车辆用蓄电池单元

文档序号:10560 发布日期:2021-09-17 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 车辆用蓄电池单元 (Vehicle battery unit ) 是由 藤本真二 圷重光 于 2021-03-09 设计创作,主要内容包括:本发明所要解决的问题在于,提供一种车辆用蓄电池单元,其将高电压的蓄电池与低电压的蓄电池合并成一体,在设置的限制较多的条件下也适用。为了解决上述问题,所述车辆用蓄电池单元,具备:高电压蓄电池4,其将规定的第一规格的多个扁平型蓄电池单体16层叠而构成;低电压蓄电池5,其将规定的第二规格的多个扁平型蓄电池单体层叠而构成;及,支撑体6,其将高电压蓄电池4与低电压蓄电池5在相互绝缘的状态下作成一体化的复合蓄电池单元3,并在该层叠的方向上加压而支撑。此时,第一规格与第二规格也可以为相同规格。另外,支撑体6也可以将高电压蓄电池4与低电压蓄电池5在该层叠的方向上连结并支撑。(The present invention has been made to solve the problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle battery unit that is applicable even under conditions where many restrictions are placed, by integrating a high-voltage battery and a low-voltage battery. In order to solve the above problem, the vehicle battery unit includes: a high-voltage battery 4 configured by stacking a plurality of flat battery cells 16 of a predetermined first standard; a low-voltage battery 5 configured by stacking a plurality of flat battery cells of a predetermined second standard; and a support 6 that supports the composite battery unit 3 in which the high-voltage battery 4 and the low-voltage battery 5 are integrated while being insulated from each other, and that supports the composite battery unit by applying pressure in the stacking direction. In this case, the first specification and the second specification may be the same specification. The support 6 may couple and support the high-voltage battery 4 and the low-voltage battery 5 in the stacking direction.)

车辆用蓄电池单元

技术领域

本发明涉及一种车辆用蓄电池单元。

背景技术

已提出以下事项:在形成为板状形状的框架上保持电池单体而形成小模组,并将此小模组在框架的厚度方向上层叠多个而形成层叠单元,且将层叠单元从层叠方向的两面以散热片加压而保持为一体,由此,构成车辆用蓄电池单元(例如参照专利文献1)。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1:日本特开2005-116427号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

专利文献1的车辆用蓄电池单元,适用于电动车辆中的驱动用马达的高电压电源。另一方面,通常在电动车辆中另外搭载有相对低电压的辅助机器用蓄电池,来作为车头灯和汽车导航系统等的电源。

但是,近年来,车辆搭载有许多电气设备,它们的设置空间受到极大的限制。

本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种车辆用蓄电池单元,其将高电压的蓄电池与低电压的蓄电池合并成一体,在设置的限制较多的条件下也适用。

[解决问题的技术手段]

(1)、一种车辆用蓄电池单元,具备:高电压蓄电池(例如后述高电压蓄电池4),其将规定的第一规格的多个扁平型蓄电池单体(例如后述扁平型蓄电池单体16)层叠而构成;低电压蓄电池(例如后述低电压蓄电池5),其将规定的第二规格的多个扁平型蓄电池单体(例如后述扁平型蓄电池单体20)层叠而构成;及,支撑体(例如后述支撑体6),其将前述高电压蓄电池与前述低电压蓄电池在相互绝缘的状态下作成一体化的复合蓄电池单元(例如后述复合蓄电池单元3),并在该层叠的方向上加压而支撑。

(2)、根据(1)所述的车辆用蓄电池单元,其中,前述第一规格与前述第二规格为相同规格。

(3)、根据(1)或(2)所述的车辆用蓄电池单元,其中,前述支撑体,将前述高电压蓄电池与前述低电压蓄电池在该层叠的方向上连结并支撑。

(4)、根据(1)至(3)中任一项所述的车辆用蓄电池单元,其中,转换前述高电压蓄电池的输出电压的DC-DC(直流-直流)转换器附设于前述复合蓄电池单元(例如后述DC-DC转换器11)。

(5)、根据(4)所述的车辆用蓄电池单元,其中,在前述DC-DC转换器上附设有冷却回路(例如后述冷却回路13)。

(6)、根据(1)至(5)中任一项所述的车辆用蓄电池单元,其中,前述支撑体,具有:一对端板(例如后述端板7,8),其设置于前述复合蓄电池单元的该层叠的方向的两端部;及,一对侧板(例如后述侧板9,10),其以将前述复合蓄电池单元夹在中间的方式来连结前述一对端板之间;并且,前述侧板,在扁平型蓄电池单体的宽度方向的极耳弯折的状态下,支撑前述复合蓄电池单元的构成要素也就是前述扁平型蓄电池单体。

(7)、根据(1)至(6)中任一项所述的车辆用蓄电池单元,其中,管理前述复合蓄电池单元的状态的蓄电池管理装置(BMS)(例如后述BMS 15)附设于前述复合蓄电池单元。

(8)根据(1)至(6)中任一项所述的车辆用蓄电池单元,其中,前述支撑体,在该车辆用蓄电池单元搭载于车辆上的状态下,以前述高电压蓄电池的正极端子(例如后述正极输出端子19)位于比负极端子(例如后述负极输出端子18)更远离车辆的车体的位置的方式,支撑前述复合蓄电池单元。

(发明的效果)

在(1)的车辆用蓄电池单元中,利用支撑体,将高电压蓄电池与低电压蓄电池作成复合蓄电池单元而一体化,并在复合蓄电池单元的构成要素也就是扁平型蓄电池单体的层叠方向上加压而支撑,因此,扁平型蓄电池单体充分发挥作用,并且电源部变得紧凑,在车辆的设置的限制较多的条件下也非常适合。

在(2)的车辆用蓄电池单元中,由于构成高电压蓄电池的扁平型蓄电池单体与构成低电压蓄电池的扁平型蓄电池单体为相同规格,因此,改变相同的扁平型蓄电池单体的串联数量,由此,能够区分高电压蓄电池与低电压蓄电池,因此,部件的种类减少,制造时的管理成本降低。

在(3)的车辆用蓄电池单元中,利用支撑体,高电压蓄电池与低电压蓄电池在构成它们的扁平型蓄电池单体的层叠方向上连结并被支撑,因此,层叠方向的按压力作用于扁平型蓄电池单体相互之间,形成结构上稳定的复合蓄电池单元。

在(4)的车辆用蓄电池单元中,由于转换高电压蓄电池的输出电压的DC-DC转换器附设于复合蓄电池单元,因此,从车辆用蓄电池单元到车辆驱动用马达的电源缆线通道变得简单。

在(5)的车辆用蓄电池单元中,由于在DC-DC转换器上附设有冷却回路,因此,能够使DC-DC转换器的冷却回路兼作蓄电池的冷却回路,冷却系统的结构得到简化。

在(6)的车辆用蓄电池单元中,支撑体,具有:一对端板,其设置于复合蓄电池单元的该层叠的方向的两端部;及,一对侧板,其以将复合蓄电池单元夹在中间的方式来连结一对端板之间。利用此侧板,在扁平型蓄电池单体的宽度方向上的极耳弯折的状态下,支撑复合蓄电池单元的构成要素也就是扁平型蓄电池单体。因此,整体上紧凑的车辆用蓄电池单元得以实现。

在(7)的车辆用蓄电池单元中,由于管理复合蓄电池单元的状态的蓄电池管理装置(BMS)附设于复合蓄电池单元,因此,与复合蓄电池单元3相关的管理系统得以简化。

在(8)的车辆用蓄电池单元1中,支撑体6,在车辆用蓄电池单元1搭载于该车辆的情况下,以高电压蓄电池的正极端子位于比负极端子更远离车体的位置的方式,支撑复合蓄电池单元。因此,会降低在维修时高电压蓄电池的正极输出端子与地线(车体)短路的可能性。

附图说明

图1是示出作为本发明的一实施方式的车辆用蓄电池单元的平面图。

图2是图1的车辆用蓄电池单元的沿A-A线的剖面图。

图3是作为本发明的其他实施方式的车辆用蓄电池单元的主要部分的剖面图。

图4是作为本发明的其他实施方式的车辆用蓄电池单元的主要部分的剖面图。

图5是作为本发明的其他实施方式的车辆用蓄电池单元的主要部分的剖面图。

具体实施方式

以下,针对本发明的一实施方式,参照图式加以说明。

图1是示出作为本发明的一实施方式的车辆用蓄电池单元的平面图。

图2是图1的车辆用蓄电池单元的沿A-A线的剖面图。

在图1和图2中,车辆用蓄电池单元1构成为,在以剖面图示的蓄电池盒2中收纳有复合蓄电池单元3。复合蓄电池单元3构成为,高电压蓄电池4与低电压蓄电池5在藉由支撑体6而相互绝缘的状态下一体化,并在复合蓄电池单元的构成要素也就是扁平型蓄电池单体的层叠方向上加压而支撑。高电压蓄电池4构成为,将规定的第一规格的多个扁平型蓄电池单体层叠。此处,第一规格是指例如平均电压是几伏特的层叠电池。并且,可以是全固体蓄电池。即使为全固体蓄电池时,藉由支撑体6在扁平型蓄电池单体的层叠方向上加压而支撑,因此,充分发挥作用。低电压蓄电池5构成为,将规定的第二规格的多个扁平型蓄电池单体层叠。此处,第二规格是指例如平均电压是几伏特的电池,可以与第一规格为相同规格。车辆用蓄电池单元1尤其构成为混合动力汽车(Hybrid Vehicle;HV)和混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle;HEV)中的车辆用蓄电池单元。高电压蓄电池4主要用于驱动车辆行驶用的马达等。低电压蓄电池5用作通常的车辆的辅助机器的电源。

支撑体6具有:一对端板7,8,其设置于复合蓄电池单元3的扁平型蓄电池单体的层叠方向的两端部;及,一对侧板9,10,其以将复合蓄电池单元3夹在中间的方式来连结该一对端板7,8之间。也就是说,在复合蓄电池单元3的高电压蓄电池4侧的端部设置有端板7,在复合蓄电池单元3的低电压蓄电池5侧设置有端板8。侧板9,10配置为以将一对端板7,8之间维持一定的张力的方式,将该一对端板7,8之间连结。因此,在高电压蓄电池4和低电压蓄电池5中,在它们的扁平型蓄电池单体的层叠方向上经常会被施加按压力加压而支撑。扁平型蓄电池单体在它们的宽度方向上具有极耳(未图示)。利用一对端板7,8,在扁平型蓄电池单体的极耳弯折的状态下,支撑复合蓄电池单元3的构成要素也就是扁平型蓄电池单体。

在复合蓄电池单元3上附设有DC-DC转换器(converter)11,所述DC-DC转换器11对高电压蓄电池4的输出电压进行转换。DC-DC转换器11可以是所谓的双向的DC-DC转换器,其电连接于施加高电压蓄电池4的输出电压的两根电线之间,对电压进行转换。在图1中,将平面投影下观察到的DC-DC转换器11的外形与配置以虚线图示。

于DC-DC转换器11上附设有冷却回路13。冷却回路13构成为设置于导热绝缘构件14中的冷却液的循环路径,所述导热绝缘构件14插置于DC-DC转换器11与复合蓄电池单元3的一个壁面或极耳连接面之间。在冷却回路13中,藉由外部的冷却液泵与热交换器而被热交换的冷却液,像图1中箭头图示那样流过。

在复合蓄电池单元3上附设有管理蓄电池的状态的蓄电池管理装置(BatteryManagement System;BMS)15。如图2中概念性地示出的那样,在本例中,BMS 15与DC-DC转换器电路一起被收纳于DC-DC转换器11内。DC-DC转换器11与BMS 15也可以形成于同一底座上。

接下来,参照图1,针对高电压蓄电池4、低电压蓄电池5的结构,具体地进行说明。

高电压蓄电池4由多个扁平型蓄电池单体16层叠而构成。各扁平型蓄电池单体16,在图2的视角下,在上边的左右两端附近位置处具有正极和负极的电极极耳(未图示)。这些多个扁平型蓄电池单体16,藉由图1的连接导体17串联连接。

详细来说,对于一个扁平型蓄电池单体16,使另一个扁平型蓄电池单体16以相反的正反面关系交错地重合。如此重合后,一个扁平型蓄电池单体16的正极极耳靠近邻接的另一扁平型蓄电池单体16的负极极耳,一个扁平型蓄电池单体16的负极极耳靠近邻接的另一扁平型蓄电池单体16的正极极耳。

因此,如此将靠近的正极和负极的电极极耳以连接导体17连接,由此,能够以较短的配线(宽度较窄的导体)来构成作为扁平型蓄电池单体16的串联体的高电压蓄电池4。

与相当于串联的始端的扁平型蓄电池单体16(图1中是下方的蓄电池单体)的正极极耳相连的导体,作为高电压蓄电池4的正极输出端子19而被导出至蓄电池盒2的外部。与相当于串联的终点的扁平型蓄电池单体16(图1中是上方的蓄电池单体)的负极极耳相连的导体,作为高电压蓄电池4的负极输出端子18而被导出至蓄电池盒2的外部。

低电压蓄电池5由多个扁平型蓄电池单体20层叠而构成。各扁平型蓄电池单体20,在图2的视角下,在上边的左右两端附近位置处具有正极和负极的电极极耳(未图示)。这些多个扁平型蓄电池单体20,藉由图1的连接导体21串联连接。

与高电压蓄电池4的情况相同,对于一个扁平型蓄电池单体20,使另一个扁平型蓄电池单体20以相反的正反面关系交错地重合。如此重合后,一个扁平型蓄电池单体20的正极极耳靠近邻接的另一扁平型蓄电池单体20的负极极耳,一个扁平型蓄电池单体20的负极极耳靠近邻接的另一扁平型蓄电池单体20的正极极耳。

因此,如此将靠近的正极和负极的电极极耳以连接导体21连接,由此,能够以较短的配线(宽度较窄的导体)来构成作为扁平型蓄电池单体16的串联体的低电压蓄电池5。

与相当于串联的始端的扁平型蓄电池单体20(图1中是上方的蓄电池单体)的正极极耳相连的导体,作为低电压蓄电池5的正极输出端子22而被导出至蓄电池盒2的外部。与相当于串联的终点的扁平型蓄电池单体16(图1中上方的蓄电池单体)的负极极耳相连的导体,作为低电压蓄电池5的负极输出端子23而被导出至蓄电池盒2的外部。

在图1和图2中,车辆用蓄电池单元1的蓄电池盒2,构成为蓄电池盒主体24以盖体25密封。从设置于盖体25上的贯穿孔(未图示),高电压蓄电池4的正极输出端子19和负极输出端子18以及低电压蓄电池5的正极输出端子22和负极输出端子23,被导出至外部。另外,冷却回路13,在蓄电池盒主体24的适当位置处,设置有冷却回路13与外部连通的贯穿孔。此外,在蓄电池盒主体24的底部26,腿部27设置于图示的四处,所述腿部27用于将蓄电池盒2设置于车辆的特定部位。

如参照图2所说明,在复合蓄电池单元3上附设有蓄电池管理装置(BMS)15。在本例中,BMS 15构成为包含单体电压传感器(cell voltage sensor;CVS),所述单体电压传感器检测构成高电压蓄电池4的扁平型蓄电池单体16,16的状态(电动势)。在图2中,CVS的引线28从扁平型蓄电池单体16,16被引入已收纳有BMS 15的DC-DC转换器11处。

此外,在图1的车辆用蓄电池单元1中,支撑体6,在车辆用蓄电池单元1搭载于车辆上的状态下,以高电压蓄电池4的正极端子位于比负极端子离车体更远的位置的方式,支撑复合蓄电池单元3。

在参照图1和图2说明的车辆用蓄电池单元1中,将DC-DC转换器11设置为,以隔着导热绝缘构件14的方式与以下的表面接触,也就是使复合蓄电池单元3中的高电压蓄电池4的正极输出端子19和负极输出端子18从蓄电池盒2导出至外部的一侧的面也就是上表面。但是,DC-DC转换器11的配置并不限于此,接下来,如参照图3至图5所说明,可以进行各种选择。

图3至图5分别是在相当于图1中的A-A线位置处观察作为本发明的其他实施方式的车辆用蓄电池单元的主要部分的剖面图。

在图3至图5中,与图1和图2的对应部分标记同一符号,关于这些对应部分,引用图1和图2中的说明。

在图3的车辆用蓄电池单元l a中,将DC-DC转换器11设置为,以隔着导热绝缘构件14的方式与以下的表面接触,也就是与使复合蓄电池单元3中的高电压蓄电池4的正极输出端子19和负极输出端子18从蓄电池盒2导出至外部的一侧的面正交的面也就是侧面。

在图4的车辆用蓄电池单元1b中,将复合蓄电池单元3中的高电压蓄电池4的正极输出端子19和负极输出端子18,设置成使DC-DC转换器11经过导热绝缘构件14而与底面接触,所述底面也就是与从蓄电池盒2导出至外部的一侧的面相反的一侧的面。

在图5的车辆用蓄电池单元1c中,收纳有复合蓄电池单元3的蓄电池盒2,其腿部27设置于该蓄电池盒2的剖面上的长度方向的一端部侧,结果为,腿部27采用以下形态,即相对于预计接触的车体的安装面,从面积相对较小的投影面相对较高地延伸。如图所示,在车辆用蓄电池单元1c中,将DC-DC转换器11设置为,以隔着导热绝缘构件14的方式与以下的表面接触,也就是使复合蓄电池单元3中的高电压蓄电池4的正极输出端子19和负极输出端子18从蓄电池盒2导出至外部的一侧的面也就是与蓄电池盒2的侧面平行的表面。

根据本实施方式的车辆用蓄电池单元,会起到以下效果。

在(1)的车辆用蓄电池单元1中,利用支撑体6,高电压蓄电池4与低电压蓄电池5作成复合蓄电池单元3而一体化,并在复合蓄电池单元3的构成要素也就是扁平型蓄电池单体16的层叠方向上被加压而支撑,因此,扁平型蓄电池单体16充分发挥作用,并且电源部变得紧凑,在车辆的设置的限制较多的条件下也非常适合。

在(2)的车辆用蓄电池单元1中,由于构成高电压蓄电池4的扁平型蓄电池单体16与构成低电压蓄电池5的扁平型蓄电池单体20为相同规格,因此,改变相同的扁平型蓄电池单体的串联数量,由此,能够区分高电压蓄电池与低电压蓄电池,因此,部件的种类减少,制造时的管理成本降低。

在(3)的车辆用蓄电池单元中,利用支撑体6,高电压蓄电池4与低电压蓄电池5在构成它们的扁平型蓄电池单体16,20的层叠方向上连结并被支撑,因此,层叠方向的按压力作用于扁平型蓄电池单体相互之间,形成结构上稳定的复合蓄电池单元3。

在(4)的车辆用蓄电池单元中,由于转换高电压蓄电池4的输出电压的DC-DC转换器11附设于复合蓄电池单元3,因此,从车辆用蓄电池单元1到车辆驱动用马达的电源缆线通道变得简单。

在(5)的车辆用蓄电池单元1中,由于在DC-DC转换器11上附设有冷却回路13,因此,能够使DC-DC转换器11的冷却回路13兼作蓄电池的冷却回路,冷却系统的结构得到简化。

在(6)的车辆用蓄电池单元1中,支撑体6具有:一对端板7,8,其设置于复合蓄电池单元3的该层叠的方向的两端部;及,一对侧板9,10,其以将复合蓄电池单元3夹在中间的方式来连结一对端板之间。利用此侧板9,10,在扁平型蓄电池单体16的宽度方向上的极耳弯折的状态下,支撑复合蓄电池单元的构成要素3也就是扁平型蓄电池单体16。因此,整体上紧凑的车辆用蓄电池单元得以实现。

在(7)的车辆用蓄电池单元1中,由于管理复合蓄电池单元3的状态的蓄电池管理装置(BMS)15附设于复合蓄电池单元3,因此,与复合蓄电池单元3相关的管理系统得以简化。

在(8)的车辆用蓄电池单元1中,支撑体6,在车辆用蓄电池单元1搭载于该车辆的情况下,以高电压蓄电池4的正极端子19位于比负极端子18更远离车体的位置的方式,支撑复合蓄电池单元3。因此,会降低维修时高电压蓄电池的正极输出端子19与地线(车体)短路的可能性。

此外,虽然对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于此。也可以在本发明的宗旨范围内,适当变更细节的结构。例如,在上述图1的一例中,高电压蓄电池4采用将扁平型蓄电池单体串联的结构,也可以将这种串联的串联物多个并联,以构成实现大容量的高电压蓄电池。

附图标记

1 车辆用蓄电池单元

2 蓄电池盒

3 复合蓄电池单元

4 高电压蓄电池

5 低电压蓄电池

6 支撑体

7、8 端板

9、10 侧板

11 DC-DC转换器

13 冷却回路

14 导热绝缘构件

15 蓄电池管理装置(BMS)

16、20 扁平型蓄电池单体

17、21 连接导体

18、23 负极输出端子

19、22 正极输出端子

24 蓄电池盒主体

25 盖体

26 底部。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种锂离子电池箱火灾防护系统及自动控制方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!