2接触抵靠突出部52所引起的蓄电池2的损坏。
在根据实施例的蓄电装置中的保护构件7是柔性衬套的情况下，保护构件7可以容易地附接到突出部52。
在根据实施例的蓄电装置包括固定装置8的情况下，蓄电池2的位置由固定装置8固定，并且蓄电池2和第一风扇4之间的空间由固定装置8限定。然后，从空气入口13c引入并冷却蓄电池2的空气行进通过该空间而不被固定装置8阻挡，并且此后被吸入到第一风扇4中。因此，在这种情况下，可以固定蓄电池2的位置而不妨碍蓄电池2和电气单元3的冷却。
在根据实施例的蓄电装置的固定装置8包括缓冲构件81的情况下，可以抑制由于从固定装置8施加到蓄电池2的过大的应力所引起的对蓄电池2的损坏。
在根据实施例的蓄电装置中的电气单元3包括密封构件31、发热部件32和热沉33的情况下，可以在保持电气单元3的内部防尘的同时冷却电气单元3。
在根据实施例的蓄电装置中的电气单元3包括第二风扇34的情况下，来自发热部件32的热量可以在电气单元3中通过第二风扇34搅动。搅动的热量通过至少部分地从密封构件31露出的热沉33被排出到电气单元3的外部。因为第二风扇34可以至少具有在电气单元3中搅动空气的能力，所以第二风扇34的输出功率可以小于第一风扇4的输出功率。因此，在这种情况下，可以通过简单的构造有效地冷却电气单元3的内部，同时保持电气单元3的内部防尘。
在根据实施例的蓄电装置中，在侧壁13具有空气出口13d并且空气出口13d比第一风扇4更靠近底壁11的情况下，即使在第一风扇4停止运转时，也可以防止雨水等进入外壳1。
应该理解的是，本文公开的实施例在所有方面都是以说明的方式给出的，而不是作为限制。意图是本发明的范围由权利要求书限定，而不是由以上描述限定，并且包括与权利要求的含义和范围等同的所有改型和变型。
附图标记说明
1外壳；11底壁；11a内表面；11b外表面；11c通孔；12顶壁；13侧壁；13a内表面；13b外表面；13c空气入口；13d空气出口；14支腿；2蓄电池；3电气单元；31密封构件；32发热部件；33热沉；34第二风扇；4第一风扇；5支撑板；51开口；52突出部；53支柱；6过滤器；7保护构件；8固定装置；81缓冲构件。

Claims (10)

1.一种蓄电装置，包括：
外壳，所述外壳包括底壁和与所述底壁相对的顶壁；
蓄电池，所述蓄电池被设置在所述外壳中，并且与所述底壁分离；
电气单元，所述电气单元被设置在所述外壳中，并且比所述蓄电池更靠近所述顶壁；以及
第一风扇，所述第一风扇被设置在所述蓄电池和所述电气单元之间，并且被构造成将空气从所述蓄电池引向所述电气单元。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，还包括支撑板，所述支撑板被设置在所述外壳中，并且所述蓄电池被安装在所述支撑板上，其中
所述外壳还包括在所述底壁和所述顶壁之间延续的侧壁，
所述支撑板具有开口，所述开口在未安装所述蓄电池的部分中延伸穿过所述支撑板，并且
所述侧壁具有空气入口，所述空气入口延伸穿过所述侧壁，并且将所述底壁和所述支撑板之间的空间连接到所述外壳的外部。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置，还包括过滤器，所述过滤器被设置成覆盖所述开口。
4.根据权利要求2所述的蓄电装置，其中，所述支撑板包括突出部，所述突出部被设置成将所述蓄电池夹在中间，并且朝向所述顶壁突出。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置，还包括保护构件，所述保护构件被设置成覆盖所述突出部。
6.根据权利要求1所述的蓄电装置，还包括固定装置，所述固定装置被设置在所述第一风扇的面向所述蓄电池的一侧上，所述固定装置从所述第一风扇朝向所述蓄电池突出，并且邻接抵靠所述蓄电池。
7.根据权利要求6所述的蓄电装置，其中，所述固定装置包括缓冲构件，所述缓冲构件被设置在所述固定装置的一部分中，所述一部分邻接抵靠所述蓄电池。
8.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，所述电气单元包括：
密封构件；
发热部件，所述发热部件被设置在由所述密封构件限定的空间中；以及
热沉，所述热沉被设置成面向所述第一风扇，并且至少部分地从所述密封构件露出。
9.根据权利要求8所述的蓄电装置，其中，所述电气单元还包括第二风扇，所述第二风扇被设置在由所述密封构件限定的所述空间中。
10.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中
所述外壳还包括在所述顶壁和所述底壁之间延续的侧壁；并且
所述侧壁具有空气出口，所述空气出口延伸穿过所述侧壁，并且比所述第一风扇更靠近所述底壁。
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