專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源裝置，特別是涉及電源裝置的冷卻控制。
背景技術(shù)：
電源裝置內(nèi)的電池單元和電容器等電源體(蓄電體)在充電/放電時(shí)會(huì) 產(chǎn)生熱量。因此，通過(guò)設(shè)置在電源裝置中的冷卻裝置(冷卻機(jī)構(gòu))冷卻電 源體來(lái)對(duì)電源裝置全體進(jìn)行溫度控制，并謀求電源體穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)以及供 應(yīng)電力穩(wěn)定。
冷卻電源裝置(電源體)的方法包括氣體冷卻和液體冷卻，從電源體 傳導(dǎo)到氣體或液體的冷卻介質(zhì)中的熱量被傳導(dǎo)到構(gòu)成電源裝置的殼體并被 散到電源裝置外部。氣體冷卻與液體冷卻相比雖然其冷卻介質(zhì)容易處理， 但其熱傳導(dǎo)率低于液體冷卻的熱傳導(dǎo)率。另一方面，液體冷卻雖然其冷卻
介質(zhì)的處理復(fù)雜，例如需要用于不使冷卻液從電源裝置泄漏的密封機(jī)構(gòu) 等，但其熱傳導(dǎo)率高于氣體的熱傳導(dǎo)率，因此冷卻效率更優(yōu)。
近年來(lái)，被稱為二次電池或雙電層電容器的電源裝置被用作混合動(dòng)力 車輛和電力車輛的蓄電池，為了節(jié)省空間，多個(gè)電源體被密集配置以謀求 高輸出。因此，為了從外周部高效地散去密集的多個(gè)電源體內(nèi)側(cè)的熱量， 常常采用熱傳導(dǎo)性高的液體冷卻。
在利用液體冷卻的電源裝置中，在構(gòu)成電源裝置的下殼體內(nèi)充滿冷卻 液，在充滿冷卻液的下殼體內(nèi)配置多個(gè)電源體，并用上殼體(蓋部件)密 封冷卻液以及由多個(gè)電源體構(gòu)成的電源模塊。當(dāng)電源體由于充電/放電而產(chǎn) 生熱量時(shí)，該熱量被傳導(dǎo)到冷卻液，進(jìn)而從冷卻液傳導(dǎo)到殼體并被散到電 源裝置外部。此時(shí)，冷卻液與氣體同樣地在密封的殼體內(nèi)對(duì)流(自然對(duì) 流)。通過(guò)該對(duì)流的作用以及冷卻液自身的熱傳導(dǎo)率，來(lái)自電源體的熱量 被散到裝置之外。
4如上所述，在液體冷卻中，熱傳導(dǎo)率和液體的對(duì)流成為冷卻效率的重 要要素，專利文獻(xiàn)1提出了為提高冷卻效率而用攪拌機(jī)攪拌制冷劑的技 術(shù)。
專利文獻(xiàn)l:日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)平6-124733號(hào)公報(bào)(第0016段、圖3等)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
由多個(gè)電源體構(gòu)成的電源模塊存在如果各電源體的性能存在差異就會(huì) 導(dǎo)致電源裝置整體的壽命縮短的問(wèn)題。即，如果與電源體接觸的冷卻液的 溫度出現(xiàn)偏差，則在多個(gè)電源體中就會(huì)出現(xiàn)冷卻液所起的冷卻作用強(qiáng)的部 分和弱的部分，電源體的劣化速度變得不同，從而導(dǎo)致電源裝置的壽命縮 短的問(wèn)題。
對(duì)此，雖然如上述專利文獻(xiàn)1所述的那樣能夠用攪拌機(jī)攪拌冷卻液來(lái) 抑制與電源體接觸的冷卻液的溫度的偏差，但對(duì)于如上述那樣將多個(gè)電源 體密集配置而構(gòu)成的電源模塊來(lái)說(shuō)，即使如專利文獻(xiàn)1所述的那樣攪拌冷 卻液的一部分，也難以抑制對(duì)于上述多個(gè)電源體全體的冷卻液的溫度的偏 差。
特別是，例如圓柱型電源體或矩形型電源體均被形成為長(zhǎng)形并具有預(yù) 定的長(zhǎng)度以便于制造并保證性能。因此，同樣地如果在該電源體的長(zhǎng)度方 向上產(chǎn)生冷卻液所起的冷卻作用強(qiáng)的部分和弱的部分，則會(huì)成為促使電源 體自身的性能劣化的主要原因(電源體的內(nèi)部阻抗產(chǎn)生偏差，促使性能劣 化)。因此，與各電源體接觸的冷卻液在該電源體的長(zhǎng)度方向上的溫度分 布的差異會(huì)導(dǎo)致電源裝置的壽命縮短。
另外，還可考慮設(shè)置強(qiáng)制使冷卻液循環(huán)(按照通過(guò)泵等使冷卻液從流 入口強(qiáng)制流入電池裝置內(nèi)部并從排出口排出冷卻液的方式循環(huán))的循環(huán)機(jī) 構(gòu)來(lái)抑制對(duì)于多個(gè)電源體的冷卻液溫度的差異。但是，存在需保證該循環(huán) 機(jī)構(gòu)的配置空間、液漏對(duì)策(密封)、配管、循環(huán)泵等部件個(gè)數(shù)增多等的 問(wèn)題，因此從配置空間的效率化、成本以及制造等方面來(lái)說(shuō)并不優(yōu)選。另外，即使在通過(guò)泵等使冷卻液從流入口強(qiáng)制流入電池裝置內(nèi)部并從 排出口排出冷卻液的情況下，冷卻液也不會(huì)均勻地流過(guò)電源模塊全體，例 如在電源模塊的長(zhǎng)度方向上冷卻液不會(huì)均勻地流動(dòng)。另外，與位于電源模 塊內(nèi)部的電源體接觸的冷卻液的溫度和與位于電源模塊外周部的電源體接 觸的冷卻液的溫度之間會(huì)產(chǎn)生偏差，不能可靠地冷卻各電源體。因此，電 源裝置的壽命縮短，電源裝置無(wú)法發(fā)揮穩(wěn)定的性能。
因此，本發(fā)明目的在于，提供一種抑制冷卻液溫度的偏差以能夠以簡(jiǎn) 化的結(jié)構(gòu)更好地冷卻包括多個(gè)電源體的電源模塊的電源裝置。
用于解決問(wèn)題的手段
本發(fā)明電源裝置的特征在于，其包括電源模塊，該電源模塊包括多 個(gè)電源體；殼體，該殼體容納所述電源模塊和冷卻液；以及扇，該扇以與 所述電源模塊一并浸在所述冷卻液中的狀態(tài)被配置在所述殼體內(nèi)，并形成 所述冷卻液的層流，所述層流具有至少與所述電源體的長(zhǎng)度方向上的所述 電源體的長(zhǎng)度基本相同的寬度。
另外，可以構(gòu)成為所述多個(gè)電源體沿所述層流的流動(dòng)方向并列配置。
另外，優(yōu)選如下構(gòu)成所述扇形成向與所述電源體的長(zhǎng)度方向基本垂 直的方向流動(dòng)的所述層流。
另外，可以構(gòu)成為所述扇在所述電源模塊與所述殼體之間形成作為第 一液流的所述層流，并且第二液流從由所述扇形成的所述層流分流形成并 在沿所述層流的流動(dòng)方向并列配置的所述各電源體之間流動(dòng)。
另外，可以構(gòu)成為所述電源模塊包括支承所述各電源體的兩個(gè)端子的 一對(duì)端板，所述扇設(shè)置在所述端板上。
另外，可以配置所述電源模塊，以使得從所述殼體的內(nèi)壁到所述電源 模塊的距離大于沿所述層流的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的相鄰的所述各電 源體之間的距離。
另外，可以在所述殼體上設(shè)置有用于將所述冷卻液的層流的至少一部 分導(dǎo)向所述電源體之間的導(dǎo)流部。
另外，可以將所述導(dǎo)流部形成為從所述殼體的內(nèi)壁向與所述層流的流 動(dòng)方向基本垂直的方向突出的突起形狀，并且該突起形狀的頂部位于所述電源體之間，而且所述頂部形成為沿所述電源體的長(zhǎng)度方向延伸的長(zhǎng)形。
另外，可以構(gòu)成為根據(jù)沿所述層流的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的所述 電源體的配置數(shù)目來(lái)改變所述導(dǎo)流部的所述突起形狀的突起高度。
另外，電源裝置可以被構(gòu)成為包括第一板部件，該第一板部件用于 將從所述扇流出的所述冷卻液導(dǎo)向所述電源模塊與所述殼體之間的空間； 以及第二板部件，該第二板部件用于將導(dǎo)入到所述電源模塊與所述殼體之 間的空間中的所述冷卻液導(dǎo)向所述扇的流入側(cè)。
另外，能夠用橫流扇來(lái)構(gòu)成所述扇。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，由于具有至少與電源體的長(zhǎng)度基本相同的寬度的冷卻液 的層流在殼體內(nèi)流動(dòng)，因此能夠更好地抑制對(duì)于包括多個(gè)電源體的電源模 塊的冷卻液溫度的差異。
另外，由于形成所述層流的扇以與電源模塊一并浸在冷卻液中的狀態(tài) 被配置在殼體內(nèi)，因此能夠以簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)更好地抑制冷卻液溫度的偏差。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的電源裝置的分解立體圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中的電源裝置的俯視圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中的橫流扇的外觀概要圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中的橫流扇的側(cè)視圖5是用于說(shuō)明由本發(fā)明實(shí)施例1中的橫流扇形成的冷卻液的層流與 電源體的關(guān)系的圖6是用于說(shuō)明由本發(fā)明實(shí)施例1中的橫流扇形成的冷卻液的層流的
圖7是本發(fā)明實(shí)施例1中的電源裝置的截面圖，其是用于說(shuō)明冷卻液 的流動(dòng)的說(shuō)明圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1中的電池單元的配置關(guān)系的示意圖9是本發(fā)明實(shí)施例2中的電源裝置的分解立體圖10是本發(fā)明實(shí)施例2中的電源裝置的截面圖，其是用于說(shuō)明冷卻液的流動(dòng)的說(shuō)明圖ll (a) 圖11 (c)是示出本發(fā)明的實(shí)施例2的變形例的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。 (實(shí)施例1)
使用圖1至圖4來(lái)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1中的電源裝置。這里，圖1是 本實(shí)施例的電源裝置1的分解立體圖，圖2是本實(shí)施例的電源裝置1的俯 視圖。圖3是示出本實(shí)施例的電源裝置1的形成層流的橫流扇的外觀概要 圖，圖4是電源裝置1的橫流扇的側(cè)視圖。
本實(shí)施例的電源裝置1包括作為后述的電源模塊的電池單元2和殼 體部件，該殼體部件包括容納所述電源單元2并具有開(kāi)口部11的下殼 體10、以及覆蓋下殼體10的開(kāi)口部11的上殼體12。并且，通過(guò)下殼體 10和上殼體12形成容納電池單元2的密閉空間，用于冷卻電池單元2的 冷卻液4被填充在該密閉空間中。本實(shí)施例的電池單元2浸在冷卻液4 中。本實(shí)施例的冷卻液4填滿電源裝置1的內(nèi)部，以與上殼體12、即殼體 部件的上部?jī)?nèi)壁接觸。另外，本實(shí)施例的電源裝置1以被固定在車輛的主 體地板F上的方式配置在車輛上。
另外，也可以在下殼體IO和上殼體12的外側(cè)面上形成用于提高殼體 部件(換言之，電池單元2)的散熱性的多個(gè)散熱扇(沒(méi)有圖示)。
另外，構(gòu)成殼體部件的下殼體IO和上殼體12可以用熱傳導(dǎo)性和耐腐 蝕性等優(yōu)良的材料形成，例如可以使用具有與后述的冷卻液4的熱傳導(dǎo)率 相等或比冷卻液4的熱傳導(dǎo)率高的熱傳導(dǎo)率的材料形成。具體地說(shuō)，可以 用金屬(銅或鐵等)形成殼體部件。
冷卻液4可使用絕緣性的油或惰性液體。絕緣性的油可使用硅油。另 外，惰性液體可使用作為氟系惰性液體的氟油、Novec HFE (hydrofluoroether，氫氟醚)、Novec 1230 (3M公司制造)。
電池單元2包括組合電池20，該組合電池20以預(yù)定的間隔分多層 并聯(lián)設(shè)置多個(gè)單電池(電源體)20a而形成； 一對(duì)端板21a、 21b，該一對(duì)
8端板21a、 21b從兩端側(cè)夾持組合電池20并支承各單電池20a的兩個(gè)端子 22;以及后述的橫流扇30。構(gòu)成組合電池20的單電池20a (的端子)通過(guò) 匯流條23串聯(lián)或并聯(lián)電連接。另外，正極用以及負(fù)極用的配線(不圖 示)連接在組合電池20上，這些配線貫穿殼體部件與配置在該殼體部件 的外部的電子設(shè)備(例如，馬達(dá))連接。
這里，在本實(shí)施例中，使用圓柱型的具有預(yù)定長(zhǎng)度的二次電池作為單 電池20a。 二次電池有鎳氫電池或鋰離子電池等。單電池20a的形狀不限 于圓柱型，可以為長(zhǎng)方體型等其他的形狀。另外，在本實(shí)施例中使用了二 次電池，但也可以使用雙電層電容器或燃料電池來(lái)代替二次電池。這里所 說(shuō)的二次電池等稱為上述的電子設(shè)備的電源。
如圖3所示，本實(shí)施例的橫流扇30包括主體部件31，該主體部件 31具有與在并列配置的單電池20a的長(zhǎng)度方向上的該單電池20a的長(zhǎng)度H (或者， 一對(duì)端板21a、 21b之間的距離)基本相同的長(zhǎng)度(寬度)；扇部 件34，該扇部件34包括旋轉(zhuǎn)軸32和多個(gè)葉片部33，旋轉(zhuǎn)軸32沿單電池 20a的長(zhǎng)度方向延伸并可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在主體部件31上，多個(gè)葉片部33具 有預(yù)定的曲率并且沿旋轉(zhuǎn)軸32的圓周方向呈輻射狀設(shè)置；以及馬達(dá)35， 該馬達(dá)35與所述旋轉(zhuǎn)軸32連接并對(duì)扇部件34進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。如圖1所 示，馬達(dá)35配置于切除端板21a的一部分而形成的馬達(dá)設(shè)置部21c，沒(méi)有 突出到端板21a與下殼體10之間的空間(參考圖2)。另外，在馬達(dá)35 上連接有與設(shè)置在電源裝置1外部的電源供應(yīng)部(蓄電池等)連接的配線 (沒(méi)有圖示)，該配線貫穿殼體部件而配置在該殼體部件的外部。
并且，本實(shí)施例的橫流扇30設(shè)置在構(gòu)成電池單元2的端板21a、 21b 上，并且配置在上述端板21a、 21b之間。g卩，橫流扇30被配置成扇部件 34的旋轉(zhuǎn)軸32和葉片部33相對(duì)于端板21a、 21b垂直(參考圖2)。另 外，旋轉(zhuǎn)軸32和葉片部33被形成為與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的長(zhǎng) 度。可使用各種安裝方法將橫流扇30安裝到端板21a、 21b上，例如可使 用接合方法或利用粘合劑等的粘合方法等。
另外，如圖4所示，本實(shí)施例的橫流扇30配置在端板21a、 21b的下 方角落部、即位于下殼體IO的底部10a側(cè)的端板端部，并且與并列配置的單電池20a并排位于端板21a、 21b之間(參考圖2)。并且，在本實(shí)施例 的橫流扇30中，供冷卻液4向扇部件34流入的流入側(cè)(流入口) E2面向 電源裝置1 (電池單元2)的上下方向，供冷卻液4從扇部件34流出的流 出側(cè)(流出口) El面向電源裝置l (電池單元2)的左右方向。
更具體地說(shuō)，流出側(cè)El被構(gòu)成為面向多個(gè)單電池20a并列配置的方 向，并且面向(位于)下殼體10的底部10a與在并列配置的多個(gè)單電池 20a的電池單元2中位于最下層的單電池20a之間的空間Sl。另外，流入 側(cè)E2被形成為面向下殼體10的側(cè)部10b與組合電池20之間的空間S2， 從而冷卻液4從電源裝置1的上下方向流入扇部件34。
并且，在本實(shí)施例中，為了在橫流扇30上形成上述流出側(cè)El和流入 側(cè)E2，在供冷卻液4流入扇部件34的流入側(cè)E2和供冷卻液4從扇部件 34流出的流出側(cè)El之間設(shè)置了第一以及第二板部件36、 37。
艮P，第一板部件36從扇部件34朝著下殼體10的底部10a與在并列配 置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最下層的單電池20a之間的空間 Sl設(shè)置，第二板部件37從扇部件34朝著電池單元2的上下方向設(shè)置。本 實(shí)施例的第一以及第二板部件36、 37分別與橫流扇30分開(kāi)獨(dú)立構(gòu)成并被 安裝在主體部件31上，但也可以構(gòu)成為與主體部件31形成為一體。
該第一以及第二板部件36、 37與橫流扇30同樣地設(shè)置在端板21a、 21b之間，并且分別具有與在并列配置的單電池20a的長(zhǎng)度方向上的該單 電池20a的長(zhǎng)度H (或者， 一對(duì)端板21a、 21b之間的距離)基本相同的長(zhǎng) 度(寬度)。另外，第一板部件36延伸設(shè)置在從主體部件31到在并列配 置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最下層并且靠橫流扇30最近的單 電池20a之間的區(qū)域，第二板部件37延伸設(shè)置在從主體部件31到在并列 配置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最上層并且位于橫流扇30的一 側(cè)的單電池20a之間的區(qū)域。
圖2是示出在電源裝置1的下殼體10內(nèi)容納有電池單元2的狀態(tài)的 圖，如圖2所示，端板21a或端板21b與下殼體IO的側(cè)壁10c、 10d之間 的空間(端子22和匯流條23所處的空間)沒(méi)有被形成為供冷卻液4流動(dòng) 的空間，橫流扇30和第二板部件37被配置在多個(gè)單電池20a與下殼體10的側(cè)壁10b之間。在如上構(gòu)成的本實(shí)施例的電源裝置1中，如后所述，冷
卻液4通過(guò)橫流扇30而形成層流并沿著多個(gè)單電池20a被并列配置的配置 方向繞電池單元2流動(dòng)。
并且，如上所述，本實(shí)施例的橫流扇30以與電池單元2 —并浸在冷 卻液4中的狀態(tài)被配置在下殼體10內(nèi)，并通過(guò)扇部件34形成冷卻液4的 層流SR，該層流SR具有至少與單電池20a的長(zhǎng)度方向上的該單電池20a 的長(zhǎng)度H基本相同的寬度。即，本實(shí)施例的橫流扇30被構(gòu)成為與并列配 置的多個(gè)單電池20a并排配置在端板21a、 21b之間，并且該橫流扇30的 流出側(cè)El面向多個(gè)單電池20a被并列配置的方向。因此，如圖5所示那 樣形成層流SR，使得冷卻液4在與電池單元2的多個(gè)單電池20a的長(zhǎng)度方 向基本垂直的方向上流動(dòng)，并且冷卻液4在與單電池20a的長(zhǎng)度方向基本 垂直的方向(電源裝置1的上下方向)的截面上具有相同的流速分布。圖 5中的箭頭的長(zhǎng)度表示流速，在單電池20a的長(zhǎng)度方向的整個(gè)范圍內(nèi)，流 速分布均勻。
另外，如果從該橫流扇30所形成的層流SR的觀點(diǎn)對(duì)本實(shí)施例的電池 單元2進(jìn)行說(shuō)明，則多個(gè)單電池20a沿橫流扇30所形成的層流SR的流動(dòng) 方向而并列配置，并且配置單電池20a，以使該單電池20a的長(zhǎng)度方向與 層流SR的流動(dòng)方向大致垂直(相鄰的各單電池20a之間的長(zhǎng)度方向上的 間隙D與層流SR的流動(dòng)方向基本垂直)。
圖6是用于說(shuō)明本實(shí)施例的冷卻液4的流動(dòng)的圖，該圖示出了橫流扇 30所形成的冷卻液4的層流SR的流動(dòng)。
如上所述，扇部件34具有多個(gè)葉片部33，多個(gè)葉片部33沿單電池 20a的長(zhǎng)度方向延伸并相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸32具有預(yù)定的曲率，而且沿旋轉(zhuǎn)軸32 的圓周方向呈輻射狀設(shè)置。因此，通過(guò)扇部件34的旋轉(zhuǎn)而從流入側(cè)E2流 入的冷卻液4從流出側(cè)El起作為在單電池20a的長(zhǎng)度方向上具有相同流 速的層流SR流入下殼體10的底部10a與在并列配置的多個(gè)單電池20a的 電池單元2中位于最下層的單電池20a之間的空間Sl。
流入到下殼體10的底部10a與在并列配置的多個(gè)單電池20a的電池單 元2中位于最下層的單電池20a之間的空間Sl中的層流SR沿并列配置的多個(gè)單電池20a的排列方向流動(dòng)。如后所述，層流SR —邊與單電池20a 進(jìn)行熱交換， 一邊沿著電池單元2的外周流動(dòng)，之后流經(jīng)電池單元2的上 部，即流經(jīng)上殼體12與在并列配置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于 最上層的單電池20a之間的空間，然后層流SR被第二板部件37導(dǎo)向該第 二板部件37與下殼體10的側(cè)壁IO之間的空間S2內(nèi)，進(jìn)而向橫流扇30的 流入側(cè)E2流動(dòng)。
如此，在本實(shí)施例中，通過(guò)橫流扇30而形成具有與單電池20a的長(zhǎng)度 H基本相同的寬度并在端板21a、 21b之間的內(nèi)側(cè)繞組合電池20流動(dòng)的層 流SR。 g口，具有與密集地并列配置的多個(gè)單電池20a的長(zhǎng)度基本相同的寬 度的層流SR繞組合電池20流動(dòng)，從而抑制各單電池20a的長(zhǎng)度方向上的 冷卻液4的溫度分布的偏差，同時(shí)抑制與多個(gè)單電池20a接觸的冷卻液4 的溫度分布的偏差。以下，參考圖7來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例的電源裝置1中的冷 卻液4的流動(dòng)，并詳細(xì)地說(shuō)明該冷卻液4的流動(dòng)對(duì)于抑制各單電池20a和 組合電池20整體的溫度分布的偏差所起的作用。
如圖7所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)以浸在冷卻液4中的狀態(tài)被配置在下殼體10內(nèi)的 橫流扇30的馬達(dá)35時(shí)，與馬達(dá)35連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸32旋轉(zhuǎn)，扇部件34順時(shí) 針旋轉(zhuǎn)(參考圖3)，由此扇部件34的多個(gè)葉片部33形成繞著由多個(gè)密 集的單電池20a構(gòu)成的組合電池20的冷卻液4的層流SR。
艮P，位于下殼體10內(nèi)的空間S2中的冷卻液4通過(guò)扇部件34的驅(qū)動(dòng)而 向流入側(cè)E2流動(dòng)，并從該流入側(cè)E2流入橫流扇30的扇部件34 (葉片部 33)。流入扇部件34 (葉片部33)中的冷卻液4在葉片部33的作用下形 成具有與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的寬度的層流SR并從流出側(cè)El流 出。從流出側(cè)El流出的層流SR的冷卻液4通過(guò)第一板部件36被導(dǎo)入空 間Sl。
之后，層流SR從橫流扇30的流出側(cè)El以單電池20a的排列方向?yàn)?流動(dòng)方向來(lái)前進(jìn)。在下殼體10的底部10a與在并列配置的多個(gè)單電池20a 的電池單元2中位于最下層的單電池20a之間的空間Sl中前進(jìn)的層流SR 在多個(gè)單電池20a接觸的情況下與該單電池20a進(jìn)行熱交換，并且該層流 SR的一部分分流形成為分支層流Sr并在各單電池20a之間的間隙D、即在相鄰的單電池20a之間所形成的間隙D中流動(dòng)。
艮P，在本實(shí)施例中，形成在組合電池20 (電源模塊)與下殼體10之間的組合電池20的周圍流動(dòng)的主層流SR (第一液流)、以及從主層流分流并流過(guò)沿層流RS的流動(dòng)方向并列配置的各單電池20a之間的分支層流Sr (第二液流)的各層流。
因此，如上所述，主層流SR沿與單電池20a的長(zhǎng)度方向基本垂直的方向流動(dòng)并具有與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的寬度，因此從主層流SR分流的分支層流Sr也以與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的寬度流過(guò)各單電池20a之間的間隙D。因此，在各單電池20a的長(zhǎng)度方向上具有均勻的流速的分支層流Sr與各單電池20a接觸，從而分支層流Sr在該長(zhǎng)度方向上進(jìn)行均勻的熱交換，并向電池單元2的上部方向流動(dòng)。因此，能夠抑制各單電池20a的長(zhǎng)度方向上的冷卻液4的溫度分布的偏差。
另外，如圖7所示，流過(guò)位于電池單元2的最下層的單電池20a的間隙D的冷卻液4與并列配置于其上一層的多個(gè)單電池20a接觸。如此，從主層流SR分流的液流經(jīng)過(guò)位于電池單元2的最上層的單電池20a之間的間隙D，然后再與流過(guò)組合電池20的外周的主層流SR匯流。
從橫流扇30流出并流過(guò)下殼體10的底部10a與在并列配置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最下層的單電池20a之間的空間Sl、電池單元2與下殼體10的側(cè)壁10e之間的空間S3、電池單元2與上殼體12之間的空間S4的主層流SR和從分支層流Sr分流并流過(guò)組合電池20內(nèi)部的各單電池20a之間的分支層流Sr通過(guò)第二板部件37的引導(dǎo)而流向(返回至)空間S2。
在本實(shí)施例中，作為形成流過(guò)組合電池20內(nèi)部的各單電池20a之間的分支層流Sr的條件，如圖8所示，將實(shí)施方式的電池單元2容納并配置在下殼體10內(nèi)，以使得靠下殼體10的底部10a側(cè)并位于組合電池20的最下層的被并列配置的多個(gè)單電池20a的間隙D與從下殼體IO的底面10f到位于最下層的被并列配置的多個(gè)單電池20a的距離H2之間存在H2>D的關(guān)系。
換言之，配置電池單元2，以使得從下殼體10的底部10a (內(nèi)壁)到構(gòu)成該電池單元2的單電池20a的距離H2大于沿層流SR的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的相鄰的各電池單元20a之間的距離D。
通過(guò)如上配置電池單元2，減小了各單電池20a之間的間隙D針對(duì)冷卻液4的流動(dòng)的開(kāi)口面積，防止了由于從主層流SR分流的分支層流Sr的流量增多而導(dǎo)致流過(guò)組合電池20的外周的主層流SR減弱。即，當(dāng)H2^D時(shí)，將促進(jìn)冷卻液4向各單電池20a之間的間隙D流動(dòng)，從而如果主層流SR不流過(guò)組合電池20的整個(gè)周圍而被導(dǎo)流至各單電池20a之間的間隙D，在殼體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生冷卻液4的滯留位置，從而無(wú)法抑制冷卻液4的溫度分布的偏差。
因此，在本實(shí)施例中，配置電池單元2，以使得從下殼體10的底部10a (內(nèi)壁)到構(gòu)成該電池單元2的單電池20a的距離H2大于沿層流SR的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的相鄰的各單電池20a之間的距離D，并以此作為用于使主層流SR保持與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的寬度流過(guò)組合電池20的外圍表面來(lái)抑制多個(gè)單電池20a的每個(gè)上的溫度分布的偏差、并且使由所述主層流SR的一部分分流形成的分支層流Sr流經(jīng)各單電池20a之間的間隙D的結(jié)構(gòu)。
如此，在本實(shí)施例的電源裝置1中，由于具有至少與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的寬度的冷卻液4的層流SR在殼體內(nèi)流動(dòng)，因此能夠更好地抑制對(duì)于包括多個(gè)單電池20a的電池單元2的冷卻液溫度的偏差。
特別是，在本實(shí)施例中，層流SR具有與單電池20a的長(zhǎng)度H基本相同的寬度并流經(jīng)端板21a、 21b之間。因此，能夠抑制冷卻液4相對(duì)于電池單元2的停滯，從而能夠進(jìn)一步更好地抑制冷卻液4的溫度分布的偏差。
另外，用于形成上述層流SR的橫流扇30以與電池單元2—并浸在冷卻液4中的狀態(tài)被配置在殼體內(nèi)，因此與設(shè)置冷卻液4的外部循環(huán)機(jī)構(gòu)的時(shí)候相比，能夠提高冷卻液4的密封性，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)時(shí)從橫流扇30的馬達(dá)發(fā)出的熱量也將經(jīng)由冷卻液4被散到殼體外部，因而能夠降低電源裝置l的成本，并使電源裝置l的維護(hù)、制造等容易且廉價(jià)。
另外，由于本實(shí)施例的橫流扇30被設(shè)置在端板21a、 21b上并位于該端板21a、 21b之間，因此，殼體內(nèi)的各構(gòu)成要素的配置空間被高效利用，從而也能夠容易地應(yīng)用于已有的電源裝置，并且削減了部件個(gè)數(shù)并減小了電源裝置1的尺寸。
此外，在本實(shí)施例中，層流SR在與單電池20a的長(zhǎng)度方向基本垂直的方向(電源裝置1的上下方向)的截面上具有均勻的流速分布。因此，和以往與單電池20a的長(zhǎng)度方向基本垂直的方向(電源裝置1的上下方向)的截面上的流速不同的時(shí)候相比，冷卻液4 (電源單元2)的溫度檢測(cè)變得更容易，例如只要各在空間Sl和空間S2的一個(gè)位置進(jìn)行檢測(cè)即可。艮P，如果與長(zhǎng)度方向基本垂直的方向(電源裝置1的上下方向)的截面上的流速不同，該截面方向上的溫度分布也將不同，因此需要設(shè)置多個(gè)溫度傳感器，但在本實(shí)施例中只要設(shè)置兩個(gè)溫度傳感器即可。(實(shí)施例2)
使用圖9至圖10來(lái)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例2的電源裝置。這里，圖9是本實(shí)施例的電源裝置la的分解立體圖，圖10是本發(fā)明實(shí)施例2的電源裝置la的截面圖，其是用于說(shuō)明冷卻液的流動(dòng)的說(shuō)明圖。
在本實(shí)施例中，在構(gòu)成上述實(shí)施例1的殼體部件的下殼體10的底部上設(shè)置了導(dǎo)流部40，導(dǎo)流部40用于將冷卻液4的層流的至少一部分、即上述實(shí)施例1的分支層流Sr導(dǎo)入到單電池20a之間。其他的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例1相同，因此標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略說(shuō)明。
如圖9所示，本實(shí)施例的導(dǎo)流部40被構(gòu)成為其中形成有從下殼體10的底部10a向與主層流SR的流動(dòng)方向(被并列配置的單電池20a的排列方向)基本垂直的方向突出的多個(gè)突起形狀部41a，并且各突起形狀部41a的各頂部41b位于各單電池20a之間的各間隙D中。另外，如圖9所示，各頂部41a沿單電池20a的長(zhǎng)度方向(間隙D的長(zhǎng)度方向)延伸設(shè)置并形成為長(zhǎng)形。
如圖10所示，在本實(shí)施例中，導(dǎo)流部40的頂部41b位于在被并列配置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最下層的各單電池20a之間的間隙D的大致中心。并且，從橫流扇30的流出側(cè)El流出的冷卻液4的主層流SR撞到突起形成部41a的側(cè)面?zhèn)?，并由該主層流SR的一部分形成為分支層流Sr被導(dǎo)入電池單元2中位于最下層的各單電池20a之間的間隙D。如上所述，本實(shí)施例的導(dǎo)流部40起引導(dǎo)部件的作用，該導(dǎo)向部件使得從橫流扇30流出并流過(guò)空間Sl的主層流SR的一部分分流，并且該一部分導(dǎo)向在電池單元2中位于最下層的各單電池20a之間的間隙D，空間Sl是指下殼體IO的底部10a與在并列配置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最下層的單電池20a之間的空間。
因此，與上述實(shí)施例l相比，將有更多的在各單電池20a的長(zhǎng)度方向上具有均勻流速的分支層流Sr與各單電池20a，促進(jìn)了分支層流Sr在長(zhǎng)度方向上的均勻的熱交換，從而能夠更好地抑制在各單電池20a的長(zhǎng)度方向上的冷卻液4的溫度分布的偏差。
本實(shí)施例的導(dǎo)流部40除了設(shè)置在下殼體10的底部10a以外，例如還可以設(shè)置在上殼體12的內(nèi)表面、即上殼體12與在并列配置的多個(gè)單電池20a的電池單元2中位于最上層的單電池20a之間的空間S4中，由此還可以將從位于最上層的各單電池20a之間的間隙D向上殼體12流動(dòng)的冷卻液4引導(dǎo)至橫流扇30的流入側(cè)E2。
另外，圖11是示出本實(shí)施例的導(dǎo)流部40的變形例的圖，該圖是電源裝置1的剖視圖。在該變形例中，根據(jù)沿層流SR的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的單電池20a的配置數(shù)目來(lái)改變導(dǎo)流部40的突起形狀部41a的突起高度。
圖11 (a)示出了針對(duì)構(gòu)成組合電池20的單電池20a的配置數(shù)目(排列數(shù)目)為7列的電池單元2而設(shè)置導(dǎo)流部40的情況，圖11 (b)示出了針對(duì)構(gòu)成組合電池20的單電池20a的配置數(shù)為14列的電池單元2而設(shè)置導(dǎo)流部40的情況。
與圖11 (b)相比，圖11 (a)中的單電池20a的排列數(shù)目更少，因此通過(guò)橫流扇30形成的主層流SR的流動(dòng)距離短。因而，將導(dǎo)流部40的突起形狀部41a的突起高度形成得比圖10所示的導(dǎo)流部40的突起形狀部的突起高度高，由此促進(jìn)冷卻液4向各單電池20a之間的間隙D流動(dòng)。艮口，由于電池單元2的外周短，因此即使在突起高度高的狀態(tài)下主層流SR也能夠順暢地流動(dòng)，因而主層流SR不會(huì)發(fā)生滯留，能夠抑制組合電池20內(nèi)部的溫度分布的偏差。
16另一方面，圖11 (b)的單電池20a的排列數(shù)目多，因此通過(guò)橫流扇30形成的主層流SR的流動(dòng)距離長(zhǎng)。因而，將導(dǎo)流部40的突起形狀部41a的突起高度(頂部41b的突起高度)形成得比圖11 (a)的突起高度低，以使導(dǎo)流部不阻礙主層流SR流動(dòng)，從而使冷卻液4在主層流SR的流動(dòng)不受阻的狀態(tài)下向各單電池20a之間的間隙D流動(dòng)。
另外，在圖11 (c)中，導(dǎo)流部40以突起形狀部41a的頂部41b的突起高度沿單電池20a的排列方向逐步變高的方式形成。即，從橫流扇30流出的主層流SR隨著流動(dòng)前進(jìn)的距離變長(zhǎng)而流速變小。因此，通過(guò)與主層流SR沿單電池20a的排列方向流動(dòng)而前進(jìn)的距離成比例地提高頂部41b的突起高度，能夠促進(jìn)冷卻液4向位于流速小的位置處的單電池20a之間的間隙D流動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其特征在于，包括電源模塊，該電源模塊包括多個(gè)電源體；殼體，該殼體容納所述電源模塊和冷卻液；以及扇，該扇以與所述電源模塊一并浸在所述冷卻液中的狀態(tài)被配置在所述殼體內(nèi)，并形成所述冷卻液的層流，所述層流具有至少與所述電源體的長(zhǎng)度方向上的所述電源體的長(zhǎng)度基本相同的寬度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于， 所述多個(gè)電源體沿所述層流的流動(dòng)方向并列配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電源裝置，其特征在于， 所述扇形成向與所述電源體的長(zhǎng)度方向基本垂直的方向流動(dòng)的所述層流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 所述扇在所述電源模塊與所述殼體之間形成作為第一液流的所述層流，并且第二液流從由所述扇形成的所述層流分流形成并在沿所述層流的 流動(dòng)方向并列配置的所述各電源體之間流動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 所述電源模塊包括支承所述各電源體的兩個(gè)端子的 一對(duì)端板， 所述扇設(shè)置在所述端板上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 配置所述電源模塊，以使得從所述殼體的內(nèi)壁到所述電源模塊的距離大于沿所述層流的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的相鄰的所述各電源體之間的 距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 在所述殼體上設(shè)置有用于將所述冷卻液的層流的至少一部分導(dǎo)向所述電源體之間的導(dǎo)流部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)流部被形成為從所述殼體的內(nèi)壁向與所述層流的流動(dòng)方向基本垂直的方向突出的突起形狀，并且該突起形狀的頂部位于所述電源體之 間，而且所述頂部被形成為沿所述電源體的長(zhǎng)度方向延伸的長(zhǎng)形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源裝置，其特征在于， 根據(jù)沿所述層流的流動(dòng)方向被并列配置多個(gè)的所述電源體的配置數(shù)目來(lái)改變所述導(dǎo)流部的所述突起形狀的突起高度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于，包 括第一板部件，該第一板部件用于將從所述扇流出的所述冷卻液導(dǎo)向所 述電源模塊與所述殼體之間的空間；以及第二板部件，該第二板部件用于將導(dǎo)入到所述電源模塊與所述殼體之 間的空間中的所述冷卻液導(dǎo)向所述扇的流入側(cè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 所述扇為橫流扇。
全文摘要
提供一種能夠抑制冷卻液溫度的差異并以簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)更好地冷卻包括多個(gè)電源體的蓄電模塊的電源裝置。電源裝置包括具有多個(gè)電源體(20a)的電源模塊(20)、容納電源模塊(20)和冷卻液(4)的殼體、以及扇(30)，扇(30)以與電源模塊(20)一并浸在冷卻液(4)中的狀態(tài)被配置在殼體(10、12)內(nèi)，并形成冷卻液(4)的層流S，層流S具有至少與電源體(20a)的長(zhǎng)度方向上的該電源體(20a)的長(zhǎng)度基本相同的寬度。
文檔編號(hào)H01M10/50GK101647148SQ200880010040
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者村田崇 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社