專利名稱：蓄電裝置和車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電裝置以及包括該蓄電裝置的車輛，所述蓄電裝置包括多個電池組(battery stack),每個電池組包括多個電池單體(cell)。
背景技術(shù)：
在某些情況下，在車輛等上安裝多個電池組。電池組通過沿一個方向排列設(shè)置(align)多個電池單體而形成，并輸出用于驅(qū)動車輛的能量。而且，多個電池組在一個殼體中排列設(shè)置(參見例如公開號為2009-181896 (JP-A-2009-181896)的日本專利申請)。當排列設(shè)置多個電池組時，存在這樣的情況:其中，熱停留在相鄰的兩個電池組之間。停留的熱量會對電池單體的輸入/輸出特性產(chǎn)生負面影響。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面的一種蓄電裝置包括第一電池組、第二電池組以及容納所述第一電池組和所述第二電池組的殼體。所述第一電池組和所述第二電池組中的每一者包括排列設(shè)置的多個電池單體，并且所述第二電池組被置于所述第一電池組下方。支撐所述第一電池組的支撐部件被置于所述第一電池組與所述第二電池組之間并被固定到所述殼體。所述殼體可以包括由電絕緣材料形成的內(nèi)壁和由金屬形成的加強框架。所述支撐部件可由金屬形成，可以貫穿所述內(nèi)壁，并可以與所述加強框架接觸。例如，可以將樹脂用作所述電絕緣材料。當殼體的內(nèi)壁由樹脂形成時，殼體中的熱難以從殼體逸出。因此，由金屬形成的支撐部件貫穿殼體的內(nèi)壁并與金屬加強框架接觸，從而可以使殼體中的熱從支撐部件傳遞到加強部件，從而將熱散逸到殼體的外部。當使用包括屏蔽線的線束(wire harness)時,所述屏蔽線在這樣的部分處被連接到所述支撐部件:該部分不同于所述支撐部件與所述加強框架接觸的部分。通過這種配置，屏蔽線通過金屬支撐部件和金屬加強部件而被接地。此外，通過使用支撐部件和加強部件，可以使屏蔽線較短。所述線束可被用作用于對所述第一電池組和所述第二電池組進行充電和放電的電纜。多個所述第二電池組可以沿所述第一電池組排列設(shè)置。所述加強框架可以位于相鄰的兩個所述第二電池組之間。通過這種配置，加強框架與支撐部件相互接觸的部分位于彼此相鄰的兩個第二電池組之間。有這樣一種傾向:熱會停留于在相鄰的兩個第二電池組之間形成的空間中，因此，當加強框架與支撐部件相互接觸的部分位于此空間中時，可以有效地將熱傳遞到加強框架。所述第一電池組和所述第二電池組可以被設(shè)置為當從所述第一電池組和所述第二電池組上方觀察時相互垂直。根據(jù)本發(fā)明的該方面的蓄電裝置可以安裝在車輛上。當來自所述蓄電裝置的電力被提供給電動機/發(fā)電機時，產(chǎn)生用于驅(qū)動所述車輛的動能。此外，所述電動機/發(fā)電機可以將所述車輛的再生制動期間產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為電能，并且所述蓄電裝置可以存儲此電倉泛。在本發(fā)明中，支撐所述第一電池組的所述支撐部件被置于所述第一電池組與所述第二電池組之間并被固定到所述殼體。如果熱停留于在第一電池組與第二電池組之間形成的空間中，則熱會通過支撐部件傳遞到殼體。由此可以防止熱停留在第一電池組和第二電池組之間，因此可以抑制第一電池組和第二電池組的溫度升高。


下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中，相同的參考標號表示相同的要素，其中:圖1是配備有電池單元(battery unit)的車輛的側(cè)視圖；圖2是電池單元的外觀圖；圖3是當從車輛前方觀察時，電池單元和地板(floor panel)的示意圖；圖4是電池單元的分解圖；圖5是下殼體的分解圖；圖6是電池組的分解圖；圖7是電池組的固定結(jié)構(gòu)的外觀圖；圖8是電池單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外觀圖；圖9是用于解釋電池單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外觀圖；圖10是電池單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外觀圖；圖11是示出用于固定基座(base)的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖12是示出電池單元的電路配置的圖；圖13是示出電池單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖14是用于解釋電池組中空氣的流動路徑的圖；以及圖15是用于解釋電池組中空氣的流動路徑的圖。
具體實施例方式下面將描述本發(fā)明的實施例。將描述作為本發(fā)明的實施例的電池單元，該電池單元用作蓄電裝置。將參考圖1描述配備有該實施例的電池單元的車輛。圖1是車輛的側(cè)視圖，主要示出電池單元和用于調(diào)節(jié)電池單元的溫度的機構(gòu)。在圖1中，箭頭UP表示相對于車輛向上的方向，箭頭FR表示相對于車輛向前的方向。該實施例的車輛100包括地板101、在該地板下面安裝電池單元I。地板101的上面形成車艙(cabin)的一部分，因此，電池單元I位于車艙外。車艙是容納一名或多名乘員的空間。地板101是車輛100的主體的一部分。其上安裝有電池單元I的車輛100的實例包括混合動力車輛和純電動車輛?；旌蟿恿囕v是除了電池單元I以外還配備有內(nèi)燃機或燃料電池作為用于驅(qū)動車輛100的動力源的車輛。純電動車輛是僅配備有電池單元I作為車輛100的動力源的車輛。電池單元I被連接到電動機/發(fā)電機(未示出)，該電動機/發(fā)電機接收來自電池單兀I的輸出以產(chǎn)生用于驅(qū)動車輛100的動能。從電動機/發(fā)電機輸出的扭矩通過動力傳動機構(gòu)而傳送到車輪?？梢栽陔姵貑卧狪與電動機/發(fā)電機之間設(shè)置升壓電路(step-upcircuit)和逆變器(inverter)。當設(shè)置升壓電路時，可以使電池單元I的輸出電壓升壓或升高。當使用逆變器時，可以將從電池單元I輸出的直流(DC)電力轉(zhuǎn)換為交流(AC)電力，從而可以使用三相AC電動機作為電動機/發(fā)電機。電動機/發(fā)電機將車輛100的制動期間產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為電能并將該電能輸出到電池單元I。電池單元I存儲從電動機/發(fā)電機提供的電力。進氣管102被連接到電池單元I并被設(shè)置在車輛100中的電池單元I的前面。在進氣管102的一端設(shè)置進氣口 102a，空氣通過進氣口 102a而被吸入。進氣管102的另一端102b被連接到電池單元I。為進氣管102設(shè)置風機(blower) 103，并通過驅(qū)動風機103，使空氣從進氣管102的進氣口 102a朝向電池單元I移動。盡管在該實施例中為進氣管102設(shè)置了風機103，但是本發(fā)明并不限于此。只要空氣能從進氣管102的進氣口 102a流向電池單元I即可。例如，可以為稍后描述的排氣管(exhaust duct) 106設(shè)置風機103?？諝鈨艋?04被設(shè)置用于進氣管102，其凈化通過進氣管102的進氣口 102a吸入的空氣。具體而言，空氣凈化器104使用過濾器去除空氣中含有的異物。風機103和空氣凈化器104被設(shè)置于在車輛100的儀表盤105的前方設(shè)置的空間內(nèi)。當車輛100為配備有發(fā)動機的汽車時，該空間對應于發(fā)動機室。從進氣管102引入電池單元I的空氣通過電池單元I的內(nèi)部，并進入排氣管106?？諝馔ㄟ^電池單元I的內(nèi)部，從而可調(diào)節(jié)電池單元I的溫度。例如，空氣從電池單元I帶走熱，從而冷卻電池單元I。稍后將介紹空氣在電池單元I中的流動。排氣管106的一端106a被連接到電池單元I。排氣口 106b在排氣管106的另一端形成。排氣管106的另一端位于后緩沖器殼107內(nèi)。通過排氣口 106b排出的空氣移動到在后緩沖器殼107中形成的空間內(nèi)。接下來，將描述電池單元I的配置。圖2是電池單元I的外觀圖。圖3是當從車輛100的前方觀察時，電池單元I和地板101的示意圖。圖4是電池單元I的分解圖。在圖2中，箭頭RH表示當面向車輛100的前向RF時的右方。在圖4中，箭頭LH表示當面向車輛100的前向時的左方。電池單元I包括五個電池組11至15以及容納電池組11至15的包殼體(packcase)20，其中每個電池組用作電池組。在包殼體20的外圍設(shè)置多個緊固部20a，這些緊固部用于將電池單元I固定到地板101上。在包殼體20的上面形成突出部20b。突出部20b向上突出并沿車輛100的縱向延伸。如圖3所示,包殼體20的上面沿地板101放置。地板101具有中央通道(centertunnel) IOla0中央通道IOla向上突出，并沿車輛100的縱向延伸。中央通道IOla沿車輛100的橫向被設(shè)置在駕駛員座位與乘客座位之間。包殼體20的突出部20b位于中央通道IOla中。在包殼體20的上面中形成開口 20c，該開口被設(shè)置用于使稍后介紹的斷路器通過。如圖4所示，電池單元I具有五個電池組11至15，這些電池組被上殼體21和下殼體22覆蓋。上殼體21通過多個螺栓23而被固定到下殼體22上。上殼體21例如可以由包含玻璃纖維的樹脂形成。
電池組11至14沿車輛100的橫向延伸，并且這四個電池組11至14沿車輛100的縱向排列設(shè)置。用作第一電池組的電池組15位于這四個電池組11至14上方，這四個電池組中的每一個用作第二電池組，并且電池組15沿車輛100的縱向延伸。電池組15被置于與包殼體20的突出部20b對應的位置處。具體而言，電池組15位于中央通道IOla中。下殼體22具有下承載體221和用作加強框架的框架222，如圖5所示。電池組11至15被固定到下承載體221上。下承載體221通過多個螺栓24而被固定到框架222上。下承載體221例如可以由包含玻璃纖維的樹脂形成。框架222被暴露到下殼體22的外面，并且可由諸如鐵的金屬形成。框架222用于確保下殼體22的強度并具有沿車輛100的橫向延伸的加強體(reinforcement) 222a和222b?？蚣?22被固定到地板101上。接下來，將描述電池組11至15中的每一個的配置。圖6是電池組11的分解圖。電池組11具有沿一個方向排列設(shè)置的多個電池單體111，每個電池單體用作電池。將矩形電池單體用作電池單體111。在該實施例中，組成電池組11至15中的每個電池組的電池單體的數(shù)目彼此不同。組成電池組11至15中每個電池組的電池單體的數(shù)目可以被適當?shù)卦O(shè)定。在該實施例中，根據(jù)下殼體22的形狀設(shè)定組成電池組11至15中每個電池組的電池單體的數(shù)目。此外，在相鄰的兩個電池單體111之間設(shè)置隔板。隔板由諸如樹脂的電絕緣材料形成，并且用于在電池單體111的每個表面上產(chǎn)生空間?？梢詫⒅T如鎳氫電池或鋰離子電池的二次電池用作電池單體111?？梢允褂秒婋p層電容器(電容器)來替代二次電池。盡管在該實施例的電池組11至15中的每個電池組中多個電池單體沿一個方向排列設(shè)置，但是本發(fā)明并不限于此。具體而言，可以采用這樣一種配置:其中多個電池單體用于形成電池模塊并且多個電池模塊沿一個方向排列設(shè)置。在電池單體111中容納發(fā)電元件。發(fā)電元件是可以執(zhí)行充電和放電的元件。發(fā)電元件例如可以包括陰極元件(cathode element)、陽極元件(anode element)以及分隔體(spacer)，該分隔體包括被設(shè)置在陰極元件與陽極元件之間的電解質(zhì)溶液。陰極元件通過在集電體的表面上形成陰極活性材料層而獲得。陽極元件通過在集電體表面上形成陽極活性材料而獲得。在電池單體111的上面設(shè)置陰極端子Illa和陽極端子111b。陰極端子Illa電連接到發(fā)電元件的陰極元件。陽極端子Illb電連接到發(fā)電元件的陽極元件。相鄰的兩個電池單體111通過總線而彼此電連接。在該實施例中，使用總線模塊110，其中多條總線集成到該模塊中?？偩€模塊110被置于電池組11的上面?？偩€模塊110具有多條總線以及保持總線的保持器。保持器由諸如樹脂的電絕緣材料形成。每條總線可以被諸如樹脂蓋的電絕緣蓋覆蓋，并且該蓋可被附到保持器上。在電池組11的兩端設(shè)置端板112的對。約束帶(restraining band) 113沿所述多個電池單體111的排列設(shè)置方向延伸，并且約束帶113的兩個端部被固定到端板112的對。兩個約束帶113被置于電池組11的上面并且兩個約束帶113被置于電池組11的下面。當約束帶113被固定到端板112時，端板112的對沿這樣的方向設(shè)置:所述方向使得這對端板112相互距離更近。通過這種方式，對夾在端板112的對之間的多個電池單體111施加約束力。在相鄰的兩個電池單體111之間設(shè)置分隔體，并且空氣可以進入該相鄰的兩個電池單體111之間。進氣室114和排氣室115被設(shè)置在電池組11的兩側(cè)。具體而言，進氣室114和排氣室115設(shè)置在這樣的位置處:該位置使得進氣室114和排氣室115沿與多個電池單體111的排列設(shè)置方向垂直的方向夾著所述多個電池單體111。進氣室114具有連接口 114a，來自進氣管102中的空氣通過該連接口 114a而進入。移動到進氣室114中的空氣進入在相鄰的兩個電池單體111之間產(chǎn)生的空間?？諝鈴倪M氣室114向排氣室115移動。熱在空氣與電池單體111之間交換，從而可以調(diào)節(jié)電池單體111的溫度。當電池單體111被充電或放電并因此產(chǎn)生熱時，空氣會從電池單體111帶走熱，從而可以抑制電池單體111的溫度升高。已經(jīng)過了兩個電池單體111之間的空間的空氣移動到排氣室115中。在排氣室115的兩端設(shè)置排氣口 115a，熱交換之后的空氣通過排氣口 115a排出。通過排氣口 115a排出的空氣移動到在上殼體21與下殼體22之間產(chǎn)生的空間中。電池組12至15的配置基本上類似于電池組11的配置。組成電池組11至15中每個電池組的電池單體的數(shù)目彼此不同。組成電池組11至14中每個電池組的多個電池單體沿車輛100的橫向排列設(shè)置，組成電池組15的多個電池單體沿車輛100的縱向排列設(shè)置。如圖7所示，撐架(bracket)116通過螺栓117被固定到電池組11的端板112上。如圖8所示，撐架116通過螺栓118被固定到下殼體22上。通過這種方式，電池組11固定到下殼體22。撐架120用于將電池組12固定到下殼體22。具體而言，撐架120被固定到電池組12的端板對并被固定到下殼體22。撐架130用于將電池組13固定到下殼體22。具體而言，撐架130被固定到電池組13的端板對并被固定到下殼體22。撐架140用于將電池組14固定到下殼體22。具體而言，撐架140被固定到電池組14的端板對并被固定到下殼體22。電池組11至14不僅通過撐架116、120、130和140而且還通過撐架30而被固定到下殼體22 (參見圖10)。下殼體22具有兩個肋條(rib)22a和22b。肋條22a和22b向上突出并沿車輛100的橫向延伸。圖5所示的框架222的一部分(加強體222a和222b)形成肋條22a和22b。電池組12被安裝在相對于車輛100而言比肋條22a更靠前的第一區(qū)域SI中。電池組11被安裝在位于肋條22a與22b之間的第二區(qū)域S2中。電池組13和14被安裝在相對于車輛100而言比肋條22b更靠后的第三區(qū)域S3中。如圖9所示，四個支管51至54被連接到進氣管102。圖9是示出支管51至54的設(shè)置的圖。來自進氣管102的空氣移動到四個支管51至54中。支管51的連接口被連接到為電池組11設(shè)置的進氣室114的連接口 114a。支管51被連接在電池組11的相對于車輛100而言的前側(cè)。支管51中的空氣被提供給電池組11的電池單體111。支管52的連接口 52a被連接到為電池組12設(shè)置的進氣室，并且支管52中的空氣被提供給電池組12的電池單體。支管52被連接在電池組12的相對于車輛100而言的前側(cè)。支管53的連接口 53a被連接到為電池組13設(shè)置的進氣室，并且支管53中的空氣被提供給電池組13的電池單體。支管53被連接在電池組13的相對于車輛100而言的前偵U。支管54的連接口 54a被連接到為電池組14設(shè)置的進氣室，并且支管54中的空氣被提供給電池組14的電池單體。支管54被連接在電池組14的相對于車輛100而言的后側(cè)。
如圖9所不，電子設(shè)備106被置于進氣管102下方。電子設(shè)備60被固定到下殼體22。電子設(shè)備60用于控制電池組11至15的充電和放電。系統(tǒng)主繼電器和電阻器為電子設(shè)備60的實例。系統(tǒng)主繼電器允許和禁止電池組11至15的充電和放電。系統(tǒng)主繼電器和電阻器被附到接線盒。如圖10所示，由諸如鐵的金屬形成的用作支撐部件的一部分的基座80被置于支管51至54之上?；?0也存在于進氣管102的一部分之上。基座80和支管51至54從上方觀察時相互重疊?；?0通過撐架(未示出)固定到下殼體22。通過該腿(leg)，可以將基座80定位在支管51至54之上。可以適當?shù)剡x擇用于將基座80固定到下殼體22的結(jié)構(gòu)。具體而言，只要能將基座80固定到支管51至54之上即可。盡管在該實施例中基座80和撐架相互分離，但是基座80和撐架也可以是一個整體部件。在基座80的上面設(shè)置多個雙頭螺栓81。電池組15被置于基座80的上面上。電池組15具有沿一個方向(車輛100的縱向)排列設(shè)置的多個電池單體151。在電池組15的兩端放置一對端板152。約束帶153沿車輛100的縱向延伸，并且約束帶153的兩個端部被固定到該對端板152上。兩個約束帶153被置于電池組15的上面，并且兩個約束帶153被置于電池組15的下面。通過使用約束帶153和端板152，對多個電池單體151施加約束力。兩個撐架156和158通過螺栓159a被固定到端板152上?；?0的雙頭螺栓81穿過撐架156和158并與螺母159b嚙合。進氣室154和排氣室155被設(shè)置在電池組15的兩側(cè)。進氣室154沿多個電池單體151的排列設(shè)置方向延伸，并且進氣室154的一端設(shè)置有連接口 154a。進氣室154的另一端封閉。排氣室155沿多個電池單體151的排列設(shè)置方向延伸，并且排氣室155的一端設(shè)置有排氣口 155a。排氣室155的另一端封閉。連接口 154a被設(shè)置在沿車輛100的縱向的電池組15的一端，排氣口 155a被設(shè)置在沿車輛100的縱向的電池組15的另一端。連接口 154a被連接到進氣管102，并且來自進氣管102的空氣進入進氣室154。同時，如圖11所示，基座80通過用作支撐部件的一部分的多個撐架82a至82c而固定到下殼體22。撐架82a至82c由諸如鐵之類的金屬形成。撐架82與下殼體22的下承載體221接觸，并且電子設(shè)備60中包括的屏蔽線61 (線束70的屏蔽線)被連接到兩個撐架82a之一。線束70用于對電池組11至15進行充電和放電，并且包括用于屏蔽噪聲的屏蔽線61。屏蔽線61和撐架82a通過同一緊固部件被固定到下殼體22。撐架82b被固定到下殼體22的肋條22a (參見圖8)，撐架82c被固定到下殼體22的肋條22b (參見圖8)。撐架82b貫穿下殼體22的下承載體221并與框架222的加強體222a接觸(參見圖5)。撐架82c貫穿下殼體22的下承載體221并與框架222的加強體222b接觸(參見圖5)。撐架157沿多個電池單體151的排列設(shè)置方向延伸并在LH側(cè)被固定到電池組15上?；?0的雙頭螺栓81穿過撐架157并與螺母159b嚙合。盡管圖10未示出，但是撐架157也在RH側(cè)被固定到電池組15上。通過使用三種撐架156至158將電池組15固定到基座80上?？偩€模塊被置于電池組15的上面，如參考圖6所述的。
通過撐架30將電池組12至14壓到下殼體22上。用于電池組12至14的撐架30的形狀互不相同。五個電池組11至15通過線束70而被電連接。在下殼體22的側(cè)壁中形成開口 22c，以使用于在電池組11至15與負載之間進行連接的電纜穿過開口 22c。將斷路器71固定到兩個電池監(jiān)視單元40中的一者。斷路器71用于斷開電池組11至15的線路。斷路器71包括插頭和用于插入插頭的插座，并且可通過從插座拔下插頭來斷開線路。使斷路器71穿過包殼體20的開口 20c (參見圖2)并穿過在地板101中形成的開口。因此，斷路器71突出到車艙中，操作員可以在車艙中操作斷路器71。斷路器71可以位于在座墊下面形成的空間中。此外，可使用密封部件來確保包殼體20的開口 20c與地板101之間的密封性。接下來，將參考圖12描述電池單元I的電路配置。在該實施例中，兩個電池包(battery pack) 91和92由五個電池組11至15形成并且被并聯(lián)電連接。組成電池包91的電池單體的數(shù)目和組成電池包92的電池單體的數(shù)目彼此相等。電池包91和92被連接到負載。負載的實例包括電動發(fā)電機、升壓電路和逆變器。圖10中所示的兩個電池監(jiān)視單元40中的一者用于監(jiān)視電池包91的狀態(tài)，另一電池監(jiān)視單元40用于監(jiān)視電池包92的狀態(tài)。電池包91和92的狀態(tài)參數(shù)包括電流、電壓和溫度。電壓包括電池包91和92中的每一者的電壓、每個電池單體的電壓、組成電池包91和92的多個電池單體被分成的多個塊的電壓。每個塊包括兩個或更多個電池單體。溫度包括通過測量電池包91和92中的每一者的一個或多個點而獲得的溫度。通過電池監(jiān)視單元40監(jiān)視的電流、電壓和溫度被用于控制電池組11至15的充電和放電。例如，電流被用于推定電池組11至15的充電狀態(tài)(S0C)，并被用于推定電池組11至15的劣化狀況。例如，電壓被用于防止電池組11至15的過度充電和過量放電。電池包91由兩個電池組11和15以及部分電池組13組成，其中電池組11、15和13的電池單體被串聯(lián)電連接。電池包92 由兩個電池組12和14以及部分電池組13組成，其中電池組12、14和13的電池單體被串聯(lián)電連接。電池組11至15中的每一者都具有熔斷器(fuse) 72。在電池組11和15之間設(shè)置斷路器71，并且在電池組12和14之間也設(shè)置斷路器71。這兩個斷路器71被集成到一個單元中，從而可通過拔掉斷路器71的插頭，同時斷開電池包91和92 二者的線路。系統(tǒng)主繼電器SMR_B1被連接到電池包91的正端子，系統(tǒng)主繼電器SMR_B2被連接到電池包92的正端子。系統(tǒng)主繼電器SMR_G被連接到電池包91和92的負端子。系統(tǒng)主繼電器SMR_P和電阻器73與系統(tǒng)主繼電器SMR_G并聯(lián)連接。系統(tǒng)主繼電器SMR_B1、B2、G和P被包括在電子設(shè)備60中。為了使電池包91和92與負載電連接，首先，將系統(tǒng)主繼電器SMR_B^PB2以及系統(tǒng)主繼電器SMR_P從關(guān)斷切換為導通。接著，在將系統(tǒng)主繼電器SMR_G從關(guān)斷切換為導通之后，將系統(tǒng)主繼電器SMR_P從導通切換為關(guān)斷。通過這種方式,可以對電池包91和92進行充電和放電?？赏ㄟ^將電池包91和92連接到DC電源或AC電源來對電池包91和92進行充電。接下來，將參考圖13至15描述被提供給電池單元I的空氣的流動。
如圖13所示，來自進氣管102的空氣被引入電池組15中，并且通過支管51至54被引入電池組11至14中。當空氣移動到電池組15 (如圖14中的箭頭所示)中時，空氣沿進氣室154移動并進入在相鄰的兩個電池單體151之間形成的空間。在空氣與電池單體151之間執(zhí)行熱交換，從而調(diào)節(jié)電池單體151的溫度。被引入電池組15中的空氣從進氣室154朝向排氣室155移動。熱交換后的空氣移動到排氣室155中并通過排氣室155的排氣口 155a排出。通過排氣口 155a排出的空氣移動到被上殼體21和下殼體22圍繞的空間(電池組11至15所被容納于的空間)中。通過支管51的空氣被引入到電池組11中。被引入到電池組11中的空氣沿進氣室114移動?？諝獬螂姵亟M11的兩端移動?？諝庋仉姵亟M11的排列設(shè)置方向移動，并進入在相鄰的兩個電池單體111之間形成的空間。熱在空氣與電池單體111之間交換，從而調(diào)節(jié)電池單體111的溫度。熱交換后的空氣移動到排氣室115中并通過在電池組11的兩端設(shè)置的排氣口 115a排出。通過排氣口 115a排出的空氣移動到被上殼體21和下殼體22圍繞的空間中。從支管52引入到電池組12中的空氣在進氣室中朝向電池組12的兩端移動并移動到在相鄰的兩個電池單體之間形成的空間中。與電池單體熱交換后的空氣移動到排氣室中并通過在電池組12的兩端設(shè)置的排氣口排出。通過電池組12的排氣口排出的空氣移動到被上殼體21和下殼體22圍繞的空間中。從支管53引入到電池組13中的空氣在進氣室中朝向電池組13的兩端移動并移動到在相鄰的兩個電池單體之間形成的空間中。與電池單體熱交換后的空氣移動到排氣室中并通過在電池組13的兩端設(shè)置的排氣口排出。通過電池組13的排氣口排出的空氣移動到被上殼體21和下殼體22圍繞的空間中。從支管54引入到電池組14中的空氣在進氣室中朝向電池組14的兩端移動并移動到在相鄰的兩個電池單體之間形成的空間中。與電池單體熱交換后的空氣移動到排氣室中并通過在電池組14的兩端設(shè)置的排氣口排出。通過電池組14的排氣口排出的空氣移動到被上殼體21和下殼體22圍繞的空間中。電池組13的排氣室和電池組14的排氣室沿車輛100的縱向彼此面對。包殼體20中的空氣(熱交換后的空氣)被引入排氣管106中并移動到包殼體20的外部。進入排氣管106的空氣沿排氣管106移動并通過排氣口 106b (參見圖1)排出到車輛100的外部。如參考圖11所述，根據(jù)該實施例，可以通過撐架82a、基座80以及撐架82b和82c而使屏蔽線61接地。盡管還可以將屏蔽線61延伸到加強體222a和222b，但在這種情況下會使屏蔽線61的布線復雜。在該實施例中，通過撐架82a至82c以及基座80，形成屏蔽線61的接地路徑，從而可以使屏蔽線61較短。由于基座80被置于電池組15與電池組11至14之間，因此基座80易于被加熱。放置基座80的空間被夾在電池組15與電池組11至14之間，因此，存在這樣的趨勢:熱停留在此空間內(nèi)。例如，存在這樣的情況:其中，由電池組11至14產(chǎn)生的熱量上升并到達基座80，并且熱停留在基座80中。而且，由于電子設(shè)備60被置于基座80下方，因此由電子設(shè)備60產(chǎn)生的熱可以上升并到達基座80。如果熱持續(xù)停留在基座80中，則有這樣的擔心:基座80的熱會對電池組11至15產(chǎn)生負面影響。
在該實施例中，基座80通過撐架82b和82c而被連接到下殼體22的框架222 (加強體222a和222b)，從而基座80的熱散逸到框架222。傳遞到框架222的熱被散逸到周圍環(huán)境。通過這種方式，可以防止熱停留在基座80中。在該實施例中，基座80、撐架82b和82c,以及框架222形成散熱路徑，從而可以將包殼體20中的熱釋放到包殼體20的外部。如圖11所示，撐架82b和82c被置于基座80的縱向(FR方向)上的中央?yún)^(qū)域中，并且被置于電池組11至13的縱向(RH方向)上的中央?yún)^(qū)域中。放置撐架的區(qū)域?qū)诎鼩んw20中的空間的中央，因此是最難散熱的區(qū)域。撐架82b和82c被置于這樣的區(qū)域中，以便可以通過撐架82b和82c有效地將包殼體20中的熱散逸到包殼體20的外部。此外，盡管如圖10所示電池監(jiān)視單元40被置于電池組11之上，但是可以通過撐架82b和82c將電池監(jiān)視單元40周圍的熱散逸到包殼體20的外部，這是因為撐架82b和82c被設(shè)置于夾著電池組11的位置處。通過這種方式，可以抑制電池監(jiān)視單元40的溫度升聞。盡管在該實施例中通過撐架82a至82c將基座80固定到下殼體22上，但是本發(fā)明并不限于此。例如，可以將基座80固定到上殼體21上。在這種情況下，需要為上殼體21提供與框架222對應的部件。同時，通過像在該實施例中那樣將電池組15置于中央通道IOla中，可以使用更大數(shù)目的電池組11至15形成電池單元I。由于中央通道IOla位于駕駛員座位與乘客座位之間，因此，即使當設(shè)置了中央通道IOla時，也不會對車艙內(nèi)的舒適度造成負面影響。此外，可通過將電池組15置于中央通道IOla中并將電子設(shè)備60和電池組11至14置于一個平面中，沿地板101設(shè)置電池單元I。換言之，電池單元I可以有效地沿車輛100的外表面設(shè)置，并可抑制電池單元I在車輛100的垂直方向上的尺寸增加。盡管在該實施例中將一個電池組15置于地板101的中央通道IOla中，但是本發(fā)明并不限于此。例如，可將多個電池組置于中央通道IOla中。被置于中央通道IOla中的多個電池組可以沿車輛100的縱向或沿車輛100的橫向排列設(shè)置。無需將整個電池組15置于中央通道IOla中?？蓪㈦姵亟M15的一部分置于中央通道IOla中。盡管在該實施例中，如參考圖12所述，兩個電池包91和92并聯(lián)電連接，但是本發(fā)明并不限于此。例如，電池包91和92可以串聯(lián)連接。替代地，可以采用這樣一種配置:其中使用電池組11至15形成三個或更多個電池包并且這些電池包被并聯(lián)電連接。同時，盡管在該實施例中車輛100的外部存在的空氣被提供給電池單元1，但是也可將車艙中的空氣提供給電池單元I?？梢允褂昧硪焕鋮s劑(氣體)來代替空氣。盡管在該實施例中將四個電池組11至14設(shè)置在電池組15下方，但是本發(fā)明并不限于此。具體而言，被設(shè)置在電池組15下方的電池組的數(shù)目可以是一個或多個。盡管在該實施例中電池組15和電池組11至14被設(shè)置為使得當從上方觀察時相互垂直(參見圖14)，但是本發(fā)明并不限于此。電池組15和電池組11至14可以被設(shè)置為相互交叉。被設(shè)置在電池組15下方的電池組可被排列設(shè)置為沿與電池組15的方向相同的方向取向。在其中如上所述至少兩個電池組沿垂直方向堆疊的情況下，該實施例的說明中描述的基座80以及撐架82b和82c可以被設(shè)置在相鄰的兩個電池組之間。通過該配置，由基座80支撐上段電池組，且由基座80等形成散熱路徑。已經(jīng)參考僅用于示例目的的示例性實施例描述了本發(fā)明。應該理解，本說明書并非旨在窮舉或限制本發(fā)明的形式，并且本發(fā)明可適合于在其它系統(tǒng)和應用中使用。本發(fā)明的范圍涵蓋本領(lǐng)域技術(shù)人員可構(gòu)想的各種修改和等價設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種蓄電裝置，包括: 第一電池組，其包括排列設(shè)置的多個電池單體； 第二電池組，其包括排列設(shè)置的多個電池單體，所述第二電池組被置于所述第一電池組下方； 殼體，其容納所述第一電池組和所述第二電池組；以及 支撐部件，其被固定到所述殼體并支撐所述第一電池組，所述支撐部件被置于所述第一電池組與所述第二電池組之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的蓄電裝置，其中 所述殼體包括由電絕緣材料形成的內(nèi)壁和被暴露到所述殼體外面并由金屬形成的加強框架，并且 所述支撐部件由金屬形成，貫穿所述內(nèi)壁，并與所述加強框架接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的蓄電裝置，還包括線束，所述線束包括屏蔽線并用于對所述第一電池組和所述第二電池組進行充電和放電， 其中，所述屏蔽線在這樣的部分處被連接到所述支撐部件:該部分不同于所述支撐部件與所述加強框架接觸的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的蓄電裝置，其中 多個所述第二電池組沿所述第一電池組排列設(shè)置，并且 所述加強框架位于相鄰的兩個所述第二電池組之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的蓄電裝置，其中，所述第一電池組和所述第二電池組被設(shè)置為當從所述第一電池組和所述第二電池組上方觀察時相互垂直。
6.一種車輛，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的蓄電裝置；以及 電動機/發(fā)電機，其接收來自所述蓄電裝置的電力以產(chǎn)生驅(qū)動所述車輛的動能。
全文摘要
一種蓄電裝置包括第一電池組(15)、第二電池組(11至14)以及容納所述第一電池組和所述第二電池組的殼體(22)。所述第一電池組和所述第二電池組中的每一者包括排列設(shè)置的多個電池單體(151)，并且所述第二電池組被置于所述第一電池組下方。支撐所述第一電池組的支撐部件(80)被置于所述第一電池組與所述第二電池組之間并被固定到所述殼體。
文檔編號H01M2/10GK103081166SQ201180041065
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者小崎秋弘, 福田滋, 尾崎繁人, 柘植薰, 飯?zhí)锝∷? 小林武德, 手島基成 申請人:豐田自動車株式會社