CN100579810C - 车辆用电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用电源装置，由于相比层叠方向一端侧的第一层的蓄电池模块(35)的根数另一端侧的第四层的蓄电池模块(35)的根数设定得多，因此，冷却空气难以接触根数多的第四层蓄电池模块(35)中接近连通口(制冷剂排出口)(52)的蓄电池模块(35)，从而冷却效果降低。因此，使冷却空气供给口(49)在蓄电池模块(35)的层叠方向的整个区域开口，并在冷却空气的流动方向下游侧设置导风件(51)，使连通口(制冷剂排出口)(52)偏向第四层侧开口，由此在冷却空气的流动方向下游侧形成从第一层侧向第四层侧的流路，通过该流路可有效地冷却所述难以冷却的蓄电池模块(35)。

Description

车辆用电源装置

技术领域

本发明涉及车辆用电源装置，其将平面状并排配置圆筒状的蓄电池模块的结构层叠更多层，容纳于蓄电池箱内部，从设于上述蓄电池箱上的制冷剂供给口向制冷剂排出口，沿相对于上述蓄电池模块长度方向正交的方向流过制冷剂，对上述蓄电池模块进行冷却。

另外，本发明涉及车辆用电源装置，其将平行配置的多根蓄电池模块容纳于蓄电池箱的内部，从设于上述蓄电池箱上的制冷剂供给口向制冷剂排出口，沿相对于上述蓄电池模块长度方向正交的方向流过制冷剂，对上述蓄电池模块进行冷却。

背景技术

在日本特开2003-152378号公报中公开有：将平面状并排配置多根圆筒状的蓄电池模块的结构层叠多层，容纳于蓄电池箱内部，并将其用后座的后面支承，构成混合车辆的电源。

在该蓄电池箱的上下部分别设有冷却空气供给口及冷却空气排出口，从冷却空气供给口供给的冷却空气在流过蓄电池箱内部时将蓄电池模块冷却，之后从冷却空气排出口排出。

但是，多根蓄电池模块由于被电串联连接，故当其中任一个的冷却不充分而使温度上升时，存在不仅该蓄电池模块的寿命变短，而且多根蓄电池模块整体性能也降低的问题。

特别是在构成各层的蓄电池模块的根数不同时，位于蓄电池模块根数多的层的冷却空气的流动方向下游侧的蓄电池模块的冷却容易不充分，从而存在该蓄电池模块的温度过度上升的问题。

另外，在蓄电池箱上形成冷却空气供给口及冷却空气排出口时，若冷却空气排出口相对于冷却空气供给口朝与制冷剂流动方向正交的方向偏斜，则冷却空气会以在冷却空气供给口及冷却空气排出口间要短路的方式流动，因此，冷却空气难以到达距冷却空气供给口及冷却空气排出口远的位置，从而存在蓄电池模块的温度过度上升的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而构成的，其第一目的在于，将在蓄电池箱内部层叠了多层的蓄电池模块均等地冷却。

另外，本发明第二目的在于，使得在蓄电池箱内部处于制冷剂难以流动的部分的蓄电池模块的温度不会上升。

为实现上述第一目的，本发明第一方面提供一种车辆用电源装置，将平面状并排配置有圆筒状蓄电池模块的结构进一步层叠多层，容纳于蓄电池箱内部，从设于所述蓄电池箱上的制冷剂供给口向制冷剂排出口，沿相对于所述蓄电池模块长度方向正交的方向流过制冷剂，对所述蓄电池模块进行冷却，其中，在相比所述层叠方向一端侧的层的蓄电池模块的根数另一端侧的层的蓄电池模块的根数设定得多的结构中，所述制冷剂供给口在所述蓄电池模块的层叠方向的整个区域开口，所述制冷剂排出口偏向所述层叠方向另一端侧开口。

根据上述结构，在将多个圆筒状蓄电池模块聚束而容纳的蓄电池箱上设置制冷剂供给口及制冷剂排出口，并从制冷剂供给口朝向制冷剂排出口，沿相当于蓄电池模块的长度方向正交的方向流过制冷剂，对蓄电池模块进行冷却，该情况下，若相比蓄电池模块的层叠方向一端侧的层的蓄电池模块的根数将另一端侧的层的蓄电池模块的根数设定得多，则制冷剂难以接触所述层叠方向另一端侧的层的蓄电池模块中接近制冷剂排出口的蓄电池模块，从而冷却效果降低。因此，通过将制冷剂供给口在蓄电池模块的层叠方向的整个区域开口，并将制冷剂排出口偏向层叠方向另一端侧开口，由此在制冷剂流动方向下游侧形成从层叠方向一端侧朝向另一端侧的流路，通过该流路能够有效地冷却所述难以冷却的蓄电池模块，由此，能够将全部蓄电池模块均匀地冷却。

另外，本发明第二方面在上述第一方面的基础上，提供一种车辆用电源装置，其中，所述蓄电池箱的所述层叠方向一端侧的壁面以制冷剂流动方向下游侧接近所述层叠方向另一端侧的方式倾斜。

根据上述结构，由于使蓄电池箱的层叠方向一端侧的壁面以制冷剂的流动方向下游侧接近层叠方向另一端侧的方式倾斜，因此，制冷剂的流动方向积极地指向制冷剂排出口，从而能够更均匀地冷却全部蓄电池模块。

另外，本发明第三方面在上述第一或第二方面的基础上，提供一种车辆用电源装置，其中，在行李箱的地板上形成有凹部，使所述层叠方向一端侧朝下的所述蓄电池箱容纳于所述凹部内。

根据上述结构，由于在行李箱的地板上形成的凹部内容纳使蓄电池模块的根数少的层叠方向一端侧向下的蓄电池箱，因此，通常可在作为备用轮胎的容纳空间而利用的空间内紧凑地布置蓄电池箱。

为实现上述第二目的，本发明第四方面提供一种车辆用电源装置，将平行配置的多根蓄电池模块容纳于蓄电池箱内部，从设于所述蓄电池箱上的制冷剂供给口向制冷剂排出口，沿相对于所述蓄电池模块长度方向正交的方向流过制冷剂，对所述蓄电池模块进行冷却，其中，在所述制冷剂排出口相对于所述制冷剂供给口沿蓄电池模块长度方向偏斜的结构中，具备：将所述蓄电池箱的内部在蓄电池模块长度方向上隔开的第一隔壁；在所述蓄电池箱的内部与所述第一隔壁相比靠所述偏斜方向划分的第一制冷剂通路；在所述蓄电池箱的内部与所述第一隔壁相比靠所述偏斜方向的相反侧划分的第二制冷剂通路；从所述制冷剂排出口隔开到所述第一隔壁的下游端的第二隔壁；在所述制冷剂排出口产生负压，将制冷剂导入所述制冷剂供给口的负压源。

根据上述结构，在容纳有平行配置的多根蓄电池模块的蓄电池箱中设置制冷剂供给口及制冷剂排出口，从制冷剂供给口向制冷剂排出口，沿相对于蓄电池模块的长度方向正交的方向流过制冷剂，对蓄电池模块进行制冷，该情况下，当制冷剂排出口相对于制冷剂供给口向正交于制冷剂流动方向的方向偏斜时，在制冷剂供给口及制冷剂排出口之间制冷剂以要短路的方式流动，因此，制冷剂难以到达距制冷剂供给口及制冷剂排出口远的位置，从而可能会使蓄电池模块的温度上升。

因此，设置将蓄电池箱的内部沿正交于制冷剂流动方向的方向隔开的第一隔壁，并形成在蓄电池箱的内部与第一隔壁相比靠所述偏斜方向划分的第一制冷剂通路和与第一隔壁相比靠所述偏斜方向的相反侧划分的第二制冷剂通路，当通过负压发生源在经由第二隔壁与第一隔壁的下游端连通的制冷剂排出口产生负压，将制冷剂导入制冷剂供给口时，被导入第二制冷剂通路的制冷剂在制冷剂供给口及制冷剂排出口之间不会短路，而在距制冷剂供给口及制冷剂排出口远的位置流动，使该流动有效地作用于难以进行冷却的蓄电池模块上，从而可将所有的蓄电池模块均匀地冷却。

另外，本发明第五方面在上述第四方面的基础上，提供一种车辆用电源装置，其中，由所述蓄电池箱内支承所述蓄电池模块的支承构件构成所述第一隔壁。

根据上述结构，由于由蓄电池箱内支承蓄电池模块的支承构件构成第一隔壁，故可废弃支承蓄电池模块的特别的支承构件，从而能够消减部件数量。

另外，本发明第六方面在上述第四或第五方面的基础上，提供一种车辆用电源装置，其中，使所述制冷剂供给口的位置比所述蓄电池模块的长度方向中央靠所述偏斜方向的相反侧错开。

根据上述结构，由于使制冷剂供给口的位置比蓄电池模块的长度方向中央靠所述偏斜方向的相反侧错开，因此，从制冷剂供给口导入的制冷剂容易流入第二制冷剂通路，从而能够更有效地将难以冷却的蓄电池模块冷却。

另外，实施例的电动风扇21对应本发明的负压源，实施例的蓄电池支架36～40对应本发明的支承构件，实施例的底壁41a对应本发明的壁面，实施例的冷却空气供给口49对应本发明的制冷剂供给口，实施例的连通口52对应本发明第一方面～第三方面中所述的发明的制冷剂排出口，实施例的冷却空气排出口55对应本发明第四方面～第六方面中所述的发明的制冷剂排出口，实施例的第一、第二冷却空气通路56、57对应本发明的第一、第二制冷剂通路。

本发明的上述、其它目的、特征及优点沿用附图从如下详述的最佳的实施例的说明中可明确。

附图说明

图1～图7表示本发明的第一实施例；

图1是车辆用电源装置的整体立体图；

图2是图1的2-2线剖面图；

图3是图2的3-3线剖面图；

图4是图3的4-4线剖面图；

图5是图3的5-5线剖面图；

图6是车辆用电源装置的分解立体图；

图7是表示冷却空气流动的路径的模式图；

图8及图9表示本发明的第二实施例；

图8是车辆用电源装置的整体立体图；

图9是图8的9-9线剖面图。

具体实施方式

下面，基于图1～图7说明本发明第一实施例。

如图1所示，在以发动机及电动机/发电机为行驶用驱动源的混合车辆的从后座11的座垫12的后端向斜后方立起的座背13的后面，配置与上述电动机/发电机连接的电源装置14。电源装置14具备：容纳蓄电池的蓄电池箱15、容纳逆变器这样的电气设备16的电气设备箱17、向蓄电池箱15导入作为制冷剂的冷却空气的冷却空气供给导管18、将冷却空气从蓄电池箱15向电气设备箱17导向的中间导管19、从电气设备箱17排出冷却空气的冷却空气排出导管20、设于冷却空气排出导管20下游端的电动风扇21。

其次，参照图2～图7说明蓄电池箱15的结构。

蓄电池箱15具备形成为コ字状的一对蓄电池支承构架31、31和形成为井框状的蓄电池支承框32，将蓄电池支承构架31、31的两端向外侧折回而形成的固定部31a...通过贯通形成于蓄电池支承框32上的螺栓孔32a...的四根螺栓33...一体结合。

容纳于蓄电池箱15内的蓄电池如下构成：将多个蓄电池单元34...串联连接，构成圆筒状的蓄电池模块35，将6～8根该蓄电池模块35平面状并排配置而成的结构层叠四层。将分割为五块的板状蓄电池支架36～40固定于蓄电池支承构架31、31上，在这些蓄电池支架36～40上形成的圆形开口上支承，使其夹着各蓄电池模块35...的一端部及另一端部附近。图3所示的左右一对蓄电池支架36～40、36～40中，位于右侧的蓄电池支架36～40构成本发明的第一隔壁53。

这样一体化了的合计28根蓄电池组件35...的周围利用由泡沫聚苯乙烯形成为容器状的蓄电池壳体41和由泡沫聚苯乙烯形成为板状的盖体42覆盖。利用四根螺栓43...在一侧蓄电池支承构架31及蓄电池支承框32上固定接合板44，通过该接合板44将设于各蓄电池模块35...一端的端子彼此连接。而且，利用八根螺栓45...将蓄电池支承框32固定在座垫12的座架46、46上，并由将金属板冲压成形的蓄电池罩47覆盖蓄电池壳体41周围。

合计28根蓄电池模块35...分四层层叠。若从蓄电池壳体41的底壁41a侧向盖体42侧设定第一层、第二层、第三层、第四层，则第一层由六根蓄电池模块35...构成，第二层及第三层分别由七根蓄电池模块35...构成，第四层由八根蓄电池模块35...构成，各层的蓄电池模块35...具有冷却空气能够通过的间隙，其被锯齿状配置(参照图2)。

在一对蓄电池支承构架31、31上固定四个截面圆弧状的第一导风件48...。这些第一导风件48...以覆盖各层蓄电池模块35...中的冷却空气流动方向上游端的四根蓄电池模块35...上面的方式配置，在相邻的第一导风件48...之间形成冷却空气能够通过的缝隙α。与第一导风件48...的上面对向而在蓄电池壳体41及蓄电池罩47上开口有冷却空气供给口49，将冷却空气供给导管18的下游端与该冷却空气供给口49连接。

在冷却空气供给导管18的下游端附近固定从蓄电池模块35...的一端侧(接合板44侧)向另一端侧伸出的障碍板50(参照图3)。另外，在一对蓄电池支承构架31、31上固定一个第二导风件51。第二导风件51以覆盖各层蓄电池模块35...中的第一层～第三层的冷却空气的流动方向下游端的三根蓄电池模块35...下面的方式配置。在与第四层的冷却空气流动方向下游端的蓄电池模块35对向的位置切开第二导风件51，在该部分形成连通口52。另外，与第一层的六根蓄电池模块35...对向的蓄电池壳体41的底壁41a(参照图2)从冷却空气的流动方向上游侧向下游侧沿接近蓄电池模块35...的方向倾斜。

在蓄电池箱15的下部配置弯曲成L字状的第二隔壁54。第二隔壁54的沿上下方向延伸的连结部54a夹着第二导风件51与第一隔壁53配置在同一平面内，从该连结部54a向左右方向延伸的主体部54b将被蓄电池罩47的下壁和第二导风件51夹着的空间前后划分开。

于是，在图3及图7中的第一隔壁53的左侧(冷却空气排出口55侧)划分第一冷却空气通路56，在上述第一隔壁53的右侧(冷却空气排出口55的相反侧)划分第二冷却空气通路57。而且，流过第一、第二冷却空气通路56、57的冷却空气不合流，而在被第二隔壁54隔开的状态下流向图3及图7的左方向，在冷却空气排出口55合流。

其次，说明具有上述构成的实施例的作用。

随着车辆的运转，电动机/发电机作为电动机起作用或作为发电机起作用时，蓄电池模块35...充放电而发热，因此，需要用冷却空气将其冷却。即，当驱动电动风扇21时，车室内的冷却空气被吸引，经过冷却空气供给导管18、蓄电池箱15、中间导管19、电气设备箱17、冷却空气排出导管20向电动风扇21流动，此时，蓄电池箱15内的蓄电池模块35...和电气设备箱17内的电气设备16被冷却空气冷却。

在冷却空气从冷却空气供给导管18经过冷却空气供给口49流入蓄电池箱15的内部时，第一层～第四层的蓄电池模块35...中位于冷却空气流动方向上游端的四根蓄电池模块35...可能会因过度接触低温的冷却空气而被过冷却，但通过由四个第一导风件48...将该冷却空气遮断，可防止上述四根蓄电池模块35...的过冷却。通过了形成于四个第一导风件48...之间的间隙α的冷却空气在蓄电池箱15的内部朝向连通口52流动，在此期间与所有的蓄电池模块35...接触，发挥冷却效果。

但是，沿冷却空气流动方向的蓄电池模块35...的数量由于第一层为六根、第二层及第三层分别为七根、第四层为八根而不同，故存在根数最多的第四层的蓄电池模块35...中冷却空气的流动方向下游侧的蓄电池模块的冷却效果降低的问题。第二层及第三层蓄电池模块35...，虽然不如第四层那样，但也产生同样的问题。图2中，将最难以冷却的蓄电池模块35...网状表示，将次难以冷却的蓄电池模块35...用斜线表示。

但是，在本实施例中，利用蓄电池箱15的冷却空气流动方向下游侧形成的第二导风件51，可解决上述问题。即，通过设置第二导风件51，连通口52向第四层侧偏斜，因此，沿第一层流动的冷却空气被第二导风件51导向，朝向靠近第四层设置的连通口52倾斜流动。其结果是，可使更大量的冷却空气接触网状表示的蓄电池模块35...及斜线表示的蓄电池模块35...，将所有的蓄电池模块35...均匀地冷却，从而可提高电源装置14的性能及耐久性。

另外，由于蓄电池壳体41的底壁41a倾斜配置为越是冷却空气的流动方向下游侧越是接近第四层，因此，冷却空气容易朝向连通口52倾斜流动，从而能够进一步提高第二导风件51的效果。

图3及图7中，从冷却空气供给导管18供给的冷却空气在蓄电池箱15的内部从上至下流动后，向左改变90°方向，从右至左在中间导管19内流动，因此，冷却空气难以接触位于流动的偏向方向外侧角部的蓄电池模块35...(由点划线的圆围成的部分)，从而存在冷却效果不均匀的问题。

设于冷却空气供给导管18上的障碍板50是用于解决上述问题的构件，通过该障碍板50使流入蓄电池箱15的冷却空气偏向中间导管19的相反侧(图3及图7中的右侧)，由此，可向由上述点划线的圆围成的部分供给足够量的冷却空气，从而能够提高冷却效果。

进而，由于由图3中右侧的蓄电池支架36～40构成的第一隔壁53将其左侧的第一冷却空气通路56(参照图7)及右侧的第二冷却空气通路57(参照图7)隔开，故流入右侧的第二冷却空气通路57内的冷却空气不会被吸引而偏向左侧(冷却空气排出口55侧)，而在第二冷却空气通路57的内部笔直地流向下方，从而能够更有效地冷却由上述点划线的圆围成的部分的蓄电池模块35...。

另外，通过第一冷却空气通路56的冷却空气不会与通过第二冷却空气通路57的冷却空气马上合流，而在分别独立地流过与第一隔壁53连通的第二隔壁54的后部及前部后，在冷却空气出口55合流，因此，可使电动风扇21产生的负压均等地作用在第一冷却空气通路56及第二冷却空气通路57内，从而能够将足够量的冷却空气导入第二冷却空气通路57内。

其次，参照图8及图9说明本发明第二实施例。该第二实施例中，与上述的第一实施例的构成要素对应的构成要素使用与第一实施例相同的符号，省略重复的说明。

第二实施例的电源装置14容纳于汽车的行李箱(trunk room)61的地板62上形成的凹部62a内。上述凹部62a通常是用于容纳备用轮胎的位置，通过将该位置用于电源装置14的容纳，可有效地利用空间。

蓄电池模块35...分三层沿上下方向配置，下侧的第一层具有九根蓄电池模块35...，中间的第二层具有十根蓄电池模块35...，上侧的第三层具有十一根蓄电池模块35...。

冷却空气供给导管18经过蓄电池箱15的蓄电池壳体41上形成的冷却空气供给口49和三个第一导风件48...向第一层～第三层均匀地供给冷却空气，在冷却空气的流动方向下游侧设置向斜上方倾斜的第二导风件51，且使蓄电池壳体41的底壁41a以冷却空气的流动方向下游侧升高的方式倾斜，由此将冷却空气朝向在第三层附近开口的连通口52向斜上方导向。

由此，对位于因根数多而难以冷却的第三层或第二层蓄电池模块35...中的冷却空气的流动方向下游侧的位置的蓄电池模块有效地作用冷却风，将所有的蓄电池模块35...均等地冷却，从而可提高电源装置14的性能及耐久性。

以上详细叙述了本发明的实施例，但本发明在不脱离其主旨的范围内可进行各种设计变更。

例如，层叠蓄电池模块35...的层数不限定在实施例的四层或三层，可以为多层。

另外，各层的蓄电池模块35...的根数不限于实施例，也可以在层叠方向一端侧和另一端侧不同。

还有，蓄电池箱15的安装位置不限于后座11的座背13的后面及行李箱61的地板62上形成的凹部62a，可安装在任意位置。

Claims (3)

1、一种车辆用电源装置，将平行配置的多根蓄电池模块容纳于蓄电池箱内部，从设于所述蓄电池箱上的制冷剂供给口向制冷剂排出口、沿相对于所述蓄电池模块长度方向正交的方向流过制冷剂，对所述蓄电池模块进行冷却，其中，

在所述制冷剂排出口相对于所述制冷剂供给口沿蓄电池模块长度方向偏斜的结构中，具备：将所述蓄电池箱的内部在蓄电池模块长度方向上隔开的第一隔壁；在所述蓄电池箱的内部与所述第一隔壁相比靠所述偏斜方向划分的第一制冷剂通路；在所述蓄电池箱的内部与所述第一隔壁相比靠所述偏斜方向的相反侧划分的第二制冷剂通路；从所述制冷剂排出口隔开到所述第一隔壁的下游端的第二隔壁；在所述制冷剂排出口产生负压，将制冷剂导入所述制冷剂供给口的负压源。

2、如权利要求1所述的车辆用电源装置，其中，

由所述蓄电池箱内支承所述蓄电池模块的支承构件构成所述第一隔壁。

3、如权利要求1或2所述的车辆用电源装置，其中，

使所述制冷剂供给口的位置比所述蓄电池模块的长度方向中央靠所述偏斜方向的相反侧错开。

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