CN112154568B - 蓄电池封装体 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电池封装体(1)，其具备：蓄电池模块(10)，其具有通过层叠多个单体而构成的单体层叠体(20)；以及冷却机构(90)，其冷却蓄电池模块(10)。冷却机构(90)是供液状介质(W)通过的冷却介质流路(91)，单体层叠体(20)及冷却介质流路(91)夹着底座板(60)而配置。在底座板(60)的下表面(60a)设置有多个凸部(61)，多个凸部(61)沿着单体的层叠方向以交错状配置。

Description

蓄电池封装体
技术领域
本发明涉及一种搭载于电动车辆等的蓄电池封装体。
背景技术
以往，在电动车辆等上搭载有蓄电池封装体。蓄电池封装体具备通过层叠多个单体而构成的单体层叠体。单体在高温状态下容易劣化，因此需要冷却。例如，在专利文献1中，将蓄电池模块设置在向内部供给冷却介质的冷却板上。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2013-122818号公报
但是，在专利文献1中，由于使用风冷式冷却板，因此并不期待那么高的冷却效率。水冷式在冷却效率方面是优异的，但是即使在水冷式中也需要进一步提高蓄电池模块的冷却效率。
发明内容
本发明提供一种蓄电池封装体，其提高蓄电池模块的冷却性能。
本发明的一种蓄电池封装体，其具备：
蓄电池模块，其具有通过层叠多个单体而构成的单体层叠体；以及
冷却机构，其冷却所述蓄电池模块，
其中，
所述冷却机构是供液状介质通过的冷却介质流路，
所述单体层叠体及所述冷却介质流路夹着隔壁部而配置，
在所述隔壁部的冷却介质流路形成面上设置有多个凸部，
该多个凸部沿着所述单体的层叠方向以交错状配置。
发明效果
根据本发明，冷却介质流路中多个凸部沿着单体的层叠方向以交错状配置，因此液状冷却介质的流动受到凸部的阻碍而成为湍流，隔着隔壁部而进行的液状介质与蓄电池模块的换热效率得到提高，因此蓄电池模块的冷却性能得到提高。
附图说明
图1是第一实施方式的蓄电池封装体的剖视图。
图2是从斜上方观察图1所示的蓄电池封装体的蓄电池模块的立体图。
图3是从斜下方观察图1所示的蓄电池封装体的蓄电池模块的分解立体图。
图4是图3所示的冷却介质流路形成面的放大图。
图5是关于图4所示的冷却介质流路中的液状冷却介质流动方式的说明图。
图6是图1的局部放大图。
图7是第二实施方式的蓄电池封装体的主要部分剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的蓄电池封装体的各实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿附图标记的朝向观察。
[第一实施方式]
<蓄电池封装体>
如图1所示，本发明的第一实施方式的蓄电池封装体1具备：蓄电池模块10；蓄电池壳体80，其收容蓄电池模块10；以及冷却机构90，其冷却蓄电池模块10。
<蓄电池壳体>
蓄电池壳体80具备在内部形成有模块收容部81a的壳体主体81、以及对该壳体主体81的开口部81b进行密封的壳体盖82。在蓄电池模块10与蓄电池壳体80的底板83之间设置有冷却机构90。需要说明的是，在本实施方式中，在蓄电池壳体80的内部配置有一个蓄电池模块10，但蓄电池模块10可以是两个以上。
<蓄电池模块>
如图2及图3所示，蓄电池模块10具备：单体层叠体20，其沿前后方向层叠多个单体21而构成，且具有前表面、后表面、左表面、右表面、上表面以及下表面；一对端板30，它们配置在单体层叠体20的前表面及后表面；侧板50，其连结一对端板30；以及底座板60，其作为配置于单体层叠体20的下表面的隔壁部。侧板50具备配置在单体层叠体20的右表面的右侧板50R、以及配置在单体层叠体20的左表面的左侧板50L。
需要说明的是，在本说明书等中，为了简单且明确地进行说明，将单体21的层叠方向定义为前后方向，将与单体21的层叠方向正交的方向定义为左右方向及上下方向，与搭载有蓄电池模块10的产品的前后方向等无关。即，在蓄电池模块10搭载于车辆的情况下，单体21的层叠方向可以与车辆的前后方向一致，也可以是车辆的上下方向、左右方向，还可以是从这些方向倾斜的方向。在附图中，将蓄电池模块10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。
(单体层叠体)
单体层叠体20通过在前后方向上交替层叠多个单体21和绝缘构件(省略图示)而构成。在单体层叠体20的前表面及后表面分别配置有一对端板30，在单体层叠体20的下表面配置有底座板60。另外，在单体层叠体20的左表面及右表面上，分别以隔开少许间隙的绝缘状态配置右侧板50R及左侧板50L。
已知有单体21因温度变化和时效劣化而膨胀。单体21具有长方体形状，该长方体形状为上下方向上的长度长于前后方向上的长度，且左右方向上的长度长于上下方向上的长度。因此，单体21中，前表面及后表面的面积远远大于左表面、右表面、上表面及下表面的面积，在单体21的前表面及后表面上，其左右方向中央部及上下方向中央部容易膨胀。
(端板)
一对端板30分别与单体层叠体20的前表面及后表面抵接，且承挡单体层叠体20的单体层叠方向上的载荷。单体层叠体20的单体层叠方向的载荷主要起因于由温度变化和时效劣化引起的单体21的膨胀，如上所述，在单体21的前表面及后表面上，其左右方向中央部及上下方向中央部容易膨胀，因此在端板30的左右方向中央部及上下方向中央部输入大的载荷。
端板30使用铝挤出材料来形成。端板30从单体层叠体20承受单体层叠方向上的大的载荷，因此与单体层叠体20抵接的内部的表面平坦，与此相比不与单体层叠体20抵接的外部的表面成为向外部鼓出的形状。在各端板30的左右两端附近设置有多个(该例子中为三个)螺纹孔(省略图示)，这些螺纹孔安装有螺栓B1用于连接左侧板50L及右侧板50R。
(侧板)
左侧板50L及右侧板50R通过对金属板材进行冲压加工而形成，且具备：侧板主体51，其沿着单体层叠体20的左表面或右表面；前凸缘部52F，其从侧板主体51的前端沿着前侧端板30的前表面向相互接近的方向延伸；后凸缘部52R，其从侧板主体51的后端沿着后侧的端板30的后表面向相互接近的方向延伸；上凸缘部53，其从侧板主体51的上端沿着单体层叠体20的上表面向相互接近的方向延伸；以及下凸缘部54，其从侧板主体51的下端沿着底座板60的下表面60a向相互接近的方向延伸。
在前凸缘部52F及后凸缘部52R上设置有多个紧固连结部52a，该紧固连结部52a借助螺栓B1而紧固连结到前侧端板30或后侧端板30。紧固连结部52a具有供螺栓B1插通的圆孔，将插通到该圆孔的螺栓B1拧入前侧端板30或后侧端板30的螺纹孔中，从而前凸缘部52F及后凸缘部52R紧固连结到前侧端板30或后侧端板30。由此，单体层叠体20及一对端板30通过左侧板50L的前凸缘部52F及后凸缘部52R及右侧板50R的前凸缘部52F及后凸缘部52R而在单体层叠方向上被保持。
上凸缘部53和下凸缘部54在单体层叠体20的左端部及右端部上，从上下方向夹持单体层叠体20及底座板60。上凸缘部53通过在前后方向上排列的多个弹性片53a而构成，弹性片53a的个数及位置与在前后方向上层叠的单体21的个数及位置相对应。
在下凸缘部54设置有多个紧固连结部54a，该多个紧固连结部54a借助螺栓B2而紧固连结于底座板60。由此，构成侧板50的左侧板50L、右侧板50R及底座板60被一体连结。
(底座板)
底座板60通过压铸铝制造而成，且具有沿着单体层叠体20及端板30的下表面延伸的俯视下的长方形。在底座板60的周缘部62设置有供螺栓B2安装的多个螺纹孔62a。固定有底座板60的壳体主体81的底板83中，在与底座板60的螺纹孔62a重叠的位置设置有与底座板60的螺纹孔相同数量的贯通孔83c。
<冷却机构>
如图1及图3所示，冷却机构90是供液状介质W通过的冷却介质流路91，冷却介质流路91通过底座板60的下表面60a和构成蓄电池壳体80的底板83的上表面83b而形成。即，底座板60构成作为冷却机构90的冷却介质流路91的一部分。冷却介质流路91通过在底座板60的下表面60a中除周缘部62以外的大部分的范围内形成的凹部被蓄电池壳体80的底板83密封而构成。在底板83与底座板60之间设置有密封构件(省略图示)，该密封构件以围绕冷却介质流路91的方式在整周的范围内对底板83与底座板60之间进行密封。
在蓄电池壳体80的底板83的前后方向(单体21的层叠方向)的一端部(前部)设置有成为朝向冷却介质流路91流入液状介质W的流入口的冷却介质入口部84。在底板83的前后方向的另一端部(后部)设置有成为从冷却介质流路91流出液状介质W的流出口的冷却介质出口部85。因此，冷却介质从冷却介质入口部84朝向冷却介质出口部85沿前后方向(单体21的层叠方向)流动。
如图4所示，在底座板60的下表面60a，即冷却介质流路形成面设置有向冷却介质流路91内突出的多个凸部61。多个凸部61沿着单体21的层叠方向(前后方向)及与其正交的方向(左右方向)以交错状配置。各凸部61是底面为正方形的四棱锥，并配置成各凸部61的两条对角线61a、61b中的一条对角线61a成为单体21的层叠方向。
这样构成的蓄电池封装体1在将侧板50、底座板60及蓄电池壳体80的底板83相互对位之后，将螺栓B2从下方插入到底板83的各贯通孔83c中，并将螺栓B2拧入底座板60的螺纹孔62a中，从而侧板50、底座板60及底板83在用螺栓B2共同紧固的状态下一体地接合。而且，通过相互接合的底座板60和底板83形成供液状介质W流动的冷却介质流路91。在本实施方式中，底座板60发挥将单体层叠体20与冷却介质流路91进行分隔的隔壁部的功能，蓄电池模块10隔着底座板60而被液状介质W冷却。
另外，在蓄电池封装体1中，作为蓄电池模块10的构成要素的底座板60构成冷却介质流路91的一部分，因此在抑制部件件数增加的同时，能够用液状介质W有效地冷却蓄电池模块10。另外，在底座板60的下表面60a设置多个凸部61，因此液状介质W与底座板60的接触面积增大，冷却性能得到进一步提高。
另外，多个凸部61沿着单体21的层叠方向及与其正交的方向以交错状配置，从而液状介质W成为湍流，在冷却介质流路91中流动，因此提高了液状介质W与底座板60的换热效率，冷却性能得到进一步提高。
另外，各凸部61是底面为正方形的四棱锥，并配置成各凸部61的两条对角线61a、61b中的一条对角线61a成为单体21的层叠方向，从而，如图5所示，能够使冷却介质在单体21的层叠方向上的流动F1适当地受到阻碍，且发生与其交叉的方向的流动F2，而容易发生湍流，因此冷却性能进一步得到提高。
另外，如图6所示，在底座板60的上表面60b，即与单体层叠体20的下表面对置的对置面设置有与多个凸部61对应的多个凹部63。这样，在通过压铸铝制造而成的底座板60的下表面60a形成多个凸部61，在上表面60b形成与多个凸部61对应的凹部63，从而底座板60成型时的铝流体的流动变得良好，成型性得到提高。
在单体层叠体20的下表面与底座板60的上表面60b之间设置有传热片110。在单体层叠体20的下表面与形成有多个凹部63的底座板60的上表面60b之间容易形成空气层，但通过设置传热片110而消除空气层，从而能够提高导热性。
<第二实施方式>
以下，对与第一实施方式相同或功能共用的构成要素标注相同的附图标记，并适当地省略其说明。
如图7所示，在第二实施方式的蓄电池封装体2中，在收容蓄电池模块10的蓄电池壳体80的底板83的下表面83a设置有作为冷却机构90的冷却介质流路91。具体来说，底板83中，在底板83的下表面83a设置有凹部86，凹部86被盖构件100密封，通过蓄电池壳体80的凹部86与盖构件100形成冷却介质流路91。在底板83的下表面83a，即冷却介质流路形成面中，设置有向冷却介质流路91内突出的多个凸部61。
与第一实施方式同样地，多个凸部61沿着单体21的层叠方向(前后方向)及与其正交的方向(左右方向)以交错状配置，而且各凸部61是底面为正方形的四棱锥，并配置成各凸部61的两条对角线61a、61b中的一条对角线61a成为单体21的层叠方向。
需要说明的是，蓄电池壳体80的底板83优选为通过压铸铝制造而成。底板83通过压铸铝制造而成，从而容易形成凹凸形状。在凹部86形成多个凸部61，用盖构件100密封凹部86，从而能够容易地形成冷却介质流路91。在本实施方式中，底座板60及蓄电池壳体80的底板83发挥将单体层叠体20与冷却介质流路91隔开的隔壁部的作用，蓄电池模块10隔着底座板60及底板83而被液状介质W冷却。
以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但不言而喻，本发明并不限定于这种例子。显然，本领域技术人员在专利方案中记载的范畴内，可以想到各种变更例或修正例，了解到这些当然也属于本发明的技术范围。另外，在不脱离发明的宗旨的范围内，上述实施方式中的各构成要素可以任意地组合。
例如，在上述实施方式中，多个凸部61沿着单体21的层叠方向及与其正交的方向以交错状配置，但多个凸部61至少沿着单体21的层叠方向以交错状配置即可。
另外，上述实施方式中的各凸部61是底面为正方形的四棱锥，但也可以是底面为长方形的四棱锥。另外，并不限于四棱锥，可以是圆锥、三棱锥或五棱锥以上的多棱锥。
另外，在上述实施方式中，配置为各凸部61的两条对角线61a、61b中的一条对角线61a与单体21的层叠方向一致，但也可以配置成该对角线61a与单体21的层叠方向交叉。
另外，在本说明书中至少记载了以下事项。需要说明的是，尽管在括号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)一种蓄电池封装体(蓄电池封装体1、2)，其具备：
蓄电池模块(蓄电池模块10)，其具有通过层叠多个单体(单体21)而构成的单体层叠体(单体层叠体20)；以及
冷却机构(冷却机构90)，其冷却所述蓄电池模块，
其中，
所述冷却机构是供液状介质(液状介质W)通过的冷却介质流路(冷却介质流路91)，
所述单体层叠体及所述冷却介质流路夹着隔壁部(底座板60、底板83)而配置，
在所述隔壁部的冷却介质流路形成面(下表面60a、下表面83a)上设置有多个凸部(凸部61)，
该多个凸部沿着所述单体的层叠方向以交错状配置。
根据(1)，多个凸部沿着单体的层叠方向以交错状配置，从而液状冷却介质成为湍流并在冷却介质流路中流动，因此隔着隔壁部进行的液状介质与蓄电池模块的换热效率得到提高，且蓄电池模块的冷却性能得到提高。
(2)根据(1)所述的蓄电池封装体，其中，
该多个凸部在与所述层叠方向正交的方向上也以交错状配置。
根据(2)，由于更容易发生湍流，因此冷却性能进一步得到提高。
(3)根据(1)或(2)所述的蓄电池封装体，其中，
各凸部是棱锥。
根据(3)，与各凸部为圆锥的情况比较，容易发生湍流，因此冷却性能进一步得到提高。
(4)根据(3)所述的蓄电池封装体，其中，
各凸部是底面为正方形的四棱锥，并配置成所述各凸部的两条对角线(对角线61a、61b)中的一条对角线成为所述层叠方向。
根据(4)，液状介质容易向与单体的层叠方向正交的方向流动，因此，容易发生湍流。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的蓄电池封装体，其中，
在所述隔壁部的与所述单体层叠体对置的对置面上设置有与所述多个凸部对应的多个凹部，
所述隔壁部通过压铸铝制造而成。
根据(5)，在通过压铸铝制造而成的隔壁部的其中一个表面(冷却介质流路形成面)上形成多个凸部，在另一个表面(与单体层叠体对置的对置面)上形成凹部，从而隔壁部成型时的铝流体的流动变得良好，成型性得到提高。
(6)根据(5)所述的蓄电池封装体，其中，
在所述单体层叠体的底面与所述对置面之间设置有传热片(传热片110)。
根据(6)，单体层叠体与隔壁部之间的导热性得到提高。
(7)根据(5)或(6)所述的蓄电池封装体，其中，
所述隔壁部是所述蓄电池模块的底座板(底座板60)，
在所述底座板的下表面(下表面60a)设置有凹部，
该凹部被收容所述蓄电池模块的蓄电池壳体(蓄电池壳体80)的底部(底板83)密封，
通过所述蓄电池壳体的所述凹部和所述蓄电池壳体的所述底部形成所述冷却介质流路。
根据(7)，在设置于底座板的下表面的凹部形成多个凸部，并通过蓄电池壳体的底部密封凹部，从而能够容易地形成冷却介质流路。
(8)根据(5)或(6)所述的蓄电池封装体，其中，
所述隔壁部是收容所述蓄电池模块的蓄电池壳体(蓄电池壳体80)的底部(底板83)，
在所述底部的下表面(下表面83a)设置有凹部(凹部86)，
该凹部被盖构件(盖构件100)密封，
通过所述蓄电池壳体的所述凹部和该盖构件形成所述冷却介质流路。
根据(8)，在设置于蓄电池壳体的底部的凹部形成多个凸部，并通过盖构件密封凹部，从而能够容易地形成冷却介质流路。
需要说明的是，本申请基于2018年5月31日申请的日本专利申请(日本专利申请2018-105426)，将该内容作为参照引用到本说明书中。
附图标记说明：
1、2 蓄电池封装体；
10 蓄电池模块；
21 单体；
20 单体层叠体；
60 底座板(Bottom plate)(隔壁部)；
60a 下表面(冷却介质流路形成面)；
61 凸部；
61a、61b 对角线；
80 蓄电池壳体；
83 底板(底部、隔壁部)；
83a 下表面(冷却介质流路形成面)；
86 凹部；
90 冷却机构；
91 冷却介质流路；
100 盖构件；
110 传热片
W 液状介质。

Claims (6)

1.一种蓄电池封装体，其具备：
蓄电池模块，其具有通过层叠多个单体而构成的单体层叠体；以及
冷却机构，其冷却所述蓄电池模块，
其中，
所述冷却机构是供液状介质通过的冷却介质流路，
所述单体层叠体及所述冷却介质流路夹着隔壁部而配置，
在所述隔壁部的冷却介质流路形成面上设置有多个凸部，
该多个凸部沿着所述单体的层叠方向以交错状配置，
各凸部是棱锥，
各凸部是底面为正方形的四棱锥，并配置成所述各凸部的两条对角线中的一条对角线成为所述层叠方向。
2.根据权利要求1所述的蓄电池封装体，其中，
该多个凸部在与所述层叠方向正交的方向上也以交错状配置。
3.根据权利要求1所述的蓄电池封装体，其中，
在所述隔壁部的与所述单体层叠体对置的对置面上设置有与所述多个凸部对应的多个凹部，
所述隔壁部通过压铸铝制造而成。
4.根据权利要求3所述的蓄电池封装体，其中，
在所述单体层叠体的底面与所述对置面之间设置有传热片。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池封装体，其中，
所述隔壁部是所述蓄电池模块的底座板，
在所述底座板的下表面设置有凹部，
该凹部被收容所述蓄电池模块的蓄电池壳体的底部密封，
通过所述蓄电池壳体的所述凹部和所述蓄电池壳体的所述底部形成所述冷却介质流路。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池封装体，其中，
所述隔壁部是收容所述蓄电池模块的蓄电池壳体的底部，
在所述底部的下表面设置有凹部，
该凹部被盖构件密封，
通过所述蓄电池壳体的所述凹部和所述盖构件形成所述冷却介质流路。
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