專利名稱：電池冷卻結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動兩輪車等電動車輛上裝載的電池的冷卻結構。
而作為上述電動車輛中要求電源部分更為緊湊的兩輪車，裝載的是鎳氫電池、或者鎳鎘電池、或者鋰離子電池這類高性能的電池。具體地說，首先，將數個單體串聯連接成組件。然后，將既定數量的該組件緊密地容放在硬質外殼內。最后，將該組件彼此串聯而得到上述電池。但是，這種形式的電池存在著如下問題。
電池在充放電時會產生熱量，這與電池的種類無關。這一點，對于上述以多個單體構成的電池也同樣。然而，即使各個單體的發(fā)熱量相同，單體之間有時也會形成較大的溫差。例如，位于外殼中心處的單體，比位于外殼殼壁一側的單體要容易發(fā)熱。其結果，二者之間將產生相當大的溫差。并且，該溫差造成電池單體處于不同的充電狀況。即，單體之間的溫差成為導致電池性能降低的原因。
為了抑制不必要的溫升，也有以外部空氣吹拂電池的結構。但是，導入外殼內的外部空氣，在其排出外殼之前溫度會逐漸升高，因此，外部空氣的冷卻效果絕不可能相同，無法從根本上解決上述問題，即單體之間的溫差導致電池性能降低的問題。
特別是，本發(fā)明的目的是，提供一種能夠對電池進行冷卻而使其整體溫度均勻的電池冷卻結構。
上述本發(fā)明的目的以如下的電池冷卻結構實現，即，作為旨在對容放在外殼內的電池以外部空氣進行冷卻的電池冷卻結構，其特征是，具有所說外殼，
通過對所說外殼的內部空間進行分隔而形成的、中間夾著所說電池而相鄰的第1空間和第2空間，形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1導入口，用來將從所說第1導入口導入所說第1空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第1空間內之后排出的、形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1排出口，形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2導入口，用來將從所說第2導入口導入所說第2空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第2空間內之后排出的、形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2排出口。
而作為本發(fā)明的電池冷卻結構，最好是，所說外殼有兩個，通過使所說外殼彼此相鄰接，并且，使所說外殼的一方上的所說第1排出口與所說外殼的另一方上的所說第2導入口二者相連接，而且，使所說外殼的另一方上的所說第1排出口與所說外殼的一方上的所說第2導入口二者相連接，使得從所說外殼的一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的另一方上的所說第2排出口排出，從所說外殼的另一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的一方上的所說第2排出口排出。由此，可獲得高的空間利用率，實現電池的大容量化。
此外，由于同樣的理由，最好是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
特別是，作為具有兩個所說外殼的電池冷卻結構，最好是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，
在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
此外，上述本發(fā)明的目的，以如下的電池冷卻結構實現，即，作為旨在對容放在外殼內的電池以外部空氣進行冷卻的電池冷卻結構，其特征是，所說外殼的內部空間被分隔為中間夾著所說電池而相鄰的第1空間和第2空間，從形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1導入口導入所說第1空間內的外部空氣，在通過所說第1空間內之后，從形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1排出口排出，從形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2導入口導入所說第2空間內的所說外部空氣，在通過所說第2空間內之后，從形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2排出口排出。
而作為本發(fā)明的電池冷卻結構，最好是，所說外殼有兩個，通過使所說外殼彼此鄰接，并且，使所說外殼的一方上的所說第1排出口與所說外殼的另一方上的所說第2導入口二者相連接，而且，使所說外殼的另一方上的所說第1排出口與所說外殼的一方上的所說第2導入口二者相連接，以使得從所說外殼的一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的另一方上的所說第2排出口排出，從所說外殼的另一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的一方上的所說第2排出口排出。由此，可獲得高的空間利用率，實現電池的大容量化。
此外，由于同樣的理由，最好是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，
并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
特別是，作為具有兩個所說外殼的電池冷卻結構，最好是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
此外，上述電池冷卻結構，特別是具有兩個外殼的電池冷卻結構，最好是，還具有具備外部空氣壓送裝置的管道，所說第1導入口連接在所說管道上。采用這種結構，可進一步提高電池冷卻效率。
此外，本發(fā)明的電池冷卻結構，最好是，還具有分隔板，對所說外殼內部空間的分隔，是與所說電池一起使用所說分隔板而實現，并且，所說分隔板對所說電池進行支持。當采用這種結構時，與分隔用的部件和支持電池用的部件為各自不同的部件的場合相比，可減少零件數量、節(jié)省組裝工時。其結果，可實現成本的降低。
或者，本發(fā)明的電池冷卻結構，最好是，還具有襯墊，對所說外殼內部空間的分隔，是使用所說襯墊以及以所說襯墊為中介而上下重疊的成對的所說電池而實現，并且，所說電池，在所說外殼內呈夾在所說外殼的內表面與所說襯墊之間的狀態(tài)得到支持。這樣，與使用所說分隔板的場合相比，還能夠進一步減少零件數量、節(jié)省組裝工時。其結果，可實現成本的大幅度降低。
此外，作為本發(fā)明的電池冷卻結構，最好是，在所說外殼的上下外表面上，形成有用來容納容放在所說外殼內的所說電池的一部分的凸部，所說外殼上下重疊，以使得形成于所說外殼的一方上的所說凸部，位于在所說外殼的另一方上的所說凸部之間所形成的凹部內。即，所說外殼最好是彼此不同地上下重疊而成。由此，通過將外殼上下重疊，可使所得到的重疊體的尺寸，特別是高度尺寸減小。此外，還能夠飛躍性地提高電池在外殼內的位置穩(wěn)定性。
進而，作為本發(fā)明的電池冷卻結構(特別是具備管道的電池冷卻結構)，最好是，所說管道上的外部空氣導入一側的端部開口與形成于所說外殼上的所說第2排出口二者通過循環(huán)用管體相連接，所說循環(huán)用管體，能夠根據需要，將自所說第2排出口排出的空氣向大氣中排放，并且，能夠向所說管道供給外部空氣。通過采用這樣的結構，本發(fā)明的電池冷卻結構，特別是在寒冷時即電池處于冷狀態(tài)時能夠獲得下述效果。
眾所周知，電池在溫度過低時也不能發(fā)揮所期望的性能。因此，在使用電池時，最好是使電池的溫度能夠迅速上升到最佳值。為此，只要如上所述，將自所說第2排出口排出的空氣利用循環(huán)用管體向管道供給即可。也就是說，由于該自第2排出口排出的空氣的溫度要高于外部空氣，故與導入新鮮的外部空氣相比，能夠使電池的溫度迅速上升。
并且，通過采用這樣的結構，能夠在電池之間不產生溫差的情況下，迅速提高電池的溫度。其結果，能夠極為迅速地使電池發(fā)揮出所期望的性能。
在電池達到最佳溫度之后，毋庸置疑，第2排出口排出的空氣將向大氣中排放。并且，代之以向管道供給溫度較低的新鮮的外部空氣。
附帶說明，本發(fā)明的電池冷卻結構，特別適于對由多個單體串聯連接而成的電池進行冷卻。這是因為，長度越長的電池在長度方向上的溫差越大，僅從這一點來說本發(fā)明便具有顯著的效果。
考慮到以上情況，上述本發(fā)明的目的可通過如下電池冷卻結構實現，即，作為旨在對容放在外殼內的、由多個單體串聯連接而成的電池以外部空氣進行冷卻的電池冷卻結構，其特征是，具有，所說外殼，通過對所說外殼的內部空間進行分隔而形成的、中間夾著所說電池而相鄰的第1空間和第2空間，形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1導入口，
用來將從所說第1導入口導入所說第1空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第1空間內之后排出的、形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1排出口，形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2導入口，用來將從所說第2導入口導入所說第2空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第2空間內之后排出的、形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2排出口；所說外殼以彼此相鄰接的狀態(tài)存在有兩個，并且，通過使所說外殼的一方上的所說第1排出口與所說外殼的另一方上的所說第2導入口二者相連接，使所說外殼的另一方上的所說第1排出口與所說外殼的一方上的所說第2導入口二者相連接，以使得從所說外殼的一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的另一方上的所說第2排出口排出，從所說外殼的另一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的一方上的所說第2排出口排出，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者第2空間，此外，對所說外殼內部空間的分隔，是使用襯墊以及以所說襯墊為中介而上下重疊的成對的所說電池而實現，所說電池，在所說外殼內呈夾在所說外殼的內表面與所說襯墊之間的狀態(tài)得到支持，并且，在所說外殼的上下外表面上，形成有用來容納容放在所說外殼內的所說電池的一部分的凸部，所說外殼上下重疊，以使得形成于所說外殼的一方上的所說凸部，位于在所說外殼的一方上的所說凸部之間所形成的凹部內。
在采用上述結構的場合，向中間夾著電池而相鄰的第1空間和第2空間分別逆向導入外部空氣。并且，該導入的外部空氣，在對電池進行冷卻的同時，溫度逐漸升高，最終彼此向反方向排出。但是，被導入外殼內的外部空氣的流動距離與該流動距離相對應位置處的被導入外部空氣的溫度之間，原則上成線性關系。換言之，順沿于被導入外部空氣的流動通路的溫度梯度，大致一定。并且，該溫度梯度，在第1空間側和第2空間側是完全翻轉的。因此，彼此從反方向導入的外部空氣所共同從電池的某一部分上吸收的熱量的總量，總是一定而與距外部空氣導入口的距離無關。因此，在電池上不會出現溫度高的部分和溫度低的部分。特別是，對于由多個單體串聯連接而成的電池，單體之間不會產生溫差。換句話說，通過采用本發(fā)明的電池冷卻結構，能夠高效率地冷卻電池而使其整體溫度均勻。因此，不會出現因溫差而導致電池性能降低的問題。
圖2是省略頂板狀態(tài)下的上述電池單元的俯視圖。
圖3是省略正面面板狀態(tài)下的上述電池單元的主視圖。
圖4是上述電池單元的右視圖。
圖5是上述電池單元的左視圖。
圖6是圖3的X-X向的、上述電池單元的橫向剖視圖。
圖7是示出被導入外部空氣的流動狀況的、省略頂板狀態(tài)下的上述電池單元的俯視圖。
圖8是示出被導入外部空氣的流動狀況的、省略底板狀態(tài)下的上述電池單元的俯視圖。
圖9是示出被導入外部空氣的流動狀況的、省略正面面板狀態(tài)下的上述電池單元的主視圖。


圖10是采用本發(fā)明的第2實施例所涉及的冷卻結構的電池單元的主要部分的俯視圖。
圖11是采用本發(fā)明的第2實施例所涉及的冷卻結構的電池單元的主要部分的主視圖。
圖12是采用本發(fā)明的第3實施例所涉及的冷卻結構的電池單元的橫向剖視圖。
發(fā)明的實施例下面，結合圖1～圖9對本發(fā)明的第1實施例進行說明。
圖1是采用本實施例所涉及的冷卻結構的電池單元的外觀圖，圖2是省略頂板狀態(tài)下的該電池單元的俯視圖，圖3是省略正面面板狀態(tài)下的該電池單元的主視圖，圖4和圖5分別是該電池單元的右視圖和左視圖，圖6是圖3的X-X向的、該電池單元的橫向剖視圖，圖7是示出被導入外部空氣的流動狀況的、省略頂板狀態(tài)下的該電池單元的俯視圖，圖8是示出被導入外部空氣的流動狀況的、省略底板狀態(tài)下的該電池單元的俯視圖，圖9是示出被導入外部空氣的流動狀況的、省略正面面板狀態(tài)下的該電池單元的主視圖。
采用本實施例所涉及的冷卻結構(以下稱作”本冷卻結構”)的電池單元其外觀如圖1所示。
在這里，裝載該電池單元的車輛(例如電動兩輪車)在圖中未特別示出。但是，該電池單元是設置在乘車人的腳下或車座下(內部)等車輛的空間較為寬裕的部位。并且，通過控制器等與驅動車輪的馬達相連接。
由圖1可知，采用本冷卻結構的電池單元，作為其主要的構成元件，具有上下兩部分重疊起來的呈矩形盒狀的電池外殼1、2。此外，在由該電池外殼1、2構成的重疊體的一端的端面上，安裝有外部空氣導入用管道3。
另一方面，在由電池外殼1、2構成的重疊體的另一端的端面上，安裝有約呈C形的回返管道4a～4f。在上述電池外殼1、2所構成的重疊體的、安裝有外部空氣導入用管道3的殼壁上，配置有用來取出電池所儲存的電能的端子。但在圖1中將其省略。
下面，對上述構成元件其各自的結構進行詳細的說明。
首先，對電池外殼1進行說明。對于電池外殼2，由于其結構與電池外殼1相同，故對其說明予以省略。但是，在本說明書中，對于屬于電池外殼2的構成元件，在其編號上加上“’”，以與屬于電池外殼1的構成元件相區(qū)別。
電池外殼1的主結構部(殼體)，用耐熱性、耐沖擊性塑料等構成，具有足夠的絕熱性能。附帶說明，作為該具有耐熱性、耐沖擊性的塑料，例如可列舉出聚氨酯和聚丙烯等。
在電池外殼1內，容納有電池。更具體地說，由圖2和圖3可知，在該電池外殼1內，有由6個單體C串聯連接而成的電池元件(以下稱之為組件)M分上下兩層配置。并且，由該上下兩層的組件M構成的組件對，呈并列狀態(tài)共配置有5個(其中，組件對在電氣上是串聯連接的)。即，在電池外殼1內，共容納有10個(2層×5列)組件M，因此，在該電池外殼1內，存在有共計60個(6個×2層×5列)單體C。
并且，作為組件M，如圖4所示，在電池外殼1的一個殼壁(安裝有外部空氣導入用管道3的殼壁)一側，相鄰的組件M之間通過約呈コ字形的端子板5相連接。特別是，該端子板5位于電池外殼1的外部，通過螺栓緊固在組件M的電極端子上。
相對于此，在電池外殼1的另一個殼壁一側，如圖5所示，上下重疊的組件M之間通過直的端子板6相連接。在該殼壁一側，所說端子板6也是存在于電池外殼1的外部。并且，該端子板6通過螺栓緊固在組件M的電極端子上。其結果，電池外殼1內的所有組件M，如上所述，處于在電氣上串聯連接的狀態(tài)。
在這里，作為參考，一個上述單體C的輸出電壓為1.2V。這樣，由于該單體C全部串聯連接，因此，電池外殼1作為一個整體所輸出的電壓為72V。
由圖6等可知，所說組件M在電池外殼1內得到分隔板7的支持。準確地說，上下重疊的組件M對相隔既定的間隔得到一片分隔板7的支持。附帶說明，該分隔板7的實際形狀是，形成有與組件M對應的缺口的框架狀。并且，如后所述，上下重疊的組件M對和對其進行支持的分隔板7，共同將電池外殼1內分隔為共計6個空間8a～8f。該被分隔空間8a～8f各自成為對組件M進行冷卻的被導入外部空氣的流動通路。
其次，在電池外殼1的側壁，即安裝有所說外部空氣導入用管道3和回返管道4a～4f的殼壁上，形成有與所說被分隔空間8a～8f各自對應的多個開口。
更具體地說，首先，在設置外部空氣導入用管道3的殼壁上，形成有開口9a～9f。而在設置回返管道4a～4f的殼壁上，也形成有形狀與開口9a～9f相同的開口10a～10f。另外，在位于電池外殼1的下方的電池外殼2上，也形成有同樣的開口9a’～9f’和開口10a’～10f’。
與電池外殼1、2共同構成電池單元的回返管道4a～4f，用來將所說開口10a～10f和所說開口10a’～10f’連接起來。即，回返管道4a～4f起著將被導入外部空氣從電池外殼1內引向電池外殼2內，或者從電池外殼2內引向電池外殼1內的作用。
更具體地說，回返管道4a連接開口10a和開口10a’，回返管道4b連接開口10b和開口10b’，回返管道4c連接開口10c和開口10c’，回返管道4d連接開口10d和開口10d’，回返管道4e連接開口10e和開口10e’。而最后，回返管道4f將開口10f和開口10f’連接起來。
至于與回返管道4a～4f同樣，作為所說電池單元的構成元件的外部空氣導入用管道3，該外部空氣導入用管道3為這樣一種形式，即，在筒狀的本體部11上，設有彼此不同的分支部12a～12f。并且，這些分支部12a～12f與所說開口9a～9f或者所說開口9a’～9f’的某一個連接。
更具體地說，分支部12a與開口9a’連接。此外，分支部12b與開口9b連接。此外，分支部12c與開口9c’連接。此外，分支部12d與開口9d。此外，分支部12e與開口9e’連接。并且最后，分支部12f與開口9f連接。因此，送入本體部11內的外部空氣，首先經分支部12a～12f而分路。之后，從各開口9a’、9b、9c’、9d、9e’、9f被導入空間8a’、8b、8c’、8d、8e’、8f內。
如在后面也要再次予以說明的，所說開口9a’、9b、9c’、9d、9e’、9f相當于本冷卻結構的第1導入口。而開口9a、9b’、9c、9d’、9e、9f’相當于本冷卻結構中的第2排出口。而這些開口9a、9b’、9c、9d’、9e、9f’處于敞開狀態(tài)。
所說外部空氣導入用管道3具備外部空氣壓送裝置(電動風扇)13。即，在本實施例中，可通過該外部空氣壓送裝置13將外部空氣強制送入電池外殼1、2內。換言之，外部空氣導入用管道3的本體部11具有越靠近其縱深側斷面面積越小的錐臺形狀。因此，流入各分支部12a～12f的外部空氣的量可達到預期值。作為參考，流入分支部12a、12f的外部空氣的量約為其它分支部12b、12c、12d、12e的外部空氣量的一半。
而所說外部空氣導入用管道3并非一定是錐臺形狀。也可以使用除此之外的形狀例如長方體形狀的管道，換句話說，也可以使用橫斷面在所有部位相等的盒形的管道。
此外，對于前面已經說明的回返管道4a～4f也適用的一點是，該外部空氣導入用管道3與所說電池外殼1、2同樣，也是由絕熱性能優(yōu)良的塑料構成。
所說電池單元中采用的本冷卻結構如上所述，是旨在對容放在電池外殼1、2內的多個組件(電池元件)M以外部空氣進行冷卻。下面，對其構成以及冷卻原理作詳細的說明(參照圖7～圖9)。
本冷卻結構具備多個單位冷卻系。即，設置有與電池外殼1內的上下重疊的組件M對以及電池外殼2內的上下重疊的組件M’對所組成的組件組各自對應地設置的共計5個單位冷卻系。
作為該單位冷卻系，首先，有一個存在于最靠近外部空氣導入用管道3的開口的位置上，對上下重疊的組件對組進行冷卻。以下，將該單位冷卻系稱作“第1冷卻系”。以下，對于除此之外的冷卻系，按照距該第1冷卻系由近到遠依次稱之為第2冷卻系、第3冷卻系、第4冷卻系以及第5冷卻系。
而所說第1冷卻系具有，被分隔空間(第1空間)8a、8a’、被分隔空間(第2空間)8b、8b’、以及、回返管道4a、4b。這樣，首先從開口(第1導入口)9a’導入被分隔空間8a’內的外部空氣，經由回返管道4a而進入被分隔空間8a內，并最終從開口(第2排出口)9a排出。而從開口(第1導入口)9b導入被分隔空間8b內的外部空氣，經由回返管道4b進入被分隔空間8b’內，并最終從開口(第2排出口)9b’排出。
其它冷卻系的基本結構與作用與之相同。例如，作為第2冷卻系，具有被分隔空間(第2空間)8b、8b’、被分隔空間(第1空間)8c、8c’、以及、回返管道4b、4c。這樣，首先從開口(第1導入口)9b導入被分隔空間8b內的外部空氣，經由回返管道4b而進入被分隔空間8b’內，并最終從開口(第2排出口)9b’排出。而從開口(第1導入口)9c’導入被分隔空間8c’內的外部空氣，經由回返管道4c進入被分隔空間8c內，并最終從開口(第2排出口)9c排出。
由以上說明可知，相鄰的單位冷卻系共有第1空間或者第2空間。這是由于，在相鄰的單位冷卻系所共有的空間內，被導入外部空氣的流動方向相同的緣故。
總而言之，在本實施例中，例如為了獲得第1冷卻系，將電池外殼1、2內的空間分隔為中間夾著組件M對而相鄰的第1空間和第2空間。并且，可使得從與該組件M的一端相對應的第1導入口(開口)9a’導入第1空間8a’內的外部空氣，在通過該第1空間8a’內之后，從與組件M的另一端相對應的第1排出口(開口)10a’排出。進而，可使得從該第1排出口10a’排出的被導入外部空氣，經由連接第1排出口10a’和第2導入口(開口)10a的回返管道4a而進入第1空間8a內。并且，被導入外部空氣最終從第2排出口(開口)9a排出。
另一方面，可使得從與該組件M的一端相對應的第1導入口(開口)9b導入第2空間8b內的外部空氣，在通過該第2空間8b內之后，從與組件M的另一端相對應的第1排出口(開口)10b排出。進而，可使得從該第1排出口10b排出的被導入外部空氣，經由連接第1排出口10b和第2導入口(開口)10b’的回返管道4b而進入第2空間8b’內。并且，被導入外部空氣最終從第2排出口(開口)9b’排出。
在這樣構成的冷卻結構中，將外部空氣分別向反方向導入中間夾著組件M而相鄰的第1空間與第2空間內。并且，該被導入外部空氣，在對組件M進行冷卻的同時其溫度逐漸升高，并最終向彼此相反的方向排出。但是，導入電池外殼1內或電池外殼2內的外部空氣的流動距離與該流動距離相對應位置處的被導入外部空氣的溫度之間，原則上成線性關系即正比例關系。換言之，順沿于被導入外部空氣的流動通路(含回返管道4a～4f內)的溫度梯度大致一定。并且，該溫度梯度在第1空間內和第2空間內完全是翻轉的。因此，以彼此反方向導入的外部空氣所共同從組件M的局部上吸收的熱量的總量總是一定的，而與距外部空氣導入口的距離無關。因此，由多個單體C連接成一列而構成的組件M特別是單體C之間不會產生溫差。
即，通過采用本冷卻結構，可高效率地進行冷卻而使得組件M乃至作為其集合體的電池的整體溫度均勻。其結果，不會產生因溫差而導致電池性能降低的問題。
在上述第1實施例中，列舉了使用兩個電池外殼的例子，但顯然，本發(fā)明并不限于這種形式。例如，即使在使用1個電池外殼的場合或者使用3個以上電池外殼的場合，也可在發(fā)明的技術思想范圍內進行適當改變后采用本發(fā)明的電池冷卻結構。
下面，結合圖10和圖11對本發(fā)明的第2實施例進行說明。
圖10是采用本實施例所涉及的冷卻結構的電池單元的主要部分的俯視圖，圖11也是采用本實施例所涉及的冷卻結構的該電池單元的主要部分的主視圖。
在圖10和圖11中，與前面的第1實施例同樣，省略了外殼頂板和正面面板。此外，本實施例其基本技術思想與上述第1實施例相同。因此，在下面，以與該第1實施例的不同點為中心進行說明。另外，對于與該第1實施例中已說明的部件具有相同形狀或功能的部件，賦予與已使用的編號相同的編號，將其說明省略。
本實施例所涉及的電池冷卻結構(以下，再次稱作”本冷卻結構”)，特別是在寒冷時(電池處于冷狀態(tài)時)可發(fā)揮很大的效果。
由圖10和圖11可知，本冷卻結構，是以具有特殊形狀的循環(huán)用管體21，將外部空氣導入用管道3的外部空氣導入側的端部開口與形成于電池外殼1、2上的開口(第2排出口)9a、9b’、9c、9d’、9e、9f’(部分未圖示；以下記作9a～9f’)連接而成。
該循環(huán)用管體21可在需要時將來自所說開口9a～9f’的排放空氣向大氣中排放。并且，能夠代之以將新鮮的外部空氣供給外部空氣導入用管道3。
更具體地說，所說循環(huán)用管體21是以，一端分別連接在所說開口9a～9f’上的支管部22a～22f，以及，這些支管部22a～22f的另一端與之連結(連結成一體)的約為L形的本管部23，作為主要的構成元件的。與所說外部空氣導入用管道3上的外部空氣導入側的端部開口相連接的，是該本管部23的一端。
上述構成元件中的本管部23具有開口部23a、23b。如后所述，開口部23a用于將外部空氣從所說開口9a’～9f’向大氣中排放。而相對于此，開口部23b用來將新鮮的外部空氣供給外部空氣導入用管道3。
更具體地說，在這些開口部23a和開口部23b上，各自配置有活動式(其驅動機構未圖示)的擋板24a和擋板24b。即，在本冷卻結構中，可根據需要，將開口部23a、23b關閉。但是，作為擋板24b，在開口部23b未關閉時，起著將本管部23內的流動通路關閉的作用。
眾所周知，電池外殼1、2內所容納的電池在溫度過低時不能發(fā)揮所期望的性能。因此，在使用中，最好是使電池的溫度能夠迅速上升到最佳值。
在采用本冷卻結構的場合，遇到這種情況時，首先，利用擋板24a和擋板24b將本管部23的開口部23a、23b關閉(圖10所示狀態(tài))。并以此將所說開口(第2排出口)9a～9f’排出的空氣供給外部空氣導入用管道3即可。即，只要使排出空氣循環(huán)即可(進行循環(huán)的排出空氣的流向如圖10中的虛線箭頭所示)。這樣，來自所說開口(第2排出口)9a～9f’的排出空氣比外部空氣的溫度要高得多，因此，與將新鮮的外部空氣導入外部空氣導入用管道3相比，電池溫度可迅速升高。
特別是，作為本冷卻結構，能夠在構成電池的單體C之間不產生溫差的同時使該電池的溫度迅速升高(這是上述第1實施例中已說明的效果的翻版)。其結果，使得電池能夠迅速發(fā)揮所期望的性能。
在如上所述電池達到最佳溫度之后，將擋板24a以其中央部位為中心從圖10的位置轉動90度，從而將開口部23a打開。另一方面，對于擋板24b，使之以其右端為中心順時針轉動90度，將開口部23b打開。這樣，本管部23內的流動通路將同時關閉。即，本管部23內的流動通路被切斷。于是，來自所說開口(第2排出口)9a～9f’的排出空氣，經由開口部23a向大氣中放，代之以從開口部23b將溫度較低的新鮮的外部空氣供向外部空氣導入用管道3。即，采用本冷卻結構的電池單元，在電池達到最佳溫度之后，也能夠與上述第1實施例同樣地發(fā)揮其功能。
但是，所說循環(huán)用管體21的形狀(特別是開口部的數量和位置)，并不限于本實施例。毋庸置疑，可在本發(fā)明的技術思想的范圍內適當加以改變而實施之。此外，循環(huán)用管體21的開口部的關閉，并非一定要使用上述擋板，也可適當采用其它方式。
下面，對本發(fā)明的第3實施例結合圖12進行詳細的說明。
圖12是采用本實施例所涉及的冷卻結構的電池單元的橫向剖視圖。本實施例的基本技術思想與上述第1實施例相同。因此，在下面，對于與前面已說明的實施例形狀或功能相同的部件，賦予與所使用的編號相同的編號，并將其說明省略。
本實施例所涉及的冷卻結構(以下，再次稱之為”本冷卻結構”)，特別是以減少零件數量、節(jié)省組裝工時并且減小單元的尺寸特別是其高度尺寸為目的。
由圖12可知，在本冷卻結構中，對外殼30內部空間的分隔是使用襯墊31和以該襯墊31為中介而上下重疊的組件M(電池元件)對實現的。襯墊31是由橡膠或海綿等構成。
再有，本實施例中，在組件M與外殼1的內面之間中介有橡膠制造或海綿制造的襯墊32。而該襯墊32是能夠與在橫向上延續(xù)的所有組件M相接觸的長條部件。此外，該襯墊32在組件M的長度方向(外殼1的縱深方向)上配置有兩個。
這一點對于外殼33也同樣。即，在外殼33中，其內部空間的分隔是使用襯墊31’和以該該襯墊31’為中介而上下重疊的組件M’(電池元件)對實現的。該襯墊31’也是由橡膠或海綿等構成。
并且，在組件M’與外殼2的內面之間，也中介有橡膠制造或海綿制造的長條的襯墊32’。該襯墊32’也是在組件M’的長度方向(外殼1的縱深方向)上配置有兩個。
因此，組件M在該外殼30內，是以襯墊32為中介而夾在外殼30的內面與襯墊31之間的狀態(tài)得到支持的。而組件M’在該外殼33內，是以襯墊32’為中介而夾在外殼33的內面與襯墊31’之間的狀態(tài)得到支持的。
在所說外殼30的上下外表面上，形成有用來容納容放在該外殼30內的組件M的一部分的、斷面呈圓弧形的凸部30a。而在上述外殼33的上下外表面上，也形成有用來容納容放在該外殼33內的組件M’的一部分的、斷面呈圓弧形的凸部33a。因此，所說襯墊32和襯墊32’呈將多個圓弧形部分連結成一列的形態(tài)。
所說外殼30和外殼33二者這樣進行上下重疊，即，使得形成于一方上的凸部位于形成于另一方上的凸部之間的凹部內。更具體地說，外殼30的凸部30a之間的凹部中容納有外殼33的凸部33a。而外殼33的凸部33a之間的凹部中容納有外殼30的凸部30a。即，外殼30與外殼33二者處于彼此嚙合的狀態(tài)。
在本實施例中，外殼30與外殼33是以上述狀態(tài)容放在外殼34內的。該外殼34，由對應于外殼30的上半體和對應于外殼33的下半體構成，通過嵌合而可上下分離地進行結合。
在采用上述結構的場合，上下重疊的組件M(或者組件M’)對以及介于它們之間的襯墊31(或者襯墊31’)起著分隔壁的作用。因此，在本冷卻結構中，與該分隔壁相鄰的空隙(空間)成為冷卻用的被導入外部空氣的流動通路。
作為本實施例所涉及的電池冷卻結構，不使用分隔板而能夠形成被導入外部空氣的流動通路。因此，如上所述，能夠減少零件數量、節(jié)省組裝工時。并且，因此而能夠進一步降低成本。此外，通過采用本冷卻結構，外殼30和外殼33上下重疊而得到的重疊體的尺寸，特別是其高度尺寸得以減小。這一點對于進一步提高電池單元的緊湊性有很大幫助。并且，通過采用本冷卻結構，可使外殼30、33內組件M、M’的位置穩(wěn)定性得到飛躍性提高。
但是，采用本冷卻結構的場合，連接外殼30和外殼30的回返管道(未圖示)將相對于外外殼34的中心線稍稍傾斜。
權利要求
1.一種電池冷卻結構，旨在對容放在外殼內的電池以外部空氣進行冷卻其特征是，具有所說外殼，通過對所說外殼的內部空間進行分隔而形成的、中間夾著所說電池而相鄰的第1空間和第2空間，形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1導入口，用來將從所說第1導入口導入所說第1空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第1空間內之后排出的、形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1排出口，形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2導入口，用來將從所說第2導入口導入所說第2空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第2空間內之后排出的、形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2排出口。
2.如權利要求1所說的電池冷卻結構，其特征是，所說外殼有兩個，通過使所說外殼彼此相鄰接，并且，使所說外殼的一方上的所說第1排出口與所說外殼的另一方上的所說第2導入口二者相連接，而且，使所說外殼的另一方上的所說第1排出口與所說外殼的一方上的所說第2導入口二者相連接，使得從所說外殼的一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的另一方上的所說第2排出口排出，從所說外殼的另一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的一方上的所說第2排出口排出。
3.如權利要求1所說的電池冷卻結構，其特征是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
4.如權利要求2所說的電池冷卻結構，其特征是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
5.一種電池冷卻結構，旨在對容放在外殼內的電池以外部空氣進行冷卻，其特征是，所說外殼的內部空間被分隔為中間夾著所說電池而相鄰的第1空間和第2空間，從形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1導入口導入所說第1空間內的外部空氣，在通過所說第1空間內之后，從形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1排出口排出，從形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2導入口導入所說第2空間內的所說外部空氣，在通過所說第2空間內之后，從形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2排出口排出。
6.如權利要求5所說的電池冷卻結構，其特征是，所說外殼有兩個，通過使所說外殼彼此鄰接，并且，使所說外殼的一方上的所說第1排出口與所說外殼的另一方上的所說第2導入口二者相連接，而且，使所說外殼的另一方上的所說第1排出口與所說外殼的一方上的所說第2導入口二者相連接，以使得從所說外殼的一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的另一方上的所說第2排出口排出，從所說外殼的另一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的一方上的所說第2排出口排出。
7.如權利要求5所說的電池冷卻結構，其特征是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
8.如權利要求6所說的電池冷卻結構，其特征是，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，并且，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者所說第2空間。
9.如權利要求1所說的電池冷卻結構，其特征是，還具有具備外部空氣壓送裝置的管道，所說第1導入口連接在所說管道上。
10.如權利要求5所說的電池冷卻結構，其特征是，還具有具備外部空氣壓送裝置的管道，所說第1導入口連接在所說管道上。
11.如權利要求1所說的電池冷卻結構，其特征是，還具有分隔板，對所說外殼內部空間的分隔，是與所說電池一起使用所說分隔板而實現，并且，所說分隔板對所說電池進行支持。
12.如權利要求5所說的電池冷卻結構，其特征是，還具有分隔板，對所說外殼內部空間的分隔，是與所說電池一起使用所說分隔板而實現，并且，所說分隔板對所說電池進行支持。
13.如權利要求1所說的電池冷卻結構，其特征是，還具有襯墊，對所說外殼內部空間的分隔，是使用所說襯墊以及以所說襯墊為中介而上下重疊的成對的所說電池而實現，并且，所說電池，在所說外殼內呈夾在所說外殼的內表面與所說襯墊之間的狀態(tài)得到支持。
14.如權利要求5所說的電池冷卻結構，其特征是，還具有襯墊，對所說外殼內部空間的分隔，是使用所說襯墊以及以所說襯墊為中介而上下重疊的成對的所說電池而實現，并且，所說電池，在所說外殼內呈夾在所說外殼的內表面與所說襯墊之間的狀態(tài)得到支持。
15.如權利要求2所說的電池冷卻結構，其特征是，在所說外殼的上下外表面上，形成有用來容納容放在所說外殼內的所說電池的一部分的凸部，所說外殼上下重疊，以使得形成于所說外殼的另一方上的所說凸部，位于在所說外殼的一方上的所說凸部之間所形成的凹部內。
16.如權利要求6所說的電池冷卻結構，其特征是，在所說外殼的上下外表面上，形成有用來容納容放在所說外殼內的所說電池的一部分的凸部，所說外殼上下重疊，以使得形成于所說外殼的另一方上的所說凸部，位于在所說外殼的一方上的所說凸部之間所形成的凹部內。
17.如權利要求9所說的電池冷卻結構，其特征是，所說管道上的外部空氣導入一側的端部開口與形成于所說外殼上的所說第2排出口二者通過循環(huán)用管體相連接，所說循環(huán)用管體，能夠根據需要，將自所說第2排出口排出的空氣向大氣中排放，并且，能夠向所說管道供給外部空氣。
18.如權利要求10所說的電池冷卻結構，其特征是，所說管道上的外部空氣導入一側的端部開口與形成于所說外殼上的所說第2排出口二者通過循環(huán)用管體相連接，所說循環(huán)用管體，能夠根據需要，將自所說第2排出口排出的空氣向大氣中排放，并且，能夠向所說管道供給外部空氣。
19.如權利要求1所說的電池冷卻結構，其特征是，所說電池由多個單體串聯連接而成。
20.如權利要求5所說的電池冷卻結構，其特征是，所說電池由多個單體串聯連接而成。
21.一種電池冷卻結構，旨在對容放在外殼內的、由多個單體串聯連接而成的電池以外部空氣進行冷卻，其特征是，具有，所說外殼，通過對所說外殼的內部空間進行分隔而形成的、中間夾著所說電池而相鄰的第1空間和第2空間，形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1導入口，用來將從所說第1導入口導入所說第1空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第1空間內之后排出的、形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第1排出口，形成于與所說電池的另一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2導入口，用來將從所說第2導入口導入所說第2空間內的所說外部空氣在所說外部空氣通過所說第2空間內之后排出的、形成于與所說電池的一端相對應的所說外殼的殼壁上的第2排出口；所說外殼以彼此相鄰接的狀態(tài)存在有兩個，并且，通過使所說外殼的一方上的所說第1排出口與所說外殼的另一方上的所說第2導入口二者相連接，使所說外殼的另一方上的所說第1排出口與所說外殼的一方上的所說第2導入口二者相連接，以使得從所說外殼的一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的另一方上的所說第2排出口排出，從所說外殼的另一方上的所說第1導入口導入的外部空氣，從所說外殼的一方上的所說第2排出口排出，在所說外殼內，多個所說電池呈并列狀態(tài)容放，并且，在所說外殼內，設置有多個由中間夾著所說電池而相鄰的所說第1空間和所說第2空間構成的單位冷卻系，相鄰的所說單位冷卻系共有所說第1空間或者第2空間，此外，對所說外殼內部空間的分隔，是使用襯墊以及以所說襯墊為中介而上下重疊的成對的所說電池而實現，所說電池，在所說外殼內呈夾在所說外殼的內表面與所說襯墊之間的狀態(tài)得到支持，并且，在所說外殼的上下外表面上，形成有用來容納容放在所說外殼內的所說電池的一部分的凸部，所說外殼上下重疊，以使得形成于所說外殼的一方上的所說凸部，位于在所說外殼的一方上的所說凸部之間所形成的凹部內。
全文摘要
旨在對容放在外殼1內的組件(電池元件)M以外部空氣進行冷卻的電池冷卻結構如下構成。即,首先將外殼1內的空間進行分隔,形成中間夾著組件M而相鄰的第1空間8b和第2空間8a。并且,在與組件M的一端相對應的外殼1的殼壁上形成第1導入口9b,在與組件M的另一端相對應的外殼1的面上,形成用來將從該第1導入口9b導入第1空間8b內的外部空氣,在該外部空氣通過第1空間8b內之后將其排出的第1排出口10b。另外,在與組件M的另一端相對應的外殼1的殼壁上形成第2導入口9a。并且,在與組件M的一端相對應的外殼1的殼壁上,形成用來將從該第2導入口9a導入第2空間8a內的外部空氣,在該外部空氣通過第2空間8a內之后將其排出的第2排出口10a。
文檔編號H01M10/50GK1358338SQ00809553
公開日2002年7月10日 申請日期2000年8月24日 優(yōu)先權日1999年8月27日
發(fā)明者渡部治 申請人:株式會社東京R及D