CN111942181B - 车辆用电池单元的冷却结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种车辆用电池单元的冷却结构，其能够保护供给配管及排出配管免受车辆侧面碰撞时的载荷的影响，同时能够提高电池壳体内的空间效率。收容于电池壳体(62)且从电池壳体的外部向电池冷却部(63)导入冷却介质的供给配管(65)具备：第一供给配管部(651)，其通过位于一方侧的电池模块(61)与电连接箱(64)之间；以及第二供给配管部(652)，其通过两个电池模块之间。收容于电池壳体且从电池冷却部向电池壳体的外部排出冷却介质的排出配管(66)具备：第一排出配管部(661)，其通过位于另一方侧的电池模块与电连接箱之间；以及第二排出配管部(662)，其通过两个电池模块之间。

Description

车辆用电池单元的冷却结构
技术领域
本发明涉及一种搭载于电动车辆等中的车辆用电池单元的冷却结构。
背景技术
专利文献1中记载了一种电池封装体，其将多个电池模块收容于壳体的内部，且在壳体的下方配置冷却模块。该冷却模块具备：电池冷却部，其在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；供给配管，其车宽方向上位于一方侧，且向电池冷却部导入冷却介质；以及排出配管，其在车宽方向上位于另一方侧，且从电池冷却部排出冷却介质。
在先技术文献
专利文献1：日本专利第6064730号公报
但是，在专利文献1所记载的电池封装体中，由于冷却模块配置在壳体的外部，因此在冷却效率方面存在改善的余地。另一方面，若将冷却模块配置在壳体的内部，则收容电池模块的空间可能会变窄。另外，在车辆用电池单元中，有可能施加车辆侧面碰撞时的载荷，且需要保护供给配管及排出配管免受车辆侧面碰撞时的载荷的影响。
发明内容
本发明提供一种车辆用电池单元的冷却结构，其能够保护供给配管及排出配管免受车辆侧面碰撞时的载荷的影响，同时能够提高电池壳体内的空间效率。
本发明是一种车辆用电池单元的冷却结构，其具备：
至少两个电池模块，它们沿车宽方向排列配置；
电池冷却部，其在铅垂方向上配置于所述至少两个电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
电连接箱，其在前后方向上配置于所述至少两个电池模块的一方侧；
电池壳体，其收容所述至少两个电池模块、所述电池冷却部、及所述电连接箱；
供给配管，其收容于所述电池壳体，且从所述电池壳体的外部向所述电池冷却部导入冷却介质；
排出配管，其收容于所述电池壳体，且从所述电池冷却部向所述电池壳体的外部排出所述冷却介质；
其中，
所述供给配管具备：
第一供给配管部，其通过所述至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于一方侧的电池模块与所述电连接箱之间；以及第二供给配管部，其通过所述至少两个电池模块之间，
所述排出配管具备：
第一排出配管部，其通过所述至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于另一方侧的电池模块与所述电连接箱之间；以及第二排出配管部，其通过所述至少两个电池模块之间。
发明效果
根据本发明，通过将供给配管及排出配管配置于电池单元的靠车宽方向中心的位置，不仅能够保护供给配管及排出配管免受车辆侧面碰撞时的载荷的影响，而且能够提高电池壳体内的空间效率。
附图说明
图1是表示搭载有本发明的一实施方式的车辆用电池单元的车辆的整体结构的概略侧视图。
图2是表示图1的车辆的地板下方结构的俯视图。
图3是表示图1的车辆用电池单元的冷却结构的俯视图。
图4是图1的车辆用电池单元的立体图。
图5是图1的车辆用电池单元的俯视图。
附图标记说明：
51 左侧梁；
52 右侧梁；
54 第一加强部件；
55 第二加强部件；
60 电池单元；
61 电池模块；
61L 左电池模块(在车宽方向上位于一方侧的电池模块)；
61R 右电池模块(在车宽方向上位于另一方侧的电池模块)；
62 电池壳体；
81 底面部；
82 侧壁部；
82L 左侧壁部；
82R 右侧壁部；
82F 前壁部(第一侧壁部)；
82FL 左倾斜壁部(第一倾斜壁部)；
82FR 右倾斜壁部(第二倾斜壁部)；
83 凸缘部(第一凸缘部、第二凸缘部)；
63 电池冷却部；
64 电连接箱；
65 供给配管；
651 第一供给配管部；
652 第二供给配管部；
66 排出配管；
661 第一排出配管部；
662 第二排出配管部；
71 外侧供给配管(第一外侧配管)；
72 外侧排出配管(第二外侧配管)。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的车辆用电池单元的冷却结构的一实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿附图标记的朝向观察，在以下说明中，前后、左右、上下根据从车辆的操纵者观察的方向进行记载，另外，在附图中，将车辆的前方示为Fr，将后方示为Rr，将左侧示为L，将右侧示为R，将上方示为U，将下方示为D。
[车辆]
如图1及图2所示，本发明的一实施方式的车辆1通过地板2和前围板3划分形成车室10和其前方的前室20。在车室10中设置有前部座位11及后部座位12。在后部座位12的后方的地板2的下方设置有驱动装置单元30。驱动装置单元30驱动左右后轮5。即，该车辆1将左右后轮5作为驱动轮，将左右前轮4作为从动轮。
在车室10的下方配置有电池单元60。电池单元60将多个电池模块61收容于电池壳体62而构成，且配置于车室10中的地板2的下方。
车架50包括沿前后方向延伸设置的左右一对侧梁51，52、以及沿左右方向延伸设置且将侧梁51、52之间进行连结的多个横梁53。
驱动装置单元30具备电动机、作为对电动机进行控制的电动机控制装置的PCU(Power Control Unit)、以及将电动机的动力传递至后轮5的动力传递机构。
在前室20中设置有用于对电池单元60等进行冷却的冷却装置70。冷却装置70具备设置于车辆1的最前面的散热器。冷却装置70和电池单元60借助外侧供给配管71及外侧排出配管72而被连接。需要说明的是，在外侧供给配管71或外侧排出配管72中设置有未图示的电动泵。
[电池单元]
接着，参照图3～图5对作为本发明的主要部分的电池单元60及其冷却结构进行说明。
电池单元60具备：多个电池模块61；电池冷却部63，其对电池模块61进行冷却；电连接箱64，其配置在电池模块61的前侧；供给配管65，其从电池壳体62的外部向电池冷却部63导入冷却介质；排出配管66，其从电池冷却部63向电池壳体62的外部排出冷却介质；以及电池壳体62，其收容电池模块61、电池冷却部63、电连接箱64、供给配管65及排出配管66。
[电池模块]
多个电池模块61在电池壳体62内沿前后方向及左右方向排列配置。本实施方式的电池单元60具备合计十二个电池模块61，该电池模块61在前后方向上排列六列，在左右方向上排列两排。在以下说明中，有时将位于左侧的六个电池模块61分别称为左电池模块61L，将位于右侧的六个电池模块61分别称为右电池模块61R。
[电池冷却部]
电池冷却部63配置在电池模块61的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路。在本实施方式的电池单元60中，一个电池冷却部63对在左右方向上排列的两个电池模块61进行冷却，因此设置有在前后方向上排列的六个电池冷却部63。
电池冷却部63具备：左右排列的一对冷却部主体631，它们配置在左右排列的一对电池模块61的下方；以及配管连接部632，其设置在左右排列的一对冷却部主体631之间，且连接于供给配管65及排出配管66。当将冷却介质从供给配管65供给到配管连接部632时，被供给的冷却介质通过在冷却部主体631的内部形成的冷却介质通路之后，从配管连接部632向排出配管66排出。
[电连接箱]
电连接箱64收容将电池电力的导电路径进行断开和接合的接触器、对电池电力的电流进行检测的电流传感器、以及对电池模块61的接地进行检测的接地检测电路等。本实施方式的电连接箱64在位于最前列且左右排列的一对电池模块61的前侧配置，电连接箱64的左端位于比左电池模块61L的左端靠内侧的位置，电连接箱64的右端位于比右电池模块61R的右端靠内侧的位置。
[电池壳体]
电池壳体62具备：壳体主体80，其收容电池模块61、电池冷却部63、电连接箱64、供给配管65及排出配管66；以及壳体盖部90，其覆盖壳体主体80的上部开口。
壳体主体80具备底面部81、从底面部81的外缘立起的侧壁部82、以及从侧壁部82的上端向外侧延伸的凸缘部83。侧壁部82具备在左右方向上对置的左侧壁部82L及右侧壁部82R、位于电连接箱64的前侧的前壁部82F、将前壁部82F与左侧壁部82L进行连结的左倾斜壁部82FL、将前壁部82F与右侧壁部82R进行连结的右倾斜壁部82FR、以及将左侧壁部82L及右侧壁部82R的后端进行连结的后侧壁部82B。左倾斜壁部82FL及右倾斜壁部82FR以左右宽度随着从前壁部82F趋向后侧而变宽的方式对置。然后，电连接箱64收容于左右被左倾斜壁部82FL及右倾斜壁部82FR夹着的空间中，电池模块61收容于左右被左侧壁部82L及右侧壁部82R夹着的空间中。
壳体盖部90具备覆盖壳体主体80的上部开口的盖主体部91、以及从盖主体部91的周缘向外侧延伸的凸缘部92。凸缘部92与壳体主体80的凸缘部83重叠，且借助多个螺栓而被紧同。
[供给配管及排出配管]
供给配管65具备：第一供给配管部651，其通过电连接箱64与位于最前列的左电池模块61L之间；以及第二供给配管部652，其通过左右电池模块61之间。排出配管66具备：第一排出配管部661，其通过电连接箱64与位于最前列的右电池模块61R之间；以及第二排出配管部662，其通过左右电池模块61之间。
根据这种供给配管65及排出配管66的配置，通过将供给配管65及排出配管66配置于电池单元60的靠车宽方向中心的位置，不仅能够保护供给配管65及排出配管66免受车辆侧面碰撞时的载荷的影响，而且能够提高电池壳体62内的空间效率。
尤其，第一供给配管部651配置在电连接箱64与位于左侧的左电池模块61L之间，第一排出配管部661配置在电连接箱64与位于右侧的右电池模块61R之间。换言之，第一供给配管部651及第一排出配管部661彼此沿相反方向配置。因此，能够更加提高电池壳体62内的空间效率。
另外，供给配管65及排出配管66配置在比电池模块61的上表面及电连接箱64的上表面低的位置。由此，能够抑制电池单元60的高度。
另外，供给配管65及排出配管66以高度大致恒定的方式配置。这样，能够抑制空气积存在配管内，因此无需设置通气机构，能够简化结构。
另外，供给配管65的外侧配管连接部653结合于电池壳体62的左倾斜壁部82FL，排出配管66的外侧配管连接部663结合于电池壳体62的右倾斜壁部82FR。这样，在侧面碰撞时，载荷在施加于配管65、66的外侧配管连接部653、663之前，先施加于左侧壁部82L或右侧壁部82R，因此能够保护配管65、66的外侧配管连接部653、663。
[外侧供给配管及外侧排出配管]
供给配管65的外侧配管连接部653配置在电池壳体62的外部，且连接于沿着左倾斜壁部82FL延伸的外侧供给配管71。排出配管66的外侧配管连接部663配置在电池壳体62的外部，且连接于沿着右倾斜壁部82FR延伸的外侧排出配管72。这样，外侧供给配管71沿着左倾斜壁部82FL延伸，并且外侧排出配管72沿着右倾斜壁部82FR延伸，因此在侧面碰撞时，还能够保护外侧供给配管71及外侧排出配管72。
外侧供给配管71及外侧排出配管72中的、至少沿着左倾斜壁部82FL或右倾斜壁部82FR延伸的部分配置在电池壳体62的凸缘部83、92的下方、且比凸缘部83、92的外缘部靠内侧的位置。这样，在侧面碰撞时，能够更适当地保护外侧供给配管71及外侧排出配管72。
[加强部件]
另外，如图2所示，在左侧梁51与电池壳体62的左倾斜壁部82FL之间设置有在俯视下大致呈三角形状的左加强部件54，在右侧梁52与电池壳体62的右倾斜壁部82FR之间设置有在俯视下大致呈三角形状的右加强部件55。这样，在侧面碰撞时，能够更适当地保护外侧供给配管71及外侧排出配管72。
需要说明的是，上述实施方式能够适当进行变形、改良等。
例如，在上述实施方式中，将供给配管65配置在左侧，将排出配管66配置在右侧，但也可以将供给配管65配置在右侧，将排出配管66配置在左侧。另外，在上述实施方式中，在电池模块61的前侧配置电连接箱64，但也可以将电连接箱64配置在电池模块61的后侧。
在本说明书中至少记载了以下事项。需要说明的是，尽管在括弧内示出了上述实施方式中的相应构成要素等，但并不限定于此。
(1)一种车辆用电池单元(电池单元60)的冷却结构，其具备：
至少两个电池模块(电池模块61)，它们沿车宽方向排列配置；
电池冷却部(电池冷却部63)，其在铅垂方向上配置于所述至少两个电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
电连接箱(电连接箱64)，其在前后方向上配置于所述至少两个电池模块的一方侧；
电池壳体(电池壳体62)，其收容所述至少两个电池模块、所述电池冷却部、及所述电连接箱；
供给配管(供给配管65)，其收容于所述电池壳体，且从所述电池壳体的外部向所述电池冷却部导入冷却介质；
排出配管(排出配管66)，其收容于所述电池壳体，且从所述电池冷却部向所述电池壳体的外部排出所述冷却介质；
其中，
所述供给配管具备：
第一供给配管部(第一供给配管部651)，其通过所述至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于一方侧的电池模块(左电池模块61L)与所述电连接箱之间；以及第二供给配管部(第二供给配管部652)，其通过所述至少两个电池模块之间，
所述排出配管具备：
第一排出配管部(第一排出配管部661)，其通过所述至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于另一方侧的电池模块(右电池模块61R)与所述电连接箱之间；以及第二排出配管部(第二排出配管部662)，其通过所述至少两个电池模块之间。
根据(1)，供给配管具备：第一供给配管部，其通过电连接箱与至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于一方侧的电池模块之间；以及第二供给配管部，其通过至少两个电池模块之间，并且排出配管具备：第一排出配管部，其通过电连接箱与至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于另一方侧的电池模块之间；以及第二排出配管部，其通过至少两个电池模块之间，因此通过将供给配管及排出配管配置于电池单元的靠车宽方向中心的位置，能够保护供给配管及排出配管免受车辆侧面碰撞时的载荷的影响。另外，由于第一供给配管部及第一排出配管部彼此沿相反方向配置，因此能够提高电池壳体内的空间效率。
(2)根据(1)所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给配管及所述排出配管配置在比所述至少两个电池模块的上表面及所述电连接箱的上表面低的位置。
根据(2)，供给配管及排出配管配置在比至少两个电池模块的上表面及电连接箱的上表面低的位置，因此能够抑制电池单元的高度。
(3)根据(1)或(2)所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述电池壳体具有底面部(底面部81)、以及从该底面部的外缘立起的侧壁部(侧壁部82)，
所述侧壁部具备：
左侧壁部(左侧壁部82L)及右侧壁部(右侧壁部82R)，它们在所述车宽方向上对置；
第一侧壁部(前壁部82F)，其在所述前后方向上位于所述电连接箱的所述一方侧；
第一倾斜壁部(左倾斜壁部82FL)，其连结所述第一侧壁部与所述左侧壁部；以及
第二倾斜壁部(右倾斜壁部82FR)，其连结所述第一侧壁部与所述右侧壁部，
所述第一倾斜壁部及所述第二倾斜壁部以在所述车宽方向上随着在所述前后方向上从所述第一侧壁部趋向另一方侧而变宽的方式对置配置，
所述供给配管及所述排出配管中的一方结合于所述第一倾斜壁部，
所述供给配管及所述排出配管中的另一方结合于所述第二倾斜壁部。
根据(3)，供给配管及所述排出配管中的一方结合于第一倾斜壁部，并且供给配管及排出配管中的另一方结合于第二倾斜壁部，因此在侧面碰撞时，载荷在施加于配管的结合部之前，先施加于左侧壁部或右侧壁部，从而能够保护配管的结合部。
(4)根据(3)所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给配管及所述排出配管中的一方(供给配管65)配置在所述电池壳体的外部，且连接于沿着所述第一倾斜壁部延伸的第一外侧配管(外侧供给配管71)，
所述供给配管及所述排出配管中的另一方(排出配管66)配置在所述电池壳体的外部，且连接于沿着所述第二倾斜壁部延伸的第二外侧配管(外侧排出配管72)。
根据(4)，第一外侧配管沿着第一倾斜壁部延伸，并且第二外侧配管沿着第二倾斜壁部延伸，因此在侧面碰撞时，还能够保护第一外侧配管及第二外侧配管。
(5)根据(4)所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
在所述第一倾斜壁部上设置有第一凸缘部(凸缘部83)，
在所述第二倾斜壁部上设置有第二凸缘部(凸缘部83)，
所述第一外侧配管配置在所述第一凸缘部的下方且比所述第一凸缘部的外缘部靠内侧的位置，
所述第二外侧配管配置在所述第二凸缘部的下方且比所述第二凸缘部的外缘部靠内侧的位置。
根据(5)，第一外侧配管配置在第一凸缘部的下方且比第一凸缘部的外缘部靠内侧的位置，并且第二外侧配管配置在第二凸缘部的下方且比第二凸缘部的外缘部靠内侧的位置，因此在侧面碰撞时，能够更适当地保护第一外侧配管及第二外侧配管。
(6)根据(3)至(5)中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
在左侧梁(左侧梁51)与所述第一倾斜壁部之间设置有第一加强部件(第一加强部件54)，
在右侧梁(右侧梁52)与所述第二倾斜壁部之间设置有第二加强部件(第二加强部件55)。
根据(6)，在左侧梁与第一倾斜壁部之间设置有第一加强部件，因此能够更适当地保护第一外侧配管，并且在右侧梁与第二倾斜壁部之间设置有第二加强部件，因此能够更适当地保护第二外侧配管。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给配管及所述排出配管以高度大致恒定的方式配置。
根据(7)，通过供给配管及排出配管以高度大致恒定的方式配置，能够抑制空气积存在配管内。由此，无需设置通气机构，能够简化结构。

Claims (7)

1.一种车辆用电池单元的冷却结构，其具备：
至少两个电池模块，它们沿车宽方向排列配置；
电池冷却部，其在铅垂方向上配置于所述至少两个电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
电连接箱，其在前后方向上配置于所述至少两个电池模块的一方侧；
电池壳体，其收容所述至少两个电池模块、所述电池冷却部、及所述电连接箱；
供给配管，其收容于所述电池壳体，且从所述电池壳体的外部向所述电池冷却部导入冷却介质；
排出配管，其收容于所述电池壳体，且从所述电池冷却部向所述电池壳体的外部排出所述冷却介质；
其中，
所述供给配管具备：
第一供给配管部，其通过所述至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于一方侧的电池模块与所述电连接箱之间；以及第二供给配管部，其通过所述至少两个电池模块之间，
所述排出配管具备：
第一排出配管部，其通过所述至少两个电池模块中的在所述车宽方向上位于另一方侧的电池模块与所述电连接箱之间；以及第二排出配管部，其通过所述至少两个电池模块之间。
2.根据权利要求1所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给配管及所述排出配管配置在比所述至少两个电池模块的上表面及所述电连接箱的上表面低的位置。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述电池壳体具有底面部、以及从该底面部的外缘立起的侧壁部，
所述侧壁部具备：
左侧壁部及右侧壁部，它们在所述车宽方向上对置；
第一侧壁部，其在所述前后方向上位于所述电连接箱的所述一方侧；
第一倾斜壁部，其连结所述第一侧壁部与所述左侧壁部；以及
第二倾斜壁部，其连结所述第一侧壁部与所述右侧壁部，
所述第一倾斜壁部及所述第二倾斜壁部以在所述车宽方向上随着在所述前后方向上从所述第一侧壁部趋向另一方侧而变宽的方式对置配置，
所述供给配管及所述排出配管中的一方结合于所述第一倾斜壁部，
所述供给配管及所述排出配管中的另一方结合于所述第二倾斜壁部。
4.根据权利要求3所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给配管及所述排出配管中的一方配置在所述电池壳体的外部，且连接于沿着所述第一倾斜壁部延伸的第一外侧配管，
所述供给配管及所述排出配管中的另一方配置在所述电池壳体的外部，且连接于沿着所述第二倾斜壁部延伸的第二外侧配管。
5.根据权利要求4所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
在所述第一倾斜壁部上设置有第一凸缘部，
在所述第二倾斜壁部上设置有第二凸缘部，
所述第一外侧配管配置在所述第一凸缘部的下方且比所述第一凸缘部的外缘部靠内侧的位置，
所述第二外侧配管配置在所述第二凸缘部的下方且比所述第二凸缘部的外缘部靠内侧的位置。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
在左侧梁与所述第一倾斜壁部之间设置有第一加强部件，
在右侧梁与所述第二倾斜壁部之间设置有第二加强部件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给配管及所述排出配管以高度大致恒定的方式配置。
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