專利名稱:機(jī)載電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
a日,
背景技術(shù):
常規(guī)的機(jī)載電池組件即是例如在JP-A-2003-3"759中描述的裝置。 機(jī)載電池組件包括電池堆、吹風(fēng)機(jī)和各種控制部件。該電池堆包括多個 電池(cell),并且吹風(fēng)機(jī)為該電池堆<|是供冷風(fēng)。各種控制部件與該電 池堆和吹風(fēng)機(jī)才目關(guān)。
最近,進(jìn)一步要求減小機(jī)載電池組件的尺寸,因為例如將機(jī)載電池 組件安放在具有有限安放空間的混合電動車的行李箱中。盡管通過結(jié)合 電池堆、吹風(fēng)機(jī)和各種控制部件來制成在JP-A-2003-346759中描述的 機(jī)載電池組件,但整個裝置的尺寸基本上沒有減小。因此,易于通過研 究部件的布置來進(jìn)一步改進(jìn)該裝置。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上面的缺點來完成本發(fā)明,并且因此本發(fā)明的目的是提供一種 機(jī)載電池組件,其具有整體布置的部件以利用死(dead)空間,/人而能 夠更容易地將該機(jī)載電池組件安放在車輛中。
為了達(dá)到本發(fā)明的該目的,提供了一種機(jī)載電池組件,其包括電 池堆、吹風(fēng)構(gòu)件和控制部件。所述電池堆包括彼此串聯(lián)電連接的多個電 池模塊。所述多個電池模塊的每個電池模塊具有沿著所述多個電池模塊 的每個電池模塊的縱軸延伸的側(cè)表面。所述多個電池模塊被整體布置, 以使得多個電池模塊的側(cè)表面沿著與所述縱軸正交的寬度(width)軸 彼此相對。所述電池堆具有通常沿著所述寬度軸延伸的一個側(cè)面。鄰近 所述電池堆的一個側(cè)面提供吹風(fēng)構(gòu)件。所述吹風(fēng)構(gòu)件具有吹出端口 ,該 吹出端口的尺寸通常等于沿著寬度軸測量的電池堆的一個側(cè)面的尺寸。 所述吹風(fēng)構(gòu)件通過該吹出端口將冷風(fēng)提供給所述電池堆。所述控制部件 與多個電池模塊電連接。所述控制部件被適配 控制來自于所述電池堆 的電力供應(yīng)。該吹風(fēng)構(gòu)件包括具有進(jìn)氣口和氣流道的外殼。該進(jìn)氣口浮皮適配成通常沿寬度軸的方向吸入空氣。該氣流道^皮限定在外殼中。該氣 流道將進(jìn)氣口與吹出端口連接起來進(jìn)氣。該氣流道具有沿著寬度軸的尺 寸,其朝著所述吹出端口的方向變大。所述控制部件被提供在外殼和平 面之間限定的空間中,所述平面與寬度軸垂直并且包括電池堆的沿著所 迷寬度軸的 一 個側(cè)面的末端部分。
根據(jù)下面的描述、所附權(quán)利要求和附圖將會更好地理解本發(fā)明以及
其另外的目的、特征和優(yōu)點,其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的 一個實施例的用于解釋機(jī)載電池組件的普通配 置的透視圖2是用于解釋機(jī)載電池組件的控制的圖3是用于說明容納在外殼中的電池堆的配置以及冷氣的流動的機(jī) 載電池組件的普通配置的平面圖4是用于說明容納在所述外殼中的電池堆的配置以及冷氣的流動 的機(jī)載電池組件的普通配置的側(cè)視圖5是說明機(jī)載電池組件的吹風(fēng)構(gòu)件的配置的平面圖;以及
圖6是從用于說明吹風(fēng)構(gòu)件的配置的圖5的方向VI觀察的正視圖。
具體實施方式
(一個實施例)
本發(fā)明的 一個實施例的才幾載電池組件用于7>知的由4亍走電源驅(qū)動 的混合電動車,所述行走電源是內(nèi)燃機(jī)和電供電的電動機(jī)的組合,并且 才幾載電池組件冷卻作為該行走電動4幾的驅(qū)動電源的電池。該電池可以是 例如4臬金屬氫化物二次電池、《法離子二次電池或有才幾基電池。電池可以 被容納在外殼中,并且可以被安放在車輛座位下面的空間中、或安放在 后座和行李箱(行李艙)之間的空間中、或安放在駕駛座和前乘客座之 間的空間中。
將參考圖l到圖6來描迷本發(fā)明的一個實施例。圖l是用于解釋本 實施例的機(jī)載電池組件100的普通配置的透視圖。圖2是用于解釋機(jī)載 電池組件100的控制的圖。圖3是用于說明容納在外殼2中的電池堆1 的配置以及冷氣的流動的機(jī)載電池組件100的普通配置的平面圖。圖4是用于說明容納在所述外殼2中的電池堆1的配置以及冷氣的流動的機(jī)
載電池組件100的普通配置的側(cè)-現(xiàn)圖。在每幅圖中,縱軸Y(或深度軸 Y)定義一方向,每個電池模塊5 (電池模塊5a、 5b、 5c等)的長方體 (rectangular parallelepiped)外形在該方向上延伸。寬度軸X與縱 軸Y正交。而且,高度軸Z (或上下軸Z)與縱軸Y和寬度軸X 二者都垂直。
如圖1所示,機(jī)載電池組件IOO主要包括電池堆1、吹風(fēng)構(gòu)件30和 控制部件。電池堆1是由多個電池模塊5組裝的模塊組件。吹風(fēng)構(gòu)件30 提供空氣以冷卻該電池堆1??刂撇考c多個電池模塊5電連接,并且 ;故用來控制來自于電池堆1的電力供應(yīng)。結(jié)合電池堆l、吹風(fēng)構(gòu)件30和 控制部件來構(gòu)成一皮安方文在車輛上的電池或電池組。更特別地,電池堆1 具有彼此串聯(lián)電連接的多個電池模塊。多個電池模塊被布置成使得多個 電池模塊的每個電池才莫塊的沿著縱軸Y延伸的側(cè)表面與相鄰的電池模塊 的側(cè)表面相對。通過結(jié)合多個電池沖莫塊來構(gòu)成電池堆1,并且該電池堆 1容納在外殼2中。
外殼2是長方體殼,其具有至少一個用于維護(hù)使用的可拆卸的表面, 并且由樹脂或鋼板制成。外殼2具有部件容納箱和被用來通過螺栓將外 殼2與車輛的一部分固定的附件部分。部件容納箱容納其中的控制電路 單元24和線束??刂齐娐穯卧?4包括電池監(jiān)控單元和控制電路。電池 監(jiān)控單元從各個傳感器接收檢測結(jié)果,以便于監(jiān)控電池狀況(例如電壓、 溫度)??刂齐娐凡僮鞔碉L(fēng)構(gòu)件30的電動機(jī)31的驅(qū)動控制并且操作電 池控制。線束連接每個部件、控制電路單元24是監(jiān)控電池堆1的狀況 的電池ECU,并且通過許多電線與電池堆1連接??刂齐娐穯卧?4能夠 與外部電控制設(shè)備進(jìn)行通信。而且,控制電路單元24可以被配置成給 電池堆1的電控制電路必要的命令。
將描述才幾載電池組件100的控制的配置。線束(harness)單元71 檢測電池狀況并且包括監(jiān)控傳感器72和配線73。每個監(jiān)控傳感器72檢 測相應(yīng)的電池模塊5的電池狀況,并且配線7 3將信號從監(jiān)控傳感器72 傳輸?shù)娇刂齐娐穯卧?4。電池堆具有面向沿著縱軸的第一縱向方向Yl (見圖1 )的一個側(cè)面50。電池堆1具有分別被定位在一個側(cè)面50的 縱向末端部分50a、 50b二者附近的負(fù)才及端子62和正才及端子66。
用作控制來自電池的電力供應(yīng)的控制繼電器的繼電器單元63、 68(系統(tǒng)主繼電器或SMR)被分別提供在電池堆1的陽極側(cè)和陰極側(cè)上。 在行走電動機(jī)和電池堆1之間提供繼電器單元63、 68。繼電器63用作 被適配成連接和斷開低電壓側(cè)的主電流路徑的系統(tǒng)主繼電器,并且與負(fù) 極端子62電連接。繼電器單元68用作被適配成連接和斷開高電壓側(cè)的 主電流路徑的系統(tǒng)主繼電器,并且與正極端子66電連接。換句話說, 繼電器單元63、 68由控制電路單元24控制以使得繼電器單元63、 68 能夠允許和禁止將電流提供給電池堆1。而且,繼電器單元63、 68二者 被同步地接通和斷開以便于允許和禁止電池堆1和電負(fù)載之間的電連 接。
在正4及端子66和繼電器單元68之間^是供電源(service )插頭67。 該電源插頭67是可拆卸地插入的,并且在維護(hù)服務(wù)期間是拆開的以便 于中斷主電流路徑。該電源插頭67例如可以是結(jié)合電熔絲的電源插頭。 機(jī)載電池組件具有與裝置連接的負(fù)極端子65和正極端子69,該裝置是 電功率接收才/L,例如行走電動沖幾。機(jī)載電池組件的正極端子69與繼電 器單元68連接。機(jī)載電池組件的負(fù)極端子65與繼電器單元63連接。 在負(fù)極端子65和正極端子69之間提供有電流傳感器64,并且該電流傳 感器64被配置為沖全測電池堆1的電流。將電流傳感器64檢測的電流信 號作為充電電流或放電電流發(fā)送到控制電路單元24 。
機(jī)載電池組件100具有在通道中提供的加熱構(gòu)件60,由吹風(fēng)構(gòu)件 30 ^是供的冷空氣流動通過該通道,并且加熱構(gòu)件60加熱冷空氣。加熱 構(gòu)件60與機(jī)載電池組件的負(fù)極端子65和正極端子69連接。從控制電 路單元24接收控制信號的加熱控制電路61控制提供給加熱構(gòu)件60的 電功率。由加熱控制電路61控制兩個電極端子之間的電壓差,并且該 電壓差用作提供給加熱構(gòu)件60的電功率??梢酝ㄟ^例如功率晶體管來 配置加熱控制電路61。
控制電路單元24檢測吹風(fēng)構(gòu)件30的風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度,并且入口空 氣溫度傳感器70檢測由風(fēng)扇吸入的空氣的溫度??刂齐娐穯卧?4基于 由入口空氣溫度傳感器70檢測的入口空氣溫度、由監(jiān)控傳感器72檢測 的電池溫度和預(yù)存儲的控制程序來執(zhí)行計算??刂齐娐穯卧?4通過控 制風(fēng)扇34的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)電池的冷卻,以使得電池的溫度保持在適 當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。而且,控制電路單元24控制電動機(jī)31的驅(qū)動操作。 控制電路單元24執(zhí)行P畫控制,在其中例如改變電壓的脈沖波的占空比(占空因數(shù))。例如,控制電路單元24根據(jù)目標(biāo)冷卻容量通過P麗 控制來控制風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度,從而控制由溫度傳感器檢測的電池堆1的 溫度。控制電路單元24被適配成通過與通信連接器23連接的通信線來 與車輛的各控制裝置進(jìn)行通信。
機(jī)載電池組件的正極端子69、正極端子66、繼電器單元68和電源 插頭67被定位在機(jī)載電池組件100的第一部分半?yún)^(qū)(section)上。機(jī) 載電池組件的負(fù)極端子65、負(fù)極端子62和繼電器單元63被定位在機(jī)載 電池組件100的第二半?yún)^(qū)(section)上。例如,機(jī)載電池組件100的 第一半?yún)^(qū)是在沿著寬度軸X的第一寬度方向XI上的機(jī)載電池組件100 的一半,而機(jī)載電池組件100的第二半?yún)^(qū)是在與沿著寬度軸X的第一寬 度方向XI相反的第二寬度方向X2上的機(jī)載電池組件100的另一半(見 圖3)。
本實施例的控制部件與多個電池模塊電連接,并且包括被用來控制 電池堆1的激勵(energization)的各部件。本實施例的控制部件包括, 在低電壓側(cè)的繼電器單元63、高電壓側(cè)的繼電器單元68、電源插頭67、 控制電路單元24、電流傳感器64和加熱控制電路61。
接著,將參考圖3和圖4來描述電池模塊5a到5g的物理關(guān)系。電 池模塊5a到5g可以被稱為電池模塊5。電池模塊5的每一個都具有平 的長方體外形,并且具有外周表面,其被由電絕緣樹脂制成的外部殼覆 蓋。每個電池模塊5具有分開地位于該電池模塊5的縱向末端的正極端 子和負(fù)極端子。這兩個端子都從外部殼伸出以暴露到外部。兩個電池沖莫 塊5被布置成沿著外殼2中的縱軸Y被它們之間的預(yù)定間隙彼此分開。 這樣布置的兩個電池模塊5的對被布置成沿著外殼2中的寬度軸X彼此 接觸,以使得兩個電池模塊5的對占據(jù)外殼2。換句話說,兩個電池模 塊5的對沿著寬度軸X互相層疊。
位于外殼2中的所有電池模塊5通過每個作為導(dǎo)電構(gòu)件的電極部件 4彼此串聯(lián)連接,以使得所連接的電池模塊形成在外殼2中沿著縱軸Y 來來回回行進(jìn)的曲折形狀。更具體地,電連接的電池模塊從沿著寬度軸 X位于電池組件100的第二寬度方向X2末端的第一電池模塊5a的負(fù)極 端子8的位置(圖3中的左邊)開始到沿著寬度軸X位于電池組件100 的第一寬度方向XI末端的笫七電池模塊5g的正極端子7 (圖3中的右 邊)。第一電池模塊5a的負(fù)極端子8 (圖3中的左底部)與電池堆1的負(fù)極端子62連接,并且第七電池模塊5g的正極端子7 (圖3中的右底 部)與電池堆1的正極端子66連接。
因此,電極部件4與對應(yīng)于電池堆1的負(fù)電極部件的第一電池才莫塊 5a的負(fù)極端子8電連接。而且,第七電池模塊5g的正極端子7對應(yīng)于 電池堆1的正電極部件。第一電池沖莫塊5a具有在與沿著縱軸Y的第一 縱向方向Yl相反的第二縱向方向Y2上的第一電池沖莫塊5a的末端處的 正極端子7 (在圖3中的上面)。第二電池模塊5b具有在第一縱向方向 Yl上的笫二電池模塊的末端處的負(fù)極端子8。第一電池模塊5a的正極 端子7通過沿著縱軸Y延伸的電極部件4與第二電池才莫塊5b的負(fù)極端 子8電連接。此外,第二電池模塊5b具有在第二縱向方向Y2上的第二 電池才莫塊5b的末端處的正極端子7。而且,第三電池沖莫塊5c :帔定位在 第一寬度方向XI (圖3中的右邊)上的第二電池模塊5b的一側(cè)上。第 三電池模塊5c具有在第二縱向方向Y2上的第三電池模塊5c的末端處 的負(fù)極端子8。因此,第二電池才莫塊5b的正極端子7通過沿著寬度軸X 延伸的另一個電極部件4與第三電池^t塊5c的負(fù)極端子8電連接。第 三電池模塊5c具有在第一縱向方向Yl上的第三電池才莫塊5c的末端處 的正極端子7。第四電池才莫塊5d被定位在第一縱向方向Yl上的第三電 池模塊5c的一側(cè)上。因此,第四電池沖莫塊5d的負(fù)極端子8通過沿著縱 軸Y延伸的另一個電極部件4與第三電池才莫塊5c的正極端子7電連接。 第五電池模塊5e被定位在第一寬度方向XI上的第四電池模塊5d的一 側(cè)上。第五電池模塊5e通過沿著寬度軸X延伸的電極部件4與第四電 池才莫塊5d電連接。
與上面相似,彼此相鄰定位的相反端子(正極端子7和負(fù)極端子8 ) 通過相應(yīng)的電極部件4電連接,并且由此在圖3中電池才莫塊5從第一電 池模塊5a到第七電池模塊5g串聯(lián)連接。而且,所連接的電池模塊5具 有沿著縱軸Y來來回回行進(jìn)的曲折形狀。如圖3所示,第六電池模塊5f (圖3中的頂部右邊)被定位在第二縱向方向Y2上的第七電池模塊5g 的一側(cè)上。第七電池才莫塊5g的負(fù)極端子8通過相應(yīng)的電極部件4與第 六電池才莫塊5f的正極端子7電連接。換句話說,在外殼2中的所有電 池模塊5通過電極部件4彼此串聯(lián)連接,以使得電流流經(jīng)從笫一電池模 塊5a的電極部件4 (該部件4 ;故定位在第一縱向方向Yl上的第一電池 模塊5a的末端處)開始到第七電池才莫塊5g的電極部件4 (該部件4被定位在第一縱向方向Yl上的第七電池模塊5g的末端處)的電路徑。因 此,電路徑具有曲折的形狀或Z字(zig-zag)形。
而且,散熱片51a到51d被定位在相應(yīng)的電極部件4上面,以將電 池模塊5的熱量傳輸?shù)狡渖?。散熱?1對應(yīng)于散熱片51a到51d的任 何一個。將散熱片提供給外殼2中的電池模塊5的正極端子7和負(fù)極端 子8的每一個。更具體地,將散熱片51提供在沿著高度軸Z的第一高 度方向Zl上的正極端子7和負(fù)極端子8的一側(cè)上。散熱片51是由例如 鋁合金制成的公知的波狀葉片,并且具有沿著寬度軸X交替布置的峰和 谷。散熱片51具有沿著縱軸Y的拉長的形狀,以使得冷卻的空氣在散 熱片51的峰和谷之間流動。
位于冷空氣的流動方向上的其他散熱片51 (或上游散熱片51)的 下游的散熱片51 (或下游散熱片51)具有比其他散熱片51的表面面積 大的表面面積。例如,下游散熱片51被設(shè)計成使得下游散熱片51具有 將熱量放出到冷空氣中的熱釋放性能,其通常等于上游散熱片51的熱 釋放性能。換句話說,被定位成更靠近第一縱向方向Yl上的電池;溪塊5 的第一端的散熱片51的熱釋放能力通常等于被定位成更靠近第二縱向 方向Y2上的電池模塊5的第二端的散熱片51的熱釋放能力。每個散熱 片51釋放到冷空氣中的熱量與散熱片51的表面面積乘以散熱片51和 冷空氣之間的溫度差的乘積成比例。 一般來說,由于與位于上游的散熱 片51的熱交換,所以在下游側(cè)的冷空氣的溫度比在上游側(cè)的冷空氣的 溫度要高。設(shè)計和配置每個散熱片以使得從每個散熱片51釋放的熱量 彼此相等,即使在與具有上述增加的溫度的冷空氣交換熱量時也是如 此。換句話說,在假設(shè)的情況下,在相同溫度的冷空氣通過每個散熱片 51時,被定位在最接近電池模塊5的第一端的散熱片51a具有最小的熱 釋放,并且被定位在更接近電池模塊5的第二端的每個散熱片51依序 地具有比其他散熱片更大的熱釋放。
電池堆1的一個側(cè)面50不同于外殼2的上表面和下表面,并且與 其表面沿著縱軸Y延伸的電池模塊5的側(cè)表面正交。吹風(fēng)構(gòu)件30被整 體提供成與電池堆1的一個側(cè)面50鄰近。吹風(fēng)構(gòu)件30具有吹出端口 37, 該吹出端口 37的寬度等于電池堆1沿著寬度軸X的一個側(cè)面50的尺寸。 換句話說,吹出端口 37的開口的寬度通常等于電池堆1的縱向方向上 的電池堆l的長度。因此,吹風(fēng)構(gòu)件30將冷空氣提供給電池堆1。吹風(fēng)構(gòu)件30包括兩個多葉片式風(fēng)扇34、電動機(jī)31和兩個外殼33。更具體 地,多葉片式風(fēng)扇34是離心式風(fēng)扇的一個示例,并且電動機(jī)31旋轉(zhuǎn)該 多葉片式風(fēng)扇34。而且,兩個外殼33分別容納在其中的多葉片式風(fēng)扇 34。吹風(fēng)構(gòu)件30的每個外殼33具有在通常平行于電池堆1的一個側(cè)面 50或沿著寬度軸X的方向上吸入空氣的進(jìn)氣口 38、 39。而且,外殼33 具有連接進(jìn)氣口 38、 39和吹出端口 37的氣流道35,并且沿著寬度軸X 測量的氣流道35的寬度朝著吹出端口 37的方向變得更大。
多葉片式風(fēng)扇34被固定在通常水平提供的電動機(jī)31的旋轉(zhuǎn)軸32 的相對末端。旋轉(zhuǎn)軸32的軸中心被定位在離電池堆1的較低表面的平 面的一定標(biāo)高(elevation) H,處,在圖4中其表面面向下,或者在沿著 高度軸Z的第二高度方向Z2上。該一定標(biāo)高H,比沿著高度軸Z的電池 堆1的高度H要小(見圖4)。每個外殼33具有覆蓋(cover)被電動 機(jī)31的末端固定支持的相應(yīng)的多葉片式風(fēng)扇34的渦形(scroll )構(gòu)件。 在電動機(jī)31的縱向上每個外殼33具有在外殼33的相對側(cè)表面處打開 的進(jìn)氣口 38、 39。外殼33整體地具有通過緊固裝置(例如螺栓)固定 到車輛部件或部件容納箱的安裝支架40。
外殼33具有吹出端口 37,通過該吹出端口 37的通過進(jìn)氣口 38、 39吸入的空氣被吹向電池堆1的上表面??諝馔ǖ辣幌薅ㄔ谕鈿?3的 內(nèi)壁表面和多葉片式風(fēng)扇34的前彎葉片之間。空氣通道通過氣流道35 與吹出端口 37連接。氣流道35朝著該吹出端口 37的方向變寬。更具 體地,沿著寬度軸X測量的吹出端口 37處的氣流道35的寬度大于沿著 寬度軸X測量的進(jìn)氣口 38、 39處的氣流道35的寬度。因此,在多葉片 式風(fēng)扇34上方提供向外展開的空氣通道,并且吹出端口 37被定位成在 外殼2中的上部處打開。吹出端口 37沿著寬度軸X的總尺寸通常等于 電池堆1沿著寬度軸X的尺寸L2。沿著寬度軸X (或在電動機(jī)31的縱 向方向上)測量的外殼33的渦形構(gòu)件的布置的總尺寸Ll比如圖1所示 沿著寬度軸X測量的電池堆1的尺寸L2短。結(jié)果,在外殼33的末端和 虛平面之間限定了足夠的未被占用的空間,其與電池堆1的一個側(cè)面50 垂直,并且包括一個側(cè)面50的縱向末端部分50a、 50b。
吹出端口 27吹出的冷空氣流向電池堆1的上表面,并且然后冷空 氣到達(dá)位于冷空氣的流動方向上的電池堆1的上游和下游側(cè)的每個電池 模塊5的上表面。因此,吹出端口 27吹出的空氣從散熱片51吸收熱量。外殼2具有排出口 26,通過該排出口 26排出具有所吸收的熱量的空氣。 將排出口 26提供給沿著寬度軸X延伸的外殼2的側(cè)表面,以使得排出 口 26與吹出端口 37相對。換句話說,排出口 26被提供到外殼2的側(cè) 表面的一部分處,該表面被提供到在第二縱向方向Y2上的外殼2的末 端處,并且該表面沿著寬度軸X延伸。而且,外殼2的側(cè)表面的所述部 分對應(yīng)于在第一高度方向Zl上的側(cè)表面的上半部分。典型地,如圖4 所示,排出口 26可以被提供到從外殼2的較低表面的平面測量的標(biāo)高 處,其中該標(biāo)高通常等于從該平面測量的吹出端口 37和散熱片51的標(biāo) 高。
圖4所示,每個配線單元55限定插入空間56,通過該插入空間56 來容納配線73。例如,配線73將控制電路單元24與用于監(jiān)控電池狀況 的監(jiān)控傳感器72 (例如溫度傳感器)電連接。將用于監(jiān)控電池狀況的監(jiān) 控傳感器72提供給每個電池模塊5,與監(jiān)控傳感器72連接的配線73向 上延伸(在第一高度方向Zl上)并且從每個電池模塊5的上表面伸出。 結(jié)果,每個電池模塊5具有從其上表面伸出的配線73,并且因此配線單 元55引導(dǎo)相應(yīng)的配線73在第二寬度方向X2上延伸。
在散熱片51a和吹風(fēng)構(gòu)件30的吹出端口 37之間提供加熱構(gòu)件60。 如圖3所示,上述散熱片51a被定位在第一縱向方向Yl上的電池模塊5 的最末端。例如,加熱構(gòu)件60被整體提供到吹出端口 37附近的吹風(fēng)構(gòu) 件30的外殼33。典型地,加熱構(gòu)件60是電設(shè)備。加熱構(gòu)件60被設(shè)計 成具有盡可能小的通風(fēng)阻力,以使得加熱構(gòu)件60給通過的冷空氣的阻 力被最小化。例如,加熱構(gòu)件60使用鎳鉻合金線(高電阻電線)作為 電加熱元件。因此,在給鎳鉻合金線通電時,該鎳鉻合金線的電阻引起 熱生成,并且因此加熱構(gòu)件60通過使用所生成的熱來加熱冷空氣。
在外殼33和虛平面之間提供上述控制部件,該上述控制部件垂直 于寬度軸X并且包括電池堆1的一個側(cè)面50的縱向末端部分50a、 50b。 而且,可以在進(jìn)氣口 38、 39和上面的虛平面之間交替地提供控制部件。 換句話說,該控制部件位于由電池堆1的高度H、電池堆1的長度L2和 吹風(fēng)構(gòu)件30的長度L3限定的空間中(見圖1)。因此,上面限定的空 間具有長方體的形狀。更具體地,高度H是沿著高度軸Z或在上下方向 上測量的電池堆1的尺寸。長度L2是沿著寬度軸X測量的電池堆1的 尺寸。長度L3是沿著縱軸Y或在電池才莫塊5的縱向方向上測量的吹風(fēng)構(gòu)件30的尺寸。如上,如果吹風(fēng)構(gòu)件30沒有占用上面限定的空間,則 未一皮占用的空間是死空間。因此,l是供控制部件以^更于有效地利用未祐二 占用的空間。在本實施例中,在具有長方體的形狀的上述空間中提供控 制部件,并且因此該控制部件被限制避免從長方體向外伸出,并且由此 有效地減小了電池組件IOO的整體大小。從而有可能便于將電池組件安 放在車輛中。
此外,控制部件包括例如繼電器單元63和繼電器單元68。繼電器 單元63、 68的一個被提供成與提供給電池堆1的一個側(cè)面50的正極端 子66和負(fù)極端子62的相應(yīng)的一個鄰近。通過預(yù)定的間隙來將繼電器單 元63、 68和進(jìn)氣口 38分開。而且,繼電器單元63、 68被提供在通過 使外殼33在寬度軸X方向上伸出而限定的空間中,并且繼電器單元的 體積的一半或更多被包括在所限定的空間中。因為,在繼電器單元和外 殼33之間存在上面的物理關(guān)系,所以繼電器單元被限制成避免生成施 加給要由風(fēng)扇吸入的空氣的阻力。因此,本實施例的繼電器單元位于未 被占用的空間中,否則該未被占用的空間變成死空間,結(jié)果有效地使用 了該未被占用的空間。由于上面的布置,有可能通過使用吹風(fēng)構(gòu)件30 并且考慮用于冷卻電池(電池模塊)的冷卻性能來確定繼電器單元的布 置,并且仍有可能減小電池組件100的整體大小。結(jié)果,有可能通過部 件的結(jié)合布置來將組件100更有效地安放在車輛中,該布置最大化了死 空間的使用。
接著,將參考圖5和圖6描述吹風(fēng)構(gòu)件30的配置。圖5是說明機(jī) 載電池組件100的吹風(fēng)構(gòu)件30的配置的平面圖。圖6是說明從圖5的 方向VI觀察的吹風(fēng)構(gòu)件30的正^L圖。如圖5所示,外殼33具有向外 展開的部分和管狀部分36。向外展開的部分具有從沿著寬度軸X向外的 離心式風(fēng)扇34的相對縱向末端周圍的位置向著吹出端口 37的方向逐減 增加的寬度。而且,向外展開的部分向著吹出端口 37延伸。管狀部分 36從向外展開的部分的末端向著吹出端口 37(或在第二縱向方向Y2上) 延伸固定的寬度。結(jié)果,由向外展開的部分形成朝著吹出端口 37的方 向具有向外展開的形狀的氣流道35,并且由此在外殼2的寬度方向上均 勻地將空氣遞送到吹出端口 37。而且,有可能減少沿著高度軸Z或在圖 6的上下方向上測量的外殼33的尺寸。
而且, 一對外殼33:故定位在吹風(fēng)構(gòu)件30中的電動機(jī)31的兩側(cè)上。外殼33中的一個的向外展開部分在遠(yuǎn)離外殼33中的另一個的方向上要 比在朝著另一個外殼的方向上擴(kuò)展得更多(見圖5)。因此,例如圖5 中的左邊的外殼33在外方向(第一寬度方向XI)上要比在朝著在外殼 33之間限定的中心或者朝著被定位在圖5的右邊上的其他外殼33的方 向(第二寬度方向X2)上擴(kuò)展得多。例如,沿著寬度軸X將每個外殼 33的中心限定在外殼33的中間。在上面的情況下,相對于如圖5所示 的相應(yīng)的外殼33的中心,每個多葉片式風(fēng)扇34被定位成更接近電動機(jī) 31。因此,外殼33具有使得渦形構(gòu)件被定位成更接近電池堆1的中心 線的形狀,其中該線在縱軸Y方向上從電池堆1的寬度中心延伸。因此, 外殼33的塊中心偏向電池堆1的中心線。從而,有可能沿著寬度軸X 在電池堆1的一個側(cè)面50的兩個末端部分的一側(cè)周圍形成未被占用的 空間。
提供在管狀部分36末端的吹出端口 37具有平的開口形狀,其沿著 高度軸Z (圖6中的上下尺寸)的尺寸小于沿著寬度軸X (圖6中的左 右尺寸)的尺寸。如圖5所示,在旋轉(zhuǎn)軸32的縱向方向上布置的兩個 吹出端口 37的寬度的和通常等于沿著寬度軸X或電池模塊5的層壓方 向測量的電池堆l的寬度,其中該電池模塊5在彼此上層疊。吹出端口 37被定位在多葉片式風(fēng)扇34的上面,并且在比多葉片式風(fēng)扇34更靠近 電池堆1的位置處打開。外殼33具有向外展開的部分,其具有在多葉 片式風(fēng)扇34的縱向方向上增大的形狀,并且還從上述多葉片式風(fēng)扇34 向著電池堆l延伸。而且,外殼33通過管狀部分36到達(dá)吹出端口 37。
由上面的吹出端口 37吹出的冷空氣形成到電池堆1的上表面的氣 流,該氣流具有相對高的流速和高的靜壓力。因為該外殼33具有向外 展開的部分和吹出端口 37,所以有可能向在小型化的外殼33中和外殼 2中形成的窄氣流道提供具有低噪聲的冷空氣。而且,通過進(jìn)氣口 38、 39吸入的冷空氣經(jīng)由外殼33中的氣流道35從吹出端口 37吹出,該道 35具有向著吹出端口 37變大的寬度。吹出端口 37在外殼2的上部打開, 并且具有開口,該開口具有沿著寬度軸X測量的橫向尺寸,該尺寸通常 等于電池堆1的寬度。結(jié)果,有可能在外殼2中的上部周圍散布冷空氣。
將描述本實施例的才幾載電池組件100的優(yōu)點。才幾載電池組件100包 括電池堆1、吹風(fēng)構(gòu)件30和繼電器單元63、 38。該電池堆l由多個電 池模塊5構(gòu)成。鄰近電池堆1的一個側(cè)面50提供吹風(fēng)構(gòu)件30以使得該吹風(fēng)構(gòu)件30向電池堆1提供冷空氣。該一個側(cè)面50與在電池沖莫塊5的縱向方向上延伸的電池模塊5的側(cè)表面正交。吹風(fēng)構(gòu)件30具有吹出端口 37,該吹出端口 37的尺寸等于在側(cè)面50的縱向方向上測量的電池堆l的一個側(cè)面50的寬度。繼電器單元63、 68與多個電池;^莫塊5電連接并且控制電池堆l的通電。該吹風(fēng)構(gòu)件30具有提供有進(jìn)氣口 38、 39和氣流道35的外殼33。在通常平行于電池堆1的一個側(cè)面50的方向上通過進(jìn)氣口 38、 39吸入空氣。氣流道35將進(jìn)氣口 38、 39與吹出端口 37連接起來。氣流道35被限定在吹風(fēng)構(gòu)件30中,并且具有在吹出端口 37處的寬度大于在進(jìn)氣口 38、 39處的寬度。因此,向著吹出端口37的氣流道35的寬度變得更大。繼電器單元63、 68被提供在外殼33和與電池堆1的一個側(cè)面50相垂直的平面之間的空間中,并且該平面包括電池堆1的一個側(cè)面50的縱向末端部分50a、 50b。
因為外殼33的氣流道35具有上述向外展開的形狀,所以吹風(fēng)構(gòu)件30從吹出端口 37向著進(jìn)氣口 38、 39變窄,并且因此有可能沿著寬度軸X在外殼33的一側(cè)提供寬的未被占用的空間。結(jié)果,減小了鄰近電池堆1的一個側(cè)面50提供的由吹風(fēng)構(gòu)件30占用的空間,并且由此有可能相應(yīng)地在電池堆1的一個側(cè)面50的旁邊獲得較大的死空間。因此,控制部件:故定位在位于外殼33旁邊的空間中,從而該控制部件;故限制成避免從與一個側(cè)面50垂直的平面伸出,該平面包括一個側(cè)面50的縱向末端部分50a、 50b。結(jié)果,該控制部件被提供在包括電池堆1和吹風(fēng)構(gòu)件30的通常呈長方體的空間中。換句話說,該控制部件被限制成避免從長方體空間伸出,并且因此有可能更容易地將小型化的組件安放在車輛中。由于上面的配置,有可能通過有效地利用由于電池堆1和吹風(fēng)構(gòu)件30之間的尺寸和形狀上的差異所限定的死空間來有效地安放控制部件。例如,在本實施例中,外殼33具有向外展開部分的特征形狀,以便于最大化死空間的使用。
而且,因為吹風(fēng)構(gòu)件30具有有著向外展開形狀的氣流道35,所以該吹風(fēng)構(gòu)件30能夠?qū)⒕哂芯鶆蛩俣确植嫉睦淇諝馍⒉嫉诫姵囟?。而且,由于上面的原因,有可能減小吹風(fēng)構(gòu)件30的尺寸,并因此獲得未被占用的空間。
此外,除了具有向外展開的形狀的氣流道35之外,該吹風(fēng)構(gòu)件30還具有離心式風(fēng)扇。結(jié)果,吹風(fēng)構(gòu)件30能夠提供具有高靜壓力的冷空氣。因此,該吹風(fēng)構(gòu)件30用作產(chǎn)生基本上較低的噪聲并消耗基本上較
少的能量的冷卻裝置,即使在吹風(fēng)構(gòu)件30向窄的氣流道提供空氣的時候也是如此,該窄的氣流道由于吹風(fēng)構(gòu)件30的小型化而變窄。
此外,因為吹出端口 37是平開口的,所以有可能以相對高的流速(甚至是小的流量)通過吹出端口 37吹冷空氣。因此,有可能在產(chǎn)生低噪聲的同時獲得用于冷卻電池模塊5的足夠的冷卻性能。
而且,控制部件可以是與電池堆1的正極端子66和負(fù)極端子62的至少一個相連接的繼電器單元63、 68,以使得繼電器單元63、 68能夠允許和禁止來自于電池堆1的電力供應(yīng)。
在應(yīng)用上面的配置的情況下,有可能通過在縱軸(Y)方向上使位于電池堆1的 一側(cè)上的未被占用的空間的利用最大化來安放大型的繼電器單元,所述繼電器單元用作被適配成控制從電池堆提供的大電流的系統(tǒng)主繼電器。例如,在本實施例中,上述未被占用的空間最多具有如圖1所示的深度L3、高度H和寬度L2。此外,因為有可能獲得用于安放繼電器單元的大的未被占用的空間,所以有可能改進(jìn)在設(shè)計與繼電器單元相關(guān)的配線方面的靈活性。
而且,控制部件可以是控制電路單元24,其^皮適配成至少監(jiān)控電池堆1的電壓和溫度,并且被適配成控制吹風(fēng)構(gòu)件30的操作。而且在應(yīng)用上面的配置的情況下,有可能通過在縱軸(Y)方向上使位于電池堆1的 一 側(cè)上的未被占用的空間的利用最大化來安放控制電路單元2 4 。通過深度L3、高度H和寬度L2來限定上述未被占用的空間。此外,因為有可能設(shè)計控制電路單元24的形狀來最大化未被占用的空間的利用,所以有可能進(jìn)一步減小機(jī)載電池組件100的大小。
而且,諸如控制電路單元24之類的控制部件可以被提供在吹風(fēng)構(gòu)件30的下面,在應(yīng)用上面的配置的情況下,位于吹風(fēng)構(gòu)件30下面的未被占用的空間也被用作其中安放控制部件的空間。結(jié)果,如果吹風(fēng)構(gòu)件3 0具有沿著高度軸Z測量的比沿著高度軸Z測量的電池堆1的 一個側(cè)面50的橫向尺寸小的尺寸,則會更有效地減小組件100的整體大小。而且有可能將該裝置穩(wěn)定地安放在車輛中。因此,有可能提供基本上可以有效地安放在車輛中的機(jī)載電池組件。
而且,片幾載電池組件100還具有安》文在通道中的加熱構(gòu)件60,由吹風(fēng)構(gòu)件30提供的冷空氣流動通過該通道??刂撇考刂铺峁┑郊訜針?gòu)件60的電功率的加熱控制電^各61。因為上面的配置,才幾載電池組件IOO還具有用于加熱吹動的空氣的溫度上升功能。通過在未被占用的空間中安放加熱控制電路61,有可能獲得機(jī)載電池組件100,其獲得對電池堆1的溫度的控制能力且使裝置小型化。(其他實施例)
本發(fā)明不限于上述實施例。然而,可以以不偏離本發(fā)明范圍和精神而提供的本發(fā)明的各種方式來修改本發(fā)明。
例如,在上述實施例中,設(shè)計才幾載電池組件100以4吏得風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸32在水平方向上延伸。上面的實施例的布置適合用于具有沿著高度軸Z測量的較小尺寸的安放空間并且因此高度軸Z在上下方向(垂直方向)上延伸的情況。可替換地,風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸32可以在垂直方向上延伸。而且,放置電池組件100以使得縱軸Y可以在上下方向上延伸。在上面的情況下,盡管在水平方向上延伸風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸32,但是吹出端口37向上打開以使得空氣向上流動??商鎿Q的布置適合用于安放空間具有沿著寬度軸X測量的較小尺寸的另 一種情況。
而且,在上面的實施例中,沿著多個電池沖莫塊5的縱軸Y延伸的側(cè)表面彼此接觸??商鎿Q地,多個電池模塊5可以被布置成沿著寬度軸X(在寬度軸X的方向上)彼此分開預(yù)定的間隙。換句話說,多個電池才莫塊5可以在與由外殼2中的吹風(fēng)構(gòu)件30提供的冷空氣的流動方向相垂直的方向上彼此分開。在上面可替換的情況下,冷空氣流入在電池模塊5的側(cè)表面之間限定的間隙中,并且流向外殼2的排出口。然后,冷空氣能夠在通過外殼2的排出口被排出之前吸收每個電池模塊5的熱量。因此,有可能更有效地控制電池模塊5的溫度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會容易地想到另外的優(yōu)點和修改。因此在其廣義上本發(fā)明不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的裝置以及所示出和描述的說明性示例。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)載電池組件,包括電池堆(1),其包括多個彼此串聯(lián)電連接的電池模塊(5),其中所述多個電池模塊(5)的每個具有沿著所述多個電池模塊(5)的每個的縱軸(Y)延伸的側(cè)表面,所述多個電池模塊(5)被整體布置以使得所述多個電池模塊(5)的所述側(cè)表面沿著與所述縱軸(Y)正交的寬度軸(X)彼此相對;以及電池堆(1)具有通常沿著寬度軸(X)延伸的一個側(cè)面(50);吹風(fēng)構(gòu)件(30),其被提供成鄰近所述電池堆(1)的所述一個側(cè)面(50),所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)具有吹出端口(37),該吹出端口(37)的尺寸通常等于沿著寬度軸(X)測量的所述電池堆(1)的所述一個側(cè)面(50)的尺寸,所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)通過所述吹出端口(37)將冷空氣提供給所述電池堆(1);以及控制部件(24、63、67、68),其與所述多個電池模塊(5)電連接,所述控制部件(24、63、67、68)被適配成控制來自于所述電池堆(1)的電力供應(yīng),其中所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)包括外殼(33),該外殼(33)具有進(jìn)氣口(38、39),其被適配成通常在寬度軸(X)的方向上吸入空氣;以及氣流道(35),其被限定在所述外殼(33)中,所述氣流道(35)將所述進(jìn)氣口(38、39)與所述吹出端口(37)連接起來,所述氣流道(35)的沿著寬度軸(X)的尺寸朝著所述吹出端口(37)的方向變大;以及所述控制部件(24、63、67、68)被提供在所述外殼(33)和平面之間限定的空間中,所述平面與所述寬度軸(X)垂直并且包括電池堆(1)的沿著所述寬度軸(X)的所述一個側(cè)面(50)的末端部分(50a、50b)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)載電池組件,其中 所述控制部件是繼電器單元(63、 68),其與所述電池堆(1)的正極端子(66)和負(fù)極端子(62)的至少一個相連接;以及所述繼電器單元(63、 68)允許和禁止來自于所述電池堆(1)的電力供應(yīng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)載電池組件,其中 所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)具有被定位在所述外殼(33)中的離心式風(fēng)扇(34),所述離心式風(fēng)扇(")具有通常沿著寬度軸(X)延伸的旋轉(zhuǎn) 軸(32 );所述正極端子(66 )和所述負(fù)極端子(62 )被提供在所述電池堆(1 ) 的所述一個側(cè)面(50)的一側(cè)上;所述繼電器單元(63、 68)被提供成鄰近所述正極端子(66)和所 述負(fù)極端子(62)的至少一個;所述繼電器單元(63、 68)與所述進(jìn)氣口 (38)分開預(yù)定的間隙;以及所述繼電器單元(63、 68)在由在寬度軸(X)的方向上伸出外殼 (33)所限定的空間中,所述繼電器單元(63、 68)的體積的一半或更 多被包括在所述所限定的空間中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項所述的機(jī)載電池組件,其中 所述控制部件包括控制電路單元(24),其被適配成監(jiān)控所述電池堆(1 )的電壓和溫度的至少一個;以及所述控制電路單元(24)控制所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)的操作。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)載電池組件,其中 所述控制部件被提供在所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)的下面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)載電池組件,還包括 提供在通道中的加熱構(gòu)件(60),由所述吹風(fēng)構(gòu)件(30)提供的冷空氣流動通過所述通道,其中所述控制部件包括加熱控制電路(61),其被適配成控制提供給所 述加熱構(gòu)件(60)的電功率。
全文摘要
一種機(jī)載電池組件,包括電池堆(1)、吹風(fēng)構(gòu)件(30)和控制部件(24、36、67、68)。所述電池堆包括多個電池模塊(5)。所述電池堆具有通常沿著與所述多個電池模塊的縱軸(Y)正交的寬度軸(X)延伸的一個側(cè)面(50)。所述吹風(fēng)構(gòu)件具有尺寸通常等于所述一個側(cè)面的尺寸的吹出端口(37)。所述吹風(fēng)構(gòu)件包括具有進(jìn)氣口(38、39)和氣流道(35)的外殼(33)。所述氣流道具有朝著所述吹出端口的方向變大的寬度。所述控制部件被提供在所述外殼和平面之間限定的空間中,所述平面與所述寬度軸垂直并且包括一個側(cè)面的末端部分(50a、50b)。
文檔編號H01M10/00GK101685872SQ200910176298
公開日2010年3月31日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者田村博志 申請人:株式會社電裝