CN111952690B - 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，其能够容易地吸收多个电池冷却部之间产生的尺寸误差。车辆用电池单元(60)具备：多个电池冷却部(63)，它们配置在电池模块的下方；供给配管(65)，其向多个电池冷却部导入冷却介质；以及排出配管(66)，其从多个电池冷却部排出冷却介质。供给配管及排出配管具备通过在车宽方向上排列配置的至少两个电池模块(61)之间，且将多个电池冷却部彼此进行连结的第二供给配管部(652)及第二排出配管部(662)，第二供给配管部及第二排出配管部具有能够沿前后方向伸缩的树脂制的波纹配管部(656、666)、以及沿车宽方向弯折的树脂制的曲线配管部(657、658、667、668)。

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；以及配管，其将多个电池冷却部进行连结。
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，当利用配管将多个电池冷却部进行连结时，有可能无法吸收多个电池冷却部之间产生的尺寸误差。
发明内容
本发明提供一种车辆用电池单元的冷却结构，其能够容易地吸收多个电池冷却部之间产生的尺寸误差。
本发明是一种车辆用电池单元的冷却结构，其具备：
多个电池模块，它们在车宽方向上至少排列配置有两个，且在车辆的前后方向上至少排列配置有两个；
多个电池冷却部，它们配置于在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
供给配管，其向所述多个电池冷却部导入冷却介质；
排出配管，其从所述多个电池冷却部排出所述冷却介质；以及
电池壳体，其收容所述多个电池模块、所述多个电池冷却部、所述供给配管及所述排出配管，
其中，
所述供给配管具备供给配管部，该供给配管部通过在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块之间，且将所述多个电池冷却部彼此进行连结，
所述排出配管具备排出配管部，该排出配管部通过在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块之间，且将所述多个电池冷却部彼此进行连结，
所述供给配管部及所述排出配管部具有能够沿所述前后方向伸缩的树脂制的波纹配管部、以及沿所述车宽方向弯折的树脂制的曲线配管部。
发明效果
根据本发明，能够容易地吸收多个电池冷却部之间产生的尺寸误差。
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。
图6是将图3的车辆用电池单元的冷却结构的主要部分进行分解的分解立体图。
图7是将图3的车辆用电池单元的冷却结构的主要部分放大的放大俯视图。
附图标记说明：
60 电池单元；
61 电池模块；
611 底板；
612 固定部；
613 凹部；
62 电池壳体；
63 电池冷却部；
633 供给侧连接部；
634 排出侧连接部；
65 供给配管；
652 第二供给配管部(供给配管部)；
654 供给配管接合部；
656 波纹配管部；
657、658 曲线配管部；
66 排出配管；
662 第二排出配管部(排出配管部)；
664 排出配管接合部；
666 波纹配管部；
667、668 曲线配管部；
84 横梁。
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固。
[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。
[配管结构及配管连接部结构]
接着，参照图3、图6及图7对作为本发明的主要部分的供给配管65及排出配管66的结构、以及供给配管65与电池冷却部63的连接部及排出配管66与电池冷却部63的连接部的结构进行说明。
在各电池冷却部63的配管连接部632上朝向上方突出设置有：供给侧连接部633，其连接于供给配管65的第二供给配管部652；以及排出侧连接部634，其连接于排出配管66的第二排出配管部662。供给配管65的第二供给配管部652具备多个供给配管接合部654，且将这些供给配管接合部654连接于各电池冷却部63的供给侧连接部633，从而多个电池冷却部63的供给侧连接部633彼此被连结。另外，排出配管66的第二排出配管部662具备多个排出配管接合部664，且将这些排出配管接合部664连接于各电池冷却部63的排出侧连接部634，从而多个电池冷却部63的排出侧连接部634彼此被连结。
供给配管65的第二供给配管部652具备将相邻的供给配管接合部654彼此进行连结的连结配管部655，排出配管66的第二排出配管部662具备将相邻的排出配管接合部664彼此进行连结的连结配管部665。连结配管部655、665一体地具有能够沿前后方向伸缩的树脂制的波纹配管部656、666、以及沿左右方向弯折的树脂制的曲线配管部657、658、667、668。根据这种供给配管65及排出配管66，波纹配管部656、666及曲线配管部657、658、667、668的形状灵活地变更，从而能够容易地吸收电池冷却部63之间产生的尺寸误差。
如图3所示，为了提高对左右方向的载荷的刚性，本实施方式的电池壳体62具备沿左右方向延伸的多个横梁84。若具体地进行说明，则电池壳体62具备在壳体主体80的底面部81的上表面侧沿前后方向隔着规定的间隔而并列的三根横梁84。而且，在三根横梁84中，在位于最前侧的横梁84的前侧配置有一个电池冷却部63，在位于最前侧的横梁84与位于其后侧的第二个横梁84之间配置有前后排列的两个电池冷却部63，在第二个横梁84与位于其后侧的第三个横梁84之间配置有前后排列的两个电池冷却部63，在第三个横梁84的后侧配置有一个电池冷却部63。
供给配管65的第二供给配管部652及排出配管66的第二排出配管部662通过横梁84的上方而沿前后方向延伸。供给配管65及排出配管66的曲线配管部657、658、667、668在越过横梁84将电池冷却部63彼此进行连结的区域中具有S字形状，在未越过横梁84将电池冷却部63彼此进行连结的区域中具有V字形状。即，若由V字形状的曲线配管部657、667构成越过横梁84将电池冷却部63彼此进行连结的区域，则有可能因前后方向的长度不足而无法完全吸收尺寸误差，但通过在越过横梁84将电池冷却部63彼此进行连结的区域中，使用S字形状的曲线配管部658、668，能够确保所需的长度而可靠地吸收尺寸误差。另外，连结配管部655、665的配管形状只需两个规格即可，因此还能够抑制组件成本的增大。
如图6及图7所示，各电池冷却部63的供给侧连接部633及排出侧连接部634在前后方向上偏置。这样，若将供给侧连接部633及排出侧连接部634在前后方向上偏置，则容易进行与供给配管65及排出配管66之间的连接工作，因此能够提高组装工作性。
另外，各电池冷却部63的供给侧连接部633与排出侧连接部634之间、以及与供给侧连接部633及排出侧连接部634连接的供给配管接合部654与排出配管接合部664之间中的至少一方优选为在左右方向上相重叠。这样，提高供给配管65及排出配管66的空间效率，因此能够提高电池模块61的搭载密度。
各电池模块61在底部具备板状的底板611(参照图7)。底板611在左右方向的两端部，在沿前后方向分开的两个固定部612处固定于电池壳体62。若具体地进行说明，则底板611的固定部612借助从电池壳体62的底面部81向上方延伸且贯通电池冷却部63及固定部612的螺栓B而固定到电池壳体62。
如图7所示，在底板611中，在与第二供给配管部652及第二排出配管部662对置一侧、且在前后方向上两个固定部612之间，设置有向与第二供给配管部652及第二排出配管部662分开的一侧凹陷的凹部613。各电池冷却部63的供给侧连接部633及排出侧连接部634在前后方向上配置于两个固定部612之间。根据这种底板611，能够避免底板611与第二供给配管部652及第二排出配管部662的干涉，同时能够使电池模块61与第二供给配管部652及第二排出配管部662接近配置，因此能够提高电池壳体62内的空间效率，且能够提高电池模块61的搭载密度。
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，曲线配管部可以仅为S字形状，也可以仅为V字形状，只要沿车宽方向弯折即可能够采用任意形状。
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)的冷却结构，其具备：
多个电池模块(电池模块61)，它们在车宽方向上至少排列配置有两个，且在车辆的前后方向上至少排列配置有两个；
多个电池冷却部(电池冷却部63)，它们配置于在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块的下方，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)，其向所述多个电池冷却部导入冷却介质；
排出配管(排出配管66)，其从所述多个电池冷却部排出所述冷却介质；以及
电池壳体(电池壳体62)，其收容所述多个电池模块、所述多个电池冷却部、所述供给配管及所述排出配管，
其中，
所述供给配管具备供给配管部(第二供给配管部652)，该供给配管部(第二供给配管部652)通过在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块之间，且将所述多个电池冷却部彼此进行连结，
所述排出配管具备排出配管部(第二排出配管部662)，该排出配管部(第二排出配管部662)通过在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块之间，且将所述多个电池冷却部彼此进行连结，
所述供给配管部及所述排出配管部具有能够沿所述前后方向伸缩的树脂制的波纹配管部(波纹配管部656、666)、以及沿所述车宽方向弯折的树脂制的曲线配管部(曲线配管部657、658、667、668)。
根据(1)，为了利用配管连结多个电池冷却部，需要一种能够吸收尺寸误差的结构，通过将供给配管部及排出配管部设为树脂制的波纹配管部及树脂制的曲线配管部，从而能够通过这些波纹配管部及曲线配管部的形状灵活地变更而容易地吸收尺寸误差。另外，普通的配管利用橡胶软管将金属配管彼此进行连结，且利用夹持件将金属配管与橡胶软管进行固定，与此相比，能够使其轻量化且削减组件件数，还能够提高组装工作性。
(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以高度大致恒定的方式配置。
根据(2)，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。
(3)根据(1)或(2)所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
各电池冷却部具备：供给侧连接部(供给侧连接部633)，其连接于所述供给配管部的供给配管接合部(供给配管接合部654)；以及排出侧连接部(排出侧连接部634)，其连接于所述排出配管部的排出配管接合部(排出配管接合部664)，
所述供给侧连接部及排出侧连接部在所述前后方向上偏置。
根据(3)，供给侧连接部及排出侧连接部在前后方向上偏置，因此提高组装工作性。
(4)根据(3)所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述供给侧连接部与排出侧连接部之间、以及所述供给配管接合部与所述排出配管接合部之间中的至少一方在所述车宽方向上相重叠。
根据(4)，提高供给配管及排出配管的空间效率。由此，能够提高电池模块的搭载密度。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述电池壳体具有沿所述车宽方向延伸的横梁(横梁84)，
所述供给配管及所述排出配管通过所述横梁的上方沿所述前后方向延伸，
所述曲线配管部在越过所述横梁将电池冷却部彼此进行连结的区域中具有S字形状，在未越过所述横梁将电池冷却部彼此进行连结的区域中具有V字形状。
根据(5)，在越过横梁将电池冷却部彼此进行连结的区域中，关于V字形状的配管，长度不足，而无法完全吸收尺寸。因此，通过在越过横梁将电池冷却部彼此进行连结的区域中，使用S字形状的配管，配管形状只需两个规格即可，能够抑制组件成本的增大。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
各电池模块在底部具备板状的底板(底板611)，
所述底板在所述车宽方向的两端部中，在沿所述前后方向分开的两个固定部(固定部612)处固定于所述电池壳体，
各电池冷却部具备：供给侧连接部(供给侧连接部633)，其连接于所述供给配管部的供给配管接合部(供给配管接合部654)；以及排出侧连接部(排出侧连接部634)，其连接于所述排出配管部的排出配管接合部(排出配管接合部664)，
在所述底板中，在与所述供给配管部及所述排出配管部对置的一侧，且在所述前后方向上的所述两个固定部之间设置有凹部(凹部613)，
所述供给侧连接部及排出侧连接部在所述前后方向上配置于所述两个固定部之间。
根据(6)，供给侧连接部及排出侧连接部在前后方向上配置于两个固定部之间，因此能够避免底板与供给侧连接部及排出侧连接部的干涉，同时能够使电池模块与供给配管部及排出配管部接近配置。由此，能够提高电池壳体内的空间效率，且能够提高电池模块的搭载密度。

Claims (6)

1.一种车辆用电池单元的冷却结构，其具备：
多个电池模块，它们在车宽方向上至少排列配置有两个，且在车辆的前后方向上至少排列配置有两个；
多个电池冷却部，它们配置于在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块的下方，且在内部具有供冷却介质通过的冷却介质通路；
供给配管，其向所述多个电池冷却部导入冷却介质；
排出配管，其从所述多个电池冷却部排出所述冷却介质；以及
电池壳体，其收容所述多个电池模块、所述多个电池冷却部、所述供给配管及所述排出配管，
其中，
所述供给配管具备供给配管部，该供给配管部通过在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块之间，且将所述多个电池冷却部彼此进行连结，
所述排出配管具备排出配管部，该排出配管部通过在所述车宽方向上排列配置的至少两个所述电池模块之间，且将所述多个电池冷却部彼此进行连结，
所述供给配管部及所述排出配管部具有能够沿所述前后方向伸缩的树脂制的波纹配管部、以及沿所述车宽方向弯折的树脂制的曲线配管部。
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以高度大致恒定的方式配置。
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，
各电池冷却部具备：供给侧连接部，其连接于所述供给配管部的供给配管接合部；以及排出侧连接部，其连接于所述排出配管部的排出配管接合部，
所述供给侧连接部及排出侧连接部在所述前后方向上偏置。
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，
所述供给侧连接部与排出侧连接部之间、以及所述供给配管接合部与所述排出配管接合部之间中的至少一方在所述车宽方向上相重叠。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
所述电池壳体具有沿所述车宽方向延伸的横梁，
所述供给配管及所述排出配管通过所述横梁的上方沿所述前后方向延伸，
所述曲线配管部在越过所述横梁将电池冷却部彼此进行连结的区域中具有S字形状，在未越过所述横梁将电池冷却部彼此进行连结的区域中具有V字形状。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆用电池单元的冷却结构，其中，
各电池模块在底部具备板状的底板，
所述底板在所述车宽方向的两端部中，在沿所述前后方向分开的两个固定部处固定于所述电池壳体，
各电池冷却部具备：供给侧连接部，其连接于所述供给配管部的供给配管接合部；以及排出侧连接部，其连接于所述排出配管部的排出配管接合部，
在所述底板中，在与所述供给配管部及所述排出配管部对置的一侧，且在所述前后方向上的所述两个固定部之间设置有凹部，
所述供给侧连接部及排出侧连接部在所述前后方向上配置于所述两个固定部之间。
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