本申請要求2015年05月21日向日本特許廳提交的日本專利申請第2015-103337號的優(yōu)先權(quán)，因此將所述日本專利申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛用電池組。

背景技術(shù)：

車輛的驅(qū)動需要大容量的二次電池。因此，作為車輛用電池組，如日本專利公開公報(bào)特開2013-171662號和日本專利公開公報(bào)特開2015-26428號所示，已為公眾所知的有將多個(gè)扁平的箱形電池模塊收容在電池外殼內(nèi)而構(gòu)成的電池組。

在此，在日本專利公開公報(bào)特開2013-171662號中，一部分的電池模塊以平放形式(以電池模塊的主面與電池外殼的底面實(shí)質(zhì)上平行的方式配置的形式，也稱為橫置形式)配置在電池外殼內(nèi)，另一方面，剩余的多個(gè)電池模塊以縱置形式(以電池模塊的主面與電池外殼的底面實(shí)質(zhì)上垂直的方式配置的形式)作為一列的堆疊體配置，以該方式構(gòu)成電池組。此外日本專利公開公報(bào)特開2015-26428號公開了全部電池模塊以縱置形式配置在電池外殼內(nèi)、且排列為2列的堆疊體的方式構(gòu)成的電池組。

如上所述，具有以縱置形式排列在電池外殼內(nèi)的電池模塊的、車輛用電池組的上下方向的尺寸，實(shí)質(zhì)上由電池模塊的高度尺寸決定。因此，在大多數(shù)情況下，除了高度較高的大型的車輛以外，電池組的裝載都是困難的。即，車輛的高度方向的車體地板的設(shè)計(jì)自由度受到限制。

此外，在日本專利公開公報(bào)特開2013-171662號所公開的電池組中，一部分的電池模塊以平放形式配置?？墒?，各電池模塊的長邊與車輛的寬度方向(垂直于行進(jìn)方向的方向)平行。因此，各電池模塊的端子朝 向車輛的側(cè)面。因此，電池組的設(shè)計(jì)容易受到車輛寬度尺寸的限制。因此，例如如果希望應(yīng)用于小型車，則電池組內(nèi)能收容的電池模塊的個(gè)數(shù)容易變少。

此外，如果在電池組內(nèi)緊密地收容電池模塊，則需要某種針對熱的對策，即，需要用于電池模塊的冷卻機(jī)構(gòu)。例如，日本專利公開公報(bào)特開2013-171662號所公開的電池組以下述方式構(gòu)成：從朝向車輛前面的電池外殼的前端部朝向電池外殼的后部，通過穿過電池組的中央的冷卻通道將電池模塊左右分開。以通過所述冷卻通道朝向后部的冷卻風(fēng)在途中進(jìn)一步左右分流后返回前端部的冷卻風(fēng)扇的方式構(gòu)成電池組。因此，電池組的車輛寬度方向的尺寸變得容易進(jìn)一步擴(kuò)大，并且由于復(fù)雜的冷卻風(fēng)的氣流，產(chǎn)生較大的冷卻風(fēng)扇的壓力損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種車輛用電池組，其能夠提高電池組的上下方向的設(shè)計(jì)自由度，進(jìn)而能夠提高車體地板的上下方向的設(shè)計(jì)自由度，并且能夠減少車輛寬度尺寸造成的電池組設(shè)計(jì)的限制，適于裝載到較小的車輛，即使是較小容量的冷卻單元也能夠有效地冷卻電池組。

本發(fā)明的實(shí)施方式的車輛用電池組，其包括：大致長方形形狀的電池外殼；扁平的箱形的多個(gè)電池模塊；冷卻單元；以及用于容納繼電器的接線盒，所述多個(gè)電池模塊以設(shè)置于各個(gè)電池模塊的短邊側(cè)的端子朝向所述電池外殼的長邊方向的方式以平放形式配置在所述電池外殼內(nèi)，所述冷卻單元配置在所述電池外殼的長邊方向的一方的端部，并且使從所述冷卻單元送出的冷卻風(fēng)沿所述電池外殼的外周在所述電池外殼內(nèi)循環(huán)，所述接線盒以與所述冷卻單元在所述電池外殼的寬度方向上排列的方式配置在循環(huán)的所述冷卻風(fēng)的最下游。

按照這種電池組的構(gòu)成，扁平的箱形的電池模塊以平放形式配置。因此，通過設(shè)定堆疊電池模塊的層數(shù)，能夠容易地變更配置的電池模塊整體的高度。因此，電池組的上下方向的設(shè)計(jì)自由度變大。此外，位于電池模塊的短邊的端子朝向電池外殼的短邊。因此，如果沿車輛寬度方向排列的電池模塊的數(shù)量相同，則電池組的車輛寬度方向的尺寸變小。 即，容易構(gòu)成沿車輛行進(jìn)方向細(xì)長的電池組。

通過冷卻單元輸送的冷卻風(fēng)，基本上沿電池外殼的外周在電池組內(nèi)循環(huán)。此外，冷卻風(fēng)的一部分被分流，沿電池組的寬度方向流過在車輛的前后方向上相鄰的電池模塊之間。電池模塊以其端子朝向電池外殼的短邊的方式配置在電池外殼內(nèi)。因此，能夠在車輛的前后方向上相鄰的電池模塊之間確保成為沿電池組的寬度方向流動的冷卻風(fēng)的流道的間隙。因此，能夠得到順暢的冷卻風(fēng)的氣流。因此，壓力損失受到抑制。此外，電池組構(gòu)成為：由于冷卻電池模塊而使溫度上升后的冷卻風(fēng)，在即將返回冷卻單元之前流過接線盒的周圍。由此，能夠有效地冷卻成為比電池模塊高溫的接線盒。

按照本發(fā)明的實(shí)施方式的電池組，能夠提高電池組的上下方向的設(shè)計(jì)自由度，進(jìn)而能夠提高車體地板的上下方向的設(shè)計(jì)自由度。并且能夠減少車輛寬度尺寸造成的電池組設(shè)計(jì)的限制。因此，本發(fā)明的電池組適于裝載到較小的車輛。此外，能夠用較小容量的冷卻單元有效地冷卻電池組。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電池組的電池外殼上部構(gòu)件被取下的狀態(tài)的立體圖。

圖2是從與圖1的方向相反的方向觀察到的圖1的電池組的立體圖。

圖3是沿圖1的A-A線的剖視圖。

圖4是表示電池外殼內(nèi)的冷卻風(fēng)的流動狀況的俯視圖。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)說明中，出于說明的目的，為了提供對所公開的實(shí)施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細(xì)節(jié)。然而，顯然可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實(shí)施一個(gè)或更多的實(shí)施方式。在其它的情況下，為了簡化制圖，示意性地示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置。

以下，參照附圖具體地說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。

圖1～圖4表示了本發(fā)明的實(shí)施方式的電池組1的一個(gè)實(shí)施例。所述電池組1應(yīng)用于較小型的電動汽車。電池組1以在大致長方形形狀的電池外殼2內(nèi)收容有多個(gè)電池模塊3的方式構(gòu)成。

如圖1所示，電池外殼2能被分為作為形成下半部的構(gòu)件的電池外殼下部構(gòu)件2A和作為形成上半部的構(gòu)件的電池外殼上部構(gòu)件2B的兩部分。各構(gòu)件例如使用鋁合金等金屬材料一體鑄造為盤狀，使得具有足夠的剛性。所述的電池外殼下部構(gòu)件2A和電池外殼上部構(gòu)件2B，通過緊固未圖示的螺絲，將彼此相對的周圍的凸緣4和凸緣5連接，由此裝配成一體。

電池外殼2在俯視中為細(xì)長的長方形。電池組1以其電池外殼2的長邊沿車輛行進(jìn)方向的姿勢裝載在未圖示的車輛上。例如，電池組1以在車體地板的中央部沿著沿車輛前后方向設(shè)置的地板通道部的方式，安裝在車輛地板的下側(cè)的面?zhèn)取?/p>

在此，為了便于以下的說明，如圖1的標(biāo)注所示，將細(xì)長的電池外殼2的長邊方向定義為“前后方向L”；將細(xì)長的電池外殼2的短邊方向定義為“寬度方向W”；將垂直于前后方向L和寬度方向W的方向定義為“上下方向H”。在以下的說明中，盡量使用這些用語。“前后方向L”與“車輛行進(jìn)方向”、“車輛的前后方向”和“電池外殼2的長邊方向”實(shí)質(zhì)上意思相同。“寬度方向W”與“車輛的寬度方向”和“電池外殼2的寬度方向”實(shí)質(zhì)上意思相同。“上下方向H”和“高度方向”意思相同。此外，設(shè)圖1的左側(cè)為車輛的前方，設(shè)圖1的右側(cè)為車輛的后方。因此，對于電池外殼2的前和后而言，圖1的左側(cè)成為“前”，圖1的右側(cè)成為“后”。

因此，電池外殼2具有比前后方向L的尺寸短的寬度方向W的尺寸、以及比寬度方向W的尺寸短的上下方向H的尺寸。這樣，電池外殼2具有扁平的大致長方形形狀。

電池模塊3具有扁平的箱形，該扁平的箱形具有一對長方形的主面(面積最大的面)。電池模塊3以平放形式(以電池模塊3的主面成為與電池外殼2的底面實(shí)質(zhì)上平行的方式配置的形式，也稱為橫置形式) 排列在電池外殼2內(nèi)。具體地說，在寬度方向W上排列有兩個(gè)電池模塊3。并且在前后方向L上排列有三個(gè)電池模塊3。此外，在上下方向H上層疊有多層電池模塊3，例如在上下方向H上層疊有2層電池模塊3。即，以上下2層的方式層疊的電池模塊3的層疊體，俯視下以2×3的形式，配置在合計(jì)6個(gè)部位。以這樣的方式，電池外殼2內(nèi)收容有合計(jì)12個(gè)電池模塊3。在此，為了方便地確定各個(gè)層疊體，在各個(gè)層疊體上標(biāo)注了附圖標(biāo)記“A1、A2、B1、B2、C1、C2”。層疊體A1和層疊體A2在電池外殼2內(nèi)，相對地位于最前側(cè)。層疊體A1靠車輛的右側(cè)，層疊體A2靠車輛的左側(cè)。層疊體C1和層疊體C2位于電池外殼2內(nèi)的最后側(cè)。層疊體C1靠車輛的右側(cè)，層疊體C2靠車輛的左側(cè)。層疊體B1和層疊體B2位于前后方向L的中間。層疊體B1靠右側(cè)，層疊體B2靠左側(cè)。

另外，各層疊體的上下方向H的層疊層數(shù)，可以根據(jù)車體地板的形狀分別獨(dú)立地設(shè)定。由此，能夠得到電池外殼上部構(gòu)件2B的上表面的凹凸形狀和高度、以及車輛地板的很高的設(shè)計(jì)自由度。

電池模塊3包括收容在金屬制的殼體內(nèi)的多個(gè)單電池。以矩形的突起狀突出的正負(fù)的電池端子11設(shè)置于扁平的長方形的殼體的、具有短邊的殼體的側(cè)面。作為電池模塊3中收容的單電池，雖然未進(jìn)行圖示，但是例如可以采用下述的扁平的鋰離子電池。該鋰離子電池包括電極層疊體、電解液、以及由復(fù)合膜構(gòu)成的具有柔性的封裝體。電極層疊體包括通過隔膜交替層疊的多個(gè)片狀的正極和負(fù)極。所述電極層疊體和電解液一起收容在封裝體的內(nèi)部。多個(gè)扁平的單電池層疊在電池模塊3的厚度方向亦即圖1的上下方向H上。

在電池外殼2內(nèi)，各電池模塊3都以其長邊沿前后方向L的方式配置。在寬度方向W上相鄰的兩個(gè)層疊體或者電池模塊3，幾乎沒有間隙地彼此接近。即，兩個(gè)層疊體A1和層疊體A2的與長邊對應(yīng)的側(cè)面彼此相鄰。同樣地，兩個(gè)層疊體B1和層疊體B2的與長邊對應(yīng)的側(cè)面彼此也相鄰。此外，兩個(gè)層疊體C1和層疊體C2的與長邊對應(yīng)的側(cè)面彼此也相鄰。各層疊體通過未圖示的支架被固定支承在電池外殼下部構(gòu)件2A上。

如上所述地，各電池模塊3的端子11設(shè)置在電池模塊3的與短邊對應(yīng)的側(cè)面上。因此，各電池模塊3都形成端子11朝向電池外殼2的前后 方向L的姿勢。更具體地說，如圖4所示，層疊體A1和層疊體A2所包括的四個(gè)電池模塊3，以具備端子11的、與短邊對應(yīng)的側(cè)面朝向后方的方式配置。層疊體B1、B2、C1、C2所包括的八個(gè)電池模塊3，以具備端子11的、與短邊對應(yīng)的側(cè)面朝向前方的朝向配置。

在前后方向L上相鄰的兩個(gè)層疊體或者電池模塊3之間，即，在層疊體A1和層疊體A2、與層疊體B1和層疊體B2之間，以及在層疊體B1和層疊體B2、與層疊體C1和層疊體C2之間，以沿寬度方向W形成連續(xù)的通道的方式分別設(shè)置有對端子11的母線或者線束(都未圖示)進(jìn)行連接的連接作業(yè)所需要的間隙12和間隙13。換句話說，層疊體A1和層疊體A2、與層疊體B1和層疊體B2，以在前后方向L上具有適當(dāng)?shù)拈g隔的方式彼此分開配置。同樣地，層疊體B1和層疊體B2、與層疊體C1和層疊體C2，以在前后方向L上具有適當(dāng)?shù)拈g隔的方式彼此分開配置。

位于后方的層疊體C1和層疊體C2，比較接近電池外殼2的后端。與此相對，前方的層疊體A1和層疊體A2位于在前后方向L上離開電池外殼2的前端的位置。在兩者間的空間中收容有用于在電池外殼2內(nèi)使冷卻風(fēng)循環(huán)的冷卻單元15、以及在內(nèi)部容納有多個(gè)繼電器的接線盒21。所述的冷卻單元15和接線盒21，在電池外殼2的寬度方向W上并列配置。接線盒21位于右側(cè)亦即層疊體A1側(cè)。冷卻單元15位于左側(cè)亦即層疊體A2側(cè)。換句話說，冷卻單元15和接線盒21配置在電池外殼2的前方的端部。在比冷卻單元15和接線盒21靠后的空間中，配置有電池模塊3的從層疊體A1至層疊體C2的層疊體。

作為冷卻單元15，例如可以使用西洛克風(fēng)扇形式的單元。所述冷卻單元通過由電動機(jī)17對圓筒形的多葉風(fēng)扇16進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，向離心方向送風(fēng)。在前后方向L上細(xì)長地延伸的矩形的吸入口18，朝向?qū)挾确较騑的一方開口。具體地說，吸入口18朝向接線盒21側(cè)開口。吸入口18特別設(shè)置在冷卻單元15的較高的位置。如圖3所示，在所述吸入口18的背部設(shè)有蒸發(fā)器19。利用從外部向所述蒸發(fā)器19供給的制冷劑，對在電池外殼2內(nèi)循環(huán)的冷卻風(fēng)進(jìn)行冷卻。

在冷卻單元15的噴出部20上還連接有送風(fēng)管25。送風(fēng)管25沿電池外殼2的一方的長邊在前后方向L上直線地延伸。送風(fēng)管25具備分別 朝向?qū)盈B體A2、B2、C2的側(cè)面開口的三個(gè)吹出口26。

接線盒21包括容納在扁平的箱形殼體內(nèi)的多個(gè)繼電器和熔斷器。如圖3所示，接線盒21的上下方向H的尺寸，比冷卻單元15的上下方向H的尺寸短。因此，與接線盒21相比較，冷卻單元15的吸入口18開口在相對較高的位置。盡管吸入口18朝向接線盒21開口，但是并沒有被接線盒21覆蓋。在一個(gè)實(shí)施例中，吸入口18的下緣位于比接線盒21的上表面21a高的位置。

此外，在電池外殼下部構(gòu)件2A的前端部，以將一對的側(cè)壁7和側(cè)壁8(參照圖3)彼此連接的方式設(shè)有沿寬度方向W直線狀地延伸的加強(qiáng)筋31。所述加強(qiáng)筋31的兩端部通過未圖示的支架分別固定支承在電池外殼下部構(gòu)件2A的凸緣4上。此外，如圖3所示，所述加強(qiáng)筋31以通過接線盒21的上方的方式配置。即，接線盒21以其前后方向L的一端部進(jìn)入加強(qiáng)筋31的下方的方式配置。另外，冷卻單元15的吸入口18在比加強(qiáng)筋31更靠上方開口。

如上所述，本實(shí)施方式的電池組1，在沿車輛行進(jìn)方向(前后方向L)細(xì)長的電池外殼2內(nèi)以平放形式收容電池模塊3，而且以端子11朝向前后方向L的方式配置。按照該構(gòu)成，能夠得到電池模塊3的上下方向H的很高的尺寸設(shè)計(jì)自由度，并且能夠縮短寬度方向W的尺寸。由此，能夠容易地裝載到例如車體地板的面積有限的小型車輛上。

此外，如圖4中用箭頭所示的，通過冷卻單元15供給的冷卻風(fēng)基本沿電池外殼2的外周流動。并且，冷卻風(fēng)穿過層疊體A1和層疊體A2、與層疊體B1和層疊體B2之間的間隙12；以及層疊體B1和層疊體B2、與層疊體C1和層疊體C2之間的間隙13，在寬度方向W上流動。另外，在電池外殼下部構(gòu)件2A的側(cè)壁7與層疊體A1、B1、C1之間，保持有用于配置未圖示的線束類的適當(dāng)?shù)拈g隙，由此，構(gòu)成在前后方向L上直線性地連續(xù)的流道。因此，電池外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)的流動狀況簡單。因此，伴隨流動的壓力損失變得比較小。因此，即使是小型或者小容量的冷卻單元15，也能夠充分地進(jìn)行冷卻。由此，例如實(shí)現(xiàn)了伴隨冷卻的噪音的降低和耗電的抑制等。

如上所述，形成沿著寬度方向W的流道的、層疊體間的前后方向L的間隙12和間隙13，兼作為端子11的連接作業(yè)所需要的空間。因此，本實(shí)施方式的電池組1在電池組的小型化和冷卻風(fēng)流道的確保兩方面都是有利的。

在此，與電池模塊3一起是發(fā)熱部位的接線盒21，位于電池外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)的氣流的最下游，換句話說，位于緊靠冷卻單元15的吸入口18前方的位置。接線盒21通常成為比電池模塊3更高溫。因此，即使是由于經(jīng)過了電池模塊3的周圍而使溫度在某種程度上升高了的冷卻風(fēng)，也能確保與接線盒21之間具有比較大的溫度差。所以，能夠得到冷卻風(fēng)的有效的冷卻作用。因此，通過將接線盒21配置在冷卻風(fēng)的氣流的最下游，能夠用有限容量的冷卻風(fēng)，高效地冷卻電池模塊3和接線盒21雙方。此外，冷卻單元15的吸入口18開口在比接線盒21相對更高的位置。因此，不妨礙通過多葉風(fēng)扇16向冷卻單元15的吸入。如圖3中用箭頭所示的，通過沿接線盒21的上表面21a流動的冷卻風(fēng)，冷卻接線盒21。返回到冷卻單元15的高溫的空氣，通過與蒸發(fā)器19中的制冷劑的熱交換被冷卻。此后，再次將冷卻風(fēng)向電池模塊3送出。

另外，在圖示的示例中，具備沿電池外殼2的長邊的送風(fēng)管25。但是，也可以省略所述送風(fēng)管25。在該情況下，在電池外殼下部構(gòu)件2A的側(cè)壁8與層疊體A2、B2、C2之間，還是確保有用于配置未圖示的線束類的間隙。因此，該間隙形成在前后方向L上直線地延伸的流道。冷卻風(fēng)沿著該流道，與圖4的箭頭完全相同地進(jìn)行循環(huán)。

此外，在所述實(shí)施例中，設(shè)有通過接線盒21的上方的加強(qiáng)筋31。所述加強(qiáng)筋31與電池外殼下部構(gòu)件2A的左右的凸緣4連接。因此，在由于車輛的碰撞等而從上方對電池組1作用有外力的情況下，能夠可靠地保護(hù)流過大電流的接線盒21。

此外，在所述實(shí)施例的電池組1中，在前端部配置有接線盒21和冷卻單元15。因此，在裝載在車輛上的狀態(tài)下，接線盒21和冷卻單元15位于最接近車體的駕駛席前方的空間(相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)式汽車的發(fā)動機(jī)室的空間)的位置。通常，與接線盒21連接的控制器以及與冷卻單元15連接的空調(diào)系統(tǒng)，配置于所述的駕駛席前方的空間。因此，能夠使所述 的控制器和冷卻單元與電池組的連接距離成為最短。

本發(fā)明的車輛用電池組，可以是以下的第一車輛用電池組～第五車輛用電池組。

所述第一車輛用電池組，其在以長邊沿車輛行進(jìn)方向的姿勢裝載在車輛上的、呈大致長方形形狀的電池外殼的內(nèi)部，以平放形式收容有呈扁平的箱形的多個(gè)電池模塊，并且各電池模塊以設(shè)置在各電池模塊的短邊側(cè)的端子朝向電池外殼的長邊方向的方式配置，使冷卻風(fēng)在電池外殼內(nèi)循環(huán)的冷卻單元和容納有多個(gè)繼電器的接線盒以在電池外殼的寬度方向上排列的方式配置在所述電池外殼的長邊方向的一方的端部，所述冷卻單元沿電池外殼的外周輸送冷卻風(fēng)，接線盒位于所述冷卻風(fēng)的最下游。

所述第二車輛用電池組，其是所述第一車輛用電池組，其中，所述冷卻單元具備蒸發(fā)器，制冷劑從電池外殼的外部向所述蒸發(fā)器供給。

所述第三車輛用電池組，其是所述的第一車輛用電池組或第二車輛用電池組，其中，所述冷卻單元具有吸入口，所述吸入口朝向相鄰的接線盒側(cè)開口，所述吸入口與接線盒相比較，設(shè)置在相對高的位置。

所述第四車輛用電池組，其是所述的第一車輛用電池組～第三車輛用電池組中的任意一種車輛用電池組，其中，所述冷卻單元和接線盒位于車輛行進(jìn)方向的前側(cè)的端部。

所述第五車輛用電池組，其是所述第一車輛用電池組～第三車輛用電池組中的任意一種車輛用電池組，其中，在所述接線盒所處的電池外殼的長邊方向的一端部具備加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋在電池外殼的寬度方向上延伸并將所述電池外殼的一對側(cè)壁彼此連接，所述加強(qiáng)筋橫穿所述接線盒的上方。

出于示例和說明的目的已經(jīng)給出了所述詳細(xì)的說明。根據(jù)上面的教導(dǎo)，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細(xì)說明并非沒有遺漏或者旨在限制在這里說明的主題。盡管已經(jīng)通過文字以特有的結(jié)構(gòu)特征和/或方法過程對所述主題進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，權(quán)利要求書中所限定的主題不是必須限于所述的具體特征或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特征和具體過程作為實(shí)施權(quán)利要求書的示例進(jìn)行了說明。