CN111326691B - 电池单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够容易地进行电源切断处理的电池单元。电池单元(1)具备第一电池封装体(10)和配置于第一电池封装体(10)的上部的第二电池封装体(20)。第一电池封装体(10)具备电池模块(11)、第一电池壳体主体(12)以及第一电池壳体罩(13)。第二电池封装体(20)具备第一电池模块(21)以及第二电池模块(22)、第二电池壳体主体(23)以及第二电池壳体罩(24)。在第二电池壳体主体(23)中收纳有联锁机构(50)，该联锁机构(50)设置为只有切断电池单元(1)的电路，才能解除罩拆卸限制部(40)，在第二电池壳体罩(24)设置有开口部(24b)以能够接触所述联锁机构(50)。

Description

电池单元
技术领域
本发明涉及搭载于电动车辆等的电池单元。
背景技术
以往，在电动车辆等中搭载有大容量的电池封装体。电池封装体将多个电池模块及高压电路收纳于壳体中。壳体由壳体主体和罩构成，且实施有安全对策，只有通过规定的顺序才能够拆卸罩而接触壳体内部的高压电路。例如，在专利文献1中公开了如下结构：具备能够通过插拔来切换高压电路的接通/断开的维护插头，在插入有维护插头的状态下无法解除罩与壳体主体的嵌合，若拔出维护插头，则罩与壳体主体的嵌合被解除。
根据专利文献1，只有拆卸维护插头而使高压电路断开，才能打开电池封装体的罩，因此能够防止对电导通的高压电路的意外接触。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-126267号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，随着电池的大容量化，近年来正在研究将不同的电池封装体分上下两层设置。在该情况下，也需要实施安全对策以防止接触高压电路，并且优选作业者能够容易地进行电源切断处理。
本发明提供一种能够容易地进行电源切断处理的电池单元。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种电池单元，其具备第一电池封装体和配置于该第一电池封装体的上部的第二电池封装体，其中，
所述第一电池封装体具备：电池模块；以及收纳该电池模块的第一电池壳体主体和第一电池壳体罩，
所述第二电池封装体具备：电池模块；以及收纳该电池模块的第二电池壳体主体和第二电池壳体罩，
在所述第二电池壳体主体收纳有：
电源切断部，其用于切断所述电池单元的电路；
罩拆卸限制部，其用于限制所述第二电池壳体罩的拆卸；以及
联锁机构，其设置为只有通过所述电源切断部切断所述电路，才能解除所述罩拆卸限制部，
在所述第二电池壳体罩设置有开口部以能够接触所述联锁机构。
发明效果
根据本发明，电源切断部的数量可以为一个，并且作业者容易进行电源切断处理。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的电池单元的立体图。
图2是图1的电池单元的分解立体图。
图3是将图1中所示的第一电池封装体的第一电池壳体罩拆卸后的状态的俯视图。
图4是将图1的电池单元的第二电池壳体罩拆卸后的状态的俯视图。
图5是设置有构成图1的电池单元的联锁机构的母线单元以及罩拆卸限制部的端子板的立体图。
图6是图5所示的母线单元的立体图。
图7是示出冷却机构的一例的电池单元的局部剖视图。
图8是示出冷却机构的其他例子的电池单元的局部剖视图。
附图标记说明：
1 电池单元
10 第一电池封装体
11 电池模块
12 第一电池壳体主体
13 第一电池壳体罩
13a 第一连通孔
13b 第二连通孔
20 第二电池封装体
21 第一电池模块
22 第二电池模块
23 第二电池壳体主体
23a 第一连通孔
23b 第二连通孔
24 第二电池壳体罩
24a 凹部
24b 开口部
24c 罩连接部
30 电源切断部
40 罩拆卸限制部
50 联锁机构
60 端子板(收纳物)
71 母线
72 母线罩
72a 遮挡部
81 冷却流路
82 水套。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的电池单元的实施方式进行说明。在附图中，电池单元的前方表示为Fr，后方表示为Rr，左侧表示为L，右侧表示为R，上方表示为U，下方表示为D。另外，该电池单元的前后左右上下与搭载电池单元的车辆的前后左右上下无关。
(电池单元)
如图1及图2所示，本实施方式的电池单元1具备第一电池封装体10和配置于第一电池封装体10的上部的第二电池封装体20。
如图2和图3所示，第一电池封装体10具备多个(本例中为4个)电池模块11、收纳电池模块11的第一电池壳体主体12、以及封闭第一电池壳体主体12的开口部的第一电池壳体罩13。
如图2和图4所示，第二电池封装体20具备收纳或载置第一电池模块21以及第二电池模块22的第二电池壳体主体23、以及覆盖第二电池壳体主体23的第二电池壳体罩24。第一电池模块21和第二电池模块22以使第一电池模块21的正电极侧或负电极侧的端部21a与第二电池模块22的负电极侧或正电极侧的端部22a对置的方式沿左右方向排列设置。第二电池封装体20的第一电池模块21和第二电池模块22与第一电池封装体10的电池模块11串联连接。图3和图4中的虚线示出电串联连接的电池模块11、21、22的电流。
在第二电池壳体主体23收纳有：电源切断部30，其用于切断电池单元1的电路；罩拆卸限制部40，其用于限制第二电池壳体罩24的拆卸；以及联锁机构50，其设置为只有通过所述电源切断部30切断电池单元1的电路，才能解除罩拆卸限制部40。电源切断部30、罩拆卸限制部40以及联锁机构50在左右方向上配置于第一电池模块21与第二电池模块22之间。
如图1及图2所示，在第二电池壳体罩24上，在俯视时位于第一电池模块21与第二电池模块22之间的位置设置有凹部24a，凹部24a在搭载于车辆时能够在该凹部24a中配置配管或配线。在凹部24a的底部设置有能够接触联锁机构50的开口部24b。开口部24b通常被维修帽(未图示)封闭。
根据上述结构，在维护电池单元1时，通过拆卸维修帽，能够从开口部24b接触联锁机构50。通过接触联锁机构50，能够在通过电源切断部30切断电池单元1的电路之后，解除罩拆卸限制部40。由于第一电池封装体10的电池模块11与第二电池封装体20的第一电池模块21及第二电池模块22串联连接，所以能够通过一个电源切断部30完全切断电池单元1的电路。并且，在电池单元1的电路被完全切断后，能够拆卸第二电池壳体罩24。这样，作业者能够从开口部24b接触联锁机构50，从而容易地进行电源切断处理。
如图2所示，在第一电池壳体罩13的左右方向的两端附近设置有第一连通孔13a和第二连通孔13b。在第二电池壳体主体23的左右方向的两端附近设置有第一连通孔23a及第二连通孔23b，第一连通孔23a及第二连通孔23b与第一电池壳体罩13的第一连通孔13a及第二连通孔13b连通。第一电池封装体10的电池模块11与第二电池封装体20的第一电池模块21及第二电池模块22通过穿过第一连通孔13a、23a及第二连通孔13b、23b的未图示的导通部件(例如母线)电连接。
这样，在上下配置有第一电池封装体10和第二电池封装体20的两层结构的电池单元1中，通过穿过第一连通孔13a、23a以及第二连通孔13b、23b的导通部件将电池模块11、第一电池模块21、第二电池模块22彼此连接，从而禁止从外部接触电池单元1的电路。并且，只有拆卸第二电池封装体20的第二电池壳体主体23之后，才能拆卸第一电池封装体10的第一电池壳体罩13，从而能够可靠地防止不进行电源切断处理就接触第一电池封装体10的电池模块11。
(电源切断部、罩拆卸限制部、联锁机构)
接下来，参照图5以及图6，对电源切断部30、罩拆卸限制部40以及联锁机构50的一个例子进行说明。
在第一电池模块21与第二电池模块22之间，与电池模块21连接的母线91和与第二电池模块22连接的母线92配置于端子板60，母线91、92通过母线单元70的母线71电连接。
在端子板60紧固连接有罩固定螺栓41，罩固定螺栓41用于紧固连接从第二电池壳体罩24延伸的罩连结部24c。罩连结部24c形成为例如从开口部24b的边缘的一部分向开口区域延伸。通过拆卸罩固定螺栓41，解除端子板60与罩连结部24c的紧固连接，能够拆卸第二电池壳体罩24。即，罩连结部24c和罩固定螺栓41构成罩拆卸限制部40。
母线单元70具备：母线71，其用于将与第一电池模块21连接的母线91和与第二电池模块22连接的母线92电连接；绝缘性的母线罩72，其设置为不能从母线71拆卸；以及一对母线固定螺栓73，它们用于将母线71的两端部固定于母线91、92。母线71与母线91、92通过母线固定螺栓73一并紧固连接于端子板60而电连接。通过松开母线固定螺栓73，解除母线71对母线91、92的接触，从而电池单元1的电路被完全切断，并且能够将母线单元70从端子板60拆卸。即，电源切断部30包括母线71以及母线固定螺栓73。
母线罩72具有覆盖罩固定螺栓41的遮挡部72a。遮挡部72a构成为阻挡将罩固定螺栓41从端子板60拆卸。因此，作业者只有拆卸母线固定螺栓73并连同包含母线罩72的母线单元70一起从端子板60拆卸，才能接触罩固定螺栓41。即，母线单元70构成联锁机构50。
根据该结构，只有松开母线固定螺栓73，从端子板60拆卸母线单元70，从而解除第一电池模块21与第二电池模块22之间的电连接状态之后，才能从端子板60拆卸罩固定螺栓41，从而解除罩拆卸限制部40。因此，在不切断电池单元1的电路的状态下，第二电池壳体罩24的拆卸被限制，因此能够防止作业者在不切断电池单元1的电路的状态下接触电池单元1的电路。另外，也可以使用公知的维护插头代替母线单元70。
(冷却机构)
另外，电池单元1优选具备冷却机构80。冷却机构80通过在第一电池壳体罩13与第二电池壳体主体23之间形成供冷却剂流动的冷却流路81而构成。冷却流路81也可以如图7所示，通过在第一电池壳体罩13与第二电池壳体主体23之间另外设置供冷却剂流动的水套82而形成，也可以如图8所示，将第一电池壳体罩13与第二电池壳体主体23之间的空间密封而形成。根据这些结构，通过在第一电池壳体罩13与第二电池壳体主体23之间形成冷却流路81，能够利用在冷却流路81中流动的冷却剂对第一电池封装体10和第二电池封装体20进行冷却。而且，由于不需要在第一电池封装体10和第二电池封装体20的内部空间配置冷却流路，所以能够防止电池模块11、第一电池模块21及第二电池模块22沾水。
另外，上述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如，在上述实施方式中，在第一电池封装体10和第二电池封装体20分别收纳有多个电池模块，但在第一电池封装体10和第二电池封装体20中只要至少收纳有1个电池模块即可。
另外，在上述实施方式中，在母线单元70中，罩连结部24c安装于作为第二电池封装体20的收纳物的端子板60，但罩连结部24c也可以紧固连接于第一电池模块21和/或第二电池模块22，罩连结部24c也可以紧固连接于第二电池壳体主体23。即，遮挡部72a也可以限制罩连结部24c从第一电池模块21和/或第二电池模块22拆卸，也可以限制罩连结部24c从第二电池壳体主体23拆卸。由此，也能够在母线单元70的电路通电的状态下，限制第二电池壳体罩24被拆卸。
本说明书中至少记载了以下事项。另外，在括号内，示出了在上述的实施方式中对应的构成要素等，但是本发明并不限于此。
(1)一种电池单元(电池单元1)，其具备第一电池封装体(第一电池封装体10)和配置于该第一电池封装体的上部的第二电池封装体(第二电池封装体20)，其中，
所述第一电池封装体具备：电池模块(电池模块11)；以及收纳该电池模块的第一电池壳体主体(第一电池壳体主体12)和第一电池壳体罩(第一电池壳体罩13)，
所述第二电池封装体具备：电池模块(第一电池模块21、第二电池模块22)；以及收纳该电池模块的第二电池壳体主体(第二电池壳体主体23)和第二电池壳体罩(第二电池壳体罩24)，
在所述第二电池壳体主体收纳有：
电源切断部(电源切断部30)，其用于切断所述电池单元的电路；
罩拆卸限制部(罩拆卸限制部40)，其用于限制所述第二电池壳体罩的拆卸；以及
联锁机构(联锁机构50)，其设置为只有通过所述电源切断部切断所述电路，才能解除所述罩拆卸限制部，
在所述第二电池壳体罩设置有开口部(开口部24b)以能够接触所述联锁机构。
根据(1)，在将第一电池封装体和第二电池封装体上下配置的两层结构的电池单元中，通过在位于二层的第二电池壳体主体上设置用于切断电池单元的电路的电源切断部，从而电源切断部的数量可以为一个，并且作业者容易进行电源切断处理。另外，通过在位于二层的第二电池封装体的电池壳体罩上设置开口部以能够接触联锁机构，作业者更容易进行电源切断处理。
(2)根据(1)所述的电池单元，其中，
所述第一电池封装体的所述电池模块与所述第二电池封装体的所述电池模块串联连接。
根据(2)，由于第一电池封装体的电池模块与第二电池封装体的电池模块串联连接，所以能够通过一个电源切断部完全切断电池单元的电路。
(3)根据(2)所述的电池单元，其中，
在所述第一电池壳体罩以及所述第二电池壳体主体设置有连通内部空间的连通孔(第一连通孔13a、23a、第二连通孔13b、23b)，
所述第一电池封装体的所述电池模块与所述第二电池封装体的所述电池模块通过穿过所述连通孔的导通部件而电连接。
根据(3)，在上下配置有第一电池封装体和第二电池封装体的两层结构的电池单元中，通过穿过连通内部空间的连通孔的导通部件将电池模块彼此连接，从而禁止从外部接触电池单元的电路。并且，由于第二电池封装体配置在第一电池封装体的上部，因此只有拆卸第二电池封装体之后，才能拆卸第一电池封装体的第一电池壳体罩，从而能够可靠地防止不进行电源切断处理就接触第一电池封装体的电池模块。
(4)根据(3)所述的电池单元，其中，
所述第二电池封装体具有并排配置的第一电池模块(第一电池模块21)和第二电池模块(第二电池模块22)，
所述联锁机构配置在所述第一电池模块与所述第二电池模块之间，
所述连通孔具有夹着所述第一电池模块、所述联锁机构以及所述第二电池模块而在两侧配置的第一连通孔(第一连通孔13a、23a)及第二连通孔(第二连通孔13b、23b)。
根据(4)，通过将第一连通孔、第一电池模块、联锁机构、第二电池模块及第二连通孔依次并排配置，能够高效地对它们进行布局。
(5)根据(4)所述的电池单元，其中，
所述电源切断部包括：
母线(母线71)，其用于使所述第一电池模块与所述第二电池模块电导通；以及
母线固定螺栓(母线固定螺栓73)，其用于固定该母线，
所述罩拆卸限制部包括：
罩连结部(罩连结部24c)，其从所述第二电池壳体罩延伸；以及
罩固定螺栓(罩固定螺栓41)，其用于将收纳于所述第二电池封装体的收纳物(端子板60)或者所述第二电池壳体主体与所述罩连结部紧固连结，
所述联锁机构具有：
母线罩(母线罩72)，其设置为不能从所述母线拆卸，并且具有遮挡部(遮挡部72a)，该遮挡部用于阻挡所述罩连结部从所述收纳物或所述第二电池壳体主体拆卸。
根据(5)，不使用如维护插头那样的成品就能够以简易的结构实现联锁构造。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的电池单元，其中，
由所述第一电池壳体罩和所述第二电池壳体主体形成有供冷却剂流动的冷却流路(冷却流路81)。
根据(6)，由于由第一电池壳体罩与第二电池壳体主体形成有冷却流路，能够利用在冷却流路中流动的冷却剂对第一电池封装体和第二电池封装体进行冷却。而且，由于不需要在第一电池封装体和第二电池封装体的内部空间配置冷却流路，所以能够防止第一电池封装体的电池模块和第二电池封装体的电池模块沾水。
(7)根据(1)至(5)中任一项所述的电池单元，其中，
在所述第一电池壳体罩与所述第二电池壳体主体之间设置有供冷却剂流动的水套(水套82)。
根据(7)，由于在第一电池壳体罩与第二电池壳体主体之间设置有水套，能够利用在水套中流动的冷却剂对第一电池封装体和第二电池封装体进行冷却。而且，由于不需要在第一电池壳体和第二电池壳体的内部空间配置冷却流路，所以能够防止第一电池封装体的电池模块和第二电池封装体的电池模块沾水。
(8)根据(4)至(7)中任一项所述的电池单元，其中，
所述第二电池封装体具有并排配置的第一电池模块(第一电池模块21)和第二电池模块(第二电池模块22)，
在所述第二电池壳体罩上，在俯视时位于所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的位置设置有凹部(凹部24a)，
所述开口部设置于所述凹部，
在所述凹部配置有配管或配线。
根据(8)，在第二电池壳体罩上，在俯视时位于所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的位置设置凹部，并在凹部配置配管或配线，由此能够有效地利用第一电池模块与第二电池模块之间的空间。

Claims (10)

1.一种电池单元，其具备第一电池封装体和配置于该第一电池封装体的上部的第二电池封装体，其中，
所述第一电池封装体具备：电池模块；以及收纳该电池模块的第一电池壳体主体和第一电池壳体罩，
所述第二电池封装体具备：电池模块；以及收纳该电池模块的第二电池壳体主体和第二电池壳体罩，
在所述第二电池壳体主体收纳有：
电源切断部，其用于切断所述电池单元的电路；
罩拆卸限制部，其用于限制所述第二电池壳体罩的拆卸；以及
联锁机构，其设置为只有通过所述电源切断部切断所述电路，才能解除所述罩拆卸限制部，
在所述第二电池壳体罩设置有开口部，通过该开口部能够从所述第二电池壳体罩的外侧接触在处于所述第二电池壳体罩的内侧的空间配置的所述联锁机构。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述第一电池封装体的所述电池模块与所述第二电池封装体的所述电池模块串联连接。
3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，
在所述第一电池壳体罩以及所述第二电池壳体主体设置有连通内部空间的连通孔，
所述第一电池封装体的所述电池模块与所述第二电池封装体的所述电池模块通过穿过所述连通孔的导通部件而电连接。
4.根据权利要求3所述的电池单元，其中，
所述第二电池封装体具有并排配置的第一电池模块和第二电池模块，
所述联锁机构配置在所述第一电池模块与所述第二电池模块之间，
所述连通孔具有夹着所述第一电池模块、所述联锁机构以及所述第二电池模块而在两侧配置的第一连通孔及第二连通孔。
5.根据权利要求4所述的电池单元，其中，
所述电源切断部包括：
母线，其用于使所述第一电池模块与所述第二电池模块电导通；以及
母线固定螺栓，其用于固定该母线，
所述罩拆卸限制部包括：
罩连结部，其从所述第二电池壳体罩延伸；以及
罩固定螺栓，其用于将收纳于所述第二电池封装体的收纳物或者所述第二电池壳体主体与所述罩连结部紧固连结，
所述联锁机构具有：
母线罩，其设置为不能从所述母线拆卸，并且具有遮挡部，该遮挡部用于阻挡所述罩连结部从所述收纳物或所述第二电池壳体主体拆卸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池单元，其中，
由所述第一电池壳体罩和所述第二电池壳体主体形成有供冷却剂流动的冷却流路。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的电池单元，其中，
在所述第一电池壳体罩与所述第二电池壳体主体之间设置有供冷却剂流动的水套。
8.根据权利要求4或5所述的电池单元，其中，
在所述第二电池壳体罩上，在俯视时位于所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的位置设置有凹部，
所述开口部设置于所述凹部，
在所述凹部配置有配管或配线。
9.根据权利要求6所述的电池单元，其中，
所述第二电池封装体具有并排配置的第一电池模块和第二电池模块，
在所述第二电池壳体罩上，在俯视时位于所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的位置设置有凹部，
所述开口部设置于所述凹部，
在所述凹部配置有配管或配线。
10.根据权利要求7所述的电池单元，其中，
所述第二电池封装体具有并排配置的第一电池模块和第二电池模块，
在所述第二电池壳体罩上，在俯视时位于所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的位置设置有凹部，
所述开口部设置于所述凹部，
在所述凹部配置有配管或配线。
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