CN111916870A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓄电装置。蓄电装置包括：至少一个蓄电单体(44)；加热器(48)，该加热器使蓄电单体(44)的温度升高；挤压部件(49)，该挤压部件将加热器(48)压靠在蓄电单体(44)上；和传感器，该传感器设置在加热器(48)中。加热器(48)包括基础材料(65)和设置在基础材料(65)上的加热丝。基础材料包括从挤压部件和蓄电单体(44)之间抽出的引出部分(68)。加热丝包括在引出部分上形成的加热器引出线。传感器(25)被设置在加热器引出线上。

Description

蓄电装置
本非临时申请基于2019年5月8日向日本专利局提交的日本专利申请第2019-088234号，其全部内容在此通过引用并入。
技术领域
本公开涉及蓄电装置。
背景技术
蓄电装置包括多个蓄电单体。通常，随着蓄电单体的温度降低，蓄电单体中的内阻增加。鉴于此，在日本专利特开第2018-32548号中公开的蓄电装置设置有加热器，当蓄电单体具有低温时，该加热器使蓄电单体的温度升高。
具体地，在日本专利特开第2018-32548号中公开的蓄电装置包括多个蓄电单体、设置在蓄电单体的下表面侧上的加热器和弹性部件，该弹性部件将加热器压靠在蓄电单体上。
加热器包括无纺布和缝合在无纺布上的加热丝，并且当电流流过加热丝时，加热丝的温度升高。
发明内容
在日本专利特开第2018-32548号中公开的蓄电装置中，加热丝可能由于老化劣化等而断裂。
因而，能够设想的是，例如，传感器(诸如热敏电阻器)将被附接到加热丝。如果在加热器的驱动期间加热丝断裂，则无任何电流流过加热丝，并且因此，加热丝的温度不升高。因而，能够基于从传感器输出的值检测加热丝的断裂。在另一方面，加热器压靠在蓄电单体上，其中绝缘部件处于加热器蓄电单体之间。因而，当传感器被附接到加热丝时，传感器被设置在加热器和蓄电单体之间。
即使当加热丝断裂时，例如，在蓄电单体的温度通过蓄电单体的充电而升高时，传感器也被蓄电单体的热量加热。这可能导致担心当基于来自传感器的信号来确定加热丝的断裂存在与否时，加热丝的断裂存在与否可能被错误地确定。
已经鉴于以上问题而作出本公开，并且本公开的目的在于提供一种能够成功地确定加热丝的断裂存在与否的蓄电装置。
根据本公开的蓄电装置包括：至少一个蓄电单体；加热器，该加热器使该至少一个蓄电单体的温度升高；挤压部件，该挤压部件将加热器压靠在该至少一个蓄电单体上；和传感器，该传感器设置在加热器中。加热器包括基础材料和设置在基础材料上的加热丝。基础材料包括从挤压部件和该至少一个蓄电单体之间抽出的引出部分。加热丝包括在引出部分上形成的加热器引出线。传感器被设置在加热器引出线上。
在该蓄电装置中，传感器被设置在从挤压部件和蓄电单体隔开的位置处。因而，在测量加热器引出线的温度时，能够抑制传感器受到蓄电单体热影响并且传感器能够准确地测量加热丝的温度。这便于确定加热丝断裂存在与否。
引出部分被形成为包围传感器。蓄电装置能够抑制传感器直接地接触外部部件，因而减轻对传感器的损坏。
该蓄电装置还包括：容纳外壳，该容纳外壳容纳该至少一个蓄电单体、挤压部件、加热器和传感器；以及控制器，该控制器控制加热器和传感器的驱动。当加热器的驱动停止时，控制器从传感器获取信号来作为指示容纳外壳中的温度的信息。
在该蓄电装置中，当加热器不被驱动时，传感器测量容纳外壳中的温度。此时，传感器从蓄电单体隔开并且较少受到蓄电单体热影响，并且因而能够准确地测量容纳外壳中的温度。
当与附图相结合时，根据本公开的以下详细描述，本公开前面的和其它目的、特征、方面和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是示出在其上安装了根据本实施例的蓄电装置的车辆1的框图；
图2概略地示出了车辆1；
图3是蓄电装置2的分解透视图；
图4是蓄电模块41的一部分的透视图；
图5是蓄电模块41的分解透视图；
图6示出了加热器48和挤压部件49及其周围的构件的截面；
图7是加热器48的概略透视图；
图8是缠绕部分68的透视图；
图9是被展开的缠绕部分68的透视图。
具体实施方式
将参考图1至图9描述根据本实施例的蓄电装置。在图1至图9所示构件中，相同或者基本上相同的构件将由相同的附图标记标注，并且其描述将不予重复。在该实施例中描述的构件中，对应于在权利要求中叙述的那些的构件可以在实施例中与在权利要求中叙述的构件的括号名称一起地描述。
图1是示出在其上安装了根据本实施例的蓄电装置的车辆1的框图。车辆1包括蓄电装置2、系统主继电器(SMR)3、电力控制单元(PCU)4、旋转电机5、动力传递齿轮6、驱动轮7、辅助电池8、电池加热器9、充电单元10、ECU 11、充电继电器12、充电入口13和传感器25。
蓄电装置2例如是锂离子电池、镍氢电池、电容器等，并且是直流(DC)电源。
SMR 3被连接到蓄电装置2，并且PCU 4通过正电极线PL1和负电极线NL1连接到SMR3。
PCU 4包括升压变换器15、逆变器16和子DCDC变换器17。升压变换器15被连接到逆变器16，并且逆变器16被连接到旋转电机5。
充电继电器12被连接在蓄电装置2和SMR 3之间。充电单元10与正电极线PL2和负电极线NL2连接，并且正电极线PL2和负电极线NL2被连接到充电继电器12。
充电单元10包括充电器18和变换器19。充电器18被连接到正电极线PL2和负电极线NL2并且进一步通过正电极线PL3和负电极线NL3被连接到充电入口13。变换器19被连接在辅助电池8和充电器18之间。ECU 11和电池加热器9也被连接到变换器19和辅助电池8。
在上述车辆1的行驶中，ECU 11关闭充电继电器12，并且打开SMR 3。ECU 11然后驱动升压变换器15和逆变器16以将来自蓄电装置2的DC电力转换成交流(AC)电力并且将AC电力供应到旋转电机5。旋转电机5由所供应的AC电力驱动。来自旋转电机5的驱动力通过动力传递齿轮6传递到驱动轮7。
子DCDC变换器17被连接到正电极线PL1和负电极线NL1并且被连接在SMR 3和升压变换器15之间。子DCDC变换器17通过电力线L1被连接到辅助电池8、ECU 11、电池加热器9等。继电器14被设置在电池加热器9和辅助电池8之间。
在辅助电池8的充电中，ECU 11驱动子DCDC变换器17。因而，从蓄电装置2供应到子DCDC变换器17的DC电力的电压被调节并且供应到辅助电池8。
在蓄电装置2的充电中，充电插头20被连接到充电入口13。ECU 11关闭SMR 3并且打开充电继电器12。然后，AC电力被从充电插头20供应到充电器18。然后，充电器18将AC电力转换成DC电力，并且DC电力被供应到蓄电装置2。
在用来自充电插头20的电力对蓄电装置2充电时，ECU 11驱动电池加热器9以便升高蓄电装置2的温度。具体地，ECU 11打开继电器14以将电力从辅助电池8供应到电池加热器9。当蓄电装置2具有低温时，蓄电装置2的内阻增加，从而蓄电装置2较不易于被充电。在蓄电装置2的充电时，ECU 11向电池加热器9供应电力以升高蓄电装置2的温度。注意，除了当蓄电装置2用来自充电插头20的电力充电时，电池加热器9不被驱动。
传感器25测量电池加热器9的温度，并且将测量结果传输到ECU 11。ECU 11基于从传感器25输出的值确定电池加热器9是否被正常地驱动。
现在将详细地描述蓄电装置2、电池加热器9等的配置。
图2概略地示出了车辆1。车辆1包括车辆主体30。在车辆主体30中，形成发动机室31和车辆内部32。PCU 4和旋转电机5被容纳在发动机室31中。
车辆主体30包括地板面板33。地板面板33是形成车辆1的底表面的金属板形部件。
蓄电装置2被设置在地板面板33的下表面上。充电入口13被设置在车辆主体30的侧表面上。盖子34被设置在车辆主体30的侧表面上。当盖子34打开时，充电入口13向外部露出。
图3是蓄电装置2的分解透视图。蓄电装置2包括容纳外壳40和多个蓄电模块41。
容纳外壳40包括下盖42和上盖43。容纳外壳40由金属材料、树脂等制成。蓄电模块41被容纳在容纳外壳40中。
图4是蓄电模块41的一部分的透视图。蓄电模块41被形成为在车辆宽度方向上W伸长，并且加热器48和挤压部件49被设置在蓄电模块41的下表面侧上。
图5是蓄电模块41的分解透视图。蓄电模块41包括多个蓄电单体44和多个树脂部件45。
蓄电单体44包括外壳46和电极本体47。外壳46由金属材料诸如铝形成，并且电极本体47和电解溶液被容纳在外壳46中。
外壳46被成形为在车辆宽度方向W上更薄的矩形平行六面体。外壳46包括上表面50、下表面51、主表面52和53和侧表面54和55。主表面52和主表面53被布置在车辆宽度方向W上，并且侧表面54和侧表面55被布置在前后方向D上。
树脂部件45被设置在蓄电单体44之间。当注意力聚焦在蓄电单体44A上时，树脂部件45A被设置在蓄电单体44A的主表面52侧上，并且树脂部件45B被设置在蓄电单体44A的主表面53侧上。注意，树脂部件45A和树脂部件45B具有基本上相同的构造。
树脂部件45A、45B包括主板60、底板61、多个侧板62和多个顶板63。主板60被设置在主表面52上。底板61在主板60的下侧处形成，并且底板61在下表面51上形成。侧板62被设置在侧表面54和55上，并且顶板63被设置在上表面50上。
在树脂部件45A和树脂部件45B被附接到蓄电单体44时，蓄电单体44的下表面51、主表面52和53和侧表面54和55被树脂部件45A和45B覆盖。
图6示出了加热器48和挤压部件49及其周围的构件的截面。图6示出垂直于车辆宽度方向W的截面。
由树脂等形成的基础部件21被设置在下盖42的上表面上。基础部件21包括基板22和凸起23。基板22是设置在下盖42的上表面上的板形部件，并且凸起23被形成为从基板22向上凸出。挤压部件49被设置在凸起23的上表面上，并且挤压部件49由例如弹性部件(诸如树脂或者海绵)形成。挤压部件49朝向蓄电模块41的下表面挤压加热器48。具体地，加热器48被压靠在树脂部件45的底板61上。
图7是加热器48的概略透视图。加热器48包括基础材料65和加热丝66。
基础材料65被形成为在车辆宽度方向W上伸长，并且基础材料65由例如无纺布等形成。加热丝66在基础材料65的上表面上形成，并且例如加热丝66被缝合在基础材料65的上表面上。加热丝66在车辆宽度方向W上从基础材料65的一端到另一端形成。加热丝66被连接到辅助电池8。
基础材料65包括主体部分67和缠绕部分68。主体部分67被形成为在车辆宽度方向W上伸长。主体部分67包括端部边70和71与长边72和73。端部边70和71位于在车辆宽度方向W上的端部处，并且长边72和73延伸以连接端表面70和端表面71。
缠绕部分68在长边72处形成。例如，缠绕部分68在长边72的中心处形成。
图8是缠绕部分68的透视图，并且图9是被展开的缠绕部分68的透视图。
参考图9，基础材料65包括主体部分67和引出部分75，并且引出部分75被形成为从长边72的中心延伸。加热丝66还在引出部分75的上表面上形成。换言之，加热丝66包括位于引出部分75的上表面上的加热器引出线76。传感器25被设置在引出部分75的上表面上，并且传感器25被胶合或者缝合。
通过将引出部分75的前边缘侧缝合在引出部分75的上表面上形成缠绕部分68，并且缠绕部分68被成形为管状。引出部分75的上表面是缠绕部分68的内表面，并且加热器引出线76被设置在缠绕部分68的内周向表面上。缠绕部分68被形成为包围传感器25，并且缠绕部分68的内周向表面与传感器25的外周向表面相接触。加热器引出线76在缠绕部分68的内周向表面上形成，并且传感器25与加热丝66相接触。
在电池加热器9的驱动期间，ECU 11基于从传感器25输出的值计算电池加热器9的温度。当ECU 11确定计算温度低于规定温度时，ECU 11确定电池加热器9存在故障。例如，当加热丝66断裂时，从传感器25输出的值小，并且因而，ECU 11能够检测电池加热器9的故障。
当电池加热器9不被驱动时，传感器25也被驱动。传感器25测量环境温度并且将测量结果传输到ECU 11。ECU 11基于从传感器25输出的值获取蓄电装置2中的温度。例如，ECU11在计算蓄电装置2的SOC时使用蓄电装置2中的温度。
参考图6，基础材料65的主体部分67被保持在蓄电模块41的下表面和挤压部件49之间。
缠绕部分68被从蓄电模块41的下表面和挤压部件49之间抽出。缠绕部分68和传感器25因而被设置在从蓄电模块41隔开的位置处。
在用来自充电插头20的电力对蓄电装置2充电时，电力被供应到加热丝66。加热丝66位于缠绕部分68的内周向表面上，并且传感器25测量加热丝66的温度。
在这种情况下，传感器25被设置在从蓄电模块41隔开的位置处。因此，在测量加热丝66的温度时，抑制了传感器25受到蓄电模块41热影响，因而准确地测量加热丝66的温度。这便于检测加热丝66的断裂等。
当加热器48不被驱动并且无任何电流流过加热丝66时，传感器25也被驱动。具体地，传感器25测量蓄电装置2中的环境温度并且将测量温度传输到ECU 11。
在这种情况下，传感器25和缠绕部分68从它们的周围部件(诸如蓄电模块41和基础部件21)隔开地定位。因而，在测量蓄电装置2中的环境温度时，抑制了传感器25和缠绕部分68受到周围部件热影响，从而导致对蓄电装置2中的环境温度的准确测量。
ECU 11基于包括分开地获取的蓄电装置2中的环境温度和蓄电单体44的温度的信息，估计蓄电单体44的SOC。传感器25能够准确地测量蓄电装置2中的环境温度，从而导致蓄电单体44的SOC的提高的估计准确度。
传感器25的周向表面被缠绕部分68覆盖。因而，即使当蓄电装置2由于车辆1的行驶而振动时，也能够抑制传感器25直接地接触它的周围部件，因而减轻对传感器25的损坏。
当车辆1是混合动力车辆时，排气管道可以被设置成靠近容纳外壳40的侧表面。在这种情形中，排气可以流动通过排气管道以升高排气管道的温度，并且因此，容纳外壳40的侧表面可以局部地具有高温。
缠绕部分68被设置在主体部分67在车辆宽度方向W上的中心处，并且被设置在蓄电装置2在车辆宽度方向W上的中心处。因而，即使当容纳外壳40的侧表面局部地具有高温时，也抑制了缠绕部分68直接地受到局部-高-温部分热影响。换言之，传感器25能够测量容纳外壳40中的平均温度。
在以上实施例中，引出部分75(传感器25附接到引出部分75)被缠绕以形成缠绕部分68，并且缠绕部分68是引出部分75。换言之，缠绕部分68只是一种形式的引出部分75，并且引出部分75可以不被缠绕，并且传感器25可以被附接到不被缠绕的引出部分75。
还在此情形中，传感器25从蓄电模块41和基础部件21隔开。在测量加热器引出线76的温度和容纳外壳40的温度时，能够抑制传感器25直接地受到外部部件(诸如蓄电模块41)热影响。
虽然已经描述并且详细示意了本公开，但是应该清楚地理解的是，本公开仅仅通过示意和实例给出并且不被理解为限制，本公开的范围由所附权利要求的术语来解释。

Claims (3)

1.一种蓄电装置，包括：
至少一个蓄电单体；
加热器，所述加热器使所述至少一个蓄电单体的温度升高；
挤压部件，所述挤压部件将所述加热器压靠在所述至少一个蓄电单体上；以及
传感器，所述传感器被设置在所述加热器中，其中
所述加热器包括基础材料和设置在所述基础材料上的加热丝，
所述基础材料包括从所述挤压部件和所述至少一个蓄电单体之间抽出的引出部分，
所述加热丝包括在所述引出部分上形成的加热器引出线，并且
所述传感器被设置在所述加热器引出线上。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，所述引出部分被形成为包围所述传感器。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，还包括：
容纳外壳，所述容纳外壳容纳所述至少一个蓄电单体、所述挤压部件、所述加热器和所述传感器；以及
控制器，所述控制器控制所述加热器和所述传感器的驱动，
其中，当所述加热器的驱动停止时，所述控制器从所述传感器获取信号来作为指示所述容纳外壳中的温度的信息。
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