专利名称：蓄电装置和车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及蓄电装置以及包括该蓄电装置的车辆，所述蓄电装置包括多个电池组(battery stack),每个电池组包括多个电池单体(cell)。
背景技术：
在某些情况下，在车辆等上安装多个电池组。电池组通过沿一个方向排列设置(align)多个电池单体而形成，并输出用于驱动车辆的能量。当使用多个电池组时，所述多个电池组在同一平面中排列设置(参见例如公开号为2005-019231、2006-100156和2009-181896 (JP-A-2005-019231、JP-A-2006-100156 和 JP-A-2009-181896)的日本专利
申请)。当使用多个电池组时，在某些情况下，所述多个电池组沿垂直方向排列设置。在某些情况下，所述多个电池组被设置为使得当从上方观察时相互交叉。在这种情况下，下段(lower)电池组产生的热可上升并到达上段(upper)电池组。当所述多个电池组被设置为相互交叉时，来自下段电池组的热仅到达部分上段电池组。换言之，上段电池组包括受到来自下段电池组的热的影响的电池单体。在这种情况下，在上段电池组的排列设置方向上会出现电池单体中温度不均匀。当出现电池单体温度不均匀时，则有这样的担心电池单体劣化状况也会出现不均匀。
发明内容
根据本发明的一方面的蓄电装置包括第一电池组，其包括沿第一方向排列设置的多个电池单体；第二电池组，其包括沿不同于所述第一方向的第二方向排列设置的多个电池单体，所述第二电池组被置于所述第一电池组下方；以及用于冷却剂的管。所述管沿着所述第一电池组设置，并且位于所述第一电池组与所述第二电池组之间。可以设置多个所述第二电池组。所述多个第二电池组沿所述第一方向排列设置。所述管可以被连接到每个所述第二电池组并为所述第二电池组提供冷却剂。被连接到所述第二电池组的所述管在所述冷却剂的流动路径的上游侧接合在一起。换言之，所述管可以被分支并连接到每个所述第二电池组。通过该配置，与多个管未接合在一起的情况相比，所述管可被简化。所述蓄电装置还可以包括用于控制所述蓄电装置的充电和放电的电子设备，所述电子设备被置于所述多个管下方的这样的位置处该位置使得所述电子设备面向所述多个管。所述第一方向和所述第二方向相互垂直。支撑部件可以由导电材料形成,并且线束(wire harness)中的屏蔽线可被连接到所述支撑部件。通过该配置，使支撑部件和加强框架具有屏蔽线的功能并且该屏蔽线接地。此外，当使用所述支撑部件和所述加强框架时，可以缩短屏蔽线。所述线束被用于对所述第一电池组和所述第二电池组进行充电和放电。本发明的所述蓄电装置可以安装在车辆上。当来自所述蓄电装置的电力被提供给电动机/发电机时，产生用于驱动所述车辆的动能。此外，所述电动机/发电机可以将在所述车辆的再生制动期间产生的动能转换为电能，并且所述蓄电装置可以存储该电能。根据本发明，将管置于第一电池组与第二电池组之间，从而可以防止由第二电池组产生的热到达第一电池组。由此，可以抑制第一电池组因由第二电池组产生的热而部分地被加热。
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的参考标号表示相同的要素，其中图1是配备有电池单元(battery unit)的车辆的侧视图；图2是电池单元的外观图；图3是当从车辆前方观察时，电池单元和地板(floor panel)的示意图；图4是电池单元的分解图；图5是下壳体的分解图；图6是电池组的分解图；图7是电池组的固定结构的外观图；图8是电池单元的内部结构的外观图；图9是用于解释电池单元的内部结构的外观图；图10是进气管(intake duct)和支管(branch duct)的平面图；图11是进气管和支管的侧视图；图12是用于解释电池单元的内部结构的外观图；图13是上段电池组的剖面图；图14是示出电池单元的电路配置的图；图15是示出电池组的配置的示意图，其中电池单体并联连接；图16是示出包括并联连接的电池单体的电池组的一部分的平面图；图17是示出用于并联连接的总线和线束的连接配置的图；图18是示出电池单元的内部结构的侧视图；图19是用于解释电池组中空气的流动路径的图；以及
图20是用于解释电池组中空气的流动路径的图。
具体实施例方式下面将描述本发明的实施例。将描述作为本发明的实施例的电池单元，该电池单元用作蓄电装置。将参考图1描述配备有该实施例的电池单元的车辆。图1是车辆的侧视图，主要示出电池单元和用于调节电池单元的温度的机构。在图1中，箭头UP表示相对于车辆向上的方向，箭头FR表示相对于车辆向前的方向。该实施例的车辆100包括地板101、在该地板下面安装电池单元I。地板101的上面形成车舱(cabin)的一部分，因此，电池单元I位于车舱外。车舱是容纳一名或多名乘员的空间。地板101是车辆100的主体的一部分。其上安装有电池单元I的车辆100的实例包括混合动力车辆和纯电动车辆。混合动力车辆是除了电池单元I以外还配备有内燃机或燃料电池作为用于驱动车辆100的动力源的车辆。纯电动车辆是仅配备有电池单元I作为车辆100的动力源的车辆。电池单元I被连接到电动机/发电机(未示出)，该电动机/发电机接收来自电池单兀I的输出以产生用于驱动车辆100的动能。从电动机/发电机输出的扭矩通过动力传动机构而传送到车轮。可以在电池单元I与电动机/发电机之间设置升压电路(step-upcircuit)和逆变器(inverter)。当设置升压电路时，可以使电池单元I的输出电压升压或升高。当使用逆变器时，可以将从电池单元I输出的直流(DC)电力转换为交流(AC)电力，从而可以使用三相AC电动机作为电动机/发电机。电动机/发电机将车辆100的制动期间产生的动能转换为电能并将该电能输出到电池单元I。电池单元I存储从电动机/发电机提供的电力。进气管102被连接到电池单元I并被设置在车辆100中的电池单元I的前面。在进气管102的一端设置进气口 102a，空气通过进气口 102a而被吸入。进气管102的另一端102b被连接到电池单元I。为进气管102设置风机(blower) 103，并通过驱动风机103，使空气从进气管102的进气口 102a朝向电池单元I移动。尽管在该实施例中为进气管102设置了风机103，但是本发明并不限于此。只要空气能从进气管102的进气口 102a流向电池单元I即可。例如，可以为稍后描述的排气管(exhaust duct) 106设置风机103。空气净化器104被设置用于进气管102，其净化通过进气管102的进气口 102a吸入的空气。具体而言，空气净化器104使用过滤器去除空气中含有的异物。风机103和空气净化器104被设置于在车辆100的仪表盘105的前方设置的空间内。当车辆100为配备有发动机的汽车时，该空间对应于发动机室。从进气管102引入电池单元I的空气通过电池单元I的内部，并进入排气管106。空气通过电池单元I的内部，从而可调节电池单元I的温度。例如，空气从电池单元I带走热，从而冷却电池单元I。稍后将介绍空气在电池单元I中的流动。排气管106的一端106a被连接到电池单元I。排气口 106b在排气管106的另一端形成。排气管106的另一端位于后缓冲器壳107内。通过排气口 106b排出的空气移动到在后缓冲器壳107中形成的空间内。接下来，将描述电池单元I的配置。图2是电池单元I的外观图。图3是当从车辆100的前方观察时，电池单元I和地板101的示意图。图4是电池单元I的分解图。在图2中，箭头RH表示当面向车辆100的前向RF时的右方。在图4中，箭头LH表示当面向车辆100的前向时的左方。电池单元I包括五个电池组11至15以及容纳电池组11至15的包壳体(packcase)20，其中每个电池组用作电池组。在包壳体20的外围设置多个紧固部20a，这些紧固部用于将电池单元I固定到地板101上。在包壳体20的上面形成突出部20b。突出部20b向上突出并沿车辆100的纵向延伸。如图3所示,包壳体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，并沿车辆100的纵向延伸。中央通道IOla沿车辆100的横向被设置在驾驶员座位与乘客座位之间。包壳体20的突出部20b位于中央通道IOla中。在包壳体20的上面中形成开口 20c，该开口被设置用于使稍后介绍的断路器通过。如图4所示，电池单元I具有五个电池组11至15，这些电池组被上壳体21和下壳体22覆盖。上壳体21通过多个螺栓23而被固定到下壳体22上。上壳体21例如可以由包含玻璃纤维的树脂形成。电池组11至14沿车辆100的横向延伸，并且这四个电池组11至14沿车辆100的纵向排列设置。用作第一电池组的电池组15位于这四个电池组11至14上方，这四个电池组中的每一个用作第二电池组，并且电池组15沿车辆100的纵向延伸。电池组15被置于与包壳体20的突出部20b对应的位置处。具体而言，电池组15位于中央通道IOla中。下壳体22具有下承载体221和用作加强框架的框架222，如图5所示。电池组11至15被固定到下承载体221上。下承载体221通过多个螺栓24而被固定到框架222上。下承载体221例如可以由包含玻璃纤维的树脂形成。框架222可由诸如铁的金属形成。框架222用于确保下壳体22的强度并具有沿车辆100的横向延伸的加强体(reinforcement)222a和222b。框架222被固定到地板101上。接下来，将描述电池组11至15中的每一个的配置。图6是电池组11的分解图。电池组11具有沿一个方向排列设置的多个电池单体111，每个电池单体用作电池。将矩形电池单体用作电池单体111。在该实施例中，组成电池组11至15中的每个电池组的电池单体的数目彼此不同。组成电池组11至15中每个电池组的电池单体的数目可以被适当地设定。在该实施例中，根据下壳体22的形状设定组成电池组11至15中每个电池组的电池单体的数目。此外，在相邻的两个电池单体111之间设置隔板。隔板由诸如树脂的电绝缘材料形成，并且用于在电池单体111的每个表面上产生空间。可以将诸如镍氢电池或锂离子电池的二次电池用作电池单体111。可以使用电双层电容器(电容器)来替代二次电池。尽管在该实施例的电池组11至15中的每个电池组中多个电池单体沿一个方向排列设置，但是本发明并不限于此。具体而言，可以采用这样一种配置其中多个电池单体用于形成电池模块并且多个电池模块沿一个方向排列设置。在电池单体111中容纳发电元件。发电元件是可以执行充电和放电的元件。发电元件例如可以包括阴极元件(cathode element)、阳极元件(anode element)以及分隔体(spacer)，该分隔体包括被设置在阴极元件与阳极元件之间的电解质溶液。阴极元件通过在集电体的表面上形成阴极活性材料层而获得。阳极元件通过在集电体表面上形成阳极活性材料而获得。在电池单体111的上面设置阴极端子Illa和阳极端子111b。阴极端子Illa电连接到发电元件的阴极元件。阳极端子Illb电连接到发电元件的阳极元件。相邻的两个电池单体111通过总线而彼此电连接。在该实施例中，使用总线模块110，其中多条总线集成到该模块中。总线模块110被置于电池组11的上面。总线模块110具有多条总线以及保持总线的保持器。保持器由诸如树脂的电绝缘材料形成。每条总线可以被诸如树脂盖的电绝缘盖覆盖，并且该盖可被附到保持器上。在电池组11的两端设置端板112的对。约束带(restraining band) 113沿所述多个电池单体111的排列设置方向延伸，并且约束带113的两个端部被固定到端板112的对。两个约束带113被置于电池组11的上面并且两个约束带113被置于电池组11的下面。
当约束带113被固定到端板112时，端板112的对沿这样的方向设置所述方向使得这对端板112相互距离更近。通过这种方式，对夹在端板112的对之间的多个电池单体111施加约束力。在相邻的两个电池单体111之间设置分隔体，并且空气可以进入该相邻的两个电池单体111之间。进气室114和排气室115被设置在电池组11的两侧。具体而言，进气室114和排气室115设置在这样的位置处该位置使得进气室114和排气室115沿与多个电池单体111的排列设置方向垂直的方向夹着所述多个电池单体111。进气室114具有连接口 114a，来自进气管102中的空气通过该连接口 114a而进入。移动到进气室114中的空气进入在相邻的两个电池单体111之间产生的空间。空气从进气室114向排气室115移动。热在空气与电池单体111之间交换，从而可以调节电池单体111的温度。当电池单体111被充电或放电并因此产生热时，空气会从电池单体111带走热，从而可以抑制电池单体111的温度升高。已经过了两个电池单体111之间的空间的空气移动到排气室115中。在排气室115的两端设置排气口 115a，热交换之后的空气通过排气口 115a排出。通过排气口 115a排出的空气移动到在上壳体21与下壳体22之间产生的空间中。电池组12至15的配置基本上类似于电池组11的配置。组成电池组11至15中每个电池组的电池单体的数目彼此不同。组成电池组11至14中每个电池组的多个电池单体沿车辆100的横向排列设置，组成电池组15的多个电池单体沿车辆100的纵向排列设置。如图7所示，撑架(bracket)116通过螺栓117被固定到电池组11的端板112上。如图8所示，撑架116通过螺栓118被固定到下壳体22上。通过这种方式，电池组11固定到下壳体22。撑架120用于将电池组12固定到下壳体22。具体而言，撑架120被固定到电池组12的端板对并被固定到下壳体22。撑架130用于将电池组13固定到下壳体22。具体而言，撑架130被固定到电池组13的端板对并被固定到下壳体22。撑架140用于将电池组14固定到下壳体22。具体而言，撑架140被固定到电池组14的端板对并被固定到下壳体22。下壳体22具有两个肋条(rib)22a和22b。肋条22a和22b向上突出并沿车辆100的横向延伸。框架222的一部分(参见图5)形成肋条22a和22b。电池组12被安装在相对于车辆100而言比肋条22a更靠前的第一区域SI中。电池组11被安装在位于肋条22a与22b之间的第二区域S2中。电池组13和14被安装在相对于车辆100而言比肋条22b更靠后的第三区域S3中。电池组11至14不仅被固定到撑架116、120、130和140，而且还通过使用撑架30而被固定到下壳体22 (参见图12)。如图9和10所示，四个支管51至54被连接到进气管102。图9是示出支管51至54的设置的图，图10是支管51至54的平面视图。如图11所示，支管52具有凸部52b并且进气管102具有与凸部52b啮合的凹部102c。凸部52b和凹部102c相互啮合，从而支管52被固定到进气管102。图11是当沿图10中的箭头Dl的方向观察时的图。支管51、53和54也具有与支管52的凸部52b对应的凸部，并且这些凸部与进气管102的凹部102c啮合。通过这种方式，支管51、53和54被连接到进气管102。来自进气管102的空气移动到四个支管51至54中。通过图10和11中的虚线所绘制的箭头指示空气的移动方向。
支管51的连接口 51a被连接到为电池组11设置的进气室114的连接口 114a。支管51被连接在电池组11的相对于车辆100而言的前侧。支管51中的空气被提供给电池组11的电池单体111。支管52的连接口 52a被连接到为电池组12设置的进气室，并且支管52中的空气被提供给电池组12的电池单体。支管52被连接在电池组12的相对于车辆100而言的前侧。支管53的连接口 53a被连接到为电池组13设置的进气室，并且支管53中的空气被提供给电池组13的电池单体。支管53被连接在电池组13的相对于车辆100而言的前侦U。支管54的连接口 54a被连接到为电池组14设置的进气室，并且支管54中的空气被提供给电池组14的电池单体。支管54被连接在电池组14的相对于车辆100而言的后侧。如图9所不，电子设备106被置于进气管102下方。电子设备60被固定到下壳体22。电子设备60用于控制电池组11至15的充电和放电。系统主继电器和电阻器为电子设备60的实例。系统主继电器允许和禁止电池组11至15的充电和放电。系统主继电器和电阻器被附到接线盒。如图12所示，用作支撑部件一部分的基座(base) 80被置于支管51至54之上。基座80也存在于进气管102的一部分之上。基座80和支管51至54从上方观察时相互重叠。基座80具有向下延伸的腿(未示出)，并且该腿的尖端被固定到下壳体22。通过该腿，可以将基座80定位在支管51至54之上。尽管在该实施例中基座80使用该腿固定，但是本发明并不限于此。例如，撑架可以被置于相邻的两个电池组(11至14)之间并且基座可以被固定到撑架上。在基座80的上面设置多个双头螺栓81，每个双头螺栓81都是带螺纹的螺栓。电池组15被置于基座80的上面上。电池组15具有沿一个方向(车辆100的纵向)排列设置的多个电池单体151。在电池组15的两端放置一对端板152。约束带153沿车辆100的纵向延伸，并且约束带153的两个端部被固定到该对端板152上。两个约束带153被置于电池组15的上面，并且两个约束带153被置于电池组15的下面。通过使用约束带153和端板152，对多个电池单体151施加约束力。两个撑架156和158通过螺栓159a被固定到端板152上。基座80的双头螺栓81穿过撑架156和158并与螺母159b啮合。进气室154和排气室155被设置在电池组15的两侧。进气室154沿多个电池单体151的排列设置方向延伸，并且进气室154的一端设置有连接口 154a。进气室154的另一端封闭。排气室155沿多个电池单体151的排列设置方向延伸，并且排气室155的一端设置有排气口 155a。排气室155的另一端封闭。连接口 154a被设置在沿车辆100的纵向的电池组15的一端，排气口 155a被设置在沿车辆100的纵向的电池组15的另一端。连接口 154a被连接到进气管102，并且来自进气管102的空气进入进气室154。如图13所示，进气室154具有保持线束70的保持部154b。保持部154b被设置在进气室154上方，并且朝向电池单体151凹入。线束70被容纳在保持部154b中并且不从进气室154突出。设置有多个保持部154b，并且所述多个保持部154b沿进气室154的纵向(车辆100的纵向)间隔地设置。排气室155具有保持线束70的保持部155b。保持部155b被设置在排气室155上方，并且朝向电池单体151凹入。线束70被容纳在保持部155b中并且不从排气室155突出。设置有多个保持部155b，并且所述多个保持部155b沿排气室155的纵向(车辆100的纵向)间隔地设置。通过使用保持部154b和155b，将线束70固定到电池组15。通过将线束70固定到电池组15，可以容易地处理线束70和电池组15，从而容易地组装电池单元I。此外，通过将线束70容纳在保持部154b和155b中，可以防止电池单元I在图13中横向上的尺寸增加。尽管该实施例中在电池组15的进气室154和排气室155处设置保持部154b和155b，但是本发明并不限于此。可以在电池组11至14的进气室和排气室处设置与保持部154b和155b对应的部分。可以在进气室和排气室中的一者处设置与保持部154b和155b对应的部分。撑架157沿多个电池单体151的排列设置方向延伸，并被固定到排气室155。基座80的双头螺栓81穿过撑架157并与螺母159b啮合。尽管图12中未示出，但是撑架157也被固定到进气室154。通过使用三种撑架156至158，将电池组15固定到基座80上。总线模块被置于电池组15的上面，如参考图6所述的。通过撑架30将电池组12至14压到下壳体22上。用于电池组12至14的撑架30的形状互不相同。五个电池组11至15通过线束70而被电连接。在下壳体22的侧壁中形成开口 22c，以使用于在电池组11至15与负载之间进行连接的电缆穿过开口 22c。在两个电池监视单元40中的一者的附近设置断路器71。断路器71用于断开电池组11至15的线路。断路器71包括插头和用于插入插头的插座，并且可通过从插座拔下插头来断开线路。使断路器71穿过包壳体20的开口 20c (参见图2)并穿过在地板101中形成的开口。因此，断路器71突出到车舱中，操作员可以在车舱中操作断路器71。断路器71可以位于在座垫下面形成的空间中。此外，可使用密封部件来确保包壳体20的开口 20c与地板101之间的密封性。接下来，将参考图14描述电池单元I的电路配置。在该实施例中，两个电池包(battery pack) 91和92由五个电池组11至15形成并且被并联电连接。组成电池包91的电池单体的数目和组成电池包92的电池单体的数目彼此相等。电池包91和92被连接到负载。负载的实例包括电动发电机、升压电路和逆变器。图12中所示的两个电池监视单元40中的一者用于监视电池包91的状态，另一电池监视单元40用于监视电池包92的状态。电池包91和92的状态参数包括电流、电压和温度。电压包括电池包91和92中的每一者的电压、每个电池单体的电压、组成电池包91和92的多个电池单体被分成的多个块的电压。每个块包括两个或更多个电池单体。温度包括通过测量电池包91和92中的每一者的一个或多个点而获得的温度。通过电池监视单元40监视的电流、电压和温度被用于控制电池组11至15的充电和放电。例如，电流被用于推定电池组11至15的充电状态(S0C)，并被用于推定电池组11至15的劣化状况。例如，电压被用于防止电池组11至15的过度充电和过量放电。电池包91由两个电池组11和15以及部分电池组13组成，其中电池组11、15和13的电池单体被串联电连接。电池包92由两个电池组12和14以及部分电池组13组成，其中电池组12、14和13的电池单体被串联电连接。电池组11至15中的每一者都具有熔断器(fuse) 72。在电池组11和15之间设置断路器71，并且在电池组12和14之间也设置断路器71。这两个断路器71被集成到一个单元中，从而可通过拔掉断路器71的插头，同时断开电池包91和92 二者的线路。系统主继电器SMR_B1被连接到电池包91的正端子，系统主继电器SMR_B2被连接到电池包92的正端子。系统主继电器SMR_G被连接到电池包91和92的负端子。系统主继电器SMR_P和电阻器73与系统主继电器SMR_G并联连接。系统主继电器SMR_B1、B2、G和P被包括在电子设备60中。为了使电池包91和92与负载电连接，首先，将系统主继电器SMR_B^PB2以及系统主继电器SMR_P从关断切换为导通。接着，在将系统主继电器SMR_G从关断切换为导通之后，将系统主继电器SMR_P从导通切换为关断。通过这种方式,可以对电池包91和92进行充电和放电。可通过将电池包91和92连接到DC电源或AC电源来对电池包91和92进行充电。在该实施例中，电池组13中包括的两个电池单体被并联电连接。将参考图15和16描述这样的配置。图15是示出电池组13的配置的示意图，图16是示出电池组13中的总线的连接配置的图。在图15中，省略了对电池组13的电池单体的图示。在图15中，在位于电池组13的两端的两个电池单体处，线束70被连接到每个阴极端子131a。如参考图14所述的，两个线束70中的一者被连接到位于电池组12的一端的电池单体的阳极端子。另一线束70被连接到位于电池组11的一端的电池单体111的阳极端子。在电池组13中使用两种总线132和133。在该实施例中，通过由诸如树脂的电绝缘材料形成的保持器，保持总线132和133，以形成总线模块。如图16所示，第一总线132被连接到一个电池单体131的阴极端子131a和另一电池单体131的阳极端子131b。在电池组11、12、14和15中也使用与第一总线132类似的总线。第二总线133具有两个连接部133a和133b，并被连接到两个阳极端子131b。具体而言，连接部133a被连接到彼此相邻的两个电池单体131中的一者的阳极端子131b。连接部133b被连接到另一电池单体131的阳极端子131b。线束70的端子70a被连接到第二总线133。如图17所示，第二总线133具有螺栓133c。图17是沿图16中的线C_C截取的横截面图。螺栓133c与螺母133d啮合，穿透线束70的端子70a。通过这种方式，端子70a被固定到第二总线133上。保持器136保持第二总线133并由电绝缘材料形成。螺栓133c和端子70a被盖137覆盖，并且盖137被附到保持器136。将隔板134设置在螺栓133c下方。当在连接螺栓133c和端子70a的操作期间向下施加外力时，保持器136的下表面与隔板134的上表面接触。由此，可防止由连接螺栓133c和端子70a的操作导致的负载被施加到电池单体131。隔板134被置于相 邻的两个电池单体131之间，以在电池单体131的每个表面上形成空间。如稍后将描述的，用于调节电池单体131的温度的空气移动通过该空间。隔板134具有多个凸部134a，所述凸部的尖端与电池单体131接触，从而在电池单体131的每个表面上形成空间。在该实施例中，凸部134a沿图17中的横向延伸，多个凸部134a沿图17中的垂直方向设置。凸部134a的形状不限于图17所示的形状。具体而言，只要在电池单体131的每个表面上形成允许空气移动通过的空间即可。同时，在隔板134的上方和下方放置用于向电池单体131施加约束力的约束带135。通过使用第二总线133，可以使相邻的两个电池单体131并联电连接。通过这种方式，可以将组成电池组13的多个电池单体131分为两个并联连接的电池包91和92。此外，由于可以根据需要改变连接第二总线133的位置，因此可以选择被并联电连接的两个电池单体131。尽管在该实施例中第二总线133被连接到两个阳极端子131b，但是第二总线133也可以被连接到两个阴极端子131a。在这种情况下，图14所示的电池包91和92的阴极和阳极颠倒。第二总线133的形状不限于图15和16所示的形状。具体而言，只要第二总线133连接到同一极性端子并且连接到线束70即可。接下来，将参考图18至20描述被提供给电池单元I的空气的流动。如图18所示，来自进气管102的空气被引入电池组15中，并且通过支管51至54被引入电池组11至14中。当空气移动到电池组15 (如图19中的箭头所示)中时，空气沿进气室154移动并进入在相邻的两个电池单体151之间形成的空间。在空气与电池单体151之间执行热交换，从而调节电池单体151的温度。被引入电池组15中的空气从进气室154朝向排气室155移动。热交换后的空气移动到排气室155中并通过排气室155的排气口 155a排出。通过排气口 155a排出的空气移动到被上壳体21和下壳体22围绕的空间(电池组11至15所被容纳于的空间)中。通过支管51的空气被引入到电池组11中。被引入到电池组11中的空气沿进气室114移动。空气朝向电池组11的两端移动。空气沿电池组11的排列设置方向移动，并进入在相邻的两个电池单体111之间形成的空间。热在空气与电池单体111之间交换，从而调节电池单体111的温度。热交换后的空气移动到排气室115中并通过在电池组11的两端设置的排气口 115a排出。通过排气口 115a排出的空气移动到被上壳体21和下壳体22围绕的空间中。从支管52引入到电池组12中的空气在进气室中朝向电池组12的两端移动并移动到在相邻的两个电池单体之间形成的空间中。与电池单体热交换后的空气移动到排气室中并通过在电池组12的两端设置的排气口排出。通过电池组12的排气口排出的空气移动到被上壳体21和下壳体22围绕的空间中。从支管53引入到电池组13中的空气在进气室中朝向电池组13的两端移动并移动到在相邻的两个电池单体之间形成的空间中。与电池单体热交换后的空气移动到排气室中并通过在电池组13的两端设置的排气口排出。通过电池组13的排气口排出的空气移动到被上壳体21和下壳体22围绕的空间中。从支管54引入到电池组14中的空气在进气室中朝向电池组14的两端移动并移动到在相邻的两个电池单体之间形成的空间中。与电池单体热交换后的空气移动到排气室中并通过在电池组14的两端设置的排气口排出。通过电池组14的排气口排出的空气移动到被上壳体21和下壳体22围绕的空间中。
电池组13的排气室和电池组14的排气室沿车辆100的纵向彼此面对。电池组13和14沿车辆100的纵向彼此靠近。电池组13和14之间的间隔既小于电池组11和12之间的间隔也小于电池组11和13之间的间隔。当电池组13和14以这种方式被设置为彼此靠近时，存在电池组13的废热到达电池组14的电池单体的可能性。在该实施例中，例如，电池组13和14的排气室彼此面对，从而来自电池组13的排气室的热仅到达电池组14的排气室。即使当来自电池组13的热到达电池组14的排气室，该热也仅通过电池组14的排气室排出。因此，可以防止来自电池组13的热到达电池组14的电池单体。包壳体20中的空气(热交换后的空气)被引入排气管106中并移动到包壳体20的外部。进入排气管106的空气沿排气管106移动并通过排气口 106b (参见图1)排出到车辆100的外部。如图18至20所示,将电子设备60置于电池组15下方，因此，电池组15被置于由电子设备60产生的热易于上升并到达的位置处。然而，在该实施例中，电池组15与进气管102之间的接头(joint)位于电子设备60之上。此外，电子设备60面向沿垂直方向的所有支管51至54。由此，来自进气管102的空气首先到达电池组15的易于使电子设备60的热到达的部分。因此，可避免电池组15的仅仅一部分被电子设备60的热所加热。因此，可抑制多个电池单体151的在电池单体151的排列设置方向上的温度不均匀性。此外，在该实施例中，如图19所示，电池组15以及电池组11至14被设置为使得当从上方观察时，电池组15与电池组11至14交叉。在这种配置的情况下，由电池组11至14产生的热可以朝向电池组15上升。例如，由电池组11产生的热朝向电池组15中所包括的电池单体151的一部分上升。当热仅被施加到电池单体151的一部分时，在电池组15的排列设置方向上便出现电池单体151中的温度不均匀性。在该实施例中，支管51、53和51被置于电池组15与电池组11至14之间。具体而言，被连接到电池组13和14的支管53和54位于电池组11之上。被连接到电池组11、13和14的支管51、53和54位于电池组12之上。被连接到电池组14的支管54位于电池组13之上。被连接到电池组14的支管54位于电池组14之上。通过以这种方式设置的支管51、53和54，可防止由电池组11至14产生的热到达电池组15。此外，冷却空气流过支管51、53和54，从而即使当电池组11至14的热到达支管51,53和54，热也不会停留在支管51,53和54中。如上所述，该实施例防止电池组11至14的热部分地加热电池组15并抑制在电池组15的排列设置方向上的电池单体151的温度不均匀。通过对电池单体151的温度不均匀的抑制使得可以抑制由温度导致的电池单体151的劣化的变化。因此，可以均衡电池组15中的所有电池单体151的寿命，并可以使用所有电池单体151，直到寿命终止。在该实施例中，当从上方观察电池单元I时，支管51至54位于由电池组15所占据的区域内。具体而言，当从上方观察时，支管51至54不会延伸出电池组15。因此，支管51至54可以被有效地设置在电池组15与电池组11至14之间形成的空间内，从而可抑制电池单元I的尺寸增加。通过像在该实施例中那样将电池组15置于中央通道IOla中，可以使用更大数目的电池组11至15形成电池单元I。由于中央通道IOla位于驾驶员座位与乘客座位之间，因此，即使当设置了中央通道IOla时，也不会对车舱内的舒适度造成负面影响。此外，可通过将电池组15置于中央通道IOla中并将电子设备60和电池组11至14置于一个平面中，沿地板101设置电池单元I。换言之，电池单元I可以有效地沿车辆100的外表面设置，并可抑制电池单元I在车辆100的垂直方向上的尺寸增加。尽管在该实施例中将一个电池组15置于地板101的中央通道IOla中，但是本发明并不限于此。例如，可将多个电池组置于中央通道IOla中。被置于中央通道IOla中的多个电池组可以沿车辆100的纵向或沿车辆100的横向排列设置。无需将整个电池组15置于中央通道IOla中。可将电池组15的一部分置于中央通道IOla中。尽管在该实施例中，如参考图14所述，两个电池包91和92并联电连接，但是本发明并不限于此。例如，电池包91和92可以串联连接。替代地，可以采用这样一种配置其中使用电池组11至15形成三个或更多个电池包并且这些电池包被并联电连接。同时，尽管在该实施例中车辆100的外部存在的空气被提供给电池单元1，但是也可将车舱中的空气提供给电池单元I。可以使用另一冷却剂(气体)来代替空气。尽管在该实施例中电池组11至14以及电子设备60被置于电池组15下方，但是本发明并不限于此。例如，可以仅将电子设备60置于电池组15下方。电池组15包括多个电池单体151等，因此要大于电子设备60。这样，可通过沿地板101放置电池组15并将电子设备60置于电池组15下方,来相对于地板101有效地设置电池组15和电子设备60。当电子设备60被置于电池组15上方时，电池组15和电子设备60之间可能出现死空间(deadspace)。通过如在该实施例中将电子设备60设置在电池组15下方，可以抑制出现死空间。尽管在该实施例中将四个电池组11至14设置在电池组15下方，但是本发明并不限于此。具体而言，被设置在电池组15下方的电池组的数目可以是一个或多个。尽管在该实施例中电池组15和电池组11至14被设置为使得当从上方观察时相互垂直(参见图19)，但是本发明并不限于此。只要电池组15和电池组11至14被设置为相互交叉即可。已经参考仅用于示例目的的示例性实施例描述了本发明。应该理解，本说明书并非旨在穷举或限制本发明的形式，并且本发明可适合于在其它系统和应用中使用。本发明的范围涵盖本领域技术人员可构想的各种修改和等价设置。
权利要求
1.一种蓄电装置，包括 第一电池组，其包括沿第一方向排列设置的多个电池单体； 第二电池组，其包括沿不同于所述第一方向的第二方向排列设置的多个电池单体，所述第二电池组被置于所述第一电池组下方；以及 用于冷却剂的管， 其中，所述管沿着所述第一电池组设置，并且位于所述第一电池组与所述第二电池组之间。
2.根据权利要求1的蓄电装置，其中，所述蓄电装置包括多个所述第二电池组。
3.根据权利要求2的蓄电装置，其中，所述多个第二电池组沿所述第一方向排列设置。
4.根据权利要求2或3的蓄电装置，其中，所述管被连接到每个所述第二电池组并为所述第二电池组提供冷却剂。
5.根据权利要求4的蓄电装置，其中，被连接到所述第二电池组的所述管在所述冷却剂的流动路径的上游侧接合在一起。
6.根据权利要求4或5的蓄电装置，还包括用于控制所述蓄电装置的充电和放电的电子设备，所述电子设备被置于所述多个管下方的这样的位置处该位置使得所述电子设备面向所述多个管。
7.根据权利要求1至6中任一项的蓄电装置，其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
8.—种车辆，包括 根据权利要求1至7中任一项的蓄电装置；以及 电动机/发电机，其接收来自所述蓄电装置的电力以产生用于驱动所述车辆的动能。
全文摘要
一种蓄电装置包括第一电池组(15)，其包括沿第一方向排列设置的多个电池单体；第二电池组(11至14)，其包括沿不同于所述第一方向的第二方向排列设置的多个电池单体，所述第二电池组被置于所述第一电池组下方；以及用于冷却剂的管。所述管沿着所述第一电池组设置，并且位于所述第一电池组与所述第二电池组之间。
文档编号B60K1/04GK103068606SQ201180041039
公开日2013年4月24日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年8月31日
发明者小崎秋弘, 福田滋, 尾崎繁人, 水野泰俊, 原俊之, 熊谷尚宪, 饭田健司, 中川功, 小林真人, 小笠原茂之, 东慎辅, 藤原良明 申请人:丰田自动车株式会社, 矢崎总业株式会社