车辆电池冷却结构.pdf

上传人:1520****312 文档编号:1693441 上传时间:2018-07-05 格式:PDF 页数:19 大小:1.36MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201080023156.1

申请日:

2010.05.14

公开号:

CN102448753A

公开日:

2012.05.09

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B60K 1/04申请日:20100514|||公开

IPC分类号:

B60K1/04; B60K11/02; H01M10/50

主分类号:

B60K1/04

申请人:

日产自动车株式会社

发明人:

沟口聪; 内山博文; 绪方慎也

地址:

日本神奈川县

优先权:

2009.05.26 JP 2009-126791; 2010.01.13 JP 2010-005104

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所 11105

代理人:

王冉

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种车辆电池冷却结构设置有车体、电池单元(100)和冷却外套(20F)。该车体包括底板(3)和车体框架部件(51,53,57)。该电池单元(100)连接至车体框架部件(51,53,57)。该电池单元(100)布置在底板(3)下方。该电池单元(100)包括电池壳体(10)和电池(4)。该冷却外套(20F)连接至容纳电池(4)的电池壳体(10)的上表面。

权利要求书

1: 一种车辆电池冷却结构, 包括 : 车辆主体, 所述车辆主体包括底板和车体框架部件 ; 电池单元, 所述电池单元连接至所述车体框架部件并且布置在所述底板下方, 所述电 池单元包括电池壳体和电池 ; 以及 冷却外套, 所述冷却外套连接至容纳所述电池的电池壳体的上表面。
2: 根据权利要求 1 所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池壳体包括后部、 前部和中部, 所述后部、 前部和中部具有不同高度, 所述后部 的高度最高, 所述前部的高度次高, 所述中部的高度最低 ; 以及 所述冷却外套设置在所述电池壳体的前部上。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池包括第一、 第二和第三电池组, 所述第一电池组布置在相对于所述第二和第 三电池组的向前位置, 所述第二电池组布置在所述第一与第三电池组之间, 所述第三电池 组布置在相对于所述第一和第二电池组的向后位置 ; 以及 所述电池壳体包括罩住所述第一电池组的并且冷却外套设置在其上的第一外罩部分、 罩住所述第二电池组的第二外罩部分以及罩住所述第三电池组的第三外罩部分, 所述电池 壳体的上表面与所述第一、 第二和第三电池组的上端紧密相邻, 所述第一、 第二和第三外罩 部分具有不同的高度, 使得所述第三外罩部分高于所述第一外罩部分, 所述第一外罩部分 高于所述第二外罩部分。
4: 根据前述权利要求 1 至 3 任一项所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池壳体的上表面和底板沿竖直方向间隔开, 从而在其间限定气流通道, 所述气 流通道允许由所述车辆的移动产生的气流穿过其中, 所述冷却外套露出至所述气流通道。
5: 根据权利要求 4 所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述底板包括相对于所述车体纵向延伸的向上伸出通道部分, 使得所述气流通道的至 少一部分通过所述向上伸出通道部分形成。
6: 根据前述权利要求 4 或 5 所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池壳体的上表面包括相对于所述车体纵向延伸的向下凹入的凹槽状部分, 使得 所述气流通道的至少一部分通过所述凹槽状部分形成。
7: 根据前述权利要求 1 至 6 任一项所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池壳体的上表面至少部分地包括导热材料, 所述冷却外套布置在所述电池壳体 的上表面的横向中间部分。
8: 根据权利要求 7 所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池壳体的上表面在横向中间部分向上伸出从而对应于所述电池壳体的上表面 的最高位置。
9: 根据前述权利要求 1 至 8 任一项所述的车辆电池冷却结构, 其中 所述电池单元和所述冷却外套设置为单一的集成单元, 可拆卸地并且可重新安装地连 接至所述车体框架部件。

说明书


车辆电池冷却结构

    相关申请的交叉引用
     本申请要求 2009 年 5 月 26 日提交的日本专利申请 No.2009-126791 和 2010 年 1 月 13 日提交的日本专利申请 No.2010-005104 的优先权。日本专利申请 No.2009-126791 和 No.2010-005104 的完整公开内容通过引用的方式结合于此。
     技术领域 本发明总体地涉及一种用于冷却电池单元的车辆电池单元冷却结构。更具体地 说, 本发明涉及一种对电池单元的上表面进行冷却的车辆电池单元冷却结构。
     背景技术 电动车辆通常包括电池单元。电池单元可以由多个电池形成。电池单元有时 布置在车辆底板下面。这种电动车辆的一项实施例公开在日本未审公开专利出版物 No.10-138956 中。
     发明内容
     已经发现, 因为车辆电池会散发热量, 所以理想情况下需要在车辆电池正在使用 时适当地对车辆电池进行冷却。在日本未审公开专利出版物 No.10-138956 中公开的车辆 中, 当车辆被驱动时, 电池单元的底表面露出至流动的空气。采用这种方式, 电池单元的底 部能够比较容易地得以冷却。 相反地, 由于底板存在于电池单元上方, 所以在底板不能容易 地设定在高位置的情况下难于确保电池单元与底板之间存在大的间隙。因此, 可能难于在 车辆被驱动时当空气流动通过该间隙时冷却电池单元的上部。
     本发明的一个目的是提供一种车辆电池冷却结构, 能够使电池单元的上部被有效 地冷却。
     鉴于现有技术的状态, 本发明的一个方面是提供一种车辆电池冷却结构, 该车辆 电池冷却结构主要地包括车体、 电池单元和冷却外套。 所述车体包括底板和车体框架部件。 所述电池单元连接至所述车体框架部件。所述电池单元布置在所述底板下方。所述电源单 元包括电池壳体和电池。所述冷却外套连接至容纳所述电池的电池壳体的上表面。 附图说明 现在参照形成本初始公开的一部分的附图 :
     图 1 是装配有根据一项实施方式的车辆电池冷却结构的电动车辆的示意性纵向 横截面剖视图 ;
     图 2 是装配有图 1 所示的车辆电池冷却结构的车辆的示意性俯视平面图, 示出车 辆主体框架部件和电池单元 ;
     图 3 是使用在示出于图 1 和 2 中的车辆电池冷却结构中的电池单元的俯视透视 图;
     图 4 是使用在图 1 和 2 所示的车辆电池冷却结构中的电池单元的俯视透视图, 外 罩被移除 ;
     图 5 是使用在图 1 和 2 所示的车辆电池冷却结构中的电池单元的电池框架的俯视 透视图 ;
     图 6 是使用在图 1 和 2 所示的车辆电池冷却结构中的冷却外套的俯视透视图 ;
     图 7 是沿着图 1 的剖面线 VII-VII 所见的图 1 和 2 所示的车辆电池冷却结构的示 意性横截面剖视图 ;
     图 8 是沿着图 1 的剖面线 VIII-VIII 所见的图 1 和 2 所示的车辆电池冷却结构的 示意性横截面剖视图 ;
     图 9 是沿着图 1 的剖面线 IX-IX 所见的图 1 和 2 所示的车辆电池冷却结构的示意 性横截面剖视图。 具体实施方式
     现在将参照附图说明选定实施方式。本领域技术人员从本公开内容可知, 所述实 施方式的下述说明仅仅是示意性的, 而不是为了限制本发明, 本发明由所附的权利要求及 其等同内容限定。 首先参照图 1, 车辆 1 局部地示出有根据第一实施方式的车辆电池冷却结构。 在附 图中, 箭头 FR 表示车辆的前进方向, 箭头 UP 表示车辆的向上方向, 箭头 WD 表示车辆的宽度 方向。如图 1 所示, 在这一实施方式中, 车辆 1 包括具有底部或底板 3 的座舱 2 和安装在座 舱 2 的底板 3 下方的多个电池 4。电池 4 用作驱动电动机 5 的电源。电动机 5 采用传统方 式操作连接至车辆 1 的至少一个驱动轮从而旋转车辆 1 的驱动轮。车辆 1 也包括前舱 6、 充 电器 7 和逆变器 8。该前舱 6 形成在车辆 1 的前部, 充电器 7 和逆变器 8 设置在前舱 6 内 部。电动机 5 也设置在前舱 6 内部。车辆 1 可配置为电动车辆、 混合动力车辆或燃料电池 车辆。
     如图 2 所示, 在这一实施方式中, 除了其他部件, 车辆 1 的车体包括一对侧部件 51、 底部通道 52、 一对交叉部件 53、 一对侧梁 54、 多个叉架 55 和一对后部侧部件 56。侧部件 51 和交叉部件 53 布置在座舱 2 下方的车辆 1 的纵向中部。侧部件 51 布置在车辆的横向两侧 上, 使得它们大体沿着车辆 1 的纵向方向延伸。交叉部件 53 布置成在底部通道 52 与侧部 件 51 的前端部分之间沿车辆的横向方向横跨。侧梁 54 设置在沿车辆 1 的横向方向的侧部 件 51 的外部的位置并且布置成大体沿着车辆 1 的纵向方向延伸。叉架 55 设置在沿着车辆 1 的纵向方向的多个位置 ( 在这一实施方式中为三个位置 )。每个叉架 55 布置成在侧部件 51 的其中一个与交叉部件 53 的其中一个之间横跨。后部侧部件 56 连接至侧部件 51 的后 端。后部侧部件 56 在车辆 1 的后部的两侧上沿着车辆 1 的纵向方向延伸。后部交叉部件 57 布置成沿车辆 1 的基本上横向方向横跨于后部侧部件 56 之间。
     如图 3 所示, 电池 4 存储在电池壳体 10 内部。电池 4 和电池壳体 10 构成电池单 元 100。 电池单元 100 直接地或者通过布置在底部下方的支架或安装件连接至车辆主体, 诸 如车辆主体框架部件其中的至少一个 ( 例如, 侧部件 51、 交叉部件 53 和后部交叉部件 57)。 在车辆 1 的这一实施方式中, 电池单元 100 可拆卸地安装至底部 3 下方的车体框架部件, 使 得电池单元 100 能够被重复地拆卸和替换。
     如上所述, 电动机 5、 充电器 7 和逆变器 8 布置在前舱 6 内部。这些部件容纳在前 舱 6 内部, 并且直接地或者通过支架连接至车体框架部件, 诸如一对前部侧部件 61。 该前部 侧部件 61 布置在前舱 6 的沿横向方向的侧部。前部侧部件 61 基本上沿车辆 1 的纵向方向 延伸。优选地, 车辆 1 的车体包括横跨在前部侧部件 61 之间的前部交叉部件 ( 未示出 ), 和 一个或多个子部件 ( 未示出 )。
     电池壳体 10 包括电池框架 11( 参见图 5) 和电池外罩 12( 参见图 3)。如图 5 所 示, 电池 4 安装在电池框架 11 中。如图 3 所示, 电池外罩 12 罩住安装在电池框架 11 中的 电池 4 的上表面。如图 5 所示, 电池框架 11 优选地包括矩形外框架 111 和 T 形内框架 112。 该 T 形内框架 112 布置在外框架 111 内部。外框架 111 优选地包括前端部件 111f、 后端部 件 111r 和一对侧部件 111s。前端部件 111f 和后端部件 111r 沿着车辆的宽度方向延伸, 这 两个部件之间沿着车辆 1 的纵向方向具有规定的间隔。该侧部件 111s 沿着车辆 1 的纵向 方向延伸从而连接前端部件 111f 和后端部件 111r 的端部。内框架 112 优选地包括横向部 件 112w 和纵向部件 112c。横向部件 112w 将两个相对的侧部件 111s 连接到一起。纵向部 件 112c 将横向部件 112w 和前端部件 111f 连接到一起。横向部件 112w 和纵向部件 112c 布置成 T 形构型。
     内框架 112 将外框架 111 中的矩形区域分隔为具有基本上相同尺寸的多个矩形区 域 11F、 11F 和 11R( 在这一实施方式中为三个 )。经分隔的矩形区域 11F、 11F 和 11R 其中 的每个的矩形形状为, 从俯视平面图可见, 长边为短边的大概两倍。经分隔的矩形区域 11F 和 11F 布置在电池框架 11 的前部从而横向地彼此相邻。经分隔的矩形区域 11F 和 11F 的 长边沿车辆 1 的纵向方向导向。同时, 经分隔的矩形区域 11R 布置在电池框架 11 的后部。 经分隔的矩形区域 11R 的长边沿车辆的横向方向导向。
     外框架 111 包括外边缘部分 113 和内边缘部分 114。外边缘部分 113 形成在电池 框架 11 的外框架 111 的外侧部分上从而将电池框架 11 连接至车体框架部件。内边缘部分 114 形成在侧部件 111s 的内侧部分上, 从而使得电池 4 能够安装在纵向部件 112c 的双侧 上。电池框架 11 可通过安装或移除穿过形成在外边缘部分 113 中的安装孔 113a 而安装的 螺栓或其他固紧件 ( 未示出 ) 来从底部板 113a 下方 ( 底部以下 ) 连接至车体框架部件或 者从车体框架部件卸下。
     如图 4 所示, 电池 4 是单独的平状、 矩形块状实体。电池 4 叠置在电池框架 11 上 形成多个电池组 A 至 E。一些电池 4 布置成沿竖直方向叠置在电池框架 11 的前部的左和右 分隔矩形区域 11F 和 11F 的每个中。同样, 一些电池 4 布置成沿横向方向叠置在电池框架 11 的后部的分隔矩形区域 11R 中。如图 1 所示, 布置在前部的分隔矩形区域 11F 和 11F 的 每个中的竖直叠置电池 4 被分为四个电池组 A、 B、 C 和 D, 相邻地沿车辆 1 的纵向方向布置。 在这些电池组中, 每个前部电池组 A 和 B 包括由四个电池 4 组成的叠置体。同样, 每个后部 电池组 C 和 D 包括由两个电池 4 组成的叠置体。因此, 在前部电池组 A 和 B 与后部电池组 C 和 D 之间存在叠置高度差。同样, 在左和右分隔矩形区域 11F 和 11F 之间, 对应电池组 A、 B、 C 和 D 其中的每对都具有相同数量的叠置电池 4, 使得左和右电池组彼此对称。同时, 沿 着车辆 1 的横向方向叠置的单一电池组 E 安装在电池框架 11 的后部分隔矩形区域 11R。前 部电池组 A 和 B 具有高度 h1。后部电池组 C 和 D 具有高度 h2。单一电池组 E 具有高度 h3。 因此, 在这一实施方式中, 高度 h1、 h2 和 h3 具有尺寸关系 h3 > h1 > h2。电池外罩 12 罩住所有的电池组 A 至 E, 如图 1 和 3 所示。电池外罩 12 可拆卸地 连接至电池框架 11。电池外罩 12 的上板 12u 配置成大体遵循电池组 A 至 E 的上表面的轮 廓。电池外罩 12 的上板 12u 也配置成紧密地接近相同的上表面。更具体地说, 电池外罩 12 的上板 12u 包括第一外罩部分 121、 第二外罩部分 122 和第三外罩部分 123。第一外罩部分 121 罩住第一电池组 A 和 B。第二外罩部分 122 罩住第二电池组 C 和 D。第三外罩部分 123 罩住第三电池组 E。第一至第三外罩部分 121、 122 和 123 具有台阶状的形状。第一至第三 外罩部分 121、 122 和 123 的每个所具有的高度分别对应于电池组 A 至 E 的高度 h1 至 h3。 在这一实施方式中, 高度 h1 至 h3 具有 h2 < h1 < h3 的尺寸关系。第二外罩部分 122 的高 度 h2 为最低。第三外罩部分 123 的高度 h3 为最高。第一外罩部分 121 的高度 h1 处于第 二和第三外罩部分 122 和 123 的高度 h2 与 h3 之间。
     如图 4 所示, 在这一电池单元 100 中, 诸如导线 41、 开关盒 42 和接头盒 43 的部件 布置在左和右分隔矩形区域 11F 和 11F 之间的纵向部件 112c 上。导线 41 设置在电池 4 之 间。各种电子部件 ( 即, 电动机 5、 充电器 7 和逆变器 8 等 ) 布置在前舱 6 中, 并且电连接至 导线 41。如图 3 所示, 开口 12h 形成在电池外罩 12 的第二外罩部分 122 中, 其位置对应于 开关盒 42。开关盒 42 的操作部件 42a 布置成穿过开口 12h 向上伸出, 使得其能够从设置在 底板 3 中的可打开 - 和 - 关闭窗口 ( 未示出 ) 操作。 优选的是, 因为电池 4 在使用期间散发热量, 所以按照需要冷却电池单元 10。 在这 一实施方式中, 电池单元 100 的底部朝向路面露出, 因此能够随着车辆移动而通过空气流 冷却。在这一实施方式中, 如图 1 所示, 气流通道 30 形成在底板 3 的底表面 3a( 即, 形成在 底板 3 中的凹槽部分 3S 的上表面, 用于容纳电池单元 100) 与电池单元 100 的上表面 12s 之间从而使得由车辆 1 的移动产生的空气流 As( 参见图 1 和 3) 从前部移动到后部。因此, 电池单元 100 的上部受到空气冷却。
     在这一实施方式中, 前部水或冷却外套 20F 用于进一步冷却电池单元 100 的上部, 后部水或冷却外套 20R 用于冷却电池单元 100 的后部。前部冷却外套 20F 安装在电池单元 100 的上表面 12s 上。因此, 前部冷却外套 20F 使得电池单元 100 的上部能够被有效地冷 却, 即使当难于采用空气流获得冷却效果时。在前部冷却外套 20F 内部流动的冷却剂用于 冷却电池单元 100 的上部 ( 即, 上板 12u 用作上壁 )。前部冷却外套 20F 构成流体冷却单 元。如图 1 所示, 前部冷却外套 20F 布置成面对气流通道 30。在这一实施方式中, 如图 3 所 示, 前部冷却外套 20F 布置在第一外罩部分 121 的沿横向方向的中间部分上, 其对应于电池 外罩 12 的前部。
     如图 6 所示, 前部冷却外套 20F 大体形状形成为平的矩形盒。 前部冷却外套 20F 包 括入口 21、 出口 22、 主块体 23 和多个冷却通道 24。主块体 23 封装冷却剂通道 24。冷却剂 通道 24 布置成彼此平行并且配置成在入口 21 与出口 22 之间采用曲折弯曲的形式 (“之” 字形 ) 向后和向前延伸两次 ( 弯折 )。图 6 示出前部冷却外套 20F 的内部, 外罩板 ( 未示 出 ) 被移除。该外罩板通过安装在多个螺纹孔 25 中的螺栓采用防水的方式连接, 这些螺纹 孔形成在围绕主块体 23 的冷却通道 24 的边缘部分中。当安装外罩板时, 封装件布置在外 罩板与主块体 23 之间。
     随着冷却剂从入口 21 至出口 22 沿其路径流动通过前部冷却外套 20F 的曲折冷却 剂通道 24, 冷却剂与主块体 23 交换热量。然后, 主块体 23 与其上安装主块体 23 的电池外
     罩 12 的上板 12u 交换热量。因此, 冷却剂使得电池单元 100 的上部能够被有效地冷却。前 部冷却外套 20F 和后部冷却外套 20R( 后文进行说明 ) 通过一对冷却剂管 26( 参见图 7 和 8) 连接至设置在前舱 6 的前部中的辐射器 ( 未示出 ), 使得冷却剂被辐射器冷却。
     如图 7 所示, 底部通道 52 形成在底板 3 的横向中部, 并且基本上沿着车辆 1 的纵 向方向延伸。底部通道 52 沿着车辆 1 的车体的向上方向伸出。在这一实施方式中, 气流通 道 30 的至少上部通过底部通道 52 形成。在这一实施方式中, 底部通道 52 沿着向上的方向 稍微逐渐变细。换句话说, 底板通道 52 的上部比底板通道 52 的下部窄, 使得底板通道 52 具有梯形的横截面形状。导线 41、 冷却剂管 26、 一对制动管 27 和其他部件的通路穿过底板 通道 52 的内部。在这一实施方式中, 前部冷却通道 20F 布置在底板通道 52 中处于底板通 道 52 的下部。
     如图 3 和 8 所示, 凹槽状部分 125 设置在电池外罩 12 的第二外罩部分 122 与第 三外罩部分 123 之间的倾斜部分 124 中。在这一实施方式中, 凹槽状部分 125 形成在顶板 12u 的与倾斜部分 124 的沿宽度方向的中间部分对应的位置中。该凹槽状部分 125 向下凹 进从而具有规定的宽度和比较浅的深度。该凹槽状部分 125 沿着车辆 1 的基本上纵向方向 延伸。该凹槽状部分 125 形成气流通道 30 的下部的至少一部分。在这一实施方式中, 该凹 槽状部分 125 用作冷却剂管 26、 制动管 27 和路由穿过底板通道 52 的其他部件的导引件。 如上所述, 在这一实施方式中, 底板通道 52 和凹槽状部分 125 布置在相对于车辆 1 的宽度方向的中间部分。底板通道 52 和凹槽状部分 125 二者也导向为沿着车辆 1 的纵向 方向延伸。因此, 通过底板通道 52 的空气相对于车辆 1 的纵向方向向后流动并且更顺利地 通过该凹槽状部分 125。换句话说, 气流 As 由底板通道 52 和凹槽状部分 125 进行导引从而 沿着纵向向后方向在车辆 1 的沿横向方向的中间部分中流动。气流 As 由底板通道 52 和凹 槽状部分 125 进一步导引从而变成形成在底板 3 与电池单元 100 之间的气流通道 30 中的 主气流。
     在这一实施方式中, 电池外罩 12 由传热材料制成 ( 例如, 诸如基于铁的材料或铝 合金的金属 )。因此, 前部冷却外套 20F 的冷却效果能够在较宽的区域上实现, 由布置在沿 宽度方向的中间部分中的前部冷却外套 20F 造成的前部冷却外套 20F 的左侧和右侧上的冷 却效果的变化 ( 不均匀度 ) 能够被抑制。顶板 12u 用作电池外罩 12 的上壁。顶板 12u 向 上凸出或突伸, 使得沿宽度方向的中间部分处于最高位置, 该最高位置也对应于布置有前 部冷却外套 20F 的地方。采用凸出或突伸形状, 来自于电池 4 的热量导致电池壳体 10 的空 间 S 内部的空气的温度在空间 S 内部的最高位置处最高, 即, 在空间 S 的沿宽度方向的中间 部分的上部 St 中。因此, 通过冷却紧密相邻于空间 S 的上部 St 的顶板 12u, 前部冷却外套 20F 对空间 S 进行冷却, 由此采用有效的方式冷却电池 4。
     在这一实施方式中, 挠性的传热片部件 29( 例如, 包含柔性且导热的腈纶或其他 合成树脂材料的片状部件 ) 布置在前部冷却外套 20F 与顶板 12u 之间。该导热片部件 29 布置成紧密地粘附至前部冷却外套 20F 的底表面和顶板 12u 的上表面 12s。 因此, 能够增加 热量在前部冷却外套 20F 与顶板 12u 之间传导的效率。同样, 前部冷却外套 20F 的冷却效 果能够由于冷却外套 20F 与顶板 12u 之间的间隙减小并且实现更紧密的接触而得以改善。
     电池单元 100 的后表面与由车辆 1 的移动造成的空气流不太接触并且不太容易由 空气流进行气冷。因此, 在这一实施方式中, 后部冷却外套 20R 连接至电池外罩 12 的侧向
     延伸后表面 12r, 其对应于电池单元 100 的后表面, 如图 1 和 3 所示。在冷却外套 20R 内部 流动的冷却剂用于冷却电池单元 100 的后部 ( 即, 后部侧板 12b)。该后部冷却外套 20R 构 成液体冷却单元。类似于图 6 所示的前部冷却外套 20F, 后部冷却外套 20R 具有主块体, 封 装多个冷却剂通道, 这些冷却剂通道布置成彼此平行并且在入口与出口之间采用折线形式 导向。随着冷却剂从入口到出口流动穿过折线形状的冷却剂通道, 冷却剂与主块体交换热 量。该主块体然后与其上安装有该主块体的电池外罩 12 的侧板 12b 交换热量。因此, 冷却 剂能够冷却电池单元 100 的后部。
     在这一实施方式中, 如前文所述, 底板通道 52 和凹槽状部分 125 布置在车辆 1 的 沿宽度方向的中间部分, 使得从前部穿过车辆 1 的沿宽度方向的中间部分到达后部的气流 As 变成气流通道 30 中的主空气流。因此, 气流 As 被导引朝向后部冷却外套 20R 的沿宽度 方向的中间部分。
     在这一实施方式中, 凹口 28 形成在后部套管 20R 的上边缘部分的沿宽度方向的中 间位置, 使得通过气流通道 30 的气流 As 向后穿过凹口 28 排出。如图 3 所示, 凹口 28 形成 气流通道 30 的下后端部的至少一部分。由于后部冷却外套 20R 由流动穿过凹口 28 的气流 As 冷却, 所以后部冷却外套 20R 的温度能够比没有设置凹口 28 的结构更容易降低。 在这一实施方式中, 如图 3 所示, 开槽部分 123c 形成在电池外罩 12 的向后端的上 边缘中的与凹口 28 对应的位置。开槽部分 123c 使得沿车辆 1 的纵向方向流过第三外罩部 分 123 的上表面 12s 上的气流 As 能够更顺滑地流动至凹口 28, 由此改善气流 As 的向后排 放特性。
     如前文所述, 在这一实施方式中, 前部冷却外套 20F 连接至电池外罩 12 的上表面 12s, 构成电池单元 100 的电池壳体 10。当底板 3 的高度位置低并且底板 3 与电池单元 100 之间的间隙不能被拓宽时, 空气冷却的有效性下降。采用这一实施方式, 即使底板 3 的高度 位置能够被容易地提升并且底板 3 与电池单元 100 之间的间隙不能被容易地拓宽, 由于布 置在该间隙中的前部冷却外套 20F, 电池单元 100 的上部不能够被更有效地冷却。
     如前文所述, 在这一实施方式中, 前部冷却外套 20F 连接至电池外罩 12 的上表面 12s 的位于第一外罩部分 121 上的位置, 其为电池外罩 12 的前部部分。 如前所述, 第二电池 组 C 和 D 布置在电池单元 100 的纵向中间部分并且具有比任何其他的电池组都少量的叠置 电池 4。同时, 布置在比较前部位置处的第一电池组 A 和 B 具有比第二电池组 C 和 D 数量多 的叠置电池 4, 因此更需要冷却。 因此, 前部冷却外套 20F 连接至电池外罩 12 的第一外罩部 分 12l, 对应于第一电池组 A 和 B。 。
     在这一实施方式中, 气流通道 30 配置成当车辆移动时允许气流从车辆的前部流 动至车辆的后部, 并且前部冷却外套 20F 和后部冷却外套 20R 布置成露出至气流通道 30。 因此, 流动通过气流通道 30 的气流 As 用于冷却前部冷却外套 20F 和后部冷却外套 20R 并 且使得电池单元 100 能够更有效地被冷却。同样, 通过采用气流 As 获得冷却电池单元 100 的效果, 电池单元 100 的总体冷却得以增强, 因为其既被水冷也被气冷。
     在这一实施方式中, 向上伸出的底板通道 52 形成在底板 3 中, 并且基本上沿着车 辆 1 的纵向方向延伸。气流通道 30 的至少一部分通过底板通道 52 形成。因此, 气流通道 30 的横截面面积在由底板通道 52 形成的部分处较大, 气流 As 的流量能够在相同的部分中 被更容易地增加, 由此能够更有效地冷却电池单元 100 的上部。气流 As 也能够通过底板通
     道 52 导引, 使得气流 As 更顺滑地流动并且更接近地粘附至所需的流体路径。同样, 虽然底 板通道 52 设置用于路由管道和布线, 但是其可有效地用于以更高效的方式放大气流通道 30。
     在这一实施方式中, 向下凹入的凹槽状部分 125 形成在电池单元 100 的上表面上 并且基本上沿着车辆 1 的纵向方向延伸。气流通道 30 的至少一部分由凹槽状部分 125 形 成。因此, 气流通道 30 的横截面面积在由凹槽状部分 125 形成的部分处较大, 气流 As 的流 量能够在相同的部分中被更容易地增加, 由此使得电池单元 100 能够被更有效地冷却。同 样, 气流 As 由凹槽状部分 125 导引, 使得其更顺利地流动并且更紧密地粘附至所需的流体 路径。
     在这一实施方式中, 用于电池外罩 12 的上壁的顶板 12u 的至少一部分采用导热材 料制成, 前部冷却外套 20F 布置在顶板 12u 的上表面 12s 的横向中间部分。因此, 前部冷却 外套 20F 的冷却效果能够通过利用由导热材料制成的顶板 12u 而扩散在比较宽的区域上, 由前部冷却外套 20F 布置在横向中间部分而导致的前部冷却外套 20F 的左侧和右侧上的冷 却效果的偏差 ( 不均匀性 ) 能够被抑制。
     在这一实施方式中, 顶板 12u( 用作电池外罩 12 的上壁 ) 向上鼓起, 使得布置有前 部冷却外套 20F 的横向中间部分处于最高位置。采用这种鼓起形状, 电池壳体 10 的空间 S 内部的空气的温度在空间内部 S 的最高位置最高, 即, 在空间 S 的横向中间部分的上部 St。 因此, 通过冷却紧密地相邻于空间 S 的上部 St 的顶板 12u, 前部冷却外套 20F 冷却空间 S, 由此, 采用比较有效的方式冷却电池 4。
     在这一实施方式中, 电池单元 100 装配有前部冷却外套 20F 和后部冷却外套 20R, 其采用整体形式连接至电池外罩 12。 采用这种方式, 前部冷却外套 20F 和后部冷却外套 20R 比没有采用整体形式设置的情况更容易地布置在规定位置。 另一优势在于, 当电池单元 100 从车辆 1 拆卸下时, 可以比较容易地在前部冷却外套 20R 和后部冷却外套 20R 上执行维护。
     当理解本发明的范围时, 术语 “包括” 和其派生词, 如这里使用的, 意在作为说明所 述特征、 元件、 部件、 组、 整数和 / 或步骤的存在的开放术语, 但是不排除其他未说明特征、 元件、 部件、 组、 整数和 / 或步骤的存在。上述内容也适用以具有类似含义的词语, 诸如术 语 “包含” 、 “具有” 和其派生词。同样, 当单数使用术语 “部件” 、 “区段” 、 “部分” 、 “组成部分” 或 “元件” 时可具有单一部件或多个部件的双重含义。同样如这里用于描述上述 ( 各 ) 实 施方式所使用的, 下述方向性术语 “向前” 、 “向后” 、 “上方” 、 “向下” 、 “竖直” 、 “水平” 、 “下方” 和 “横向” 以及任何其他类似的方向性术语指代具有所述车辆电池冷却结构的车辆的那些 方向。因此, 用于描述电动车辆结构的这些术语应当相对于具有所述车辆电池冷却结构的 车辆进行理解。如这里使用的程度术语诸如 “基本上” 、 “大约” 和 “大概” 表示变化的术语 的合理偏移量, 使得最终结果不会明显地改变。
     虽然只有选定的实施方式用于示出本发明, 但是本领域技术人员从公开的内容可 知, 在不脱离由所附权利要求限定的发明的范围的情况下可在这里进行各种变化和改进。 例如, 电池单元和冷却外套的规格 ( 位置、 数量、 形状、 边、 结构等 ) 并不局限于该实施方式 中所示的那些内容并且可以被改变。类似地, 所述气流通道的规格 ( 尺寸、 数量、 形状等 ) 能够适当地被改变。一个元件的功能可以由两个执行, 反之亦然。因此, 根据本发明的实施 方式的前述说明仅仅是示出的目的, 并不是为了限制本发明, 本发明由所附的权利要求和其等同内容限定。

车辆电池冷却结构.pdf_第1页
第1页 / 共19页
车辆电池冷却结构.pdf_第2页
第2页 / 共19页
车辆电池冷却结构.pdf_第3页
第3页 / 共19页
点击查看更多>>
资源描述

《车辆电池冷却结构.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《车辆电池冷却结构.pdf(19页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102448753 A(43)申请公布日 2012.05.09CN102448753A*CN102448753A*(21)申请号 201080023156.1(22)申请日 2010.05.142009-126791 2009.05.26 JP2010-005104 2010.01.13 JPB60K 1/04(2006.01)B60K 11/02(2006.01)H01M 10/50(2006.01)(71)申请人日产自动车株式会社地址日本神奈川县(72)发明人沟口聪 内山博文 绪方慎也(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人王冉(54) 发明名称。

2、车辆电池冷却结构(57) 摘要一种车辆电池冷却结构设置有车体、电池单元(100)和冷却外套(20F)。该车体包括底板(3)和车体框架部件(51,53,57)。该电池单元(100)连接至车体框架部件(51,53,57)。该电池单元(100)布置在底板(3)下方。该电池单元(100)包括电池壳体(10)和电池(4)。该冷却外套(20F)连接至容纳电池(4)的电池壳体(10)的上表面。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2011.11.28(86)PCT申请的申请数据PCT/IB2010/001133 2010.05.14(87)PCT申请的公布数据WO2010/136863 EN 2。

3、010.12.02(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 9 页CN 102448776 A 1/1页21.一种车辆电池冷却结构,包括:车辆主体,所述车辆主体包括底板和车体框架部件;电池单元,所述电池单元连接至所述车体框架部件并且布置在所述底板下方,所述电池单元包括电池壳体和电池;以及冷却外套,所述冷却外套连接至容纳所述电池的电池壳体的上表面。2.根据权利要求1所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池壳体包括后部、前部和中部,所述后部、前部和中部具有不同高度,所述后部的高度最高,所述前部的高度次高,所述中部的高度最低;。

4、以及所述冷却外套设置在所述电池壳体的前部上。3.根据权利要求1或2所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池包括第一、第二和第三电池组,所述第一电池组布置在相对于所述第二和第三电池组的向前位置,所述第二电池组布置在所述第一与第三电池组之间,所述第三电池组布置在相对于所述第一和第二电池组的向后位置;以及所述电池壳体包括罩住所述第一电池组的并且冷却外套设置在其上的第一外罩部分、罩住所述第二电池组的第二外罩部分以及罩住所述第三电池组的第三外罩部分,所述电池壳体的上表面与所述第一、第二和第三电池组的上端紧密相邻,所述第一、第二和第三外罩部分具有不同的高度,使得所述第三外罩部分高于所述第一外罩部分,所述第一外。

5、罩部分高于所述第二外罩部分。4.根据前述权利要求1至3任一项所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池壳体的上表面和底板沿竖直方向间隔开,从而在其间限定气流通道,所述气流通道允许由所述车辆的移动产生的气流穿过其中,所述冷却外套露出至所述气流通道。5.根据权利要求4所述的车辆电池冷却结构,其中所述底板包括相对于所述车体纵向延伸的向上伸出通道部分,使得所述气流通道的至少一部分通过所述向上伸出通道部分形成。6.根据前述权利要求4或5所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池壳体的上表面包括相对于所述车体纵向延伸的向下凹入的凹槽状部分,使得所述气流通道的至少一部分通过所述凹槽状部分形成。7.根据前述权利要求1至6。

6、任一项所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池壳体的上表面至少部分地包括导热材料,所述冷却外套布置在所述电池壳体的上表面的横向中间部分。8.根据权利要求7所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池壳体的上表面在横向中间部分向上伸出从而对应于所述电池壳体的上表面的最高位置。9.根据前述权利要求1至8任一项所述的车辆电池冷却结构,其中所述电池单元和所述冷却外套设置为单一的集成单元,可拆卸地并且可重新安装地连接至所述车体框架部件。权 利 要 求 书CN 102448753 ACN 102448776 A 1/8页3车辆电池冷却结构0001 相关申请的交叉引用0002 本申请要求2009年5月26日提交的日本专。

7、利申请No.2009-126791和2010年1月13日提交的日本专利申请No.2010-005104的优先权。日本专利申请No.2009-126791和No.2010-005104的完整公开内容通过引用的方式结合于此。技术领域0003 本发明总体地涉及一种用于冷却电池单元的车辆电池单元冷却结构。更具体地说,本发明涉及一种对电池单元的上表面进行冷却的车辆电池单元冷却结构。背景技术0004 电动车辆通常包括电池单元。电池单元可以由多个电池形成。电池单元有时布置在车辆底板下面。这种电动车辆的一项实施例公开在日本未审公开专利出版物No.10-138956中。发明内容0005 已经发现,因为车辆电池会。

8、散发热量,所以理想情况下需要在车辆电池正在使用时适当地对车辆电池进行冷却。在日本未审公开专利出版物No.10-138956中公开的车辆中,当车辆被驱动时,电池单元的底表面露出至流动的空气。采用这种方式,电池单元的底部能够比较容易地得以冷却。相反地,由于底板存在于电池单元上方,所以在底板不能容易地设定在高位置的情况下难于确保电池单元与底板之间存在大的间隙。因此,可能难于在车辆被驱动时当空气流动通过该间隙时冷却电池单元的上部。0006 本发明的一个目的是提供一种车辆电池冷却结构,能够使电池单元的上部被有效地冷却。0007 鉴于现有技术的状态,本发明的一个方面是提供一种车辆电池冷却结构,该车辆电池冷。

9、却结构主要地包括车体、电池单元和冷却外套。所述车体包括底板和车体框架部件。所述电池单元连接至所述车体框架部件。所述电池单元布置在所述底板下方。所述电源单元包括电池壳体和电池。所述冷却外套连接至容纳所述电池的电池壳体的上表面。附图说明0008 现在参照形成本初始公开的一部分的附图:0009 图1是装配有根据一项实施方式的车辆电池冷却结构的电动车辆的示意性纵向横截面剖视图;0010 图2是装配有图1所示的车辆电池冷却结构的车辆的示意性俯视平面图,示出车辆主体框架部件和电池单元;0011 图3是使用在示出于图1和2中的车辆电池冷却结构中的电池单元的俯视透视图;说 明 书CN 102448753 AC。

10、N 102448776 A 2/8页40012 图4是使用在图1和2所示的车辆电池冷却结构中的电池单元的俯视透视图,外罩被移除;0013 图5是使用在图1和2所示的车辆电池冷却结构中的电池单元的电池框架的俯视透视图;0014 图6是使用在图1和2所示的车辆电池冷却结构中的冷却外套的俯视透视图;0015 图7是沿着图1的剖面线VII-VII所见的图1和2所示的车辆电池冷却结构的示意性横截面剖视图;0016 图8是沿着图1的剖面线VIII-VIII所见的图1和2所示的车辆电池冷却结构的示意性横截面剖视图;0017 图9是沿着图1的剖面线IX-IX所见的图1和2所示的车辆电池冷却结构的示意性横截面剖。

11、视图。具体实施方式0018 现在将参照附图说明选定实施方式。本领域技术人员从本公开内容可知,所述实施方式的下述说明仅仅是示意性的,而不是为了限制本发明,本发明由所附的权利要求及其等同内容限定。0019 首先参照图1,车辆1局部地示出有根据第一实施方式的车辆电池冷却结构。在附图中,箭头FR表示车辆的前进方向,箭头UP表示车辆的向上方向,箭头WD表示车辆的宽度方向。如图1所示,在这一实施方式中,车辆1包括具有底部或底板3的座舱2和安装在座舱2的底板3下方的多个电池4。电池4用作驱动电动机5的电源。电动机5采用传统方式操作连接至车辆1的至少一个驱动轮从而旋转车辆1的驱动轮。车辆1也包括前舱6、充电器。

12、7和逆变器8。该前舱6形成在车辆1的前部,充电器7和逆变器8设置在前舱6内部。电动机5也设置在前舱6内部。车辆1可配置为电动车辆、混合动力车辆或燃料电池车辆。0020 如图2所示,在这一实施方式中,除了其他部件,车辆1的车体包括一对侧部件51、底部通道52、一对交叉部件53、一对侧梁54、多个叉架55和一对后部侧部件56。侧部件51和交叉部件53布置在座舱2下方的车辆1的纵向中部。侧部件51布置在车辆的横向两侧上,使得它们大体沿着车辆1的纵向方向延伸。交叉部件53布置成在底部通道52与侧部件51的前端部分之间沿车辆的横向方向横跨。侧梁54设置在沿车辆1的横向方向的侧部件51的外部的位置并且布置。

13、成大体沿着车辆1的纵向方向延伸。叉架55设置在沿着车辆1的纵向方向的多个位置(在这一实施方式中为三个位置)。每个叉架55布置成在侧部件51的其中一个与交叉部件53的其中一个之间横跨。后部侧部件56连接至侧部件51的后端。后部侧部件56在车辆1的后部的两侧上沿着车辆1的纵向方向延伸。后部交叉部件57布置成沿车辆1的基本上横向方向横跨于后部侧部件56之间。0021 如图3所示,电池4存储在电池壳体10内部。电池4和电池壳体10构成电池单元100。电池单元100直接地或者通过布置在底部下方的支架或安装件连接至车辆主体,诸如车辆主体框架部件其中的至少一个(例如,侧部件51、交叉部件53和后部交叉部件5。

14、7)。在车辆1的这一实施方式中,电池单元100可拆卸地安装至底部3下方的车体框架部件,使得电池单元100能够被重复地拆卸和替换。说 明 书CN 102448753 ACN 102448776 A 3/8页50022 如上所述,电动机5、充电器7和逆变器8布置在前舱6内部。这些部件容纳在前舱6内部,并且直接地或者通过支架连接至车体框架部件,诸如一对前部侧部件61。该前部侧部件61布置在前舱6的沿横向方向的侧部。前部侧部件61基本上沿车辆1的纵向方向延伸。优选地,车辆1的车体包括横跨在前部侧部件61之间的前部交叉部件(未示出),和一个或多个子部件(未示出)。0023 电池壳体10包括电池框架11(。

15、参见图5)和电池外罩12(参见图3)。如图5所示,电池4安装在电池框架11中。如图3所示,电池外罩12罩住安装在电池框架11中的电池4的上表面。如图5所示,电池框架11优选地包括矩形外框架111和T形内框架112。该T形内框架112布置在外框架111内部。外框架111优选地包括前端部件111f、后端部件111r和一对侧部件111s。前端部件111f和后端部件111r沿着车辆的宽度方向延伸,这两个部件之间沿着车辆1的纵向方向具有规定的间隔。该侧部件111s沿着车辆1的纵向方向延伸从而连接前端部件111f和后端部件111r的端部。内框架112优选地包括横向部件112w和纵向部件112c。横向部件1。

16、12w将两个相对的侧部件111s连接到一起。纵向部件112c将横向部件112w和前端部件111f连接到一起。横向部件112w和纵向部件112c布置成T形构型。0024 内框架112将外框架111中的矩形区域分隔为具有基本上相同尺寸的多个矩形区域11F、11F和11R(在这一实施方式中为三个)。经分隔的矩形区域11F、11F和11R其中的每个的矩形形状为,从俯视平面图可见,长边为短边的大概两倍。经分隔的矩形区域11F和11F布置在电池框架11的前部从而横向地彼此相邻。经分隔的矩形区域11F和11F的长边沿车辆1的纵向方向导向。同时,经分隔的矩形区域11R布置在电池框架11的后部。经分隔的矩形区域。

17、11R的长边沿车辆的横向方向导向。0025 外框架111包括外边缘部分113和内边缘部分114。外边缘部分113形成在电池框架11的外框架111的外侧部分上从而将电池框架11连接至车体框架部件。内边缘部分114形成在侧部件111s的内侧部分上,从而使得电池4能够安装在纵向部件112c的双侧上。电池框架11可通过安装或移除穿过形成在外边缘部分113中的安装孔113a而安装的螺栓或其他固紧件(未示出)来从底部板113a下方(底部以下)连接至车体框架部件或者从车体框架部件卸下。0026 如图4所示,电池4是单独的平状、矩形块状实体。电池4叠置在电池框架11上形成多个电池组A至E。一些电池4布置成沿竖。

18、直方向叠置在电池框架11的前部的左和右分隔矩形区域11F和11F的每个中。同样,一些电池4布置成沿横向方向叠置在电池框架11的后部的分隔矩形区域11R中。如图1所示,布置在前部的分隔矩形区域11F和11F的每个中的竖直叠置电池4被分为四个电池组A、B、C和D,相邻地沿车辆1的纵向方向布置。在这些电池组中,每个前部电池组A和B包括由四个电池4组成的叠置体。同样,每个后部电池组C和D包括由两个电池4组成的叠置体。因此,在前部电池组A和B与后部电池组C和D之间存在叠置高度差。同样,在左和右分隔矩形区域11F和11F之间,对应电池组A、B、C和D其中的每对都具有相同数量的叠置电池4,使得左和右电池组彼。

19、此对称。同时,沿着车辆1的横向方向叠置的单一电池组E安装在电池框架11的后部分隔矩形区域11R。前部电池组A和B具有高度h1。后部电池组C和D具有高度h2。单一电池组E具有高度h3。因此,在这一实施方式中,高度h1、h2和h3具有尺寸关系h3h1h2。说 明 书CN 102448753 ACN 102448776 A 4/8页60027 电池外罩12罩住所有的电池组A至E,如图1和3所示。电池外罩12可拆卸地连接至电池框架11。电池外罩12的上板12u配置成大体遵循电池组A至E的上表面的轮廓。电池外罩12的上板12u也配置成紧密地接近相同的上表面。更具体地说,电池外罩12的上板12u包括第一外。

20、罩部分121、第二外罩部分122和第三外罩部分123。第一外罩部分121罩住第一电池组A和B。第二外罩部分122罩住第二电池组C和D。第三外罩部分123罩住第三电池组E。第一至第三外罩部分121、122和123具有台阶状的形状。第一至第三外罩部分121、122和123的每个所具有的高度分别对应于电池组A至E的高度h1至h3。在这一实施方式中,高度h1至h3具有h2h1h3的尺寸关系。第二外罩部分122的高度h2为最低。第三外罩部分123的高度h3为最高。第一外罩部分121的高度h1处于第二和第三外罩部分122和123的高度h2与h3之间。0028 如图4所示,在这一电池单元100中,诸如导线4。

21、1、开关盒42和接头盒43的部件布置在左和右分隔矩形区域11F和11F之间的纵向部件112c上。导线41设置在电池4之间。各种电子部件(即,电动机5、充电器7和逆变器8等)布置在前舱6中,并且电连接至导线41。如图3所示,开口12h形成在电池外罩12的第二外罩部分122中,其位置对应于开关盒42。开关盒42的操作部件42a布置成穿过开口12h向上伸出,使得其能够从设置在底板3中的可打开-和-关闭窗口(未示出)操作。0029 优选的是,因为电池4在使用期间散发热量,所以按照需要冷却电池单元10。在这一实施方式中,电池单元100的底部朝向路面露出,因此能够随着车辆移动而通过空气流冷却。在这一实施方。

22、式中,如图1所示,气流通道30形成在底板3的底表面3a(即,形成在底板3中的凹槽部分3S的上表面,用于容纳电池单元100)与电池单元100的上表面12s之间从而使得由车辆1的移动产生的空气流As(参见图1和3)从前部移动到后部。因此,电池单元100的上部受到空气冷却。0030 在这一实施方式中,前部水或冷却外套20F用于进一步冷却电池单元100的上部,后部水或冷却外套20R用于冷却电池单元100的后部。前部冷却外套20F安装在电池单元100的上表面12s上。因此,前部冷却外套20F使得电池单元100的上部能够被有效地冷却,即使当难于采用空气流获得冷却效果时。在前部冷却外套20F内部流动的冷却剂。

23、用于冷却电池单元100的上部(即,上板12u用作上壁)。前部冷却外套20F构成流体冷却单元。如图1所示,前部冷却外套20F布置成面对气流通道30。在这一实施方式中,如图3所示,前部冷却外套20F布置在第一外罩部分121的沿横向方向的中间部分上,其对应于电池外罩12的前部。0031 如图6所示,前部冷却外套20F大体形状形成为平的矩形盒。前部冷却外套20F包括入口21、出口22、主块体23和多个冷却通道24。主块体23封装冷却剂通道24。冷却剂通道24布置成彼此平行并且配置成在入口21与出口22之间采用曲折弯曲的形式(“之”字形)向后和向前延伸两次(弯折)。图6示出前部冷却外套20F的内部,外罩。

24、板(未示出)被移除。该外罩板通过安装在多个螺纹孔25中的螺栓采用防水的方式连接,这些螺纹孔形成在围绕主块体23的冷却通道24的边缘部分中。当安装外罩板时,封装件布置在外罩板与主块体23之间。0032 随着冷却剂从入口21至出口22沿其路径流动通过前部冷却外套20F的曲折冷却剂通道24,冷却剂与主块体23交换热量。然后,主块体23与其上安装主块体23的电池外说 明 书CN 102448753 ACN 102448776 A 5/8页7罩12的上板12u交换热量。因此,冷却剂使得电池单元100的上部能够被有效地冷却。前部冷却外套20F和后部冷却外套20R(后文进行说明)通过一对冷却剂管26(参见图。

25、7和8)连接至设置在前舱6的前部中的辐射器(未示出),使得冷却剂被辐射器冷却。0033 如图7所示,底部通道52形成在底板3的横向中部,并且基本上沿着车辆1的纵向方向延伸。底部通道52沿着车辆1的车体的向上方向伸出。在这一实施方式中,气流通道30的至少上部通过底部通道52形成。在这一实施方式中,底部通道52沿着向上的方向稍微逐渐变细。换句话说,底板通道52的上部比底板通道52的下部窄,使得底板通道52具有梯形的横截面形状。导线41、冷却剂管26、一对制动管27和其他部件的通路穿过底板通道52的内部。在这一实施方式中,前部冷却通道20F布置在底板通道52中处于底板通道52的下部。0034 如图3。

26、和8所示,凹槽状部分125设置在电池外罩12的第二外罩部分122与第三外罩部分123之间的倾斜部分124中。在这一实施方式中,凹槽状部分125形成在顶板12u的与倾斜部分124的沿宽度方向的中间部分对应的位置中。该凹槽状部分125向下凹进从而具有规定的宽度和比较浅的深度。该凹槽状部分125沿着车辆1的基本上纵向方向延伸。该凹槽状部分125形成气流通道30的下部的至少一部分。在这一实施方式中,该凹槽状部分125用作冷却剂管26、制动管27和路由穿过底板通道52的其他部件的导引件。0035 如上所述,在这一实施方式中,底板通道52和凹槽状部分125布置在相对于车辆1的宽度方向的中间部分。底板通道5。

27、2和凹槽状部分125二者也导向为沿着车辆1的纵向方向延伸。因此,通过底板通道52的空气相对于车辆1的纵向方向向后流动并且更顺利地通过该凹槽状部分125。换句话说,气流As由底板通道52和凹槽状部分125进行导引从而沿着纵向向后方向在车辆1的沿横向方向的中间部分中流动。气流As由底板通道52和凹槽状部分125进一步导引从而变成形成在底板3与电池单元100之间的气流通道30中的主气流。0036 在这一实施方式中,电池外罩12由传热材料制成(例如,诸如基于铁的材料或铝合金的金属)。因此,前部冷却外套20F的冷却效果能够在较宽的区域上实现,由布置在沿宽度方向的中间部分中的前部冷却外套20F造成的前部冷。

28、却外套20F的左侧和右侧上的冷却效果的变化(不均匀度)能够被抑制。顶板12u用作电池外罩12的上壁。顶板12u向上凸出或突伸,使得沿宽度方向的中间部分处于最高位置,该最高位置也对应于布置有前部冷却外套20F的地方。采用凸出或突伸形状,来自于电池4的热量导致电池壳体10的空间S内部的空气的温度在空间S内部的最高位置处最高,即,在空间S的沿宽度方向的中间部分的上部St中。因此,通过冷却紧密相邻于空间S的上部St的顶板12u,前部冷却外套20F对空间S进行冷却,由此采用有效的方式冷却电池4。0037 在这一实施方式中,挠性的传热片部件29(例如,包含柔性且导热的腈纶或其他合成树脂材料的片状部件)布置。

29、在前部冷却外套20F与顶板12u之间。该导热片部件29布置成紧密地粘附至前部冷却外套20F的底表面和顶板12u的上表面12s。因此,能够增加热量在前部冷却外套20F与顶板12u之间传导的效率。同样,前部冷却外套20F的冷却效果能够由于冷却外套20F与顶板12u之间的间隙减小并且实现更紧密的接触而得以改善。0038 电池单元100的后表面与由车辆1的移动造成的空气流不太接触并且不太容易由空气流进行气冷。因此,在这一实施方式中,后部冷却外套20R连接至电池外罩12的侧向说 明 书CN 102448753 ACN 102448776 A 6/8页8延伸后表面12r,其对应于电池单元100的后表面,如。

30、图1和3所示。在冷却外套20R内部流动的冷却剂用于冷却电池单元100的后部(即,后部侧板12b)。该后部冷却外套20R构成液体冷却单元。类似于图6所示的前部冷却外套20F,后部冷却外套20R具有主块体,封装多个冷却剂通道,这些冷却剂通道布置成彼此平行并且在入口与出口之间采用折线形式导向。随着冷却剂从入口到出口流动穿过折线形状的冷却剂通道,冷却剂与主块体交换热量。该主块体然后与其上安装有该主块体的电池外罩12的侧板12b交换热量。因此,冷却剂能够冷却电池单元100的后部。0039 在这一实施方式中,如前文所述,底板通道52和凹槽状部分125布置在车辆1的沿宽度方向的中间部分,使得从前部穿过车辆1。

31、的沿宽度方向的中间部分到达后部的气流As变成气流通道30中的主空气流。因此,气流As被导引朝向后部冷却外套20R的沿宽度方向的中间部分。0040 在这一实施方式中,凹口28形成在后部套管20R的上边缘部分的沿宽度方向的中间位置,使得通过气流通道30的气流As向后穿过凹口28排出。如图3所示,凹口28形成气流通道30的下后端部的至少一部分。由于后部冷却外套20R由流动穿过凹口28的气流As冷却,所以后部冷却外套20R的温度能够比没有设置凹口28的结构更容易降低。0041 在这一实施方式中,如图3所示,开槽部分123c形成在电池外罩12的向后端的上边缘中的与凹口28对应的位置。开槽部分123c使得。

32、沿车辆1的纵向方向流过第三外罩部分123的上表面12s上的气流As能够更顺滑地流动至凹口28,由此改善气流As的向后排放特性。0042 如前文所述,在这一实施方式中,前部冷却外套20F连接至电池外罩12的上表面12s,构成电池单元100的电池壳体10。当底板3的高度位置低并且底板3与电池单元100之间的间隙不能被拓宽时,空气冷却的有效性下降。采用这一实施方式,即使底板3的高度位置能够被容易地提升并且底板3与电池单元100之间的间隙不能被容易地拓宽,由于布置在该间隙中的前部冷却外套20F,电池单元100的上部不能够被更有效地冷却。0043 如前文所述,在这一实施方式中,前部冷却外套20F连接至电。

33、池外罩12的上表面12s的位于第一外罩部分121上的位置,其为电池外罩12的前部部分。如前所述,第二电池组C和D布置在电池单元100的纵向中间部分并且具有比任何其他的电池组都少量的叠置电池4。同时,布置在比较前部位置处的第一电池组A和B具有比第二电池组C和D数量多的叠置电池4,因此更需要冷却。因此,前部冷却外套20F连接至电池外罩12的第一外罩部分12l,对应于第一电池组A和B。0044 在这一实施方式中,气流通道30配置成当车辆移动时允许气流从车辆的前部流动至车辆的后部,并且前部冷却外套20F和后部冷却外套20R布置成露出至气流通道30。因此,流动通过气流通道30的气流As用于冷却前部冷却外。

34、套20F和后部冷却外套20R并且使得电池单元100能够更有效地被冷却。同样,通过采用气流As获得冷却电池单元100的效果,电池单元100的总体冷却得以增强,因为其既被水冷也被气冷。0045 在这一实施方式中,向上伸出的底板通道52形成在底板3中,并且基本上沿着车辆1的纵向方向延伸。气流通道30的至少一部分通过底板通道52形成。因此,气流通道30的横截面面积在由底板通道52形成的部分处较大,气流As的流量能够在相同的部分中被更容易地增加,由此能够更有效地冷却电池单元100的上部。气流As也能够通过底板通说 明 书CN 102448753 ACN 102448776 A 7/8页9道52导引,使得。

35、气流As更顺滑地流动并且更接近地粘附至所需的流体路径。同样,虽然底板通道52设置用于路由管道和布线,但是其可有效地用于以更高效的方式放大气流通道30。0046 在这一实施方式中,向下凹入的凹槽状部分125形成在电池单元100的上表面上并且基本上沿着车辆1的纵向方向延伸。气流通道30的至少一部分由凹槽状部分125形成。因此,气流通道30的横截面面积在由凹槽状部分125形成的部分处较大,气流As的流量能够在相同的部分中被更容易地增加,由此使得电池单元100能够被更有效地冷却。同样,气流As由凹槽状部分125导引,使得其更顺利地流动并且更紧密地粘附至所需的流体路径。0047 在这一实施方式中,用于电。

36、池外罩12的上壁的顶板12u的至少一部分采用导热材料制成,前部冷却外套20F布置在顶板12u的上表面12s的横向中间部分。因此,前部冷却外套20F的冷却效果能够通过利用由导热材料制成的顶板12u而扩散在比较宽的区域上,由前部冷却外套20F布置在横向中间部分而导致的前部冷却外套20F的左侧和右侧上的冷却效果的偏差(不均匀性)能够被抑制。0048 在这一实施方式中,顶板12u(用作电池外罩12的上壁)向上鼓起,使得布置有前部冷却外套20F的横向中间部分处于最高位置。采用这种鼓起形状,电池壳体10的空间S内部的空气的温度在空间内部S的最高位置最高,即,在空间S的横向中间部分的上部St。因此,通过冷却。

37、紧密地相邻于空间S的上部St的顶板12u,前部冷却外套20F冷却空间S,由此,采用比较有效的方式冷却电池4。0049 在这一实施方式中,电池单元100装配有前部冷却外套20F和后部冷却外套20R,其采用整体形式连接至电池外罩12。采用这种方式,前部冷却外套20F和后部冷却外套20R比没有采用整体形式设置的情况更容易地布置在规定位置。另一优势在于,当电池单元100从车辆1拆卸下时,可以比较容易地在前部冷却外套20R和后部冷却外套20R上执行维护。0050 当理解本发明的范围时,术语“包括”和其派生词,如这里使用的,意在作为说明所述特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在的开放术语,但是不排除其。

38、他未说明特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在。上述内容也适用以具有类似含义的词语,诸如术语“包含”、“具有”和其派生词。同样,当单数使用术语“部件”、“区段”、“部分”、“组成部分”或“元件”时可具有单一部件或多个部件的双重含义。同样如这里用于描述上述(各)实施方式所使用的,下述方向性术语“向前”、“向后”、“上方”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下方”和“横向”以及任何其他类似的方向性术语指代具有所述车辆电池冷却结构的车辆的那些方向。因此,用于描述电动车辆结构的这些术语应当相对于具有所述车辆电池冷却结构的车辆进行理解。如这里使用的程度术语诸如“基本上”、“大约”和“大概”表示变化的术。

39、语的合理偏移量,使得最终结果不会明显地改变。0051 虽然只有选定的实施方式用于示出本发明,但是本领域技术人员从公开的内容可知,在不脱离由所附权利要求限定的发明的范围的情况下可在这里进行各种变化和改进。例如,电池单元和冷却外套的规格(位置、数量、形状、边、结构等)并不局限于该实施方式中所示的那些内容并且可以被改变。类似地,所述气流通道的规格(尺寸、数量、形状等)能够适当地被改变。一个元件的功能可以由两个执行,反之亦然。因此,根据本发明的实施方式的前述说明仅仅是示出的目的,并不是为了限制本发明,本发明由所附的权利要求和说 明 书CN 102448753 ACN 102448776 A 8/8页10其等同内容限定。说 明 书CN 102448753 A。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 作业;运输 > 一般车辆


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1