CN115298881A - 电池装置 - Google Patents

Abstract

在实施方式的电池装置中，例如，在第一壳体设置有：一对电池室，分别设置有多个搁板部，且相互相对于外部被密闭；一对分隔壁，将电池室与空气通路分隔，设置有将各搁板部与空气通路连通的多个通气口；电气室，与电池室和空气通路并排；以及隔壁，将电气室与电池室及空气通路隔离。多个电池模块收纳于电池室中的各搁板部。散热器对多个电池模块进行冷却。风扇设置于空气通路的端部，生成经由通气口对收纳于各搁板部内的电池模块进行冷却的空气流。管道设置有能够收纳风扇的线缆的收纳室，将该收纳室与电池室隔离。

Description

电池装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种电池装置。

背景技术

以往，已知有具备多个电池模块和生成将多个电池模块冷却的空气流的风扇的电池装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-175896号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在这种电池装置中，例如，如果能够得到能够兼顾地确保安全性和冷却性这样的不良更少的新的结构，则是有益的。

用于解决技术问题的手段

实施方式的电池装置例如具备第一壳体、电池模块、散热器、风扇以及管道。在第一壳体设置有：空气通路，沿上下方向延伸；一对电池室，设置于空气通路的左右两侧，并且分别沿上下方向排列地设置有多个搁板部，且相互相对于外部被密闭；一对分隔壁，将电池室与空气通路分隔，设置有将各搁板部与空气通路连通的多个通气口；电气室，与电池室以及空气通路在前后方向上排列；以及隔壁，将电气室与电池室以及空气通路隔离。多个电池模块收纳于电池室中的各搁板部。散热器对多个电池模块进行冷却。风扇设置于空气通路的端部，生成经由通气口对收纳于各搁板部内的电池模块进行冷却的空气流。管道设置有能够收纳风扇的线缆的收纳室，将该收纳室与电池室隔离。

附图说明

图1是实施方式的电池装置的示例性且示意性的立体图。

图2是实施方式的电池装置的电池模块的示例性且示意性的立体图。

图3是实施方式的电池装置的一部分的示例性且示意性的侧视图，是卸下侧盖的状态的图。

图4是实施方式的电池装置的电池室中的一部分的示例性且示意性的YZ剖视图。

图5是实施方式的电池装置的下端部的一部分的示例性且示意性的XY剖视图。

具体实施方式

以下，公开了本发明的示例性的实施方式。以下所示的实施方式的结构、以及由该结构带来的作用以及效果是一个例子。本发明也能够通过以下的实施方式所公开的结构以外的结构来实现。另外，根据本发明，能够得到由结构得到的各种效果(也包括衍生的效果)中的至少一个。

另外，在本说明书中，序数仅用于区分零件、部件、部位、位置、方向等，并不表示顺序、优先级。

[实施方式]

图1是实施方式的电池装置1的立体图。如图1所示，电池装置1例如具备壳体2、收纳于壳体2内的电池室11中的多个电池模块3(参照图2)、收纳于壳体2内的电气室12中的多个电气设备4等。在本实施方式中，例如，多个电池模块3设置于电池室11中的各搁板部10(参照图3)，这些多个电池模块3串联或者并联连接，由此构成电池装置1。壳体2是第一壳体的一例。

电池装置1设置于各种装置、机械、设备等，作为这些各种装置、机械、设备等的电源使用。例如，电池装置1搭载于铁道车辆，能够作为该铁道车辆的电源使用。另外，在铁道车辆中，也可以搭载将多个本实施方式所示的电池装置1串联或并联连接而成的组。电池装置1也被称为铁道车辆用蓄电池装置等。

另外，在以下的说明中，为了方便，定义了相互正交的三个方向。X方向沿着壳体2的进深方向(前后方向)，并且沿着电池模块3的宽度方向(短边方向)。Y方向沿着壳体2的宽度方向(左右方向)，并且沿着电池模块3的长度方向。Z方向沿着壳体2的高度方向(上下方向)，并且沿着电池模块3的高度方向。

另外，在以下的说明中，为了方便，将X方向称为前方，将X方向的相反方向称为后方，将Y方向称为右方，将Y方向的相反方向称为左方，将Z方向称为上方，将Z方向的相反方向称为下方。

如图1所示，壳体2构成为在Y方向上较短的长方体状的箱型。壳体2具有底壁2a、顶壁2b、前壁2c、左壁2d、后壁2e、右壁2f、隔壁2g、搁板壁2h(参照图3)、分隔壁2i(参照图4)等多个壁部。前壁2c、左壁2d、后壁2e以及右壁2f也被称为侧壁、周壁等。

底壁2a及顶壁2b均沿着与Z方向正交的方向(XY平面)延伸，在Z方向上隔开间隔而相互平行地设置。底壁2a构成壳体2的下端部，顶壁2b构成壳体2的上端部。底壁2a也被称为下壁等，顶壁2b也被称为上壁等。

左壁2d及右壁2f都沿着与Y方向正交的方向(XZ平面)延伸，在Y方向上隔开间隔而相互平行地设置。右壁2f遍及底壁2a及顶壁2b的Y方向的端部之间，左壁2d遍及底壁2a及顶壁2b的Y方向的相反方向的端部之间。左壁2d构成壳体2的左端部，右壁2f构成壳体2的右端部。

另外，在左壁2d及右壁2f分别设置有压力释放阀5。压力释放阀5配置在左壁2d及右壁2f的Z方向的上端部，面向壳体2内的电池室11。在电池室11内的压力高于阈值的情况下压力释放阀5被释放，使该电池室11内的压力降低。

前壁2c及后壁2e均沿着与X方向正交的方向(YZ平面)延伸，在X方向上隔开间隔而相互平行地设置。前壁2c遍及底壁2a及顶壁2b的X方向的端部之间，后壁2e遍及底壁2a及顶壁2b的X方向的相反方向的端部之间。前壁2c构成壳体2的前端部，后壁2e构成壳体2的后端部。

隔壁2g(参照图5)位于前壁2c与后壁2e之间，遍及左壁2d与右壁2f之间以及底壁2a与顶壁2b之间。隔壁2g与前壁2c及后壁2e平行。隔壁2g将壳体2内在X方向上分隔为作为多个空间的电池室11及电气室12。另外，隔壁2g将电气室12与电池室11以及后述的空气通路13(参照图4)隔离。

分隔壁2i均位于左壁2d与右壁2f之间，遍及上述的隔壁2g与后壁2e之间以及底壁2a与顶壁2b之间。在壳体2中，一对分隔壁2i在Y方向上隔开间隔而相互平行地设置。在一对分隔壁2i之间设置有后述的空气通路13。分隔壁2i将壳体2内分隔为在Y方向上作为多个空间的一对电池室11和空气通路13。

搁板壁2h均位于底壁2a与顶壁2b之间，以遍及分隔壁2i与左壁2d之间以及分隔壁2i与右壁2f之间的方式延伸。在壳体2上，多个搁板壁2h在Z方向上隔开间隔而相互平行地设置。搁板壁2h将电池室11内分别在Z方向上分隔为作为多个空间的搁板部10。搁板壁2h例如能够以能够沿Y方向滑动、即能够拉出的方式支承于壳体2。

另外，在各搁板部10，例如以在X方向上排列的状态分别收纳有六个电池模块3(参照图3)。换言之，搁板壁2h支承包含分别沿X方向排列的六个电池模块3的模块列。模块列也被称为模块群等。

如图1所示，壳体2例如由基座15、前盖16、侧盖17、18等多个部件(分割体)的组合构成。基座15、前盖16以及侧盖17、18分别由合成树脂材料、金属材料等制作。

基座15具有底壁2a、顶壁2b、后壁2e、隔壁2g、搁板壁2h、分隔壁2i等。前盖16具有前壁2c等。另外，侧盖17具有左壁2d等，侧盖18具有右壁2f等。前盖16以及侧盖17、18例如在相对于基座15从外侧覆盖电气室12以及电池室11的状态下，通过螺钉等结合件、夹持件等而结合。

另外，在基座15与侧盖17、18之间、基座15与前盖16之间等分别设置有未图示的密封部件。密封部件例如是沿着电池室11、电气室12的边缘部的框状的衬垫(密封垫)等。通过密封部件抑制气体、液体等从电池室11、电气室12的周围泄漏。换言之，电池室11及电气室12分别相对于壳体2的外部密闭。

图2是电池装置1的电池模块3的立体图。如图2所示，电池模块3例如具有壳体7、收纳在壳体7内的多个电池单元6、经由母线等与多个电池单元6电连接的输出端子部8等。多个电池单元6的电力、即电池模块3的电力经由与输出端子部8电连接的线缆9被取出到外部。壳体7是第二壳体的一例。

电池单元6例如可以由锂离子二次电池等构成。另外，电池单元6也可以是镍氢电池、镍镉电池等其他二次电池。锂离子二次电池为非水电解质二次电池的一种，电解质中的锂离子承担导电。电池单元6是所谓的方型罐类型，也被称为罐单元等。

多个电池单元6例如以纵向放置的姿势、换言之以各自的端子面向Z方向的姿势收纳于壳体7内。另外，多个电池单元6例如在壳体7内沿X方向、Y方向排列成多列。

壳体7例如构成为在X方向上较短的长方体状的箱型。壳体7具有底壁7a、顶壁7b、一对端壁7c、7e、一对侧壁7d、7f等多个壁部。底壁7a也被称为下壁等，顶壁7b也被称为上壁等。另外，端壁7c、7e以及侧壁7d、7f也被称为周壁等。

底壁7a及顶壁7b均沿着与Z方向正交的方向(XY平面)延伸，在Z方向上隔开间隔而相互平行地设置。底壁7a构成壳体7的下端部，顶壁7b构成壳体7的上端部。底壁7a对电池单元6的各自的下表面进行支承，并与该下表面直接或经由导热膏等而间接地进行热连接。

一对端壁7c、7e均沿着与Y方向正交的方向(XZ平面)延伸，在Y方向上隔开间隔而相互平行地设置。端壁7e构成壳体7的Y方向的端部，端壁7c构成壳体7的Y方向的相反方向的端部。端壁7c、7e覆盖电池单元6各自的短侧面或长侧面。

一对侧壁7d、7f均沿着与X方向正交的方向(YZ平面)延伸，在X方向上隔开间隔而相互平行地设置。侧壁7f构成壳体7的X方向的端部，侧壁7d构成壳体7的X方向的相反方向的端部。侧壁7d、7f覆盖电池单元6各自的长侧面或短侧面。

另外，壳体7例如由壳体25、顶盖26等多个部件(分割体)的组合构成。壳体25及顶盖26分别由合成树脂材料、金属材料等制成。

壳体25例如具有底壁7a、一对端壁7c、7e、一对侧壁7d、7f等。另外，顶盖26例如具有顶壁7b等。顶盖26相对于壳体25在从Z方向覆盖电池单元6的收纳室的状态下，通过螺钉等结合件28、卡扣等而结合。

图3是电池装置1的一部分的侧视图，是卸下了侧盖17的状态的图。如图3所示，在壳体2的电池室11中的各搁板部10上分别设置有散热器20。散热器20例如具有冷却板21和连接配管22。

冷却板21例如构成为沿着壳体2的搁板壁2h延伸的四边形的板状。冷却板21在各搁板部10内夹设于搁板壁2h与包含在X方向上排列的六个电池模块3的模块列之间。换言之，冷却板21被设置为与电池模块3的各个底壁7a热连接的状态。

在冷却板21的内部设置有供冷却电池模块3的冷却水等流体流动的流路。流路与连接配管22连接，并且以与多个电池模块3进行热交换的方式在冷却板21的内部沿X方向及Y方向蜿蜒地延伸。在本实施方式中，例如，通过多个连接配管22，在Z方向上排列的多个冷却板21的各流路通过串联、并联、或者串联与并联的组合等而连接。

另外，在冷却板21与电池模块3的底壁7a之间分别设置有未图示的导热层。导热层例如是导热膏、导热片等。通过导热层，冷却板21与底壁7a之间的热传递性提高，进而能够进一步提高散热器20对底壁7a即多个电池单元6的冷却效果。

图4是电池装置1的电池室11中的一部分的YZ剖视图。如图4所示，在电池室11的Y方向的大致中央部设置有沿着Z方向延伸的空气通路13。空气通路13设置在上述的一对分隔壁2i之间，与各搁板部10在Y方向上排列。

空气通路13的Z方向的上端部面向壳体2的顶壁2b。另一方面，空气通路13的下端部面向后述的风扇30(参照图5)。在本实施方式中，例如，分隔壁2i的上端部通过焊接等与顶壁2b接合，并且分隔壁2i的下端部与底壁2a或最下层的搁板壁2h接合。下端部是端部的一例，顶壁2b是外壁的一例。

另外，在分隔壁2i上分别设置有多个通气口2k。通气口2k是在Y方向上贯通分隔壁2i的贯通孔，将空气通路13与电池室11的各搁板部10连通。通气口2k例如以与包含沿X方向排列的六个电池模块3在内的模块列重叠的方式在X方向上细长地延伸。

在本实施方式中，例如，从风扇30排出的空气流W经由左壁2d及右壁2f与搁板壁2h之间的间隙14向电池室11的各搁板部10供给。然后，空气流W各搁板部10内以在Y方向上横穿的方式通过，并从通气口2k经由空气通路13返回到风扇30。

在此，电池模块3的壳体7中的面向散热器20的底壁7a以外的顶壁7b、端壁7c、7e、侧壁7d、7f等面向各搁板部10的空间。因此，空气流W在通过各搁板部10的过程中与底壁7a以外的顶壁7b、端壁7c、7e、侧壁7d、7f等进行热交换，由此能够进一步提高电池模块3的冷却效果。

这样，在本实施方式中，构成为能够通过由以在电池室11内循环(回旋)的方式流动的空气流W进行的冷却和由散热器20进行的冷却，来更有效地抑制收纳于一对电池室11的每个电池室11的多个电池模块3的温度上升。

图5是电池装置1的下端部的一部分的XY剖视图。如图5所示，在上述空气通路13的下端部连接有风扇30。在本实施方式中，例如，在壳体2中沿X方向排列地设置有多个风扇30。多个风扇30分别面向空气通路13。

风扇30例如是能够绕沿Z方向延伸的旋转中心Ax旋转的离心风扇或轴流风扇。风扇30通过环状开口内的叶片的绕旋转中心Ax的旋转，生成以在上述的电池室11内循环(回旋)的方式流动的空气流W。风扇30的沿Y方向的宽度与空气通路13即一对分隔壁2i之间的间隔大致相同或稍窄。换言之，风扇30能够收纳在一对分隔壁2i之间。

另外，在风扇30的Y方向上相邻地设置有管道40。管道40沿X方向延伸，与壳体2的隔壁2g接合。在管道40的内部设置有能够收纳风扇30的线缆等的收纳室41。风扇30的线缆从收纳室41经由设置于隔壁2g的未图示的贯通孔而与电气室12内的电气设备4等连接。

另外，风扇30、管道40等例如能够收纳于壳体2的底壁2a与最下层的搁板壁2h之间的空间等。风扇30能够以从搁板壁2h向Z方向露出并且被一对分隔壁2i从Y方向的两侧覆盖的状态设置。管道40具有从搁板壁2h向Z方向露出的顶壁等，该顶壁将电池室11与收纳室41隔离。

如上所述，在本实施方式中，电池装置1具备：壳体2(第一壳体)，设置有：一对电池室11，分别在Z方向上排列地设置有多个搁板部10，并相互相对于外部被密闭；一对分隔壁2i，将电池室11与空气通路13分隔，设置有将各搁板部10和空气通路13连通的多个通气口2k；电气室12，与电池室11及空气通路13在X方向上排列；和隔壁2g，将电气室12与电池室11及空气通路13隔离；多个电池模块3，收纳于电池室11中的各搁板部10；散热器20，对多个电池模块3进行冷却；风扇30，设置于空气通路13的下端部(端部)，生成经由通气口2k对收纳于各搁板部10内的电池模块3进行冷却的空气流W；以及管道40，设置有能够收纳风扇30的线缆的收纳室41，将该收纳室41与电池室11隔离。

根据这样的结构，例如，在壳体2内，能够将多个电池模块3与收纳于电气室12的电气设备4、收纳于管道40的风扇30的线缆等隔离，因此电池装置1的安全性更容易提高。另外，例如，通过由散热器20进行的冷却和风扇30的空气流W进行的冷却，能够更有效地抑制配置于一对电池室11的多个电池模块3的温度上升。因此，例如能够得到能够兼顾地确保以往是背离的安全性和冷却性的电池装置1。

另外，在本实施方式中，电池模块3分别具有多个电池单元6和包含与多个电池单元6热连接的底壁7a的壳体7(第二壳体)，散热器20被设置为与电池模块3的各自的底壁7a热连接的状态。

根据这样的结构，例如，通过散热器20与电池模块3各自的底壁7a的热交换，能够更高效地冷却多个电池单元6。另外，例如，通过利用来自风扇30的空气流W将电池模块3的底壁7a以外的顶壁7b、端壁7c、7e、侧壁7d、7f等进行冷却，由此能够更有效地抑制多个电池单元6的温度上升。

另外，在本实施方式中，散热器20具有设置有流路的冷却板21，该流路供通过与底壁7a的热交换而将多个电池单元6冷却的流体流动。

根据这样的结构，例如能够通过由冷却板21进行的水冷式或液冷式的散热器20更有效地抑制多个电池模块3的温度上升。

另外，在本实施方式中，分隔壁2i与壳体2的顶壁2b(外壁)接合，管道40与隔壁2g接合。

根据这样的结构，例如，能够利用分隔壁2i以及隔壁2g来提高壳体2的刚性、强度，进而即使在壳体2内高密度地配置有多个电池模块3的情况下也能够确保耐久性、安全性。

以上，例示了本发明的实施方式，但上述实施方式是一个例子，并不意图限定发明的范围。上述实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、组合、变更。另外，各结构、形状等规格(结构、种类、方向、形式、大小、长度、宽度、厚度、高度、数量、配置、位置、材质等)能够适当地变更来实施。

Claims (4)

1.一种电池装置，具备：

第一壳体，设置有：空气通路，在上下方向上延伸；一对电池室，设置在所述空气通路的左右两侧，并且分别在所述上下方向上排列地设置有多个搁板部，且相互相对于外部被密闭；一对分隔壁，将所述电池室与所述空气通路分隔，且设置有将各所述搁板部与所述空气通路连通的多个通气口；电气室，与所述电池室及所述空气通路在前后方向上排列；以及隔壁，将所述电气室与所述电池室及所述空气通路隔离；

多个电池模块，收纳于所述电池室中的各所述搁板部；

散热器，将所述多个电池模块冷却；

风扇，设置于所述空气通路的端部，生成经由所述通气口对收纳于各所述搁板部内的所述电池模块进行冷却的空气流；以及

管道，设置有能够收纳所述风扇的线缆的收纳室，并将该收纳室与所述电池室隔离。

2.根据权利要求1所述的电池装置，

所述电池模块分别具有多个电池单元和第二壳体，该第二壳体包括与所述多个电池单元热连接的底壁，

所述散热器设置为与所述电池模块的各自的所述底壁热连接的状态。

3.根据权利要求2所述的电池装置，

所述散热器具有设置有供流体流过的流路的冷却板，该流体通过与所述底壁的热交换而将所述多个电池单元冷却。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池装置，

所述分隔壁与所述第一壳体的外壁接合，

所述管道与所述隔壁接合。

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