CN111952493A - 车辆用电池单元 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够防止高电压部被浸水的车辆用电池单元。电池单元(60)具备：多个电池模块(61)；电池冷却部(63)；供给配管(65)，其向电池冷却部(63)导入冷却介质；排出配管(66)，其从电池冷却部(63)排出冷却介质；电压检测线(71)，其从多个电池模块(61)延伸；电池控制装置(67)，其与电压检测线(71)连接，且配置于多个电池模块(61)的上方；以及电池壳体(62)，其收容它们。供给配管(65)及排出配管(66)配置于比电池单体端子(211)及多个电池模块(61)的输出端子(132)靠下方的位置，并且被配管罩(68)覆盖，电压检测线(71)配置于配管罩(68)的上方。

Description

车辆用电池单元
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。
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有冷却模块。
在先技术文献
专利文献1：日本专利第6064730号公报
在专利文献1所记载的电池封装体中，由于冷却模块配置于壳体的外部，因此在冷却效率方面存在改善的余地。另一方面，当将冷却模块配置于壳体的内部时，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，需要防止液体浸入壳体的内部，假设在液体浸入到壳体的内部的情况下，或者在从壳体的内部的冷却模块泄露了液体的情况下，也需要防止高电压部被浸水。
发明内容
本发明提供一种能够防止高电压部被浸水的车辆用电池单元。
本发明是一种车辆用电池单元，其具备：
多个电池模块，它们通过层叠在上部具有电池单体端子的多个电池单体而构成；
电池冷却部，其配置于所述多个电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
供给配管，其向所述电池冷却部导入冷却介质；
排出配管，其从所述电池冷却部排出所述冷却介质；
电压检测线，其从所述多个电池模块延伸；
电池控制装置，其与该电压检测线连接，且配置于所述多个电池模块的上方；以及
电池壳体，其收容所述多个电池模块、所述电池冷却部、所述供给配管、所述排出配管、所述电压检测线及所述电池控制装置，
其中，
所述供给配管及所述排出配管配置于比所述电池单体端子及所述多个电池模块的输出端子靠下方的位置，并且被配管罩覆盖，
所述电压检测线配置于所述配管罩的上方。
发明效果
根据本发明，假设在液体浸入到壳体的内部的情况下，或者在从壳体的内部的冷却模块泄露了液体的情况下，也能够防止高电压部被浸水。
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是图1的车辆用电池单元的立体图。
图4是卸下壳体盖部的图1的车辆用电池单元的俯视图。
图5是表示图1的车辆用电池单元的冷却结构的俯视图。
图6是表示设置有配管罩的图5的车辆用电池单元的冷却结构的立体图。
图7是线缆单元的立体图。
图8是图2的A-A线剖视图。
图9是图2的B-B线剖视图。
图10是图4的C部分的放大图。
图11是图10的D-D线剖视图。
图12是电池模块的立体图。
图13是图12的电池模块的分解立体图。
附图标记说明：
60 电池单元；
61 电池模块；
62 电池壳体；
63 电池冷却部；
65 供给配管；
66 排出配管；
67 电池控制装置；
68 配管罩；
68a 贯通孔；
70 线缆单元；
70g 卡合爪；
71 电压检测线；
80 壳体主体；
84 横梁；
84e 卡止片；
90 壳体盖部(罩)；
93 隆起部；
101 电池单体；
102 电池单体层叠体；
123 端板(终端部件)；
132 输出端子；
211 电池单体端子；
MF 接合面。
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，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以及沿车宽方向(以下，称为左右方向。)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7。冷却装置7具备设置于车辆1的最前面的散热器。冷却装置7和电池单元60借助外侧供给配管8及外侧排出配管9而被连接。需要说明的是，在外侧供给配管8或外侧排出配管9中设置有未图示的电动泵。
[电池单元]
如图4及图5所示，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，其配置于电池模块61的前侧；电池控制装置67，其控制多个电池模块61；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、电池控制装置67、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在前后方向上排列有六列，在左右方向上排列有两排。
如图12及图13所示，电池模块61具备：电池单体层叠体102，其层叠多个电池单体101而构成；多个母线103，它们将配置于电池单体层叠体102的上表面侧的电池单体101的电池单体端子211串联电连接；母线板104，其保持多个母线103；多个电压检测线71，它们配置于母线板104的上表面侧，且用于对各电池单体101的电压进行检测；以及顶罩106，其配置于母线板104的上表面侧，且覆盖电池单体101的电池单体端子211、母线103。
电池单体层叠体102将多个电池单体101和多个绝缘板122在层叠方向上交替地层叠而构成。电池单体层叠体102具备在层叠方向上配置于电池单体层叠体102的两端部的一对端板123、将一对端板123进行连结的一对侧框架124以及配置于电池单体层叠体102的下表面的下板125。另外，在一对端板123的上表面设置有用于在电池模块61与外部的电气设备之间收发电力的输出端子132。
返回到图4，各电池模块61具有长方体形状，且在俯视下以长边方向(层叠方向)朝向左右方向、短边方向朝向前后方向的方式配置。用于对构成电池模块61的各电池单体的电压进行检测的电压检测线71从各电池模块61朝向左右方向上的电池壳体62的中央部延伸。另外，从各电池模块61延伸的电压检测线71可以与对电池模块61的温度进行检测的至少一条温度检测线一起汇总。从各电池模块61延伸的电压检测线71借助连接器76与在左右方向上相邻的两个电池模块61之间配置的在后面叙述的线缆单元70连接。
[电池冷却部]
如图5所示，电池冷却部63配置于电池模块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，它们配置于左右排列的一对电池模块61的下方；以及配管连接部632，其设置于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的左端位于比左侧的电池模块61的左端靠内侧的位置，电连接箱64的右端位于比右侧的电池模块61的右端靠内侧的位置。
[电池壳体]
如图3～图5所示，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。
在壳体主体80中，三根横梁84在前后方向上分开并沿左右方向延伸设置。在左右方向上，横梁84的高度在中央变低。当将三根横梁84从前方依次设为第一横梁84F、第二横梁84M及第三横梁84B时，在前后方向上，在壳体主体80的前壁部82F与第一横梁84F之间配置有电连接箱64及最前列的电池模块61，在第一横梁84F与第二横梁84M之间配置有第二列及第三列的电池模块61，在第二横梁84M与第三横梁84B之间配置有第四列及第五列的电池模块61，在第三横梁84B与壳体主体80的后侧壁部82B之间配置有第六列的电池模块61。
如图3所示，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，隔着未图示的密封件被多个螺栓紧固。
如图8及图9所示，壳体主体80与壳体盖部90的接合面MF在铅垂方向上位于比电池单体端子211、输出端子132、电池控制装置67及电压检测线71靠下方的位置。因此，即使伴随密封件的破坏而从外部浸入水，高电压部也不易被浸水。
[供给配管及排出配管]
如图5及图6所示，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。
供给配管65及排出配管66配置于比各电池模块61的电池单体端子211及多个电池模块的输出端子132靠下方(在铅垂方向上低的位置)的位置，并且被配管罩68覆盖。供给配管65及排出配管66配置于比电池单体端子211及电池模块的输出端子132靠下方的位置，因此电池单体端子211及电池模块的输出端子132不易被浸水。
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。
[线缆单元]
如图4及图7所示，线缆单元70由从各电池模块61延伸的电压检测线71和从电连接箱64延伸的信号线72汇集而成，其配置于在左右方向上相邻的两个电池模块61之间且在配管罩68的上方沿前后方向延伸设置。电压检测线71借助相对于电池控制装置67位于后侧的九个电压检测用连接器73连接于电池控制装置67。另一方面，信号线72借助位于前侧的六个电源供给用连接器74连接于电池控制装置67。通过将电压检测线71及信号线72集合化而形成线缆单元70，从而提高配线类的操作性。另外，包括电压检测线71的线缆单元70配置于配管罩68的上方，因此空间效率高且电压检测线71也不易被浸水。由此，在电池壳体62的内部成为高电压的高电压部不易被浸水。
在此，对配管罩68进一步具体地进行说明。
配管罩68由截面大致为U字形状的板材构成，如上所述，从上方覆盖供给配管65及排出配管66，并且在其上部配置线缆单元70。配管罩68从电连接箱64的后侧跨过三根横梁84延伸至电池壳体62的后侧壁部82B。如图10所示，在各横梁84上设置有向上方突出的卡止片84e，配管罩68及线缆单元70固定于横梁84的卡止片84e。即，在配管罩68上，供卡止片84e贯通的贯通孔68a设置于沿横梁84的上表面延伸的罩凸缘68f，如图11所示，在线缆单元70上设置与在卡止片84e上设置的卡止孔84h进行卡合的卡合爪70g。由此，配管罩68及线缆单元70可靠地固定于横梁84上，防止配管罩68及线缆单元70相对偏移。
[电池控制装置]
电池控制装置67是对多个电池模块61进行控制的电池ECU，左右设置有一对。电池控制装置67被分别架设在第一横梁84F与第二横梁84M之间的一对支架85支承，并配置于第二列及第三列的电池模块61的上方。通过利用横梁84来固定电池控制装置67，能够稳定地保持电池控制装置67。
如图1～图3所示，在壳体盖部90的盖主体部91中，在俯视下与左右一对电池控制装置67对应的位置设置有向上方凸出的隆起部93。如图8所示，电池控制装置67的至少一部分在铅垂方向上与隆起部93相重叠。由此，设置于壳体盖部90的隆起部93积存空气而电池控制装置67不易被浸水。需要说明的是，如图1所示，该隆起部93在前后方向上位于在车室内配置的前部座位11的座椅轨道13之间。因此，能够有效地利用座椅下的空间。
如图4及图8所示，在电池控制装置67中，在电池控制装置67的前表面67F沿左右方向排列配置有连接有从电连接箱64延伸的信号线72的第一连接器C1，在电池控制装置67的后表面67B沿左右方向排列配置有连接有从多个电池模块61延伸的电压检测线71的第二连接器C2。
在第一连接器C1上连接有作为汇集于线缆单元70的信号线72的连接部的电源供给用连接器74，在第二连接器C2上连接有作为汇集于线缆单元70的电压检测线71的连接部的电压检测用连接器73。
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，配管罩68由截面大致为U字形状的板材构成，但并不限于此，只要从上方覆盖供给配管65及排出配管66即可，能够采用任意的形状。
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)，其具备：
多个电池模块(电池模块61)，它们通过层叠在上部具有电池单体端子(电池单体端子211)的多个电池单体(电池单体101)而构成；
电池冷却部(电池冷却部63)，其配置于所述多个电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
供给配管(供给配管65)，其向所述电池冷却部导入冷却介质；
排出配管(排出配管66)，其从所述电池冷却部排出所述冷却介质；
电压检测线(电压检测线71)，其从所述多个电池模块延伸；
电池控制装置(电池控制装置67)，其与该电压检测线连接，且配置于所述多个电池模块的上方；以及
电池壳体(电池壳体62)，其收容所述多个电池模块、所述电池冷却部、所述供给配管、所述排出配管、所述电压检测线及所述电池控制装置，
其中，
所述供给配管及所述排出配管配置于比所述电池单体端子及所述多个电池模块的输出端子(输出端子132)靠下方的位置，并且被配管罩(配管罩68)覆盖，
所述电压检测线配置于所述配管罩的上方。
根据(1)，供给配管及排出配管配置于比电池单体端子及电池模块的输出端子靠下方的位置，因此电池单体端子及电池模块的输出端子不易被浸水。另外，供给配管及排出配管被配管罩覆盖，电压检测线配置于配管罩的上方，因此电压检测线也不易被浸水。由此，在电池壳体的内部成为高电压的高电压部不易被浸水。
另外，在覆盖供给配管及排出配管的配管罩的上方配置电压检测线，因此空间效率高。
(2)根据(1)所述的车辆用电池单元，其中，
各电池模块具备：
电池单体层叠体(电池单体层叠体102)，其通过层叠所述多个电池单体而构成；以及
一对终端部件(端板123)，它们在所述多个电池单体的层叠方向上配置于所述电池单体层叠体的两端部，
所述输出端子固定于所述一对终端部件的上部。
根据(2)，输出端子固定于一对终端部件的上部，因此更可靠地避免输出端子被浸水。
(3)根据(1)或(2)所述的车辆用电池单元，其中，
所述电池壳体具备沿车宽方向延伸的横梁(横梁84)，
所述配管罩及所述电压检测线固定于所述横梁上。
根据(3)，配管罩及电压检测线固定于横梁上，因此能够无需用于固定它们的固定部件，能够控制制造成本。
(4)根据(3)所述的车辆用电池单元，其中，
所述电压检测线的一部分组装于线缆单元(线缆单元70)中，
在所述横梁上设置有向上方突出的卡止片(卡止片84e)，
在所述配管罩上设置有供所述卡止片贯通的贯通孔(贯通孔68a)，
在所述线缆单元中设置有与所述卡止片进行卡合的卡合部(卡合爪70g)。
根据(4)，能够将配管罩及线缆单元可靠地固定于横梁上，防止配管罩及线缆单元相对偏移。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的车辆用电池单元，其中，
所述电池壳体具备壳体主体(壳体主体80)和密封该壳体主体的上部开口的罩(壳体盖部90)，
所述壳体主体与所述罩的接合面(接合面MF)位于比所述电池单体端子、所述输出端子、所述电池控制装置及所述电压检测线靠下方的位置。
根据(5)，即使伴随密封件的破坏而从外部浸入水，高电压部也不易被浸水。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的车辆用电池单元，其中，
所述电池壳体具备壳体主体(壳体主体80)和密封该壳体主体的上部开口的罩(壳体盖部90)，
在所述罩上设置有向上方凸出的隆起部(隆起部93)，
所述电池控制装置在俯视下配置于所述隆起部，
所述电池控制装置的至少一部分在铅垂方向上与所述隆起部相重叠。
根据(6)，设置于罩上的隆起部积存空气而电池控制装置不易被浸水。

Claims (6)

1.一种车辆用电池单元，其具备：
多个电池模块，它们通过层叠在上部具有电池单体端子的多个电池单体而构成；
电池冷却部，其配置于所述多个电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
供给配管，其向所述电池冷却部导入冷却介质；
排出配管，其从所述电池冷却部排出所述冷却介质；
电压检测线，其从所述多个电池模块延伸；
电池控制装置，其与该电压检测线连接，且配置于所述多个电池模块的上方；以及
电池壳体，其收容所述多个电池模块、所述电池冷却部、所述供给配管、所述排出配管、所述电压检测线及所述电池控制装置，
其中，
所述供给配管及所述排出配管配置于比所述电池单体端子及所述多个电池模块的输出端子靠下方的位置，并且被配管罩覆盖，
所述电压检测线配置于所述配管罩的上方。
2.根据权利要求1所述的车辆用电池单元，其中，
各电池模块具备：
电池单体层叠体，其通过层叠所述多个电池单体而构成；以及
一对终端部件，它们在所述多个电池单体的层叠方向上配置于所述电池单体层叠体的两端部，
所述输出端子固定于所述一对终端部件的上部。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电池单元，其中，
所述电池壳体具备沿车宽方向延伸的横梁，
所述配管罩及所述电压检测线固定于所述横梁上。
4.根据权利要求3所述的车辆用电池单元，其中，
所述电压检测线的一部分组装于线缆单元中，
在所述横梁上设置有向上方突出的卡止片，
在所述配管罩上设置有供所述卡止片贯通的贯通孔，
在所述线缆单元中设置有与所述卡止片进行卡合的卡合部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆用电池单元，其中，
所述电池壳体具备壳体主体和密封该壳体主体的上部开口的罩，
所述壳体主体与所述罩的接合面位于比所述电池单体端子、所述输出端子、所述电池控制装置及所述电压检测线靠下方的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆用电池单元，其中，
所述电池壳体具备壳体主体和密封该壳体主体的上部开口的罩，
在所述罩上设置有向上方凸出的隆起部，
所述电池控制装置在俯视下配置于所述隆起部，
所述电池控制装置的至少一部分在铅垂方向上与所述隆起部相重叠。
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