CN113809447A - 电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够不仅抑制载置空间扩大、而且提高外壳的强度的电源系统。电源系统(1)具备：电池(10)、冷却部(20)、外壳(30)、压缩机(40)以及强度部件(50)。具备多个电池。冷却部令用于冷却多个电池的制冷剂流通。外壳具有：底板(31)、顶板(32)、以及从底板的外周缘遍及至顶板的外周缘立起设置的侧壁(33、34)。而且，将多个电池和冷却部收纳于内部。压缩机向冷却部泵送制冷剂。在外壳内，在底板或者顶板设置有沿相互对置的侧壁的对置方向延伸并加强外壳的强度部件。而且，压缩机在侧壁的立起设置方向上设置于与强度部件重叠的位置。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及电源系统。
背景技术
以往，使用将多个电池和让用于冷却电池的制冷剂循环的冷却机构收纳于外壳内而成的电源系统。例如在专利文献1中，公开了在外壳内部设置蒸发式冷却部件和用于向冷却部件泵送制冷剂的压缩机，并在该冷却部件之上排列有多个电池的结构。在上述结构中，冷却部件之上的电池被由压缩机泵送的制冷剂冷却，从而抑制电池变得高温。
专利文献1：日本特许第6010212号公报
另一方面，电源系统在从外部承受冲击时存在内部的电池、冷却部件受到损伤之担忧。特别是，在车辆等移动媒介上搭载有电源系统的情况下，容易受到来自外部的冲击。因此，为了防止电池等受到损伤，要求提高外壳的强度。然而，在专利文献1所公开的结构中，为了提高外壳的强度，而增加构成外壳的材料的厚度，这样一来，外壳的重量增加并且制造成本也增加，因此并不优选。另外，若将使外壳的强度增加的强度部件设置于外壳，则与增加板材的厚度的情况相比，能够期待抑制重量、成本的增加。然而，仅仅是将强度部件安装于外壳，那么存在相应地外壳变得大型化而导致载置电源系统的空间扩大之担忧。而且，电源系统多数情况配置于有限的空间，因此载置空间扩大而不优选。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而产生的，其提供能够不仅抑制载置空间扩大、而且实现提高外壳强度的电源系统。
本发明的一个方式涉及一种电源系统，其具备：
多个电池；
冷却部，其令用于冷却上述多个电池的制冷剂流通；
外壳，其具有底板、顶板、以及从上述底板的外周缘至上述顶板的外周缘地立起设置的侧壁，将上述多个电池和上述冷却部收纳于内部；以及
压缩机，其向上述冷却部泵送上述制冷剂，
在上述外壳内，在上述底板或者上述顶板上设置有沿相互对置的上述侧壁的对置方向延伸并加强上述外壳的强度部件，
在上述侧壁的立起设置方向上，上述压缩机设置于与上述强度部件重叠的位置。
在上述电源系统中，通过沿相互对置的侧壁的对置方向延伸的强度部件提高外壳的强度。并且，在外壳的侧壁的立起设置方向上，以与强度部件重叠的方式设置有用于泵送制冷剂的压缩机。由此，能够减小沿外壳的侧壁的立起设置方向投影时的电源系统整体的投影面积，从而能够抑制沿侧壁的立起设置方向载置电源系统时的载置空间扩大。
如以上那样，根据上述方式，能够提供能够不仅抑制载置空间扩大、而且实现提高外壳强度的电源系统。
附图说明
图1是实施方式1中的将顶板拆下的状态的电源系统的俯视图。
图2是图1中的II-II线位置剖视图。
图3是表示实施方式1中的压缩机的安装状态的立体示意图。
图4是变形方式1中的将顶板拆下的状态的电源系统的俯视图。
图5是变形方式1中的图4的V-V线位置剖视图。
图6是变形方式2中的图4的V-V线对应位置的剖视图。
图7是表示变形方式2中的压缩机的安装状态的立体示意图。
图8是变形方式3中的图4的V-V线对应位置的剖视图。
图9是变形方式4中的图4的V-V线对应位置的剖视图。
图10是变形方式5中的图4的V-V线对应位置的剖视图。
图11是变形方式6中的图4的V-V线对应位置的剖视图。
附图标记说明：
1…电源系统；10…电池；20…冷却部；21…冷却管；22…冷却配管；30…外壳；40…压缩机；41…紧固部件；42…托架；50…强度部件。
具体实施方式
优选上述多个电池在上述底板之上沿与上述强度部件的延伸方向正交的方向排列，上述冷却部具备：多个冷却管，其与上述多个电池中至少一者接触；和冷却配管，其连接于该多个冷却管和上述压缩机并使制冷剂向冷却管循环，上述强度部件位于相邻的上述电池之间。在该情况下，设置于与强度部件重叠的位置的压缩机位于相邻的电池彼此之间。因此，能够减小冷却配管中的从压缩机至各冷却管为止的流通距离之差。由此，能够减小各冷却管中的电池的冷却效果的偏差，并且能够使冷却配管的结构变得简单。
优选上述压缩机收纳于上述外壳内，位于在上述强度部件与上述顶板之间或者在上述强度部件与上述底板之间形成的空间。在该情况下，能够高效地利用外壳内的空间，从而能够实现抑制载置空间扩大。
优选上述压缩机直接固定于上述强度部件或者经由托架固定于上述强度部件。在该情况下，强度部件通过固定具有比较高的刚性的压缩机，而增加强度。其结果是，能够进一步提高外壳的强度。并且，压缩机固定于强度高的强度部件，因此固定变得容易并且固定状态的稳定性增加。
(实施方式1)
使用图1～图3对上述电源系统的实施方式进行说明。
如图1和图2所示，本实施方式的电源系统1具备：电池10、冷却部20、外壳30、压缩机40以及强度部件50。
具备多个电池10。
冷却部20使得用于冷却多个电池10的制冷剂流通。
外壳30具有：底板31、顶板32、从底板31的外周缘至顶板32的外周缘地立起设置的侧壁33、34。而且，外壳30将多个电池10和冷却部20收纳于内部。
压缩机40向冷却部20泵送制冷剂。
在外壳30内，在底板31或者顶板32上设置有沿相互对置的侧壁33的对置方向延伸并加强外壳30的强度部件50。
而且，如图2所示，压缩机40在侧壁33的立起设置方向上设置于与强度部件50重叠的位置。
以下，对本实施方式的电源系统1进行详述。
如图1和图2所示，电源系统1将电池10收纳于外壳30内。外壳30呈扁平的箱状，如图2所示，具备底板31、顶板32以及侧壁33、34。底板31和顶板32在俯视时均呈长方形。侧壁33、34从底板31的外周缘至顶板32的外周缘地立起设置。由此，侧壁33、34在周向上围起底板31与顶板32之间的空间。外壳30的材质并未被特别限定，但优选为刚性高的金属制，也可以为树脂制。此外，在本实施方式中，如图1所示，将与底板31和顶板32的长边平行的方向设为横向X，将与短边平行的方向设为纵向Y，如图2所示，将侧壁33、34的立起设置方向设为高度方向Z。
如图1和图2所示，具备多个电池10，在本实施方式中具备4个电池10。电池10的数量并未被限定，代之可以为2～3个，也可以为5个以上。电池10具备可充放电的电池单元，构成二次电池。此外，电池10可以为具备多个电池单元的电池模块，也可以为具有单一的电池单元的电池。在本实施方式中，如图1所示，电池10在俯视时为长方形，在以电池10的长边方向与外壳30的纵向Y平行的方式对齐短边的状态下，使电池10隔开规定间隔排列。而且，如图2所示，4个电池10在底板31之上沿横向X排列。此外，电池10的配置方式并不局限于此，也可以在以电池10的长边方向与外壳30的横向X平行的方式对齐短边的状态下，使电池10隔开规定间隔排列。
如图1、图2所示，冷却部20具备冷却管21和冷却配管22。具备多个冷却管21，在本实施方式中，冷却管21针对每个电池10设置。如图2所示，冷却管21呈中空的扁平形状，在内部具有供制冷剂流通的制冷剂流路。在本实施方式中，冷却管21以与各电池10的底面接触的方式设置。冷却配管22被连接于各冷却管21、后述的压缩机40以及未图示的电容器。冷却配管22呈管状，在内部能够供制冷剂流通。此外，虽未图示，但在冷却配管22上，除了具备压缩机40之外，还具备用于将电池10的热量向外部放出的散热器、检测制冷剂温度的传感器。另外，也可以具备用于积蓄制冷剂的压力的储压器等。
强度部件50设置于外壳30的底板31或者顶板32。强度部件50可以与外壳30相独立，也可以与外壳30形成为一体。在本实施方式中，如图2所示，强度部件50构成为与外壳30相独立。由此，也可以不必如后述那样为了将压缩机40安装于强度部件50而在外壳30上进行开孔等加工，因此能够抑制外壳30的密封性降低。而且，在本实施方式中，强度部件50通过焊接而固定于底板31。由此，在安装强度部件50时也可以不必在外壳30上进行开孔等加工，因此能够抑制外壳30的密封性降低。此外，也能够通过使底板31或者顶板32向外壳30的内侧弯曲而将强度部件50成型为肋状，将强度部件50和外壳30形成为一体。
在本实施方式中，通过将金属制的板材弯曲而成型强度部件50。如图3所示，强度部件50由设置于长板的宽度方向两端并被焊接于底板31的连接部51、从两端的连接部51起向高度方向Z弯曲而立起的腿部52、以及从腿部52的上端起向横向X的内侧弯曲而成的上表面部53构成。如图1所示，强度部件50沿外壳30中的对置的侧壁33的对置方向亦即纵向Y延伸。由此，强度部件50和多个电池10将它们的长边方向对齐在相同的方向而配置为大致平行。
如图1和图2所示，强度部件50位于沿横向X排列的电池10中的相邻的电池10之间，在本实施方式中，位于多个电池10的处于排列方向上的中央的两个电池10之间。由此，强度部件50沿一对侧壁33的对置方向设置于外壳30的靠近中央的区域，因此容易实现提高外壳30强度。而且，在本实施方式中，如图2和图3所示，强度部件50的从底板31起算的高度H1小于电池10的从底板31起算的高度H0。由此，强度部件50与顶板32之间的距离大于电池10与顶板32之间的距离。另外，如图1所示，在本实施方式中，强度部件50中不与外壳30的侧壁33接触的的纵向Y的两端部54与侧壁33之间的距离充分小于电池10中的纵向Y的端部与侧壁33之间的距离。因此，强度部件50的延伸方向的长度大于电池10的长边方向的长度。由此，即便是侧壁33因外力而以向外壳30的内侧进入的方式变形，侧壁33也会抵接于强度部件50的端部54而被限制进一步进入，因此防止侧壁33与电池10接触。此外，也可以设置多个强度部件50。
如图1和图2所示，在外壳30的侧壁33的立起设置方向亦即高度方向Z上，压缩机40设置于与强度部件50重叠的位置。在本实施方式中，如图2和图3所示，压缩机40通过带状的紧固部件41而固定于强度部件50的上表面部53。压缩机40构成为向冷却部20泵送制冷剂。在本实施方式中，如图1和图3所示，压缩机40的纵向Y的两端与冷却配管22连接，制冷剂被从压缩机40经由冷却配管22向冷却管21泵送而循环。
压缩机40的形状不受限定，但例如能够为圆柱状、四棱柱状等柱状，在本实施方式中，如图1和图3所示，压缩机40呈大致圆柱状。而且，以压缩机40的长边方向与强度部件50的延伸方向亦即纵向Y一致的方式进行固定。而且，压缩机40的横向X的长度小于强度部件50的上表面部53的横向X的长度，压缩机40的纵向Y的长度也小于强度部件50的纵向Y的长度。换言之，强度部件50的上表面部53在横向X和纵向Y上大于压缩机40。由此，如图1所示，在从高度方向Z观察时，压缩机40整体容纳于强度部件50的上表面部53，不从上表面部53伸出。
接下来，对本实施方式的电源系统1的作用效果进行详述。
在本实施方式的电源系统1中，通过沿相互对置的侧壁33的对置方向延伸的强度部件50提高外壳30的强度。并且，在外壳30的侧壁33的立起设置方向上，以与强度部件50重叠的方式设置有用于泵送制冷剂的压缩机40。由此，能够减小沿外壳30的侧壁33的立起设置方向投影时的电源系统1整体的投影面积，从而能够抑制沿侧壁33的立起设置方向载置电源系统1时的载置空间扩大。
并且，在本实施方式中，多个电池10在底板31之上沿与强度部件50的延伸方向正交的方向亦即横向X排列，冷却部20具备：与多个电池10中至少一者接触的多个冷却管21、和连接于多个冷却管21和压缩机40并使制冷剂向冷却管21循环的冷却配管22，强度部件50位于相邻的电池10之间。由此，设置于与强度部件50重叠的位置的压缩机40位于相邻的电池10彼此之间。因此，能够减小冷却配管22中的从压缩机40至各冷却管21为止的流通距离之差。由此，能够减少各冷却管21中的电池10的冷却效果的偏差，并且能够使冷却配管22的结构变得简单。
并且，在本实施方式中，压缩机40收纳于外壳30内，位于在强度部件50与顶板32之间形成的空间处。由此，能够高效地利用外壳30内的空间，从而能够实现抑制载置空间扩大。
并且，在本实施方式中，压缩机40直接固定于强度部件50。由此，强度部件50通过固定具有比较高的刚性的压缩机40，而增加强度。其结果是，不设置新强度部件或增大外壳30的材料的厚度，也能够进一步提高外壳30的强度。并且，压缩机40固定于强度高的强度部件50，因此固定变得容易并且固定状态的稳定性增加。
此外，在本实施方式中，强度部件50位于多个电池10的处于排列方向的中央的两个电池10之间，但并不局限于此，也可以位于其他相邻的两个电池10之间。例如图4和图5所示的变形方式1那样，强度部件50也可以在电池10的排列方向上位于一个端部的电池10和与其相邻的电池10之间。在该变形方式1中，从压缩机40至各冷却管21为止的流路距离之差大于实施方式1的情况，但能够在一定程度上减小各流路距离之差。因此，在变形方式1中也起到与实施方式1的情况相同的作用效果。
此外，在本实施方式中，通过将金属制的板材弯曲而成型强度部件50，但代之在图6和图7所示的变形方式2中，通过挤压加工树脂材料而成型强度部件50。而且，强度部件50具有沿纵向Y延伸的中空部55，能够实现轻型化和降低材料成本。在该变形方式2中也起到与实施方式1同等的作用效果。
另外，在本实施方式中，压缩机40通过紧固部件41直接安装于强度部件50，但代之在图8所示的变形方式3中，压缩机40经由树脂制的托架42而安装于强度部件50。在该变形方式3中也起到与实施方式1相同的作用效果。
另外，在本实施方式中，强度部件50安装于外壳30的底板31，但代之在图9所示的变形方式4中，强度部件50安装于外壳30的顶板32。而且，压缩机40位于强度部件50与底板31之间的空间并安装于强度部件50。在该变形方式4中也起到与实施方式1相同的作用效果。
另外，在本实施方式中，压缩机40安装于强度部件50的上表面部53，但代之在图10所示的变形方式5中，压缩机40位于由安装于外壳30的底板31的强度部件50的腿部52、上表面部53以及外壳30的底板31围起的空间并经由紧固部件41而安装于底板31。在该变形方式5中，除了在实施方式1中通过压缩机40安装于强度部件50而产生的作用效果之外起到与实施方式1同等的作用效果。
并且，如图11所示的变形方式6那样，也可以将压缩机40安装于外壳30的顶板32的外侧面。在变形方式6中，在顶板32上，在高度方向Z上与强度部件50重叠的位置处形成有朝向强度部件50并朝内侧凹陷而成的凹部321。而且，压缩机40配设于该凹部321内并被紧固部件41固定。在该变形方式6中，除了在实施方式1中通过压缩机40位于外壳30内而产生的作用效果之外，起到与实施方式1同等的作用效果。
如以上那样，根据本实施方式和各变形方式，能够提供能够不仅抑制载置空间扩大、而且实现提高外壳强度的电源系统1。
本发明并不限定于上述实施方式和变形方式，在不脱离其主旨的范围内能够应用于各种实施方式。例如也可以将图6和图7所示的变形方式2的强度部件50应用于图8所示的变形方式3、图9所示的变形方式4或者图11所示的变形方式6。

Claims (4)

1.一种电源系统，其具备：
多个电池；
冷却部，其令用于冷却所述多个电池的制冷剂流通；
外壳，其具有底板、顶板、以及从所述底板的外周缘至所述顶板的外周缘地立起设置的侧壁，将所述多个电池和所述冷却部收纳于内部；以及
压缩机，其向所述冷却部泵送所述制冷剂，
在所述外壳内，在所述底板或者所述顶板上设置有沿相互对置的所述侧壁的对置方向延伸并加强所述外壳的强度部件，
在所述侧壁的立起设置方向上，所述压缩机设置于与所述强度部件重叠的位置。
2.根据权利要求1所记载的电源系统，其中，
所述多个电池在所述底板之上沿与所述强度部件的延伸方向正交的方向排列，
所述冷却部具备：多个冷却管，其与所述多个电池中至少一者接触；和冷却配管，其连接于该多个冷却管和所述压缩机并使制冷剂向冷却管循环，
所述强度部件位于相邻的所述电池之间。
3.根据权利要求1或者2所记载的电源系统，其中，
所述压缩机收纳于所述外壳内，位于所述强度部件与所述顶板之间或者位于所述强度部件与所述底板之间。
4.根据权利要求3所记载的电源系统，其中，
所述压缩机直接固定于所述强度部件或者经由托架而固定于所述强度部件。
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